ES2255663T3 - Tablero estratificado para chapado exterior. - Google Patents

Tablero estratificado para chapado exterior.

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ES2255663T3
ES2255663T3 ES03380182T ES03380182T ES2255663T3 ES 2255663 T3 ES2255663 T3 ES 2255663T3 ES 03380182 T ES03380182 T ES 03380182T ES 03380182 T ES03380182 T ES 03380182T ES 2255663 T3 ES2255663 T3 ES 2255663T3
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Fernando Encio Martinez
Santiago Bastida Sagarzazu
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Abstract

Tablero estratificado (11) para chapado exterior que comprende un núcleo (13) de papel kraft impregnado con resina fenólica, al menos una capa de madera natural (14) y al menos una capa de cobertura superficial (15) que incluye una película de revestimiento (17) y una película de sustrato (16), caracterizado porque: a) la película de revestimiento (17) es una película con, al menos, una capa a base de poli(metacrilato de metilo) (PMMA) puro o modificado con la adición de otros polímetros; b) la película de sustrato (16) es un papel impregnado con un compuesto formado por una resina fenólica, en una proporción comprendida entre 95 y 80% en peso, y por un polímero promotor de la adherencia a dicha película de revestimiento (17) en una proporción comprendida entre 5 y 20% en peso.

Description

Tablero estratificado para chapado exterior.
La presente invención se refiere a un tablero estratificado para chapar superficies situadas a la intemperie y, en particular, a un tablero estratificado con, al menos, una capa de madera natural.
Técnica anterior
Las propiedades estéticas de la madera natural la hacen muy deseable como material básico de diversos tipos de componentes de construcción y más particularmente de componentes de chapado exterior.
Para resolver los problemas derivados del alto coste y la degradabilidad a la intemperie de la madera natural, la técnica ha venido proponiendo varias soluciones.
Una de ellas consiste en la conformación de un tablero estratificado prensando, en condiciones determinadas de presión y temperatura, un bloque constituido por una capa base formada por un material celulósico, (al menos) una capa intermedia formada por una lámina muy fina de madera natural y (al menos) una capa de cobertura exterior formada por un material apropiado, estando dichos materiales impregnados con resinas sintéticas que contribuyen a crear un tablero muy compacto y resistente por la aplicación de presión y calor.
En ese sentido, la patente suiza n° 477272, publicada el 15 de octubre de 1969, ya describe tableros de ese tipo con una capa base de material celulósico, dos capas intermedias de lámina de madera y dos capas de cobertura exterior para proteger adecuadamente la madera natural.
De los distintos materiales utilizados para la conformación del tablero, son conocidas en la técnica diferentes propuestas.
Así, en relación con la capa base, en la patente francesa n° 2096943, cuya solicitud se puso a disposición del público el 3 de marzo de 1972, se describe, en particular, la utilización de papel kraft impregnado con una resina fenólica como capa base o, utilizando la terminología de esta patente, como elemento reforzante del tablero. Ese material sigue siendo utilizado actualmente con la misma finalidad.
En relación con la capa de cobertura, la tecnología ha ido ofreciendo multitud de materiales con propiedades interesantes para proteger al tablero en las muy distintas condiciones ambientales a las que puede estar sometido un tablero expuesto permanentemente a la intemperie.
En este aspecto, son conocidas tanto soluciones propuestas específicamente para tableros que incluyen láminas de madera natural como soluciones propuestas para diversos tipos de tableros estratificados de material celulósico formados mediante el prensado de varias capas.
Seguidamente resumiremos brevemente algunas de esas soluciones.
En la patente francesa 2310872, cuya solicitud se puso a disposición del público el 10 de diciembre de 1976 se mencionan capas de cobertura de papel celulósico impregnadas con resina de melamina que pueden estar, además, coloreadas.
La solicitud de patente británica GB 2020199 A, publicada el 14 de noviembre de 1979, describe un proceso de fabricación de un papel celulósico revestido con resina de melamina aplicable a diversos tipos de tableros para proporcionarle resistencia a la abrasión y al calor y a la acción de determinados productos químicos.
La patente española ES 8300047, publicada en 1983, describe dos tipos de capas de cobertura: una capa decorativa impregnada con resina que es termoestable y una capa superior que proporciona una superficie que protege contra la abrasión, constituida, por ejemplo, por un papel alfa-celulósico impregnado con una resina termoestable de alta calidad, tal como melamina/formaldehído, que se vuelve transparente por consolidación mediante calor y presión del conjunto estratificado.
