ES2214211T3 - Procedimiento para fabricar un material multicapa y material multicapa. - Google Patents
Procedimiento para fabricar un material multicapa y material multicapa.Info
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Abstract
Procedimiento para fabricar un material multicapa, especialmente como pieza premoldeada para un techo interno de automóvil, en el que un plástico espumado (14) es provisto de un refuerzo de fibra (1) y al menos una capa de cubierta (6, 10), siendo solicitado un velo fibroso (1) con una mezcla fluyente de componentes formadores de espuma y conducido después a través de una prensa de cinta (3), caracterizado porque se elige un velo de fibra de vidrio con un aglutinante termoplástico cuya temperatura vítrea está por debajo de una temperatura de reacción durante la formación de espuma.
Description
Procedimiento para fabricar un material multicapa
y material multicapa.
La invención concierne a un procedimiento para
fabricar un material multicapa, especialmente como pieza
premoldeada para un techo interno de automóvil, con las
características del preámbulo de la reivindicación 1. Asimismo, la
invención concierne a un material multicapa, especialmente como
pieza premoldeada para un techo interno de automóvil, con las
características del preámbulo de la reivindicación 7.
Un campo de aplicación preferido de la invención
es la fabricación de una pieza premoldeada para un techo interno de
automóvil. Por consiguiente, la invención se explicará en este
contexto. Sin embargo, puede ser aplicada también en otros casos,
por ejemplo en revestimientos de espacios interiores de vehículos o
en el revestimiento interior de recipientes.
Con el desarrollo del techo interno de automóvil
de una sola pieza, que se le suministra como autoportante al
fabricante de automóviles en forma de una pieza prefabricada
preparada para su montaje, comenzó el desplazamiento del
revestimiento decorativo puro hacia una unidad "multifuncional"
que puede ser utilizada también, por ejemplo, para elementos
indicadores ópticos o como elemento de revestimiento y alojamiento
para un airbag de cabeza. El techo interno del automóvil se fabrica
frecuentemente a base de un material multicapa que se presenta
primero como un material plano puro y que luego es llevado a la
forma "correcta" mediante aplicación de presión y calor.
El documento EP 0 248 199 B1 muestra un elemento
de revestimiento multicapa con un núcleo de espuma de poliuretano
en calidad de capa de soporte. A ambos lados de esta capa de
soporte se encuentra una capa sobrepuesta consistente en una
película de
acrilonitrilo-butadieno-estireno. La
capa de soporte de poliuretano se ha espumado aquí contra la capa
sobrepuesta. En el lado visible se ha pegado una capa decorativa
con ayuda de una película adhesiva. En este elemento de
revestimiento se sustituyen por termoplásticos las fibras de vidrio
empleadas hasta ahora.
El documento DE 35 16 132 C2 describe un
revestimiento interno multicapa profundamente embutido para
automóviles de turismo, especialmente un techo interno de
automóvil, en el que se aplican velos de fibra de vidrio por ambos
lados sobre una capa interior de material espumado. Al conformar un
material de esta clase existe el riesgo de que se tensen las fibras
de vidrio con demasiada fuerza y se originen así cavidades.
El documento DE 35 21 828 C2 describe un
procedimiento para fabricar piezas moldeadas de espuma de
poliuretano reforzadas con esterillas de velo fibroso que pueden
emplearse, por ejemplo, como revestimientos interiores de vehículos
automóviles.
A este fin, se coloca dentro de un útil de moldeo
un par de esterillas de velo de fibra de vidrio con intercalación
de una esterilla de velo de fibra de sisal y se introduce en la
cavidad del útil de moldeo una mezcla de reacción que llena la
cavidad dentro de las esterillas de velo fibroso y forma una espuma
de poliuretano.
El documento GB 882 296 A muestra un
procedimiento para fabricar un material multicapa en el que un
plástico espumado es provisto de un refuerzo de fibra y de al menos
una capa de cubierta, solicitándose un velo de fibra con una mezcla
fluyente consistente en componentes formadores de espuma y
conduciéndose después dicho velo a través de una prensa de cinta.
Se obtiene entonces un material multicapa que presenta una capa de
plástico espumado con una capa de cubierta en al menos un lado y un
refuerzo de fibra, estando formado el refuerzo de fibra por un velo
fibroso que se presenta en una forma parcialmente disuelta en la
espuma. El velo fibroso puede estar provisto de un aglutinante. Sin
embargo, la presencia de un aglutinante no es esencial. Se puede
procurar también de otra manera que el velo se mantenga unido antes
de la fabricación en forma de un cuerpo unitario, por ejemplo
empleando fibras de una longitud suficiente.
