ES2270418T3 - Composite consistente en un material micro-fibroso parecido al cuero y una pelicula polimera, proceso de fabricacion y utilizacion como revestimiento interior de los articulos de material termoplastico. - Google Patents
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Abstract
EL COMPOSITE CONSISTE EN UN MATERIAL MICRO-FIBROSO DE ASPECTO SIMILAR AL CUERO Y UNA PELICULA POLIMERA, UTIL PARA REVESTIMIENTO INTERIOR DEL MATERIAL TERMOPLASTICO TERMOCONFORMADO AL MISMO TIEMPO QUE SE REALIZAN LAS OPERACIONES DE TERMOCONFORMACION DE DICHO MATERIAL.
Description
Composite consistente en un material
micro-fibroso parecido al cuero y una película
polímera, proceso de fabricación y utilización como revestimiento
interior de los artículos de material termoplástico.
La presente invención se refiere a un proceso
para la preparación de objetos rígidos compuestos, que comprende
material microfibroso, revestido con una lámina polímera.
En el estado de la técnica se conoce un material
microfribroso, que comprende por lo general una matriz de
microfibras de poliéster o de poliamida. Estos materiales tienen un
aspecto parecido al cuero natural y algunos de ellos, es decir,
aquellos en los que el material no tejido, microfibroso, polímero,
se sumerge en una matriz polímera, de preferencia poliuretano,
presentan características como: práctico, poco peso, parecido con
el terciopelo, solidez a la luz y resistencia al óxido de nitrógeno,
mejores que las que ofrece el cuero natural. Además, estos
materiales, gracias a sus buenas características, constituyen un
producto valioso, que se utiliza con frecuencia en la industria de
la confección, la fabricación de muebles y la decoración de
interiores de vehículos, embarcaciones y otros medios de
transporte.
Con el fin de poderse utilizar adecuadamente en
el sector de la fabricación de muebles y la decoración de
interiores de vehículos, el material microfibroso se puede revestir
con una tela, género de punto o espuma de poliestireno, que
proporciona al producto la rigidez y la resistencia mecánica
requeridas. Este recubrimiento se realiza utilizando un adhesivo
adecuado o con un piro-retardante (de combustión
lenta), como el que se describe en la patente
GB-A-2 235 651 y
GB-A-2 235 652 del solicitante.
La patente (D1) US 5,277,969 reivindica un
proceso para la preparación de un material laminado, de imitación
de cuero, que comprende las siguientes etapas: (1) impregnar un
fieltro de microfibras de poliéster o poliamida de
0,05-0,80 denier con poliuretano - poliurea para
obtener la hoja de base de poliuretano, que tiene un peso final de
140-400 g/m^{2} y una densidad de
0,2-0,4 g/cm^{3} después de las etapas de
coagulación y secado y (2) unir (a) con (b), que comprende un
material de sustrato. La hoja microfibrosa resultante a base de
poliuretano, de imitación de cuero, adherida a un sustrato
funcional, proporciona un sustituto del cuero, suave y blando, que
puede cumplir los requisitos físicos de los usuarios más exigentes,
como por ejemplo, para la guarnición de vehículos automóviles.
La patente (D5) EP 0584511 define un material
sintético microfibroso, no tejido, parecido al ante, con
propiedades de coloración mejoradas, que comprende una matriz
impregnada con poliuretano que contiene unidades de amina
terciaria, utilizándose el elastómero de poliuretano así obtenido
para impregnar un sustrato microfibroso de material no tejido.
Un sector en el que se podría utilizar en gran
medida el material no tejido, microfibroso es la industria
manufacturera de artículos de cuero/piel para el revestimiento de
artículos termoplásticos conformados, obtenidos por termoformación.
No obstante, las técnicas de revestimiento del material
microfibroso antes citado utilizadas en el acoplamiento con prendas
de confección y material polímero espumado, se corresponden muy
poco con los ciclos de producción de artículos termoformados y por
consiguiente con su acoplamiento. De hecho, la utilización de las
técnicas antes citadas supone unas etapas de funcionamiento
complejas y largas, que afectan a la economía del ciclo de
produc-
ción.
ción.
