ES2819848T3

ES2819848T3 - Estructura interlaminar, objeto conformado y procesos de producción del mismo

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Publication number: ES2819848T3
Application number: ES16881619T
Authority: ES
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2015-12-28
Filing date: 2016-12-12
Publication date: 2021-04-19
Anticipated expiration: 2036-12-12
Also published as: EP3398767A1; CN108290374B; CN108290374A; TW201736098A; JP6863276B2; JPWO2017115640A1; WO2017115640A1; KR20180098226A; US20190009497A1; TWI738697B; EP3398767A4; EP3398767B1; US10532537B2

Abstract

Una estructura interlaminar que comprende una capa de revestimiento y una capa de núcleo, incluyendo la capa de revestimiento al menos una capa entre: una capa de metal; una capa de resina reforzada con fibra (X) que comprende una fibra continua y una resina de matriz (A) y; una capa de resina reforzada con fibra (Y) que comprende una fibra discontinua y una resina de matriz termoestable (B), incluyendo la capa de núcleo una capa de núcleo fluida que se fluidifica fácilmente por calentamiento presión que comprende una fibra discontinua y una resina de matriz (C), donde la capa de revestimiento está hecha de un material que tiene un módulo elástico de flexión superior al de la capa de núcleo y está provista al menos parcialmente de una parte de penetración.

Description

DESCRIPCIÓN

Estructura interlaminar, objeto conformado y procesos de producción del mismo

Campo técnico de la invención

La presente invención se refiere a una estructura interlaminar, un objeto conformado y procesos de producción del mismo, siendo la estructura interlaminar y el producto conformado de peso ligero y teniendo una alta resistencia y alta rigidez y siendo adecuados para partes constitutivas o partes de carcasa de PC, equipo de automatización de oficina, teléfonos móviles o similares, específicamente con una parte vertical como pueda ser una nervadura conformada de manera fácil y segura para tener la forma y resistencia deseables.

Antecedentes de la invención

Se viene demandando una reducción del peso y el tamaño en correspondencia con el avance de la portabilidad de equipos eléctricos y electrónicos, como PC, equipo de automatización de oficina, equipo audiovisual, teléfonos móviles, teléfonos, faxes, electrodomésticos y juguetes. Para satisfacer la demanda, se requiere el adelgazamiento de la lámina en combinación con una alta resistencia y una alta rigidez, de modo que se evite que las partes constitutivas de equipos como puedan ser carcasas se doblen mucho para entrar en contacto o romper las partes constitutivas interiores incluso cuando se aplica una carga externa.

Además, se puede formar un producto conformado que tiene una parte vertical como pueda ser nervadura y refuerzo rellenado una parte formadora de nervadura con fibras reforzadas o rellenándola con fibras reforzantes conformadas con malla al conformar el producto. En el primer caso, se emplea normalmente material base de resina termoplástica que contiene fibras reforzantes discontinuas orientadas aleatoriamente para realizar un formado por prensado, lo cual puede resultar difícil de conseguir de otra forma.

La nervadura puede formarse en un molde formador rellenado la parte formadora de nervadura con material base que fluye y consiste en fibras reforzantes y resina de matriz hecha de resina termoplástica cuando se somete el material base a formado por prensado con el molde formador. En este caso, es importante formar con precisión la forma complicada de la nervadura o similar presionando para rellenar suficientemente la parte formadora de nervadura con las fibras reforzantes sin generar partes ricas en resina.

Se puede utilizar una estructura interlaminar que consiste en una capa de núcleo ligera y una capa de revestimiento rígida para el adelgazamiento de lámina. Es importante proporcionar un producto conformado que tenga un coste competitivo como una carcasa universal para pastes constitutivas electrónicas formando una parte vertical que tiene una alta resistencia y una forma complicada, como pueda ser una nervadura que se proyecta en una dirección fuera del plano de la capa de revestimiento a través de un método sencillo, como pueda ser un método de conformado de un movimiento.

El documento de patente 1 (JP2012-148443-A) divulga una configuración y una ventaja, siendo la configuración que "se somete un material a prensado en un molde para hacer una nervadura al mismo tiempo que se funde otro material en otro molde y se somete a prensado para hacer un panel, se calienta la nervadura a una temperatura superior a la del punto de fusión de la resina termoplástica, dicho otro molde se abre una vez para colocar la nervadura calentada sobre el panel y, después, se cierra dicho otro panel de nuevo para realizar un prensado para proporcionar material de resina reforzada con fibra que tiene una estructura de nervadura, donde el contenido de longitud de fibra de peso promedio del material para formar la nervadura es inferior al de dicho otro material para formar el panel", la ventaja es que se evita eficazmente que "el panel con nervadura hecho de resina reforzada con fibra genere un hundimiento en la superficie del panel opuesto a la superficie con nervadura.

Si bien el documento de patente 1 divulga una tecnología para integrar por prensado de la parte de formación de nervadura y las otras partes que se han formado por separado en cada molde, es posible que las fibras reforzantes no puedan conseguir un reforzamiento suficiente debido a la rotura o a que tienda a permanecer una interfaz en las fibras reforzantes que existen en la parte del límite de ambas partes formadas. Además, no se puede utilizar la fluidez del material formador en sí ya que se han formado ambas partes antes del prensado y, por tanto, no es probable que los materiales fluyan en gran medida entre ambas partes en el prensado aunque se supone que presentan una fluidez excelente cuando se integra todo el material por prensado. Por tanto, puede resultar difícil realizar una forma tridimensional deseada fácilmente.

El documento de patente 2 (JP2014-172241-A) divulga una configuración y una ventaja, siendo la configuración "un producto conformado, que tiene al menos una parte vertical que se presiona y se forma como proyectada desde la parte que forma el plano en dirección fuera del plano y comprende una primera capa de resina termoplástica reforzada con fibra y una segunda capa de resina termoplástica reforzada con fibra estratificada sobre al menos una de sus superficies, teniendo la primera capa de resina termoplástica reforzada con fibra una primera capa de fibra reforzada en la que las fibras reforzantes están orientadas aleatoriamente, teniendo la segunda capa de resina termoplástica reforzada con fibra una segunda capa de fibra reforzante, estando perforada la segunda capa de resina termoplástica reforzada con fibra en la parte vertical al tiempo que la primera capa de fibra reforzante se extiende continuamente entre la parte que forma el plano y una parte interior de la parte vertical", siendo la ventaja que "la resina reforzante puede reforzar suficientemente el producto sin generar un límite sustantivo entre la parte conformada con el plano y la parte interior de la parte vertical ya que la capa de fibra reforzada se extiende continuamente entre la parte que forma el plano y la parte interior de la parte vertical".

En la configuración divulgada en el documento de patente 2, la segunda capa de resina termoplástica reforzada con fibra está perforada en la parte vertical y la primera capa de fibra reforzante de la primera capa de resina termoplástica reforzada con fibra se extiende continuamente entre la parte que forma el plano y la parte interior de la parte vertical a través de la parte perforada, de modo que la segunda capa de resina termoplástica reforzada con fibra puede ser demasiado débil como para funcionar como capa de revestimiento de una estructura interlaminar, como pueda ser una carcasa que requiere una alta rigidez.

El documento de patente 3 (JP2013-176984-A) divulga una configuración y una ventaja, siendo la configuración "una estructura de nervadura provista en un producto conformado fabricado por prensado de una preforma que comprende un material formador de lámina conformada (A) que tiene un parámetro de concentración por encima de un nivel predeterminado, fibra reforzante discontinua, resina termoplástica y un material formador conformado en lámina (B) que tienen un parámetro de concentración por debajo de un nivel predeterminado con un molde abierto que tiene una abertura para formar la estructura de nervadura y un contra molde enfrentado al mismo, donde el área del material formador (A) se establece en 70 % o más de un área de proyección de producto conformado, el material formador (B) se coloca en una posición de apertura de la abertura, el material formador (A) se coloca entre el material formador (B) y el molde abierto y el material formador (A) tiene una parte de penetración en una región de proyección de la abertura", siendo la ventaja que se obtiene "un producto conformado de material compuesto reforzado con fibra consiguiendo ambas formaciones de la estructura de nervadura y la parte de la placa frontal excelentes en su aspecto superficial, precisión dimensional y fiabilidad.

En la configuración divulgada en el documento 3, la parte de penetración del material formador (A) tiene un ancho más estrecho que el de la abertura de la nervadura, de modo que el rellenado de la parte de formación de nervadura con el material formador B debería mejorarse. Además, la capa superficial está hecha de fibras reforzantes discontinuas y resina termoplástica, de modo que deberá mejorarse la rigidez y la resistencia de la capa superficial. Documentos de la técnica anterior

Documentos de patente

Documento de patente 1: JP2012-148443-A

Documento de patente 2: JP2014-172241-A

Documento de patente 3: JP2013-176984-A

Sumario de la invención

Problemas que ha de resolver la invención

Para resolver los problemas de la técnica convencional descritos, sería útil proporcionar una estructura interlaminar, un objeto conformado y procesos de producción del mismo, teniendo la estructura interlaminar y el producto conformado un peso ligero, así como alta resistencia y alta rigidez, específicamente, con una parte vertical como pueda ser una nervadura conformada de manera fácil y segura para tener una forma y una resistencia deseables, donde se puede formar la parte vertical que tiene una forma complicada como pueda ser una nervadura que se proyecta en una dirección fuera del plano de una capa de revestimiento a través de un método sencillo como pueda ser un método de formación en un movimiento.

Medios para resolver los problemas

(1) Una estructura interlaminar que comprende una capa de revestimiento y una capa de núcleo, incluyendo la capa de revestimiento al menos una capa entre: una capa de metal; una capa de resina reforzada con fibra (X) que comprende una fibra continua y una resina de matriz (A) y; una capa de resina reforzada con fibra (Y) que comprende una fibra discontinua y una resina de matriz termoestable (B), incluyendo la capa de núcleo una capa de núcleo fluida que se fluidifica fácilmente por calentamiento presión que comprende una fibra discontinua y una resina de matriz (C), donde la capa de revestimiento está hecha de un material que tiene un módulo elástico de flexión superior al de la capa de núcleo y está provista al menos parcialmente de una parte de penetración. (2) La estructura interlaminar de acuerdo con (1), donde la capa de resina reforzada con fibra (X) es o bien una capa de resina reforzada con fibra unidireccional que comprende una fibra continua unidireccional de la fibra continua y una resina termoestable de la resina de matriz (A) o bien una capa de resina reforzada con fibra tejida que comprende una tela tejida de fibra continua de la fibra continua y una resina termoestable de la resina de matriz (A), siendo la capa de revestimiento un laminado que consiste en una o más capas de la capa de resina reforzada con fibra unidireccional y/o la capa de resina reforzada con fibra tejida.

(3) Un producto conformado provisto de al menos una parte vertical formada sobre la estructura interlaminar en una dirección fuera del plano de la estructura interlaminar de acuerdo con (1) o (2), donde la parte vertical forma parte de la capa del núcleo que se extiende a través de la parte de penetración.

(4) El producto conformado de acuerdo con (3), donde la capa de revestimiento en una cara vista sin diseño está provista parcialmente de una parte de penetración.

(5) El producto conformado de acuerdo con (4), donde la capa de revestimiento en la cara vista de diseño está provista parcialmente de una parte de penetración y la parte de penetración en la cara vista de diseño está enfrentada a la parte de penetración en la cara vista sin diseño.

(6) El producto conformado de acuerdo con (5), donde una región en la que está enfrentada la parte de penetración en la cara vista de diseño a la parte de penetración en la cara vista sin diseño es permeable a las ondas.

(7) El producto conformado de acuerdo con uno cualquiera de (3) a (6), donde un área de apertura de al menos una parte de penetración provista en la cara vista sin diseño es mayor que el área transversal vertical de la parte vertical a un nivel de 10 % inferior a la altura de la punta de la parte vertical formada a través de la parte de penetración.

