ES2238973T3

ES2238973T3 - Material amortiguador resistente al calor para prensa de conformado.

Info

Publication number: ES2238973T3
Application number: ES00308066T
Authority: ES
Inventors: Hiroyuki Oda; Hiroyuki Takamura; Yoshimasa Takakura
Original assignee: Ichikawa Co Ltd
Current assignee: Ichikawa Co Ltd
Priority date: 1999-09-17
Filing date: 2000-09-15
Publication date: 2005-09-16
Anticipated expiration: 2020-09-15
Also published as: CN1132729C; CN1288807A; ATE294702T1; EP1084821A3; TW524749B; EP1084821A2; KR20010070076A; DE60019863D1; EP1084821B1; MY130444A; SG93893A1; DE60019863T2

Abstract

Un material amortiguador resistente al calor para una prensa para conformar, que comprende una capa de un material amortiguador afieltrado (6), que tiene una primera y una segunda superficies opuestas y un miembro central (2, 2¿ ó 7) formado sobre la primera superficie del material amortiguador, teniendo el miembro central (2, 2¿ ó 7) una primera superficie en contacto con la primera superficie del material amortiguador (6) y una segunda superficie opuesta, caracterizado porque la capa del material amortiguador afieltrado (6) comprende un tejido base (4) tejido a partir de material de hilos y una capa de fibras (5) integradas mediante agujeteado, y el miembro central (2, 2¿ ó 7) está compuesto de un material elástico de un caucho esponjoso o un elastómero termoplástico que incluye huecos dispersos en forma de celdas cerradas independientes.

Description

Material amortiguador resistente al calor para prensa de conformado.

Resumen de la invención

Esta invención se refiere a un material amortiguador resistente al calor para usar para conformar una placa laminar plana a partir de un preimpregnado que contiene una resina. Ejemplos de dichas placas que utilizan una resina sintética como componente principal incluyen los estratificados de resinas fenólicas sobre una base de papel, estratificados de fibras de vidrio/resina epoxídica usados como placas de circuitos impresos y estratificados decorativos de resina de melamina, resina fenólica, etc. usados como materiales de construcción.

En la fabricación de estratificados de resinas fenólicas sobre una base de papel y estratificados de fibras de vidrio/resina epoxídica para placas de circuitos impresos se usa generalmente un material amortiguador resistente al calor. El material amortiguador tiene varias funciones importantes, incluidas la transferencia uniforme de calor y presión a toda la superficie del preimpregnado y evitar efectos adversos debidos a salientes, deformaciones y variaciones de espesor en placas calientes y placas pulimentadas usadas en el proceso de fabricación. En la operación de una prensa caliente, cuando se calienta un preimpregnado, disminuye la viscosidad de su resina por lo que ésta se vuelve líquida. Después, tiene lugar gradualmente el curado. Se coloca una placa metálica pulimentada en contacto con una superficie de la lámina de preimpregnado y se intercala un material amortiguador entre la placa caliente y la placa pulimentada por lo que se transfieren calor y presión uniformemente desde la placa caliente a toda la superficie de la lámina de preimpregnado.

En la técnica anterior, el material amortiguador consistía típicamente en varias hojas superpuestas de papel kraft, dependiendo el número de hojas superpuestas de las condiciones del conformado. La pasta presente en el amortiguador se debilita por el daño producido por el calor y la presión. En el caso de condiciones severas, el amortiguador sólo se puede usar una vez. En consecuencia, era necesario reemplazar el material amortiguador de papel kraft después de cada operación de la prensa caliente. Además, era necesario contar las hojas de papel kraft para asegurar que había el número de hojas requerido para adaptarse a las condiciones del conformado. La operación era costosa en mano de obra porque no había ningún medio de colocar automáticamente las hojas de papel kraft en la prensa. Además, era necesario mantener un gran stock de papel kraft y almacenarlo en un almacén acondicionado para evitar los efectos adversos de la humedad atmosférica. Por lo tanto, el almacenamiento y control de la humedad requerían tiempo y mano de obra sustanciales. Otro problema con el uso de hojas de papel kraft como material amortiguador era que partículas de papel tendían a separarse de los bordes de las hojas y causaban ocasionalmente efectos adversos sobre la calidad del producto.

Por las razones antes indicadas, en lugar de papel kraft, se han desarrollado diversos nuevos materiales amortiguadores. Estos nuevos materiales se pueden usar repetidas veces, hasta varios cientos de operaciones, dependiendo de las condiciones del conformado. Los nuevos materiales amortiguadores incluyen materiales amortiguadores que comprenden caucho como componente principal y materiales amortiguadores obtenidos integrando, mediante agujeteado, capas de fibras resistentes al calor, como fibras de poliamidas aromáticas.

Estos materiales amortiguadores fabricados de caucho o de capas integradas de fibras resistentes al calor han demostrado generalmente ser duraderos cuando se usan repetidas veces a temperaturas y presiones altas. Sin embargo, como resultado de requisitos de reducción de tamaño y alto rendimiento en diversos electrodomésticos usados en las casas y como resultado de la rápida proliferación y reducción de tamaño de ordenadores personales y otros equipos electrónicos se han impuesto requisitos cada vez más severos sobre las propiedades físicas de placas de circuitos impresos.

Aunque se han realizado progresos en el desarrollo de materiales amortiguadores mejorados, una realidad desagradable es que el efecto amortiguador de materiales que comprenden caucho como componente principal se deteriora rápidamente con su uso repetido a temperaturas y presiones altas. Por lo tanto, aunque dichos materiales amortiguadores exhiben inicialmente características amortiguadoras muy favorables, el deterioro de sus propiedades físicas origina el riesgo de producir una lámina estratificada defectuosa. Más recientemente, en el caso de materiales amortiguadores basados en un caucho, propiedades que no eran problemáticas en la técnica anterior han llegado a ser problemáticas como resultado de requisitos mayores de calidad y consistencia producidos por los mayores números de interconexiones entre terminales.

