ES2201035T3 - Producto de espuma de plastico que esta constituido por perlas, y su procedimiento de fabricacion. - Google Patents

Abstract

Productos de espuma de plástico que están constituidos por perlas, especialmente para automóviles, con granitos (10, 11, 12, 13) formados integralmente en la superficie, que reducen el ruido de fricción.

Description

Producto de espuma de plástico que está constituido por perlas, y su procedimiento de fabricación.

La invención se refiere a productos de espuma de plástico que están constituidos por perlas, así como a un procedimiento para su fabricación. Las perlas son partículas de espuma de dimensiones pequeñas. En este caso encuentran aplicación diversos plásticos, por ejemplo poliestireno (PS), polietileno (PE) o polipropileno (PP). Las perlas pueden presentar formas esféricas u otras formas. Las formas de las perlas son determinadas en parte a través de la fabricación. Independientemente de la forma, se habla, en general, del diámetro de las perlas para la caracterización del tamaño de las perlas. Son habituales diámetros de las perlas de 0,5 a 6 mm. Esto no excluye perlas menores y mayores. En principio, en la fabricación de las perlas se distingue entre la fabricación en autoclaves y la fabricación por extrusión. Después de la fabricación, las perlas son almacenadas en silos o de otra manera adecuada, antes de que tenga lugar una aplicación. Las perlas son reunidas en un molde, el llamado útil automático de moldeo. Esto se lleva a cabo a través del calentamiento de las perlas en las superficies hasta conseguir una plastificación más o menos intensiva y a través de compresión. Con una fundición suficiente de la superficie y con una presión suficiente, las perlas se unen por soldadura entre sí. Cuando la fundición y la presión son menos fuertes, se produce, dado el caso, un encolado / sinterización todavía suficientes.

El calentamiento provoca no sólo la fundición de la superficie sino también una dilatación. La dilatación depende del tipo y de la extensión del gas introducido en las perlas. La dilatación contribuye a la formación de la presión. Por lo demás, se produce habitualmente la presión porque las perlas son introducidas con presión en la cavidad del molde del útil automático de moldeo y porque se llena totalmente la cavidad.

Para la introducción de las perlas es habitual un medio gaseoso, especialmente aire de transporte. El aire de transporte está disponible sin límites. Para la generación del aire de transporte es suficiente un soplante. El soplante aspira aire ambiental y comprime este aire a través de un conducto en el interior de la cavidad del útil automático de moldeo. De esta manera, el aire de transporte introduce la cantidad de perlas deseadas desde el silo hacia abajo hacia la cavidad del molde.

En la cavidad del molde tiene lugar una separación de las perlas del aire de transporte. Las perlas son retenidas sobre las paredes del útil automático de molde, mientras que el aire de transporte se escapa a través de los orificios de las paredes.

Después del llenado suficiente, se cierra el orificio de entrada del molde. A continuación se sopla vapor caliente a través de toberas correspondientes en la cavidad del molde. El vapor caliente circula entre las perlas hacia el lado opuesto de la cavidad del molde y sale por allí.

Se conoce, por ejemplo, por el documento WO-A-95 08 433 un procedimiento de este tipo.

En los productos de espuma de plástico se pretende una superficie lo más lisa posible. Esto tiene, en general, razones estéticas, pero también otras razones, por ejemplo razones higiénicas. Las superficies lisas son esencialmente más fáciles de limpiar que las superficies rugosas. Esto tiene una importancia considerable en el área de la salud y en el área de los productos alimenticios.

Los automóviles forman uno de los campos principales de aplicación para productos de espuma de plástico. En el espacio interior de los vehículos existen diversas aplicaciones en la zona de las puertas, en la zona del panel de instrumentos, en la zona de la guantera, en la zona de la guantera detrás de los asientos traseros. Los productos de espuma de plástico encuentran aplicación también en el compartimiento del maletero; así como en la zona de los parachoques.

Cada vez más se rechaza el desarrollo de ruido molesto en los vehículos. Se trata de chirridos. El inventor ha reconocido que los ruidos proceden de los productos de espuma de plástico. El chirrido es debido a la fricción de los productos de espuma de plástico en otras partes del vehículo. Las causas de la fricción son las oscilaciones, las vibraciones y las torsiones del vehículo.

Por lo tanto, la invención tiene el cometido de reducir el desarrollo del ruido de los productos de espuma de plástico y, dado el caso, eliminarlo totalmente.

De acuerdo con la invención, esto se consigue con la ayuda de productos de espuma de plástico según la reivindicación 1.

