ES3014841T3 - Flexible laminate for shielding electromagnetic radiation - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un laminado flexible para blindaje de radiación electromagnética, que comprende a) al menos una película metálica y b) un sustrato plano, que comprende o consiste en un material de fibra, material de película o material de espuma, en donde el laminado tiene una multiplicidad de objetos formados por incisiones en la base del laminado, a un método para producir un componente blindado de radiación electromagnética, en el que se utiliza dicho laminado, y al uso del laminado para blindar rayos electromagnéticos. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Laminado flexible para el apantallamiento de la radiación electromagnética

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un laminado flexible para el apantallamiento de la radiación electromagnética, a un procedimiento para la producción de una pieza estructural apantallada frente a la radiación electromagnética, a las piezas estructurales obtenidas según este procedimiento y al uso del laminado flexible para el apantallamiento de la radiación electromagnética.

ESTADO DE LA TÉCNICA

Las ondas electromagnéticas presentan un componente de campo eléctrico y uno magnético. Las ondas irradiadas por piezas estructurales electrónicas, tanto las que transportan corriente como las que se utilizan para la acumulación de corriente, pueden conducir a una interferencia electromagnética recíproca (interferencia electromagnética, EMI). Debido a los enormes progresos en la técnica de semiconductores, las piezas estructurales electrónicas se han vuelto cada vez más pequeñas y su densidad dentro de dispositivos electrónicos ha aumentado claramente. La creciente complejidad de los sistemas electrónicos, por ejemplo en áreas como la electromovilidad, la tecnología aeroespacial, la tecnología médica o la electrónica de consumo, plantea un gran desafío en la compatibilidad electromagnética de los componentes individuales. En vehículos eléctricos, por ejemplo, los accionamientos eléctricos con potencias elevadas están integrados en un espacio muy reducido y controlados por piezas estructurales electrónicas. Para la acumulación y la puesta a disposición de energía eléctrica, en muchas áreas se utilizan baterías de iones de litio con la correspondiente electrónica de control. Se debe asegurar que las piezas estructurales individuales no interfieran entre sí de ningún modo. Para conseguir compatibilidad electromagnética es conocido atenuar las interferencias electromagnéticas con ayuda de carcasas de apantallamiento. El concepto de compatibilidad electromagnética (EMV) se define, a modo de ejemplo, según la norma DIN VDE 0870, como la capacidad de una instalación eléctrica de funcionar satisfactoriamente en su entorno sin influir indebidamente en este entorno, al que pueden pertenecer también otras instalaciones. Por lo tanto, la EMV debe cumplir dos condiciones, el apantallamiento de la radiación emitida y la inmunidad frente a otra radiación electromagnética. En este caso, en muchos países, los aparatos correspondientes deben cumplir las prescripciones legales. La interferencia electromagnética (EMI), según la norma DIN VDE 0870, es la acción de ondas electromagnéticas sobre circuitos de corriente, aparatos, sistemas o seres vivos. Tal acción puede provocar deficiencias aceptables, pero también inaceptables, por ejemplo la funcionalidad de aparatos o la puesta en peligro de personas, en los objetos afectados. En tales casos, se deben tomar las medidas de protección adecuadas. El intervalo de frecuencias relevantes para el apantallamiento EMI se sitúa en general entre 100 Hz y 100 GHz, especialmente de alrededor de 10 MHz a 10 GHz.

La compatibilidad electromagnética de las piezas estructurales, así como el ahorro de energía y la gestión térmica, son los desafíos para una tecnología de electromovilidad exitosa. El uso de modernos motores eléctricos sin escobillas, así como diversas unidades de control, requieren el suministro de potencia eléctrica en forma de corriente alterna y trifásica. En este caso, los componentes electrónicos emiten oscilaciones magnéticas, eléctricas y electromagnéticas no deseadas de diferente frecuencia, que pueden ser una fuente de interferencia para otras unidades de control, o la propia unidad de control se ve perturbada en su función por las oscilaciones emitidas por otras piezas estructurales.

Es conocido el apantallamiento electromagnético de componentes electrónicos con carcasas de metal, por ejemplo aluminio, para que estos no se influyan negativamente entre sí en la práctica de su función. No obstante, el uso de apantallamientos puramente metálicos está vinculado a diferentes inconvenientes, como el elevado peso del material y la compleja producción mediante punzonado, flexión y aplicación de protección contra la corrosión, que es muy costosa. También la libertad de diseño constructivo es muy limitada en el caso de materiales metálicos. Los apantallamientos de material sintético se pueden llevar frecuentemente a la forma deseada más fácilmente que los metales. Ya que la mayor parte de materiales sintéticos son aislantes, mediante la aplicación de un revestimiento superficial, por ejemplo mediante galvanización o deposición en fase gaseosa (deposición física de vapor PVD), se puede conceder a estos la conductividad necesaria. Alternativamente, se conoce el uso de materiales en capas que comprenden al menos una capa de material sintético y/o que contiene fibras y al menos una capa de aluminio. En estos materiales en capas es desfavorable que su capacidad de deformación tridimensional sin daño mecánico, especialmente formación de grietas, es muy limitada.

Para el apantallamiento electromagnético de pantallas también se conoce el uso de un soporte transparente que presenta una rejilla impresa de un material de apantallamiento electromagnético con líneas de rejilla delgadas ampliamente espaciadas. De este modo, el documento EP 0998182 A2 (DE 69923142 T2) describe una placa de apantallamiento electromagnética que se puede montar como placa frontal delante de una pantalla para apantallar radiación electromagnética, que sale del lado delantero de la pantalla. La radiación electromagnética se efectúa mediante una rejilla conductiva en la que las líneas individuales deben ser suficientemente delgadas y presentar distancia suficiente para que las líneas de rejilla sean lo menos visibles posible. Para la generación del patrón de rejilla se imprime, a modo de ejemplo, una placa de vidrio con una pasta conductiva.

El documento DE 102005001063 A1 describe un material en capas para el apantallamiento de ondas electromagnéticas, especialmente en edificios. El material en capas comprende al menos una capa que comprende fibras y al menos una capa de aluminio. En el caso de la capa que comprende fibras se puede tratar de tejidos, tejidos de urdimbre, tejidos de trama, esteras, haces de fibras y preferentemente vellones de fibras. Se describe que tanto la capa de aluminio como la capa que comprende fibras se puede dotar de una perforación para que el pegamento y el betún puedan penetrar mejor en el material y el gas se pueda evaporar. En otro punto se describe que la capa de aluminio puede presentar una extensibilidad en al menos una dirección en el intervalo de 2 a 35 %, referido a la longitud de la capa que comprende fibras en esta dirección. No se enseña a efectuar la perforación para mejorar la extensibilidad.

Para el apantallamiento de ondas electromagnéticas, el documento WO 2008/130201 A2 enseña el uso de un laminado que comprende una capa de resina polimérica y al menos una capa de lámina metálica. Este laminado se distingue por una buena estabilidad a la tracción y flexibilidad frente a una lámina metálica pura. Las formas de realización de la invención se refieren a laminados en los que una superficie o ambas superficies presentan zonas en relieve o laminados que presentan zonas perforadas. El diámetro de las zonas perforadas se sitúa preferentemente en un intervalo de 10 pm a 5 mm. Por consiguiente, en este caso se trata de la introducción de orificios con un determinado diámetro en el laminado, es decir, punzonado en el que se elimina material del laminado. Mediante las zonas punzonadas y/o perforadas se puede conceder al laminado una flexibilidad comparable a la de un tejido metálico. Este documento no enseña que, para la mejora de la flexibilidad, un laminado se debe dotar de incisiones, al menos en la lámina metálica, ni que la geometría de estas incisiones puede tener una influencia sobre las propiedades mecánicas.

