ES2249339T3

ES2249339T3 - Materiales compuestos estrafificados con una capa decorativa constituida por un metal cromado.

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Publication number: ES2249339T3
Application number: ES01106526T
Authority: ES
Inventors: Klaus Muller; Klaus Klemm
Original assignee: Basell Poliolefine Italia SRL
Current assignee: Basell Poliolefine Italia SRL
Priority date: 2000-03-23
Filing date: 2001-03-15
Publication date: 2006-04-01
Anticipated expiration: 2021-03-15
Also published as: EP1138477A1; ATE305852T1; US6986936B2; EP1138477B8; US20010033919A1; US7470460B2; EP1138477B1; CZ20011090A3; HU225471B1; DE50107587D1; HUP0101167A2; HU0101167D0; JP2001334603A; DE10014046A1; US20050266234A1

Abstract

Materiales compuestos estratificados mejorados, que contienen un soporte de polipropileno termoplástico con una velocidad de fusión (MFR) en el intervalo de 0, 2 a 100 g/10 min, a 230ºC, y un peso de 2, 16 kg, una capa intermedia constituida por un vellón de polipropileno termoplástico, una capa decorativa aplicada sobre la capa intermedia constituida por un metal cromado y una capa termoendurecida aplicada sobre la capa decorativa.

Description

Materiales compuestos estratificados con una capa decorativa constituida por un metal cromado.

La presente invención se refiere a un material compuesto estratificado que contiene un soporte constituido por un polímero termoplástico, una capa intermedia dispuesta sobre el mismo, y una capa decorativa aplicada sobre la capa intermedia, estando constituida la capa decorativa por un metal cromado. La presente invención se refiere además a un procedimiento para la obtención de este material compuesto estratificado, así como a su empleo como pieza reflectante o aislante de un aparato doméstico, una pieza de mueble o una pieza moldeada en la industria electrónica, de construcción o automovilística, o en el sector sanitario.

Los materiales compuestos estratificados conocidos hasta la fecha, que se emplean especialmente en la industria del mueble o de aparatos domésticos, están constituidos esencialmente por una capa soporte de madera o fibras de madera, o papeles aislados prensados bajo adición de resina, sobre la que se aplican capas decorativas, así como otras capas termoendurecidas, las denominadas capas superpuestas, bajo acción de calor y presión. Las capas decorativas empleadas en este caso presentan frecuentemente betas de madera, metal o mármol. Las capas decorativas se emplean en muchos casos junto con las capas termoendurecidas aplicadas sobre las mismas como los denominados laminados.

Tales materiales compuestos estratificados presentan el inconveniente de mostrar una cierta sensibilidad frente a la humedad que penetra en la capa central desde los bordes, ya que tanto la madera, como también las fibras de madera o papeles aislados, tienden al hinchamiento bajo la influencia de humedad. Además, tales materiales compuestos estratificados se pueden deformar solo con gasto relativamente elevado.

Para numerosas aplicaciones industriales, a modo de ejemplo en la industria automovilística o electrónica, se requiere como materiales superficiales, materiales que presentan por una parte una resistencia a la presión elevada, y por otra parte una estabilidad térmica relativamente elevada, y además se deben poder dotar de acondicionamiento decorativo.

En la obtención de muebles se emplean materiales superficiales ya desde hace tiempo, proporcionando un material compuesto estratificado decorativo varias capas, entre otras una capa soporte, una capa decorativa, y una capa termoendurecida que descansa sobre la misma, con ayuda de otras capas compuestas, a modo de ejemplo de papel o de láminas adhesivas. No obstante, tal material compuesto estratificado es muy costoso de obtener, ya que frecuentemente presenta una fracción de formaldehído elevada, y muestra un comportamiento de hinchamiento desfavorable.

Además, los materiales compuestos estratificados descritos hasta la fecha tienen el inconveniente de que las capas aplicadas son relativamente delgadas, frecuentemente son sensibles al esfuerzo mecánico, y no presentan una acción de refuerzo sobre otros componentes, si están unidos con los mismos.

Por la DE-A 1 97 22 339 es conocido un material compuesto estratificado que contiene una capa soporte de polipropileno, una capa decorativa dispuesta sobre la misma, y una capa termoendurecida aplicada sobre la capa decorativa. La DE-A 19 858 173 describe además un material compuesto estratificado constituido por una capa soporte de diferentes polímeros termoplásticos, como por ejemplo constituida por determinados copolímeros de estireno, o por polioximetileno, o bien tereftalato de polibutileno, así como una decorativa aplicada sobre la misma, y una capa termoendurecida que descansa sobre esta. Tales materiales compuestos estratificados constituidos por una capa soporte de polímeros termoplásticos se distinguen frente a materiales compuestos estratificados convencionales con capas soporte de madera, fibras de madera o papel, entre otras cosas, por una elevada estabilidad a la temperatura y a la humedad, mayor resistencia mecánica, y una elaborabilidad más fácil. Debido a una cierta rigidez y fragilidad de las capas polímeras aisladas, también los materiales compuestos estratificados conocidos por la DE-A 19 722 339 y la DE-A 19 858 173 muestran aún ciertos inconvenientes en a elaboración y conformado, en especial en el conformado tridimensional para dar piezas de construcción para el sector automovilístico, doméstico o electrónico. Además, en tales materiales compuestos estratificados se observa que su elaboración subsiguiente, a modo de ejemplo mediante esmaltado o mediante la aplicación de otros elementos funcionales, ocasiona dificultades en parte.