La idea básica consiste en que la espuma de plástico, en el caso de que se produzca un movimiento en la zona de contacto con un objeto, experimenta otro movimiento. Por ejemplo, en el caso de un movimiento principal uniforme del cuerpo de espuma de plástico, las perlas que se encuentran en la superficie de fricción llevan a cabo un movimiento de sacudida corta. Esto es atribuido a una interacción entre fricción estática y elasticidad de la espuma de plástico. La espuma de plástico es distinta que otros materiales de alta elasticidad. Al mismo tiempo, la espuma de plástico posee coeficientes de fricción considerables. En virtud de los altos coeficientes de fricción y de la alta elasticidad, las perlas individuales son retenidas hasta que se han formado en las perlas fuerzas suficientemente altas, que superan las fuerzas de fricción. Entonces estas perlas se aceleran en el sentido general del movimiento hacia delante, hasta que descansan de nuevo en las superficies de fricción. A continuación, se inicia de nuevo la deformación de las perlas en la región superficial respectiva.

Como medida a la tendencia al chirrido de los plásticos se utiliza una amplitud de la fuerza de deslizamiento. La amplitud de la fuerza de deslizamiento se define como la diferencia entre las fuerzas mínimas y máximas, que son necesarias para mantener un movimiento deslizante de velocidad relativa constante entre un producto de espuma de plástico y un cuerpo. La altura de la amplitud de la fuerza de deslizamiento se determina a través de la diferencia entre la fricción estática y la fricción de deslizamiento durante un movimiento de fricción dinámica. Cuanto menor es la amplitud de la fuerza de deslizamiento, tanto menor es la tendencia del material a chirriar durante un movimiento deslizante de fricción y a provocar otros ruidos. La frecuencia de la oscilación, es decir, el cambio periódico entre fricción estática y fricción deslizante tiene una influencia adicional sobre el comportamiento del ruido. Una frecuencia reducida es percibida menos o nada, mientras que las frecuencias más elevadas son percibidas más que perturbadoras.

De acuerdo con la invención, la elasticidad de los productos de espuma de plástico se eleva en la superficie. Esto es debido a la formación de granitos. En el sentido de la invención, las formaciones de granitos son elevaciones especialmente elásticas en la superficie de fricción de los productos de espuma. La formación de granitos tiene una trayectoria de deformación diferente, es decir, más larga que las perlas por lo demás lisas en la superficie. Según la situación, se impiden totalmente los movimientos que provocan ruido. O se producen movimientos mucho más largos y las oscilaciones del aire que resultan de ello son de otra frecuencia, más baja. El oído humano no detecta estas oscilaciones como perturbadoras.

La formación de granitos en la superficie de los productos de espuma de plástico es, además, adecuada para reducir la elevación de la tendencia al chirrido sobre una solicitación a fricción más larga, para impedirla o incluso para reducir la tendencia al chirrido. En cambio, la tendencia al chirrido en productos de espuma de plástico sin formación de granitos aumenta después de solicitación prolongada a fricción, puestos que el reblandecimiento, la deformación o el desgaste en la superficie no equipada con la formación de granitos conducen a una elevación de la amplitud de la fuerza de deslizamiento.

De manera más ventajosa, la formación de granitos según la invención se puede emplear también en capas de fricción comparables distintas al automóvil.

Los granitos según la invención pueden tener la forma de conos, conos de punta y/o conos truncados. Los granitos pueden tener también la forma de semiesferas o de cazoletas esféricas. La superficie básica de los granitos puede ser redonda y/o angular. También son posibles, entre otras, las superficies triangulares o cuadradas, así como las superficies básicas redondas u ovaladas. Las dimensiones de los granitos según la invención tienen una influencia considerable. Con preferencia, la distancia entre los granitos es de 0,003 a 3 mm, con preferencia de 0,03 a 0,3 mm y/o la altura de los granitos es de 0,001 a 1 mm, con preferencia de 0,01 a 0,1 mm y/o el diámetro en la superficie de base es de 0,001 a 5 mm, con preferencia de 0,01 a 0,5 mm.

Por diámetro se entiende el diámetro máximo respectivo, que puede medirse en una superficie de base del granito.

La inclinación de la superficie envolvente cónica de los granitos cónicos con respecto a la vertical puede ser reducida, también puede llegar hasta cero, de manera que los granitos tienen aproximadamente forma de cuerda. La inclinación puede ser también fuerte, por ejemplo de 45 grados o más.

La invención comprende también un procedimiento según la reivindicación 8 para la fabricación de los productos de espuma de plástico según la invención.

Los granitos según la invención se pueden generar porque los útiles automáticos de moldeo están formados de una manera correspondiente en la superficie interior de la cavidad de moldeo, es decir, que poseen cavidades en las que se introducen a presión las perlas.

