ES2332810T3 - Procedimiento de moldeo por inyeccion reactiva para la produccion de una capa de revestimiento de poliuretano. - Google Patents
Procedimiento de moldeo por inyeccion reactiva para la produccion de una capa de revestimiento de poliuretano. Download PDFInfo
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Abstract
Un artículo interior para vehículos que comprende un laminado con revestimiento integrado que comprende un material de núcleo y un revestimiento de superficie de diseño de una resina de poliuretano no espumada que se prepara mediante un procedimiento de moldeo por inyección reactiva, en el que la resina de poliuretano no espumada comprende: (I) una mezcla de polioles que comprende: (1) un poliol, (2) de 2,0 a 7,0 partes en peso, en base a 100 partes en peso de (I) la mezcla de polioles, de un alargador de cadena, siendo seleccionado el alargador de cadena del grupo constituido por 1-metil-3,5-dietil-2,4diaminobenzeno, 1-metil-3,5-dietil-2,6-diaminobenzeno y mezclas de los mismos, (3) un catalizador, y (4) opcionalmente, un agente auxiliar, y (II) un compuesto de poliisocianato, y en el que la dureza superficial de la resina de poliuretano no espumada, medida con un durómetro Asker A, es de 30 a 70.
Description
Procedimiento de moldeo por inyección reactiva
para la producción de una capa de revestimiento de poliuretano.
La presente solicitud de patente reivindica el
derecho de prioridad, a tenor del artículo 119 (a)-(d) del Código 35
de los Estados Unidos, de la Solicitud de Patente Japonesa nº
2005-132466 que se depositó el 28 de abril de
2004.
La presente invención se refiere a un
procedimiento de fabricación de una resina de poliuretano no
espumada que es adecuada como el revestimiento para las caras de
diseño de artículos interiores para vehículos, incluyendo artículos
tales como paneles para instrumentos y guarnecidos de puertas, y a
un procedimiento de fabricación de un laminado con revestimiento
integrado a partir de estas resinas de poliuretano no espumadas.
Se han usados diversos tipos de materiales
fabricados mediante diversos procedimientos de moldeo como
revestimientos para artículos interiores para vehículos. Por
ejemplo, materiales anteriormente usados incluyen artículos
fabricados mediante moldeo al vacío de cloruros de vinilo (PVC),
artículos fabricados mediante moldeo al vacío o moldeo de polvos de
olefinas termoplásticas (TPO), artículos fabricados mediante moldeo
rotacional de poliuretanos termoplásticos (TPU) y artículos
fabricados mediante pulverización o moldeo por inyección reactiva
(RIM) de materias primas de poliuretano (es decir, mezclas líquidas
de poliuretano obtenidas poniendo en contacto y mezclando dos
líquidos, es decir, un poliol líquido y un isocianato líquido a
elevada presión). En general, las materias primas de poliuretano se
someten a moldeo por inyección reactiva para proporcionar artículos
moldeados.
Sin embargo, los artículos moldeados de estos
materiales presentan algunos defectos. Por ejemplo, los artículos
moldeados de PVC no son deseables puesto que liberan dioxinas y
subproductos clorados mientras se descomponen, contaminando por
tanto el medio ambiente. Además, estos materiales también son
difíciles desechar o reciclar.
Los artículos moldeados de TPO preparados
mediante moldeo al vacío no son deseables puesto que su tacto es
duro y son desagradables al tacto. Los artículos moldeados
preparados mediante moldeo de polvos presentan una baja eficiencia
productiva, al igual que los artículos de PVC moldeados, y, por
tanto, son inferiores en cuanto a rentabilidad puesto que los
procedimientos de moldeo necesitan periodos de tiempo relativamente
prolongados y consumen mucha energía.
Los artículos moldeados de TPU preparados
mediante moldeo rotacional son mejores en cuanto a sensación y
tacto, pero también presentan una eficiencia productiva y una
rentabilidad bajos. El procedimiento de moldeo rotacional también
necesita periodos de tiempo relativamente prolongados y mucha
energía.
Los artículos moldeados de poliuretano que están
fabricados mediante pulverización de materias primas de poliuretano
representan una mejora respecto a los artículos moldeados de TPU
convencionales producidos mediante moldeo rotacional debido a la
elevada productividad de los mismos. Puesto que estos artículos
moldeados de poliuretano generalmente fabricados a partir de
materias primas muy reactivas, se puede esperar una elevada
productividad. La pulverización excesiva sobre las materias primas
produce humos y vapores que plantean diversos problemas de higiene
industrial. Sin embargo, esto es inevitable, debido al procedimiento
de pulverización de las materias primas. Por consiguiente, es
indispensable la eliminación de las materias primas pulverizadas en
exceso alrededor de los moldes, lo que requiere una cantidad de
tiempo considerable. Como resultado, la productividad disminuye
debido al tiempo empleado en la eliminación de estas materias primas
pulverizadas en exceso. Además, la cantidad de materia prima que se
usa en el procedimiento de pulverización aumenta debido a la
inevitable pulverización en exceso de las materias primas. Esto
también conduce a costes más elevados no deseables, así como a
contaminación en el entorno de
trabajo.
trabajo.
El procedimiento de pulverización también tiene
desventajas porque las materias primas de poliuretano que se han
pulverizado están sometidas a la influencia de la temperatura y
humedad atmosféricas y tienden a absorber contenido de agua del
aire, o el propio aire formará burbujas en los artículos
resultantes. Como consecuencia de estas influencias, las materias
primas tienden a espumarse. En otra situación, cuando se moldea un
artículo interior grande para vehículos, es necesario pulverizar la
materia prima de poliuretano en los moldes varias veces, lo que
hace que las capas del material de poliuretano tiendan a tener
densidades y durezas variables en las entrecaras entre cada capa
formada antes y después de la pulverización de la materia prima de
poliuretano. Por tanto, la superficie del artículo resultante no es
uniforme al tacto. Por estos motivos, el revestimiento resultante
varía en densidad, espesor, dureza y tacto.
Un artículo moldeado obtenido mediante moldeo
por inyección reactiva (RIM) de materias primas de poliuretano
puede tener un aspecto que se puede diseñar muy bien debido a que se
puede reproducir de forma precisa la forma de una superficie.
