ES2948569T3 - Laminado no tejido - Google Patents

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ES2948569T3 ES19187652T ES19187652T ES2948569T3 ES 2948569 T3 ES2948569 T3 ES 2948569T3 ES 19187652 T ES19187652 T ES 19187652T ES 19187652 T ES19187652 T ES 19187652T ES 2948569 T3 ES2948569 T3 ES 2948569T3
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layer
copolyester
layers
fibers
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English (en)
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Arun Prasad Venugopal
Gerhard Schoepping
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Carl Freudenberg KG
Original Assignee
Carl Freudenberg KG
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Abstract

El objeto de la invención es un laminado no tejido, que comprende en orden (A) a (E): - una capa no tejida hilada (A) que comprende fibras, que comprenden tereftalato de polietileno (PET) y copoliéster; - una capa no tejida hilada opcional (B). que comprende fibras, que comprenden tereftalato de polietileno (PET) y copoliéster, teniendo la capa no tejida (B) un mayor contenido de copoliéster que la capa no tejida (A); - una capa no tejida de fibras cortadas punzonadas (C), que comprende: o tereftalato de polietileno monocomponente (PET)) fibras cortadas (c1), yo fibras cortadas multicomponente (c2), que comprenden al menos un componente de tereftalato de polietileno (PET) y un componente de copoliéster; - una capa no tejida hilada opcional (D) que comprende fibras, que comprenden tereftalato de polietileno (PET) y copoliéster,teniendo la capa no tejida (D) un mayor contenido de copoliéster que la capa no tejida (E); - una capa no tejida hilada (E) que comprende fibras, que comprenden tereftalato de polietileno (PET) y copoliéster; en la que todas las capas están unidas por fusión entre sí. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Laminado no tejido
La invención se refiere a laminados no tejidos, artículos que comprenden dichos laminados no tejidos, usos de los mismos y procesos para producir los mismos.
Estado de la técnica
Los laminados no tejidos se utilizan en diversas aplicaciones. Los laminados no tejidos se utilizan, por ejemplo, como materiales de blindaje de carrocería inferior para aplicaciones automotrices. En general, los materiales de blindaje de carrocería inferior para aplicaciones automotrices se calientan y conforman para proporcionar blindajes de carrocería inferior deseados para su colocación dentro de un vehículo dado. Típicamente, dichos blindajes de carrocería inferior deben cumplir una serie de especificaciones de rendimiento rigurosas. Con el fin de cumplir con dichas especificaciones, se han sugerido en la técnica diferentes materiales de blindaje de carrocería inferior.
Algunos materiales de blindaje de carrocería inferior generalmente considerados comprenden artículos compuestos. El documento WO 2016/183079 A1 describe un artículo compuesto de este tipo que comprende una capa central porosa. La capa central contiene una pluralidad de fibras de refuerzo y un agente de esponjamiento. Sin embargo, la mezcla de fibras de refuerzo puede empeorar la procesabilidad de la capa central. Además, la mezcla de agente de esponjamiento puede dar lugar a una inestabilidad dimensional cuando el artículo se calienta y se conforma. La mezcla de fibras de refuerzo y/o agente de esponjamiento puede incrementar adicionalmente los costes del artículo de material compuesto.
Algunos materiales de blindaje de carrocería inferior generalmente considerados comprenden poliolefinas, como polipropileno. El documento EP 3489008 A1 describe un material de base no tejido que tiene una estructura de dos capas: una capa de material no tejido de fibra larga y una capa de material no tejido de fibra corta. Ambas capas de material no tejido comprenden poliéster. Una capa de polipropileno está dispuesta cerca de una superficie de contacto entre las dos capas de material no tejido. En general, los productos que contienen polipropileno son menos fáciles de reciclar. Además, el polipropileno tiene un punto de fusión de unos 160 °C, por lo que, posiblemente, puede dar lugar a características inferiores de resistencia térmica y problemas de inflamabilidad. Además, las fibras de poliéster y el polipropileno tienen diferentes propiedades en términos de, por ejemplo, alargamiento, resistencia a la tracción y similares. Por lo tanto, el uso simultáneo de poliéster y polipropileno puede impedir, posiblemente, la adaptación de las características de un producto final.
Algunos materiales de blindaje de carrocería inferior generalmente considerados comprenden capas de fibra cortada que están cosidas a capas hiladas. Sin embargo, al calentar dicho material estratificado, las capas de fibra cortada suelen contraerse, mientras que las capas hiladas no suelen contraerse. Esto puede dar como resultado el denominado efecto de piel de elefante. El efecto de la piel de elefante puede dar como resultado una mala apariencia estética. El efecto de piel de elefante puede dar como resultado además un producto moldeado que no es plano. Un producto moldeado que no es plano tendrá típicamente una resistencia a la flexión reducida. El documento US 2016/0288451 A1 describe un material cosido de fibra cortada como una capa central para una estructura estratificada moldeable que es particularmente adecuada para aplicaciones de carrocería inferior de vehículos. Una capa de la estructura estratificada puede contener fibras de poliéster cortadas y puede contener además un polímero aglutinante seleccionado de una fibra bicomponente. Una o dos capas exteriores de la estructura estratificada pueden ser capas de poliéster hiladas que, sin embargo, no contienen ningún copoliéster. El documento US 5.366.792 describe un material laminado no tejido que comprende un material laminado de una capa intermedia de un material no tejido soplado por fusión obtenido soplando por fusión una resina de tipo olefina, una capa interior y otra exterior de un material hilado no tejido que consiste principalmente en fibras de tipo poliéster y en donde las fibras están unidas entre sí localmente con una basta densidad, en donde las fibras que constituyen las capas interior y exterior se insertan en el material no tejido soplado por fusión y se entremezclan con fibras del material no tejido soplado por fusión o de materiales hilados no tejidos de los lados opuestos, de modo que las capas están acopladas entre sí como una estructura unitaria. Puede ser deseable mejorar aún más algunas de las propiedades de la estructura estratificada descrita.
Existe el deseo general de mejorar los laminados no tejidos conocidos en la técnica, en particular para su uso en aplicaciones de blindaje de carrocería inferior.
Problema subyacente a la invención
Es un objetivo de la presente invención proporcionar un laminado no tejido que supere, al menos parcialmente, los inconvenientes encontrados en la técnica.
Es otro objetivo de la presente invención proporcionar un laminado no tejido que pueda calentarse y conformarse fácilmente para proporcionar una configuración deseada, en particular un laminado no tejido que sea dimensionalmente estable cuando se calienta y conforma.
Es otro objetivo de la presente invención proporcionar un laminado no tejido que pueda contribuir a una reducción de los costes de los artículos que comprenden el laminado no tejido.
Es otro objetivo de la presente invención proporcionar un laminado no tejido que sea más fácil de reciclar, tenga mejores características de resistencia térmica y de no inflamabilidad y/o sea ventajosamente ligero.
Es otro objetivo de la presente invención proporcionar un laminado no tejido que tenga propiedades mecánicas homogéneas, en particular un alargamiento, una resistencia a la tracción y/o una contracción térmica homogéneos. Es un objetivo particular de la presente invención proporcionar un laminado no tejido que pueda dar como resultado un artículo moldeado que muestre un efecto reducido de piel de elefante.
Es un objetivo particular de la presente invención proporcionar un laminado no tejido que pueda dar como resultado un artículo moldeado que presente una absorción acústica mejorada.
También es un objetivo de la presente invención proporcionar un artículo moldeado que comprenda un laminado no tejido que supere, al menos parcialmente, los inconvenientes encontrados en la técnica.