El documento US 5 258 089 A muestra un
procedimiento del género expuesto para fabricar un material
reforzado con fibra destinado a emplearse en automóviles. Un velo
de fibra de vidrio pinchado con agujas, que contiene un aglutinante
termoplástico, es provisto aquí de un substrato que contiene
microcorpúsculos dilatables. Las fibras se calientan junto con los
corpúsculos. Se dilatan entonces los microcorpúsculos y se funde el
aglutinante. De este modo, se diluye la fuerza de retención mutua
de las fibras unas contra otras.
La invención se basa en el problema de
simplificar la fabricación de un material multicapa.
Este problema se resuelve en el procedimiento de
la clase citada al principio con las características de la
reivindicación 1.
Con esta ejecución se puede materializar un
procedimiento continuo. Los componentes formadores de espuma, en
tanto que se presenten aún en forma fluyente, pueden penetrar en el
velo fibroso. En la formación subsiguiente de la espuma el velo
fibroso se encuentra entonces en medio de la espuma. La dilatación
de la espuma es definida por la prensa de cinta. La disposición de
las fibras en medio de la espuma evita peligrosos y rígidos mazos de
fibras y cantos que, por ejemplo, pueden conducir a considerables
peligros de lesiones en el caso de una rotura del material después
del disparo de un airbag de cabeza. Además, se aminora
considerablemente el riesgo de que se produzcan daños durante
procesos subsiguientes de conformación o prensado. Las fibras están
dispuestas principalmente en posición centrada en la capa de espuma
y, por tanto, son protegidas por esta capa. Cuando se elige un velo
de fibra de vidrio con un aglutinante termoplástico cuya
temperatura vítrea se encuentra por debajo de una temperatura de
reacción durante la formación de espuma, el aglutinante pierde al
menos en parte sus propiedades aglutinantes, es decir, su "fuerza
de retención". Se producen así durante el espumado una
disolución parcial de la trabazón íntima del velo y un
"entremezclado" de la zona interior de la matriz de espuma con
material fibroso. Esto mejora la posibilidad de formación de espuma,
puesto que las burbujitas producidas pueden desalojar las fibras de
vidrio que entonces no estén ya ligadas o no lo estén ya
completamente, sin que éstas resulten dañadas. De este modo, las
fibras resultan ser móviles durante el espumado, con lo que se
aminoran el riesgo de daños durante una conformación posterior y el
"desprendimiento" del refuerzo en las zonas de flexión y de
cantos. Se mejoran la resistencia y la estabilidad del material. Se
obtiene una matriz de espuma reforzada que presenta una
insonorización mejorada y una seguridad pasiva mejorada, sin que
haya que esperar mermas en la estabilidad o en otras propiedades.
En particular, no se producen cantos afilados cuando se ha
disparado un airbag de cabeza.
Como espuma pueden emplearse en principio todos
los materiales formadores de espuma, especialmente poliuretano, en
el que la mezcla fluyente se compone de poliol e isocianato y
catalizadores correspondientes. Sin embargo, es posible también en
principio el poliéster como material formador de espuma. El velo
fibroso está formado preferiblemente como un velo de fibra de
vidrio. Son posibles también velos de fibra de poliéster.
Preferiblemente, la capa de cubierta es estanca
frente a la mezcla y a la espuma resultante de ella, y la capa de
cubierta es conducida conjuntamente con el velo fibroso impregnado
a través de la prensa de cinta. Con esta ejecución se impide un
ensuciamiento de la prensa de cinta por parte de la espuma. Al mismo
tiempo, se pega la capa de cubierta sólidamente con la espuma. Se
obtiene así un material unido en forma muy íntima con buenas
propiedades de uso. Habitualmente, ambos lados de la espuma son
provistos de la capa de cubierta. Las capas de cubierta forman
entonces las superficies exteriores de la capa de espuma.
Preferiblemente, se elige como capa de cubierta
una película adhesiva y se conduce también otro material plano en
el lado exterior a través de la prensa de cinta. La película
adhesiva puede ser ya pegajosa por sí misma. Ahora bien, puede
volverse pegajosa únicamente por efecto de las temperaturas de
reacción que se presentan durante la formación de espuma. Por
ejemplo, se puede emplear una película de PE modificado que se
reblandezca a la temperatura de reacción y sirva entonces como
pegamento para el material plano restante. Después de pasar por la
prensa de cinta, es decir, prácticamente con un solo paso del
procedimiento, está disponible el material multicapa.
