PT1972436E - Método de produção películas de material sintético com várias camadas - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO

"MÉTODO DE PRODUÇÃO PELÍCULAS DE MATERIAL SINTÉTICO COM VÁRIAS CAMADAS" A presente invenção diz respeito a um método de produção de películas de material sintético com várias camadas com uma estrutura tridimensional da superfície, e, de modo especial, para utilização como forros para bancos ou como revestimento de componentes de cobertura interior de veículos a motor, sendo que a película de material sintético com várias camadas é constituída por, pelo menos, uma camada decorativa exterior e uma camada subjacente a essa camada exterior feita de um material compósito têxtil ou de um material feito de fibras não tecidas, enquanto material de suporte elástico quando submetido a uma compressão. É frequente as películas com várias camadas serem compostas por uma camada superior, ou exterior, feita de um material têxtil, de um material sintético, de uma pele sintética, de um tecido, de pele ou de outro material plano semelhante, e por uma ou mais camadas de suporte subjacentes, como, por exemplo, espumas de material sintético ou material de suporte têxteis. São já conhecidas inúmeras versões de métodos para aplicar uma camada de material sintético visível sobre um material de suporte. A camada exterior pode ser aplicada tanto como uma substância sólida, quanto como uma substância líquida. No primeiro caso, películas previamente produzidas, incluindo películas de espuma, são unidas, de forma permanente, à camada de suporte, seja por meio da aplicação de uma cola, 2 seja por meio de fusão. A este processo dá-se o nome de contracolagem ou de laminagem; caso se recorra a uma chama de gás para obter a fusão da superfície da película, está a falar-se de contracolagem por ação de chama. Mas a aplicação de, por exemplo, espumas de poliuretano por meio de contracolagem por ação de chama apresenta a desvantagem, entre outras, de serem produzidas emissões que, além de se espalharem pelo ambiente circundante, mais tarde ainda podem ser detetadas no material compósito com várias camadas, e ainda se podem libertar desse material.

Outra possibilidade reside no espalhamento de materiais sintéticos fundíveis (termoplásticos), por meio de pulverização, sobre a camada de suporte, e posterior fusão e subsequente compressão e densificação por meio de rolos quentes, que comprimem o material sintético contra o material de suporte. Esse tipo de termoplásticos também pode ser fundido por meio de extrusão ou de sistemas de calandras, e ser então diretamente aplicado sobre a camada de suporte e comprimido contra ela. A utilização de PVC (ou seja, de cloreto de polivinilo, advindo o acrónimo do inglês "polyvinyl chloride") e de poliuretanos termoplásticos (TPU, do inglês "thermoplastic polyurethane") está extremamente difundida neste método. Mas a aplicação a partir da fase líquida também é muito utilizada. Neste caso, pode tratar-se de soluções de materiais sintéticos em solventes orgânicos, de massas reativas e isentas de solventes ("High Solids Polyurethane", ou seja, poliuretano com um alto teor de sólidos), de dispersões aquosas ou de plastissóis, que são unidos ao material de suporte por meio de métodos de aplicação adequados. A aplicação é levada a cabo por meio de imersão, de revestimento por meio de raspagem, de 3 aplicação com rolos, de pressão ou de métodos de pulverização. Em todos estes casos torna-se necessária uma secagem a temperaturas elevadas, compreendidas entre os 150 e os 190 °C, durante vários minutos, com vista a fortalecer o revestimento de forma correspondente e de o tornar utilizável. A fim de evitar um ensacamento indesejável do meio de revestimento liquido na camada de suporte durante a sua aplicação e de permitir a utilização de quantidades adequadas, a viscosidade do dito meio de revestimento liquido deve ser ajustada de modo a ser obtida uma consistência semelhante à de uma pasta. A par do revestimento direto da camada de suporte, também se pode optar pelo revestimento por espalhamento ou ainda pelo revestimento por transferência. De acordo com estes métodos, a camada exterior começa por ser aplicada sobre um papel de separação ou um suporte (auxiliar) semelhante, é endurecida e, num segundo passo, é então aplicada por meio de contracolagem sobre a camada de suporte propriamente dita. Em seguida, de pois da secagem e de o revestimento ficar firmemente unido ao material têxtil, a camada de papel pode ser removida, podendo voltar a ser utilizada várias vezes. A vantagem apresentada por este método reside, por um lado, na possibilidade de, mediante uma estampagem prévia do papel de separação, conferir à camada exterior uma estrutura especifica da superfície, e, pelo outro, no facto de a união do revestimento com o suporte poder ser mais bem controlada do que quando se recorre ao método do revestimento direto. É por esse motivo que os artigos produzidos desta forma são consideravelmente mais macios. 4 A patente DE 195 34 252 AI divulga um método de produção de uma banda com várias camadas, e, de modo especial, como material próprio para revestimento dos estofos de bancos de veiculos a motor, em que a banda é constituída essencialmente por um material feito de fibras não tecidas, com as fibras preponderantemente dispostas na perpendicular em relação à superfície do material feito de fibras não tecidas, e por um material de forro situado do lado de fora, ou seja, por exemplo, também constituído por um material têxtil, por um material sintético, por uma pele sintética, por um tecido, por pele ou por outro material plano semelhante. Neste caso, o método consiste na reunião de vários passos da produção, que, regra geral, são realizados separadamente, num único passo do método. Este passo do método único caracteriza-se pelo facto de o material feito de fibras não tecidas e de o material de forro serem continuamente conduzidos entre duas bandas de guiamento, serem aquecidos, serem reforçados e serem colados, até a banda com várias camadas estar pronta como um produto final.