En realidad, el proceso de formación o
termoformación comprende la etapa de calentar una plancha de
material termoplástico hasta su temperatura de reblandecimiento,
comprimirla entre un molde y una herramienta de conformación, para
conferirle la forma deseada. Se ha comprobado que si la plancha
calentada está cubierta por el material microfibroso, el objeto
termoformado resultante presenta una adhesión insuficiente entre
material microfibroso y polímero termoplástico.
Sería altamente deseable disponer de un material
microfibroso con el que se pudiera revestir rígidamente objetos
termoplásticos durante el proceso de termoformación.
Uno de los objetos de la presente invención es
ofrecer un material compuesto microfibroso para revestir objetos
termoplásticos rígidos al mismo tiempo que se realiza la
termoformación.
Se ha encontrado ahora, y esto constituye el
primer objeto de la invención, un producto que consiste en un
material microfibroso y una lámina polímera que se puede utilizar
ventajosamente para revestir sólidamente materiales termoplásticos
termoformados, al mismo tiempo que se realiza su
termoformación.
Un segundo objeto de la invención lo constituye
un proceso que se puede realizar fácilmente para fabricar el
producto compuesto anterior.
Se tendrá que considerar como perteneciente al
ámbito de la presente invención un proceso de termoformación
adecuado para fabricar objetos conformados de material
termoplástico rígido, utilizando un compuesto de material
microfibroso - polímero, así como los materiales termoplásticos
rígidos revestidos resultantes del proceso antes
citado.
citado.
El material compuesto según la invención se
puede obtener sellando en caliente material microfibroso a la
lámina de polímero. La operación se puede realizar ventajosamente,
de forma continua, utilizando sistemas de prensa caliente con
rodillos después de haber calentado el dorso del material
microfibroso no tejido con una lámpara
IR.
IR.
La temperatura de régimen del acoplamiento
oscila de preferencia entre 80ºC y 150ºC. La temperatura se elige
por lo general cercana a la temperatura de reblandecimiento del
polímero en lámina. Cuando se trabaja de forma continua, la
velocidad de suministro del compuesto oscilará preferentemente
entre 1,5 y 4,0 m/minuto.
Preferiblemente, la operación de acoplamiento se
realizará con un huelgo del rodillo caliente de 0 a 0,7 mm.
En el estado de la técnica se conoce un material
microfibroso que resulta útil para realizar el proceso de la
presente invención, que consiste en un material microfibroso, no
tejido, sumergido en una matriz polímera. Se puede citar al
respecto, a modo de referencias, las patentes italianas 823.055,
921.871, 858.337, 905.222 y 873.699. En las solicitudes de patentes
italianas MI92A00239, MI92001945, MI92002944, MI92002942, y
MI92001952 del solicitante, se describen otros procesos de
fabricación de material microfibroso no tejido.
Aunque a lo largo de la presente descripción se
haga referencia específicamente a la utilización de material
microfibroso, no tejido, sumergido en una matriz de poliuretano, la
presente invención no se limita a dicho componente ni queda
limitada por el mismo. Se pueden utilizar otros materiales
microfibrosos, similares al cuero/piel para revestir objetos
termoplásticos termoformados, al mismo tiempo que se realizan las
operaciones de termoformación de los mismos; se puede citar al
respecto, como referencia, los materiales microfibrosos descritos en
la patente italiana 1.085.966.
Otros materiales microfibrosos, similares al
cuero/piel, que resultan útiles en el proceso según la invención,
comprenden una estructura de material no tejido formada por
microfibras de sección o tamaño diferente sobre un soporte tejido o
de punto.
Se incluyen también dentro del ámbito de la
invención, compuestos formados por una lámina polímera y material
microfibroso en el que unas microfibras de sección transversal
redonda o no redonda forman una tela tejida o de punto y el
producto resultante se somete a un proceso de perchado para que
tenga el aspecto de ante.
Los materiales microfibrosos, no tejidos,
particularmente adecuados según la invención, son aquellos cuya
matriz consiste en un polímero elegido entre poliuretanos y
derivados de los mismos, las microfibras consisten en poliéster
(por ejemplo polietilen tereftalato), poliamidas (por ejemplo nylon
6, nylon 66, nylon 12), poliolefinas (por ejemplo polietileno,
polipropileno) poliacrilnitrilo y copolímeros del mismo.