La patente europea EP 0281586, cuya solicitud fue publicada el 10 de marzo de 1988, describe un tablero estratificado con una capa superior de resina acrílica.
Más recientemente, se están utilizando para la capa de cobertura superficial de tableros estratificados, uno o más materiales exteriores - a los que llamaremos en adelante películas, siguiendo la terminología utilizada habitualmente en la industria - proporcionados por la industria química para satisfacer las necesidades de cobertura de muy diferentes tipos de productos industriales.
Entre estas películas, tienen especial interés para la parte superior de la capa de cobertura de los tableros estratificados que estamos considerando las películas a base de poli(metacrilato de metilo) (PMMA). Sin embargo, es un problema la adherencia de estas películas a las películas utilizadas en la parte inferior y en contacto directo con la lámina de madera natural, tal como por ejemplo, películas impregnadas con resinas fenólicas.
La solicitud de patente internacional WO-A-8911240 describe un tablero estratificado que comprende un núcleo de material de madera estratificado con una capa colorante intermedia, posiblemente hecha de papel impregnado con fenol o melamina, y capas exteriores de una resina termoplástica cargada, preferiblemente una resina de poliéster o acrílica. El uso de dicho tablero en la fabricación de encimeras de cocina es como se describe en dicha
patente.
La solicitud de patente europea EP-A-343491 describe una estructura estratificada adecuada para ser usada como un chapado exterior, que comprende un película a base de poli(metacrilato de metilo) coloreada y/o modelada, opcionalmente mezclada con poliacrilato, estratificada a un película de cobertura de poli(metacrilato de metilo) transparente o una cubierta bicapa de poli(fluoruro de vinilideno)/poli(metacrilato de metilo). Dicha estructura se estratifica luego a una capa de madera.
En la solicitud de patente internacional WO 01/05587, publicada el 25 de enero de 2001, se propuso solucionar ese inconveniente añadiendo un adhesivo y una película de celulosa absorbente entre la película acrílica y la película situada sobre la lámina de madera natural, estando ambas películas impregnadas con una resina de la misma natu-
raleza.
Esa solución es costosa y, por ello, la presente invención propone una solución alternativa al problema mencionado, con ventajas adicionales.
Sumario de la invención
El objeto de la presente invención es un tablero estratificado para chapado exterior que incluye un núcleo de papel kraft impregnado con resina fenólica, al menos una lámina de madera natural y, al menos, una capa de cobertura superficial que incluye una película de revestimiento que proporciona al tablero alta resistencia frente a los diversos agentes atmosféricos (humedad, radiación solar, etc.) y una película de sustrato que permita buena adherencia de dicha película de revestimiento durante la fabricación del tablero mediante la consolidación y compactación de sus componentes por la aplicación de presión y calor.
Como películas de revestimiento también se consideran apropiadas tanto una película monocapa a base de poli(metacrilato de metilo) (PMMA), que tiene buenas propiedades superficiales frente a los diversos agentes atmosféricos, como una película bicapa sobre una capa inferior a base de poli(metacrilato de metilo) (PMMA) y una capa superior a base de poli(fluoruro de vinilideno) (PVDF) que tiene mejores prestaciones que la anterior como componente protector para el tablero, o una película monocapa PMMA/PVDF (con el PVDF dispersado en el PMMA) que da similares prestaciones que la anterior.
Como película de sustrato se propone la utilización de un papel impregnado con un compuesto formado por una resina fenólica, en una proporción comprendida entre 80 y 95% en peso, y un polímero promotor de la adherencia de la película de revestimiento en una proporción comprendida entre 5 y 20% en peso.
Estos polímeros promotores de la adherencia incluyen los polímeros acrílicos, de melamina y de urea, así como sus combinaciones.
La ventaja fundamental de la presente invención radica en la posibilidad de utilizar varias películas de revestimiento de alta calidad proporcionadas por la industria química para muy distintas aplicaciones en la fabricación de tableros estratificados con una lámina de madera natural, utilizando el procedimiento tradicional de prensado en una determinadas condiciones de presión y temperatura y sin necesidad de utilizar capas específicas de adhesivo.
Otras características y ventajas de la presente invención se deducirán de la descripción detallada de la invención que se realiza a continuación con referencia a los dibujos que se acompañan.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 muestra una vista esquemática de la sección transversal de un tablero estratificado conocido en la técnica.
La Figura 2 muestra una vista esquemática de la sección transversal de un tablero estratificado según la presente invención.