Por material feito de fibras não tecidas deve entender-se, no âmbito da presente invenção, uma disposição plana de fibras ou de filamentos em que as fibras, por meio de tecido de fibras não tecidas, de introdução, com agulhas, de fibras têxteis através de uma base têxtil, de fusão térmica ou de colagem, etc., são unidas umas às outras e/ou reforçadas, como é o caso, por exemplo, das fibras poliméricas interligadas numa malha, do tecido não tecido agulhado aveludado, do tecido não tecido "Mali", que integra o nome, da malha "Multiknit", etc. 5

Pese embora o método divulgado nesta patente reúna vários passos de produção num único passo do método, ainda assim trata-se de um método muito moroso e oneroso. A patente DE 91 16 536.9 UI divulga um tecido com várias camadas para forros de bancos de veículos a motor que é constituído por uma camada inferior composta por um tecido de fibras não tecidas, por uma camada superior composta por um tecido de forro plano, e por uma camada intermédia que une as duas camadas exteriores. Ao contrário do que sucedia até então, em que se utilizavam camadas intermédias feitas de um material de esponja, neste caso é formada uma camada intermédia de fibras de tecido não tecido orientadas na perpendicular em relação às superfícies, que se projetam perpendicularmente/na vertical do tecido de fibras não tecidas produzido como camada de tecido não tecido ou como lado do tecido não tecido.

Assim sendo, a camada intermédia constitui, por assim dizer, parte integrante da camada inferior, sendo que as pontas ou as extremidades das fibras de tecido não tecido que se projetam na vertical estão coladas ao lado de baixo da camada superior, ou seja, ao tecido de forro plano, colagem essa que pode ser feita por meio de cola a quente, por exemplo. Por um lado, a colagem das fibras de tecido não tecido, que, por conseguinte, é pontual, ao tecido do forro deve dar origem a uma permuta de ar e de humidade suficientes, e, pelo outro, através da formação e da quantidade das fibras de tecido não tecido que se projetam, o comportamento elástico quando submetido a compressão do tecido com várias camadas poder ser ajustado conforme for mais conveniente. 6

No entanto, esta solução tem como desvantagem a produção relativamente morosa e onerosa deste tecido com várias camadas, seja no que se refere à produção das suas várias camadas, seja no que respeita à sua colagem. A patente DE 101 39 843 B4 divulga um tecido de fibras não tecidas para estofos feito de um material de fibras reforçado por meio de uma malha de fios, que também se caracteriza por uma disposição tridimensional, e que se destina a ser utilizado como tecido por baixo do estofo, por exemplo para substituição de espumas de poliuretano (PUR) utilizadas em tecidos de forros de bancos de veículos a motor. Com vista a aumentar tanto a resistência ao deslocamento transversal, quanto a elasticidade à pressão, neste caso a estrutura das fibras poliméricas, isto é, das fibras dispostas na perpendicular (de forma oblíqua) em relação à superfície, é concebida de modo a que as partes das fibras ou os nós das fibras dispostas(os) na vertical em relação à secção transversal do tecido feito de fibras não tecidas se caracterizam por um paralelismo e uma mesma altura ao longo de toda a superfície da estrutura polimérica feita de fibras.

