ES2273984T3 - Panel de aislamiento hecho de capas de rejillas no tejiodas y de refuerzo. - Google Patents
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Abstract
Complejo en forma general de placa utilizable para la constitución de estructuras, moldeadas o no, que deben presentar un carácter de refuerzo asociado con un aislamiento térmico y fónico, caracterizado porque se compone: ¿ de un alma (1) de carácter coherente constituido por una amalgama (2) de fibras de refuerzo y de fibras termoplásticas unidas al menos en parte, ¿ y por al menos un armazón de refuerzo (3) del tipo de rejilla aplicada sobre e íntimamente unida con una de las superficies mayores del alma, estando este armazón del tipo de rejilla constituido por al menos una primera capa (4) de hilos de refuerzo tensados (5), paralelos entre si, y una segunda capa (6) de hilos de refuerzo (7) paralelos entre si, que se extienden transversalmente respecto a los hilos de la primera capa cruzándose sin entrelazamiento, estando los indicados hilos unidos al menos localmente, por fusión de hilos de unión en materia termoplástica, siendo las fibras de refuerzo y los hilos de refuerzo de una materia seleccionada entre las siguientes: vidrio, carbono, aramida.
Description
Panel de aislamiento hecho de capas de rejillas
no tejidas y de refuerzo.
La presente invención se refiere al ámbito de
los productos utilizables para constituir estructuras termoformadas
o no y se refiere, más particularmente, a las de estas estructuras
que deben presentar un carácter de aislamiento térmico y/o fónico,
asociado con un carácter inicial de refuerzo.
En el ámbito general indicado anteriormente, es
conocido recurrir a elementos estructurales para la constitución de
paredes en el sentido general del término, es decir de elementos de
carácter plano o de forma que tengan por función, por ejemplo,
delimitar áreas de funcionalidad propia, volúmenes, o también,
constituir paneles móviles, tales como los que equipan las cajas,
armarios, como puertas, tablas, entrepaños, etc....
Desde hace ya un cierto tiempo, la técnica
anterior se ha preocupado en poder realizar tales elementos de
estructuras de forma que puedan ser obtenidos a un precio de coste
interesante, presentando características mecánicas que estén en
relación con la aplicación considerada.
Es así como se ha propuesto frecuentemente
realizar tales elementos de estructuras a partir de complejos de
hojas de materia plástica o de cartón, impregnados o no, asociados o
no con espesores de materias plásticas, generalmente en forma de
espuma.
Si en algunas aplicaciones de tales
proposiciones pueden considerarse como aceptables, por el contrario,
en numerosas otras, una tecnología de este tipo no resuelve el
doble problema de la ligereza unida a una resistencia mecánica
cierta.
Por otro lado, la preocupación legítima de poder
reducir el precio de coste de tales paneles o paredes,
particularmente para ciertas aplicaciones generalmente tampoco ha
sido logrado con la realización de tales técnicas.
Por consiguiente, se hace sentir la necesidad de
poder disponer de elementos estructurales que sean ligeros,
resistentes, susceptibles de ser producidos a un precio de coste
interesante y capaces, además, de asumir funciones de aislamiento
térmico y/o acústico, como es particularmente buscado en
aplicaciones específicas, tales como el ámbito del automóvil,
incluso el de la realización de bóvedas, cajas, cámaras u otros
lugares cerrados destinados para proteger fuentes de producción de
energía ruidosas, tales como las que recurren a motores térmicos
del tipo de explosión, ya sean de encendido controlado o no.
El objeto de la invención es también responder a
esta necesidad proponiendo un nuevo elemento de estructura que
presente, suplementariamente, la ventaja de ser termoformable y de
ser estable higrométricamente, de forma que, llegado el caso, pueda
ser utilizado como elemento de estructura propiamente dicho, pero
también como estructura de separación o de aligeramiento entre dos
placas, paneles o paramentos de revestimiento con los cuales puede
constituir una estructura definitiva estable, ligera y
resistente.
Otro objeto de la invención es también
proporcionar un elemento de estructura que sea termoestable en el
límite de las matrices termoplásticas.
Para lograr los objetivos indicados
anteriormente, el objeto de la invención se refiere a un complejo en
forma general de placa que se caracteriza porque se compone:
\bullet de un alma de carácter coherente
constituida por una amalgama de fibras de refuerzo y fibras
termoplásticas unidas al menos en parte,
\bullet y de al menos un armazón de refuerzo
del tipo de rejilla aplicado sobre e íntimamente unido a una de las
grandes caras del alma.
