Componente estructural híbrido de lámina orgánica de plástico apantallado frente a CEM.

Componente estructural híbrido apantallado frente a CEM que garantiza un apantallado o una amortiguación de >50 db en el intervalo de frecuencias desde 100 MHz hasta 1 GHz según la norma ASTM D-4935-89,

caracterizado por que

a) está compuesto de un componente de lámina orgánica que, a su vez, está hecho a partir de un material textil tejido o un material textil tendido en múltiples capas a partir de un material de carga en forma de fibras en el que están incorporadas además fibras de carbono o fibras metálicas, estando este material textil tejido o material textil tendido empotrado en un termoplástico y

b) está compuesto adicionalmente de un componente de plástico adicional que presenta una alta conductividad eléctrica, que se expresa por una resistencia específica de hasta 103 Ω cm según la norma ISO 3915 y una resistencia superficial de hasta 103 Ω según la norma IEC 60093, añadiéndose al componente de plástico, con respecto a un 100 % en volumen del contenido de material de carga total, fibras de carbono, fibras metálicas o nanotubos de carbono en el intervalo del 0,1-30 % en volumen, situándose el contenido de material de carga total en el intervalo del 0,1-50 % en volumen con respecto al 100 % en volumen del componente de plástico.

Componente estructural híbrido de lámina orgánica de plástico apantallado frente a CEM

La presente invención se refiere a un componente estructural híbrido de lámina orgánica de plástico apantallado frente a CEM, preferiblemente a una carcasa de batería y a su uso en automóviles, preferiblemente en automóviles eléctricos o vehículos híbridos. En este contexto, CEM significa campo (s) electromagnético (s) .

Campos eléctricos y magnéticos de baja frecuencia (superiores a 0 hercios hasta 100 kilohercios) se provocan sobre todo mediante aplicaciones técnicas. Cada conductor eléctrico en el que fluya corriente está rodeado por un campo magnético y un campo eléctrico. En la vida diaria son importantes principalmente los campos eléctricos y magnéticos que se producen mediante la alimentación con corriente eléctrica (50 Hz) y sistema de transporte electrificados tales como ferrocarriles (16 2/3 Hz) . Debido a sus propiedades físicas, los campos eléctricos y magnéticos están presentes en forma desacoplada en el intervalo de baja frecuencia.

Campos electromagnéticos de alta frecuencia (> 100 kHz -300 GHz) (CEM de alta frecuencia) suceden en nuestra vida diaria principalmente en aplicaciones que se utilizan para la transmisión de información inalámbrica en radiodifusión, televisión, telefonía móvil y en otras tecnologías de comunicación. Otros ámbitos de aplicación importantes son la medicina y numerosos procesos industriales. En los CEM de alta frecuencia, el componente eléctrico y el componente magnético están acoplados muy de cerca entre sí a una distancia desde la fuente que depende de la longitud de onda. En el caso de longitudes de onda muy cortas, por lo tanto, apenas es posible atribuir efectos y acciones que, por ejemplo, ocurren cuando alcanzan al cuerpo humano, por la acción de sólo uno de los dos componentes.

La potencia cada vez mayor de las baterías requeridas recientemente, y también en el futuro, en particular en el sector automovilístico, conduce a que estas baterías, debido a sus campos electromagnéticos, cada vez sean más capaces de ejercer una influencia sobre la electrónica a bordo de vehículos, en particular de automóviles, o sobre la transmisión de información inalámbrica, y que sean capaces de alterar bastante considerablemente la electrónica a bordo o la electrónica de transmisión de información. Otros ámbitos de aplicación, tales como aparatos médicos o aparatos de telecomunicación o navegación, también pueden verse afectados.

Por el documento JP 2005-264097 A es conocido un componente estructural moldeado por inyección para el apantallamiento frente a campos electromagnéticos (CEM) , por ejemplo, para su uso como pieza de carcasa para baterías en automóviles, que está compuesto de un material termoplástico, concretamente polipropileno, que tiene una alta conductividad eléctrica como resultado de la adición de fibras metálicas.

El documento JP 2005-264097 A describe en particular un artículo moldeado por inyección compuesto de una composición de resina de fibras metálicas A, un metal B fibroso o cilíndrico con un menor punto de fusión que A sin plomo presente en su interior y una resina termoplástica C.