Além disso, a patente acima referida prevê que existam, pelo menos, 1200 dessas partes de fibras ou de nós de fibras por centímetro quadrado, prevendo igualmente que uma das extremidades das partes de fibras ou de nós de fibras esteja sempre entretecida na secção transversal do tecido feito de fibras não tecidas. Esta construção, que é concebida de forma semelhante à que é divulgada na patente DE 91 16 536.9 Ul mencionada acima, também padece do mal de implicar uma produção relativamente morosa e onerosa. 7 0 objetivo da patente DE 201 22 399 UI diz respeito a uma peça moldada para o equipamento do habitáculo de um veiculo a motor, peça essa que é constituída por diversas camadas aplicadas sobre uma peça moldada por injeção, e, nomeadamente, por uma camada exterior (como, por exemplo, pele sintética ou película de material sintético), por uma camada intermédia feita de um material feito de fibras não tecidas e por uma película de barreira elástica aplicada sobre a peça moldada por injeção. A camada intermédia de material feito de fibras não tecidas foi concebida de modo a ser volumosa e elástica quando submetida a uma compressão, e caracteriza-se por uma disposição das fibras preferencialmente vertical. Neste caso, as fibras verticais podem estar dispostas, por uma das suas extremidades, numa parte parcial inferior da camada intermédia feita de fibras não tecidas reforçadas com malhas ou com malhas de fibras. A patente DE 101 62 463 B4 divulga a utilização de um material feito de fibras não tecidas, reforçado por meio de malhas, como suporte têxtil para revestimentos. Neste caso, e à semelhança do que sucede com o tecido de fibras não tecidas para estofos que é divulgado na patente DE 101 39 843 B4, as partes das fibras e/ou dos nós das fibras dispostos na vertical em relação à secção transversal do tecido feito de fibras não tecidas apresentam um paralelismo e uma mesma altura ao longo de toda a superfície da estrutura polimérica de fibras, sendo as respetivas extremidades inseridas na secção transversal do tecido de fibras não tecidas por meios mecânicos.

Também no caso dos objetivos de acordo com o estado da técnica dos dois documentos referidos em último lugar, a produção seja do material compósito com várias camadas, seja de cada uma das camadas é relativamente morosa. A patente US 5 382 4 61 A divulga um laminado feito de uma película termoplástica extrudida e de uma esteira não entretecida constituída por fibras preponderantemente revestidas, no qual, mediante uma expansão ao longo da espessura da esteira, se obtém uma alteração da posição das fibras individuais, o que dá azo a uma melhor aderência entre a película termoplástica e a esteira de fibras, sem dar origem a qualquer perfuração por parte das fibras ("pin holes"). A patente DE 10 2004 009245 AI divulga uma peça moldada de material sintético feita de uma camada de material de fibras não tecidas e de uma camada de material sintético, em que a camada de material de fibras não tecidas é submetida a uma estruturação ou a uma moldagem, com vista a assegurar a estabilidade da sua forma durante o processamento subsequente. A patente DE 42 14 389 AI divulga uma camada feita de três camadas a ser utilizada como material de revestimento de um componente de equipamento para o habitáculo de um veículo a motor, na qual, como camada central, está previsto um material de fibras não tecidas cujas fibras estão orientadas de forma aleatória e que é flexível quando pressionado e, desta forma, confere a toda a estrutura uma sensação ao toque e uma maneabilidade agradáveis. 9 A patente DE 29 39 095 AI divulga um método de produção de um material compósito decorativo, de acordo com o qual uma pelicula de um revestimento exterior de material sintético, uma camada intermédia de espuma e uma manta inferior, em malha, são submetidas a um tratamento posterior, que anula eventuais retrações ou tensões no sistema.

