ES2273131T3 - Esterilla fibrosa recubierta con pelicula multicapa. - Google Patents
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Abstract
Una estructura compuesta que comprende: una esterilla fibrosa que tiene un primer lado esterilla y un segundo lado de esterilla, estando formada dicha esterilla fibrosa por una pluralidad de fibras de manera que se forman una pluralidad de pasos en su interior; una película multicapa de recubrimiento dispuesta sobre el primer lado de la esterilla de dicha esterilla fibrosa, incluyendo dicha película multicapa de recubrimiento una pluralidad de salientes de película multicapa con aberturas de película multicapa, extendiéndose los salientes de la pluralidad de película multicapa en la pluralidad de pasos de en dicha esterilla fibrosa.
Description
Esterilla fibrosa recubierta con película
multicapa.
La presente invención se refiere en general a
esterillas de materiales fibrosos y en particular a laminados de
esterillas fibrosas con recubrimientos de película perforada.
Las esterillas fibrosas se usan en diversas
aplicaciones tales como la construcción de piezas ribeteadas para
el automóvil. La tecnología antecedente formaba las esterillas
fibrosas para piezas ribeteadas para el automóvil pulverizando
adhesivos sobre fibra de vidrio troceada suelta. El adhesivo unía la
fibra de vidrio junta y a los sustratos. Diferentes capas de fibra
de vidrio, espumas, adhesivos y otros materiales se apilaban juntos
a mano para construir un intercalado con el que después se formaba
en una galleta y se usaba para la producción de la pieza
ribeteada
acabada.
acabada.
Sin embargo, el uso de las esterillas fibrosas
de la técnica antecedente requería muchas etapas y un trabajo
excesivo para producir la galleta para usar en las piezas ribeteadas
para automóvil. Por lo tanto, hay una necesidad de esterillas
fibrosas que puedan usarse para la formación de la estructura
multicapa con menos etapas y menos trabajo. Adicionalmente se
necesita una esterilla fibrosa en la formación de una estructura de
múltiples capas que tenga un menor peso una buena termoformabilidad,
buenas propiedades acústicas y una tenacidad mejorada.
En una realización la presente invención es una
estructura compuesta que comprende:
una esterilla fibrosa que tiene un primer lado
de esterilla y un segundo lado de esterilla, estando formada dicha
esterilla fibrosa por una pluralidad de fibras de manera que se
forman una pluralidad de pasos en su interior; y
una película multicapa de recubrimiento
dispuesta sobre el primer lado de la esterilla de dicha esterilla
fibrosa, incluyendo dicha película multicapa de recubrimiento una
pluralidad de salientes de película multicapa con las aberturas de
la película multicapa, extendiéndose los salientes de la pluralidad
de película multicapa en la pluralidad de pasos en dicha esterilla
fibrosa.
En otra realización más, la presente invención
es un proceso para formar un material compuesto, que comprende las
etapas de:
proporcionar una esterilla fibrosa que tiene un
primer lado de esterilla y segundo lado de esterilla;
poner el segundo lado de esterilla de la
esterilla fibrosa sobre un primer tamiz perforado;
co-extruir una película de
primera multicapa de material de recubrimiento sobre el primer lado
de la esterilla fibrosa dispuesta sobre el primer tamiz perforado;
y
aplicar un vacío al lado trasero del primer
tamiz perforado con la esterilla fibrosa y la primera película de
material de recubrimiento dispuesta sobre la misma para formar una
película multicapa que cubre el primer lado de la esterilla
fibrosa.
La Figura 1 es una sección transversal parcial
agrandada de un laminado que ilustra una realización de la presente
invención;
La Figura 2 es una vista en perspectiva parcial
agrandada del laminado de la Figura 1;
La Figura 3 es una sección transversal parcial
agrandada de otra realización del laminado de la Figura 1;
La Figura 4 es una sección transversal parcial
agrandada de otra realización del laminado de la Figura 1;
La Figura 5 es una vista esquemática de una
realización de un proceso para formar un laminado de la presente
invención;
La Figura 6 es un esquema más detallado de la
primera estación de formación de la película de recubrimiento del
proceso de la Figura 5;
La Figura 7 es un esquema más detallado de la
segunda estación de formación de la película de recubrimiento del
proceso de la Figura 5; y
La Figura 8 es una vista es perspectiva parcial
de una pieza componente hecha de acuerdo con la presente invención
con la estructura compuesta de la Figura 4.
