ES2739472T5 - Uso de una estructura de material multicapa ligero para realizar mamparas - Google Patents

Uso de una estructura de material multicapa ligero para realizar mamparas Download PDF

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Description

DESCRIPCIÓN
Uso de una estructura de material multicapa ligero para realizar mamparas
La presente invención hace referencia a una estructura realizada en un material multicapa con ligereza aumentada y un correspondiente artículo fabricado obtenible.
Es conocido el uso de paredes de separación, conocidas como “mamparas”, con una función estructural y de seguridad para dividir los espacios interiores de vehículos.
Por ejemplo, en el sector de la construcción de vehículos automóviles para el transporte de bienes y materiales, tales como furgonetas ordinarias, es conocido el hecho de prever una mampara que separa el compartimento de carga de la cabina del conductor y protege al conductor y a cualquier pasajero en el caso de accidente o de un frenazo repentino, impidiendo que los materiales cargados invadan la cabina del conductor.
Dichas mamparas necesitan tener características adecuadas de resistencia a impactos con el fin de realizar esta tarea.
Por esta razón, dichas mamparas generalmente están realizadas a partir de una plancha de metal de un grosor adecuado y en la forma deseada.
Estas mamparas convencionales no están exentas de inconvenientes, entre los cuales está el hecho de que son bastante pesadas, aumentando, de este modo, considerablemente el peso global del vehículo sobre el cual están montadas y el correspondiente consumo de combustible.
Además, el peso de dichas mamparas complica su gestión logística y movimiento durante la construcción de los vehículos.
En último lugar, pero no por ello menos importante, la necesidad de deformar mecánicamente la plancha de metal con el fin de obtener una mampara limita la variedad de perfiles tridimensionales que pueden obtenerse y pueden requerir la ejecución de sucesivas etapas de mecanizado.
También, si se necesita obtener un cierto grado de aislamiento acústico de un compartimento respecto del otro, es necesario proporcionar materiales adicionales y acoplarlos a la plancha de metal.
El documento JPH07214719 prevé una capa de fibra de vidrio entre una pluralidad de capas intermedias, cada una formada impregnando un material de amortiguación con un agente curador termoendurecible. Una capa de superficie superior compuesta de un material y una capa de superficie posterior compuesta de un tejido no tejido respectivamente están previstas en las superficies superior y posterior de las capas intermedias a través de unas capas de fibra de vidrio y unas películas termoimpregnables y las respectivas capas están unidas y fijadas de forma configuracional mediante el curado del agente de curado termoendurecible y la fusión de las películas termoimpregnables.
El documento WO2013064859 divulga un artículo realizado en un material compuesto de multicapas que comprende un elemento central dispuesto entre una primera y una segunda capa de refuerzo. El elemento central comprende: una primera y una segunda capa estructural, comprendiendo cada una al menos una alfombrilla de fibras punzonadas de tipo termoplástico y/o natural o bien una alfombrilla de polímero termoplástico expandido, mientras que las capas estructurales están impregnadas con una resina termoendurecible; y una tercera capa de refuerzo dispuesta entre las dos capas estructurales. Las capas de refuerzo consisten en un material fibroso seleccionado de entre el grupo que consiste en fibras de vidrio, fibras naturales, fibras de carbono, fibras de basalto, fibras de kevlar, fibras de aramida o una mezcla de tales fibras.
El documento US2004234744 divulga un laminado que comprende un núcleo que tiene una capa interior de aglutinante termoplástico adyacente a sus lados opuestos. Una capa de refuerzo estructural de basalto está prevista de manera adyacente a cada capa interior de aglutinante termoplástico. Una capa exterior de aglutinante termoplástico es aplicada de manera adyacente a cada capa de refuerzo. Una capa de malla es aplicada de manera adyacente a una capa exterior de aglutinante termoplástico y una capa adhesiva y cubierta están previstas de manera adyacente a la otra capa exterior de aglutinante termoplástico.
El documento EP 0671259 A1 divulga una estructura formada por tres capas. La capa central, o “capa de núcleo” comprende fibras naturales, posiblemente junto con fibras de vidrio, impregnadas con un material de matriz de polímero termoplástico, preferentemente p P . Las capas externas o “capas de recubrimiento” son ambas idénticas y están realizadas a partir de PP de fibra de vidrio reforzado. Las capas son laminadas juntas con calor y presión. El documento DE 202017004083 U1 se refiere a estructuras aptas como paredes de separación para vehículos y comprenden una o más capas compuestas de poliamida reforzada de fibra de vidrio que están cubiertas, preferentemente sobre ambas superficies de la capa, con una película de poliamida.
El objetivo de la presente invención es eliminar los inconvenientes mencionados anteriormente en el estado de la técnica al proporcionar una estructura realizada en un material multicapa con ligereza aumentada y un correspondiente artículo fabricado obtenible que hace posible obtener elevados niveles de fuerza mecánica con un peso específico reducido.
Dentro de este objetivo, un objeto de la presente invención es ser trabajable mediante técnicas de deformación termoplástica para ser versátil en el uso y permitir la producción de artículos fabricados que tengan varias estructuras de formas diferentes en un único paso de procesamiento.
Otro objetivo de la presente invención es hacer posible la producción de mamparas para vehículos de peso reducido, con el fin de simplificar su montaje y no penalizar el peso global y el consumo de combustible de dichos vehículos.
Otro objetivo de la presente invención es proporcionar una estructura simple que sea fácil y práctica de implementar, segura en su uso y efectiva en su operación, y de bajo coste.
De acuerdo con la invención, se proporciona un uso según se define en las reivindicaciones adjuntas.
Otras características y ventajas de la presente invención se pondrán más claramente de manifiesto a partir de la descripción detallada de un ejemplo de forma de realización preferido, pero no exclusivo, que se ilustran a título ejemplo no limitativo en los dibujos adjuntos, en los que:
La figura 1 es una vista en sección transversal de una estructura realizada en un material multicapa con ligereza aumentada, para una forma de realización, según la invención;
La figura 2 es una vista en perspectiva esquemática de la estructura realizada en un material multicapa para una forma de realización según la invención;