Graças a este tratamento posterior, obtém-se uma estruturação da superfície que, de outro modo, só seria possivel obter recorrendo a um método de estampagem em relevo. A patente DE 93 03 393 UI divulga um material de cobertura têxtil, com duas camadas, para as coberturas de veiculos a motor, que é composto por um tecido de poliacrilico ou de poliéster, a cuja parte de trás está contracolada uma camada de PVC. A patente DE 44 00 894 AI divulga um método de produção de um componente para o habitáculo de um veiculo a motor, no qual um tecido não tecido de fibras fundíveis é unido a um outro tecido não tecido de tapete ou a um tecido não tecido decorativo, sendo que a união entre esses dois tecidos não tecidos é feita por meio de colagem termoplástica. A patente DE 100 39 249 AI divulga uma forma especial de tratamento de bases planas têxteis revestidas e flexíveis, que se caracterizam por uma retração residual, consistindo o referido tratamento, numa primeira fase, na aplicação de um revestimento de PUR sobre as bases planas têxteis e, numa segunda e última fase, num tratamento térmico do produto assim obtido. 10

Em face do exposto, a presente invenção tem pois por objetivo disponibilizar outra possibilidade de produção de um material próprio para o revestimento dos estofos de bancos de veículos a motor, ou de uma película com várias camadas para revestimento, de modo especial, de componentes de cobertura interior de veículos a motor, que venha simplificar consideravelmente o método de produção, e que seja concebido de modo a torná-lo não só mais económico, mas também mais ecológico. Além disso, a dita película com várias camadas deve caracterizar-se igualmente por uma perceção háptica, ou seja, por uma maneabilidade "macia" agradável.

Trata-se de um objetivo que é satisfeito através das características da reivindicação principal. As reivindicações dependentes divulgam outros aperfeiçoamentos vantajosos das ditas características. A presente invenção prevê que o material compósito têxtil ou o material feito de fibras não tecidas seja constituído por fibras preponderantemente orientadas na perpendicular em relação à superfície. Uma das extremidades, pelo menos, das fibras preponderantemente orientadas na perpendicular em relação à superfície é inserida na parte de trás da camada decorativa exterior quando esta ainda não está endurecida, sendo unida à camada decorativa por meio do endurecimento.

De forma surpreendente, ficou demonstrado, nomeadamente, que com fibras diretamente inseridas na camada decorativa ainda não endurecida e, em seguida, unidas a essa camada decorativa por meio de endurecimento, não só se torna possível uma produção especialmente económica e simples, 11 mas também a obtenção de uma película de material sintético com várias camadas, caracterizada por uma sensação háptica excecional e por propriedades de elasticidade quando submetida a compressão extraordinárias.

Como material feito de fibras não tecidas também pode ser utilizado material reciclado, ou seja, por exemplo, um produto de base produzido a partir de palas ou cintas de material sintético trituradas e desfeitas em fibras que, no âmbito do reaproveitamento, é utilizado para a produção do material feito de fibras não tecidas.

Uma película de material sintético com várias camadas do tipo aqui descrito é resistente à humidade e distingue-se por uma vida útil longa, pelo que também está particularmente indicada para ser utilizada como material de estofos nos setores da decoração de ambientes e do mobiliário, no setor naval e na indústria automóvel, ou como material de isolamento acústico para móveis, portas ou paredes.

Um aperfeiçoamento vantajoso desta invenção consiste na aplicação, de acordo com um método de revestimento por espalhamento, do material compósito têxtil ou do material feito de fibras não tecidas sobre a parte de trás da camada decorativa exterior, sendo que uma extremidade, pelo menos, das fibras orientadas na perpendicular em relação à superfície, é inserida na camada ainda líquida da camada decorativa exterior. 0 método de revestimento por espalhamento é um método de revestimento particularmente simples, que pode ser realizado por meios mecânicos sem grande esforço e que se adequa de modo especialmente 12 favorável à inserção das fibras numa camada decorativa ainda liquida.

