ES2393554T3

ES2393554T3 - Material para juntas planas en forma de una lámina compuesta reforzada (composite film)

Info

Publication number: ES2393554T3
Application number: ES04787249T
Authority: ES
Inventors: Wilfried Erb; Peter ÜBELMESSER
Original assignee: Frenzelit Werke GmbH
Current assignee: Frenzelit Werke GmbH
Priority date: 2003-10-10
Filing date: 2004-09-29
Publication date: 2012-12-26
Anticipated expiration: 2024-09-29
Also published as: RU2353640C2; US20080248271A1; RU2006111053A; EP1670872A1; WO2005037948A1; DE10347080A1; EP1670872B1; US7914882B2; CN1867645A; CN1867645B

Abstract

Material para juntas planas de alto rendimiento termoestable hasta 330DC en condiciones de utilizacion, en forma de una lamina compuesta (composite film) reforzada con fibras y/o con aglutinantes, con un espesor de capa total comprendido entre 0, 01 mm y 3 mm, que puede fabricarse por prensando a partirde por lo menos uno o mas vellones de fibras, presentando los vellones de fibras o esteras de vellones de fibras un peso por metro cuadrado comprendido entre 8 y 400 g/m2, en particular, entre 50 y 100 g/m2, y conteniendo los siguientes componentes: (a) por lo menos una primera fibra que consiste en un termoplastico, seleccionado de entre el grupo constituido por p oli (eteretercetona) ( PEEK), pol i (sulfuro de p -fenileno) (PPS), p olietirimida (PEl ), p oli (eteramida) (PEA), poliamida (PA), polisulfona (PSU), poli (sulfona de eter vinilico) (PPSU), poli (etersulfona) (PES), poli (ariletercetona) (PAEK), poli (etercetona) (PEK), poli (oxido de metileno) (POM) y mezclas de los mismos, o de entre el grupo constituido por fibrasmetalicas fundiblescon un punto de fusion o dereblandecimiento de las fibras metalicas inferior a 450DC, como fibra fundible, con una proporcion en peso comprendida entre un 30 y un 97%, con respecto a la formulacion total del vellon de fibras, y una distribucion media de las longitudes de fibras de la fibra fundible en un intervalo comprendido entre 0, 1 mm y 30 mm, (b) opcionalmente, por lo menos una segunda fibra de refuerzo, seleccionada de entre el grupo constituido por fibras de vidrio, fibras de aramida, fibras de carbono, fibras ceramicas, fibras de poli (sulfuro de fenileno) oxidado (PPSO2), fibras metalicas, fibras de poliimida, fibras de polibenzimidazola, fibras de polibenzoxazolay fibras naturales y mezclas de las mismas, cuya estabilidad termica es mayor que la de lafibra fundible, con una proporcion en peso comprendida entre un 3 y un 67%, con respecto a la formulacion total del vellon de fibras y una distribucion media de las longitudes de fibras de la fibra de refuerzo en un intervalo comprendido entre 0, 1 mm y30 mm, a condicion de que la distribucion media de las longitudes de fibras de la fibra fundible sea mas pequefa que la de la fibra de refuerzo, (c) hasta un 60 por ciento en peso, en particular de un 3 a un 10% en peso de un aglutinante, con respecto a la formulacion total del vellonde fibras, siendo la suma de los componentes (a), (b) y (c) un 100% en peso, asi como (d) ademas del 100% en peso de los componentes (a), (b) y (c), opcionalmente, de 0, 1 a 80 partes en peso de aditivos habituales y m ateriales de ca rga, se leccionados de ent re f ibras, f ibrillas, f ibridos, adyuvantes nanometricos de dimensiones comprendidas entre 5 y300nm, estructuras enformade lamina, pulpas, polvos metalicos o ceramicos, microesferas huecas inorganicas, con un tamafo de particula medio comprendido entre 10 y 300 !m y una resistencia a lacompresioncomprendida entre 3, 5y 70MPa y mezclas delosmismos, prefiriendose los adyuvantes de tipo fibrido, bajo una presion comprendida entre 0, 05 y 15 N/mm2 y a una temperatura de hasta 450DC, que se encuentra por encima del punto de fusion o del punto de reblandecimiento de la fibra fundible, para dar una lamina compuesta (composite film) reforzada con un espesor de capa total comprendido entre 0, 01 mm y 3 mm.

Description

Material para juntas planas en forma de una lamina compuesta reforzada (composite film). La presente invencion se refiere a un material para juntas planas de alto rendimiento, termoestable bajo condiciones de utilizacion de hasta 330 DC, que se consolida prensando uno o varios vellones de fibras o esteras de vellones de fibras aplicando calor y presion para dar una lamina compuesta ("composite film"), es decir, una lamina reforzada (de fibra). Dicho material para juntas planas es apto para una utilizacion en juntas que deban aguantar altas cargas, y, en particular, para juntas de culata. La lamina compuesta o la lamina reforzada (de fibra y/o aglutinante) presenta un espesor comprendido entre 0,01 mm y 3 mm, que se consigue en un ciclo de trabajo a partir de una o varias capas de vellones. Esto permite por primera vez preparar espesores minimos de 0,01 mm a base de dichos materiales segun la invencion. Por tanto, la presente invencion tambien se refiere a juntas, y en particular a juntas de culata, que estan compuestas por el nuevo material para juntas planas citado anteriormente que, en su caso, se puede aplicar a un sustrato plano. El sustrato puede ser un sustrato metalico, tal como por ejemplo de aluminio o de una aleacion de aluminio. En formas de realizacion especiales de la invencion, el sustrato tambien puede ser un tejido, un genero de punto, un papel o una placa (ceramica). En otra forma de realizacion, el material para juntas planas puede colocarse entre dos sustratos, por ejemplo dos tejidos, y consolidarse aplicando alta temperatura y presion. En otra forma de realizacion, tambien es posible apilar varios materiales para juntas planas en varios sustratos, por ejemplo tejidos, y consolidarlos aplicando alta temperatura y presion. En este caso, la junta estara compuesta por un laminado con sustratos y materiales para juntas planas interpuestos entre los mismos. Segun el estado de la tecnica, los recubrimientos de juntas frecuentemente no solo sirven para proteger los materiales recubiertos de otros medios o similares, sino tambien para mejorar las caracteristicas de sellado de la junta. Para ello debe obtenerse una alta adaptabilidad del recubrimiento a la superficie a s ellar para poder compensar desniveles, etc. Ademas, el recubrimiento necesita cierta resiliencia para poder compensar vibraciones dinamicas de los componentes. Si no se consigue un sellado suficiente por medio de la resiliencia del material de la junta o, en caso de juntas metalicas, por medio de los elementos acanalados en la junta, el recubrimiento es decisivo para el sellado. Para ciertos perfiles de requerimientos, se necesitan ademas buenas caracteristicas de deslizamiento continuo del recubrimiento y un bajo comportamiento de asiento bajo las influencias de presion y temperatura. Las buenas caracteristicas de deslizamiento continuo estan asociadas a superficies permanentemente resistentes con un desgaste minimo. Un ejemplo de una junta que deberia presentar tanto buenas caracteristicas de deslizamiento continuo como una alta adaptabilidad a las superficies opuestas a sellar es la junta de culata. Hasta la actualidad, las juntas de culata normalmente llevaban un fino recubrimiento de un espesor de varios !m, cuya mision es mejorar la adaptabilidad de la junta en caso de desniveles y rugosidad de las superficies a sellar, tal como por ejemplo el bloque del motor y la culata. Los recubrimientos de este tipo normalmente son recubrimientos de caucho aplicados al sustrato metalico en caso de juntas metalicas y normalmente presentan un espesor de 20 !m. Una estructura de este tipo, es decir, un sustrato metalico con recubrimiento de caucho fluorado, es actualmente la estructura normal de una junta de culata multicapa (MLS = multi-layer steel). Un gran punto debil de los recubrimientos de caucho fluorado es el alto coeficiente de friccion del recubrimiento de caucho fluorado, con respecto a las superficies a sellar, la adherencia relativamente baja del recubrimiento al sustrato de acero, la dependencia relativamente grande de la durabilidad y de la termoestabilidad y con ello la baja resistencia al desgaste del recubrimiento. El documento DE 199 41 410 A1 describe un recubrimiento para ser aplicado a un sustrato metalico, un recubrimiento que comprende por lo menos un termoplastico fluorado y cuya dureza disminuye de la primera capa aplicada al sustrato hacia la ultima capa de recubrimiento, la exterior. El gradiente de dureza puede alcanzarse adicionando un material de relleno o refuerzo o adicionando por lo menos un termoplastico. Mediante el proceso de recubrimiento descrito en el documento DE 199 41 410 A1 se preparan las juntas de culata "Monomet®" que, entretanto, estan disponibles en el mercado para todos los tipos de motor, tal como por ejemplo "open deck", "closed deck", Otto, Diesel, de aluminio, de fundicion gris. La junta de culata "Monomet®" de acero o de aluminio garantiza un consumo de aceite del motor significativamente reducido, en particular para motores bajo condiciones extremas, y no solo cuando los motores son nuevos. Sin embargo, la junta de culata "Monomet®" tambien puede llevar un recubrimiento permanente multicapa de plastico y polvo que mas o menos mantiene sus caracteristicas bajo cargas extremas. Sin embargo, dicho recubrimiento "multi-slide" (de polvo), en particular de juntas de culata, supuestamente permite utilizaciones que hasta la actualidad no eran posibles con recubrimientos permanentes de plastico. Combina las caracteristicas positivas del polimero PEEK con las de PTFE. El material de PEEK garantiza una alta resistencia a la fluencia, una buena resistencia al desgaste, una termoestabilidad relativamente alta y una baja friccion de deslizamiento.

