PT797697E - Material de reforco autocolante para mantas de fibras texteis - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO "MATERIAL DE REFORÇO AUTOCOLANTE PARA MANTAS DE FIBRAS TÊXTEIS" A presente invenção refere-se a um material de reforço em tiras ou fibras com caracteristicas aderentes para mantas de fibras têxteis, a um processo para a sua preparação, à utilização do material de reforço para a preparação de mantas de fibras têxteis, às mantas de fibras têxteis fabricadas desta forma, bem como à utilização destas mantas de fibras têxteis na indústria automóvel.

As mantas de fibras têxteis são um material de construção frequentemente utilizado na indústria automóvel, com um largo espectro de utilização. Por exemplo, desde há bastante tempo que se utilizam mantas têxteis ligadas por resina fenólica, entre outras razões devido às suas boas caracteristicas de isolamento sonoro, como matéria prima para peças de suporte e revestidas (pura ou como material composto) na indústria automóvel, na construção de veículos ligeiros e pesados. Enquanto material plano económico, este produto destina-se em primeiro lugar e exclusivamente a estofos. Recentemente este material tem sido preparado numa série de variantes e tem uma utilização multifacetada. São especialmente preferidas peças moldadas. A manta têxtil ligada com resina fenólica encontra-se disponível no comércio com densidades brutas entre 50 e 1000 kg/cm3 com espessuras entre 5 e 30 mm. É descrita como um chamado material composto, constituído por três fases (algodão, resina fenólica endurecida e ar) , um material de construção cujo perfil de caracteristicas pode ser amplamente modificado. O algodão possui a forma de fibra, a resina fenólica encontra--se em forma de pontos, ou mesmo reticulada como um tipo de matriz. 1

Por meio de uma escolha especial do material da manta pode-se controlar especialmente a acústica e a resistência do material ligado. Os materiais especialmente preferidos para a preparação do material da manta são materiais fibrosos reforçados com fibras de vidro ou com rede de vidro, em especial mantas têxteis que contêm aglomerante, de preferência aquelas que são constituídas por um tecido de mistura de algodão. Estas mantas atingem a solidez desejada por meio de prensagem a uma temperatura elevada.

As características especiais e a resistência destes grupos de produtos mencionados por último explicam-se por meio da estrutura química e morfológica do algodão, bem como através do carácter duroplástico da resina fenólica endurecida, que é normalmente utilizada como aglutinante das mantas de tecido de mistura de algodão. Outras grandezas que têm influência são a plasticidade, a capacidade de ser passado a ferro do algodão, a frequência do ponto de ligação estatístico e também o efeito de laminado e/ou o efeito de revestimento das moléculas de aglutinante aderentes ao longo das fibras e, assim, também condensadas. 0 algodão resiste ao processo de acabamento praticamente sem alteração das suas características fisico-químicas. Confere ao produto uma qualidade especial tal como capacidade de absorção sonora, bons valores de resistência mecânica, resiliência e resistência ao estilhaçamento a frio.

Os aglutinantes especialmente preferidos para os materiais das mantas são seleccionados de entre resinas de fenol— formaldeído, resinas epóxidas, resinas de poliéster, resinas de poliamida, resinas de polipropileno e copolímeros de poli-etileno e/ou de acetato de etilvinilo. As resinas fenólicas possuem, depois do endurecimento, as características duro-plásticas típicas que são transmitidas ao produto pronto. A manta têxtil é fabricada a partir de rebentos de algodão e resina fenólica em pó, normalmente por meio da via seca. 0 2

endurecimento é realizado num canal quente ou, passando pelo produto semi-acabado como fase intermédia, na prensa. Para as peças que se destinam a ser utilizadas no habitáculo de um veiculo emprega-se têxtil seleccionado.