Haciendo referencia ahora a las figuras, y en
particular a las Figuras 1 a 4, se describe una realización de la
presente invención ilustrada como la estructura compuesta a 10.
La primera película de recubierto 200 y/o la
segunda película de recubrimiento 300 es una
co-extrusión de dos o más capas de diversos
materiales, como se muestra en las Figuras 3 y 4. Por ejemplo, como
se muestra en la Figura 3, la segunda película de recubrimiento 200
puede ser una co-extrusión que tiene una primera
capa de película de polietileno de alta densidad 200a adyacente a la
esterilla fibrosa 100 para proporcionar rigidez estructural, y una
primera película de capa de material adhesivo 200b en el lado
opuesto para facilitar el enlace de la estructura compuesta 10. La
co-extrusión de un material tal como un polietileno
de alta densidad entre una capa adhesiva y la esterilla fibrosa 100
evita la migración de la capa adhesiva al material fibroso. En otro
ejemplo como se ilustra en la Figura 4, la segunda película de
recubrimiento 200 es también una co-extrusión que
tiene una segunda película de capa de polietileno de alta densidad
300a adyacente a la esterilla fibrosa 100 para proporcionar rigidez
estructural y una segunda película de capa de material adhesivo 300b
en el lado opuesto para facilitar el enlace de la estructura
compuesta 10.
La estructura compuesta 10 comprende
generalmente una esterilla fibrosa 100 con un primer lado de
esterilla 110 y un segundo lado de esterilla 120, una primera
película de recubrimiento 200 dispuesta sobre el primer lado de la
esterilla 110 y una segunda película de recubrimiento 300 dispuesta
sobre el segundo lado de la esterilla 120. La primera película de
recubrimiento 200 incluye primeros salientes de película 210 que se
extienden hacia la esterilla fibrosa 100 y primeras perforaciones de
película 220. La segunda película de recubrimiento 300 incluye
segundos salientes de película 310 que se extienden hacia la
esterilla fibrosa 100 y las segundas perforaciones de películas
320.
La esterilla fibrosa 100 está formada por una
pluralidad de fibras sintéticas o naturales 130 tales como fibra de
vidrio, sisal, fibras poliméricas, excelsior, combinaciones de los
mismos o similares. Las fibras 130 en la esterilla fibrosa 100
están dispuestas de manera que las aberturas/pasos de la esterilla
140 se forman en la esterilla fibrosa 100. Las aberturas/pasos de
la esterilla 140 en la esterilla fibrosa 100 proporcionan un área
abierta en la esterilla fibrosa 100 entre el primer lado de la
esterilla 110 y el segundo lado de la esterilla 120. En una
realización, la esterilla fibrosa 100 incluye un aglutinante 150 que
mantiene juntos las fibras 130 en la esterilla fibrosa 100.
Las características de la esterilla fibrosa 100,
tales como tenacidad, espesor y/o área abierta, se selecciona
basándose en la contribución de la esterilla fibrosa 100 a los
criterios de la estructura compuesta 10, tales como tenacidad y
amortiguación del sonido. En una realización preferida, la esterilla
fibrosa 100 tiene un espesor de 254 \mum a 635 \mum (10 mils a
25 mils) y un área abierta del 10% al 50% de área abierta.
Los parámetros de los componentes de la
esterilla fibrosa 100, tales como las fibras 130 y el aglutinante
150, determina las características de la esterilla fibrosa 100. Por
ejemplo, la densidad, diámetro, tamaño y módulo de elasticidad de
las fibras 130 contribuirán a la tenacidad y propiedades de área
abierta de la esterilla fibrosa 100. El aglutinante 150 contribuirá
también a la tenacidad y al área abierta de la esterilla fibrosa
100.
