PATENTES Y MARCAS ESPA ˜NA k 51Int. Cl.5:
B32B 5/28
B29C 67/12
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TRADUCCION DE PATENTE EUROPEA
T3
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86 N´umero de solicitud europea: 88116557.5
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86 Fecha de presentaci´on : 06.10.88
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87 N´umero de publicaci´on de la solicitud: 0 312 842
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87 Fecha de publicaci´on de la solicitud: 26.04.89
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54 T´ıtulo: Masa de moldeo rellena.
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30 Prioridad: 13.10.87 DE 37 34 574 k
73 Titular/es: Basf Aktiengesellschaft
Carl-Bosch-Strasse 38 W-6700 Ludwigshafen, DE
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45 Fecha de la publicaci´on de la menci´on BOPI:
01.11.93
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72 Inventor/es: Gehrig, Heinz
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45 Fecha de la publicaci´on del folleto de patente:
01.11.93
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74 Agente: G´omez-Acebo Pombo, J. Miguel
Aviso:
En el plazo de nueve meses a contar desde la fecha de publicaci´on en el Bolet´ın europeo de patentes, de la menci´on de concesi´on de la patente europea, cualquier persona podr´a oponerse ante la Oficina Europea de Patentes a la patente concedida. La oposici´on deber´a formularse por escrito y estar motivada; s´olo se considerar´a como formulada una vez que se haya realizado el pago de la tasa de oposici´on (art◦ 99.1 del Convenio sobre concesi´on de Patentes Europeas).DESCRIPCION
La invenci´on se refiere a una masa de moldeo, que contiene una resina sint´etica endurecible, car-gas as´ı como fibras de refuerzo.
En la elaboraci´on de productos semiacabados deformables de resinas sint´eticas endurecibles, as´ı llamados sheet molding compounds (masas-SMC) o bulk molding compounds (masas-BMC), se im-pregnan fibras de refuerzo en forma de rollos o cintas o bien en forma de, dado el caso, rovings cortados en dispositivos de impregnaci´on, que tra-bajan continua- o discontinuamente, con una ma-triz de resina sint´etica y cargas.
A menudo se desean en la impregnaci´on de materiales de refuerzo elevados contenidos de carga, para, por ejemplo, mejorar la calidad su-perficial o la estabilidad de la forma de piezas acabadas. Con un contenido creciente de carga se empeora, sin embargo, la adherencia entra las fibras y la matriz; adem´as se aumenta el efecto de entalladura de los granos de la carga, lo que conduce igualmente a un descenso de la solidez y de la tenacidad de los cuerpos moldeados endure-cidos.
La invenci´on ten´ıa por consiguiente por ob-jeto, poner a disposici´on masas de moldeo relle-nas de resirelle-nas sint´eticas endurecibles y reforzadas por fibras, que muestran tambi´en con un elevado contenido de carga una buena adherencia entre la matriz de materia sint´etica y las fibras de re-fuerzo as´ı como un elevado nivel de propiedades mec´anicas.
Esta tarea se resuelve seg´un la invenci´on por el hecho, que se aplica la resina sint´etica en dos capas sobre las fibras de refuerzo:
A. en una capa interior se impregna.n las fi-bras con un componente de resina sint´etica A, que contiene hasta un 10 % en peso de cargas, y
B. en una capa exterior las fibras impregna-das A est´an recubiertas o bien envueltas con otro componente de resina sint´etica B, que contiene al menos un 20 % en peso de car-gas.
Preferentemente ascienden el porcentaje del componente A a 10 hasta 90 % en volumen y el porcentaje del componente exterior B a 90 a 10 % en volumen, respectivamente referido a la suma de resina sint´etica, cargas y, dado el caso, aditi-vos.