También es un objetivo de la presente invención proporcionar un uso de un laminado no tejido o de un artículo moldeado que comprenda un laminado no tejido de este tipo, laminado no tejido que supera, al menos parcialmente, los inconvenientes encontrados en la técnica.
También es un objetivo de la presente invención proporcionar un procedimiento para producir un laminado no tejido que supere, al menos parcialmente, los inconvenientes encontrados en la técnica.
Divulgación de la invención
Sorprendentemente, se observó que el problema subyacente a la invención se resuelve mediante laminados no tejidos, artículos moldeados, usos y procesos de acuerdo con las reivindicaciones. Otras formas de realización de la invención se describen a lo largo de la descripción.
El objeto de la invención es un laminado no tejido, que comprende en un orden de (A) a (E):
- una capa hilada no te jida (A) que com prende fibras, que com prenden te re fta la to de po lie tileno (PET) y copoliéster;
- una capa hilada no te jida opcional (B) que com prende fibras, que com prenden te re fta la to de po lie tileno (PET) y copoliéster, ten iendo la capa no te jida (B) un m ayor contenido de copoliéster que la capa no te jida (A);
- una capa cosida no te jida de fib ra cortada (C), que com prende:
o fibras cortadas monocomponente de tereftalato de polietileno (PET) (c1), y
o fibras cortadas multicomponente (c2), que comprenden al menos un componente de tereftalato de polietileno (PET) y un componente de copoliéster;
- una capa hilada no te jida opcional (D) que com prende fibras, que com prenden te re fta la to de po lie tileno (PET) y copoliéster, ten iendo la capa no te jida (D) un m ayor contenido de copo liéster que la capa no te jida (E);
- una capa hilada no te jida (E) que com prende fibras, que com prenden te re fta la to de po lie tileno (PET) y copoliéster;
en donde todas las capas están unidas por fusión entre sí,
en donde ninguna de las capas (A), (B), (C), (D) y (E) está cosida a ninguna otra de las capas (A), (B), (C), (D) y (E), y
en donde el laminado no tejido no contiene poliolefina.
Los materiales no tejidos son convencionales en la técnica. Un material no tejido no está tejido ni tricotado. En general, un material no tejido es un material textil tal como se define en la norma DIN EN ISO 9092:2018.
El hilado se refiere, en general, a un material que comprende, teóricamente, fibras sin fin que se extraen de materia prima de fibra fundida. Es preferible que las capas hiladas no tejidas (A), (B), (D) y (E), respectivamente, estén hechas de filamentos continuos calandrados entre sí en forma de lámina.
Una fibra cortada se refiere, en general, a una fibra de longitud discreta. Un grupo de fibras cortadas tiene una longitud promedio de las fibras en el grupo, cuya longitud promedio se denomina longitud cortada.
Una capa cosida no tejida se refiere, en general, a una capa que comprende una pluralidad de fibras, fibras que se han entremezclado usando agujas.
El tereftalato de polietileno es un copolímero de ácido tereftálico y etano-1,2-diol (también denominado etilenglicol).
El copoliéster es un copolímero de un primer monómero de diácido y un primer monómero de diol, junto con uno o ambos de al menos un segundo monómero de diácido diferente y al menos un segundo monómero de diol diferente. En el presente documento, un monómero de diácido se refiere, preferentemente, a un monómero de ácido dicarboxílico.
La unión por fusión es convencional en la técnica. La unión por fusión se refiere, en general, a una técnica de unión de al menos dos materiales poliméricos, normalmente termoplásticos, aplicando energía a al menos uno de los al menos dos materiales y poniendo simultáneamente los al menos dos materiales en estrecho contacto, seguido de enfriamiento.
En el laminado no tejido según la invención, las capas (A) a (E) se unen por fusión en el orden dado. Esto se puede conseguir formando una pila de las capas y uniendo por fusión la pila.
La unión por fusión de las capas entre sí puede dar lugar a una alta homogeneidad de las propiedades de contracción térmica de los laminados no tejidos. La alta homogeneidad de las propiedades de contracción térmica puede reducir la formación de piel de elefante durante el moldeo. Debido a la reducida formación de piel de elefante, el laminado no tejido según la invención puede tener una apariencia estética atractiva y una mayor resistencia a la flexión después del moldeo.
La unión por fusión de las capas entre sí también puede conferir una alta estabilidad dimensional al laminado no tejido cuando se calienta y se conforma.
Todas las capas (A), (B), (C), (D) y (E) comprenden tereftalato de polietileno. El tereftalato de polietileno también se denomina en el presente documento "PET". El tereftalato de polietileno puede ser tereftalato de polietileno virgen (que no se ha reciclado), tereftalato de polietileno reciclado (también denominado "r-PET") o una mezcla de tereftalato de polietileno virgen y reciclado. El tereftalato de polietileno virgen puede permitir un ajuste más preciso de las propiedades mecánicas del laminado no tejido según la invención. El tereftalato de polietileno reciclado puede permitir costes reducidos del laminado no tejido según la invención.
El tereftalato de polietileno comprendido por todas las capas (A), (B), (C), (D) y (E) puede conferir una alta homogeneidad de las propiedades mecánicas del laminado no tejido según la invención. En particular, la homogeneidad del alargamiento y la resistencia a la tracción del laminado no tejido según la invención se pueden mejorar de este modo. Por tanto, el laminado no tejido según la invención se puede calentar y conformar fácilmente para proporcionar una configuración deseada. El laminado no tejido según la invención puede ser por tanto dimensionalmente estable cuando se calienta y se conforma.
El tereftalato de polietileno comprendido por todas las capas (A), (B), (C), (D) y (E) puede proporcionar un peso base relativamente bajo a las capas y al laminado global, respectivamente.
El tereftalato de polietileno comprendido por todas las capas (A), (B), (C), (D) y (E) tiene un punto de fusión comparativamente alto de unos 260 °C. El laminado no tejido según la invención puede tener de este modo altas características de resistencia térmica y de no inflamabilidad. Los puntos de fusión son, en el presente documento, puntos de fusión determinados de acuerdo con la norma DIN ISO 11357-3:2013.
El tereftalato de polietileno comprendido por todas las capas (A), (B), (C), (D) y (E) es comparativamente barato. El laminado no tejido según la invención puede contribuir de este modo a una reducción de los costes de los artículos que comprenden el laminado no tejido según la invención.
Todas las capas (A), (B), (C), (D) y (E) comprenden copoliéster. El copoliéster puede ser copoliéster amorfo, copoliéster cristalino o una mezcla de copoliéster amorfo y copoliéster cristalino. Si está presente, la capa opcional (B) tiene un mayor contenido de copoliéster que la capa (A), y la capa opcional (D) tiene un mayor contenido de copoliéster que la capa (E). El mayor contenido respectivo de copoliéster puede reforzar la unión de la capa (A) y/o la capa (E) a la capa (C). Por lo tanto, el mayor contenido respectivo de copoliéster puede aumentar la resistencia a la peladura de la capa (A) y/o la capa (E).
El laminado no tejido según la invención puede comprender, en el orden dado:
- capas (A), (B), (C), (D) y (E),
- capas (A), (C), (D) y (E),
- capas (A), (B), (C) y (E), o
- capas (A), (C) y (E).