Descripción detallada de la invención
La presente invención se basa en un tablero que la firma solicitante viene fabricando y comercializando desde el año 1994, con la denominación comercial PARKLEX 1000 y que se describirá brevemente con referencia a la Fi-
gura 1.
Los componentes básicos del tablero 1, todos ellos disponibles en el mercado, son un núcleo 3 de papel kraft impregnado con resinas fenólicas, láminas finas de madera 4, 4' y capas de cobertura 5, 5' formadas por al menos un película impregnada con una resina que le confiere un aspecto estético y unas propiedades superficiales apropiadas para su finalidad.
El experto en la materia entenderá que el tablero 1 conocido en la técnica puede incluir componentes adicionales a los mencionados, tales como películas con fines decorativos para, por ejemplo, proporcionar al tablero unas determinadas ornamentaciones o color o películas interpuestas entre el núcleo 3 y las láminas de madera 4, 4' para evitar que las resinas fenólicas del núcleo 3 puedan modificar el color de la madera natural.
Este conjunto se somete a determinadas condiciones de presión y calor que provocan su compactación y consolidación - en las que juega un papel determinante la polimerización de las resinas mencionadas - dando como resultado un producto con el aspecto de la madera natural, pero con una resistencia a la intemperie muy superior.
De acuerdo con la presente invención, se pueden mejorar las propiedades superficiales de dicho tablero modificando su capa de cobertura de manera que mientras se mantenga el procedimiento de fabricación del tablero mediante el prensado de sus componentes en determinadas condiciones de presión y temperatura, se puedan utilizar en la parte de superior de la capa de cobertura algunas películas ofrecidas por la industria, y con propiedades especialmente apropiadas para los tableros que se están considerando en la presente invención, tales como, en particular, películas a base de poli(metacrilato de de metilo) (PMMA) y películas a base de poli(metacrilato de metilo) (PMMA) y en poli(fluoruro de vinilideno) (PVDF).
Un ejemplo de las primeras es la película PLEXIGLAS® 99845 comercializada por Röhm GmbH & Co. KG.
Como ejemplo de las segundas puede citarse la película EUROPLEX® 99710 comercializada por Röhm GmbH & Co. KG y las películas KYNAR® PVDF comercializadas por Atofina Chemicals Inc. Como propiedades destacables de estas películas pueden mencionarse las siguientes:
-
resistencia mecánica y dureza
-
alta resistencia a la abrasión
-
alta estabilidad térmica
-
alta resistencia dieléctrica
-
alto grado de pureza
-
facilidad de fusión
-
resistencia a la mayoría de los productos químicos y disolventes
-
resistencia a los rayos ultravioleta y a la radiación nuclear
-
resistencia a los agentes atmosféricos
-
resistencia a cualquier tipo de hongos
-
baja permeabilidad para la mayoría de gases y líquidos, y
-
bajos niveles de llama y humo.
Como se ilustra en la Figura 2, el tablero 11 según la invención tiene un núcleo 13 de papel kraft impregnado con resinas fenólicas y unas capas de madera 14, 14' exactamente iguales que el tablero 1 conocido previamente en la técnica. Sin embargo, a diferencia de él, las capas de cobertura 15, 15' están formadas por una película de revestimiento externo 17, 17', tales como las ya citadas, y películas de sustrato 16, 16' que, al mismo tiempo que aportan un determinado aspecto estético al producto, también permiten una buena adherencia a las películas de revesti-
miento 17, 17'.
Se pretende con ello que las propiedades barrera de la película de revestimiento frente a los agentes atmosféricos, tales como la radiación UV y el agua, sean conferidas al tablero, mejorando consiguientemente sus propiedades frente a dichos agentes.
La firma solicitante de la presente invención no conoce ningún producto comercial que pueda actuar como las películas de sustrato 16, 16', facilitando la adherencia de las películas de revestimiento 17, 17' sin necesidad de una capa adhesiva interpuesta entre ambas películas, pero ha encontrado que puede cumplir satisfactoriamente esa función una fina hoja de papel impregnada con una resina formada por una resina fenólica, como componente mayoritario y por un polímero promotor de la adherencia como componente minoritario (entre 5 y 20% en peso),.
Se ha encontrado, de manera sorprendente, que los polímeros acrílicos, de melamina y de urea, puros o combinados entre sí, en proporciones comprendidas entre 5 y 20% en peso como ya se ha mencionado, actúan satisfactoriamente como polímeros promotores de la adherencia de películas de revestimiento monocapa basadas en PMMA, tal como PLEXIGLAS® 99845, o películas bicapa con su capa inferior a base de PMMA, tal como EUROPLEX® 99710.
