BR0000155B1

BR0000155B1 - processo para produção de peças moldadas de não-tecido de fibras com acabamento de superfìcie.

Info

Publication number: BR0000155B1
Application number: BRPI0000155-4A
Authority: BR
Inventors: Franz-Josef Mueller
Priority date: 1999-01-25
Filing date: 2000-01-25
Publication date: 2010-04-06
Also published as: EP1022370A3; MY140899A; EP1022370B1; TR200000225A2; CZ300663B6; CA2296597C; ATE433511T1; TR200801781A2; TR200801782A1; CZ2000291A3; BR0000155A; PL337987A1; DE59915034D1; KR100748826B1; CA2296597A1; ES2325007T3; EP1022370A2; AR023343A1; ZA997835B; DE10000689A1

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCESSOPARA PRODUÇÃO DE PEÇAS MOLDADAS DE NÃO-TECIDO DE FIBRAS COM ACABAMENTO DE SUPERFÍCIE".

A presente invenção refere-se à produção de peças moldadasde não-tecido de fibras na base de fibras naturais e/ou sintéticas, nas quaispelo menos uma das superfícies planas, em geral, o lado visível, está aca-bada por um revestimento, particularmente por uma cobertura de alta quali-dade.

Peças moldadas dessa espécie são usadas, entre outros, naconstrução automobilística.

Peças moldadas de não-tecido de fibras são peças moldadasplanas de resina termorrígida, particularmente não-tecidos de fibras reforça-dos com resina fenólica ou resina epóxi, particularmente de material de fi-bras abertas. Para sua produção, o material de fibras e o pó de resina sãomisturados entre si, moldados para um não-tecido e, eventualmente, previ-amente endurecidos (previamente solidificados). O endurecimento se dá emuma superfície de abrasão plana, imediatamente depois da formação donão-tecido, no forno, ou o não-tecido previamente solidificado é cortado emplacas e sob aplicação de pressão, endurecido em moldes, sob modelação.Depois, as peças moldadas são estampadas (comp. Kunststoff-Handbuch,volume 10 "Duroplaste", Hanser Verlag, 2a. edição (1988), p. 763-775). Oacabamento de superfície pode dar-se durante o endurecimento do não-tecido de fibras ou em uma segunda etapa separada.

Na cobertura ocorre a formação de superfície posteriormentevisível, o material de cobertura, que é colada com auxilio de adesivos termo-plásticos (adesivos de fusão) ou com adesivos de contato especiais com apeça moldada de material de não-tecido, que agora serve como base de su-porte. Nos processos de revestimento, ocorre uma aplicação de massaspigmentadas, termoplásticas, na forma de pastas ou de soluções.

Em um processo aperfeiçoado, uma mistura termoplástica emforma de pó, com baixa viscosidade de fusão, é pulverizada sobre a superfí-cie do material de cobertura, sendo fundida por novo aquecimento e depoisresfriada. Nesse caso, forma-se sobre a superfície do material de coberturaum revestimento uniforme.

A desvantagem desse processo é que as forças de restauraçãodo material de cobertura, quando ainda quente, são mais fortes do que aforça adesiva do adesivo de fusão. Isto leva, particularmente em peças ge-ometricamente complicadas, a pontos falhos, nos quais o material de cober-tura desprende-se da base. Os efeitos de desprendimento apresentam-semais intensamente nas peças moldadas que estão expostas a freqüentesoscilações de temperatura ou irradiação solar intensa.

É, portanto, tarefa da invenção criar um processo para acaba-mento de superfície de peças moldadas de não-tecido de fibras, que emborapossa ser realizado de modo similarmente estético e simples como o pro-cesso de revestimento por fusão citado, no mesmo não se observa a des-vantagem dos efeitos de desprendimento.

A solução da tarefa se dá por um processo de acordo com asreivindicações 1 a 10, bem como por peças moldadas de não-tecido de fi-bras que foram produzidas de acordo com uma ou mais dessas reivindica-ções.