Otras diversas características se desprenderán
de la descripción dada a continuación haciendo referencia a los
dibujos adjuntos que muestran, a título de ejemplos no limitativos,
formas de realización del objeto de la invención.
La figura 1 es una perspectiva parcial de un
complejo conforme a la invención.
La figura 2 es una sección parcial tomada, a
mayor escala, sustancialmente según el plano II-II
de la figura 1.
La figura 3 es una sección, análoga a la figura
2, pero que ilustra una variante de realización.
Las figuras 4 y 5 son fracciones parciales,
análogas a las figuras 2 y 3, pero que ilustran otras dos variantes
de realización.
La figura 1 muestra que el complejo en forma de
placa, conforme a la invención, se caracteriza por una constitución
elemental sencilla en la que interviene un alma 1, de carácter
coherente, que está constituida por una amalgama 2 de fibras de
refuerzo y de fibras de materia termoplástica que están unidas entre
si, al menos en parte. Por fibras de refuerzo, se entienden las
materias siguientes: vidrio, aramida, carbono. Por fibras de materia
termoplástica, conviene retener una elección de fibras homogéneas
como materia prima o, también, una elección heterogénea en la
medida en que una compatibilidad de estabilidad en el tiempo pueda
resultar de su contacto íntimo y en la medida también en que, por
efecto de fusión o reblandecimiento, sea posible unirlas entre sí,
así como con las fibras de refuerzo. Entre las materias posibles,
conviene citar el polietileno, el polipropileno, el poliéster, la
poliamida, eventualmente en mezcla.
Las fibras de refuerzo y las fibras
termoplásticas presentan un carácter no continuo y tienen, de
preferencia, una longitud elemental inferior a 10 cm.
Estas fibras son ventajosamente producidas a
partir de materias de reciclado con el fin de reducir el coste.
La amalgama 2 está constituida a partir de
fibras termoplásticas en una proporción en peso comprendida entre
un 15 y un 60% con relación al peso total de fibras de
refuerzo-fibras termoplásticas.
Es ventajoso constituir la amalgama 2 a partir
de fibras de vidrio cuyo diámetro puede estar comprendido entre 11
\mum y 24 \mum, mientras que las fibras en materia termoplástica
son producidas para responder a un título comprendido entre 1,7 y
110 dtex.
La amalgama 2 es producida de forma que las
fibras de refuerzo y de materia termoplástica sean sometidas a una
subida de temperatura hasta un límite que sea natural para provocar
el reblandecimiento o la fusión de las fibras termoplásticas, tras
lo cual la amalgama experimenta, en caliente, una tensión de
compactación o de compresión, con el fin de establecer una unión
entre los puntos de aplastamiento y de contacto entre las fibras
termoplásticas y las fibras de refuerzo compactadas o comprimidas
relativamente.
De esta manera, la amalgama 2 presenta una
coherencia de comportamiento estructural análoga a una masa
unitaria, homogénea y puede ser manipulada, almacenada,
transformada cómodamente.
Aunque el modo de producción de la amalgama 2 no
forme parte propiamente hablando del objeto de la invención, puede
indicarse que una amalgama de este tipo puede producirse en forma
general de placa de forma continua o de forma intermitente, por
ejemplo en un molde que le confiera un tamaño convencional
adecuado.
El complejo en forma general de placa conforme a
la invención se caracteriza, por otro lado, por la existencia de al
menos un armazón de refuerzo designado en su conjunto por la
referencia 3 y que se aplica a una de las superficies mayores tal
como la superficie 2a del alma 1, estando íntimamente ligada con
esta superficie con el fin de constituir un conjunto unitario
exento de riesgos de disgregación en el plano de escisión artificial
entre la superficie 2a y el armazón 3.
Conforme a la invención, el armazón está formado
por una estructura de tipo de rejilla que está constituida por una
primera capa 4 de hilos de refuerzo 5 tensados que se extienden
paralelamente entre si con un intervalo constante, Por analogía y
convención, los hilos 5 pueden calificarse de hilos de urdimbre. El
armazón 3 comprende igualmente una segunda capa 6 de hilos de
refuerzo 7 que se extienden paralelamente entre si con un paso de
separación o un intervalo constante, igual o no al de los hilos 5.
