ES2217457T3 - Procedimiento para fabricar una capa de union. - Google Patents

Abstract

PROCEDIMIENTO PARA PREPARAR UNA CAPA DE UNION EN LA ZONA DE UNA SUPERFICIE DE CONTACTO ENTRE UN PRIMER MATERIAL Y UN SEGUNDO MATERIAL, PARA APLICACION ESPECIAL COMO PROCEDIMIENTO DE RECUBRIMIENTO, CARACTERIZADO PORQUE UN MATERIAL SE FLOCA EN LA ZONA DE LA SUPERFICIE DE CONTACTO MEDIANTE FIBRAS CORTADAS O TROZOS DE HILO, Y SE PONE EN CONTACTO CON EL OTRO MATERIAL QUE POR LO MENOS EN LA ZONA DE LA SUPERFICIE DE CONTACTO ES PLASTICO O LIQUIDO, EFECTUANDOSE LA UNION ENTRE LOS MATERIALES AL SOLIDIFICAR, EMPOTRANDO LAS FIBRAS EN ESTA CAPA.

Description

Procedimiento para fabricar una capa de unión.

La invención se refiere a un procedimiento para fabricar un material compuesto moldeado que se compone de un primer y de un segundo material que están unidos entre sí en la zona de una superficie de contacto mediante una capa de unión.

Los procedimientos habituales en la actualidad usan para una capa de unión de este tipo géneros de punto de configuración especial. La unión se produce por el anclaje mecánico del género de punto con el material termoplástico solidificado o endurecido químicamente del soporte. Este procedimiento conocido conlleva numerosos inconvenientes.

El mayor inconveniente consiste en que los géneros de punto disponibles conllevan una limitación del alargamiento y, por tanto, del comportamiento de embutición profunda. Esta limitación resulta muy desventajosa, en particular en el caso de piezas fuertemente conformadas. Además, por el gasto de fabricación de los géneros de punto resulta un considerable inconveniente de gastos. Debido a los mencionados requisitos de alargamiento, para fabricar los tejidos de punto han de emplearse fibras de alta calidad. En parte, se necesitan incluso procedimientos de tratamiento posterior, por ejemplo, un rizado, para conseguir la adherencia necesaria.

Asimismo, por el documento US4,260,445 se conoce el procedimiento de fabricar piezas de plástico reforzadas por capas, esparciendo fibras sobre cada una de las capas, mientras que la capa correspondiente se encuentre en un estado aún no endurecido, después de lo cual la capa se deja endurecer y las fibras esparcidas se incorporan por un extremo en la capa sobresaliendo de la misma por el otro extremo. A continuación, se aplica otra capa y se procede de manera correspondiente.

Por el documento US3,900,651 se conoce una pieza compuesta de tipo sándwich de alta resistencia que presenta un núcleo de espuma y dos capas exteriores, estando felpadas las capas exteriores de forma electroestática con fibras, cuyos extremos libres están empotrados en el núcleo de espuma.

Finalmente, por el documento US3,591,444 se conoce un laminado de espuma de alta resistencia que presenta un núcleo de espuma, un inserto de refuerzo y una película exterior. El inserto de refuerzo contiene fibras que están empotradas, por una parte, en una estera de refuerzo y, por otra parte, en el núcleo de espuma.

La invención tiene el objetivo de proporcionar un procedimiento para fabricar un material compuesto moldeado, en el que quede garantizado un anclaje fijo de dos materiales y se consiga un mayor alargamiento de la capa de unión y, por tanto, un mejor comportamiento de embutición profunda de los materiales unidos.

Según la invención, este objetivo se consigue mediante un procedimiento según la reivindicación 1.

Sorprendentemente, se ha encontrado que mediante el felpado de los materiales que se han de unir entre sí con recortes de fibras se puede originar una capa de unión con la que se consiguen las ventajas mencionadas.

La capa de unión de fibras no incluye ninguna solidificación en un sentido situado dentro del plano de unión, por lo que se pueden conseguir unos grados de alargamiento y de extensión ilimitados de la formación plana felpada. Una adherencia o solidez que causa la unión de los materiales existe exclusivamente perpendicularmente respecto al plano de unión.

Unas formas de realización preferibles de la invención se describen en las reivindicaciones subordinadas.

El material felpado puede felparse como parte del procedimiento o utilizarse en forma de un material de confección acabado.

En la zona de la superficie de contacto, el material contiene una masa fundida solidificable o una masa termoplástica o un material plástico o líquido, endurecible químicamente, mientras que el otro material contiene una capa felpada con fibras o recortes de hilo.

Como recortes de hilo pueden usarse fibras cortadas rectas o fibras de cualquier geometría. Preferentemente, las fibras presentan una superficie rugosa o un rizado para conseguir la mejor adherencia o anclaje posible en los materiales de ambos lados.

Preferentemente, se usan fibras sustancialmente rectas, orientadas perpendicularmente respecto a la superficie de contacto.