Por su solubilidad en agua, la utilización de un polímero de melamina, resulta de especial interés en combinación con resinas fenólicas de base acuosa. Adicionalmente, se ha observado que este polímero mejora la resistencia a los rayos UV.
El proceso de obtención de dicha película de sustrato 16, 16' es el tradicional: hacer pasar una hoja de papel por un baño de resina con la composición mencionada y por una serie de rodillos de impregnación. A la salida de este baño la hoja húmeda pasa por un túnel de secado donde se ajustan, mediante el control de la temperatura y la velocidad de la hoja, su nivel de humedad y el progreso de la reacción de polimerización de la resina.
Si bien en la descripción precedente se ha hecho siempre mención a un tablero con estructura simétrica, el experto en la técnica entenderá que también están comprendidos dentro del alcance de la invención tableros configurados de manera diferente, especialmente en la cara destinada a no ser vista. En estos casos, en la cara no vista, la lámina de madera 14' y la capa de cobertura 15' pueden ser sustituidas por otros componentes. Por ejemplo, en vez de películas de revestimiento acrílicas o fluoradas como los mencionadas pueden usarse otras películas de materiales como PVC, polipropilenos o poliésteres que no son resistentes a la radiación UV pero si a la humedad.
Para una mejor ilustración de la invención se describen seguidamente varios ejemplos de realización de la misma.
Ejemplo 1
Sobre la superficie exterior de la capa de madera del tablero se dispone una película de sustrato compuesta por un papel de 42 g/m^{2} impregnado con una resina fenólica (resina de fenol-formaldehído de tipo resol) de base acuosa en la que se ha disuelto una resina de melamina en una proporción de 10% (p/p) y sobre la que, como película de revestimiento, se dispone la película EUROPLEX 99.710 de la compañía Röhm, estando en contacto su parte acrílica con la película de sustrato y quedando la película de PVDF en el exterior del tablero. Este conjunto se somete a una presión entre 5 y 10 MPa y 140ºC durante 15 minutos.
Ejemplo 2
Sobre la superficie exterior de la capa de madera del tablero se dispone una película de sustrato compuesta por un papel de 42 g/m^{2} impregnada con una resina fenólica de base acuosa en la que se ha disuelto una resina acrílica de melamina en una proporción de 10% (p/p) y sobre la que, como película de revestimiento, se dispone la película PLEXIGLAS 99845 de la compañía Röhm. Este conjunto se somete a una presión entre 5 y 10 MPa y 140ºC durante 15 minutos.
Seguidamente mostraremos los resultados de algunos ensayos realizados con distintos tipos de tableros.
En primer lugar, mostraremos en la Tabla 1 los resultados de los ensayos de adherencia. La eficacia protectora de los películas frente a la humedad y a la radiación solar depende de una adecuada adherencia a la superficie del tablero. La evaluación de esta adherencia se realiza por simple observación visual del aspecto superficial del tablero después de ser sometido a distintos tratamientos.
En la Tabla 1 se recogen los resultados de los ensayos de adherencia para:
-
tablero con película EUROPLEX 99.710 como película de revestimiento dispuesta sobre un película de sustrato impregnada con exclusivamente una resina fenólica, (T2)
-
tablero según el ejemplo 1 (T3)
-
tablero según el ejemplo 2 (T4)
Los tratamientos fueron:
-
sin tratamiento (E1)
-
inmersión en agua a 65ºC durante 48 horas (E2)
-
inmersión en agua a ebullición durante 2 horas (E3)
-
permanencia en una cámara de envejecimiento "Solarbox" durante distintos periodos de tiempo comprendidos entre 100 y 1500 horas (E4100 a E41500).
TABLA 1
T2 T3 T4
E1 Muy buena Muy buena Muy buena
E2 Satisfactoria Muy buena Muy buena
E3 Mala Muy buena Buena
E4_{100} Muy buena Muy buena Muy buena
E4_{500} Satisfactoria Muy buena Muy buena
E4_{1500} Mala Muy buena Buena
Muy buena: ningún síntoma de despegado. Inalterada.
Buena: ampollas muy pequeñas o velado muy ligero.
Satisfactoria: ampollas pequeñas o velado ligero.
Mala: ampollas evidentes o velado.
Muy mala: despegue total de la película.
Estos resultados muestran una mejora evidente en la adherencia de las películas cuando se usan películas de sustrato según la invención. Esta mejora se manifiesta en un mejor aspecto superficial de los tableros sometidos a tratamientos de inmersión en agua.
