MXPA06006767A

MXPA06006767A - Tela tejida basada en hilos de fibra de vidrio para reforzar partes moldeadas.

Info

Publication number: MXPA06006767A
Application number: MXPA06006767A
Authority: MX
Inventors: Michel Serillon
Original assignee: Chomarat Composites
Priority date: 2003-12-18
Filing date: 2004-12-06
Publication date: 2006-12-19
Also published as: CN1894452A; NO20062927L; BRPI0417454A; CA2547620A1; EP1694892A1; FR2864112B1; ES2332369T3; JP2007514876A; EP1694892B1; FR2864112A1; DE602004023420D1; US20070117486A1; WO2005061769A1; ATE444387T1

Abstract

La tela (1) tejida inventiva se basa en hilos de alta resistencia, en particular hilos de fibra de vidrio, se usa para reforzar partes moldeadas por moldeo de transferencia de resina (RTM) y comprende hebras (3) que se colocan en una direccion de la trama y no estan perpendiculares a las hebras (2) de urdimbre. Esta tela tejida se caracteriza en una relacion Tc??Dc/Tt??Dt varia de 0.2 a 0.8, en donde Tc es el numero (2) de hebras de urdimbre, Tt es el numero (3) de hebras de trama, Dc es el numero de hebras (2) de urdimbre por unidad de longitud, Dt es el numero de hebras de trama por unidad de longitud.

Description

partes de refuerzo multi-axiales . En particular, el documento EP 0,193,479 del solicitante describe telas tejidas que comprenden hebras muy perpendiculares de trama y urdimbre . La inclinación no perpendicular de las hebras de trama y. urdimbre se obtiene al enrollar desplazadamente en la salida del telar de lanzadera. A fin de que sean posibles estas operaciones, en general es necesario que la hebra de urdimbre sea especialmente fina en comparación a las hebras de trama a fin de permitir la deformación de la tela antes de que se enrolle. Entonces es posible combinar las direcciones de fortalecimiento al sobreponer dos capas de estas telas, arreglando las hebras de trama de manera simétrica con relación a la dirección común de las hebras de urdimbre. Este montaje entonces se asocia con la tela que comprende las hebras de urdimbre más pesadas a fin de obtener una parte de refuerzo tridireccional . Se puede obtener un montaje de estas varias capas por costura o unió . Sin embargo, este tipo de parte de refuerzo tiene ciertas desventajas. En realidad, a fin de producir partes de refuerzo tridireccionales , es necesario montar tres diferentes capas y esto hace a la fabricación relativamente consumidora de tiempo y por lo tanto costosa. La parte de refuerzo obtenida también tiene un espesor relativamente grande que puede interrumpir las operaciones subsiguientes de moldeo, especialmente debido a problemas de difusión de resina. También, aparte del refuerzo obtenido de esta manera comprende por lo tanto una pluralidad de capas que contribuyen cada una a su resistencia mecánica a lo largo de un eje dado. En otras palabras, la dirección de rigidez no es homogénea a todo lo largo del espesor de la parte de refuerzo. Además, otros tipos de partes de refuerzo producidas usando técnicas conocidas, se refieren como "pliegue cruzado" . Estas telas se obtienen al sobreponer los conjuntos de hilos que pueden tener un número similar de hebras" y se arreglan por devanadores de canilla, multi-direccionales . Estos varios conjuntos de hilos que no se enmarañan sino que simplemente se sobreponen se unen entonces entre sí por operaciones de costura usando técnicas referidas como Malimo. Estas llamadas partes de refuerzo de pliegue cruzado son útiles ya que contienen hebras que tienen diferentes orientaciones que se asocian por una operación individual de costura. Sin embargo, el hecho que estas varias capas se coloquen una por arriba de la otra significa que la orientación de rigidez no es homogénea a todo lo largo del espesor de la parte de refuerzo. Además y en particular, la costura de las varias capas conjuntamente restringe de forma significativa la capacidad de deformación de la parte de refuerzo y por lo tanto le impide ser usada a fin de producir partes que tengan una geometría compleja o, de manera más general, partes que incluyan rupturas significantes en la declinación. Además, .el documento US 4,055,697 describe una parte de. refuerzo basada en tela, las hebras de trama de la cual tienen una orientación no perpendicular con relación a las hebras de la trama. Este tipo de partes de refuerzo propuesta para mejorar propiedades mecánicas en direcciones predeterminadas no es satisfactoria en términos de la capacidad de deformación. Uno de los objetos de la invención es proporcionar una parte de refuerzo para molduras de RTM que se pueda producir en un número limitado de capas de fabricación. Otro objeto es obtener una parte de refuerzo que tenga rigidez muíti-axial distribuida a todo lo largo de la parte de refuerzo. Otro objeto es hacer posible obtener partes de refuerzo que tengan un alto peso base sin incrementar el número de capas requeridas para lograr esto. Otro objeto de la invención es obtener partes de refuerzo que combinen tanto en la alta capacidad de endurecimiento y buena capacidad de deformación durante las operaciones subsiguientes de moldeo.