A los componentes individuales tiene que de-cirse lo siguiente:
1. Como resinas sint´eticas endurecibles entran en consideraci´on las resinas reactivas cono-cidas. Se prefieren resinas de poli´ester insa-turadas, que existen generalmente como so-luciones de 80 a 40 % en peso de poli´esteres insaturados en 20 a 60 % en peso de un mo-nomero copolimerizable. Los poli´esteres son productos de condensaci´on de ´acidos car-box´ılicos polivalentes, sobre todo divalentes y de sus derivados esterificables, sobre todo de sus anh´ıdridos, que est´an enlazados con alcoholes polivalentes, sobre todo divalen-tes de tipo ´ester, y que contienen, dado el
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caso, adicionalmente restos de ´acidos car-box´ılicos monovalentes o de alcoholes mo-novalentes, debiendo disponer al menos una parte de los productos empleados de gru-pos etil´enicamente insaturados copolimeri-zables.
Como compuestos monomeros etil´ enica-mente insaturados y copolimerizables en-tran en consideraci´on los compuestos al´ılicos y vin´ılicos empleados habitualmente para la elaboraci´on de masas de moldeo de poli´ester insaturadas, preferentemente esti-reno.
En consideraci´on entran adem´as resinas de ´
ester vin´ılico. Resinas de ´ester vin´ılico in-saturadas adecuadas y situadas en los ex-tremos tienen la agrupaci´on caracter´ıstica de (CO) OCH2CHOH-CH2O- y contienen
grupos insaturados y copolimerizables si-tuados en los extremos. Las resinas de ´ester vin´ılico se obtienen por reacci´on de cantida-des aproximadamente estequiom´etricas de una resina poliep´oxida y de un ´acido mono-carbox´ılico insaturado, como, por ejemplo, ´
acido metacr´ılico.
Adem´as sirven resinas ep´oxidas, que con-sisten de un poliep´oxido y un endurecedor. Ep´oxidos preferidos son productos reacti-vos de alcoholes m´ultiplemente funcionales, fenoles, ´acidos carbox´ılicos cicloalif´aticos, aminas arom´aticas o aminofenoles con epi-clorhidrina. Endurecedores adecuados son poliaminas, anh´ıdridos del ´acido policar-box´ılico y endurecedores catal´ıticos, como, por ejemplo, hidrazidas.
Finalmente pueden emplearse tambi´en resi-nas de bismaleinimida. Estas contienen ge-neralmente una bismaleinimida, como, por ejemplo, de anh´ıdrido del ´acido mal´eico y una diamina arom´atica, as´ı como un como-nomero, como, por ejemplo, una diamina arom´atica, un difenol, un aminofenol o un compuesto dial´ılico o divin´ılico.
En los componentes A y B pueden em-plearse resinas sint´eticas iguales o distintas, ascendiendo el porcentaje total de la resina de la masa de moldeo preferentemente a 15 hasta 60 y sobre todo a 20 hasta 50 % en peso.
2. Como fibras de refuerzo entran en conside-raci´on las fibras habituales de vidrio, car-bono y poliamida arom´atica, adem´as de fi-bras met´alicas, de boro y de silicato. Pue-den estar presentes o como rovings, que con-sisten de muchos filamentos individuales y que muestran generalmente di´ametros en-tre 5 y 25 µm. Pueden emplearse tambi´en como cintas con una anchura de 1 hasta 500 cm, que consisten de muchos rovings para-lelos, o como rollos, por ejemplo, en forma de esteras, vellones, tejidos o tricotados con una anchura entre 10 y 1500 cm y con un espesor entre 0,2 y 50 mn.
El contenido de la masa de moldeo de fibras de refuerzo asciende preferentemente a 10
hasta 80 % en peso, sobre todo a 20 hasta 60 % en peso.
3. Cargas adecuadas son cargas habituales fi-namente pulverulentas o granosas, preferen-temente inorg´anicas, como tiza, caolina, ha-rina de cuarzo, dolomita, espato pesado, polvo met´alico, hidrato de ´oxido de alumi-nio, talco, kieselgur as´ı como pigmentos y harina de madera.