Los hilos 7 pueden igualmente por convención calificarse de hilos
de trama y se extienden según el ejemplo de la figura 1 según una
dirección general, ortogonal o transversal a la dirección de los
hilos 5.
En el sentido de la invención, debe también
considerarse que una orientación relativa no ortogonal puede existir
entre las capas de los hilos 4 y 6.
Según otra disposición ventajosa, la capa 6 está
constituida por simple depósito de hilos 7 sobre los hilos 5 de
forma que se crucen sin entrelazamiento.
En el sentido de la invención, es indiferente
que el armazón de refuerzo sea aplicado y unido a la superficie 2a
colocando la capa 4 o eventualmente la capa 6 en relación con esta
superficie.
Los hilos de refuerzo, que constituyen las capas
4 y 6, están unidos entre si por cualquier medio apropiado,
particularmente por la existencia de hilos de unión que pueden
asociarse con hilos de refuerzo o desplazados de estos últimos.
Los hilos de refuerzo 5 y 7 pueden ser de una
sola hebra o de filamentos múltiples en forma de mechas y, en tal
caso, pueden ser del tipo comezclados que incorporan uno o más hilos
de unión realizados en una materia termoplástica seleccionada entre
las siguientes: polietileno, polipropileno,
polietilenotereftalato.
Los hilos de refuerzo 5 y 7 están hechos de una
materia apropiada seleccionada ventajosamente entre las siguientes:
vidrio, carbono, aramida, poliamida, poliéster de alta
tenacidad.
En el sentido de la invención, es indiferente
considerar la fabricación previa del armazón 3 según un
procedimiento que utiliza el establecimiento de hilos de refuerzo a
título de hilos de urdimbre tensados entre una sección de entrada y
una sección de salida y sobre los cuales se depositan, por ejemplo
por un carro de trama, los hilos de refuerzo constitutivos de la
capa de trama 6. En tal caso, la asociación de capas 4 y 6 que se
superponen está asegurada por el paso por una prensa calentadora o
una calandra igualmente calentadora con el fin de realizar una
subida de temperatura de los hilos de unión para establecer una
unión íntima a la derecha de los puntos de cruce entre los hilos 5
y 7.
También puede utilizarse una técnica diferente
que consiste en realizar por ejemplo en continuo, por una parte, la
amalgama 2 y, por otra parte, el armazón 3 depositando
sucesivamente, sobre esta amalgama, los hilos 5, luego los hilos 7,
antes de pasar el conjunto a un puesto de subida de temperatura y de
compresión relativa.
En un ejemplo de realización de este tipo, puede
entonces aprovecharse la presencia de hilos de materia termoplástica
constitutivos de la amalgama 2 para establecer una unión entre los
hilos de refuerzo 5 y 7 del armazón 3, por otra parte, y entre esta
última y la superficie 2a, por otra parte.
Para ilustrar el objeto de la invención en la
realización del armazón 3, diferentes ejemplos se dan a
continuación.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
1
\bullet Naturaleza de los hilos de refuerzo
\dotlvidrio
\bullet Naturaleza de los hilos de unión
\dotlvidrio enlucido co-PA
\bullet Abertura de las mallas (espacio de los
hilos)
\dotl4 mm x 4 mm
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
2
\bullet Naturaleza de los hilos de refuerzo
\dotlvidrio
\bullet Naturaleza de los hilos de unión
\dotlvidrio enlucido co-PA
\bullet Abertura de las mallas
\dotl10 mm x 8 mm
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
4
\bullet Naturaleza de los hilos de refuerzo
\dotlvidrio
\bullet Naturaleza de los hilos de unión
\dotlvidrio/PP comezclado
\bullet Abertura de las mallas
\dotl10 mm x 10 mm
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
5
\bullet Naturaleza de los hilos de refuerzo
\dotlvidrio/aramida/carbono
\bullet Naturaleza de los hilos de unión
\dotlvidrio/polipropileno comezclados
\bullet Abertura de las malla
\dotl5 mm x 8 mm
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
6
\bullet Naturaleza de los hilos de refuerzo
\dotlaramida
\bullet Naturaleza de los hilos de unión
\dotlvidrio enlucido PA
\bullet Abertura de las mallas
\dotl10 mm x 20 mm
El complejo en forma de placa realizado como
acaba de indicarse presenta la ventaja de poder ser obtenido a un
precio de coste tanto más interesante cuando una proporción
importante de fibras de vidrio en la amalgama 2 y/o en el armazón 3
procede de vidrio de reciclado.