En un laminado no tejido de este tipo, las capas (B) y (D) funcionan como capas adhesivas. Las capas (B) y (D) pueden aumentar la unión entre las capas exteriores (A) y (E) y la capa central (C). La deslaminación de la capa (A) y/o la capa (E) se puede reducir de forma ventajosa en un laminado de este tipo. Es preferible un laminado no tejido que comprenda, en orden, las capas (A), (B), (C), (D) y (E) desde el punto de vista de una mayor resistencia a la peladura. Es preferible un laminado no tejido que comprenda las capas (A), (C) y (E) desde el punto de vista de un esfuerzo de producción simplificado. No se requieren dispositivos de alimentación adicionales para las capas (B) y (D) para producir un laminado de este tipo. Por tanto, la producción de un laminado no tejido de este tipo se puede simplificar. En el laminado no tejido según la invención, ninguna de las capas (A), (B), (C), (D) y (E) se cose a ninguna otra de las capas (A), (B), (C), (D) y (E). Esto puede evitar la formación de piel de elefante no deseada al calentar las capas. A su vez, se puede lograr una apariencia estética atractiva. Un producto moldeado producido a partir del laminado no tejido es normalmente plano y sin arrugas o similares, lo que aumenta de este modo típicamente su resistencia a la flexión. Es preferible que en el laminado no tejido según la invención, la capa cosida no tejida de fibra cortada (C) se contraiga por calor. Preferentemente, las fibras cosidas tras su exposición al calor se contraen tanto en la dirección de la máquina como en la dirección transversal. Una capa cosida no tejida de fibra cortada contraída por calor puede evitar una contracción adicional no deseada. Esto puede evitar la formación no deseada de piel de elefante durante un proceso de moldeo posterior.
Es preferible que en el laminado no tejido según la invención, menos del 20 %, más preferentemente menos del 10 % de todas las fibras contenidas en el laminado no tejido, estén libres de PET y libres de copoliéster. Lo más preferentemente, todas las fibras contenidas en el laminado no tejido están hechas de PET, copoliéster o mezclas de los mismos. Cuando todas las fibras contenidas en el laminado no tejido están hechas predominantemente y, de manera preferible, exclusivamente de PET, copoliéster o mezclas de los mismos, el laminado no tejido puede tener costes relativamente bajos, un peso relativamente bajo y una resistencia a la peladura relativamente alta.
El laminado no tejido según la invención no contiene poliolefina, tal como polipropileno. De este modo, el laminado no tejido se puede reciclar más fácilmente. De este modo, se pueden aumentar las características de resistencia térmica y las características de no inflamabilidad del laminado no tejido. De este modo, aumenta la homogeneidad de las características mecánicas del laminado no tejido, especialmente su alargamiento y resistencia a la tracción. Esto puede permitir una adaptación más sencilla de las características de un producto que comprende el laminado no tejido. Es preferible que el laminado no tejido según la invención no contenga refuerzos inorgánicos, tales como fibras de vidrio. La ausencia de refuerzos inorgánicos puede facilitar la procesabilidad del laminado no tejido. La ausencia de refuerzos inorgánicos puede reducir los costes de un artículo que comprende el laminado no tejido.
Es preferible que el laminado no tejido según la invención no contenga ningún agente de esponjamiento. La ausencia de cualquier agente de esponjamiento puede aumentar la inestabilidad dimensional del laminado no tejido cuando el laminado no tejido se calienta y se conforma. La ausencia de cualquier agente de esponjamiento puede reducir los costes de un artículo que comprende el laminado no tejido.
Es preferible que el laminado no tejido según la invención tenga al menos una de las siguientes características:
- una resistencia a la flexión de acuerdo con la norm a ISO 178:2019-04 > 330 MPa;
- una resistencia a la tracción de acuerdo con la norm a ASTM 5034:2009 > 780 N; y /o
- una resistencia al desgarro de acuerdo con la norma DIN EN 29073-3:1992-08 > 110 N.
Una resistencia a la flexión > 330 MPa, una resistencia a la tracción > 780 N y/o una resistencia al desgarro > 110 N pueden dar lugar a una alta resistencia al desgaste del laminado no tejido. Una resistencia a la flexión > 330 MPa, una resistencia a la tracción > 780 N y/o una resistencia al desgarro > 110 N pueden aumentar la absorción acústica del laminado no tejido.
Desde los puntos de vista de una resistencia al desgaste incluso mayor y una mayor absorción acústica del laminado no tejido, se prefiere particularmente que el laminado no tejido según la invención tenga una resistencia a la flexión > 330 MPa y una resistencia a la tracción > 780 N; o una resistencia a la flexión > 330 MPa y una resistencia al desgarro > 110 N; o una resistencia a la tracción > 780 N y una resistencia al desgarro > 110 N. Lo más preferible es que el laminado no tejido según la invención tenga una resistencia a la flexión > 330 MPa, una resistencia a la tracción > 780 N y una resistencia al desgarro > 110 N.
Es más preferible que el laminado no tejido según la invención tenga una resistencia a la flexión > 370 MPa, incluso más preferiblemente > 400 MPa y aún más preferiblemente > 430 MPa. Gracias a la fuerza de unión que aumenta de forma respectiva, la resistencia al desgaste y la absorción acústica del laminado no tejido se pueden incrementar aún más.
Es más preferible que el laminado no tejido según la invención tenga una resistencia a la tracción > 850 N, incluso más preferiblemente > 900 N y aún más preferiblemente > 950 N. Gracias a la resistencia a la tracción que aumenta de forma respectiva, la resistencia al desgaste y la absorción acústica del laminado no tejido se pueden incrementar aún más.
Es más preferible que el laminado no tejido según la invención tenga una resistencia al desgarro > 125 N, incluso más preferiblemente > 145 N y aún más preferiblemente > 165 N. Gracias a la resistencia al desgarro que aumenta de forma respectiva, la resistencia al desgaste y la absorción acústica del laminado no tejido se pueden incrementar aún más.
Es preferible que en el laminado no tejido según la invención, el copoliéster en las capas (A), (B), (C), (D) y (E) sea un copolímero de tereftalato de polietileno. Un copolímero de tereftalato de polietileno comprende los monómeros de ácido tereftálico, etano-1,2-diol y al menos otro monómero de ácido dicarboxílico diferente y/o al menos otro monómero de diol diferente. Otro monómero de ácido dicarboxílico preferido es el ácido adípico. Otro monómero de ácido dicarboxílico preferido es el ácido isoftálico. Otro monómero de diol preferido es ciclohexanodimetanol. Un copolímero de tereftalato de polietileno puede facilitar la reciclabilidad del laminado no tejido. Un copolímero de tereftalato de polietileno puede aumentar la resistencia a la peladura dentro del laminado no tejido. Un copolímero de tereftalato de polietileno puede reducir los costes de las materias primas para el laminado no tejido.
Es preferible que en el laminado no tejido según la invención, el copoliéster en las capas (A), (B), (C), (D) y (E) tenga un punto de fusión ≤ 240 °C. Es más preferible que el copoliéster, en particular el copoliéster en las capas (B), (C) y (D), tenga un punto de fusión ≤ 220 °C, más preferiblemente ≤ 210 °C, incluso más preferiblemente ≤ 200°C y aún más preferiblemente ≤ 190 °C, en particular = 180 °C. Un copoliéster con un punto de fusión ≤ 240 °C puede reducir la energía requerida para unir por fusión las capas (A), (B), (C), (D) y (E) entre sí. Un copoliéster con un punto de fusión ≤ 240 °C puede reducir la energía requerida para producir las capas hiladas (A), (B), (D) y (E). Las reducciones de energía pueden aumentar continuamente cuando se aplican los puntos de fusión inferiores ≤ 220 °C, ≤ 210 °C, ≤ 200 °C, ≤ 190 °C y = 180 °C, respectivamente.
En caso de que las capas (B) y (D) no estén presentes, es más preferible que el copoliéster en las capas (A) y (E) tenga un punto de fusión de 205 a 240 °C, incluso más preferiblemente de 210 a 230 °C y aún más preferiblemente de 210 a 225 °C. Esto puede evitar que las capas (A) y (E) se separen de la capa (C).