El contenido de la masa de moldeo de cargas asciende preferentemente a 10 hasta 70 % en peso, sobre todo a 30 hasta 60 % en peso. 4. Como otros aditivos habituales entran en
consideraci´on
– inhibidores, como hidroquinonas, qui-nonas, nitrobencenos, compuestos N-nitrosos, sales del cobre divalente y sa-les am´onicas cuaternarias,
– iniciadores de la polimerizaci´on, como per´oxido de benzoilo, per´oxido de me-tiletilcetona, butilperoctoato terciario, butilperbenzoato terciario, per´oxido de ciclohexanona, per´oxido de ace-tilacetona, percetales, percarbonatos, compuestos l´abiles-C-C y compuestos az´oicos,
– aceleradores de endurecimiento, como, por ejemplo, octoatos o naftenatos de cobre, plomo, calcio, magnesio, cerio y sobre todo de manganeso y cobalto; adem´as aminas arom´aticas, como di-metilanilina y dietilanilina,
– fotoiniciadores, como, por ejemplo, bencilcetales, benzoin´eter u ´oxidos de acilfosfina,
– pol´ımeros reductores de contracci´on, como, por ejemplo, poliestireno, poli-metilmetacrilato, polivinilacetato, po-lietileno, polibutadieno y copol´ımeros de injerto, copol´ımeros as´ı como pol´ımeros de condensaci´on, como, por ejemplo, poli´esteres saturados o ureta-nos de poli´ester,
– aditivos elastificantes, como, por ejem-plo, copol´ımeros de bloque de tipo cau-cho y politetrahidrofurano modificado, – espesantes, como, por ejemplo, ´oxidos o hidr´oxidos del litio, magnesio, calcio, aluminio o del titanio as´ı como isocia-natos,
– aceleradores del espesamiento, como, por ejemplo, cloruros am´onicos, cloru-ros de fosfonio, halogenucloru-ros de sulfo-nio, agua, polioles o propandiol-1,2, – eluyentes, como, por ejemplo,
estea-rato de cinc, de magnesio y de calcio as´ı como ceras de polialquilen´eter, – agentes antillama, como, por ejemplo,
compuestos de hal´ogeno o de f´osforo, – parafinas para la reducci´on de la
eva-poraci´on monomera y para la for-maci´on de una superficie exenta de adherencia. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
La masa de moldeo seg´un la invenci´on se ela-bora convenientemente, impregnando las fibras de refuerzo primero con un componente de resina sint´etica A, que contiene, dado el caso, hasta el 10 % en peso, preferentemente hasta el 5 % en peso y sobre todo ninguna carga, y recubriendo o bien envolviendo entonces las fibras impregna-das con un componente de resina sint´etica B, que contiene al menos 20 % en peso, preferentemente 25 a 75 % en peso de cargas. En la impregnaci´on se rellenan los huecos entre los filamentos indi-viduales de las fibras de refuerzo completamente con el componente A, que esta bien humectada y que tiene una buena adherencia con las fibras. A continuaci´on se recubre o bien se envuelve en un segundo paso de trabajo el material de re-fuerzo impregnado con A con el componente B, pudiendo contener la capa exterior tambi´en otra resina sint´etica que la capa interior.
Ambos pasos de trabajo pueden llevarse a cabo o inmediatamente uno tras otro (on-line). El producto semiacabado puede, sin embargo, tambi´en almacenarse intermediamente despu´es de la impregnaci´on , pudiendo producirse un espesa-miento de la masa de moldeo. Solamente entonces se aplica la capa exterior. Si es necesario, pueden aplicarse tambi´en otras capas de la misma ma-nera.
Como dispositivos de impregnaci´on pueden emplearse los aparatos habituales de impreg-naci´on y de recubrimiento, como, por ejem-plo, ba˜nos de impregnaci´on, camaras de impreg-naci´on, amasadoras, mezcladoras o dispositivos de extensi´on y de estirado. Un aparato prefe-rido, adecuado sobre todo para la impregnaci´on de rovings y cintas, est´a descrito por la EP-A 206 134. Los materiales fibrosos impregnados o bien recubiertos pueden sacarse de los dispositivos de impregnaci´on, por ejemplo, con m´aquinas bobina-doras, cabrestantes, brazos de tenazas, m´aquinas orugas o maquinas de husillo.
Los rovings impregnados y recubiertos seg´un la invenci´on pueden cortarse y elaborarse a conti-nuaci´on como masas inyectoras-BMC. Pero pue-den enrollarse tambi´en sobre n´ucleos y elaborarse de esta manera cuerpos huecos.
