ES2908839T3 - Moldeo integrado laminado, producto de moldeo integrado y método para fabricar el mismo - Google Patents

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Abstract

Un laminado (3) para un artículo moldeado integrado que comprende: un sustrato poroso C (1) que comprende una resina termoplástica c, una fibra de refuerzo A (8), y una resina termoendurecible B (2, 10), en el que el sustrato poroso C (1) tiene espacios que son continuos y permiten el paso de gases y líquidos de una superficie a la otra superficie del sustrato poroso C en la dirección del espesor del laminado (3) y un punto de fusión o un punto de reblandecimiento que es superior a 180 °C y caracterizado por que el sustrato poroso C (1) está expuesto sobre dicha superficie del laminado (3) en un grado de al menos el 10 % con respecto a la superficie.

Description

DESCRIPCIÓN
Moldeo integrado laminado, producto de moldeo integrado y método para fabricar el mismo
Campo técnico
La presente invención se refiere a un laminado que muestra una excelente capacidad de adhesión de la resina de refuerzo de fibra (en lo sucesivo denominada también FRP) preparada mediante el uso de una resina termoendurecible o una resina termoplástica para la resina matriz con un elemento adicional y, en particular, con una resina termoplástica así como una excelente capacidad de adhesión en atmósfera de alta temperatura; a un artículo moldeado integrado; y a sus métodos de fabricación. De manera más específica, la presente invención se refiere a un laminado que tiene una fibra de refuerzo, una resina matriz que comprende una resina termoendurecible o una resina termoplástica y un sustrato poroso que comprende una resina termoplástica; a un artículo moldeado integrado; y a sus métodos de fabricación.
Técnica anterior
Se ha usado unión mecánica tales como las que utilizan un perno, remache, tornillos y unión mediante adhesivo para la integración de un laminado que comprende una fibra de refuerzo y una resina termoendurecible con un elemento adicional. La unión mecánica tiene el inconveniente de la dificultad para reducir el coste de fabricación ya que es necesario una etapa de trabajo preliminar para preparar la pieza de unión y la aplicación también se ha visto limitada por el aflojamiento generado por la dilatación térmica en atmósfera de alta temperatura y, por tanto, el aspecto deteriorado. Mientras tanto, la unión usando un adhesivo tiene el inconveniente de la dificultad de reducir el coste de fabricación ya que se requiere una etapa de adhesión que incluye la preparación del adhesivo y el revestimiento del adhesivo, y la confiabilidad en la fuerza de adhesión no siempre fue suficiente.
De las resinas termoplásticas, las resinas termoplásticas que tienen una resistencia al calor extremadamente alta denominadas "superplásticos de ingeniería" se utilizan recientemente como un material alternativo para los metales con el fin de reducir el peso de los automóviles en el campo de los automóviles. En el sector de los campos eléctricos y electrónicos, se requiere durabilidad que resista cambios bruscos de temperatura repetitivos en vista de la confiabilidad del equipo y existe una demanda de aumento en la temperatura de servicio continuo además de la resistencia al calor.
El documento de patente 1 desvela un laminado que tiene un grupo de fibras de refuerzo continuas y una resina de matriz que comprende una resina termoendurecible y una resina termoplástica, así como su método de fabricación. Este laminado es el que se prepara fundiendo o ablandando la resina termoplástica que contribuye a la adhesión con el elemento adicional a una temperatura a la que se calienta la resina termoendurecible para formar así una capa adhesiva de resina termoplástica sobre la superficie de la resina termoendurecible reforzada con fibra. En otras palabras, la resina termoplástica que contribuye a la adhesión con el elemento adicional se funde o ablanda durante la reacción de curado de la resina termoendurecible de manera que la capa adhesiva de resina termoplástica se forma sobre la superficie de la resina termoendurecible reforzada con fibras. El documento de patente 2 desvela un material compuesto de resina termoplástica en el que una resina termoplástica altamente resistente al calor que comprende un conjunto de monofilamentos altamente resistentes a las llamas está incrustada en la capa de resina termoplástica. Como es el caso del documento de patente 1, en el material estructural compuesto utilizando este material compuesto de resina termoplástica, la resina termoplástica que contribuye a la adhesión con el elemento adicional se funde o ablanda a la temperatura a la que se calienta el material estructural compuesto para la formación de la capa adhesiva de resina termoplástica que tiene incrustada la resina termoplástica altamente resistente al calor. Dado que la resina termoplástica que contribuye a la adhesión descrita en estos documentos debe fundirse o ablandarse a la temperatura de calentamiento, la aplicación como elemento utilizado en atmósferas de alta temperatura ha sido estrictamente limitada a pesar de la buena capacidad de adhesión a temperatura normal.
El documento de patente 3 desvela un marco de raqueta hecho de una resina de refuerzo de fibra que comprende una resina termoendurecible reforzada con fibra y una resina termoplástica reforzada con fibra. En este marco de raqueta, la resina termoendurecible y la resina termoplástica están en forma de una mezcla en el límite entre la resina termoendurecible reforzada con fibra y la resina termoplástica reforzada con fibra, y la resina termoplástica utilizada tiene un punto de fusión o un punto de reblandecimiento superior a la temperatura de calentamiento utilizado en el curado de la resina termoendurecible. Sin embargo, el marco de la raqueta se obtiene después del curado de la resina termoendurecible fundiendo o reblandeciendo la resina termoplástica mediante un mayor aumento de la temperatura y se requiere un tiempo prolongado para el moldeado. Además, la capa de mezcla de la resina termoendurecible y la resina termoplástica que sirve de capa adhesiva se forma en el interior del marco de la raqueta y, por tanto, la aplicabilidad como elemento que sirve para la adhesión con el elemento adicional o como elemento que se usa en una atmósfera de alta temperatura ha sido muy limitada.
El documento de patente 4 desvela un preimpregnado que comprende una fibra de refuerzo, una resina matriz y una resina termoplástica en la que un tejido de punto que comprende una resina termoplástica está presente cerca de la capa superficial, así como su método de fabricación. El tejido de punto que comprende la fibra de resina termoplástica descrita en el presente documento se utiliza con el fin de mejorar la tenacidad de las capas intermedias y en el artículo moldeado que comprende dicho material preimpregnado, se requería que el tejido de punto estuviera presente entre las capas. Por consiguiente, era necesario el uso de una técnica de integración común para unirse con un elemento adicional.
El documento JP 2008-050598 A se refiere a un material compuesto reforzado con fibra que comprende un grupo de fibras de refuerzo continuas, una resina matriz termoendurecible y una resina termoplástica, tiene la resina termoplástica en al menos una parte de la superficie en un estado similar a una capa y en el que la resina termoplástica está impregnada en el grupo de fibras de refuerzo en un espesor de impregnación máximo h de 10 pm o mayor en una forma desigual, caracterizado por que la resina termoplástica comprende una o más resinas de poliéster; los puntos de fusión Tm de las resinas de poliéster están en un intervalo de 120 °C < Tm < 180 °C; y la temperatura de transición vitrea Tg está en un intervalo de 0 °C < Tg < 110 °C. El documento JP 2007-254718 A se refiere a un compuesto de resina termoplástica que comprende una capa de matriz de resina termoplástica y una fibra de resina termoplástica en forma de un agregado de filamentos en el que se ensamblan los filamentos, caracterizado por que el compuesto de resina termoplástica tiene un espesor total de 5-500 pm y satisface la relación: Lb>La y además Lb es 25 o más, en el que La es un índice de oxígeno límite (LOI) de la resina termoplástica que constituye la capa matriz de resina termoplástica y Lb es un LOI de una resina termoplástica que constituye la fibra de resina termoplástica. El documento US 2009/117366 A1 se refiere a una estructura tipo sándwich que comprende un componente central y cada uno de los componentes reforzados con fibras compuestos por fibras de refuerzo continuas y una resina de matriz y dispuestos en ambas superficies de dicho componente central, en el que dicho componente central tiene huecos, un espesor de 0,1 a 1,5 mm y una densidad relativa de 0,01 a 1,2; y la fuerza adhesiva entre dicho componente central y dichos componentes reforzados con fibra medida de acuerdo con la norma ASTMD2846 es de 1 MPa o más. El documento US 2009/208721 A1 se refiere a un artículo moldeado que comprende un material compuesto reforzado con fibra que contiene fibras de refuerzo continuas y una matriz de resina termoendurecible, y un elemento de resina termoplástica que se une e integra con al menos una parte de la superficie del material compuesto reforzado con fibra mediante una resina termoplástica, en el que la interfaz unida de la resina termoplástica y el material compuesto reforzado con fibra tiene una forma rugosa en sección transversal en la dirección del espesor para el artículo moldeado, y en el que la profundidad máxima de impregnación de la resina termoplástica en el material compuesto reforzado con fibra es de 10 pm o más, la resina termoplástica tiene una resistencia a la tracción a la rotura de 25 MPa o más y una resistencia de unión al impacto en la parte unida del material compuesto reforzado con fibras y el elemento de resina termoplástica es de 3.000 J/m2 o más.
Documentos de la técnica anterior
Documentos de patente
Documento de patente 1: Patente japonesa N.° 3906319
Documento de patente 2: Publicación de patente japonesa no examinada (Kokai) n.° 2007-254718 Documento de patente 3: Publicación de patente japonesa no examinada (Kokai) n.° H7-47152
Documento de patente 4: Publicación de patente japonesa no examinada (Kokai) n.° H7-149927
Sumario de la invención
Problemas a resolver mediante la invención
La presente invención intenta obviar los problemas de la técnica anterior como se describe anteriormente, y más específicamente, un objeto de la presente invención es proporcionar un laminado que exhiba una alta capacidad de adhesión en una atmósfera de alta temperatura; a un artículo moldeado integrado; y a sus métodos de fabricación.
Medios para resolver los problemas
Con el fin de resolver los problemas como se han descrito anteriormente, la presente invención adopta cualquiera de las constituciones de las reivindicaciones adjuntas.
Efecto ventajoso de la invención
El laminado de la presente invención exhibe una alta capacidad de adhesión con el elemento adicional. Además, el artículo moldeado integrado de la presente invención preparado uniendo (integrando) el laminado de la presente invención con el elemento adicional está altamente adaptado para uso en una amplia gama de elementos y productos usados no solo a temperatura normal sino también en atmósfera de alta temperatura. Adicionalmente, los métodos de fabricación de dicho laminado y artículo moldeado integrado son métodos capaces de fabricar fácilmente un laminado que tiene una alta capacidad de adhesión con el elemento adicional y capaz de fabricar el artículo moldeado integrado con amplia aplicabilidad como se ha descrito anteriormente. Adicionalmente, el laminado y el artículo moldeado integrado producido por el método de fabricación como se describe en la presente invención son ampliamente aplicables como elementos y productos que se usan no solo a temperatura normal sino también en la atmósfera de alta temperatura.
Breve descripción de los dibujos
[FIG. 1] La figura 1 muestra vistas esquemáticas en sección transversal de las realizaciones del laminado. (a) es una vista esquemática que muestra el caso en el que se cumplen las condiciones de la presente invención, (b) es una vista esquemática que muestra el caso en el que la exposición del sustrato poroso (C) es baja y (c) es la vista esquemática que muestra el caso en el que la exposición del sustrato poroso (C) es excesiva.
[FIG. 2] La figura 2 muestra vistas esquemáticas en sección transversal de las realizaciones de la sección transversal de fibra en el sustrato poroso (C) de la presente invención. Las vistas esquemáticas muestran (a) círculo perfecto, (b) elipse, (c) triángulo, (d) cuadrilátero, (e) pentágono, (f) forma de estrella, (g) forma arriñonada y (h) forma de Y.
[FIG. 3] La figura 3 muestra vistas esquemáticas de realizaciones de las preformas de la presente invención, (a) es una preforma en la que un sustrato poroso (C) está dispuesto sobre un sustrato (p) que comprende una fibra de refuerzo (A) y una resina termoendurecible (B) como capa superficial, (b) es una preforma en la que la capa superficial de un sustrato poroso (C) se dispone sobre un preimpregnado preparado impregnando una fibra de refuerzo (A) con una resina termoendurecible (B) y (c) es una preforma en la que la capa superficial de un sustrato poroso (C) se dispone sobre el sustrato (P) preparado disponiendo una pluralidad de sustratos (p) que comprenden la fibra de refuerzo (A) y la resina termoendurecible (B).
[FIG. 4]La figura 4 muestra vistas esquemáticas de la superficie del laminado de la presente invención, (a) es una vista esquemática en sección transversal del laminado y (b) es una vista esquemática en la que se observa la superficie 13 en la dirección de la flecha.
[FIG. 5] La figura 5 muestran vistas esquemáticas que muestran realizaciones de la estructura de la resina termoendurecible (B) y el sustrato poroso (C) de la presente invención. (a) es una vista en perspectiva esquemática que muestra la estructura co-continua y (b) es una vista en sección transversal esquemática que muestra la sección transversal A de la vista en perspectiva esquemática observada en la dirección de la flecha.