(8) El producto conformado de acuerdo con (7), donde: el área de apertura de la parte de penetración provista de la parte vertical en la cara vista sin diseño es de 1,1 a 10 veces más grande que el área transversal de la parte vertical; o el área de apertura de la parte de penetración provista de una pluralidad de partes verticales es de 1,1 a 2 veces más grande que el área transversal total de las partes verticales.

(9) Un proceso de producción de una estructura interlaminar que comprende de la etapa [1] a la etapa [3]: etapa [1] de proporcionar una parte de penetración parcialmente sobre una capa de revestimiento; etapa [2] de intercalar una capa de núcleo que incluye una capa de núcleo fluida con capas de revestimiento provistas de la parte de penetración desde ambos lados para preparar un precursor interlaminar; y etapa [3] de integrar el precursor interlaminar para preparar una estructura interlaminar.

(10) Un proceso de producción de una estructura interlaminar que comprende de la etapa [1] a la etapa [3]: etapa [1] de intercalar una capa de núcleo que incluye una capa de núcleo fluida con capas de revestimiento desde ambos lados para preparar un precursor interlaminar; etapa [2] de integrar el precursor interlaminar para preparar una estructura interlaminar; y etapa [3] de proporcionar una parte de penetración sobre al menos una parte de la capa de revestimiento de la estructura interlaminar.

(11) Un proceso de producción de un producto conformado que comprende de la etapa [1] a la etapa [3]: etapa [1] de proporcionar una parte de penetración sobre al menos una parte de una capa de revestimiento; etapa [2] de intercalar una capa de núcleo que incluye una capa de núcleo fluida con capas de revestimiento provistas de la parte de penetración al menos sobre un lado de ambos lados para preparar un precursor interlaminar; y etapa [3] de colocar el precursor interlaminar en un molde formador para su cierre para integrar el precursor interlaminar y hacer fluir una capa de núcleo fluida a través de la parte de penetración hacia una cavidad de molde formador para que la capa de núcleo fluida se proyecte en una dirección fuera del plano de la superficie de la capa de revestimiento para formar al menos una parte vertical que se extiende continuamente con la capa de núcleo fluida.

(12) Un proceso de producción de un producto conformado utilizando la estructura interlaminar producida a través del proceso de producción de acuerdo con (9) o (10), donde se coloca la estructura interlaminar en un molde formador para su cierre para que fluya una capa de núcleo fluida a través de una parte de penetración hacia la cavidad del molde formador de modo que la capa de núcleo fluida se proyecta en una dirección fuera del plano desde la superficie de la capa de revestimiento para formar al menos una parte vertical que se extiende continuamente con la capa de núcleo fluida.

(13) Un proceso de producción de un producto conformado que comprende la etapa [1] a la etapa [4]: etapa [1] de proporcionar una parte de penetración sobre al menos una parte de una capa de revestimiento; etapa [2] de intercalar una capa de núcleo que incluye una capa de núcleo fluida desde ambos lados con capas de revestimiento al menos una de las cuales está provista de una parte de penetración para preparar un precursor interlaminar; etapa [3] de colocar el precursor interlaminar en un molde formador y cerrar el molde formador para integrar el precursor interlaminar en una estructura interlaminar y fundir adicionalmente una resina de matriz en la capa de núcleo fluida; y etapa [4] de transportar y colocar la estructura interlaminar en otro molde formador a una temperatura regulada por debajo del punto de fusión de la resina de matriz en la capa de núcleo fluida y cerrar el molde para hacer fluir la capa de núcleo fluida a través de la parte de penetración hacia la cavidad del molde formador, de modo que la capa de núcleo fluida se pone vertical en una dirección fuera del plano desde la superficie de la capa de revestimiento para formar al menos una parte vertical que se extiende continuamente con la capa de núcleo fluida.

(14) El proceso de producción de un producto conformado de acuerdo con uno cualquiera de (11) a (13), que comprende además una etapa de llevar a cabo un moldeo en autoclave o moldeo por prensado.

Efecto según la invención

Es posible que la estructura interlaminar de la invención, el producto conformado y los procesos de producción del mismo antes descritos proporcionen un producto conformado que tiene un peso ligero y que tiene un menor alabeo con una alta resistencia y una alta rigidez, específicamente, con una parte vertical como pueda ser una nervadura conformada de manera fácil y segura para tener una forma y una resistencia deseables, donde se puede formar la parte vertical que tiene una forma complicada como pueda ser una nervadura que se proyecta en una dirección fuera del plano de una capa de revestimiento a través de un método sencillo.

Breve explicación de los dibujos

[Fig. 1] La Fig. 1 es una vista en perspectiva esquemática de una estructura interlaminar que consiste en capas de revestimiento provistas de una parte de penetración y una capa de núcleo que incluye una capa de núcleo fluida de acuerdo con una realización de la invención.

[Fig. 2] La Fig. 2 es una vista en sección transversal de A-A' en la Fig.1.

[Fig. 3] La Fig. 3 es una vista en perspectiva esquemática que muestra un estado de laminación en la que se intercala una capa de núcleo con capas de revestimiento de capa de resina reforzada con fibra unidireccional. [Fig. 4] La Fig. 4 es una vista en sección transversal de un producto conformado provisto de una parte vertical que se proyecta en una dirección fuera del plano de una estructura interlaminar.

[Fig. 5] La Fig. 5 es una imagen de sección transversal de un producto conformado observado en un microscopio óptico.

[Fig. 6] La Fig. 6 es una vista en sección transversal de un producto conformado provisto de una parte vertical además de las partes de penetración opuestas provistas de una cara de diseño y una cara sin diseño.

[Fig. 7] La Fig. 7 muestra una vista de planta, vista del lado derecho y vista de sección transversal frontal de un producto conformado provisto de una parte vertical que se extiende continuamente desde una capa de núcleo a través de una parte de penetración formada sobre una capa de revestimiento.

[Fig. 8] La Fig. 8 muestra una vista de planta, vista del lado derecho y vista de sección transversal frontal de una estructura interlaminar provista de tres partes verticales para una parte de penetración.

[Fig. 9] La Fig. 9 es una vista de sección transversal frontal de un par de moldes de formado por prensado enfrentados utilizados para producir un producto conformado que tiene una forma de placa frontal para su diseño y una parte vertical.

[Fig. 10] La Fig. 10 es una vista de sección transversal esquemática que muestra un estado en el que el molde superior se desplaza hacia abajo para presionar una estructura interlaminar a una presión en la superficie constante.

[Fig. 11 La Fig. 11 es una vista de sección transversal esquemática que muestra un estado en el que el molde superior se abre hacia arriba después del formado por prensado para sacar el producto conformado.

[Fig. 12] La Fig. 12 es una vista en perspectiva de un par de moldes enfrentados.

[Fig. 13] La Fig. 13 muestra una vista de planta, vista de sección transversal frontal y vista de sección transversal del lado derecho de molde superior (molde abierto).

[Fig. 14] La Fig. 14 muestra una vista de planta, vista de sección transversal frontal y vista de sección transversal del lado derecho de molde inferior (molde enfrentado).

[Fig. 15] La Fig. 15 es una vista en perspectiva de un par de moldes enfrentados que tienen ranuras colindantes.

[Fig. 16] La Fig. 16 muestra una vista de planta, vista de sección transversal frontal y vista de sección transversal del lado derecho de molde superior (molde abierto) que tiene dos ranuras colindantes.

[Fig. 17] La Fig. 17 es una vista en perspectiva que muestra el tamaño y la forma de una capa de revestimiento empleada en los Ejemplos.

[Fig. 18] La Fig. 18 muestra una vista de planta, vista de sección transversal frontal y vista de sección transversal de lado de un precursor interlaminar empleado en los Ejemplos.

[Fig. 19] La Fig. 19 muestra el aspecto de una base de parte vertical del producto conformado obtenido en el Ejemplo 6.

Realizaciones para llevar a cabo la invención

A continuación, se explicará la presente invención haciendo referencia a los dibujos. Además, el alcance de la presente invención no queda limitado con los dibujos en absoluto.

La Fig. 1 muestra una estructura interlaminar 1, comprende capas de revestimiento 2 y capa de núcleo 3, la capa de revestimiento 2 incluye al menos una capa cualquiera entre capa de metal, capa de resina reforzada con fibra (X) que consiste en fibras continuas y resina de matriz (A) o capa de resina reforzada con fibra (Y) que consiste en fibras discontinuas y resina de matriz termoestable (B), la capa de núcleo 3 que incluye una capa de núcleo fluida que consiste en fibras discontinuas y una resina de matriz (C), donde las capas de revestimiento 2 están hechas de un material cuyo módulo elástico flexible es mayor que el de la capa núcleo 3 y están provistas de una parte de penetración 4 en al menos una región de la capa de revestimiento 2. La Fig. 2 es una vista en sección transversal de A-A' mostrada en la Fig. 1, en la que la parte de penetración 4 tiene una abertura para exponer una capa de núcleo 3.

Es importante que la capa de revestimiento 2 comprenda al menos una capa entre capa metálica, fibras continuas y resina de matriz (A) o capa de resina reforzada con fibra (Y) que consiste en fibras discontinuas y resina de matriz termoestable (B).

Una capa de metal que constituye la capa de revestimiento 2 puede estar hecha de un elemento seleccionado entre titanio, acero, aluminio, magnesio, hierro, plata, oro, platino, cobre y níquel, o puede ser una aleación que contiene un elemento entre ellos como componente principal. El metal puede proporcionarse como un material de película conformada o de lámina conformada. Asimismo, es posible utilizar dos o más tipos de estos materiales.

Cuando se emplea una capa de resina reforzada con fibra (X) que consiste en fibras continuas y una resina de matriz (A), se emplea como resina de matriz (A) resina termoestable o resina termoplástica. La resina termoestable puede ser resina de poliéster insaturado, resina de éster vinílico, resina epoxídica, resina de fenol (de tipo resol), resina de urea-melamina, resina de poliimida o similar, o puede ser un copolímero, un compuesto desnaturalizado o una resina mezclada de dos o más tipos de los mismos. Sobre todo, es preferente que la resina termoestable contenga resina epoxídica. Asimismo, la resina termoestable puede contener otra carga o aditivo según sea necesario. Puede contener un elastómero o un componente de caucho, una carga inorgánica, un retardante de fuego, un agente para impartir conductividad, un agente antibacteriano, un repelente contra insectos, un desodorante, un inhibidor de coloración, un agente de liberación, un agente antiestático, un plastificante, un agente colorante, un pigmento, un colorante, un agente espumante, un agente antiespumante, un agente de acoplamiento o similares.

La resina termoplástica puede ser resina de politereftalato de etileno (PET), resina de politereftalato de butileno (PBT), resina de politereftalato de trimetileno (PTT), resina de polinaftalato de etileno (PEN), resina de poliéster, como pueda ser resina de poliéster cristalina líquida, resina de poliolefina como pueda ser resina de polietileno (PE), resina de polipropileno (PP) y resina de polibutileno, resina a base de estireno, resina de polioximetileno (POM), resina de poliamida (PA), resina de policarbonato (PC), resina de polimetacrilato de metileno (PMMA), resina de policloruro de vinilo (PVC), resina de polisulfuro de fenileno (PPS), resina de polifenileno (PPE), resina PPE desnaturalizada, resina de poliimida (PI), resina de poliamida-imida (PAI), resina de polieterimida (PEI), resina de polisulfona (PSU), resina pSu desnaturalizada, resina de poliéter sulfona (PES), resina de policetona (PK), resina de poliéter cetona (PEK), resina de poliéter éter cetona (PEKK), resina de poliéter cetona cetona (PEEK), resina de poliarilato (PAR), resina de poliéter nitrilo (PEN), resina fenólica, resina fenoxi, resina fluorada, como politetrafluoroetileno, elastómero termoplástico a base de poliestireno, poliolefina, poliuretano, poliéster, poliamida, polibutadieno, poliisopreno, flúor, o similar, o puede ser un copolímero, un compuesto desnaturalizado o una resina mezclada de dos o más tipos de los mismos. La resina termoplástica puede contener un elastómero o un componente de caucho para mejorar la resistencia al impacto. Es preferente emplear: la resina PPS desde el punto de vista de la resistencia al calor y la resistencia química; la resina de policarbonato o la resina a base de poliestireno desde el punto de vista de la estabilidad dimensional; o la resina de poliamida desde el punto de vista de la resistencia y la resistencia al impacto del producto conformado. La resina termoplástica puede contener otras cargas o aditivos según sea necesario. Puede contener una carga inorgánica, un retardante de fuego, un agente para impartir conductividad, un agente de núcleo cristalino, un agente de absorción de ultravioleta, antioxidante, un agente de amortiguación, un agente antibacteriano, un repelente contra insectos, un desodorante, un inhibidor de coloración, un estabilizador de calor, un agente de liberación, un agente antiestático, un plastificante, un lubricante, un agente colorante, un pigmento, un colorante, un agente espumante, un agente antiespumante, un agente de acoplamiento o similares.