Constatou-se que também é obtido um acabamento de superfí-cie de alta qualidade de peças moldadas de não-tecido de fibras se foremusadas resinas ou misturas de resina-endurecedor termorrígidas, ainda não-endurecidas, isentas de adesivos, à temperatura ambiente, como adesivospara a cobertura. O material de cobertura dotado de um adesivo dessa es-pécie é aplicado sobre o não-tecido de fibras pré-fabricado ou sobre as pe-ças moldadas de não-tecido de fibras e a formação obtida desse modo éaquecida para uma temperatura que se situa acima da temperatura de inícioda reação de endurecimento da resina ou da mistura de resina-endurecedor.As resinas termorrígidas endurecem como um filme, que na reação de endu-recimento liga-se com a superfície do não-tecido de fibras e produz uma a-derência plana, irreversível da cobertura, que não leva a desprendimentos,mesmo a extremas diferenças de temperatura ou irradiações solares.

Isto é surpreendente pelo fato de que a viscosidade de fusão demateriais termorrigidos, em geral, é mais alta do que a de materiais termo-plásticos e a temperatura de endurecimento aplicada situa-se substancial-mente acima da temperatura de fusão dos aglutinantes termoplásticos usa-dos até agora e, portanto, as forças de restauração que se apresentam naliberação da pressão na ferramenta de pressão são substancialmente maisaltas do que no uso de materiais termoplásticos.

Resinas termorrígidas são, em geral, quebradiças. É, portanto,um outro efeito surpreendente que as coberturas revestidas de acordo com ainvenção com resinas termorrígidas, permanecem estáveis, mesmo quandoenroladas ou deformadas, não se desprendendo.

Uma outra vantagem do processo de acordo com a invençãoconsiste no fato de que o acabamento de superfície das peças moldadas denão-tecido de fibras também pode dar-se pelo fato de que as resinas termor-rígidas ou misturas de resina-endurecedor ainda não-endurecidas podem seraplicadas tanto sobre as peças moldadas de material de não-tecido pré-fabricadas como também sobre o material de cobertura. Além disso, nessaexecução de processo existe a possibilidade de que na região limite das re-sinas termorrígidas usadas para acabamento de superfície haja reticulaçãocom as resinas usadas como aglutinante das fibras têxteis. Isto ocorre parti-cularmente quando tanto para a ligação das fibras como também para o a-cabamento de superfície das peças moldadas forem usadas resinas iguaisou reativas entre si.

Além dessas reações de reticulação na região limite, outra van-tagem é a estabilidade aumentada das peças moldadas.

De acordo com a invenção, é, portanto, aplicada resina termorrí-gida ou mistura de resina-endurecedor e um material de cobertura sobre a(s)superfície(s) a ser(em) acabada(s) de peças moldadas pré-fabricadas e asunidades (formações) obtidas desse modo aquecidas para temperaturas quese situam acima do ponto de fusão e acima da temperatura de início da rea-ção de endurecimento das resinas termorrígidas. Após o endurecimento dasresinas termorrígidas, as peças obtidas com superfície acabada são traba-lhadas adicionalmente de modo em si conhecido.Uma simplificação adicional de todo o processo de produção sedá pelo fato de que a resina termorrígida, a mistura de resina-endurecedor eum material de cobertura são aplicados sobre a(s) superfície(s) pré-fabricadas a ser(em) acabada(s) de não-tecidos de fibra ou previamente so-lidificadas. As peças (formações) produzidas desse modo são aquecidas sobpressão e modelação à temperaturas que se situam acima do ponto de fu-são e acima da temperatura de início da reação de endurecimento das resi-nas usadas no revestimento e acima da temperatura de início da reação dasresinas usadas como aglutinantes no não-tecido. Nesse caso, os aglutinan-tes no não-tecido e as resinas no revestimento endurecem simultaneamentee, desde que os aglutinantes no não-tecido e as resinas do revestimento se-jam idênticos entre si ou possam reagir um com o outro, ocorre na regiãolimite uma reticulação desses materiais termorrígidos um com o outro. De-pois do endurecimento do revestimento e dos aglutinantes no não-tecido, aspeças obtidas são trabalhadas adicionalmente de modo em si conhecido.

