MXPA99005526A - Producto extruido por estirado reforzado axial y transversalmente - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un producto extruido por estirado reforzado consiste de:una matriz polimérica que tiene una primera porción final y una segunda porción final, y define un eje del producto extruido por estirado que se extiende de la mencionada primera porción final a la mencionada segunda porción final;y al menos una fibra de refuerzo rizada embebida en la matriz polimérica y que se extiende en una dirección paralela al eje del producto extruido por estirado.

Description

PRODUCTO EXTRUIDO POR ESTIRADO REFORZADO AXIAL Y TRASVERSALMENTE ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La presente invención describe productos extruídos por estirado reforzados y en particular, a un producto extruído por estirado reforzado con fibras de vidrio, en donde una porción de las fibras de vidrio es rizada para que suministren refuerzo transversal, y un proceso para la producción de tal producto extruído por estirado reforzado. De conformidad a la metodología del extruído por estirado convencional, donde es requerido para reforzar axial y transversalmente estructuras termoplásticas o termofraguables para proveer, refuerzo axial o transversal, es incorporado a un tejido, hilvanado o tela no-tejida o rejilla de fibras de vidrio al material termoplástico o termofraguado. Sin embargo, con el extruído por estirado termoplástico, es preferible que la trama o tela sea preimpregnada con el material termoplástico o formar capas con fibras termoplásticas para conseguir un buen empapado del vidrio. Tales pasos de preimpregnación o formación de capas representan un costo y consumo de tiempo adicional para procesos de extruído por estirado termoplástico convencional. En consecuencia, hay una necesidad para un producto extruído por estirado reforzado axial y transversalmente y un proceso correspondiente de extruído por estirado conveniente y de bajo costo para producir tal producto.

COMPENDIO DE LA INVENCIÓN Esta necesidad es lograda por la presente invención en donde un producto extruído por estirado reforzado es suministrado incluyendo fibras de refuerzo rizadas, orientadas longitudinalmente. El producto extruído por estirado es moldeado en un aparato de extruído por estirado por calentamiento de un conjunto de hebras compuestas mientras permite a las fibras poliméricas en alguna de las hebras a encogerse, entonces causar el rizado asociado a las fibras de refuerzo dentro de esas hebras compuestas . De conformidad con una modalidad de la presente invención, un producto extruído por estirado reforzado es suministrado incluyendo una matriz polimérica que tiene una primera porción final y una segunda porción final, y define un eje del producto extruído por estirado que se extiende desde la primera porción final a la segunda porción final, y por lo menos una fibra de refuerzo rizada embebida en la matriz polimérica y que se extiende en una dirección substancialmente paralela al eje del producto extruído por estirado. El producto extruído por estirado reforzado preferiblemente adicionalmente incluye además por lo menos una fibra de refuerzo linear embebida en la matriz polimérica y se extiende en una dirección substancialmente paralela al eje del producto extruído por estirado. La matriz polimérica puede incluir un material termoplástico capaz de hacer fibras, por ejemplo, un material seleccionado del grupo consistente de tereftalato de polietileno, tereftalato de polibutileno, nylón, polipropileno y sulfuro de polifenileno. La fibra de refuerzo rizado puede incluir un material seleccionado del grupo consistente de vidrio, grafito, un material de aramida, un metal como el acero y un material revestido de metal. Las fibras de refuerzo lineal pueden exceder en numero a las fibras de refuerzo rizado. Específicamente, una relación de fibras de refuerzo rizado a lineal puede ser de aproximadamente 85 a 15; sin embargo, la relación puede también ser de 15 a 85 o alguna otra relación dependiendo de los requerimientos de carga de la aplicación pretendida y del diseño del producto extruído por estirado. La matriz polimérica puede incluir aproximadamente del 20% hasta el 80% del peso del producto extruído por estirado reforzado. El producto extruído por estirado reforzado puede incluir una hoja de material que tiene un espesor de aproximadamente 0.254 mm (0.01") hasta 2.54 cm (1.0"), preferiblemente, de aproximadamente 1.27-mm (0.05"), y un ancho aproximadamente por encima de 152.4-m-m (6") . Está contemplado por la presente invención que el ancho del producto extruído por estirado es una función del diseño del molde de extruído por estirado utilizado