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ES2328370T3 - Producto multicapas fabricado de un sustrato y, a cada lado, al menos una capa de recubrimiento; procedimiento de fabricacion de un producto multicapas y un producto multicapas pintado y procedimiento de pintado de un producto multicapas. - Google Patents

Producto multicapas fabricado de un sustrato y, a cada lado, al menos una capa de recubrimiento; procedimiento de fabricacion de un producto multicapas y un producto multicapas pintado y procedimiento de pintado de un producto multicapas. Download PDF

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ES2328370T3 ES05704896T ES05704896T ES2328370T3 ES 2328370 T3 ES2328370 T3 ES 2328370T3 ES 05704896 T ES05704896 T ES 05704896T ES 05704896 T ES05704896 T ES 05704896T ES 2328370 T3 ES2328370 T3 ES 2328370T3
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Abstract

Un producto multicapas fabricado de un sustrato y, a cada, al menos una capa de recubrimiento, que cubre total o parcialmente el sustrato, siendo el sustrato un producto termoplástico reforzado con fibra, estando las fibras distribuidas aleatoriamente y con una densidad inferior a 1,2 gramos por cm 3 , preferiblemente inferior a 1,0 gramos por cm 3 y siendo la capa de recubrimiento un producto termoplástico reforzado con fibra larga o continua, estando las fibras orientadas aproximadamente paralelas entre sí dentro de cada capa equilibrada.