Cuando se emplea una capa de resina reforzada con fibra (Y) que consiste en fibras discontinuas y una resina de matriz termoestable (B), se pueden emplear los ejemplos de resina termoestable citados para la resina de matriz (A) como resina de matriz (A).

La capa de núcleo 3 incluye una capa de núcleo fluida que se fluidifica fácilmente por calentamiento o por presión y puede ser una capa de núcleo de peso ligero para fines de un peso ligero, según se necesite. La capa de núcleo fluida puede ser una capa de resina reforzada con fibra que consiste en fibras discontinuas y una resina de matriz (C), en la que la resina de matriz (C) es o bien una resina termoestable o bien una resina termoplástica de entre los ejemplos anteriores. Es preferente proporcionar la capa de núcleo de peso ligero como uno o más tipos de película, lámina o espuma de resina. La capa de núcleo de peso ligero puede contener una resina termoplástica o una resina termoestable de entre los ejemplos anteriores. Es preferente que contenga un material hecho al inflar una resina reforzada con fibra que contiene fibras discontinuas con la resina en una dirección de espesor.

La estructura interlaminar 1 puede utilizarse como precursor (que se puede llamar preforma) a la cual se puede proporcionar fácilmente una parte vertical 8 como pueda ser una nervadura y un refuerzo que se proyecta en una dirección fuera del plano del producto conformado. Por ejemplo, puede formarse una parte vertical 8, como pueda ser una nervadura por presurizado, como pueda ser presionando para que fluya la capa de núcleo 3, fácilmente a través de la parte de penetración 4, provista sobre la capa de revestimiento 2, cuando la capa de núcleo 3 está hecha de un material que se fluidifica fácilmente por calentamiento o presión.

Es importante que la capa de revestimiento 2 esté hecha de un material cuyo módulo elástico de flexión sea mayor que el de la capa de núcleo 3. Esta configuración puede suprimir la deformación, como pueda ser el alabeo en el momento del conformado para fabricar una estructura con alta resistencia y alta rigidez.

Es preferente que la capa de resina reforzada con fibra (X) tenga una capa de resina reforzada con fibra unidireccional hecha con fibras continuas unidireccionales y una resina termoestable como resina de matriz (A) o una capa de resina reforzada con fibra tejida hecha de una tela tejida de fibra continua como fibra continua y resina termoestable como resina de matriz (A).

Es preferente también que la capa de revestimiento 2 comprenda un producto estratificado hecho de una o más

capas de la capa de resina reforzada con fibra unidireccional o la capa de resina reforzada con fibra tejida o que

comprenda alternativamente un producto estratificado hecho de una o más capas de cada uno entre la capa de

resina reforzada con fibra unidireccional y capa de resina reforzada con fibra tejida.

La Fig. 3 es una vista en perspectiva esquemática que muestra una estructura interlaminar 1 en la que se intercala la

capa de núcleo 3 con capas de revestimiento 2 de capa de resina reforzada con fibra unidireccional. Tal como se

muestra en la figura 3, se estratifican dos láminas de capas de resina reforzada con fibra unidireccional cuyas

direcciones de orientación de fibra son ortogonales para potenciar la rigidez de la capa de revestimiento 2 sobre un

lado en la dirección de 90° en relación con la dirección de fibra de cada capa de resina reforzada con fibra

unidireccional.

Cuando se estratifican las capas de resina reforzadas con fibra unidireccional o las capas de resina reforzadas con

fibra de tela para hacer la capa de revestimiento 2, puede obtenerse una estructura interlaminar 1, que tiene una alta

rigidez superficial incluso cuando la capa de revestimiento 2 es en sí una película fina. Con dicha configuración

puede conseguirse un alto reforzamiento de una parte vertical que puede formarse en la dirección fuera del plano de

la capa de revestimiento, tal como se describe más adelante.

Dicha "fibra discontinua" significa una fibra distinta a la configuración en la que las fibras se proporcionan

continuamente a largo de la longitud total o el ancho total de la estructura interlaminar 1 o producto conformado.

Desde el punto de vista de mantener el equilibrio entre la fluidez de la capa de núcleo fluida que consiste en fibras

discontinuas y resina de matriz (C) y el reforzamiento de la fibra reforzante, es preferente que la fibra discontinua

tenga una longitud de fibra promedio en número de 20 mm o menos y es preferentemente 10 mm o menos, más

preferentemente aún 3 mm o menos, si bien no existe ninguna limitación en particular de la longitud de fibra de la

fibra discontinua. Desde el punto de vista de la alta rigidez y alta resistencia de la capa de resina reforzada con fibra

(X) que consiste en fibras continuas y resina de matriz (A), es preferente que la fibra continua tenga una longitud de

fibra promedio en número de 20 mm o más, y es preferentemente 50 mm o más, más preferentemente aún 100 mm

o menos.

La fibra discontinua empleada como capa de revestimiento 2 o capa de núcleo 3 no está limitada en particular y

puede ser una fibra de carbono a base de PAN, rayón, lignina o brea, una fibra aislante como fibra de grafito y fibra

de vidrio, una fibra orgánica, como resina de aramida, resina PBO, resina de polisulfuro de fenileno, resina de

poliéster, resina acrílica, resina de nilón y resina de polietileno o una resina inorgánica como carburo de silicio y

nitruro de silicio. Se puede someter a tratamiento superficial estas fibras. El tratamiento superficial puede ser un

tratamiento de adhesión de metal conductor o alternativamente, tratamiento con agente de acoplamiento, tratamiento

con agente de apresto, tratamiento con aglutinante, tratamiento de adhesión con aditivo o similares. Es posible

emplear un solo tipo de estas fibras reforzantes o dos o más tipos de las mismas en combinación. Sobre todo, Es

preferente utilizar fibra de carbono a base de PAN, a base de brea o a base de rayón, excelente en la resistencia

específica y la rigidez específica, desde el punto de vista del peso ligero.

Desde el punto de vista de mejorar la rentabilidad del producto conformado 7 que se proporciona, es preferente

emplear la fibra de vidrio. Es preferente emplear tanto fibra de carbono como fibra de vidrio desde el punto de vista

del equilibrio entre las características mecánicas y la rentabilidad. Desde el punto de vista de potenciar la

absorbancia de impacto y la plasticidad del producto conformado, es preferente emplear fibra de aramida,

preferentemente, tanto fibra de carbono como fibra de aramida desde el punto de vista del equilibrio entre las

características mecánicas y la absorbancia de impacto. Desde el punto de vista de mejorar la conductividad del

producto conformado que se proporciona, es posible emplear fibra reforzada revestida con metal, como níquel, cobre

e iterbio. Sobre todo, es preferente emplear fibra de carbono a base de PAN, excelente en las características

mecánicas, como resistencia y módulo elástico.

La fibra continua que constituye la capa de revestimiento 2 puede ser el mismo tipo de fibra reforzante que la fibra

discontinua empleada para la capa de núcleo 3 descrita anteriormente.

Desde el punto de vista de la rigidez de la estructura interlaminar 1, es preferente que la fibra continua tenga un

módulo elástico a la tracción de 150 a 1.000 GPa, preferentemente de 300 a 800 GPa. El módulo elástico a la

tracción de la fibra reforzante de menos de 150 GPa podría deteriorar la rigidez de la estructura interlaminar 1, al

mismo tiempo que más de 1.000 GPa podría hacer difícil producir fibra reforzante a no ser que se mejorara en gran

medida la cristalinidad de la fibra reforzante. El módulo elástico a la tracción de la fibra reforzante dentro del intervalo

preferente puede mejorar la rigidez de la estructura laminar 1 y la productividad de la fibra reforzante. Dicho módulo

elástico a la tracción de la fibra reforzante puede medirse a través del ensayo de tracción de hebra descrito en JIS

R7601-1986.

Cuando la capa de revestimiento 2 es una capa de resina reforzada con fibra (X) que consiste en fibra continua y

resina de matriz (A), es preferente que la capa de piel 2 contenga fibra continua en un 5 a 80 % en masa y resina de

matriz (A) en un 20 a 95 % en masa. Es preferente que contenga fibra continua en un 7 a 70 % en masa y resina de matriz (A) en un 30 a 93 % en masa, más preferentemente, que contenga fibra continua en un 20 a 50 % en masa y resina de matriz (A) en un 50 a 80 % en masa y más preferentemente que contenga fibra continua en un 25 a 40 % en masa y resina de matriz (A) en un 60 a 75 % en masa. La fibra continua de menos de 5 % en masa o la resina de matriz (A) de más de 95 % en masa podría deteriorar la rigidez de la estructura interlaminar 1 o el producto conformado. La fibra continua de más de 80 % en masa o la resina de matriz (A) de menos de 20 % en masa podría causar un aspecto insuficiente, como pueda ser borrosidad en la estructura interlaminar 1 o el producto conformado. Cuando la capa de revestimiento 2 es una capa de resina reforzada con fibra (Y) que consiste en fibra discontinua y resina de matriz termoestable (B), es preferente que contenga fibra discontinua en un 5 a 75 % en masa y resina de matriz termoestable (B) en 25 a 95 % en masa. Es preferente que contenga fibra discontinua en un 7 a 70 % en masa y resina de matriz termoestable (B) en un 30 a 93 % en masa, más preferentemente, fibra discontinua en un 20 a 50 % en masa y resina de matriz termoestable (B) en un 50 a 80 % en masa y, más preferentemente aún, fibra discontinua en un 25 a 40 % en masa y resina de matriz termoestable (B) en un 60 a 75 % en masa. La fibra discontinua de menos de 5 % en masa o la resina de matriz termoestable (B) de más de 95 % en masa podría deteriorar la rigidez de la estructura interlaminar 1 o el producto conformado. La fibra discontinua de más de 75 % en masa o la resina de matriz termoestable (B) de menos de 25 % en masa podría causar un aspecto insuficiente, como pueda ser borrosidad en la estructura interlaminar 1 o el producto conformado.

Cuando la capa de núcleo 3 es una capa de núcleo fluida que consiste en fibras discontinuas y una resina de matriz, es preferente que contenga fibra discontinua en un 5 a 75 % en masa y resina de matriz en un 25 a 95 % en masa. Es preferente que contenga fibra discontinua de 7 a 70 % en masa y resina de matriz de 30 a 93 % en masa, más preferentemente, fibra discontinua en un 20 a 50 % en masa y resina de matriz en un 50 a 80 % en masa y, más preferentemente aún, fibra discontinua en un 25 a 40 % en masa y resina de matriz en un 60 a 75 % en masa. La resina discontinua de menos de 5 % en masa o la resina de matriz de más de 95 % en masa podría deteriorar la resistencia de la parte vertical. La fibra discontinua de más de 75 % en masa o la resina de matriz de menos de 25 % en masa podría deteriorar la rigidez específica de la estructura interlaminar 1.