La lámina de polímero que forma el compuesto
puede ser:
- -
- polieter y/o poliéster y/o copoliéster con base principalmente de poliuretano;
- -
- poliéster de bajo punto de fusión;
- -
- poliolefinas, como polietileno o polipropileno;
- -
- poliamida de bajo punto de fusión.
Según una realización preferida de la presente
invención, la lámina de polímero se reviste con una capa protectora
de un material polímero de elevado punto de fusión, por ejemplo
polietileno, polipropileno o policloruro de vinilo; estos
revestimientos protectores se quitan antes de la operación de
termoformación.
Las operaciones de termoformación para la
fabricación del objeto microfibroso, no tejido, revestido,
utilizando el material compuesto según la invención, requieren muy
poco tiempo, del orden de dos minutos, a una temperatura que oscila
entre 140ºC y 250ºC. Es preferible calentar primero la plancha de
material termoplástico hasta su temperatura de reblandecimiento y
luego aplicar sobre la misma la lámina polímera/material
microfibroso no tejido, y proceder a la termoformación de la
estructura resultante.
La invención se ilustrará ahora de forma
detallada con referencia a los siguientes ejemplos, que no se
tienen que entender como limitación de la invención.
Se ha preparado un fieltro microfibroso según el
siguiente procedimiento conocido:
La fibra estaba formada por 57 partes en peso de
polietilen tereftalato, 40 partes en peso de polímero de
poliestireno y 3 partes en peso de polietilenglicol. La fibra
extrusionada 3,8 den. resultó tener un contenido de 16 microfibras
de 16 poliéster, siendo cada microfibra de aproximadamente
0,10-0,11 den.
La fibra se sometió a perforación, obteniéndose
un fieltro intermedio de 0,195 g/cm^{3} de densidad y 540
g/m^{2} de peso.
El filtro intermedio se sumergió en una solución
de agua alcohol polivinilo al 20%, se sacó y se trató con
percloroetileno para eliminar la matriz de poliestireno,
obteniéndose una matriz de polivinil alcohol que contenía fibras.
Se preparó por separado poliuretano, haciendo reaccionar
4,4'difenil-metano-diisocianato
(MDI) (2 mmole) con un mol de una mezcla de politetrahidrofurano
(PTHF) (peso molecular 1976) y policaprolactona (PLC) (peso
molecular 1958) en una relación molar de 3:1 a 65ºC durante un
periodo de tiempo de 3 horas. El prepolímero resultante se disolvió
en dimetil formamida obteniéndose una solución al 25% (peso).
Se preparó una solución al 25% (peso) de dimetil
formamida (DMF) de
4,4'-diaminofenil-metano (DAMP)
(0,825 moles) y n-dibutilamina (DBA) (0,175 moles)
y se añadió al prepolímero diluido a 65ºC.
La solución se hizo reaccionar durante
aproximadamente 30 horas hasta que la concentración alcanzó el
valor de 25% en peso y la solución carecía de grupos de NCO. La
solución de poliuretano resultante presenta una viscosidad de
aproximadamente 20.000 cps a 20ºC.
Se diluyó una solución de poliuretano con DMF
para obtener una solución al 13% en peso, luego se preparó el
fieltro de polietilen tereftalato/polivinil alcohol, tal como se
describe anteriormente, sumergiéndolo en la solución de
poliuretano. El exceso de poliuretano se eliminó haciendo pasar el
fieltro impregnado a través de unos rodillos exprimidores; se
coaguló entonces el poliuretano vertiéndolo en agua para eliminar el
polivinil alcohol.
Después del tratamiento anterior, se secó el
producto. El material resultante está constituido por 68 \pm 3%
en peso de microfibras y 32 \pm 3% en peso de poliuretano. El
producto, partido longitudinalmente en hojas de 10 mm de grosor, se
sometió a abrasión para conferirle el aspecto de ante.
