ES2325007T3 - Procedimiento para la produccion de piezas moldeadas de velos fibrosos, ennoblecidas superficialmente. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para la producción de piezas moldeadas de velos fibrosos, ennoblecidas superficialmente, mediante revestimiento de la(s) superficie(s) que se ha(n) de ennoblecer con un material de forro, caracterizado porque el material de forro tiene una resina termoestable, exenta de pegajosidad, endurecible con formaldehído, como pegamento, el velo fibroso tiene un agente aglutinante, que contiene una resina termoestable endurecible con formaldehído y un agente endurecedor que pone en libertad formaldehído en caliente, y el formaldehído del agente aglutinante, que se libera a partir del velo fibroso, se utiliza para el endurecimiento del pegamento.

Description

Procedimiento para la producción de piezas moldeadas de velos fibrosos, ennoblecidas superficialmente.

El invento se refiere a la producción de piezas moldeadas a partir de un velo fibroso sobre la base de fibras naturales y/o sintéticas, en las cuales por lo menos una de las superficies laminares, por regla general el lado visto, ha sido ennoblecida mediante un revestimiento, en particular mediante un forro de alto valor.

Tales piezas moldeadas se emplean, entre otros usos, en la construcción de automóviles.

Las piezas moldeadas de velos fibrosos son unas piezas moldeadas laminares planas a base de velos fibrosos consolidados con una resina termoestable (también conocida como duroplástica), en particular con una resina fenólica o una resina epoxídica, en particular a un material de fibras regeneradas.

Para su producción, el material fibroso y el polvo de resina se mezclan entre sí, se conforman a la forma de un velo y eventualmente se endurecen previamente (se consolidan previamente). El endurecimiento se efectúa, en el caso de un producto laminar plano de banda continua, inmediatamente después de la formación del velo, en un horno, o el velo previamente consolidado se corta en forma de planchas y se endurece con conformación, mediando aplicación de una presión, en moldes de prensado calentados. Después de esto, las piezas moldeadas se troquelan (compárese el Kunststoff-Handbuch [= Manual de los materiales sintéticos], tomo 10 "Duroplaste" [= materiales termoestables], editorial Hanser, 2ª edición (1988), páginas 763-775). El ennoblecimiento superficial se puede efectuar durante el endurecimiento del velo fibroso en una segunda etapa, realizada por separado.

Al realizar el forrado, la estructura laminar plana posteriormente visible, es decir el material de forro, se pega con ayuda de pegamentos termoplásticos (pegamentos fusibles) o con pegamentos por contacto especiales, con la pieza moldeada de material de velo, que sirve ahora como base sustentadora.

En el caso de los procedimientos de revestimiento se efectúa una aplicación de masas termoplásticas pigmentadas en forma de pastas o a partir de soluciones.

En un procedimiento mejorado, sobre la superficie del material de forro se esparce una mezcla termoplástica, en forma de polvo, con una baja viscosidad de la masa fundida, se funde mediante renovado calentamiento y después de ello se enfría. En este caso, sobre la superficie del forro se forma un revestimiento uniforme.

La desventaja de este procedimiento consiste en que las fuerzas de reajuste del material de forro en el estado caliente son con frecuencia más fuertes que la fuerza adhesiva del pegamento fusible. Esto conduce, en particular en el caso de piezas geométricamente complicadas, a sitios defectuosos, junto a los cuales el material de forro se desprende desde el substrato. Los efectos de desprendimiento aparecen de manera acrecentada en el caso de aquellas piezas moldeadas que están sometidas a frecuentes fluctuaciones de temperatura o a una intensa irradiación solar.

Por lo tanto, es misión del invento poner a punto un procedimiento para el ennoblecimiento superficial de piezas moldeadas de velos fibrosos, que ciertamente a escala técnica se pueda llevar a cabo de manera similarmente elegante y sencilla a como el mencionado procedimiento de revestimiento con una masa fundida, pero en el cual no se presente la desventaja de los efectos de desprendimiento.

La solución al problema planteado por esta misión se efectúa mediante un procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 9.