Es preferible que en el laminado no tejido según la invención, el copoliéster en las capas (A), (B), (C), (D) y (E) tenga un punto de fusión > 100 °C. Es más preferible que el copoliéster tenga un punto de fusión > 110 °C, incluso más preferiblemente > 140 °C y aún más preferiblemente > 160 °C. Un copoliéster con un punto de fusión > 100 °C puede aumentar la fuerza de unión entre las capas (A), (B), (C), (D) y (E) después de la unión por fusión.
Es preferible que en el laminado no tejido según la invención, el copoliéster en las capas (A), (B), (C), (D) y (E) tenga un punto de fusión en el intervalo de 100 a 240 °C, más preferiblemente en el intervalo de 110 a 240 °C, incluso más preferiblemente en el intervalo de 140 a 230 °C y aún más preferiblemente en el intervalo de 160 a 225 °C. Un copoliéster con un punto de fusión dentro de estos intervalos puede reducir la energía requerida para las capas de unión por fusión (A), (B), (C), (D) y (E) entre sí, puede reducir la energía requerida para producir las capas hiladas (A), (B), (D) y (E) y puede aumentar la fuerza de unión entre las capas (A), (B), (C), (D) y (E) después de la unión por fusión.
Es más preferible que en el laminado no tejido según la invención, el copoliéster en las capas (A), (B), (C), (D) y (E) sea un copolímero de tereftalato de polietileno y que el copolímero tenga simultáneamente un punto de fusión ≤ 240 °C. Esto puede dar lugar a un aumento simultáneo de la resistencia a la peladura, la reducción de costes y la reducción de la energía requerida para unir por fusión las capas y producir las capas hiladas.
En el laminado no tejido, las capas (A) y (E) pueden comprender de un 10 % a un 70 % de copoliéster, en particular al menos un 30 % de copoliéster.
Cuando las capas (B) y (D) están presentes en el laminado no tejido según la invención, es preferible que las capas (A) y (E) comprendan de un 2 % a un 30 % de copoliéster, más preferiblemente de un 5 % a un 25 % de copoliéster. Cuando las capas (B) y (D) no están presentes en el laminado no tejido según la invención, es preferible que las capas (A) y (E) comprendan al menos un 30 % de copoliéster, más preferiblemente de un 30 % a un 70 % de copoliéster, en particular, preferiblemente, al menos un 40 % de copoliéster, al menos un 50 % de copoliéster, al menos un 60 % de copoliéster o al menos un 70 % de copoliéster. En el presente documento, "%" siempre se refiere a % en peso.
Cuando las capas (B) y (D) están presentes y las capas (A) y (E) comprenden de un 2 % a un 30 % de copoliéster, puede ser más fácil unir por fusión la capa (A) a la capa (B) o la capa (C), y también puede ser más fácil unir por fusión la capa (E) a la capa (D) o la capa (C). Cuando las capas (A) y (E) comprenden de un 2 % a un 30 % de copoliéster, la resistencia a la peladura de las capas (A) y (E) puede aumentar. Cuando las capas (A) y (E) comprenden de un 5 % a un 25 % de copoliéster, la facilidad de unión por fusión y la resistencia a la peladura de las capas (A) y (E) pueden aumentar aún más.
Cuando las capas (A) y (E) comprenden al menos un 30 %, más preferiblemente al menos un 40 %, al menos un 50 %, al menos un 60 % o al menos un 70 % de copoliéster, un laminado sin las capas (B) y (D) puede tener una mayor resistencia a la peladura. Es decir, ni la capa (B) ni la capa (D) pueden ser necesarias para una mayor resistencia a la peladura. De este modo, se pueden reducir los costes del laminado. Por tanto, la producción del laminado se puede simplificar. En caso de que las capas (B) y (D) no estén preferiblemente presentes, es más preferible, en particular, que el copoliéster en las capas (A) y (E) tenga un punto de fusión de 205 a 240 °C, incluso más preferiblemente de 210 a 230 °C y aún más preferiblemente de 210 a 225 °C. Esto puede evitar, en particular, que las capas (A) y (E) se separen de la capa (C).
. La presencia de la capa hilada no tejida (B) y/o de la capa hilada no tejida (D) puede aumentar la resistencia a la peladura de la capa (A) y/o la capa (E).
Es preferible que el laminado no tejido según la invención comprenda la capa hilada no tejida (B) y/o la capa hilada no tejida (D), que tienen un peso base de acuerdo con la norma DIN EN 29073-1:1992-08 de 1 a 100 g/m2, preferiblemente de 5 a 50 g/m2, más preferiblemente de 10 a 20 g/m2. La presencia de la capa hilada no tejida (B) y/o de la capa hilada no tejida (D) puede aumentar la resistencia a la peladura de la capa (A) y/o la capa (E). Cuando la capa no tejida (B) y/o la capa hilada no tejida (D) tienen un peso base de 1 a 100 g/m2, preferiblemente de 5 a 50 g/m2, más preferiblemente de 10 a 20 g/m2, se puede lograr un buen equilibrio entre un peso ligero del laminado y una buena resistencia al desgaste del laminado.
Es preferible que en el laminado no tejido según la invención, la capa cosida no tejida de fibra cortada (C) consista en de un 10 % a un 90 % de fibras cortadas monocomponente (c1) y de un 10 % a un 90 % de fibras cortadas multicomponente (c2). Es más preferible que en el laminado no tejido según la invención, la capa cosida no tejida de fibra cortada (C) consista en de un 20 % a un 80 % de fibras cortadas monocomponente (c1) y de un 20 % a un 80 % de fibras cortadas multicomponente (c2), incluso más preferiblemente de un 30 % a un 70 % de fibras cortadas monocomponente (c1) y de un 30 % a un 70 % de fibras cortadas multicomponente (c2), aún más preferiblemente de un 40 % a un 60 % de fibras cortadas monocomponente (c1) y de un 40 % a un 60 % de fibras cortadas multicomponente (c2), y lo más preferiblemente de un 50 % de fibras cortadas monocomponente (c1) y un 50 % de fibras cortadas multicomponente (c2).
Cuando la capa cosida no tejida de fibra cortada (C) consiste en de un 10 % a un 90 % de fibras cortadas monocomponente (c1) y de un 10 % a un 90 % de fibras cortadas multicomponente (c2), la capa no tejida de fibra cortada (C) se puede producir más fácilmente como una capa cosida. Cuando la capa cosida no tejida de fibra cortada (C) consiste en de un 10 % a un 90 % de fibras cortadas monocomponente (c1) y de un 10 % a un 90 % de fibras cortadas multicomponente (c2), la capa cosida no tejida de fibra cortada (C) está hecha predominantemente de tereftalato de polietileno. Esto puede reducir el peso del laminado no tejido, puede dar lugar a altas características de resistencia térmica y de no inflamabilidad del laminado no tejido y puede reducir los costes del laminado no tejido. Estos efectos aumentan con la relación de (c1 )/(c2) que se aproxima a 1, es decir, estos efectos aumentan en el orden de 20-80% (c1 )/20-80% (c2); 30-70% (c1)/30-70% (c2); 40-60% (c1)/40-60% (c2); 50% (c1)/50% (c2).
