ES2284574T3 - Metodo para fabricar una estructura de tela y elastomero en forma de sandwich y una estructura en forma de sandwich obtenida mediante dicho metodo. - Google Patents

Abstract

Método para fabricar una estructura en sándwich de tela y elastómero, que comprende las etapas de: disposición de una tela (1) dotada como mínimo de pequeños intersticios entre las fibras de la misma; colocación de dicha tela (1) con un lado de la misma en un molde (10) que presenta como mínimo partes de reposo (11) para la telas (11) y como mínimo zonas (12) que están rebajadas con respecto a dichas partes de reposo (11); aplicación de un elastómero en dicho lado de la tela (1) opuesto al lado dirigido hacia el molde (10); aplicación de presión para hacer que el elastómero fluya a través de dichos pequeños intersticios; y extracción de la estructura en sándwich formada de dicho molde, caracterizado porque comprende, entre las etapas de colocación la tela y aplicación del elastómero en un lado de dicha tela, la etapa de aplicación de una capa de separación (40) que está dispuesta entre dicha tela (1) y dicho elastómero (20), estando adaptada dicha capa de separación (40) para romperse de manera selectiva en las zonas rebajadas (12), a efectos de permitir que el elastómero fluya a través de la tela (1), comprendiendo dicha etapa de aplicación de presión la acción de hacer fluir el elastómero a través de dicha tela (1) sólo en las zonas de la tela en las que existen pequeños intersticios en dichas zonas rebajadas (12), una vez que se produce la rotura selectiva de la capa de separación (40), a efectos de llenar dichas zonas rebajadas (12) e impedir que el elastómero fluya a través de las zonas de reposo (11), y formando una serie de zonas elastoméricas (20a) separadas unas de las otras que están localizadas sólo en dichas zonas rebajadas (12) del molde (10).

Description

Método para fabricar una estructura de tela y elastómero en forma de sándwich y una estructura en forma de sándwich obtenida mediante dicho método.

La presente invención se refiere a un método para fabricar una o estructura en forma de sándwich de tela y elastómero, y asimismo a la configuración en sándwich obtenida mediante dicho método.

Es conocido que, en la actualidad, se encuentran en el mercado estructuras en sándwich hechas de una tela y un elastómero, en particular goma vulcanizada y no vulcanizada, que son obtenidos mediante aplicación como mínimo de una capa elastomérica a una tela.

Las técnicas de extendido, calandrado, pulverización e inmersión son ampliamente utilizadas para fabricar dichas estructuras en sándwich, a efectos de obtener uniones continuas entre la tela y el material elastomérico, que puede ser poliuretano, cloruro de polivinilo, poliolefinas, látex de goma, resinas acrílicas o de poliuretano, gomas sintéticas o naturales, y otros elastómeros conocidos.

Las técnicas citadas anteriormente sólo permiten obtener estructuras en sándwich continuas, es decir, estructuras en sándwich que tienen un lado recubierto de manera uniforme por una capa continua de material elastoméri-
co.

Utilizando métodos de moldeo por presión de tipo convencional, resulta posible variar el espesor de la región elastomérica produciendo diferentes zonas, reproduciendo incluso patrones complicados que, sin embargo, son continuos en todo el lado de la tela.

Con métodos de distribución por microinyección (utilizando, por ejemplo, poliuretanos líquidos), es posible obtener superficies que tienen regiones separadas, pero no es posible controlar de manera exacta el espesor, las formas y dimensiones de las regiones individuales elastómeras.

Mientras que la continuidad proporciona uniformidad de propiedades, sin embargo esto representa una limitación real para el desarrollo de componentes anisótropos preformados, que son requeridos para determinadas aplicaciones específicas en numerosos sectores, tales como en los sectores del vestido, artículos de viaje, calzados y en el sector de deportes técnicos en general.

Con las técnicas disponibles en la actualidad, dado que se obtienen capas de material elastomérico esencialmente continuas, no es posible combinar las propiedades típicas de la tela, tales como la ligereza, flexibilidad, textura suave y capacidad de respiración, con las propiedades típicas de los materiales elastoméricos, tales como la protección contra impactos, resistencia a la abrasión y desgarro, propiedades antideslizantes, impermeabilidad y otras propiedades conocidas.