Se encontró que se obtiene un ennoblecimiento superficial muy valioso de piezas moldeadas de velos fibrosos, cuando se emplean unas resinas termoestables o unas mezclas de tales resinas y agentes endurecedores, sin pegajosidad a la temperatura ambiente, todavía no endurecidas, como pegamento para el forro. Un material de forro provisto de un pegamento tal se aplica sobre el velo fibroso previamente producido o sobre piezas moldeadas de velos fibrosos, y la esterilla así obtenida se calienta a una temperatura, que está situada por encima de la temperatura de iniciación de la reacción de endurecimiento de la resina o de la mezcla de una tal resina y un agente endurecedor.

Las resinas termoestables se endurecen en tal caso en forma de una película, que al realizarse la reacción de endurecimiento se une con la superficie del velo fibroso y se produce un pegamiento irreversible laminar plano del forro, que, incluso en el caso de extremadas diferencias de temperaturas o irradiaciones solares, no conduce a desprendimientos.

Esto es sorprendente por cuanto que la viscosidad de la masa fundida de los materiales termoestables es en general más alta que la de los materiales termoplásticos y la temperatura utilizada de endurecimiento está situada esencialmente por encima de la temperatura de fusión de los agentes aglutinantes termoplásticos hasta ahora empleados, y por lo tanto las fuerzas de reajuste, que aparecen al descargar la presión en la herramienta de prensado, son esencialmente más altas que en el caso del empleo de materiales termoplásticos.

Las resinas termoestables son por regla general frágiles y quebradizas. Por lo tanto, un efecto sorprendente adicional consiste en que los forros, revestidos conforme al invento con resinas termoestables, permanecen estables también al enrollar o conformar y no se desconchan.

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Una ventaja adicional del procedimiento conforme al invento consiste en que el ennoblecimiento superficial de las piezas moldeadas de velos fibrosos se puede efectuar asimismo mediante el recurso de que las resinas termoestables o las mezclas de tales resinas y agentes endurecedores, todavía no endurecidas, se pueden aplicar tanto sobre las piezas moldeadas de materiales de velo, previamente producidas, como también sobre el material de forro. Además, en el caso de esta forma de realización del procedimiento existe la posibilidad de que en la zona límite (interfase) las resinas termoestables empleadas para el ennoblecimiento superficial se reticulen con las resinas utilizadas como agentes aglutinantes de las fibras textiles. Éste se da el caso en particular cuando tanto para la fijación de las fibras como también para el ennoblecimiento superficial de las piezas moldeadas se emplean las mismas resinas o unas resinas que reaccionan entre ellas.

Mediante estas reacciones de reticulación en la interfase, como ventaja adicional, se aumenta la estabilidad de las piezas moldeadas.

Conforme al invento, por lo tanto, una resina termoestable o una mezcla de una tal resina y un agente endurecedor, y un material de forro, se aplican sobre la(s) superficie(s) que se ha(n) de ennoblecer de piezas moldeadas previamente producidas, y las unidades (esterillas) así obtenidas se calientan a unas temperaturas, que están situadas por encima del punto de fusión y por encima de la temperatura de iniciación de la reacción de endurecimiento de las resinas termoestables. Después del endurecimiento de las resinas termoestables, las piezas ennoblecidas superficialmente, que se han obtenido, se elaboran ulteriormente de una manera de por sí conocida.

Una simplificación adicional de todo el proceso de producción se efectúa mediante el recurso de que una resina termoestable, una mezcla de una tal resina y un agente endurecedor, y un material de forro se aplican sobre la(s) superficie(s) que se ha(n) de ennoblecer de velos fibrosos previamente producidos o previamente consolidados. Las piezas (esterillas) que así se han producido, se calientan bajo presión y mediando conformación a unas temperaturas, que están situadas por encima del punto de fusión y por encima de la temperatura de iniciación de la reacción de endurecimiento de las resinas empleadas en el revestimiento, y por encima de la temperatura de iniciación de las resinas que se emplean en el velo como agentes aglutinantes. En tal caso, se endurecen al mismo tiempo los agentes aglutinantes en el velo y las resinas en el revestimiento y, siempre y cuando que el agente aglutinante en el velo y las resinas en el revestimiento sean idénticos/as o puedan reaccionar entre sí, se efectúa en la interfase una reticulación de estos materiales termoestables entre ellos.

Después del endurecimiento del revestimiento y de los agentes aglutinantes en el velo, las piezas obtenidas son elaboradas ulteriormente de una manera de por sí conocida.

En el caso del ennoblecimiento superficial en vinculación con un material de forro es posible la siguiente variante de procedimiento.