Preferiblemente, se aplican como material plano
un material de contratracción en un lado y un material decorativo
en el lado opuesto. El material multicapa está entonces terminado
ya para la transformación ulterior en un techo interno de automóvil
o en otra pieza de revestimiento interior.
Preferiblemente, los componentes formadores de
espuma se añaden tan poco antes de la prensa de cinta que la mayor
parte de la formación de espuma tenga lugar dentro de dicha prensa
de cinta. Se consiguen así varias ventajas. Por un lado, se puede
controlar mejor la exactitud dimensional del material multicapa, ya
que la prensa de cinta limita la dilatación de la espuma durante la
reacción de espumado. Por otro lado, se necesita para el avance un
menor consumo de fuerza, puesto que el material espumado no tiene
ya que ser comprimido. Por último, se puede controlar también mejor
la consistencia o la constitución interna de la espuma.
Eventualmente, el velo fibroso es provisto ya de un primer
componente a una mayor distancia de la prensa de cinta y un segundo
componente es añadido sólo un poco antes cuanto este segundo
componente, por ejemplo un catalizador, pone primero en marcha la
reacción de espumado.
Ventajosamente, se elige un velo de fibra de
vidrio con una proporción de aglutinante en el intervalo de 0,1% a
20%, especialmente 0,1% a 7%. Cuanto más baja sea la proporción de
aglutinante tanto mejor pueden penetrar los componentes formadores
de espuma en el velo de fibra de vidrio y atravesar éste. El
aglutinante se presenta entonces principalmente sólo en los puntos
de cruce entre fibras de vidrio. Por el contrario, los espacios
intermedios entre las fibras de vidrio están libres para recibir
los componentes formadores de espuma. Esto tiene, además, la
ventaja de que se puede formar la espuma de modo que los poros
entonces producidos se acumulen principalmente en los espacios
intermedios entre las fibras de vidrio. Por tanto, las pequeñas
"burbujas de gas" no son destruidas inmediatamente de nuevo
por las fibras de vidrio. Se pueden obtener así materiales
multicapa relativamente gruesos. Además, una baja proporción de
aglutinante tiene aún la ventaja de que el velo de fibra de vidrio
puede manejarse con más facilidad. En particular, puede ser
desenrollado de un rollo.
El problema se resuelve en un material multicapa
de la clase citada al principio con las características de la
reivindicación 7.
Como se ha explicado más arriba en relación con
el procedimiento de fabricación, un material multicapa de esta
clase se caracteriza porque, por un lado, presenta una espuma
reforzada con fibra que tiene un buen comportamiento de
amortiguación de ruidos junto con una alta resistencia, pero que,
por otro lado, se puede conformar y manejar aún en buenas
condiciones. La disolución parcial del velo fibroso hace posible
especialmente un buen comportamiento de conformación. El
aglutinante mantiene unidas las fibras del velo fibroso después de
la fabricación de este velo y en su transporte durante tanto tiempo
como sea necesario. Por el contrario, cuando se coloque la espuma
en torno a las fibras del velo, esta cohesión ya no es necesaria o
no lo es ya en esta medida. El aglutinante puede reblandecerse
entonces y aminorar o mermar su fuerza de retención, con lo que las
fibras están después del espumado en una capa que es óptima para la
espuma.
Preferiblemente, el velo fibroso presenta una
proporción de aglutinante en el intervalo de 0,1 a 20%,
especialmente 0,1 a 7%. Cuanto más baja sea la proporción de
aglutinante tanto mejor puede penetrar la espuma en el velo
fibroso.
Preferiblemente, la capa de cubierta está
configurada como una película adhesiva sobre la cual está pegado un
material plano adicional. Se obtiene así un material multicapa
compacto y bien cohesionado que puede emplearse directamente para
la fabricación de revestimientos internos.
Se describe seguidamente la invención con más
detalle haciendo referencia a un ejemplo de ejecución preferido en
unión del dibujo. Muestran en éste:
la figura 1, un dispositivo para fabricar un
material multicapa y
la figura 2, una vista en sección transversal
ampliada a través del material multicapa.