Además, para algunas aplicaciones industriales, a modo de ejemplo en aparatos domésticos o en piezas moldeadas de la industria electrónica, de construcción o automovilística, es importante que tales materiales compuestos estratificados posean acción aislante, o bien reflectante, frente a la radiación térmica o lumínica, sean aptos para carga mecánica y térmica, presenten una buena estabilidad al envejecimiento y adherencia frente a otros materiales, sean además fácilmente reciclables, y posibiliten integrar fácilmente elementos funcionales.

La EP-A 108 710 describe laminados de metal-poliolefina con propiedades extraordinarias, mostrándose como criterio de calidad en especial una fortaleza de unión óptima entre metal y poliolefina. Con este fin, entre la poliolefina y el metal debe estar prevista una capa intermedia constituida por un copolímero de propileno y un ácido carboxílico alfa, beta-insaturado, o un copolímero de propileno-etileno y un elastómero.

La DE-A 42 18 369 describe compuestos de metal-material sintético a base de copolímeros de polipropileno, que se pueden obtener sin la aparición de rotura blanca. Estas uniones deben poseer una transparencia reducida y una permeabilidad a gases reducida. Con este fin, según la enseñanza de la DE-A se extrusiona un copolímero de propileno a través de una tobera de ranura anchura, y después se lamina sobre una chapa metálica. Para la mejora de adherencia se ancla la lámina de material sintético sobre la chapa metálica con un pegamento que contiene disolvente o acuoso, o se coextrusiona un agente adherente.

La GB-A 2 008 492 describe un compuesto de resina de olefina y metal con adherencia mejorada y estabilidad a la corrosión, en el que se emplea un agente adherente especial (primera capa), que se denomina resina de olefina modificada. La modificación en el sentido de la GB-A se consigue mediante incorporación por polimerización de monómeros con insaturación etilénica con grupos polares.

A todas las soluciones conocidas para la mejora de la adherencia entre metal y material sintético es común que se deban emplear agentes adherentes o pegamentos adicionales con otra composición química que el material sintético, lo que limita el empleo de tales elementos compuestos como piezas moldeadas para fines de empleo, en los que la pureza de la composición química constituye un perfil de requisitos especial.

Por consiguiente, la presente invención tomaba como base la tarea de poner remedio a los inconvenientes descritos, y poner a disposición un material compuesto estratificado mejorado, que fuera, entre otras cosas, estable mecánica y térmicamente, y estable al envejecimiento, que se pudiera unir fácilmente con otros elementos funcionales, y además presentará acción aislante, o bien reflectante, contra radiación térmica o lumínica.

Por consiguiente, se desarrolló un material compuesto estratificado mejorado, que contiene un soporte de polipropileno termoplástico con una velocidad de fusión (MFR) en el intervalo de 0,2 a 100 g/10 min, a 230ºC, y un peso de 2,16 kg, una capa intermedia constituida por un vellón de polipropileno termoplástico, una capa decorativa aplicada sobre la capa intermedia constituida por un metal cromado y una capa termoendurecida aplicada sobre la capa decorativa.

Además, el material compuesto estratificado según la invención puede contener también sobre ambas capas del soporte de polímeros termoplásticos una capa intermedia, una capa decorativa dispuesta sobre la misma, así como, en caso dado, aún una capa termoendurecida aplicada sobre la capa decorativa, mediante lo cual se produce una estructura tipo sándwich con el soporte en la mitad.

El material del soporte puede contener un 1 a un 60, preferentemente un 5 a un 50, de modo especialmente preferente un 10 a un 40% en peso, referido al peso total de soporte, de cargas de refuerzo, como por ejemplo sulfato de bario, hidróxido de magnesio, talco con un tamaño de grano medio en el intervalo de 0,1 a 10 \mum, medido según DIN 66 115, madera, lino, creta, fibras de vidrio, fibras de vidrio recubiertas, fibras largas o cortas de vidrio, bolas de vidrio o mezclas de las mismas. Además, al material del soporte se pueden añadir aún los aditivos habituales, como estabilizadores de luz, UV y calor, pigmentos, hollines, agentes deslizantes, agentes ignífugos, agentes propulsores y similares, en las cantidades habituales y necesarias.

Como materiales para el soporte se emplean en especial también poliolefinas, como polipropileno. Bajo la denominación polipropileno, en este caso se debe entender tanto homopolímeros, como también copolímeros de propileno. Los copolímeros de propileno contienen monómeros copolimerizables con propileno en cantidades subordinadas, a modo de ejemplo 1-alquenos con 2 a 8 átomos de carbono, como, entre otros, etileno, 1-buteno, 1-penteno o 1-hexeno. Se pueden emplear también dos o más comonómeros diferentes.

Los materiales soporte especialmente apropiados son, entre otros, homopolímeros de propileno o copolímeros de propileno con hasta un 50% en peso de otros 1-alquenos incorporados por polimerización con hasta 8 átomos de carbono. En este caso, los copolímeros de propileno son copolímeros estadísticos o copolímeros en bloques o de impacto. En tanto los copolímeros de propileno presenten estructura estadística, éstos contienen generalmente hasta un 15% en peso, preferentemente hasta un 6% en peso, de otros 1-alquenos con hasta 8 átomos de carbono, en especial etileno, 1-buteno, o una mezcla de etileno y 1-buteno.

