PT1478538E - Vidraça com um elemento rígido incorporado numa peça em plástico moldada - Google Patents

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DESCRIÇÃO EPÍGRAFE: "VIDRAÇA COM UM ELEMENTO RÍGIDO INCORPORADO NUMA PEÇA EM PLÁSTICO MOLDADA" A invenção reporta-se ao domínio das vidraças e diz respeito a uma vidraça de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1 nomeadamente para os edifícios ou para os veículos automóveis ou de lazer, provida de uma peça em matéria plástica moldada sobre o elemento de vidro e que incorpora um elemento rígido. Uma vidraça deste tipo é conhecida do documento DE 19923725C.

Um exemplo particular de vidraça deste tipo no domínio dos veículos automóveis terrestres é dado pelos tectos em vidro, de abrir ou fixos, ocupando a quase totalidade da superfície do habitáculo. Estas vidraças compreendem um elemento de vidro, nomeadamente em vidro temperado, em vidro folheado ou em plástico transparente, munido de um encaixilhamento em matéria plástica moldado sobre o elemento de vidro, que pode integrar elementos rígidos de fixação ao mecanismo de arrastamento do tecto de abrir. Afim de rigidificar o elemento de vidro que é submetido, durante a circulação do veículo, a deformações devidas à pressão ligada à velocidade de 1 circulação, é corrente dotar o quadro moldado de elementos de reforço sob a forma de barras metálicas, geralmente em aço.

Numa técnica correntemente posta em prática, as barras de reforço são integradas no quadro em matéria plástica directamente no decurso da operação de moldagem, colocando uma ou várias das barras inseridas com o elemento de vidro no molde de fabrico, depois injectando a matéria plástica de maneira a incorporar o ou os elementos inseridos.

Com as temperaturas de injecção das matérias termoplásticas, onde o calor libertado pela polimerização de um poliuretano bicomponente segundo um processo RIM (Recation Injection Moulding), que são materiais e processos correntemente empregues para este efeito, esta técnica apresenta o inconveniente de produzir deformações dos elementos metálicos de reforço primeiro devido ao calor por dilatação no molde depois na saida do molde por retracção devido ao frio, os quais impõem ao elemento de vidro tensões e deformações que podem ser inadmissíveis para a montagem na carroçaria de um ponto de vista mecânico e/ou estético.

Para compensar estas deformações, pode-se fazer seguir o fabrico de uma etapa de reconformação da vidraça por compressão, mas isso implica uma deformação do compósito 2 moldado, o qual pode prejudicar a ligação às diferentes interfaces e portanto a integridade da vidraça.

Um problema semelhante de dilatação pode igualmente produzir-se quando o veiculo é exposto ao calor de maneira prolongada, nomeadamente quando ele estaciona por muito tempo em pleno sol. A alternância de ciclos aquecimento/arrefecimento tende então progressivamente a modificar inevitavelmente o perfil da vidraça, o que prejudica a estética do veiculo. A presente invenção tem por objecto obviar os inconvenientes pré-citados. A este respeito a invenção tem por objecto uma vidraça de acordo com a reivindicação 1.

Seleccionando para os elementos rigidos de acordo com a invenção materiais tendo um coeficiente de dilatação linear próximo daquele do elemento de vidro, evita-se o aparecimento de tensões de dilatação diferencial no conjunto constituído pelo elemento de vidro, a matéria plástica e o(s) elemento(s) rigido(s). Por consequência, a concepção e o fabrico da vidraça são simplificados, visto que não é mais necessário realizar a etapa suplementar de conformação da vidraça. 3

Além disso, o fabrico é globalmente mais fiável, porque as dimensões finais da vidraça são mais próximas da mediana do intervalo de tolerâncias permitido, que não o será com um elemento metálico.

No quadro da presente invenção, designa-se por "vidro" não somente elementos de vidro constituídos de uma ou várias folhas de vidro ligadas entre elas no caso presente pelas folhas intercalares adesivas, mas também elementos transparentes ou translúcidos em policarbonato. 0 ou os elementos rígidos apresentam um coeficiente de dilatação térmico linear diferindo de, no máximo, de 10“6 °C_1 daquele do elemento de vidro.