No acabamento de superfície em ligação com um material decobertura são possíveis as seguintes variantes de processo:

• A resina termorrígida ou mistura de resina-endurecedor é aplicadasobre o não-tecido de fibras não-tratado termicamente ou previamen-te solidificado e aquecido a uma temperatura que se situa acima datemperatura de fusão, mas abaixo da temperatura de início da reaçãode endurecimento da resina. Nesse caso, a resina é fundida e distri-bui-se para uma camada fina. Sobre essa camada é aplicado o mate-rial de cobertura, diretamente ou após um resfriamento intercalado eum novo aquecimento, e, a seguir, eventualmente sob modelação, oproduto produzido desse modo é aquecido para uma temperatura a-cima da temperatura de início do endurecimento da resina e, após oendurecimento e resfriamento da resina termorrígida, o produto é tra-balhado adicionalmente de modo em si conhecido.

· A resina termorrígida ou mistura de resina-endurecedor é aplicadasobre material de cobertura e aquecida a uma temperatura que se si-tua acima da temperatura de fusão, mas abaixo da temperatura de i-nício da reação de endurecimento da resina. Nesse caso, a resina éfundida e distribui-se para uma camada fina. O material de cobertura,desse modo dotado de adesivo, é aplicado ou diretamente ou apósum resfriamento intercalado e um novo aquecimento sobre o não-tecido de fibras ainda não-tratado termicamente ou pré-fabricado e, aseguir, eventualmente sob modelação, o produto (formação) produzi-do desse modo é aquecido para uma temperatura acima da tempera-tura de início do endurecimento da resina e, depois do endurecimentoda resina termorrígida, o produto é resfriado e trabalhado adicional-mente de modo em si conhecido.

A resina termorrígida ou mistura de resina-endurecedor é aplicadasobre uma peça moldada de não-tecido de fibras endurecida e mol-dada previamente e aquecida para uma temperatura que se situa a-cima da temperatura de fusão, mas abaixo da temperatura de iníciodas reação de endurecimento da resina.

Nesse caso, a resina é fun-dida e distribui-se para uma camada fina. Sobre essa camada é apli-cado o material de cobertura diretamente ou após um resfriamento in-tercalado e um novo aquecimento e, a seguir, o produto produzidodesse modo é aquecido para uma temperatura acima da temperaturade início do endurecimento da resina e, depois do endurecimento daresina termorrígida, o produto é resfriado e trabalhado adicionalmentede modo em si conhecido.

A resina termorrígida ou mistura de resina-endurecedor é aplicadasobre material de cobertura e aquecida para uma temperatura que sesitua acima da temperatura de fusão, mas abaixo da temperatura deinício da reação de endurecimento da resina. Nesse caso, a resina éfundida e distribui-se para uma camada fina. Sobre essa camada éaplicada, diretamente ou após um resfriamento intercalado e um novoaquecimento, uma peça moldada de não-tecido de fibras endurecidae previamente moldada e, a seguir, o produto produzido desse modoé aquecido para uma temperatura acima da temperatura de início doendurecimento da resina e, depois do endurecimento da resina ter-morrígida, o produto é resfriado e trabalhado adicionalmente de modoem si conhecido.

Nas duas primeiras variantes é vantajoso usar como resina ter-morrígida para o revestimento uma resina endurecível com formaldeído, par-ticularmente um Novolak isento de endurecedor ou Novolak modificado,isento de endurecedor, quando o aglutinante no não-tecido de fibras for umamistura de uma resina endurecível com formaldeído e um material que nocalor libera formaldeído, por exemplo, uma mistura de Novolak-hexametile-notetramina. O formaldeído liberado no endurecimento desse aglutinante ésuficiente para endurecer também o Novolak fundido em camada fina. Éuma outra vantagem dessa variante de processo que, nesse caso, as emis-sões de formaldeído são consideravelmente reduzidas durante a produção.

Desse modo, resultam as seguintes execuções preferidas doprocesso:

· Um material de cobertura dotado de uma resina termorrígida ou mis-tura de resinas, endurecível com formaldeído, como adesivo, é apli-cado em uma produção em faixa contínua sobre um não-tecido de fi-bras pré-fabricado ou previamente solidificado, que contém resina en-durecível com formaldeído e um endurecedor que libera formaldeídono calor e a formação obtida é depois endurecida sob pressão, a umatemperatura que se situa acima da temperatura de início da reação deendurecimento do aglutinante usado no não-tecido de fibras e da doadesivo, sendo que o formaldeído liberado da reação de endureci-mento do aglutinante serve como endurecedor para o adesivo. Nessecaso, é obtido um produto em faixa totalmente endurecido, do qualsão estampadas ou recortadas placas de tamanho e forma desejados.