Los amortiguadores afieltrados fabricados integrando, mediante agujeteado, capas de fibras resistentes al calor presentan otros problemas. Los amortiguadores afieltrados son duraderos cuando se usan repetidas veces a temperaturas y presiones altas. Sin embargo, en el conformado de una placa, el flujo de resina en el artículo que se está conformando origina la formación de una cavidad permanente en el material amortiguador. El efecto amortiguador disminuye con el uso y la aplicación de presión al preimpregnado se degrada gradualmente. Se producen pequeños salientes de costra y cavidades. Estos pequeños defectos de costra, que no eran problemáticos en el pasado, actualmente son problemáticos debido a los requisitos de calidad más estrictos, como requisitos asociados con mayores números de interconexiones entre terminales. Cuando se imponen estos estrictos requisitos de calidad, los materiales amortiguadores afieltrados pueden tener una vida útil relativamente corta.

Los solicitantes han intentado resolver los problemas antes mencionados utilizando un amortiguador en forma de estructura compuesta en la que un miembro elástico que incluye huecos está interpuesto entre fieltros. Sin embargo, se encontraron problemas porque la aplicación de presión era insuficientemente uniforme por toda la superficie de la lámina de preimpregnado. Una presión excesiva sobre los puntos en los que se entrecruzan los hilos del tejido base produce una topografía irregular en la placa de circuitos cuando el material amortiguador está en contacto directo con el preimpregnado, sin el beneficio de una placa pulimentada. La no uniformidad del producto se caracteriza por las denominadas "marcas de nudillos".

La patente de los Estados Unidos 4.461.800 describe una almohadilla para una prensa para conformar, que comprende un miembro central estratificado que comprende por lo menos una capa amortiguadora dura dispuesta entre dos láminas rígidas, y dos capas amortiguadoras blandas que comprenden láminas elásticas porosas unidas a superficies respectivas del miembro central estratificado, comprendiendo la capa amortiguadora dura por lo menos una lámina elástica porosa que está impregnada con un aglutinante y que comprende una banda agujeteada.

Entre los objetos de esta invención están conseguir una mejor calidad del producto estratificado, la provisión de un efecto amortiguador superior, uniformidad en la aplicación de presión y estabilidad del aumento de temperatura en un período largo de tiempo y evitar defectos del producto debidos a la estructura del tejido base, en un material amortiguador que está en contacto directo con un preimpregnado que contiene una resina.

Con estos objetivos en mente, la invención proporciona en un aspecto un material amortiguador resistente al calor para una prensa para conformar de acuerdo con la reivindicación 9.

Los huecos dispersos del material permiten que el material amortiguador conserve su efecto amortiguador a un nivel suficiente durante un tiempo largo y, con materiales amortiguadores afieltrados dispuestos sobre las dos caras del miembro central, se puede controlar la velocidad de aumento de la temperatura ajustando el peso del amortiguador resistente al calor.

En otro aspecto, la invención proporciona un material amortiguador resistente al calor para una prensa para conformar de acuerdo con la reivindicación 1. Una hoja resistente al calor, como un papel resistente al calor, una tela tejida resistente al calor o una película resistente al calor puede estar unida sólo a la superficie del miembro central o a la superficie del material amortiguador afieltrado y a la superficie del miembro central.

El miembro central de un material amortiguador resistente al calor se expande en espesor cuando aumenta la temperatura durante el conformado en caliente de un preimpregnado que contiene una resina y se conservan huecos en el miembro central. Por lo tanto, el material amortiguador resistente al calor puede mantener una aplicación uniforme de presión sobre el preimpregnado durante un tiempo largo con excelente efecto amortiguador, para producir una placa estratificada de gran calidad. Además, como el material amortiguador afieltrado tiene muchos huecos y se puede ajustar su peso para controlar la transferencia de calor, el material amortiguador puede corregir la falta de uniformidad de temperatura por toda la placa caliente y transmitir uniformemente calor al preimpregnado.

Como miembro central se puede usar un miembro elástico que tenga una temperatura de transición vítrea igual o menor que la temperatura ambiente (por ejemplo, aproximadamente 20ºC), por lo que el miembro central se mantiene reblandecido en todo el intervalo de temperatura existente en el proceso de conformado. Por lo tanto, el material amortiguador resistente al calor puede transmitir una presión uniforme por toda la superficie de un preimpregnado que se está conformando (fase B), absorbiendo salientes, huecos, deformaciones, variaciones de espesor, etc., de una placa caliente o placa pulimentada durante un período largo de tiempo.

El miembro central se forma de un caucho esponjoso que tiene huecos dispersos en forma de celdas cerradas independientes o celdas cerradas consecutivas, de un elastómero termoplástico que tiene huecos dispersos (esto es, un elastómero termoplástico poroso) o de un artículo tratado con una resina y preparado impregnando con una resina una tela tejida resistente al calor o una tela no tejida resistente al calor de modo que se conserven los huecos. El efecto amortiguador conseguido por el uso de un miembro central así formado es superior al conseguido con un caucho convencional que no tenga huecos. Además, cuando como miembro central se usa una tela tejida o no tejida resistente al calor tratada con una resina, el efecto amortiguador es superior al de un amortiguador afieltrado convencional y es estable y puede ser mantenido durante un tiempo largo. Las celdas que constituyen los huecos de un miembro central no se aplastan en un proceso de conformado en prensa realizado a presión baja. Por lo tanto, se pueden usar celdas independientes o consecutivas. Sin embargo, a presiones mayores, se prefieren celdas indepen-
dientes.

Para intercalar un miembro central se pueden usar materiales amortiguadores afieltrados obtenidos integrando, mediante agujeteado, capas de fibras en las que el material principal son fibras, como fibras de poliamidas aromáticas resistentes al calor. El amortiguador así producido exhibe mejor uniformidad del producto puesto que el material exhibe características amortiguadoras superiores bajo condiciones de cambios de temperatura y presión.