para moldear el producto reforzado. De conformidad con otra modalidad de la presente invención, un producto extruído por estirado reforzado consiste de una matriz polimérica que tiene una primera porción final y una segunda porción final, y definiendo un eje del producto extruído por estirado que se extiende de la primera porción final - a la segunda porción final, y por lo menos una fibra de refuerzo no lineal substancialmente embebida en la matriz polimérica. La fibra de refuerzo no lineal se extiende desde una primera fibra de refuerzo no lineal final a una segunda fibra de refuerzo no lineal final a lo largo de una trayectoria no lineal, en donde la trayectoria no lineal se extiende en una dirección longitudinal, y en donde la dirección longitudinal está substancialmente paralela al eje del producto extruído por estirado. Preferiblemente el producto extruído por estirado reforzado adicíonalmente incluye por lo menos una fibra de refuerzo axial embebida en la matriz polimérica. La fibra de refuerzo axial se extiende desde una primera fibra de refuerzo axial final a una segunda fibra de refuerzo axial final junto a una trayectoria lineal, en donde la trayectoria lineal está substancialmente paralela al eje del producto extruído por estirado. De conformidad con aún otra modalidad de la presente invención, es suministrado un proceso de extruído por estirado en donde un conjunto de hebras compuestas es tensado en cuanto es consolidado en un molde de extruído por estirado, el proceso incluye los pasos de: suministrar de un conjunto de hebras compuestas en donde cada una de las hebras incluye por lo menos una fibra de refuerzo y al menos una fibra polimérica, designar una o más de las hebras compuestas como un primer subconjunto del conjunto de hebras compuestas y designando una o más de las hebras compuestas como un segundo subconjunto del conjunto de hebras compuestas; aplicando una fuerza de tensión suplementaria a cada una o más de las hebras del primer subconjunto de hebras; calentando el conjunto de hebras compuestas para que al menos una fibra polimérica de cada una o más hebras del segundo subconjunto de hebras compuestas se encojan para causar el refuerzo de fibras en cada una o más hebras dentro del segundo subconjunto de hebras compuestas para rizar; y consolidando el conjunto de hebras compuestas calentadas en un ensamble de molde de extruído por estirado para formar un producto extruído por estirado reforzado. La fibra polimérica puede incluir una fibra polimérica preestirada parcial o totalmente orientada. La fuerza de tensión suplementaria puede variar desde alrededor de 8.88 N (2 libras fuerza) hasta aproximadamente 111 N (25 libras fuerza) por hebra. La fuerza de tensión suplementaria es preferiblemente aplicada a cada una o más hebras del primer subconjunto de hebras por un mecanismo tensor ya que una o más hebras del primer subconjunto pasan a través del mecanismo tensor sin aplicar una fuerza de tensión suplementaria a una o más hebras del segundo subconjunto de hebras . El paso de calentamiento puede incluir el calentamiento de las hebras compuestas a una temperatura de preformado, en donde la temperatura de preformado es menor que la temperatura del punto de fusión de por lo menos una fibra polimérica. La temperatura de preformado puede ser de aproximadamente 15 °C (59°F) menor que la temperatura del punto de fusión de por lo menos una fibra polimérica. El paso de consolidación puede incluir la aplicación de vibración ultrasónica a una porción del molde de extruído por estirado.

De conformidad con todavía otra modalidad de la presente invención, un aparato de extruído por estirado es proporcionado incluyendo: un ensamble de suministro de hebras compuestas actuante para proveer a los subconjuntos primero y segundo de una o más hebras compuestas . Cada una de las hebras compuestas incluye al menos una fibra de refuerzo y por lo menos una fibra polimérica. El aparato adicionalmente incluye un mecanismo tensor de hebras compuestas dispuesto de tal manera que una o más hebras del primer subconjunto de hebras compuestas sean tensadas por el mecanismo tensor; un mecanismo de preformado operativo para calentar los subconjuntos primero y segundo de hebras compuestas de tal manera que al menos una fibra polimérica de cada una o más hebras del segundo subconjunto de hebras compuestas encoja para causar por lo menos una fibra de refuerzo en cada una o más fibras del segundo subconjunto de hebras compuestas a rizar; y un operativo ensamble de molde de extruído por estirado para moldear un producto con hebras compuestas calentadas . El ensamble de suministro de hebras compuestas preferiblemente incluye una variedad de distintas