BR102013023583A2 - Processo para fabricação de material composto e material composto - Google Patents

Abstract

Processo para fabricação de material composto e material composto a presente invenção refere-se a um novo processo para fabricação de material composto (1) dotado de uma superfície de acabamento (12) e uma superfície de montagem (13), que compreende as seguintes etapas: etapa (i), aquecimento por contato de pelo menos uma manta (11) dotada de fibras naturais misturadas com fibras sintéticas, o aquecimento ocorrendo até pelo menos uma temperatura de amolecimento das fibras sintéticas; etapa (ii), disposição da manta (11) aquecida na etapa (i) nas cavidades de um molde seguida de prensagem; etapa (iii), esfriamento da manta (11) moldada na etapa (ii) até pelo menos uma temperatura de endurecimento da superfície de acabamento (12); etapa (iv), injeção de resina plástica para formação de encaixes ou porções estruturais em regiões predefinidas na superfície de montagem (13); e etapa (v), resfriamento do conjunto obtido na etapa (iv) até pelo menos uma temperatura de endurecimento

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCESSO PARA FABRICAÇÃO DE MATERIAL COMPOSTO E MATERIAL COMPOSTO". A presente invenção refere-se ao campo de materiais e estruturas e revela um material composto por fibras naturais misturadas com fibras de polipropileno para serem aplicadas em um processo de moldagem por compressão, seguido de uma segunda operação de injeção de resina plástica.

Descrição do Estado da Técnica Atualmente, existem diversas soluções de materiais e processos desenvolvidos para aplicações estruturais, entre eles os utilizados para o revestimento de automóveis, aeronaves, estruturas da construção civil e naval, entre outras. Tais elementos, quando agregados, são capazes de oferecer diferentes propriedades e características consoante à necessidade e aplicação a que se destinam. Tais materiais podem ser denominados como materiais compostos.

Em essência, estes materiais compostos aplicados em estruturas e revestimentos são atualmente fabricados a partir de pelo menos alguns dos seguintes elementos: • Fibras; • Resina ou matriz; • Endurecedores ou agentes de cura da resina; • Desmoldantes. É oportuno dizer que os materiais compostos são definidos como materiais formados de dois ou mais constituintes com distintas composições, estruturas e propriedades e que são separados por uma ou mais interfaces. O objetivo principal na produção de materiais compostos é o de combinar diferentes materiais para produzir uma peça com propriedades superiores às dos componentes unitários.

Adicionalmente, as propriedades dos compostos são controladas principalmente pelas propriedades de seus constituintes, sua distribuição, dispersão, interação destas com uma matriz bem como sua forma e tamanho. No momento em que se conhecem as propriedades individuais de cada material e o modo como os componentes interagem entre si, pode-se projetar um material ideal para uma dada aplicação. Adicionalmente, os materiais compostos são também projetados para atender aplicações que necessitem de um conjunto de propriedades específicas, sejam elas estruturais, térmicas, elétricas, tribológicas, ópticas entre outras.

Em razão disto, os métodos ou processos de fabricação deste tipo de materiais para aplicação estrutural têm fundamental participação na definição das propriedades físicas do produto final. Entre os diversos métodos disponíveis, aqueles mais pertinentes a presente invenção serão mais detalhadamente descritos a seguir.

Cumpre notar ainda que, dependendo da aplicação a que se destina determinada peça, muitas vezes faz-se necessários que a mesma tenha pontos de fortalecimentos ou regiões para fixação, sendo usualmente utilizada resina plástica injetada para tal função.

Tomando, por exemplo, a produção do forro interno de uma porta de um veículo automóvel, onde uma das porções está virada para a parte interna da porta e a outra porção, dotada do acabamento, está virada para o habitáculo, um dos processos disponíveis diz respeito sobreinjeção simultânea à moldagem. Este processo consiste em imediatamente após concluída a prensagem (fechamento da prensa), injetar resina plástica, fazendo uso de um sistema injetor acoplado à prensa.

No entanto, este processo apresenta diversos inconvenientes, tal como a necessidade de se ter um molde complexo, pois incorpora todos os requisitos necessários ao de moldagem (Sistema de Alimentação do Revestimento, Sistema para conformar negativos se houverem, Sistema para alimentar a Manta de Fibra Natural) e todos os necessários para Injeção (Ângulo de saída, Extração, refrigeração, Sistema de Injeção).

Assim, os Moldes para atender todos estes requisitos requerem maior tempo de Projeto, maiores dimensões e peso, maior tempo de construção e custo elevado para construção e manutenção. Ademais, os materiais de revestimento para este processo precisam ter resistência muito maior ao calor e pressão para não ocorram marcas das regiões sobreinjetadas na área externa (visível). Há também uma limitação quanto aos materiais e acabamentos a serem utilizados, bem como dificuldade na obtenção da sensação de maciez, o que é nos dias de hoje praticamente impossível ou muito sutil para este processo.