El documento WO 2008/127077 A1 describe un material en capas térmicamente conductivo para el apantallamiento de ondas electromagnéticas que comprende una capa soporte elástica y al menos una capa conductiva laminada sobre la misma. La capa soporte elástica presenta un patrón de una pluralidad de zonas perforadas y la capa conductiva presenta protuberancias conductivas que se forman mediante incisiones en la capa conductiva que son coaxiales a las zonas perforadas de la capa soporte elástica. Las protuberancias conductivas se pliegan hacia el reverso de la capa soporte elástica, de modo que atraviesan las zonas perforadas de la capa soporte y sobresalen del reverso de la capa soporte elástica, de modo que entran en contacto con el reverso de la capa soporte elástica. Por lo tanto, se debe conseguir una conductividad térmica en la dirección del eje z. Este documento tampoco enseña que, para la mejora de la flexibilidad, un laminado se debe dotar de incisiones en las que no se elimina material del laminado y que la geometría de estas incisiones tiene una influencia sobre las propiedades mecánicas.

El documento US2013/285846A1 divulga un laminado flexible para el apantallamiento de la radiación electromagnética según el preámbulo de la reivindicación 1. En resumen, los laminados descritos en el estado de la técnica presentan al menos uno de los siguientes inconvenientes:

• Los laminados constituidos al menos por una capa soporte, por ejemplo una lámina polimérica o una capa que contiene fibras, y al menos una capa metálica, son apropiados solo de manera muy limitada para el recubrimiento de telas tridimensionales para el apantallamiento de ondas electromagnéticas, en especial de telas con estructura compleja. Estos laminados carecen especialmente de una extensibilidad elevada con baja aplicación de fuerza.

• Tampoco los laminados perforados o punzonados conocidos presentan frecuentemente una buena extensibilidad en más de una dirección espacial. En el caso de una aplicación de fuerza demasiado elevada en el recubrimiento de telas tridimensionales, los laminados se pueden rasgar de manera incontrolable. En la zona de tales grietas se puede deteriorar en gran medida el apantallamiento electromagnético. La aplicación de perforaciones o punzonados que no permiten estirar el laminado con aplicación de fuerza reducida puede llevar a un desgarro progresivo no deseado en el caso de tensión de tracción.

Por lo tanto, existe una necesidad de laminados que reduzcan o eviten los inconvenientes mencionados anteriormente. Deben combinar especialmente un buen apantallamiento electromagnético con un comportamiento de drapeado. Además, deben ser apropiados para la producción de piezas estructurales apantalladas sin que estas se tengan que formar previamente. Preferentemente, debe ser posible formar las piezas estructurales a apantallar en un proceso y unirlas al laminado para el apantallamiento de la radiación electromagnética. Entre estos cuentan procedimientos de moldeo por inyección, como la retroinyección y el moldeo por inyección multicomponente o procedimientos de conformación, como el termoconformado. Los laminados según la invención son apropiados en especial para el uso en un procedimiento para la producción de materiales compuestos fibrosos, especialmente un procedimiento SMC (extrusión de compuestos de moldeo de hojas).

La presente invención toma como base la tarea de poner a disposición laminados para el apantallamiento de la radiación electromagnética y un procedimiento para la producción de piezas estructurales apantalladas frente a radiación electromagnética que superen los inconvenientes descritos anteriormente.

En el área de los laminados en forma de capas a base de láminas metálicas para el apantallamiento de ondas electromagnéticas, hasta el momento no era conocido que un material se puede dotar de incisiones de geometría determinada para mejorar las propiedades técnicas de aplicación. El documento WO 2016/169948 A1 describe emplear en la zona del cuidado de la herida un apósito para heridas autoadhesivo de un material fibroso que presenta dos grupos de incisiones de determinada geometría. Este apósito para heridas se distingue por una mejor flexibilidad, especialmente cuando está hidratado, y una mejor liberación de líquido.

Sorprendentemente, ahora se ha descubierto que la tarea citada anteriormente se soluciona mediante un laminado para el apantallamiento de la radiación electromagnética, que comprende a) al menos una lámina metálica y b) un sustrato plano como material soporte, en donde el laminado presenta una pluralidad de incisiones en el área base, que presentan una determinada disposición espacial.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

Un primer objeto de la invención es un laminado flexible para el apantallamiento de la radiación electromagnética, que comprende

a) al menos una lámina metálica y

b) un sustrato plano, que comprende o está constituido por un material fibroso, laminar o celular,

en donde el laminado presenta una pluralidad de objetos formados a partir de incisiones en el área base del laminado, en donde cada objeto está constituido por dos o más incisiones que presentan un punto inicial común, y en donde dos incisiones o cada dos incisiones adyacentes presentan un ángulo de 45 a 160°.

En una realización especial, cada objeto comprende una, dos o más incisiones rectilíneas. Cada objeto está constituido en especial por dos o más incisiones rectilíneas.

Las incisiones penetran el laminado completamente en cada caso. Esto significa que se penetra completamente al menos una lámina metálica a) y el sustrato plano b). Si el laminado según la invención presenta más de una, por ejemplo 2, 3 ,4 ,5 o más de 5 láminas metálicas a), mediante las incisiones se penetran completamente todas las láminas metálicas en cada caso.

Otro objeto de la invención es un procedimiento para la producción de una pieza estructural apantallada frente a radiación electromagnética, en el que:

1.1) se proporciona un laminado, como se define a continuación, y al menos un material polimérico (c) o un precursor del mismo,

11.1) el laminado y el material polimérico (c) o su precursor se somete a un conformado bajo unión de los materiales y, en este caso, si está presente, se polimeriza el precursor, o

1.2) se proporciona un laminado, como se define a continuación, y al menos una pieza estructural, 11.2) la pieza estructural se reviste o se recubre completamente con el laminado.

La pieza estructural apantallada frente a radiación electromagnética se produce especialmente mediante un procedimiento según la 1a variante, en donde la unión entre el laminado y el material polimérico (c) se produce mediante un procedimiento SMC o un procedimiento de retroinyección o un procedimiento de termoconformado.

Otro objeto de la invención es una pieza estructural apantallada electromagnéticamente que comprende un laminado según la invención, como se define anteriormente y a continuación, o que es obtenible mediante un procedimiento como se define anteriormente y a continuación.

Otro objeto de la invención es el uso del laminado como se define anteriormente y a continuación para el apantallamiento de la radiación electromagnética, preferentemente de sistemas que transportan corriente y acumuladores de corriente, de modo especialmente preferente en carcasas electrónicas. Los campos de uso preferentes son automóviles eléctricos, aviones, aeronaves, preferentemente en automóviles eléctricos y drones.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

En el caso de los laminados según la invención se trata de telas planas que disponen de una extensión plana esencialmente tridimensional y un grosor reducido en comparación. Para su descripción se puede utilizar un sistema de coordenadas ortogonal, en donde el área base del laminado se sitúa en el plano definido por el eje x (también denominado plano x,y). El eje z ortogonal al mismo puede servir para la descripción del grosor de material.