Las capas amortiguadoras afieltradas se pueden adherir al miembro central de varias maneras. Un miembro central compuesto de caucho esponjoso en estado vulcanizado puede ser tratado con un adhesivo y vulcanizado simultáneamente en una prensa de platos planos. En el caso en que el caucho del miembro central esté ya vulcanizado o que el miembro central consista en una tela tejida o no tejida impregnada con una resina y que contenga huecos, la adherencia de las capas amortiguadoras afieltradas al miembro central puede ser realizada mediante conformado en una prensa usando una hoja adhesiva resistente al calor.

Se puede preparar una hoja resistente al calor que comprende papel resistente al calor, una tela tejida resistente al calor o una tela no tejida resistente al calor, para adherirla a superficies de los materiales amortiguadores afieltrados usando un adhesivo resistente al calor o, usando prensado en caliente, sacando partido de una propiedad autoadhesiva de la hoja. La hoja resistente al calor es impermeable al aire y, por consiguiente, posibilita manejar el material amortiguador afieltrado usando succión con lo que se economiza mano de obra. Las hojas resistentes al calor también evitan exposición de superficies vellosas de las capas de fieltro y pérdida de fibras.

Otros objetos, detalles y ventajas de la invención serán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada que se debe leer junto con los dibujos.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es una vista esquemática en sección de un material amortiguador resistente al calor de acuerdo con una primera realización de la invención,

La figura 2 es una vista esquemática en sección de un material amortiguador resistente al calor de acuerdo con una segunda realización de la invención,

las figuras 3(a) y 3(b) son vistas esquemáticas en sección que ilustran otras dos realizaciones de un material amortiguador resistente al calor, en las que una hoja exterior resistente al calor está unida a una o dos capas amortiguadoras afieltradas dispuestas sobre caras opuestas de una capa central de caucho no vulcanizado, resistente al calor, con celdas cerradas,

las figuras 4(a) y 4(b) son vistas esquemáticas en sección que ilustran otras dos realizaciones de un material amortiguador resistente al calor, en las que una hoja exterior resistente al calor está unida a una o dos capas amortiguadoras afieltradas dispuestas sobre caras opuestas de una capa central que comprende una tela tejida resistente al calor, impregnada con una resina, con huecos dispersos,

la figura 5 es una vista esquemática en sección que ilustra una realización de la invención que incorpora placas pulimentadas exteriores,

la figura 6 es una vista esquemática en sección que ilustra otra realización de la invención en la que se puede colocar un preimpregnado directamente sobre un material amortiguador afieltrado sin una placa pulimentada interpuesta,

las figuras 7(a), 7(b) y 7(c) son vistas esquemáticas despiezadas que ilustran, para cada una de tres realizaciones de la invención, las diversas capas antes de unirlas entre sí, y

la figura 8 es una vista esquemática en sección de un material amortiguador convencional para una prensa para conformar.

Descripción detallada

El miembro central del material amortiguador resistente al calor de la figura 1 es un miembro elastómero 2, que preferiblemente es un caucho esponjoso resistente al calor que tiene huecos dispersos. La temperatura de transición vítrea del caucho del miembro elástico 2 es preferiblemente igual o menor que la temperatura ambiente (aproximadamente 20ºC) y el caucho es preferiblemente uno que se expande en espesor cuando aumenta la temperatura durante el conformado en caliente. Los huecos dispersos pueden ser celdas independientes y/o celdas cerradas consecutivas. Como alternativa a un caucho resistente al calor, se puede usar un elastómero termoplástico resistente al calor.

Sobre las dos caras del miembro elástico 2 hay dispuestas cintas adhesivas resistentes al calor 3 y las capas amortiguadores afieltradas 6 están unidas a las dos caras del miembro central por las cintas 3. Cada capa amortiguadora afieltrada comprende un tejido base resistente al calor 4 y una capa de fibras 5. El material principal de la capa de fibras son fibras resistentes al calor, como fibras de poliamida aromática o fibras similares.

En el material amortiguador de la figura 2, el miembro central 7 es una tela tejida o no tejida, resistente al calor, que incorpora una resina, teniendo la resina huecos dispersos y una temperatura de transición vítrea igual o menor que la temperatura ambiente. El miembro central se expande en espesor cuando aumenta la temperatura durante el conformado en caliente. Sobre las dos caras del miembro central 7 hay dispuestas cintas adhesivas resistentes al calor 3 y las capas del material amortiguador afieltrado 6 están unidas al miembro central por las cintas. Cada capa del material amortiguador afieltrado incluye un tejido base 4 y una capa de fibras 5. El material principal de la capa de fibras son fibras resistentes al calor, como fibras de poliamida aromática o fibras similares.

En las figuras 3(a) y 3(b), el miembro central elástico 2' puede ser, por ejemplo, un caucho no vulcanizado resistente al calor de consistencia esponjosa, que tiene celdas cerradas que forman huecos dispersos, que tiene una temperatura de transición vítrea igual o menor que la temperatura ambiente y que se expande en espesor cuando aumenta la temperatura durante el conformado en caliente. Unidas directamente a las dos caras del miembro central hay capas amortiguadoras afieltradas 6 que se han adherido al miembro central al conformar en una prensa las tres capas en forma de sándwich, vulcanizándose simultáneamente el miembro central. Aquí, como en los ejemplos precedentes, las capas amortiguadoras afieltradas están compuestas de un tejido base 4 y una capa de fibras 5. El material principal de la capa de fibras son fibras resistentes al calor, como fibras de poliamida aromática o fibras similares. En el caso de la figura 3(a), sobre las superficies exteriores de las capas amortiguadoras afieltradas 6 hay dispuestas hojas adhesivas resistentes al calor 3, y capas de tela no tejida resistente al calor 8b están unidas a las capas amortiguadoras 6 por las hojas adhesivas. En la realización mostrada en la figura 3(b), la capa de tela no tejida resistente al calor 8b está unida sólo a una de las capas amortiguadoras afieltradas 6.

