ES2253563T3 - Panel sandwich termoplastico y metodo de moldeado de doble lamina para obtenerlo. - Google Patents

Panel sandwich termoplastico y metodo de moldeado de doble lamina para obtenerlo.

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ES2253563T3
ES2253563T3 ES02776575T ES02776575T ES2253563T3 ES 2253563 T3 ES2253563 T3 ES 2253563T3 ES 02776575 T ES02776575 T ES 02776575T ES 02776575 T ES02776575 T ES 02776575T ES 2253563 T3 ES2253563 T3 ES 2253563T3
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Abstract

Un método para moldear paneles en un sistema de moldeado de láminas que consta de una estación de suministro de láminas termoplásticas (10) y dos mitades del molde (18); el método consta de los pasos de (a) suministrar dos capas laminadas de material termoplástico (12, 14) entre las dos mitades del molde (18) desde la estación de suministro de láminas termoplásticas (10); (b) introducir un inserto que aporta rigidez (40) entre las dos capas laminadas (12, 14) de material termoplástico; (c) cerrar las mitades del molde (18) para poner las capas laminadas de material termoplástico (12, 14) en contacto con el inserto (40) y así formar un sándwich termoplástico; y (d) comprimir el sándwich termoplástico entre las mitades del molde (18) para formar un panel, con la característica de que al menos dos capas laminadas de material termoplástico (12, 14) se suministran verticalmente hacia abajo desde la estación de suministro de láminas termoplásticas (10) dispuesta verticalmente encima de las mitades del molde (18); y que una capa de material de cobertura de superficie (24, 26) se suministra al menos a una mitad del molde (18); y que el material de cobertura de superficie (24, 26) se suministra desde una posición lateral para alinearse con el material laminado termoplástico (12, 14).