Los laminados según la invención son flexibles, es decir, presentan una buena extensibilidad en más de una dirección espacial en relación con el área base del laminado (en el plano x,y). Esta flexibilidad se consigue mediante incisiones en el área base del laminado. Las incisiones se efectúan de modo preferente esencialmente en la dirección del eje z ortogonal al área base. El ángulo de corte, referido al área base del laminado (es decir, el plano x,y) se sitúa preferentemente en 10° a 90°, de modo especialmente preferente 30 a 90°, en especial 60 a 90°, especialmente 80 a 90°. En una forma de realización preferente, en el caso del laminado flexible según la invención se trata de un material compuesto de fibras. Según la descripción habitual para materiales compuestos de fibras, los laminados según la invención presentan una buena flexibilidad (extensibilidad) no solo en la dirección del eje x como dirección del rollo (dirección de la máquina, MD), sino también en la dirección del eje y, es decir, ortogonalmente a la dirección del rollo (dirección de la máquina transversal, CMD). En el diagrama de cambio de fuerza de tracción-longitud se muestra que los laminados presentan un gran alargamiento ya con fuerzas de tracción reducidas tanto en la dirección del rollo como también ortogonalmente a la dirección del rollo. Esta es una ventaja frente a laminados para el apantallamiento de la radiación electromagnética conocidos por el estado de la técnica.

Una unión por arrastre de material se forma mediante fuerzas atómicas o moleculares entre las partes a unir. Entre las uniones por arrastre de material de materiales sintéticos cuentan las uniones adhesivas y las uniones soldadas; también procedimientos de moldeo por inyección conducen a uniones por arrastre de material. Una unión por arrastre de material es generalmente una unión no desprendible. Las uniones por arrastre de material se producen mediante el engranaje de al menos dos partes a unir. De este modo, las partes a unir tampoco se pueden desprender sin transferencia de fuerza o con interrupción de la misma. Las uniones por arrastre de fuerza requieren una fuerza normal sobre las áreas a unir entre sí. Su desplazamiento recíproco se impide siempre que no se supere la contrafuerza ocasionada por la fricción estática.

En el ámbito de la invención, una incisión designa una penetración completa de la lámina metálica y del sustrato plano, sin que a este respecto se extraiga deliberadamente material de la lámina metálica o del sustrato. Se pueden utilizar procedimientos de corte habituales, como procedimiento de corte con cuchilla o láser.

Según la invención, el laminado presenta una pluralidad de objetos formados por incisiones en el área base del laminado, en donde cada objeto está constituido por dos o más incisiones rectilíneas que presentan un punto inicial común. En principio es posible que las incisiones que forman un objeto no se encuentren (o no todas en el caso de al menos tres incisiones) en el punto inicial común. El punto inicial común es entonces un punto imaginario en el que se encuentran todas las líneas, que se obtiene cuando las incisiones se extrapolan más allá de sus puntos extremos reales. La distancia de los puntos extremos de las incisiones, que se sitúan respectivamente en la mayor proximidad del punto inicial común, respecto al punto inicial asciende como máximo a 2 mm, preferentemente como máximo 1 mm, en especial como máximo 0,5 mm. Todas las incisiones que forman un objeto se encuentran preferentemente en el punto inicial común.

Las incisiones se pueden generar con procedimientos habituales, por ejemplo con herramientas de corte (cuchillas de punzonado) o mediante láser. Mediante las incisiones rectilíneas se penetra el laminado completamente sin extraer material del laminado. Es preferente la colocación de cortes por medio de herramientas de punzonado.

Los laminados según la invención pueden presentar incisiones en toda la zona de su área base o en al menos una zona parcial. Las zonas de laminado que presentan incisiones se distinguen por valores de alargamiento elevados con aplicación de fuerza reducida en más de una dirección espacial. En este caso, las incisiones se introducen de tal manera que se obtienen productos drapeables, que se adaptan óptimamente a la forma de las piezas estructurales a apantallar eléctricamente. Si la geometría de las piezas estructurales permite que solo se tengan que deformar determinadas zonas del laminado, es suficiente introducir incisiones solo en estas zonas. De este modo se asegura que las piezas estructurales equipadas con los laminados según la invención dispongan de un buen apantallamiento electromagnético. Ventajosamente, los laminados no se forman previamente y son apropiados tanto para un recubrimiento de piezas estructurales sin que exista una unión por arrastre de material como para el uso en un procedimiento de formación en el que se forma la pieza estructural y simultáneamente se une al laminado (por regla general por arrastre de material). Las incisiones pueden ser rectilíneas o curvilíneas, por ejemplo circulares o no circulares. Preferentemente, cada objeto está constituido por dos o más incisiones rectilíneas.

Según la invención, las dos incisiones de un objeto o cada dos incisiones adyacentes de un objeto presentan un ángulo de 45 a 160°. Preferentemente, las dos incisiones o cada dos incisiones adyacentes presentan un ángulo de 55 a 140°. En el caso de incisiones curvilíneas, el ángulo se refiere a la tangente en la incisión en el punto inicial común de las incisiones.

Un objeto se forma preferentemente a partir de 2, 3, 4, 5 o 6 incisiones en cada caso, de modo especialmente preferente 2, 3 o 4 incisiones.

Un objeto se forma preferentemente a partir de x incisiones, en donde x representa 3, 4, 5 o 6 y cada dos incisiones adyacentes presentan un ángulo de aproximadamente (360/x)°. En este caso, las dimensiones angulares pueden ser exactamente iguales como presentar una desviación de la distribución uniforme de aproximadamente /- 20 grados, de modo preferente de aproximadamente /- 10 grados, especialmente de /- 5 grados. Es preferente una distribución uniforme exacta de las dimensiones angulares.

En una primera forma de realización especial, un objeto está formado por tres incisiones. Preferentemente, cada dos incisiones adyacentes del objeto presentan entonces un ángulo de 110 a 130°. Los tres ángulos que forman los cortes entre sí ascienden especialmente a 120°.

En una segunda forma de realización especial, un objeto está formado por cuatro incisiones. Preferentemente, cada dos incisiones adyacentes del objeto presentan entonces un ángulo de 80 a 100°. Los cuatro ángulos que forman los cortes entre sí ascienden especialmente a 90°.

Preferentemente, los objetos formados por las incisiones presentan una simetría que se selecciona entre:

• una simetría de rotación de al menos 3 ángulos,

• una simetría axial con al menos dos ejes de simetría especular,

• un centro de inversión,

• un eje especular de giro de al menos 3 ángulos.

Todos los objetos presentan preferentemente una simetría que se selecciona a partir de las citadas anteriormente. En una forma de realización especial, todos los objetos presentan la misma simetría.

Preferentemente, los objetos formados a partir de incisiones en el área base del laminado están dispuestos en grupos, en donde un grupo de objetos está caracterizado por que todos los puntos iniciales comunes de los objetos del grupo se sitúan en una línea recta. Todos los objetos de un grupo presentan preferentemente una forma y un tamaño idénticos. Especialmente todos los objetos de un grupo presentan forma, tamaño y disposición espacial (orientación) idénticos. Idéntica orientación significa que todos los objetos de un grupo están orientados de manera idéntica.

Una forma de realización espacial es un laminado, en donde los objetos forman grupos, en donde

• todos los objetos de un grupo presentan forma, tamaño y disposición espacial idénticos, y

• los puntos iniciales comunes de todos los objetos de un grupo se sitúan sobre una línea recta.

Los objetos dispuestos en grupos a lo largo de una línea recta a través de sus puntos iniciales presentan preferentemente un patrón como principio estructural superior. Los grupos forman especialmente un patrón, en donde

• un patrón comprende 1, 2, 3, 4 o más de 4 grupos de objetos,

• todas las líneas rectas sobre las que se sitúan los objetos están dispuestas paralelamente,

• los grupos en dirección ortogonal a las líneas rectas presentan una secuencia regular.

En una realización especial, todos los objetos presentan forma y tamaño idénticos.

La longitud de las incisiones se sitúa preferentemente en un intervalo de 1 a 40 mm, de modo especialmente preferente 1,5 a 20 mm, en especial 2 a 15 mm, especialmente 2 a 10 mm.