Como una alternativa, la invención propone revestir las superficies de los útiles automáticos de moldeo con tejidos, que poseen una anchura de malla y un espesor total o bien un espesor de los hilos que están adaptados a la forma deseada de los granitos. Las perlas son introducidas a presión en las mallas. En este caso, la anchura de las mallas determina la superficie básica de los granitos, el espesor total del textil determina la altura de los granitos y el espesor de los hilos determina la distancia entre los granitos. Además, los textiles tienen ventajas técnicas de procedimiento, sobre las que se habla más adelante.

Como una alternativa a los textiles se proponen chapas, que presentan los orificios, distancias y espesores configurados de una manera uniforme.

Es ventajoso soportar / apoyar los textiles como también las chapas con un tejido. Las capas de tejido forman una pluralidad de canales o bien de orificios, a través de los cuales se pueden escapar el aire y el vapor caliente y a través de los cuales se puede alimentar también vapor caliente. De manera más ventajosa, los tejidos distribuyen muy finamente el vapor caliente. Esto provoca una circulación extremadamente buena del vapor caliente a través de la cavidad del moldeo.

De manera más sorprendente, la incidencia de condensado en el lado de salida de la corriente del vapor caliente durante la utilización de tejidos según la invención es mucho menor que en los útiles automáticos de moldeo convencionales. Por lo demás, la incidencia de condensado perjudica la calidad de los productos. La conducción ventajosa del vapor caliente mejora también los tiempos del ciclo. Éstos pueden ser reducidos.

La anchura de malla del tejido es siempre claramente menor que el diámetro de las perlas respectivas, al menos un 50% menos y con preferencia un 75% menos o todavía más pequeña. El tejido puede ser un textil o también una tela metálica. Son favorables los tejidos de alambre de acero, especialmente el tejido de alambre de varias capas y con porcentajes de aleación que forman acero noble, como cromo, níquel y molibdeno. Las capas de tejido están retiradas de la pared interior de la cavidad del molde (en la región inferior), con preferencia son de malla gruesa y/o más densas y/o cumplen allí una función de apoyo o de soporte. Se puede influir sobre el espesor total de la capa de tejido a través del paso necesario de aire / vapor y/o a través de la estabilidad. Cuando más gruesas son las fibras / alambres y cuanto mayores son las anchuras de las mallas, tanto mejor puede circular el vapor caliente a través de ellas. El espesor es con preferencia hasta 15 mm, especialmente de 3 a 5 mm.

Opcionalmente, los tejidos se apoyan sobre una pared cerrada o sobre una pared provista con orificios de paso y/o los tejidos están configurados total o parcialmente autoportantes y/o se apoyan total o parcialmente en superficies de soporte del útil automático de moldeo. Opcionalmente, el tejido tiene forma de polaca, lisa o moldeada. Una forma puede estar compuesta también por segmentos de tejido.

La conformación de tejidos metálicos se puede conseguir por medio de una prensa adecuada. La conformación es esencialmente más sencilla cuando se calientan los tejidos metálicos. Las capas de tejido son conformadas individualmente o en común. Las capas de tejido conformadas de forma consecutiva con unidas con preferencia entre sí. Es favorable una sinterización de los tejidos metálicos. Opcionalmente, también es posible una unión por soldadura o una unión con adhesivo resistente al calor.

Los granitos resultantes son impulsados con preferencia a continuación con gas caliente en una etapa de trabajo en el útil automático de moldeo, de manera que se inicia la fundición de la superficie de los granitos y ésta tiene coeficientes de fricción más reducidos.

En el dibujo se representa un ejemplo de realización de la invención.

La figura 1 muestra la forma de un útil automático de moldeo, que está constituido por una parte inferior 1 y una parte superior 7 con una junta de obturación 10 intermedia en el borde. La parte inferior 1 está provista con una capa de tela metálica 5.

Después del cierre del moldeo, la cavidad del molde es impulsada con presión negativa a través de un conducto 2 por medio de un orificio de una válvula 3. La presión negativa es generada a través de la evacuación del aire por bomba. Al mismo tiempo, fluye aire comprimido por medio de la apertura de una válvula 9 a través de un conducto 8. Con el aire son introducidas perlas. Las perlas tienen un diámetro de 3 mm y están constituidas por PP. La presión del aire es 6 bares.

El aire comprimido circula a través de la capa de tejido 5. La capa de tejido 5 absorbe de una manera óptima el aire comprimido y lo transmite hacia orificios 4 en la parte inferior 1. La capa de tejido 5 es de doble capa y de alambre. Cada capa tiene una anchura de malla diferente. La capa de tejido del lado de las perlas tiene una anchura de malla esencialmente más reducida que la capa de tejido del lado de la parte inferior. En el ejemplo de realización tiene 0,2 mm. La figura 2 muestra la capa de tejido en el lado de las perlas en una vista en planta superior ampliada. Los alambres de acero están superpuestos. La figura 3 muestra la sección transversal a través del tejido de alambre del lado de las perlas. En la capa inferior, los alambres 11 y 12 forman arcos 13, de manera que en el lado de las perlas se produce una superficie lisa (aparte del contorno de la capa de tejido mostrado en la figura 1 y aparte de las mallas).