Un miembro central elástico 2 que tiene las propiedades antes mencionadas, esto es, una temperatura de transición vítrea igual o menor que la temperatura ambiente, que se expande en espesor cuando aumenta la temperatura y que incluye huecos dispersos, necesita ser duradero a las temperaturas existentes en el conformado en caliente. Materiales para el miembro elástico 2 que son suficientemente duraderos a dichas temperaturas incluyen polímeros, copolímeros y mezclas de los mismos, seleccionados del grupo formado por estireno, butilo, nitrilo, cloropreno, etileno-propeno, polietileno clorosulfonado, uretano, acrilo, epiclorhidrina, EPDM (etileno-propileno-dieno-metileno), acrilo hidrogenado, etileno-acrilo, fluoro-acrilo, silicona, silicona modificada y flúor.

El caucho esponjoso resistente al calor y que incluye celdas cerradas debe tener un espesor en el intervalo de 0,5 a 5 mm y un volumen de huecos en el intervalo de 5 a 80% del volumen total. Preferiblemente el volumen de huecos debe estar en el intervalo de 10 a 60%. Estos parámetros se seleccionan teniendo en cuenta el efecto amortiguador requerido, la precisión del espesor de la placa caliente y del preimpregnado y la precisión deseada del espesor del estratificado recubierto de cobre que se ha de conformar. Cuando el volumen de huecos es menor que 5%, el miembro central proporciona mala uniformidad de la presión aplicada porque su material no puede absorber sus propias variaciones de espesor. Por otro lado, cuando el volumen de huecos es superior a 80%, la deformación del caucho es excesivamente grande en relación con la presión aplicada. En cualquier caso no es posible conseguir un buen
resultado.

En el amortiguador resistente al calor de las figuras 4(a) y 4(b) el miembro central 7 está compuesto de una tela tejida o no tejida resistente al calor, preimpregnada con una resina, que tiene huecos dispersos. La temperatura de transición vítrea de la resina es igual o menor que la temperatura ambiente y el miembro central se expande en espesor cuando aumenta la temperatura durante el conformado en caliente.

En la figura 4(a) los materiales amortiguadores afieltrados 6 están unidos a las dos caras del miembro central 7. Los materiales amortiguadores están compuestos de un tejido base resistente al calor 5 y una capa de fibras 5, cuyo material principal son fibras resistentes al calor, como fibras de poliamida aromática o fibras similares. El amortiguador 6 está unido al miembro central por hojas adhesivas 3 dispuestas sobre superficies de los materiales amortiguadores y las capas de tela tejida resistente al calor 8a están unidas a las superficies exteriores de los materiales amortiguadores. Los materiales amortiguadores 6 se unen in situ a las dos caras del miembro central prensando toda la estructura para formar un sándwich vulcanizándose simultáneamente el material del miembro central.

En el caso de la figura 4(b), la hoja tejida resistente al calor 8a está unida a una cara de la estructura, esto es, sólo a una de las capas amortiguadoras afieltradas 6.

Como en el caso de las figuras 3(a) y 3(b), el componente resinoso del miembro central está compuesto preferiblemente de un polímero o copolímero elástico duradero o mezclas de los mismos, seleccionados del grupo formado por estireno, butilo, nitrilo, cloropreno, etileno-propileno, polietileno clorosulfonado, uretano, acrilo, epiclorhidrina, EPDM, acrilo modificado, etileno-acrilo, fluoro-acrilo, silicona, silicona modificada y flúor. Entre estos, el preferido es etileno-acrilo por su coste y resistencia al calor.

El requisito principal de la tela tejida o no tejida resistente al calor del miembro central es que esté hecha de fibras resistentes al calor utilizables de manera estable durante un tiempo largo bajo las condiciones de temperaturas y presiones altas existentes en una prensa para conformar. Por ejemplo, en el caso de una hoja estratificada de resina epoxídica-tela de fibra de vidrio, la temperatura puede estar en el intervalo de 180 a 210ºC y la presión puede estar en el intervalo de 30 a 50 kg/cm^{2}. Las fibras resistentes al calor adecuadas para uso en el miembro central se seleccionan preferiblemente de fibras de poliamida alifática, fibras de poli(tereftalato de etileno), fibras de poli(sulfito de fenileno), fibras de poli(éter-éter-cetona) y fibras de poliamida aromática.

La tela tejida o no tejida resistente al calor tiene preferiblemente un peso por unidad de superficie (Metsuke) en el intervalo de 100 a 5.000 g/m^{2}, esto es, gramos por metro cuadrado de tela. La textura en el caso de una tela tejida puede ser plana o de sarga. El peso seco de la resina se calcula de acuerdo con el peso específico de la resina de modo que su contenido de huecos esté en el intervalo de 5 a 80%. Estos parámetros se seleccionan teniendo en cuenta el efecto amortiguador requerido, la precisión deseada del espesor de la placa caliente y del preimpregnado y la precisión deseada del estratificado recubierto de cobre que se ha moldear.

Los materiales principales del tejido base resistente al calor 4 y de la capa de fibras 5 que forman el material amortiguador afieltrado 6 son igualmente los requeridos para ser utilizables a las temperaturas y presiones altas existentes en una prensa para conformar. Igualmente las fibras resistentes al calor del material amortiguador se seleccionan preferiblemente de fibras de poliamida alifática, fibras de poli(tereftalato de etileno), fibras de poli(sulfito de fenileno), fibras de poli(éter-éter-cetona) y fibras de poliamida aromática.

Los amortiguadores afieltrados 6 se preparan superponiendo capas de fibras 5 sobre las dos caras de una capa de tejido base resistente al calor, con un gramaje preferiblemente en el intervalo de aproximadamente 100 a aproximadamente 5.000 g/m^{2}, e integrando mediante agujeteado las capas superpuestas para formar un cuerpo con un espesor final en el intervalo de 0,5 a 25 mm. Un amortiguador afieltrado producido de esta manera es duradero bajo condiciones repetidas a alta temperatura en una prensa caliente. No se deforma bruscamente ni se debilita o aplana y, por lo tanto, es estable y capaz de uso prolongado.