La primera película de recubrimiento 200 se
adhiere a las fibras 130 expuestas sobre el primer lado de la
esterilla 110 de la esterilla fibrosa 100. En una realización
preferida, la primera película de recubierto 200 encapsula algunas
de las fibras 130 sobre el primer lado de la esterilla 110. Los
primeros salientes de la película 210 se extienden a través del
primer lado de la esterilla 110 en las aberturas/pasos de la
esterilla 140 de la esterilla fibrosa 100. Las primeras
perforaciones de la película 220 se forman al final de los primeros
salientes de la película 210.
De manera similar a la primera película de
recubrimiento 200, la segunda película de recubrimiento 300 se
adhiere a las fibras 130 expuestas sobre el segundo lado de la
esterilla 120 de la esterilla fibrosa 100. En una realización
preferida, la segunda película de recubrimiento 300 encapsula alguna
de las fibras 130 sobre el segundo lado de la esterilla 120. Los
segundos salientes de la película 310 se extienden hacia las
aberturas/pasajes de la esterilla 140 en el segundo lado de la
esterilla 120 de la esterilla fibrosa. Las segundas perforaciones
de la película 320 se forman en el extremo de los segundos salientes
de la película 310 de la segunda película de recubrimiento 300.
La extensión de los primeros salientes de
película y los segundos salientes de película 310 hacia la esterilla
fibrosa 100, inhibe que las fibras individuales 130 se escapen a
través de las primeras perforaciones de película 220 y de las
segundas perforaciones de película 320, aunque estas fibras
individuales estén sueltas de la esterilla fibrosa 100.
Adicionalmente, en diversos puntos de la esterilla fibrosa 100, las
primeras perforaciones de película 220 pueden incluso unirse con
las segundas perforaciones de película 320 para formar unos pasos
de la primera de película de recubrimiento 200 a la segunda película
de recubrimiento 300.
El material de la primera película de
recubrimiento 200 y la segunda película de recubrimiento 300 se
selecciona basándose en las características deseadas de la película
respectiva de recubrimiento que proporcionará a la estructura
compuesta 10. En una realización, la primera película de
recubrimiento 200 y/o la segunda película de recubrimiento 300
proporcionan tenacidad a la estructura compuesta usando un material
termoplástico. Los ejemplos de materiales termoplásticos que pueden
usarse en la presente invención incluyen polietileno de alta
densidad (HDPE), nylon, poliéster, polipropileno, poliestireno,
policarbonato, combinaciones de los mismos o similares.
Adicionalmente, el material de la primera película de recubrimiento
200 y/o la segunda película de recubrimiento 300 pueden cargarse
para mejorar la tenacidad, con materiales tales como carbonato
cálcico, talco, arcilla u otros materiales de carga habituales.
En otra realización, la primera película de
recubrimiento 200 y/o la segunda película de recubrimiento 300 se
forma a partir de un material adhesivo para facilitar la unión de la
estructura compuesta 10 a otras estructuras. Los ejemplos de
materiales adhesivos que pueden usarse en la presente invención
incluyen copolímeros de ionómeros, ácido etilen acrílico (EAA),
ácido etilen metil acrílico (EMAA), acetato de etilen vinilo (EVA),
polietileno de densidad ultra baja (ULDPE), etil metil acrilato
(EMA), combinaciones de los mismo o similares.
Aparte de la presente invención está la
tenacidad adicional inesperada de la estructura compuesta 10. La
estructura compuesta completa tiene una tenacidad mayor que la
tenacidad de la esterilla fibrosa 100, la primera y segunda
películas de recubrimiento 200 y 300 o la tenacidad esperada de la
combinación de la esterilla fibrosa 100, la primera película 200 y
la segunda película 300.