[FIG. 6] La figura 6 muestra vistas esquemáticas en sección transversal de las realizaciones del método de fabricación del laminado y el artículo moldeado integrado de la presente invención. (a) es una vista transversal esquemática que muestra una realización de laminado, (b) es una vista en sección transversal esquemática que muestra una realización en la que el laminado se ha calentado preliminarmente para que el sustrato poroso (C) esté en estado fundido o reblandecido, y (c) es una vista en sección transversal esquemática que muestra una realización del sistema integrado artículo moldeado.
[FIG. 7] La figura 7 es una vista esquemática en perspectiva que muestra la preforma del Ejemplo 1-1 de la presente invención.
[FIG. 8] La figura 8 muestra vistas esquemáticas de la moldura de inserción del Ejemplo 1-2 en la presente invención, (a) es una vista esquemática que muestra el estado en el que se coloca el laminado (3) en el molde, (b) es una vista esquemática que muestra el estado en el que se ha cerrado el molde y se ha fundido y medido el material de moldeo por inyección que forma el elemento adicional, (c) es una vista esquemática que muestra el estado en el que el material de moldeo por inyección fundido ha sido inyectado en la cavidad del molde, (d) es una vista esquemática que muestra el estado en el que se ha abierto el molde después de enfriar el material de moldeo por inyección para recuperar el artículo moldeado integrado (20).
[FIG. 9] La figura 9 muestra vistas esquemáticas del moldeo a presión del Ejemplo 8-2 en la presente invención, (a) es una vista esquemática que muestra el estado en el que el laminado (3) y el elemento adicional se colocan en el molde para que se superpongan entre sí, (b) es una vista esquemática que muestra el estado en el que el laminado (3) y el elemento adicional se enfrían después de aplicar calor y presión, manteniéndose la presión, y (c) es una vista esquemática que muestra el estado en el que se ha abierto el molde después del enfriamiento para recuperar así el artículo moldeado integrado (20).
Descripción de las realizaciones preferidas
A continuación, el laminado y el artículo moldeado integrado de la presente invención se describen con detalle.
El laminado de la presente invención es un laminado que comprende los constituyentes de un sustrato poroso (C) que comprende una resina termoplástica (c), una fibra de refuerzo (A), y una resina termoendurecible (B). Los constituyentes son como se describe a continuación.
<Fibra de refuerzo (A)>
La fibra de refuerzo (A) de la presente invención se usa para proporcionar propiedades mecánicas tales como resistencia y módulo del laminado con el laminado. Los ejemplos de dicha fibra de refuerzo (A) incluyen fibras de vidrio tales como vidrio E, vidrio C, vidrio S y vidrio D, fibras de carbono, tales como poliacrilonitrilo, rayón, lignina y fibras de carbono de brea, fibras metálicas, tales como fibras de acero inoxidable, hierro, oro, plata, aluminio o sus aleaciones, fibra de poliamida aromática, fibra de poliaramida, fibra de alúmina, fibra de carburo de silicio, fibra de boro y fibra cerámica, que pueden usarse solos o en combinación de dos o más. La fibra de refuerzo (A) puede ser una fibra tratada superficialmente, y los tratamientos superficiales ilustrativos incluyen recubrimiento con un metal, tratamiento con un agente de acoplamiento, tratamiento con un agente de encolado y recubrimiento de un aditivo. Los agentes de encolado no están particularmente limitados y los ejemplos preferibles incluyen compuestos que tienen al menos 3 grupos funcionales de al menos un tipo, cada uno seleccionado del grupo que consiste en un grupo carboxilo, grupo amino, grupo hidroxi y grupo epoxi en la molécula. Dos o más grupos funcionales pueden estar presentes en una molécula y también es posible usar una combinación de dos o más compuestos, cada uno de los cuales tiene al menos 3 grupos funcionales del mismo tipo en la molécula. La fibra de refuerzo (A) es, preferentemente, una fibra metálica, una fibra de vidrio o una fibra de carbono en vista de la alta resistencia y el alto módulo, y se prefiere el uso de una fibra de carbono que tiene una excelente resistencia específica y rigidez específica y bajo peso específico en vista de reducir el peso. El más preferido es el uso de una fibra de carbono de poliacrilonitrilo en vista de lograr el bajo coste de fabricación.
La fibra de refuerzo (A) tiene, preferentemente, la forma de un sustrato de fibra continua tal como una hebra que comprende muchos filamentos, un tejido simple, tejido satinado o tela de sarga que comprende tales hebras, una hebra en la que muchos filamentos están alineados en una dirección (hebra unidireccional), o una tela unidireccional constituida a partir de dicha hebra unidireccional. El término "fibra continua", tal como se usa en el presente documento, designa una fibra que tiene una longitud de al menos 10 mm al menos en una dirección y, en el caso del laminado, una fibra que tiene la longitud de un extremo al extremo opuesto. En vista de la realización de alta propiedad mecánica, es preferible el uso de un sustrato de fibra continua. También se prefiere una forma en la que las hebras y/o monofilamentos de la fibra de refuerzo se dispersen en el plano como en el caso de, por ejemplo, estera de hebra cortada, estera de papel, estera cardada, estera colocada al aire u otro sustrato disperso de fibra. En la forma de una estera, los monofilamentos generalmente se dispersan de manera aleatoria sin regularidad, y el preferido es la estera de papel y, en vista de la capacidad de modelado del laminado, el preferido es el sustrato con fibras dispersas.
<Resina termoendurecible (B)>
La resina termoendurecible (B) de la presente invención es, preferentemente, una resina que contribuye a la propiedad mecánica, como la resistencia y la resistencia al calor del laminado, y los ejemplos incluyen poliéster insaturado, éster de vinilo, epoxi, fenol (tipo resol), urea-melamina, poliimida, copolímeros de los mismos, resinas modificadas de los mismos y resinas preparadas mezclando dos o más de estas. La resina termoendurecible (B) puede tener otros elastómeros o componentes de caucho agregados para proporcionar otras propiedades al laminado, por ejemplo, con el fin de mejorar la resistencia al impacto.
La resina termoendurecible (B) particularmente adecuada para la presente invención es una resina epoxi que normalmente se usa en combinación con un agente de curado o un catalizador de curado. Las preferidas son las resinas epoxi preparadas usando una amina, un fenol, o un compuesto que tiene doble enlace C-C para el precursor. Los ejemplos no limitantes de las resinas epoxi preparadas usando una amina como precursor incluyen varios isómeros de tetraglicidildiaminodifenilmetano, p-aminofenol de triglicidilo, triglicidil-m-aminofenol y triglicidilaminocresol, las resinas epoxi preparadas usando un fenol como precursor incluyen resina epoxi de bisfenol A, resina epoxi de bisfenol F, resina epoxi de bisfenol S, resina epoxi de novolaca de fenol y resina epoxi de novolaca de cresol, y resinas epoxi preparadas usando un compuesto que tiene doble enlace C-C incluyen resina epoxi alicíclica. También se utilizan resinas epoxídicas bromadas preparadas bromando estas resinas epoxídicas. Una resina epoxídica preparada utilizando una amina aromática como precursor, representada normalmente por tetraglicidildiaminodifenilmetano, es la más adecuada para usar en la presente invención debido a la buena resistencia al calor así como a la buena capacidad de adhesión con la fibra de refuerzo (A).
Preferentemente, la resina epoxi se usa en combinación con un agente de curado epoxi, que puede ser cualquier agente de curado de epoxi siempre que tenga un grupo activo capaz de reaccionar con el grupo epoxi. Preferentemente, el agente de curado epoxi es un compuesto que tiene un grupo amino, grupo anhídrido ácido o grupo azido, y compuestos adecuados ilustrativos incluyen diciano diamida, diaminodifenilsulfona y sus isómeros, y ésteres de ácido aminobenzoico. De manera más específica, es preferible el uso de diciano diamida en vista de la buena capacidad de almacenamiento del preimpregnado, y el uso de diaminodifenilsulfona y sus isómeros es más preferible en la presente invención en vista de fabricar un producto curado que tenga buena resistencia al calor.
<Sustrato poroso (C) que comprende resina termoplástica (c)>
El sustrato poroso (C) que comprende la resina termoplástica (c) de la presente invención se utiliza para proporcionar al laminado la función de adherirse al elemento adicional. Los ejemplos de resina termoplástica (c) incluyen resinas de poliéster tales como resina de tereftalato de polietileno (PET), resina de tereftalato de polibutileno (PBT), resina de tereftalato de politrimetileno (PTT), resina de naftalato de polietileno (PENp) y poliéster de cristal líquido, resinas de poliolefina tales como resina de polietileno (PE), resina de polipropileno (PP) y resina de polibutileno, resina estirénica, resina de uretano, resina de polioximetileno (POM), resina de poliamida (PA), resina de policarbonato (PC), resina de polimetilmetacrilato (PMMA), resina de poli(cloruro de vinilo) (PVC), resina de sulfuro de poliarileno (PAS), tal como resina de sulfuro de polifenileno (PPS), resina de polietersulfona (PES), resina de poliamidaimida (PAI), resina de polieterimida (PEI), resina de polisulfona (PSU), resina de PSU modificada, resina de policetona (PK), resina de polietercetona (PEK), resina de polieteretercetona (PEEK), resina de polietercetona cetona (PEKK), resina de polialilato (PAR), resina de poliéter nitrilo (PEN), resina de poliimida termoplástica (PI), éter de polifenilenéter (PPE), resina de PPE modificada y resina de poliamida (PA). Estas resinas termoplásticas también pueden ser un copolímero de dicha resina termoplástica, una resina modificada del mismo, y/o una resina preparada mezclando dos o más de estas resinas. Además, se pueden añadir otras cargas y aditivos adecuados para la aplicación prevista en la medida en que no perjudiquen el objeto de la presente invención. Por ejemplo, se puede añadir un retardante de llama para mejorar la retardación de llama de la resina termoplástica (c), o se puede añadir un plastificante para facilitar la fabricación del sustrato de fibra.
En el laminado de la presente invención, el sustrato poroso (C) puede tener preferentemente un punto de fusión o un punto de reblandecimiento superior a 180 °C. En vista de la resistencia al calor, el punto de fusión o el punto de reblandecimiento es preferentemente de al menos 200 °C y, más preferentemente, de al menos 250 °C. El punto de fusión o el punto de reblandecimiento no está particularmente limitado por su límite superior, el punto de fusión o el punto de reblandecimiento es preferentemente hasta 400 °C y más preferentemente hasta 300 °C en vista de la fabricación del sustrato poroso (C) así como la capacidad de adhesión con el elemento adicional. Dicho sustrato poroso (C) se puede obtener fácilmente mediante el uso de una resina termoplástica (c) que tenga un punto de fusión o un punto de reblandecimiento superior a 180 °C.
De estas, se prefiere el uso del que contiene al menos una resina seleccionada del grupo que consiste en resina de sulfuro de poliarileno, resina de poliéter éter cetona, resina de poliéter sulfona y resina de poliamida con vistas a retener una excelente capacidad de adhesión en atmósferas de alta temperatura.
De estas, la resina PAS es la resina constituida principalmente a partir de la unidad repetitiva de -(Ar-S)- (en la que Ar representa un grupo arileno), y los grupos arileno ilustrativos incluyen el grupo p-fenileno, grupo m-fenileno, grupo ofenileno, grupo fenileno sin sustituir, grupo p,p'-difenilensulfona, grupo p,p'-bifenileno, grupo éter de p,p'-difenileno, grupo p,p'-difenileno carbonilo y grupo naftaleno. El más preferido es el uso de resina PPS que se usa ampliamente en la fabricación comercial.
En el método de fabricación del laminado de la presente invención, la resina termoendurecible (B) debe impregnarse y curarse en el sustrato poroso (C) en condiciones de temperatura que no excedan el punto de fusión y el punto de reblandecimiento del sustrato poroso (C), y el sustrato poroso (C) debe seleccionarse de grupo como se mencionó anteriormente en función de la temperatura de calentamiento en el cuing. Tal selección es preferible en vista de la situación en la que la resina termoendurecible (B) puede impregnarse en los espacios continuos del sustrato poroso (C) cuando la viscosidad de la resina termoendurecible (B) se reduce mediante calentamiento y de este modo se puede formar la estructura co-continua de la resina termoendurecible (B) y el sustrato poroso (C). Además, dado que el sustrato poroso (C) experimenta un cambio significativo en el gradiente de volumen a una temperatura alrededor del punto de fusión o el punto de reblandecimiento, cuando la resina termoendurecible (B) cura en el estado en el que el sustrato poroso (C) se ha fundido o reblandecido, el volumen del sustrato poroso (C) se reducirá por contracción después del moldeo, en concreto, después del enfriamiento del laminado y esto puede resultar en la deformación del laminado y la generación de marcas de contracción en la superficie del laminado. El punto de fusión es el valor medido según la norma JIS-K7121 (2012) mediante DSC a una velocidad de elevación de temperatura de 10 °C/minuto. El punto de reblandecimiento es el valor de la temperatura de reblandecimiento Vicat medida según la norma JIS-K7206 (1999).