El objetivo de la presente invención era elaborar un concepto para un componente estructural de apantallamiento de CEM que sea capaz tanto de apantallar un componente electrotécnico frente a CEM exteriores como también de amortiguar el CEM emitido por este componente, sin tener que aceptar ninguna pérdida con respecto a las propiedades mecánicas.

Sin embargo, dado que el componente estructural debe tener en cuenta simultáneamente las restricciones de peso exigidas en la construcción de los automóviles actuales, se exige la construcción más ligera posible del mismo.

La solución del objetivo y, por tanto, el objeto de la presente invención es un componente estructural híbrido apantallado frente a CEM que tiene un apantallamiento o una amortiguación de > 50 db en el intervalo de frecuencias desde 100 MHz hasta 1 GHz según la norma ASTM D-4935-89, preferiblemente una carcasa de batería, caracterizado por que a) está compuesto de un componente de lámina orgánica que, a su vez, está hecho a partir de un material textil tejido o un material textil tendido en múltiples capas a partir de un material de carga en forma de fibras en el que están incorporadas además fibras de carbono o fibras metálicas, estando este material textil tejido o material textil tendido empotrado en un termoplástico y b) está compuesto adicionalmente de un componente de plástico adicional, preferiblemente de un termoplástico que tiene una alta conductividad eléctrica que se expresa por una resistencia específica de hasta 103 0 cm según la norma ISO 3915 y una resistencia superficial de hasta 103 0 según la norma IEC 60093, añadiéndose al componente de plástico, con respecto a un 100 % en volumen del contenido de material de carga total, fibras de carbono, fibras metálicas o nanotubos de carbono en el intervalo de un 0, 1 a un 30 % en volumen, situándose el contenido de material de carga total en el intervalo de un 0, 1 a un 50 % en volumen con respecto a un 100 % en volumen del componente de plástico.

Según la invención, el componente de lámina orgánica está compuesto de al menos una, preferiblemente una lámina orgánica.

Láminas orgánicas y su uso en la construcción de automóviles son parte del estado de la técnica.

Se entiende que una lámina orgánica se refiere a un producto semiacabado en primer lugar en forma de placa a partir de plástico termoplástico reforzado con fibras. A modo de ejemplo se describen láminas orgánicas a utilizar según la invención así como un procedimiento para su fabricación en el documento DE 10 2006 013 684 A1 o en el documento DE 10 2004 060 009 A1. Los pre-impregnados, una expresión alternativa para lámina orgánica, a partir de un sustrato textil y un aglutinante, estando el aglutinante compuesto fundamentalmente por puntos aislados, se dan a conocer en el documento DE 20 2004 008 122 U1.

El uso de láminas orgánicas de este tipo en forma de grupos constructivos huecos para la construcción de automóviles es objeto del documento DE 10 2006 032 867 A1.

El uso de láminas orgánicas como soportes para el panel de instrumentos en el sector automovilístico se describe en el documento DE 10 230 410 A1, igual que su uso como componente estructural moldeado para la construcción de la carrocería en el documento DE 20 2006 019 341 U1.

El documento DE 10 2007 047 012 A1 describe el uso de láminas orgánicas para la fabricación de un cuerpo moldeado, igual que el documento DE 10 2008 048 334 A1 y el documento DE 10 2008 063 651 A1.

El uso de una lámina orgánica de este tipo como pared frontal de una cabina de vehículo y de un soporte transversal es objeto del documento DE 10 2008 021 103 A1.

Un producto semiacabado/una lámina orgánica en forma de placa a utilizar según la invención está compuesto de una matriz termoplástica que está reforzada mediante un material textil tejido, un material textil tendido o un material textil tejido unidireccional.

Materiales textiles tejidos preferidos son materiales textiles tejidos unidireccionales. Preferiblemente, los materiales textiles tejidos están compuestos por fibras de vidrio, aramida o una forma mezclada de estos componentes. Fibras de vidrio son especialmente preferibles según la invención.

De manera especialmente preferible según la invención se utilizan materiales textiles de fibras tejidas o fieltros de fibras a partir de fibras de vidrio que están rodeados por una matriz de plástico termoplástico. Para el apantallamiento frente a CEM se introducen en el componente de lámina orgánica además fibras de carbono o fibras metálicas. El contenido en fibras de carbono o en fibras metálicas en el componente de lámina orgánica asciende a de un 0, 1 % en volumen a un 30 % en volumen, preferiblemente a de un 10 % en volumen a un 30 % en volumen, con respecto al contenido total en fibras, situándose el contenido en fibras total en el intervalo de un 30 % en volumen a un 60 % en volumen con respecto a un 100 % en volumen de la lámina orgánica. Preferiblemente se utilizan como fibras metálicas fibras de acero.