Na WO 93/23596 AI são descritas mantas de ligas têxteis em que se transforma numa estrutura de manta 40 a 60 % em peso de uma primeira fibra termoplástica e de uma segunda fibra termoplástica com um ponto de fusão inferior e são intensamente misturadas com as fibras. Em segunda aquece-se a estrutura de manta a uma temperatura acima do ponto de fusão da segunda fibra mas inferior à da primeira fibra, de forma a liquefazer a segunda fibra com formação de uma resina termoplástica. A estrutura de manta de fibras têxteis é seguidamente prensada de forma a deixar que a resina aglutinante escorra para os espaços ocos, pressionando o ar e envolvendo a primeira fibra. Depois do arrefecimento a estrutura tem um conteúdo de ar reduzido e não encolhe com a deformação causada pela água. Neste caso é necessário incorporar na manta de fibras têxteis dois tipos diferentes de fibras, o que na prática conduz a uma distribuição não homogénea das fibras.

Para a aplicação de agentes de reforço e aglutinantes recomenda-se também, no actual estado da técnica, a utilização de aglutinantes termoplásticos em pó a par dos agentes de reforço, em especial fibras. Porém, esta aplicação de aglutinante em pó tem uma desvantagem extraordinariamente grande na preparação de mantas de fibras têxteis, uma vez que neste caso a prensagem é frequentemente realizada com ar comprimido, com o qual pelo menos uma parte da resina aglutinante é soprada para fora da prensa.

Para ligar a resina aglutinante às fibras de reforço foram propostas, no actual estado da técnica, a denominadas fibras compostas, nas quais o núcleo da fibra e a camada exterior possuem pontos de fusão deferentes. Assim, é possível o fabrico de fibras compostas com um núcleo resistente a altas 3

temperaturas que é envolvido por uma resina aglutinante de baixo ponto de fusão, em especial termoplástica. Quando estas fibras são adicionadas à manta de fibras têxteis, a manta de fibras têxteis é prensada a uma determinada temperatura acima do ponto de fusão do material da fibra com baixo ponto de fusão, porém abaixo do ponto de fusão do núcleo da fibra de reforço, e então consegue-se obter uma união com a manta de fibras têxteis extraordinariamente resistente. A preparação deste tipo de fibras compostas é, porém, extraordinariamente dispendiosa. Este género de fibras de dois componentes são descritas, por exemplo em Chemiefaser/Textilindustrie, Ano 37°/89°, Agosto de 1987. A US-A-4,766,029 refere-se a um material de isolamento doméstico constituído por um laminado de manta em três camadas semipermeável, em que as duas camadas exteriores incluem poli-propileno ligado por fiação, com um elevado índice de fusão. A camada interior é constituída por uma camada de dois componentes pulverizada com verniz de polietileno e poli- propileno. 0 laminado é calandrado de forma a fundir o polietileno para os espaços vazios das duas camadas exteriores, ligando simultaneamente as duas camadas entre si. A EP 0 584 445 AI descreve uma peça de equipamento interno para veículos, em especial uma peça de suporte do revestimento interior do tecto, numa única camada ou em três camadas, que da(s) camada(s) dispostas por acção do calor é constituída por 25 a 100 % em peso de fibras de tereftalato polibutileno e, no máximo, por 75 % em peso de fibras de poliéster de difícil fusão. A WO 93/23596 descreve um processo para a preparação de mantas laminadas, em que se unem duas mantas com fibras com diferentes propriedades de fusão e subsequente fusão da fibra de ponto de fusão mais baixo para preparar um material de liga com um mínimo de espaços ocos. 4

A ΕΡ Ο 210 200 Α2 descreve um material para manta que é preparado por meio de mistura de fibras filamentosas com alto ponto de fusão com fibras filamentosas de baixo ponto de fusão.

Em conformidade, o objectivo da presente invenção consiste na apresentação de um material de reforço económico, autocolante, em pequenas bandas ou fibroso, com propriedades aglutinantes para mantas de fibras têxteis. Um material de reforço adequado deveria ser adequado para utilização em mantas de fibras têxteis, em especial em mantas de fibras têxteis que são empregues na indústria automóvel em múltiplas formas.