Cuando el sustrato poroso (C) utilizado en la presente invención tiene un punto de fusión, el punto de fusión Tm (°C) y la temperatura de calentamiento Tp (°C) en el curado de la resina termoendurecible (B) pueden satisfacer preferentemente la relación: Tm > Tp, o cuando el punto de fusión está ausente, el punto de reblandecimiento Tn (°C) y la temperatura de calentamiento Tp (°C) en el curado de la resina termoendurecible (B) pueden satisfacer preferentemente la relación: Tn > Tp. Con el fin de evitar la fusión o el reblandecimiento del sustrato poroso (C) a la temperatura a la que se moldea y cura la resina termoendurecible (B), el punto de fusión o el punto de reblandecimiento del sustrato poroso (C) es preferentemente de al menos 10 °C, más preferentemente al menos 30 °C y aún más preferentemente al menos 50 °C por encima de la temperatura de calentamiento a la que se cura la resina termoendurecible (B). Cuando tal relación se cumple, el laminado resultante será aquel en el que el sustrato poroso (C) esté presente como la capa superficial del laminado sin fundirse en el curso de la fabricación del laminado con la morfología del sustrato original retenida. El caso en el que "el punto de fusión está ausente" es el caso en el que la fusión y el aumento de la fluidez proceden gradualmente con el aumento de la temperatura sin mostrar un punto de fusión claro como en el caso en que la resina termoplástica (c) es una resina amorfa o una copolímero que contiene muchos tipos de componentes de copolímero.
Cuando se utiliza una resina termoplástica (c) para el sustrato poroso (C), se puede proporcionar un componente adhesivo sobre la superficie del sustrato (C) con el fin de aumentar la adherencia con la resina termoendurecible (B). Con el fin de mejorar la adherencia, el componente adhesivo se proporciona preferentemente en al menos el 70 % de la superficie del sustrato poroso (C) y, más preferentemente, el componente adhesivo se distribuye uniformemente por toda la superficie en al menos el 90 % de la superficie. El componente adhesivo no está particularmente limitado y en vista de mejorar la capacidad de adhesión, el preferido es un compuesto que tiene uno o más grupos funcionales en la molécula que tiene una alta reactividad o actividad de interacción. Los grupos funcionales incluyen grupo carboxilo, grupo glicidilo, grupo amino, grupo isocianato, un grupo anhídrido ácido, un grupo hidroxi, grupo amida y grupo éster, y los preferidos son el grupo carboxilo, grupo glicidilo, grupo amino, grupo isocianato y grupo anhídrido ácido debido a su alta reactividad. Con el fin de mejorar la adherencia, el preferido es un compuesto que tiene dos o más grupos funcionales. Además, el compuesto es, preferentemente, un compuesto orgánico, un compuesto polimérico o un compuesto de organosilicio en vista de la afinidad con el sustrato poroso (C) y la afinidad puede llegar a ser inferior en el caso de un compuesto inorgánico.
Cabe señalar que los ejemplos preferibles del compuesto orgánico incluyen compuestos de imida trimelítica tales como imida de N,N'-etilenbistrimelítica e imida de N,N'-hexametilenbistrimelítica y compuestos epoxi aromáticos polifuncionales tales como compuestos epoxi de bisfenol-glicidil éter, tales como bisfenol A, resorcinol, hidroquinona, bisfenol S y 4,4'-dihidroxibifenilo. Los ejemplos preferibles del compuesto polimérico incluyen poliolefinas modificadas con ácido tales como copolímero de etileno-acrilato de etilo y polipropileno modificado con anhídrido maleico y poliolefinas modificadas con epoxi tales como copolímero de etileno-metacrilato de glicidilo. Los ejemplos preferibles del compuesto de organosilicio incluyen compuestos de silano orgánico modificado con glicidilo tales como yglicidoxipropiltrimetoxisilano, compuestos de silano orgánicos modificados con isocianato tales como 3-isocianato de propiltrietoxisilano y compuestos de silano orgánicos modificados con amino tales como 3-aminopropiltrimetoxisilano y N-2-(aminoetil)-3-aminopropiltrimetoxisilano.
El método utilizado para impartir un compuesto orgánico, un compuesto de polímero o un compuesto de organosilicio en la superficie del sustrato poroso (C) no está particularmente limitado y en el caso de una sustancia sólida, los métodos ilustrativos incluyen la unión del polvo pulverizado sobre el sustrato poroso (C) y el recubrimiento del compuesto fundido sobre el sustrato poroso (C). Para un recubrimiento uniforme por un método simple, los preferidos son un método en el que el compuesto se disuelve o dispersa en un disolvente orgánico o agua a una concentración predeterminada y el sustrato poroso (C) se impregna en la solución o la dispersión y luego se seca y un método en el que la solución o la dispersión es rociada y luego secada.
Además, el valor absoluto de la diferencia entre el parámetro de solubilidad (valor SP) del sustrato poroso (C) y la resina termoendurecible (B) utilizada es preferentemente hasta 1. Mediante el uso de tal combinación de resina, se formará una capa adhesiva más fuerte por la compatibilidad entre el sustrato poroso (C) y la resina termoendurecible (B). Para una descripción detallada del parámetro de solubilidad, véase "Polymer blend" de Saburo Akiyama, Takashi Inoue y Toshio Nishi (CMC). Se conocen varios tipos de determinación del parámetro de solubilidad de un polímero, se debe usar el mismo método para la comparación, y un método deseable o su conveniencia de cálculo es el método de Hoy (véase el libro como se ha descrito anteriormente). Es preferible una combinación de resina en la que los dos materiales tengan valores de parámetros de solubilidad similares.
Con respecto a la morfología del sustrato poroso (C), el laminado tiene preferentemente espacios que continúan en la dirección del espesor. Los "espacios que continúan en la dirección del espesor" son espacios que permiten el paso de gases como el aire y líquidos como el agua de una superficie a la otra superficie del sustrato poroso (C) en la dirección del espesor. Estos pueden medirse según el método de evaluación de permeabilidad al aire tipo A (método Frazir) definido en la norma JIS-L1096 (2010), y el valor evaluado por dicho método está preferentemente en el rango de 3 a 500 cm3/cm2 s. Cuando la permeabilidad al aire supera los 500 cm3/cm2 s, se facilitará la impregnación de la resina termoendurecible (B) en el sustrato poroso (C) mientras que se reducirá el enredo entre la resina termoendurecible (B) y el sustrato poroso (C) y puede resultar difícil la formación de una capa adhesiva fuerte. Mientras tanto, cuando la permeabilidad al aire es inferior a 3 cm3/cm2 s, la impregnación completa de la resina termoendurecible (B) en el sustrato poroso (C) puede resultar difícil y puede ser necesario aumentar la presión aplicada para promover la impregnación u otra restricción para la fabricación. La presencia de dicha sección no impregnada en el sustrato poroso dará como resultado la formación de una capa adhesiva parcialmente quebradiza y la sección frágil será el punto de rotura después de la integración con el elemento de adición, y en tal caso, la realización de la alta fuerza de adhesión puede ser difícil.
El método usado para obtener el sustrato poroso (C) no está particularmente limitado, y los sustratos porosos ilustrativos (C) incluyen el sustrato en forma de tejido de fibra preparado tejiendo haces de fibra de miles a millones de monofilamentos de la resina termoplástica (c) por tejido liso o sarga, el sustrato en forma de monofilamentos entrelazados preparados entrelazando al azar los monofilamentos de los haces de fibras de miles a millones de monofilamentos mediante flujo de aire o agua, el sustrato en forma de tela no tejida preparada por fusión y adhesión aleatoria mutua de los monofilamentos por soplado en fusión, unión por hilado o similares. Sin embargo, los preferidos son aquellos en los que los monofilamentos forman un cuerpo continuo al fundirse y adherirse entre sí en sus puntos de contacto mutuo con el fin de formar una fuerte capa adhesiva en la superficie del laminado y, por ejemplo, el sustrato está, preferentemente, en forma de tela no tejida.
La viscosidad de fusión de la resina termoplástica (c) a la temperatura de calentamiento a la que se cura la resina termoendurecible (B) es, preferentemente, de hasta 1 x 105 Pas, y, más preferentemente, de hasta 1 x 103 Pas. El uso de dicha resina termoplástica (c) facilita la fabricación del sustrato poroso (C) en forma de tela no tejida. Cuando la viscosidad del fundido es mayor que el rango descrito anteriormente, la fabricación de la fibra que comprende la resina termoplástica (c) será difícil y, más específicamente, la expulsión de la resina por soplado en fusión será difícil y la fabricación del sustrato (C) en forma de tela no tejida será difícil.
El peso por unidad de superficie del sustrato poroso (C) no está particularmente limitado. Sin embargo, el peso por unidad de superficie es preferentemente de hasta 300 g/m2, más preferentemente hasta 200 g/m2, y aún más preferentemente hasta 100 g/m2 en vista de la impregnación de la resina termoendurecible (B) en el sustrato poroso (C). Asimismo, el peso por unidad de superficie es preferentemente de al menos 3 g/m2 y, más preferentemente, de al menos 5 g/m2 con vistas a exponer el sustrato poroso (C) sobre la superficie del laminado para facilitar la adhesión. Cuando el peso por unidad de superficie del sustrato poroso (C) es insuficiente, el sustrato poroso (C) que queda expuesto sobre la superficie del laminado se reducirá como se muestra en la figura 1(b) y esto da como reusltado en la dificultad de adhesión con el elemento adicional. Cuando el peso por unidad de área es demasiado alto, la resina termoendurecible (B) puede no estar suficientemente impregnada en el sustrato poroso (C) como se muestra en la figura 1(c). Si bien la integración con el elemento adicional aún es posible, la parte del sustrato poroso (C) que no está impregnada con la resina termoendurecible (B) puede convertirse en la parte quebradiza y, en consecuencia, el estado como se muestra en la figura 1(a) es más preferible.
La resina termoplástica (c) de la presente invención puede tener preferentemente una resistencia a la tracción de al menos 50 MPa y, más preferentemente, de al menos 80 MPa. Cuando se usa la resina termoplástica (c) que tiene una resistencia a la tracción en dicho intervalo, se formará una capa adhesiva que tiene una alta resistencia y se obtendrá una alta capacidad de adhesión. Por el contrario, el uso de una resina termoplástica (c) que tenga una resistencia a la tracción por debajo de dicho intervalo invitará a la rotura de la resina termoplástica (c) tras la aplicación de una fuerza exterior al artículo moldeado integrado y la realización de la alta capacidad de adhesión será difícil.
El sustrato poroso (C) usado en la presente invención no está particularmente limitado por su diámetro de fibra. El diámetro de la fibra, sin embargo, está, preferentemente, en el intervalo de 0,1 a 100 pm. Un diámetro de fibra más grande significa un área de adhesión más grande por fibra cuando la fibra está expuesta a la superficie del laminado, y es preferible el uso de un diámetro más grande en vista de la adhesión efectiva con el elemento adicional y un diámetro de fibra más pequeño significa un enredo más complicado entre el termoestable la resina (B) y el sustrato poroso (C), y es preferible el uso de dicho diámetro de fibra más pequeño con vistas a formar una capa adhesiva más firme. Cuando el diámetro de fibra es mayor de 0,1 pm, la impregnación de la resina termoendurecible (B) será difícil a pesar del complicado entrelazamiento y, por otro lado, cuando el diámetro de la fibra es superior a 100 pm, se reducirá el enredo con la resina termoendurecible (B) y es posible que no se logre la formación de una capa adhesiva firme.
La fibra no está limitada por su forma de sección transversal y los ejemplos incluyen los que se muestran en la figura 2, por ejemplo, un círculo tal como (a) círculo perfecto o (b) elipse, un polígono tal como (c) triángulo, (d) cuadrilátero o (e) pentágono, o una forma especial como (f) forma de estrella, (g) forma arriñonada o (h) forma de Y, que pueden usarse solos o en combinación de dos o más. La fibra puede tener preferentemente una sección transversal circular en vista de la productividad del sustrato poroso (C) o una sección transversal poligonal u otra especial en vista de aumentar el área de adhesión con la resina termoendurecible (B) para establecer un enredo complicado, y por tanto, capa adhesiva firme.
En la presente invención, la relación entre la densidad p de la resina termoplástica (c) y la densidad aparente pm del sustrato poroso (C) es preferentemente de hasta 0,8, y esta relación es un índice del grado de huecos en el sustrato poroso (C) en la dirección del espesor. que se calcula mediante la siguiente ecuación:
Relación de densidad= pm/p
Cuando esta relación de densidad es superior a 0,8, la impregnación de la resina termoendurecible (B) al sustrato poroso (C) puede volverse difícil, y la parte del sustrato poroso (C) donde la resina termoendurecible (B) no ha impregnado puede convertirse en la parte quebradiza y la realización del suficiente la fuerza de adhesión puede volverse difícil incluso si se pudiera lograr la integración con el elemento adicional. Cuando la relación de densidad no está particularmente limitada, cuando la relación de densidad de al menos 0.01, tanto la impregnación de la resina termoendurecible para realizar una fuerte capa adhesiva como la exposición para realizar la adhesión con el elemento adicional se realizarán simultáneamente.
El sustrato poroso (C) utilizado en la presente invención también puede ser un sustrato poroso (C) que tenga una resina termoendurecible (B) impregnada preliminarmente en sus espacios, y el uso de dicho sustrato poroso (C) da como resultado una comodidad de manejo mejorada del sustrato poroso (C) en la preparación de la preforma. Cuando la resina termoendurecible (B) es una resina termoendurecible (B), la resina termoendurecible (B) se impregna preferentemente en el sustrato poroso (C) en estado sin curar, y en tal caso, se permitirá la fabricación de una laminación más firme más fácilmente integrada en comparación con el caso cuando la resina termoendurecible curada se somete a la integración.