El contorno mostrado en la figura 1 se obtiene a través de conformación en una prensa adecuada.

Después del llenado completo de la cavidad del moldeo, se introduce a presión en la cavidad del molde, en lugar de aire, vapor caliente a través del conducto 8. El vapor caliente debe circular a través de las perlas. En este caso, es aire es desplazado entre las perlas. Las perlas son calentadas a través del vapor. Su superficie es plastificada.

A través del calentamiento, se expanden las perlas. En virtud de la superficie exterior plastificada de las perlas y en virtud de la presión se produce una unión por soldadura en todos los puntos de contacto entre las perlas. Al mismo tiempo, se cierran los espacios en cuadradillo entre las perlas.

El producto acabado 6 es extraído desde la cavidad del molde después de la apertura del molde una vez refrigerado en una medida suficiente.

El producto 6 posee granitos en la superficie que se han producido porque las perlas han sido introducidas a presión parcialmente en las mallas del tejido. Los granitos se representan en la vista en planta superior de la figura 2 y son una imagen de espejo de la tema metálica. El diámetro de las perlas es 0,2 mm, la distancia 0,3 mm, la altura 0,5 mm.

La figura 3 muestra granitos 11 con superficie básica triangular. Las figuras 4 y 5 muestran granitos redondos 12, las figuras 6 y 7 muestran granitos 13 en forma de elipse.

Claims (12)

1. Productos de espuma de plástico que están constituidos por perlas, especialmente para automóviles, con granitos (10, 11, 12, 13) formados integralmente en la superficie, que reducen el ruido de fricción.

2. Productos de espuma de plástico según la reivindicación 1, caracterizados porque los granitos son modificados en sus dimensiones y en su distancia y/o las superficies de fricción correspondientes hasta que la amplitud de la fuerza de deslizamiento ha alcanzado una medida reductora del ruido deseada.

3. Productos de espuma de plástico según la reivindicación 1 ó 2, caracterizados porque los granitos son modificados en sus dimensiones y en su distancia y/o las superficies de fricción correspondientes hasta que la frecuencia de las oscilaciones durante los movimientos dinámicos de fricción ha alcanzado una medida reductora del ruido deseada.

4. Productos de espuma de plástico según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizados por granitos con las siguientes dimensiones:

a)

altura de 0,001 a 1 mm, con preferencia de 0,01 a 0,1 mm,

b)

distancia de 0,003 a 3 mm, con preferencia de 0,03 a 0,3 mm,

c)

diámetro en la base de 0,001 a 5 mm, con preferencia de 0,01 a 0,5 mm.

5. Productos de espuma de plástico según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizados por granitos redondos y/o angulares (10, 11, 12, 13).

6. Productos de espuma de plástico según la reivindicación 5, caracterizados por granitos cónicos, en forma de pirámide o en forma de cono truncado.

7. Productos de espuma de plástico según una o varias de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizados por una superficie unida por fusión.

8. Procedimiento para la fabricación de los productos según una de las reivindicaciones 1 a 7, a través de la utilización de un útil automático de moldeo con una cavidad de molde, en la que las perlas son introducidas y son impulsadas con un portador de calor en forma de gas, especialmente vapor caliente, donde el portador de calor en forma de gas entra desde una superficie del útil automático de moldeo en la cavidad del molde y sale de nuevo a través de otra superficie del útil automático de moldeo, donde la cavidad del molde presenta escotaduras de moldeo que corresponden a los granitos.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado por la utilización de tejidos y/o chapas perforadas en las superficies interiores de la cavidad del moldeo, donde las mallas del tejido o bien los orificios se reproducen como granitos.

10. Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado por la utilización de un tejido (5) compuesto por un textil o por metal y/o por alambre (11, 12) y/o por la utilización de un tejido, que es de capas múltiples y/o está configurado total o parcialmente autoportante y/o se apoya total o parcialmente en una pared de soporte del molde y/o posee un espesor de 15 mm, con preferencia de 3 a 5 mm y/o su anchura de malla es como máximo igual a la mitad del diámetro de las perlas y/o está adaptado al contorno de la cavidad del molde.

11. Procedimiento según la reivindicación 9 ó 10, caracterizado por la utilización de una tela metálica, cuya anchura de malla aumenta en las capas de tejido alejadas de las perlas y/o está configurada en la región inferior como capa de apoyo o bien de soporte y/o es de acero noble y/o está constituida por capas de tejido unidas entre sí por soldadura o sinterizadas o encoladas.

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado por una impulsión con gas caliente de los granitos después de la retirada de los productos fuera del útil automático de moldeo.