ITMI950586A1 - Pannello interno per autoveicoli e procedimento per la sua realizzazione - Google Patents

Abstract

Un pannello per interni di autoveicoli, comprende una struttura base in materiale termoplastico (1) contenente una carica in fibra vegetale accoppiata su almeno una faccia con almeno uno strato di materiale di contenimento (2; 3) almeno parzialmente elastico e scelto fra tessuto, tessuto non tessuto e film termoplastici mono o biorientati; la struttura base (1) così accoppiata è provvista di un materiale di rivestimento a vista (13).(figura 3).

Description

Descrizione dell'invenzione che ha per titolo :

"PANNELLO INTERNO PER AUTOVEICOLI E PROCEDIMENTO PER LA SUA REALIZZAZIONE"

La presente invenzione concerne un pannello per interni di auto ed un procedimento per la sua realizzazione.

Con il termine "pannello per interni" si vuole qui definire i pannelli per portiere di autoveicoli, i contropannelli - vale a dire pannelli di dimensioni ridotte riportati su pannelli base - e tutti quei componenti che concorrono alla finitura degli interni di un autoveicolo, come ad esempio plance, cappelliere e simili .

Sono da tempo noti nella tecnica pannelli composti da una struttura base in materiale termoplastico accoppiata con un rivestimento in finta pelle, tessuto o combinazioni di questi materiali. L'accoppiamento avviene in pressa, tra la base riscaldata e portata ad una condizione plastica ed il materiale di rivestimento, ed in questa fase si procede anche alla sagomatura del pannello.

Uno dei materiali più utilizzati per la base termoplastica è costituito da una miscela di polipropilene (e/o suoi copolimeri) e polvere di legno o segatura. Questa miscela è stata a lungo utilizzata in virtù del suo favorevole rapporto prezzo/prestazioni; infatti, essa permette di ottenere strutture di base con buona rigidezza.

Uno dei problemi dei pannelli ottenuti con questa miscela PP-polvere di legno è dato dal loro comportamento in caso di urto·, si è infatti constatato che il pannello in caso di rottura ha un comportamento di tipo fragile fratturandosi in numerosi pezzi e schegge acuminate tali da poter ferire il conducente od i passeggeri dell'autoveicolo nel caso di urto laterale dello stesso. Un secondo problema è dato dal peso della base del pannello in miscela resina -segatura , in quanto i costruttori di autoveicoli sono ora orientati ad ottenere una riduzione del peso più nei componenti non strutturali che nella parte di autoveicolo destinata ad assorbire gli urti a seguito di incidente.

Scopo della presente invenzione è di risolvere i problemi sopra elencati per mezzo di un pannello che abbia costi di produzione analoghi od inferiori a quelli dei pannelli tradizionali in miscela resina-segatura, peso inferiore ai pannelli tradizionali e un miglior comportamento all'urto, vale a dire assenza di comportamento fragile.

Tale scopo viene raggiunto per mezzo della presente invenzione, che concerne un pannello per interni di autoveicoli, comprendente una struttura base in materiale termoplastico contenente almeno una carica, ed uno o più materiali di rivestimento della detta struttura, caratterizzata dal fatto che la citata struttura base è accoppiata su almeno una faccia con almeno uno strato di materiale di contenimento almeno parzialmente elastico. Con il termine materiale di contenimento almeno parzialmente elastico si vuole qui indicare uno strato di materiale tessile od un film termoplastico mono o biorientato .

L'invenzione concerne anche il materiale laminato da cui è formata la struttura base del pannello di cui sopra; più in particolare, l'invenzione concerne una lastra in materiale termoplastico contenente almeno una carica, caratterizzata dal fatto di essere accoppiata su almeno una faccia con uno strato di materiale di contenimento almeno parzialmente elastico (materiale tessile o film termoplastico) .