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La resina termoestable o la mezcla de una tal resina y un agente endurecedor se aplica sobre un material de forro y se calienta a una temperatura, que está situada por encima de la temperatura de fusión pero por debajo de la temperatura de iniciación de la reacción de endurecimiento de la resina. En tal caso la resina se funde y se distribuye para formar una capa delgada. El material de forro así provisto de un pegamento, es aplicado o bien directamente o después de haber intercalado un enfriamiento y un calentamiento renovado, sobre un velo fibroso todavía no tratado térmicamente o consolidado previamente, y a continuación, eventualmente mediando conformación, el producto (esterilla) así producido se calienta a una temperatura situada por encima de la temperatura de iniciación del endurecimiento de la resina, y, después del endurecimiento de la resina termoestable, se enfría y de manera de por sí conocida se trata ulteriormente.

En el caso de esta variante es ventajoso emplear como resina termoestable para el revestimiento una resina endurecible con formaldehído, en particular una novolaca exenta de un agente endurecedor o una novolaca modificada exenta de un agente endurecedor, cuando el agente aglutinante en el velo fibroso es una mezcla de una resina endurecible con formaldehído y de una sustancia que pone en libertad formaldehído en caliente, por ejemplo una mezcla de una novolaca y hexametilentetraamina. El formaldehído que se libera al efectuarse el endurecimiento de este agente aglutinante es suficiente para endurecer también la novolaca fundida en una capa delgada.

Una ventaja adicional de esta variante de procedimiento consiste que en este caso se disminuyen esencialmente las emisiones de formaldehído al realizar la producción.

De esta manera se establecen las siguientes formas de realización preferidas del procedimiento:

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Un material de forro provisto de una resina termoestable o de una mezcla de una tal resina, endurecible con formaldehído, como pegamento, se aplica en una producción continua en forma de una banda continua sobre el velo fibroso, previamente producido o previamente consolidado, que contiene una resina endurecible con formaldehído y un agente endurecedor que pone en libertad formaldehído en caliente, y la esterilla obtenida se endurece después de esto bajo presión a una temperatura, que está situada por encima de la temperatura de iniciación de la reacción de endurecimiento del agente aglutinante utilizado en el velo fibroso y de la del pegamento, sirviendo el formaldehído, que se libera a partir de la reacción de endurecimiento del agente aglutinante, como agente endurecedor para el pegamento. En tal caso se obtiene un producto en forma de banda continua totalmente endurecido, a partir del cual se troquelan o recortan planchas en el tamaño y en la forma que se desean.

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Un material de forro provisto de una resina termoestable o de una mezcla de una tal resina, endurecible con formaldehído, como pegamento, se aplica en una producción continua como una banda continua sobre un velo fibroso previamente consolidado o solo previamente producido, que contiene una resina endurecible con formaldehído y un agente endurecedor que pone en libertad formaldehído en caliente, y la esterilla obtenida se emplea después de esto a una temperatura, que está situada por encima de la temperatura de fusión del pegamento y, siempre y cuando que se emplee un velo fibroso todavía no consolidado previamente, se atempera a una temperatura que está situada por encima de la temperatura de fusión de la resina empleada como agente aglutinante, y después de ello se enfría y a continuación se troquela o recorta. La esterilla troquelada o recortada (pieza semiterminada) se endurece a continuación bajo presión y mediando conformación a una temperatura, que está situada por encima de la temperatura de iniciación de la reacción de endurecimiento del agente aglutinante que se utiliza en el velo fibroso y de la del pegamento, sirviendo el formaldehído que se libera a partir de la reacción de endurecimiento del agente aglutinante como agente endurecedor para el pegamento.

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Alternativamente, un material de forro provisto de una resina termoestable endurecible con formaldehído como pegamento, se aplica en una producción discontinua en forma recortada sobre el velo fibroso, previamente producido o bien previamente consolidado y recortado, que contiene una resina endurecible con formaldehído y un agente endurecedor que libera formaldehído en caliente, y la esterilla obtenida se endurece después de esto a una temperatura, que está situada por encima de la temperatura de iniciación de la reacción de endurecimiento del agente aglutinante utilizado en el velo fibroso y de la del pegamento, sirviendo el formaldehído, que se libera a partir de la reacción de endurecimiento del agente aglutinante, como agente endurecedor para el pegamento.