Haciendo referencia ahora a la figuras 5 a 7, se
muestra una realización de un proceso para formar la estructura
compuesta 10 de las Figuras 1 a 4, ilustrada como el proceso de
formación 600. El proceso de formación 600 incluye generalmente un
suministro de esterilla fibrosa 610, una primera estación de
formación de la película de recubrimiento 620, una segunda estación
de formación de la película de recubrimiento 630, una estación de
tratamiento corona 640 y una recogida del compuesto 650.
La esterilla fibrosa 100 avanza desde el
suministro de esterilla fibrosa 610 a la primera estación de
formación de película de recubrimiento 620. En la primera estación
de formación de película de recubrimiento 620, la esterilla fibrosa
avanza sobre un primer tamiz al vacío 621. El primer tamiz al vacío
621 incluye una pluralidad de primeras aberturas de tamiz al vacío
622. Una primera extrusora 623 extruye un primer material de
película 624 sobre la esterilla fibrosa 100 dispuesta sobre el
primer tamiz al vacío 621. Una primera fuente de vacío 625 detrás
del primer tamiz al vacío 621 tira de los primeros materiales de
película 624 hacia la esterilla fibrosa 100 formando la primera
película de recubrimiento 200 con los primeros salientes de película
210 y las primeras perforaciones de película 220 extendiéndose
hacia las aberturas/pasos de la esterilla 140. En una realización,
la fuente de vacío 625 puede proporcionar un vacío de 50,8 cm (20
pulgadas) de mercurio o menos y preferiblemente entre 25,4 cm a
38,1 cm (10 a 15 pulgadas) de mercurio.
La esterilla fibrosa 100 con la primera película
de recubrimiento 200 sobre ella avanza desde la primera estación de
formación de la película de recubrimiento 220 a la segunda estación
de formación de película de recubrimiento 630. En la segunda
estación de formación de película de recubrimiento 630, la esterilla
fibrosa 100 y la primera película de recubrimiento 200 se disponen
sobre un segundo tamiz de vacío 631 con la primera película de
recubrimiento 200 engranada con el segundo tamiz de vacío 631. El
segundo tamiz de vacío 631 incluye una pluralidad de segundas
aberturas de tamiz al vacío 632, de manera que al menos una porción
de las segundas aberturas de tamiz al vacío se alinean con las
primeras perforaciones de película 220 en la primera película de
recubrimiento 200. Una segunda extrusora 633 extruye un segundo
material de película 634 sobre el segundo lado de la esterilla 120
de la esterilla fibrosa 100. Una segunda fuente de vacío 635 detrás
del segundo tamiz de vacío 631 tira del segundo material de
película 634 hasta engranarlo con el segundo lado de la esterilla
120 de la esterilla fibrosa 100 de manera que el segundo material
de película 634 encapsula las fibras 130 sobre el segundo lado de
la esterilla 120 de la esterilla fibrosa y se extiende hacia las
aberturas/paso de la esterilla 140 sobre el segundo lado de la
esterilla 120 para formar los segundos salientes de la película 130
y las segundas perforaciones de la película 320 de la segunda
película de recubrimiento 300. En una realización, la fuente de
vacío 635 puede proporcionar un vacío de 50,8 cm (20 pulgadas) de
mercurio o menos y preferiblemente entre 25,4 cm a 38,1 cm (10 a 15
pulgadas) de mercurio.
Aunque la Figura 5 se ilustra como un proceso
sencillo y continuo, la presente invención puede llevarse a la
práctica realizando la aplicación de la primera película de
recubrimiento en un primer proceso, y realizando las etapas
restantes en un segundo proceso diferente. Después de formarse la
segunda película de recubrimiento sobre la esterilla fibrosa 100.
La estructura compuesta 10 avanza hacia una estación de tratamiento
corona 640, si el tratamiento corona se desea sobre el producto
final. Después del procesado final, la estructura compuesta 10 se
recoge sobre la recogida de compuesto 650.