Uma primeira forma de concretização da presente invenção consiste, por conseguinte, num material de reforço autocolante, em bandas ou fibroso com propriedades aglutinantes para mantas de fibras têxteis constituído por laminados de pelo menos duas ou mais camadas coextrudidas, constituídas por pelo menos um material sintético (A) resistente a elevadas temperaturas e pelo menos um material sintético (B) de baixo ponto de fusão. O material de reforço autocolante de acordo com a presente invenção é assim caracterizado por uma estrutura de união de pelo menos duas camadas, constituída por pelo menos dois materiais sintéticos (A) e (B) diferentes do ponto de vista químico e físico. A diferença essencial entre o material sintético (A) e o material sintético (B) reside nas características térmicas. Enquanto que o material sintético (A) é seleccionado de entre materiais resistentes a elevadas temperaturas e confere, portanto, à manta de fibras têxteis um efeito de reforço, o material sintético (B) de baixo ponto de fusão é adequado, devido ás suas propriedades aglutinantes, para atingir uma boa união entre as fibras têxteis, as fibras de reforço e estas a partir do material sintético (A) resistente a elevadas temperaturas.

Numa forma de concretização preferida da presente invenção, o material sintético (A) resistente a elevadas 5

&L temperaturas é seleccionado de entre tereftalato polietileno, tereftalato de polibutileno, poliamidas e poliolefinas de elevado grau de reticulação, tal como polietileno e/ou poli-propileno. 0 ponto de fusão deve situar-se de preferência acima dos 100 °C, em especial acima dos 150 °C. As temperaturas acima dos 300 °C são especialmente preferidas.

Os materiais sintéticos (B) de baixo ponto de fusão apresentam de preferência caracteristicas termoplásticas. Os materiais termoplásticos podem, tal como é sabido, quando se encontram estado amolecido, ser extrudidos, injectados ou, por meio de outros processos de moldagem, ser transformados em peças moldadas através de prensagem. De acordo com a presente invenção a selecção dos materiais sintéticos termoplásticos é determinada em especial pelo fim a que se destinam as mantas de fibras têxteis. Com isto, põe-se também essencialmente de parte posteriores efeitos negativos da temperatura nas mantas de fibras têxteis. Os materiais sintéticos (B) termoplásticos especialmente preferidos são seleccionados de entre polietileno de alta pressão, polietileno de baixa pressão, polipropileno, poliestireno, metacrilatos de polietileno, acetato de etileno--vinilo estireno-acrilonitrilo de baixo ponto de fusão, seus copolimeros, bem como copolímeros de poliamida e poliéster. São especialmente preferidos devido ao seu baixo custo os plásticos de produção em massa. O ponto de fusão deve situar—se de preferência entre 70 e 100 °C, em especial entre 70 e 80 °C.

Ao contrário das fibras compostas conhecidas no actual estado da técnica, nas quais se distinguem as caracteristicas microscópicas e macroscópicas do núcleo e do revestimento exterior, no caso dos materiais de reforço de acordo com a presente invenção encontram-se longitudinalmente diferentes propriedades térmicas.

Os materiais de reforço de acordo com a presente invenção deverão ser empregues em mantas de fibras têxteis conhecidas em si. Consequentemente é necessário ajustar o comportamento de 6

fusão, bem como o comportamento de moldagem a quente dos materiais sintéticos (A) e (B) a estes materiais.

As caracteristicas térmicas dos diferentes materiais dos materiais de reforço de acordo com a presente invenção podem ser especialmente bem definidas por meio dos pontos de fusão dos materiais sintéticos. Do ponto de vista da presente invenção é especialmente preferido que o ponto de fusão do material sintético resistente a elevadas temperaturas (A) seja no mínimo superior em 50 °C, em especial em 100 °C ao ponto de fusão dos materiais sintéticos (B) de baixo.ponto de fusão.