Las fibras cortadas (c1) son fibras monocomponente, es decir, consisten en tereftalato de polietileno. Las fibras cortadas (c2) son fibras multicomponente, es decir, consisten en dos o más componentes. Un primer componente de las fibras cortadas (c2) es tereftalato de polietileno. Un segundo componente de las fibras cortadas (c2) es copoliéster. Las fibras cortadas (c2) pueden tener uno o más componentes adicionales. Es preferible que las fibras cortadas (c2) sean fibras bicomponente, es decir, que consistan en tereftalato de polietileno y copoliéster. Es preferible que las fibras bicomponente tengan una estructura de filamento de tipo isla en el mar, una estructura de filamento de tipo porciones de tarta, una estructura de filamento de tipo revestimiento-núcleo o una estructura de filamento de tipo lado a lado, más preferiblemente una estructura de filamento de tipo revestimiento-núcleo. El componente de copoliéster está generalmente presente en una superficie de fibras bicomponente de este tipo.
Es preferible que en el laminado no tejido según la invención, la capa cosida no tejida de fibra cortada (C) tenga un peso base de acuerdo con la norma DIN EN 29073-1:1992-08 ≤ 1700 g/m2, más preferiblemente de 500 a 1700 g/m2. Para aplicaciones en automóviles de pasajeros estándar, es preferible que la capa cosida no tejida de fibra cortada (C) tenga un peso base de 600 a 1000 g/m2, más preferiblemente de 700 a 900 g/m2 y lo más preferiblemente de 800 g/m2. Para aplicaciones en vehículos todoterreno, es preferible que la capa cosida no tejida de fibra cortada (C) tenga un peso base de 1500 a 1700 g/m2, más preferiblemente de 1550 a 1650 g/m2 y lo más preferiblemente de 1600 g/m2.
Es más preferible que en el laminado no tejido según la invención, la capa cosida no tejida de fibra cortada (C) consista en de un 10 % a un 90 % de fibras cortadas monocomponente (c1) y de un 10 % a un 90 % de fibras cortadas multicomponente (c2) y, simultáneamente, tenga un peso base de acuerdo con la norma DIN EN 29073-1:1992-08 ≤ 1700 g/m2, más preferiblemente de 500 a 1700 g/m2. De esta manera, la capa no tejida de fibra cortada (C) se puede producir más fácilmente como una capa cosida y el laminado no tejido puede ser versátil para su uso en blindajes de carrocería inferior tanto para coches de pasajeros estándar como para vehículos todoterreno.
Para el laminado no tejido según la invención, es preferible que
- el copo liéster en las capas (A), (B), (C), (D) y (E) sea un copolím ero de te re fta la to de polie tileno , ten iendo dicho copo lím ero un punto de fusión de 160 a 240 °C;
- comprenda una capa hilada no tejida (B) y una capa hilada no tejida (D), teniendo ambas un peso base de acuerdo con la norma DIN EN 29073-1:1992-08 de 10 a 20 g/m2; y
- la capa cosida no te jida de fib ra cortada (C) consista en de un 40 % a un 60 % de fibras cortadas m onocom ponente (c1) y de un 40 % a un 60 % de fibras cortadas m u lticom ponen te (c2).
Un laminado no tejido preferido de este tipo se puede calentar y conformar fácilmente para proporcionar una configuración deseada. Un laminado no tejido preferido de este tipo puede ser dimensionalmente estable cuando se calienta y se conforma. En particular, un laminado no tejido preferido de este tipo puede ser adecuado para su aplicación como material de blindaje de carrocería inferior. Debido a la presencia de las capas (B) y (D), la resistencia a la peladura puede ser alta. Debido a la presencia de las capas (B) y (D), la resistencia térmica puede ser alta.
Para el laminado no tejido según la invención, es preferible que
- no com prenda ni la capa hilada no te jida (B) ni la capa hilada no te jida (D);
- el copo liéster en las capas (A), (C), y (E) sea un copolím ero de te re fta la to de po lie tileno , ten iendo dicho copo lím ero un punto de fusión de 160 a 240 °C; y
- la capa cosida no te jida de fib ra cortada (C) consista en de un 40 % a un 60 % de fibras cortadas m onocom ponente (c1) y de un 40 % a un 60 % de fibras cortadas m u lticom ponen te (c2).
Un laminado no tejido preferido de este tipo se puede calentar y conformar fácilmente para proporcionar una configuración deseada. Un laminado no tejido preferido de este tipo puede ser dimensionalmente estable cuando se calienta y se conforma. En particular, un laminado no tejido preferido de este tipo puede ser adecuado para su aplicación como material de blindaje de carrocería inferior. Debido a la ausencia de las capas (B) y (D), los costes para el laminado no tejido se pueden reducir. Debido a la ausencia de capas (B) y (D), la producción del laminado no tejido se puede simplificar.
El objetivo de la invención es también un artículo moldeado que comprende un laminado no tejido según la invención. Un artículo moldeado según la invención se beneficia de las ventajas del laminado no tejido según la invención descrito en el presente documento. Particularmente notable es el efecto de la reducida formación de piel de elefante durante el moldeo y las ventajas asociadas a esto.
El objetivo de la invención es también el uso de un laminado no tejido según la invención o un artículo moldeado según la invención para un blindaje de carrocería inferior o para un revestimiento de paso de rueda, en particular para un blindaje de carrocería inferior. Un uso según la invención para un blindaje de carrocería inferior o para un revestimiento de paso de rueda, en particular para un blindaje de carrocería inferior, se beneficia de las ventajas del laminado no tejido según la invención y/o del artículo moldeado según la invención descrito en el presente documento. Particularmente notables son los efectos de la mayor resistencia al desgaste y las altas características de resistencia térmica y de no inflamabilidad y las ventajas asociadas a esto.
El objetivo de la invención es también un procedimiento para producir el laminado no tejido según la invención, que comprende:
- preparar una capa cosida no te jida estable (C) m ediante cosido;
- p roporc ionar en orden las capas (A) a (E); y
- unir por fusión las capas (A) a (E) entre sí.
Un procedimiento según la invención para producir un laminado no tejido según la invención se beneficia de las ventajas del laminado no tejido según la invención. Particularmente notable es el efecto de una fácil unión de las capas por unión por fusión, que puede dar como resultado una mayor resistencia al pelado, y las ventajas asociadas a esto.
Breve descripción de los dibujos
Formas de realización ejemplificadas de la invención y aspectos de la invención se muestran en las figuras.
La Figura 1 muestra esquemáticamente y en forma de ejemplo capas individuales de un laminado no tejido de cinco capas preferido de acuerdo con la presente invención.
La Figura 2 muestra esquemáticamente y en forma de ejemplo capas individuales de un laminado no tejido de tres capas preferido de acuerdo con la presente invención.
La Figura 3 muestra esquemáticamente y en forma de ejemplo una estructura de filamento de tipo porciones de tarta que puede usarse especialmente en una capa hilada no tejida de acuerdo con la presente invención.
La Figura 4 muestra esquemáticamente y en forma de ejemplo una estructura de filamento de tipo revestimiento-núcleo que puede usarse especialmente en una capa hilada no tejida de acuerdo con la presente invención.
La Figura 5 muestra esquemáticamente y en forma de ejemplo una estructura de filamento de tipo lado a lado que puede usarse especialmente en una capa hilada no tejida de acuerdo con la presente invención.
La Figura 6 muestra los resultados de mediciones acústicas en laminados no tejidos de acuerdo con la presente invención.
Estructura y producción general de laminados no tejidos
En la Figura 1 se muestra un laminado no tejido de cinco capas preferido 1 de acuerdo con la presente invención. El laminado no tejido de cinco capas 1 comprende una primera capa exterior 2 (correspondiente a la capa (A)), una primera capa adhesiva 3 (correspondiente a la capa (B)), una capa central 4 (correspondiente a la capa (C)), una segunda capa adhesiva 5 (correspondiente a la capa (D)) y una segunda capa exterior 6 (correspondiente a la capa (E)).