Breve Descripción de la Invención La invención se refiere por lo tanto a una tela tejida basada en hilo de fibra de vidrio, y de manera más general, hilos de alta tenacidad tal como hilos de poliamida aromática o carbono que se usan para reforzar partes moldeadas por moldeo de transferencia de resina (RTM) . Esta tela tejida comprende, en la dirección de la trama, hebras que no están perpendiculares a las hebras de urdimbre . De acuerdo con la invención, esta tela se caracteriza en que la relación INSERTAR FÓRMULA varía desde 0.2 a 0.8, en donde : Tc es el número de hebras de urdimbre (densidad lineal) , Tt es el número de hebras de trama (densidad lineal) , Dc es el número de hebras de urdimbre por longitud unitaria, Dt es el número de hebras de trama por longitud unitaria. En otras palabras, la invención comprende el uso, a fin de formar partes de refuerzo, de telas tejidas que, en contraste a la técnica anterior, comprende hebras de urdimbre que tienen un número relativamente alto de hebras (densidad lineal) . De esta manera, se ha encontrado que es posible producir telas por tejido que incluyen no sólo hebras de trama sino también telas de urdimbre que tienen un alto número de hebras (densidad lineal) . En otras palabras, la tela de acuerdo a la invención comprende, en la dirección del urdimbre, hebras que dan cuenta de 15 a 45 % del peso base de la capa de tela en cuestión. Esto representa una proporción mucho mayor de la observada en las telas tejidas con hebras de trama y urdimbre que no están perpendiculares, tal como la tela descrita en la patente EP 193,479. A pesar del sentido común convencional, se ha observado que es posible deformar esta tela en la salida del telar de lanzadera a fin de obtener una inclinación no perpendicular entre las hebras de urdimbre y las hebras de trama. Esta deformación se puede facilitar por ciertos patrones de tejido, especialmente en casos donde se usen tejidos en la familia de las telas cruzadas, especialmente 2/2 de sarga o 3/1 de sarga. De esta manera, es posible producir partes de refuerzo al asociar al menos dos capas de tela como se describe anteriormente y al colocarlas una por arriba de la otra. Estas dos capas se asocian de modo que las hebras de urdimbre de estas dos capas estén paralelas, las hebras de trama que tienen entonces una inclinación simétrica con relación a la dirección de las hebras de urdimbre desde una capa a la siguiente. De esta manera, se obtiene una parte de refuerzo que tiene rigidez significativa en al menos tres direcciones . Es importante señalar que las hebras de urdimbre de dos capas sobrepuestas contribuyen cada una a la resistencia mecánica en la dirección del urdimbre. En otras palabras, cada una de las capas contribuye a la resistencia total en la dirección del urdimbre. En otras . palabras , la resistencia mecánica en la dirección del urdimbre se distribuye a todo lo largo del espesor de la parte de refuerzo . De manera similar, en contraste a las estructuras tipo pliegue cruzado, las hebras orientadas en tres direcciones son accesibles en las superficies exteriores de la parte de refuerzo y por lo tanto puede retener la resina durante el moldeo. En la práctica, es posible asociar un número variable de capas dependiendo del tipo de partes de refuerzo que se desea producir. De esta manera, es posible asociar dos capas sobrepuestas en las cuales la inclinación de las hebras de trama con relación a las hebras de urdimbre sea aproximadamente a 60 grados. En este caso, la relación INSERTAR FÓRMULA definida anteriormente varía sustancialmente desde 0.3 a 0.8. De manera preferente, es aproximadamente 0.5. En otras palabras, cada una de las capas elementales de la parte de refuerzo, el urdimbre da cuenta de sustancialmente 25 a 45 % del peso base total de la capa elemental y de manera preferente da cuenta de un tercio de este peso base. Cuando se asocian dos capas elementales a fin de formar la parte de refuerzo completa, cada una de las capas contribuye a la mitad de la resistencia en la dirección del urdimbre. El peso base de las hebras de urdimbre y las hebras de trama en cada una de las direcciones 60 grados por lo tanto son sustancialmente idénticos. También es posible asociar tres capas elementales a fin de formar una parte de refuerzo de cuatro direcciones . En este caso, las dos capas externas tienen hebras de trama que están inclinadas con relación a las hebras de urdimbre. Estas dos capas externas intercalan una capa de tela tejida en la cual las hebras de urdimbre y las hebras de trama están perpendiculares. En este caso, cada una de las capas externas tiene una relación INSERTAR FÓRMULA como se define anteriormente de 0.2 a 0.8 y sustancialmente cerca de 0.33. En términos del peso base 'total de la capa elemental, esto es equivalente a declarar que el urdimbre da cuenta de 15 a 45 % y de manera preferente de aproximadamente 25 %. De esta manera, si las capas externas tienen hebras de trama orientadas a 45 grados, esto produce una parte de refuerzo de cuatro direcciones, simétrica. Las tres capas asociadas de esta manera contribuyen de manera ventajosa a aproximadamente un tercio de la rigidez total de la parte de refuerzo .