Primero se desarrollo, tal como ya habiamos dicho, el recubrimiento "multi-slide" para juntas de culata metalicas, tal como por ejemplo "Monomet®". Es de vital importancia tanto para la estanqueidad como para las caracteristicas de marcha del motor. En el proceso "multi-slide", se aplica un recubrimiento multicapa de diferentes plasticos en forma de polvo y despues se sinteriza.

Sin em bargo, el esp esor t otal m inimo del r ecubrimiento " multi-slide" que s e co nsigue co n est a t ecnica es de aproximadamente 60 !m. La adaptabilidad del recubrimiento "multi-slide" se consigue mediante un alto porcentaje de PTFE o PFA. Una buena adhesion del recubrimiento al sustrato se consigue mediante un alto porcentaje de un termoplastico de alta temperatura, tal como por ejemplo PEEK.

Sin em bargo, t ambien es deseable, t al co mo ya se d ijo en el documento D E 1 99 41 4 10 A 1, c onseguir una transicion, es decir, un gradiente, de un alto porcentaje de PEEK a un alto porcentaje de termoplastico fluorado. Esto se consigue, por ejemplo, mediante una estructura multicapa de diez capas ("multi-slide"). Si el espesor total del recubrimiento es de aprox. 60 !m, esto significa, sin embargo, que cada capa presenta un espesor de aprox. 6 !m.

Un refuerzo de fibra de los recubrimientos "multi-slide" citados anteriormente es dificil de imaginar en la practica ya que, por ejemplo, las fibras de carbon presentan diametros alrededor de unos 7 !m y las fibras de vidrio diametros comprendidos entre 6y9!m. Las fibras orgablemente mas gruesas con diametros

anicas suelen ser consider comprendidos entre 12 y 25 !m. Sin embargo, una capa solo puede presentar un espesor de 6 !m, tal como ya se menciono anteriormente. Ademas hay que tener en cuenta que cada capa individual se sinteriza y se consolida por separado en el proceso "multi-slide" citado anteriormente. La fusion del polvo de PEEK a 380 DC da lugar a una fuerte carga del polimero y parcialmente a su degradacion.

En total, el recubrimiento "multi-slide", siendo una combinacion de los materiales PEEK y PTFE, seguramente es un nuevo metodo para hacer frente a las temperaturas crecientes y la mayor densidad de potencia de motores modernos. Sin embargo, para hacer frente a los elevados requerimientos con relacion al materialde junta y para poder producir economicamente, es necesario un producto que presente mejores caracteristicas y costes de preparacion mas bajos que el producto del proceso "multi-slide".

En el estado de la tecnica, la preparacion de vellones por via humeda es un proceso conocido y derivado de la preparacion tipica de papel. Un procedimiento de este tipo esta descrito en el libro "Vliesstoffe", Viley-VCH, VileyVCH-Verlag, Weinheim 2000, pagina 235 y siguientes. Dicho procedimiento se realiza de tal forma que las fibras se dispersan en agua, que, a continuacion se lleva a cabo la formacion del vellon por filtracion en una cinta perforada y, a continuacion, la banda de vellon asi obtenida se consolida, se seca y se enrolla.

Los procedimientos de este tipo se utilizan sustancialmente para la preparacion de papel, tal como por ejemplo para papel de fibra sintetica, bolsas de te, filtros de aire o papel para cigarrillos.

Por tanto, el procedimiento del estado de la tecnica solo se utiliza para preparar papel especial o vellones tecnicos especiales como producto final.

El documento E P 77 4 3 43 B 1 divulga tambien piezas moldeadas, en particular par a se r utilizadas como revestimiento interior de vehiculos, formadas por fibras fundibles o fibras de refuerzo. Del documento EP 774 343 B1 se conoce una pieza moldeada compuesta por un nucleo y un tipo de capa superficial determinado, cuyo nucleo, compuesto por fibras fundibles y fibras de refuerzo, fue preparadoen una prensa adecuada aplicando calor y presion. L as fibras fundibles pu eden s er de etileno, polietileno, poliamida, polipropileno, po li(cloruro d e vi nilo), poliestireno u otro material termoplastico o una combinacion de dichos materiales. Las fibras de refuerzo pueden ser fibras de plastico, fibras naturales, de vidrio o metalicas o una combinacion de dichas fibras. Sin embargo, la pieza moldeada descrita en el documento EP 774 343 B1 se utiliza solo para el revestimiento interior de vehiculos, tal como por ejemplo para el revestimiento lateral, bandeja trasera o similares, presenta caracteristicas insuficientes con relacion a la densidad y rigidez y por tanto esta limitada a las utilizaciones precitadas.

En el documento DE 41 16 800 A1, esta descrito un procedimiento de alta temperatura para preparar materiales compuestos en forma de hoja de matriztermoplastica, suministrandose los conjuntos de fibra de refuerzo y los termoplasticos a una prensa, en dicha prensa se aumenta la temperatura de los materiales y se impregnan los conjuntos de fibra de refuerzo durante un corto tiempo de permanencia, cuyo maximo esta precisamente definido para l os elementos volumetricos individuales, apl icando pr esion y a lta t emperatura, se t rabaja a un ni vel de temperatura extremadamente alto que, segun la experiencia, normalmente causa dafos en el termoplastico o en los encolantes en la superficie de las fibras de refuerzo o, por degradacion del termoplastico, en la interfase con la fibra bajo la influencia de los encolantes.

En el d ocumento D E 101 1 4 55 4 A 1, se descr ibe un procedimiento par a pr eparar un m aterial semiacabado, termoplasticamente deformable y reforzado con fibras a base de poli(eterimidas). La invencion se refiere a un procedimiento continuo para preparar un material semiacabado, termoplasticamente deformable de poli(eterimida) y fibras de refuerzo. Comprende los siguientes pasos:

A. se mezclan las fibras de PEl y de refuerzo en seco para dar un vellon mixto,

B. el vellon mixto se consolida mediante agujas,

C. el vellon mixto consolidado se calienta y

D. se prensa para obtener un producto semiacabado.

En el documento DE 101 28 346 A1, se describe una junta plana y un procedimiento para su preparacion, cuya junta plana esta constituida por al menos una capa de vellon que esta compuesta por una estructura plana de fibras libres de amianto o mezclas de fibras e impregnada con un polimero, cuyo elemento obturador esta constituido por al menos un vellon impregnado con poli(tetrafluoroetileno).

