BR0215601B1 - vidraça e utilização da mesma. - Google Patents

Description

"VIDRAÇA E UTILIZAÇÃO DA MESMA"

A invenção se refere ao domínio de vidraças e se refere avidraças, notadamente para a construção ou para veículos automotivos ou delazer, munidos de uma peça de material plástico sobremoldada sobre oelemento vitrificado e que incorpora ou não um elemento rígido.

Um exemplo particular de vidraça deste tipo no domínio dosveículos automotivos é dado pelos tetos de vidro, do tipo solares ou fixos, queocupam até a quase totalidade da superfície da capota. Estas vidraçascompreendem um elemento vitrificado, notadamente de vidro temperado, devidro laminado ou de plástico transparente, equipadas com umenquadramento de material plástico sobremoldado sobre o elementovitrificado, que pode integrar elementos rígidos de fixação ao mecanismo deacionamento da abertura do teto solar. A fim de enrijecer o elementovitrificado que é submetido, durante a circulação do veículo, a deformaçõesdevidas à pressão associada à velocidade de circulação, é comum dotar oquadro sobremoldado de elementos de reforço sob a forma de barrasmetálicas, geralmente de aço.

Em uma técnica correntemente empregada, as barras dereforço são integradas no quadro de material plástico diretamente no curso daoperação de sobremoldagem, colocando uma ou mais barras como insertocom o elemento vitrificado no molde de fabricação, e depois injetando omaterial plástico de modo a incorporar o ou os insertos.

Com as temperaturas de injeção dos materiais termoplásticos,ou o calor liberado pela polimerização de um poliuretano bi-componente deacordo com um processo RIM (Reaction Injection Moulding), que sãomateriais e processos correntemente empregados para este efeito, esta técnicaapresenta o inconveniente de ocasionar deformações dos elementos metálicosde reforço, inicialmente a quente por dilatação no molde, e depois na saída domolde por retração a frio, as quais impõem ao elemento vitrificado tensões edeformações que podem ser inadmissíveis para a montagem na carroceria deum ponto de vista mecânico e/ou estético.

Para compensar estas deformações, pode-se fazer seguir àfabricação, uma etapa de re-conformação da vidraça por compressão, mas istoacarreta uma deformação do compósito moldado a qual pode prejudicar aligação nas diferentes interfaces e então a integridade da vidraça.

Um problema similar de dilatação pode igualmente acontecerquando o veículo é exposto ao calor de modo prolongado, notadamentequando ele estaciona longamente ao sol a pino. A alternância de ciclosaquecimento/resfriamento tende então progressivamente a modificarinevitavelmente a curvatura da vidraça, o que prejudica a linha do veículo.

A presente invenção tem por objetivo eliminar osinconvenientes acima citados.

Para esta finalidade, a invenção tem por objeto uma vidraçaque compreende um elemento vitrificado com pelo menos um elemento rígidoincorporado ou não em uma peça em material plástico sobremoldada,caracterizada pelo fato de que o ou os elementos rígidos apresentam umcoeficiente de dilatação térmica linear da mesma ordem de grandeza queaquele do dito elemento vitrificado.

Selecionando para os elementos rígidos de acordo com ainvenção, materiais que tenham um coeficiente de dilatação linear próximodaquele do elemento vitrificado, evita-se o aparecimento de tensões dedilatação diferencial no conjunto constituído pelo elemento vitrificado, omaterial plástico e o(s) elemento(s) rígido(s). Conseqüentemente, a concepçãoe a fabricação do vidro são simplificadas visto que não é mais necessáriopraticar uma etapa suplementar de conformação da vidraça.

Além disso, a fabricação é globalmente mais confiável, pois asdimensões finais da vidraça são mais próximas da média do intervalo detolerâncias autorizado, o que não aconteceria com um elemento metálico.No quadro da presente invenção, designa-se por elementovitrificado não apenas elementos de vidro constituídos por uma ou váriasfolhas de vidro ligadas entre si se for o caso por folhas intercalares adesivas,mas também elementos transparentes ou translúcidos em material orgânico,notadamente policarbonato.