Además, el volumen de materia prima en el molde es constante, de
forma que el artículo resultante es estable en cuanto a densidad,
espesor y dureza. Debido a estas ventajas, este procedimiento se ha
empleado en una amplia variedad de campos. En general, el espesor de
un revestimiento para uso como superficie de diseño de un artículo
interior para vehículos varía de aproximadamente 0,5 a
aproximadamente 3,0 mm, lo que es más fino que el espesor de los
artículos moldeados ordinarios producidos mediante un procedimiento
RIM. Por tanto, la materia prima tiene mayor resistencia al flujo.
Para garantizar el llenado completo de los extremos de punta del
artículo con la materia prima es indispensable disminuir la
reactividad de la materia prima. Por este motivo, el tiempo de
curado (es decir, el tiempo desde la inyección de la materia prima
de poliuretano en el molde hasta el comienzo de la apertura del
molde) aumenta y esto tiene como consecuencia una baja
productividad.
Los artículos interiores para vehículos con
revestimiento integrado, tales como paneles para instrumentos,
cuyos revestimientos se usan como superficies de diseño y
guarnecidos de puertas y, en concreto, paneles para instrumentos
para vehículos, no solo deben tener propiedades físicas tales como
estabilidad a la radiación UV, resistencia al desgaste,
expansibilidad para el airbag y durabilidad, sino que también
requieren una alta calidad en cuanto a aspecto externo y una
sensación agradable (es decir, agradable al tacto). En estas
circunstancias, es deseable encontrar un procedimiento de
fabricación de un laminado moldeado de forma integral que comprenda
un revestimiento como superficie de diseño, un material de núcleo
que soporte el revestimiento y, opcionalmente, una espuma de
poliuretano semi-rígida para disminuir el impacto
entre el revestimiento y el material de núcleo, procedimiento que
está caracterizado por una menor duración de los ciclos y por una
mejora del rendimiento, proporcionando mayor productividad y
menores costes de producción.
Se necesitan materiales que proporcionen una
sensación agradable al tacto y que se puedan fabricar con un alta
productividad y menores costes de producción como revestimientos
para artículos interiores para vehículos, en concreto, automóviles.
Previamente ha habido diversas propuestas conocidas para estos
materiales y los procedimientos de fabricación de los mismos.
El documento de referencia
JP-A-52-142797
desvela un procedimiento de fabricación de un artículo moldeado
elástico de poliuretano, que comprende el uso de un poliol
especificado y de una diamina aromática especificada. En este
documento de referencia se describe un procedimiento de moldeo de un
elastómero de poliuretano en menor tiempo que requiere un poliol
especificado y una diamina especificada. Según esta publicación, los
artículos moldeados son piezas exteriores relativamente grandes,
con un peso de 3 a 10 kg o más, tales como parachoques para
vehículos, etc. En los ejemplos de esta publicación se producen
artículos con un espesor de 4 mm y una dureza Shore A tan
relativamente elevada como 84 o más. En comparación, los
revestimientos según la presente invención para uso como
superficies de diseño de artículos interiores para vehículos no son
de este tipo.
El documento
JP-A-53-86763
desvela un procedimiento de conformado de una capa de espuma en
contacto directo con un revestimiento. Este procedimiento comprende
las etapas de conformar un revestimiento mediante moldeo por
inyección reactiva de una materia prima de poliuretano en la cavidad
de un molde; permitir que el revestimiento permanezca en el molde y
extraer la primera parte nuclear; colocar una segunda parte nuclear
que es capaz de adaptarse a una cavidad equivalente al espesor de
la capa de espuma en vez de la primera parte nuclear; e inyectar un
material espumante en la cavidad, conformando así la capa de espuma
en contacto directo con el revestimiento. Este documento de
referencia propone un procedimiento de moldeo de un artículo
interior de forma integral con un revestimiento. Sin embargo, esta
publicación solo describe que el material para el revestimiento es
de tipo uretano y no desvela ningún detalle sobre la composición de
un material de uretano adecuado para este procedimiento, la
densidad del uretano ni la dureza superficial del revestimiento.
El documento de referencia
JP-A-2003-19056
desvela un almohadillado para asientos que usa un material de
revestimiento de una sola pieza y un procedimiento para fabricar el
mismo. Esta publicación propone un almohadillado para asientos que
comprende un artículo de espuma, que tiene prácticamente el mismo
contorno que el del almohadillado, y un material de revestimiento
de una sola pieza adherido e integrado a la superficie y las caras
laterales del artículo de espuma. Sin embargo, esta referencia solo
describe que el material para el revestimiento es de tipo uretano y
no describe o desvela ningún detalle sobre la composición de un
material de uretano adecuado para este procedimiento, la densidad
del uretano ni la dureza superficial del material del
revestimiento.
Literatura de patente 1:
JP-A-52-142797
Literatura de patente 2:
JP-A-53-86763
Literatura de patente 3:
JP-A-2003-19056
\vskip1.000000\baselineskip
Actualmente no hay ningún revestimiento
satisfactorio que proporcione una sensación agradable al tacto y
tenga un aspecto externo de alta calidad para su aplicación como
revestimiento de un artículo interior para vehículos y que se pueda
fabricar con elevada productividad y con menor coste sin que tenga
ninguna influencia negativa en el entorno de trabajo y/o la
naturaleza. Además, actualmente no hay disponible ningún
procedimiento satisfactorio para fabricar un laminado con
revestimiento integrado que comprenda un revestimiento de este
tipo.
Los objetos de la presente invención son
proporcionar laminados con revestimiento integrado que sean
adecuados para su uso como artículos interiores para vehículos, que
proporcionen una sensación agradable al tacto y tengan un aspecto
externo de alta calidad, que se puedan fabricar con mayores tasas de
productividad y con menor coste sin que tengan ninguna influencia
negativa en el entorno de trabajo y/o la naturaleza. Otro objeto es
proporcionar un procedimiento de fabricación de una resina de
poliuretano no espumada que sea adecuada para su uso como el
revestimiento de un artículo interior para vehículos y proporcionar
un procedimiento de fabricación de un laminado con revestimiento
integrado a partir de la resina de poliuretano no espumada.
El resultado de los diversos esfuerzos para
solucionar los problemas anteriores es el descubrimiento de un
procedimiento, como se describe a continuación, de fabricación de
una resina de poliuretano no espumada que es adecuada para uso en
revestimientos de artículos interiores para vehículos y de un
procedimiento de fabricación de un laminado con revestimiento
integrado que comprende la resina de poliuretano no espumada.