En e l d ocumento D E 4 4 1 9 00 7 C 2, se describe un p rocedimiento para l a pr eparacion d e una j unta plana impregnada constituido por un producto preimpregnado ("prepreg") en forma de fibra, en el cual se impregna una estructura plana de fibras consolidada con soluciones, dispersiones o suspensiones prereticulables de una mezcla de polimeros reactiva, despues se inicia sureticulacion previa mediante secado a temperaturas elevadas, y como ultimo, se lleva a cabo la reticulacion final de los polimeros en la(s) banda(s) de juntas preimpregnadas aplicando alta temperatura y presion, si se desea, junto con un refuerzo metalico, caracterizado porque se impregna por lo menos una banda de vellon consolidada mediante un aglutinante de fibras organicas o inorganicas libres de amianto con una mezcla de polimeros reticulables, despues la(s) banda(s) de vellones de fibras impregnadas se pasan por dos cilindros extractores, luego se elimina la solucion, dispersion o suspension hasta el secado y la reticulacion previa de la mezcla de polimeros, a continuacion se lamina yse pega el numero deseado de bandas de vellon preimpregnadas con el material obturador bajo presion y a una temperatura suficiente para la reticulacion final de los polimeros, terminando con el corte de la junta terminada.

Finalmente, en el documento DE 32 32 255 A1, se describe un material blando para juntas planas libre de amianto, es decir, preparado mediante un substituto de amianto, en particular para la preparacion de juntas planas sometidas a grandes esfuerzos. Esta compuesto por un vellon de por lo menos tres tipos de fibra distintos asi como un material de relleno y un aglutinante. En total, el contenido del vellon de fibras esta comprendido entre un 15 y un 60 % con un 5 a un 40 % de fibra sintetica organica, entre un 5 y un 25 % de fibra natural y entre un 35 y un 90 % de fibra mineral

o metalica asi como entre un 3 y un 15 % de aglutinante y entre un 30 y un 70 % de un material de relleno mineral. La combinacion de diferentes tipos de fibra y materiales de relleno con sus distintas caracteristicas da lugar a un material cu yas pr opiedades tecnologicas, en r esumen, co rresponden a las de l os m ateriales de amianto. La utilizacion de tipos de fibra y materiales de relleno con las proporciones segun la invencion permite la facil preparacion de vellones de fibras con las porosidades, compresiones y compresibilidades deseadas. Mediante los vellones de fibras pueden prepararse unas juntas planas impregnadas, de alta capacidad de carga y libres de amianto, en particular para su utilizacion e n m aquinas de co mbustion. S in embargo, l os sistemas de aglutinante/caucho utilizados en el documento DE 32 32 255 A1, solo son termoestables hasta condiciones de utilizacion maximas de 200 DC, lo que significa una gran desventaja.

En el documento DE 41 13 153 A1, tambien se describe una junta libre de amianto, apta parala utilizacion con vapor, con una pequefa perdida de agua al ser utilizada. Para la preparacion de la junta, se utiliza una mezcla de pulpa de p-poliaramida con lana o fibridos de m-poliaramida y/o polvo de poli(tetrafluoroetileno). Ademas pueden utilizarse materiales de relleno organicos y/o inorganicos asi como aglutinantes polimericos. Los vellones de fibras a partir de los cuales se preparan las juntas se preparan mediante un procedimiento de calandria convencional.

En el documento DE 197 35 390 A1, se describe otro material de recubrimiento para juntas constituidas por al menos una fibra inorganica y al menos una organica asi como un elastomero, por ejemplo caucho, y materiales de relleno en proporciones determinadas que se aplican a un soporte por ejemplo mediante pulverizacion, colada, rodillos o s erigrafia. E l r ecubrimiento asi co mo las j untas recubiertas con l as mismas presentan buenas caracteristicas, en particular a temperaturas elevadas.

Por tanto, el objetivo de la presente invencion es proporcionar un material para juntas planas de alto rendimiento, termoestable hasta 330 DC, con buena rigidez, buenas caracteristicas de amortiguacion, caracteristicas de deslizamiento y desgaste optimas ydensidad ajustable, el cual es apto para ser utilizado en juntas y, en particular, en juntas de culata.

Dicho objetivo se consigue mediante el material para juntas planas de alto rendimiento y termoestable hasta 330 DC en forma de una lamina compuesta ("composite film") reforzada de fibras y/o aglutinante. La lamina compuesta segun la invencion presenta un espesor total de capa comprendido entre 0,01 mm y 3 mm y puede prepararse por prensando a partir de por lo menos un vellon de fibras aplicando alta temperatura y presion, presentando los vellones de fibras individuales o esteras de vellones de fibras un peso por metro cuadrado comprendido entre 8 y 400 g/m2, en particular entre 50 y 100 g/m2.

Los vellones de fibras contienen los siguientes componentes:

(a) por lo menos una primera fibra constituida por un termoplastico, seleccionada del grupo constituido por poli(eteretercetona) (PEEK), poli(sulfuro de p-fenileno) (PPS), polieterimida (PEl), poli(eteramida) (PEA),

poliamida (PA), polisulfona (PSU), poli(sulfona de eter vinilico) (PPSU), poli(etersulfona) (PES), poli(ariletercetona) (PAEK), poli(etercetona) (PEK), poli(oxido de metileno) (POM) y mezclas de los mismos, o del grupo constituido por las fibras metalicas fundibles con un punto de fusion o punto de reblandecimiento de las fibras metalicas de por debajo de 450DC, como fibra fundible, con un contenido en peso comprendido entre un 30 y un 97%, con respecto a la formulacion total del vellon de fibras, y una distribucion media de las longitudes de fibras en un intervalo comprendido entre 0,1 mm y 30 mm,

(b): si se desea, por lo menos una segunda fibra de refuerzo, seleccionada del grupo constituido por fibras de vidrio, fibras de aramida, fibras de carbono, fibras ceramicas, fibras de poli(sulfuro de fenileno) oxidado (PPSO2), fibras metalicas, fibras de poliimida, fibras de polibenzimidazola, fibras de polibenzoxazola y fibras naturales y mezclas de las mismas, cuya estabilidad termica es mayor que la de la fibra fundible, con un contenido en peso comprendido entre un 3 y un 67%, con respecto a la formulacion total del vellon de fibras y una distribucion media de las longitudes de la fibra de refuerzo en un intervalo comprendido entre 0,1 mm y 30 mm, a condicion de que la distribucion media de la longitud de fibra de la fibra fundible sea mas pequefa que la de la fibra de refuerzo,

(c): hasta un 60 por ciento en peso, en particular un 3 a un 10% en peso, de un aglutinante, con respecto a la formulacion total del vellon de fibras, siendo la suma de los componentes (a), (b) y (c) un 100% en peso.

Ademas, el vellon de fibras puede contener, ademas del 100% en peso de los componentes (a), (b) y (c), 0,1 a 80 partes en peso de ad itivos co nvencionales, se leccionados del grupo co nstituido por f ibras, f ibrillas, f ibridos, adyuvantes nanometricos en el intervalo granulometrico comprendido entre 5 y 300 nm, estructuras de tipo lamina, pulpas, p olvos m etalicos o ceramicos, m icroesferas huecas inorganicas, co n un t amafo de particula m edio comprendido entre 10 y 300 !m y una resistencia a la compresion comprendida entre 3,5 y 70 MPa y mezclas de los mismos.

En una forma de realizacion particular de la invencion, los adyuvantes se utilizan en forma de fibridos.

Segun la invencion, es posible por primera vez realizar laminas reforzadas con fibras largas (composite films) o las mismas comorecubrimientos sobre sustratos para su aplicacion como junta plana, en par ticular como junta de culata, en un solo paso en espesores de capa comprendidos entre 0,01 mm y 3 mm, constituidos por al menos una capa de vellon.

El material para juntas planasen forma de una lamina reforzadaconfibras y/o aglutinante puede prepararse por prensado a partir de por lo menos una estera de vellones de fibras bajo presion y a temperatura elevada. El proceso de prensado puede realizarse o bien de forma discontinua o bien continua. El prensado se lleva a cabo, segun la invencion, bajo una presion comprendida entre 0,05 y 15 N/mm2, a una temperatura de hasta 450 °C, es decir, una temperatura por encima del punto de fusion o reblandecimiento de la fibra fundible. La duracion del prensado esta comprendida entre 0,1 y 15 minutos.