Los copolímeros en bloques o de impacto de propileno son polímeros en los que, en la primera etapa, se añade por polimerización un homopolímero de propileno o un copolímero estadístico de propileno con hasta un 15% en peso, preferentemente hasta un 6% en peso, de otros 1-alquenos con hasta 8 átomos de carbono, y después, en la segunda etapa, un copolímero de propileno-etileno con contenidos en etileno de un 15 a un 80% en peso, pudiendo contener el copolímero de propileno-etileno adicionalmente otros 1-alquenos con 4 a 8 átomos de carbono. Por regla general se añade por polimerización una cantidad tal de copolímero de propileno-etileno, que el copolímero generado en la segunda etapa presenta una fracción de un 3 a un 60% en peso en el producto final.

La polimerización para la obtención de polipropileno se puede efectuar por medio de un sistema catalizador de Ziegler-Natta. En este caso se emplean en especial aquellos sistemas catalizadores que, además de un componente sólido que contiene titanio a) presentan aun cocatalizadores en forma de compuestos de aluminio orgánicos b) y compuestos donadores de electrones c).

No obstante, también se pueden emplear sistemas catalizadores a base de compuestos de metaloceno, o bien a base de complejos metálicos activos en polimerización.

Los sistemas catalizadores de Ziegler-Natta habituales contienen especialmente un componente sólido que contiene titanio, entre otros halogenuros o alcoholes de titanio trivalente o tetravalente, además un compuesto de magnesio halogenado, óxidos inorgánicos, como por ejemplo gel de sílice como soporte, así como compuestos donadores de electrones. Como tales entran en consideración en especial derivados de ácidos carboxilícos, así como cetonas, éteres, alcoholes o compuestos orgánicos de silicio.

El componente sólido que contiene titanio se puede obtener según métodos conocidos en sí. Se describen ejemplos a tal efecto, entre otras, en la EP-A 45 975, la EP-A 45 977, la EP-A 86 473, la EP-A 171 200, la GB-A 2 111 066, la US-A 4 857 613, y la US-A 5 288 824. Preferentemente se aplica el procedimiento conocido por la DE-A 195 29 240.

Los compuestos de aluminio b) apropiados son, además de trialquilaluminio, también aquellos compuestos en los que un grupo alquilo está substituido por un grupo alcoxi o por un átomo de halógeno, a modo de ejemplo por cloro o bromo. Los grupos alquilo pueden ser iguales o diferentes entre sí. Entran en consideración grupos alquilo lineales o ramificados. Preferentemente se emplean compuestos de trialquilaluminio, cuyos grupos alquilo presentan respectivamente 1 a 8 átomos de carbono, a modo de ejemplo trimetilaluminio, trietilaluminio, tri-iso-butilaluminio, trioctilaluminio o metildietilaluminio, o mezclas de los mismos.

Por regla general, además del compuesto de aluminio b) se emplea como cocatalizador adicional compuestos donadores de electrones c), como ácidos carboxilícos mono- o polifuncionales, anhídridos de ácido carboxílico o carboxilatos, además de cetonas, éteres, alcoholes, lactonas, así como compuestos orgánicos de fósforo y silicio, pudiendo ser los compuestos donadores de electrones c) iguales o diferentes a los compuestos donadores de electrones empleados para la obtención del componente sólido que contiene titanio a).

En lugar de los sistemas catalizadores de Ziegler-Natta se pueden emplear también compuestos de metaloceno, o bien complejos metálicos activos en polimerización, para la obtención de polipropileno.

En este caso se debe entender por metalocenos compuestos complejos de metales de grupos secundarios del Sistema Periódico con ligandos orgánicos, que proporcionan sistema catalizadores eficaces junto con compuestos que forma iones metaloceno. Para un empleo para la obtención de polipropileno, los complejos de metaloceno se presentan generalmente soportados en el sistema catalizador. Como soportes se emplean frecuentemente óxidos orgánicos, pero también se pueden aplicar soportes orgánicos en forma de polímeros, a modo de ejemplo poliolefinas. Son preferentes los óxidos inorgánicos descritos anteriormente, que se emplean también para la obtención del componente sólido que contiene titanio a).

Los metalocenos empleados habitualmente contienen como átomo central titanio, circonio o hafnio, siendo preferente circonio. En general, el átomo central está unido a al menos un grupo ciclopentadienilo, por regla general substituido, así como a otros substituyentes, a través de un enlace \pi. Los demás substituyentes pueden ser halógeno, hidrógeno o restos orgánicos, siendo preferente flúor, cloro, bromo o yodo, o un grupo alquilo con 1 a 10 átomos de carbono.

El grupo ciclopentadienilo puede ser también componente de un sistema heteroaromático correspondiente.

Los metalocenos preferentes contienen átomos centrales que están unidos a través de dos enlaces \pi iguales o diferentes a dos grupos ciclopentadienilo substituidos, siendo especialmente preferentes aquellos en los que los substituyentes del grupo ciclopentadienilo están unidos a ambos grupos ciclopentadienilo. En especial son preferentes complejos cuyos grupos ciclopentadienilo substituidos o no substituidos están substituidos adicionalmente por grupos cíclicos en dos átomos de carbono adyacentes, pudiendo estar integrados los grupos cíclicos también en un sistema heteroaromático.