El documento US-A-2 275 254 da a conocer un método para impresión por moldeo de placas que tienen una estructura compuesta formada por una rejilla de tela con una capa de goma constituida por zonas de impresión que sobresalen de las zonas de piso. El documento EP-A-860261 da a conocer un método para fabricar alfombrillas realizadas en material elástico en prensas de moldeo.

El objetivo de la presente invención es solucionar los problemas anteriormente mencionados, dando a conocer un método para obtener una estructura en sándwich de tela y elastómero en el que el elastómero está organizado, como mínimo en uno de los dos lados de la tela, en regiones separadas cuyo espesor, forma y dimensiones son seleccionadas según deseo y que, además de mejorar la apariencia estética de la estructura en sándwich, permiten llevar a cabo una gran cantidad de funciones, desde funciones de protección hasta características de antideslizamiento y otras funciones útiles que pueda llevar a cabo el elastómero, sin eliminar las propiedades propias de la tela, tales como flexibilidad, textura suave, capacidad de respiración y otras que pueden ser obtenidas mediante la utilización de tipos de tela conocidos.

Con este propósito, un objetivo de la presente invención es dar a conocer un método que permita obtener estructuras en sándwich en las que, como mínimo, un lado tenga solamente algunas regiones de material elastomérico que es dosificado, con respecto a posición y cantidad, de acuerdo con criterios que pueden ser fácilmente determinados con anterioridad, a efectos de obtener regiones con material elastomérico alternadas con regiones completamente libres de material elastomérico.

Otro objetivo de la presente invención es dar a conocer un método que permita la obtención de estructuras en sándwich que puedan ser utilizadas en los sectores más dispares, tales como calzado, vestido, artículos de viaje, en el sector de deportes técnicos, y en cualquier sector que requiera productos que tengan propiedades antideslizantes.

Otro objetivo de la presente invención es dar a conocer un método que permita, mediante una sucesión de etapas extremadamente rápidas y simples, la obtención de una estructura en sándwich que sea particularmente versátil y capaz de asumir las características consideradas apropiadas para cada aplicación específica.

Dicho propósito y este y otros objetivos, que resultarán evidentes a partir de la presente descripción, son conseguidos por un método para fabricar una estructura en sándwich de tela y elastómero de acuerdo con la presente invención, que comprende las etapas descritas en la reivindicación 1.

Características y ventajas adicionales de la presente invención resultarán evidentes a partir de la descripción detallada de una realización preferente, pero no limitativa, de un método para fabricar una estructura en sándwich de tela y elastómero y la estructura en sándwich resultante, junto con la ayuda de los dibujos acompañantes, en los que:

la figura 1 es una vista esquemática, en posición abierta, del molde para fabricar una estructura en sándwich que tiene zonas hechas en material elastomérico en un lado y una capa continua de material elastomérico en el lado opuesto;

la figura 2 es una vista del molde de la figura 1, en posición cerrada;

la figura 3 es una vista en sección de la estructura en sándwich resultante;

la figura 4 es una vista, en perspectiva, de la estructura en sándwich resultante;

la figura 5 es una vista, en sección, de una estructura en sándwich con una capa elastomérica continua que puede ser separada;

la figura 6 es una vista capa por capa de la capa de separación para eliminar la capa elastomérica;

la figura 7 es una vista esquemática, en perspectiva, de una parte de una estructura en sándwich constituida por una tela que tiene zonas hechas en material elastomérico de un solo lado.

Haciendo referencia a las figuras, el método para fabricar una estructura en sándwich de tela y elastómero está basado en la utilización de una tela (1) que tiene una trama o tejido particular, de modo que existan pequeños intersticios entre la trama y la urdimbre y están adaptados para permitir que un material elastomérico pase a través de las mismas.

A efectos de controlar el paso del material elastomérico, se dispone un molde (10) que tiene partes de reposo (11) en la cara dirigida hacia la tela (1); de manera habitual pero no necesariamente, dichas zonas de reposo son planas, y existen zonas rebajadas (12) entre las mismas; las zonas rebajadas están separadas mutuamente, y pueden fabricar cualquier patrón considerado apropiado y que tenga cualquier profundidad.

