MATERIAL COMPUESTO PARA CONSTRUCCIONES LIGERAS Y METODO PARA SU FABRICACION.

Material compuesto para construcciones ligeras formado por un material soporte para construcciones ligeras (12) y una capa de acabado (34) aplicada sobre al menos una superficie del material soporte (12),

de modo que entre la superficie del material soporte (12) y la capa de acabado (34) hay una capa separadora (16) impermeable a la resina, y capa de acabado (34) está formada por un material fibroso o alveolar (20) embebido en un material resinoso (32) endurecido sobre la capa separadora (16),

caracterizado porque

en el material soporte (12) y/o en la capa separadora (16) y/o en el material fibroso o alveolar (20) de la capa de acabado (34) en formación se han practicado canales de flujo (F) y/u orificios (L) para distribuir uniformemente el material resinoso (32) fluido antes del endurecimiento

Material compuesto para construcciones ligeras y método para su fabricación.

La presente invención se refiere a un material compuesto para construcciones ligeras según el concepto general de la reivindicación 1. La presente invención se refiere además a un método, según el concepto general de la reivindicación 27, para la fabricación de un material compuesto de tal tipo destinado a construcciones ligeras.

Los materiales compuestos planos para construcciones ligeras citados al principio son conocidos y se usan en varios sectores, por ejemplo en la industria aeronáutica y astronáutica, en la construcción naval o automovilística.

Como soporte o núcleo de los materiales compuestos conocidos, también llamados estratificados o multicapas, se usan preferentemente materiales de construcción ligeros premoldeados o moldeables, por ejemplo de espuma, de maderas de baja densidad, o materiales con estructuras alveolares. Para poder usar estos materiales de construcción ligera en la fabricación de paneles sándwich el material soporte suele revestirse de una capa de acabado por al menos una de sus caras. De este modo se incrementa la resistencia del material compuesto y al mismo tiempo se mantiene su bajo peso, con lo cual se pueden aprovechar las ventajas de una estructura sándwich (relación estructura/peso). Como capas de acabado se usan, por ejemplo, láminas o capas de composites fibrosos, que posteriormente se fijan sobre la superficie del material soporte, por ejemplo con un adhesivo.

Los materiales compuestos conocidos para construcciones ligeras y sus métodos de fabricación tienen el inconveniente de que los composites fibrosos, formados por fibras embebidas en resina, solo pueden aplicarse directamente sobre el material soporte de manera muy limitada, cuando éste tiene una estructura de espuma abierta o de tipo alveolar.

De hecho los composites fibrosos deben elaborarse antes, aparte del material soporte, por ejemplo como los denominados "Prepregs", es decir en forma de tejidos o napas preimpregnadas, y solo después pueden fijarse al material soporte en una etapa posterior del proceso, lo cual es especialmente difícil cuando la superficie del material soporte no es plana, sino tridimensional, como por ejemplo en el caso de los cascos de embarcaciones.

Como métodos para este sector de aplicación se conocen la infusión al vacío, la inyección al vacío, el proceso RTM (RTM = Resin Transfer Moulding [moldeo por transferencia de resina]) y variaciones de los mismos, que tienen en común el aporte de resina fluida mediante el empleo de presión, es decir vacío o sobrepresión, a un material fibroso o de napa previamente depositado sobre el material soporte que hay que recubrir con la capa de acabado. Hasta la fecha estos métodos conocidos de elaboración de materiales compuestos se emplean cuando el soporte o núcleo cuya superficie debe recubrirse con la capa de acabado no presenta una estructura abierta o cuando hay que fabricar laminados macizos sin materiales de soporte. Sin embargo en el estado técnico también se conocen aplicaciones que consisten en recubrir materiales soporte o centrales, de estructura abierta, mediante el método RTM o el método de inyección al vacío, para manufacturar materiales compuestos con una capa de acabado de material fibroso o de napa embebido en resina.