Los metalocenos preferentes son también aquellos que contienen solo un grupo ciclopentadienilo substituido o no substituido, pero que está substituido al menos con un resto que está unido también al átomo central.

Los compuestos de metaloceno apropiados son, a modo de ejemplo,

dicloruro de etilenbis (indenil)-circonio,

dicloruro de etilenbis (tetrahidroindenil)-circonio,

dicloruro de difenilmetilen-9-fluorenilciclopentadienilcirconio,

dicloruro de dimetilsilandiilbis (3-terc-butil-5-metilciclopentadienil)-circonio,

dicloruro de dimetilsilandiil (2-metil-4-azapentalen) (2-metil-4-(4'-metilfenil)-indenil)-circonio,

dicloruro de dimetilsilandiil (2-metil-4-tiapentalen) (2-etil-4 (4'-terc-butilfenil)-indenil)-circonio,

dicloruro de etanodiil (2-etil-4-azapentalen) (2-etil-4(4'-terc-butilfenil)-indenil)-circonio,

dicloruro de dimetilsilandiilbis (2-metil-4-azapentalen)-circonio,

dicloruro de dimetilsilandiilbis (2-metil-4-tiapentalen)-circonio,

dicloruro de dimetilsilandiilbis (2-metilindenil)-circonio,

dicloruro de dimetilsilandiilbis(2-metilbenzoindenil)-circonio,

dicloruro de dimetilsilandiilbis (2-metil-4-fenilindenil) circonio,

dicloruro de dimetilsilandiilbis (2-metil-4-naftilindenil) circonio,

dicloruro de dimetilsilandiilbis (2-metil-4-isopropilindenil) circonio, o

dicloruro de dimetilsilandiilbis (2-metil-4,6-diisopropilindenil) circonio, así como los correspondientes compuestos de dimetilcirconio.

Los compuestos de metaloceno son conocidos, o bien obtenibles según métodos conocidos en sí. Para la catálisis se pueden emplear también mezclas de tales compuestos de metaloceno, además los complejos de metaloceno descritos en la EP-A 416 815.

Los sistemas catalizadores de metaloceno contienen además compuestos que forman iones metaloceno. Son apropiados ácidos de Lewis fuertes, neutros, compuestos iónicos con cationes ácidos de Lewis o compuestos iónicos con ácidos de Brönsted como catión. Son ejemplos a tal efecto tris(pentafluorfenil)borano, tetraquis(pentafluorfenil)borato o sales de N,N-dimetilanilinio. Son igualmente apropiados como compuestos que forman iones metaloceno compuestos de alumoxano de cadena abierta o cíclicos. Estos se obtienen habitualmente mediante reacción de trialquilaluminio con agua, y se presentan generalmente como mezclas de moléculas en cadenas de diferente longitud, tanto lineales, como también cíclicas.

Además, los sistemas catalizadores de metaloceno pueden contener compuestos organometálicos de metales del grupo principal I, II o III del Sistema Periódico, como n-butil-litio, n-butil-n-octil-magnesio o tri-iso-butil-aluminio, trietilaluminio o trimetilaluminio.

La obtención de polipropilenos empleados para la capa soporte se lleva a cabo mediante polimerización en al menos una, frecuentemente también en dos o más zonas de reacción conectadas en serie (cascada de reactores), en la fase gaseosa, en una suspensión o en una fase líquida (fase de carga a granel). Se pueden emplear los reactores habituales utilizados para la polimerización de 1-alquenos con 2 a 8 átomos de carbono. Los reactores apropiados son, entre otros, calderas de agitación accionadas de manera continua, columnas de destilación con circulación en bucles, o reactores de lecho fluidizado. En este caso, el tamaño de los reactores no es significado esencial. Este se ajusta a la descarga que se alcanzará en la zona o zonas de reacción aisladas.

Como reactores se emplean especialmente reactores de lecho fluidizado, así como reactores de lecho pulverulento agitados horizontal o verticalmente. En este caso, el lecho de reacción está constituido generalmente por el polímero de 1-alquenos con 2 a 8 átomos de carbono, que se polimeriza en el respectivo reactor. La polimerización para la obtención de polipropilenos empleados como capas soporte se efectúa bajo condiciones de reacción habituales a temperatura de 40 a 120ºC, en especial de 50 a 100ºC, y presiones de 10 a 100 bar, en especial de 20 a 50 bar.

Los polipropilenos empleados como soporte presentan generalmente una velocidad de fusión (MFR), según ISO 1133 de 0,1 a 200 g/10 min, en especial de 0,2 a 100 g/10 min, a 230ºC, y bajo un peso de 2,16 kg.

Además, el material compuesto estratificado según la invención contiene aún una capa intermedia, que está aplicada sobre el soporte. Preferentemente, la capa intermedia está constituida por el mismo material sintético termoplástico que el soporte, mediante lo cual se mejora especialmente la adherencia entre soporte y capa intermedia. La capa intermedia se presenta especialmente como vellón delgado con un grosor de 0,001 a 1,0 mm, en especial de 0,005 a 0,3 mm. Como materiales para la capa intermedia entran en consideración los mismos materiales sintéticos termoplásticos que se describen ya para el soporte, es decir, en especial polipropileno.