La relación de contenido de cada fibra reforzante y resina de matriz contenida en la capa de revestimiento o la capa de núcleo fluida como capa de núcleo 3 se puede determinar pesando la fibra reforzante que queda al eliminar el componente de resina de matriz de la capa de revestimiento 2 o la capa de núcleo fluida, aunque puede ser posible otra determinación. Se puede utilizar el método de disolución o el método de quemado como método para eliminar el componente de resina de matriz de la capa de revestimiento 2 o la capa de núcleo fluida. Se puede pesar con un peso electrónico o con una balanza electrónica. Es preferente cortar una muestra de medición en un cuadrado de 100 mm x 100 mm para promediar tres valores medidos para el número de mediciones n = 3.

A continuación, se explicará el producto conformado 7 hecho a partir de la estructura interlaminar 1.

La Fig. 4 muestra un producto conformado 7 provisto de al menos una parte vertical 8 que se proyecta en una dirección fuera del plano de una estructura interlaminar 1, al mismo tiempo que la parte vertical 8 forma parte de la capa de núcleo 3 que se extiende a través de la parte de penetración 4 provista sobre la capa de revestimiento 2. Dicha parte vertical 8 significa una parte provista de un componente como pueda ser nervadura y refuerzo formada en una dirección fuera del plano de una estructura interlaminar 1. Es preferente que la capa de núcleo 3 sea una capa de núcleo fluida de modo que se forme la parte vertical 8 haciendo fluir una parte de la capa de núcleo 3 por prensado, como se describe más adelante. Es preferente que la capa de núcleo fluida esté hecha de fibras discontinuas de dispersión aleatoria contenidas en la resina de matriz (C). Dicha capa de núcleo fluida puede hacer que la mayor parte de las fibras discontinuas se orienten en una dirección hacia la parte vertical en torno a la base 9 de la parte vertical, tal como se muestra en la Fig. 5, de modo que la capa de núcleo 3 y la parte vertical 8 estén adyacentes sin límite entre ambas para presentar características mecánicas superiores a otra configuración en la que la parte vertical 8 se proporciona por separado y se integra más tarde.

Es preferente que la parte de penetración 4 se proporcione al menos en la parte de la capa de revestimiento 2 sobre la cara sin diseño del producto conformado 7. Por tanto, la parte vertical 8 se forma sobre la cara sin diseño del producto conformado 7 de modo que se pueden colocar materiales interiores, como puedan ser partes electrónicas. Es preferente proporcionar las partes de penetración 4 al menos en la cara sin diseño y la capa de revestimiento 2 en la cara de diseño de modo que al menos una parte de penetración 4 en la cara vista de diseño esté enfrentada a al menos una parte de penetración 4 en la cara vista sin diseño, tal como se muestra en la Fig. 6. Dicha "cara" incluye una configuración en la que se solapan parcialmente los dos perfiles de proyección, donde los perfiles de proyección se hacen proyectando cada región de al menos una parte de penetración 4 en la cara vista de diseño y la cara vista sin diseño en dirección al espesor del producto conformado 7.

Por tanto, es preferente proporcionar las partes de penetración 4 enfrentadas entre sí sobre la cara sin diseño y la cara de diseño, de modo que se pueda producir un producto conformado 7 que tenga ambas funciones de permeabilidad de onda eléctrica y protección de onda electromagnética. Específicamente, la capa de núcleo 3 hecha de material que tiene permeabilidad de onda eléctrica puede asegurar una región permeable a las ondas ya que la capa de núcleo 3 permeable a las ondas eléctricas existe solo en una región en la que las partes de penetración 4 están enfrentadas entre sí. Por otro lado, la capa de revestimiento 2 hecha de un material que tiene características de protección de onda electromagnética puede asegurar una protección de onda electromagnética en una región cubierta con la capa de revestimiento 2. Al combinar estas técnicas, se puede diseñar libremente la región permeable a ondas eléctricas y proporcionar flexibilidad en una región que requiere específicamente la permeabilidad de onda eléctrica.

En el producto conformado 7 que tiene al menos una parte vertical 8, es preferente que la capa de revestimiento 2 esté provista de una parte de penetración 4 que tenga un área superior al área de sección transversal vertical de la parte vertical a un nivel 10 % más bajo que la altura de la punta.

La relación entre estas áreas se explicará haciendo referencia a la Fig. 7. La Fig. 7 muestra una vista de planta, vista de lado derecho y vista de sección transversal frontal del producto conformado 7, que muestra específicamente la capa de revestimiento 2 que incluye una parte vertical 8 al tiempo que se omite la capa de núcleo 3. Es preferente que el área de apertura M2 sea mayor que el área de sección transversal de la parte vertical M1, cuando se define M2 como el área de apertura de la parte de penetración 4, al tiempo que M1 se define como el área de sección transversal (área de sección transversal de parte vertical) ortogonal a la dirección vertical de la parte vertical a un nivel más bajo de la punta de la parte vertical 8, en un 10 % (H2 = HI x 10 %) de la altura de la punta de la parte vertical HI por encima de la altura de referencia de la superficie externa 10 de la capa de revestimiento 2.

Cuando se satisface dicha relación, las fibras discontinuas y el componente de resina de matriz que constituye la capa de núcleo 3 puede fluir fácilmente a través de la parte de penetración 4 a la abertura del molde para formar una parte vertical 8, de modo que la parte vertical 8 puede rellenarse uniformemente con componentes de capa de núcleo 3.

Cuando una parte de penetración 4 está provista de una parte vertical 8, es preferente que el área de apertura M2 de la parte de penetración 4 provista en la cara sin diseño sea 1,1 a 50 veces (M1 x 1,1 < M2 < M1 x 50) más grande que el área de sección transversal de la parte vertical M1. Es preferente que M2 sea de 1,2 a 20 veces, más preferentemente de 1,5 a 5 veces más grande que M1. La relación de menos de 1,1 veces podría hacer que la capa de revestimiento 2 bloqueara la capa de núcleo 3 a la hora de fluir a través de la parte de penetración 4 a la parte vertical. La relación de más de 50 veces podría adelgazar excesivamente la punta de la parte vertical 8, deteriorando la resistencia o, alternativamente, hacer que el área de apertura M2 sea innecesariamente grande estrechando la región de la capa de revestimiento 2, de modo que no se podría asegurar suficientemente la rigidez del producto conformado 7 en su conjunto.

Como alternativa, Cuando se proporciona una parte de penetración 4 con tres partes verticales 8, tal como se muestra en la Fig. 8, es preferente que el área de apertura M2 sea mayor que el área de sección transversal de la parte vertical M1 en el total de las tres áreas de sección transversal de área vertical.

Cuando una parte de penetración 4 está provista de una pluralidad de partes verticales 8, es preferente que el área de apertura M2 sea de 1,1 a 50 veces más grande que el área de sección transversal de la parte vertical M1. Es preferente que M2 sea de 1,2 a 20 veces, más preferentemente de 1,3 a 2 veces más grande que M1. La relación de menos de 1,1 veces podría hacer que la capa de revestimiento 2 bloqueara la capa de núcleo 3 a la hora de fluir a través de la parte de penetración 4 a la parte vertical 8. La relación de más de 50 veces podría adelgazar excesivamente la punta de la parte vertical 8, deteriorando la resistencia o, alternativamente, hacer que el área de apertura M2 sea innecesariamente grande estrechando la región de la capa de revestimiento 2, de modo que no se podría asegurar suficientemente la rigidez del producto conformado 7 en su conjunto.

A continuación, se explicará el proceso de producción de una estructura interlaminar 1 y un producto conformado 7. La estructura interlaminar 1 puede producirse a través de las siguientes etapas: [1] Etapa de proporcionar una parte de penetración 4 parcialmente sobre la capa de revestimiento 2; [2] Etapa de intercalar una capa de núcleo que incluye una capa de núcleo fluida con capas de revestimiento 2 provistas de la parte de penetración 4 desde ambas caras para preparar un precursor interlaminar; y [3] Etapa de integrar el precursor interlaminar para preparar una estructura interlaminar 1.

Como alternativa, la estructura interlaminar 1 puede producirse a través de las siguientes etapas: [1] Etapa de intercalar una capa de núcleo 3 que incluye una capa de núcleo fluida con capas de revestimiento 2 desde ambos lados para preparar un precursor interlaminar, [2] Etapa de integrar el precursor interlaminar para preparar una estructura interlaminar 1; y [3] Etapa de proporcionar una parte de penetración sobre al menos una parte de la capa de revestimiento de la estructura interlaminar 1.

Como se ha descrito anteriormente, para formar la parte vertical 8 en una dirección fuera del plano de la estructura interlaminar 1, es necesario producir un cuerpo de estructura interlaminar 1 de fabricación provisto de una parte de penetración 4 sobre al menos una parte de la capa de revestimiento 2. La parte de penetración 4 puede proporcionarse en un estado de capa de revestimiento 2 o estructura interlaminar 1. En el primer caso, la estructura interlaminar 1 puede producirse provista de una parte de penetración 4 sobre una parte de la capa de revestimiento 2 preparando una capa de revestimiento 2 que tiene una parte de penetración 4 en una posición predeterminada, intercalando la capa de núcleo 3 con capas de revestimiento 2 provistas de parte de penetración 4 al menos como un lado de la capa de revestimiento 2 y calentando y presionando después el precursor interlaminar para que se integre. En el último caso, se puede producir una estructura interlaminar 1 intercalando una capa de núcleo 3 con capas de revestimiento 2 para preparar un precursor interlaminar y calentando y presionando después el precursor interlaminar para que se integre. Además, la parte de penetración 4 se añade en una posición predeterminada de la capa de revestimiento 2 de la estructura interlaminar 1 para producir una estructura interlaminar 1 provista de parte de penetración 4 en una parte de la capa de revestimiento 2.

Puede producirse el producto conformado 7 a través de las siguientes etapas: [1] Etapa de proporcionar una parte de penetración sobre al menos una parte de la capa de revestimiento; [2] Etapa de intercalar una capa de núcleo que incluye una capa de núcleo fluida con capas de revestimiento provistas de la parte de penetración al menos sobre un lado o ambos lados para preparar un precursor interlaminar; [3] Etapa de colocar el precursor interlaminar en un molde formador para su cierre para integrar el precursor interlaminar (para preparar la estructura interlaminar 1) y hacer fluir una capa de núcleo fluida a través de la parte de penetración hacia una cavidad de molde formador para que la capa de núcleo fluida se proyecte en una dirección fuera del plano de la superficie de la capa de revestimiento para formar al menos una parte vertical que se extiende continuamente con la capa de núcleo fluida. Se explicará el proceso de producción del producto conformado 7 haciendo referencia a los dibujos. Tal como se muestra en la figura 9, se forma un precursor interlaminar apilando una capa de revestimiento provista de parte de penetración 4, una capa de núcleo 3 que incluye capa de núcleo fluida que consiste en fibras discontinuas y resina de matriz (C) y una capa de revestimiento 2, respectivamente. Se coloca el precursor interlaminar sobre la parte deprimida 24 del molde inferior 21 de modo que la capa de revestimiento 2 provista de parte de penetración 4 quede en la parte inferior. Se coloca la parte de penetración 4 en la misma posición que la ranura 23 del molde inferior 21. Cuando la región de la parte de penetración 4 es mayor que la de la ranura 23 del molde inferior 21, es preferente que la región de la parte de penetración 4 cubra la región de la ranura 23.

A continuación, se desciende el molde superior 22 para presurizar el precursor interlaminar a una presión en la superficie constante, tal como se muestra en la Fig. 10. A continuación, se produce la estructura interlaminar 1 integrando la capa de revestimiento 2 y la capa de núcleo 3 por presurizado, si bien no se ilustra. Se aumenta la presión superficial para seguir presurizando durante un periodo de tiempo predeterminado, de modo que la parte de la capa de núcleo fluida fluye a través de la parte de penetración 4 provista hacia la ranura 23 para rellenarse para formar la parte vertical 8.