La presente invención está dirigida a un
artículo interior para vehículos que es un laminado con
revestimiento integrado que comprende un material de núcleo y un
revestimiento de una resina de poliuretano no espumada, que sirve
como cara de diseño. En este artículo interior para vehículos, este
revestimiento de resina de poliuretano no espumada se obtiene
mediante un procedimiento de moldeo por inyección reactiva, en el
que la resina de poliuretano no espumada comprende una mezcla de
polioles (I) y un compuesto de poliisocianato (II).
Mezclas de polioles (I) adecuadas
comprenden:
- (1)
- un poliol,
- (2)
- un alargador de cadena que comprenda 1-metil-3,5-dietil-2,4-diaminobenzeno, 1-metil-3,5-dietil-2,6-diaminobenzeno y mezclas de los mismos, estando presente el alargador de cadena en una cantidad de 2,0 a 7,0 partes en peso, en base a 100 partes en peso de (1) la mezcla de polioles,
- (3)
- al menos un catalizador, y
- (4)
- opcionalmente, uno o más agentes auxiliares.
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La resina de poliuretano no espumada producida
según el presente documento tiene una superficie superficial de 30 a
70, medida con un durómetro Asker A.
La presente invención también proporciona un
artículo interior para vehículos que comprende el anterior laminado
con revestimiento integrado que tiene una espuma de poliuretano
semi-rígida entre el material de núcleo y el
revestimiento, como la cara de diseño, formado por una resina de
poliuretano no espumada como se describió
anterior-
mente.
mente.
Además, la presente invención proporciona un
procedimiento de fabricación de una resina de poliuretano no
espumada para uso en artículos interiores para vehículos que
comprende el moldeo por inyección reactiva de (I) una mezcla de
polioles que comprende (1) un poliol, (2) un alargador de cadena,
(3) al menos un catalizador y, (4) opcionalmente, uno o más agentes
auxiliares, y (II) un compuesto de poliisocianato (II). En este
procedimiento, el alargador de cadena (2) comprende
1-metil-3,5-dietil-2,4-diaminobenzeno,
1-metil-3,5-dietil-2,6-diaminobenzeno
o mezclas de los mismos y está presente en una cantidad de 2,0 a
7,0 partes en peso, en base a 100 partes en peso de la mezcla de
polioles. La resina de poliuretano no espumada se forma en un tiempo
de curado de 30 a 100 segundos, de forma que el espesor de la capa
resultante puede ser de 0,5 a 3 mm, con la condición de que el
tiempo de gelificación de una mezcla de (I) la mezcla de polioles y
(II) el compuesto de poliisocianato sea de 5,0 a 15,0 segundos.
Además, la resina de poliuretano no espumada resultante tiene una
dureza superficial de 30 a 70, medida con un durómetro
Asker A.
Asker A.
Además, la presente invención proporciona un
procedimiento de fabricación de un laminado con revestimiento
integrado que comprende un revestimiento de la resina de poliuretano
no espumada y un material de núcleo. Este procedimiento comprende
las etapas de:
- (1)
- instalar el material de núcleo en una parte nuclear de un molde,
- (2)
- aplicar un agente de desmoldeo sobre la superficie de una parte de cavidad del molde,
- (3)
- opcionalmente, formar o aplicar una película de recubrimiento mediante recubrimiento de la superficie de la parte de cavidad del molde,
- (4)
- cerrar la parte nuclear y la parte de cavidad del molde,
- (5)
- moldear por inyección reactiva una mezcla líquida de (I) la mezcla de polioles y (II) el compuesto de poliisocianato, y
- (6)
- extraer un artículo moldeado de forma integral.
\newpage
La presente invención también proporciona un
procedimiento de fabricación de un laminado con revestimiento
integrado que comprende un revestimiento de la resina de poliuretano
no espumada, una espuma semi-rígida y un material de
núcleo. Este procedimiento comprende las etapas de
- (1)
- aplicar un agente de desmoldeo sobre las superficies de una parte nuclear y una parte de cavidad de un molde para conformar una superficie de revestimiento que es adecuada para uso como cara de diseño,
- (2)
- opcionalmente, formar o aplicar una película de recubrimiento sobre la superficie de la parte de cavidad mediante un procedimiento de recubrimiento,
- (3)
- cerrar la parte nuclear y la parte de cavidad del molde,
- (4)
- moldear por inyección reactiva una mezcla líquida de (I) la mezcla de polioles y (II) el compuesto de poliisocianato,
- (5)
- extraer un artículo moldeado de la resina de poliuretano no espumada que es adecuado como el revestimiento para la cara de diseño,
- (6)
- poner el artículo moldeado de la resina de poliuretano no espumada obtenido en la etapa (5) en la parte de cavidad de un molde para dar forma a una espuma,
- (7)
- instalar el material de núcleo en la parte nuclear del molde de conformación de espuma anterior,
- (8)
- inyectar o verter una espuma de poliuretano semi-rígida sobre el artículo moldeado de la resina de poliuretano no espumada que se puso en la porción de cavidad del molde de conformación de espuma anterior usado en la etapa (6), estando el molde bien abierto o bien cerrado, y
- (9)
- extraer el artículo moldeado integrado con el revestimiento.
\vskip1.000000\baselineskip
Un artículo moldeado con revestimiento integrado
que proporciona una sensación suave y agradable al tacto y que tiene
un aspecto externo de alta calidad y que es adecuado para ser usado
como un revestimiento para una cara de diseño de un artículo
interior de un vehículo, tal como, por ejemplo, un automóvil, se
puede fabricar con mayor productividad y con menor coste sin que
tenga ninguna influencia negativa en el entorno de trabajo y la
naturaleza. Según la presente invención, se puede fabricar un
laminado que comprende un revestimiento y un material de núcleo, o
un laminado que comprende un revestimiento, una espuma de uretano
semi-rígida y un material de núcleo, cualquiera de
los cuales tiene excelentes propiedades.
Ejemplos de polioles poliéteres adecuados que se
pueden usar como (1) el componente de poliol de (I) la mezcla de
polioles en la presente invención incluyen aductos obtenidos por la
adición de óxidos de alquilenos, tales como óxido de etileno y óxido
de propileno, a compuestos que contengan grupos hidroxilo, tales
como propilenglicol, dietilenglicol, glicerina, trimetilolpropano y
pentaeritritol, y/o compuestos que contengan grupos amino o grupos
hidroxilo, tales como monoetanolamina, dietanolamina y
trietanolamina, y/o compuestos que contengan grupos amino, tales
como etilendiamina y diaminotolueno.