No hay limitación específica relativa a la hoja adhesiva resistente al calor 3 dispuesta sobre una cara de uno o los dos amortiguadores afieltrados para mantener en su sitio una capa exterior 8a u 8b de tela tejida o no tejida. Sin embargo, preferiblemente la hoja adhesiva 3 no es adhesiva a temperatura ambiente, es adhesiva cuando se calienta y pierde su carácter adhesivo cuando se cura. Por ejemplo, la hoja adhesiva puede incluir cualquiera de diversas resinas, incluidas una resina termoestable, como resina de uretano, resina fenólica, resina epoxídica, resina de melamina, resina de poliéster insaturado o resina de silicona. Si la hoja adhesiva resistente al calor es excesivamente gruesa, los espacios presentes en el fieltro pueden ser ocupados por la resina y se reduce el efecto amortiguador del fieltro. Por lo tanto, la hoja debe ser suficientemente gruesa para conseguir la adherencia deseada pero no tan gruesa que afecte negativamente al efecto amortiguador del material amortiguador afieltrado al que se aplica. Para conseguir estos objetivos, el espesor de la hoja 3 es preferiblemente de 50 a 200 \mum y su peso por unidad de superficie (Metsuke) está preferiblemente en el intervalo de 100 a 300 g/m^{2}.

El material de la tela tejida resistente al calor 8a no tiene limitación específica siempre que sea resistente al calor y duradero a la temperatura de conformado. El material se puede seleccionar de fibras de poliamida alifática, fibras de poli(tereftalato de etileno), fibras de poli(sulfito de fenileno), fibras de poli(éter-éter-cetona) y fibras de poliamida aromática.

La figura 5 ilustra un material amortiguador que se corresponde con el de la figura 4(a), en el que las placas metálicas 10 están unidas a las capas de tela tejida 8a para su transporte automático. La densidad, esto es, la porosidad, de la tela tejida 8a debe ser tal que las placas metálicas no se separen de las capas de tela durante su uso. En el caso en que estén presentes las capas de tela tejida 8a para evitar que esté expuesta una superficie vellosa de los materiales amortiguadores afieltrados, es importante que el peso por unidad de superficie y la estructura de la capa de tela 8a sean tales que eviten que la resina rezume a la superficie exterior. Por otro lado, en el caso en que estén presentes placas metálicas, no es necesario evitar que rezume la resina. El que la resina rezume no sólo es tolerable sino que es deseable y se puede usar una tela tejida o no tejida, como un fieltro agujeteado, que tenga un peso por unidad de superficie relativamente bajo. El espesor de las hojas adhesivas resistentes al calor 3 también puede ser ajustado para asegurar que las placas metálicas están unidas adecuadamente a las caras exteriores de las capas de tela tejida o no tejida.

La unión de los materiales amortiguadores afieltrados 6 a la tela tejida resistente al calor 8a, con la hoja adhesiva resistente al calor interpuesta entre ambos, se realiza por compresión térmica utilizando una prensa de rodillos calientes o de platos calientes. Se debe mantener la temperatura en el intervalo de 100 a 250ºC y la presión debe ser tal que origine una densidad del fieltro de 0,6 a 0,7 g/cm^{3}. En el caso de una prensa de rodillos calientes, la velocidad de trabajo debe estar en el intervalo de aproximadamente 0,5 a 5 m/min.

La figura 6 ilustra un caso en que el preimpregnado que contiene una resina, como una placa de circuitos, se debe colocar directamente sobre el material amortiguador afieltrado, sin una placa metálica interpuesta entre el material amortiguador y el preimpregnado. El miembro central 2, que es un material elástico que tiene huecos dispersos, está sobre una superficie del material amortiguador afieltrado y éste se aplana sobre la superficie de conformado, esto es, la superficie que comprende el preimpregnado.

La figura 7(a) ilustra un caso en que se combinan el material amortiguador afieltrado 6 y un miembro elástico 2 que incluye huecos dispersos. La figura 7(b) ilustra un caso en que se combinan el material amortiguador afieltrado 6 y un miembro elástico 2 que tiene huecos dispersos y hay una capa 8 de material laminar resistente al calor sobre una superficie del material amortiguador afieltrado, con una hoja resistente al calor 3 interpuesta entre ambas. La figura
7(c) ilustra un caso en que un material laminar resistente al calor 8 está unido a las dos superficies del amortiguador, esto es, a una cara del miembro elástico 2 así como a una cara del material afieltrado 6, por hojas adhesivas resistentes al calor 3.

En la figura 8, que ilustra un material amortiguador convencional resistente al calor para una prensa para conformar, un miembro de caucho sin huecos 9 está interpuesto entre un par de capas amortiguadoras afieltradas 8 que se han hecho integrales en el momento de vulcanización del caucho. El material amortiguador afieltrado 6 comprende un tejido base resistente al calor 4 y una capa de fibras resistentes al calor 5, integradas mediante agujeteado.

La invención será ilustrada adicionalmente por los siguientes ejemplos.

Ejemplo 1

Se compuso en estado no vulcanizado un material de caucho esponjoso de etileno-acrilo que tenía un espesor de 1,5 mm y un peso por unidad de superficie (Metsuke) de 930 g/m^{2} y que incluía celdas cerradas independientes, siendo el contenido de huecos 40%. Los huecos estaban dispersos en el material de etileno-acrilo. Su temperatura de transición vítrea era igual o menor que la temperatura ambiente y se expandió en espesor cuando aumentó la temperatura durante el conformado en caliente.