Cintas y rollos impregnados y recubiertos seg´un la invenci´on pueden extenderse en forma superficial con espesores hasta algunos cm como masa-SMC, como, por ejemplo, en forma de pla-cas y, dado el pla-caso, colocarse uno encima de otro en distintos dispositivos de arrastre para fibras.
La posterior elaboraci´on de las masas de mol-deo seg´un la invenci´on puede llevarse a cabo por deformaci´on, como, por ejemplo, por prensado, gofrado, doblado o embutici´on profunda. Si-mult´aneamente o a continuaci´on se lleva a cabo el endurecimiento a la pieza moldeada acabada, por ejemplo, por calentamiento o irradiaci´on.
En la elaboraci´on posterior de las masas de moldeo a piezas acabadas puede producirse en la zona l´ımite de las capas A y B una zona mixta, por la cual, sin embargo, no se influye sobre la ex-celente impregnaci´on de las fibras de refuerzo. En piezas acabadas de las masas de moldeo seg´un la invenci´on, pueden id´entificarse ambas capas por investigaciones de pulimento.
construccio-nes ejemplificativas preferidas esquem´aticamente. La figura 1 muestra un roving (1), que consiste de varios filamentos individuales (2). Est´a impregnado con la primera capa (3) con el componente de resina sint´etica A y en la segunda capa (4) est´a envuelto con el com ponente de resina sint´etica B.
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La figura 2 muestra una estera fibrosa (1), que consiste de muchas fibras no paralelas (2). Est´a impregnada en la capa interior (3) con el compo-nente de resina sint´etica A y recubierta en la capa exterior (4) con el componente de resina sint´etica B.
REIVINDICACIONES 1. Masa de moldeo rellena, que contiene 1. una resina sint´etica endurecible, 2. fibras de refuerzo en forma de rovings,
cintas o rollos,
3. cargas, as´ı como, dado el caso, 4. aditivos habituales,
caracterizada porque se aplica la resina sint´etica en dos capas sobre las fibras de refuerzo: A en una capa interior se impregnan las fibras con un componente de resina sint´etica A, que contiene hasta el 10% en peso de cargas, y
B en una capa exterior se recubren o bien se envuelven las fibras impregnadas con A con otro componente de resina sint´etica B, que contiene al menos un 20 % en peso de car-gas.
2. Masa de moldeo rellena seg´un la reivin-dic´aci´on 1, que contiene 15 a 60 % en peso de resina sint´etica.
3. Masa de moldeo rellena seg´un la reivindi-caci´on 1, que contiene 10 a 80 % en peso de fibras de refuerzo.
4. Masa de moldeo rellena seg´un la reivin-dicaci´on 1, que contiene 10 a 70 % en peso de
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5. Masa de moldeo rellena seg´un la reivindi-caci´on 1, caracterizada porque en los compo-nentes A y B se contienen resinas sint´eticas igua-les.
6. Masa de moldeo rellena seg´un la reivindi-caci´on 1, caracterizada porque en los compo-nentes A y B se contienen resinas sint´eticas dis-tintas.
7. Masa de moldeo rellena seg´un la reivin-dicaci´on 1, caracterizada porque el porcentaje del componente A asciende a 10 hasta 90 % en volumen y el porcentaje del componente exterior B asciende a 90 hasta 10 % en volumen, respec-tivamente referido a la suma de resina sint´etica, cargas y, dado el caso, aditivos.
8. Masa de moldeo BMC seg´un la reivindi-caci´on 1, caracterizada porque las fibras de re-fuerzo impregnadas y recubiertas est´an cortadas. 9. Masa de moldeo SMC seg´un la reivindi-caci´on 1, caracterizada porque las fibras de re-fuerzo impregnadas y recubiertas est´an extendi-das en forma superficial.
10. Procedimiento para la obtenci´on de la masa de moldeo seg´un la reivindicaci´on 1, carac-terizado porque se impregnan primero fibras de refuerzo con una componente de resina sint´etica A, que contiene hasta el 10 % en peso de cargas y luego dado el caso despu´es de un almacenaje intermedio - se recubren o bien se envuelven las fibras con un componente de resina sint´etica B, que contiene al menos un 20 % en peso de cargas.