Después del moldeo por prensado, se abre el molde superior 11 para sacar el producto conformado 7, tal como se muestra en la Fig. 11. La parte vertical 8 se forma integralmente con la capa de núcleo fluida a través de la parte de penetración 4 para producir un producto conformado 7 que tiene una forma tridimensional objetivo.

Para producir el producto conformado, se coloca la estructura interlaminar 1 preparada a través del proceso descrito y provista de la parte de penetración 4 en al menos una parte de la capa de revestimiento 2 en un molde formador para su cierre para presurizar la estructura interlaminar 1, de modo que una parte de la capa de núcleo fluida en la estructura interlaminar 1 fluye a través de la parte de penetración 4 hacia la ranura 23 para rellenarse para formar el producto conformado 7 que tiene al menos una parte vertical 8.

Como alternativa, puede producirse el producto conformado 7 a través de las siguientes etapas: [1] Etapa de proporcionar una parte de penetración sobre al menos una parte de la capa de revestimiento; [2] Etapa de intercalar una capa de núcleo que incluye una capa de núcleo fluida desde ambos lados con capas de revestimiento al menos una de las cuales está provista de una parte de penetración para preparar un precursor interlaminar; [3] Etapa de colocar el precursor interlaminar en un molde y cerrar el molde para integrar el precursor interlaminar en una estructura interlaminar y fundir adicionalmente una resina de matriz en la capa de núcleo fluida; y [4] Etapa de transportar y colocar la estructura interlaminar en otro molde formador a una temperatura regulada por debajo del punto de fusión de la resina de matriz en la capa de núcleo fluida y cerrar el molde para hacer fluir la capa de núcleo fluida a través de la parte de penetración hacia la cavidad del molde formador, de modo que la capa de núcleo fluida se pone vertical en una dirección fuera del plano desde la superficie de la capa de revestimiento para formar al menos una parte vertical que se extiende continuamente con la capa de núcleo fluida y solidificar además la resina de matriz en la capa de núcleo fluida.

Para producir un producto conformado, se prepara la estructura interlaminar tal como se ha descrito, en la que después de proporcionar en la capa de revestimiento 2 una parte de penetración 4 en una posición predeterminada, se intercala la capa de núcleo 3 con las capas de revestimiento 2 al menos una de las cuales está provista de parte de penetración 4 para preparar un precursor interlaminar y se calienta y se presiona además el precursor interlaminar para su integración para producir una estructura interlaminar 1 que tiene una parte de penetración 4 sobre al menos una parte de la capa de revestimiento 2. La matriz de resina de la capa de núcleo fluida de la estructura interlaminar 1 se funde por calentamiento en este momento. A continuación, se transporta rápidamente y se coloca la estructura interlaminar 1 que tiene la resina de matriz en la capa de núcleo fluida en otro molde formador a una temperatura regulada por debajo del punto de fusión de la resina de matriz en la capa de núcleo fluida y después se cierra el molde. Después de cerrar el molde, presurizar el interior durante un período de tiempo determinado, una parte de la capa de núcleo fluida hecha de la resina de matriz fundida fluye a través de la parte de penetración 4 provista sobre la capa de revestimiento 2 hacia la ranura 23 para rellenarse para formar la parte vertical 8. Además, una vez solidificada a resina de matriz en la capa de núcleo fluida enfriándose gradualmente con el molde formador, se puede liberar el producto conformado 7 del molde. Cuando la resina de matriz en la capa de núcleo fluida es una resina termoplástica, aunque es posible colocar la estructura interlaminar 1 en un molde formador calentado y presurizar una vez cerrado el molde para integrar la capa de revestimiento 2 y la capa de núcleo 3, así como formar la parte vertical 8, el ciclo de formación podría ser largo al llevar tiempo regular la temperatura del molde formador para que se enfríe y para liberar del molde. Sin embargo, el ciclo de formación puede acortarse fundiendo la resina de matriz en la capa de núcleo fluida, tal como se ha descrito, al mismo tiempo que se forma un producto conformado con otro molde formador a una temperatura regulada por debajo del punto de fusión, de modo que la capa de revestimiento 2 se integra con la capa de núcleo 3 al tiempo que se forma la parte vertical 8 y la resina de matriz en la capa de núcleo fluida se solidifica para dar el producto conformado 7 para ser liberado del molde.

Para integrar el precursor interlaminar o formar una parte vertical 8, el proceso de presurizado puede ser un proceso de formado en autoclave o un proceso de formado por prensado.

Dado que la parte vertical 8 y la capa de núcleo 3 se forman continuamente al integrarse en un producto conformado 7 que tiene una forma tridimensional provista de una parte vertical 8 producida a través del proceso descrito, el producto conformado 7 es ventajoso para un reforzamiento suficiente mediante fibras reforzantes y características mecánicas superiores, así como un proceso de producción fácil y fiable.

[Ejemplos]

A continuación, se explicará la estructura interlaminar y el proceso de producción de un producto conformado de la invención de forma específica con ejemplos, si bien el alcance de la invención no queda limitado en particular con los ejemplos.

[Método de medición de contenido en masa de fibra del material formador]

Se determina el contenido en masa de fibra del material formador que consiste en fibras reforzantes y resina a través del siguiente método. Se corta una placa cuadrada de 100 mm x 100 mm x (cada espesor) del material formador para medir el peso w0 [g]. A continuación, se calienta el material formador cortado al aire a 500 °C durante 1 hora para eliminar el componente de resina a través de un método de quemado y se mide el peso w1 [g] de la fibra reforzante que queda. Se calcula el contenido en masa de fibra (% en masa) según la siguiente fórmula (1). Se realiza cada una de las mediciones tres veces (n = 3) para promediarlas.

El contenido en masa de fibra [% en masa] = (peso de fibra reforzante w1/peso de material formador w0) x 100...

Fórmula (1)

[Método de medición de módulo elástico de flexión promedio]

Se corta una pieza de ensayo de 50 mm de largo x 25 mm de ancho (x cada espesor) del material formador o laminado que consiste en el material formador que se va a medir. Se determina el módulo elástico de flexión de acuerdo con ASTM D790, a la distancia entre los puntos de soporte de 32 veces más el espesor de la pieza de ensayo. Cuando el material formador y el laminado que se va a medir tienen anisotropía, se mide el módulo elástico de flexión en una dirección de las fibras de orientación primaria y una dirección para que gire 90° desde ella, y después se promedian los valores medidos para dar el módulo elástico de flexión promedio. Cuando son isotrópicos, se puede medir el módulo elástico de flexión en cualquier dirección para medir el módulo elástico de flexión promedio.

[Método de medición de la tasa de elongación]

Se determina la tasa de elongación del material formador del siguiente modo. En primer lugar, se corta una muestra de medición de un disco que tiene un diámetro de 150 mm del material formador cuyo espesor se ajusta a 2 mm. Cuando la resina que constituye el material formador es una resina termoestable o el material formador no contiene resina, se prepara la muestra en un molde de prensado regulado a 150 °C y se forma por presión a una presión en la superficie de 10 MPa. Como alternativa, cuando la resina que constituye el material formador es una resina termoplástica, se coloca la muestra en un horno con un calentador de infrarrojo lejano para precalentarla durante 10 minutos. Se proporciona a la muestra un termopar sobre la superficie y en el centro del disco para medir la historia de calor utilizando un sistema de recogida de datos de varias entradas (fabricado por KEYENCE Corporation, NR-600). Una vez que se ha confirmado que la temperatura medida es más de 35 °C con respecto al punto de fusión de la propia resina, se saca la muestra del horno y se coloca en un molde de prensado regulado a una temperatura por debajo de 40 °C con respecto al punto de fusión de la propia resina que se va a formar por prensado. La formación por prensado se realiza siempre a una presión en la superficie de 10 MPa durante 1 minuto para preparar un producto conformado.

Se mide el diámetro del producto conformado en dos lugares cualquiera y se promedian para calcular un área del producto conformado. Se realiza el cálculo en condiciones en las que el material formador antes del conformado tiene un diámetro de 150 mm. Se calcula la tasa de elongación del material formador a través de la fórmula (2). Tasa de elongación = (área de material formador antes del conformado / área de producto conformado después del conformado) x 100... Fórmula (2)

[Método de medición de densidad]

Se determina la densidad del material formador o laminado hecho del material formador según el método de sustitución bajo agua.

[Calidad del aspecto de la placa frontal del producto conformado]

Se observa a simple vista la superficie de la cara frontal y se evalúa de acuerdo con la siguiente norma. Las evaluaciones A y B significan "aprobado", mientras que la evaluación C significa "rechazado".

A: Aspecto de la superficie excelente sin trazas de tipo borrosidad ni agujeros en la placa frontal

B: Aspecto de la superficie prácticamente aceptable pero hay trazas de borrosidad parcialmente en la placa frontal

C: Aspecto de la superficie inferior con rellenado insuficiente y agujeros, así como una total borrosidad en la placa frontal

[Calidad del aspecto de la parte vertical del producto conformado]

Se observa a simple vista la parte vertical y se evalúa de acuerdo con la siguiente norma. Desde el punto de vista del rellenado completo de la parte vertical con material, evaluaciones AA, A y B son "aprobado", mientras que la evaluación C y D son "no aprobado".

AA: Rellenado completo sin parte rica en resina ni trazas de borrosidad

A: Rellenado completo sin parte rica en resina y parcialmente con trazas de borrosidad

B: Rellenado completo con algunas partes ricas en resina

C: Rellenado insuficiente de 80 % o más y menos de 100 %

D: Rellenado insuficiente de menos de 80 %

[Continuidad de la capa de núcleo y la parte vertical]

Se corta una pieza pequeña que incluye la base de la parte vertical del producto conformado y se incluye en resina epoxídica de modo que se pule la sección transversal para preparar una muestra. Se observa la muestra con un microscopio de láser (VK-9510, fabricado por Keyence Corporation) para confirmar si se ha formado continuamente la parte vertical con la capa de núcleo fluida a través de la parte de penetración. Cuando se encuentran fibras discontinuas en la capa de núcleo fluida, se puede determinar la continuidad o discontinuidad observando la orientación de la fibra. La continuidad implica "aprobado", mientras que la discontinuidad implica "no aprobado". (Ejemplo de material 1) Manojo de fibra de carbono a base de PAN

Se centrifugó y se quemó un polímero compuesto principalmente de poliacrilonitrilo para preparar un manojo continuo de fibra de carbono que tenía un número de filamento total de 12.000. Se añadió un agente de apresto al manojo continuo de fibra de carbono por método de inmersión para su secado al aire calentado para preparar un manojo de fibra de carbono a base de PAN. Las características del manojo de fibra de carbono a base de PAN fueron las siguientes.

Diámetro de una sola fibra: 7 pm

Masa por longitud de unidad: 0,83 g/m

Peso específico: 1,8 g/cm3

Resistencia a la tracción: 4,0 GPa

Módulo elástico a la tracción: 235 GPa

Agente de apresto: éter polioxietilen oleílico

Adhesión de agente de apresto: 2 % en masa

(Ejemplo de material 2) Resina epoxídica

Resina epoxídica (resina base: resina epoxídica de curado de diciandiamida/diclorofenil metilurea)

(Ejemplo de material 3) Polipropileno no modificado

Polipropileno no modificado (fabricado por Prime Polymer Co., Ltd., "Prime Polypro" (nombre comercial) J105G, punto de fusión a 160 °C)

(Ejemplo de material 4) Polipropileno modificado con ácido

Polipropileno modificado con ácido (fabricado por Mitsui Chemicals, Inc., "ADMER" (nombre comercial) QE510, punto de fusión a 160 °C)

(Ejemplo de material 5) Ajuste de la película de resina epoxídica

Se aplicó la resina epoxídica del ejemplo de material 2 con un recubridor de cuchilla sobre un papel de liberación de molde para preparar una película de resina epoxídica.