fuentes de hebras compuestas. El mecanismo tensor de hebras compuestas preferiblemente incluye un conjunto de una a más barras tensoras u otros dispositivos tensores en contacto con el primer subconjunto de una o más hebras compuestas . El mecanismo de preformado puede incluir una placa perforada adaptada para distribuir a los primeros y segundos subconjuntos de hebras compuestas relacionadas una con la otra. El ensamble de molde de extruído por estirado puede incluir un ensamble de molde de extruído por estirado ultrasónico. En consecuencia, es un objetivo de la presente invención proporcionar un producto extruído por estirado reforzado a bajo costo en donde una porción de sus fibras de refuerzo son rizadas para así proveer refuerzo transversal, y un aparato y proceso correspondiente de bajo costo para la producción del mencionado producto reforzado de extruído por estirado. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Fig. 1 es una ilustración esquemática, parcialmente separada, de un aparato y proceso de extruído por estirado de conformidad con la presente invención; La Fig. 2 es una ilustración esquemática de un producto extruído por estirado reforzado en conformidad con la presente invención; La Fig. 2 A es una ilustración esquemática de una porción del producto extruído por estirado reforzado exhibido en la Fig. 2; y La Fig. 3 es una vista en perspectiva de un producto extruído por estirado reforzado en conformidad a la presente invención en donde el producto incluye una sección transversal de perfil "U". MODALIDAD PREFERIDA Y DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN En referencia a la Fig. 1, un aparato de extruído por estirado 10 en conformidad a una modalidad de la presente invención incluye un ensamble de suministro de hebra compuesta 12, un mecanismo tensor de hebra compuesta 14, un mecanismo de preformado 16, y un ensamble de molde de extruído por estirado 18.

El ensamble de suministro de hebra compuesta 12, incluye una variedad de fuentes de hebras compuestas distintas en el moldeo de una serie de carretes 20 montados en un bastidor 22. Cada carrete 20 incluye una hebra compuesta 24 enrollada alrededor del carrete 20. Cada hebra compuesta 24 es alimentada a través de un ojo guía correspondiente 23. De esta manera, el ensamble de suministro de hebra compuesta 12 es eficaz para proporcionar un primer conjunto de hebras compuestas 26 y un segundo subconjunto de hebras compuestas 28. El mecanismo tensor de hebra compuesta 14, el cual incluye un conjunto de barras tensoras u otros dispositivos tensores 15, por ejemplo, pesas, dispositivos cargados a resorte, en contacto con el primer subconjunto de hebras compuestas 26 se dispone de manera que el primer subconjunto de hebras 26 son tensadas por el ensamble tensor 14. En una particular modalidad de la presente invención, un total de 54 hebras compuestas son suministradas por el ensamble de suministro 12. El primer subconjunto de hebras compuestas 26 incluye cuarenta y seis (46) de las cincuenta y cuatro (54) hebras compuestas 24 mientras el segundo subconjunto de hebras compuestas 28 incluye las restantes ocho (8) hebras compuestas 24. Cada hebra compuesta 24 incluye fibras poliméricas y de refuerzo las cuales no están mostradas en la Fig. 1 porque pueden no ser observadas en la figura de la escala ilustrada. La solicitud de Patente de Los Estados Unidos No. de Serie 08/311,817, presentada el 26 de Septiembre, de 1994, cuya descripción se incorpora en la presente por referencia, enseña una manera de producir la hebra compuesta 24. Las fibras de refuerzo incluyen un material seleccionado del grupo constituido de vidrio, incluyendo el vidrio-S, el vidrio-E, una fibra hueca, grafito, un material aramida, metal o fibras revestidas de metal y cualquier otro tipo de material de refuerzo fibrerizable. Las fibras poliméricas incluyen un material seleccionado del grupo constituido de tereftalato de polietileno, tereftalato de polibutileno, nylón, polipropileno, sulfuro de polipropileno y cualquier otro material termoplástico fibrerizable. Adicionalmente, las fibras poliméricas utilizadas en la presente invención son aquellas que tienden a encogerse bajo el calor del mecanismo de preformado 16. Por ejemplo, las fibras poliméricas que son estiradas u orientadas durante su producción para alcanzar la más alta resistencia tensil son sujetas a encogimiento bajo calentamiento y, en consecuencia, son adecuadas para ser usadas con la presente invención. En una modalidad de la presente invención, las fibras de refuerzo consisten de fibras de vidrio E, que tienen un diámetro de sección transversal de aproximadamente 15 micrones hasta aproximadamente 23 micrones y las fibras