MX2011008544A - Recubrimiento curado por luz ultravioleta (uv) entrelazable sobre fibras reunidas para desempeño mejorado. - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a una capa de recubrimiento curable dispuesta sobre fibras reunidas en un compuesto automotriz que necesita un efecto de chirrido y una resistencia mejorada al prurito y una característica anticongelante. La capa de recubrimiento incluye un elemento alargado que tiene el largo de una porción predeterminada del elemento de fibras reunidas. El elemento alargado encuentra aplicación como un burlete de hermeticidad o junta hermética.

Description

RECUBRIMIENTO CURADO POR LUZ ULTRAVIOLETA (UVi ENTRELAZABLE SOBRE FIBRAS REUNIDAS PARA DESEMPEÑO MEJORADO Antecedentes de la Invención Esta solicitud reivindica la prioridad de la Solicitud Provisional de E. U . No. de Serie 61 /1 52 , 1 04, presentada el 12 de Febrero de 2009, cuya descripción se incorpora expresamente en la presente por referencia.

La descripción se refiere a un burlete o sello contra la intemperie y particularmente uno que incluye una capa de recubrimiento reticulable curable por ultravioleta (UV). El nuevo burlete asunto encuentra uso para el desempeño mejorado donde se requieren resistencias al chirrido y prurito y liberación congelada, por ejemplo, en un vehículo automotriz.

Los burletes proporcionados alrededor de un perímetro de una abertura en un vehículo, tal como una puerta, son comunes en la industria. Por ejemplo, se proporcionan uno o más burletes alrededor del perímetro de una ventana en la abertura de puerta, por ejemplo, a lo largo del poste A, porción de travesaño, poste B , etc. Además, los burletes se proporcionan también a lo largo de la línea de banda entre una ventana y el lado externo respectivo del vehículo y un lado interno del vehículo. Por supuesto, estos son ejemplificativos y se aprecia que los burletes se usan en una amplia variedad de aplicaciones automotrices.

Un burlete conocido en un cuerpo o una cinta longitudinal puede incluir un núcleo rígido. Es común que el núcleo es de material de metal o no metal rígido mientras que el cuerpo es un elastómero tal como hule o termoplástico. El cuerpo de elastómero puede moldearse o más comúnmente se extruye sobre el núcleo.

Además, se pueden unir fibras en multitud o borra a por lo menos una porción predeterminada del burlete. Las fibras amontonadas proporcionan una superficie de baja fricción que acopla o topa selectivamente contra la ventana y así la necesidad de baja fricción para permitir que la ventana se eleve o baje más fácilmente con fuerza reducida. La borra proporciona también flexibilidad , resistencia a rechinidos y picazón, liberación congelada y otras propiedades deseadas. Como ejemplo, los burletes se recubren inicialmente con un recubrimiento de baja fricción diseñado para resistencia al rechinido y la picazón y la abrasión. Sin embargo, se notaron en el campo asuntos relacionados al resistencia al rechinido y la picazón y abrasión con el sello. Por lo tanto, se modificó el burlete a partir de un recubrimiento para pegar fibras amontonadas o borra en porciones seleccionadas del burlete.

También es conocido proporcionar un recubrimiento de tipo temporal (es decir, no reticulable), sobre las fibras amontonadas. Aplicaciones específicas, tal como sello de vidrio corredizo comercialmente disponible, parecen usar tal recubrimiento temporal y no reticulable sobre las fibras amontonadas.

Además, aunque se han sugerido recubrimientos reticulables curados térmicamente sobre fibras amontonadas, estos recubrimientos representan problemas de procesamiento y ya se ha invertido capital en equipo para la operación de formación de borra. Se requerirían hornos de convección convencionales adicionales en la operación existente para curar el recubrimiento. En consecuencia, el tiempo de procesamiento y la inversión en equipo requeridos para el recubrimiento curado térmicamente sugieren que no son deseables tales modificaciones.

La Publicación de Patente de E. U. No. 2005/0215654 A1, titulada RECUBRIMIENTO BASE AGUA CURABLE POR ULTRAVIOLETA, por Wright et al., describe el uso de un recubrimiento base agua, curable por ultravioleta para burletes, limpiadores de parabrisas, sellos para puertas, sellos para cajuelas, sellos para techos sunroof, sellos para parabrisas y los similares proporcionan liberación de hielo, resistencia al ruido, resistencia al solvente, resistencia a la abrasión, resistencia a la intemperie, etc.