(Ejemplo de material 6) Ajuste de película de polipropileno

Se mezclaron en seco 90 % en masa de polipropileno no modificado del ejemplo de material 3 y 10 % en masa de polipropileno modificado con ácido del ejemplo de material 4. Se introdujo el producto mezclado en seco en una extrusora de doble tornillo desde una tolva para amasar por fundido y se extrudió a través de un troquel en forma de T que tenía 500 mm de ancho. Después, se retomó con un rodillo de enfriamiento a 60 °C para enfriarlo y se solidificó para preparar una película de polipropileno.

(Ejemplo de material 7) Ajuste de manojo de fibra de carbono cortado

Se cortó el manojo de fibra de carbono a base de PAN del ejemplo de material 1 con un cortador de cartucho para preparar un manojo de fibra de carbono cortado que tenía una longitud de fibra de 9 mm.

(Ejemplo de material 8) Ajuste de fibra de carbono molida

Se preparó el manojo de fibra de carbono a base de PAN del ejemplo de material 1 en una fibra corta para preparar fibra de carbono molida.

(Ejemplo de material 9) Manojo de fibra de vidrio cortada

Manojo de fibra de vidrio cortada (fabricada por Nitto Boseki Co., Ltd., nombre de producto CS13G-874, diámetro de una sola fibra: 10 pm, Peso específico: 2,5 g/cm3, longitud de fibra: 13 mm (valor catálogo))

(Ejemplo de material 10) ajuste de malla de fibra de vidrio

Se preparó un líquido de dispersión espumado agitando 100 litros de 1,5% en masa de solución acuosa de tensioactivo ("ácido n-dodecil benceno sulfónico sódico" (nombre de producto) fabricado por Wako Pure Chemical Industries, Ltd.). Se añadieron los manojos de fibra de vidrio cortada preparados en el ejemplo de material 9 al líquido de dispersión para su agitación durante 10 minutos y después se vertió en una máquina de papel que tenía una superficie de fabricación de papel de 500 mm de longitud x 500 mm de ancho, que se deshidrató por succión y se secó hasta 150 °C durante 2 horas para producir una malla de fibra de vidrio hecha de fibra de vidrio.

(Ejemplo de material 11) Lámina reforzada con fibra de carbono unidireccional A

Después de disponer manojos de fibra de carbono a base de PAN a lo largo de una dirección para preparar una lámina, se apilaron dos piezas de la película de resina epoxídica preparada en el ejemplo de material 5 desde ambas caras de la lámina del manojo de fibra de carbono, que se impregnó con resina calentando y presurizando para producir una lámina reforzada con fibra de carbono A que fue denominada "material formador S-1" hecho de fibra de carbono y resina epoxídica y que tenía una longitud de 500 mm, un ancho de 500 mm, un espesor de 0,15 mm y un contenido en masa de fibra de 70 % en masa. La Tabla 1 muestra las constituciones de material y las características de los materiales formadores.

[Tabla 1]

(Ejemplo de material 12) Lámina reforzada con fibra de carbono unidireccional B

Después de disponer manojos de fibra de carbono a base de PAN a lo largo de una dirección para preparar una lámina, se apilaron dos piezas de la película de polipropileno preparada en el ejemplo de material 6 desde ambas caras de la lámina del manojo de fibra de carbono, que se impregnó con resina calentando y presionando y se sometió a presión en frío para producir una lámina reforzada con fibra de carbono B que fue denominada "material formador S-2" hecho de fibra de carbono y resina epoxídica y que tenía una longitud de 500 mm, un ancho de 500 mm, un espesor de 0,1 mm y un contenido en masa de fibra de 55 % en masa.

(Ejemplo de material 13) Lámina reforzada con fibra de carbono tejida

Después de tejer en liso los manojos de fibra de carbono a base de PAN para preparar una lámina, se apilaron dos piezas de la película de resina epoxídica preparada en el ejemplo de material 5 desde ambas caras de la lámina del manojo de fibra de carbono, que se impregnó con resina calentando y presurizando para producir una lámina reforzada con fibra de carbono que fue denominada "material formador S-3" hecho de fibra de carbono y resina epoxídica y que tenía una longitud de 500 mm, un ancho de 500 mm, un espesor de 0,3 mm y un contenido en masa de fibra de 55 % en masa.

(Ejemplo de material 14), lámina de SMC

Se colocó la película de resina epoxídica preparada en el ejemplo de material 5 sobre una lámina de liberación de molde (Teflon (marca registrada), espesor 1 mm) sobre una placa de herramienta de metal. Se dispersaron aleatoriamente los manojos de fibra de carbono cortada del ejemplo de material 7 sobre la película epoxídica y se observó a simple vista la distribución de dirección aleatoria del manojo de fibra de carbono cortada. Además, se apilaron en este orden la película de resina epoxídica, la lámina de liberación de molde y la placa de herramienta preparada en el ejemplo de material 5. Y, a continuación, se impregnó con resina por calentamiento y presión para producir una lámina de SMC, que se denominó "material formador S-4" hecho de fibra de carbono y resina epoxídica y que tenía una longitud de 500 m, un ancho de 500 mm, un espesor de 0,3 mm y un contenido en masa de fibra de 50 % en masa.

(Ejemplo de material 15) Hoja de aluminio

La hoja de aluminio (fabricada por UACJ Foil Corporation, 150 pm de espesor) se denominó "material formador S-5". (Ejemplo de material 16) Lámina de resina reforzada con fibra corta A

Se mezclaron la resina epoxídica del ejemplo de material 2 y las fibras de carbono molidas del ejemplo de material 8 y se convirtieron en una lámina para producir la lámina de resina reforzada con fibra corta A que se denominó "material formador K-6.

(Ejemplo de material 17) Lámina de resina reforzada con fibra corta B

De la misma manera que en el ejemplo de material 6, se mezclaron en seco la resina de polipropileno no modificada del ejemplo de material 3 de 90 % en masa y la resina de polipropileno modificada con ácido del ejemplo de material 4 de 10 % en masa. Se introdujo el producto mezclado en seco en una extrusora de doble tornillo desde la tolva para amasado por fundido y a continuación se introdujeron los manojos de fibra de carbono cortados del ejemplo de material 7 y se siguió amasando. Y se extrudió a través de un troquel de forma en T que tenía 500 mm de ancho. A continuación, se retomó con un rodillo de enfriamiento a 60 °C para enfriarlo y solidificarlo para preparar la lámina reforzada de fibra corta B que se denominó "material formador K-7" y que tenía un espesor de 0,2 mm.

((Ejemplo de material 18) Lámina de resina reforzada con fibra corta C

Se intercaló la malla de fibra de vidrio preparada en el ejemplo de material 10 con y con la película de resina epoxídica preparada en el ejemplo de material 5, que se impregnó con resina calentando y presurizando para producir la lámina reforzada de fibra de carbono corta C que se denominó "material formador S-8" hecha de fibra de vidrio y resina epoxídica y que tenía una longitud de 500 mm, un ancho de 500 mm, un espesor de 0,3 mm y un contenido en masa de fibra de 55 % en masa.

(Ejemplo de material 19) lámina de polipropileno

De la misma manera que en el ejemplo de material 6, se preparó una lámina de polipropileno que se denominó "material formador K-9" y que tenía una longitud de 500 mm, un ancho de 500 mm y un espesor de 0,2 mm.

((Ejemplo de material 20) Lámina de resina reforzada con fibra corta D

De la misma manera que en el ejemplo de material 18, se preparó una lámina de resina reforzada con fibra corta D, que se denominó "material formador S-10" y que tenía una longitud de 500 mm, un ancho de 500 mm, un espesor de 0,3 mm y un contenido en masa de fibra de 60 % en masa, utilizando los materiales del ejemplo de material 10 y el ejemplo de material 6.

((Ejemplo de material 21) Lámina de resina reforzada con fibra corta E

De la misma manera que en el ejemplo de material 18, se preparó una lámina de resina reforzada con fibra corta E, que se denominó "material formador S-11" y que tenía una longitud de 500 mm, un ancho de 500 mm, un espesor de 0,2 mm y un contenido en masa de fibra de 35 % en masa, utilizando los materiales del ejemplo de material 10 y el ejemplo de material 5.

(Ejemplo de material 22)

La Fig. 12 muestra una vista en perspectiva de un par de moldes enfrentados 20 utilizados para preparar un producto conformado que tiene una forma compuesta de placa frontal y nervadura como parte vertical de diseño rectilíneo. Se proporciona una parte deprimida 24 sobre la superficie del molde inferior 21 opuesto al molde superior 22, en la que se forma una ranura 23 para formar una parte vertical 8. Se proporciona una parte sobresaliente 25 utilizada para presurizar la estructura interlaminar 1 (o precursor interlaminar) sobre la superficie del molde superior enfrentado al molde inferior 21. La Fig. 13 muestra una relación de posición entre la ranura 23 y la parte deprimida 24 provista sobre el molde inferior 21. La Fig. 14 muestra una relación de posición de la parte sobresaliente 25 provista sobre el molde superior 22. En los dibujos, los símbolos W y H indican cada uno longitud o profundidad. Las dimensiones concretas son las siguientes.

- Fig. 13: W1; 30 mm, W2; 185 mm, W3; 185 mm, W4; 400 mm, W5; 500 mm, W6; 2 mm, W7; 200 mm, W8; 300 mm, H1; 10 mm, H3; 10 mm, H4; 120 mm

- Fig. 14: W9; 399,8 mm, W10; 500 mm, W11; 199,8 mm, W12; 300 mm, H5; 9 mm, H6; 150 mm (Ejemplo de material 23)

La Fig. 15 muestra una vista en perspectiva de un par de moldes enfrentados 20 utilizados para preparar un producto conformado que tiene una forma compuesta de placa frontal y nervaduras como parte vertical de diseño rectilíneo. Se proporciona una parte deprimida 24 sobre la superficie del molde inferior 21 opuesto al molde superior 22, en la que se forma una ranura 23 para formar una parte vertical 8. Se proporciona una parte sobresaliente 25 utilizada para presurizar la estructura interlaminar 1 (o precursor interlaminar) sobre la superficie del molde superior enfrentado al molde inferior 21. La Fig. 16 muestra una relación de posición de la parte sobresaliente 25 provista sobre el molde superior 22. La relación de posición entre la parte sobresaliente 25 provista sobre el molde superior 22 tiene las mismas dimensiones. En los dibujos, los símbolos W y H indican cada uno longitud o profundidad. Las dimensiones concretas son las siguientes.

- Fig. 16: W1; 30 mm, W2; 185 mm, W3; 185 mm, W4; 400 mm, W5; 500 mm, W6; 2 mm, W7; 200 mm, W8; 300 mm, W9; 6 mm, H1; 10 mm, H3; 10 mm, H4; 120 mm

(Ejemplo 1)

Se cortaron una capa de revestimiento (con parte de penetración: material formador S-1-1, sin parte de penetración: material formador S-1-2) de material formador S-1 mostrado en el ejemplo de material 11 y una capa de núcleo de material formador K-6 mostrado en el ejemplo de material 16, de acuerdo con las siguientes dimensiones. La parte de penetración formada sobre el material formador S-1-1 tenía las dimensiones y formas que se muestran en la Fig. 17.

Material formador S-1-1 (con parte de penetración) W13; 400 mm, W14; 200 mm, W15; 50 mm, W16; 15 mm Material formador S-1-2 (sin parte de penetración), Material formador K-1 (sin parte de penetración), W13; 400 mm, W14; 200 mm

A continuación, se preparó un precursor interlaminar estratificando los materiales formadores en el orden de [material formador S-1-2 (0°) / material formador S-1-2 (90°) / material formador K-6 / material formador K-6 / material formador K-6 / material formador S-1-1 (90°) / material formador S-1-1 (0°)]. Los ángulos de orientación de la fibra reforzante se indican entre paréntesis.