La figura 3 es una vista en perspectiva de un uso según la invención del tipo de una mampara para vehículos automóviles para transportar bienes.
Con referencia a las figuras, el número de referencia 1 generalmente designa una estructura realizada en un material multicapa con ligereza aumentada.
La estructura 1 es del tipo que comprende una pluralidad de capas de diferentes materiales superpuestos que se adhieren entre sí.
La estructura 1 comprende una primera capa y una segunda capa 2 y 3 respectivamente, realizadas en un material compuesto que comprende una matriz polimérica termoplástica cargada con fibras de refuerzo entre las cuales está interpuesta al menos una capa de tejido 4 de fibras sintéticas.
La primera y segunda capa 2 y 3 proporcionan la estructura material, actuando como “refuerzos” para dicha por lo menos una capa de tejido 4, que confiere resistencia a tensiones transversales a la disposición de dichas capas. Debería señalarse que el término “fibras sintéticas” generalmente significa fibras artificiales realizadas mediante procesos o reacciones químicas adaptadas, tales como, en particular, fibras sintéticas derivadas de polímeros sintéticos (por ejemplo, fibras de aramida) o fibras inorgánicas derivadas de minerales o sustancias inorgánicas (por ejemplo, fibras de carbono y fibras de vidrio).
La matriz polimérica termoplástica que constituye la primera y segunda capa 2 y 3 comprende preferentemente polipropileno, sus compuestos o derivados.
Las fibras de refuerzo previstas en la primera y segunda capa 2 y 3 se eligen preferentemente de entre el grupo que comprende fibras de aramida, fibras de vidrio y fibras de carbono.
La primera y segunda capa 2 y 3 pueden tener, en función de la correspondiente composición y grosor, un peso base que puede variar entre 400 g/m2 y 2000g/m2.
La capa de tejido 4 es preferentemente unidireccional, es decir, con fibras sustancialmente dispuestas a lo largo de una dirección principal. Por lo tanto, con el fin de conferir mayor resistencia a tensiones transversales, pueden estar previstas dos o más capas de tejido 4 que tienen sus fibras orientadas en diferentes direcciones.
Las figuras muestran dos capas de tejido 4 que tienen las respectivas fibras orientadas en direcciones perpendiculares.
Además, las capas de tejido 4 pueden ser impregnadas con un material polimérico termoplástico que sea químicamente compatible con la matriz polimérica termoplástica de las capas 2 y 3 para obtener una cohesión mutua de las capas si se someten a prensado en caliente. El material polimérico termoplástico con el que las capas de tejido 4 son impregnadas es preferentemente polipropileno, sus compuestos o derivados.
Entre la primera y la segunda capa 2 y 3 y las capas de tejido 4, está prevista preferentemente una capa de adhesivo termoplástico 5, a base en polipropileno o multicapa, continua o con aberturas que facilitan además la cohesión de las capas.
Además, la estructura 1 puede tener al menos una capa de recubrimiento 6 acoplada a al menos una de entre la primera y segunda capa 2 y 3 mediante la interposición de una capa de adhesivo termoplástico 7, a base de polipropileno o multicapa, continua o con aberturas que facilitan la cohesión de las capas.
La capa de recubrimiento 6 puede estar constituida, por ejemplo, por un tejido, una película o una malla de diferentes materiales diversos.
En las figuras, cada una de las capas 2 y 3 está acoplada externamente a una capa de recubrimiento 6 mediante la interposición de una respectiva capa de adhesivo 7.
La estructura 1 realizada en un material compuesto descrita anteriormente está adaptada particularmente para ser trabajada mediante técnicas convencionales de termoformado por moldeo o cualquier otra tecnología que emplee la acción de presión y calor, con el fin de obtener la adhesión y la deformación de las capas para obtener un artículo fabricado acabado o semiacabado.
Por ejemplo, el método de trabajar la estructura 1 puede conllevar un precalentamiento inicial de la primera y segunda capa 2 y 3 con una o más capas de tejido 4 interpuestas hasta una temperatura comprendida entre 150° y 250°, cargando dichas capas yuxtapuestas en un molde de termoformado junto con las capas de recubrimiento 6 pretensionadas, cerrando el molde y manteniendo la compresión durante un tiempo que puede variar entre 30 segundos y 80 segundos en función del peso base de los materiales empleados.
El artículo fabricado obtenido de este modo puede estar, o bien acabado y listo para su uso, o bien semiacabado y enviado a un posterior procesamiento (por ejemplo, corte o troquelado).
En particular, mediante el termoformado de la estructura 1 realizada en un material compuesto descrita anteriormente, pueden obtenerse mamparas y paneles para diversas aplicaciones.
Ventajosamente, mediante el termoformado de la estructura 1 realizada en un material compuesto descrita anteriormente, puede obtenerse una mampara 100 que está destinada a ser montada en un vehículo automóvil A adaptado para transportar bienes y materiales con el fin de separar el compartimento de carga de la cabina del conductor (figura 3).
En este caso, la mampara 100 permite una considerable reducción de peso comparado con mamparas metálicas tradicionales y puede ser formado a voluntad con moldes de termoformado adaptados.
Además, los materiales empleados también confieren un aislamiento excelente térmico y acústico de la mampara 100.
En la práctica, se ha descubierto que la invención descrita consigue el objetivo y los objetos pretendidos, y en particular, se señala el hecho de que la estructura realizada en un material compuesto según la invención hace posible obtener artículos fabricados que sean ligeros, fácilmente manejables en términos de logística y trabajables mediante técnicas de termoformado convencionales, con el fin de obtener una amplia variedad de perfiles tridimensionales.
La invención concebida de este modo es susceptible de numerosas modificaciones y variaciones, todas ellas comprendidas dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.
Además, todos los detalles pueden ser sustituidos por otros elementos técnicamente equivalentes.
En la práctica, los materiales empleados, así como las dimensiones y formas contingentes, pueden ser cualesquiera según los requisitos sin apartarse, por ello, del alcance de protección reivindicado aquí.
Cuando las características técnicas mencionadas en cualquier reivindicación estén seguidas por signos de referencia, esos signos de referencia se han incluido con el único objetivo de aumentar la inteligibilidad de las reivindicaciones y de modo acorde, dichos signos de referencia no tienen efecto limitativo alguno sobre la interpretación de cada elemento identificado mediante ejemplo por dichos signos de referencia.