E’ un ulteriore oggetto dell'invenzione un procedimento per la realizzazione di pannelli interni per autoveicoli, comprendente la produzione di una lastra di materiale termoplastico, il riscaldamento di detta lastra ed il suo accoppiamento con almeno un materiale di rivestimento, caratterizzato dal fatto di accoppiare la detta lastra con uno strato di materiale di contenimento almeno parzialmente elastico (materiale tessile o film termoplastico) , prima di effettuare il detto accoppiamento con il od i materiali di rivestimento della lastra stessa. Con il termine "materiale tessile" si vuole qui indicare qualunque tipo di tessuto, a trame ed ordito od a maglia, e di tessuto non tessuto, sia naturale che sintetico.

Con il termine "film termoplastico" si vuole indicare un film mono o bi-orientato ottenuto sia con la tecnologia del film casting che del blown-film avente struttura bistrato (A-B) o sandwich (A-B-A) dei quali uno strato (B) sia costituito da un materiale "strutturale", mentre lo strato/i (A) sia costituito da un materiale compatibile chimicamente con la struttura base e con lo strato (B). Secondo un aspetto preferenziale della invenzione il film termoplastico ha uno spessore compreso tra 50 e 200 μτη (45-180 g/mq).

Secondo un aspetto preferenziale dell'invenzione, il materiale tessile ha una grammatura compresa nell'intervallo tra 30 e 150 g/mq. Per ragioni di costo, sarà in genere utilizzato del tessuto non tessuto.

Secondo un altro aspetto preferenziale dell'invenzione, lo strato di materiale tessile, od il film termoplastico, è disposto sulle due facce della struttura di base. Nel caso di uso del materiale tessile, in una realizzazione preferenziale esso, su almeno una di dette facce, è provvisto di microforature o cavità passanti di qualunque origine, come ad esempio quelle derivanti da un ordito a maglie larghe, o dal loro equivalente nel caso di un tessuto non tessuto. In questo modo, durante l’accoppiamento, si ottiene anche un ancoraggio meccanico della base termoplastica allo strato tessile, nel caso in cui lo strato tessile non sia e/o non venga reso compatibile con lastra di base, in quanto il materiale termoplastico, caldo, penetra in parte nei detti fori o cavità fino ad arrivare sulla superficie esterna dello strato tessile. Questo si traduce in un ulteriore vantaggio, in quanto permette di saldare più facilmente alla lastra base i cavallotti od altri componenti analoghi, e di accoppiare a caldo base e rivestimento senza ausilio di collanti od adesivi.

Come sopra accennato, l'invenzione presenta numerosi vantaggi rispetto allo stato della tecnica precedente. Infatti, permette di mantenere le caratteristiche strutturali proprie della struttura base pur riducendone 10 spessore di almeno il 30% (e quindi riducendone anche 11 peso) ed eliminando la formazione di schegge e parti acuminate a seguito di rottura. Inoltre anche la resistenza alla rottura risulta accresciuta. Un altro vantaggio è dato dal fatto che la presenza dello strato di materiale tessile limita lo sforzo di taglio (shear stress) a cui viene sottoposto il materiale della struttura base durante l'accoppiamento e sagomatura a caldo del pannello; in altre parole, sono evitati evidenti fenomeni di stiro e quindi assottigliamenti del materiale base termoplastico nei punti di maggior curvatura del pannello finale.

L'invenzione verrà ora descritta più in dettaglio con riferimento ai disegni acclusi a titolo illustrativo e non limitativo, nei quali :

- la fig. 1 è una vista prospettica in sezione di una porzione di materiale base per pannello secondo la presente invenzione;

- la fig. 2 è una vista schematica di una fase del procedimento di produzione del pannello secondo l'invenzione; e

- la fig. 3 è una vista in sezione di un pannello composito secondo la presente invenzione.