Se superpusieron bandas de fibras de poliamida metaaromática sobre respectivos tejidos base preparados de fibras de poliamida metaaromática, que tenían cada uno un gramaje de 100 g/m^{2}, y la estructura superpuesta se integró mediante agujeteado formándose un cuerpo para preparar capas amortiguadoras afieltradas que tenían cada una un peso por unidad de superficie (Metsuke) de 400 g/m^{2} y un espesor de 1,6 mm. Las capas amortiguadoras afieltradas se dispusieron después sobre las dos caras del material de caucho esponjoso para formar una estructura compuesta del tipo de sándwich. La estructura compuesta se prensó durante 30 minutos, a 200ºC y 10 kg/cm^{2}, en una prensa de platos planos por lo que sus componentes se adhirieron entre sí y simultáneamente se realizó en la prensa la vulcanización de la capa esponjosa. El producto resultante era un material amortiguador resistente al calor de acuerdo con la invención para uso en una prensa para conformar.

Ejemplo 2

Se compuso un material de caucho esponjoso de fluoro-acrilo que tenía un espesor de 1,5 mm y un peso por unidad de superficie (Metsuke) de 1.300 g/m^{2} y que incluía celdas cerradas independientes, siendo el contenido de huecos 40%. Los huecos estaban dispersos en el material de caucho de fluoro-acrilo. Su temperatura de transición vítrea era igual o menor que la temperatura ambiente y se expandió en espesor cuando aumentó la temperatura durante el conformado en caliente.

Se superpusieron bandas de fibras de poliamida metaaromática sobre respectivos tejidos base preparados de fibras de poliamida metaaromática, que tenían cada uno un gramaje de 100 g/m^{2}, y la estructura superpuesta se integró mediante agujeteado formándose un cuerpo para preparar dos capas amortiguadoras afieltradas, que tenían cada una un peso por unidad de superficie (Metsuke) de 400 g/m^{2} y un espesor de 1,6 mm. Las capas amortiguadoras afieltradas se dispusieron después sobre las dos caras del material de caucho esponjoso para formar una estructura compuesta del tipo de sándwich, después de insertar películas de uretano termoestable que tenían un peso por unidad de superficie (Metsuke) de 100 g/m^{2} entre las capas afieltradas y el material de caucho. Estas películas no eran adhesivas a temperatura ambiente pero, cuando se calentaron, eran adhesivas entre el material de caucho y las capas amortiguadoras afieltradas. La estructura compuesta se prensó en una prensa de rodillos calientes, a 200ºC y a una velocidad de trabajo de 0,5 m/min, para producir un material amortiguador resistente al calor de acuerdo con la invención para uso en una prensa para conformar.

Ejemplo 3

Se compuso en estado vulcanizado un material de caucho esponjoso de etileno- acrilo que tenía un espesor de 1,5 mm y un peso por unidad de superficie (Metsuke) de 1.250 g/m^{2} y que incluía celdas cerradas independientes, siendo el contenido de huecos 20%. Los huecos estaban dispersos en el material de etileno-acrilo. Su temperatura de transición vítrea era igual o menor que la temperatura ambiente y se expandió en espesor cuando aumentó la temperatura durante el conformado en caliente.

Se superpusieron bandas de fibras de poliamida metaaromática sobre respectivos tejidos base preparados de fibras de poliamida metaaromática, que tenían cada uno un gramaje de 100 g/m^{2}, y la estructura superpuesta se integró mediante agujeteado formándose un cuerpo para preparar dos capas amortiguadoras afieltradas que tenían cada una un peso por unidad de superficie (Metsuke) de 750 g/m^{2} y un espesor de 3,0 mm. Las capas amortiguadoras afieltradas se dispusieron después sobre las dos caras del material de caucho esponjoso, con películas de uretano termoestable que tenían un peso por unidad de superficie (Metsuke) de 100 g/m^{2} entre el material de caucho y las capas amortiguadoras. Se colocaron telas tejidas de fibras de poliamida metaaromática sobre las caras exteriores de las capas amortiguadoras afieltradas y se insertaron de nuevo películas de uretano que tenían un peso por unidad de superficie de 100 g/m^{2} entre los materiales afieltrados y las telas tejidas. La película de uretano no era adhesiva a temperatura ambiente pero sí cuando se calentó. La estructura compuesta se prensó durante 30 minutos, a 200ºC y 10 kg/cm^{2}, en una prensa de platos planos por lo que sus componentes se adhirieron entre sí y simultáneamente se realizó en la prensa la vulcanización de la capa de caucho esponjoso. El producto resultante era un material amortiguador resistente al calor de acuerdo con la invención para uso en una prensa para conformar.

Ejemplo 4

Para preparar un miembro central, se acopló un caucho de fluoro-acrilo, que tenía una temperatura de transición vítrea igual o menor que la temperatura ambiente y la propiedad de expandirse en espesor cuando se incrementa la temperatura durante el conformado en caliente, a una tela tejida de ligamento triple de fibras de poliamida metaaromática, teniendo la tela un peso por unidad de superficie (Metsuke) de 1.100 g/m^{2}. Se superpusieron bandas de fibras de poliamida metaaromática sobre respectivos tejidos base preparados de fibras de poliamida metaaromática, que tenían cada uno un gramaje de 100 g/m^{2}. Cada una de las estructuras superpuestas se integró mediante agujeteado formándose
un cuerpo para preparar dos capas amortiguadoras afieltradas que tenían cada una un peso por unidad de superficie (Metsuke) de 500 g/m^{2} y un espesor de 2,0 mm. Las capas amortiguadoras afieltradas se dispusieron después sobre las dos caras del miembro central para formar un sándwich. Se colocaron después telas tejidas preparadas de fibras de poliamida metaaromática sobre las caras exteriores de las capas amortiguadoras afieltradas, con películas de uretano insertadas entre el miembro central y las capas afieltradas. Las películas de uretano tenían un peso por unidad de superficie (Metsuke) de 100 g/m^{2} y no eran adhesivas a temperatura ambiente pero sí cuando se calentaron. La estructura compuesta se prensó durante 30 minutos, a una temperatura de 200ºC y una presión de 10 kg/cm^{2}, en una prensa de platos planos para adherir las capas entre sí y vulcanizar el material del miembro central, produciéndose un material amortiguador resistente al calor.

