Artículo conformado de material compuesto y proceso para fabricar el mismo.

Un artículo (10) moldeado de material compuesto que comprende un miembro de placa (11) y un miembro deresina (12) y que tiene una interfase de unión (13JF,

13JF2, 13JF3) en la cual el miembro de placa (11) y el miembrode resina (12) se encuentran unidos uno a otro en sus caras (11SF, 12SF) terminales laterales, que miran una haciala otra, en el que el miembro de placa (11) comprende materiales (15a, 15b) de base de capa de superficie ubicadossobre el lado superficial superior y el lado superficial inferior del miembro de placa (11) y un material (16, 16A) debase de capa de núcleo ubicado entre ambos materiales (15a, 15b) de base de capa de superficie; y los respectivosmateriales (15a, 15b) de base de capa de superficie están formados por resina reforzada con fibra, mientras que elmaterial (16, 16A) de base de capa de núcleo está formado por un material más blando que la resina reforzada confibra que forma los respectivos materiales (15a, 15b) de base de capa de superficie, en el que al menos unainterfase de unión parcial de la interfase de unión (13JF, 13JF2, 13JF3) es una interfase (13JF) de unión deondulación en la cual las caras (11SF) terminales laterales de ondulación de los respectivos materiales (15a, 15b) debase de capa de superficie y una cara (12SF) terminal lateral de ondulación del miembro de resina (12) seencuentran unidas unas a otras; la longitud de la línea de unión (JL, 13JL) actual formada a lo largo de la ondulaciónde la interfase (13JF) de unión de ondulación es de 1,05 mm o más por cada 1 mm de longitud de la línea deproyección-conexión (PL, 13PL) que consiste en segmentos de línea recta que conectan las crestas de lasrespectivas proyecciones (PAn) adyacentes unas a otras en una forma de ondulación de los respectivos materiales(15a, 15b) de base de capa de superficie, caracterizado por que en la interfase (13JF) de unión de ondulación, elmiembro de resina (12) presenta una parte (18) de punta de penetración de miembro que penetra en el interior deuna región del material (16, 16A) de base de capa de núcleo ubicada entre ambos materiales (15a, 15b) de base decapa de superficie.

Artículo conformado de material compuesto y proceso para fabricar el mismo

Campo de la Invención La presente invención se refiere a un artículo moldeado de material compuesto y a su proceso de producción. El artículo moldeado de material compuesto de la invención comprende un miembro de placa y un miembro de resina, en el que el miembro de placa y el miembro de resina se encuentran unidos de manera integral el uno con el otro en sus caras terminales laterales que miran una hacia la otra. Preferentemente, el artículo moldeado de material compuesto de la invención se puede usar como material para partes formadoras de dispositivos eléctricos y electrónicos móviles tales como ordenadores portátiles y teléfonos móviles que requieren un peso ligero, elevada resistencia, elevada tenacidad y paredes finas. De manera especialmente preferida, el artículo moldeado de material compuesto de la invención se usa como material para la conformación de alojamientos de estos dispositivos.

Técnica Anterior

Cada vez más, los dispositivos eléctricos y electrónicos, tales como ordenadores portátiles y conjuntos de telefonía, se proporcionan como dispositivos móviles. Es preciso que las partes que forman estos dispositivos presenten tamaño reducido, peso ligero y pared fina y propiedades mecánicas tales como elevada resistencia y elevada tenacidad. Resulta especialmente necesario que los alojamientos de estos dispositivos no se doblen al menos parcialmente, contactando con las partes interiores y produciendo la rotura de las mismas, o se rompan por sí mismos en el caso de cargas externas que actúen sobre los alojamientos.

El documento JP 2006-044259 A (Bibliografía de Patente 1) propone un artículo moldeado para formar un alojamiento. El presente artículo moldeado es un artículo moldeado de manera integral que usa un miembro laminado que comprende numerosas fibras de refuerzo continuas dispuestas en una dirección y una resina termoestable (miembro de placa) como placa de techo del alojamiento, en el que la placa de techo se encuentra unida de manera integral sobre las caras superiores de los marcos laterales, formados por una resina termoplástica que incluye fibras de refuerzo (miembro de resina) , del alojamiento por medio de una composición de resina termoplástica (adhesivo) . El artículo moldeado de manera integral presenta la ventaja de que se puede obtener suficiente adhesión entre la placa de techo y los marcos laterales. No obstante, las juntas entre la placa de techo y los marcos laterales se encuentran colocadas sobre las caras superiores de los marcos laterales, es decir, la placa de techo se superpone sobre los marcos laterales, para formar las juntas. Por tanto, el espesor de la placa de techo en las juntas evita que el alojamiento presente una pared fina.

