MX2010008969A - Polimero extruible para adherir metal a caucho y polimeros termoplasticos. - Google Patents

Abstract

Un ensamble de burlete incluye una superficie de meta , una capa delgada de unión de material polimérico que cubre cuando menos porciones selectas de la superficie del metal , y un material elastomérico recibido sobre la capa fina de unión de material polimérico y que presenta mejor adhesión con el metal a través de la capa fina de material polimérico. Preferiblemente, la capa delgada de unión es un copolímero de polipropileno olefínico a base de un copolímero de etileno y ácido acrílico.

Description

POLIMERO EXTRUIBLE PARA ADHERIR METAL A CAUCHO POLÍMEROS TERMOPLÁSTICOS Campo de la Invención ¦ , | Esta aplicación reclama la prioridad de la solicitud provisional de patente No. 61/028,793, presentada el 14 jde Febrero de 2008. j provisión de burletes o sellos impermeables, tales cómo canales de vidrios automotrices, cinturones internos, cinturones externos y aplicaciones similares a las que se hará referencia aquí como burletes, con un núcleo de metal que está cubierto por lo menos parcialmente cubierto por mátérial elastomérico. Las líneas de procesamiento que manufactúran estoas burletes son extremadamente largas, en la magnitud de decenas de metros, de modo que es importante encontrar ot¡ras formas de mejorar la manufactura al reducir el tiempo! j de procesamiento y consecuentemente la longitud de las líneas para mejorar la eficiencia, la velocidad de manufactura y i reducir costos. ¡ Además, el burlete resultante requiere una unión | o adhesión fuerte entre el material de metal y el elastómeró. Por ejemplo, los pasos de procesamiento de finalización tales como doblar o estirar del burlete requieren una unión tenaz entre estas porciones del componente final, aunque I oíras aplicaciones rectas o curvas del metal por lo menos parcialmente recubiertas en un elastómeró requieren una unión mejorada también.

En las modalidades actuales, la superficie de metal idel burlete se limpia preferentemente con una solución solv 'en 1t 1e. La solución limpia aceites o contaminantes superficiales j de la 1 superficie de metal. La solución debe dejarse secar o cúrar primero antes de que por lo menos una porción de la superficie i de metal sea recubierta con una capa adhesiva. La ca a I provisto sobre la capa adhesiva, típicamente a través de una operación de extrusión en donde el material elastomérijcoj se i une a la capa adhesiva.

De acuerdo con esto, existe una necesidad para ¡un burlete mejorada con mejor unión del material elastoméfico y 1 1 con características de procesamiento y manufactura mejorad 1las para reducir costos, lograr mejor control del producto terminado, mejorar la eficiencia de manufactura, reducir restos y crear una mejor calidad de producto.

Breve Descripción de la Invención Un burlete incluye una superficie de metal, una capa delgada de unión de material polimérico que cubre por lo menos porciones selectas de la superficie de metal, y un 1 ? material elastomérico recibido sobre la capa delgada de unión y que exhibe una unión mejorada con el metal a través dé|la capa delgada de material polimérico. j La capa delgada preferiblemente tiene un grosor en !el rango de aproximadamente 0.000254 centímetros hasta i aproximadamente 0.32 centímetros y una densidad de mate ial en el rango de 0.93 a 1.1 g/cm . ? I En una modalidad preferida, la capa delgada de unión! es un copolímero olefínico, o alternativamente un copolímero ¡de í ! I etileno - ácido acrílico. 1 La superficie de metal es preferiblemente de alumih|io, metal ferroso, y un acero inoxidable. j El material elastomérico es preferiblemente uno de EPDM o vulcanizado termoplástico (TPV). ! La capa delgada de unión incluye por lo menos uno: Ide aditivo del grupo de un colorante, agente UV, estabilizador |de calor, agente acoplante y lubricante interno. j Un método para formar un ensamble de burlete incluye proveer una capa de metal, calentar el metal hasta aproximadamente 93.33 a 204.44° C, cubrir por lo menos porciones de la capa de metal con una capa de unión delgada de material polimérico y cubrir por lo menos porciones e la capa de metal y la capa delgada de unión con un material elastomérico. i i El paso de recubrir preferiblemente incluye extruirj la capa delgada de unión de material polimérico con un grosor de aproximadamente 0.000254 centímetros hasta aproximadamente 0.32 centímetros.