Por fim, além do alto refugo decorrente deste processo, os ciclos de produção são maiores e, por conta de todas as dificuldades construtivas não, é viável a produção com mais de uma cavidade, gerando como consequência baixa uma produtividade e um custo/peça superior.

Outro processo do estado da técnica é alcançado pela sobrein-jeção durante o revestimento. Este processo consiste em inserir em um processo de injeção convencional o material de revestimento no molde para que a injeção seja feita sobre o mesmo. Neste caso todo o componente é injetado e não partes, como ocorre no processo acima descrito.

Usualmente este processo é aplicado em tecidos, laminados vi-nílicos ou olefínicos, laminados rígidos em ABS, Policarbonato, TPO, etc.. Observe-se que no caso dos tecidos, os moldes são convencionais de Injeção dotados de um sistema de injeção, que minimiza a pressão interna na cavidade durante a injeção e também de um sistema para fixação dos tecidos. Cumpre notar que os tecidos para esta aplicação têm obrigatoriamente que ser dotados de bases que impeçam a migração do plástico injetado para superfície externa, o que provocaria um efeito visualmente desagradável.

Desse modo, os tecidos tem que ter um alongamento mínimo predeterminado para suportar o estiramento e não podem ter espumas espessas para não comprometer a aparência após a Injeção. Assim, usualmente, as dimensões dos blanks (tanto Fibra Natural quanto os revestimentos, são os materiais cortados no tamanho e formato necessários para se fabricar os produtos) destes tecidos têm que ser maiores que em outras alternativas para se conseguir obter a peça revestida. Problema idêntico ocorre quando utilizados laminados vinílicos ou olefínicos.

Quando se sobreinjeta sobre laminados rígidos, os moldes tam- bém tem que estar dotados de sistemas de Injeção que gerem baixa pressão interna na cavidade, sendo também necessário um sistema para gerar vácuo de modo a sustentar o laminado, obrigatoriamente conformado em outro processo paralelo. Por sua vez, o laminado deve ser conformado a vácuo, com o inconveniente do ajuste do molde ser bastante complexo e o consumo de laminado ser elevado.

Até o presente momento não foi encontrada uma solução que permita alcançar, em consonância a um processo de fabricação otimizado, um material composto comercialmente viável e capaz de poder ser conformado em geometrias complexas, sem moldes onerosos, que seja capaz de transformar o moldado em fibra natural aplicável e competitivo em áreas onde a necessidade de ter elementos fixadores ou características estruturais são um fator limitante e excessivamente oneroso por demandarem moldes complexos para que consigam ser desmoldadas.

Objetivos da Invenção É, portanto, um objetivo da presente invenção prover um processo para fabricação de um material composto de uma base de fibras naturais misturadas com fibras de polipropileno, material esse dotado também de elementos fixadores ou características estruturais obtidas através de uma etapa de injeção de resina plástica aplicada subsequentemente à etapa de moldagem do material composto. É também um objetivo da presente invenção prover um processo para fabricação para um material composto dotado também de elementos fixadores ou características estruturais, processo esse que seja capaz de reduzir a quantidade de material utilizado e a complexidade do molde, resultando em uma redução do custo do produto final.

Por fim, é um objetivo da presente invenção prover um material composto material composto dotado também de elementos fixadores ou características estruturais que não apresente os defeitos e deformações oriundos da etapa de injeção nas faces dotadas de acabamento.

Breve Descrição da Invenção Os objetivos da presente invenção são alcançados por meio de um processo para fabricação de material composto dotado de uma superfície de acabamento e uma superfície de montagem, que compreender as seguintes etapas: Etapa (i), aquecimento por contato de pelo menos uma manta dotada de fibras naturais misturadas com fibras sintéticas, o aquecimento ocorrendo até pelo menos uma temperatura de amolecimento das fibras sintéticas; Etapa (ii), disposição da manta aquecida na etapa (i) nas cavidades de um molde seguida de prensagem; Etapa (iii), esfriamento da manta moldada na etapa (ii) até pelo menos uma temperatura de endurecimento da superfície de acabamento; Etapa (iv), injeção de resina plástica para formação de encaixes ou porções estruturais em regiões predefinidas na superfície de montagem; e Etapa (v), resfriamento do conjunto obtido na etapa (iv) até pelo menos uma temperatura de endurecimento, Os objetivos da presente invenção são ainda alcançados pela provisão de um material composto obtido pelo processo acima definido.

Descrição Resumida dos Desenhos A presente invenção será, a seguir, mais detalhadamente descrita com base em um exemplo de execução representado no desenho: Figura 1 - é uma vista explodida do material objeto da presente invenção em uma possível configuração preferencial.