En una forma de realización, se lleva a cabo una preparación de fibras ventajosa antes de coser las fibras estables (c1) y (c2) a la capa central 4. Más específicamente, antes del proceso de cosido, las fibras (c1) y (c2) se abren a partir de balas, se mezclan y se cardan. A continuación, las fibras (c1) y (c2) se entrecruzan y se pasan a una máquina de coser. Una preparación de fibras alternativa se realiza con un proceso de chorro de aire en el que las fibras abiertas se recogen en una banda de succión y se cosen. El núcleo 4 se contrae previamente mediante la aplicación de calor para evitar la contracción durante un proceso de moldeo posterior. Las fibras cortadas (c1) y/o (c2) tienen preferiblemente una longitud de corte en el intervalo de 10 mm a 150 mm, más preferiblemente de 40 mm a 100 mm. La capa central 4 tiene preferiblemente un peso base entre 100 g/m2 y 2000 g/m2.
En una forma de realización, la capa central 4 contiene una mezcla de un 10 % a un 70% de fibras cortadas de PET virgen o reciclado (c1) en combinación con un 30 % a un 90 % de fibras bicomponente (c2). Las fibras bicomponente tienen una estructura de tipo revestimiento-núcleo en la que el revestimiento tiene un punto de fusión que es menor que el punto de fusión del núcleo. Las fibras bicomponente adoptan preferiblemente una variedad de configuraciones geométricas, tales como estructuras de tipo lado a lado, de revestimiento-núcleo, de porciones de tarta o de isla en el mar.
En una forma de realización, el polímero aglutinante en una fibra bicomponente (c2) se selecciona en base a su punto de fusión. En una configuración preferida de tipo revestimiento-núcleo como se muestra en la Figura 4, el núcleo 11 consiste preferiblemente en PET y el revestimiento 10 consiste preferiblemente en un copoliéster que tiene un punto de fusión < 200 °C. Una fibra aglutinante particularmente preferida tiene una configuración de filamento de tipo revestimiento-núcleo. El núcleo 11 consiste en PET que tiene un punto de fusión > 250 °C, es decir, de aproximadamente 260 °C, y el revestimiento 10 comprende un copoliéster que tiene un punto de fusión inferior en el intervalo entre 110 °C y 180 °C.
En una forma de realización, la capa central 4 se contrae previamente para evitar una contracción adicional en un proceso de moldeo posterior. La contracción previa se lleva a cabo después del proceso de cosido. Las fibras cortadas cosidas se procesan a través de un horno que normalmente se ajusta por encima del punto de fusión del copolímero de bajo punto de fusión. Por ejemplo, para fibras bicomponente que tienen un polímero de revestimiento que tiene un punto de fusión de 180 °C, la temperatura establecida para el horno puede ser superior a 180 °C.
En una forma de realización, las capas exteriores 2 y 6 son capas hiladas no tejidas de denier grueso que pesan entre 10 y 500 g/m2. El filamento para el hilado es un filamento a base de PET que tiene una estructura circular con una cantidad de un 1 % a un 50 % de copoliéster. El copoliéster se funde durante un proceso de moldeo y favorece la adhesión a la capa adyacente. Además, el peso base de las capas 2 y 6 es significativamente menor que el peso de la capa 4. Esto puede ser deseable en circunstancias en las que se desea un ligero peso global de la pieza final y una reducción de costes.
La capa entre la capa central 4 y las capas exteriores 2 y 6, es decir, la capa 3 y/o la capa 5, es una capa hilada no tejida a base de copoliéster. Esta capa hilada no tejida a base de copoliéster se usa para mejorar la unión de las capas exteriores a la capa central, es decir, es una capa adhesiva. La capa adhesiva 3, 5 comprende un copoliéster de bajo punto de fusión. Su peso oscila preferiblemente entre 1 g/m2 y 50 g/m2.
En la Figura 2 se muestra un laminado no tejido de tres capas preferido 7 de acuerdo con la presente invención.
En una forma de realización, la capa central 4 se contrae previamente para evitar una contracción durante un proceso de moldeo posterior. La capa central 4 tiene un peso base entre 100 g/m2 y 2000 g/m2.
En una forma de realización, las capas exteriores 2 y 6 son capas hiladas no tejidas de denier grueso que pesan entre 10 y 500 g/m2. El filamento para el hilado es un filamento a base de PET que tiene una estructura circular con una cantidad de un 1 % a un 50 % de copoliéster. El copoliéster en todas las capas presentes 2 a 6 se funde durante un proceso de moldeo y favorece la adhesión a la capa adyacente. De este modo, las fibras del laminado no tejido, en particular las fibras que contienen copoliéster, pueden perder parcial o totalmente su estructura fibrosa en el laminado después de la unión por fusión. La estructura resultante queda abarcada por el laminado no tejido según la invención.
La diferencia entre la configuración de la Figura 1 y la Figura 2 es que en la Figura 2 las capas adhesivas 3 y 5 no se utilizan. En cambio, la cantidad de copoliéster en las capas exteriores 2 y 6 se incrementa habitualmente. Esto puede realizarse adoptando una de las configuraciones descritas en las Figuras 3 a 5.
Después de que la estructura de cinco capas preferida 1 o la estructura de tres capas preferida 7 se forme como se ilustra en la Figura 1 y la Figura 2, está en condiciones de moldearse en una conformación deseada para una carrocería inferior de vehículo particular. La estructura estratificada se puede moldear preferiblemente de dos maneras diferentes: en un proceso de moldeo en frío o en un proceso de moldeo en caliente.
En la Figura 3 se muestra una estructura de filamento de tipo porciones de tarta. Esta estructura es útil para las capas hiladas no tejidas 2, 3, 5 y/o 6 así como para fibras cortadas multicomponente (c2). La estructura de filamento mostrada de tipo porciones de tarta tiene ocho porciones que consisten, de forma alterna, en porciones de PET 8 y porciones de copoliéster 9. De forma alternativa, puede tener una estructura de filamento con 16, 32 o 64 porciones que consisten, de forma alterna, en 8 porciones de PET y 9 porciones de copoliéster. Durante un proceso de moldeo, el copoliéster de bajo punto de fusión se funde y proporciona rigidez al material.
En la Figura 4 se muestra una estructura de filamento de tipo revestimiento-núcleo. Esta estructura es útil para las capas hiladas no tejidas 2, 3, 5 y/o 6 así como para fibras cortadas multicomponente (c2). La estructura de filamento bicomponente mostrada consiste en un revestimiento 10 que consiste en copolímero de bajo punto de fusión y en un núcleo 11 que consiste en PET que tiene un punto de fusión más alto. Durante un proceso de moldeo, el copoliéster de bajo punto de fusión se funde y proporciona rigidez al material.
En la Figura 5 se muestra una estructura de filamento de tipo lado a lado. Esta estructura es útil para las capas hiladas no tejidas 2, 3, 5 y/o 6 así como para fibras cortadas multicomponente (c2). La estructura de filamento de lado a lado mostrada consiste en un lado 13 que consiste en el copolímero de bajo punto de fusión y en otro lado 12 que consiste en PET que tiene un punto de fusión más alto. Durante el proceso de moldeo, el copoliéster de bajo punto de fusión se funde y proporciona rigidez al material.