<Resina termoplástica (D)>
La resina termoplástica (D) es preferentemente una resina termoplástica que tiene un punto de fusión o un punto de reblandecimiento más bajo que el sustrato poroso (C), y se puede usar una resina mencionada para la resina termoplástica (c) dependiendo de la aplicación prevista. El punto de fusión o el punto de reblandecimiento de la resina termoplástica (D) es preferentemente al menos 10 °C y más preferentemente al menos 30 °C más bajo que el punto de fusión o el punto de reblandecimiento del sustrato poroso (C) en vista de la impregnación en el sustrato poroso (C). Si bien no existe un límite superior particular para la diferencia del punto de fusión o el punto de reblandecimiento, la resina termoplástica (D) no debe tener un punto de fusión o un punto de reblandecimiento excesivamente bajos ya que dicho punto de fusión y punto de reblandecimiento bajos invitan a una pobre resistencia al calor del laminado y la resistencia al calor requerida para un laminado ya no se mantendrá.
<Preforma>
La preforma de la presente invención es, preferentemente, la preforma como se muestra en la figura 3(a) preparada disponiendo un sustrato poroso (C) que comprende una resina termoplástica (c) sobre la capa superficial de un sustrato (p) que comprende una fibra de refuerzo (A) y una resina termoendurecible (B). Esta preparación puede realizarse utilizando una preforma preparada disponiendo el sustrato poroso (C) sobre la capa superficial de un sustrato (p) que comprende un laminado de los materiales constituidos por la fibra de refuerzo (A) y la resina termoendurecible (B) o una preforma como se muestra en la figura 3(b) preparada disponiendo el sustrato poroso (C) sobre la capa de superficie de un material preimpregnado obtenido mediante impregnación preliminar de la fibra de refuerzo (A) con la resina termoendurecible (B). El método usado para impregnar la fibra de refuerzo (A) con la resina termoendurecible (B) no está particularmente limitado, y los métodos ilustrativos incluyen un método húmedo en el que la viscosidad de la resina termoendurecible (B) se reduce al disolverla en un disolvente orgánico tal como metilo cetona de etilo o metanol, sumergir la fibra de refuerzo (A) en el mismo para la impregnación y luego evaporar el disolvente orgánico en un horno o similar para preparar así el preimpregnado; y un método de fusión en caliente en el que la viscosidad de la resina termoendurecible (B) se reduce calentándola para formar una película en un rollo o papel antiadherente y luego disponiendo la película así producida en una superficie o superficies opuestas de la fibra de refuerzo (A) para impregnación aplicando calor y presión. De manera alternativa, la preforma usada puede ser una como se muestra en la figura 3(c) preparada por laminación de una pluralidad de sustratos (p) considerando las propiedades mecánicas, reducción de peso, conformabilidad y similares del laminado obtenido mediante el método de fabricación de la presente invención. Por ejemplo, cuando se utiliza un sustrato (p) que comprende hebras unidireccionales para la fibra de refuerzo (A) al laminar los sustratos (p), el laminado o el artículo moldeado integrado se puede proporcionar con un perfil de resistencia en cierta dirección.
<Laminado>
Preferentemente, al menos el 10% del sustrato poroso (C) en relación con la superficie está expuesto sobre una superficie del laminado de la presente invención. En vista de la adhesión, la exposición es más preferentemente de al menos el 30 % y aún más preferentemente de al menos el 50 %. Es preferible una mayor exposición de la resina termoplástica (c) ya que la proporción del área de la resina termoplástica (c) que entra en contacto con el elemento adicional aumentaría en la superficie de contacto con el elemento adicional. Aunque no existe un límite superior para la tasa de exposición del sustrato poroso (C), la tasa de exposición es preferentemente de hasta el 90 % con vistas a formar una fuerte capa adhesiva por el enmarañamiento de la resina termoendurecible (B) con el sustrato poroso (C). La "exposición" como se usa en el presente documento es el estado como se muestra en la figura 4(b) en el que el sustrato poroso (C) queda expuesto a la superficie cuando se observa una superficie del laminado desde la dirección indicada por la flecha en la figura 4(a) y dicho estado puede confirmarse visualmente mediante observación de la superficie. Mientras que el estado como se muestra en la figura 1(c) puede considerarse como un estado en el que el sustrato poroso (C) está expuesto, el sustrato poroso (C) no está fijado de manera fija a la resina termoendurecible (B), y si la tasa de exposición fuera del mismo nivel, la morfología como se muestra en la figura 1(a) en la que el sustrato poroso (C) está asegurado de forma fija a la resina termoendurecible (B) es más preferible.
En el laminado de la presente invención, es preferible la formación de una estructura co-continua de la resina termoendurecible (B) con el sustrato poroso (C) en vista de la adhesión. La "estructura co-continua" como se usa en el presente documento es la estructura de fases separadas como se muestra en la figura 5, en la que ambas fases de las 2 fases, en concreto, la resina termoendurecible (B) y el sustrato poroso (C) forman fases continuas. La estructura co-continua se puede confirmar, por ejemplo, mediante la observación de la estructura utilizando un microscopio electrónico de transmisión (TEM). La estructura observada es claramente diferente de la estructura de dispersión de partículas, y la estructura principal observada es una estructura de red en la que 2 componentes se entrometen mutuamente y ambas fases son fases continuas.
En la presente invención, el sustrato poroso no se funde durante la impregnación de la resina termoendurecible (B) en el sustrato poroso. Por consiguiente, la estructura de red del sustrato poroso y los huecos presentes en la estructura contribuyen a la formación de la estructura co-continua, y la estructura co-continua se formará fácilmente mediante la impregnación de la resina termoendurecible (B) en los huecos del poroso sustrato.
<Elementos adicionales>
El laminado de la presente invención se puede integrar con el elemento adicional para fabricar un artículo moldeado integrado. El método utilizado para la integración con el elemento adicional no está particularmente limitado, y los métodos ilustrativos incluyen (i) un método en el que el laminado y el elemento adicional que habían sido moldeados por separado y preliminarmente se integran, en concreto, un método en el que el laminado y el elemento adicional se integran en un paso diferente al paso de preparar el laminado; y (ii) un método en el que el laminado se moldea preliminarmente, y la integración del laminado y el elemento adicional se realiza simultáneamente con el moldeo del elemento adicional. El laminado de la presente invención y el elemento adicional se integran preferentemente mediante soldadura térmica, y en un método ilustrativo de (i), el laminado se prepara mediante moldeo a presión y el elemento adicional se prepara mediante moldeo a presión o moldeo por inyección, y luego, los elementos se unen mediante un medio de soldadura conocido, como la soldadura por placa caliente, soldadura por vibración, soldadura ultrasónica, soldadura por láser, soldadura por resistencia, o soldadura por calentamiento por inducción. Mientras tanto, en un método ilustrativo de (ii), el laminado se prepara mediante moldeo a presión, insertado en el molde para moldeo por inyección, y el moldeo por inyección del material para el elemento adicional se lleva a cabo de modo que el sustrato poroso (C) expuesto en la superficie del laminado se derrita o ablande por el calor o la caloría del material en el fundido o reblandecido estado para unirse con el elemento adicional. En otro método ilustrativo de (ii), el laminado se prepara mediante moldeo a presión y se coloca en un molde para moldeo a presión, y después de cargar el material para el elemento adicional en el molde para moldeo a presión, el moldeo a presión se lleva a cabo para lograr la unión por el mismo principio que el método descrito anteriormente. En vista de la fabricación en masa del artículo moldeado integrado, el preferido es el uso del método (ii), y los métodos de moldeo por inyección ilustrativos preferibles incluyen moldeo por inyección de inserción y moldeo por inyección de salida, mientras que los métodos de moldeo a presión ilustrativos preferibles incluyen moldeo por estampado y moldeo por calor y frío.
En vista de permitir la integración por la soldadura térmica como se ha descrito anteriormente, una resina termoplástica está preferentemente presente al menos en una parte de la superficie de adhesión del elemento adicional. Aunque no se establece una limitación particular para la tasa de área de la resina termoplástica en la superficie de adhesión, la tasa de área es preferentemente al menos 10%, más preferentemente de al menos el 30% y todavía más preferentemente de al menos el 50 %. De manera más específica, es preferible el uso del elemento adicional en el que la resina matriz que constituye el elemento adicional es una resina termoplástica ya que el rango de la superficie de adhesión del elemento adicional no estará limitado y la libertad de diseño será mayor.
Además, la resina termoplástica presente en al menos una parte de la superficie de adhesión del elemento adicional es preferentemente una resina termoplástica del tipo que es sustancialmente el mismo que la resina termoplástica (c) utilizada para preparar el sustrato poroso (C) que constituye el laminado. En este contexto, "sustancialmente el mismo" significa que al menos el 50 % en peso y preferentemente al menos el 70 % en peso del componente que constituye la resina son comunes. Más preferentemente, el elemento adicional se prepara utilizando la resina termoplástica (c) utilizada para preparar el sustrato poroso (C) para la resina matriz.
<Artículo moldeado integrado>
El artículo moldeado integrado de la presente invención se prepara integrando el laminado con el elemento adicional y se requiere que la capa superficial del laminado en el lado integrado con el elemento adicional comprenda una estructura co-continua del sustrato poroso (C) con la resina termoendurecible (B). Cuando tal estructura se forma como la capa superficial, la capa superficial se integrará firmemente con el elemento adicional como una capa adhesiva, y también será menos probable que se produzca delaminación en la capa adhesiva o similar. La formación de la estructura co-continua da como resultado una distribución uniforme de la resina termoendurecible (B) y, por lo tanto, se logra una fuerza de adhesión estable con el elemento adicional.
Adicionalmente, el artículo moldeado integrado de la presente invención debe satisfacer la relación que (coeficiente de dilatación térmica Eb de la resina termoendurecible (B)) < (coeficiente de dilatación térmica Ec del sustrato poroso (C)). Cuando tal relación se cumple, la parte donde el sustrato poroso (C) (es decir, el componente adhesivo) está expuesto a la superficie del laminado se elevará en la fabricación del artículo moldeado integrado como se describe a continuación, y la integración firme con el elemento adicional del moldeado integrado el artículo se logrará fácilmente. En esta situación, el coeficiente de dilatación térmica Eb de la resina termoendurecible (B) es preferentemente inferior al coeficiente de dilatación térmica Ec del sustrato poroso (C) en al menos 5 x 10'6/°C, y preferentemente en al menos 10 x 10'6 /°C. Si bien no existe un límite superior en la relación del coeficiente de dilatación térmica, la diferencia es preferentemente de hasta 500 x 10'6/°C ya que puede fabricarse una deformación considerable por el ligero cambio de temperatura y esto puede provocar la pérdida de precisión en el tamaño así como la pérdida de la fuerza de adhesión del artículo moldeado integrado.
<Método para fabricar el laminado>
Como método para fabricar el laminado de la presente invención, una preforma que comprende un sustrato (p) que comprende la fibra de refuerzo (A) y la resina termoendurecible (B) que tiene el sustrato poroso (C) que comprende la resina termoplástica (c) dispuesta como capa superficial se moldea preferentemente aplicando calor y presión. Realizando el moldeo utilizando una preforma que tiene el sustrato poroso (C) dispuesto como capa superficial, la resina termoendurecible (B) cuya viscosidad ha disminuido por calentamiento se impregnará en el sustrato poroso (C) por la presión aplicada, y se puede fabricar fácilmente un laminado que tiene una capa adhesiva firme sobre la superficie del laminado. El método de moldeo de la preforma mediante la aplicación de calor y presión no está particularmente limitado, y los métodos ilustrativos incluyen métodos conocidos que utilizan una resina termoendurecible, tal como moldeo por colocación manual, moldeo por pulverización, moldeo de bolsas de vacío, moldeo por compresión, moldeo en autoclave, moldeo por prensado, moldeo por transferencia y moldeo por estampado. En vista de la impregnación de la resina termoendurecible (B) en el sustrato poroso (C), los preferidos son el moldeo por bolsa al vacío, moldeo en autoclave y moldeo a presión en los que se aplican continuamente calor y presión, y el más preferido es el uso de moldeo a presión en vista de la simplicidad del proceso.
Como método para fabricar el laminado de la presente invención, la preforma se moldea preferentemente impregnando y también curando la resina termoendurecible (B) en el sustrato poroso (C) en condiciones de temperatura que no excedan el punto de fusión y el punto de reblandecimiento del sustrato poroso (C). Al moldear la preforma en tal condición de temperatura, se conservará la morfología porosa del sustrato poroso (C), y la resina termoendurecible (B) que tiene una viscosidad reducida se puede impregnar fácilmente en el sustrato poroso (C). Esto permite la formación de una estructura continua que comprende el sustrato poroso (C) y la resina termoendurecible (B) como la capa superficial del laminado, y de ese modo se forma fácilmente una capa adhesiva fuerte. Además, ya que la resina termoplástica (c) experimenta un cambio significativo en el gradiente de volumen alrededor del punto de fusión o el punto de reblandecimiento, la impregnación y el curado de la resina termoendurecible (B) en el estado en el que la resina termoplástica (c) no se funde ni ablanda exhibe un gradiente de volumen suave que evita la contracción del volumen del sustrato poroso (C) y permite la fabricación de un laminado con menos deformación del laminado y menos marcas de contracción generadas en la superficie del laminado después del moldeo, en concreto, después del enfriamiento del laminado.