Con riferimento alla fig. 1, la lastra o struttura base del pannello comprende una parte 1 in miscela di resina e cariche. Le cariche possono essere sia minerali che fibre vegetali; fibre vegetali preferenziali sono la polvere di legno e la pula di riso, si è infatti constatato che l'uso di pula di riso porta ad un miglioramento delle proprietà del pannello. Come resina si utilizzeranno preferibilmente polipropilene e in genere omopolimeri e copolimeri propilenici , in particolare i {co)polimeri aventi un grado di isotatticità superiore a 80%; i copolimeri cristallini contenenti piccole percentuali di α-olefine C2-C10, quali etilene, 1-butene ed 1-pentene, i polimeri ottenuti per polimerizzazione del polipropilene con etilene e/o QÌ-olefine, e leghe di polimeri del propilene con EP(D)M. Melt flow index preferenziale è tra 0.2 e 10 dg/min (ASTM 12382 a 230°C - 21.6N).

Alla parte 1, vale a dire al materiale che nei pannelli noti costituisce la struttura base alla quale è fissato il rivestimento, è accoppiato almeno uno strato di materiale tessile o film termoplastico. Nella realizzazione preferenziale di fig. 1 la struttura base 1 è provvista di due strati di materiale tessile 2 e 3 su entrambe le sue due facce.

Il materiale tessile è in fibre naturali, artificiali o sintetiche ed è scelto tra tessuti a trama ed ordito, tessuti a maglia e tessuti non tessuti, questi ultimi sono utilizzati di preferenza in virtù del loro minor costo. La grammatura del materiale tessile è di preferenza scelta nell'intervallo tra 30 e 150 g/mq. Nel caso di fibre sintetiche, queste saranno preferibilmente in polietilene, polipropilene poliammide o poliestere, eventualmente rese chimicamente compatibili con il materiale della base 1. Almeno uno degli strati di materiale tessile presenta fori o cavità passanti 4 con dimensioni tali da permettere al materiale base 1, che durante l'accoppiamento a caldo è in condizioni plastiche, di penetrare negli stessi e di formare così un ancoraggio meccanico della base 1 allo strato tessile 2 o 3. Il materiale della base 1 sarà quindi in parte presente anche sulla superficie esterna della struttura laminata ottenuta dopo l'accoppiamento con 10 strato tessile, favorendo in tal modo la successiva unione con il rivestimento.

Nel caso di tessuti non tessuti con fibre aventi titolo, o denaratura, molto piccolo, si procederà ad una perforazione dello stesso per avere i fori richiesti . In alternativa si potranno utilizzare tessuti non tessuti con fibre aventi titolo maggiore e "maglie" più larghe e tali da formare le cavità passanti richieste. Nel caso di tessuti a trama ed ordito o a maglia le cavità passanti saranno ottenute dimensionando opportunamente le maglie del tessuto.

11 film in materiale termoplastico di spessore compreso tra 50 e 200 μm è costituito preferibilmente ma non necessariamente da strati di (co) polimeri del propilene. Lo spessore dello strato B può variare in un intervallo compreso tra 40 e 150 μτη, mentre lo spessore dello o degli strati A è compreso in un intervallo tra 10 e 50 μm . Come resina per lo strato B del film termoplastico si utilizzeranno materiali quali il polipropilene, le poliammidi, i poliesteri, mentre per lo strato A si utlizzeranno materiali come il polipropilene, le poliammidi e i poliesteri oppure propileni, poliammidi e poliesteri modificati tali da essere compatibili con materiali altrimenti non compatibili chimicamente.

L'accoppiamento del o degli strati di materiale tessile con il materiale base 1 avviene durante una delle fasi di produzione delle lastre dalle quali verrà ottenute la struttura base, ed è schematizzato in fig. 2. Come visibile, la miscela resina e polvere di legno, o carica equivalente, arriva ancora calda, vale a dire in condizioni ancora plastiche, ad una calandra 5. A tale calandra sono alimentati anche i due nastri di materiale tessile 2 e 3, provenienti dalle bobine 6 e 7 rispettivamente .