Ejemplo 1: Proceso de moldeo en frío
Materiales para la construcción de un laminado no tejido y para un blindaje de carrocería inferior que comprende el laminado no tejido:
Fibras cortadas (para la capa central 4):
50 % de fibras cortadas monocomponente (c1):
Material: r-PET
Longitud de corte: 64 mm
Finura: 6,7 dTex
50 % de fibras cortadas bicomponente (c2):
Configuración: revestimiento-núcleo
Material: revestimiento de PET; núcleo de copoliéster que tiene un punto de fusión de 180 °C
Longitud de corte: 51 mm
Finura: 5 dTex
Filamento de hilado (para las capas exteriores 2 y 6):
Material: 90 % de PET; 10 % de copoliéster de PET (CoPET)
Peso base: 90 g/m2
Grosor: de 0,33 a 0,59 mm
Diámetro de filamento: de 25 a 60 μm
Filamento de hilado de CoPET (para las capas adhesivas 3 y 5):
100 % de copoliéster de PET (CoPET)
Peso base: 16 g/m2
Grosor: de 0,15 a 0,45 mm
Diámetro de filamento: de 25 a 60 μm
Las fibras cortadas se mezclaron en una relación de 50%:50%. A continuación, las fibras cortadas se cardaron, se entrecruzaron y se cosieron. Las agujas usadas fueron agujas finas de 36gg de Groz-Beckert con una intensidad de cosido total de 350 agujas/cm2. La profundidad de cosido se fijó en 10 mm en ambos lados. El material cosido se hizo pasar después a través de un horno de aire pasante que se calentó hasta 200 °C a una tasa de 10 °C/min. Este calentamiento del material cosido activó las fibras bicomponente. Esto hizo que el material que salía del horno fuera rígido. De este modo se produjo la capa central 4. La capa central 4 se hizo pasar a continuación a través de un conjunto de rodillos de calandrado en los que se introdujeron las capas adhesivas de CoPET 3 y 5 y las capas exteriores 2 y 6 en ambos lados. La presión de calandrado se estableció en 25 bares en ambos lados y en una temperatura de 200 °C, produciendo de ese modo un laminado no tejido. El laminado producido se cortó a continuación en lámina.
Blindaje de carrocería inferior:
El material cortado en lámina se introdujo en un horno calentado hasta 210 °C durante 3 min (en el caso de un horno de aire pasante) o 1 min (en el caso de un horno de infrarrojos). El material se reblandeció debido al calor. A continuación, se transfirió inmediatamente a una prensa en frío donde el material se moldeó a alta presión (50 toneladas o más).
Mediciones acústicas:
Las muestras de blindajes de carrocería inferior producidos se probaron para comprobar sus propiedades acústicas en un instrumento llamado Alpha-Cabin. En un Alpha-Cabin, la muestra analizada se coloca cerca de la pared o del suelo con un espacio de aire de 2 mm. El coeficiente de absorción de las muestras se mide a continuación mediante una serie de sensores en la cabina. Los resultados de la prueba de Alpha-Cabin para muestras que tienen un grosor moldeado de 3 mm, 4 mm y 5 mm se muestran a continuación en la Tabla 1 .
Tabla 1
Figure imgf000012_0001
En la Figura 6, los resultados de las muestras moldeadas planas con un grosor de 3 mm, 4 mm y 5 mm se muestran gráficamente mediante la frecuencia acústica aplicada (abscisa) frente al coeficiente de absorción as (ordenada). Cuanto mayor sea el coeficiente de absorción acústica as, mejor será el rendimiento acústico de la muestra analizada. Se observa que el coeficiente de absorción acústica aumenta al aumentar el grosor de la muestra sometida a prueba.
Ejemplo 2: Proceso de moldeo en frío
En el proceso de moldeo en frío, un laminado no tejido se precalienta a un intervalo de temperatura comprendido entre 180 °C y 220 °C durante 1 a 5 minutos dependiendo del peso base. Esto es para activar el copoliéster de bajo punto de fusión que actúa como un aglutinante. Al activar el aglutinante, se funde y forma una especie de pegamento entre las fibras de PET virgen o reciclado. También actúa como pegamento entre las capas no tejidas de fibra cortada y las capas hiladas no tejidas. Después de la activación, el laminado no tejido se coloca en un molde de compresión. A continuación, el molde de compresión puede comprimir todo o una parte del laminado no tejido a un tonelaje de 50 toneladas a 200 toneladas. El laminado no tejido se deja en el molde un máximo de 60 segundos. El laminado no tejido comprimido se deja enfriar dentro o fuera del molde para permitir que las fibras de copoliéster en las fibras cortadas y en la estructura hilada se enfríen por debajo de su punto de fusión. A continuación, el laminado no tejido adquiere su forma final. El espesor final del material está comprendido entre 2 mm y 6 mm dependiendo de los requisitos de la aplicación prevista. A continuación, el laminado no tejido se recorta según se requiera, lo que puede lograrse mediante corte mecánico, térmico o por chorro de agua.
Tabla 2
Figure imgf000013_0001
En la Tabla 2, la muestra de "solo fibra cortada" fue una banda de PET cosida de una sola capa de 2 mm de grosor compuesta de un 50 % de fibra cortada de poliéster reciclado y el 50 % restante de fibra bicomponente de PET. La fibra bicomponente tenía un núcleo de PET con un revestimiento de copolímero de PET con un punto de fusión en el intervalo de 75 °C a 230 °C.
"SF con filamento de hilado cosido" se refiere a una estructura estratificada de acuerdo con la divulgación en el documento US 2016/0288451 A1. La estructura estratificada tenía dos capas exteriores hiladas de PET con un peso base de 90 g/m2 y una capa intermedia de fibras cortadas cosidas de PET con un peso base de 800 g/m2. La estructura estratificada tenía un espesor total inicial de 7,0 mm. A continuación, la estructura estratificada se moldeó por compresión hasta un grosor final de 2 mm.
"Laminado no tejido" se refiere a un laminado no tejido de acuerdo con la presente invención. El laminado no tejido tenía dos capas exteriores hiladas de PET con un peso base de 90 g/m2 y una capa intermedia de fibras cortadas de PET cosidas y termoendurecidas con un peso base de 800 g/m2. El laminado no tejido tenía un grosor total inicial de 7,0 mm. A continuación, el laminado no tejido se moldeó por compresión hasta un grosor final de 2 mm. Las fibras cortadas cosidas con una densidad de 650 g/m2 se enviaron al horno para su termoendurecimiento. El termoendurecimiento dio como resultado la contracción. Después de la contracción, se obtuvo un peso deseado de 800 g/m2. El filamento de hilado no se cose a la capa central, sino que se une por fusión. El filamento de hilado utilizado tenía una mayor cantidad de copoliéster, lo que garantizó una mejor unión entre las capas.
Como se puede observar en la Tabla 2, los resultados de las pruebas de propiedades mecánicas confirman que la muestra de laminado no tejido aumenta significativamente la resistencia a la flexión, el desgarro y la tracción. Sin limitarse a la teoría, se cree que la razón para el aumento de la resistencia a la flexión es la presencia de una alta cantidad de material aglutinante, que mantiene el filamento de hilado lo suficientemente recto como para producir una superficie plana. La inclusión del propio filamento de hilado ayuda a aumentar la resistencia al desgarro debido a los filamentos calandrados sin fin del filamento de hilado.