Na alternativa de acordo com a invenção na qual o ou oselementos rígidos não são incorporados em uma peça em material plásticosobremoldada, eles podem ser ligados ao elemento vitrificado eventualmentecom possibilidade de deslizamento de um em relação ao outro, por qualquermeio apropriado tal como colagem, qualquer fixação, pinçamento, encaixerápido. Pode-se citar para este efeito, um quadro rígido posicionado em tornodo elemento vitrificado a uma temperatura relativamente elevada deconformação, contraindo-se durante o seu resfriamento com encaixe rápidosobre a borda periférica do elemento vitrificado.

De preferência, o ou os elementos rígidos apresentam umcoeficiente de dilatação térmica linear diferente de no máximo IO"6 0C"1daquele do elemento vitrificado.

De acordo com uma realização particular da invenção, estecoeficiente de dilatação térmica linear é da ordem de 8 a IOx IO"6 0C"1.

Pode-se escolher um material que convém para a obtenção doselementos rígidos de acordo com a invenção dentre uma grande diversidadede materiais, notadamente metais, cerâmicas ou outros materiais inorgânicos,assim como compósitos.

Por razões notadamente de custo, prefere-se obter oselementos rígidos à base de vidro, notadamente sob a forma de compósitos dematerial plástico e de vidro, por exemplo de fibra de vidro. O elemento rígidoapresenta uma resistência mecânica vantajoso quando o compósito encerrapelo menos 60% em volume de vidro, de preferência pelo menos 75%,particularmente pelo menos 80%, notadamente da ordem de 90% de vidro emvolume. Os valores mais elevados que acabaram de ser citados sãopreconizados quando o elemento vitrificado é de vidro, enquanto que quandoele é de policarbonato ou equivalente, proporções volumétricas de pelo menos60%, de preferência pelo menos 75% de vidro são mais apropriadas.

O vidro é um material de emprego prático, pois ele nãointroduz problema de afinidade face aos materiais orgânicos utilizáveis paraconstituir a peça sobremoldada que são já selecionados por suacompatibilidade com o vidro. Por exemplo, a integração de um tal elementoem uma peça sobremoldada em poliuretano não apresenta nenhum problemade integridade do compósito.

Graças à qualidade da ligação entre o elemento rígido e omaterial plástico sobremoldado, obtém-se para a vidraça final, desempenhosmecânicos comparáveis àqueles de uma vidraça reforçada por um elementometálico, e isto mesmo se o elemento rígido de vidro possuir desempenhosmecânicos intrínsecos inferiores a um elemento metálico.

Um elemento rígido de acordo com a invenção pode assim servantajosamente caracterizado por uma resistência em flexão, variável emfunção da geometria do elemento, suficientemente elevada.

Um elemento à base de vidro apresenta, além disso, avantagem de possuir um peso reduzido da ordem de 30 a 50% em relação aum elemento rígido metálico. Isto pode ser vantajoso quando o materialplástico sobremoldado é mais caro que o material constitutivo do elementorígido, um aumento do volume do elemento rígido acarretando uma economiacorrespondente do material a sobremoldar.

Enfim, a fabricação da vidraça sobremoldada é facilitada comum elemento rígido à base de vidro para o qual pode-se autorizar que umaparte deste elemento entre em contato com o elemento no molde, enquantoque com um elemento rígido metálico, é necessário tomar precauçõesparticulares para evitar qualquer contato vidro-metal. Com efeito, o contato deum elemento rígido à base de vidro com a superfície do elemento vitrificadode vidro, ou com o verniz que a recobre conforme o caso, é muito menossuscetível de danificar estes últimos do que o contato de um elemento rígidometálico.

De acordo com uma característica vantajosa, o dito elementorígido é um compósito de material plástico e de fibra de vidro. Um talcompósito pode ser obtido por qualquer técnica conhecida em si de fabricaçãode compósitos, por exemplo, por termoconformação (notadamentetermocompressão) de pré-impregnados.

Prefere-se muito particularmente obter os elementos a partir deum produto constituído por fios co-emaranhados de vidro e de materialorgânico termoplástico, disponível sob a marca Twintex® junto de VetrotexSaint-Gobain. A estrutura e a fabricação destes fios co-emaranhados sãodescritas notadamente nos documentos FR 2 516 441, FR 2 638 467, EP 0599 695.