La distancia mínima entre dos objetos se sitúa preferentemente en un intervalo de 0,1 a 15 mm, de modo especialmente preferente 0,3 a 12 mm, en especial 0,5 a 5 mm.

El laminado flexible para el apantallamiento de la radiación electromagnética comprende como componente a) al menos una lámina metálica.

El componente a) puede comprender una o más de una, por ejemplo 2, 3, 4, 5 o más de 5 láminas metálicas o estar constituido por estas. En una realización preferente, el componente a) comprende 1,2 o 3 láminas metálicas. Cuando el componente a) comprende más de una lámina metálica, entre dos láminas metálicas se puede encontrar una capa adhesiva respectivamente. La capa adhesiva comprende preferentemente al menos un polímero, preferentemente seleccionado entre termoplásticos o composiciones poliméricas endurecibles. Los sistemas poliméricos endurecibles apropiados se pueden basar en los poliésteres, poliuretanos, epóxidos y siliconas conocidos a tal efecto. Los termoplásticos preferentes son poliésteres, poliamidas, poliolefinas y mezclas de los mismos.

Los poliésteres preferentes son tereftalato de polietileno y tereftalato de polibutileno. Las poliolefinas preferentes con polietileno o polipropileno.

El metal de la lámina metálica se selecciona preferentemente entre aluminio, titanio, magnesio, estaño, níquel, cobre, plata, oro, etc. También son apropiadas aleaciones metálicas, preferentemente p-metal (Permalloy). De modo especialmente preferente, la lámina metálica comprende aluminio o está constituida por aluminio.

Preferentemente, la lámina metálica presenta un grosor de 3 a 250 pm, de modo especialmente preferente de 5 a 225 pm, en especial de 7 a 200 pm.

El laminado flexible para el apantallamiento de la radiación electromagnética según la invención comprende como componente b) un sustrato plano, que está constituido por material fibroso, laminar o celular o está constituido por este.

El sustrato b) puede estar estructurado en uno o varios estratos. Una forma de realización especial es un sustrato b) estructurado en varios estratos.

En una forma de realización preferente, el componente b) comprende al menos un material fibroso. El material fibroso se presenta preferentemente como material textil de uno o varios estratos. Este material textil presenta preferentemente al menos un estrato que se selecciona entre telas no tejidas, esteras, tejidos, tejidos de trama, tejidos de urdimbre, papeles y combinaciones de los mismos. El sustrato b) comprende preferentemente un material fibroso de uno o varios estratos, que se selecciona preferentemente entre telas no tejidas, papeles, tejidos y combinaciones de los mismos. De modo especialmente preferente, el componente b) comprende al menos un estrato, en cuyo caso se trata de una tela no tejida.

En el sentido de la invención "tela no tejida" designa una tela de fibras de longitud limitada, fibras continuas (filamentos) o hilos cortados de cualquier tipo y de cualquier origen, que se han ensamblado de cualquier manera para dar una capa de fibras o una pila de fibras y se han unido entre sí de cualquier manera; se excluye el cruce, o bien entrelazado de hilos, como se produce en la tejeduría, el tricotado, la confección de géneros de punto, el trenzado y la producción de productos de pelo insertado. Las láminas y los papeles no pertenecen a las telas no tejidas.

Las fibras utilizadas para la producción del material textil pueden ser filamentos, fibras discontinuas y/o fibras cortas. Según la invención, las fibras son fibras discontinuas y/o fibras cortas. Las fibras discontinuas, o bien las fibras cortas se pueden fabricar y colocar mediante los más diversos procedimientos de producción conocidos, a modo de ejemplo procedimiento de cardado, procedimiento de entrelazado sin agua y entrelazado en húmedo.

En una primera forma de realización apropiada, el sustrato b) comprende al menos una tela no tejida unida mecánicamente. En el caso de telas no tejidas unidas mecánicamente se solidifica una pila de fibras, por ejemplo mediante una técnica de aguja o chorro de agua o vapor.

En otra forma de realización apropiada, el sustrato b) comprende al menos una tela no tejida unida térmicamente. Las telas no tejidas unidas térmicamente se pueden solidificar, por ejemplo, mediante prensado bajo temperatura elevada, a modo de ejemplo por medio de calandrado o mediante aire caliente. La pila de fibras de telas no tejidas unidas térmicamente comprende generalmente fibras de poliéster o poliamida.

En otra forma de realización apropiada, el sustrato b) comprende al menos una tela no tejida unida químicamente. En el caso de telas no tejidas unidas químicamente, la pila de fibras se dota de un aglutinante (por ejemplo aglutinante de acrilato) y se endurece por medio de impregnación, pulverización o por medio de otros métodos de aplicación habituales. El aglutinante une las fibras entre sí para dar una tela no tejida.

En una forma de realización preferente, el sustrato b) comprende al menos una tela no tejida (spunbond). Para la producción de telas no tejidas, las fibras continuas (filamentos) se colocan y a continuación se pueden solidificar, por ejemplo, mediante tratamiento con cilindros calentados o mediante corriente de vapor/aire caliente. En la solidificación mediante cilindros, en la mayor parte de los casos uno de ambos cilindros se dota de un grabado, que está constituido, por ejemplo por puntos circulares, rectangulares o romboidales. En los puntos de contacto, las hebras se funden y forman la tela no tejida de este modo. Una realización especial es una tela no tejida solidificada térmicamente.

Si el sustrato b) presenta al menos una tela no tejida, el peso por superficie puede variar en amplios intervalos. Es preferente un peso por superficie según la norma DlN EN 29073-1:1992-08 de 10 a 400 g/m2, preferentemente de 15 a 300 g/m2, en especial de 20 a 250 g/m2.

Como otra forma de realización, el componente b) puede comprender un material laminar. Los materiales laminares apropiados son termoplásticos, como poliolefinas, por ejemplo polietileno o polipropileno, poliésteres, por ejemplo tereftalato de polietileno, tereftalato de polibutileno o naftalato de polietileno, poliamida, poliacrilato, etc. En una forma de realización especial, el sustrato b) presenta al menos una lámina de poliolefina en combinación con al menos un material fibroso. El componente b) puede presentar entonces el material laminar como un estrato de refuerzo para los materiales fibrosos. Por consiguiente, se obtienen sustratos b) con resistencia mecánica elevada y peso reducido. También es posible que el material laminar y los materiales fibrosos se unan entre sí por arrastre de material mediante laminación bajo calentamiento y/o presión. Esto se puede efectuar independientemente o de modo preferente junto con la producción del laminado a partir de la(s) lámina(s) metálica(s) a) y el sustrato plano b).

A este respecto, los materiales fibrosos, especialmente la tela no tejida y la lámina, se unen entre sí de modo que se obtienen laminados de 2, 3 o más estratos, por ejemplo con la estructura tela no tejida-lámina o tela no tejida-láminatela no tejida. Para la producción de laminados, se pueden unir al menos un estrato de vellón de fibras con al menos un estrato polimérico y después se puede prensar la combinación bajo calentamiento. En este caso, los polímeros se funden preferentemente en tal medida que llenan al menos parcialmente poros y espacios intermedios entre las fibras.

Como otra forma de realización, el componente b) puede comprender una espuma. Una espuma en el sentido de la invención es una estructura porosa de células abiertas al menos parcialmente, con células que se comunican entre sí. Por ejemplo, son apropiadas espumas de poliuretano. Las espumas de poliuretano se pueden producir de modo conocido a partir de poliisocianatos, polioles y, en caso dado, al menos otro comonómero. Por ejemplo, son apropiados poliéster-poliuretanos y poliéter-poliuretanos.