Description

Producto multicapas fabricado de un sustrato y, a cada lado, al menos una capa de recubrimiento; procedimiento de fabricación de un producto multicapas y un producto multicapas pintado y procedimiento de pintado de un producto multicapas.
Antecedentes de la invención
Generalmente, productos reforzados con fibra de vidrio son conocidos. Se usan para muchos fines. Un tipo de producto reforzado con fibra de vidrio consta de productos similares a láminas con fibras distribuidas aleatoriamente integradas en una resina termoplástica. En función de su procedimiento de fabricación pueden empaquetarse preferiblemente densamente lo que da lugar a láminas con una densidad de más de 1,00 gramos por cm^{3}, normalmente más de 1,20 gramos por cm^{3} o a estructuras de lámina empaquetadas holgadamente con una densidad de menos de 1,20 gramos por cm^{3}, normalmente menos de 1,00 gramos por cm^{3}.
La presente invención se ocupa de productos que tienen un sustrato hecho de estructuras de lámina empaquetadas holgadamente.
Dichas estructuras de lámina empaquetadas holgadamente tienen una resistencia por unidad de peso que las hace adecuadas para muchas aplicaciones.
Sin embargo, en algunas aplicaciones es deseable mejorar más la rigidez y la calidad de la superficie de las estructuras empaquetadas holgadamente conocidas.
Es conocida la mejora de la calidad superficial de láminas reforzadas con fibra recubriendo la lámina con una capa o película de un material termoplástico que no contiene fibra alguna. Tras un tratamiento adicional de la lámina así recubierta, especialmente cuando se calienta, las fibras de la lámina tienden a sobresalir a través de la superficie de la capa de recubrimiento, con lo que disminuye de nuevo la calidad superficial.
Para mejorar las propiedades mecánicas de los materiales termoplásticos reforzados con fibras de vidrio, se ha propuesto recubrir la lámina termoplástica con capas de materiales que contienen fibras de alto rendimiento alineadas.
Sumario de la invención
El producto multicapas de la invención comprende un sustrato en forma de producto termoplástico reforzado con fibra de vidrio con las fibras distribuidas aleatoriamente y con una densidad de menos de 1,20 gramos por cm^{3}, preferiblemente menos de 1,00 gramos por cm^{3} y una capa de recubrimiento que es una película de plástico termoplástico reforzado con fibra larga o continua, estando las fibras largas o continuas orientadas aproximadamente paralelas entre sí.
El producto de la invención tiene una combinación óptima de propiedades mecánicas y calidad superficial excelentes. Además, es importante que su coeficiente de dilatación térmica (CTE) sea muy bajo. En productos de la invención cuyo sustrato esta recubierto, a cada lado, con varias capas de recubrimiento, en los que la orientación de las fibras largas o continuas de cada capa de recubrimiento contigua es diferente, es posible obtener un producto que, a fines prácticos, puede considerarse isótropo.
El material termoplástico del sustrato y de la capa de recubrimiento puede ser el mismo o puede ser diferente. El producto termoplástico se puede elegir entre todos los materiales termoplásticos conocidos.
El producto de la invención se puede conformar calentando el producto multicapas y comprimiéndolo o consolidándolo en vacío en un molde que tenga la forma deseada.
Se puede pintar con o sin tratamiento superficial intermedio tal como aplicando una imprimación, tratamiento con llama y similares.
Descripción detallada de la invención
El producto multicapas de la invención comprende un sustrato con al menos una capa de recubrimiento a cada lado.
El sustrato está formado por un producto termoplástico reforzado con fibra de vidrio con las fibras distribuidas aleatoriamente y con una densidad inferior a 1,20 gramos por cm^{3}, preferiblemente inferior a 1,00 gramos por cm^{3}.
La capa de recubrimiento está formada por una película termoplástica reforzada con fibra larga o continua, estando las fibras orientadas aproximadamente paralelas entre sí.
El sustrato
Los sustratos del tipo descrito anteriormente son productos muy conocidos y disponibles comercialmente. Se pueden fabricar de varias maneras. Pueden hacerse por un procedimiento similar al de la fabricación del papel en el que las fibras de refuerzo y el material termoplástico se mezclan entre sí en una solución acuosa, seguidamente el agua se extrae mediante vacío. La lámina así obtenida como producto se seca y se calienta y, finalmente, se comprime con lo que el material termoplástico se ablanda y mantiene las fibras juntas tras el enfriamiento. Una descripción de este procedimiento se puede encintrar en el documento US 4.734.321.
En otro procedimiento de fabricación se mezclan fibras de refuerzo de sustratos adecuadas y fibras de un material termoplástico y la estructura obtenida se cose. La estructura cosida se calienta y, finalmente, se comprime hasta lograr un producto intermedio. Este procedimiento se describe en el documento WO 02/076711.
El sustrato puede contener un porcentaje en peso de fibras de refuerzo que puede variar entre 20 y 90%.
Las fibras tienen una longitud promedio de aproximadamente 7 a 200 milímetros.
Los sustratos tienen una densidad baja y son impermeables al aire. El sustrato tiene un espesor normalmente de entre 1 y 10 milímetros.
La capa de recubrimiento
La capa o capas de recubrimiento está(n) formada(s) por una película termoplástica o preimpregnada reforzada con fibra larga o continua estando las fibras largas o continuas orientadas aproximadamente paralelas entre sí. Dichas películas están disponibles comercialmente.
Las películas se pueden hacer, por ejemplo, arrastrando una pluralidad de filamentos continuos a través de una masa fundida de un polímero termoplástico con una viscosidad de la masa relativamente baja que mantiene al mismo tiempo los filamentos alineados a la largo de la dirección de arrastre bajo tensión. Dicho procedimiento ha sido descrito, por ejemplo, en el documento EP A-O 056 703. La longitud promedio de las fibras largas está por encima de 100 milímetros. Las fibras se integran individualmente en el material termoplástico. El espesor de la película varía entre aproximadamente 0,1 y 1,0 milímetros.
Las fibras de refuerzo
El material de las fibras de refuerzo del sustrato y de la capa de recubrimiento puede ser el mismo o puede ser diferente. Las fibras pueden estar hechas de vidrio (todos los tipos de vidrio son adecuados), carbono, materiales sintéticos, materiales minerales o naturales.
El material termoplástico
El material termoplástico del sustrato y de la capa de recubrimiento puede ser el mismo o puede ser diferente. Sin embargo se deberían seleccionar de manera que el sustrato y la capa de recubrimiento se peguen entre sí tras calentarlos a bajo presión y a temperaturas elevadas. Los materiales termoplásticos adecuados son, por ejemplo, los polímeros, los policarbonatos, los homopolímeros aromáticos de vinilo, los compuestos aromáticos de vinilo que contienen copolímeros, los compuestos aromáticos de vinilo que contienen copolímeros injertados o los compuestos aromáticos de vinilo que contienen copolímeros de bloques, los poliésteres termoplásticos, los poliuretanos termoplásticos, las polieteremidas; el sulfuro de polifenileno, los éteres de polifenileno, las poliamidas o mezclas de materiales termoplásticos que comprenden al menos uno de los materiales termoplásticos mencionados.
Procedimiento de fabricación del producto multicapas
La fabricación del producto multicapas de la invención es relativamente simple. A ambos lados del sustrato definido en las reivindicaciones se aplica(n) una o más capas de la película. Para prevenir deformaciones del producto multicapas de la invención, lo más simple es aplicar a cada lado del sustrato el mismo número de películas y con una orientación equilibrada. Cuando se use más de una capa de película, la película se aplica normalmente de manera tal que la dirección de las fibras largas o continuas de cada capa posterior difiera de la orientación de las de la capa anterior. Esto es normalmente un tendido a 0º/90º pero también puede ser unidireccional o tendido casi isótropo dependiendo de la aplicación. El sustrato y la película se calientan juntos bajo presión y a una temperatura que asegure un pegado excelente entre el sustrato y la película o capa preimpregnada. Durante este procedimiento o en una etapa posterior se puede moldear el producto multicapas en moldes configurados tridimensionalmente deseados consolidándolo por compresión o vacío en un molde configurado adecuadamente. También es posible someter el sustrato a un tratamiento térmico y bajo presión antes de aplicar la capa de película de recubrimiento.
Pintado del producto multicapas
El producto multicapas se puede pintar con una o más capas de pintura. Para obtener una calidad superficial óptima y una adherencia excelente en las capas de pintura puede ser aconsejable un tratamiento previo de la superficie del producto multicapas. Dicho tratamiento previo puede consistir, por ejemplo, en la aplicación de una capa de imprimación adecuada y o un tratamiento con llama de la superficie.
Uso del producto de la invención
Los productos de la invención se pueden usar en muchas aplicaciones. Debido a su baja densidad, gran rigidez, bajo CTE y excelente calidad superficial son idealmente perfectos para su uso como paneles de carrocería en la industria del automóvil o vehículos todo terreno.