El paso de extruir incluye usar uno de un copolímero olefínico basado en polipropileno y un copolímero de ácido acrílico etileno . j j J La superficie de metal preferentemente es de aluminio, ! metal ferroso o acero inoxidable. | Los pasos de cobertura y recubrimiento incluyen coextTuir la capa de unión delgada y el material elastomérico sobré la capa de metal.

El método además incluye agregar por lo menos uno; Jde colorante, agente UV, estabilizador de calor, agente acoplante y lubricante interno. ! Otras características y beneficios se encontrarán la siguiente descripción detallada.

Breve Descripción de las Figuras La figura 1 es una vista isométrica de un burlete.

La figura 2 es una vista de corte transversal tomada generalmente a lo largo de las líneas 2-2 de la figura 1. M La figura 3 es una vista esquemática o gráfica de flujo ¡de los pasos involucrados en la manufactura del burlete.

La figura 4 es una vista esquemática o gráfica de flujo ¡de otro conjunto de pasos de manufactura alternativos. , Descripción detallada de la Invención En la figura 1, un burlete tal como con canal de vidrio o el cinturón exterior ilustrado 100 incluye una capa estructu • iral o núcleo interior 102 de metal que puede ser un material ¡de metal tal como aluminio, metal ferroso o en otros ambientes; de burlete puede incluir un material metal más costoso tal como acero inoxidable. Por ejemplo, el metal se muestra generalmente con forma de U en su corte transversal (Figura 2) incluye una porción base 104 que se interconecta con jilos primeros extremos y segundas patas 106, 108 que se extiendjen hacia afuera a partir de la porción base. El metal puede ser ¡un núcleo sólido, o alternativamente puede estar cortado jen posiciones separadas longitudinalmente para asistir jal doblarse y conformarse el burlete para la brida FL de vehículo i automotriz.

Rodeando por lo menos porciones del núcleo de metal se encuentra un material elastomérico 120 que en algunas instancias puede encapsular completamente al núcleo interior, ; ' I y en otras instancias puede cubrir solo porciones del núcleo. En cualquiera de las instancias, el material elastom rico pu jde ser hule, EPDM, o un termoplástico y para facilidad de referencia será referido como material elastomérico. material puede también extenderse y formar un labio cobertor j CL, y un sello cobertor SL en donde el burlete se acopla con el ejemplo, que se dispone en acoplamiento frontal deslizante cjon una ventana W.

! I Por un número de distintas razones, y particularmente para pasos de finalizado de procesamiento como doblado, estirado, etc., el burlete se expone a fuerzas mecánicas que tendrían una tendencia a separar el núcleo y el máterjial elastomérico. De este modo, es importante proveer una unión entre estos materiales que resista estas fuerzas y provea una unión fuerte y tenaz entre estos materiales diferentes. Como se nota anteriormente, la técnica anterior ha limpiado la superficie de metal que interactúa con el material elastoménco aplicando luego una capa adhesiva, usualmente de material líquido, mediante inmersión, frotado o con brocha sobré superficie limpia de metal. Aquí, sin embargo, una capa de unión se provee como una capa delgada de material polimérico que se extruye sobre el metal para mejorar la unión entre el material elastomérico y el metal. Un material preferido para la capa de unión incluye un copolímero de polipropileno o copolímero olefínico, mientras que otro material preferido de capa de unión es un copolímero de ácido acrílico de etileno. La capa de material de unión se procesa a temperaturas de aproximadamente 93 a 260 grados centígrados. La capa de unión polimérica se procesa a temperaturas de aproximadamente 93 a 204 grados centígrados. El grosor preferido se encuentra en el rango entre 0.000254 centímetros hasta 0.32 centímetros. Además, la densidad de un material de capa de unión se encuentra en el rango de 0.93 a 1.1 g/cm3 dependiendo de los aditivos y el nivel de carga de relleno. Fjor ejemplo, rellenos posibles en la capa de unión incluyjen colorantes, agentes UV, estabilizadores de calor, agentes de acoplamiento y lubricantes internos.