La solicitud de EP publicada 1,728,809 A2 titulada RECUBRIMIENTO PARA BURLETE, de Dewiit et al., describe el uso de un recubrimiento de alta viscosidad para uso en operaciones de burlete, hojas de limpiadores de parabrisas, sellos para techos "sunroof" y aplicaciones similares que pueden aplicarse a un hule extruido y la cabeza de la matriz proporcionando resistencia a la intemperie, resistencia a los solventes, poco ruido y liberación de hielo. Sin embargo, este recubrimiento de alta viscosidad requiere ser curado mediante un horno de convección en la operación existente.

Así, existe una necesidad no temporal y más efectiva en costo por el desempeño para la resistencia al rechinido y la picazón así como también liberación de congelamiento asociados con burletes para vehículos automotrices.

Breve Descripción de la Invención Un burlete que tiene desempeño mejorado para la resistencia al rechinido y la picazón y liberación de congelamiento incluye un miembro alargado que tiene borra a lo largo de una porción predeterminada del miembro y una capa de recubrimiento dispuesta sobre la borra.

Un burlete que tiene un desempeño mejorado para la resistencia al rechinido y la picazón y liberación de congelamiento incluye un miembro alargado que tiene borra a lo largo de una porción predeterminada del miembro y una capa de recubrimiento dispuesta sobre la borra.

De preferencia, el recubrimiento curable y reticulable por UV donde el recubrimiento se auto-entrelaza cuando se activa por exposición del fotoiniciador a la luz UV. El recubrimiento se adhiere entonces al miembro alargado.

Un método para formar un burlete que tiene desempeño mejorado para resistencia al rechinido y picazón y liberación de congelamiento incluye proporcionar un cuerpo elastomérico, poner borra a por lo menos una porción de del cuerpo y aplicar una capa de recubrimiento sobre la borra.

El método incluye además curar la capa con UV.

Un beneficio primordial de la invención es la habilidad para mejorar el desempeño del burlete.

Una ventaja de la invención reside en la resistencia mejorada al rechinido y la picazón y la liberación mejorada al congelamiento.

Otro beneficio más es la habilidad para incorporar fácilmente el proceso a un proceso de fabricación existente sin extensión de línea o inversión de capital indebidos.

Otros aspectos y beneficios aun de la presente invención se harán aparentes por la lectura y entendimiento de la siguiente descripción detallada.

Breve Descripción de los Dibujos La Figura 1 es una vista en perspectiva de un vehículo automotriz que muestra burletes que incorporan el tema de la descripción.

La Figura 2 es una vista de sección transversal de un burlete recubierto, con borra, extruido de acuerdo con esta descripción .

La Figura 3 es un diagrama de proceso diagramático que muestra un método para producir burlete recubierto, con borra, extruido de acuerdo con esta descripción .

La Figura 4 es un diagrama de proceso diagramático que muestra otro método para producir burlete recubierto, con borra de acuerdo con esta descripción .

Descripción Detallada de las Modalidades Preferidas Aspectos de una modalidad de ejemplo relacionados con un burlete o sello, un método para formar un burlete o sello y una capa de recubrimiento que comprende una resina reticulable curable por UV.

La capa de recubrimiento incluye ventajosamente una resina reticulable curable por UV. Con esta capa de recubrimiento dispuesta sobre fibras amontonadas unidas a una porción predeterminada de un burlete o sello, la capa de recubrimiento puede mejorar el desempeño para la resistencia al rechinido y la picazón mediante una reducción de aproximadamente 0.8 sones (soné: unidad de medida de la diferencia de sonoridad/son ía respecto a un tono de referencia; N de T. ) y liberación de congelamiento mediante incremento de aproximadamente 70% y hasta aproximadamente 80% cuando se compara con un burlete que no incluye la capa de recubrimiento, sino solamente incorpora borra en el burlete. Como se apreciará, esta mejoría es significativa para reducir sones (unidad de intensidad) en la condición mojada y de manera similar los Newtons de fuerza reducidos pueden representarse por el porciento de reducción de fuerza y otra vez, estas mejorías son significativas.