Además, el material compuesto estratificado según la invención presenta un metal cromado como capa decorativa. El metal cromado se encuentra en este caso sobre la capa intermedia, y presenta un grosor de capa de 0,1 a 0,5 mm, en especial de 0,1 a 2,0 mm, y de modo especialmente preferente de 0,1 a 1,0 mm. En este caso, se puede emplear como metal cromado tanto una capa de cromo, como también una capa de otro metal, como por ejemplo acero refinado, hierro, cobre, níquel, estaño o cinc, o correspondientes aleaciones de estos metales, estando revestida esta capa entonces con una capa adicional de cromo. Además es posible emplear como metal cromado una capa constituida por un polímero termoplástico apropiado, que está revestido con una capa adicional de cromo. Los polímeros termoplásticos convenientemente apropiados a tal efecto son, entre otros, poliolefinas, como por ejemplo polipropileno o polietileno, poliamidas, policarbonatos, así como copolímeros de estireno, a modo de ejemplo SAN o ABS.

Debido a la estructura de la capa decorativa constituida por un metal cromado, esta posee propiedades tanto reflectantes, como también aislantes. Para la consecución de una buena reflexión de radiación, la capa decorativa debía presentar una superficie lo más lisa posible. Para que los materiales compuestos estratificados según la invención presenten buenas propiedades aislantes es recomendable seleccionar lo más elevado posible el grosor de la capa decorativa, y aplicar sobre ésta aún una capa termoendurecida lo más gruesa posible (capa superpuesta). En este caso, la capa superpuesta, que está constituida generalmente por una resina duroplástica, actúa como buen aislante. Además, mediante la estructura laminar, el soporte termoplástico se apantalla tanto térmica, como también mecánicamente, lo que tiene por consecuencia que los materiales compuestos estratificados no tiendan al reblandecimiento tampoco a temperaturas más elevadas.

Además, los materiales compuestos estratificados según la invención pueden contener aún una capa termoendurecida, que está aplicada sobre la capa decorativa.

La capa termoendurecida dispuesta sobre la capa decorativa (capa superpuesta) está constituida preferentemente por un material sintético duroplástico, a modo de ejemplo por un papel impregnado con resina acrílica, resina fenólica, resina de melamina o resina de urea, que se reticula mediante acción de presión o calor durante la obtención del material compuesto estratificado. El peso de la capa termoendurecida (capa superpuesta) se sitúa habitualmente en el intervalo de 10 a 300 g por m^{2}, en especial en el intervalo de 15 a 150 g por m^{2}, y de modo especialmente preferente en el intervalo de 20 a 70 g por m^{2}.

La capa termoendurecida (capa superpuesta) puede estar también dispuesta opcionalmente por un lado, o también por ambos lados sobre la capa intermedia, junto con la capa decorativa como laminado acabado. Tales laminados acabados son conocidos como tales, y adquiribles, entre otras, por la firma Melaplast en Schweinfurt, Alemania.

El grosor total del material compuesto estratificado según la invención se sitúa en el intervalo de 0,5 mm a 100 mm, preferentemente en el intervalo de 1,0 mm a 20 mm, en especial en el intervalo de 1,0 a 10 mm, suprimiéndose en el soporte al menos un 80%, preferentemente al menos un 90% de grosor total.

La obtención de los materiales compuestos estratificados según la invención se puede efectuar según un procedimiento en el que los materiales para la capa intermedia, la capa decorativa, y en caso dado la capa termoendurecida, se disponen respectivamente en forma de productos planos delgados, y a continuación se unen con el material para el soporte a temperaturas de 150 a 300ºC, en especial de 160 a 280ºC. En este caso se pueden emplear preferentemente la capa intermedia, la capa decorativa y la capa termoendurecida (capa superpuesta) también de manera conjunta en forma de un laminado acabado, que se presenta igualmente como producto plano.

Además es posible unir entre sí en primer lugar la capa intermedia, la capa decorativa, y en caso dado la capa termoendurecida mediante inmersión en un baño de pegamento, o mediante el empleo de bandas adhesivas delgadas en una prensa, preferentemente en una prensa de doble banda, y a continuación aplicar esta unión sobre el soporte. En este caso se puede recomendar también conformar bidimensionalmente la unión de capa intermedia, capa decorativa, y en caso dado capa termoendurecida, en primer lugar mediante un procedimiento de embutición profunda, o bien mediante un conformado directo, a modo de ejemplo en una herramienta de moldeo por inyección, y reunirla después con el polipropileno termoplástico, que formará el soporte, mediante inyección, extrusión o prensado térmico. Ya que, según la invención, el soporte y la capa intermedia están constituidos por materiales sintéticos termoplásticos idénticos en cada caso, se observa una adherencia muy elevada entre ambas capas.

El procedimiento para la obtención del material compuesto estratificado según la invención se puede modificar también de modo que el material compuesto estratificado se conforme tridimensionalmente tras tratamiento térmico previo a temperaturas de 150 a 300ºC, en especial de 150 a 250ºC, y de modo especialmente preferente de 160 a 200ºC. De este modo se pueden obtener, entre otros, cuerpos moldeados para la industria electrónica, de construcción o automovilística.