Description

Panel sándwich termoplástico y método de moldeado de doble lámina para obtenerlo.
Antecedentes de la invención
La presente invención se refiere a un método para fabricar paneles termoplásticos para su uso en automóviles y otros usos de acuerdo con las características del preámbulo de la reivindicación 1. Ese método se expone en EP-A-0649736. La presente invención también se relaciona con un panel hecho de acuerdo con la reivindicación 9.
Varios tipos de paneles de automóviles, incluyendo paneles interiores como los paneles de estantes traseros, paneles interiores de puertas, etc., normalmente se moldean o bien en una sola capa con estrías o se ensamblan a una segunda capa para obtener la resistencia estructural y/o las propiedades acústicas deseadas. Las capas típicas pueden incluir un panel relativamente rígido para dar resistencia, una capa decorativa (con superficie expuesta de tapicería, tela o vinilo), un panel central de espuma u otra estructura ligera para ayudar a proporcionar rigidez y/o aislamiento acústico, un panel posterior para proporcionar aislamiento acústico adicional y un sándwich de barrera.
Estos paneles normalmente se fabrican mediante moldeado por inyección de un material termoplástico directamente en un molde. El molde también puede contener una o más capas de otros materiales laminados, como una capa decorativa. Luego se cierra el molde, lo que distribuye el material termoplástico por el espacio disponible en la cavidad y da forma al panel. Cuando se incluyen capas adicionales, el molde lamina las capas.
A partir de EP 0649736 Al se conoce un método para moldear paneles en un sistema de moldeado de láminas compuesto por una estación de suministro de láminas termoplásticas y dos mitades del molde; el método consta de los pasos de
(a)
suministrar dos capas laminadas de material termoplástico entre las dos mitades del molde desde una estación de suministro de láminas termoplásticas;
(b)
introducir un inserto que aporte rigidez entre las dos capas laminadas de material termoplástico;
(c)
cerrar las mitades del molde para poner las capas laminadas de material termoplástico en contacto con el inserto para formar un sándwich termoplástico; y
(d)
comprimir el sándwich termoplástico entre las mitades del molde para formar un panel.
A partir de la patente US 4,556,529 se sabe que un sándwich de inserto termoplástico consta de al menos dos capas laminadas termoplásticas que limitan con al menos dos lados de un inserto que aporta rigidez y que consiste en un material de porosidad fina o de porosidad gruesa. A partir de GB2216081A se conoce un panel sándwich para usar en la industria automotriz que incorpora un núcleo de espuma de uretano para lograr un aislamiento acústico.
Los paneles normalmente se fabrican mediante moldeado por inyección de un material termoplástico directamente en un molde o mediante moldeado de láminas, lo que implica insertar en un molde láminas prefabricadas de material termoplástico. El molde también contiene una o más capas de otros materiales laminados, como una capa decorativa. Una vez que las láminas de material se colocan en el molde, éste se cierra y que distribuye el material termoplástico por los contornos de la cavidad para formar el panel. Cuando se incluye una capa adicional, como una capa decorativa, normalmente se lamina en el material termoplástico como parte del proceso de moldeado. También se puede usar moldeado por vacío para ayudar en el proceso de moldeado.
Con estos tipos de procesos de moldeado aparece un problema recurrente: cómo proporcionar un laminado lo suficientemente fuerte para usarse en suelos de carga u otros paneles que requieren una mayor rigidez y cómo ensamblar esos laminados de manera eficiente y económica. También supone un problema cómo alinear las capas alrededor del inserto para aumentar la adhesión periférica. Un objetivo de esta invención, por lo tanto, es proporcionar un laminado que tenga más rigidez con un uso de adhesivos mínimo o nulo. Un objetivo adicional de esta invención es ofrecer un proceso que permita la fabricación de esos laminados sin el empleo excesivo de adhesivos.
Resumen de la invención
Este objetivo se logra mediante el método que sigue las peculiaridades de la parte descriptiva de la reivindicación 1 y por el panel que sigue las peculiaridades de la reivindicación 9.
Los paneles laminados se hacen usando dos capas de material termoplástico que se dispensan verticalmente y proceden de una estación de suministro de material termoplástico. Las dos láminas separadas pueden ser de la misma resina o de diferentes resinas, pero deben ser termoplásticas y con capacidad de unirse entre sí por calor o mediante adhesivos en un inserto. Para formar un laminado multicapa, se inserta entre las dos capas de laminado un inserto que aporte rigidez, que conste, por ejemplo, de espuma estructural, espuma termoplástica compatible, centro de panal termoplástico o espuma de aislamiento acústico.
Las piezas estándar que se fabricarán con el proceso de la presente invención son: paneles para estantes traseros, suelos de carga, cubiertas de neumáticos de repuesto y protectores para rodillas, aunque la invención no se limita a esos productos.
Descripción breve de los dibujos
La Fig. 1 es una vista lateral del sistema de moldeado de láminas de la presente invención.
La Fig. 2 es una vista transversal de un panel fabricado usando el sistema de moldeado de láminas descrito en el presente documento.
Descripción del proceso de formación preferido
Este proceso se ilustra en la Fig. 1. El sistema de moldeado de láminas de la presente invención incluye una estación de suministro de material laminado termoplástico caliente(10), alineada para suministrar dos o más capas de laminado termoplástico caliente (12, 14) verticalmente hacia abajo entre las caras del molde (16 y 18). Las caras del molde (16, 18) tienen depresiones (20) que cuando se tocan, forman una cavidad con los contornos de la forma de la pieza que va a moldear el sistema de moldeado de láminas.