A fabricação dos elementos rígidos de acordo com a invençãopode recorrer notadamente a fios co-emaranhados livres ou a semi-produtossob a forma de cintas ou de esteiras constituídas por fios co-emaranhadostecidos ou não, que se pode eventualmente associar a um material orgânicotermoplástico ou termoendurecível. O tecimento dos fios e/ou sua orientaçãoem uma ou mais direções privilegiadas podem ser selecionados de modo bemconhecido tendo em vista a obtenção de propriedades mecânicas desejadas emorientações em direções determinadas.

A título de materiais orgânicos utilizáveis para constituir umelemento rígido compósito de acordo com a invenção, pode-se citarparticularmente as poliolefinas tais como o polietileno ou o polipropileno,assim como poliéster tais como o politereftalato de etileno ou de butileno.

Estes mesmos materiais plásticos são suscetíveis de entrar nacomposição de fios co-emaranhados. Quando se combina um produto à basede fios co-emaranhados com um material plástico, usa-se vantajosamente ummaterial da mesma família que está presente nos ditos fios, e de preferênciaexatamente o mesmo material. Estes materiais plásticos são selecionados deacordo com o caso por sua compatibilidade com o elemento vitrificadoquando ele é por sua vez de material plástico: para fazer isto, eles podemconsistir no mesmo material plástico ou de um material inerte em facedaquele do elemento vitrificado (o que é geralmente o caso do polipropileno,por exemplo).

Levando em conta o ganho de peso permitido pela utilizaçãode um elemento rígido à base de vidro, este elemento pode ser fabricado compelo menos uma dimensão, digamos a espessura, suficiente para autorizartodos os tipos de fixação de elementos diversos sobre a vidraça, notadamentepor meio de um simples furo não rosqueado que pode receber um parafuso ouum meio de ligação por força, f encaixe rápido, ou outro... . O elementorígido, inserido ou não em um material plástico de sobremoldagem, pode serrealizado em um material do tipo Twintex® de acordo com qualquer forma(pasta,...) adaptada à fixação ou outra função.

Assim, a invenção se aplica entre outras à integração a umavidraça fixa de um suporte de fixação, de um suporte de mecanismo defechamento, assim como a integração a uma vidraça móvel de meios de guiaou suportes de meios de guia da vidraça. A invenção permite também aintegração de um suporte de condutores elétricos ou de captores elétricos, semreceio de curto-circuito sempre possível com um elemento suporte metálico.

A invenção se aplica igualmente à incorporação de elementosde reforço a todos os tipos de vidraças, notadamente daqueles que abrem taiscomo tetos vitrificados ou janelas traseiras que se abrem em vidro temperadoou laminado para veículos automotivos, ou daqueles que não se abrem, taiscomo capotas de teto de vidro coladas sobre a carroceria de um veículo cujaenvergadura demanda geralmente um reforço notadamente na parte central. Oou os elementos rígidos constituem então uma viga longitudinal ou um arcotransversal de reforço, eventualmente em associação com um material plásticosobremoldado no qual eles são incorporados.

De acordo com ainda uma outra variante da invenção, estaúltima se aplica notadamente a tetos de vidro ou janelas traseiras que seabrem de vidro, laminado, ou em vidro não endurecido, ou ainda em plástico,para veículos automotivos ou aplicações relevantes da construção.

Naturalmente, esta variante pode ser também aplicada asubstratos em vidro temperado, endurecido.

Estes diferentes substratos de vidro ou de plásticos sãomunidos sobre uma de sua face ou são associados a pelo menos umdispositivo eletroquímico, notadamente um sistema eletro-comandável compropriedades ópticas e/ou energéticas variáveis, este dispositivoeletroquímico, comumente chamado de dispositivo eletrocrômico, sendo dotipo daqueles descritos em WO 00/71777 ou em WO 00/57243, por exemplo,que pertencem à mesma requerente.

A utilização de tal vidraça ou substrato é vantajosa para fazerparte de vidraças eletrocrômicas, para construção notadamente de vidraçasexternas ou de divisórias internas ou de portas de vidro ou de tetos ou parameios de locomoção do tipo trem, avião (postigo), carro (teto, janelatraseira..).

A invenção pode também se aplicar à integração de umelemento de reforço em um acessório sobremoldado, notadamente umaerofólio unido à janela traseira de um veículo.