Igualmente bem adequados, e inclusive um tanto mais abrangentes no que se refere à sua realização por meios mecânicos, são outros aperfeiçoamentos vantajosos do método, que consistem na contracolagem térmica do material compósito têxtil ou do material feito de fibras não tecidas à parte de trás da camada decorativa exterior, sendo que, neste caso, uma extremidade das fibras orientadas na perpendicular em relação à superfície, pelo menos, é inserida através da camada decorativa exterior ainda não endurecida.

Na medida em que o calor que, fruto da utilização deste processo, foi introduzido e, de modo especial, foi introduzido durante a extrusão, mantém a camada decorativa constituída pelo material sintético no estado liquido e não endurecido ainda durante um certo tempo, sem que seja necessário qualquer aquecimento adicional, não só se torna fácil proceder à aplicação do material feito de fibras não tecidas, como este processo pode ser realizado de forma a economizar energia.

Outros aperfeiçoamentos vantajosos prendem-se com o facto de o material compósito têxtil ou de o material feito de fibras não tecidas ser aplicado na parte de trás de uma camada decorativa exterior feita de poliuretano (PU), de cloreto de polivinilo (PVC) ou de uma poliolefina termoplástica (TPO, do inglês "Thermoplastic PolyOlefin"). Devido não só à flexibilidade que os caracterizam, mas também à sua boa trabalhabilidade no que diz respeito à estruturação da sua superfície ou ao aspeto granuloso da 13 mesma, estes materiais sintéticos, juntamente com o material feito de fibras não tecidas que lhes foi contracolado, dão azo a uma pelicula com propriedades de elasticidade quando submetida a compressão extraordinárias.

Outra forma de conceção vantajosa que tem por objetivo aumentar a elasticidade à compressão preconiza que o material compósito têxtil ou o material feito de fibras não tecidas seja constituído por fibras preponderantemente orientadas na perpendicular em relação à superfície, as quais são reforçadas por meio de uma estrutura de nós ou de uma estrutura de malha. Neste caso, as malhas ou os nós podem sempre estar dispostos, essencialmente, só de um dos lados, de ambos os lados ou a meio do material compósito têxtil ou do material feito de fibras não tecidas. Para uma conceção desse tipo estão particularmente indicados materiais feitos de malha ou materiais feitos de fibras não tecidas, como, por exemplo, os já amplamente conhecidos materiais feitos de fibras não tecidas como a malha "Multiknit" (tecidos de fibras não tecidas cujas fibras são compridas, entretecidas de ambos os lados, com partes de fibras posicionadas na vertical) , o tecido não tecido "Mali" (material feito de fibras não tecidas dispostas transversalmente e reforçadas por meio de malhas de feixes de fibras do dito material) ou o material "Maliwatt" (material feito de fibras não tecidas dispostas transversalmente e reforçadas por meio de fios de costura através de costuras de ponto em cadeia).

Segue-se uma descrição mais detalhada das propriedades de elasticidade quando submetida a compressão de uma pelicula de material sintético concebida de acordo com a presente invenção, e segundo o método de revestimento por 14 espalhamento nela preconizado, com uma camada decorativa de PVC, com base no diagrama do sentido da aplicação de forças de compressão apresentado na figura 1.