poliméricas consisten de fibras de polipropileno que tienen similares medidas al alcanzar un buen empapado. Las hebras compuestas pueden incluir aproximadamente del 15% hasta el 85% por peso de fibras de refuerzo pero para un mejor empapado y menor desperdicio, aproximadamente del 40% hasta cerca del 60% de polímero ha obtenido buenas propiedades del producto. El mecanismo de preformado 16 incluye una placa que tiene orificios a través de los cuales las respectivas hebras 24 son hiladas en orden a la posición de las hebras compuestas 24 relacionadas una con la otra en una configuración aproximada a la forma final deseada de un producto extruído por estirado 30. El mecanismo de preformado 16 está operativo para calentar los subconjuntos primero y segundo de hebras compuestas 26, 28. Sobre una exposición al calor generado por el mecanismo de preformado 16 se encogen las fibras poliméricas de los subconjuntos primero y segundo de hebras compuestas 26, 28. El encogimiento de las fibras poliméricas en una hebra compuesta particular 24 dentro del segundo subconjunto de hebras compuestas 28 crea una fuerza acumulada la cual causa el rizado de las correspondientes fibras de refuerzo en la misma hebra compuesta 24, por ejemplo, asume substancialmente orientaciones no lineales. Las fibras de refuerzo son forzadas a rizarse en respuesta a las fuerzas acumuladas porque las fibras de refuerzo no encogen con las fibras políméricas. El encogimiento de las fibras poliméricas en una hebra compuesta particular 24 dentro del primer subconjunto de hebras compuestas 26 no causan el correspondiente refuerzo de fibras en la misma hebra compuesta para rizar a causa de la tensión suplementaria aplicada al primer subconjunto de hebras compuestas 26.

Las hebras compuestas precalentadas 24 son consolidadas en un ensamble de molde de extruído por estirado 18 para moldear un producto extruído por estirado 30 que tiene una deseada sección transversal definida por la forma particular del ensamble del molde de extruído por estirado 18. Un ensamble de rodillo de tracción 32 jala el producto extruído por estirado 30 en una dirección axial durante la extruído por estirado. Esta tracción tiende a reducir el rizado creado en las fibras de refuerzo. En consecuencia, el ensamble del molde de extruído por estirado 18 puede ser seleccionado a tal grado que el rizado no es substancialmente reducido durante la extruído por estirado. El ensamble del molde de extruído por estirado ultrasónica descrito en la Patente de Los Estados Unidos No. 5,091,036, a Taylor, en donde la vibración ultrasónica es aplicada a una porción de un molde de extruído por estirado, es un ejemplo de un aparato de extruído por estirado el cual minimiza la tensión de jalado a través del ensamble del molde y, como resultado, es bien apropiado para usarlo con la presente invención. Está contemplado por la presente invención, sin embargo, pueden ser usados esos moldes de extruído por estirado distintos que los ensambles de moldes de extruído por estirado ultrasónica. Una sección de enfriamiento del producto 34, preferiblemente se suministra el enfriamiento de atomizador de niebla de agua, por debajo de la línea del ensamble del molde de extruído por estirado 18 para enfriar el producto de la extruído por estirado 30 en un rango más rápido de lo que sería a través de la pura exposición al aire ambiente.

En operación, con referencia adicional a la Fig. 1, a pesar de que todas las hebras compuestas 24 son tensadas a un grado conforme ellas son jaladas a través del ensamble del molde de extruído por estirado 18 por el ensamble de rodillo de tracción 32, los dispositivos tensores 15 del mecanismo tensor de hebra compuesta 14 aplican una fuerza de tensión suplementaria al primer subconjunto de hebras compuestas 26 conforme el primer subconjunto de hebras 26 son jaladas a través del mecanismo tensor 14. La fuerza de tensión suplementaria evita el rizado de las fibras de refuerzo en el primer subconjunto de hebras 26 cuando pasan a través del mecanismo de preformado 16 y el ensamble del molde de extruído por estirado 18. La magnitud de las fuerzas de tensión suplementarias es al menos lo suficientemente grande para asegurar que las fibras de refuerzo en el primer subconjunto de hebras 26 no se rizan. Por ejemplo, donde las fibras poliméricas incluyen polipropileno y donde las fibras de refuerzo incluyen fibras de vidrio-E, la tensión suplementaria aplicada al primer subconjunto de hebras 26 es de aproximadamente 44.4 N (10 libras fuerza) mientras la tensión en el segundo subconjunto de hebras 28 es puramente la necesaria para descargar las hebras del ensamble de suministro de hebras compuestas 12 y estirar las hebras a través