Un velo 1 de fibra de vidrio es alimentado desde
una posición de reserva no representada con detalle, por ejemplo un
rollo de reserva, a través de un rodillo de desvío 2, a una prensa
de cinta 3 que presenta una distancia definida entre dos cintas 4,
5. Eventualmente, las cintas pueden ser soportadas aún por
superficies de apoyo de una manera no representada con detalle. Se
alimentan a la rendija entre las dos cintas 4, 5 no sólo el velo 1
de fibra de vidrio, sino también, desde abajo, una primera película
6 de un polietileno modificado (PE) y un material de contratracción
7, por ejemplo un material no tejido de poliéster. La película 6 se
alimenta aquí delante de una posición 8 en la que se aplican
materiales formadores de espuma en forma líquida sobre el velo de
fibra de vidrio. Estos materiales pueden consistir, por ejemplo, en
poliol e isocianato y catalizadores correspondientes, que forman
una espuma de poliuretano durante su reacción. Estos materiales se
preparan antes en un mezclador 9. En lugar de una espuma de
poliuretano se puede emplear también una espuma de poliéster.
Se alimentan también desde arriba una película 10
de un poliéster modificado y, además, un material decorativo
11.
Se ha representado que el mezclador 9 está
dispuesto delante de la entrada de la prensa de cinta y que la
mezcla de componentes formadores de espuma entra en la rendija de
la prensa de cinta 3 a través de una tubería de alimentación 12.
Naturalmente, el mezclador 9 puede estar dispuesto también
lateralmente junto a la prensa de cinta 3 para mantener corto el
recorrido de alimentación.
El velo de fibra de vidrio presenta un peso por
unidad de superficie en el intervalo de 25 a 450 g/m^{2},
preferiblemente 250 a 350 g/m^{2}. Se ha fabricado de manera
convencional y se ha solicitado con un aglutinante termoplástico en
el intervalo de 0,1 a 20%, preferiblemente 0,1 a 7%, referido al
peso total del velo. El espesor del velo está en el intervalo de 1 a
5 mm.
Las dos películas 6, 10 son estancas frente a los
componentes formadores de espuma y frente a la espuma. Impiden que
la espuma ensucie la prensa de cinta o que el líquido se infiltre
hacia abajo. Cuando se solicita el velo 1 de fibra de vidrio con
los componentes formadores de espuma, por ejemplo con una mezcla de
poliol e isocianato y catalizadores correspondientes, esta mezcla
fluyente puede atravesar entonces el velo 1 de fibra de vidrio,
pero no puede escurrir hacia abajo, ya que queda retenida allí por
la película 6 de PE modificado. La aplicación de los componentes
formadores de espuma se efectúa tan poco antes de la prensa de
cinta 3 que la formación de espuma tenga lugar únicamente en la
zona comprendida entre las cintas 4, 5. Por tanto, las dos cintas 4,
5 limitan la expansión de la espuma.
Durante la formación de la espuma, o, dicho más
exactamente, durante la reacción química ligada a ella o previa a
ella, se origina una elevada temperatura de reacción. El velo 1 de
fibra de vidrio está provisto de un aglutinante termoplástico cuyo
punto o temperatura vítreo es más bajo que la temperatura de
reacción de la espuma. Se puede tratar también, por ejemplo, de un
poliéster modificado. A consecuencia de la elevada temperatura de
reacción se sueltan las uniones en los puntos de cruce entre las
distintas fibras de vidrio. Por tanto, las fibras de vidrio pueden
ser desplazadas durante la formación de espuma, de modo que, por
ejemplo, se pueden formar las burbujitas individuales en la espuma,
sin que éstas sean destruidas inmediatamente por fibras de vidrio.
Se obtienen un óptimo casi natural en la disposición de las fibras
de vidrio en la espuma y un entremezclado completo de la zona
interior de la matriz de espuma así formada con el material
fibroso. Esto evita los peligrosos y rígidos haces de fibras y
cantos, que podrían conducir a considerables riesgos de lesiones,
por ejemplo al producirse una rotura.
Los procesos de conformación o prensado
subsiguientes son menos críticos para el material así formado,
puesto que las fibras de refuerzo situadas principalmente con
trabazón íntima en posición centrada y la "movilidad" de las
fibras existente a altas temperaturas aminoran el riesgo de daños y
el "desprendimiento" de las fibras de refuerzo en las zonas de
flexión y de cantos.
Debido a la elevada temperatura de reacción se
reblandecen también las películas 6, 10 de PE. Estas no sólo se
unen así de manera muy sólida e íntima con la espuma, sino que
sirven al mismo tiempo también como substrato de pegado para los
materiales de contratracción 7 y la capa decorativa 11.