• Um material de cobertura dotado de uma resina termorrígida ou mis-tura de resinas, endurecível com formaldeído, como adesivo, é apli-cado em uma produção em faixa contínua sobre um não-tecido de fi-bras previamente solidificado ou apenas pré-fabricado, que contémresina endurecível com formaldeído ou um endurecedor que liberaformaldeído no calor e a formação obtida é endurecida a uma tempe-ratura que se situa acima da temperatura de fusão do adesivo e, amenos que seja usado um não-tecido de fibras ainda não-solidificadopreviamente, a uma temperatura acima da temperatura de fusão daresina usada como aglutinante sendo depois, resfriada e, a seguir, es-tampada ou recortada. A formação estampada ou recortada (produtosemi-acabado) é, a seguir, endurecida sob pressão e modelação, auma temperatura que se situa acima da temperatura de início da rea-ção de endurecimento do aglutinante usado no não-tecido de fibras eda do adesivo, sendo que o formaldeído liberado da reação de endu-recimento do aglutinante serve como endurecedor para o adesivo.

• Alternativamente, um material de cobertura dotado de uma resinatermorrígida, endurecível com formaldeído, como adesivo, é aplicadoem uma produção descontínua em forma recortada sobre o não-tecido de fibras pré-fabricado ou previamente solidificado e recortado,que contém uma resina endurecível com formaldeído e um endurece-dor que libera formaldeído no calor e a formação obtida é depois en-durecida a uma temperatura que se situa acima da temperatura de i-nício da reação de endurecimento do aglutinante usado no não-tecidode fibras e da do adesivo, sendo que formaldeído liberado da reaçãode endurecimento do aglutinante serve como endurecedor para o a-desivo.

A pressão aplicada nesses processos situa-se na mesma ordemde tamanho como tem sido aplicada até agora em processos corresponden-tes, de acordo com o estado da técnica.

Para cobertura de peças moldadas de não-tecido de fibras, ummaterial de cobertura dotado de uma mistura de resina-endurecedor comoadesivo, é preferivelmente aplicado em forma recortada sobre peças molda-das endurecidas e moldadas de não-tecido de fibras e a formação obtida éaquecida acima da temperatura de início da reação de endurecimento damistura de resina-endurecedor.

Para o processo de acordo com a invenção, pode ser usado omesmo material de fibras que também é usado para a produção de peçasmoldadas de não-tecido de fibras, produzidas de modo tradicional. O mesmoé, substancialmente, material de fibras abertas da reciclagem de têxteis econsiste, predominantemente, em fibras de algodão ou poliéster, mas, emgeral, também contém outras fibras, tal como, por exemplo, lã, juta, linho,sisal, fibras de poliamida ou acrila. As fibras podem conter aditivos em si co-nhecidos, tal como, por exemplo, agentes de fusão, agentes de acetinagem,fungistáticos, agentes de hidrofobização. Igualmente, também podem serusadas fibras inorgânicas como material de fibra.

Também a produção dos não-tecidos de fibras previamente soli-dificados ou da peças moldadas de não-tecido de fibras dá-se de modo emsi conhecido, tal como é descrito, entre outros, no Kunststoffhandbuch Vol.10 "Duroplaste", p. 766 a 768.

Como materiais de cobertura podem ser usadas todas as forma-ções planas igualmente, tal como, por exemplo, tecidos de alta qualidade,malhas e tecidos, tal como têm sido usadas, até agora, para cobertura depeças moldadas de não-tecido de fibras, desde que sejam suficientementeestáveis à temperatura, para que não sejam danificadas às temperaturas deendurecimento das resinas termorrígidas.