Como es habitual en el felpado, las fibras pueden orientarse con un campo electroestático adecuado, perpendicularmente respecto a la capa de material. Entonces, las fibras experimentan una aceleración que permite una buena penetración en la capa adhesiva de fibras. La capa adhesiva de fibras se aplica previamente sobre el material que ha de felparse y, habitualmente, es una dispersión basada en acrilato y/o de poliuretano.

Adicionalmente al procedimiento de felpado habitual, esta capa de fibras puede componerse, además, de una masa gelificable (plastisol de PVC), de un material químicamente endurecible o de una masa fundida solidificable o termoplástica, en cuyo caso hay que tener en cuenta que exista la estabilidad de esta capa bajo las condiciones de procesamiento; en caso de formar la capa de contacto con el otro material, no debe mermarse la adherencia de las fibras en la capa adhesiva de fibras.

Puede estar previsto que el primer material sea un material de soporte y que el segundo material sea un material de forrado. En este caso, como primer material se puede usar un material termoplástico de panel de polipropileno que puede estar relleno de harina de madera. Como segundo material se usa un material de banda felpado en su cara posterior. En caso de usar una lámina compacta de PVC felpada o una lámina de espuma felpada, el procedimiento se corresponde con el "procedimiento Woodstock" conocido.

Al contrario, puede estar previsto que el segundo material se realice como material de soporte y que el primer material sea un material de forrado que contenga una capa felpada con fibras, en cuyo caso, a modo de retroinyección, el primer material se inserta en una herramienta de moldeo para el contorneo superficial, y el segundo material se introduce en la herramienta de moldeo, por ejemplo, como poliuretano de endurecimiento reactivo o como masa fundida solidificable, por ejemplo polipropileno, detrás de la capa de felpado del primer material. La presión originada conduce de la manera habitual a la conformación superficial con el material de forrado.

Si como primer material se usa una lámina compacta de PVC felpada o una lámina de espuma felpada, este procedimiento se corresponde con la retroinyección habitual en la industria automovilística para fabricar piezas de puertas, salpicaderos u otras piezas de interior.

Según otra variante, puede estar previsto el felpado del soporte o del material de soporte y la aplicación del material de forrado en un procedimiento habitual de embutición profunda o de prensado profundo o en un procedimiento Woodstock modificado.

En este caso, el material de forrado tiene que contener la masa solidificable o la masa termoplástica o el material químicamente endurecible en la zona de la superficie de contacto.

También en este caso, como materiales resultan adecuadas las láminas compactas o espumadas de PVC o de polipropileno.

A continuación, la invención se describirá más detalladamente con la ayuda de un ejemplo de realización.

Se contempla la aplicación del procedimiento según la invención sobre una formación plana flexible que se puede conformar de forma termoplástica.

Una lámina de espuma de PVC con una estructura de tres manos - mano de recubrimiento y manos de espuma - se cubre a rasqueta con un adhesivo. Como adhesivo se pueden usar poliuretanos o poliacrilatos dispersados. En estos adhesivos se introducen mediante un tamiz vibratorio recortes de fibras de longitud definida. Entre el tamiz vibratorio y la lámina de espuma se aplica un campo eléctrico. Por el efecto electroestático, al caerse las fibras, éstas se orientan perpendicularmente respecto al plano de recubrimiento - de la lámina de espuma. Al mismo tiempo, la fibra experimenta una aceleración en este campo, de forma que se consigue una buena penetración en el material del adhesivo. La lámina de espuma felpada de esta forma se introduce en un canal de secado. Para el secado se aplican temperaturas de aprox. 120ºC. De este modo la capa de adhesivo no se endurece completamente. Después de abandonar el canal de secado, las fibras no incorporadas se aspiran mediante un vacío suficiente. En este sentido, el procedimiento se corresponde con el felpado para la configuración superficial.

Como fibras se emplean fibras cortadas de poliamida, cortas, con una longitud de 1,5 mm. La lámina de espuma felpada, obtenida de esta forma, es procesada de la manera habitual en el procedimiento Woodstock. Por procedimiento Woodstock se entiende aquí un procedimiento de unión para forrar materiales de base, en el que como material de base se usa un material termoplástico de panel de polipropileno, preferentemente relleno con harina de madera, y como material de forrado se usa cuero sintético de PVC de configuración específica, resultando la unión por arrastre de forma después de la fusión del género de punto.

Con la penetración parcial es posible mantener totalmente las propiedades de la capa de felpado. De especial interés es aquí la posibilidad de deformación bajo presión, con la que se puede adoptar al menos parcialmente la función de una capa de espuma.