El documento JP 2007-038519A (Bibliografía de Patente 2) propone un artículo moldeado de material compuesto para formar un alojamiento. El artículo moldeado de material compuesto comprende un miembro de placa y un miembro de resina, en el que el miembro de placa y el miembro de resina están unidos de manera integral en sus caras terminales laterales que miran una hacia la otra. El miembro de placa presenta una estructura de tres capas que comprende una capa superior, una capa inferior y una capa de núcleo colocadas entre las capas superior e inferior. Es decir, en este caso, el artículo moldeado de material compuesto presenta una estructura de sandwich en la cual se mantiene la capa de núcleo entre las capas superior e inferior. La capa de núcleo es un miembro blando (por ejemplo, un material de espuma) , y las capas superior e inferior son miembros duros (por ejemplo, una resina que incluye fibras de refuerzo) . El presente artículo moldeado de material compuesto se produce por medio de moldeo por inyección de una resina que forma el miembro de resina hacia la cara terminal lateral del miembro de placa. La resina inyectada por medio de moldeo por inyección penetra en forma de proyección en el interior de la capa de núcleo, desde la cara terminal lateral de la capa de núcleo, para unir el miembro de placa y el miembro de resina uno con el otro.

El artículo moldeado de material compuesto se encuentra libre de junta en la cual el miembro de placa y el miembro de resina se solapen uno con el otro, y la junta entre ambos miembros se encuentra colocada entre las caras terminales laterales de ambos miembros, con el fin de permitir la reducción de espesor de la pared del alojamiento. No obstante, en el caso de que la fluidez de la resina sea baja durante el moldeo por inyección o en el caso en el que no se encuentre disponible una presión de inyección elevada, la penetración de tipo proyección del miembro de resina en el interior de la capa de núcleo resulta insuficiente, y es difícil obtener una resistencia de unión suficiente entre el miembro de placa y el miembro de resina. Además, en el presente alojamiento conocido públicamente, la línea de junta entre la cara terminal lateral del miembro de placa y la cara terminal lateral del miembro de resina es una línea recta. Por tanto, es probable que tenga lugar una concentración de tensión en la junta, y por este motivo, resulte difícil obtener una resistencia de unión suficiente.

Como se ha descrito anteriormente, todavía se demanda una técnica que permita reducir el espesor de pared de un alojamiento y que consiga la suficiente resistencia de unión entre ambos miembros.

Bibliografía de Patente 1: JP 2006-044259 A Bibliografía de Patente 2: JP 2007-038519 A

El documento de Estados Unidos 3.811.141 A describe cascos de plástico para embarcaciones que están conectados a sus cubiertas por medio de configuraciones de lengua encajada de ajuste interno y junta de ranura, que están unidas por medio de fusión, adhesivos o similar. El casco y la cubierta son unidades de plástico, huecas y moldeadas rellenadas con espuma de plástico. Las unidades presentan paredes paralelas separadas de tipo plástico de fibra de vidrio conectadas alrededor de sus periferias, por medio de configuraciones que forman la junta de ajuste interno o juntura, de manera que la capa de inserto entre las paredes nunca se encuentra expuesta y se proporcionan unidades impermeables al agua.

Sumario de la Invención Problema Técnico Se pretende que la invención solucione los problemas de la técnica anterior proporcionando un artículo moldeado de material compuesto que presente peso ligero, elevada resistencia, elevada tenacidad y pared fina. Además, se pretende que la invención proporcione un artículo moldeado de material compuesto excelente en cuanto a resistencia a la unión entre el miembro de placa y el miembro de resina. La invención también proporciona un proceso para producir dicho artículo moldeado de material compuesto.

Solución del Problema A continuación, se describe un artículo moldeado de material compuesto de la invención como se define en la reivindicación independiente 1.