En 1 sistema de formación preferido, la estación de suministro de láminas termoplásticas (10) incluye un extrusor (22) que dispensa capas de laminado caliente de material laminado termoplástico (12, 14) frente a las caras del molde (16) en las mitades del molde (18). Para moldear ese material laminado, el material termoplástico se pueden calandrar a través de rodillos calientes para producir capas laminadas y a través de rodillos calientes adicionales para obtener el espesor deseado. Alternativamente, la estación de suministro de láminas termoplásticas (10) puede suministrar otros tipos de materiales laminados termoplásticos, como una estera moldeable de lino/polipropileno caliente, como una o más capas laminadas termoplásticas de fabricación de piezas, dependiendo sólo de las preferencias de diseño. Esas esteras de lino/polipropileno se describen en la patente estadounidense n.º 5,614,285. En este caso, la estación de suministro de láminas termoplásticas calientes (10) puede incluir un desenrollador de estera de lino/polipropileno, con rodillos calientes o placas calientes que calienten la estera hasta una temperatura apropiada antes de que las capas laminadas de estera entren al espacio comprendido entre las caras del molde (16).
Si se desea, se puede(n) dispensar el(los) material(es) de cobertura de superficie (24, 26) desde los sistemas de rodillo o inserto (28, 30) que comprenden la(s) estación(es) de desenrollado de material de cobertura de superficie (32, 34) y los rodillos (36,38). Los sistemas de inserto o rodillo (28, 30) suministran el material de cobertura de superficie (24, 26) para interponer el material de cobertura de superficie (24, 26) entre la(s) capa(s) laminada(s) (12, 14) y sus caras del molde (16) respectivas. Cuando se usa un material de cobertura de superficie, el(los) lado(s) deseado(s) del material de cobertura de superficie para la apariencia de la pieza definitiva o los objetivos de diseño en la parte frontal o en la parte posterior de la pieza o en ambas se orienta de frente a la cara de molde (16).
Se introduce un inserto que aporte rigidez (40) entre las capas laminadas termoplásticas (12, 14) y se puede precubrir con adhesivos si es necesario para provocar una unión entre las capas termoplásticas del sándwich. El inserto que aporta rigidez (40) puede ayudar a dar rigidez a la pieza moldeada, puede ser compatible con el material termoplástico y puede ser liviano y fundible. Entre los insertos que aportan rigidez se incluyen la espuma estructural, la espuma termoplástica compatible, el centro de panal termoplástico o la espuma de aislamiento acústico. El inserto que aporta rigidez se puede introducir desde la parte delantera o trasera de la máquina mediante una estructura de movimiento alternativo con pasadores que sostengan el inserto en su lugar entre las capas laminadas termoplásticas. El inserto que aporta rigidez puede ser cualquier inserto prefabricado, incluyendo matrices de losa plana, matrices parcialmente preformadas e insertos premoldeados.
Después de que se introduzca el inserto que aporta rigidez (40) entre las capas laminadas termoplásticas (12, 14) y el material de cobertura de superficie (24, 26), las mitades del molde (18) se juntan mediante pistones (42). Cuando las mitades del molde (18) se juntan, presionan las capas laminadas termoplásticas (12, 14), el inserto que aporta rigidez (40) y cualquier material de cobertura de superficie opcional (24, 26) para formar un sándwich termoplástico-inserto.
Cuando las mitades del molde (18) se juntan por completo las caras del molde (16) obligan a las capas laminadas termoplásticas y en cierto grado, al inserto (40) a desplazarse con cualquier material de cobertura hasta entrar en contacto con los moldes. Luego, el laminado moldeado se enfría, adquiriendo rigidez para formar una pieza. Se puede extraer un vacío en una o ambas mitades durante el proceso de moldeado para ayudar en la distribución del sándwich termoplástico-inserto. Si todo el inserto usado queda dentro del empalme periférico de capas termoplásticas compatibles adheribles, la pieza tendrá una unión fuerte en el perímetro, como si no se hubiera usado un inserto. Los insertos (40) que sobresalen fuera del área de empalme deben tratarse para permitir que se siga formando la unión del área del empalme.
El enfriamiento de las piezas hechas de esta manera puede requerir aceleración mediante el uso de aire, nitrógeno o dióxido de carbono que se suministrará a las superficies externas de la pieza a través de los respiraderos que se encuentran en las mitades del molde (18).
Como se muestra en la Fig. 2, el nuevo panel laminado (44) fabricado con este sistema está compuesto al menos dos capas termoplásticas (12, 14), el inserto (40), y una o más capas de cobertura de superficie opcionales (24, 26). Las superficies expuestas de las capas termoplásticas moldeadas (12, 14) o las capas de cobertura de superficie opcionales (24, 26) se adaptan por lo general a las depresiones (20) de las caras del molde (16). Entre las capas de cobertura de superficie se incluyen los tapizados (por ejemplo, para paneles interiores expuestos de automóviles) y absorbentes del sonido o barreras sonoras.
Usando una máquina de sujeción doble con capas laminadas surtidas a las dos abrazaderas utilizando una secuencia alternativa mediante un ciclo general de tres minutos, se estima que dos operadores podrían fabricar 40 piezas por hora con una inversión de 1,5 millones de dólares.
Los recortes de los ingredientes compatibles termoplásticos podrían mezclarse de nuevo o reutilizarse en al menos una capa de las piezas, lo que reduce los costes de los materiales en comparación con otros procesos que usan esteras o láminas compradas.
La presente invención no se limita a paneles interiores, sino que se puede aplicar con los mismos resultados satisfactorios a cualquier otro tipo de paneles, como otros paneles de automóviles y aplicaciones no automotrices en el ramo del mobiliario de oficina y la construcción.
Las aplicaciones preferentes de la invención se han descrito en la presente. Se entiende que se pueden hacer modificaciones y cambios sin apartarse del alcance de la invención, según lo definen las siguientes reivindicaciones que se van a interpretar y comprender a la vista de lo anteriormente expuesto.