En la práctica, el molde constituye una superficie de contacto con la tela dotada de zonas rebajadas interespaciadas de cualquier profundidad y forma.

El material elastomérico es aplicado en un lado de la tela que está en el lado opuesto dirigido hacia el molde, y mediante la utilización de presión y temperatura apropiadas el material elastomérico fluye a través de la tela, pasando a través de los espacios intermedios o pequeños intersticios, hasta que llena las zonas rebajadas.

La peculiaridad de la presente invención consiste en que el material elastomérico pasa a través de la tela sólo en las zonas rebajadas, pero es incapaz de fluir en las zonas o partes en las que la tela hace tope.

De acuerdo con una realización preferente, un elemento con forma de lámina que forma una capa de elastómero, designado con el número de referencia (20), y dispuesto en un lado del la tela está dispuesto para la aplicación del material elastomérico; además, se dispone un contramolde (30) que debe tener una forma que se ajuste perfectamente con las partes de reposo (11) sin acoplarse con las zonas rebajadas.

Tal como se muestra en las figuras 1 a 4, una vez que el molde ha sido cerrado, se aplican presiones y temperaturas capaces de licuar el elastómero; dicho elastómero fluye a través de la tela (1) para obtener una estructura en sándwich que tenga, por un lado, una capa continua de material elastomérico que se corresponde en la práctica con la capa (20) y, por el otro lado, zonas elastoméricas que están localizadas en las zonas rebajadas (12), con la posibilidad de reproducir cualquier finura de patrón, disponiendo una serie de zonas mutuamente separadas y dispuestas de cualquier forma o con cualquier configuración.

Para obtener una estructura en sándwich simplemente constituida por una capa de tela (1) dotada de zonas de material elastomérico, designada por el número de referencia (20a), sólo de un lado, se interpone una capa de separación (40) entre el material elastomérico con forma de capa (20) y la tela (1).

De forma típica, la capa de separación está dotada de una película que es capaz de soportar las condiciones de proceso, es decir, una película que no sea destruida, fundida o completamente modificada por las temperaturas utilizadas en el proceso, sino que, por el contrario, se rompa de manera selectiva, debido a las presiones involucradas, en las zonas rebajadas del molde permitiendo que el material elastomérico fluya a través de la tela.

Las películas más comúnmente utilizadas están constituidas por películas no orientadas de nylon 6, nylon 6,6 (marcas registradas) y PET, con un espesor entre 10 y 40 micras, y con forma orientada de manera monoaxial o biaxial, con un espesor entre 5 y 25 micras.

Una vez que el material elastomérico ha sido moldeado, tal como se muestra de manera esquemática en la figura 5, es posible separar la capa continua de material elastomérico, obteniendo de este modo una tela que tiene zonas de elastómero (20a) sólo de un lado.

En las aplicaciones prácticas, es posible obtener una estructura en sándwich que tenga una capa continua en un lado y zonas separadas de material elastomérico del otro lado, o es posible disponer una estructura en sándwich constituida por una tela que tenga un lado completamente libre y en el otro lado zonas elastoméricas; es posible además disponer zonas elastómeras en los dos lados de la tela, en cuyo caso el contramolde debe tener zonas rebajadas que correspondan con las zonas elastómeras del otro lado.

Pueden utilizarse para realizar el proceso varios tipos de telas que tienen las características particulares de tener pequeñas separaciones o espacios intermedios, entre las fibras o en cualquier caso entre la trama y la urdimbre, que permitan el paso del material elastomérico cuando se aplica presión.

Los materiales utilizados pueden ser sintéticos, tales como nylon y poliéster, reforzados de manera opcional con fibras arámidas, o materiales naturales, tales como algodón o lino.

Tintes y acabados pueden ser resistentes o no a las condiciones de unión con el elastómero, dependiendo de que se desee mantener el aspecto original de la tela o bien se desee un efecto de cambio de color específico.