As vidraças equipadas de acordo com a invenção podem tantoser vidraças de construção, vidraças para veículos terrestres automotivos ourebocados tais como trailers, assim como para diferentes veículos de lazer,notadamente barcos...A incorporação dos elementos rígidos de acordo com ainvenção pode vantajosamente ser realizada no curso da operação demoldagem da peça sobremoldada, mas pode também ser efetuada por simplescolagem sobre a peça sobremoldada.

Outros detalhes e características da invenção vão aparecer nadescrição detalhada que vai se seguir, dada em face dos desenhos anexos nosquais:

- a figura 1 representa uma vista em perspectiva de umavidraça de acordo com a invenção;

- as figuras 2 e 3 representam vistas em corte da vidraça dafigura 1 respectivamente segundo os eixos II-II e III-III.

Precisa-se que por um cuidado de clareza, os diferenteselementos dos objetos representados não são necessariamente reproduzidosem escala.

A vidraça da figura 1 é um teto vitrificado que abre 1, quecompreende um elemento de vidro 2, notadamente de vidro temperado,munido de um quadro sobremoldado 3 em qualquer material plásticoadaptado, notadamente em poliuretano.

O quadro 3 é depositado sobre uma camada 4 de esmalteopaco na periferia do elemento vitrificado, e cuja função é esconder da vistadesde o exterior, os equipamentos ligados à vidraça.

O quadro 3 faz aqui percorre todo o perímetro do elementovitrificado 2, mas está entendido que ele pode, de acordo com asnecessidades, não se estender senão sobre uma parte da periferia deste último.

O quadro 3 está em contato com o canto do elemento de vidroe a face do elemento vitrificado que ficará voltada para o interior do veículo.Isto permite uma disposição do teto que se abre 1 em nivelamento com acarroceria circundante.Em variante, o quadro 3 poderia estar em contato apenas coma face interna do elemento de vidro 2 ou ainda ser colocado a cavaleiro sobrea borda do elemento de vidro 2 em contato com as duas faces interna eexterna do elemento de vidro 2.

Na figura 2, vê-se que o quadro 3 é reforçado ao longo de umlado maior por um elemento de reforço 5 que é incorporado no material 3 doquadro.

O elemento de reforço é um compósito de fibra de vidro e dematerial plástico. Ele se compõe, por um lado, de esteiras 6 de fios Twintex®que são fios co-emaranhados de vidro e de material termoplástico (em umarelação volumétrica pelo menos igual a 60/40, de preferência a 75/25 e nomáximo igual a 90/10), tecido e/ou não tecidos, de uma espessura de 3 a 20mm, e por outro lado de um material termoplástico 7 idêntico ou diferentedaquele presente nos fios co-emaranhados moldados em contato com asesteiras 6. As esteiras 6 podem ser conformadas por termoconformaçãopreviamente à injeção do material 7 no molde.

As proporções das esteiras 6 e de material plástico 7 são taisque o teor volumétrico em fibra de vidro do elemento de reforço compósito 5é compreendido entre 60 e 90%. A adição de material termoplástico 7 éfacultativa; a quantidade adicionada é ajustada de acordo com o caso emfunção dos volumes e seções que se deseja obter.

Pode-se regular o coeficiente de dilatação térmica linear doelemento rígido de acordo com a invenção e obter propriedades mecânicasequivalentes àquelas de um elemento rígido metálico, mais pesado de 30 a50%, para geometrias variadas do elemento rígido, adaptando a forma,ajustando a proporção de fios co-emaranhados e dentre estes últimos aproporção de fibras de vidro, ou empilhando várias mantas de Twintex®...

Na figura 3, vê-se que um outro elemento rígido 8 é integradoao quadro 3 ao longo de um lado menor. Este elemento 8 serve, por um lado,para reforçar a vidraça e, por outro, à fixação de um mecanismo deacionamento do teto, não representado.

O elemento 8 é composto, de modo análogo, ao elemento 5, deesteiras 9 de fios co-emaranhados de vidro e de material termoplásticointegrados em um material termoplástico ou termoendurecível, os materiaissendo idênticos ou diferentes daqueles mencionados para o elemento 5.