En vista de la situación de que el sustrato poroso (C) preferentemente no se funde o reblandece a la temperatura de moldeo y curado de la resina termoendurecible (B), el punto de fusión o el punto de reblandecimiento del sustrato poroso (C) es preferentemente de al menos 10 °C, más preferentemente al menos 30 °C, y aún más preferentemente al menos 50 °C por encima de la temperatura a la que se cura la resina termoendurecible (B). El uso de dicho sustrato poroso (C) permite la impregnación de la resina termoendurecible (B) sin fundir el sustrato poroso (C) mientras conserva su morfología original en el curso de la fabricación del laminado, y también, fabricación del laminado que tiene el sustrato poroso (C) como una capa adhesiva firme sobre la superficie del laminado.
<Método para fabricar el artículo moldeado integrado>
El método para fabricar el artículo moldeado integrado de la presente invención es un método para integrar el laminado producido como se describe anteriormente con el elemento adicional. El método para integrar el laminado y el elemento adicional no está particularmente limitado, y los ejemplos de métodos incluyen (i) un método en el que se integran el laminado y el elemento adicional que habían sido moldeados de forma preliminar y por separado, en concreto, un método en el que el laminado y el elemento adicional se integran en un paso diferente al paso de preparar el laminado; y (ii) un método en el que el laminado se moldea preliminarmente, y la integración del laminado y el elemento adicional se realiza simultáneamente con el moldeo del elemento adicional. El laminado de la presente invención y el elemento adicional se integran preferentemente mediante soldadura térmica, y en un método ilustrativo de (i), el laminado se prepara mediante moldeo a presión y el elemento adicional se prepara mediante moldeo a presión o moldeo por inyección, y luego, los elementos se unen mediante un medio de soldadura conocido, como la soldadura por placa caliente, soldadura por vibración, soldadura ultrasónica, soldadura por láser, soldadura por resistencia, o soldadura por calentamiento por inducción. En vista de la simplicidad del proceso, la preferida es la soldadura por placa caliente y la soldadura ultrasónica. Mientras tanto, en un método ilustrativo de (ii), el laminado se prepara mediante moldeo a presión, insertado en el molde para moldeo por inyección, y el moldeo por inyección del material para el elemento adicional se lleva a cabo de modo que el sustrato poroso (C) expuesto en la superficie del laminado se derrita o ablande por el calor o la caloría del material en el fundido o reblandecido estado para unirse con el elemento adicional. En otro método ilustrativo de (ii), el laminado se prepara mediante moldeo a presión y se coloca en un molde para moldeo a presión, y después de cargar el material para el elemento adicional en el molde para moldeo a presión, el moldeo a presión se lleva a cabo para lograr la unión por el mismo principio que el método descrito anteriormente. En vista de la fabricación en masa del artículo moldeado integrado, el preferido es el uso del método (ii), y los métodos de moldeo por inyección ilustrativos preferibles incluyen moldeo por inyección de inserción y moldeo por inyección de salida, mientras que los métodos de moldeo a presión ilustrativos preferibles incluyen moldeo por estampado y moldeo por calor y frío. En este proceso, es preferible que el laminado se caliente preliminarmente para fundir o ablandar el sustrato poroso (C), e integrar el laminado con el elemento adicional aplicando presión. Cuando el laminado mostrado en la figura 6(a) se calienta preliminarmente para derretir o ablandar el sustrato poroso (C) sin aplicar presión, la resina termoplástica (c) se expandirá y la parte de la resina termoplástica (c) expuesta sobre la superficie del laminado se elevará como se muestra en la figura 6(b). La presión se aplica al sustrato poroso (C) con el elemento adicional después de tal estado, de modo que la resina termoplástica (c) que se había levantado por expansión se extenderá sobre la superficie del laminado y el elemento adicional (Figura 6(c)) y tal realización es preferible ya que el área de adhesión así ampliada da lugar a una resistencia a la adhesión alta. En esta etapa, el área del sustrato poroso (C) expuesta a la superficie del laminado después de la aplicación de presión y calentamiento preliminar es preferentemente al menos 2 veces, y más preferentemente al menos 3 veces el área de exposición antes de la aplicación de presión y calentamiento preliminar. Si bien no existe un límite superior para la relación del área de exposición antes y después de la aplicación preliminar de calentamiento y presión, una relación excesivamente alta da como resultado un aumento en la cantidad de sustrato poroso que fluye hacia afuera, lo que puede dar como resultado las marcas de contracción. Por consiguiente, la relación es, preferentemente, de hasta 10 y, más preferentemente, de hasta 8.
<Productos aplicables del laminado y artículo moldeado integrado>
Los ejemplos de aplicaciones del laminado y el artículo moldeado integrado de la presente invención y el laminado y el artículo moldeado integrado producidos por el método de fabricación de la presente invención incluyen productos de los campos en los que se requiere una alta capacidad de adhesión y una alta retención de la forma incluso en condiciones de alta atmósfera de temperatura. Los ejemplos de tales aplicaciones preferibles incluyen carcasas de equipos eléctricos y electrónicos, es preferible el uso para la carcasa de un ordenador, TV, cámara, reproductor de audio y similares. También se prefiere el uso de piezas eléctricas y electrónicas, incluidos conector, lámpara LED, enchufe, captación óptica, tablero de bornes, panel impreso, altavoz, pequeño motor, cabeza magnética, módulo de poder, generador de energía, motor eléctrico, transformador, transformador de corriente, regulador de tensión, rectificador, inversor, y similares. Otras aplicaciones preferidas incluyen piezas de automóviles y piezas relacionadas con vehículos, como paneles de instrumentos, caja de consola, pilar, barra de techo, defensas, parachoques, puerta o panel, panel de techo, panel del capó, tapas de maletero, estancia del espejo de la puerta, alerones, persiana del capó, cubierta de la rueda, tapa de rueda, adornos, colectores de admisión, bombas de combustible, juntas de agua de refrigeración del motor, limpiaparabrisas, piezas periféricas del motor, carcasa de la lámpara, reflectores de lámparas, portalámparas. También son preferidas las aplicaciones en campos tales como ingeniería aeroespacial e ingeniería civil y construcción.
Ejemplos
A continuación, la presente invención se explica con más detalle haciendo referencia a los Ejemplos. En primer lugar, los métodos de evaluación utilizados en la presente invención fueron los descritos a continuación.
(Método de evaluación 1) Punto de fusión Tm y punto de reblandecimiento Tn del sustrato poroso (C) que comprende la resina termoplástica (c)
El punto de fusión Tm y el punto de reblandecimiento Tn del sustrato poroso (C) que comprende la resina termoplástica (c) se evaluaron como se describe a continuación. En primer lugar, cuando se utilizó una resina cristalina para la resina termoplástica (c), el punto de fusión se midió de acuerdo con los "Testing Methods for Transition Temperatures of Plastics" definidos en la norma JIS-K7121 (2012). La resina termoplástica (c) utilizada en la fabricación del sustrato poroso (C) o el sustrato poroso (C) se secó en un secador de vacío con la temperatura interior controlada a 50 °C durante al menos 24 horas y luego se pulverizó para preparar la muestra. La muestra se analizó en un colorímetro de barrido diferencial (DSC Q2000 fabricado por TA Instruments) a una tasa de elevación de temperatura de 10 °C/minuto para obtener el punto de fusión definido en la norma JIS.
Por otro lado, cuando se utilizó una resina amorfa para la resina termoplástica (c), el punto de reblandecimiento se midió según el método A50 de "plastics-Thermoplastic materials-Determination of Vicat softening temperature (VST)" definido en la norma JIS-K7206 (1999). La resina termoplástica (c) utilizada en la fabricación del sustrato poroso (C) o el sustrato poroso (C) se secó en un secador de vacío con la temperatura interior controlada a 50 °C durante al menos 24 horas y se moldeó con una máquina de moldeo por inyección (J150EII-P fabricada por JSW). Se cortó de la placa moldeada una placa cuadrada que tenía un espesor de 3,2 mm y una longitud y una anchura de 12,5 mm para su uso como la muestra. La muestra se probó en una máquina de medición de temperatura de distorsión térmica (S3-FH fabricada por Toyo Seiki Seisaku-sho, Ltd.) para obtener el punto de reblandecimiento definido en la norma JIS.
El procedimiento descrito anteriormente se repitió tres veces y se calculó el promedio de la temperatura así obtenida para su uso como punto de fusión o punto de reblandecimiento del sustrato poroso (C). La temperatura obtenida como punto de fusión se utilizó para Tm (°C) y la temperatura obtenida como punto de reblandecimiento se utilizó para Tn (°C).
(Método de evaluación 2) Tasa de exposición E del sustrato poroso (C)
Se tomó una fotografía de la superficie en una posición arbitraria en una superficie del laminado resultante utilizando el microscopio de medición de perfil 3D de color ultraprofundo VK-9500 (unidad de control)/VK-9510 (unidad de medición) (fabricado por KEYENCE) con un aumento de x200. Cuando la fibra del sustrato poroso (C) a observar es demasiado fina para la observación, la imagen de la superficie del laminado se puede tomar de manera similar con un mayor aumento. Usando la imagen así tomada, el área del sustrato poroso (C) Acn (n=1) se midió usando una aplicación de analizador VK-H1A9, y el rango medido se usó para toda el área An (n=1). La tasa de exposición En (n=1) del sustrato poroso (C) se calculó a partir de Acn y An así obtenidos mediante la siguiente ecuación:
En = (Acn/An) x 100[%]
El procedimiento descrito anteriormente se repitió diez veces y se calculó el promedio de la tasa de exposición resultante En (n=1 a 10) para su uso como la tasa de exposición E de la resina termoplástica (c).
(Método de evaluación 3) Viscosidad de fusión de la resina termoplástica (c)
La viscosidad de fusión de la resina termoplástica se midió a una velocidad de cizallamiento de 1000 s-1 y a la temperatura utilizada en la fabricación del sustrato poroso (C) utilizando Capillograph 1D (fabricado por Toyo Seiki Seisaku-sho, Ltd ). El troquel usado tiene un diámetro de 1 mm 9 y una relación L/D de 10.
El procedimiento descrito anteriormente se repitió tres veces y se calculó el promedio de la viscosidad en estado fundido resultante para su uso como la viscosidad en estado fundido de la resina termoplástica (c).
(Método de evaluación 4) Relación de densidad del sustrato poroso (C)
La densidad ptp de la resina termoplástica (c) se midió mediante el método de medición de peso en líquido definido en "Methods of measuring density and specific gravity of solid" según la norma JIS-Z8807 (2012) utilizando los gránulos de resina o los artículos moldeados utilizados de resina termoplástica (c) utilizada para el sustrato poroso (C). A continuación, para el sustrato poroso (C), el espesor Tc del sustrato poroso (C) se midió según los Métodos A a C del "Test method for nonwovens: Determination of thickness" definido en la norma JIS-L1913 (2010). A continuación, la masa Mc del sustrato poroso (C) se midió de acuerdo con el "Test method for nonwovens: Determination of mass per unit area" y el área del sustrato poroso (C) usado en la medición se usó para el área Sc del sustrato poroso (C). La densidad aparente pc del sustrato poroso (C) se calculó a partir de la Tc, Mc y Sc resultantes por la siguiente ecuación:
pc = Mc/(Tc x Sc)
La relación de densidad del sustrato poroso (C) se calculó a partir de la densidad ptp de la resina termoplástica resultante (c) y la densidad aparente pc del sustrato poroso (C) mediante la siguiente ecuación:
Relación de densidad = pc/ptp
(Método de evaluación 5) Peso por unidad de área Wc del sustrato poroso (C)
El peso por unidad de área Wc del sustrato poroso (C) se calculó a partir de Mc y Sc obtenidos por el método de Evaluación 4 como se ha descrito anteriormente mediante la siguiente ecuación:
Wc = Mc/Sc
(Método de evaluación 6) Resistencia a la tracción atp de la resina termoplástica (c)
Los gránulos de resina termoplástica (c) utilizados para el sustrato poroso (C) se secaron en un secador de vacío con la temperatura interior controlada a 50 °C durante al menos 24 horas y se moldearon piezas de prueba con forma de mancuerna de tipo I de acuerdo con la norma ASTM D638 mediante una máquina de moldeo por inyección (J150EII-P fabricada por JSW). Las piezas de prueba con forma de mancuerna de tipo I resultantes se usaron con una máquina de prueba universal "Instron" (nombre comercial registrado) (fabricada por Instron). En la presente invención, la resistencia a la tracción es la carga en el punto de rotura dividida por el área de la sección transversal y este valor se utilizó para la resistencia a la tracción atp de la resina termoplástica (c).
