PT87761B

PT87761B - Processo para a preparacao de materiais laminados

Info

Publication number: PT87761B
Application number: PT87761A
Authority: PT
Inventors: Paul Rohrer; Paul Haelg
Original assignee: Gurit Bessex Ag
Priority date: 1987-06-19
Filing date: 1988-06-17
Publication date: 1992-10-30
Also published as: JPS6418632A; PT87761A; CA1289445C; ZA884299B; EP0297036B1; DE3720267A1; ZA884298B; DE3720267C2; EP0297036A1; ATE70557T1; ES2028356T3; KR890000303A; US4900601A; BR8802988A; DE3866970D1

Description

A presente invenção refere-se a um material compó sito constituído por um suporte formado por uma ou mais camadas, e uma camada adesiva que está aplicada sobre uma superfície do suporte.

! Estes materiais compósitos podem consistir numa ’ primeira camada reforçada por fibras, por exemplo um tecido de fibra de vidro ligado por uma resina, estando uma das suas superfícies dotada de uma 2&. camada constituída por uma resina termoendurecível. Um material deste tipo pode ’ ser utilizado para o reforço de chapas planas ou curvas apl:. h cando uma peça de material com a face de resina adesiva so| bre a chapa e seguidamente tratando-a termicamente. Deste í modo realiza-se por um lado uma colagem do material compósi i

to com a chapa, e por outro lado um endurecimento da camada de resina de modo que entre a chapa e a camada de reforço de fibra forma-se uma ligação resistente ao deslizamento. Deste modo consegue-se, de modo fácil e sem aumento conside rável de peso realizar um reforço substancial da parte correspondente da chapa.

Tendo em vista uma aplicação fácil do material con pósito prepara-se em geral a camada de resina com uma super fície adesiva de modo que o material compósito, uma vez apl:. cado, adira ao ponto correspondente da chapa até à realização do tratamento térmico. Isto obriga no entanto a que a superfície de resina do material.compósito tenha que ser do tada até à sua utilização, com um material de protecção para a proteger de sugidades e permitir um empilhamento do ma terial compósito. De acordo com o estado actual da técnica esta protecção é assegurada por um papel convenientemente tratado ou por uma folha metálica de protecção que é retira da imediatamente antes da aplicação do material compósito.

Um inconveniente deste procedimento consiste no facto de a eliminação do papel de protecção ou da folha me-

tálica de protecção constituir um passo de trabalho adicional indesejável, que dificilmente pode ser assegurado pelo trabalho de uma máquina. Precisamente na indústria automóvel em que são utilizados estes materiais compósitos e na qual existe o empenho cada vez maior de automatizar tocos os passos de trabalho o máximo possível, este passo de reti rada do papel ou da folha metálica de protecção é considera do um passo indesejável, que consome muito tempo e existe mão de obra personalizada.

Constitui pois um objectivo da presente invenção revelar um material compósito do tipo descrito anteriormente no qual estejam minimizados os inconvenientes apontados, nomeadamente no qual a superfície adesiva da camada de resina do material compósito esteja protegida e o material compósito possa ser aplicado sem a involuntária colagem a si próprio, mas de modo que seja possível realizar uma aplica ção directa sem ter que se remover previamente o papel ou a folha de protecção.

Este objectivo é solucionado de acordo com a invenção cobrindo a camada adesiva com uma folha que se contrai por acção do calor deixando a camada adesiva livre, pe lo menos parcialmente, por acção desta contracção.

Por consequência, a camada de suporte pode ser su bmetida, antes da aplicação, a um tratamento térmico superficial no qual a folha se contrai de uma fracção das suas dimensões originais e deste modo deixa livre a superfície adesiva da camada de cola. A camada de suporte adere portan to como se pretendia ao ponto da chapa a reforçar. Com o tratamento térmico subsequente a folha contrai-se ainda mais ou é absorvida pela camada de cola, de modo que não prejudi ca a ligação íntima entre a camada de suporte e a superfície da chapa.

Ruma variante preferida de realização a folha é formada por uma só peça e é dotada com uma pluralidade de fendas, Esta folha é aplicada simplesmente sobre a camada adesiva. Se em particular as fendas estiverem dispostas em fiadas paralelas entre si e de modo que entre fiadas adjacentes estejam desencontradas, depois do tratamento que entre fiadas adjacentes estejam desencontradas, depois do tra tamento térmico e como consequência da contracção da folha cria-se uma estrutura tipo rede que permite o aparecimento da camada adesiva uniforme sobre toda a superfície do material compósito. A forma e disposição das fendas pode variar neste caso consoante o campo de aplicação e o material da folha.