Descrição Detalhada da Figura O processo da presente invenção aumenta o campo de aplicação, transformando o moldado em fibra natural aplicável e competitivo em áreas onde a necessidade de ter elementos fixadores ou características estruturais eram um fator limitante. O processo de fabricação e o material composto 1 resultante desse processo objeto da presente invenção, serão descritos a seguir com base na figura 1, que representa uma possível configuração do material composto 1.

Em linhas gerais, o processo da presente invenção utiliza um novo modo de interagir componentes já conhecidos do estado da técnica, a saber, uma mistura de fibras naturais e sintéticas para criar um material a-plicável estruturalmente e/ou como acabamento em diversas aplicações, tal como em interiores de veículos automotores.

Todavia, o presente processo emprega estes componentes em composição específica, em etapas sob condições particulares, de maneira a obter um material composto 1 que seja dotado de elementos fixadores e ou regiões de características estruturais, mas evitando o gasto excessivo de material, as deformações na superfície de acabamento (12). Cumpre notar ainda que o processo da presente invenção proporciona peças de geometria complexa sem necessidade de se utilizarem moldes complexos. Por outras palavras, os moldes utilizados no processo da presente invenção são simples, possibilitando ainda assim uma desmoldagem rápida e fácil mesmo com a existência dos elementos fixadores.

Adicionalmente, o material composto 1 será dotado de excelentes propriedades estruturais, menor peso, boas propriedades termo-acústicas, boa estabilidade térmica e dimensional, reciclabilidade, baixo custo e que seja, simultaneamente, um material impermeável e com alta rigidez, como pode ser visto a seguir.

Todas estas características convergem para que o material composto 1 da presente invenção tenha excelente apresentação, o que contribui para um acabamento com elevada qualidade. Em suma, por meio de um revestimento superficial, alcança-se uma excelente aparência, resistente e de baixo custo.

Em outras palavras, a presente invenção propõe um processo para fabricação de um material composto 1 dotado de uma superfície de acabamento 12 e uma superfície de montagem 13, que compreende as seguintes etapas: • Etapa (i), aquecimento por contato de pelo menos uma manta 11 dotada de fibras naturais misturadas com fibras sintéticas, o aquecimento ocorrendo até pelo menos uma temperatura de amolecimento das fibras sintéticas; • Etapa (ii), disposição da manta 11 aquecida na etapa (i) nas cavidades de um molde para prensagem; • Etapa (iii), esfriamento da manta 11 moldada na etapa (ii) até pelo menos uma temperatura de endurecimento da superfície de acabamento 12; • Etapa (iv), injeção de resina plástica para formação de encaixes ou porções estruturais em regiões predefinidas na superfície de montagem 13; e • Etapa (v), resfriamento do conjunto obtido na etapa (iv) até pelo menos uma temperatura de endurecimento.

Cumpre notar que o peso do custo de processamento de um material composto é fundamental para que possa ser utilizado pelo mercado. Assim, um processo que ofereça dificuldade em obter geometrias complexas gera um custo excessivo para contornar esta dificuldade. Uma das grandes vantagens da presente invenção reside especialmente na simplicidade do molde utilizado em comparação com os moldes do estado da técnica. A moldagem de mantas por prensagem seguida da injeção de porções de resina plástica permite, mesmo com a existência dos fixadores injetados, realizar uma desmoldagem simples, o que não é possível em peças injetadas dado que necessitam obrigatoriamente de moldes complexos.

Um material com um peso excessivo tem também suas limitações, haja vista que, por exemplo, a indústria automóvel busca constantemente a redução de peso. Há, assim, um compromisso entre resistência estrutural, peso, custo e conformabilidade que precisam andar de mãos dadas.

Por outro lado, um peso maior nem sempre significa uma maior resistência. Embora o aumento da gramatura gere um aumento na resistência mecânica, tomando, por exemplo uma gramatura de 800g, será necessário um tempo de aquecimento de 30 segundos, ao passo que para uma gramatura de 2500 gramas serão necessários 70 segundos. Esta diferença de tempo exclui as chances de sucesso comercial da segunda opção por conta do custo excessivo de produção. Ademais, apesar da maior carga, a gramatura de 800g pode muito bem ter maior resistência mecânica que a de 2500g. Isto decorre do projeto, da influência das nervuras para aumento de resistência. Assim, o sucesso de cada projeto e de sua resistência mecânica depende não apenas do peso da peça, mas antes da relação de adesão das mantas com a porção da resina plástica injetada.

DAS FIBRAS UTILIZADAS

As referidas mantas utilizadas no presente processo são compreendidas pela mistura de fibras naturais e sintéticas, tal como previamente discutido no estado da técnica. A mistura de fibras naturais e sintéticas das mantas 11 é composta por uma proporção da mistura que varia entre 20 e 70% (fibras naturais e sintéticas), sendo que, de modo preferencial, mas não obrigatório é de substancialmente 50% de fibras naturais e 50% de fibras sintéticas. A título de exemplo, as mantas 11 utilizadas na fabricação do presente material 1 são compostas por fibras naturais, que podem ser fibras de juta, sisal, curauá, algodão, linho ou qualquer outro tipo de fibra natural apropriada para esta função, não sendo este um fator limitante à concretização da invenção.