Ejemplo 5

Se compuso un material de caucho esponjoso de etileno-acrilo no vulcanizado que tenía un espesor de 1,5 mm y un peso por unidad de superficie (Metsuke) de 1.240 g/m^{2} y celdas cerradas independientes que constituían huecos dispersos, siendo el contenido de huecos 20%. La temperatura de transición vítrea del caucho de etileno-acrilo era igual o menor que la temperatura ambiente y se expandió en espesor cuando aumentó la temperatura durante el conformado en caliente.

Se superpusieron bandas de fibras de poliamida metaaromática sobre un tejido base preparado de fibras de poliamida metaaromática, que tenía un gramaje de 100 g/m^{2}, y la estructura superpuesta se integró mediante agujeteado formándose un cuerpo para preparar una capa amortiguadora afieltrada que tenía un peso por unidad de superficie (Metsuke) de 1.500 g/m^{2} y un espesor de 3,0 mm. La capa amortiguadora afieltrada se dispuso después sobre una cara del material de caucho esponjoso. La estructura compuesta se prensó durante 30 minutos, a 200ºC y 10 kg/cm^{2}, en una prensa de platos planos por lo que sus componentes se adhirieron entre sí y simultáneamente se realizó en la prensa la vulcanización de la capa de caucho esponjoso. El producto resultante era un material amortiguador resistente al calor de acuerdo con la invención para uso en una prensa para conformar.

Ejemplo comparativo 1

Se preparó un material amortiguador de caucho de etileno-acrilo después de vulcanizarlo. El material de etileno-acrilo no tenía huecos y tenía un espesor de 4,0 mm y un peso por unidad de superficie (Metsuke) de 4.100 g/m^{2}.

Ejemplo comparativo 2

Se preparó un material amortiguador afieltrado superponiendo bandas de fibras de poliamida metaaromática sobre las dos caras de un tejido base preparado de fibras de poliamida metaaromática y que tenía un gramaje de 100 g/m^{2}. La estructura superpuesta se integró mediante agujeteado formándose un cuerpo para preparar un material amortiguador afieltrado que tenía un peso por unidad de superficie (Metsuke) de 1.600 g/m^{2} y un espesor de 6,0 mm.

Ejemplo comparativo 3

Se prepararon materiales amortiguadores afieltrados superponiendo bandas de fibras de poliamida metaaromática sobre las dos caras de tejidos base preparados de fibras de poliamida aromática y que tenían un gramaje de 100 g/m^{2}. Cada una de las estructuras superpuestas se integró mediante perforación con agujas formándose un cuerpo para preparar dos materiales amortiguadores afieltrados que tenían cada uno un peso por unidad de superficie (Metsuke) de 550 g/m^{2} y un espesor de 2,2 mm. Las capas amortiguadoras se dispusieron sobre las dos caras de una capa de caucho de etileno-acrilo no vulcanizado que tenía un espesor de 1,5 mm y un peso por unidad de superficie (Metsuke) de 1.550 g/m^{2} y no tenía huecos. La estructura compuesta del tipo sándwich se prensó durante 30 minutos, a 200ºC y 10 kg/cm^{2}, en una prensa de platos planos por lo que sus componentes se adhirieron entre sí y simultáneamente se realizó en la prensa la vulcanización de la capa de caucho esponjoso.

Se realizó una evaluación de las características funcionales de los materiales amortiguadores de acuerdo con los ejemplos antes descritos, de los que los ejemplos 1-5 corresponden a realizaciones de la invención y los ejemplos comparativos 1-3 corresponden a materiales amortiguadores de la técnica anterior. Los resultados se reflejan en la siguiente tabla.

1

En esta tabla:

"Compresión producida por presión" se refiere al cambio de espesor de un material amortiguador cuando se cambia la presión aplicada sobre él de 7 a 20 kg/cm^{2}.

"Expansión térmica" se refiere al cambio de espesor de un material amortiguador cuando se cambia la temperatura de 30 a 120ºC.

"Velocidad de aumento de la temperatura" es el valor obtenido al dividir la diferencia de temperaturas entre 140 y 90ºC por el tiempo consumido durante el cambio de temperatura de 90 a 140ºC.

"Desviación estándar del espesor de la hoja" se refiere a la desviación estándar calculada a partir de un conjunto de mediciones del espesor de un artículo conformado que tiene un tamaño de 1m x 1 m en 81 puntos a intervalos de 10 cm.

Los símbolos usados para la "apariencia" tienen los siguientes significados:

\circ significa "que no tiene salientes, cavidades o huecos".

x significa "que tiene algunos salientes y cavidades pero no huecos".

\Delta significa "que tiene salientes, cavidades y huecos".

Por los resultados antes tabulados de los ensayos se puede ver que, cuando se usa como miembro central un material que tiene un contenido apropiado de huecos, se puede conservar el efecto amortiguador con cambios tanto de la presión como de la temperatura.

De acuerdo con la invención, cuando un material que tiene una acción térmicamente expansiva se combina con un cuerpo de fieltro hay sinergia entre el efecto amortiguador asociado con la compresión por presión y el efecto amortiguador debido a expansión por calor, con el resultado de que se pueden absorber más eficientemente deformaciones físicas en una placa caliente, una placa SUS y un preimpregnado con lo que se mejora la calidad del artículo conformado.

Un cuerpo expansivo que no tiene huecos no produce acción de compresión cuando no es deformado en las direcciones X e Y. En consecuencia, hay una limitación en su capacidad de aplicar presión uniformemente. Por otro lado, cuando un material que ejerce expansión térmica tiene un contenido apropiado de huecos, los huecos son deformados proporcionalmente bajo presiones excesivamente grandes. En el material tiene lugar tanto una expansión térmica como una acción de compresión y, en consecuencia, se puede aplicar una presión uniforme al conformar en una prensa. Además, cuando un cuerpo térmicamente expansivo incluye huecos, el cuerpo absorbe variaciones del espesor por sí mismo con lo que permite una aplicación más uniforme de la presión.