El artículo moldeado de material compuesto que comprende un miembro de placa y un miembro de resina y que tiene una superficie de unión en la cual el miembro de placa y el miembro de resina se encuentran unidos uno al otro en sus caras terminales laterales que miran una hacia la otra, en el que el miembro de placa comprende materiales de base de capa de superficie ubicados sobre el lado superficial superior y el lado superficial inferior del miembro de placa y un material de base de capa de núcleo ubicado entre los materiales de base de capa de superficie; y los respectivos materiales de base de capa de superficie están formados por una resina reforzada con fibra, mientras que el material de base de capa de núcleo está formado por un material más blando que la resina reforzada con fibra que forma los materiales de base de capa de superficie, en el que al menos la interfase de unión parcial de la interfase de unión es una interfase de unión de ondulación en la cual las caras terminales de ondulación de los respectivos materiales de base de capa de superficie y la cara terminal lateral de ondulación del miembro de resina se encuentran unidas unas a otras; la longitud de una línea de unión actual formada a lo largo de la ondulación de la interfase de unión de ondulación es de 1, 05 mm o más por cada 1 mm de longitud de la línea de conexiónproyección que consiste en segmentos de línea rectos que conectan las crestas de las respectivas proyecciones adyacentes unas con otras con una forma de ondulación desde los respectivos materiales de base de capa de superficie; y en la interfase de unión de ondulación, el miembro de resina presenta una parte de punta de penetración de miembro de resina que penetra en el interior de una región del material de base de capa de núcleo ubicada... [Seguir leyendo]

1. Un artículo (10) moldeado de material compuesto que comprende un miembro de placa (11) y un miembro de resina (12) y que tiene una interfase de unión (13JF, 13JF2, 13JF3) en la cual el miembro de placa (11) y el miembro de resina (12) se encuentran unidos uno a otro en sus caras (11SF, 12SF) terminales laterales, que miran una hacia la otra, en el que el miembro de placa (11) comprende materiales (15a, 15b) de base de capa de superficie ubicados sobre el lado superficial superior y el lado superficial inferior del miembro de placa (11) y un material (16, 16A) de base de capa de núcleo ubicado entre ambos materiales (15a, 15b) de base de capa de superficie; y los respectivos materiales (15a, 15b) de base de capa de superficie están formados por resina reforzada con fibra, mientras que el material (16, 16A) de base de capa de núcleo está formado por un material más blando que la resina reforzada con fibra que forma los respectivos materiales (15a, 15b) de base de capa de superficie, en el que al menos una interfase de unión parcial de la interfase de unión (13JF, 13JF2, 13JF3) es una interfase (13JF) de unión de ondulación en la cual las caras (11SF) terminales laterales de ondulación de los respectivos materiales (15a, 15b) de base de capa de superficie y una cara (12SF) terminal lateral de ondulación del miembro de resina (12) se encuentran unidas unas a otras; la longitud de la línea de unión (JL, 13JL) actual formada a lo largo de la ondulación de la interfase (13JF) de unión de ondulación es de 1, 05 mm o más por cada 1 mm de longitud de la línea de proyección-conexión (PL, 13PL) que consiste en segmentos de línea recta que conectan las crestas de las respectivas proyecciones (PAn) adyacentes unas a otras en una forma de ondulación de los respectivos materiales (15a, 15b) de base de capa de superficie, caracterizado por que en la interfase (13JF) de unión de ondulación, el miembro de resina (12) presenta una parte (18) de punta de penetración de miembro que penetra en el interior de una región del material (16, 16A) de base de capa de núcleo ubicada entre ambos materiales (15a, 15b) de base de capa de superficie.

2. El artículo (10) moldeado de material compuesto de acuerdo con la reivindicación 1, en el que al menos en la interfase (13JF) de unión de ondulación la cara (12SF) terminal lateral del miembro de resina (12) está formada de manera lisa excluyendo la parte (18) de punta de penetración de miembro.

3. El artículo (10) moldeado de material compuesto de acuerdo con la reivindicación 1, en el que al menos en la interfase (13JF) de unión de ondulación, el espesor del miembro de placa (11) es considerablemente igual al espesor del miembro de resina (12) .

4. El artículo (10) moldeado de material compuesto de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el espesor del miembro de placa (11) es de 0, 7 a 1, 5 mm.

5. El artículo (10) moldeado de material compuesto de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la interfase (13JF) de unión de ondulación, el número de proyecciones (PAn) en la forma de ondulación de los respectivos materiales de base de capa de superficie (15a, 15b) es de 1 a 100 por cada 100 mm de longitud de la línea de proyecciónconexión (PL, 13PL) .