Se reguló el molde formador mostrado en el ejemplo de material 22 a 150 °C. Se colocó el precursor interlaminar preparado en una parte deprimida del molde inferior de modo que el material formador S-1-1 estuviera directamente hacia abajo para confirmar que la parte de penetración del material formador S-1-1 estuviera colocada en la ranura del molde inferior. A continuación, se descendió el molde superior para presionar a una presión en superficie de 1 MPa durante 2 minutos para producir una estructura interlaminar 1 integrando los materiales formadores. Se aumentó la presión en la superficie a 15 MPa para seguir presurizando durante 6 minutos y se elevó el molde superior para preparar un producto conformado.

El producto conformado preparado de esta forma tenía un aspecto superficial excelente sin trazas de tipo borrosidad ni agujeros. Se rellenó la parte vertical formada en una región de la parte de penetración del material formador S-1-1 con materiales sin partes ricas en resina ni borrosidad. Se formó la parte vertical continuamente con la capa de núcleo fluida a través de la parte de penetración. En la Tabla 2 se muestran los resultados de la evaluación.

[Tabla 2]

Ċ

(Ejemplo comparativo 1)

Después de preparar un precursor interlaminar con el material formador mostrado en la Tabla 3 de la misma manera que en el Ejemplo 1, se reguló el mismo molde formador del ejemplo de material 22 que el Ejemplo 1 a 150 °C y se colocó el precursor interlaminar en la parte deprimida de un molde inferior y después se descendió el molde superior para formado por prensado para preparar un producto conformado en las mismas condiciones que en el Ejemplo 1. La calidad del aspecto de la placa frontal fue buena. Sin embargo, la parte vertical se rellenó con resina en tan solo aproximadamente un 10 %, ya que la capa de revestimiento no estaba provista de una parte de penetración aunque la resina de la capa de revestimiento fluyó hacia una parte de la parte vertical. Además, la parte vertical tuvo una baja resistencia ya que solamente se rellenó con resina. En la Tabla 3 se muestran los resultados de la evaluación.

T l 1

(Ejemplo 2)

Se utilizaron los materiales formadores que se muestran en la Tabla 2. Se estratificó el material formador S-2 cortado en 400 mm x 200 mm en el orden de [material formador S-2 (0°) / material formador S-2 (90°) / material formador S-2 (0°)] y se presionó de manera intermitente con una máquina de conformado por prensado entre calentamiento y enfriamiento para preparar una placa laminada alterna S-2-2 (sin parte de penetración). De la misma manera que en el Ejemplo 1, se proporcionó una parte de penetración que tenía las dimensiones mostradas en la Tabla 2 sobre una placa laminada alterna S-2-2 para preparar la placa lamina alterna S-2-1 (sin parte de penetración). Después, se estratificaron los materiales formadores que incluían el material formador K-6 cortado en las dimensiones mostradas en la Tabla 2 en el orden que se muestra en la Tabla 2 de la misma manera que en el Ejemplo 1 para preparar un precursor interlaminar, tal como se muestra en la Fig. 18.

Se reguló el mismo molde formador del ejemplo de material 22 que el Ejemplo 1 a 155 °C y se colocó el precursor interlaminar en la parte deprimida del molde inferior y después se descendió el molde superior para presurizar a 15 MPa durante 7 minutos para preparar un producto conformado. La evaluación del producto conformado así preparado fue buena, tal como se muestra en la Tabla 2.

(Ejemplo 3)

Después de preparar un precursor interlaminar con el material formador mostrado en la Tabla 2 de la misma manera que en el Ejemplo 1, se reguló el mismo molde formador del ejemplo de material 22 que el Ejemplo 1 a 150 °C y se colocó el precursor interlaminar en la parte deprimida de un molde inferior y después se descendió el molde superior para formado por prensado para preparar un producto conformado de la misma manera que en el Ejemplo 1. La evaluación del producto conformado así preparado fue buena, tal como se muestra en la Tabla 2.

(Ejemplo 4)

Después de preparar un precursor interlaminar con el material formador mostrado en la Tabla 2 de la misma manera que en el Ejemplo 1, se reguló el mismo molde formador del ejemplo de material 22 que el Ejemplo 1 a 150 °C y se colocó el precursor interlaminar en la parte deprimida del molde inferior y después se descendió el molde superior para formado por prensado para preparar un producto conformado de la misma manera que en el Ejemplo 1. La evaluación del producto conformado así preparado fue buena, tal como se muestra en la Tabla 2.

(Ejemplo 5)

Con los materiales formadores que se muestran en la Tabla 2, Se cortaron una capa de revestimiento (con parte de penetración: material formador S-5-1, sin parte de penetración: material formador S-5-2) de material formador S-5 y una capa de núcleo de material formador K-6 de acuerdo con las siguientes dimensiones. La parte de penetración formada sobre el material formador S-1-1 tenía las dimensiones y formas que se muestran en la Fig. 17.

Material formador S-5-1 (con parte de penetración): W13; 400 mm, W14; 200 mm, W15; 50 mm, W16; 20 mm Material formador S-5-2 (sin parte de penetración), Material formador K-6 (sin parte de penetración): W13; 400 mm, W14; 200 mm

Después de preparar un precursor interlaminar con la laminación mostrada en la Tabla 2 de la misma manera que en el Ejemplo 1, se reguló el molde formador mostrado en el ejemplo de material 22 a 150 °C y se colocó el precursor interlaminar en una parte deprimida del molde inferior de modo que el material formador S-5-1 (sin parte de penetración) estuviera directamente hacia abajo para confirmar que la región de la parte de penetración del material formador S-5-1 estuviera colocada en una posición que cubriera las dos ranuras del molde inferior. A continuación, se descendió el molde superior para presionar a una presión en superficie de 1 MPa durante 2 minutos para producir una estructura interlaminar 1 integrando los materiales formadores. Se aumentó la presión en la superficie a 15 MPa para seguir presurizando durante 6 minutos y se elevó el molde superior para preparar un producto conformado. El producto conformado preparado de esta forma tenía un aspecto superficial excelente sin trazas de tipo borrosidad ni agujeros. se rellenaron las dos partes verticales formadas en una región de la parte de penetración del material formador S-1-1 completamente con materiales sin parte rica en resina ni borrosidad. Se formaron las dos partes verticales continuamente con la capa de núcleo fluida a través de la parte de penetración. La evaluación del producto conformado así preparado fue buena, tal como se muestra en la Tabla 2.

(Ejemplo 6)

Se utilizaron los materiales formadores que se muestran en la Tabla 2. Después de preparar el precursor interlaminar de la misma manera que en el Ejemplo 1, a excepción de que la parte de penetración tenía un área más pequeña, se reguló el mismo molde formador del ejemplo de material 22 que el Ejemplo 1 a 150 °C y se colocó el precursor interlaminar en la parte deprimida de un molde inferior y después se descendió el molde superior para formado por prensado para preparar un producto conformado de la misma manera que en el Ejemplo 1.

El producto conformado preparado de esta forma tenía un aspecto superficial excelente sin trazas de tipo borrosidad ni agujeros. Se rellenó completamente la parte vertical con materiales si bien se observó una parte rica en resina en la base 9 de la parte vertical. La Fig. 19 muestra la proximidad de la parte rica en resina. En la base 9 de la parte vertical, se observó una parte rica en resina 26 solamente en una región de capa de revestimiento 2, pero una región de la parte de penetración 4. Debe entenderse que esto es porque la resina epoxídica contenida en la capa de revestimiento 2 se filtró a la ranura 23 del molde para formar una parte rica en resina y después fluyó la capa de núcleo fluida (material formador -6) a través de la parte de penetración 4 hacia la ranura 23 en el lado de la capa de revestimiento 2 para formar la parte vertical rellenada completamente con materiales. Dado que una parte vertical cuya base es rica en resina tiende a tener una baja resistencia, es preferente proporcionar una parte de penetración que tenga un área mayor que la de la ranura 23 en el caso de que el material tenga una fluidez demasiado escasa como para fluir hacia la ranura 23 junto con las fibras. Los resultados de la evaluación se muestran en la Tabla 2. (Ejemplo comparativo 2)

Después de preparar un precursor interlaminar con el material formador mostrado en la Tabla 3 de la misma manera que en el Ejemplo 1, se reguló el molde formador del ejemplo de material 22 a 200 °C y se colocó el precursor interlaminar en la parte deprimida del molde inferior y después se descendió el molde superior para presurizar a una presión en superficie de 1 MPa durante 2 minutos. Se aumentó la presión en la superficie a 15 MPa para presurizar durante 6 minutos y después se enfriaron os moldes superior e inferior haciendo fluir agua refrigerante. Una vez confirmado que la temperatura del molde estaba por debajo de 80 °C, se elevó el molde superior para preparar un producto conformado.

El producto conformado preparado de esta forma tenía un aspecto superficial excelente sin trazas de tipo borrosidad ni agujeros. Se rellenó completamente la parte vertical formada en una región de la parte de penetración del material formador S-1-1 con materiales sin partes ricas en resina ni borrosidad, si bien no se proporcionó una parte de penetración a la capa de revestimiento. Además, se observaron parcialmente fibras de vidrio en la base 9 de la parte vertical al mismo tiempo que se observaron fibras de carbono prácticamente en toda la región de la parte vertical. La observación transversal de la sección transversal del producto conformado preparado confirmó que el material formador K-7 que constituía la capa de núcleo fluida fluyó hacia la ranura 23 atravesando el material formador S-10 que constituía la capa de revestimiento para hacer una capa de núcleo fluida y una parte vertical formados continuamente. Los resultados del análisis se muestran en la Tabla 3.

(Ejemplo comparativo 3)

Después de preparar un precursor interlaminar con el material formador mostrado en la Tabla 3 de la misma manera que en el Ejemplo 1, se reguló el mismo molde formador del ejemplo de material 22 que el Ejemplo 1 a 150 °C y se colocó el precursor interlaminar en la parte deprimida de un molde inferior y después se descendió el molde superior para formado por prensado para preparar un producto conformado en las mismas condiciones que en el Ejemplo 1. La calidad del aspecto de la placa frontal fue buena. Sin embargo, la parte vertical se rellenó con resina en tan solo aproximadamente un 60 %, ya que la capa de revestimiento no estaba provista de una parte de penetración aunque la resina de la capa de revestimiento fluyó hacia una parte de la parte vertical. Además, la parte vertical tuvo una baja resistencia ya que solamente se rellenó con resina mayormente. Dado que la resina de matriz que constituye la capa de revestimiento y la capa de núcleo fluida era una resina termoestable que tenía una viscosidad de resina inferior a la de la resina termoplástica del ejemplo comparativo 2. Los autores de la invención suponen que la resina termoestable que tiene una baja viscosidad de resina no pudo generar una potencia suficiente para transportar las fibras discontinuas mediante la resina que fluía y por tanto se filtró solamente la resina termoestable desde el material formador hacia la parte vertical incluso cuando se formó de la misma manera. Los resultados del análisis se muestran en la Tabla 3.

(Ejemplo 7)

Se utilizaron los materiales formadores que se muestran en la Tabla 2. Después de preparar el precursor interlaminar de la misma manera que en el Ejemplo 4, a excepción de que la parte de penetración tenía un área más pequeña, se reguló el mismo molde formador del ejemplo de material 22 que el Ejemplo 4 a 150 °C y se colocó el precursor interlaminar en la parte deprimida de un molde inferior y después se descendió el molde superior para formado por prensado para preparar un producto conformado en las mismas condiciones que en el Ejemplo 4. El producto conformado preparado de esta forma tenía un aspecto superficial excelente sin trazas de tipo borrosidad ni agujeros. Se rellenó completamente la parte vertical con materiales. Sin embargo, se observó una parte rica en resina parcialmente en la base 9 de la parte vertical. Se observó una parte rica en resina solamente en una región de capa de revestimiento 2, pero también en una región de la parte de penetración 4. Los resultados de la evaluación se muestran en la Tabla 2.