Preferiblemente, el poliol poliéter adecuado
para uso como (1) el componente de poliol del presente documento
tienen una funcionalidad media de aproximadamente 2,0 a
aproximadamente 3,0, un valor de hidroxilos de aproximadamente 16,8
a aproximadamente 56 mg KOH/g y un contenido de unidades de
oxietileno terminales de aproximadamente el 10% al 25% en peso. Más
preferiblemente, el poliol poliéter tiene una funcionalidad media de
aproximadamente 2,0 a aproximadamente 2,5, un valor de hidroxilos
de aproximadamente 28 a aproximadamente 50 mg KOH/g y un contenido
de unidades de oxietileno terminales de aproximadamente el 15% a
aproximadamente el 20% en peso. Preferiblemente, el poliol poliéter
tiene un peso molecular de aproximadamente 2.000 (cuando tiene una
funcionalidad media de aproximadamente 2,0 y un valor de hidroxilos
de aproximadamente 56 mg KOH/g) a aproximadamente 10.000 (cuando
tiene una funcionalidad media de aproximadamente 3,0 y un valor de
hidroxilos de aproximadamente 16,8 mg KOH/g). Cuando la
funcionalidad media del poliol poliéter está en el intervalo de
aproximadamente 2,0 a aproximadamente 3,0, el tiempo de curado
aumenta adecuadamente y la elongación del artículo moldeado
resultante es mayor. Cuando el valor de hidroxilos del poliol
poliéter está en el intervalo de aproximadamente 16,8 a
aproximadamente 56 mg KOH/g, la fluidez de la mezcla líquida que
comprende los componentes (I) y (II) (lo que se refiere a la mezcla
líquida de (I) la mezcla de polioles y (II) el compuesto de
poliisocianato en la presente invención) aumenta, de forma que la
mezcla líquida puede rellenar lo suficiente el molde completamente
hasta los extremos de punta del molde, y el artículo moldeado
resultante puede proporcionar una sensación más suave y más
agradable al tacto debido a la composición del revestimiento. Cuando
el contenido de unidades de oxietileno terminales está en el
intervalo del 10% al 25% en peso, la fluidez de la mezcla líquida de
los componentes (I) y (II) mejora adicionalmente y el tiempo de
curado aumenta adecuadamente.
Según la presente invención, el polioles
poliéter de (1) el componente de poliol puede ser una mezcla de dos
o más polioles poliéter diferentes. En este caso concreto, es
preferible usar estos polioles poliéter en cantidades relativas
tales que las medias de la funcionalidad, el valor de hidroxilos y
el contenido de unidades de oxietileno terminales estén en el
intervalo de aproximadamente 2,0 a aproximadamente 3,0, en el
intervalo de aproximadamente 16,8 a aproximadamente 56 mg KOH/g y
el intervalo de aproximadamente el 10% y aproximadamente el 25% en
peso, respectivamente, y, más preferiblemente, tales que las medias
de la funcionalidad, el valor de hidroxilos y el contenido de
unidades de oxietileno terminales estén en el intervalo de
aproximadamente 2,0 a aproximadamente 2,5, de aproximadamente 28 a
aproximadamente 50 mg KOH/g y en el intervalo de aproximadamente el
15% y aproximadamente el 20% en peso, respectivamente.
El alargador de cadena (2) comprende
1-metil-3,5-dietil-2,4-diaminobenzeno,
1-metil-3,5-dietil-2,6-diaminobenzeno
y mezclas de los mismos.
El alargador de cadena (2) está mezclado en una
cantidad de aproximadamente 2,0 a aproximadamente 7,0 partes en
peso, por cada 100 partes en peso de (I) la mezcla de polioles.
Cuando la cantidad de alargador de cadena (2) es inferior a 2,0
partes en peso, la cantidad de poliisocianato necesaria para que
reaccione con (I) la mezcla de polioles disminuye y, de forma no
deseable, tiende a producirse un fallo en el mezclado. Cuando esta
cantidad supera 7 partes en peso, la viscosidad de la mezcla líquida
se hace rápidamente demasiado elevada debido a la reacción, lo que
conduce a una fluidez baja de la mezcla líquida de los componentes
(I) y (II) de forma que son inadecuados para su uso práctico.
Usando el alargador de cadena (2) en una
cantidad de 2,0 a 7,0 partes en peso, la fluidez de la mezcla
líquida de los componentes (I) y (II) no resulta afectada incluso
cuando se forma una capa fina de la resina de poliuretano no
espumada con un espesor de 0,5 a 0,3 mm. Además, el rendimiento de
mezcla es todavía suficiente, así como la reactividad, y el tiempo
de curado para el moldeo se puede controlar de 30 a 100 segundos,
incluso cuando la proporción de mezcla entre (I) la mezcla de
polioles y (II) el compuesto de poliisocianato disminuye a 100
partes en peso de (I) por 14 partes en peso de (II).
El alargador de cadena anteriormente descrito se
puede usar en combinación con cualquier otro alargador de cadena
que comprenda poliaminas aromáticas, siempre y cuando las
propiedades físicas del revestimiento resultante de la presente
invención no resulten afectadas.
Es posible moldear una capa de resina de
poliuretano con un espesor tan fino como de 0,5 mm hasta 3,0 mm
mediante un procedimiento RIM, usando una materia prima de
poliuretano que comprenda un alargador de cadena de tipo glicol,
tal como monoetilenglicol, propilenglicol, butanodiol,
dietilenglicol o similares. Sin embargo, en este caso el tiempo de
curado necesario es de aproximadamente 120 a aproximadamente 180
segundos. Esto es debido a que la mezcla líquida muestra una
resistencia al flujo demasiado elevada como para formar una capa
fina de ese tipo y es necesario lograr tal reactividad para
disminuir lo suficiente la velocidad de aumento de viscosidad
durante la reacción, para llenar completamente los extremos de punta
del molde con materia prima de poliuretano. Mientras, para obtener
una capa de resina de poliuretano que produzca una sensación suave
al tacto, la dureza superficial de la misma se disminuye,
generalmente disminuyendo la cantidad de alargador de cadena tipo
glicol. Sin embargo, una materia prima de poliuretano que comprende
un alargador de cadena tipo glicol tal como, por ejemplo,
monoetilenglicol, es difícil de mezclar cuando la proporción de
mezcla entre (I) la mezcla de polioles y (II) el compuesto de
poliisocianato es inferior a 100 partes de (I) por cada 25 partes
de (II) (en peso), de forma que la cantidad de poliisocianato se
disminuye. Por consiguiente, los artículos moldeados resultantes
tienden a agrietarse o ampollarse debido al fallo en el mezclado y
la reactividad de la materia prima de poliuretano es extremadamente
baja, de forma que es necesario un tiempo de curado de
aproximadamente 180 a aproximadamente 300 segundos para una materia
prima de poliuretano que contenga un glicol.