Para se atingir uma característica de reforço pronunciada é especialmente preferido, do ponto de vista da presente invenção, estabelecer um determinado diâmetro e um determinado comprimento dos materiais de reforço autocolantes. As larguras e alturas especialmente preferidas no sentido da presente invenção são d 20 a 500 pm, em especial de 50 a 100 pm. Dentro dos limites mencionados atingem-se propriedades de reforço especialmente boas. Do mesmo modo é preferido estabelecer o comprimento dos materiais de reforço autocolantes entre 2 e 50 mm, em especial entre 5 e 20 mm. 0 conceito fundamental da presente invenção parte de uma montagem em pelo menos duas camadas de dois materiais sintéticos (A) e (B) coextrudidos, que especialmente se unem entre si sem um adesivo adicional. Porém, do mesmo modo, é preferido de acordo com a presente invenção aumentar o número de camadas. Assim, sem mais, é possível a justaposição de três, quatro, cinco ou seis camadas de cada um dos materiais (A) e (B). No sentido da presente invenção é especialmente preferido uma justaposição de um total de três camadas, em que se alternam os materiais sintéticos (A) e (B) da seguinte maneira:

Uma camada do material sintético (B) resistente a elevadas temperaturas é coberta do lado de cima por uma camada do material sintético (A) de baixo ponto de fusão e do lado de 7

baixo por uma camada do material sintético resistente a elevadas temperaturas (B) . Do mesmo modo é também possível dispor as camadas de forma inversa, cobrindo uma camada do material sintético (A) de baixo ponto de fusão com duas camadas do material sintético (B) resistente a elevadas temperaturas. Desta forma o agente de reforço deve ser submetido a uma temperatura que possibilite o fluir do material sintético (A) de baixo ponto de fusão da estrutura em sanduíche.

Uma forma de concretização adicional da presente invenção consiste no processo para a preparação dos materiais de reforço inicialmente definidos. Estes podem ser obtidos por meio de co-extrusão de pelo menos duas camadas de um material resistente a elevadas temperaturas (A) e de um material de baixo ponto de fusão (B) à ou acima das temperaturas de transição vítrea dos materiais sintéticos (A) e (B) e subsequente corte ou desfiar à medida desejada por meio de ferramentas de corte, prensagem ou de percussão.

No processo de acordo com a presente invenção a coextrusão dos diferentes materiais sintéticos (A) e (B) reveste-se de especial significado. Enquanto que a extrusão de materiais sintéticos de baixo ponto de fusão (B) se realiza, em regra, sem problemas, a extrusão de materiais sintéticos (A) resistentes a elevadas temperaturas na prática está frequentemente associada a problemas porque os materiais, a elevada temperatura sofrem reticulação ou mesmo decompõem-se. Em conformidade é necessário que as condições de extrusão sejam adequadas às condições necessários, em especial aos materiais sintéticos (A) resistentes a elevadas temperaturas.

Após a preparação de um laminado plano a partir dos materiais sintéticos (A) e (B), por meio de coextrusão, prepara-se numa fase de processamento seguinte, um material de reforço autocolante, em bandas ou fibroso. As medidas acima definidas desejadas podem ser alcançadas por meio de corte, prensagem ou percussão. 8

Uma outra forma de concretização da presente invenção consiste, assim, na utilização dos materiais de reforço autocolantes, em bandas ou fibrosos inicialmente definidos, na preparação de mantas de fibras têxteis, em especial materiais de fibra reforçados com fibra de vidro ou reforçados com rede de vidro e mantas de algodão. Desta forma é possível uma substituição parcial ou total dos aglutinantes de resina fenólica utilizados normalmente.

As mantas de fibras têxteis de acordo com a presente invenção são superiores em virtude das características específicas, tais como elevada rigidez de uma manta prensada, às placas sintéticas de materiais sintéticos conhecidos, bem como a polipropilenos reforçados com fibra de vidro ou a materiais semelhantes com pesos idênticos. Além disso, as propriedades acústicas, resultado da porosidade e da justaposição do material, tornam os materiais especialmente adequados para a indústria automóvel.