del mecanismo de preformado 16 y el ensamble del molde de extruído por estirado 18. Como se observó con anterioridad, a causa de que ninguna tensión suplementaria es aplicada al segundo subconjunto de hebras compuestas 28 en la modalidad ilustrada y porque el ensamble del molde de extruído por estirado 18 y el ensamble de rodillo de tracción 32 son distribuidos de tal forma que la tensión de tracción necesaria no es suficientemente grande para evitar que al menos haya una cantidad de rizado de las fibras de refuerzo, el encogimiento de las fibras poliméricas dentro el segundo subconjunto de las hebras compuestas 28 causa que las fibras de refuerzo dentro del segundo subconjunto de hebras compuestas 28 se ricen, es decir., se doblan o distorsionan. Está contemplado por la presente invención que diferentes niveles de rizado pueden ser logrados por variación del grado el cual las fibras poliméricas son preestiradas u orientadas. Específicamente, una fibra polimérica la cual es estirada hasta seis veces su longitud normal durante la orientación de la fibra causará proporcionalmente más rizado que una fibra polimérica la cual es estirada a dos veces su longitud normal durante la orientación. En el mecanismo de preformado 16, las hebras compuestas 24 son calentadas a una temperatura de preformado en el orden de aproximadamente 175°C (350°F) hasta 200°C (400°F) . Por ejemplo, en una modalidad de la presente invención, la temperatura de preformado es de aproximadamente 15°C (59°F) menor que la temperatura del punto de fusión de las fibras poliméricas. Con referencia ahora a las Figuras 2 y 2A, en donde elementos similares son referidos como números de referencia similares, un producto extruído por estirado reforzado distinto o un corte 30' formado del producto extruído por estirado 30 mostrado en la Fig.l incluye una matriz polimérica 36 que tiene una primera porción final 38 y una segunda porción final 40 y define un eje del producto extruído por estirado 42 que se extiende desde la primera porción final 38 a la segunda porción final 40. La matriz polimérica es formada, a través del proceso de extruído por estirado descrito arriba, de las fibras poliméricas presentes en la hebra compuesta 24. Al menos una fibra de refuerzo rizado 44 es embebida en, es decir, al menos parcialmente rodeada por, la matriz polimérica 36 y se extienden una en dirección substancialmente paralela al eje del producto extruído por estirado 42. El producto extruído por estirado reforzado 30', adicionalmente incluye por lo menos una fibra de refuerzo lineal 46 embebida en la matriz polimérica 36 y que se extiende en una dirección substancialmente paralela al eje del producto extruído por estirado 42. En la modalidad ilustrada, las fibras de refuerzo lineal y rizado 44, 46 son formadas, a través del proceso de extruído por estirado descrito arriba, a partir las fibras de refuerzo presentes en la hebra compuesta 24. El producto extruído por estirado 30' está axialmente reforzado por las fibras de refuerzo lineal 46 y es transversalmente reforzada por las fibras de refuerzo rizadas 44. Las fibras de refuerzo rizadas 44 consisten substancialmente de fibras de refuerzo no lineal, cada una se extiende desde una primera fibra final de refuerzo no lineal, indicada generalmente en 48, hacia una segunda fibra final de refuerzo no lineal, indicada generalmente en 50, a lo largo de una trayectoria no lineal, indicada generalmente por la línea punteada 52. En la modalidad ilustrada, las primera y segunda terminales de fibra reforzada no lineal se extienden a las primera y segunda porciones finales 38, 40 de la matriz 36. Sin embargo, se contempló que las primeras y segundas fibras de refuerzo no lineal pueden tener una longitud la cual es menor que la distancia longitudinal de la matriz 36 y, por lo tanto, no puede extenderse a ambas porciones finales 38, 40 de la matriz 36. La trayectoria no lineal 52 generalmente se extiende en una dirección longitudinal, indicada generalmente por flechas 54, la dirección longitudinal 54 es substancialmente paralela al eje del producto extruído por estirado 42. Las fibras de refuerzo lineal 46 incluyen fibras de refuerzo axial, cada una se extiende desde una primera fibra final de refuerzo axial, indicada generalmente en 56, hacia una segunda fibra final de refuerzo axial, indicada generalmente en 58, a lo largo de una trayectoria lineal, indicada generalmente por unas líneas punteadas 60. Los primeros y segundos extremos de las fibras de refuerzo axial 56, 58 se extienden a la primera y segunda porción final 38, 40 de la matriz 36 en la modalidad ilustrada. La trayectoria lineal 60 es también substancialmente paralela al eje del producto extruído