Ejemplo 3: Proceso de moldeo en caliente
En el proceso de moldeo en caliente, el laminado no tejido se coloca entre un par de placas de moldeo por compresión en caliente. A continuación, se hace que las placas se aproximen a un grosor deseado que es menor que el grosor del material. Por ejemplo, si el grosor del laminado no tejido es de 6 mm, el grosor entre las placas está comprendido entre 2 mm y 5 mm. Las placas de moldeo se calientan a una temperatura en el intervalo de 180 °C a 220 °C. El laminado no tejido se comprime después durante 1 a 3 minutos dependiendo del peso base, lo cual se realiza para activar el copoliéster (o aglutinante) de bajo punto de fusión. Al activar el aglutinante, se funde y forma un pegamento entre las fibras de PET virgen o reciclado. Además, actúa como un pegamento entre las fibras cortadas y los filamentos de hilado. La compresión de la totalidad o de una parte del laminado no tejido se puede realizar a un tonelaje de 50 toneladas a 200 toneladas. El laminado no tejido comprimido se deja enfriar dentro o fuera del molde para permitir que las fibras de aglutinante en las fibras cortadas y en la estructura hilada se enfríen por debajo de su punto de fusión. A continuación, el laminado no tejido adquiere su forma final. El espesor final del material está comprendido entre 2 mm y 6 mm dependiendo de los requisitos de la aplicación prevista. A continuación, el laminado no tejido se recorta según se requiera, lo que puede lograrse mediante corte mecánico, térmico o por chorro de agua.
Tabla 3
Figure imgf000014_0001
Como puede verse en la Tabla 3, se observan tendencias similares a las de la Tabla 2 que confirman la mejora significativa de la resistencia a la flexión, al desgarro y la tracción para la muestra de laminado no tejido. Los valores de la resistencia a la flexión y de la resistencia a la tracción son mayores para las muestras de moldeo en caliente en comparación con las muestras de moldeo en frío. Sin atenerse a la teoría, se cree que esto se debe a que la superficie caliente de las placas está en contacto directo con la muestra, que a su vez funde las fibras y forma una lámina de plástico delgada en ambos lados de la banda cosida.
Ejemplo 4 - Variación de peso
También se probaron las propiedades mecánicas de muestras de laminado no tejido moldeado que tenían un grosor de 2 mm a pesos variables de 1000, 1200 y 1400 g/m2. Los resultados de la prueba se muestran en la Tabla 4.
Tabla 4
Figure imgf000014_0002
Como puede verse en la Tabla 4, se observó un aumento lineal de las propiedades mecánicas con respecto al peso base. Un mayor peso significa una mayor cantidad de fibras cortadas, ya que el peso de los filamentos de hilado no varió. Una mayor cantidad de fibras cortadas da como resultado un mayor porcentaje de fibras bicomponente y, por lo tanto, más material aglutinante, lo que a su vez da como resultado una mayor rigidez y valores de propiedades mecánicas mejorados.

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1.Laminado no tejido, que comprende en un orden de (A) a (E):
- una capa hilada no tejida (A) que comprende fibras, que comprenden tereftalato de polietileno (PET) y copoliéster; - una capa hilada no tejida opcional (B) que comprende fibras, que comprenden tereftalato de polietileno (PET) y copoliéster, teniendo la capa no tejida (B) un mayor contenido de copoliéster que la capa no tejida (A);
- una capa cosida no tejida de fibra cortada (C), que comprende:
° fibras cortadas monocomponente de tereftalato de polietileno (PET) (c1), y
° fibras cortadas multicomponente (c2), que comprenden al menos un componente de tereftalato de polietileno (PET) y un componente de copoliéster;
- una capa hilada no tejida opcional (D) que comprende fibras, que comprenden tereftalato de polietileno (PET) y copoliéster, teniendo la capa no tejida (D) un mayor contenido de copoliéster que la capa no tejida (E);
- una capa hilada no tejida (E) que comprende fibras, que comprenden tereftalato de polietileno (PET) y copoliéster; en donde todas las capas están unidas por fusión entre sí,
en donde ninguna de las capas (A), (B), (C), (D) y (E) está cosida a ninguna otra de las capas (A), (B), (C), (D) y (E), y
en donde el laminado no tejido no contiene poliolefina.
2. El laminado no tejido según la reivindicación 1, en donde la capa cosida no tejida de fibra cortada (C) se contrae por calor.
3. El laminado no tejido según al menos una de las reivindicaciones anteriores, que no contiene refuerzos inorgánicos.
4. El laminado no tejido según al menos una de las reivindicaciones anteriores, que tiene al menos una de las siguientes características:
- una resistencia a la flexión de acuerdo con la norma ISO 178:2019-04 > 330 MPa;
- una resistencia a la tracción de acuerdo con la norma ASTM 5034:2009 > 780 N; y/o
- una resistencia al desgarro de acuerdo con la norma DIN EN 29073-3:1992-08 > 110 N.
5. El laminado no tejido según al menos una de las reivindicaciones anteriores, en donde el copoliéster en las capas (A) , (B), (C), (D) y (E) es un copolímero de tereftalato de polietileno, teniendo dicho copolímero un punto de fusión ≤ 240 °C, medido de acuerdo con la norma DIN ISO 11357-3:2013.
6. El laminado no tejido según al menos una de las reivindicaciones anteriores, en donde las capas (A) y (E) comprenden de un 10 % a un 70 % de copoliéster, en particular al menos un 30 % de copoliéster.
7. El laminado no tejido según al menos una de las reivindicaciones anteriores, que comprende la capa hilada no tejida (B) y/o la capa hilada no tejida (D), en donde
- la capa hilada no tejida (B) y/o la capa hilada no tejida (D) tienen un peso base de acuerdo con la norma DIN EN 29073-1:1992-08 de 1 a 100 g/m2.
8. El laminado no tejido según al menos una de las reivindicaciones anteriores, en donde la capa cosida no tejida de fibra cortada (C)
- consiste en de un 10 % a un 90 % de fibras cortadas monocomponente (c1) y de un 10 % a un 90 % de fibras cortadas multicomponente (c2), y/o
- tiene un peso base de acuerdo con la norma DIN EN 29073-1:1992-08 ≤ 1700 g/m2.
9. El laminado no tejido según al menos una de las reivindicaciones 1 a 4, en donde:
- el copoliéster en las capas (A), (B), (C), (D) y (E) es un copolímero de tereftalato de polietileno, teniendo dicho copolímero un punto de fusión de 160 a 240 °C, medido de acuerdo con la norma DIN ISO 11357-3:2013;
- comprende una capa hilada no tejida (B) y una capa hilada no tejida (D), teniendo ambas un peso base de acuerdo con la norma DIN e N 29073-1:1992-08 de 10 a 20 g/m2; y
- la capa cosida no tejida de fibra cortada (C) consiste en de un 40 % a un 60 % de fibras cortadas monocomponente (c1) y de un 40 % a un 60 % de fibras cortadas multicomponente (c2).
10. El laminado no tejido según al menos una de las reivindicaciones 1 a 4, en donde:
- el laminado no tejido no comprende ni la capa hilada no tejida (B) ni la capa hilada no tejida (D);
- el copoliéster en las capas (A), (C) y (E) es un copolímero de tereftalato de polietileno, teniendo dicho copolímero un punto de fusión de 160 a 240 °C, medido de acuerdo con la norma DIN ISO 11357-3:2013; y
- la capa cosida no tejida de fibra cortada (C) consiste en de un 40 % a un 60 % de fibras cortadas monocomponente (c1) y de un 40 % a un 60 % de fibras cortadas multicomponente (c2).
11.Un artículo moldeado que comprende un laminado no tejido según al menos una de las reivindicaciones 1 a 10.
12. Uso de un laminado no tejido o un artículo moldeado según al menos una de las reivindicaciones 1 a 11 para un blindaje de carrocería inferior o para un revestimiento de paso de rueda, en particular para un blindaje de carrocería inferior.
13. Un procedimiento para producir el laminado no tejido según al menos una de las reivindicaciones 1 a 10, que comprende:
- preparar una capa cosida no tejida estable (C) mediante cosido;
- proporcionar en orden las capas (A) a (E); y
- unir por fusión las capas (A) a (E) entre sí.
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