Claims (13)

1. Un producto multicapas fabricado de un sustrato y, a cada, al menos una capa de recubrimiento, que cubre total o parcialmente el sustrato, siendo el sustrato un producto termoplástico reforzado con fibra, estando las fibras distribuidas aleatoriamente y con una densidad inferior a 1,2 gramos por cm^{3}, preferiblemente inferior a 1,0 gramos por cm^{3} y siendo la capa de recubrimiento un producto termoplástico reforzado con fibra larga o continua, estando las fibras orientadas aproximadamente paralelas entre sí dentro de cada capa equilibrada.
2. El producto multicapas de la reivindicación 1 en el que el material termoplástico del sustrato y el de la capa de recubrimiento comprenden material termoplástico compatible.
3. El producto multicapas de la reivindicación 1, con un sustrato con fibras que tienen una longitud promedio de entre aproximadamente 7 y 200 milímetros.
4. El producto multicapas de la reivindicación 1 con una capa de recubrimiento que tiene fibras largas o continuas, con una longitud promedio de al menos 100 milímetros.
5. El producto multicapas de la reivindicación 1 con una capa de recubrimiento con fibras largas o continuas, que está cada una integrada individualmente en el material termoplástico.
6. El producto multicapas de la reivindicación 1 con un sustrato con un espesor de entre 1,0 y 10,0 milímetros.
7. El producto multicapas de la reivindicación 1 con capas de recubrimiento con un espesor de entre 0,1 y
5 milímetros.
8. Un procedimiento de fabricación de un producto multicapas recubriendo un sustrato a cada lado al menos parcialmente con al menos una película o capa preimpregnada, siendo el sustrato un producto termoplástico reforzado con fibra, con las fibras distribuidas aleatoriamente y con una densidad inferior a 1,2 gramos por cm^{3}, preferiblemente inferior a 1,0 gramos por cm^{3} y siendo la capa de recubrimiento un producto termoplástico reforzado con fibras largas o continuas estando las fibras orientadas aproximadamente paralelas entre sí dentro de cada capa.
9. El procedimiento de la reivindicación 8 que comprende al menos una etapa adicional de calentamiento del producto multicapas recubierto con las capas de recubrimiento a presión, en un molde que se corresponde con la forma deseada del producto a una temperatura superior a la temperatura de transición del vidrio del material termoplástico del sustrato.
10. El procedimiento de la reivindicación 8 que comprende la etapa de calentamiento del sustrato bajo presión antes de la aplicación de las capas de recubrimiento.
11. Producto multicapa pintado fabricado de un sustrato y, a cada lado, al menos una capa de recubrimiento, siendo el sustrato un producto termoplástico reforzado con fibra con las fibras distribuidas aleatoriamente y con una densidad inferior a 1,2 gramos por cm^{3}, preferiblemente inferior a 1,0 gramos por cm^{3} y siendo la capa o capas de recubrimiento un producto termoplástico reforzado con fibras largas o continuas, estando las fibras orientadas aproximadamente paralelas entre sí dentro de cada capa, provisto al menos en un lado con al menos una capa de pintura.
12. Producto multicapa pintado de la reivindicación 11 con una capa de imprimación entre la capa de recubrimiento exterior y la capa o capas de pintura.
13. Procedimiento de pintado de un producto multicapa fabricado de un sustrato y, a cada lado, al menos una capa de recubrimiento, siendo el sustrato un producto termoplástico reforzado con fibra de vidrio, con las fibras distribuidas aleatoriamente y con una densidad inferior a 1,2 gramos por cm^{3}, preferiblemente inferior a 1,0 gramos por cm^{3} y siendo la capa de recubrimiento una película de plástico termoplástico reforzada con fibras largas o continuas, estando las fibras orientadas aproximadamente paralelas entre sí, aplicando opcionalmente a la superficie a pintar una imprimación y dando opcionalmente a la superficie a pintar un tratamiento superficial seguido de la aplicación de una o más capas de pintura.
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