Por las acciones antes descritas, se puede obtener un artículo conformado con una gran precisión de espesor, cosa que no puede conseguir usando un fieltro solo o un fieltro combinado con un cuerpo térmicamente expansivo sin huecos. La invención es especialmente deseable en vista de la tendencia hacia láminas estratificadas más finas que tienen requisitos más estrictos en cuanto a precisión del espesor.

En resumen, la presencia de huecos en el material amortiguador permite que éste pueda ser comprimido de tal manera que se consigue una aplicación más uniforme de la presión, especialmente cuando en el proceso de conformado son necesarias presiones excesivamente altas y se aplican simultáneamente calor y presión. En el caso de un material amortiguador que está en contacto directo con un preimpregnado que contiene una resina, como una placa de circuitos impresos, sin una placa pulimentada interpuesta, la invención evita la aplicación de presión excesiva en los puntos de entrecruzado de los hilos del tejido base y elimina la reproducción de la textura del tejido base en forma de topografía irregular en el producto.

Una hoja resistente al calor de papel, tela tejida o película, unida a la superficie del material amortiguador afieltrado, al miembro central o a ambos, evita la migración de aire y posibilita transportar el material amortiguador usando equipo automatizado. El miembro central expansible térmicamente, que se expande cuando se aplica calor y presión, consigue mejor uniformidad en la aplicación de la presión cuando son necesarias presiones excesivamente bajas. Como el material amortiguador se usa a temperaturas superiores a la temperatura ambiente, se consigue un comportamiento estable, que cubre todas las condiciones de uso, por adopción de un miembro central que tiene una temperatura de transición vítrea igual o menor que la temperatura ambiente. Usando como componente del miembro central expansible térmicamente una tela tejida o no tejida, se puede impartir al miembro central mejor estabilidad dimensional bajo las condiciones de uso. Recubrir el miembro central con una capa de fieltro mejora la duración del miembro central bajo las condiciones de uso. Adhiriendo entre sí el miembro central y el material amortiguador afieltrado, se mejora significativamente el manejo del amortiguador.

En la presente memoria, "comprende" significa "incluye" o "consiste en" y "que comprende" significa "que incluye" o "que consiste en".

Las características descritas en la descripción anterior o en las reivindicaciones siguientes o en los dibujos adjuntos, expresadas en sus formas específicas o en términos de medios para realizar la función descrita o un método o proceso para conseguir el resultado descrito, según sea lo apropiado, pueden ser utilizadas, por separado o en cualquier combinación de tales características, para realizar la invención en sus diversas formas.

Claims

1. Un material amortiguador resistente al calor para una prensa para conformar, que comprende una capa de un material amortiguador afieltrado (6), que tiene una primera y una segunda superficies opuestas y un miembro central (2, 2' ó 7) formado sobre la primera superficie del material amortiguador, teniendo el miembro central (2, 2' ó 7) una primera superficie en contacto con la primera superficie del material amortiguador (6) y una segunda superficie opuesta, caracterizado porque la capa del material amortiguador afieltrado (6) comprende un tejido base (4) tejido a partir de material de hilos y una capa de fibras (5) integradas mediante agujeteado, y el miembro central (2, 2' ó 7) está compuesto de un material elástico de un caucho esponjoso o un elastómero termoplástico que incluye huecos dispersos en forma de celdas cerradas independientes.

2. Un material amortiguador resistente al calor de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la segunda superficie del material amortiguador afieltrado (6) es plana y está expuesta, con lo que la citada segunda superficie del material amortiguador afieltrado constituye una superficie de conformado.

3. Un material amortiguador resistente al calor de acuerdo con la reivindicación 1, en el que una hoja resistente al calor (8a, 8b) está unida a por lo menos una de las citadas segundas superficies.

4. Un material amortiguador resistente al calor de acuerdo con la reivindicación 1, en el que un segundo material amortiguador afieltrado (6) que comprende varios componentes (4, 5) integrados mediante agujeteado está dispuesto sobre la segunda superficie del miembro central (2, 2' ó 7), con lo que el miembro central está interpuesto entre los dos materiales amortiguadores afieltrados.

5. Un material amortiguador resistente al calor de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el miembro central (2, 2', ó 7) está compuesto de un material que se expande en espesor al aumentar la temperatura conservando sus huecos dispersos, con lo que el miembro central (2, 2' ó 7) se expande cuando el material amortiguador afieltrado se usa para conformar en caliente un preimpregnado que contiene una resina.

6. Un material amortiguador resistente al calor de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el material elástico del miembro central (2, 2' ó 7) tiene una temperatura de transición vítrea no superior a la temperatura ambiente.

7. Un material amortiguador resistente al calor de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el miembro central (2, 2' ó 7) y el material amortiguador afieltrado (6) están unidos entre sí por unión térmica, por un adhesivo o por una hoja adhesiva resistente al calor.

8. Un material amortiguador resistente al calor de acuerdo con la reivindicación 1, en el que una hoja resistente al calor (8a, 8b) está unida a una superficie del material amortiguador afieltrado (6) por un adhesivo resistente al calor o por autoadherencia de la hoja resistente al calor bajo prensado en caliente.

9. Un material amortiguador resistente al calor para una prensa para conformar, que comprende un miembro central (2, 2' ó 7) interpuesto entre materiales amortiguadores afieltrados (6), caracterizado porque cada uno de los materiales amortiguadores afieltrados (6) comprende un tejido base (4) tejido de material de hilos y una capa de fibras (5) integrados mediante agujeteado, y el miembro central (2, 2' ó 7) está compuesto de un material elástico de un caucho esponjoso o un elastómero termoplástico que incluye huecos dispersos en forma de celdas cerradas independientes.