por estirado 42. El número relativo de fibras de refuerzo lineal y rizado 44, 46 presentes en el producto extruído por estirado reforzado puede variar dependiendo del grado deseado de refuerzo axial y transversal para un particular producto extruído por estirado. En una modalidad de la presente invención, la multiplicidad de fibras de refuerzo lineal excede en número a las fibras de refuerzo rizado. Específicamente, la relación de fibras de refuerzo rizado a lineal es de aproximadamente 85 a 15. Similarmente, las cantidades relativas de y colocación del material polimérico y fibras de refuerzo en el producto extruído por estirado reforzado varía dependiendo de las propiedades deseadas de un particular producto extruído por estirado. En una modalidad de la presente invención, la matriz polimérica puede variar pero mejores resultados son alcanzados con aproximadamente del 40% al 50% del peso total del producto extruído por estirado reforzado incluyendo el material polimérico. Las dimensiones del producto extruído por estirado en sl mismas pueden variar de aplicación a aplicación. Está contemplado por la presente invención que más de un tipo de fibras de refuerzo puede ser utilizado dentro del producto extruído por estirado 30' de tal manera que las fibras de refuerzo incluyen al menos un primer conjunto de fibras de refuerzo comprendiendo un primer material de fibras de refuerzo y al menos un segundo conjunto de fibras de refuerzo incluyendo un segundo material de fibras de refuerzo. Por ejemplo, cuando las fibras de aramida tienden a ser más fuertes pero más costosas que muchas fibras de refuerzo, para alcanzar el esfuerzo incrementado en un costo menor, el proceso de extruído por estirado descrito arriba puede ser adaptado tal como el 10% de las fibras de refuerzo son fibras de aramida mientras las fibras de refuerzo restantes son hechas de otro material adecuado. Similarmente, el 10% de las fibras de refuerzo pueden ser un material conductivo mientras que las fibras de refuerzo restantes son formadas de otro material apropiado. Es adicionalmente contemplado por la presente invención que una o más hebras de fibras de refuerzo no compuestas pueden ser combinadas con las hebras compuestas durante el proceso de extruído por estirado tal como las hebras no compuestas son embebidas dentro de la matriz del producto extruído por estirado final. Las hebras de las fibras de refuerzo no compuestas pueden ser suministradas en forma de carretes montados sobre el bastidor 22. Las hebras de fibras de refuerzo pueden ser formadas de un material seleccionado del grupo consistente de vidrio, incluyendo vidrio-S, y vidrio-E, fibras huecas, grafito, un material de aramida, metal o un material revestido de metal. Con referencia ahora a la Fig. 3, está contemplado por la presente invención que el producto de la extruído por estirado reforzado 30' puede ser un diseño de canal alargado incorporando una sección transversal de perfil "U". De ésta manera, el producto extruído por estirado reforzado 30' funciona como un miembro estructural resistente a los esfuerzos torsionales. Por ejemplo, aunque el número de hebras tensadas y no tensadas variará de acuerdo a las necesidades del producto particular, en una modalidad de la presente invención que incorporan el corte transversal en forma de U, 50% de las hebras son tensadas y 50% de hebras no son tensadas. Habiendo descrito la invención en detalle y con referencia a las modalidades preferidas de la misma, será aparente que las modificaciones y variaciones son posibles sin apartarse del alcance de la invención definido en las reivindicaciones adjuntas. Es adicionalmente contemplado que las fuerzas de tensión suplementaria pueden ser aplicadas al segundo subconjunto de hebras compuestas 28. Sin embargo, el tensado suplementario del primer subconjunto de hebras compuestas 26 deberá exceder a aquellas del segundo subconjunto de hebras 28.

Claims (27)

1. REIVINDICACIONES 1. Un producto extruído por estirado reforzado consiste de: una matriz polimérica que tiene una primera porción final y una segunda porción final, y define un eje del producto extruído por estirado que se extiende de la mencionada primera porción final a la mencionada segunda porción final; y al menos una fibra de refuerzo rizada embebida en la matriz polimérica y que se extiende en una dirección paralela al eje del producto extruído por estirado.
2. 2. Un producto extruído por estirado reforzado de conformidad con lo reivindicado en la reivindicación 1 adicionalmente incluye al menos una fibra de refuerzo lineal embebida en la matriz polimérica y que se extiende en una dirección substancialmente paralela al eje del producto extruído por estirado.