(Método de evaluación 7) Diámetro de fibra 9c del sustrato poroso (C)
El laminado se incrustó en una resina epoxi de modo que se pudieran observar 50 posiciones seleccionadas arbitrariamente en la dirección del espesor y en la dirección perpendicular a la dirección del espesor del sustrato poroso (C) y después del curado de la resina epoxi, la superficie a observar fue pulida para preparar la muestra para la observación de la sección transversal. La imagen de toda la sección transversal del laminado se tomó con el microscopio de medición de perfil 3D de color ultraprofundo VK-9500 (unidad de control)/VK-9510 (unidad de medición) (fabricado por KEYENCE) con un aumento de x200. En la imagen de toda la sección transversal, se midió el diámetro del círculo del sustrato poroso (C) usando una aplicación de analizador VK-H1A9. Luego se calculó su promedio para usarlo como el diámetro de fibra 9c del sustrato poroso (C).
(Método de evaluación 8) Fuerza de adherencia art, aht del artículo moldeado integrado
Se midieron la fuerza de adherencia art a la temperatura ambiente de 23 °C y la fuerza de adherencia aht en atmósfera de alta temperatura de 120 °C para el artículo moldeado integrado que comprende el laminado y el elemento adicional de acuerdo con "Adhesives: Determination of tensile lap-shear strength of rigid-to-rigid bonded assemblies" definido en la norma JIS-K6850 (1999). Si bien el método utilizado para la integración del laminado y el elemento adicional es diferente al de los Ejemplos, el laminado y el elemento adicional se adhirieron de modo que la longitud de la adhesión fuera de 12,5 ± 0,25 mm, y luego, la pieza de ensayo se cortó de modo que la anchura fuera de 25,0 ± 0,25 mm. La pieza de prueba resultante se fijó firmemente a los mandriles en la parte superior e inferior de la máquina de prueba de tracción ("Instron" (nombre comercial registrado) 5565 máquina de prueba universal fabricada por Instron) y después de dejarla en una cámara con la atmósfera a una temperatura de 23 °C o 120 °C durante 10 minutos, la evaluación se realizó a una velocidad de tracción de 1,6 mm/minuto para una probeta número n de 5. La fuerza de adhesión del artículo moldeado integrado se calculó a partir de la carga de rotura máxima P, el ancho B de la pieza de prueba y la longitud de adhesión L en este punto usando la siguiente ecuación:
art, aht = P/(B x L)
Los resultados se evaluaron A cuando la art y la aht eran de al menos 20 MPa, B cuando la art y la aht eran al menos 10 MPa e inferiores a 20 MPa, C cuando art y aht eran al menos 5 MPa e inferiores a 10 MPa y D cuando art y aht eran inferiores a 5 MPa.
(Método de evaluación 9) Estado del hueco continuo (permeabilidad al aire) del sustrato poroso (C)
Usando el sustrato poroso (C), el estado del hueco continuo (permeabilidad al aire) del sustrato poroso (C) se midió de acuerdo con el método de prueba de permeabilidad al aire tipo Frazir en "Test method for nonwovens: permeability to air" definido en la norma JlS-L1913 (2010).
(Método de evaluación 10) Coeficiente de dilatación térmica de cada material
Se evaluó el coeficiente de dilatación térmica de los materiales haciendo referencia al "Testing method for linear thermal expansion coefficient of plastics by thermomechanical analysis" definido en la norma JIS K7197 (1991). Los materiales de los ejemplos, ejemplos de referencia o ejemplos comparativos se usaron para la pieza de prueba utilizada en la evaluación. La pieza de prueba se fabricó de modo que un lado tuviera una longitud de 5 mml. El número de la medición fue n = 5 y el promedio se utilizó para el coeficiente de dilatación térmica de cada material.
<Materiales usados>
[Fibra de refuerzo 1 (A-1)]
Se obtuvo una fibra de carbono continua con un número total de filamentos de 12.000 mediante hilado y cocción utilizando un polímero que comprende principalmente poliacrilonitrilo. La fibra de carbono continua se sometió a un tratamiento superficial electrolítico y se secó en aire caliente a 120 °C para obtener la fibra de carbono 1 (A-1). La fibra de carbono 1 (A-1) tenía las propiedades que se describen a continuación.
Densidad: 1,80 g/cm3
Diámetro del monofilamento: 7 |jm
Resistencia a la tracción: 4,9 GPa
Módulo de tracción: 230 GPa
[Resina termoendurecible 1 (B-1)]
40 partes en peso de EPOTOHTO YD128 (fabricado por Tohto Kasei Co., Ltd ), 20 partes en peso de EPOTOHTO YD128G (fabricado por Tohto Kasei Co., Ltd.), 20 partes en peso de Epikote 1001 (fabricado por Japan Epoxy Resin) y 20 partes en peso de Epikote 1009 (fabricado por Japan Epoxy Resin) como resinas epoxi; 4 partes en peso de DICY7 (fabricado por Japan Epoxy Resin, diciano diamida) y 3 partes en peso de DCMU99 (3-(3,4-diclorofenil)-1,1-dimetilurea fabricado por Hodogaya Chemical Co., Ltd.) como agente de curado; y 5 partes en peso de Vinylec K (polivinil formal fabricado por Chisso Corporation) como aditivo se mezclaron para obtener la resina termoendurecible 1 (B-1).
Coeficiente de dilatación térmica: 60 x 10'6/°C
[Resina termoendurecible 2 (B-2)]
100 partes en peso de ELM434 (tetraglicidil diaminodifenilmetano fabricado por Sumitomo Chemical) como resina epoxi, 15 partes en peso de NONFLEX H (N,N'-difenil-p-fenilendiamina fabricado por Seiko Chemical Corporation) como compuesto de amina y 30 partes en peso de "Seikacure" S (4,4'-diaminodifenilsulfona fabricado por Wakayama Seika ) como agente de curado se mezclaron para obtener una resina termoendurecible 2 (B-2).
Coeficiente de dilatación térmica: 55 x 10'6/°C
[Resina termoplástica 1 (D-1)]
Se preparó un sustrato de película que tenía un espesor de 100 jm presionando en caliente gránulos de una resina de Pp ("Prime Polypro" J226E fabricado por Prime Polymer) para obtener la resina termoplástica 1 (D-1).
Coeficiente de dilatación térmica: 110 x 10'6/°C
[Resina termoplástica 2 (D-2)]
Se preparó un sustrato de película que tenía un espesor de 100 |jm presionando en caliente gránulos de una resina Ny6 ("Amilan" CM1017 fabricada por TORAY) para obtener la resina termoplástica 2 (D-2).
Coeficiente de dilatación térmica: 80 x 10'6/°C
[Material preimpregnado 1 (P-1)]
Usando fibra de refuerzo 1 (A-1) para la fibra de refuerzo (A) y resina termoendurecible 1 (B-1) para la resina termoendurecible (B), la fibra de refuerzo 1 (A-1) se alineó en una dirección para formar una alineación de fibras de refuerzo que comprende muchas fibras de refuerzo, y la resina termoendurecible (B) se impregnó en la fibra de refuerzo (A) para que el contenido de la fibra de refuerzo estuviera en una proporción en peso (Wf) de 67 % para obtener el materia preimpregnado 1 (P-1).
[Material preimpregnado 2 (P-2)]
Se repitió el procedimiento de fabricación del preimpregnado 1 (P-1) excepto por el uso de la resina termoendurecible 2 (B-2) para la resina termoendurecible (B) y la resina termoendurecible (B) se impregnó en la fibra de refuerzo (A ) para obtener el material preimpregnado 2 (P-2).
[Material preimpregnado 3 (P-3)]
Usando la resina termoplástica 1 (D-1) para la resina termoplástica (D), la fibra de refuerzo 1 (A-1) se alineó en una dirección para formar una alineación de fibras de refuerzo que comprende muchas fibras de refuerzo, y la fibra de refuerzo (A) y la resina termoplástica (D) se dispusieron de modo que el contenido de la fibra de refuerzo fuera en una proporción en peso (Wf) del 67 %. El conjunto se colocó en una máquina de prensa a la temperatura de la placa caliente de 170 °C y se aplicó presión para la impregnación de la resina termoplástica (D). Con el calor y la presión aplicados, se dejó enfriar el conjunto a 100 °C para obtener el material preimpregnado 3 (P-3).
[Material preimpregnado 4 (P-4)]
Usando la resina termoplástica 2 (D-2) para la resina termoplástica (D), la fibra de refuerzo 1 (A-1) se alineó en una dirección para formar una alineación de fibras de refuerzo que comprende muchas fibras de refuerzo, y la fibra de refuerzo (A) y la resina termoplástica (D) se dispusieron de modo que el contenido de la fibra de refuerzo fuera en una proporción en peso (Wf) del 67 %. El conjunto se colocó en una máquina de prensa a la temperatura de la placa caliente de 250 °C y se aplicó presión para la impregnación de la resina termoplástica (D). Con el calor y la presión aplicados, se dejó enfriar el conjunto a 140 °C para obtener el material preimpregnado 4 (P-4).
[Sustrato poroso 1 (C-1)]
Se preparó un sustrato no tejido usando gránulos de una resina PPS ("TORELINA" M2888 fabricada por TORAY) mediante soplado en fusión para usar como sustrato poroso 1 (C-1). El sustrato poroso 1 (C-1) tenía las siguientes propiedades.
Densidad: 1,34 g/cm3
Diámetro del monofilamento: 7,8 jm
Punto de fusión: 278 °C
Peso por unidad de superficie: 40 g/m2
Resistencia a la tracción: 50 MPa
Coeficiente de dilatación térmica: 75 x 10'6/°C
Grosor: 0,2 mm
Permeabilidad al aire: 100 cm3/cm2 s
[Sustrato poroso 2 (C-2)]
Se preparó un sustrato no tejido utilizando gránulos de una resina PEEK ("VICTREX" PEEK 90P fabricada por VICTREX) mediante soplado en fusión para usar como sustrato poroso 2 (C-2). El sustrato poroso 2 (C-2) tenía las siguientes propiedades.
Densidad: 1,30 g/cm3
Diámetro del monofilamento: 7,5 jm
Punto de fusión: 343 °C
Peso por unidad de superficie: 40 g/m2
Resistencia a la tracción: 100 MPa
Coeficiente de dilatación térmica: 70 x 10'6/°C
Grosor: 0,2 mm
Permeabilidad al aire: 90 cm3/cm2 s
[Sustrato poroso 3 (C-3)]
Se preparó un sustrato no tejido usando gránulos de una resina PES ("SUMIKAEXCEL" 4100G fabricada por Sumitomo Chemical Company) mediante soplado en fusión para usar como sustrato poroso 3 (C-3). El sustrato poroso 3 (C-3) tenía las siguientes propiedades.
Densidad: 1,37 g/cm3
Diámetro del monofilamento: 7,5 pm
Punto de reblandecimiento: 226 °C
Peso por unidad de superficie: 40 g/m2
Resistencia a la tracción: 84 MPa
Coeficiente de dilatación térmica: 60 x 10'6/°C
Grosor: 0,2 mm
Permeabilidad al aire: 120 cm3/cm2 s
[Sustrato poroso 4 (C-4)]
Se preparó un sustrato no tejido utilizando gránulos de una resina Ny6 ("Amilan" CM1017 fabricada por TORAY) mediante soplado en fusión para usar como sustrato poroso 4 (C-4). El sustrato poroso 4 (C-4) tenía las siguientes propiedades.
Densidad: 1,13 g/cm3
Diámetro del monofilamento: 7,0 pm
Punto de fusión: 225 °C
Peso por unidad de superficie: 40 g/m2
Resistencia a la tracción: 85 MPa
Coeficiente de dilatación térmica: 80 x 10'6/°C
Grosor: 0,2 mm
Permeabilidad al aire: 80 cm3/cm2 s
[Sustrato poroso 5 (C-5)]
Se cortaron multifilamentos de una resina de PPS a una longitud de 25 mm para obtener fibras cortadas, y las fibras cortadas se introdujeron en un abridor para obtener un conjunto de fibras de PPS floculado en el que apenas estaba presente el haz de fibras de PPS de ancho original. Este conjunto de fibras de PPS se cardó en una cardadora que tenía un rodillo cilindrico que tenía un diámetro de 600 mm para obtener un sustrato poroso 5 que comprendía una estera cardada.
Densidad: 1,34 g/cm3
Diámetro del monofilamento: 10 pm
Punto de fusión: 278 °C
Peso por unidad de superficie: 40 g/m2
Resistencia a la tracción: 81 MPa
Coeficiente de dilatación térmica: 75 x 10'6/°C
Grosor: 0,3 mm
Permeabilidad al aire: 100 cm3/cm2 s
[Sustrato poroso 6 (C-6)]
Se produjo una malla que comprende una fibra de PPS que tiene un diámetro de fibra de 150 pm como sustrato poroso 6 (C-6). El sustrato poroso 6 (C-6) tenía las siguientes propiedades.
Densidad: 1,34 g/cm3
Punto de fusión: 278 °C
Malla: 60 hilos/pulgada (en dirección máquina y transversal)
Área de abertura: 38 %
Peso por unidad de superficie: 75 g/m2
Resistencia a la tracción: 80 MPa
Coeficiente de dilatación térmica: 75 x 10'6/°C
Grosor: 0,3 mm
Permeabilidad al aire: 50 cm3/cm2 s
[Sustrato poroso 7 (C-7)]
Se preparó un sustrato no tejido usando gránulos de una resina PPS ("TORELINA" M2888 fabricada por TORAY) mediante soplado en fusión para usar como sustrato poroso 7 (C-7). El sustrato poroso 7 (C-7) tenía las siguientes propiedades.