En segundo lugar, y en la Tabla 2, se muestran los resultados de los ensayos de absorción de humedad en términos del aumento de peso de las probetas tras su inmersión en agua a ebullición durante 2 horas. La absorción de humedad es un parámetro de vital importancia ya que es la acción combinada del agua, el oxígeno y la radiación solar la que desencadena los principales procesos de degradación de los componentes del tablero. Se ha añadido a los tableros ensayados un tablero sin película de revestimiento (T1).
TABLA 2
T1 T2 T3 T4
E3 1,28% 1,17% 0,66% 0,71%
Estos resultados muestran que la incorporación de películas de revestimiento reduce la absorción de agua y que esta reducción es tanto mayor cuanto mejor es el nivel de adherencia con la película de sustrato. Los películas bicapa con superficies fluoradas, y por tanto muy hidrófobas, presentan las mejores prestaciones.
Finalmente en la Tabla 3 se muestran los resultados de los ensayos de envejecimiento acelerado realizados en cámaras "Solarbox 1500" y sometidas a dos ciclos "período seco/período húmedo" diferentes (en el período seco las probetas son sometidas a radiación UV en seco y en el período húmedo son sometidas a la misma radiación pero sumergidas en 1 mm de agua). Los ciclos fueron 2 horas/2 horas; y 3 horas/1 hora.
Aunque la agresividad de los dos ciclos es diferente y el nivel de degradación también, las diferencias de comportamiento entre los diferentes tableros se repiten, por lo que los resultados de los dos tipos de ensayo se resumen en la Tabla 3. En este caso la evaluación se hace según la norma ISO 105-A 02 ("Escala de Grises"), que mide el blanqueamiento progresivo de la superficie desde la inalterabilidad (5) hasta el blanqueamiento total (1).
TABLA 3
T1 T2 T3 T4
E4_{100} 4 5 5 5
E4_{500} 3 – 2 4* 5 5
E4_{1500} 1 3** 5 4
*: Comienzo del despegado de la película (pequeñas ampollas en los bordes)
**: Despegado de la película (ampollas evidentes y despegue en los bordes)
Los resultados muestran que la incorporación de películas de revestimiento que actúan corno filtros para la radiación UV y el agua mejoran notablemente la resistencia a la intemperie de los tableros y que esta resistencia es tanto mayor cuanto mejor es el nivel de adherencia a la película de substrato. Los películas acrílicas bicapa con superficies fluoradas presentan las mejores prestaciones.
Aunque se ha descrito y representado una realización de la invención, es evidente que pueden introducirse en ella modificaciones comprendidas dentro de su alcance, no debiendo considerarse limitado éste a dicha realización, sino únicamente al contenido de las reivindicaciones siguientes:

Claims (7)

1. Tablero estratificado (11) para chapado exterior que comprende un núcleo (13) de papel kraft impregnado con resina fenólica, al menos una capa de madera natural (14) y al menos una capa de cobertura superficial (15) que incluye una película de revestimiento (17) y una película de sustrato (16), caracterizado porque:
a) la película de revestimiento (17) es una película con, al menos, una capa a base de poli(metacrilato de metilo) (PMMA) puro o modificado con la adición de otros polímetros;
b) la película de sustrato (16) es un papel impregnado con un compuesto formado por una resina fenólica, en una proporción comprendida entre 95 y 80% en peso, y por un polímero promotor de la adherencia a dicha película de revestimiento (17) en una proporción comprendida entre 5 y 20% en peso.
2. Tablero estratificado (11) según la reivindicación 1, caracterizado porque el polímero promotor de la adherencia es un polímero acrílico.
3. Tablero estratificado (11) según la reivindicación 1, caracterizado porque el polímero promotor de la adherencia es un polímero de melamina.
4. Tablero estratificado (11) según la reivindicación 1, caracterizado porque el polímero promotor de la adherencia es un polímero de urea.
5. Tablero estratificado (11) según la reivindicación 1, caracterizado porque el polímero promotor de la adherencia es una combinación de un polímero acrílico y/o un polímero de melamina y/o un polímero de urea.
6. Tablero estratificado (11) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la película de revestimiento (17) es una película monocapa a base de poli(metacrilato de metilo) (PMMA) modificado con poli(fluoruro de vinilideno) (PVDF).
7. Tablero estratificado (11) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la película de revestimiento (17) es una película bicapa con una capa superior a base de poli(fluoruro de vinilideno) (PVDF).
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