El sustrato b) puede contener adicionalmente al menos un aditivo. Los aditivos apropiados son sustancias de relleno y sustancias de refuerzo. Entre estas cuentan sustancias de relleno, sustancias fibrosas y cualquier forma de transición. Las sustancias de relleno en forma de partículas pueden presentar una anchura de banda amplia de tamaños de partícula, que van de partículas en forma de polvo partículas de grano grueso. Como material de relleno entran en consideración sustancias de relleno y refuerzo orgánicas o inorgánicas. A modo de ejemplo, se pueden utilizar sustancias de relleno inorgánicas, como fibras de carbono, caolín, creta, wollastonita, talco, carbonato de calcio, silicato, dióxido de titanio, óxido de zinc, partículas de vidrio, por ejemplo bolas de vidrio, filosilicatos a escala nanométrica, óxido de aluminio a escala nanométrica (AhO3), dióxido de titanio a escala nanométrica (TD<2>), filosilicatos y dióxido de silicio a escala nanométrica (SiO<2>). Las sustancias de relleno también pueden estar tratadas superficialmente. Los filosilicatos apropiados son caolines, serpentinas, talco, mica, vermiculita, illita, esmectita, montmorillonita, hectorita, hidróxidos dobles y mezclas de los mismos. Los filosilicatos pueden estar tratados o no estar tratados superficialmente. Además, se pueden utilizar una o varias sustancias fibrosas. Estas se seleccionan preferentemente a partir de fibras de refuerzo inorgánicas conocidas, como fibras de boro, fibras de vidrio, fibras de ácido silícico, fibras de cerámica y fibras de basalto; fibras de refuerzo orgánicas, como fibras de aramida, fibras de poliéster, fibras de nylon y fibras de polietileno y fibras naturales, como fibras de madera, fibras de lino, fibras de cáñamo y fibras de sisal.

Los aditivos apropiados se seleccionan además entre antioxidantes, estabilizadores térmicos, agentes ignífugos, estabilizadores protectores frente a la luz (estabilizadores UV, filtros UV o bloqueadores UV), catalizadores para la reacción de reticulación, espesantes, agentes tixótropos, agentes tensioactivos, modificadores de viscosidad, agentes deslizantes, colorantes, agentes de nucleación, antiestáticos, agentes desmoldeantes, antiespumantes, bactericidas, etc.

El sustrato b) puede contener al menos un agente aglutinante. Los agentes aglutinantes sirven, por ejemplo, para la mejora de la adherencia de materiales fibrosos, especialmente telas no tejidas. Estos sirven además para la mejora de la adherencia entre diversos estratos del sustrato b), por ejemplo entre dos estratos de tela no tejida. Los agentes aglutinantes sirven además para la mejora de la adherencia de sustancias de relleno y refuerzo y otros aditivos utilizados en el componente b). Los agentes aglutinantes apropiados comprenden al menos un material polimérico, preferentemente seleccionado entre alcohol polivinílico, poliacrilatos, poliuretanos, caucho de estireno-butadieno, caucho de nitrilo-butadieno, resinas de poliéster, epóxido y poliuretano.

En una forma de realización preferente, el sustrato b) comprende la menos dos capas, en donde una de las capas está formada por un inserto de refuerzo (malla). Mediante el uso de insertos de refuerzo se puede aumentar, a modo de ejemplo, la adherencia entre ambos estratos adyacentes. Los materiales apropiados para el inserto de refuerzo son los citados anteriormente como materiales fibrosos. Especialmente se utiliza un poliéster. Como inserto de refuerzo son apropiados generalmente los materiales textiles de fibras con hebras que se cruzan en dos direcciones que se describen a tal efecto. Estos presentan generalmente un peso por superficie claramente más reducido que el de las telas no tejidas descritas anteriormente. El peso por superficie del inserto de refuerzo se sitúa preferentemente en un intervalo de 1 a 100 g/m2, preferentemente de 1 a 50 g/m2, en especial de 2 a 25 g/m2.

Preferentemente, el sustrato b) presenta un grosor de 50 a 1500 pm, de modo especialmente preferente de 100 a 1000 pm, en especial de 150 a 800 pm.

En una forma de realización concreta, para la producción del sustrato b) se utiliza un material de tela no tejida, preferentemente un vellón de hilatura, en especial un vellón de hilatura de poliéster, y se une en un procedimiento de laminado con al menos un material polimérico como agente aglutinante para dar un material compuesto de varias capas. Esta producción se efectúa según procedimientos habituales conocidos por el especialista, por ejemplo termoadhesión o extrusión. En la termoadhesión, el material polimérico y/o la tela no tejida se plastifican puntualmente a alta temperatura y presión por medio de un cilindro de gofrado, en donde se produce una unión de ambas bandas de material. Es preferente la extrusión. Por ejemplo, para la producción de un sustrato de tela no tejida-lámina con la estructura tela no tejida-lámina-tela no tejida se unen dos bandas de material de vellón por medio de un aglutinante. En este caso, el aglutinante plastificado se puede extruir en al menos una banda de material y reunir a continuación con otra banda de material de vellón, a lo que sigue un prensado y un enfriamiento. También es posible que mediante dos bandas de material se forme una ranura entre cilindros, en la que se extruye el aglutinante, se prense con las bandas de material y se enfríe. Según estos procedimientos, mediante repetición de los pasos de extrusión y endurecimiento se pueden producir sustratos b) de varios estratos, en donde se puede variar el orden de capas de las capas de tela no tejida y las capas poliméricas. Si están previstas varias capas de tela no tejida y/o varias capas de aglutinante, estas pueden presentar la misma composición o diferentes composiciones, por ejemplo respecto al tipo de aglutinante, al tipo de material fibroso, a la cantidad de material, etc. Mediante control de las condiciones de extrusión, por ejemplo de la cantidad de aplicación de aglutinante, el tipo de aglutinante, la temperatura, la velocidad de banda y la presión de la línea, se puede influir sobre las propiedades del material. De este modo se puede controlar, por ejemplo, cuanto tiempo el aglutinante es líquido entre las bandas de material, es decir, cómo es la calidad de unión con ambas bandas de material. Por consiguiente se puede controlar, por ejemplo, la adherencia entre las bandas de material o la profundidad de penetración en las bandas de material. El número de bandas a laminar no está limitado. Solo hay que asegurar el calentamiento necesario de bandas, por ejemplo a través de un cilindro calefactor. En principio, no solo se pueden laminar telas no tejidas con láminas, sino cualquier combinación concebible (por ejemplo tela no tejida/tela no tejida; tela no tejida/lámina; tela no tejida/lámina/tela no tejida; lámina/lámina; etc.).

La producción de los laminados flexibles según la invención para el apantallamiento de la radiación electromagnética se efectúa uniéndose entre sí al menos una lámina metálica a) y al menos un sustrato plano b) o sus precursores en un procedimiento de laminación. Esta unión es generalmente una unión por arrastre de material. De manera alternativa o adicional se puede efectuar una unión por arrastre de forma y/o fuerza. En el procedimiento, se pueden producir los componentes individuales, por ejemplo varias láminas metálicas unidas con un aglutinante, varios materiales fibrosos provistos de un aglutinante, como precursores (productos intermedios) y a continuación unir para dar el laminado definitivo. Como aglutinante se pueden utilizar sistemas poliméricos endurecibles o no endurecibles en forma de sistemas mono- o multicomponente.