El complejo presenta una naturaleza coherente en
este sentido que se beneficia de un sostenimiento propio en las
tres dimensiones, en razón de las uniones establecidas por fusión
entre los hilos termoplásticos entre si y con los hilos de refuerzo
en el seno de la amalgama, entre los hilos de las capas 4 y 6 del
armazón 3 y entre la amalgama 2 y el armazón 3. Un complejo de este
tipo presenta, además, características mecánicas notables que son
conferidas por los hilos de refuerzo.
Un complejo de este tipo es, por otro lado,
estable higrométricamente, habida cuenta de sus elementos
constitutivos, lo cual permite considerar su utilización en un gran
número de aplicaciones, asegurándose que el elemento de estructura
construido en su totalidad o parte a partir del complejo ofrecerá un
estado estable con el tiempo para variaciones normales de
temperatura, consideradas con referencia al ambiente, y sean cuales
fuere las variaciones de grado higrométrico del medio ambiente y
mantendrá consecuentemente en el tiempo sus propiedades
mecánicas.
El complejo así obtenido se caracteriza
igualmente por una ventaja suplementaria que es la de la capacidad
de proporcionar un aislamiento térmico y acústico principalmente
debido a la constitución fibrosa de la amalgama 2 y a su grado de
compactado.
Otra ventaja, que debe ser tenida en cuenta en
la realización del complejo, es la de la
termo-formabilidad de la placa obtenida, dado que
basta con montar con temperatura el complejo para reblandecer las
fibras de materia termoplástica y hacer posible una conformación
por cualquier medio apropiado. Esta facultad de deformación
proviene de la constitución de la amalgama, pero también de la
estructura del armazón 3 cuyos hilos de refuerzo 5 y 7 no
entrelazados presentan, después de la subida en temperatura, una
facultad de deslizamiento relativo favorable para una conformación,
particularmente por moldeo.
Una ventaja suplementaria es la de la buena
resistencia mecánica ofrecida intrínsecamente por el alma 1, en
razón de su estructura, pero también por la presencia del armazón 3
que permite disponer, para la amalgama 2, de una superficie
reforzada tensada.
Debe considerarse, en el sentido de la
invención, que el complejo podría ser realizado de forma que las dos
grandes superficies del alma 1 estén asociadas con dos armazones,
tales como 3. Esta posibilidad se ilustra por la figura 2 que
evidencia la existencia del armazón 3 y la presencia de un armazón
3_{1} eventual en la superficie opuesta 2b de la amalgama 2.
No se excluye tampoco la incorporación de un
alma 3 en el espesor de la amalgama 2 según las aplicaciones
consideradas para constituir un alma 1 reforzada de núcleo.
La figura 2 pone también en evidencia que la
realización del complejo puede necesitar la presencia del armazón
3, de tal forma que sea justo colocada en aplicación sobre la
superficie 2a, mientras que la figura 3 refleja claramente que el
modo de fabricación puede realizarse, después de la aplicación del
armazón 3 sobre la superficie 2a, una compresión relativa, de forma
que el armazón 3 en su totalidad sea impreso por la superficie
2a.
La característica de constitución del alma 1,
por al menos una amalgama 2 constituida por fibras unidas pero no
totalmente compactadas, permite considerar realizar el complejo para
darles formas específicas, tales como moldes negativos 10,
ilustrados por la figura 4. Una conformación local de este tipo
puede ser obtenida inicialmente, bien sea durante la constitución o
fabricación del complejo, o eventualmente por recuperación ulterior
a partir de un complejo que presenta un espesor constante.
La figura 5 muestra una misma variante en la
cual la conformación, aplicada al complejo, afecta a todo el
espesor, con el fin de delimitar, a partir de una de las
superficies, tal como 2b, un molde negativo 10 y, simultáneamente,
a partir de la superficie 2a, un molde conjugado positivo 11.
Esta facultad de conformación permite utilizar
el complejo a título de estructura de separación entre, por
ejemplo, dos paramentos 12 y 13 ilustrados con líneas de trazo mixto
y que pueden ser de cualquier naturaleza apropiada.