Conforme uma realização particular da invenção, este coeficiente de dilatação térmica linear é na ordem de 8 a 10 x IO-6 °c_1.

Por razões nomeadamente de custo realizam-se os elementos rígidos à base de vidro, nomeadamente sob a forma de compósitos de matéria plástica e de vidro, por exemplo de fibra de vidro. O elemento rígido apresenta uma resistência mecânica vantajosa quando o compósito contém pelo menos 60 % em volume de vidro, de preferência pelo menos 75 %, em 4 particular pelo menos 80 %, nomeadamente na ordem de 90 % de vidro em volume. Os valores mais elevados que vêm sendo citados são preconizados quando o "vidro" é em vidro, enquanto que quando ele é em policarbonato, com proporções volúmicas de pelo menos 60 %, de preferência pelo menos 75 % de vidro são mais apropriadas. O vidro é um material de emprego prático porque ele não introduz problema de afinidade em relação às matérias orgânicas utilizáveis para constituir a peça moldada que são já seleccionadas para a sua compatibilidade com o vidro. Por exemplo, a integração de um tal elemento rígido numa peça moldada em poliuretano não coloca nenhum problema de integridade do compósito.

Graças à qualidade da ligação entre o elemento rígido e a matéria plástica moldada, obtêm-se para a vidraça final desempenhos mecânicos comparáveis àqueles de uma vidraça reforçada por um elemento metálico, e isso mesmo se o elemento rígido em vidro possui desempenhos mecânicos intrínsecos inferiores a um elemento metálico.

Um elemento rígido de acordo com a invenção pode assim ser vantajosamente caracterizado por uma resistência em flexão, variável em função da geometria do celemento, suficientemente 5 elevada.

Um elemento à base de vidro apresenta além disso a vantagem de ter um peso reduzido na ordem de 30 a 50 % em relação a um elemento rigido metálico. Isso pode ser vantajoso quando a matéria plástica moldada é mais cara que o material constitutivo do elemento rigido, um aumento do volume do elemento rigido implicando uma economia correspondente de matéria a moldar.

Por fim, o fabrico da vidraça moldada é facilitado com um elemento rigido à base de vidro para o qual pode-se permitir que uma parte desse elemento venha ao contacto do elemento de vidro no molde, enquanto que com um elemento rígido metálico, é necessário tomar precauções particulares para evitar todo o contacto vidro-metal. Com efeito, o contacto de um elemento rígido à base de vidro com a superfície do elemento de vidro em vidro, ou com o verniz que a recobre no caso presente, é bastante menos susceptível de danificar este do que o contacto de um elemento rígido metálico.

Segundo uma característica vantajosa, o dito elemento rígido é um compósito de matéria plástica e de fibra de vidro. Um tal compósito pode ser obtido por toda a técnica conhecida em si de fabrico de compósitos, por exemplo por termo-enformagem 6 (nomeadamente termo-compressão) de pré-impregnados.

Prefere-se muito particularmente realizar os elementos a partir de um produto constituído de fios aglomerados de vidro e de matéria orgânica termoplástica, disponível sob a marca Twintex® da Vetrotex Saint-Gobain. A estrutura e o fabrico destes fios aglomerados são descritos nomeadamente nos documentos FR 2 516 441, FR 2 638 467, EP 0 599 695. 0 fabrico dos elementos rígidos de acordo com a invenção pode fazer apelo nomeadamente a fios aglomerados livres ou a semi-produtos sob a forma de bandas ou de tramas constituídas de fios aglomerados tecidos ou não, que se podem eventualmente associar a uma matéria orgânica termoplástica ou termo-endurecível. A tecelagem dos fios e/ou a sua orientação numa ou noutra das direcções privilegiadas pode ser seleccionada de maneira bem conhecida tendo em vista a obtenção de propriedades mecânicas desejadas nas direcções determinadas. A título de matérias orgânicas utilizáveis para constituir um elemento rígido compósito de acordo com a invenção, pode-se citar em particular poliolefinos tais como o polietileno ou o polipropileno, assim como os poliésteres tais como o politereftalato de etileno ou de butileno. 7