Los catalizadores de formación de uretano
convencionales son adecuados para uso como el (3) el catalizador.
Los catalizadores de formación de uretano están clasificados como
catalizadores amínicos, catalizadores metálicos y similares.
Ejemplos de catalizadores amínicos adecuados incluyen aminas
terciarias tales como trietilendiamina, pentametildietilentriamina,
1,8-diazabiciclo-5,4,0-undeceno-7,
dimetilaminoetanol, tetrametiletilendiamina, dimetilbenzilamina,
tetrametilhexametilendiamina,
bis(2-dimetil-aminoetil)-éter,
N,N'-dimetilaminopropilamina,
N,N'-dimetilaminopropanol,
N,N'-dimetiletanolamina y
1-isobutil-2-metilimidazol;
así como aminas terciarias tales como
N-metil-N'-hidroxietilpiperazina,
N,N'-dimetilaminoetoxietanol y
N,N,N'-trimetilamino-etiletanolamina.
Ejemplos de catalizadores metálicos adecuados incluyen dilaurato de
dimetilestaño, dilaurato de dibutilestaño, acetato de potasio,
octilato de potasio, lactato de potasio y dioctoato estañoso. Según
la invención, el componente (3), los catalizadores, se pueden usar
solos o en combinación unos con otros. Por tanto, cada uno de los
catalizadores amínicos y cada uno de los catalizadores metálicos se
pueden usar solos y, preferiblemente, un catalizador amínico se usa
en combinación con un catalizador metálico.
La cantidad de catalizador se ajusta de forma
que el tiempo de gelificación de la mezcla líquida de los
componentes (I) y (II) está en el intervalo de 5,0 a 15,0 segundos.
Cuando el tiempo de gelificación está en el intervalo de 5,0 a 15,0
segundos, la materia prima de poliuretano se puede moldear en un
tiempo de curado tan breve como de 30 a 100 segundos. La cantidad de
componente (3), el catalizador, es preferiblemente de
aproximadamente 0,01 a aproximadamente 2,00 partes en peso, más
preferiblemente de aproximadamente 0,10 a aproximadamente 1,60
partes en peso, en base a 100 partes en peso de (I) la mezcla de
polioles. Cuando el catalizador amínico se usa en combinación con el
catalizador metálico, la cantidad de catalizador amínico es de
aproximadamente 0,1 a aproximadamente 1,5 partes en peso, más
preferiblemente de aproximadamente 2,0 a aproximadamente 1,3 partes
en peso, en base a 100 partes en peso de (I) la mezcla de polioles;
y la cantidad de catalizador metálico es de aproximadamente 0,01 a
aproximadamente 0,10 partes en peso y, preferiblemente, de
aproximadamente 0,03 a aproximadamente 0,07 partes en peso, en base
a 100 partes en peso de (I) la mezcla de polioles.
El tiempo de gelificación se determina como se
indica a continuación: la mezcla líquida (200 g) de (I) la mezcla de
polioles y (II) el compuesto de poliisocianato se vierte en una
cubeta de poliéster de 500 ml, en las condiciones que usa un equipo
de moldeo a alta presión para el moldeo, incluyendo que la
temperatura de la mezclas líquida de los componentes (I) y (II) se
mantenga a 30ºC y que la velocidad de descarga se controle a 200
g/s. Se mete o saca un palillo de la superficie de la mezcla líquida
de los componentes (I) y (II), que comienzan a reaccionar, para
determinar el tiempo de gelificación.
El término "tiempo de gelificación", tal
como se usa en el presente documento, se refiere al periodo de
tiempo que tarda la mezcla líquida de los componentes (I) y (II),
que comienza a reaccionar, hasta que sea posible estirar a partir de
la misma materia en forma de hilo (es decir, gel), desde el comienzo
del vertido de la mezcla líquida.
Si es necesario, se puede añadir el componente
(4), uno o más agentes auxiliares. Ejemplos de (4) agentes
auxiliares incluyen estabilizadores de espumas tales como un
estabilizador de espuma de tipo silicio, un tensioactivo, una carga,
un agente de protección ambiental tal como un antioxidante y/o
un agente de absorción de radiación UV, y un
estabilizante tal como, por ejemplo,
2,6-di-t-butil-4-metilfenol,
tetrakis[metilen-3-(3',5'-di-t-butil-4-hidroxifenil)propionato]metano,
etc.
La cantidad de agente auxiliar que se añadirá
generalmente no es superior al 20% en peso, tal como, por ejemplo,
del 0,1 al 10% en peso, en base al peso total de la composición para
el poliuretano.
La mezcla de polioles, componente (I), se
prepara como una mezcla de polioles no espumante, sin la adición de
agua o cualquier otro agente espumante, tal como, por ejemplo, CFC y
HCFC. La inclusión de agua, tal como el agua originalmente contenida
en las materias primas de la mezcla de polioles (I) y el contenido
de agua incluido en la mezcla de polioles (I) cuando se manipula, es
inevitable. Sin embargo, la cantidad de agua (I) en la mezcla de
polioles es preferiblemente del 0,15% o inferior.
Como (II), el compuesto de poliisocianato, de la
presente invención, compuestos de poliisocianato adecuados incluyen
los que tengan al menos dos grupos isocianato en la molécula, que
son conocidos por ser adecuados para uso en composiciones de
resinas de poliuretano convencionales. Ejemplos de poliisocianatos
adecuados para (II) incluyen isocianatos aromáticos, tales como
diisocianato de difenilmetano, diisocianato de trileno,
poliisocianato de polifenilenpolimetileno, diisocianato de xilileno,
diisocianato de tetrametilxilileno y diisocianato de
1,5-naftaleno; poliisocianatos modificados con
uretanos, poliisocianatos modificados con carbodiimidas y
poliisocianatos modificados con isocianuratos obtenidos a partir de
estos isocianatos.