Adicionalmente às fibras naturais, são adicionadas fibras sintéticas, que podem ser fibras de polipropileno (PP), polietileno (PE), politerefta-lato de estireno (PET) ou qualquer outro material sintético pertinente a esta função. Ademais, estas fibras sintéticas podem ser fibras virgens, recicladas ou uma mistura de ambas.

Note-se que o peso das mantas 11 limitado à escolha da composição das mesmas (composição das fibras, agulhamento, proporção entre uma e outra, etc.). Embora os melhores resultados em termos de qualidade sejam encontrados gramaturas cujas massas específicas sejam substancialmente 500g/m2, podendo naturalmente ser utilizadas outras massas, consoante a aplicação. Este também não é um fator limitante, sabendo-se que para um aumento da carga será necessário o uso de maior densidade e, consequentemente um maior peso que garantirá maior resistência mecânica.

DO PROCESSO ETAPA (i) Em consequência da composição determinada da ou das mantas 11, a etapa (i) tem o objetivo de aquecer a manta composta por fibras naturais e sintéticas pelo método convencional de cardagem e agulhagem até o início do seu amolecimento, através do aquecimento por contato, no qual o calor é transferido de desde a porção externa da manta 11 para o seu interior. O aquecimento é realizado desta forma garantindo o amolecimento das fibras sintéticas, sem que sejam deterioradas as fibras naturais.

Note-se que o tempo de aquecimento para que seja alcançada a temperatura de amolecimento da manta de fibras naturais e sintéticas é definida caso a caso. Sua seleção é dada em função da gramatura e composição das mantas e do processo para aquecimento por contato.

Neste sentido, a gramatura do material é definida em função das características mecânicas requeridas no produto final. Quanto maior a gramatura mais energia se consome para se obter a melhor condição de mol-dagem (temperatura de amolecimento). Mediante as condições necessárias, pode-se aumentar o tempo de aquecimento, a temperatura ou ambos. Há ainda a possibilidade de se moldar a partir de mantas pré-compactadas por processo de compressão similar ao de moldagem acima, por calandragem ou contínuo e neste caso a moldagem subsequente pode ser executada aquecendo-se as mantas pré-compactadas por irradiação. ETAPA (ii) O objetivo da etapa (ii) é o de conferir uma disposição correta da manta já aquecida e amolecida na primeira etapa (i) em um molde.

De modo preferencial, mas não obrigatório, o molde utilizado na etapa (ii) é um molde com um sistema de refrigeração. Tal molde pode ser em alumínio, obtido por simples usinagem, podendo também ser utilizado um molde de aço ou qualquer outro que se mostre funcional. Este molde terá como particularidade acoplado um bico de uma injetora para que possibilite a injeção da etapa (iv) sem necessidade de remoção da manta 11 do molde.

Após a correta disposição da manta 11, ocorre a sua prensagem e, se existente, conjuntamente com uma camada de revestimento 10. O tempo da prensagem, bem como outras variáveis físico-químicas que compreendem este método são inerentes às características dos materiais, tal como a fibra sintética das mantas 11 e o componente do revestimento 10.

Neste sentido, assume-se que a prensagem, bem como a próxima etapa (iii), são realizada por um tempo suficiente para dar início ao endurecimento do material, garantindo a qualidade final do produto. Note-se que já a partir do início da etapa (ii) até o final do presente processo, a função refrigerante do molde é requerida, ou seja, o molde já se encontra refrigerando para remover calor do conjunto prensado. Tal decorre da necessidade de se acelerar o resfriamento das mantas, promovendo assim o seu endurecimento de modo localizado e seletivo.

Os produtos obtidos nesta fase de processo podem ter ângulos negativos, perímetro definido simultaneamente à moldagem ou posterior. ETAPA (iii) A etapa (iii) diz respeito ao resfriamento da manta 11 moldada na etapa (ii) até pelo menos uma temperatura de endurecimento da superfície de acabamento 12. Desta forma garante-se que quando ocorrer a injeção da etapa (iv) a superfície que terá função estética tem uma resistência a deformação maior por já ter arrefecido. No entanto, a superfície de montagem 13, oposta a superfície de acabamento 12, encontrar-se-á em uma temperatura superior, por forma a aumentar a paridade e adesão da resina plástica injetada. Note-se que o arrefecimento ocorre com o molde ainda fechado.

Alternativamente, entre as etapas (i) e (iii), há a possibilidade de se posicionar pelo menos uma camada de revestimento 10 em uma face externa do material composto 1 a ser fabricado, simultaneamente com a disposição das mantas aquecida 11.