Así, de la patente EP 0 786 330 A2 se conoce un material compuesto formado por un material soporte alveolar, una capa separadora impermeable a resinas, aplicada y fijada sobre la cara plana del material soporte con una capa de adhesivo, y una capa de acabado endurecida sobre la capa separadora, que consta de una napa o de un material fibroso embebido en una resina. Para elaborar el material compuesto primero se aplica un film de adhesivo sobre la capa separadora. A continuación la capa separadora provista del film adhesivo se pega sobre la cara plana del material soporte con la capa adhesiva, de manera que los alveolos abiertos hacia la cara plana del material soporte queden lo más cerrados posible. Sobre la capa separadora se coloca la napa o el material fibroso, el conjunto se deposita en un molde y la napa o el material fibroso se impregna con resina mediante el método RTM, con lo cual la capa separadora impide la penetración de la resina en la estructura alveolar del material soporte.

La patente EP 1 281 505 A1 revela un material compuesto y un método para su fabricación. Según este conocido método, sobre un material soporte se depositan dos capas de adhesivo que sirven de separación, una primera capa adhesiva de resina de elevada viscosidad y sobre ella una segunda capa adhesiva impermeable. Sobre ambas capas adhesivas se deposita luego una napa o un material fibroso. El conjunto formado por el material soporte, las capas adhesivas y la napa o el material fibroso se somete a un primer tratamiento térmico dentro de un molde cerrado para que reaccionen las resinas de las capas adhesivas, uniéndose firmemente la primera capa adhesiva con el material soporte y la segunda capa adhesiva y ésta con la cara inferior de la napa o del material fibroso. A continuación se hace el vacío en el molde y la napa o el material fibroso se impregna con una resina que se inyecta en el molde a una presión de 2 a 3 bar.

En la patente DE 695 29 396 T2 se describe un método consistente en aplicar mediante el proceso RTM una capa de acabado de napa o material fibroso embebido en resina sobre un material soporte alveolar, para elaborar un material compuesto. A tal fin, en una primera etapa se aplica una primera capa de un film endurecible sobre el material soporte y se cura dentro del molde. A continuación, sobre la capa separadora endurecida se aplica una capa intermedia en forma de un material preimpregnado, que también se endurece en el molde. Luego, sobre esta capa intermedia se deposita una preforma de material fibroso, que se impregna con resina en el molde mediante el proceso RTM.

La patente DE 36 25 534 A1 revela una placa de construcción tipo sándwich, difícilmente inflamable, que presenta un material soporte alveolar sobre cuyas caras planas está aplicada respectivamente una capa intermedia de material fibroso y una capa externa formada asimismo por un material fibroso. La capa intermedia está impregnada con una resina de base epoxídica y la capa externa con una resina de base fenólica. Además, entre la capa intermedia y la capa externa hay una hoja de aluminio intercalada que sirve de aislante térmico de la capa intermedia en caso de incendio.

La patente EP 1 162 058 A1 revela un material compuesto bicapa para construcciones ligeras que consta de un material central recubierto con una capa de acabado impregnada con resina, en que el material central dispone de canales de flujo para la distribución de la resina. La capa de acabado está aplicada directamente sobre el material central y por tanto la resina debe atravesar totalmente la capa de acabado para llegar a la zona de los canales de flujo. Aunque la resina se reparte por el material central a través de los canales de flujo, la distribución de la resina sobre la capa de acabado no es uniforme.

La presente intención tiene por objeto especificar un material compuesto para construcciones ligeras y un método de elaboración del mismo, en o por el cual se obtenga una mejor distribución de la resina en la napa o el material fibroso, en comparación con el estado técnico.

La presente intención resuelve este objetivo mediante un material compuesto para construcciones ligeras con las características según la reivindicación 1.