Las fibras de carbono o las fibras metálicas se introducen en el componente de lámina orgánica para conseguir el efecto de apantallamiento electromagnético requerido para la técnica de batería. Las fibras de carbono o las fibras 45 metálicas se añaden a este respecto en una proporción que es justo la necesaria para conseguir la propiedad de apantallamiento frente a CEM deseada. Con láminas orgánicas convencionales... [Seguir leyendo]

1. Componente estructural híbrido apantallado frente a CEM que garantiza un apantallado o una amortiguación de >

db en el intervalo de frecuencias desde 100 MHz hasta 1 GHz según la norma ASTM D-4935-89, caracterizado 5 por que a) está compuesto de un componente de lámina orgánica que, a su vez, está hecho a partir de un material textil tejido o un material textil tendido en múltiples capas a partir de un material de carga en forma de fibras en el que están incorporadas además fibras de carbono o fibras metálicas, estando este material textil tejido o material textil tendido empotrado en un termoplástico y b) está compuesto adicionalmente de un componente de plástico adicional que presenta una alta conductividad eléctrica, que se expresa por una resistencia específica de hasta 103 0 cm según la norma ISO 3915 y una resistencia superficial de hasta 103 0 según la norma IEC 60093, añadiéndose al componente de plástico, con respecto a un 100 % en volumen del contenido de material de carga total, fibras de carbono, fibras metálicas o nanotubos de carbono en el intervalo del 0, 1-30 % en volumen, situándose el contenido de material de carga total en el intervalo del 0, 1-50 % en volumen con respecto al 100 % en volumen del componente de plástico.

2. Componente estructural híbrido apantallado frente a CEM según la reivindicación 1, caracterizado por que es una carcasa de batería. 20

3. Componente estructural híbrido apantallado frente a CEM según las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que el componente de plástico en b) es un termoplástico.

4. Componente estructural híbrido apantallado frente a CEM según las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por

que como material de carga en forma de fibras se utilizan fibras de vidrio o aramida o una forma mixta de estos componentes.

5. Componente estructural híbrido apantallado frente a CEM según las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que las fibras de la red están orientadas en ángulos rectos unas con respecto a otras. 30

6. Componente estructural híbrido apantallado frente a CEM según las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que el componente de lámina orgánica está compuesto de una lámina orgánica con un grosor de 0, 3 a 6 mm.

7. Componente estructural híbrido apantallado frente a CEM según las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por 35 que presenta una forma parecida a una carcasa o una forma cilíndrica o parecida a una caja.

8. Uso de un componente estructural híbrido que a) está compuesto de un componente de lámina orgánica que, a su vez, está hecho a partir de un material textil tejido o un material textil tendido en múltiples capas a partir de un material de carga en forma de fibras en el que están incorporadas además fibras de carbono o fibras metálicas, estando este material textil tejido o material textil tendido empotrado en un termoplástico y b) está compuesto adicionalmente de un componente de plástico adicional, preferiblemente de un termoplástico que tiene una alta conductividad eléctrica que se expresa por una resistencia específica de hasta 103 0 cm

según la norma ISO 3915 y una resistencia superficial de hasta 103 0 según la norma IEC 60093, añadiéndose al componente de plástico, con respecto a un 100 % en volumen del contenido de material de carga total, fibras de carbono, fibras metálicas o nanotubos de carbono en el intervalo del 0, 1-30 % en volumen, situándose el contenido de material de carga total en el intervalo del 0, 1-50 % en volumen con respecto al 100 % en volumen del componente de plástico 50 para el apantallamiento frente a campos electromagnéticos (CEM) .

9. Uso según la reivindicación 8, caracterizado por que como material de carga en forma de fibras se utilizan fibras de vidrio o aramida o una forma mixta de estos componentes. 55

10. Uso según las reivindicaciones 8 o 9, caracterizado por que el apantallamiento frente a CEM se realiza en automóviles.

11. Uso según la reivindicación 10, caracterizado por que se trata de una carcasa de batería o de una carcasa para 60 alojar componentes constructivos electrónicos.