As mantas de fibra têxtil no sentido da presente invenção contêm de preferência fibras naturais, em especial algodão, linho, juta, pano de linho, mas também fibras sintéticas como tereftalato de polibutileno, tereftalato de polietileno, nylon 6, nylon 66, nylon 12, viscose ou rayon como fibras têxteis, eventualmente em conjunto com aglutinantes habituais. 0 tipo e quantidade dos materiais de reforço autocolantes, em bandas ou fibrosos, a utilizar é determinado essencialmente pelo fim a que se destina a manta de fibras têxteis. Desta forma, emprega-se em geral 5 a 50 % em peso, em especial 20 a 40 % em peso do material de reforço autocolante, em bandas ou fibroso, relativamente à manta de fibras têxteis. Para o caso de ser ainda necessário a utilização de outros aglutinantes habituais na manta de fibras têxteis, é porém possível reduzir a quantidade do material de reforço autocolante, em bandas ou fibroso de forma correspondente. 9

Uma outra forma de concretização da presente invenção refere-se ao processo para a preparação das mantas de fibras têxteis acima definidas. Por meio deste, os materiais de fibras têxteis são combinados com os materiais de reforço autocolantes, em bandas ou fibrosos, de forma adequada e são obtidos por meio de prensagem a uma temperatura acima do ponto de fusão do material sintético de baixo ponto de fusão (B) , porém abaixo do ponto de decomposição do material sintético (A) resistente a elevadas temperaturas. É especialmente preferida, no sentido da presente invenção, uma temperatura entre 120 e 250 °C, em especial entre 180 e 250 °C, dado que, até agora as mantas de fibras têxteis utilizadas pelo actual estado da técnica são também prensadas a uma temperatura desta ordem. A estas temperaturas, determinados materiais sofrem reticulação, de forma que se cria uma união especialmente sólida.

Os materiais de liga de acordo com a presente invenção podem ser utilizados na indústria automóvel tal como são obtidos. Para além disso, no entanto, prefere-se também, no sentido da presente invenção, aplicar-lhes camadas de decoração, por exemplo carpetes de revestimento do chão.

Uma outra forma de concretização da presente invenção consiste na utilização especial das substâncias de liga acima definidas na indústria automóvel. São especialmente preferidas as substâncias de liga de acordo com a presente invenção para o isolamento acústico nas áreas da capota do motor, das paredes laterais (de ambos os lados), do túnel, das portas, do tejadilho, do espaço para pés e do canal de arejamento, bem como para base eventualmente auto-suportada para revestimentos internos, em especial para cobertas da armadura, revestimento do túnel, revestimentos das portas, revestimentos dos encostos e revestimentos do espaço para o pneu sobresselente, bem como para peças com funções duplas, em especial como o revestimento 10 interior do tecto, caixa de luvas, peças de enchimento, tapete do porta-bagagens e revestimento da caixa da roda.

