PT90926B - Forros para tectos com caracteristicas de absorcao de som aperfeicoadas - Google Patents

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Description

MONSANTO COMPANY
FORROS PARA TECTOS COM CARACTERÍSTICAS DE APERFEIÇOADAS
ABSORÇÃO DE SOM
MEMÓRIA DESCRITIVA
RESUMO
D presente invento diz respeito a laminados termodefor— íiiáveis, adequados para serem utilizados coma forres para tectos de automóveis, os quais compreendem uma camada de tecido não-tecido (almofada acústica ligada a uma face de uma folha polimérica espumosa). O tecido não—tecido compreende uma determinada mistura de fibras de comprimento adequado para fiação que proporciona um conjunto óptimo de características, incluindo o custo e características de absorção de som aperfeiçoadas que são características importantes para forros de tectos, especialmente, para utilizações automobilísticas compactas e subcompactas.
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Ο presente invento refere-se a laminados termodeformáveis e, mais especificamente, a laminados termodeformáveis com características de absorção de som aperfeiçoadas, bem como com outras características desejáveis. Ds laminados são especialmente adequados para a construção de forras para tectos de automóveis.
Os laminados utilizados como forros para tectos de automóveis são normalmente constituídos por uma folha polimérica espumosa possuindo um tecido ligado á face virada para o interior do automóvel. é normalmente aceite na indústria automóvel que os laminados destinados a serem utilizados como forros para tectos de automóveis compactos e subcompactos movidos a gasolina devem ter um equilíbrio adequado entrs determinadas características. Especificamente, os laminados devem ter um equilíbrio adequado entre: (1) custo, (2) peso, (3) espessura, (4) capacidade acústica de absorção de som, (5) moldabi1 idade, e (ó) estabilidade ambiental. 0 custo, ev.idsntemente, deve ser o mais baixo possível. O peso deve ser mantido o mais baixo possível de modo a proporcionar uma quilometragem máxima por unidade de volume de gasolina consumida. A espessura deve variar de maneira a proporcionar um espaço interior máximo, ao mesmo tempo que preenche o espaço entre os arcos do tecto. A capacidade acústica de absorção de som deve ser n mais alta possível de modo a proporcionar uma viagem o mais sossegada possível. Desta forma, se por um lado a adição de mais material (por exemplo tecido) ao laminado melhora normalmente o rendimento de absorção de som do forro para tectos, aumenta também, por outro, o custo, o peso e a espessura do laminado. 0 laminado deve também ser moldável para uma forma (forro de tecto) que possua determinadas zonas com reentrâncias com uma espessura mínima. Estas zonas de espessura mínima são necessárias a fim de facilitar a instalação do forro de tecto sob a guarnição interior nas zonas onde o forro se fixa ao automóvel
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adaptação das zonas onde o Torro para tectos fica em contacto com □ automóvel, tais como os arcos do tecto do automóvel, e para possibilitar a montagem de peças interiores ao forro, tais como luces de tecto, palas solares, etc. As zonas com reentrâncias são executadas durante a moldagem do laminado através de pressSo mecânica que comprime as regiões designadas para a espessura desejada. Evidentemente que também é igualmente importante que o laminado moldado seja capaz de reter as reqíSes com reentrâncias de espessura mínima. Deste modo,, a densidade do componente de tecido do laminado deve ser suficientemente elevada para resistir á pressão resultante da accão cie expansão do componente espuma do laminado durante a moldagem, mas suficientemente baixa para poder ser capaz de ser comprimida para a espessura mínima desejada pela acção da pressão mecânica do molde. No entanto, uma densidade de tecido elevada ê indesejável porque rsduz a capacidade de absorção de som do laminado. Finalments, o laminado (forro para tectos, deve possuir estabilidade ambiental, por exemplo, não deve fazer curvatura auando o interior do carro atinge temperaturas que normalmente ss encontram durante os meses de verão, por exemplo, 85 *C.