Entre estos compuestos de poliisocianatos, son
preferibles los poliisocianatos aromáticos y los productos
modificados de los mismos debido a su reactividad y coste. Cuando es
necesario que la resina de poliuretano tenga poca resistencia, es
preferible aplicar un recubrimiento que tenga baja resistencia a la
superficie de la resina.
La proporción de mezcla entre (I) la mezcla de
polioles y (II) el compuesto de poliisocianato es preferiblemente
de 90 a 125, en términos del índice de isocianatos [(es decir, la
proporción de equivalentes entre los grupos isocianato en (II) el
compuesto de poliisocianato y los equivalentes del hidrógeno activo
en (I) la mezcla de polioles) X 100].
La densidad de la resina de poliuretano no
espumada de la presente invención es preferiblemente de
aproximadamente 1,00 g/cm^{3} a aproximadamente 1,10 g/cm^{3},
más preferiblemente de aproximadamente 1,05 g/cm^{3} a
aproximadamente 1,10 g/cm^{3}. Cuando esta densidad es de
aproximadamente 1,00 g/cm^{3} a aproximadamente 1,10 g/cm^{3},
no se observa a simple vista espuma, de forma que la resina de
poliuretano no espumada se puede usar preferiblemente como un
revestimiento para una cara de diseño de un artículo interior.
Cuando el contenido de agua de la mezcla de polioles (I) no es
superior a aproximadamente el 0,15%, la densidad de la resina de
poliuretano no espumada alcanza un valor de densidad básicamente
igual a la densidad atribuida a la proporción de mezcla de la mezcla
líquida de los componentes (I) y (II). Por tanto, se puede obtener
una resina de poliuretano no espumada con una densidad de
1,00 g/cm^{3} a 1,10 g/cm^{3}.
1,00 g/cm^{3} a 1,10 g/cm^{3}.
El procedimiento RIM se puede llevar a cabo con
cualquier equipo de RIM convencional, tal como, por ejemplo, el
"sistema de equipo de reacción a alta presión" que es fabricado
por CANON INC.
Las temperaturas del líquido de (I) la mezcla de
polioles y (II) el compuesto de poliisocianato durante el
procedimiento RIM están preferiblemente en un intervalo de 30 a
40ºC.
En este intervalo de temperaturas, la
reactividad y la viscosidad de la mezcla líquida de los componentes
(I) y (II) son adecuadas y la fluidez de la misma es buena.
\newpage
La temperatura del molde es preferiblemente de
50 a 80ºC y, más preferiblemente, de 50 a 60ºC. Cuando la
temperatura del molde es de 50 a 80ºC, la mezcla líquida de los
componentes (I) y (II) se puede hacer reaccionar lentamente para
formar poliuretano con un tiempo de curado de 30 a 100 segundos.
En caso de que una materia prima que satisfaga
la siguiente condición se someta al procedimiento RIM con la
temperatura del molde controlada a una temperatura de 50 a 80ºC, la
fluidez de la mezcla líquida de los componentes (I) y (II) no se ve
afectada y es suficiente un tiempo de curado tan breve como de 30 a
100 segundos para el moldeo, incluso cuando se forma por moldeo una
capa fina de resina de poliuretano no espumada con un espesor de 0,5
a 3,0 mm. En este aspecto, la condición anteriormente descrita
requiere que la materia prima contenga
1-metil-3,5-dietil-2,4-diaminobenzeno,
1-metil-3,5-dietil-2,6-diaminobenzeno
o mezclas de los mismos como el alargador de cadena (2), en una
cantidad de 2,0 a 7,0 partes en peso por cada 100 partes en peso de
la mezcla de polioles (I), y (3) el catalizador en una cantidad tal
que el tiempo de gelificación de la mezcla líquida de los
componentes (I) y (II) pueda estar entre 5,0 y 15,0 segundos.
Cuando, por ejemplo, una materia prima que use (3) el catalizador
en una cantidad tal que el tiempo de gelificación de la mezcla
líquida de los componentes (I) y (II) pueda ser de 8 segundos se
somete a un procedimiento RIM, con la temperatura de un molde
controlada a 55ºC, la materia prima se puede moldear en un tiempo de
curado tan breve como 60 segundos.
La dureza superficial de la resina de
poliuretano no espumada así obtenida es preferiblemente de 30 a 70,
medida con un durómetro Asker A, y, más preferiblemente, de 30 a 60.
A estos niveles de dureza Asker A, la capa de resina proporciona una
sensación suave y agradable al tacto.
Como ensayo comparativo, se formó una capa de
resina de poliuretano no espumada con un espesor tan fino como de
0,5 a 3,0 mm mediante un procedimiento RIM, con la temperatura del
molde controlada entre 50 y 80ºC, a partir de una materia prima de
poliuretano que contenía un alargador de cadena de tipo glicol tal
como, por ejemplo, monoetilenglicol, y la cantidad de catalizador
(3) presente era tal que el tiempo de gelificación de la mezcla
líquida de los componentes (I) y (II) podía estar entre 5,0 y 15,0
segundos. Como resultado, fue necesario un tiempo de curado de
aproximadamente 120 a aproximadamente 180 segundos para el moldeo de
la materia prima.
Un artículo interior para vehículos de la
presente invención que es un laminado con revestimiento integrado
que comprende una resina de poliuretano no espumada y un material de
núcleo y, en concreto, un artículo moldeado con revestimiento
integrado fabricado mediante un procedimiento que comprende las
etapas siguientes:
- (1)
- instalar un material de núcleo en una parte nuclear de un molde,
- (2)
- aplicar un agente de desmoldeo sobre la superficie de una parte de cavidad del molde,
- (3)
- opcionalmente, formar o aplicar una película de recubrimiento sobre la superficie de la parte de cavidad del molde mediante un procedimiento adecuado de recubrimiento,
- (4)
- cerrar la parte nuclear y la parte de cavidad del molde,
- (5)
- moldear por inyección reactiva una mezcla líquida de (I) la mezcla de polioles y (II) el compuesto de poliisocianato en la porción no llenada del molde cerrado, y
- (6)
- extraer el artículo moldeado de forma integral con un revestimiento del molde.
En este procedimiento de fabricación, la parte
nuclear del molde se refiere a la parte lateral del molde en el que
se instala el material de núcleo y la parte de cavidad del molde se
refiere a la parte lateral del molde en la que se forma una
superficie de diseño o sobre la cual es capaz de formarse una
superficie de diseño.