La presión utilizada en este procedimiento está situada dentro del mismo orden de magnitud que la que se utiliza hasta ahora en los casos de correspondientes procedimientos de acuerdo con el estado de la técnica.

Para el procedimiento conforme al invento se puede utilizar el mismo material fibroso, que se emplea también para la producción de piezas moldeadas de velos fibrosos, producidas de una manera habitual. Éste es en lo esencial un material de fibras regeneradas procedentes del tratamiento ulterior de materiales textiles y se compone predominantemente de fibras de algodón o de poliésteres, pero por regla general contiene también otras fibras, tales como p. ej. las de lana, yute, lino, sisal, y fibras de poliamidas o acrílicas. Las fibras pueden contener sustancias aditivas de por sí conocidas, tales como agentes para untar, agentes de avivamiento, fungistáticos o agentes de hidrofugación. Similarmente, como material fibroso se pueden emplear también fibras inorgánicas.

También la producción de los velos fibrosos previamente consolidados o de las piezas moldeadas de velos fibrosos se efectúa de una manera de por si conocida, tal como se describe, entre otras citas, en el Kunststoffhandbuch tomo 10 "Duroplaste", páginas 766 a 768.

Como materiales de forro se pueden emplear asimismo todas las estructuras laminares planas, tales como p.ej. velos, tejidos tricotados y tejidos de telar de alto valor, como los que hasta ahora se emplean para el forrado de piezas moldeadas de velos fibrosos, siempre y cuando que ellas sean suficientemente estables térmicamente de tal manera que no resulten dañadas a las temperaturas de endurecimiento de las resinas termoestables.

Para el pegamiento de los forros son apropiadas en principio todas las resinas termoestables o mezclas de tales resinas y agentes endurecedores, exentas de pegajosidad, que se endurecen con formaldehído, así como unas mezclas que contienen estas resinas y eventualmente agentes endurecedores con resinas modificadoras de por sí conocidas. Ejemplos de estas resinas endurecibles son resinas epoxídicas, poliésteres insaturados, resinas de urea y formaldehído, de melamina y formaldehído, de melamina, fenol y formaldehído o de fenol y un aldehído, así como combinaciones de estas resinas entre sí, así como con otras resinas modificadoras, en particular con 5-50% de resinas flexibilizantes tales como p. ej. un poli(vinil-butiral), poli(alcoholes vinílicos) o resinas fenoxídicas. Se prefieren las resinas de fenol y formaldehído.

El revestimiento directo de las piezas moldeadas de velos fibrosos, de los velos fibrosos todavía no endurecidos o respectivamente de los consolidados previamente, o de los materiales de forro, se efectúa de acuerdo con procedimientos de por sí conocidos, mediante procedimientos de extensión, aplicación con rodillos, por emplastecido, colada, inmersión o atomización, bajo correspondientes pastas, dispersiones acuosas o soluciones en disolventes orgánicos.

El revestimiento preferido se efectúa de acuerdo con el procedimiento con polvos. En este caso, las resinas termoestables o las mezclas de tales resinas y agentes endurecedores se aplican en forma de polvos finamente molidos sobre las superficies que se han de revestir. Para esto son apropiadas en particular resinas o mezclas de resinas y agentes endurecedores, cuya viscosidad de la masa fundida al realizarse el subsiguiente calentamiento es tan baja que el substrato se moja suficientemente. La preferida viscosidad de masa fundida, medida a 175ºC, es de menos que 1.000 mPas. En el caso de este calentamiento durante breve tiempo por encima del punto de fusión de la resina termoestable, de manera preferida mediante dispositivos irradiadores de rayos IR (infrarrojos), se forma sobre el velo textil o sobre el material de forro una delgada película cerrada de la resina o de la mezcla de la resina y un agente endurecedor, que se enfría rápidamente y de esta manera se vuelve sólida y exenta de pegajosidad.

En la etapa del proceso que sigue a continuación, el velo fibroso y el material de forro se reúnen uno con otro de acuerdo con una de las formas de realización del procedimiento que antes se han descrito, y se unen y aglutinan uno con otro mediando aplicación de presión y temperatura. Después de esto, la pieza moldeada obtenida se enfría y se trata ulteriormente de una manera de por sí conocida.