Por outro lado também ê possível formar a folha por uma pluralidade de tiras dispostas adjacentes paralelamente entre si; depois do tratamento térmico estas tiras con traem-se em tiras mais estreitas de modo que deixam livre quase toda a superfície adesiva.

processo para reforçar chapas no qual um material comósito deste tipo ê primeiramente submetido a um primeiro tratamento térmico superficial de um dos lados e em se guida é colocado de forma conhecida por si sobre a chapa a reforçar e é aí submetido a um 22. tratamento térmico, pode ser automatizado muito facilmente ou como alternativa pode ser realizado por um robot ou dispositivo semelhante; omitiu-se o passo difícil de retirada do papel ou da folha de protecção. Preferivelmente realiza-se o 12. tratamento térmico a uma temperatura que provoca a contracção da folha, mas à qual a cola ainda não reage.

A seguir serão descritas pormenorizadamente variantes de realização do objectivo da invenção com referência aos desenhos anexos. R^Tos desenhos:

A Figura 1 mostra uma vista esquemática em perspec tiva de um primeiro exemplo de realização de um material con pósito de acordo com a invenção antes do tratamento térmico superficial;

A Figura 2 mostra uma vista em perspectiva esquemática do primeiro exemplo de realização de um material com pósito de acordo com a invenção depois do tratamento térmiί co cuperficial;

da,

A segundo

Figura 3 mostra a linha III-III um corte parcial em escala ampl:. da Figura 2;

A Figura 4 mostra uma vista esquemática em perspec tiva de um segundo exemplo de realização de um material compósito de acordo com a invenção antes do tratamento térmico superficial;

A Figura 5 mostra um corte parcial ampliado, segundo a linha V-V da Figura 4;

A Figura 6 mostra uma perspectiva esquemática de um segundo exemplo de realização de u.m material compósito de acordo com a invenção depois do tratamento térmico superficial ;

A Figura 7 mostra um corte parcial em escala amplia da segundo a linha VII-VII da Figura 6; e

AsFiguras8a-c mostram vistas esquemáticas de outras possibilidades de construção e disposição das fendas numa fc lha unitária.

primeiro exemplo de realização, representado nas Figuras 1 a 3, de um material compósito designado genericamente por 1 possui um suporte 2, por exemplo um tecido de fibra de vidro ligado por resina, que é dotado de um dos la dos com uma camada 3 de resina termoendurecível. Como a superfície da camada de resina 3 é convenientemente construída com características adesivas para se poder aplicar o material compósito de uma chapa que se pretende reforçar, sem a necessidade de medidas adicionais de fixação, existe uma folha de cobertura 4- que protege a superfície da resina da sugidade e que permite que o material compósito 1, previamente cortado e preparado, possam ser ampilhados uns sobre os outros com a sua camada de resina colante 3 já aplicada, sem ficarem aderidos uns aos outros.

Consoante as exigências a camada de resina 3 pode ser construída como totalmente colante ou, em alternativa, possuir apenas uma camada adesiva na sua face voltada para fora.

Para se evitar a retirada da fo±ha de prorecção 4 antes da aplicação do material compósito 1 a invenção prevê que a folha de protecção seja construída numa material que se contrai por acção de calor. Estes materiais já são conhe eidos por si próprios e existem no comércio numa grande diversidade de formas e apresentações.

De acordo com o 12. exemplo de realização segundo a fig. 1 e folha 4 é construída numa só peça e possui uma pluralidade de fendas 5 que se dispõem em fiadas adjacentes enrre si e de tal modo que entre fiadas sucessivas fiquem desencontradas. Nesta fase as fendas 5 não têm qualquer influência, visto que estão fechadas, de modo que com a folha 4 dotada de fendas consegue-se o mesmo efeito de protecção que com uma folha contínua sem fendas.

Se o material compósito 1 fôr agora aplicado sobre uma chapa que se pretenda reforçar só necessita ser submetido a um tratamento térmico superficial rápido, por exei pio submetendo a face com a folha a uma chama ou deslocando-a na proximidade de uma fonte de raios infra-vermelhos; ne: te caso a folha 4 contrai-se e assume uma configuração tipo

rede, ampliando-se as fendas 5 para aberturas ovais 6 (fig.