Il materiale tessile viene quindi accoppiato meccanicamente al materiale di base 1; se necessario, il materiale tessile 2 e 3 viene provvisto di uno strato di adesivo, ad esempio del tipo attivabile a caldo. Una procedura analoga può essere utilizzata per l'accoppiamento del materiale di base con il film termoplastico; in questo caso si può, in alternativa, effettuare una coestrusione con apposita testa piana.

Il laminato in uscita viene quindi tagliato in lastre e trattato secondo il procedimento tradizionale, vale a dire che la lastra viene portata in condizioni plastiche e accoppiata e sagomata in pressa, insieme al rivestimento. Nella fig. 3 è mostrata una sezione schematica di un pannello secondo l'invenzione nel quale una parte dello stesso è ottenuta in coiniezione. Più in particolare, il pannello 8 comprende una porzione 9 ottenuta per coiniezione di un materiale interno 11 e di un materiale di rivestimento 10, sulla quale è riportato un contropannello 12 ottenuto nel modo sopra riportato e comprendente una struttura di base che è costituita dal materiale 1 accoppiato con il materiale tessile {o film termoplastico) 2 e 3, e che è a sua volta accoppiata con un rivestimento di tipo noto, ad esempio in tessuto per interni, velluto o simili, 13. Il contropannello 12 è vincolato alla parte di pannello 9 in un modo noto di per sè nella tecnica e che non costituisce oggetto della presente invenzione. Come si può notare, il contropannello 12 è sagomato a formare un appoggiabraccia ; si è constatato che la presenza del materiale tessile o del film termoplastico evita assottigliamenti della lastra di base in corrispondenza di questa porzione e di simili porzioni che presentano analoghe rilevanti sagomature. Si riportano qui di seguito alcuni esempi di strutture base secondo l ' invenzione per meglio descrivere quest ' ultima .

ESEMPIO 1 (di riferimento)

In un impianto per la produzione di lastre costituito da:

estrusore bi-vite ( a viti controrotanti) avente un diametro di 154 mm e rapporto L/D 26;

- testa piana di larghezza 1800 mm, range di spessori 0.6-6 mm;

- calandra costituita da tre rulli della lunghezza di 2000 mm e diametro 402 mm raffreddati ad acqua;

- tavola di raffreddamento;

- traino a due cilindri;

- cesoia a ghigliottina;

viene alimentato del polimero del propilene del tipo Hixyl AP 72 contenente circa il 40% in peso di fibra vegetale. Il polimero viene portato allo stato plastico, nell'estrusore bi-vite, ad una temperatura di circa 200° C, ed estruso attraverso la testa piana collegata all'estrusore. Il polimero in uscita dalla testa dall'estrusione viene portato a spessore mediante passaggio in calandra, dove inizia anche il raffreddamento della lastra. In questo modo sono state prodotte lastre della larghezza di 1700 mm e spessore 2 mm.

Su provini ricavati da queste lastre sono state eseguite prove di modulo elastico a flessione e di resistenza all'urto tipo Charpy sia nel senso longitudinale che trasversale al verso di estrusione.

Ri sul tat i

modulo elasti a flessione

longitudinale (23° C) N/mm<2 >3379 modulo elastico a flessione

trasversale (23° C) N/mm<2 >2435 prova d'urto

Charpy (23° C) longitudinale Kj/m 6.5 prova d'urto

Charpy (23° C) trasversale Kj/m 2.9

il valore di modulo elastico viene espresso in Newton/mm<2 >mentre il valore ottenuto nelle prove d'urto espresso in Kilojoule/m<2 >rappresenta l'energia che viene dissipata. ESEMPIO 2

Nello stesso impianto descritto nell'esempio 1 di riferimento sono state estruse lastre che prima di essere fatte passare nei rulli della calandra sono state laminate su entrambi i lati con materiale tessile del tipo tessuto non tessuto (TNT).