El elastómero es utilizado de manera típica en forma de película o lámina calandrada dotada de un espesor calibrado preferentemente constante, pero no necesariamente, en una cantidad suficiente para llenar el patrón del molde. Cuanto mayor es el espesor del patrón que será reproducido, mayor debe ser el espesor de la lámina calandrada utilizada a efectos de asegurar el llenado.

Además, debe notarse que, en lugar de utilizar un elastómero en forma de una capa calandrada, es posible utilizar, por ejemplo, una deposición de material directamente en la prensa de moldeo o para llevar a cabo la inyección con una prensa de inyección en un molde en frío, sin apartarse del concepto de la idea de la presente invención, que consiste en disponer el flujo del elastómero a través de la tela, produciendo zonas de material elastomérico separadas mutuamente, como mínimo en una lado de dicha tela.

La elección del tipo de elastómero, una vez que ha sido determinado el tipo de estructura en sándwich que será producida, depende de las propiedades finales que requieren el patrón y el tipo de tela utilizada.

Las propiedades reológicas del elastómero utilizado son muy importantes para controlar el paso del elastómero a través de la tela si el tejido de la tela, la máquina utilizada y las condiciones de proceso seleccionadas son los mismos. Dichas propiedades reológicas determinan, de hecho, la tendencia del elastómero a pasar o no pasar en los diversos puntos de la tela y, por lo tanto, determinan en última instancia el control y el resultado final en la tela. Cuando mayor sea el bloqueo deseado del elastómero en las zonas de contacto, más se deben considerar elastómeros o formulaciones caracterizadas por altas viscosidades en las condiciones de proceso, y viceversa.

A modo de ejemplo, resulta posible utilizar, como elastómeros, mezclas basadas en materiales como goma, IR, BR, SBR, NBR, NR, EPDM, EVA y otros elastómeros similares, y gomas de silicona o, de manera opcional, TPU, TR, PVC y otros polímeros similares.

Asimismo a modo de ejemplo, debe notarse que las numerosas zonas rebajadas (12), que, por ejemplo, tienen forma de estrella y están interespaciadas por otras zonas con forma de octágonos estilizados, fueron cortadas como rebajes en un molde con forma de placa, en el que la parte inferior está constituida por una superficie de contacto plana.

El contramolde (30) está formado por una placa plana que no tiene zonas rebajadas y está adaptado para disponer un cierre estanco perfecto en los puntos de la parte inferior del molde que no presentan patrón.

Fueron utilizadas telas sin acabado, disponibles comercialmente, Cordura 1000, Cordura 500, Cordura 300 y Cordura 170 (marcas registradas).

Fueron utilizadas como material elastomérico mezclas de gomas basadas en SBR y materiales de polibutadieno, permitiendo vulcanización con azufre y aceleradas de manera apropiada.

Las gomas fueron calandradas para obtener una capa de 2 mm, de manera aproximada.

Una prensa de compresión fue utilizada con zapatas de 1000 x 750 mm y una presión de cierre de 600.000 kg
(6 toneladas) para unir las gomas a las telas.

Las condiciones de temperatura de moldeo utilizadas variaron dentro del rango entre 160ºC durante 12 a 15 minutos hasta 175-180ºC durante 6 a 8 minutos, dependiendo de las mezclas y los tejidos utilizados.

Se dispusieron agentes de liberación habituales para goma en el molde y el contramolde.

A efectos de obtener la estructura en sándwich de la figura 4, la tela fue colocada cubriendo el patrón del molde y se superpuso una capa de material calandrado del mismo tamaño; entonces se llevó a cabo un moldeo por presión de acuerdo con los ciclos anteriormente descritos, y después de completar el ciclo de vulcanización, la estructura en sándwich de tela y goma fue eliminada del molde.

A efectos de lograr una estructura en sándwich del tipo mostrado en la figura 7, se interpuso una película de nylon 6 sin orientación, con un espesor de 25 micras entre la tela y la capa elastomérica. Después de llevar a cabo el proceso de vulcanización, la estructura en sándwich fue eliminada y la base de goma fue separada de la tela mediante una ligera presión. La estructura en sándwich de la película (40) entre la tela y el material calandrado impidió la adhesión del material elastomérico al lado contiguo de la tela, permitiendo de este modo la obtención de una tela con un patrón de zonas separadas que están dispuestas y unidas sólo en un lado de la tela.