Note-se que a camada de revestimento 10 é posicionada em contato com pelo menos uma cavidade do molde. É importante destacar que a adesão da camada de revestimento 10 é simultânea à moldagem, não sendo necessária a aplicação de adesivos. Assim, a adesão da camada de revestimento 10 é promovida exclusivamente pela fusão das fibras sintéticas. A camada de revestimento 10 aplicada tem função estética, melhorando visualmente o aspecto da peça, além de, dependendo da escolha do material utilizado para o revestimento, oferecer benefícios complementares no sentido de melhorar propriedades termo-acústicas, conforto ao toque, entre outras. Como um exemplo, pode-se incorporar uma manta de material não tecido (agulhado) com uma mistura de fibras de polipropileno (PP) e politereftalato de etileno (PET). Outro exemplo pode ser alcançado pela utilização de tecidos, trinitro tolueno (TNT), vinil e termoplásticos olefínicos (TPO) como revestimentos e, dependendo da aplicação, também carpetes, couro, etc.. ETAPA (iv) A etapa de sobreinjeção ocorre mantendo ainda o molde fechado. Nesta etapa a superfície de acabamento 12 encontra-se arrefecida para que não deforme com a injeção da resina plástica (ou qualquer uma que possa ser injetada), sendo que a superfície de montagem 13 encontra-se a uma temperatura superior, por forma a garantir uma maior paridade e capacidade de adesão com os elementos de fixação e estruturais que serão injetados. A forma da sobreinjeção e as regiões onde ocorrerão serão determinadas pelos requisitos técnicos e comerciais do produto final, podendo-se adotar para a sobreinjeção o método convencional em máquinas injeto-ras horizontais ou verticais, ou pode-se adaptar um sistema para injeção acoplada a uma prensa. As características do molde de sobreinjeção também são definidas por critérios técnicos e/ou comerciais, sendo o grau de sofisticação tanto do equipamento quanto do molde determinado pelo usuário do processo.

Ademais, a quantidade de cavidades de moldagem e sobreinjeção, bem como a sobreinjeção a ser executada imediatamente após a moldagem são definidas também por critérios técnicos e /ou comerciais. ETAPA (v) Por fim, a etapa (v) consiste em manter o conjunto prensado a-inda no molde até o completo resfriamento, para que a desmoldagem ocorra com sucesso. Na verdade, este resfriamento tem inicio com a prensagem em si da etapa (iv).

Tanto o tempo de resfriamento como a temperatura que será alcançada para garantir a perfeita desmoldagem são valores dependentes dos materiais escolhidos para a fabricação do material composto 1 final, de acordo com tal necessidade.

Uma vez que o material composto 1 está finalizado, é possível agregar componentes plásticos e/ou metálicos (tal como acabamentos) por meio adesivo ou soldagem (vibração, placa quente, ultrassom). Cabe lembrar que a rebitagem de componentes também é possível. Note-se que ao contrário das soluções do estado da técnica, o produto da presente invenção tem uma resistência mecânica muito superior. Tomando por exemplo o forro de um teto de um automóvel, usualmente a luz para iluminação do ha-bitáculo é fixada em uma moldura, sendo que na presente invenção a fixação do conjunto luminoso pode ser realizado diretamente no material composto, sem qualquer moldura.

Ao fim deste processo, alcança-se o material composto 1, dotado de todas as propriedades e características que serão a seguir mais bem definidas.

VANTAGENS INERENTES AO PROCESSO DA PRESENTE INVENÇÃO

Uma vantagem do presente processo consiste na adesão total entre as mantas 11, 1T. Como consequência, o material composto 1 obtido possui uma única ancoragem, homogeneamente distribuída por toda a sua superfície. A explicação para este fenômeno decorre do fato de a camada intermediária 12 sofrer uma fusão que garante a sua total distribuição entre o espaçamento existente entre as mantas 11,1 T, ou seja, uma coesão absolutamente homogênea.

Neste sentido, qualquer solicitação mecânica é distribuída por toda a superfície do material composto 1, não sendo direcionada somente nos pontos de ancoragem específicos ou suportados, tal como no estado da técnica (exemplo: apenas nos pontos de colagem). Assim, o desenho da peça pode ou não fazer uso de nervuras usualmente aplicadas pelo estado da técnica, nervuras essas que buscam dar resistência adicional ao material composto 1. No momento em que toda a estrutura do material composto 1 atua de modo resistente a carga, não há motivo para direcionar essas cargas para eventuais nervuras. Reduz-se assim também a complexidade dos moldes. É ainda uma vantagem do processo de fabricação da presente invenção a eliminação de pelo menos um molde em comparação aos métodos de fabricação atualmente empregados. Isto porque, na presente invenção, o molde utilizado para comportar as mantas 11, 11’, a camada intermediária 12 de base olefínica e opcionalmente a camada de revestimento 13 é o mesmo molde que promove a coesão entre as camadas e simultaneamente faz a conformação final do material.