Se repitió el procedimiento del Ejemplo 1, con
la diferencia de que la solución al 25% en peso de prepolímero en
dimetil formamida se hizo reaccionar en lugar de con DAPM, con 1,65
moles de agua que contenía 0,175 moles de
n-butilamina. La reacción de extensión se realizó a
65ºC durante 6 horas. El peso molecular medio resultante del
poliuretano confería una viscosidad de 20.000 cps a una solución al
25% en peso de dimetil formamida a una temperatura de 20ºC.
Se repitió el procedimiento del Ejemplo 1 con la
diferencia de que la fibra se preparó a partir de polietilen
tereftalato de combustión lenta (FIDION SR comercializado por
ENICHEN FIBRE S.p.A.).
Se repitió el procedimiento del Ejemplo 1, con
la diferencia de que se utilizaron microfibras de nylon 6 en lugar
de polietilen tereftalato y se empleó un copolímero de
estireno-acrilonitrilo (comercializado con la marca
comercial SUN) en lugar de poliestireno.
Se preparó un producto similar al del Ejemplo 1
utilizando 4,4' diciclohexil metano en lugar de MDI y 4'4 metileno
bis (2,6 diiso propil anilina) en lugar de DAMP.
Se preparó un producto según el procedimiento
del Ejemplo 1 utilizando nylon 6 en lugar de polietilen
tereftalato. Se preparó poliuretano según el ejemplo 5.
Se acopló material microfibroso preparado según
el Ejemplo 1 con láminas de poliuretano a base de poliéster y de
poliéter. Los productos compuestos se prepararon calentando el
dorso del material microfibroso con una lámpara IR. El material
microfibroso, no tejido y las láminas de polimero se hicieron pasar
a través de un par de rodillos para mejorar la adhesión.
Siguiendo el procedimiento del Ejemplo 7, se
prepararon compuestos que comprenden el material microfibroso, no
tejido, fabricado según el Ejemplo 1 y láminas de polipropileno o
polietileno de bajo punto de fusión.
Siguiendo el procedimiento del Ejemplo 7, se
prepararon compuestos que comprenden el material microfibroso, no
tejido según el Ejemplo 6 y láminas de poliuretano a base de
poliéter o poliéster.
\vskip1.000000\baselineskip
El producto microfibroso presenta una sección
transversal con un diámetro elíptico - redondo, que oscila en torno
a un valor medio de 2 \mu, oscilando el tamaño efectivo entre 0,5
y 3,5 \mu.
Las microfibras sumergidas en una matriz de
poliéster son a base de nylon 6. El número medio de la microfibra
es de 0,01 den.
El producto microfibroso antes citado se acopló
con láminas según el procedimiento de los ejemplos 7, 8 y 9.
\vskip1.000000\baselineskip
El producto microfibroso consiste en una tela
tejida o de punto, insertada dentro de una estructura no tejida y
sumergida en una matriz de poliuretano.
El producto microfibroso se acopló con láminas
descritas en los ejemplos 7, 8 y 9.
\vskip1.000000\baselineskip
El producto microfibroso consiste en microfibras
con una sección transversal en forma de triángulo isósceles,
comprendidas dentro de una estructura tejida o de punto. El aspecto
similar al ante se obtiene mediante un procedimiento de perchado
convencional.
El mencionado producto microfibroso se acopló
con las láminas descritas en los ejemplos 7, 8 y 9.
\vskip1.000000\baselineskip
Siguiendo el procedimiento de los ejemplos
anteriores, se prepararon compuestos que comprenden el material
microfibroso, no tejido, fabricado según el Ejemplo 4 y láminas de
poliuretano a base de poliéster o poliéter.
\vskip1.000000\baselineskip
Siguiendo el procedimiento de los ejemplos
anteriores, se prepararon compuestos de combustión lenta , que
comprenden el material microfibroso, no tejido, fabricado según el
Ejemplo 3 y láminas de poliuretano a base de poliéster o
poliéter.
\vskip1.000000\baselineskip
Siguiendo el procedimiento del Ejemplo 7, se
preparó un compuesto que comprende el material microfibroso, no
tejido, fabricado según el Ejemplo 6 y una lámina de poliolefina de
bajo punto de fusión.