La laminación, ya sea en varios pasos individuales o en un paso, se efectúa generalmente a temperatura elevada y/o bajo presión elevada. Son apropiados los procedimientos descritos ya anteriormente. A modo de ejemplo, los componentes a laminar se pueden guiar en forma de capas como material en banda a través de una más ranuras de cilindros. Por lo demás, a modo de ejemplo, los componentes a laminar se pueden prensar en forma de una pila a temperatura elevada y presión elevada durante un periodo de tiempo, que es suficiente para plastificar y, en caso dado, endurecer el aglutinante y formar un laminado.

Los laminados según la invención presentan una elevada estabilidad frente a un desgarro progresivo, tanto partiendo de las incisiones que se encuentran en los laminados como en el caso de un deterioro no deseado en el recubrimiento o la unión con al menos una pieza estructural. En ensayos de desgarro progresivo se determina la resistencia de una incisión contra el desgarro progresivo en el caso de una tensión de tracción. Con el ensayo de desgarro progresivo trapezoidal según la norma DIN EN ISO 9073-4:1997-04 se determina la resistencia al desgarro progresivo de incisiones en tejidos revestidos y telas no tejidas. La fuerza de desgarro progresivo trapezoidal es la máxima fuerza de tracción que se produce en el caso de tensión de tracción de la muestra de prueba para desgarrar adicionalmente la incisión.

Preferentemente, los laminados según la invención presentan una fuerza de desgarro progresivo, determinada según la norma DIN EN ISO 9073-4:1997-04, en el intervalo de 1 a 100 N, preferentemente 2 a 80 N, en especial 3 a 40 N.

Otro objeto de la invención es un procedimiento para la producción de una pieza estructural apantallada frente a radiación electromagnética, en el que:

1.1) se proporciona un laminado, como se define anteriormente, y al menos un material polimérico (c) o un precursor del mismo,

11.1) el laminado y el material polimérico (c) o su precursor se somete a un conformado bajo unión de los materiales y, en este caso, si está presente, se polimeriza el precursor, o

1.2) se proporciona un laminado, como se define anteriormente, y al menos una pieza estructural, 11.2) la pieza estructural se reviste o se recubre completamente con el laminado.

Variante 1:

Según la primera variante de procedimiento, a partir de al menos un material polimérico (c) o su precursor se fabrica una pieza estructural que requiere apantallamiento electromagnético y se une a un laminado según la invención. Esta unión es generalmente por arrastre de material. En este caso, la producción del laminado y de la pieza estructural se puede efectuar en pasos separados. Alternativamente, los componentes que forman el laminado y los componentes que forman la pieza estructural a apantallar se unen entre sí en un primer paso individual.

Los materiales poliméricos (c) en el sentido de la invención son materiales que contienen al menos un polímero o están constituidos por al menos un polímero. Adicionalmente a al menos un polímero, los materiales poliméricos (c) pueden contener al menos otro componente, por ejemplo sustancias de relleno, sustancias de refuerzo o aditivos diferentes a estos. Los materiales poliméricos (c) se presentan como compuesto (material compuesto) en una realización especial.

El componente polimérico del material polimérico (c) se selecciona preferentemente entre poliuretanos, siliconas, siliconas fluoradas, policarbonatos, acetatos de etilenvinilo, acrilatos de acrilonitrilo-butadieno, cauchos de acrilonitrilobutadieno, estirenos de acrilonitrilo-butadieno, metacrilatos de acrilonitrilo-metilo, acrilatos de acrilonitrilo-estireno, acetatos de celulosa, acetatobutiratos de celulosa, polisulfonas, poli(met)acrilatos, cloruros de polivinilo, polifenilenéteres, poliestirenos, poliamidas, poliolefinas, policetonas, polietercetonas, poliimidas, polieterimidas, tereftalatos de polietileno, tereftalatos de polibutileno, polímeros fluorados, poliésteres, poliacetales, polímeros de cristal líquido, polietersulfonas, resinas epoxídicas, resinas fenólicas, clorosulfonatos, polibutadienos, polibutileno, polineoprenos, polinitrilos, poliisoprenos, cauchos naturales, estireno-isopreno-estirenos, estireno-butadienoestirenos, etileno-propilenos, cauchos de etileno-propileno-dieno, cauchos de estireno-butadieno, así como sus copolímeros y mezclas de los mismos.

En una realización preferente, en el paso i.1) se proporciona el material polimérico (c) en forma de un material compuesto, que comprende el componente polimérico del material polimérico (c) y al menos otro componente (K), que se selecciona preferentemente entre polímeros, materiales poliméricos, materiales textiles, materiales cerámicos, materiales minerales y combinaciones de los mismos, de modo especialmente preferente se selecciona entre materiales sintéticos reforzados y/o rellenos, láminas poliméricas, cuerpos moldeados poliméricos y combinaciones de los mismos.

En una realización especial, en el paso i.1) se proporciona el material polimérico (c) en forma de un material compuesto, que comprende al menos una sustancia de refuerzo en forma de fibra, en donde las fibras se seleccionan entre fibras de vidrio, fibras de carbono, fibras de aramida, fibras de poliéster y combinaciones de las mismas.

En otra realización especial, en el paso i.1) se proporciona el material polimérico (c) en forma de un material compuesto, que comprende una sustancia de refuerzo en forma de fibra, que está insertada en una matriz de material sintético termoplástico (hoja orgánica).

En el paso ii.1), el laminado y el material polimérico (c) o su precursor se someten a un conformado bajo unión del laminado y del material polimérico.

En una primera forma de realización preferente se utiliza un procedimiento SMC (procedimiento de extrusión, SMC = compuesto de moldeo de hojas) para la producción de una pieza estructural apantallada frente a la radiación electromagnética. En el procesamiento SMC se puede proceder de modo que se posiciona un laminado según la invención en la cavidad de la herramienta de moldeo y se somete a un proceso de prensado junto con al menos un material polimérico. En este caso, también el material polimérico se utiliza en forma de un sustrato plano, que se obtiene mediante mezclado y confección de al menos un aglutinante polimérico, al menos un material fibroso y en caso dado al menos un aditivo. De este modo se produce un producto semiacabado SMC que se puede elaborar, junto con el laminado según la invención, para dar una pieza estructural apantallada electromagnéticamente mediante extrusión.

En otra forma de realización, se utiliza un procedimiento de retroinyección para la producción de una pieza estructural apantallada frente a la radiación electromagnética. En el caso de retroinyección se producen piezas estructurales que están constituidas por un sustrato polimérico y otro material polimérico plastificable. Como sustrato polimérico se puede utilizar un laminado según la invención. En el caso de retroinyección existen diferentes técnicas de realización, como decoración en molde (IMD), moldeo por inserción de película (FIM), etiquetado en molde (IML), revestimiento en molde (IMC) o pintura en molde (IMP). A todas es común que el laminado se inserta en una herramienta de moldeo por inyección y se retroinyecta con otro material sintético y se forma, de modo que se produce una pieza estructural apantallada electromagnéticamente.

En otra forma de realización, se utiliza un procedimiento de conformado, especialmente un procedimiento de termomoldeo, para la producción de una pieza estructural apantallada frente a la radiación electromagnética.

Variante 2:

Según una segunda variante del procedimiento para la producción de una pieza estructural apantallada frente a la radiación electromagnética, en el paso i.2) se produce un laminado, como se define anteriormente, y al menos se proporciona una pieza estructural y, a continuación, en el paso ii.2) la pieza estructural se reviste o se recubre parcial o completamente con el laminado.

Para drapear la pieza estructural con el laminado, en primer lugar el laminado se puede adaptar a la geometría de la pieza estructural a apantallar electromagnéticamente. De este modo, el laminado se puede llevar a la forma deseada mediante corte y/o punzonado. En este caso son posibles todos los contornos concebibles. También es posible efectuar pliegues, por ejemplo para crear una carcasa, en la que se puede insertar la pieza estructural.