No presente processo, uma vez escolhido o molde protótipo, a adoção deste como o molde definitivo para a produção do material obtido ao final do processo necessita somente da inserção de furos para refrigeração, os quais podem ser realizados por simples maçarico. Isto promove rapidez do processo, além de redução de custos pelo fato de não ser necessário esperar dias ou semanas por um molde final.

Portanto, como vantagem adicional, o presente processo para a fabricação de um material evita o descarte desnecessário do protótipo, visto que é possível utilizar o protótipo para a moldagem final do material.

DO MATERIAL COMPOSTO DA PRESENTE INVENÇÃO O material composto 1 obtido pelo processo da presente invenção será melhor descrito a seguir, ainda com base na figura 1. Em suma, o material composto 1 da presente invenção consiste em um material agregado de várias camadas que lhe conferem alta resistência mecânica, baixo peso, impermeabilidade, boas propriedades termoacústicas, estabilida-de/isolante térmica e dimensional, reciclabilidade e baixo custo.

Em essência, o material composto 1 é dotado de pelo menos uma primeira manta 11 e pelo menos uma segunda manta 11’, cada qual composta de fibras naturais e sintéticas, as primeira e segunda mantas 11, 1T sendo associadas entre si por meio de uma camada intermediária 12 de base olefínica. Assim, o material composto 1 pode conter inúmeras mantas intercaladas associadas do descrito, ou seja, sempre intermeadas por uma camada intermediária 12.

Alternativamente, pode-se acrescentar pelo menos uma camada de revestimento 13 em pelo menos uma face do material composto 1. Tendo uma porta de um veículo como exemplo, onde o seu forro é compreendido pelo material composto 1 da presente invenção, a porção do forro virada para o interior do veículo pode receber um revestimento 13 com vista a proporcionar o acabamento desejado, tal como tecido, couro, etc. Naturalmente que o revestimento 13 vai depender da aplicação do produto, mas para se ter uma ideia mais ampla das possibilidades, o material composto 1 pode também ser usado como acabamento de um teto falso de um edifício e, neste caso, o revestimento 13 pode ser de uma material capaz de receber uma pintura. A título de exemplo, as mantas 11 e 11’ são compostas por fibras naturais, que podem ser fibras de juta, sisal, curauá, algodão, linho ou qualquer outro tipo de fibra natural apropriada para esta função.

Tal como anteriormente apresentado, é importante ressaltar que as principais vantagens de se utilizar as fibras naturais na composição do presente material composto 1 são: abundância, baixo custo, baixa densidade, facilidade de obtenção e manuseio, atóxicas, baixa abrasão, biodegra-dabilidade e o aspecto ecológico e renovável. Todas estas características positivas estão agregadas ao material composto 1 aqui apresentado.

Adicionalmente, são adicionadas às fibras naturais fibras sintéticas cujo material pode ser, por exemplo, de fibras de polipropileno (PP), polietileno (PE), politereftalato de estireno (PET) ou qualquer outro material sintético pertinente a esta função. Ademais, estas fibras sintéticas podem ser fibras virgens, recicladas ou uma mistura de ambas.

No tocante à camada intermediária 12 de base olefínica, ela está presente entre as primeira e segunda mantas 11,11’, independentemente do numero de vezes que este conjunto se repita. Por outras palavras, o conjunto da primeira manta 11 unida à segunda manta 11’ por meio da camada intermediária 12, pode repetir-se consecutivamente. Assim, este conjunto tricomposto pode-se repetir várias vezes para formar o material composto 1, bastando adicionar uma camada intermediária 12 a uma das mantas para que possa associar-se uma nova manta de modo a alcançar-se a espessura desejada. Assim, o material composto pode tanto servir para produzir uma prateleira fina quanto uma porta de uma habitação.

Naturalmente, a camada intermediária 12 de base olefínica é escolhida de acordo com a escolha das fibras sintéticas das mantas 11,11’ visto que a associação das mantas 11,11’ ocorre por meio da interação química entre a camada intermediária 12 fundida e a porção sintética fundida da primeira e segunda mantas 11,11’. Uma afinidade entre estas duas porções garantirá uma correta/estável associação das mantas 11,11’.

De modo preferível, mas não obrigatório, a camada 12 é uma espuma de polipropileno (PP), polietileno (PE) ou qualquer outro componente fisicamente reticulado apropriado para esta função, o que significa dizer que deverá promover excelente adesão às mantas adjacentes e ser um bom isolante térmico. Há que notar que a camada intermediária pode também ser aplicada como um líquido ou mesmo por spray, conquanto que se garanta a quantidade necessária para a adesão entre as primeira e segunda mantas 11.