3. 3. Un producto extruído por estirado reforzado de conformidad con lo reivindicado en la reivindicación 1 en donde la matriz polimérica incluye un material termoplástico capaz de hacer fibras .
4. 4. Un producto extruído por estirado reforzado de conformidad con lo reivindicado en la reivindicación 1 en donde la matriz polimérica incluye un material seleccionado del grupo consistente de tereftalato de polietileno, tereftalato de polibutileno, nylón, polipropileno y sulfuro de polifenileno.
5. 5. Un producto extruído por estirado reforzado de conformidad con lo reivindicado en la reivindicación 1 en donde la fibra de refuerzo rizado incluye un material seleccionado del grupo consistente de vidrio, grafito, un material de aramida, un material metálico y un material revestido de metal.
6. 6. Un producto extruído por estirado reforzado de conformidad con lo reivindicado en la reivindicación 2 en donde al menos una fibra de refuerzo lineal incluye una pluralidad de fibras de refuerzo lineal y en donde la pluralidad de fibras de refuerzo lineal exceden en número a por lo menos una fibra de refuerzo rizado.
7. 7. Un producto extruído por estirado reforzado como es solicitado en la reivindicación 6 e-n donde una relación de fibras de refuerzo rizado a lineal es de aproximadamente 85 a 15.
8. 8. Un producto extruído por estirado reforzado de conformidad con lo reivindicado en la reivindicación 1 en donde la matriz polimérica incluye aproximadamente 40% hasta cerca del 50% del peso del producto extruído por estirado reforzado.
9. 9. Un producto extruído por estirado reforzado de conformidad con lo reivindicado en la reivindicación 1 en donde el producto extruído por estirado incluye una hoja de material que tiene un espesor de aproximadamente 0.254 mm (0.01") hasta cerca de 25.4 mm (1.0") y un ancho de aproximadamente 15.24 cm (6").
10. 10. Un producto extruído por estirado reforzado incluye: una matriz polimérica que tiene una primera porción final y una segunda porción final, y define un eje del producto extruído por estirado que se extiende de una primera porción final a la segunda porción final; y por lo menos una fibra de refuerzo no lineal substancialmente embebida en la matriz polimérica, la mencionada fibra de refuerzo no lineal se extiende desde una primera fibra final de refuerzo no lineal a una segunda fibra final de refuerzo no lineal a lo largo de una trayectoria no lineal en una dirección longitudinal, en donde la trayectoria no lineal se extiende en una dirección longitudinal, y en donde la dirección longitudinal es substancialmente paralela al eje del producto extruído por estirado.
11. 11. Un producto extruído por estirado reforzado de conformidad con lo reivindicado en la reivindicación 10 adicionalmente incluye por lo menos una fibra de refuerzo axial embebida en la matriz polimérica, la fibra de refuerzo axial se extiende desde una primera fibra final de refuerzo axial a una segunda fibra final de refuerzo axial a lo largo de una trayectoria lineal, en donde la trayectoria lineal es substancialmente paralela al eje del producto extruído por estirado.
12. 12. Un producto extruído por estirado reforzado de conformidad con la reivindicación 1 en donde una pluralidad de fibras de refuerzo rizadas son suministradas y en donde la pluralidad de fibras de refuerzo rizadas incluyen por lo menos un primer conjunto de fibras de refuerzo y que comprenden un primer material de fibras de refuerzo y por lo menos un segundo conjunto de fibras de refuerzo que consisten de un segundo material de fibra de refuerzo.
13. 13. Un proceso de extruído por estirado en donde un conjunto de hebras compuestas son tensadas cuando son consolidadas en un molde de extruído por estirado, el proceso consiste de los pasos de: suministrar un conjunto de hebras compuestas en donde cada una de las hebras incluye por lo menos una fibra de refuerzo y por lo menos una fibra polimérica; designar una o más hebras compuestas como un primer subconjunto del mencionado conjunto de hebras compuestas y designa una o más hebras compuestas como un segundo subconjunto del mencionado conjunto de hebras compuestas. aplicar una fuerza de tensión suplementaria a cada una o más hebras del primer subconjunto de hebras; calentar el conjunto de hebras compuestas para que al menos una fibra polimérica de cada una o más hebras dentro del segundo subconjunto de hebras compuestas sean encogidas para causar el refuerzo de la fibra en cada una o más hebras del segundo subconjunto de hebras compuestas a rizar; y consolidar el conjunto de hebras compuestas calentadas en un ensamble de molde de extruído por estirado para moldear un producto extruído por estirado reforzado.