\vskip1.000000\baselineskip
Siguiendo el procedimiento del Ejemplo 7, se
preparó un compuesto que comprende el material microfibroso, no
tejido, según el Ejemplo 4 y una lámina de poliolefina de bajo
punto de fusión.
\vskip1.000000\baselineskip
Siguiendo el procedimiento de los ejemplos
anteriores, se preparó un compuesto de combustión lenta que
comprende el material microfibroso, no tejido, fabricado según el
Ejemplo 3 y una lámina de poliolefina de bajo punto de fusión.
\newpage
La superficie de la plancha de material
termoplástico de material ABS se calentó hasta la temperatura de
reblandecimiento inicial del mismo (195ºC). Después de quitar la
capa protectora, se aplicó una capa compuesta fabricada según el
Ejemplo 7 a la plancha calentada y la estructura resultante se
sometió a termoformación en un dispositivo provisto de molde y
herramienta de conformación para conformar la estructura compuesta
de la plancha con la forma de carcasa de una maleta. El producto
resultante, después de enfriar, presenta una adhesión perfecta del
compuesto - sustrato ABS.
Ejemplos
19-28
Se repitió el revestimiento de las planchas
termoformadas de ABS utilizando los compuestos fabricados según los
Ejemplos 8 a 17, obteniéndose en todos los casos una perfecta
adhesión compuesto/ABS, sin modificación superficial alguna del
material microfibroso.
Claims (9)
1. Proceso para la preparación de objetos
termoplásticos rígidos, revestidos con material microfibroso, no
tejido, similar al cuero, que comprende las siguientes etapas:
(i) aplicar un material compuesto, no tejido,
microfibroso/lámina polímera sobre un material termoplástico,
calentado hasta una temperatura de reblandecimiento, material
microfibroso no tejido que está constituido por microfibras
dispersadas en poliuretano, microfibras que han sido seleccionadas
dentro del grupo formado por polietilen tereftalato, polietilen
tereftalato de combustión lenta, nylon 6, eligiendo la lámina
polímera dentro del grupo formado por:
-
\;
** - Poliuretano, basado principalmente en poliéter, poliéster o copoliéster;
-
\;
** - Poliéster de bajo punto de fusión;
-
\;
** - Poliolefina de bajo punto de fusión, como polietileno o polipropileno;
-
\;
** - Poliamidas de bajo punto de fusión;
(ii) someter el producto resultante de (i) a
configuración por termoformación en un dispositivo provisto de
molde y herramienta de conformación.
2. Proceso según la reivindicación 1,
caracterizado porque la temperatura de termoformación oscila
entre 140ºC y 250ºC.
3. Proceso según la reivindicación 1,
caracterizado porque la termoformación se realiza dentro de
un periodo de tiempo del orden de unos pocos minutos.
4. Proceso según la reivindicación 1, donde el
material compuesto microfibroso, no tejido/lámina polímera se
prepara a una temperatura de 80ºC a 150ºC y que se encuentra cerca
de la temperatura de reblandecimiento de la lámina polímera.
5. Proceso según la reivindicación 4, donde el
material compuesto microfibroso, no tejido/lámina polímera se
prepara de forma continua utilizando un sistema de prensa caliente
de rodillos después de haber calentado el dorso del material
microfibroso con lámparas IR.
6. Proceso según la reivindicación 5, donde el
material compuesto se prepara de forma continua y la velocidad de
producción del material compuesto es del orden de 1,5 a 4,0
m/minuto.
7. Proceso según la reivindicación 6, donde el
material compuesto se prepara con un huelgo en los rodillos
calientes de 0 a 0,7 mm.
8. Proceso según la reivindicación 1, donde el
material termoplástico es terpotímero ABS.
9. Proceso según la reivindicación 1, donde los
objetos termoplásticos rígidos revestidos con material no tejido,
microfibroso, similar al cuero, se preparan de forma continua
utilizando el sistema de prensa caliente de rodillos para la
preparación del material compuesto, no tejido, microfibroso/lámina
polímera y el dispositivo provisto de molde y herramientas de
conformación para la termoformación.
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