Otro objeto de la invención es una pieza estructural apantallada electromagnéticamente que comprende un laminado según la invención, como se define anteriormente y a continuación, o que es obtenible mediante un procedimiento como se define anteriormente y a continuación.

Otro objeto de la invención es el uso del laminado según la invención como se define anteriormente para el apantallamiento de la radiación electromagnética, preferentemente de sistemas que transportan corriente y acumuladores de corriente, de modo especialmente preferente en carcasas electrónicas.

Los laminados producidos según la invención y conforme al procedimiento según la invención y las piezas estructurales apantalladas frente a la radiación electromagnética son apropiados ventajosamente para el uso en automóviles eléctricos, aviones y aeronaves. Un área de empleo preferente es el uso de los laminados producidos según la invención y conforme al procedimiento según la invención en automóviles eléctricos y drones. Muy generalmente, un automóvil eléctrico es un medio de transporte que funciona con energía eléctrica al menos parcial o completamente. En este caso, la energía se puede generar en el automóvil, acumular en baterías o suministrar temporal o permanentemente desde fuera (por ejemplo mediante carriles conductores, líneas aéreas, inducción, etc.), en donde son posibles combinaciones de diferentes formas de suministro de energía. Los vehículos accionados por batería también se denominan internacionalmente vehículos eléctricos de batería (BEV). Algunos ejemplos de vehículos eléctricos son los vehículos de carretera, los vehículos ferroviarios, las embarcaciones o los aviones, como coches eléctricos, patinetes eléctricos, motocicletas eléctricas, triciclos eléctricos, autobuses de batería y línea aérea, camiones eléctricos, trenes eléctricos (ferrocarriles y tranvías), bicicletas eléctricas y patinetes eléctricos. Los automóviles eléctricos en el sentido de la invención son también automóviles eléctricos híbridos (vehículos eléctricos híbridos, HEV) y automóviles de pila de combustible (vehículos (eléctricos) de pila de combustible, FC(E)V). En los automóviles de pila de combustible, la energía eléctrica se genera a partir de hidrógeno y metanol mediante una pila de combustible y se transforma directamente en movimiento con el accionamiento eléctrico o se acumula temporalmente en una batería.

En el caso de la electromovilidad se diferencia entre cuatro áreas centrales, en las que el apantallamiento de la radiación electromagnética es de importancia crítica: la electrónica de potencia, la batería, el motor eléctrico y las instalaciones de navegación y comunicación. Los laminados según la invención son apropiados de modo ventajoso para la producción de carcasas electrónicas para automóviles de movilidad eléctrica en estas cuatro áreas.

Los modernos automóviles eléctricos se basan en motores eléctricos sin escobillas, como por ejemplo máquinas asíncronas o máquinas síncronas de imanes permanentes (máquinas DC sin escobillas). La conmutación de la tensión de abastecimiento en las fases del motor y, por lo tanto, la generación del campo de rotación necesario para el funcionamiento, se efectúan por vía electrónica mediante los denominados convertidores (inversores). En el frenado, el motor eléctrico actúa como generador y proporciona una tensión alterna que se puede rectificar por el inversor y suministrar a la batería de tracción (recuperación). Tanto las pilas de combustible como las baterías en automóviles eléctricos proporcionan tensiones más elevadas que la corriente continua de 12 V, o bien la corriente continua de 24 V conocida en el sector de la automoción. Para muchas piezas estructurales de electrónica de a bordo se requiere aún una red de a bordo de bajo voltaje. A tal efecto se utilizan transformadores DC/DC que transforman alta tensión de la batería en una tensión correspondientemente menor y la alimentan a consumidores como instalaciones de aire acondicionado, dirección asistida, iluminación, etc. Otro componente importante de la electrónica de potencia en automóviles eléctricos es el cargador de a bordo. Las estaciones de carga eléctrica para el abastecimiento de automóviles eléctricos proporcionan corriente alterna monofásica o trifásica o corriente continua. Para la carga de baterías de tracción es absolutamente necesaria la corriente continua, que se genera con ayuda de un cargador de a bordo mediante rectificación y transformación de la corriente alterna. Los sustratos según la invención son especialmente apropiados para el apantallamiento de la radiación electromagnética de inversores, transformadores DC/DC o cargadores de a bordo. Los laminados según la invención también son especialmente apropiados para el apantallamiento de instalaciones de navegación y comunicación, como especialmente sistemas GPS, de la radiación electromagnética.

DESCRIPCIÓN DE FIGURAS

Figura 1:

las figuras a) a e) muestran ejemplos de patrones como los que pueden presentar los laminados según la invención como incisiones.

Figura 2:

la Figura 2 muestra la atenuación de apantallamiento según la norma ASTM D 4935-2010 en [dB] para los laminados de los Ejemplos 1 a 3 según la invención.

Figura 3:

la Figura 3 muestra los valores de medición del comportamiento de fuerza/alargamiento de tracción según la norma DIN ISO 9073-3:1989-07 en laminados según la invención con incisiones y laminados comparativos sin incisiones respectivamente en la dirección del rollo (MD) y en la dirección opuesta al rollo (CD).

La invención se explica más detalladamente a continuación por medio de los siguientes ejemplos no limitantes.

EJEMPLOS

Ejemplos 1 a 3:

Para la producción de laminados según la invención se utilizó un vellón de hilatura de poliéster a base de PET con un peso por superficie según la Tabla 1 y una lámina de aluminio con un grosor según la Tabla 1. En el Ejemplo 1, el sustrato contiene adicionalmente un inserto de refuerzo de poliéster en forma de red (malla) a base de PET con un peso por superficie de 5 g/m2.

Para la producción de laminados según la invención, sobre la lámina de aluminio se aplicó con una tobera de ranura ancha mediante extrusión triple un revestimiento polimérico de tres estratos, que estaba constituido por una capa de un polímero adhesivo, seguida de una capa de poliamida (PA 6) y una segunda capa de un polímero adhesivo. La temperatura a la salida de la extrusora ascendía a 295 °C. El material fibroso se suministró a la capa polimérica caliente y a continuación se prensó en una calandra de dos cilindros a temperatura elevada y a una presión de línea de aproximadamente 30 N/mm.

Con ayuda de una herramienta de punzonado, los laminados se dotaron de un patrón de incisiones como se muestra en la Figura 1a). Todos los objetos estaban constituidos por tres incisiones, en donde dos incisiones adyacentes encerraban un ángulo de 120° respectivamente. La longitud de corte asciende a 5 mm. Todos los objetos tienen la misma orientación y la distancia de los puntos centrales de dos objetos adyacentes asciende a 7,5 mm.

Tabla 1

En los laminados de los Ejemplos 1 a 3 se determinaron los valores de atenuación de apantallamiento según la norma ASTM D-4935-2010. Como se puede extraer de la Figura 2, todos los laminados presentaban buenos valores de apantallamiento a pesar de las incisiones.

Ejemplos 4 a 7, Ejemplos comparativos EC 1 a 4:

Para la producción de los laminados A) y B) según la invención se utilizó un vellón de hilatura de poliéster solidificado térmicamente a base de PET (LDFDH 30010_49, firma Freudenberg), por medio de extrusión, como se describe en los Ejemplos 1 a 3, se aplicó un revestimiento polimérico de tres estratos y se soldaron puntualmente lámina de aluminio y sustrato por medio de un cilindro de gofrado.

Tabla 2

Mediante corte con un láser UV se proporcionaron los laminados A) y B) con un patrón de incisiones como se define en los Ejemplos 1 a 3 y como se muestra en la Figura 1 a). Como material comparativo sirvieron laminados A) y B) sin incisiones.