Para colar as coberturas, são apropriadas, em princípio, todasas resinas termorrígidas ou misturas de resina-endurecedor isentas de ade-sividade a temperatura ambiente, bem como misturas contendo essas resi-nas e, eventualmente, endurecedor contendo resinas modificadas em si co-nhecidas. Exemplos dessas resinas endurecíveis são resinas epóxi, poliéste-res insaturados, resinas de uréia-formaldeído, melanina-formaldeído, mela-nina-fenol-formaldeído ou fenol-aldeído, bem como combinações dessasresinas entre si, assim como com outras resinas modificadoras, particular-mente com resinas flexíveis em 5-50%, tal como, por exemplo, polivinilbuti-ral, álcoois de polivinila ou resinas de fenóxi. São preferidas resinas de fenol-formaldeído.

O revestimento direto das peças moldadas de não-tecido de fi-bras, dos não-tecidos de fibras não-endurecidos ou pré-fabricados ou dosmateriais de cobertura dá-se segundo processos em si conhecidos, comodispersão, cilindragem, espatulagem, fundição, imersão ou pulverização, sobpastas, dispersões aquosas ou soluções em solventes orgânicos correspon-dentes.

O revestimento preferido dá-se segundo o processo com pó.

Nesse caso, as resinas termorrígidas ou misturas de resina-endurecedor sãoaplicadas na forma de pós finamente divididos sobre as superfícies a seremrevestidas. Para esse fim, são particularmente apropriadas resinas ou mistu-ras de resina-endurecedor, cuja viscosidade de fusão no aquecimento sub-seqüente é tão baixa que a base seja suficientemente umedecida. A viscosi-dade de fusão preferida, medida à 175°C, é de menos que 1000 mPas. Nes-se breve aquecimento acima do ponto de fusão das resinas termorrígidas,preferivelmente por meio de irradiadores de IV, forma-se sobre o não-tecidotêxtil ou material de cobertura um filme fino e fechado da resina ou misturade resina-endurecedor, que se esfria rapidamente, tornando-se sólido e isen-to de adesividade.

Na etapa de processo seguinte, o não-tecido de fibras e o mate-rial de cobertura são unificados segundo uma execução de processo estabe-lecida e ligados entre si sob aplicação de pressão e temperatura. Depois, apeça moldada obtida é resfriada e trabalhada adicionalmente de modo em siconhecido.

Exemplo 1

A resina termorrígida usada no exemplo para acabamento desuperfície é um Novolak fenólico modificado com 10% de resina de fenóxi,com um ponto de fusão de 70°C e uma viscosidade de fusão, medida à175°C, de 420 mPas.

Por formação de não-tecido aerodinâmica, é produzido um não-tecido têxtil ainda não-endurecido, com um teor de 25% de Novolak fenólico-hexametilenotetramina como aglutinante (não-tecido de base). A esse não-tecido de fibra é conduzido um não-tecido de alta qualidade óptica (40 g/m2)(não-tecido de cobertura), revestido unilateralmente com uma camada fina(20 g/m2) do Novolak fenólico e fixado através de calor (75°C), em um forno,sobre o não-tecido de base.Depois, o não-tecido coberto desse modo é submetido, em umequipamento de calor, a 180-220°C, a um processo de modelação e endure-cimento. Nesse caso, a hexametilenotetramina existente como endurecedorno não-tecido de base, libera uma quantidade tal de formaldeído que a ca-mada de Novolak fenólico fina, existente no lado interno do não-tecido decobertura revestido, também é endurecida. É formada uma peça moldada denão-tecido têxtil com uma camada de superfície terminada, colada de modotermorrígido. Como outra vantagem dessa condução de processo, é consta-tada uma nítida redução da emissão de formaldeído, resultante do não-tecido de base.

Exemplo 2

A resina termorrígida usada no exemplo 2 para acabamento desuperfície é um Novolak fenólico, modificado com 10% em peso de resina defenóxi, com um ponto de fusão de 70°C e 6% em peso de hexametilenote-tramina.

Esse mistura de resina-endurecedor finamente dividida é dis-persada unilateralmente em camada fina sobre uma peça moldada de não-tecido têxtil endurecida e moldada, e aquecida acima da temperatura defusão. Sobre essa peça moldada de não-tecido têxtil revestida é aplicadoum não-tecido de agulha de alta qualidade óptica. Por rápido resfriamento,o não-tecido de alta qualidade é fixado sobre a peça moldada de não-tecido têxtil por meio de um filme fino, novamente fundível, com alta flexibi-lidade.