En la práctica, se pueden montar capas para formar estas partes de refuerzo de diferentes maneras, especialmente por costura o unión. En el caso preferido de unión, de manera ideal se usa un material que tiene la misma naturaleza química como aquél usado en el proceso de moldeo como un agente de unión. En realidad, en este caso, la capacidad de deformación de la parte de refuerzo se optimiza debido a que, durante el moldeo, el agente de unión se ablanda y permite el desplazamiento de las varias capas entre sí . · Breve Descripción de las Figuras La manera en la cual se incorpora la invención y sus ventajas resultantes deberá ser más evidente a partir de la descripción de la modalidad que sigue, haciendo referencia a las Figuras anexas en las cuales : La Figura 1 es ¦ una vista superior de una capa elemental producida de acuerdo con la invención. La Figura 2 es una vista superior de una parte de refuerzo formada por dos capas similares a aquélla en la Figura 1. La Figura 3 es una vista similar de una parte de refuerzo que incorpora tres capas con las capas externas que son similares a aquéllas en la Figura 1.

Descripción de las Modalidades Preferidas La tela mostrada en la Figura 1 ilustra una tela (1) producida al tejer hebras (2) de urdimbre y hebras (3) de trama basadas en hilo de fibra de vidrio. En la práctica, los hilos (o hilado) (2) usados para las hebras de urdimbre tienen un número de hebras de 300 a 2400 tex. Hay 0.5 a dos hebras/cm. En la dirección de la trama, las hebras (o hilado) (3) usadas tienen un mayor número de hebras, típicamente del orden de 600 a 4800 tex. Hay aproximadamente 0.4 a 2.5 hebras/cm. En la práctica, el número de hebras por centímetro se señala antes de la deformación y los valores observados en los conjuntos de hebras obtenidos después de la deformación se deducen por ecuaciones trigonométricas, dependiendo del ángulo de inclinación. En el ejemplo mostrado en la Figura 1, las hebras de urdimbre y las hebras de trama forman un ángulo de 60 grados entre sí, pero esta inclinación puede ser diferente y se selecciona dependiendo del número de capas asociadas a fin de formar una parte de refuerzo. De esta manera, en el ejemplo mostrado en la Figura 2, la parte (10) de refuerzo comprende dos capas asociadas, similares. Estas dos capas (11, 12) se unen de modo que las direcciones de sus hebras de urdimbre (13, 14) son absolutamente idénticas (y por lo tanto asegurados a la dirección de las hebras de urdimbre en cuestión como la dirección de referencia) . De esta manera, las hebras (15) de trama de la capa superior (11) (- 60 grados a la dirección de referencia) son simétricas con las hebras (16) de trama de la capa inferior (12) (+ 60 .grados a la dirección de referencia) con relación a la dirección (13, 14) de urdimbre. El montaje producido de esta manera tiene una estructura tri-axial simétrica en tres direcciones que se desplazan entre sí por 60 grados. La Figura 3 muestra otra modalidad de una parte de refuerzo formada por tres capas diferentes (21, 22, 23) . Las capas externas (21, 23) se forman al tejer hebras de urdimbre y trama en un ángulo de 45 grados entre sí. Estas dos capas (21, 23) se orientan de modo que las hebras de trama (24) , (-45 grados a la dirección de .referencia) de la capa superior (21) son simétricas con las hebras de trama (25) (+45 grados a la dirección de referencia) de la capa inferior (23) con relación a la dirección común de las hebras (26) de urdimbre. Estas dos capas (21, 23) se separan por una capa intermedia (22) formada por tejido convencional, es decir, urdimbre (27) y trama (28) en ángulos rectos (0 grados y 90 grados a la dirección de referencia) . En una modalidad especial, las hebras (26) de urdimbre de la capa superior (21) tienen un número de hebras de 1200 tex y hay 2.55 hebras/cm. De esta manera, las hebras (26) de urdimbre de la capa superior tienen un peso base de aproximadamente 305 g/m2. Las hebras (24) de trama tienen un número de hebra de 4800 tex y una densidad de 1.90 hebras/cm, por lo tanto esto da cuenta de un peso base del orden de 916 g/m2. Las hebras (26) de urdimbre dan cuenta por lo tanto sustancialmente de un cuarto del peso base de la capa superior (21) . La capa inferior (23) tiene la misma composición como la capa superior (21) pero está orientada de manera simétrica en un ángulo opuesto de 45 grados. La capa intermedia (22) comprende hebras (27) de urdimbre que tienen un número de hebra de 1200 tex con una densidad de 2.50 hebras/cm que es equivalente a un peso base de urdimbre del orden de 300 g/m2. Las hebras (28) de trama tienen un número de hebra de 4800 tex y hay 1.90 hebras/cm que es equivalente a un peso base de 912 g/m2. Las varias capas (21, 22, 23) se asocian entre sí por películas de agente (30, 31) de unión, basados típicamente en polvo de resina epoxi o polvo de resina poliéster aplicado a una proporción de 5 g/m2 por capa. La superficie o superficies externas de la parte de refuerzo también pueden acomodar la misma resina como las capas (30, 31) , permitiendo de esta manera la unión a presión en caliente con otras partes de refuerzo. La parte (20) de refuerzo completa tiene un peso base del orden de 3600 g/m2. El peso base es sustancialmente 910 g/m2 para las hebras orientadas a 0 grados, + 45 grados, + 90 grados y -45 grados con relación a la dirección de las hebras de urdimbre. Se señala que las hebras paralelas a la dirección de urdimbre se distribuyen sobre las tres capas de la parte de refuerzo. Será evidente de las descripciones anteriores que la invención tiene la ventaja de tener varias direcciones preferidas de rigidez, aunque el número de capas referidas es menor que lo necesario en soluciones de acuerdo a la técnica anterior. También es altamente deformable, especialmente durante la realización a alta temperatura; en realidad, el ablandamiento por calor (a temperatura del orden de 120 °C) la resina de unión entre las capas hace posible que las capas de la parte de refuerzo se deslicen entre sí y cada capa es capaz de deformarse de manera individual, y esto asegura que se pueda deformar fácilmente la parte de refuerzo completa.