Esto permite preparar por primera vez una lamina con refuerzo de fibra con un espesor minimo de 0,01 mm, gracias a la utilizacion de vellones de partida altamente precisas, en particular de PEEKo PPS con fibra de carbon o de vidrio o fibras organicas de alto rendimiento y otras fibras adicionales en distintas proporciones, diferentes proporciones de fibra de refuerzo y longitudes de fibra de por lo menos 0,1 a 30 mm. En una forma de realizacion, la consolidacion de los vellones de fibras puede llevarse a cabo tambien directamente en un sustrato, en particular un sustrato de acero o de aluminio o de una aleacion de aluminio. Otros sustratos preferidos son tejidos, generos de punto, papeles o placas ceramicas. En una forma de realizacion de la invencion, el vellon de fibras se consolida en un tejido o se coloca entre dos tejidos y se consolida. Es un procedimiento por el cual las telas no tejidas se aplican directamente al sustrato y se prensan en prensas de alimentacion intermitente o de doble cinta de acero, por ejemplo, para preparar el material para juntas planas segun la invencion. Las prensas calentadas permiten o bien la preparacion continua o bien la preparaciondiscontinua dematerial parajuntas planas o juntas individuales.Las esteras de vellones de fibras preparadas a partir de los materiales citados pueden aplicarse uno tras otro al sustrato y consolidarse despues. Esto permite combinar diversos materiales y preparar un material de gradiente.

Ademas es posible, en una forma de realizacion especial,tal como yase ha descrito anteriormente, colocar la lamina compuesta reforzada con fibras y/o aglutinante entre dos sustratos de tejido. Si ahora se consolidan varias laminas compuestas superpuestas en un sustrato de tejido y se aplica calor y presion, se obtiene un material compuesto para juntas planas con varios sustratos y laminas compuestas interpuestas entre los mismos.

Segun la invencion, el material para juntas planas puede prepararse prensando por lo menos una o varias esteras de vellones de fibras, que tambien pueden estar compuestas por materiales diferentes, en una maquina calentada bajo una presion comprendida entre 0,05 y 15 N/mm2. Las esteras de vellones de fibras presentan por lo menos una primera fibra de un termoplastico de alto rendimiento o una fibra metalica como fibra fundible con un porcentaje en peso comprendido entre un 30 y un 97 %, con respecto a toda la formulacion del vellon de fibras, y por lo menos una segunda fibra de refuerzo de un material de alto rendimiento cuya termoestabilidad es mayor que la de la fibra fundible, con un porcentaje en peso comprendido entre un 3 y un 67 %, con respecto a toda la formulacion del vellon

de fibras, asi como un aglutinante con un porcentaje en peso de hasta un 60 %, con respecto a toda la formulacion del vellon de fibras, en particular entre un 3 y un 10 %, con respecto a toda la formulacion del vellon de fibras, siendo los porcentajes de la formulacion completa de la estera del vellon de fibras en peso, a condicion que la longitud de las fibras fundibles sea menor que la de las fibras de refuerzo segun la distribucion de frecuencia media.

Ya que la distribucion media de la longitud de las fibras fundibles es menor que la de las fibrasde refuerzo, se consigue una m ezcla homogenea de los dos tipos de f ibra de m odo que, cu ando s e pr ocesa el producto semiacabado, se consigue una distribucion homogenea de la fibra de refuerzo en el material compuesto. La alineacion de las fibras en la capa puede ser isotropa o anisotropa.

En el material para juntas planas segun la invencion, la fibra fundible, de la que hay por lo menos una, presenta una distribucion media de longitudes de fibras en el intervalo comprendido entre 0,1 mm y 30 mm. Preferentemente, la fibra fundible presenta una longitud comprendida entre 2 mm y6mm, de forma particularmente preferida entre 1,5 mm y 3 mm. La distribucion media de las longitudes de las fibras de refuerzo del material de alto rendimiento tambien es del intervalo comprendido entre 0,1 mm y 30 mm, pero la distribucion media de las fibras es, tal como se ha definido en la reivindicacion 1, siempre mayor que la de las fibras fundibles. Las longitudes aptas de las fibras de refuerzo estan comprendidas entre 0,1 mm y 18 mm, de forma particularmente preferida entre 3 mm y 12 mm.

Con relacion al material, la invencion comprende, con respecto a las fibras fundibles, (a) todas las fibras de un termoplastico del grupo constituido por poli(eteretercetona (PEEK), poli(sulfuro de p-fenileno) (PPS), poli(eterimida) (PEl), poli(eteramida) (PEA), poliamida (PA), polisulfona (PSU), poli(sulfona de eter vinilico) (PPSU), poli(etersulfona) (PES), poli(ariletercetona) (PAEK), poli(etercetona) (PEK), poli(oxidode metileno) (POM) ysus mezclas ytodas las fibras del grupo de las fibras fundibles metalicas, por ejemplo de cinc, plomo, bismuto o sus aleaciones. La unica condicion es que el punto de fundicion o reblandecimiento de las fibras metalicas sea por debajo de 450 DC.

Las fibras de refuerzo (b) se han seleccionado del grupo constituido por fibras de polibenzoxazola (PBO), poliimida (Pl), polibenzimidazola (PBl), fibras de poli(sulfuro de fenileno) oxidado (PPSO2), fibras metalicas, fibras de vidrio, fibras de aramida, fibras de carbon, fibras ceramicas, fibras naturales y sus mezclas.

Tal como ya se ha explicado anteriormente, la estera del vellon de fibras, utilizada segun la invencion, presenta una estructura en la que las fibras individuales estan consolidadas mediante un aglutinante. Las fibras mismas presentan la estructura original, solo que estan conectadas entre si por medio del aglutinante. Dicha estructura de la estera de vellones de fibras es importante porque se debe evitarla extension de las fibras de refuerzo y/o una mezcla no homogenea para el material compuesto a preparar.

Segun la presente invencion, pueden utilizarse como aglutinantes (c) los a base de alcohol polivinilico (PVA), de poli(acetato de vinilo) (PVAC), poli(acetato de etilenvinilo) (EVA), poliacrilato, poliuretano (PUR), poliaramida, resinas del grupo constituido por resina de melamina o resina fenolica, poliolefinas tales como polietileno (PE), polipropileno (PP) y copolimeros de los mismos.

Por fibras de aramida, se entienden, para los fines de la presente invencion, las fibras segun la norma DlN 60 001 3a Parte (1988), es decir, fibras quimicas de polimeros sinteticos con cadenas aromaticas, de las cuales un porcentaje en peso de por lo menos un 85 % esta unido directamente por grupos de aramidas formando macromoleculas lineales, y de las cuales hasta un 50 % de las enlaces de amida pueden estar sustituidas por enlaces de imida (ver tambien la revista Chemiefasern/Textilindustrie, Edicion 39/91, de diciembre de 1989, paginas 1263 y 1264).

El aglutinante (c) puede ser una dispersion y puede ser del tipo fibra, lamina, fibrilla o fibrido. Por fibridos, se entienden fibras cortas, altamente fraccionadas, no aptas para la hilanderia y con superficies muy grandes. Pueden ser, por ejemplo, poliolefinas (PP, PE-HD) y pueden utilizarse como aglutinante para substituir, por ejemplo, resina fenolica (para la definicion de fibrido, ver P. Steinau CTl 40/92 (1990) T 152/53; S. Oberhoffner, Technische Textilien 39 (1996) 57/58).

La estera de vellon de fibras utilizada segun la invencion puede contener naturalmente tambien aditivos (d). Los aditivos de este tipo pueden utilizarse para influenciar las caracteristicas de la estera de vellon de fibras y, por lo tanto, tambien del material compuesto preparado a partir de la estera de vellon de fibras. Por tanto pueden utilizarse aditivos segun l a pr esente i nvencion q ue influencian l as ca racteristicas tales como l a co nductividad el ectrica, conductividad termica, f riccion, t ermoestabilidad, r esistencia al c hoque, rigidez y r esistencia a la a brasion. Los aditivos de este tipo pueden utilizarse, por ejemplo, tambien en forma de fibras, fibrillas, fibridos, laminas o pulpas. Los aditivos pueden ser polvos metalicos o ceramicos u organicos.