Os laminados termodefornáveis descritos na técnica anterior como sendo adequados para utilização no fabrico de forros de tectos para automóveis compreendem norma 1mente uma folha polimérica terwclástica esoumosa (por exemplo, um polistireno espumoso) e uma camada de tecido não tecido impregnado com resina ligada a um ou a ambos os lados da folha. Embora estes laminados possuam determinadas características desejáveis, eles não possuem o equilíbrio adequado relativamente às características atrás mencionadas. Por exemplo, os laminados têm características de absorção de som medíocres oorque o componente resina do
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ORIGINAL tecido provoca o aumento de densidade durante a moldagem e consequentemente rsflecte o som em vez de d absorver.
SUMARIO E-0 INVENTO
De acordo com o presente invento, proporcionam-se laminados termodeformáveis que possuem o equilíbrio adequado entre as seis características atrás mencionadas e, em particular, apresentam excelentes carac ter íst.icas de absorção de som e de moldabilidade» Os laminados do invento compreendem uma camada de tecido não tecido (almofada acústica) ligada a pelo menos um lado de uma folha de um polímero termoplástico espumoso adequado. 0 tecido não tecido compreende uma mistura de fibras staple (fibras com o comprimento adequado para fiação) de alto ponto de fusão e de fibras liqantes staple de baixo ponto cie fusão. Por escolha cuidadosa dos componentes das fibras utilizadas na construção do tecido e do polímero termoplástica, a qualidade e o custo dos forros para tectos termoformados a partir dos laminados pode ser feita variar por toda uma gama adequada á maioria das necessidades dos automóveis.
Conforme aqui utilizado, o termo fibras staple de alto ponto de fusão significa fibras que não se fundem ou decompõem, ou se tornam pegajosas, a temperaturas inferiores a cerca de 204 °C e □ termo fibras ligantss staple de baixo ponto de fusão significa fibras que possuem pontos de fusão acima de cerca de 90':’C e abaixo de 200*C e, de preferãncia, entre lw7,:,C e Í77OC.
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DEaCRlÇíSO DOS MudElOS Di- PeAL. Γ i. Aç.ÃO PFítr.FErt Γ DOS
Os laminados do presente invento sSo aqui descritos tenda em vista sobretudo a sua utilização na fabrico de farras de tecto para automóveis compactos e suboompactos, onde os forros de tecto devem apresentar uma espessura mínima de modo a serem tão leves quanto possível e onde as características de absorção de som são difíceis de obter. Compreender-se-á, evidentemente, que os laminados podem ser utilizados noutras aplicações apropriadas, tais como em painéis de porta de automóveis e em tabuleiros de embalagens.
□ componente da camada de tecido não tecido dos laminados do presente invento tem preferivelmente um peso dentro da gama de 17Ô a 848 q/crE (5 a 25 oz/yd*) e, mais preferivelmente, dentro da gama de 340 a 611 g/cm* (10 a 18 oz/yd~>. 0 tecido compreende uma mistura de fibras ligantes staple de baixo ponto de fusão e fibras staple de alto ponto de fusão. As fibras staple” de alto ponte de fusão representativas e úteis para a prática do invento incluem fibras de poliéster, por exemplo fibras de tereftaiato de polietileno (TF'E>, fibras acrílicas, fibras de náilon e fibras celulósicas, tais como fibras celulósicas do tipo utilizada na produção ds papel, ou misturas de tais fibras de alto ponto de fusão. As- fibras ligantes staple de baixo ponto de fusão representativas e adequadas para utilização na prática do invento incluem fibras de polietileno, fibras de polipropileno, determinadas fibras de poliéster e fibras multicomponentes, tais como fibras de bainba/núcleo da Hoechst/Celanese Cel, ou misturas destas fibras.