14. 14. Un proceso de extruido por estirado de conformidad con lo reivindicado en la reivindicación 13, en donde por lo menos una fibra polimérica incluye al menos una fibra polimérica orientada parcialmente.
15. 15. Un proceso de extruído por estirado de conformidad con lo reivindicado en la reivindicación 13 en donde la fuerza de tensión suplementaria varía de aproximadamente 8.88 N (2 Ib fuerza) a 111 N (25 Ib fuerza) por hebra.
16. 16. Un proceso de extruído por estirado de conformidad con lo reivindicado en la reivindicación 13 en donde la fuerza de tensión suplementaria es aplicada a cada una o más hebras del primer subconjunto de hebras por un mecanismo tensor como se dijo a una o más hebras del primer subconjunto de hebras que pasa a través del mecanismo tensor.
17. 17. Un proceso de extruído por estirado de conformidad con lo reivindicado en la reivindicación 13 en donde la fuerza de tensión suplementaria es aplicada a cada una o más hebras del primer subconjunto de hebras sin aplicar una fuerza de tensión suplementaria a una o más hebras del segundo subconjunto de hebras .
18. 18. Un proceso de extruído por estirado de conformidad con lo reivindicado en la reivindicación 13 en donde el paso de calentamiento incluye el calentamiento de las hebras compuestas a una temperatura de preformado, en donde la temperatura de preformado es menor que la temperatura del punto de fusión de por lo menos una fibra polimérica.
19. 19. Un proceso de extruído por estirado de conformidad con lo reivindicado en la reivindicación 18 en donde la temperatura de preformado es de aproximadamente 15°C (59°F) menor que la temperatura del punto de fusión de por lo menos una fibra polimérica.
20. 20. Un proceso de extruído por estirado de conformidad con lo reivindicado en la reivindicación 13 en donde el paso de consolidación incluye aplicar vibración ultrasónica a una porción del molde de extruído por estirado.
21. 21. Un proceso de extruído por estirado de conformidad con lo reivindicado en la reivindicación 13 adicionalmente incluye los pasos de suministro de una o más hebras de fibras de refuerzo no compuestas y combinar una o más hebras de fibras no compuestas con las hebras compuestas anterior al paso de calentamiento.
22. 22. Un aparato de extruído por estirado consiste de: un ensamble de suministro de hebras compuestas operativo para suministrar al primer y segundo subconjuntos una o más hebras compuestas, cada una de las hebras compuestas incluye por lo menos una fibra de refuerzo y por lo menos una fibra polimérica; un mecanismo tensor de hebras compuestas arreglado para que una o más hebras compuestas del primer subconjunto de hebras compuestas sean tensadas por el mecanismo tensor. un mecanismo de preformado operativo para calentar al primer y segundo subconjuntos de hebras compuestas para que al menos una fibra polimérica de cada una o más hebras del segundo subconjunto de hebras compuestas encoja para causar que al menos una fibra reforzada en cada una o más hebras del segundo subconjunto de hebras compuestas sea rice; y un ensamble de molde de extruído por estirado operativo para moldear un producto extruído por estirado con las hebras compuestas calentadas .
23. 23. Un aparato de extruído por estirado de conformidad con lo reivindicado en la reivindicación 22 en donde el ensamble de suministro de hebras compuestas incluye una pluralidad de hebras compuestas de distintas fuentes.
24. 24. Un aparato de extruído por estirado de conformidad con lo reivindicado en la reivindicación 22 en donde el mecanismo tensor de hebras compuestas incluye un conjunto de uno o más dispositivos tensores en contacto con el primer subconjunto de una o más hebras compuestas .
25. 25. Un aparato de extruído por estirado de conformidad con lo reivindicado en la reivindicación 22 en donde el mecanismo de preformado incluye una placa perforada adaptada para organizar al primero y segundo subconjuntos de hebras compuestas relacionados uno con el otro.
26. 26. Un aparato de extruído por estirado de conformidad con lo reivindicado en la reivindicación 22 en donde el ensamble del molde de extruído por estirado incluye un molde de extruído por estirado ultrasónico.
27. 27. Un aparato de extruído por estirado de conformidad con la reivindicación 22 en donde el ensamble de suministro de hebras compuestas incluye por lo menos una distinta fuente de hebra no compuesta.