Volviendo inicialmente a la Figura 1 , se muestra un vehículo automotriz 20 del tipo que tiene una variedad de burletes que pueden ser mejorados incorporando las enseñanzas de la presente descripción . Por ejemplo, estos burletes se pueden usar como miembros 22a , 22b y 22c de burletes de parabrisas, miembros 24 de burletes de techo, burletes 28 de banda interna y externa (banda interna no mostrada) y miembros 26a, 26b y 26c de burletes de Poste A, B y C y correderas de vidrio. Por supuesto, alguien experto en la técnica apreciará que esta lista no pretende ser restrictiva o que abarca todo, sino más bien ejemplificativa de los diferentes tipos de burletes o sellos que pueden emplear las enseñanzas de la presente descripción . Uno o más de estos componentes puede requerir resistencia al rechinido y la picazón , liberación de congelamiento o una combinación de los mismos.

Con referencia a la Figura 2, se ilustra, en una vista de sección transversal , una modalidad de ejemplo de un burlete o sello 1 00 mostrado como un sello de corredera de vidrio que tiene generalmente una forma de U . Más particularmente, el burlete 100 de corredera de vidrio incluye primera y segunda patas 102, 104 que se extienden hacia fuera de la base 1 06. Los extremos externos o terminales de las patas 1 02, 1 04 incluyen labios 1 08, 1 1 0 de sello, respectivamente, que están en ángulo hacia dentro hacia la pata opuesta en una manera convencional . Cada labio de sello incluye una región 120, 1 22 que está adaptada para acoplamiento sellante, deslizante con una superficie asociada (mostrada aquí como las superficies opuestas 124, 1 26 de la ventana móvil 1 28). Se apreciará también que los labios de sello se muestran en una posición no inclinada, normal puesto que la ventana está representada en línea punteada. En uso real, los labios/patas de sello se desviarán a medida que se mueve la ventana hacia dentro y hacia fuera con relación a la corredera de vidrio.

De preferencia, y como es sabido, las regiones 1 20, 1 22 de labio de sello pueden proporcionarse con una superficie o recubrimiento de baja fricción que permite el acoplamiento sellante, deslizante con las superficies de la ventana. Es común que la superficie de poca fricción sea una borra o de fibras amontonadas 1 30 que se forman en esas regiones donde ocurre la interfase dinámica. Así, las regiones de labio de sello incluyen borra 1 30 y otras regiones del burlete, tal como la interfase interna 1 32 de la base 1 06, pueden incluir también borra 1 30. Aunque otras áreas de superficie del burlete pueden incluir una borra de superficie de poca fricción , el tratamiento superficial está limitado típicamente a aquellas áreas que proporcionan la interfase dinámica de sello. En otras casos, no se puede usar borra y en su lugar se usa un recubrimiento que tiene una baja fricción o superficie lubricante.

De aquí que, se logró una mejoría sustancial en liberación de congelamiento, así como también una resistencia mejorada al rechinido y la picazón, usando la borra 1 30 en una porción predeterminada de un cuerpo de burlete (por ejemplo, corredera 102 de vidrio) en conjunto con una capa 1 04 de recubrimiento sobre la borra. De preferencia, la capa de recubrimiento es un material que se auto-reticulará y se adherirá a la borra y que es recibido en el material que forma el cuerpo del burlete (típicamente hule o elastómero). Además, la capa 1 40 de recubrimiento es curable de preferencia con ultravioleta (UV). Esto es importante porque la habilidad para curar con UV la capa de recubrimiento permite la adición de este paso de procesamiento/ fabricación a la línea existente de procesamiento o fabricación con solamente gastos de capital adicionales limitados, a saber una etapa de aplicador o aplicación y una irradiación o fuente de UV dispuesta inmediatamente corriente abajo que cura la capa de recubrimiento.

Una capa de recubrimiento de ejemplo incluye el producto Cooper-Standard Automotive SPS278 Black Waterbome UV Cure Coating . En una modalidad preferida, el espesor final de pel ícula seca está en el orden de aproximadamente 20 a 25 micrones.

El burlete de ejemplo tiene desempeño mejorado para resistencia al rechinido y la picazón. Con una capa de recubrimiento reticulable, curable con UV aplicada sobre las fibras amontonadas unidas a una porción predeterminada del burlete o sello, la modalidad de ejemplo tiene un desempeño mejorado para la resistencia al rechinido y a la picazón de una reducción de aproximadamente 0.8 sones en comparación con una modalidad de burlete que no incluye una capa de recubrimiento sobre la borra (es decir, solamente borra).