Um furo 10 não rosqueado é disposto em uma asa do elemento8 para receber uma parte de fixação do mecanismo de acionamento do teto 1.

Os elementos rígidos 5, 8 podem ser integrados ao quadro 3 naocasião da sobremoldagem do quadro 3 sobre o elemento de vidro 2,colocando-os em insertos no interior do molde, e depois injetando o materialplástico do quadro 3.

No curso desta operação de moldagem, os elementos rígidosinseridos no molde sofrem, na temperatura de moldagem, uma dilataçãotérmica da mesma ordem que o elemento de vidro 2, de modo que nãoaparece no resfriamento , nenhuma tensão de dilatação diferencial.

Em variante, pelo menos um dos elementos 5, 8 poderia sercolado ou de outro modo fixado sobre o quadro 3 com, como vantagemresultante, o desaparecimento das tensões de dilatação diferencial que seseguem aos ciclos aquecimento/resfriamento sofridos pela vidraça ao longode sua duração de vida.

A invenção, que acaba de ser descrita no caso particular deuma vidraça móvel para veículos automotivos, não é de forma algumalimitada a este modo de realização, e engloba toda uma gama de variantes, noque se refere notadamente aos materiais usados, as configurações doselementos da vidraça e os sistemas de montagem da vidraça.

Claims (15)

1. Vidraça (1) que compreende um elemento vitrificado (2)com uma peça (3) em material plástico sobremoldado e pelo menos umelemento rígido (5, 8) ligado ao elemento vitrificado em, caracterizada pelofato de que o ou os elementos rígidos (5, 8) apresentam um coeficiente dedilatação térmica linear diferindo de no máximo IO"6 0C"1 daquele doelemento vitrificado (2).

2. Vidraça de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizadapelo fato de que o ou os elementos rígidos (5, 8) é ou são incorporado(s) napeça de material plástico sobremoldada.

3 Vidraça de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizadapelo fato de que o ou os elementos rígidos (5, 8) apresentam um coeficientede dilatação térmica linear da ordem de 8 a 10 χ IO"6 0C"1.

4. Vidraça de acordo com uma das reivindicações anteriores,caracterizada pelo fato de que pelo menos um elemento rígido (5, 8) é à basede vidro.

5. Vidraça de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelofato de que o dito elemento rígido compreende pelo menos 60% em volumede vidro.

6. Vidraça de acordo com uma das reivindicações anteriores,caracterizada pelo fato de que o dito elemento rígido compreende no máximo 90% em volume de vidro.

7. Vidraça de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 6, caracterizada pelo fato de que o dito elemento rígido (5, 8) é um compósitode material plástico (7) e de fibra de vidro (6, 9).

8. Vidraça de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelofato de que o dito elemento rígido compósito é obtido a partir de um produto(6, 9) constituído de fios co-emaranhados de vidro de material orgânicotermoplástico.

9. Vidraça de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelofato de que o dito elemento rígido compósito é obtido a partir de fios co-emaranhados livres ou de semi-produtos sob a forma de cintas ou de esteiras(6, 9) constituídos de fios co-emaranhados tecidos ou não.

10. Vidraça de acordo com a reivindicação 9, caracterizadapelo fato de que o dito elemento rígido compósito é obtido a partir de fios co-emaranhados livres ou de semi-produtos associados a um material orgânico(7) termoplástico ou termoendurecível.

11. Vidraça de acordo com qualquer uma das reivindicações 7a 10, caracterizada pelo fato de que o dito elemento rígido compósitocompreende um material plástico (7) escolhido dentre as poliolefinas e ospoliésteres.

12. Vidraça de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesanteriores, caracterizada pelo fato de que o dito elemento rígido (8) é umsuporte de fixação de elementos diversos, por meio notadamente de um furo(10) não rosqueado disposto no elemento rígido.

13. Vidraça de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesanteriores, caracterizada pelo fato de que o dito elemento rígido (5) é umelemento de reforço.

14. Vidraça de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesanteriores, caracterizada pelo fato de que ela incorpora um dispositivoeletroquímico eletro-comandável com propriedades ópticas e/ou energéticasvariáveis.

15. Utilização de uma vidraça de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato de que é para fazer parte de vidraçaseletrocrômicas.