En función del grado de compactado de la
amalgama 2, se hace posible producir un complejo solo o estructuras
de separación que ofrecen características de
resistencia-aislamiento fónico que pueden adaptarse
a cada aplicación específica.
El complejo según la invención se presta bien
igualmente para la aplicación de revestimiento decorativo, por
ejemplo en forma de soporte en hoja deformable aplicada y pegada o
unida de otro modo en relación con la superficie 2a ó 2b, que
ofrecen un apoyo de planeidad destacable.
Entre las numerosas aplicaciones posibles,
conviene citar la utilización ventajosa del complejo para la
realización de pieles de estructuras con alma alveolada, tales como
los nidos de abeja de cartón o materia plástica, incluso de madera,
o también, con alma a base de espuma de materia termoplástica.
La invención no está limitada a los ejemplos
descritos y representados pues diversas modificaciones pueden
aportarse a la misma sin apartarse de su marco.
Claims (15)
1. Complejo en forma general de placa utilizable
para la constitución de estructuras, moldeadas o no, que deben
presentar un carácter de refuerzo asociado con un aislamiento
térmico y fónico, caracterizado porque se compone:
\bullet de un alma (1) de carácter coherente
constituido por una amalgama (2) de fibras de refuerzo y de fibras
termoplásticas unidas al menos en parte,
\bullet y por al menos un armazón de refuerzo
(3) del tipo de rejilla aplicada sobre e íntimamente unida con una
de las superficies mayores del alma, estando este armazón del tipo
de rejilla constituido por al menos una primera capa (4) de hilos
de refuerzo tensados (5), paralelos entre si, y una segunda capa (6)
de hilos de refuerzo (7) paralelos entre si, que se extienden
transversalmente respecto a los hilos de la primera capa cruzándose
sin entrelazamiento, estando los indicados hilos unidos al menos
localmente, por fusión de hilos de unión en materia
termoplástica,
siendo las fibras de refuerzo y los hilos de
refuerzo de una materia seleccionada entre las siguientes: vidrio,
carbono, aramida.
2. Complejo según la reivindicación 1,
caracterizado porque los hilos de aleación pertenecen a la
amalgama.
3. Complejo según la reivindicación 1,
caracterizado porque, al menos en parte, los hilos de unión
están asociados con los hilos de refuerzo.
4. Complejo según una de las reivindicaciones 1
a 3, caracterizado porque los hilos de unión son de una
materia termoplástica seleccionada entre los siguientes:
polipropileno, polietileno, poliamida, poliéster.
5. Complejo según una de las reivindicaciones 1
a 4, caracterizado porque los hilos de refuerzo de la rejilla
están constituidos a base de vidrio de reciclado.
6. Complejo según una de las reivindicaciones 1
a 5, caracterizado porque la amalgama está constituida por
fibras que presenta una longitud elemental inferior a 10 cm.
7. Complejo según una de las reivindicaciones 1
a 6, caracterizado porque la amalgama está constituida por
fibras que han sido sometidas a compresión.
8. Complejo según una de las reivindicaciones 1
a 7, caracterizado porque la amalgama presenta un espesor
constante.
9. Complejo según una de las reivindicaciones 1
a 8, caracterizado porque la amalgama presenta conformaciones
locales.
10. Complejo según una de las reivindicaciones 1
a 9, caracterizado porque la amalgama está compuesta por
fibras termoplásticas, a razón de 15 a 60% en peso del peso total de
fibras plásticas-fibras de refuerzo.
11. Complejo según una de las reivindicaciones 1
a 10, caracterizado porque la amalgama está compuesta, en
parte, por fibras de refuerzo y fibras termoplásticas a base de
materia de recuperación.
12. Complejo según una de las reivindicaciones 1
a 11, caracterizado porque la amalgama está asociada con un
armazón de refuerzo del tipo de rejilla, interna, dispuesta en su
espesor.
13. Complejo según una de las reivindicaciones 1
a 12, caracterizado porque el alma está asociada, sobre una
de las grandes superficies al menos, con un revestimiento decorativo
de carácter deformable o no.
14. Complejo según una de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque el alma constituye una
estructura de separación.
15. Complejo según la reivindicación 14,
caracterizado porque el alma está asociada con al menos un
paramento.
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