Uma vantagem adicional da presente invenção é a capacidade de o material composto promover isolamento térmico. Pensando na aplicação de um revestimento de um teto de um automóvel, esta proteção térmica adicional traduz-se em grande conforto para o usuário. Por outro lado, a presente invenção não sofre as deformações tipicamente existentes nas soluções encontradas no estado da técnica. Note-se que pelo fato de a camada intermediária 12 atuar como isolante térmico, garante que o calor não transite de uma manta para a outra. Assim, as forças de tração atuantes e uma primeira manta 11, são anuladas pelas forças contrária de uma segunda manta 11’, forças essas que são superiores pelo fato de a segunda manta se encontrar a menores temperaturas e assim ser mais capaz de resistir forças/tensões internas atuantes. Este fato é facilmente comprovado em um teste de bancada a quente, tipicamente realizado pelas indústrias consumidoras destes produtos compostos.

Por sua vez, pode ser aplicada uma camada de revestimento 13, tal como apontado acima, sendo a sua função tanto estética, para melhorar visualmente o aspecto da peça, quanto funcional, podendo ser uma superfície preparada para receber um reboco ou pintura, ou mesmo um a-cabamento metalizado. Em outros possíveis exemplos, pode-se incorporar uma manta de material não tecido (agulhado) com uma mistura de fibras de polipropileno (PP) e politereftalato de etileno (PET). Outro exemplo pode ser alcançado pela utilização de tecidos, trinitro tolueno (TNT), vinil e termo-plásticos olefínicos (TPO) como revestimentos e, dependendo da aplicação, também carpetes, couro, etc..

Assim, a escolha do material utilizado para o revestimento 13, oferece benefícios complementares no sentido de melhorar propriedades termo-acústicas, conforto ao toque, entre outras.

VANTAGENS ADICIONAIS

Com vistas às vantagens proporcionadas pelo material composto 1 e a porção injetada em etapa subsequente a uma moldagem por prensagem tem um preço por peça menor.

Cumpre notar que o quesito resistência mecânica é resultado da escolha da gramatura e da proporção entre as fibras naturais e sintéticas que compõem as mantas 11 do material composto 1 objeto da presente invenção, bem como da quantidade de mantas utilizadas.

Com efeito, variando-se a gramatura das mantas 11, varia-se a resistência mecânica do material 1, característica tal que define um fator imperioso para determinadas aplicações, por exemplo, estruturais na construção civil. Há ainda que mencionar o baixo peso apresentado pelo presente material composto 1 que advém da utilização de fibras naturais na composição das mantas 11. A título de exemplo, os componentes principais de fibras naturais podem ser: celulose, hemicelulose, lignina, pectinas, extrati-va (componentes de baixo peso molecular), todos estes componentes de baixa densidade o que, consequentemente, diminui o peso do material composto 1.

Neste passo, a característica de impermeabilidade adquirida pelo material composto 1 aqui apresentado vem eliminar o inconveniente da utilização de fibras naturais, as quais possuem natureza higroscópica. Deste modo, a absorção de umidade é desprezível, tornando os produtos laváveis, bastando para isso que o revestimento 10, seja adequado para esta função.

Neste sentido, a utilização de fibras naturais misturadas às fibras sintéticas para a composição das mantas 11 soma vantagens ao produto, ao passo que para este tipo de fibras a energia necessária para sua produção é comparativamente pequena e seus custos de fabricação são reduzidos, além de serem abundantes, mais baratas e não exigirem um grau elevado de industrialização durante seu processamento.

Além disto, as fibras naturais atuam nas microfissuras do material composto 1, melhorando assim as propriedades mecânicas deste, tais como resistência a fraturas, elasticidade e flexão, além de prover maior resistência a impactos, haja vista que as fibras naturais, por serem longas e estarem entrelaçadas, se deformam, mas não se quebram, dotando o material composto de maior limite elástico que as soluções do estado da técnica. Mais especificamente, as fibrilas de celulose que compõem as fibras naturais são alinhadas ao longo do comprimento da fibra, o que resulta em máxima resistência à tração e flexão, além de fornecer rigidez no eixo das fibras, portanto, é também um material anisotrópico. A característica de estabilidade dimensional alcançada pelo produto apresentado é também oriunda da admissão de fibras naturais na sua composição. Em outras palavras, as fibras naturais mantêm o material composto 1 sem contração, dispensando compensações na fabricação dos moldes e também inibem a dilatação quando expostas ao calor. Note-se que os materiais não esfriam por igual em um molde, o que gera tensões internas. A solução aqui apresentada não sofre estas contrações, o que lhe garante a explicada estabilidade dimensional.

Com vistas a uma característica ainda muito importante, o con- forto do material composto 1 é alcançado com bastante sucesso por estes componentes que o compõem. O eficiente isolamento termo-acústico alcançado produz uma sensação de conforto, pois seja para altas temperaturas como para temperaturas mais frias o material composto 1 atua como barreira que mantém um equilíbrio. Adicionalmente, a escolha da camada de revestimento 10 em pelo menos uma face externa do material pode modificar completamente a aplicação deste de acordo com a necessidade, conforto requerido e propriedades do material como impermeabilidade, isolamento termo-acústico, flexibilidade, resistência mecânica e rigidez.