□ denier médio destas fibras staple de alto ponto de fusão varia entre 1 e 15 e, prsf er.ivelmente, entre 3 e 3, e o
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comprimento das entre 1,2 e 15,:
fibras staple ds ai to ponto de rus cm <0,5 e b polegadas) e, preferivelmente entre 3,0 e 12,7 (1,25 e 5 polegadas). 0 denier e o comprimento das fibras staple de alto ponto de fusão são seleccionados de modo a proporcionarem ao laminado um equilíbrio óptimo das suas características e, em especial, das características de absorção de som e de rigidez. Em geral, se a espessura do laminado permanecer constante, o aumento do denier das fibras do tecido melhora a rigidez do forro de tecto e reduz as características de absorção de som. 0 denier e o comprimento das fibras ligantes “staple de baixo ponto de fusão não é crítico e, por isso, pode ter qualquer valor, porque tal facto não afectará prejudicialmente as características de absorção de som e outras importantes do laminado. Se desejado, o denier e o comprimento das fibras ligantes staple de baixo ponto de fusão podem não ser os mesmos que os das fibras staple de alto ponto de fusão.
ponto de fusão das fibras ligantes staple de baixa ponto de fusão e a relação entre fibras ligantes staple de baixo ponto de fusão e fibras staple de alto ponto de fusão são escolhidos de tal modo que, durante a termodeformaçSo do laminado a temperaturas dentro da gama de Í2C':'C a. loO^C, o tecido não aumente de densidade (i.e. permaneça macio), excepto naquelas regiões do laminado onde as fibras são sujeitas a uma força de Τ' ~ compressão de 3515,5 kg/m (5 Ibs/in) ou mais. Normalmente, de 2 a 207. ide preferência 5 a 15) em peso da mistura de fibras staple deve consistir em fibras ligantes staple de baixo ponto de fusão.
Uma caracteristica essencial dos laminados do presente invento é a de que, sob condiçóes de termoformsção, as fibras ligantes staple de baixo ponto de fusão da camada de tecido só se ligam por compressão quando estão sujeitas a uma pressão de
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Ιζ=^=ί=Λ compressão de pelo menos 3515,5 Kg/rn*~ ¢5 lbs/in*). Deste modo, no caso de forros de tecto leves e de espessura mínima, as fibras ligantes staple de baixo ponto de fusão ligam-se ao tecido acústico apenas nas regiões rsbai::adas do forro de tecto que foram comprimidas durante a moldagem para, por exemplo, uma '-s espessura de 0,5 a 1,0 mm (20 a 4© mils). Conforme indicado anteriormente, tais regiões incluem, por exemplo, regiões ao longo do perímetro exterior do forro de tecto onde este se liga ao automóvel e em regiões ao longo da largura do forro nas zonas , onde ele é posto em contacto com os arcos do tecto do automóvel, etc. Mas regiões do forro de tecto onde a moldagem não exerça uma pressão suficiente para provocar uma redução de espessura significativa, o tecido mantém a sua estrutura aberta, de macieza total e mantém as suas características de absorção de som.
Para além da mistura de fibras staple acabadas de descrever, o tecido não tecido contém outros materiais, incluindo outras fibras staple, qus não afectam negativamente as características de absorção de som do laminado. De preferência, o tecido não contém fibras de vidro porque, quando o laminado é subsquentemente cortado para uma forma de forro desejada, as fibras de vidro tornar-se-ão tão leves que ficam suspensas no ar e as fibras de vidro suspensas no ar proporcionam condiçSes de trabalho desagradáveis e perigosas».
O componente folha polimérica termoplástica espumosa do presente invento pode ser fabricada por um processo convencional a partir de qualquer resina sintética capaz de formar uma espuma termoformável. As resinas sintéticas preferidas úteis para este fim incluem os polistirenos e seus copolímeros, poliolefinas, poliésteres e náilons. Os copolímeros de anidrido de estireno— -maleico são particularmente preferidos porque possuem pontos de fusão e de amolecimento mais elevados que os do polistireno. Os
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- 6 aditivas convencionais tais como os agentes para controla da formação de espuma e similares podem ser .incorporados na resina de formação de espuma.