En referencia continua a las figuras 1 y 2, y referencia adicional a la figura 3, un método preferido de manufactura será descrito con mayor detalle. Particularmente, una banda de metal previamente recubierta se provee como se hace referencia en el paso 130. Un suministrador de metal pue'de suministrar el metal al manufacturero ya sea recubierto coh¡ la capa de unión como se describe anteriormente, o el manufacturero del burlete puede optar por recubrir el mét ! ! con una capa de unión antes de la introducción a la línea: de procesamiento. En cualquier instancia, en la disposición de la figura 3, el metal es previamente cubierto y suministrado en'el paso 140 a la línea de procesamiento del burlete. El metal puede ser un material plano que es entonces rolado en forria (por ejemplo, la figura generalmente de U mostrada en el burlete de cinturón de las figuras 1 y 2) como se representa, jen el paso 150 generalmente descrito como doblado y formación. El metal es después introducido a un cabezal de extrusi !ón i I en el paso 160. Ya que el metal ya estaba recubierto con la cajpa de unión en la modalidad de la figura 3, el cabezal de extrusión no requiere acomodar provisión para la capa1 de unión. Entonces, por ejemplo, el cabezal de extrusión jen el paso 160 extruye un material elastómero (descrito en el paso 160 como un termoplástico o TPV) sobre el metal ,¡ | y particularmente sobre la capa de unión que ya existe sobréi la I ¡ superficie del metal. Además, el recubrimiento deslizante 122 mostrado en las figuras 1 y 2 puede ser coextruido y puede agregarse un borde decorativo puede también proveerse, y potencialmente formarse a partir de diferentes materiales que el resto del material elastomérico y el recubrimierjito deslizante. Subsiguientemente, el producto terminado jes curado y cortado a tamaño y/o pasa por pasos adicionales !de procesamiento final tales como doblado como se representa jen el paso 170.

La figura 4 es una variación del proceso de manufactura mostrado en la línea descrita con referencia a la figura 3. i Aquí, el metal es un metal no recubierto tal como aluminio, metal ferroso, acero inoxidable u otro metal de soporte o de núcleo usado comúnmente en contextos de burlete. Como se hace referencia en el paso 200, el metal no es recubierto, es decir, no existe una capa de unión o capa delgada de material polimérico como se usa en conexión con la disposición de la figura 3. El metal se forma, dobla, y moldea a la conformación deseada de manera similar en el paso 220 en donde hasta cuatro extrusiones, por ejemplo, se proveen en la superficie metálica. El material de unión especial o capa de unión Ls extruido junto con el material elastomérico, el recubrimiento deslizante (si es necesario) y el material de borde decorativo, de nuevo, si es necesario para la aplicación particular.

Preferiblemente estos materiales son coextruidos con motivos i de eficiencia, sin embargo, extrusiones seriales (por ejemplo extrusiones continuas) en una sola línea no se encuentran fuera del alcance de la presente descripción aunque no son preferidas. Subsiguientemente, el componente coextruido1 es cortado al tamaño y enviado al doblado final y operaciones ¡de i procesamiento como se representa en el paso 230.

La diferencia primaria entre las figuras 3 y 4 es que, en la modalidad de la figura 4, todos los materiales de unión son completados o hechos en una operación de extrusión todo en una línea. Sin embargo, alguien versado en la técnijca apreciará que es también posible agregar la capa de unión en una operación fuera de línea. La operación fuera de línéa puede usarse para aumentar ,a saHda de ,a operaos de IrneL, de capa de unión y entonces usar el aluminio u otro metal recubierto para agregar distintos materiales, líneas, hule o materiales termoplásticos.

Este material puede usarse para recubrir bandas metálicas para permitir al hule o termoplástico unirse á la sección transversal metálica. El material termoplástico actuaría como capa de unión para mejorar la adhesión de los polímeros antes de procesos de finalización como tales como doblado o estirado a la forma final. Está aplicación ¡ es preferible para canales de vidrio de automóviles, cinturones internos, cinturones exteriores y otras aplicaciones. 1 i La descripción ha sido descrita con referencia; a la modalidad preferida. Serán aparentes modificaciones y alteraciones al leer y entender la especificación. Se pre ite jn Ide incluir todas aquellas modificaciones y alteraciones sierrjDre que se encuentren dentro del alcance de las reivindicaciones anexas o sus equivalentes. ' |j