Ademais, o fator “sustentável” inerente às fibras naturais utilizadas e o fator “reciclável” alcançado pelo material composto 1, têm atualmente consequências determinantes no custo de produção, de estocagem, de venda e na escolha do consumidor, o qual tende a optar por produtos que sejam produzidos com alguma preocupação ambiental. A sobreinjeção em dois estágios tal como apresentada na presente invenção não tem as devasntagens citadas no estado da técnica e requer investimentos menores (moldes mais simples), permitindo durante a fase de prototipagem aproveitar o ferramental e transformá-lo em definitivo. Assim, a sobreinjeção visa aumentar as vantagens do moldado dotando-o de, elementos de fixação, perfis com função de estruturar, união de componentes, alcançando uma redução de peso e melhor resistência mecânica do moldado e eliminando a necessidade de colagem de componentes, através de processo adicionais que encareciam o produto final, tal como soldas por ultrassom, placa-quente, vibração entre outros.

Para se ter uma noção do impacto da presente invenção, os custo de estocagem e de transporte são reduzidos pois os produtos confeccionados com o material composto 1 podem ser apoiados em apenas dois pontos já que todo o material atua como elemento de resistência. Nos materiais do estado da técnica, os pontos críticos da peça têm de ser apoiados com cuidado para não fraturarem, pois a resistência estrutural do material está concentrada em nervuras.

No tocante à reciclabilidade do material composto 1 objeto da presente invenção, o moído dos resíduos do processo de fabricação e/ou do descarte do produto final pode ser adicionado como carga em processos de Injeção e/ou extrusão, ou até incinerados sem prejudicar o meio ambiente.

No mais, este material composto 1 apresentado pode ser aplicado nas mais diversas áreas, podendo ser transformado em produtos que vão desde a aplicação em automóveis até o setor de construções, indústria moveleira de acabamentos, etc. Mais especificamente, este material poderá ser utilizado, além de outras áreas, na: “ Indústria Automotiva: o Revestimento de Tetos o Revestimentos de Colunas o Porta - Pacotes o Tampas de Porta Luvas o Porta Objetos o Assoalho Porta Malas o Revestimentos de Colunas o Isolação Termoacústica o Revestimentos Traseiros e Laterais de utilitários o Tapetes de Assoalho o Acabamentos com função Estrutural ■ Construção civil: o Acabamentos de Tetos o Divisórias o Painéis, como por exemplo, termoacústicos o Portas o Mobiliário ■ Indústria Naval e Aeronáutica: o Painéis para revestimento de Cabines e Laterais o Revestimento de Tetos o Revestimento de Bancos Pisos A presente invenção propõe assim um material composto 1 ca- paz de garantir um compromisso entre viabilidade industrial, resistência, redução de peso e complexidade geométrica nunca antes alinhados por meio da união de um material composto dotado também de elementos fixadores ou características estruturais.

Tendo sido descrito exemplos de concretizações preferidos, deve ser entendido que o escopo da presente invenção abrange outras possíveis variações, sendo limitado tão somente pelo teor das reivindicações a-pensas, aí incluídos os possíveis equivalentes.

Claims (5)

1. Processo para fabricação de material composto (1) dotado de uma superfície de acabamento (12) e uma superfície de montagem (13), caracterizado pelo fato de compreender as seguintes etapas: • Etapa (i), aquecimento por contato de pelo menos uma manta (11) dotada de fibras naturais misturadas com fibras sintéticas, o aquecimento ocorrendo até pelo menos uma temperatura de amolecimento das fibras sintéticas; • Etapa (ii), disposição da manta (11) aquecida na etapa (i) nas cavidades de um molde seguida de prensagem; • Etapa (iii), esfriamento da manta (11) moldada na etapa (ii) até pelo menos uma temperatura de endurecimento da superfície de acabamento (12); • Etapa (iv), injeção de resina plástica para formação de encaixes ou porções estruturais em regiões predefinidas na superfície de montagem (13); e • Etapa (v), resfriamento do conjunto obtido na etapa (iv) até pelo menos uma temperatura de endurecimento.

2. Processo para fabricação de material composto (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a manta (11) compreende pelo menos as fibras naturais do tipo fibras de juta, sisal, curauá, algodão ou linho, utilizadas isoladamente ou em conjunto.

3. Processo para fabricação de material composto (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as fibras sintéticas são de polipropileno.

4. Processo para fabricação de material composto (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que na etapa (ii) pode ser disposto um revestimento (10) de PVC, TPO, tecido, couro ou carpete.

5. Material composto (1) obtido através de um processo tal como definido nas reivindicações 1 a 4.