(Ejemplo comparativo 4)

Se utilizaron los materiales formadores que se muestran en la Tabla 3. Después de preparar el precursor interlaminar de la misma manera que en el Ejemplo 7, a excepción de que no se proporcionó la parte de penetración, se reguló el mismo molde formador del ejemplo de material 22 que el Ejemplo 7 a 150 °C y se colocó el precursor interlaminar en la parte deprimida de un molde inferior y después se descendió el molde superior para formado por prensado para preparar un producto conformado en las mismas condiciones que en el Ejemplo 7.

El producto conformado preparado de esta forma tenía un aspecto superficial excelente sin trazas de tipo borrosidad ni agujeros. Sin embargo, la parte vertical se rellenó con resina en tan solo aproximadamente un 50 %, ya que la capa de revestimiento no estaba provista de una parte de penetración aunque el material formador K-6 que constituía la capa de núcleo fluida y la capa de revestimiento fluyeron hacia la parte de la parte vertical. Los resultados del análisis se muestran en la Tabla 3.

(Ejemplo 8)

Se utilizaron los materiales formadores que se muestran en la Tabla 2. Después de preparar un precursor interlaminar de la misma manera que en el Ejemplo 3, a excepción de que se utilizó el material formador K-9 como capa de núcleo ligera y se proporcionó a otras capas distintas a la capa de núcleo fluida hechas de material formador K-6 una parte de penetración, se reguló el mismo molde formador del ejemplo de material 22 que el Ejemplo 3 a 150 °C y se colocó el precursor interlaminar en la parte deprimida de un molde inferior y después se descendió el molde superior para formado por prensado para preparar un producto conformado en las mismas condiciones que en el Ejemplo 3.

La evaluación del producto conformado así preparado fue buena, tal como se muestra en la Tabla 2. Además, el producto conformado tenía una densidad menor que la del Ejemplo 3.

(Ejemplo 9)

Se utilizaron los materiales formadores que se muestran en la Tabla 2. El material formador S-1-1 (con parte de penetración) preparado en el Ejemplo 1 constituyó la capa de revestimiento mientras que el material K-11 constituyó la capa de núcleo. Se cortó el material formador K-11 de la misma forma que la mostrada en la Fig. 17 de acuerdo con las siguientes dimensiones.

Material formador K-11 (con parte de penetración): W13; 400 mm, W14; 200 mm

Después, se estratificaron los materiales formadores de modo que las partes de penetración provistas en el material formador S--1-1 quedaran apiladas en la dirección del espesor para preparar un precursor interlaminar que tenía la laminación mostrada en la Tabla 2 de la misma manera que en el ejemplo 1. A continuación, se reguló el molde formador del ejemplo de material 22 a 150 °C y se colocó el precursor interlaminar en la parte deprimida de un molde inferior y después se descendió el molde superior para formado por prensado para preparar un producto conformado en las mismas condiciones que en el Ejemplo 1.

El producto conformado preparado de esta forma tenía un aspecto superficial excelente sin trazas de tipo borrosidad ni agujeros. Se rellenó completamente la parte vertical formada en una región de la parte de penetración del material formador S-1-1 con materiales sin partes ricas en resina ni borrosidad. Se formó la parte vertical continuamente con la capa de núcleo fluida a través de la parte de penetración. Además, una región de la parte de penetración provista en el material formador S-1-1 pasó a ser un área permeable a las ondas ya que la región de la parte de penetración provista en el material formador S-1-1 solamente contenía material formador K-11 que era permeable a las ondas en la dirección del espesor aunque el material formador S-1-1 tenía características de protección de onda eléctrica derivadas de la fibra de carbono contenida. Los resultados de la evaluación se muestran en la Tabla 2.

(Ejemplo 10)

Después de intercalar el precursor interlaminar preparado con los materiales formadores mostrados en la Tabla 2 de la misma manera que en el Ejemplo 1 con placas de metal y colocarlo en la superficie de la tabla inferior de una máquina de prensado por calor regulada a 170 °C, se descendió la superficie de la tabla superior y se calentó a una presión en la superficie de 1 MPa durante 6 minutos para preparar una estructura interlaminar en la que estaban integrados el material de resina epoxídica del material formador S-1 que constituía la capa de revestimiento curada, la resina de polipropileno del material formador K-7 que constituía la capa de núcleo fundida y los materiales formadores. Después, se transportó inmediatamente la estructura interlaminar a un molde formador del ejemplo de material 22 a una temperatura regulada a 80 °C y se colocó en la parte deprimida del molde inferior. Después de descender el molde superior para presurizarlo a una presión en la superficie de 15 MPa durante1 minuto, se elevó el molde superior para producir un producto conformado.

El producto conformado preparado de esta forma tenía un aspecto superficial excelente sin trazas de tipo borrosidad ni agujeros. Se rellenó completamente la parte vertical formada en una región de la parte de penetración del material formador S-1-1 con materiales sin partes ricas en resina ni borrosidad. Se formó la parte vertical continuamente con la capa de núcleo fluida a través de la parte de penetración. Los resultados de la evaluación se muestran en la Tabla 2.

Susceptibilidad de aplicación industrial de la invención

Los productos conformados producidos según la presente invención se pueden utilizar eficazmente como material interior/exterior de automóviles, equipos eléctricos y electrónicos, carcasas, bicicletas, material estructural para equipos deportivos, material interior de aviones, cajas de transporte o similares.

Explicación de los símbolos

1: estructura interlaminar

: capa de revestimiento

: capa de núcleo

: parte de penetración

: capa de resina reforzada con fibra unidireccional : producto conformado

: parte vertical

: base de la parte vertical

0: par de moldes

1: molde inferior

2: molde superior

3: ranura

4: parte deprimida

5: parte sobresaliente

6: parte rica en resina

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una estructura interlaminar que comprende una capa de revestimiento y una capa de núcleo, incluyendo la capa de revestimiento al menos una capa entre:

una capa de metal;

una capa de resina reforzada con fibra (X) que comprende una fibra continua y una resina de matriz (A) y; una capa de resina reforzada con fibra (Y) que comprende una fibra discontinua y una resina de matriz termoestable (B), incluyendo la capa de núcleo una capa de núcleo fluida que se fluidifica fácilmente por calentamiento presión que comprende una fibra discontinua y una resina de matriz (C), donde la capa de revestimiento está hecha de un material que tiene un módulo elástico de flexión superior al de la capa de núcleo y está provista al menos parcialmente de una parte de penetración.

2. La estructura interlaminar de acuerdo con la reivindicación 1, donde la capa de resina reforzada con fibra (X) es o bien una capa de resina reforzada con fibra unidireccional que comprende una fibra continua unidireccional de la fibra continua y una resina termoestable de la resina de matriz (A) o bien una capa de resina reforzada con fibra tejida que comprende una tela tejida de fibra continua de la fibra continua y una resina termoestable de la resina de matriz (A), siendo la capa de revestimiento un laminado que consiste en una o más capas de la capa de resina reforzada con fibra unidireccional y/o la capa de resina reforzada con fibra tejida.

3. Un producto conformado provisto de al menos una parte vertical formada en la estructura interlaminar en una dirección fuera del plano de la estructura interlaminar de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, donde la parte vertical es una parte de la capa del núcleo que se extiende a través de la parte de penetración.

4. El producto conformado de acuerdo con la reivindicación 3, donde la capa de revestimiento en una cara vista sin diseño está provista parcialmente de una parte de penetración.

5. El producto conformado de acuerdo con la reivindicación 4, donde la capa de revestimiento en la cara vista de diseño está provisto parcialmente de una parte de penetración y la parte de penetración en la cara vista de diseño está enfrentada a la parte de penetración en la cara vista sin diseño.

6. El producto conformado de acuerdo con la reivindicación 5, donde una región en la que está enfrentada la parte de penetración en la cara vista de diseño a la parte de penetración en la cara vista sin diseño es permeable a las ondas.

7. El producto conformado de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 6, donde un área de apertura de al menos una parte de penetración provista en la cara vista sin diseño es mayor que un área transversal vertical de la parte vertical a un nivel de 10 % inferior que la altura de la punta de la parte vertical formada a través de la parte de penetración.

8. El producto conformado de acuerdo con la reivindicación 7, donde: el área de apertura de la parte de penetración provista de la parte vertical en la cara vista sin diseño es de 1,1 a 10 veces más grande que el área transversal de la parte vertical; o el área de apertura de la parte de penetración provista de una pluralidad de partes verticales es de 1,1 a 2 veces más grande que el área transversal total de las partes verticales.

9. Un proceso de producción de una estructura interlaminar que comprende de la etapa [1] a la etapa [3]: etapa [1] de proporcionar una parte de penetración parcialmente sobre una capa de revestimiento;

etapa [2] de intercalar una capa de núcleo que incluye una capa de núcleo fluida con capas de revestimiento provistas de la parte de penetración desde ambos lados para preparar un precursor interlaminar; y

etapa [3] de integrar el precursor interlaminar para preparar una estructura interlaminar.

10. Un proceso de producción de una estructura interlaminar que comprende de la etapa [1] a la etapa [3]: etapa [1] de intercalar una capa de núcleo que incluye una capa de núcleo fluida con capas de revestimiento desde ambos lados para preparar un precursor interlaminar;

etapa [2] de integrar el precursor interlaminar para preparar una estructura interlaminar; y

etapa [3] de proporcionar una parte de penetración sobre al menos una parte de la capa de revestimiento de la estructura interlaminar.

11. Un proceso de producción de un producto conformado que comprende la etapa [1] a la etapa [3]:

etapa [1] de proporcionar una parte de penetración sobre al menos una parte de una capa de revestimiento; etapa [2] de intercalar una capa de núcleo que incluye una capa de núcleo fluida con capas de revestimiento provistas de la parte de penetración al menos sobre un lado de ambos lados para preparar un precursor interlaminar; y

etapa [3] de colocar el precursor interlaminar en un molde formador para su cierre para integrar el precursor interlaminar y hacer fluir una capa de núcleo fluida a través de la parte de penetración hacia una cavidad de molde formador para que la capa de núcleo fluida se proyecte en una dirección fuera del plano de la superficie de la capa de revestimiento para formar al menos una parte vertical que se extiende continuamente con la capa de núcleo fluida.

12. Un proceso de producción para un producto conformado utilizando la estructura interlaminar producida según el proceso de producción de acuerdo con la reivindicación 9 o 10, donde se coloca la estructura interlaminar en un molde formador para su cierre para hacer fluir una capa de núcleo fluida a través de una parte de penetración hacia la cavidad del molde formador de modo que la capa de núcleo fluida se proyecta en una dirección fuera del plano desde la superficie de la capa de revestimiento para formar al menos una parte vertical que se extiende continuamente con la capa de núcleo fluida.

13. Un proceso de producción de un producto conformado que comprende la etapa [1] a la etapa [4]:

etapa [1] de proporcionar una parte de penetración sobre al menos una parte de una capa de revestimiento; etapa [2] de intercalar una capa de núcleo que incluye una capa de núcleo fluida desde ambos lados con capas de revestimiento al menos una de las cuales está provista de una parte de penetración para preparar un precursor interlaminar;

etapa [3] de colocar el precursor interlaminar en un molde formador y cerrar el molde formador para integrar el precursor interlaminar en una estructura interlaminar y fundir adicionalmente una resina de matriz en la capa de núcleo fluida; y

etapa [4] de transportar y colocar la estructura interlaminar en otro molde formador a una temperatura regulada por debajo del punto de fusión de la resina de matriz en la capa de núcleo fluida y cerrar el molde para hacer fluir la capa de núcleo fluida a través de la parte de penetración hacia la cavidad del molde formador, de modo que la capa de núcleo fluida se pone vertical en una dirección fuera del plano desde la superficie de la capa de revestimiento para formar al menos una parte vertical que se extiende continuamente con la capa de núcleo fluida.

14. El proceso de producción de un producto conformado de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, que comprende además una etapa de realización de un moldeo en autoclave o un moldeo por prensado.