Lo esencial es que la esterade vellon segun la invencion presente un peso por unidad de superficie muybajo. Ademas, una caracteristica es la alta uniformidad de la estructura plana en sentido longitudinal y transversal con relacion al espesor y distribuciondelas fibras. Segun las fibras de refuerzo yfibras fundiblesutilizadas y sus porcentajes en peso, la estera de vellon de fibras presenta un peso por metro cuadrado comprendido entre 8 y 400 g/m2, preferentemente entre 50 y 100 g/m2, y puede presentar una densidad comprendida entre 30 y 500 kg/m3 para

fibras organicas, preferentemente entre 100 y 200 kg/m3. Si se utilizan fibras metalicas, el peso volumetrico citado anteriormente puede excederse considerablemente. La estera de vellon de fibrasutilizada (como precursor de la lamina compuesta) pr eferentemente presenta u n espesor co mprendido e ntre 0, 1 mm y 30 m m, de f orma particularmente preferida entre 0,15 mm y 1 mm. El bajo peso por metro cuadrado y la gran homogeneidad permiten la preparacion de laminas muy finas con refuerzo de fibras largas ("composite films") en el prensado posterior.

A la estera de vellon de fibras utilizada para la preparacion del material para juntas planas tambien puede haberse aplicado un sustrato plano por lo menos en un lado exterior de la estera de vellon de fibras. En este caso, la estera de vellon de fibras es una capa funcional en el siguiente proceso, es decir, cuando se prepara el producto final a partir de l pr oducto se miacabado, asu miendo di cha c apa f uncional ci ertas funciones, t al c omo por e jemplo conductividad o tambien una adhesion especial. El sustrato en forma de hoja puede estar formado por un sustrato metalico, tejido, estera de fibra, papel o vellon.

Un procedimiento para la preparacion de una estera de vellon de fibras, tal como se ha descrito anteriormente, preve que la fibra fundible se disperse alrededor de la fibra de refuerzo en un dispersante, preferentemente en agua, luego se lleve acabo laformacion continuadel vellon por filtracionsobreuna cintaperforada, y, a continuacion, se consolida yse seca el vellon. El aglutinante puede adicionarse durante la dispersion y/o durante la formacion del vellon.

Tambien es posible adicionar aditivos durante la etapa de dispersion y/o durante la formacion del vellon.

Segun la invencion, es posible conseguir un material para juntas planas cuya densidad y cuyo espesor pueden controlarse tanto por medio de la densidad y espesor como por medio de la receta de los vellones utilizados y por los parametros de prensado (consolidacion). Esto permite ahora preparar un material compuesto con una densidad comprendida entre 0,25 y 6 g/cm3. La lamina reforzada con fibras preparada segun la invencion presenta un espesor comprendido entre 0,01 y 3 mm. Mediantela seleccion de la formacion del vellon y la seleccion adecuada de los parametros del proceso, puede prepararse un vellon de gradiente, es decir, que pueden obtenerse transiciones de un alto porcentaje por ejemplo de PEEK a un alto porcentaje de fibras de refuerzo, tanto con una estructura de una sola capa co mo co n una estructura m ulticapa. E sto permite t ambien obt ener una t ransicion de co ncentracion continua de PEEK puro yde alto poder adhesivo a un t ermoplastico compuesto con optimo refuerzo con fibras (refuerzo de fibras largas).

Un gradiente de concentracion, por ejemplo de PEEK o PTFE, tambien puede conseguirse, colocando simplemente capas de vellon con diferentes concentraciones de los diversos componentes de mezcla una encima de otra. La superficie y estructura fibrosas de las capas de vellon individuales ayudan a garantizar una firme union (engranaje) entre las capas consolidadas, evitando asi la separacion de las capas (delaminacion). Ademas, esto da lugar a una tendencia de fluencia considerablemente menor de las capas y, por tanto, a una mayor resistencia a la fluencia.

�racias: a la seleccion de diferentes vellones con materiales diferentes, tal como por ejemplo PEEK o PTFE, etc., puede prepararse un material compuesto con inhomogeneidad selectiva en la seccion transversal, es decir, un material de gradiente, que estara presente igualmente en la junta acabada.

�racias: a la libre seleccion y la gama estrecha de los pesos por metro cuadrado reproducibles de los vellones originales, pueden conseguirse espesores minimos de una capa de aprox. 0,01 mm en un solo paso cuando la capa esta consolidada. Mayores espesores de capa pueden conseguirse casi de manera ilimitada mediante un mayor peso por metro cuadrado de una capa individual de vellon o colocando varias capas una encima de otra.

Dicha c onsolidacion se r ealiza e n un s olo pas o, evi tando u na c arga t ermica m ultiple d el p olimero de alta temperatura.

El r efuerzo co n f ibras largas da co mo r esultado un m odulo de Y oung aj ustable y exactamente d efinible p ara optimizar la rigidez, amortiguacion, comportamiento de de sgaste, coeficiente de f riccion, adaptabilidad, elasticidad asi como propiedades de fluencia y caracteristicas de flujo del material compuesto por metal y plastico y, con ello, tambien de la lamina compuesta.

El tipo de aditivo tambien influye en las caracteristicas citadas anteriormente. Los aditivos para los fines de la invencion son sistemas de aglutinante asi como otras fibras, polvos o adyuvantes nanometricos, entre otros del grupo constituido por los agentes deslizantes y materiales para cojinetes de friccion tradicionales.

Los aditivos pueden incluir tambien microesferas huecas, que pueden conducir a un ajuste deseado de la densidad y con ello de la compresibilidad. Las microesferas huecas son, en particular, microesferas huecas inorganicas con un tamafo de particula medio comprendido entre 10 a 300 !m y una resistencia a la compresion comprendida entre 3,5 y 70 MPa, en particular una resistencia a la compresion de aprox. 40 MPa.

Segun la invencion, los aditivos citados pueden aplicarse a la lamina compuesta adicionalmente en una etapa separada, por ejemplo pulverizacion, impresion en huecograbado, serigrafia, ypor tanto localmentelimitado. Los

parametros de consolidacion y la receta permiten controlar y reproducir la porosidad y con ello la densidad y compresibilidad del producto final (lamina compuesta). Esto tambien afecta en particular a las caracteristicas tal como la adaptabilidad del sistema global. La consolidacion puede dar lugar a densidades homogeneas en un proceso continuo o a cualesquiera superficies topologicas mediante superficies de prensado estructuradas y con ello a densidades (y con ello compresibilidades) localmente distintas.

Por tanto, la invencion se refiere tambien a una junta preparada a partir del material para juntas planas descrito anteriormente y aplicada en una forma de realizacion especial a un sustrato en forma de hoja, en particular un sustrato metalico, tal como un sustrato de acero, o un tejido o genero de punto, o un papel o una placa. La junta segun la invencion puede presentar un espesor localmente distinto o una superficie topografica, es decir, espesor, localmente distinta/o. Por tanto, presentara una densidad localmente distinta y con ello una elasticidad y plasticidad localmente distintas. Dicha elasticidad y plasticidad distintas pueden conseguirse por un lado mediante la seleccion de esteras de vellones distintas, a partir de las cuales se ha preparado el material para juntas, perotambien mediante un prensado parcial, sectorial, es decir, localmente distinto (ver, mas adelante, las Figs. 6 a 9).

Tal como ya se ha expuesto anteriormente, la elasticidad y plasticidad distintas pueden ajustarse por medio de contenidos defibras y cargas distintos dentro de las superficies de obturacion. Dichas elasticidady plasticidad distintas pueden estar distribuidas en una forma de realizacion particular de la invencion sobre la superficie de obturacion y c onseguirse po r m edio d e u n ensa mblado en f orma de m osaico d e m ateriales con pl asticidad y elasticidad distintas (ver, mas adelante, las Figs. 4 a 7 asi como las Figs. 10 y 11).

La junta segunla invencion puede contener tambien en otra forma de realizacion piezas elastomericas,materiales ceramicos asi como tambien materiales metalicos insertados. Se trata de anillos acanalados, anillos de chapa colocados por encima o insertados, anillos de chapa no acanalados, anillos metalicos sinterizados o no sinterizados

o bordes rebordeados o no rebordeados.

En ot ra f orma de r ealizacion de l a i nvencion, es posible qu e l a elasticidad y plasticidad d istintas localmente ajustadas, conseguidas por medio de presiones de prensado localmente distintas, no esten caracterizadas por transiciones agudas, sino por transiciones blandas.

En otra forma de realizacion, la junta puede presentar una geometria de obturacion producida por moldeado por compresion. La junta puede presentar cualquier geometria de obturacion conocida, tal como se utiliza ya en la actualidad por ejemplo para las juntas elastomericas, para las juntas acanaladas metalicas o para las juntas sin soporte (ver las Figuras 10-15).