El material de núcleo se forma previamente con
la forma del artículo moldeado con revestimiento integrado para un
artículo interior para vehículos. Ejemplos de materiales nucleares
adecuados incluyen resinas de polipropileno, resinas de
policarbonato/ABS, resinas de ABS y resinas de poliuretano. En
concreto, las resinas de polipropileno se usan mucho.
El agente de desmoldeo puede ser cualquier tipo
de cera y tipo de agua que sea adecuado para uso en el procedimiento
RIM convencional.
La película de recubrimiento que se va a aplicar
sobre la superficie de la parte de cavidad debería tener propiedades
de fotoestabilidad y resistencia al desgaste.
En el procedimiento de fabricación anteriormente
descrito la resina de poliuretano no espumada que forma el
revestimiento no se prepara mediante pulverización. En consecuencia,
no hay pulverización en exceso de la mezcla líquida de los
componentes (I) y (II) y no se produce ninguna influencia negativa
en el entorno de trabajo y/o la naturaleza como resultado de este
procedimiento. Además, el material de revestimiento se puede
fabricar con mayor eficiencia productiva con menor desperdicio de
materias primas durante la fabricación, lo que conduce a una
disminución adicional en el coste de fabricación, concretamente en
comparación con otros materiales de revestimiento, tales como PVC,
TPO y TPU.
Además, puesto que no se usa la pulverización,
no hay problemas de incorporación de aire o de la humedad del aire
en las materias primas. Por tanto, no es habitual el espumado de la
resina de poliuretano no espumada o la formación de burbujas de gran
tamaño en la resina de poliuretano no espumada y, generalmente, no
se produce en la presente invención. Por consiguiente, el
revestimiento que forma la cara de diseño del artículo interior no
se expande tanto debido a un incremento de la temperatura en la
presente invención. Una sobre-expansión del
revestimiento se puede reconocer visualmente como un defecto muy
importante desde el punto de vista del aspecto externo de la cara de
diseño.
Según el presente procedimiento de fabricación,
el artículo interior que es el laminado con revestimiento integrado
que comprende la resina de poliuretano no espumada y el material de
núcleo se puede fabricar con un molde mediante carga en un solo paso
de la resina de poliuretano no espumada y con un tiempo de moldeo
menor que corresponde al tiempo de curado de una resina de
poliuretano no espumada, es decir, de 30 a 100 segundos. Por tanto,
ahora son posibles una fabricación muy eficiente del laminado con
revestimiento integrado y la reducción del coste de
fabricación.
Además, se puede producir un artículo moldeado
con revestimiento integrado para un artículo interior para vehículos
según la presente invención que comprende, como capa de diseño, la
capa de resina de poliuretano no espumada que tiene un espesor tan
fino como de 0,5 a 3,0 mm, pero que proporciona una sensación suave
y agradable al tacto.
Además del procedimiento de fabricación
anterior, según la presente invención se puede fabricar un artículo
interior y, específicamente, un artículo moldeado con revestimiento
integrado adecuado para un artículo interior para vehículos, con un
laminado con revestimiento integrado que comprende una resina de
poliuretano no espumada, una espuma de poliuretano
semi-rígida y un material de núcleo. Este
procedimiento comprende las etapas de:
- (1)
- aplicar un agente de desmoldeo sobre las superficies interiores de una parte nuclear y una parte de cavidad de un molde que es adecuado dar forma o conformar un revestimiento como superficie de diseño de un artículo moldeado,
- (2)
- opcionalmente, formar o aplicar una película de recubrimiento sobre la superficie de la parte de cavidad del molde mediante un procedimiento adecuado de recubrimiento,
- (3)
- cerrar la parte nuclear y la parte de cavidad del molde,
- (4)
- moldear por inyección reactiva una mezcla líquida que comprende (I) la mezcla de polioles como se describió anteriormente y (II) el compuesto de poliisocianato como se describió anteriormente, en el molde cerrado,
- (5)
- extraer el producto moldeado de la resina de poliuretano no espumada que es adecuado como el revestimiento para la cara de diseño,
- (6)
- colocar o poner el producto moldeado de la resina de poliuretano no espumada producido de la etapa (5) en la parte de cavidad del molde para conformar una espuma,
- (7)
- instalar un material de núcleo en la parte nuclear del molde de conformación de espuma de la etapa (6),
- (8)
- inyectar o verter una espuma de poliuretano semi-rígida sobre el producto moldeado de la resina de poliuretano no espumada que se colocó o puso en la parte de cavidad del molde usado en la etapa (6), estando el molde bien abierto o bien cerrado, y
- (9)
- extraer el artículo moldeado resultante integrado con el revestimiento.
\vskip1.000000\baselineskip
En el procedimiento anterior, la etapa (8) de
inyección o vertido de espuma de poliuretano
semi-rígida cuando el molde está abierto se lleva a
cabo inyectando la espuma de poliuretano semi-rígida
sobre el producto moldeado de resina de poliuretano no espumada
previamente colocado o puesto en la parte de cavidad del molde de
conformación de espuma y cerrando a continuación la parte nuclear y
la parte de cavidad del molde de conformación de espuma. Por otra
parte, la etapa (8) de inyección de la espuma de poliuretano
semi-rígida cuando el molde está cerrado se lleva a
cabo sometiendo la mezcla de espuma de poliuretano
semi-rígida a moldeo por inyección reactiva de
forma que entre en el espacio entre la parte moldeada de la resina
de poliuretano no espumada y el material de núcleo, mientras la
parte nuclear y la parte de cavidad se cierran. Se puede seleccionar
cualquiera de estos procedimientos, como se desee o según sea
necesario.
En el procedimiento de fabricación anteriormente
descrito, son necesarios dos moldes. En concreto, es necesario un
molde (es decir, un primer molde) para dar forma y conformar la
resina de poliuretano no espumada que es adecuada para uso como el
revestimiento, y el otro molde (es decir, el segundo molde) es
necesario para inyectar o verter la espuma de poliuretano
semi-rígida. El primer molde se usa en las etapas
(1) a (5) del anterior procedimiento y el segundo molde se usa en
las etapas (6) a (9) del procedimiento anteriormente descrito.
La espuma de poliuretano
semi-rígida de este procedimiento se puede preparar
mezclando las materias primas convencionales que son conocidas por
ser adecuadas para la producción de almohadillas
anti-choque (por ejemplo, un componente de
poliisocianato y un componente de poliol) y curando la mezcla.