Densidad: 1,34 g/cm3
Diámetro del monofilamento: 7,8 |jm
Punto de fusión: 278 °C
Peso por unidad de superficie: 80 g/m2
Resistencia a la tracción: 50 MPa
Coeficiente de dilatación térmica: 75 x 10'6/°C
Grosor: 0,4 mm
Permeabilidad al aire: 70 cm3/cm2 s
[Sustrato poroso 8 (C-8)]
Se preparó un sustrato de película que tenía un espesor de 100 jm prensando en caliente gránulos de una resina de PPS ("TORELINA" M2888 fabricada por TORAY). A la película resultante se le proporcionaron aberturas que tenían un diámetro de 10 mm con un paso de 14 mm para preparar un sustrato poroso 8 (C-8) de una película perforada que tenía una tasa de abertura del 46 %.
Densidad: 1,34 g/cm3
Punto de fusión: 278 °C
Tasa de apertura: 46 %
Peso por unidad de superficie: 72 g/m2
Resistencia a la tracción: 50 MPa
Coeficiente de dilatación térmica: 75 x 10'6/°C
Grosor: 0,1 mm
Permeabilidad al aire: 80 cm3/cm2 s
[Sustrato poroso 9 (C-9)]
Se preparó un sustrato no tejido utilizando gránulos de una resina de PP ("Prime Polypro" J226E fabricada por Prime Polymer) mediante soplado en fusión para usar como sustrato poroso 9 (C-9). El sustrato poroso 9 (C-9) tenía las siguientes propiedades.
Densidad: 0,91 g/cm3
Diámetro del monofilamento: 6,0 jm
Punto de fusión: 150 °C
Peso por unidad de superficie: 40 g/m2
Resistencia a la tracción: 29 MPa
Coeficiente de dilatación térmica: 110 x 10'6/°C
Grosor: 0,2 mm
Permeabilidad al aire: 60 cm3/cm2 s
[Película de resina 1 (F-1)]
Se preparó un sustrato de película que tenía un espesor de 100 jm presionando en caliente gránulos de una resina de PpS ("TORELINA" M2888 fabricada por TORAY) para fabricar la película de resina 1 (F-1).
Densidad: 1,34 g/cm3
Punto de fusión: 278 °C
Peso por unidad de superficie: 134 g/m2
Resistencia a la tracción: 50 MPa
Coeficiente de dilatación térmica: 75 x 10'6/°C
Grosor: 0,1 mm
Permeabilidad al aire: 0 cm3/cm2 s
(Ejemplo 1-1: Laminado 1)
Se utilizó el material preimpregnado 1 (P-1) preparado usando la fibra de refuerzo 1 (A-1) para la fibra de refuerzo (A) y la resina termoendurecible 1 (B-1) para la resina termoendurecible (B). El sustrato poroso 1 (C-1) se utilizó para el sustrato poroso (C). A partir de estos materiales preimpregnados 1 (P-1) y sustrato poroso 1 (C-1), se cortaron 13 láminas preimpregnadas rectangulares y 1 sustrato poroso rectangular 1 (C-1) que tenía el tamaño predeterminado. La figura 7 es una vista esquemática de estas 13 láminas preimpregnadas y 1 sustrato poroso.
Las láminas se laminaron una a una desde abajo (como muestra la flecha A) de modo que la dirección de la fibra y los materiales fueran [(C-1)/(P-1)90°/(P-1)0°/( P-1)90°/(P-1)0°/(P-1)90°/(P-1)0°/(P-1)90°/(P-1)0°/(P- 1)90°/(P -1)0°/(P1)90°/(P-1)0°/(P-1)90°] desde el lado superior con la condición de que la dirección del lado más largo lado de las láminas recortadas en forma rectangular es 0°. De este modo se obtuvo la preforma 1.
A continuación, la preforma 1 se calentó a 160 °C durante 30 minutos en una máquina de moldeo a presión con una presión superficial de 0,6 MPa para curar la resina termoendurecible. Después del curado, la preforma se enfrió a temperatura ambiente para obtener el laminado 1 que tenía un espesor promedio de 1,6 mm. El laminado 1 resultante tenía las propiedades que se muestran en la Tabla 1.
(Ejemplo 1-2: Artículo moldeado integrado 1)
Un laminado 1 que se había recortado a una forma capaz de insertarse en el molde se colocó en un molde de moldeo por inyección para fabricar el artículo 1 moldeado integrado que se muestra en la figura 8. Mientras tanto, para el elemento adicional se utilizaron gránulos reforzados con fibra ("TORELINA" A504X90 fabricado por TORAY) que comprenden una resina PPS (resina de matriz) que tiene un contenido de fibra de vidrio en proporción en peso (Wf) del 40 %. Mediante el uso de estos gránulos, un artículo moldeado por inyección con la forma como se muestra en la figura 8 se formó mediante moldeo por inyección para fabricar así el artículo 1 moldeado integrado. El moldeo por inyección se realizó utilizando una máquina de moldeo por inyección J150EII-P fabricada por JSW a una temperatura del cilindro de 320 °C y una temperatura del molde de 130 °C. El artículo 1 moldeado integrado resultante tenía las propiedades que se muestran en la Tabla 1.
(Ejemplo 2-1: Laminado 2)
Se repitió el procedimiento del Ejemplo 1-1 excepto que se usó el sustrato poroso 2 (C-2) preparado usando resina PEEK para la resina termoplástica (c) para el sustrato poroso para obtener el laminado 2 con un espesor promedio de 1.6 mm. El laminado 2 resultante tenía las propiedades que se muestran en la Tabla 1.
(Ejemplo 2-2: Artículo moldeado integrado 2)
Para el elemento adicional, se utilizaron gránulos reforzados con fibra ("VICTREX" PEEK 90GL30 fabricado por VICTREX) que comprenden una resina PEEK (resina matriz) que tiene un contenido de fibra de vidrio en proporción en peso (Wf) del 30 %. Se repitió el procedimiento del Ejemplo 1-2 excepto que se usó el laminado 2 resultante para el laminado, la temperatura del cilindro fue de 370 °C y la temperatura del molde fue de 160 °C para obtener el artículo 2 moldeado integrado.
(Ejemplo 3-1: Laminado 3)
Se repitió el procedimiento del Ejemplo 1-1 excepto que el sustrato poroso 3 (C-3) preparado usando resina PES para la resina termoplástica (c) se usó para el sustrato poroso para obtener el laminado 3 con un espesor promedio de 1,6 mm. El laminado 3 resultante tenía las propiedades que se muestran en la Tabla 1.
(Ejemplo 3-2: Artículo moldeado integrado 3)
Para el elemento adicional, se utilizaron gránulos reforzados con fibra ("SUMIKAEXCEL" 3601GL30 fabricado por Sumitomo Chemical Company) que comprenden una resina PES (resina matriz) que tiene un contenido de fibra de vidrio en proporción en peso (Wf) del 30 %. Se repitió el procedimiento del Ejemplo 1-2 excepto que se usó el laminado 3 resultante para el laminado, la temperatura del cilindro fue de 360 °C y la temperatura del molde fue de 140 °C para obtener el artículo 3 moldeado integrado.
(Ejemplo 4-1: Laminado 4)
Se repitió el procedimiento del Ejemplo 1-1 excepto que el sustrato poroso 4 (C-4) preparado usando resina Ny6 para la resina termoplástica (c) se usó para el sustrato poroso para obtener el laminado 4 con un espesor promedio de 1.6 mm. El laminado 4 resultante tenía las propiedades que se muestran en la Tabla 1.
(Ejemplo 4-2: Artículo moldeado integrado 4)
Para el elemento adicional, se utilizaron gránulos reforzados con fibra (gránulos "TORAYCA" TLP1060 fabricados por TORAY) que comprenden una resina Ny6 (resina de matriz) que tiene un contenido de fibra de vidrio en proporción en peso (Wf) del 30 %. Se repitió el procedimiento del Ejemplo 1-2 excepto que se usó el laminado 4 resultante para el laminado, la temperatura del cilindro fue de 260 °C y la temperatura del molde fue de 80 °C para obtener el artículo 4 moldeado integrado.
(Ejemplo 5-1: Laminado 5)
Se repitió el procedimiento del Ejemplo 1-1 excepto que se usó sustrato poroso 5 (C-5) que comprende una estera cardada como sustrato poroso para obtener el laminado 5 que tiene un espesor promedio de 1,6 mm. El laminado 5 resultante tenía las propiedades que se muestran en la Tabla 1.
(Ejemplo 5-2: Artículo moldeado integrado 5)
Se repitió el procedimiento del Ejemplo 1-2 excepto que el laminado 5 resultante se usó para el laminado para obtener el artículo 5 moldeado integrado.
(Ejemplo 6-1: Laminado 6)
Se repitió el procedimiento del Ejemplo 1-1 excepto que el sustrato poroso utilizado fue el sustrato poroso 6 (C-6) que comprende una resina de PPS para obtener el laminado 6 que tiene un espesor promedio de 1,6 mm. El laminado 6 resultante tenía las propiedades que se muestran en la Tabla 1.
(Ejemplo 6-2: Artículo moldeado integrado 6)
Se repitió el procedimiento del Ejemplo 1-2 excepto que el laminado 6 resultante se usó para el laminado para obtener el artículo 6 moldeado integrado.
(Ejemplo 7-1: Laminado 7)
Se repitió el procedimiento del Ejemplo 1-1 excepto que el sustrato poroso utilizado fue el sustrato poroso 7 (C-7) que comprende una resina de PPS para obtener el laminado 7 que tiene un espesor promedio de 1,6 mm. El laminado 7 resultante tenía las propiedades que se muestran en la Tabla 1.
(Ejemplo 7-2: Artículo moldeado integrado 7)
Se repitió el procedimiento del Ejemplo 1-2 excepto que el laminado 7 resultante se usó para el laminado para obtener el artículo 7 moldeado integrado.
(Ejemplo 8-1: Laminado 8)
Se repitió el procedimiento del Ejemplo 1-1 para obtener el laminado 8. El laminado 8 resultante tenía las propiedades que se muestran en la Tabla 2.
(Ejemplo 8-2: Artículo moldeado integrado 8)
Se produjeron placas que tenían la misma forma que el laminado 8 mediante moldeo por inyección usando el laminado 8 resultante para el laminado y los gránulos de resina de PPS usados en el Ejemplo 1-2 para el elemento adicional. Estas se laminaron como se muestra en la figura 9(a) y se aplicó una presión superficial de 1,0 MPa mediante una máquina de moldeo a presión a la temperatura del molde de 320 °C. Después de presionar durante 5 minutos, se terminó el calentamiento y se aplicó agua de enfriamiento al interior del molde y se continuó el enfriamiento con la aplicación de presión hasta que la temperatura del molde fue de 100 °C (Figura 9(b)). Después del enfriamiento, se abrió el molde para recuperar el artículo moldeado (figura 9(c)) para obtener de este modo el artículo moldeado 8 integrado.
(Ejemplo 9-1: Laminado 9)
Se repitió el procedimiento del Ejemplo 1-1 excepto que el sustrato poroso utilizado fue el sustrato poroso 8 (C-8) que comprende una resina de PPS para obtener el laminado 9 que tiene un espesor promedio de 1,6 mm. El laminado 9 resultante tenía las propiedades que se muestran en la Tabla 2.
(Ejemplo 9-2: Artículo moldeado integrado 9)
Se repitió el procedimiento del Ejemplo 1-2 excepto que el laminado 9 resultante se usó para el laminado para obtener el artículo 9 moldeado integrado.
(Ejemplo 10-1: Laminado 10)
Se repitió el procedimiento del Ejemplo 1-1 excepto que el material preimpregnado 2 (P-2) preparado usando la resina termoendurecible 2 (B-2) se usó para la resina termoendurecible (B) y que la resina termoendurecible se curó calentando a una temperatura de 180 °C durante 2 horas para obtener el laminado 10 que tiene un espesor promedio de 1,6 mm. El laminado 10 resultante tenía las propiedades mostradas en la Tabla 2.
(Ejemplo 10-2: Artículo moldeado integrado 10)
Se repitió el procedimiento del Ejemplo 1-2 excepto que el laminado 10 resultante se usó para el laminado para obtener el artículo 10 moldeado integrado.
(Ejemplo 11-1: Laminado 11)
Se repitió el procedimiento del Ejemplo 1-1 excepto que se usó el sustrato poroso 9 (C-9) que comprende una resina de p P para el sustrato poroso y la resina termoendurecible se curó calentando a 130 °C durante 2 horas para obtener el laminado 11 que tenía un espesor promedio de 1,6 mm. El laminado resultante 11 tenía las propiedades que se muestran en la Tabla 2.
(Ejemplo 11-2: Artículo moldeado integrado 11)
El laminado 11 resultante se usó para el laminado y se usaron gránulos reforzados con fibra ("Prime Polypro" V7000 fabricado por Prime Polymer) que comprenden una resina de PP (resina matriz) que tiene un contenido de fibra de vidrio en proporción en peso (Wf) del 20 % para el elemento adicional. Se repitió el procedimiento del Ejemplo 1-2 excepto que se usaron estos gránulos y la temperatura del cilindro fue de 230 °C y la temperatura del molde fue de 60 °C para obtener el artículo 11 moldeado integrado.