Claims

REIVINDICACIONES 1. Tela tejida basada en hilos de alta tenacidad, en particular hilos de fibra de vidrio, usada para reforzar partes obtenidas por moldeo de transferencia de resina (RTM) y que comprende hebras que están arregladas en una dirección de la trama y no están perpendiculares a las hebras del urdimbre, caracterizada en que la relación INSERTAR FÓRMULA varía desde 0.2 a 0.8 donde : Tc es el número de hebras de urdimbre (densidad lineal) , Tt es el número de hebras de trama (densidad lineal) , Dc es el número de hebras de urdimbre por unidad de. longitud, Dt es el número de hebras de trama por unidad de longitud.
2. Tela tejida según la reivindicación 1, caracterizada en que la inclinación de las hebras de trama con relación a las hebras de urdimbre es de 30 a 80 grados.
3. Tela tejida según la reivindicación 1, caracterizada en que el tejido es del tipo sarga, en particular 2/2 de sarga.
4. Parte de refuerzo formada por al menos dos capas textiles como se indica en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, colocada una por arriba de la otra, las hebras de urdimbre de las cuales son paralelas desde una capa a la otra y las hebras de trama de la cual tienen una inclinación simétrica con relación a la dirección de las hebras de urdimbre desde una capa a la otra.
5. Parte de refuerzo según la reivindicación 4, caracterizada en que comprende dos capas colocadas una por arriba de la otra, cada una de las cuales tiene una relación INSERTAR FÓRMULA de 0.3 a 0.8 y de manera preferente de aproximadamente 0.5.
6. Parte de refuerzo según la reivindicación 5, caracterizada en que la inclinación de las hebras de trama con relación a las hebras de urdimbre es de aproximadamente 60 grados.
7. Parte de refuerzo según la reivindicación 4, caracterizada en que comprende tres capas colocadas una por arriba de la otra, específicamente dos capas como se indica en la reivindicación 1 que tiene hebras de trama que están inclinadas con relación a las hebras de urdimbre y una capa de tela tejida basada en hilos de fibra de vidrio con hebras de urdimbre y trama perpendiculares, cada una de estas capas que tiene una relación INSERTAR FÓRMULA de 0.2 a 0.8 y de manera preferente de cerca de 0.33.
8. Parte de refuerzo según la reivindicación 7, caracterizada en que las hebras de trama de las capas inclinadas tiene una inclinación de aproximadamente 45 grados .
9. Parte de refuerzo según la reivindicación 4, caracterizada en que las capas se montan por unión.
10. Parte de refuerzo según la reivindicación 9, caracterizada en que la unión se obtiene usando un material que tiene la misma naturaleza química como aquella usada en el proceso de moldeado.