A partir de los laminados según la invención y los laminados comparativos se punzonaron respectivamente cuerpos de ensayo y se determinó la fuerza de tracción máxima (HZK) y el alargamiento de tracción máximo según la norma DIN ISO 9073-3. La medición del comportamiento de fuerza/alargamiento de tracción se efectuó respectivamente en la dirección del rollo (MD) y en la dirección opuesta al rollo (CD). Los resultados se reflejan en la Tabla 3 y en la Figura 3.

Tabla 3

Se ha demostrado que los laminados según la invención presentan valores significativamente menores en la fuerza de tracción máxima y valores significativamente más elevados en el alargamiento longitudinal hasta alcanzar el alargamiento de fuerza de tracción máxima. Esto se considera tanto para la dirección del rollo como para la dirección opuesta del rollo. Por consiguiente, los laminados según la invención disponen de un alargamiento elevado con baja aplicación de fuerza en más de una dirección espacial. En combinación con su buena capacidad de apantallamiento electromagnético, son ventajosamente apropiados para la producción de piezas estructurales magnéticas, también con una forma compleja.

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1. Laminado flexible para el apantallamiento de la radiación electromagnética, que comprende

a) al menos una lámina metálica y

b) un sustrato plano, que comprende o está constituido por un material fibroso, laminar o celular,

en donde el laminado presenta una pluralidad de objetos formados a partir de incisiones en el área base del laminado, en donde cada objeto está constituido por dos o más incisiones que presentan un punto inicial común, y en donde dos incisiones o cada dos incisiones adyacentes presentan un ángulo de 45 a 160°, en donde el laminado flexible está caracterizado por que las incisiones penetran en caso completamente en la lámina metálica y el sustrato plano.

2. Laminado según la reivindicación 1, en donde cada objeto está constituido por dos o más incisiones rectilíneas.

3. Laminado según una de las reivindicaciones precedentes, en donde un objeto se forma a partir de 2, 3, 4, 5 o 6, preferentemente 2, 3 o 4 incisiones en cada caso.

4. Laminado según una de las reivindicaciones precedentes, en donde un objeto se forma a partir de x incisiones, en donde x representa 3, 4, 5 o 6 y cada dos incisiones adyacentes presentan un ángulo de (360/x)° /- 20°, preferentemente un ángulo de (360/x)° /- 10°.

5. Laminado según una de las reivindicaciones precedentes, en donde todos los objetos presentan una simetría seleccionada entre:

- una simetría de rotación de al menos 3 ángulos,

- una simetría axial con al menos dos ejes de simetría especular,

- un centro de inversión,

- un eje especular de giro de al menos 3 ángulos.

6. Laminado según una de las reivindicaciones precedentes, en donde los objetos forman grupos en donde

- todos los objetos de un grupo presentan forma, tamaño y disposición espacial idénticos, y

- los puntos iniciales comunes de todos los objetos de un grupo se sitúan sobre una línea recta.

7. Laminado según la reivindicación 6, en donde los grupos forman un patrón, en donde

- un patrón comprende 1,2, 3, 4 o más de 4 grupos de objetos,

- todas las líneas rectas sobre las que se sitúan los objetos están dispuestas paralelamente,

- los grupos en dirección ortogonal a las líneas rectas presentan una secuencia regular.

8. Laminado según una de las reivindicaciones precedentes, en donde la lámina metálica comprende aluminio o está constituida por aluminio.

9. Laminado según una de las reivindicaciones precedentes, en donde el sustrato b) comprende un material fibroso de uno o varios estratos, que se selecciona preferentemente entre telas no tejidas, papeles, tejidos y combinaciones de los mismos, de modo especialmente preferente se selecciona entre telas no tejidas de uno o dos estratos.

10. Procedimiento para la producción de una pieza estructural apantallada frente a radiación electromagnética, en el que:

1.1) se proporciona un laminado, como se define en una de las reivindicaciones 1 a 9, y al menos un material polimérico (c) o un precursor del mismo,

11.1) el laminado y el material polimérico (c) o su precursor se somete a un conformado bajo unión de los materiales y, en este caso, si está presente, se polimeriza el precursor, o

1.2) se proporciona un laminado, como se define en una de las reivindicaciones 1 a 10, y al menos una pieza estructural,

11.2) la pieza estructural se reviste o se recubre completamente con el laminado.

11. Procedimiento según la reivindicación 10, en donde el componente polimérico del material polimérico (c) se selecciona entre poliuretanos, siliconas, siliconas fluoradas, policarbonatos, acetatos de etilenvinilo, acrilatos de acrilonitrilo-butadieno, cauchos de acrilonitrilo-butadieno, estirenos de acrilonitrilo-butadieno, metacrilatos de acrilonitrilo-metilo, acrilatos de acrilonitrilo-estireno, acetatos de celulosa, acetatobutiratos de celulosa, polisulfonas, poli(met)acrilatos, cloruros de polivinilo, polifenilenéteres, poliestirenos, poliamidas, poliolefinas, policetonas, polietercetonas, poliimidas, polieterimidas, tereftalatos de polietileno, tereftalatos de polibutileno, polímeros fluorados, poliésteres, poliacetales, polímeros de cristal líquido, polietersulfonas, resinas epoxídicas, resinas fenólicas, clorosulfonatos, polibutadienos, polibutileno, polineoprenos, polinitrilos, poliisoprenos, cauchos naturales, estirenoisopreno-estirenos, estireno-butadieno-estirenos, etileno-propilenos, cauchos de etileno-propileno-dieno, cauchos de estireno-butadieno, así como sus copolímeros y mezclas de los mismos.

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones 10 u 11, en donde en el paso i.1) se proporciona el material polimérico (c) en forma de un material compuesto, que comprende el componente polimérico del material polimérico (c) y al menos otro componente (K), que se selecciona preferentemente entre polímeros, materiales poliméricos, materiales textiles, materiales cerámicos, materiales minerales y combinaciones de los mismos, de modo especialmente preferente se selecciona entre materiales sintéticos reforzados y/o rellenos, láminas poliméricas, cuerpos moldeados poliméricos y combinaciones de los mismos,

preferentemente en el paso i.1) se proporciona el material polimérico (c) en forma de un material compuesto, que comprende al menos una sustancia de refuerzo en forma de fibra, en donde las fibras se seleccionan entre fibras de vidrio, fibras de carbono, fibras de aramida, fibras de poliéster y combinaciones de las mismas, de modo especialmente preferente se proporciona el material polimérico (c) en forma de un material compuesto, que comprende una sustancia de refuerzo en forma de fibra, que está insertada en una matriz de material sintético termoplástico.

13. Pieza estructural apantallada electromagnéticamente, que comprende al menos un laminado, como se define en una de las reivindicaciones 1 a 9, u obtenible mediante un procedimiento como se define en una de las reivindicaciones 10 a 12.

14. Uso del laminado como se define en una de las reivindicaciones 1 a 9 para el apantallamiento de la radiación electromagnética, preferentemente de sistemas que transportan corriente y acumuladores de corriente, de modo especialmente preferente en carcasas electrónicas, en especial en automóviles eléctricos, aviones, naves espaciales y drones, en especial para el apantallamiento de la radiación electromagnética en el área de electrónica de potencia, de batería, de motor eléctrico y para el apantallamiento de instalaciones de navegación y comunicación, de modo especialmente preferente para el apantallamiento de la radiación electromagnética de inversores, transformadores DC/DC, aparatos de carga de a bordo y para el apantallamiento de sistemas GPS.