De este modo, la tela conserva su capacidad de respiración en todas las zonas que no están cubiertas por zonas de material elastomérico.

Entonces, fue adherida una membrana osmótica de poliuretano impermeable con capacidad de respiración que permite obtener una tela impermeable con capacidad de respiración que tiene una textura y una flexibilidad que pueden ser comparadas con las de la tela original, pero con una resistencia a la abrasión y un agarre superiores.

El mismo método permitió la producción de una suela para zapatos.

En este caso, se dispuso en el molde una serie de rebajes que, en la práctica, reproducen el lado exterior de la suela, y se dejó una capa continua de material elastomérico en el otro lado, que constituye el lado interno en contacto con el superior, formado en la práctica la capa de soporte de carga de la suela.

Fueron utilizadas telas tales como Cordura 1000 (marca registrada) y mezclas de tipos utilizados de manera típica para zapatos, es decir, mezclas basadas en SBR y goma natural.

La suela fue producida mediante técnicas de moldeo por presión, utilizando moldes diseñados tal como ha sido descrito anteriormente.

El ciclo de vulcanización aplicado duró 7 minutos con temperaturas de 175ºC y presiones de 400 toneladas.

A partir de la descripción anterior, resulta evidente que la presente invención logra el propósito y los objetivos deseados y, en particular, que el método que permite lograr el paso del material elastomérico a través de la tela en zonas predeterminadas permite disponer, en un lado de la estructura en sándwich, una configuración seleccionable de manera libre de zonas de material elastomérico que están adheridas de manera firme a la tela y que pueden otorgar a la tela cualquier propiedad técnica seleccionada.

La presente invención concebida de este modo es susceptible de numerosas modificaciones y variaciones, todas las cuales quedan dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Además, todos los elementos pueden ser reemplazados por equivalentes técnicos.

En la práctica, los materiales utilizados, además de las formas y dimensiones, pueden ser elegidas según las necesidades.

En los casos en los que una característica técnica mencionada en cualquier reivindicación es seguida por numerales de referencia, dichos numerales de referencia han sido incluidos con el único propósito de mejorar la inteligibilidad de las reivindicaciones y, en consecuencia, dichos numerales de referencia no tienen un carácter limitativo en la interpretación de cada elemento identificado, a modo de ejemplo, por dichos numerales de referencia.

Claims (15)

1. Método para fabricar una estructura en sándwich de tela y elastómero, que comprende las etapas de: disposición de una tela (1) dotada como mínimo de pequeños intersticios entre las fibras de la misma; colocación de dicha tela (1) con un lado de la misma en un molde (10) que presenta como mínimo partes de reposo (11) para la telas (11) y como mínimo zonas (12) que están rebajadas con respecto a dichas partes de reposo (11); aplicación de un elastómero en dicho lado de la tela (1) opuesto al lado dirigido hacia el molde (10); aplicación de presión para hacer que el elastómero fluya a través de dichos pequeños intersticios; y extracción de la estructura en sándwich formada de dicho molde,

caracterizado porque comprende, entre las etapas de colocación la tela y aplicación del elastómero en un lado de dicha tela, la etapa de aplicación de una capa de separación (40) que está dispuesta entre dicha tela (1) y dicho elastómero (20), estando adaptada dicha capa de separación (40) para romperse de manera selectiva en las zonas rebajadas (12), a efectos de permitir que el elastómero fluya a través de la tela (1), comprendiendo dicha etapa de aplicación de presión la acción de hacer fluir el elastómero a través de dicha tela (1) sólo en las zonas de la tela en las que existen pequeños intersticios en dichas zonas rebajadas (12), una vez que se produce la rotura selectiva de la capa de separación (40), a efectos de llenar dichas zonas rebajadas (12) e impedir que el elastómero fluya a través de las zonas de reposo (11), y formando una serie de zonas elastoméricas (20a) separadas unas de las otras que están localizadas sólo en dichas zonas rebajadas (12) del molde (10).