En otra forma de realizacion, la geometria de obturacion producida por moldeado por compresion puede presentar un perfil a modo de peine. En este caso, la junta esta realizada en un area por superficies de obturacion dispuestas en filas una tras otra. Dichas superficies de obturacion forman en promedio una estructura en forma de ranuras. Disefos distintos de perfiles a modo de peine de este tipo se han representado por ejemplo en las Figuras 13 a 15.

A continuacion, la invencion se describira con mayor detalle haciendo referencia a ejemplos y figuras, sin limitarla a los mismos.

La Figura 1 muestra una seccion transversal de un vellon consolidado de precision segun lainvencion con PEEK como la fibra fusible, consolidada sobre una chapa de acero con una densidad casi optima y casi ninguna porosidad.

La Figura 2 muestra una toma con microscopio electronico de barrido (REM) de una imagen fractografica de una estera de vellon consolidada segun la invencion con PPS como la fibra fusible y una fibra de carbono como refuerzo de una porosidad relativamente alta y una densidad de 1,23 g/cm3.

La Figura 3 muestra una vista desde arriba de una junta de culata segun la invencion, moldeada a partir del material para juntas planas segun la invencion.

Las Figuras 4 a 7 y 10 y 11 muestran vistas en corte de varias formas de realizacion de juntas segun la invencion, en las que se consiguen una elasticidad y plasticidad distintas por medio del ensamblado en forma de mosaico de materiales.

Las Figuras 8 y 9 m uestran u na v ista lateral de una j unta s egun la i nvencion, en l a que l as elasticidades y plasticidades distintas se consiguen por medio de placas prensadas de disefo topografico o por medio de prensados parciales, sectoriales.

Las Figuras 11 a 15 muestran vistas en corte de lajunta segun la invencion con caracteristicas distintas para productos moldeados por compresion.

La Figura 16 muestra una vista desde arriba de una variante HD (high-density) (densidad de un 100%� 1,4 g/cm 3) del Ejemplo 3 (segun la invencion) (un 75% en peso de PEEK, un 20% en peso de fibra de poliaramida, un 5% en peso de un aglutinante) en una vista desde arriba (magnificacion 40 veces, microscopio optico).

La Figura 17 muestra una vista desde arriba de un material para juntas planas segun la invencion en la variante LD (variante lo�-density) (densidad de aprox. un 65%, es decir, 0.9 g/cm3) del Ejemplo 3 (segun la invencion) (un 75% en peso de PEEK, un 20% en peso de fibra de poliaramida, un 5% en peso de aglutinante) en una vista desde arriba (magnificacion 40x, microscopio optico).

La Figura 18 muestra curvas de adaptabilidad a 250DC y una anchura de 0,85 mm de la lamina compuesta aplicada segun la invencion a una chapa de acero recubierta y sus formas en funcion de la densidad de material tomando la composicion del Ejemplo 3 como ejemplo, de la version HD y de la version LD, respectivamente.

La Figura 19 muestra a titulo de ejemplo el efecto de variar la densidad sobre la tasa de perdida en el Ejemplo 3 segun la invencion en la version LD (0,9 g/cm3) asi como en la version HD (1,4 g/cm3).

El material para juntas segun la invencion con su estructura de junta unica y sus propiedades unicas se prepara convencionalmente m ediante la pr eparacion de un ve llon en u n p rocedimiento en hum edo u tilizando l os procedimientos tipicos derivados de la produccion del papel. A continuacion, a partir de las esteras de vellon de fibras se prepara un material para juntas aplicando temperatura ypresion, que a co ntinuacion se somete a una transformacion ulterior para dar la junta definitiva, en particular una junta de culata.

La Figura 1 muestra una seccion transversal de un vellon de precision consolidado segun la invencion con PEEK como la fibra fundible, consolidada sobre una chapa de acero con una densidad casi optima y casi sin porosidad alguna. La cifra de referencia 2 denomina la interfase con un sustrato de acero. Al sustrato de acero, se ha aplicado un termoplastico de alto rendimiento 4. En el termoplastico de alto rendimiento 4, se han incorporado aditivos 6. En el termoplastico de alto rendimiento 4, se han incorporado tambien fibras de carbono 8. En el margen inferior del dibujo seccional puede apreciarse adicionalmente un medio de inclusion 10.

La Figura 2 muestra una toma con microscopio electronico de barrido (SEM) de una imagen fractografica de una estera de vellon consolidada segun la invencion con PPSO2 como fibra fundible y una fibra de carbono como fibra de refuerzo. La estera de vellon presenta una porosidad relativamente alta y una densidad de 1,23 g/cm3. En la toma, se han marcado los poros con la cifra de referencia 12. Las fibras de refuerzo de vidrio E pueden apreciarse en 14 y se han incorporado en el termoplastico de alto rendimiento 16.

En la Figura 3, se muestra por ejemplo una junta de culata tipica segun la invencion en una vista desde arriba, cuya junta esta moldeada a partir del material para juntas planas segun la invencion. La cifra de referencia 18 indica una zona de densidad mas alta y rigidez de muelle mas alta y baja compresibilidad. La zona que se ha marcado con la cifra de referencia 26 presenta una densidad mas baja que la de la zona 18, una rigidez de muelle mas baja, una compresibilidad y una recuperacion elastica mas altas.

Las zonas 20, 22 y 24 en la Fig. 3 presentan una densidad media y una rigidez de muelle media, una compresibilidad media y una recuperacion elastica media.

En las Figuras 4 a 7, las cifras de referencia 30, 32 y 34 denominan areas distintas de la junta segun la invencion, que se consiguen por medio del ensamblado en forma de mosaico de los materiales respectivos 30, 32 y 34.

En la Figura 4, se ha representado la estructura de capas de una junta sobre un sustrato 34. En el sustrato 34, se han representado las capas 30, 32 con densidades, modulos de elasticidad y propiedades de recuperacion elastica distintos. Sobre el sustrato continuo 34, se han colocadoun numero de capas ensambladas cada una en forma de mosaico una por encima de otra. De esta forma, puede obtenerse una estructura de una junta de cualquier disefo. La junta de la presente invencion no depende de una capa de sustrato 34. La junta de la presente invencion tampoco esta limitada a un numero determinado de varias capas 30, 32. Aqui y de aqui en adelante se supone que la capa 30 es una capa de alta densidad y la capa 32 una capa de densidad mas baja. La representacion en la Figura 4 muestra el principio de entrelazamiento en forma de mosaico antes de la consolidacion de los vellones. En la Figura 4, puede apreciarse claramente el mosaico tanto en la vista desde arriba (no representada) como en la vista seccional.

En la Figura 5, la junta esta limitada a dos capas de junta 32 y 30, estando colocada la capa de junta 32 sobre la capa de junta continua 30. La representacion en la Figura 5 muestra que los vellones se han colocado de forma sencilla, antes de ser consolidados. En la Figura 5, puede apreciarse una estructura en forma de mosaico solo en la vista desde arriba (no representada).

En la Figura 6, la junta esta limitada tambien a dos capas de junta 32 y 30. La estructura representada puede conseguirse prensando una estructura de junta representada en la Figura 5. La estructura representada puede prepararse tambien colocando las capas 30 y 32 en forma de mosaico sobre la capa de junta 30 segun la Figura 6.

La Figura 7 representa sustancialmente la estructura de junta representada en la Figura 6, que se ha provisto en un area con una acanaladura 36, con el fin de obtener una elasticidad mas alta.

En las Figuras 8 y 9, se ha conseguido la topografia distinta de la junta segun la invencion por medio de procesos de prensado sectoriales con presiones de prensado localmente distintas.

En la Figura 8, la cifra de referencia 38 denomina una formacion topografica de la junta, para obtener areas con densidades y elasticidades distintas.

En la Figura 9, las zonas de elasticidad mas alta 44, zonas de elasticidad media 42 y zonas de baja elasticidad 40 se han dispuesto por medio de una formacion topografica de la junta, para generar un efecto de obturacion escalonado en el plano de la junta.

En las Figuras 10 y 12, se han representado combinaciones de una formacion topografica y una yuxtaposicion en forma de mosaico de los materiales para juntas.

En l a F igura 11, se ha r epresentado un a ca pa f uncional co n un a a canaladura y una formacion topografica correspondiente asi como con una combinacion de capas de juntas o vellones.

Las Figuras 13 a 15 muestran vistas seccionales de la junta segun la invencion con disefos distintos para piezas moldeadas por compresion.