Además, el burlete de ejemplo tiene una liberación de congelamiento mejorada. Con una capa de recubrimiento reticulable, curable con UV aplicada sobre las fibras amontonadas unidas a una porción predeterminada del burlete o sello, la modalidad de ejemplo exhibe un desempeño mejorado para la liberación de congelamiento del orden de aproximadamente 70% a aproximadamente 80% en comparación con una modalidad que tiene borra sin una capa de recubrimiento.

Resistencia al Rechinido y la Picazón El burlete de ejemplo tiene mejoría considerable de desempeño para la resistencia al rechinido y la picazón en comparación con fibras amontonadas previamente no recubiertas unidas a una porción predeterminada de la modalidad de ejemplo. La Tabla 1 muestra la resistencia al rechinido y la picazón medida usando un método de prueba convencional GM 9842P: Revisión D (Medición de Salida Acústica de Componentes Dinámicos de Molduras y de Sello involucradas en Movimiento de Corte). El valor de la medición en húmedo indica que la modalidad de recubrimiento sobre fibras amontonadas es de por lo menos de una reducción de aproximadamente 0.8 sones.

Tabla 1 . Resultados de la Prueba de Rechinido y Picazón Liberación de Congelamiento El burlete o sello de ejemplo, además, tiene una mejoría considerable para liberación de congelamiento en comparación con fibras amontonadas previamente sin recubrir unidas a una porción predeterminada de la modalidad de ejemplo. La Tabla 2 muestra la liberación de congelamiento medida usando un método convencional de prueba GM 9894D (Características de Congelamiento de Burletes). El valor indica la modalidad del recubrimiento reticulable curable con UV Cooper-7 Standard Automotive SPS 278 sobre fibras amontonadas es de una mejoría de aproximadamente 80% .

Tabla 2. Resultados de Liberación de Congelamiento La Figura 3 es representativa generalmente de los pasos de procesamiento asociados con la fabricación del burlete de la presente descripción . Más particularmente, un núcleo rígido 160 (representado en la Figura 2 aun cuando la corredera de vidrio ilustrada u otro tipo de sello a la intemperie pueda no emplear un núcleo) se introduce en la l ínea (paso 1 70). El núcleo se puede insertar en una configuración deseada o formada en rollo a la forma deseada. Después, se recibe el cuerpo de elastómero sobre el núcleo (si se usa un núcleo) (paso 1 72). Usualmente, se extruye el elastómero. El elastómero extruido se hace avanzar para curarlo en un horno (paso 1 74). Después se enfría (paso 1 76). El elastómero extruido continúa avanzando a través de la línea mediante un jalador (pasos 178a, 1 78b y 178c). Entonces se aplica borra como se representa en el paso 1 82, 184, 186 y 188. Con frecuencia, la capa de recubrimiento se aplica sobre la borra como se representa por el paso 190, después se cura en el paso 1 92 y se corta en el paso 1 94. Por supuesto, la Figura 3 es representativa de una línea de hule extruida y se apreciará que la descripción tiene aplicación también con un material termoplástico (TP) (el cual incluye TPE , TPO, TPV, etc.), por ejemplo, tal como se muestra en la Figura 4. Los pasos en la Figura 4 son similares a aquellos de la Figura 3, pero no requieren el horno 174 de curado de hule y el tanque 1 76 de enfriamiento. En su lugar, se usa una mesa 200 de calibración que contiene bloques de enfriamiento y placas para enfriar el material después de que sale de la extrusora. Además, el tanque 1 88 de enfriamiento en el proceso de la Figura 3 se sustituye con una cámara 202 de enfriamiento, tal como una cámara de aire de enfriamiento.

En comparación con un recubrimiento reticulable curado térmicamente dispuesto sobre fibras amontonadas unidas a una porción predeterminada de un burlete, la capa de recubrimiento reticulable, curable con UV descrita en la presente tiene ventajas específicas. Por ejemplo, se elimina el requerimiento de hornos de convección adicionales para curar la capa de recubrimiento. Por lo que, remplazar estos hornos es una unidad de curado con UV es mucho más corto.

En una modalidad , el burlete incluye un miembro alargado que tiene consigo una porción predeterminada del miembro de fibras amontonadas y una capa de recubrimiento dispuesta sobre las fibras amontonadas, las cuales sirven para usarse enun componente automotriz. El miembro alargado incluye una extrusión, puede incluir opcionalmente un núcleo, fibras amontonadas unidas a una porción predeterminada del miembro y una capa de recubrimiento dispuesta en las fibras amontonadas. La extrusión es un material elastomérico y el núcleo es de metal o de un material no metálico rígido. Antes de aplicar la capa de recubrimiento, las fibras amontonadas se preparan y se curan completamente. La capa de recubrimiento es una composición que contiene resina reticulable curable con UV.