Claims (8)

REIVINDICACIONES
1. Uso de una estructura (1) realizada en un material multicapa con ligereza aumentada para proporcionar por termoformado unas mamparas (100) para separar el compartimento de carga y la cabina del conductor de unos vehículos automóviles (A) para el transporte de bienes y materiales, del tipo que comprende una pluralidad de capas superpuestas en pares que se adhieren entre sí, comprendiendo una primera capa y una segunda capa (2, 3) realizadas en material compuesto que comprende una matriz polimérica termoplástica cargada con fibras de refuerzo, entre las cuales está interpuesta al menos una capa de tejido realizada en fibras sintéticas (4), comprendiendo dicha matriz polimérica termoplástica polipropileno, sus compuestos o derivados, estando dicha por lo menos una capa de tejido (4) impregnada con un material polimérico termoplástico que es químicamente compatible con dicha matriz polimérica termoplástica para obtener una cohesión de dicha primera y segunda capas (2, 3) y de dicha por lo menos una capa de tejido (4) como resultado de un prensado en caliente.
2. Uso de la estructura (1) según la reivindicación 1, caracterizado por que dichas fibras de refuerzo se seleccionan de entre el grupo que comprende fibras de vidrio, fibras de carbono y fibras de aramida.
3. Uso de la estructura (1) según la reivindicación 1, caracterizado por que dichas fibras sintéticas se seleccionan de entre el grupo que comprende fibras de vidrio, fibras de carbono y fibras de aramida
4. Uso de la estructura (1) según la reivindicación 1, caracterizado por que dicha capa de tejido es unidireccional.
5. Uso de la estructura (1) según la reivindicación 4, caracterizado por que comprende una pluralidad de dichas capas de tejido (4) dispuestas con las correspondientes fibras sintéticas orientadas en diferentes direcciones.
6. Uso de la estructura (1) según la reivindicación 5, caracterizado por que dicho material polimérico termoplástico es polipropileno, sus compuestos o derivados.
7. Uso de la estructura (1) según la reivindicación 1, caracterizado por que hay una respectiva capa de adhesivo termoplástico (5) entre dicha primera y segunda capas (2, 3) y dicha por lo menos una capa de tejido (4).
8. Uso de la estructura (1) según una o más de las anteriores reivindicaciones, caracterizado por que comprende por lo menos una capa de recubrimiento (6) asociada con por lo menos una de entre dicha primera y segunda capas (2, 3) mediante la interposición de una respectiva capa adhesiva termoplástica (7).
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