(Ejemplo de referencia 12-1: Laminado 12)
Se repitió el procedimiento del Ejemplo 1-1 excepto que el preimpregnado 3 (P-3) preparado usando la resina termoplástica 1 (D-1) se usó para la resina termoplástica (D) y que la resina termoplástica se fundió a una temperatura elevada de 170 °C durante 10 minutos aplicando presión y luego se enfrió bajo presión hasta que la temperatura de la placa caliente fue de 100 °C para obtener así el laminado 12 que tiene un espesor promedio de 1,6 mm. El laminado 12 resultante tenía las propiedades mostradas en la Tabla 2.
(Ejemplo de referencia 12-2: Artículo moldeado integrado 12)
Se repitió el procedimiento del Ejemplo 1-2 excepto que el laminado 12 resultante se usó para el laminado para obtener el artículo 12 moldeado integrado.
(Ejemplo de referencia 13-1: Laminado 13)
Se repitió el procedimiento del Ejemplo 1-1 excepto que el preimpregnado 4 (P-4) preparado usando la resina termoplástica 1 (D-2) se usó para la resina termoplástica (D) y que la resina termoplástica se fundió a una temperatura elevada de 250 °C durante 10 minutos aplicando presión y luego se enfrió bajo presión hasta que la temperatura de la placa caliente fue de 140 °C para obtener así el laminado 13 que tiene un espesor promedio de 1,6 mm. El laminado 13 resultante tenía las propiedades mostradas en la Tabla 2.
Ejemplo de referencia 13-2: Artículo moldeado integrado 13)
Se repitió el procedimiento del Ejemplo 1-2 excepto que el laminado 13 resultante se usó para el laminado para obtener el artículo 13 moldeado integrado.
(Ejemplo comparativo 1-1: Laminado 14)
Se repitió el procedimiento del Ejemplo 1-1 excepto que el sustrato poroso utilizado fue el sustrato poroso 9 (C-9) que comprende una resina de PP para obtener el laminado 10 que tiene un espesor promedio de 1,6 mm. El laminado 14 resultante tenía las propiedades mostradas en la Tabla 3.
(Ejemplo comparativo 1-2: Artículo moldeado integrado 15)
Para el elemento adicional, se utilizaron gránulos reforzados con fibra ("Prime Polypro" E7000 fabricado por Prime Polymer) que comprenden una resina de PP (resina de matriz) que tiene un contenido de fibra de vidrio en proporción en peso (Wf) del 30 %. Se repitió el procedimiento del Ejemplo 1-2 excepto que se usó el laminado 15 resultante para el laminado, la temperatura del cilindro fue de 230 °C y la temperatura del molde fue de 60 °C para obtener el artículo 15 moldeado integrado.
(Ejemplo comparativo 2-1: Laminado 16)
Se repitió el procedimiento del Ejemplo 1-1 excepto que se usaron el sustrato poroso 1 (C-1) y el sustrato poroso 9 (C-9) para el sustrato poroso y la constitución del laminado (desde el lado superior) fue [(C- 1)/(C-9)/ (P-1)90°/(P-1)0°/(P-1)90°/(P-1)0°/(P-1)90°/( P-1)0°/(P-1)90°/(P-1)0°/(P-1)90°/(P-1)0°/(P-1)90°/(P- 1)0°/(P-1)90°] para obtener el laminado 16 que tiene un espesor promedio de 1,6 mm. El laminado resultante 16 tenía las propiedades que se muestran en la Tabla 3.
(Ejemplo comparativo 2-2: Artículo moldeado integrado 16)
Se repitió el procedimiento del Ejemplo 1-2 excepto que el laminado 16 resultante se usó para el laminado para obtener el artículo 16 moldeado integrado.
(Ejemplo comparativo 3-1: Laminado 17)
Se repitió el procedimiento del Ejemplo 1-1 excepto que no se usó el sustrato poroso para obtener el laminado 17 que tenía un espesor promedio de 1,6 mm. El laminado 17 resultante tenía las propiedades que se muestran en la Tabla 3.
(Ejemplo comparativo 3-2: Artículo moldeado integrado 17)
Se repitió el procedimiento del Ejemplo 1-2 excepto que el laminado 17 resultante se usó para el laminado para obtener el artículo 17 moldeado integrado.
(Ejemplo comparativo 4-1: Laminado 18)
Se repitió el procedimiento del Ejemplo 1-1 excepto que se usó la película de resina 1 (F-1) en lugar del sustrato poroso para obtener el laminado 18 que tenía un espesor promedio de 1,6 mm. El laminado resultante 18 tenía las propiedades que se muestran en la Tabla 3.
(Ejemplo comparativo 4-2: Artículo moldeado integrado 18)
Se repitió el procedimiento del Ejemplo 1-2 excepto que el laminado 18 resultante se usó para el laminado para obtener el artículo 18 moldeado integrado.
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En los ejemplos 1 a 11, los laminados y los artículos moldeados integrados obtenidos exhibieron una alta capacidad de adhesión con el elemento adicional. En los ejemplos 1 a 11, los laminados y los artículos moldeados integrados obtenidos exhibieron una alta capacidad de adhesión en atmósfera de temperatura normal y temperatura alta. Dichos efectos son el resultado de la formación de la capa de resina adhesiva firme por el sustrato poroso (C) y la resina termoendurecible (B) y la adhesión simultánea con la resina termoplástica (c) habilitada por el alto punto de fusión o el alto punto de reblandecimiento. Además, es la formación de la estructura co-continua por la resina termoendurecible (B) y el sustrato poroso (C) lo que ha permitido la fabricación del laminado y el artículo moldeado integrado que tiene la mayor fuerza de adhesión. Adicionalmente, en el moldo para la fabricación del laminado de la presente invención, no hay necesidad de considerar la relación entre las condiciones de temperatura de calentamiento usadas en el curado de la resina termoendurecible (B) y el punto de fusión y el punto de reblandecimiento del sustrato poroso (C) y la realización de la excelente trabajabilidad de moldeo es obvia.
Por otro lado, la resistencia satisfactoria a la adhesión térmica no se logró en los Ejemplos Comparativos 1 y 2 ya que la resistencia a la adhesión térmica no se pudo lograr utilizando una resina termoplástica que se funde o ablanda en las condiciones de temperatura de calentamiento utilizadas en el curado de la resina termoendurecible en la formación de la capa de adhesión para la adhesión con el elemento adicional. En el ejemplo comparativo 3, la realización de la capacidad de adhesión con el elemento adicional fue difícil debido a la ausencia en la capa superficial del sustrato poroso que debería contribuir a la capacidad de adhesión. Además, en el Ejemplo comparativo 4, se produjo desprendimiento en el borde entre la resina termoendurecible y la película de resina termoplástica y la integración con el elemento adicional fue difícil a pesar de la presencia de la resina termoplástica que era la misma que el elemento adicional porque la formación de una capa de resina adhesiva fuerte no fue posible por simplemente disponer la resina termoplástica en forma de una capa con la resina termoendurecible.
Aplicabilidad industrial
El laminado de la presente invención muestra una excelente resistencia a la adhesión térmica ya que una capa de resina adhesiva que tiene una mayor resistencia al calor en comparación con los laminados convencionales se forma fácil y firmemente sobre la superficie del laminado. Además, el laminado de la presente invención se puede preparar fácilmente en un artículo moldeado integrado que tiene una alta resistencia a la adhesión térmica por fusión térmica utilizando la resina termoplástica presente en la superficie. Adicionalmente, el método de fabricación del laminado de la presente invención es excelente porque una capa de resina adhesiva que tiene una alta resistencia al calor puede formarse más firme y fácilmente sobre la superficie del laminado en comparación con los métodos de fabricación de laminados convencionales. Por consiguiente, el laminado y el artículo moldeado integrado de la presente invención están bien adaptados para amplias aplicaciones que incluyen carcasas y piezas para equipos eléctricos y electrónicos, partes de automóviles y partes relacionadas con vehículos, piezas relacionadas con la industria aeroespacial y piezas relacionadas con la ingeniería civil y la construcción.
Explicación de los numerales
1 sustrato poroso (C) que comprende la resina termoplástica (c)
2 resina termoendurecible (B)
3 laminado
4 resina de refuerzo de fibra que comprende la fibra de refuerzo (A) y la resina termoendurecible (B)
5 capa de estructura co-continua que comprende el sustrato poroso (C) y la resina termoendurecible (B) 6 capa no impregnada del sustrato poroso (C) que no tiene la resina termoendurecible (B) impregnada 7 preforma
8 fibra de refuerzo (A)
9 sustrato (p)
10 resina termoendurecible (B)
11 material preimpregnado
12 sustrato (P)
13 superficie del laminado
14 sustrato poroso expandido (C) después de fundirse o reblandecerse
15 elemento adicional
16 molde (lado móvil)
17 molde (lado fijo)
18 máquina de moldeo por inyección
19 material de moldeo por inyección (elemento adicional)
20 artículo moldeado integrado

Claims (12)

REIVINDICACIONES
1. Un laminado (3) para un artículo moldeado integrado que comprende:
un sustrato poroso C (1) que comprende una resina termoplástica c,
una fibra de refuerzo A (8), y
una resina termoendurecible B (2, 10),
en el que
el sustrato poroso C (1) tiene espacios que son continuos y permiten el paso de gases y líquidos de una superficie a la otra superficie del sustrato poroso C en la dirección del espesor del laminado (3) y un punto de fusión o un punto de reblandecimiento que es superior a 180 °C y caracterizado por que
el sustrato poroso C (1) está expuesto sobre dicha superficie del laminado (3) en un grado de al menos el 10 % con respecto a la superficie.
2. Un laminado (3) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el sustrato poroso C (1) es un sustrato continuo.
3. Un laminado (3) de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, en el que la resina termoendurecible B (2, 10) y el sustrato poroso C (1) forman una estructura co-continua.
4. Un artículo moldeado integrado (4) que comprende el laminado (3) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 moldeado integralmente con un elemento adicional (15).
5. Un artículo moldeado integrado (4) del laminado (3) de acuerdo con la reivindicación 3 con un elemento adicional (15), en el que el coeficiente de dilatación térmica Eb de la resina termoendurecible B (2, 10) < coeficiente de dilatación térmica Ec del sustrato poroso C (1).
6. Un artículo moldeado integrado (4) de acuerdo con la reivindicación 5, en el que el sustrato poroso C (1) es un sustrato continuo.
7. Un método para fabricar un laminado (3) para un artículo moldeado integrado que comprende:
un sustrato poroso C (1) que comprende una resina termoplástica c,
una fibra de refuerzo A (8), y
una resina termoendurecible B (2, 10)
en donde una preforma (7) preparada depositando un sustrato poroso C (1) que comprende una resina termoplástica c sobre la capa superficial de un sustrato p que comprende una fibra de refuerzo A (8) y una resina termoendurecible B (2, 10) es moldeada aplicando calor y presión,
en el que
se impregna la resina termoendurecible B (2, 10) en el sustrato poroso C (1) y se cura en condiciones de temperatura que no excedan el punto de fusión y el punto de reblandecimiento del sustrato poroso C (1) para moldear la preforma (7), en donde el punto de fusión o el punto de reblandecimiento del sustrato poroso C (1) son superiores a 180 °C, el sustrato poroso C (1) tiene espacios que son continuos y permiten el paso de gases y líquidos de una superficie a la otra superficie del sustrato poroso C en la dirección del espesor del laminado (3), y el sustrato poroso C (1) está expuesto sobre al menos dicha superficie del laminado (3) en un grado de al menos el 10 % con respecto a la superficie.
8. Un método para fabricar el laminado (3) de acuerdo con la reivindicación 7, en el que el sustrato poroso C (1) es un sustrato continuo.
9. Un método para fabricar un artículo producto moldeado integrado (4) de acuerdo con la reivindicación 4, que comprende:
(i) una etapa de fabricar el laminado (3) y una etapa separada de integrar el laminado (3) con el elemento adicional (15); o
(ii) una etapa de integrar el laminado (3) obtenido por el método de acuerdo con las reivindicaciones 7 u 8 con el elemento adicional (15).
10. Un método para fabricar el artículo moldeado integrado (4) de acuerdo con las reivindicaciones 5 o 6, en el que el artículo moldeado es integrado por fusión térmica.
11. Un método para fabricar el artículo moldeado integrado (4) de la reivindicación 10, en el que se precalienta el laminado (3) para fundir o reblandecer el sustrato poroso C (1) y la integración se realiza presionando con el elemento adicional (15).
12. Un método para fabricar el artículo moldeado integrado (4) de las reivindicaciones 10 u 11, en el que el área del sustrato poroso C (1) expuesta a la superficie del laminado (13) después del precalentamiento y la aplicación de presión del laminado (3) es al menos el doble del área de exposición antes de la aplicación de precalentamiento y de presión.
ES15860179T 2014-11-18 2015-11-10 Moldeo integrado laminado, producto de moldeo integrado y método para fabricar el mismo Active ES2908839T3 (es)

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