Neste diagrama encontra-se registada a medição no sentido da compressão do toque da película de material sintético concebido de acordo com a presente invenção por comparação com películas com várias camadas usuais, com espumas contracoladas, tecidos de distanciamento, etc. No caso aqui abordado, o sentido medido é o sentido de compressão resultante de toque quando é exercida uma pressão de fora para dentro a partir do lado de fora (superfície) da película de material sintético. Este sentido é utilizado como a medida da maciez ou da elasticidade à compressão, ou, por outras palavras, "da sensação háptica quando pressionado". Este diagrama regista também sempre a força que foi exercida. 0 ensaio foi levado a cabo de acordo com as instruções da "VDA Prufblatt 237-101, Anhang A" (folha de ensaios 237-101 da VDA (associação da indústria automóvel alemã-federal), Anexo A), sendo que o ensaio de pressão foi realizado numa máquina de ensaio universal com uma ferramenta de pressão com um diâmetro de D = 14 mm (A = 154 mm2) , com uma velocidade de realização do ensaio de 5 mm/minuto e com uma força inicial de 0,02 N. O ensaio foi levado a cabo até ser atingida uma força de 105 N, altura em que as curvas de medição foram então registadas. A curva 1 mostra o comportamento elástico sob compressão da película de material sintético concebida de acordo com a presente invenção, e produzida segundo o método de revestimento por espalhamento preconizado na mesma com um 15 material compósito têxtil, ou com um material feito de fibras não tecidas, constituído por fibras preponderantemente orientadas na perpendicular em relação à superfície, as quais são reforçadas por meio de uma estrutura de nós ou de uma estrutura de malha. As curvas 2 a 8 representam as películas com várias camadas usuais, com partes de trás de espuma ou com partes de trás de tecido usuais. Na curva 1 relativa ao sentido de compressão, descrita de forma progressiva mas que, numa primeira fase, se caracteriza por uma subida extremamente discreta, ou seja, quando já tem lugar uma profundidade de compressão elevada (em mm) mediante a aplicação de uma força reduzida (em Newtons), pode constatar-se claramente que a película produzida segundo o método concebido de acordo com a presente invenção se caracteriza por uma maciez consideravelmente superior, ou seja, que esta película se caracteriza por uma elasticidade à compressão muito superior à das demais películas.

Lisboa, 24 de Maio de 2013

Claims (8)

1 REIVINDICAÇÕES 1. Método de produção de películas de material sintético com várias camadas, com uma estrutura tridimensional da superfície e, de modo especial, a ser utilizada como forros para bancos ou como revestimento de componentes de cobertura interior de veículos a motor, sendo que a película de material sintético com várias camadas é constituída, pelo menos, por uma camada decorativa exterior e por uma camada inferior subjacente a essa camada exterior, feita de um material compósito têxtil ou de um material feito de fibras não tecidas, enquanto material de suporte elástico quando submetido a uma compressão, sendo que seja o material compósito têxtil, seja o material feito de fibras não tecidas é inserido na parte de trás da camada decorativa exterior ainda não endurecida e é unido a essa camada decorativa por meio de endurecimento, tanto o material compósito têxtil, quanto o material feito de fibras não tecidas ser constituído por fibras preponderantemente orientadas na perpendicular em relação à superfície, e ainda caracterizado por uma das extremidades das fibras preponderantemente orientadas na perpendicular em relação à superfície, pelo menos, ser unida à camada decorativa.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o material compósito têxtil ou o material feito de fibras não tecidas ser aplicado sobre a parte de trás da camada decorativa exterior, sendo que uma extremidade, pelo menos, das fibras orientadas na perpendicular em relação à superfície é inserida na camada ainda líquida da camada decorativa exterior. 2

3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o material compósito têxtil ou o material feito de fibras não tecidas ser aplicado sobre a parte de trás da camada decorativa exterior por meio de contracolagem térmica, sendo que uma extremidade, pelo menos, das fibras orientadas na perpendicular em relação à superfície é inserida na camada ainda liquida, devido à ativação térmica, da camada decorativa exterior.

4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o material compósito têxtil ou o material feito de fibras não tecidas ser aplicado sobre a parte de trás de uma camada decorativa exterior extrudada e ainda não endurecida, sendo que uma extremidade, pelo menos, das fibras orientadas na perpendicular em relação à superfície é inserida na camada ainda não endurecida da camada decorativa exterior.

5. Método de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por o material compósito têxtil ou o material feito de fibras não tecidas ser aplicado na parte de trás de uma camada decorativa exterior feita de poliuretano (PU).

6. Método de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por o material compósito têxtil ou o material feito de fibras não tecidas ser aplicado na parte de trás de uma camada decorativa exterior feita de cloreto de polivinilo (PVC).

7. Método de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por o material compósito têxtil ou o material feito de fibras não tecidas ser aplicado na 3 parte de trás de uma camada decorativa exterior feita de uma poliolefina termoplástica (TPO).

8. Método de acordo com uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por o material compósito têxtil ou o material feito de fibras não tecidas ser constituído por fibras preponderantemente orientadas na perpendicular em relação à superfície, as quais são reforçadas por meio de uma estrutura de nós ou de uma estrutura de malha. Lisboa, 24 de Maio de 2013