La Figura 13 muestra una vista seccional con una pieza moldeada por compresion disefada como un perfil a modo de peine. La junta presenta una superficiefrontal 62 de cara a la cavidad a obturar. En un areacontigua a la superficie frontal 62, la junta se ha provisto de un perfil a modo de peine desplazado 50. El perfil a modo de peine desplazado 5 0 pr esenta e levaciones de j unta 54 des plazadas una, con r especto a otra, por am bos lados. La transicion de una serie de acanaladuras completas que siguen una tras otra de la Figura 12 al perfil a modo de peine 50 es continua, donde el perfil a modo de peine desplazado 50 puede presentar estructuras que son mas pequefas que el espesor de la junta. Las lineas 64 ilustran la continuacion de la junta, suponiendo que obtura una cavidad o abertura de forma circular alrededor del eje 66. La junta representada en la Figura 13 comprende ademas una capa de chapa de acero 31.

La Figura 14 m uestra una vi sta se ccional de un a j unta se gun la invencion c on un m oldeado por co mpresion disefado como perfil a modo de peine. Dicha junta presenta, igual que la junta de la Figura 13, una superficie frontal 62 de cara a la cavidad a obturar. En un area contigua a la superficie frontal 62, la junta esta provista de un perfil a modo de peine, que, al contrario de la junta de la Figura 13, no esta desplazado. El perfil a modo de peine presenta elevaciones de junta 54, que se encuentran sustancialmente una por encima de otra en ambos lados de la junta. lgual que en la Figura 13, laslineas 64 ilustran la continuacion de la forma de junta, suponiendo que obtura una abertura o cavidad de forma circular alrededor del eje 66.

La junta se ha representado en la Figura 14 tambien con capas de vellon 54, que permiten cambiar las propiedades obturadoras de la junta contigua al perfil a modo de peine de forma selectiva.

Las juntas de las Figuras 13 y 14 pueden estar provistas tambien de capas de vellon, que se extienden tambien al area del perfil a modo de peine. Tambien es posible ensamblar elperfil amodo de peine ala manera de una piramide escalonada constituida por capas de vellon colocadas una por encima de otra. Dicha estructura multicapa puede combinarse con una pieza moldeada por compresion, que en las formas de realizacion representadas en las Figuras 13 y 14 presentan la forma de perfiles a modo de peine. En las mismas, la junta se ha realizado en una parte en f orma de superficies obturadoras dispuestas en se rie un a t ras otra. E n el pr omedio, di chas su perficies obturadoras forman una estructura ranurada.

En la Figura 15, una capa funcional se ha provisto de un moldeado por compresion con una falda obturadora doble

58. La superficie frontal 62 se ha realizado como falda obturadora doble 58. En presencia de una sobrepresion aplicada a la superficie 62, las faldas obturadoras 58 se presionan contra las superficies a obturar (no representadas), lo cual refuerza su efecto obturador. lgual que en las Figuras 13y14, las lineas 64 ilustran la continuacion de la forma de junta, que obtura una abertura o cavidad de forma circular alrededor del eje 66.

En un a f orma de r ealizacion, l a j unta se gun la i nvencion p uede co mprender t ambien par tes elastomericas, materiales ceramicos y materiales metalicos insertados. Las juntas pueden comprender anillos acanalados, anillos de chapa colocados por encima o insertados, anillos de chapa no acanalados y bordes rebordeados tanto en el interior como el exterior.

La Figura 16 muestra una vista desde arriba en una magnificacion de 40 veces(microscopio optico) de la variante HD (densidad de un 100%, es decir, 1.4 g/cm3) del material segun la invencion del Ejemplo 3 con la composicion descrita abajo.

En la Figura 17, se muestra una vista desde arriba enuna magnificacion de 40 veces (microscopio optico) de la variante LD (densidad de un 65%, es decir, 0,9 g/cm3) del material del Ejemplo 3.

En la Figura 18, se muestran curvas de adaptabilidad del material segun la invencion del Ejemplo 3 (segun la invencion) utilizando el ejemplo de las versiones LD y HD con distintas densidades de material, ensayadas a 250DC. Se e nsayaron ani llos estandares de 55 x75 m m y anchuras de 0, 75 m m a 250DC, obt eniendose l as cu rvas representadas en la Fig. 18. Los materiales segun la invencion cumplieron con las especificaciones con relacion a su adaptabilidad y demuestran la controlabilidad de la adaptabilidad a traves de la densidad del material.

En la Figura 19, se muestra la reduccion de la tasa de perdida disminuyendo la densidad utilizando el Ejemplo 3 (invencion) en las versiones HD y LD a titulo de ejemplo. Las muestras segun la invencion cumplieron con el criterio de perdida, con N2/l bar a un Rmax. de 12 !m. La probeta era otra vez un anillo estandar acanalado de 55x75 mm.

Ejemplos 1 a 11 (segun la invencion): todos los datos son % en peso

Ejemplo 1 Preparación de una estera de vellón

75% de PEEK 10% de fibras de carbono 15% de aglutinante

Ejemplo 2 Preparación de una estera de vellón

75% de PEEK 20% de fibras de carbono 5% de aglutinante

Ejemplo 3 Preparación de una estera de vellón

75% de PEEK 20% de fibra de poliaramida 5% de aglutinante

Ejemplo 4 Preparación de una estera de vellón

75% de PEEK 10% de fibras de carbono 5% de aglutinante 5% de aditivo de PTFE

Ejemplo 5 Preparación de una estera de vellón

75% de PEEK 20% de microfibra de poliaramida, es decir, con un titulo de menos de 0,9 dtex 5% de aglutinante

Ejemplo 6 Preparación de una estera de vellón

85% de PEEK 15% de aglutinante (fibrido)

Ejemplo 7 Preparación de una estera de vellón

50% de PEEK 5% de aglutinante 45% de aditivo de PTFE

Ejemplo 8 Preparación de una estera de vellón

60% de PPS (oxidado) 30% de fibras de carbono 10% de aglutinante

Ejemplo 9 Preparación de una estera de vellón

70% de fibras de poliamida 66 15% de fibras de carbono 15% de aglutinante de PVA

Ejemplo 10 Preparación de una estera de vellón

37,5% de PEEK } Mezcla37,5% de PEl 5% de aglutinante 20% de poliaramida

En los Ejemplos 1 a 10 citados anteriormente, se ajustaron los pesos por metro cuadrado en 100 g/cm2 a titulo de ejemplo.

Ejemplo 11 Ejemplo de preparación para un material para juntas planas (según la invención)

A par tir de los vellones segun l os E jemplos 1 a 10 c itados ant eriormente, se pr odujeron m ateriales de f ibras compuestos consolidados:

Prensado en monocapa: Temperatura de prensado: 250DC a 400DC Tiempo de prensado: 0,1 a 15 min Prensado superficial: 0,3 N/mm2 a 15 N/mm2 Espesor resultante: 86 � 125 !m Densidad: 0,8 g/cm3 o 1,45 g/cm3

Lista de las cifras de referencia:

2 lnterfase con el sustrato de acero 4 Termoplastico de alto rendimiento 6 Aditivos 8 Fibras de carbono 10 Medio de inclusion 12 Poros 14 Fibras de refuerzo de vidrio E 16 Termoplastico de alto rendimiento 18 �ona de densidad mas alta 20 �ona de baja densidad 22, 24, 26 �onas de densidad media 30 Capa de junta de alta densidad 31 Capa de chapa de acero 32 Capa de junta de baja densidad 34 Capa de sustrato 36 Acanaladura 38 Topografia 40 �onas de baja elasticidad 42 �onas de elasticidad media 44 �onas de elasticidad mas alta 50 Perfil a modo de peine (desplazado) 52 �unta plana 54 Perfil a modo de peine 56 Capas de vellon 58 Falda de obturacion 60 Material para juntas 62 Canto con el espacio de obturacion 64 Cantos proyectados 66 Eje de simetria

Claims

REIVINDICACIONES

1. Material para juntas planas de alto rendimiento termoestable hasta 330DC en condiciones de utilizacion, en forma de una lamina compuesta (composite film) reforzada con fibras y/o con aglutinantes, con un espesor de capa total comprendido entre 0,01 mm y 3 mm, que puede fabricarse por prensando a partirde por lo menos uno o mas vellones de fibras, presentando los vellones de fibras o esteras de vellones de fibras un peso por metro cuadrado comprendido entre 8 y 400 g/m2, en particular, entre 50 y 100 g/m2, y conteniendo los siguientes componentes:

(a)

por lo menos una primera fibra que consiste en un termoplastico, seleccionado de entre el grupo constituido por p oli(eteretercetona) ( PEEK), pol i(sulfuro de p -fenileno) (PPS) , p olietirimida (PEl ), p oli(eteramida) (PEA), poliamida (PA), polisulfona (PSU), poli(sulfona de eter vinilico) (PPSU), poli(etersulfona) (PES), poli(ariletercetona) (PAEK), poli(etercetona) (PEK), poli(oxido de metileno) (POM) y mezclas de los mismos, o de entre el grupo constituido por fibrasmetalicas fundiblescon un punto de fusion o dereblandecimiento de las fibras metalicas inferior a 450DC, como fibra fundible, con una proporcion en peso comprendida entre un 30 y un 97%, con respecto a la formulacion total del vellon de fibras, y una distribucion media de las longitudes de fibras de la fibra fundible en un intervalo comprendido entre 0,1 mm y 30 mm,

(b)

opcionalmente, por lo menos una segunda fibra de refuerzo, seleccionada de entre el grupo constituido por fibras de vidrio, fibras de aramida, fibras de carbono, fibras ceramicas, fibras de poli(sulfuro de fenileno) oxidado (PPSO2), fibras metalicas, fibras de poliimida, fibras de polibenzimidazola, fibras de polibenzoxazolay fibras naturales y mezclas de las mismas, cuya estabilidad termica es mayor que la de lafibra fundible, con una proporcion en peso comprendida entre un 3 y un 67%, con respecto a la formulacion total del vellon de fibras y una distribucion media de las longitudes de fibras de la fibra de refuerzo en un intervalo comprendido entre 0,1 mm y30 mm, a condicion de que la distribucion media de las longitudes de fibras de la fibra fundible sea mas pequefa que la de la fibra de refuerzo,

(c)

hasta un 60 por ciento en peso, en particular de un 3 a un 10% en peso de un aglutinante, con respecto a la formulacion total del vellonde fibras, siendo la suma de los componentes (a), (b) y(c) un 100% en peso, asi como

(d)

ademas del 100% en peso de los componentes (a), (b) y (c), opcionalmente, de 0,1 a 80 partes en peso de aditivos habituales y m ateriales de ca rga, se leccionados de ent re f ibras, f ibrillas, f ibridos, adyuvantes nanometricos de dimensiones comprendidas entre 5 y300nm, estructuras enformade lamina, pulpas, polvos metalicos o ceramicos, microesferas huecas inorganicas, con un tamafo de particula medio comprendido entre 10 y 300 !m y una resistencia a lacompresioncomprendida entre 3,5y 70MPa y mezclas delosmismos, prefiriendose los adyuvantes de tipo fibrido,

bajo una presion comprendida entre 0,05 y 15 N/mm2 y a una temperatura de hasta 450DC, que se encuentra por encima del punto de fusion o del punto de reblandecimiento de la fibra fundible, para dar una lamina compuesta (composite film) reforzada con un espesor de capa total comprendido entre 0,01 mm y 3 mm.
2.

Material para juntas planas segun la reivindicacion 1, caracterizado porque la fibra fundible se selecciona de entre el grupo constituido por PPS, PEl, PEK y PEEK y sus mezclas y de entre el grupo constituido por fibras metalicas fundibles.
3.

Material para juntas planas segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizado porque el aglutinante (c) es fibroso y/o de tipo lamina y/o de tipo fibrido y es, en particular, una dispersion y contiene compuestos basados en poliacrilato, poli(acetato de vinilo), acetato de etilenvinilo, alcohol polivinilico, poliuretanos, poliaramidas, (co)poliolefinas, resinas de entre el grupo constituido por resinas demelamina, resinas fenolicas,resinas depoliuretanoomezclas delos mismos.
4.

Material para juntas planas segun la reivindicacion 1, caracterizado porque como aditivos del estado de la tecnica, estan comprendidos materiales de carga tribologicamente activos conocidos, tales como fibras o polvos de PTFE, fibras de poliimida, fibras o laminas y/o fibridos de poliaramida, nanofibras de carbono o polvos.
5.

Material para juntas planas segun una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el material para juntas planas, despues del prensado o de la consolidacion, presenta un densidad comprendida entre 0,25 g/cm3 y 4 g/cm3, en particular entre 0,75 g/cm3 y 1,6 g/cm3.
6.

Material para juntas planassegununa de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la fibra fundible, los aditivos y la fibra de refuerzo estan distribuido de forma homogenea en la estera de vellon de fibras.
7.

Material para juntas planas segun una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque presenta una falta de homogeneidad selectiva en la seccion transversal.
8.

�unta, en particular junta de culata, caracterizada porque consiste en un material para juntas planas segun una de las reivindicaciones anteriores 1 a 7 y que es aplicado, opcionalmente, por lomenos a un sustrato plano, en particular un sustrato metalico, o un tejido o genero de punto, o papel o una placa.
9.

�unta segun la reivindicacion 8, caracterizada porque el material para juntas planas esta empotrado entre dos sustratos, en particular, dos sustratos de tejido.
10.

�unta se gun l a r eivindicacion 8, ca racterizada por que consiste e n un l aminado formado a p artir de varios materiales para juntas planas aplicados en sustrato.
11.

�unta segun una de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizada porque presenta una densidad localmente distinta

o una superficie topografica o espesor localmente distintos.
12.

�unta segun la reivindicacion 11, caracterizada porque la elasticidad y plasticidad distintas se consiguen por medio de unas placas de prensado de disefo topografico o prensados sectoriales parciales con presiones de prensado localmente distintas.
13.

�unta s egun la r eivindicacion 8 a 1 2, ca racterizada por que pr esenta u na su perficie topografica l ocalmente distinta, que se ha sido conseguida mediante una capa de material aplicada, que esta pegada o soldada con la junta, en particular, por medio de tecnologia laser.
14.

�unta segun una de las reivindicaciones anteriores 8 a 13, caracterizada porque la elasticidady plasticidad distintas han sido ajustadas por medio de contenidos en fibra y/o en material de carga distintos dentro de las superficies de sellado.
15.

�unta segun una de las reivindicaciones 8 a 14, caracterizada porque la elasticidad y plasticidad distintas estan sectorialmente distribuidas por la superficie de sellado y se consiguen por medio de un ensamblado a modo de mosaico de esteras de vellon de fibras con elasticidad y plasticidad distintas.
16.

�unta segun una de las reivindicaciones 8 a 15, caracterizada porque el material para juntas planas utilizado para la junta presenta una elasticidad y plasticidad distintas y la junta contiene tanto materiales compuestos, piezas elastomericas insertadas, materiales ceramicos como materiales metalicos, tales como anillos acanalados, anillos de chapa co locados por encima o i nsertados, ani llos de chapa no acanalados, b ordes rebordeados o laminas reforzadas soldadas o pegadas por encima.
17.

�unta segun una de las reivindicaciones 8 a 16, caracterizada porque en una etapa separada, se han aplicado aditivos de manera localmente limitada a los vellones de fibras por pulverizacion, impresion en huecograbado y serigrafia.
18.

�unta segun una de las reivindicaciones 8 a 17, caracterizada porque en una etapa separada, se han aplicado aditivos de m anera l ocalmente l imitada a l a l amina r eforzada p or pu lverizacion, i mpresion e n huecograbado y serigrafia.
19.

�unta segun una de las reivindicaciones 8 a 18, caracterizada porque en una etapa separada, se han aplicado aditivos de maneralocalmente limitada a lajunta por pulverizacion, impresion en huecograbado, serigrafia o por tecnologia laser.
20.

�unta segun una de las reivindicaciones 8 a 19, caracterizada porque la junta presenta una geometria de junta producida mediante moldeado por compresion.
21.

�unta segun una de las reivindicaciones 8 a 20, caracterizada porque la junta presenta un perfil a modo de peine para garantizar la obturacion.
22.

�unta segun una de las reivindicaciones anteriores 8 a 21, caracterizada porque contiene sensores o transpondedores, que han sido incorporados mediante el proceso de prensado.