Ejemplo 1

La resina termoestable empleada en el Ejemplo para el ennoblecimiento superficial es una novolaca fenólica modificada con 10% de una resina fenoxídica, que tiene un punto de fusión de 70ºC y una viscosidad de la masa fundida, medida a 175ºC, de 420 mPas.

Mediante formación aerodinámica de un velo, se produce un velo textil todavía no endurecido con un contenido de 25% de una mezcla de una novolaca fenólica y hexametilentetraamina como agente aglutinante (velo de base).

A este velo fibroso se le aporta un velo ópticamente de alto valor (de 40 g/m^{2}) (velo de cubrimiento), que está revestido por una sola cara con una delgada capa (de 20 g/m^{2}) de la novolaca fenólica modificada, y se fija mediante calor (a 75ºC) dentro de un horno sobre el velo de base.

Después de esto, el velo así forrado se somete en una herramienta caliente a 180-220ºC a un proceso de conformación y endurecimiento. En tal caso, a partir de la hexametilentetraamina, presente en el velo de base como agente de endurecimiento, se pone en libertad tanta cantidad de formaldehído que la delgada capa de novolaca fenólica, presente sobre el lado interior del velo de cubrimiento aplicado por forrado, se endurece conjuntamente. Resulta una pieza moldeada de velo textil con una capa que ennoblece a la superficie, pegada en condiciones termoestables. Como ventaja adicional de esta forma de realización del procedimiento se comprueba una reducción manifiesta de la emisión de formaldehído que resulta a partir del velo de base.

Claims (9)

1. Procedimiento para la producción de piezas moldeadas de velos fibrosos, ennoblecidas superficialmente, mediante revestimiento de la(s) superficie(s) que se ha(n) de ennoblecer con un material de forro, caracterizado porque el material de forro tiene una resina termoestable, exenta de pegajosidad, endurecible con formaldehído, como pegamento, el velo fibroso tiene un agente aglutinante, que contiene una resina termoestable endurecible con formaldehído y un agente endurecedor que pone en libertad formaldehído en caliente, y el formaldehído del agente aglutinante, que se libera a partir del velo fibroso, se utiliza para el endurecimiento del pegamento.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el material de forro se aplica en una producción continua en forma de una banda continua sobre el velo fibroso previamente producido o previamente consolidado, y la esterilla obtenida de esta manera se endurece después de esto bajo presión a una temperatura, que está situada por encima de la temperatura de iniciación de la reacción de endurecimiento del agente aglutinante utilizado en el velo fibroso y de la del pegamento.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el material de forro se aplica en una producción continua en forma de una banda continua sobre el velo fibroso previamente producido o previamente consolidado, y la esterilla obtenida se atempera después de esto a una temperatura, que está situada por encima de la temperatura de fusión del pegamento y eventualmente del agente aglutinante utilizado en el velo fibroso y después de esto se enfría y a continuación se troquela o recorta, la esterilla troquelada o recortada se endurece a continuación bajo presión y mediando conformación a una temperatura, que está situada por encima de la temperatura de iniciación de la reacción de endurecimiento del agente aglutinante utilizado en el velo fibroso y de la del pegamento.

4. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el material de forro se aplica en una producción discontinua en forma recortada sobre el velo fibroso previamente producido o previamente consolidado o previamente producido y recortado o previamente consolidado y recortado, y la esterilla obtenida se endurece después de esto bajo presión a una temperatura, que está situada por encima de la temperatura de iniciación de la reacción de endurecimiento del agente aglutinante utilizado en el velo fibroso y de la del pegamento.

5. Procedimiento de acuerdo con por lo menos una de las precedentes reivindicaciones, caracterizado porque la resina empleada como pegamento es una novolaca exenta de hexametileno.

6. Procedimiento de acuerdo con por lo menos una de las precedentes reivindicaciones, caracterizado porque la resina empleada como pegamento es una resina fenólica modificada.

7. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque la resina empleada como pegamento es una resina fenólica modificada con una resina fenoxídica.

8. Procedimiento de acuerdo con por lo menos una de las precedentes reivindicaciones, caracterizado porque el revestimiento del material de forro se efectúa mediante un procedimiento con polvos.

9. Procedimiento de acuerdo con por lo menos una de las precedentes reivindicaciones, caracterizado porque la viscosidad de la masa fundida de la resina, medida a 175ºC, es menor que 1.000 mPas.