Em uma segunda etapa de processo, o revestimento fino é en-durecido por meio de temperatura e pressão, que se situa acima da tempe-ratura de início da reação de endurecimento da resina (90s, a 150°C).

Essa execução de processo possibilita o acabamento de super-fície com material de cobertura, que tem uma estabilidade térmica menor doque no exemplo 1. É uma outra vantagem dessa variante de processo que oaglutinante termorrígido no não-tecido e a resina termorrígida usada paraacabamento de superfície podem ter uma estrutura química diferente e rea-ções de reticulação diferentes.Exemplo 3

A resina termorrígida usada para acabamento de superfície noexemplo 3 é um Novolak fenólico, modificado com 10% em peso de resinade fenóxi, com um ponto de fusão de 70°C e 6% em peso de hexametileno-tetramina.

Essa mistura de resina-endurecedor finamente dividida é disper-sada unilateralmente em uma camada fina sobre um não-tecido de agulhade alta qualidade óptica e aquecida acima da temperatura de fusão da resi-na. Sobre esse não-tecido revestido é aplicada uma peça moldada de não-tecido têxtil endurecida, pré-fabricada. Por rápido resfriamento, o não-tecidode alta qualidade é fixado sobre a peça moldada de não-tecido têxtil pormeio de um filme fino, novamente fundível, com alta flexibilidade.

Claims

1. Processo para produção de peças moldadas de não-tecido defibras com acabamento de superfície, por revestimento da(s) superfície(s) aserem acabada(s) com um material de cobertura, caracterizado pelo fato deque o dito material de cobertura possui, como adesivo, uma resina termorrí-gida, endurecível com formaldeído, isenta de adesividade, o material não-tecido apresenta um aglutinante, o qual compreende uma resina termorrígi-da, endurecível com formaldeído e um endurecedor que libera formaldeídono calor, e que o formaldeído liberado da reação de endurecimento do aglu-tinante a partir do não-tecido de fibras é utilizado como endurecedor para oadesivo.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que um material de cobertura é aplicado em uma produção em faixacontínua sobre o não-tecido de fibras pré-fabricado ou previamente solidifi-cado, e a formação obtida é depois endurecida sob pressão, a uma tempera-tura que se situa acima da temperatura de início da reação de endurecimen-to do aglutinante usado no não-tecido de fibras e da do adesivo.

3. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que um material de cobertura é aplicado em uma produção em faixacontínua sobre o não-tecido de fibras previamente solidificado ou apenaspré-fabricado, e a formação obtida é depois endurecida a uma temperaturaque se situa acima da temperatura de fusão do adesivo e, eventualmente, doaglutinante usado no não-tecido de fibras, temperada e, a seguir, resfriada eem seguida, estampada ou recortada, a formação obtida é então endurecidasob pressão e modelação, a uma temperatura que se situa acima da tempe-ratura de início da reação de endurecimento do aglutinante usado no não-tecido de fibra e da do adesivo.

4. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que material de cobertura, dotado de resina termorrígida como ade-sivo, é aplicado em uma produção descontínua em forma recortada sobre onão-tecido de fibras pré-fabricado ou previamente solidificado e recortado,que contém resina fenólica e endurecedor, e a formação obtida é depoisendurecida a uma temperatura que se situa acima da temperatura de inícioda reação de endurecimento do aglutinante usado no não-tecido de fibras eda do adesivo, sendo que formaldeído liberado da reação de endurecimentodo aglutinante serve como endurecedor para o adesivo.

5. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, carac-terizado pelo fato de que a resina usada como adesivo é um Novolak isentode hexametilenotetramina.

6. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, carac-terizado pelo fato de que a resina usada como adesivo é uma resina fenólicamodificada.

7. Processo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelofato de que a resina usada como adesivo é uma resina fenólica modificadacom resina de fenóxi.

8. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 7, carac-terizado pelo fato de que a resina ou a mistura de resina-endurecedor é apli-cada em forma de pó sobre o material de cobertura.

9. Processo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelofato de que a viscosidade de fusão da resina ou da mistura de resina-endurecedor, medida a 175°C, é menor que 1000 mPas.