Lisboa, 9 de Março de 2000

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Claims (15)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Material de reforço em bandas ou fibroso, autocolante a uma temperatura entre 120 e 250 °C, com propriedades aglutinantes para mantas de fibras têxteis, constituído por laminados de pelo menos duas ou mais camadas extrudidas de pelo menos um material sintético (A) resistente a elevadas temperaturas e pelo menos um material sintético (B) de baixo ponto de fusão.
2. 2. Material de reforço de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o material sintético (A) resistente a elevadas temperaturas ser seleccionado de entre tereftalatos de polietileno, tereftalatos de polibutileno, poliamidas e poliolefinas de elevado grau de reticulação como polietileno e/ou polipropileno.
3. 3. Material de reforço de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o material sintético (B) de baixo ponto de fusão possuir propriedades termoplásticas e, em especial, por ser seleccionado de entre polietileno de elevada pressão, polietileno de baixa pressão, polipropileno, poliestireno, metacrilatos de polimetilo, acetatos de etileno-vinilo, estireno-acrilnitrilo, seus copolímeros, bem como copolímeros de poliamidas e de poliésteres.
4. 4. Material de reforço de acordo com uma ou várias das reivindicações 1 a 3, caracterizado por o ponto de fusão do material sintético (A) resistente a elevadas temperaturas ser superior em 50 °C, especialmente em 100 °C, ao ponto de fusão do material sintético (B) de baixo ponto de fusão.
5. 5. Material de reforço de acordo com uma ou várias das reivindicações 1 a 4 com uma largura e uma altura entre 20 e 500 μπι, em especial 50 a 100 μηα. 1
6. 6. Material de reforço de acordo com uma ou várias das reivindicações 1 a 5 com um comprimento de 2 a 50 mm.
7. 7. Material de reforço de acordo com uma ou várias das reivindicações 1 a 6, constituído por uma sequência tripla de camadas (A)-(B)-(A) ou (B) — (A) — (B).
8. 8. Processo para a preparação de um material de reforço em bandas ou fibroso, autocolante a uma temperatura entre 120 e 250 °C, de acordo com uma ou várias das reivindicações 1 a 7, por meio de coextrusão de pelo menos duas ou mais camadas de pelo menos um material sintético (A) resistente a elevadas temperaturas e pelo menos um material sintético (B) de baixo ponto de fusão e subsequente corte ou desfia-mento da medida desejada por meio de ferramentas de corte, prensagem ou percussão.
9. 9. Utilização dos materiais de reforço de acordo com uma ou várias das reivindicações 1 a 7 para a preparação de mantas de fibras têxteis, em especial materiais fibrosos e mantas de algodão reforçados com fibra de vidro ou com rede de vidro.
10. 10. Manta de fibras têxteis contendo um material de reforço tal como definido em uma ou várias das reivindicações 1 a 7.
11. 11. Manta de fibras têxteis de acordo com a reivindicação 10, contendo fibras naturais, em especial algodão, linho, juta, linho tecido e/ou fibras sintéticas tais como tereftalato de polibutileno, tereftalato de polietileno, nylon 6, nylon 66, nylon 12, viscose e rayon como fibras têxteis, eventualmente em conjunto com aglutinantes habituais.
12. 12. Manta de fibras têxteis de acordo com a reivindicação 11, contendo 5 a 50 % em peso, em especial 20 a 40 % em peso de material de reforço relativamente à manta de fibras têxteis. 2
13. 13. Processo para a preparação de mantas de fibras têxteis tal como definido em uma ou várias das reivindicações 10 a 12, por meio de prensagem de um material de fibras têxteis com um material de reforço em bandas ou fibroso, autocolante a uma temperatura entre 120 e 250 °C, tal como é definido em uma ou várias das reivindicações 1 a 8, a uma temperatura acima do ponto de fusão do material sintético (B) de baixo ponto de fusão, porém abaixo do ponto de decomposição do material sintético (A) resistente a elevadas temperaturas.
14. 14. Processo de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por se prensar entre 120 e 250 °C, em especial entre 180 “C e 250 °C.
15. 15. Utilização de uma manta de fibras têxteis tal como é definida em uma ou várias das reivindicações 10 a 13, para a preparação de peças moldadas na indústria automóvel, em especial para o isolamento acústico nas áreas da capota do motor, das paredes laterais (de ambos os lados), do túnel, das portas, do tejadilho, do espaço para os pés, das bombas, das colunas A a D e do canal de arejamento, bem como para base eventualmente auto-suportada para revestimentos internos, em especial coberturas da armadura, revestimento do túnel, revestimentos das portas, revestimentos dos encostos, revestimentos das colunas A a D e revestimentos do espaço para o pneu sobresselente, bem como para peças com funções duplas, em especial como o revestimento interior do tecto, caixa de luvas, peças de enchimento, tapete do porta-bagagens e revestimento da caixa da roda. Lisboa, 9 de Março de 2000 ajdente oficial da propriedade industrial