A camada de tecido pode ser ligada A folha polimérica s_x' termoplástica espumosa ds uma maneira convencional, por exempla, por utilização de um adesivo convencional utilizado para este fim, tal como um adesiva acrílico, ou par ligação par fusão.
siqnificativamsnte espuma expande para onde o laminado foi
Os laminados do presente invento úteis para a fabricação de um forra de tectos de espessura mínima para um automóvel compacto terão normalmente uma espessura que variará entre 8 e 22 mm, variando a espessura da camada de tecido entre 3 e 10 mm. □ laminado pode ser cortado e termoformado na forma de forro de tectos desejada por utilização de técnicas convencionais. Na operação de termoformação, o laminado, por exemplo, é aquecido até temperaturas entre 127CC e ió3°C <2ó0 e 325C'F) durante um período de tempo (por exemplo de 6 a 30 segundos) suficiente para provocar o início da expansão da espuma e para tornar o laminado flexível. 0 laminado é então colocado num molde correspondente e ê termoformado para a forma ou contorno do molde. O molde pode ser arrefecido ou ficar à temperatura ambiente. A camada de tecido é comprimida para uma espessura de cerca de Θ,5 a 1,0 mm (2® a 40 mils) nos pontos de espessura mínima por conformação com a configuração do molde, ao passo que noutras pontos não é comprimido. De facto, noutros pontos, a preencher a cavidade do molde. Nos pontos suficientemente comprimido durante a termoformação para ligação dc tecido, as características de absorção de som serão inferiores em relação às dos outros pontos. F'or outro lado, apenas uma pequena parte da área de superfície total do laminada é comprimida até ao ponto em que as fibras ligantes
BAL)
11:31:08 de baixo ponto de fusão ligam o tecido à esoessura mínima desejada .
Os laminados do presente invento podem compreender componentes adicionais. Por exemplo, um tecido de guarnição ou outra camada de tecido pode ser 1 içada, á camada de tecido acústico. 0 tecido de guarnição fica virado para o interior do automóvel e é normalmente macio e adapta-se à guarnição interior do carro e é feito de, por exemplo, de uma malha de tricô de náilon â qual se fixou uma espuma de poliuretano. igualmente, podem-se ligar camadas adicionais à camada de tecido para reforça do laminado e/ou pode-se posicionar uma camada de tecido entre a folha de espuma e o tecido da guarnição. Pode—se fixar um material ao lado oposto da camada de espuma a partir da camada de tecida acústico com o objectivo de se adicionar uma resistência composta adicional ou para o melhoramento de qualquer outra propriedade.
D seguinte Exemplo έ dado para ilustrar adicionalmente o invento.
EXEMPLO 1
Utiliza-se um copolínero da anídrido estireno-naleico (resina Dylark '232 produzida pela Arco Chemical Co. ) para preparar uma folha de polímero termoplástico espumável com uma espessura de 7,6 mm <300 mils). Liga-se á. folha um tecido não tecido especialmente preparado por utilização de um adesivo acrílico, para formar um laminado com uma espessura de cerca de 12,7 mm r-, r-, (50O mils). 0 tecido tem um peso de 390,8 ç/cmz (ló oz/yd“)? uma espessura de 5 mm (2S0 mils) e consiste numa mistura de fibras staple de alto ponto de fusão de poliéster e fibras staple de
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polipropileno de baixo ponto de fusão (35:15 numa base de peso). As fibras da mistura tem 10,16 cm de comprimento e tem um denier de 5. A estrutura laminada é cortada e termoformada para a forma do forro de tecto para um carro compacto num termoformador Dry Poli. A estrutura é mantida na secção de aquecimento durante 20 segundos onde atinge uma temperatura superficial dentro da gama de 127 a. 163°C (26Θ a 325-'F). A folha aquecida é então passada para um molde correspondente que está à temperatura de 21°C (70*F), após o que o melde è fechado. Ao fim de 5 segundos, o molde é aberto e retira-se o ferro de tecto. 0 laminado arrefecido tem uma boa definição tri-dimensional sem sinais de deslaminação ou de estalamento., O laminado expandido e moldado tem 16,3 mm (660 mils) na sua espessura máxima e 5 mm (150 mils) nos pontos de espessura mínima. Nos pontos que não ds de espessura mínima, a camada de tecido é qera.lmente macia, de estrutura aberta apresenta excelentes caracteristicas acústicas de absorção de som. Também possui estabilidade ambiental, i.e., boas características de rigidez, e retém a sua forma (não forma curvatura) quando submetida a uma temoeratura de 100°C durante um período de uma hora.,