2. Método, según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende la etapa de disposición de dicho elastómero que será aplicado en una lado de la tela (1) como un elemento con forma laminar (20), hecho de material elastomérico.

3. Método, según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende de manera adicional la etapa de aplicación de presión a dicho elastómero mediante un contramolde (30) que tiene una forma que se ajusta con las partes de reposo (11).

4. Método, según la reivindicación 2, caracterizado porque comprende las etapas de calentamiento y aplicación de presión en dicha tela (1) y dicho elastómero mediante la aplicación, cuando dicho molde (10) y dicho contramolde (30) son acoplados, una temperatura capaz de licuar dicho elastómero y una presión apropiada para hacer que dicho elastómero fluya a través de dicha tela (1).

5. Método, según la reivindicación 4, caracterizado porque comprende la disposición de dicha capa de separación (40) adaptada para permitir la eliminación de una capa de elastómero (20), que puede ser formada de manera continua en un lado de la tela (1), y separando dicha capa de elastómero formable de manera continua (20) formada en un lado de la tela (1) después de dicha etapa para lograr extraer el molde de dicha estructura en sándwich.

6. Método, según la reivindicación 5, caracterizado porque comprende la etapa de disposición de dicha capa de separación (40) constituida por una lámina de plástico sin orientación con un espesor de 10 a 40 \mum.

7. Método, según la reivindicación 5, caracterizado porque comprende la etapa de disposición de dicha capa de separación (40) constituida por una película de plástico mono o biaxialmente orientada con un espesor de 5 a
25 \mum.

8. Método, según la reivindicación 5, caracterizado porque comprende la etapa de disposición de dicho elastómero constituido por mezclas basadas en materiales seleccionados dentro del grupo compuesto por goma, IR, BR, SBR, NBR, NR, EPDM, EVA.

9. Método, según la reivindicación 5, caracterizado porque comprende la etapa de disposición de dicho elastómero constituido por gomas de silicona.

10. Método, según la reivindicación 5, caracterizado porque comprende la etapa de disposición de dicho elastómero como un material de tipo termoplástico, seleccionado dentro del grupo compuesto por TPU, TR, y PVC.

11. Método, según la reivindicación 5, caracterizado porque en dicha etapa de calentamiento y presión las temperaturas están comprendidas entre 140 y 180ºC.

12. Estructura en sándwich de tela y elastómero, que comprende una tela (1) dotada como mínimo de pequeños intersticios entre las fibras de la misma y que tiene, como mínimo, en un lado de la misma, zonas elastoméricas (20a) que están formadas por un flujo de elastómero a través de dichos pequeños intersticios de la tela (1) producido mediante aplicación de presión y temperatura, caracterizado porque dicha estructura en sándwich comprende una capa de separación (40), dispuesta entre dicha tela (1) y una capa de elastómero (20), que se rompe de manera selectiva en dichas zonas elastoméricas (20a) formadas por el flujo de elastómero a través de las pequeñas separaciones de la tela (1) mediante la aplicación presión y temperatura, estando adaptada dicha capa de separación (40) para permitir la eliminación de dicha capa de elastómero (20) formado en un lado de la tela (1), estando localizadas dichas zonas elastoméricas (20a) como mínimo en un lado de la tela y estando separadas unas de las otras por, y formadas en relieve con respecto a las zonas superficiales restantes de la tela que están libres de material elastomérico.

13. Estructura en sándwich, según la reivindicación 12, caracterizada porque comprende dichas zonas elastoméricas separadas (20a) en un lado del mismo y una capa continua de elastómero (20) en el lado opuesto.

14. Estructura en sándwich de tela y elastómero, según la reivindicación 12, caracterizada porque comprende una capa de tela (1) que tiene, en los dos lados de la misma, zonas separadas (20a) hechas de elastómero que ha fluido a través de dicha tela (1), estando en relieve dichas zonas separadas (20a) con respecto a la superficie de dicha tela.

15. Estructura en sándwich de tela y elastómero, según cualquiera de las reivindicaciones 12 ó 14, caracterizada porque dichas zonas superficiales de la tela que están libres de elastómero están adaptadas para preservar la capacidad de respiración y flexibilidad de la estructura en sándwich de tela y elastómero.