La resina reticulable curable con UV se puede seleccionar de una combinación de una o más dispersiones de poliuretano y uno o más fotoiniciadores. Las dispersiones de poliuretano proporcionan flexibilidad , resistencia mejorada a la intemperie y resistencia a los solventes, y dobles enlaces para curado con UV con un fotoiniciador. El componente fotoiniciador de la capa de recubrimiento proporciona curado con UV a través de la polimerización de radicales con la(s) dispersión(es) de poliuretano.

La invención se ha descrito con referencia a las modalidades preferidas. Obviamente, se les ocurrirán modificaciones y alteraciones a otros por la lectura y el entendimiento de la descripción detallada precedente. Se pretende que la invención se interprete como incluyendo todas esas tales modificaciones y alteraciones.

Claims (20)

REIVI N DICACION ES

1 . Un burlete para uso en un componente automotriz, que comprende: un miembro alargado que tiene borra a lo largo de una porción predeterminada; y una capa de recubrimiento dispuesta sobre la borra para mejorar por lo menos uno de (i) liberación de congelación y (ii) resistencia al rechinido y a la picazón.

2. El burlete de la reivindicación 1 , en donde el recubrimiento incluye una resina reticulable curable con UV.

3. El burlete de la reivindicación 1 , en donde la borra se prepara y cura completamente.

4. El burlete de la reivindicación 1 , en donde el burlete incluye además un núcleo rígido por lo menos recibido parcialmente en el miembro alargado.

5. El burlete de la reivindicación 4, en donde el núcleo es metal .

6. El burlete de la reivindicación 4, en donde el núcleo es un material no metálico rígido.

7. El burlete de la reivindicación 1 , en donde el burlete tiene una configuración adaptada para extrusión .

8. El burlete de la reivindicación 7 , en donde la extrusión es un material elastomérico-

9. El burlete de la reivindicación 7, en donde la extrusión es un material termoplástico.

1 0. Un burlete para uso enun vehículo automotriz asociado como un sello o corredera de vidrio, que comprende: un cuerpo alargado que tiene borra dispuesta a io largo de porciones de superficie del mismo para acoplamiento con una superficie adyacente o ventana en el vehículo asociado; y medio para mejorar la liberación de congelamiento y resistencia al rechinido y la picazón proporcionado sobre la borra.

1 1 . El burlete de la reivindicación 1 0, en donde el medio para mejoría incluye un recubrimiento UV reticulable que es curable en menos de 25 segundos con el cuerpo.

1 2. Un método para formar un burlete, que comprende: proporcionar uno de un cuerpo elastomérico o plastomérico; poner borra por lo menos a una porción del cuerpo; y aplicar una capa de recubrimiento sobre la borra para mejorar por lo menos uno de (i ) liberación de congelamiento y (ii) resistencia a la picazón y el rechinido.

1 3. El método de la reivindicación 1 2, en donde el paso de proporcionar incluye unir las fibras amontonadas a lo largo de una porción predeterminada del cuerpo.

14. El método de la reivindicación 1 3, en donde las fibras amontonadas se preparan completamente para unirlas a lo largo de una porción predeterminada del cuerpo.

1 5. El método de la reivindicación 1 3, en donde las fibras amontonadas se curan completamente después de unirlas a lo largo de una porción predeterminada del cuerpo.

1 6. El método de la reivindicación 1 2, en donde el paso de provisión del cuerpo incluye aplicar una capa de recubrimiento reticulable curable con UV sobre las fibras amontonadas.

17. El método de la reivindicación 16, en donde la capa de recubrimiento se irradia para curar la capa en 1 a 9 segundos.

18. El método de la reivindicación 16, en donde la capa de recubrimiento se aplica en un espesor del orden de 5 a 40 micrones, más preferiblemente de 20 a 25 micrones para proporcionar resistencia mejorada al rechinido y la picazón y liberación de congelamiento.

19. El método de la reivindicación 12, en donde el paso de provisión incluye el paso de extruir el cuerpo.

20. El método de la reivindicación 12, en donde el paso de provisión incluye incorporar un núcleo en el cuerpo.