El material compuesto estratificado según la invención es obtenible además de modo que la unión de la capa intermedia, la capa decorativa, en caso dado la capa termoendurecida, y el soporte, se lleve a cabo mediante procedimientos de elaboración habituales en la industria de materiales sintéticos. Los procedimientos de elaboración habituales son en este caso, entre otros, el moldeo por inyección, la extrusión o el prensado térmico de capas aisladas.

En el caso de moldeo por inyección, las capas aisladas, es decir, el soporte, la capa intermedia, la capa decorativa, y en caso dado la capa termoendurecida (las últimas capas también conjuntamente como laminado acabado) se conforman directamente a través de un procedimiento de embutición profunda, y a continuación se inyectan posteriormente entre sí en una herramienta de moldeo por inyección, o bien se conforman conjuntamente y se inyectan de manera directa solo en la herramienta de moldeo por inyección. Esto se puede efectuar tanto por un lado, como también por ambos lados, estando dispuestas la capa intermedia, la capa decorativa, y en caso dado la capa termoendurecida en ambos lados del soporte en el último caso. Este proceso de moldeo por inyección se efectúa habitualmente a temperaturas de 150 a 300ºC, en especial de 180 a 280ºC, preferentemente de 190 a 270ºC, y presiones de 50 a 100 N/cm^{2}, en especial de 60 a 80 N/cm^{2}. Mediante las temperaturas y presiones que se presentan en la herramienta de moldeo por inyección se consigue no solo una unión muy buena de la capa intermedia termoplástica con el soporte termoplástico, sino también un endurecimiento adicional del material compuesto estratificado según la invención. Este es muy flexible frente a los materiales compuestos estratificados conocidos hasta la fecha, y se puede conformar convenientemente en pasos de elaboración subsiguientes.

En el caso de procedimiento de extrusión, la capa intermedia, la capa decorativa, y en caso dado la capa termoendurecida del material compuesto estratificado según la invención se alimentan por un lado o ambos lados a través de cilindros de calambrado o estampado al material sintético termoplástico del soporte (el denominado revestimiento), y de este modo se unen entre sí. En este caso se ajustan habitualmente temperaturas de 150 a 300ºC, y en especial de 160 a 250ºC, preferentemente de 170 a 220ºC, y presiones de 40 a 200 N/cm^{2}, en especial de 50 a 100 N/cm^{2}. De este modo se consigue una adherencia muy buena de ambos productos planos entre sí. El material compuesto estratificado obtenido presenta además buenas propiedades superficiales.

Una variante del procedimiento de extrusión es el denominado procedimiento de extrusión de perfiles, en el que las capas aisladas del material compuesto estratificado según la invención, en especial la capa intermedia, se conforman a través de un calibrado, de modo que este se puede alimentar directamente al verdadero perfil a continuación, es decir el soporte de material sintético termoplástico.

Además, el material compuesto estratificado según la invención es obtenible también mediante prensado térmico de las capas aisladas, pudiéndose efectuar su conformado previamente a través de un procedimiento de embutición profunda previo, o bien de manera directa en la prensa. En este caso se añade un granulado de material sintético termoplástico, directamente sobre un compuesto laminado constituido por la capa intermedia, la capa decorativa, y en caso dado la capa termoendurecida, y se prensa éstas conjuntamente a temperaturas de 150 a 300ºC, y en especial de 160 a 250ºC, preferentemente de 170 a 230ºC, presiones de 50 a 120 N/cm^{2}, en especial de 80 a 100 N/cm^{2}, así como tiempos de prensado de 0,5 a 10 minutos, en especial de 1 a 5 minutos, y de modo especialmente preferente de 1 a 3 minutos.

Los materiales compuestos estratificados según la invención se distinguen, entre otras, por buenas propiedades mecánicas debido a la adherencia entre las capas aisladas. Estos son convenientemente conformables en dos o tres dimensiones, además presentan una resistencia elevada frente a altas temperaturas o productos químicos, y son estables al envejecimiento. Los materiales compuestos estratificados según la invención se pueden unir fácilmente con otros elementos funcionales, y poseen además buenas propiedades aislantes y reflectantes frente a radiación lumínica o térmica. Una ventaja especial de estos materiales consiste además en que éstos son resistentes a la rotura debido a su estructura laminar, lo que les concede ventajas especiales frente a reflectores convencionales, como por ejemplo espejos.

Los materiales compuestos estratificados según la invención son apropiados, entre otras, como piezas reflectantes o aislantes en aparatos domésticos, piezas de muebles, o en la industria electrónica, de construcción o automovilística, o en el sector sanitario.

El procedimiento para la obtención de materiales compuestos estratificados, igualmente según la invención, se puede realizar fácilmente, y se distingue especialmente porque empleo el procedimiento de obtención y montaje habitual.

En los siguientes ejemplos y formas de ejecución se explicará la invención aún más detalladamente. En el ámbito de los ejemplos se llevaron a cabo los siguientes controles en cuerpos de ensayo:

-: se determinó el brillo visualmente.

-: Se determinó el esfuerzo debido a choques mediante un ensayo de caída desde 1,75 m de altura.

-: Se midió el módulo de flexión E a +23ºC, +60ºC y +90ºC según ISO 178.