Además de los criterios mencionados
anteriormente para seleccionar el material de la esterilla fibrosa
100, está la capacidad del material de la esterilla fibrosa 100
para usar en el proceso de formación 600 de la estructura compuesta
10. La esterilla fibrosa 100 debe ser suficientemente flexible para
pasar sobre el primer y segundo tamices al vacío 621 y 631 así como
el resto del equipo en el proceso de formación 600. También, en el
área abierta de la esterilla fibrosa 100 la viscosidad del primer y
segundo materiales de película 624 y 634 debe ser suficiente para
que el primer y segundo materiales de película 624 y 634 tiren del
material de la esterilla fibrosa 100 para abrirlo. En una
realización preferida, el primer y segundo materiales de película
624 y 634 tienen un índice de fusión de 10 a aproximadamente 20
preferiblemente aproximadamente 18.
El área abierta del primer tamiz al vacío 621 se
selecciona para proporcionar la mayor probabilidad para que la
primera abertura del tamiz al vacío 622 se alinee con las
aberturas/pasos de la esterilla 140 en el material fibroso 100,
para facilitar que se asegure la primera película de recubrimiento
200 sobre la esterilla fibrosa 100. En una realización, la
esterilla fibrosa 100 tenía un área abierta de aproximadamente el
50%, el área abierta del primer tamiz al vacío 621 era del 60% al
70%, dando como resultado un área abierta de la combinación de
esterilla fibrosa 100 con la primera película de recubrimiento 200
aproximadamente el 15%. El área abierta del segundo tamiz al vacío
631 se selecciona para proporcionar la mayor posibilidad de la
segunda abertura del tamiz al vacío 632 alineado con las primeras
perforaciones de película 222 en la primera película de
recubrimiento. En una realización, el segundo tamiz de al vacío 631
tiene un área abierta del 60% al 70% y se usó en la combinación de
una esterilla fibrosa 100 con una primera película de recubrimiento
200 que tenía un área abierta de aproximadamente el 15% que dio
como resultado la combinación de la esterilla fibrosa 100 con la
primera película de recubrimiento 200 y la segunda película de
recubrimiento 300 que tenía un área abierta del 1% al 10%.
El método anterior se usó para producir los
siguientes ejemplos de la presente invención:
Ejemplo comparativo
1
Una esterilla de fibra de vidrio JOHNS MANVILLE
8440 se recubre en cada lado con una película mixta de polietileno
de alta densidad (HDPE) que tenía un peso por área de cuarenta (40)
gramos por metro cuadrado. La mezcla HDPE incluye el setenta por
ciento (70%), en peso, de EQUISTOR H6018 (HDPE) y el treinta por
ciento (30%), en peso, de DOW 2571 (LDPE) y es de aproximadamente
38,1 \muM (1,5 mils.) de espesor.
Una esterilla de fibra de vidrio JOHNS MANVILLE
8450 se recubre en ambos lados con una película laminada. La
película laminada tiene una primera capa mixta de HDPE dispuesta
adyacente a la esterilla de fibra de vidrio, y una segunda capa
mixta adhesiva dispuesta sobre el lado del laminado opuesto a la
esterilla de la fibra de vidrio. La primera capa es una capa de
6,35 \mum (0,25 mil) de una mezcla de HDPE del setenta por ciento
(70%), en peso de EQUISTOR H6018 y treinta por ciento (30%) en peso
de DOW 2517. La segunda capa es una capa de 31,75 \mum (1,25 mil)
de una mezcla adhesiva del setenta y cinco por ciento (75%), en peso
de DUPONT BYNEL 2022 (copolímero EMA) y veinticinco por ciento
(25%), en peso de DUPONT SURLYN 1855 (ionómero de cinc).
Ejemplo comparativo
3
Una esterilla de fibra de vidrio JOHNS MANVILLE
8440 se recubre en un primer lado con una película mixta de HDPE, y
en un segundo lado con una película mixta adhesiva. La película
mixta de HDPE es una película de 63,5 \mum (2,5 mil) de una
mezcla del setenta por ciento (70%) en peso de EQUISTOR H6018 y
treinta por ciento (30%) en peso de DOW 2517. La película mixta
adhesiva es una película de 25,4 \mum (1,0 mil) de una mezcla de
cincuenta y dos y medio por ciento (52,5%), en peso de DUPONT 2022 y
el diecisiete y medio por ciento (17,5%), en peso de DUPONT 1855, y
el treinta por ciento (30%), en peso de DOW 2517.