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Claims (2)

  1. REIVINDICAÇSES
    15 - Laminado termodeformável compreendendo uma camada acústica de tecido não-tecido ligado a pelo menos uma face de uma folha de um polímero termoplástico espumoso, em que o referido tecido è constituído por uma mistura de fibras ligantes de comprimento adequado para fiação de baixo ponto de fusão e de fibras de comprimento adequado para fiação de alto ponto dia o , fusão, possuindo um peso que varia entre 170 e S48 g/m1- (5 a 25 _ ^X «->
    □ z/yd1), carac ter i zado por as fibras ligantes de baixo ponto de fusão serem constituídas por 2 a 2Õ>. em peso da referida mistura e por terem pontos de fusão que variam entre 90 °C e 200 *C e por as referidas fibras de alto ponto de fusão não fundirem, não se decomporem, nem se tornarem pegajosas a temperaturas inferiores a 204c,C (400*F) e por possuírem denier's médios dentro da gama de 1 a 15 e comprimentos dentro da gama de 1,2a 5,2 cm (S,5 a 6 polegadas), em que os referidos denier's e comprimentos são seleccionados para proporcionarem um laminado que, após termofDrmação, apresente um conjunto desejado de características de absorção de som e de rigidez, e sm que as referidas fibras ligantes de baixo ponto de fusão são seleccionadas de tal modo que durante a termoformação do referido laminado elas não se liguem ac» referido tecido a menos que submetidas a urna temperatuo ra na gama de 12O':'C a ló0':'C e a uma pressSo de 3515,5 kg/m (5 psi ) 2â - Laminado de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o referida polímero termoplástica ser um capaiimero de polisti reno,
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    BAD ORIGINAL
    3â - Laminado de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por o referido copolímero ser um copoiímero de anidrido esfcireno-ma1eico.
    4* - Laminado de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por as fibras de alto ponto de fusão serem fibras de poliéstsr, ou fibras acrílicas, ou uma. mistura daquelas.
    5â - Laminado de acordo com a reivindicaç3o 1, caracte-
    rizado por as fibras liqantes cie baixo ponto de fusão serem fibras de poliolefina, fibras de Boliéster ou fibras multicompo- πentes de po1iolefina/políéster.
    6â - Laminado de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o referido tecido ter um peso que varia entre 340 e
  2. 2 2 óll g/m (Ι® ε 1B oz/yd >.
    7â - Laminado de acorde cont a reivindicação 6 , caracte- rizado por as referidas fibras de bai ? :o ponto de fusão cio refen- do tecido terem pontos d© fu. ©Si o qij.iS variam dentro d a gama de
    107°C a 177,:,C.
    Bâ - Laminado de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por as referidas fibras da alto ponto de fusão terem denier's médios que variam dentro da gama cie 3 a B.
    9â - Laminado de acordo com a reivindicação S, caracterizado por as referidas fibras do tecido possuírem comprimentos que variam na gama de 3 a 12,7 cm (1,25 a 5 polegadas).
    10s — Laminado de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por desde 5 a 157. sm peso das referidas fibras do r
    BAD ORIGINAL
    11:31:08
    - 13referido tecido consistirem em fibras ligantes de baixo ponto de fusão.
    llâ - Laminado de· acorda com a reivindicação 6, caracterizado por todas as fibras de comorimento adequada para fiação da referida mistura terem o mesmo denier'* s o mesmo comprimento.
    LISBOA, 21 de Junho de 19S'9
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