2). Deste modo uma parte considerável da superfície adesiva do material compósito 3 é posta a descoberto de modo que o material compósito pode ser facilmente fixado de forma habi-» tual sobre o local a reforçar, por simples aplicação ou mediante uma leve pressão.

Exteriormente a folha 4 contrai-se na totalidade, de modo que ao longo do bordo da camada de resina 3 o rebor do 8 fica totalmente livre. Isto é um efeito adicional muito desejável, visto que deste modo a aderência do material compósito 1 antes do tratamento térmico final é mais pronun ciada na zona periférica do componente a reforçar. Deste mo do consegue-se uma melhor protecção à corrosão na zona peri férica 8, não podendo pois ocorrer qualquer corrosão com uma eventual separação parcial do material compósito 1 devido à colagem total da zona periférica 8 ao componente a reforçar Estes casos de corrosão poderiam ocorrer eventualmente se o material compósito 1 fosse aplicado, por exemplo, na face interior de um componente de uma carroceria de automóvel que fosse depois submetido a um tratamento de lavagem e/ou de impressão antes da realização do tratamento térmico final .

No tratamento térmico final a resina termoendurecível da camada 3 torna-se mais líquida e envolve os intervalos 7 remanescentes da folha 4 contraída (fig. 3) de modo que praticamente toda a superfície da camada de resina 3 par ticipa na ligação do material compósito 1 com uma chapa ou dispositivo semelhante a reforçar.

material compósito 11 do 2^. exemplo de realiza ção de acordo com as figs. 4 a 7 θ construído de modo idêntico, com um tecido de fibra de vidro 12 ligado por resina sobre o qual está aplicada uma camada lp formada por uma re sina termoindurecível adesiva. À folha de protecção 14, sen do também construída com um material que se contrai por acção do calor, é no entanto formada por tiras individuais 14 adjacentes, encostadas umas às outras de tal modo que desem panharn a função de uma folha contínua (figs. 4 e 5), de modo que as tiras individuais e~tão separadas entre si pelas fendas 18 com uma largura mínima. Depois do tratamento térmico prévio as tiras 14' contraiem-se em estreitas nervuras 17, de modo que novamente quase toda a superfície da camada de resina adesiva 13 fica livre para se fixar o material con pósito por uma simples pressão, a uma chapa que se pretende reforçar (figs. 6 e 7)· Também neste caso se regista o efeito de uma contracção total também no sentido longitudinal das nervuras 17 remanescentes, de modo que a zona periférica 19 da superfície adesiva da camada de resina 13 é comple tamente descoberta, com a vantagem daí resultante que já fou descrita porminorizadamente a propósito do 12. exemplo de realização.

ias figs. 8a a 8c apresentam-se em representação esquemática parciaimente cortada diversas outras possibilidades de formação e disposição das fendas numa folha ce uma só peça. Do lado esquerdo de cada uma das figuras está representado neste caso o aspecto antes do tratamento térmico superficial, e do lado direito o aspecto depois daquele tra tamento.

Segundo a fig. 8 à esquerda, as fendas 25a da folha 24a são contraídas em forma de cruz e dispõem-se em fia das paralelas adjacentes. As fendas em forma de cruz 25a de uma fiada estão desencontradas relativamente às fendas em forma de cruz da fiada imediata, para manter os intervalos que ficam entre as fendas 25a com uma largura sensivelmente uniforme. Depois do tratamento térmico superficial (represem tação à direita na fig. 8a) as fendas em forma de cruz 25a alargam-se, assumindo a forma de aberturas com a forma de al

é mofada 26a, de modo que a folha 24a apresenta também uma e_s trutura tipo rede.

Segundo a fig. 8b esquerda as fendas 25b da folha 24b são construídas em forma de duplo T e dispõem-se em fia . das paralelas adjacentes. As fendas 25b de uma fiada estão também desencontradas relativamente às fendas da fiada vizinha, para manter com uma largura sensivelmente uniforme os intervalos que ficam entre as fendas 25b. Depois do tratamen to térmico superficial (representação à direita na fig. 8b) i as fendas 25b em forma de duplo T alargam-se apresentando a i

II forma de aberturas 26b aproximadamente rectangulares, de mo do que a folha 24b também neste caso uma estrutura tipo rede .