Ejemplo comparativo
4
Una esterilla de fibra de vidrio JOHNS MANVILLE
8440 se recubre en ambos lados con una película mixta de
polipropileno de 38,1 \mum (1,5 mil). En esta realización la
mezcla de polipropileno es una mezcla del setenta por ciento (70%),
en peso de FINA 6573 (PP), veintidós y medio por ciento (22,5%) en
peso de DUPONT 2022, y siete y medio por ciento (7,5%) de DUPONT
1855.
Haciendo referencia ahora a la Figura 8, se
muestra una realización de una invención que utiliza el material
compuesto en las Figuras 1-4, ilustrado como la
estructura componente 800. La parte componente 800 incluye
generalmente la estructura compuesta 10, una estructura de 820 y una
espuma blanda 830. La estructura compuesta 10 es del tipo que tiene
una capa adhesiva 200b y 300b dispuesta hacia fuera desde la
esterilla fibrosa 100 como se muestra en la Figura 4.
La parte componente 800 está formada activando
térmicamente las capas adhesiva 200b y 300b sobre la estructura
compuesta 10 y fijando la espuma estructural 820 y la espuma blanda
830 en la lados opuestos de la estructura compuesta 10. La parte
componente 800 puede moldearse en una forma para acomodar la
aplicación de la parte componente 830 como para el revestimiento de
un cabezal en un automóvil.
El uso de la esterilla fibrosa 10 con capas
adhesivas 200b y 300b elimina la necesidad de una lámina adhesiva
entre la esterilla fibrosa y la espuma estructural 820 de la espuma
blanda 800. Adicionalmente, una parte de la presente invención es
el descubrimiento de que el uso de la estructura compuesta 10 con
los salientes 210 y 310 y las perforaciones 220 y 320, proporciona
propiedades de atenuación acústica adicionales inesperadas a la
parte componente 800.
Claims (5)
1. Una estructura compuesta que
comprende:
una esterilla fibrosa que tiene un primer lado
esterilla y un segundo lado de esterilla, estando formada dicha
esterilla fibrosa por una pluralidad de fibras de manera que se
forman una pluralidad de pasos en su interior;
una película multicapa de recubrimiento
dispuesta sobre el primer lado de la esterilla de dicha esterilla
fibrosa, incluyendo dicha película multicapa de recubrimiento una
pluralidad de salientes de película multicapa con aberturas de
película multicapa, extendiéndose los salientes de la pluralidad de
película multicapa en la pluralidad de pasos de en dicha esterilla
fibrosa.
2. La estructura compuesta de acuerdo
con la reivindicación 1, en la que dicha película multicapa de
recubrimiento tiene una capa adhesiva externa.
3. La estructura compuesta de acuerdo
con la reivindicación 2, en la que dicha capa adhesiva externa de
dicha película multicapa de recubrimiento se trata por corona.
4. Un proceso para la formación de un
material compuesto que comprende las etapas de:
proporcionar una esterilla fibrosa que tiene un
primer lado de esterilla y un segundo lado de esterilla;
poner el segundo lado de esterilla de la
esterilla fibrosa sobre un primer tamiz perforado;
co-extruir un primer material de
recubrimiento de película multicapa sobre el primer lado de la
esterilla fibrosa dispuesta sobre el primer tamiz perforado; y
aplicar un vacío al lado trasero del primer
tamiz perforado con la esterilla fibrosa y el primer material de
película de recubrimiento dispuesto sobre la misma para formar una
primera película de recubrimiento multicapa sobre el primer lado de
la esterilla fibrosa.
5. El proceso de acuerdo con la
reivindicación 4, que incluye adicionalmente la etapa de tratar por
corona la primera película de recubrimiento multicapa sobre el
primer lado de la esterilla fibrosa.
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