Se fabricó de la manera expuesta un velo de fibra
de vidrio con 280 g/m^{2} y 135 cm de anchura según métodos
conocidos y este velo fue provisto de 3% de un aglutinante
termoplástico. Las fibras de vidrio tienen un diámetro en el
intervalo de 8 a 16 \mum, preferiblemente 13 \mum, y una
longitud media de 16 mm. El espesor del velo es de 2,8 mm. Se
determinó la resistencia con un valor de 180 N/5 cm. El velo así
fabricado fue solicitado con una mezcla de poliol, isocianato y
catalizador y alimentado, junto con dos películas de PE, a la
prensa de cinta 3 de 35 m de longitud. La longitud de avance fue de
23 m/min. El espesor ajustado fue de 4 mm.
Después de la prensa de cinta 3, el material así
formado puede ser cortado en placas con ayuda de un dispositivo de
corte 13. Las placas así fabricadas pudieron conformarse bien sin
que se presentaran daños. Después de practicar un corte en cruz,
resultaron esquinas relativamente blandas que tenían un buen
comportamiento de recuperación elástica.
La figura 2 muestra esquemáticamente una vista en
sección transversal correspondiente al fragmento II según la figura
1. Se presenta aquí un núcleo 14 de espuma de PU en el que están
empotradas fibras de vidrio en calidad de material de refuerzo.
Claims (9)
1. Procedimiento para fabricar un material
multicapa, especialmente como pieza premoldeada para un techo
interno de automóvil, en el que un plástico espumado (14) es
provisto de un refuerzo de fibra (1) y al menos una capa de cubierta
(6, 10), siendo solicitado un velo fibroso (1) con una mezcla
fluyente de componentes formadores de espuma y conducido después a
través de una prensa de cinta (3), caracterizado porque se
elige un velo de fibra de vidrio con un aglutinante termoplástico
cuya temperatura vítrea está por debajo de una temperatura de
reacción durante la formación de espuma.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque la capa de cubierta (6, 10) es estanca
frente a la mezcla y a la espuma obtenida de ésta, y la capa de
cubierta (6, 10) es conducida junto con el velo fibroso impregnado
(1) a través de la prensa de cinta (3).
3. Procedimiento según la reivindicación 2,
caracterizado porque se elige una película adhesiva en
calidad de capa de cubierta (6, 10) y se conduce también otro
material plano (7, 11) en el lado exterior a través de la prensa de
cinta (3).
4. Procedimiento según la reivindicación 3,
caracterizado porque se aplica como material plano un
material de contratracción en un lado y un material decorativo en
el lado opuesto.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque se añaden los
componentes formadores de espuma tan poco antes de la prensa de
cinta (3) que la mayor parte de la formación de espuma tenga lugar
dentro de dicha prensa de cinta (3).
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque se elige un
velo (1) de fibra de vidrio con una proporción de aglutinante en el
intervalo de 0,1% a 20%, especialmente 0,1% a 7%.
7. Material multicapa, especialmente como pieza
premoldeada para un techo interno de automóvil, que presenta una
capa (14) de plástico espumado con una capa de cubierta (6, 10) en
al menos un lado y un refuerzo fibroso (1), estando formado el
refuerzo fibroso por un velo fibroso (1) que se presenta en la
espuma en una forma parcialmente disuelta, caracterizado
porque el velo fibroso presenta un aglutinante termoplástico con
una temperatura vítrea que está por debajo de una temperatura de
reacción durante la formación de espuma.
8. Material según la reivindicación 7,
caracterizado porque el velo fibroso (1) presenta una
proporción de aglutinante en el intervalo de 0,1 a 20%,
especialmente 0,1 a 7%.
9. Material según la reivindicación 7 u 8,
caracterizado porque la capa de cubierta (6, 10) está
configurada como una película adhesiva sobre la cual va pegado un
material plano adicional (7, 11).
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19956152A DE19956152C2 (de) | 1999-11-23 | 1999-11-23 | Verfahren zum Herstellen eines Mehrschichtmaterials und Mehrschichtmaterial |
DE19956152 | 1999-11-23 |
Publications (1)
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ES00124674T Expired - Lifetime ES2214211T3 (es) | 1999-11-23 | 2000-11-11 | Procedimiento para fabricar un material multicapa y material multicapa. |
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EP (1) | EP1103424B1 (es) |
AT (1) | ATE258507T1 (es) |
CA (1) | CA2327025A1 (es) |
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