Una idea esencial de la presente intención consiste en hacer practicables procesos, especialmente procesos de elaboración industrial, que permitan aplicar directamente sobre el material soporte o central una capa de acabado formada por un material fibroso o alveolar impregnado con resina, empleando una capa separadora intermedia impermeable a la resina intercalada entre el material soporte y la capa de acabado, para materiales soporte de poro abierto tales como las estructuras alveolares o las espumas de poro abierto.

Con la capa separadora impermeable a la resina intercalada entre el propio material soporte y la capa de acabado se consigue que al elaborar el material compuesto de la presente invención la resina fluida no pueda penetrar en el material soporte y rellenarlo, al menos en parte, durante la preparación de la capa de acabado. De hecho la resina que impregna el material fibroso o alveolar puede endurecerse enseguida sobre el material soporte, lo cual también permite aplicar de forma sencilla y elegante una capa de acabado formada como material adhesivo...

1. Material compuesto para construcciones ligeras formado por un material soporte para construcciones ligeras (12) y una capa de acabado (34) aplicada sobre al menos una superficie del material soporte (12), de modo que entre la superficie del material soporte (12) y la capa de acabado (34) hay una capa separadora (16) impermeable a la resina, y capa de acabado (34) está formada por un material fibroso o alveolar (20) embebido en un material resinoso (32) endurecido sobre la capa separadora (16),

caracterizado porque

en el material soporte (12) y/o en la capa separadora (16) y/o en el material fibroso o alveolar (20) de la capa de acabado (34) en formación se han practicado canales de flujo (F) y/u orificios (L) para distribuir uniformemente el material resinoso (32) fluido antes del endurecimiento.

2. Material compuesto para construcciones ligeras según la reivindicación 1, caracterizado porque los canales de flujo (F) están formados en al menos una de las caras planas del material fibroso o alveolar (20) o en la cara plana del material fibroso o alveolar (20) adyacente a la cara plana de la capa separadora (16).

3. Material compuesto para construcciones ligeras según la reivindicación 2, caracterizado porque los canales de flujo (F) están grabados en la cara plana (n) del material fibroso (20).

4. Material compuesto para construcciones ligeras según la reivindicación 2, caracterizado porque los canales de flujo (F) están formados en la cara plana o en las caras planas del material alveolar (20).

5. Material compuesto para construcciones ligeras según al menos una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque los canales de flujo (F) discurren dentro de una estructura alveolar.

6. Material compuesto para construcciones ligeras según al menos una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque los orificios (L) están hechos en la superficie del material soporte (12) y/o en la capa separadora (16), preferentemente en forma de perforaciones perpendiculares a la superficie.

7. Material compuesto para construcciones ligeras según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el material soporte (12) es plano y lleva la capa de separación (16) y la capa de acabado (34) en cada una de sus caras planas.

8. Material compuesto para construcciones ligeras según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque entre la capa separadora (16) y el material soporte (12) hay una primera capa de adhesivo (14).

9. Material compuesto para construcciones ligeras según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque entre la capa separadora (16) y la capa de acabado (34) hay una segunda capa de adhesivo (18).

10. Material compuesto para construcciones ligeras según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque como material fibroso (20) para la capa de acabado (34) sirve una tela, una napa, una malla, un género de punto, un tricot, un velo o un material híbrido.

11. Material compuesto para construcciones ligeras según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el material soporte (12) presenta preferentemente una estructura alveolar uniforme.

12. Material compuesto para construcciones ligeras según la reivindicación 11, caracterizado porque el material soporte (12) es una estructura alveolar de metal, preferentemente una estructura alveolar de aluminio, o una estructura alveolar de papel, de cartón o de plástico.

13. Material compuesto para construcciones ligeras según al menos una de las reivindicaciones 1 hasta 10, caracterizado porque el material soporte (12) es preferentemente un material espumado de poro abierto.

14. Material compuesto para construcciones ligeras según al menos una de las reivindicaciones 1 hasta 10, caracterizado porque el material soporte (12) está elaborado con madera de balsa.