Estas mesmas matérias plásticas são susceptíveis de entrar na composição de fios aglomerados. Quando se combina um produto à base de fios aglomerados com uma matéria plástica, utiliza-se vantajosamente uma matéria da mesma família que aquela presente nos ditos fios, e de preferência exactamente a mesma matéria. Estas matérias plásticas são seleccionadas no caso presente pela sua compatibilidade com o elemento de vidro quando ele é ele mesmo em policarbonato para isso acontecer elas podem consistir na mesma matéria plástica ou num material inerte em relação àquele do elemento de vidro (o que é em geral o caso do polipropileno por exemplo).

Tendo em conta o ganho de peso permitido pela utilização de um elemento rígido à base de vidro, este elemento pode ser fabricado com pelo menos uma dimensão, digamos a espessura, suficiente para permitir todos os tipos de fixação de elementos diversos sobre a vidraça, nomeadamente por meio de um simples furo não furado podendo receber um parafuso ou um meio de ligação por força, bloqueamento, ou outro... 0 elemento rígido, inserido numa matéria plástica de moldagem, pode ser realizado num material do tipo Twintex® segundo todas as formas (massa, ...) adaptadas à fixação ou outra função.

Assim, a invenção aplica-se entre outras à integração numa vidraça fixa de um suporte de fixação, de um suporte de mecanismo de encerramento, assim como à integração de uma vidraça móvel de meios de guia ou suportes de meios de guia da vidraça. A invenção permite também a integração de um suporte de condutores eléctricos ou de sensores eléctricos, sem receio de curto-circuito, sempre possivel com um elemento suporte metálico. A invenção aplica-se igualmente à junção de elementos de reforço a todos os tipos de vidraças, nomeadamente de abrir tais como tectos de vidro ou óculos traseiros de abrir em vidro temperado ou folheado para veículos automóveis, ou não de abrir tais como zonas de tecto de vidro colados sobre a carroçaria de um veículo cuja envergadura (largura total) exige geralmente um reforço nomeadamente na parte central. 0 ou os elementos rígidos constituem então uma viga longitudinal ou um arco transversal de reforço, em associação com uma matéria plástica moldada na qual eles são incorporados.

Segundo ainda uma outra variante da invenção, esta aplica-se nomeadamente a tectos de vidro ou óculos traseiros de abrir em vidro, folheado, ou em vidro não endurecido, ou ainda em plástico, para veículos automóveis ou aplicações relevantes dos edifícios.

Evidentemente, esta variante pode ser também aplicada a 9 substratos em vidro temperado, endurecido.

Estes diferentes substratos de vidro ou em policarbonato são providos sobre uma das suas faces ou são associados, a pelo menos um dispositivo electroquímico, nomeadamente um sistema electro-comandável de propriedades ópticas e/ou energéticas variáveis, este dispositivo electroquímico, comummente chamados dispositivo electro-cromático, sendo do tipo daqueles descritos na WO 00/71777 ou na WO 00/57243 por exemplo pertencendo ao mesmo requerente. A utilização de tal vidraça ou substrato é vantajosa para fazer parte de vidraças electro-cromáticas, para edifícios nomeadamente vidraças exteriores ou paredes de separação interna ou portas de vidro ou coberturas ou para meios de locomoção do tipo comboio, avião (postigo), viatura (tecto, óculo. .) . A invenção pode também aplicar-se à integração de um elemento de reforço num acessório moldado, nomeadamente um pequeno bico ligado ao óculo traseiro de um veiculo.

As vidraças equipadas de acordo com a invenção podem de facto ser vidraças de edificios, vidraças para veículos terrestres automóveis ou tractores tais como caravanas, assim como para 10 diferentes veículos de lazer, nomeadamente barcos... A junção de elementos rígidos de acordo com a invenção pode vantajosamente ser realizada no decurso da operação de moldagem da peça moldada.