6. El artículo (10) moldeado de material compuesto de acuerdo con la reivindicación 1, en el que en la interfase (13JF) de unión de ondulación, si la distancia desde la línea de proyección-conexión (PL, 13PL) hasta la parte inferior del rebaje de cada uno de los rebajes Pn en la forma de ondulación de los respectivos materiales (15a, 15b) de base de superficie es la profundidad de rebaje Ln, y la distancia entre ambos extremos de la línea de abertura de rebaje del rebaje Pn formada como segmento lineal de la línea de proyección-conexión (PL, 13PL) en el interior de una forma del rebaje es la anchura Fn de abertura de rebaje, entonces la profundidad de rebaje Ln es de 0, 1 a 10 veces la anchura Fn de abertura de rebaje.

7. El artículo (10) moldeado de material compuesto de acuerdo con la reivindicación 6, en el que el rebaje Pn contiene un segmento de línea redondeada en la línea de perfil de la forma de rebaje.

8. El artículo (10) moldeado de material compuesto de acuerdo con la reivindicación 6, en el que el rebaje Pn presenta una parte más ancha que la anchura Fn de abertura de rebaje.

9. El artículo (10) moldeado de material compuesto de acuerdo con la reivindicación 6, en el que la forma del rebaje Pn es sustancialmente poligonal.

10. El artículo (10) moldeado de material compuesto de acuerdo con la reivindicación 1, en el que las fibras de refuerzo (31Aa, 31Ab, 31Ba, 31Bb) de la resina reforzada con fibras que forma los respectivos materiales (15a, 15b) de base de capa de superficie son fibras de carbono.

11. El artículo (10) moldeado de material de compuesto de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la resina de matriz de la resina reforzada con fibra que forma los respectivos materiales (15a, 15b) de capa de superficie es una resina que contiene una resina termoestable.

12. El artículo (10) moldeado de material compuesto de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el material blando que forma el material (16, 16A) de base de capa de núcleo es al menos un material seleccionado entre el grupo que consiste en espumas, materiales de nido de abeja, láminas de fibra y láminas de resina.

13. El artículo (10) moldeado de material compuesto de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el miembro de resina (12) está formado por una resina reforzada con fibra, en particular en el que las fibras de refuerzo de la resina reforzada con fibra que forma el miembro de resina (12) son fibras de vidrio o fibras de carbono.

14. Un proceso para producir un artículo (10) moldeado de material compuesto tal y como se establece en la reivindicación 1 que comprende las etapas de:

(a) preparar un miembro de placa (11) que tiene forma de ondulación, formada en una cara (11SF) terminal lateral de un cuerpo de tipo placa que comprende materiales (15a, 15b) de base de capa de superficie formados por una resina reforzada con fibra y ubicado sobre el lado superficial superior y el lado superficial inferior y un material (16, 16A) de base de capa de núcleo formado por un material más blando que la resina reforzada con fibra y ubicado entre ambos materiales (15a, 15b) de base de capa de superficie, formando múltiples ranuras en la cara terminal (11 SF) hacia el interior dentro de los materiales (15a, 15b) de base de capa de superficie,

(b) proporcionar el miembro de placa (11) preparado a un molde de una máquina de moldeo por inyección, e

(c) inyectar una resina al menos hacia la cara terminal (11 SF) que presenta una forma de ondulación del miembro de placa (11) en la máquina de moldeo por inyección que tiene el miembro de placa (11) proporcionado al molde, con el fin de garantizar que la resina se pueda unir a la cara terminal (11SF) que tiene la forma de ondulación del miembro de placa (11) y que la resina pueda penetrar en el interior de la región del material (16, 16A) de base de capa de núcleo ubicado entre ambos materiales (15a, 15b) de base de capa de superficie.

15. El proceso para producir el artículo (10) moldeado de material compuesto de acuerdo con la reivindicación 14, en el que en la etapa de inyección, la resina es inyectada para garantizar que el espesor del miembro de placa (11) y el espesor del miembro de resina (12) pueden ser sustancialmente iguales uno a otro, tras completar el moldeo, al menos en una junta que presenta la forma de ondulación entre el miembro de placa (11) y la resina unida al mismo.