Segundo a fig. 8c esquerda as fendas 25c da folha 24c são construídas como fendas direitas simples e dispõem-se alternadamente em sentido longitudinal e transversal em fiadas adjacentes. Depois do tratamento térmico superficial (representação à direita na fig. 8c) as fendas 25c alargam-se, tomando a forma de aberturas ovais 26c, sensivelmente como está representado na fig. 2, de modo que a folha 24c também assume neste caso uma estrutura tipo rede.

Se bem que não esteja expressamente representado nos desenhos esquemáticos, também neste caso se verifica ume. libertação total da zona periférica da camada de resina adesiva que melhora a aderência do material compósito ao compo nente que se pretende reforçar.

Gomo já foi referido anteriormente, o tratamento térmico superficial prévio é realizado a uma temperatura ta], que a folha se contrai mas não se dá o endurecimento da resina. Isto é realizável sem dificuldade, visto que actualmen te estão à disposição folhas susceptíveis de sofrer contracção térmica que apresentam uma forte contracção mesmo a uma

temperatura comparativamente reduzida. Também nos casos em que a contracção não é completa à temperatura do tratamento térmico prévio, basta em geral a superfície de resina posta em liberdade para fixar o material compósito de forma suficientemente firme. Quando do tratamento térmico subsequente,

I realiza-se então a contracção completa.

I !

| Neste momento deve ainda referir-se que não é iní condicionalmente necessário que a folha de cobertura seja dotada de fendas; consoante o material basta uma primeira contracção depois do 12. tratamento térmico para fixar o ma j terial compósito de forma suficientemente firme ao componen te que se pretende reforçar e, depois do 22. tratamento tér mico, a folha contrai-se então tão fortemente que já não co bre qualquer parte significativa da superfície de resina ade siva, ficando pelo contrário, depois do 22. tratamento térmico final, completamente embebida na camada de resina.

Se bem que a invenção tenha sido elucidade acima tomando como exemplo um tecido de fibra de vidro dotado de uma resina termoendurecível, compreende-se facilmente que o princípio de acordo com a invenção pode ser utilizado por si só em materiais compósitos adesivos que possuam pelo menos uma camada exterior com uma sunerfície adesiva.

Claims

lê. - Processo para a preparação- de um material laminado constituído por um suporte (
2;12) formado por uma ou mais camadas e uma camada de cola (3;13) que está aplica da sobre uma superfície do suporte (2;12), caracterizado p_e lo facto de a camada de cola (3;13) estar coberta com uma folha (d-; 14; 24a-c) que se contrai por acção do calor, a qu^l ao contrair-se deixa livre, pelo menos parcialmente, a cama da de cola (3;13)·

24. - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de a folha (4;24a-c) ser constituída numa só peça e estar dotada com uma pluralidade de fendas (5;25a-c).
3-· - Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo facto de as fendas (5) estarem dipostas em fiadas paralelas entre si e de, uma fiada para outra, es tarem deslocadas entre si.

44. - Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo facto de as fendas (25a) serem construídas em forma de cruz e estarem dispostas em fiadas paralelas entre si, estando deslocadas entre si e de uma fiada para outra.
5-· - Processo de acordo com a reivindicação 2, ;

caracterizado pelo facto de as fendas (25b) estarem construídas em forma de T duplo e de estarem dispostas em fiadas para leias entre si, estando dispostas desencontradas entre si de uma fiada para outra.

64. - Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo facto de as fendas (25c) estarem dispostas alternadamente orientadas em sentido longitudinal e tra, is versai, em fiadas paralelas entre si.
7^. - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de a folha (14) ser constituída por uma pluralidade de tiras paralelas (14') dispostas lado a ^!lado. j

I i
8&. - Processo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo facto de o suporte (2;12) ser uma camada reforçada por fibras e de a camada de cola (3;13) consistir numa resina adesiva termoendurecível que está aplicada sobre a camada reforçada por fibras.
9a. _ processo para reforçar chapas, caracterizado pelo facto de primeiramente se submeter um material lami nado obtido de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 8 a um primeiro tratamento térmico superficial numa das suas faces, e em seguida ser aplicado sobre a chapa que se preten de reforçar a ser aí submetido a um segundo tratamento térmico .
10^. - Processo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo facto de 0 primeiro tratamento térmico ser realizado a uma temperatura que provoque a contracção da folha, sem no entanto fazer reagir a cola.