Outros detalhes e características da invenção aparecerão da descrição detalhada que segue de um exemplo de realização, feita em relação aos desenhos anexos nos quais: a figura 1 representa uma vista em perspectiva de uma vidraça de acordo com a invenção; as figuras 2 e 3 representam vistas em corte da vidraça da figura 1 respectivamente segundo os eixos II-II e III-III.

Esclarece-se que para melhor compreensão os diferentes elementos dos objectos representados não são necessariamente reproduzidos à escala. A vidraça da figura 1 é um tecto de abrir de vidro 1, que compreende um elemento de vidro 2, nomeadamente em vidro temperado, provido de um quadro moldado 3 em qualquer matéria plástica adaptada, nomeadamente em poliuretano. 11 0 quadro 3 é depositado sobre uma camada 4 de esmalte opaco na periferia do elemento de vidro, e cuja função é encobrir da vista exterior os equipamentos ligados à vidraça. 0 quadro 3 realiza aqui todo o contorno do elemento de vidro 2, mas entende-se que ele pode, segundo as necessidades, não se estender senão sobre uma parte da periferia deste último. 0 quadro 3 está em contacto com a aresta do elemento de vidro e a face do elemento de vidro que estará voltada para o interior do veiculo. Isso permite uma disposição do tecto de abrir 1 em afloramento com a carroçaria circundante.

Como variante, o quadro 3 poderia apenas estar em contacto com a face interior do elemento de vidro 2 ou ainda ser colocado cobrindo o bordo do elemento de vidro 2 em contacto com as duas faces interior e exterior do elemento de vidro 2.

Sobre a figura 2, vê-se que o quadro 3 é reforçado ao longo de um lado maior por um elemento de reforço 5 que é incorporado na matéria 3 do quadro. 0 elemento de reforço é um compósito de fibra de vidro e de matéria plástica. Ele compõe-se por um lado de tramas 6 de fios Twintex® que são fios aglomerados de vidro e de matéria 12 termoplástica (numa relação volúmica pelo menos igual a 60/40, de preferência a 75/25 e no máximo igual a 90/10), tecidos e/ou não tecidos, de uma espessura de 3 a 20 mm, e por outro de uma matéria termoplástica 7 idêntica ou diferente daquela presente nos fios aglomerados moldada em contacto com tramas 6. As tramas 6 podem ser conformes por termo-enformagem previamente à injecção da matéria 7 no molde.

As proporções das tramas 6 e de matéria plástica 7 são tais que o teor volúmico em fibra de vidro do elemento de reforço compósito 5 é compreendido entre 60 e 90 %. O acrescento de matéria termoplástica 7 é facultativo; a quantidade acrescentada é ajustada no caso presente em função dos volumes e secções que se deseja obter.

Pode-se regular o coeficiente de dilatação térmica linear do elemento rígido de acordo com a invenção e obter propriedades mecânicas equivalentes àquelas de um elemento rígido metálico, mais pesado 30 a 50 %, para geometrias variadas do elemento rígido, adaptando a forma, ajustando a proporção de fios aglomerados e entre estes a proporção de fibras de vidro, ou empilhando várias camadas de Twintex®...

Na figura 3, vê-se que um outro elemento rígido 8 é integrado no quadro 3 ao longo de um dos lados mais pequenos. Este 13 elemento 8 serve por um lado para reforçar a vidraça e por outro para a fixação de um mecanismo de arrastamento do tecto, não representado. 0 elemento 8 é composto, de maneira análoga ao elemento 5, de tramas 9 de fios aglomerados de vidro e de matéria termoplástica integrados numa matéria termoplástica ou termo-endurecivel, as matérias sendo idênticas ou diferentes daguelas mencionadas para o elemento 5.

Um furo 10 não furado é previsto numa asa do elemento 8 para receber uma parte de fixação do mecanismo de arrastamento do tecto 1.

Os elementos rígidos 5, 8 podem ser integrados ao quadro 3 na ocasião da moldagem do quadro 3 sobre o elemento de vidro 2, colocando-os insertos no interior do molde, depois injectando a matéria plástica do quadro 3.