La lámina de espuma felpada se hace pasar por una herramienta de moldeo poniéndose a una temperatura apta para la embutición profunda, mediante dispositivos de calentamiento - por ejemplo radiadores. Un panel de polipropileno relleno de harina de madera se calienta a la temperatura de conformación de aprox. 170ºC y se dispone encima de la lámina de espuma felpada, por encima de la herramienta. Por una carrera del troquel a la herramienta de moldeo se consigue la unión de materiales entre la lámina de espuma y el soporte. Esto se realiza mediante la incorporación por fusión de las partes de fibra del material felpado al soporte termoplástico. La profundidad de penetración se regula por la presión del troquel. La unión de materiales obtenida durante el enfriamiento presenta las mismas adherencias entre la parte del soporte y la formación plana como las que se consiguen aplicando la capas adhesivas de género de punto.

Una ventaja especial resultante es que no se producen las fuerzas de recuperación habituales en el caso de la aplicación de géneros de punto que experimentan un alargamiento durante los procesos de embutición profunda subsiguientes. Por tanto, se obtienen ventajas especialmente en cuanto a la adhesión en las zonas marginales del soporte. En el caso de materiales de soporte inestables debido a un reducido grosor no se producen las fuerzas de recuperación que son habituales al aplicar géneros de punto. Por consiguiente, se pueden conseguir unas estabilidades dimensionales o precisiones de medidas mucho mejores de la unión de materiales.

Las características de la invención, expuestas en la descripción anterior, en el dibujo, así como en las reivindicaciones, pueden ser esenciales, tanto individualmente como en cualquier combinación, para la realización de la invención en sus diversas variantes.

Claims (22)

1. Procedimiento para fabricar un material compuesto moldeado que consta de un primer material y de un segundo material que están unidos entre sí en la zona de un plano de unión mediante una capa de unión, con los siguientes pasos:

- Felpar el primer material en la zona del plano de unión con recortes de fibras sustancialmente rectos, tales como fibras cortadas o recortes de hilo, orientados perpendicularmente respecto al plano de unión,

- facilitar el segundo material en un estado plástico o líquido al menos en la zona del plano de unión,

- poner el segundo material en contacto con el primer material y empotrar los recortes de fibras,

- endurecer el segundo material incorporando los recortes de fibras, quedando formado el material compuesto, y

- extender el material compuesto en el procedimiento de embutición profunda en un sentido situado dentro del plano de unión.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el material felpado se facilita como material de confección acabado.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la solidificación de la capa líquida o plástica se produce por enfriamiento o por endurecimiento químico.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las fibras cortadas o los recortes de hilo se componen de filamentos sin fin o fibrillas que se producen en los procedimientos de fabricación habituales de fibras textiles o técnicas.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el primer y/o segundo material presenta en la zona de la superficie de contacto una dispersión basada en acrilato y/o poliuretano.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque como recortes de fibras se usan fibras cortadas rectas o fibras de cualquier geometría.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los recortes de fibras presentan sustancialmente la misma longitud.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las fibras presentan una superficie rugosa.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las fibras presentan un rizado.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque como fibras cortadas o recortes de hilo se emplean formaciones de fibras textiles y/o fibras técnicas de cualquier composición química.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las fibras cortadas o los recortes de hilo se componen de materiales como poliéster, poliamida, poliacrilnitrilo, poliacrilato, copolímeros correspondientes, lana, algodón/lana, algodón o viscosa.

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque como fibras cortadas o recortes de hilo se usan materiales reciclados.

13. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se usan sustancialmente fibras rectas en disposición perpendicular respecto a la superficie de contacto.

14. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las fibras cortadas o los recortes de hilo se aplican perpendicularmente sobre el material que ha de felparse, mediante un campo electroestático.

15. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las fibras cortadas o los recortes de hilo se hacen adherirse al material que ha de someterse al felpado, con una dispersión de poliuretano o de poliacrilato, con un plastisol de PVC gelificable, con una masa fundida endurecible o masa termoplástica o con una masa que se endurece químicamente, de tal forma que se garantice la estabilidad suficiente durante el siguiente procesamiento.

16. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque un material es un material de soporte o se conforma como material de soporte durante el proceso de unión, y el otro material es un material de forrado.

17. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el material de forrado o el material de soporte se somete a un felpado.

18. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se usa un material de forrado felpado que se ajusta a un material de panel termoplástico, realizándose al mismo tiempo la conformación de la unión de materiales.

19. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque un material de forrado felpado se inserta en una herramienta y, a continuación, hacia el lado felpado, se retroinyecta un material endurecedor en la herramienta, produciéndose la formación de contornos por la presión originada en la herramienta.

20. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque sobre un material de soporte felpado se aplica un material de forrado con procedimientos habituales de embutición profunda o de prensado profundo.

21. Procedimiento según una de las reivindicaciones 17 a 20, caracterizado porque como material de forrado se usan láminas compactas o láminas de espuma de PVC o poliolefinas.

22. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la capa compuesta por el felpado está incorporada sólo parcialmente en la capa de unión con la masa solidificada, y con el componente por la deformabilidad remanente por compresión constituye unas propiedades de material que corresponden a una espuma.