-: Se determinó la tenacidad al impacto según Charpy a +23ºC y a -20ºC según ISO 179/leU.

-: Se midió la estabilidad térmica dimensional (HDT/A) según ISO 75/1+2.

Ejemplo 1 y ejemplo comparativo A

Se comparó un material compuesto estratificado según la invención (ejemplo 1) con un espejo convencional (ejemplo comparativo A) respecto a sus propiedades reflectantes.

El material compuesto estratificado estaba constituido por una capa de un homopolímero de propileno como soporte, con una velocidad de fusión (MFR), según ISO 1133, de 15 g/10 min., a 230ºC y 2,16 kg una capa intermedia constituida por un vellón de material sintético del mismo homopolímero de propileno, una capa decorativa constituida por un acero refinado cromado con un grosor de capa de 0,2 mm, y una capa superpuesta de resina de melamina con un grosor de capa de 0,1 mm. El material compuesto estratificado presentaba un grosor total de 1,4 mm, suprimiéndose en el soporte un 90% de grosor total.

El material compuesto estratificado según la invención y el espejo convencional se compararon respecto a su brillo, su grado de reflexión y su comportamiento de rotura. Los resultados de las medidas se representan en la siguiente
tabla I.

TABLA I

Propiedad	Ejemplo 1º	Ejemplo comparativo A
Brillo	bueno	muy bueno
Grado de reflexión	muy bueno	muy bueno
Esfuerzo por choques	sin deterioro identificable	destruido

De los resultados de la tabla I se desprende, entre otras cosas, que el material compuesto estratificado según la invención se distingue por un bueno comportamiento de rotura con brillo aún elevado.

Ejemplo 2 y ejemplo comparativo B

Se comparó un material compuesto estratificado según la invención (ejemplo 2) con un cuerpo de ensayo habitual de polipropileno (ejemplo comparativo B) respecto a su estabilidad mecánica y térmica.

El material compuesto estratificado del ejemplo 2 estaba constituido por el mismo material soporte, la misma capa intermedia, la misma capa decorativa, y la misma capa superpuesta que en el ejemplo 1, presentando la capa decorativa ahora un grosor de capa de 0,2 mm, y la capa superpuesta un grosor de capa de 0,1 mm. El material compuesto estratificado presentaba un grosor total de 1,4 mm, suprimiéndose en el soporte un 90% del grosor total.

El cuerpo moldeado del ejemplo comparativo B estaba constituido por un homopolímero de propileno con una velocidad de fusión (MFR), según ISO 1133, de 15 g/10 min, a 230ºC y 2,16 kg.

El material compuesto estratificado según la invención y el cuerpo de ensayo del ejemplo comparativo B presentaban las mismas dimensiones. Ambos se compararon respecto a su módulo de flexión E, su tenacidad al impacto, según Charpy y su estabilidad térmica dimensional (HDT/A). Los resultados de las medidas se representan en la siguiente tabla II.

TABLA II

Propiedad	Ejemplo 2	Ejemplo comparativo B
Módulo de flexión E
(N/mm^{2}]
a +23ºC	8.921	2.000
a+60ºC	7.224	1.000
a +90ºC	6.293	800
Tenacidad al impacto según
Charpy [kJ/m^{2}]
a +23ºC	25,6	60
a -20ºC	18,9	16
Estabilidad térmica dimensional
[ºC] (HDT/A)	160	58

De los resultados de la tabla II se desprende que el material compuesto estratificado según la invención se distingue, entre otras cosas, por un módulo de flexión E elevado, una tenacidad al impacto elevada según Charpy, así como buenos valores respecto a la estabilidad térmica dimensional (HDT/A).

Algunas formas de ejecución ejemplares de los materiales compuestos estratificados según la invención se representan esquemáticamente en los siguientes dibujos (figuras 1 a 5), y se explica más detalladamente a continuación.

Muestran

La figura 1 una carcasa de tostador de material compuesto estratificado según la invención.

La figura 2 la carcasa "opaca" de un cepillo de dientes eléctrico.

La figura 3 la estructura de un espejo "a prueba de rotura".

La figura 4 la estructura de una carcasa/reflector para lámparas/sol de alturas.

La figura 5 la estructura de una carcasa apantallada electromagnéticamente.

Descripción figura 1

En las superficies laterales del soporte de la carcasa de tostador (1) constituido por un homopolímero de propileno con una velocidad de fusión (MFR) según ISO 1133, de 15 g/min. a 230ºC y 2,16 kg, en el lado interior está dispuesto un laminado (2) constituido por una capa intermedia de un vellón, que está constituido por un polipropileno obtenido con catalizadores de metaloceno, y un metal cromado como capa decorativa, que sirve como capa aislante, y que separa del soporte de carcasa de tostador (1) el calor emitido por el verdadero dispositivo tostador (4). Por motivos de deformación se aplica además un correspondiente laminado adicional (3), que está constituido por los mismos componentes que el laminado (2), sobre el lado opuesto a este. De este modo es posible reducir la ranura entre el dispositivo tostador (4) y el soporte de carcasa de tostador (1), lo que permite nuevos diseños de tostador.