No decurso desta operação de moldagem, os elementos rígidos inseridos no molde suportam à temperatura de moldagem uma dilatação térmica da mesma ordem que o elemento de vidro 2, de maneira que não aparece, no arrefecimento, tensão devida a dilatação diferencial. 14 A invenção, que vem sendo descrita no caso particular de uma vidraça móvel para veículo automóvel, não é de modo algum limitada a este modo de realização, e engloba toda uma gama de variantes, no que diz respeito nomeadamente às configurações dos elementos da vidraça e aos sistemas de moldagem da vidraça.

Lisboa, 7 de Dezembro de 2007 15

Claims (2)

1. REIVINDICAÇÕES Ia - Vidraça (1) compreendendo um elemento de vidro escolhido entre um elemento de vidro (2) constituído de uma ou várias folhas de vidro ligadas entre elas no caso presente por folhas intercalares adesivas ou um elemento transparente ou translúcido em policarbonato, com uma peça (3) em matéria plástica moldada sobre o elemento de vidro e pelo menos um elemento rigido (5, 8), na qual o (ou os) elemento (s) rígido (s) (5, 8) é (ou são) incorporado(s) na peça (3) em matéria plástica moldada, caracterizada por o (ou os) elemento(s) rígido(s) (5, 8) apresentar(em) um coeficiente de dilatação térmica linear diferindo no máximo 10“6 °C~1 daquele do elemento de vidro e por o (ou os) elemento (s) rígido (s) (5, 8) ser (ou serem) à base de vidro. 2a - vidraça de acordo com a reivindicação n° 1, caracterizada por o ou os elementos rígidos (5, 8) apresentarem um coeficiente de dilatação térmica linear na ordem de 8 a 10 x 10~6 °C~1. 3a - vidraça de acordo com a reivindicação n° 1 ou 2, caracterizada por o dito elemento rígido compreender pelo menos 60 % em volume de vidro. 1 4a - Vidraça de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizada por o dito elemento rigido compreender no máximo 90 % em volume de vidro. 5a - Vidraça de acordo com uma qualquer das reivindicações precedentes, caracterizada por o dito elemento rigido (5, 8) ser um compósito de matéria plástica (7) e de fibra de vidro (6, 9) . 6a - Vidraça de acordo com a reivindicação n° 5, caracterizada por o dito elemento rigido compósito ser realizado a partir de um produto (6, 9) constituído de fios aglomerados de vidro e de matéria orgânica termoplástica. 7a - Vidraça de acordo com a reivindicação n° 6, caracterizada por o dito elemento rígido compósito ser realizado a partir de fios aglomerados livres ou de semi-produtos sob forma de bandas ou de tramas (6, 9) constituídas de fios aglomerados tecidos ou não. 8a - Vidraça de acordo com a reivindicação n° 7, caracterizada por o dito elemento rígido compósito ser realizado a partir de fios aglomerados livres ou de semi-produtos associados a uma matéria orgânica (7) termoplástica ou termo-endurecível.
2. 2 9a - Vidraça de acordo com uma qualquer das reivindicações n° 5 a 8, caracterizada por o dito elemento rigido compósito compreender uma matéria plástica (7) escolhida entre os poliolefinos e os poliésteres. 10a - Vidraça de acordo com uma qualquer das reivindicações precedentes, caracterizada por o dito elemento rigido (8) ser um suporte de fixação de elementos diversos, por meio nomeadamente de um furo (10) não furado previsto no elemento rigido. 11a - Vidraça de acordo com uma qualquer das reivindicações precedentes, caracterizada por o dito elemento rigido (5) ser um elemento de reforço. 12a - Vidraça de acordo com uma qualquer das reivindicações precedentes, caracterizada por ela incorporar um dispositivo electroquimico de propriedades ópticas e/ou energéticas variáveis. 13a - Utilização de uma vidraça de acordo com a reivindicação n° 12 para fazer parte de vidraças electro-cromáticas. Lisboa, 7 de Dezembro de 2007 3