Claims (12)

1. Un método para moldear paneles en un sistema de moldeado de láminas que consta de una estación de suministro de láminas termoplásticas (10) y dos mitades del molde (18); el método consta de los pasos de
(a)
suministrar dos capas laminadas de material termoplástico (12, 14) entre las dos mitades del molde (18) desde la estación de suministro de láminas termoplásticas (10);
(b)
introducir un inserto que aporta rigidez (40) entre las dos capas laminadas (12, 14) de material termoplástico;
(c)
cerrar las mitades del molde (18) para poner las capas laminadas de material termoplástico (12, 14) en contacto con el inserto (40) y así formar un sándwich termoplástico; y
(d)
comprimir el sándwich termoplástico entre las mitades del molde (18) para formar un panel, con la característica de que al menos dos capas laminadas de material termoplástico (12, 14) se suministran verticalmente hacia abajo desde la estación de suministro de láminas termoplásticas (10) dispuesta verticalmente encima de las mitades del molde (18); y que una capa de material de cobertura de superficie (24, 26) se suministra al menos a una mitad del molde (18); y que el material de cobertura de superficie (24, 26) se suministra desde una posición lateral para alinearse con el material laminado termoplástico (12, 14).
2. El método de la reivindicación 1 se caracteriza porque el material de cobertura de superficie (24, 26) se desenrolla desde un sistema de inserto o de rodillo (28, 30) que consta estaciones de desenrollado de material de cobertura de superficie (32, 34) y uno o más pares de rodillos de calandrado (36, 38) para alinear el material de cobertura de superficie (24, 26) con el laminado termoplástico en dirección descendente.
3. En el método de la reivindicación 1, la estación de suministro de láminas termoplásticas (10) consta de uno o más extrusores.
4. En el método de la reivindicación 1, la lámina termoplástica es una lámina de lino/polipropileno.
5. En el método de la reivindicación 1, el material de cobertura de superficie (24, 26) es un tapete.
6. En el método de la reivindicación 5, el material de cobertura de superficie (24, 26) se suministra a la mitad del molde (18) que forma el lado superior de la pieza moldeada.
7. En el método de la reivindicación 1, las capas laminadas termoplásticas (12, 14) suministradas a ambas mitades del molde (18) están formadas por el mismo material termoplástico.
8. En el método de la reivindicación 1, las capas laminadas termoplásticas (12, 14) suministradas a las mitades del molde (18) están formadas por diferentes materiales termoplásticos.
9. El panel sándwich de inserto termoplástico fabricado por el método de la reivindicación 1 consta al menos dos capas laminadas de material termoplástico (12, 14) que limitan con al menos dos lados de un inserto que aporta rigidez parcialmente formado o premoldeado (40) con al menos una capa de material decorativo (24, 26) en el cual el inserto está compuesto por un material de centro poroso termoplástico compatible.
10. El sándwich de inserto termoplástico de la reivindicación 9, se caracteriza además porque el material central de espuma termoplástica compatible es una espuma de aislamiento acústico.
11. El sándwich de inserto termoplástico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 10 se caracteriza además por ser un panel laminado.
12. El panel laminado de la reivindicación 11 se caracteriza además por ser un panel de automóvil.
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