Descripción figura 2

La carcasa (1) de un cepillo de dientes eléctrico constituida por un homopolímero de propileno con una velocidad de fusión (MFR), según ISO 1133, de 50 g/min. a 230ºC y 2,16 kg, contiene una perforación para un diodo luminoso (3). Para que el diodo luminoso no sea visible a través de la carcasa total, alrededor de la escotadura en la carcasa se coloca una capa de laminado (2), que hace opaca la carcasa (1) alrededor del diodo luminoso. En este caso, la capa de laminado está constituida por una capa intermedia a partir de un vellón, que está constituido por un polipropileno obtenido con catalizadores de metaloceno, y una capa decorativa de metal cromado. La carcasa (1) constituye el soporte del laminado (2) en este caso. El tamaño y el grosor del laminado se seleccionan correspondientemente al rendimiento lumínico de los diodos luminosos.

Descripción figura 3

El soporte del espejo (1) está constituido por un copolímero de propileno con un 20% en peso de etileno incorporado por polimerización y un índice de fusión de 15 g/10 min. según ISO 1133, a 230ºC y 2,16 kg. En el soporte (1), a través de una articulación de película (5) está conformada una tapa (4) que, para proteger del deterioro el laminado con la superficie metálica reflectante (2), se puede cerrar a través de la misma. Para impedir un cierre involuntario de la tapa (4), esta se fija al soporte (1) por medio de un gancho de resorte (6). En el reverso del soporte está aplicado un tren de cruzamiento (3) de las mismas dimensiones constituido por el mismo laminado que el laminado con la superficie metálica reflectante (2). En este caso, la capa de laminado está constituida por una capa intermedia a partir de un vellón, que está constituida por un polipropileno obtenido con catalizadores de metaloceno, y una capa decorativa de metal cromado y una resina de melamina como capa superpuesta.

Descripción figura 4

La carcasa de la lámpara forma el soporte constituido por un homopolímero de propileno reforzado con un 20% en peso de talco, con un índice de fusión de 15 g/10 min. según ISO 1133, a 230ºC y 2,16 kg, sobre el que se encuentra el laminado de superficie metálica reflectante (2, 3), indicándose en este caso las superficies frontales con piezas de laminado separadas (3). En este caso se emplea el mismo laminado que se describe en la figura 3. En la carcasa (1), entre ambas superficies de laminado reflectantes (2, 3) está dispuesta la lámpara (4) de modo que su luz se pueda reflejar por las superficies de laminado (2) y (3). En el soporte (1) están conformados además dispositivos de fijación (5) para el montaje de la lámpara (4).

Descripción figura 5

El soporte (1) de las capas de laminado aislantes (2, 3) está constituido por un homopolímero de propileno obtenido con ayuda de catalizadores de metaloceno, con una velocidad de fusión (MFR), según ISO 1133, de 50 g/min. a 230ºC y 2,16 kg. En este caso se emplea el mismo laminado que se describe en la figura 3. El soporte (1) forma tanto el fondo de la carcasa, como también la tapa de la carcasa, estando unidas ambas partes entre sí a través de una articulación de película (4). Con el fin de una acción apantalladora optimizada, los laminados aislados para la superficie de fondo (2) y las superficies laterales (3) están moldeados de manera solapante en las zonas angulares.

Claims

1. Materiales compuestos estratificados mejorados, que contienen un soporte de polipropileno termoplástico con una velocidad de fusión (MFR) en el intervalo de 0,2 a 100 g/10 min, a 230ºC, y un peso de 2,16 kg, una capa intermedia constituida por un vellón de polipropileno termoplástico, una capa decorativa aplicada sobre la capa intermedia constituida por un metal cromado y una capa termoendurecida aplicada sobre la capa decorativa.

2. Materiales compuestos estratificados según la reivindicación 1, situándose su grosor total en el intervalo de 0,5 mm a 100 mm, y coincidiendo con el soporte al menos un 80% de grosor total.

3. Procedimiento para la obtención de un material compuesto estratificado según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque los materiales para la capa intermedia, la capa decorativa, y en caso dado la capa termoendurecida, se disponen respectivamente en forma de productos planos delgados, y a continuación se unen con el material para el soporte a temperaturas de 150 a 300ºC.

4. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado porque la capa decorativa se conforma tridimensionalmente tras tratamiento térmico previo a temperaturas de 150 a 300ºC.

5. Procedimiento según las reivindicaciones 3 o 4, caracterizado porque la unión de la capa intermedia, la capa decorativa, y en caso dado la capa termoendurecida y el soporte, se efectúan mediante moldeo por inyección.

6. Procedimiento según las reivindicaciones 3 a 5, caracterizado porque la unión de la capa intermedia, la capa decorativa, y en caso dado la capa termoendurecida y el soporte, se efectúan mediante extrusión.

7. Procedimiento según las reivindicaciones 3 a 6, caracterizado porque la unión de la capa intermedia, la capa decorativa, y en caso dado la capa termoendurecida y el soporte, se efectúan mediante prensado térmico.

8. Empleo de material compuesto estratificado según las reivindicaciones 1 o 2, como pieza reflectante de un aparato doméstico, una pieza de mueble, o una pieza moldeada en la industria electrónica, de construcción o automovilística, o en el sector sanitario.

9. Empleo de material compuesto estratificado según las reivindicaciones 1 o 2, como pieza aislante de un aparato doméstico, una pieza de mueble, o una pieza moldeada en la industria electrónica, de construcción o automovilística, o en el sector sanitario.