L'accoppiamento tra il supporto polimero (Hixyl AP72A) e il materiale tessile è stato realizzato nella calandra. Lo spessore delle lastre era di 1.75 ram.

Il TNT utilizzato era a base poliestere avente peso 30 g/m<2 >. Il tessuto prima della laminazione è stato microforato per consentire un ancoraggio tra il supporto polimerico ed il tessuto non tessuto. Provini ricavati da queste lastre sono stati sottoposti a prove di modulo elastico a pressione e di resistenza all'urto tipo Charpy

I valori di modulo sono normalizzati, cioè sono resi indipendenti dello spessore del provino, mentre i valori di energia dissipata non sono normalizzati.

I valori di energia dissipati relativi alle lastre laminate con TNT sono, pur con uno spessore del provino interiore del 12.5%, superiori del 30% nel caso di urto longitudinale e del 58% nel caso trasversale, rispetto ai valori ottenuti sulla lastra di 2 mm di spessore relativa all'esempio 1 di riferimento.

Claims (16)

1. RIVENDICAZIONI 1. Pannello per interni di autoveicoli, comprendente una struttura base in materiale termoplastico contenente almeno una carica, detta struttura base essendo provvista di uno o più materiali di rivestimento, caratterizzato dal fatto che detta struttura base è accoppiata su almeno una faccia con almeno uno strato di materiale di contenimento almeno parzialmente elastico.
2. 2. Pannello secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto strato di materiale di contenimento è presente su entrambe le facce della detta struttura base.
3. 3. Pannello secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detto strato di materiale di contenimento presenta una pluralità di fori o cavità passanti per l'ancoraggio alla struttura base.
4. 4. Pannello secondo una delle rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzato dal fatto che detto materiale di contenimento è scelto tra materiale tessile e film termoplastici mono o bi-orientati .
5. 5. Pannello secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detto materiale tessile presenta fibre rivestite.
6. 6. Pannello secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che dette fibre presentano una pluralità di filamenti in una singola guaina.
7. 7. Pannello secondo una delle rivendicazioni da 4 a 6, caratterizzato dal fatto che detto materiale tessile è tessuto non tessuto.
8. 8. Pannello secondo una delle rivendicazioni da 4 a 7, caratterizzato dal fatto che detto materiale tessile ha una grammatura compresa nell'intervallo tra 30 e 150 g/mq.
9. 9. Pannello secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detto film termoplastico ha spessore compreso tra 50 e 200 μm e grammatura tra 45 e 180 g/mq.
10. 10. Pannello secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che detto film termoplastico ha struttura bistrato A-B o a sandwich A-B-A.
11. 11. Pannello secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che il materiale per detto film termoplastico è scelto fra polipropilene, poliammidi e poliesteri.
12. 12. Pannello secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la carica per detto materiale termoplastico della citata struttura base è pula di riso.
13. 13 . Lastra in materiale termoplastico contenente almeno una carica, caratterizzata dal fatto di essere accoppiata su almeno una faccia con uno strato di materiale di contenimento secondo una delle rivendicazioni precedenti.
14. 14. Procedimento per la realizzazione di pannelli interni per autoveicoli, comprendente la produzione di una lastra di materiale termoplastico, il riscaldamento di detta lastra ed il suo accoppiamento con almeno un materiale di rivestimento, caratterizzato dal fatto di accoppiare la detta lastra con uno strato di materiale di contenimento almeno parzialmente elastico prima di effettuare il detto accoppiamento con il od i materiali di rivestimento della lastra stessa.
15. 15. Procedimento secondo la rivendicazione 14, caratterizzato dal fatto di effettuare detto accoppiamento in una calandra.
16. 16. Procedimento secondo la rivendicazione 15, caratterizzato dal fatto che detto materiale di contenimento è un film termoplastico e detto accoppiamento avviene per coestrusione di detto film con detta lastra.