La densidad y la dureza de la espuma de
poliuretano semi-rígida se pueden ajustar
opcionalmente según el uso final deseado. Según la presente
invención, es posible formar espumas de poliuretano
semi-rígidas que tengan una densidad de 0,12 a 0,23
kg/cm^{3} y una dureza superficial de 35 a 50, medida con un
durómetro Asker C. Por ejemplo, se puede usar una espuma de
poliuretano semi-rígida que tenga una densidad 0,185
g/cm^{3} y una dureza superficial de 40, medida con un durómetro
Asker C.
El material de núcleo puede ser el mismo que el
usado en el laminado convencional que comprenda la resina de
poliuretano no espumada y el material de núcleo. Si es necesario,
para mejorar la adhesión entre el material de núcleo y la espuma de
poliuretano semi-rígida, la superficie del material
de núcleo se puede someter a un tratamiento con llama o tratamiento
con plasma. También se puede tratar para conferirle un efecto de
fijación o se puede recubrir con un imprimador para mejorar la
adhesividad.
Durante o, preferiblemente, antes de la etapa
(6) del procedimiento anteriormente descrito, es preferible
eliminar cualquier resto de agente de desmoldeo tipo cera o tipo
agua, que se usa generalmente en un procedimiento RIM, de la
superficie de la resina de poliuretano no espumada que estará en
contacto con la espuma de poliuretano semi-rígida.
Esto es para garantizar la adhesión entre el producto moldeado de
resina de poliuretano no espumada obtenido en la etapa (5) y la
espuma de poliuretano semi-rígida que se forma en el
segundo molde.
Además, la película de recubrimiento que se
forma o aplica sobre la superficie de la parte de cavidad del molde
puede ser la misma que la película de recubrimiento anteriormente
descrita, que está caracterizada por propiedades de estabilidad a
la luz y resistencia al desgaste, del laminado convencional que
comprende la resina de poliuretano no espumada y el material de
núcleo.
Además, en el presente procedimiento de
fabricación, la resina de poliuretano no espumada que es adecuada
para uso como el revestimiento no se forma mediante pulverización.
Por tanto, no hay pulverización en exceso de la mezcla líquida que
comprende los componentes (I) y (II) y, por tanto, no se produce
ninguna influencia negativa en el entorno de trabajo y/o la
naturaleza. Además, el material del revestimiento se puede fabricar
con mayor eficiencia productiva y con menor desperdicio de materias
primas durante la fabricación. Esto también conduce a una
disminución del coste de fabricación, concretamente en comparación
con otros materiales de revestimiento tales como PVC, TPO y
TPU.
Además, no hay incorporación de aire o de
humedad del aire en las materias primas que se están pulverizando
según la presente invención. Por tanto, raramente se produce el
espumado de la resina de poliuretano no espumada y/o la formación
de burbujas de gran tamaño. Por consiguiente, el revestimiento que
es adecuado como la cara de diseño para un artículo interior no se
sobre-expande debido a un incremento de la
temperatura, lo que se puede reconocer visualmente como un defecto
muy importante desde el punto de vista del aspecto externo de la
cara de diseño.
Además, generalmente no hay formación de
burbujas de gran tamaño y, por consiguiente, el producto moldeado
de resina de poliuretano no espumada no está impregnado con la
espuma de poliuretano semi-rígida. Por tanto, el
producto moldeado de resina de poliuretano no espumada que es
adecuado para su uso como el revestimiento proporciona una
sensación suave al tacto, sin sensación no uniforme debido a la
impregnación.
Según la presente invención, la fabricación de
un artículo moldeado con revestimiento integrado para un artículo
interior para vehículos, que comprende el material de núcleo, la
espuma de poliuretano semi-rígida y la resina de
poliuretano no espumada como el revestimiento para la cara de
diseño, en el que el revestimiento tiene un espesor de 0,5 mm a 3,0
mm, y que proporciona una sensación suave y agradable al tacto.
Los siguientes ejemplos ilustran adicionalmente
la presente invención con detalle. La presente invención no está
limitada por estos ejemplos. Las partes y los % en estos ejemplos
son partes en peso y % en peso, respectivamente.
Cada uno de los procedimientos de evaluación del
rendimiento y el estándar de evaluación para la resina de
poliuretano no espumada se describen a continuación:
Las muestras para la evaluación se prepararon
usando un molde de dimensiones 900 mm x 300 mm x 1 (espesor) mm
mediante un procedimiento de moldeo RIM usando, por ejemplo, el
"sistema de equipo de reacción a alta presión" fabricado por
Canon Inc. (A lo largo de la memoria descriptiva, la letra "t"
se usa para designar el espesor). En el momento del moldeo, la
velocidad de descarga de la mezcla líquida de (I) y (II) era de 200
g/s y la presión de mezcla era de 15 MPa.
La temperatura de la superficie del molde se
ajustó a 55ºC.
El aspecto de la superficie del artículo
moldeado que se extrajo del molde se observó determinando el estado
de "sin ampollas" y "sin rugosidad" mediante observación
visual. El tiempo desde el vertido de la mezcla líquida de (I) y
(II) en el molde hasta la apertura del molde se considera el tiempo
de curado.
\vskip1.000000\baselineskip
Bueno: No había grietas ni ampollas en el
artículo moldeado provocadas por la falta de mezclado y
agitación.
Malo: Había grietas y/o ampollas en el artículo
moldeado provocadas por la falta de mezclado y agitación.
\vskip1.000000\baselineskip
Buena: La mezcla líquida de (I) y (II) fluía
completamente en los extremos del molde y ninguna parte del artículo
moldeado estaba sin llenar.
Mala: La mezcla líquida de (I) y (II) no fluía
completamente en los extremos del molde y había partes del artículo
moldeado que estaba sin llenar.
\vskip1.000000\baselineskip
La medida de la resistencia a tracción (MPa) y
de la elongación (%) a rotura se llevó a cabo a temperatura ambiente
usando un equipo Auto Graph AG-1 (1KN) fabricado por
Shimadzu Corporation.
La dureza superficial se midió a 25ºC con un
durómetro Asker A.
\vskip1.000000\baselineskip
(1) El molde con las dimensiones 300 mm x 900 mm
x 4,0 (t) mm se usó para la preparación del artículo moldeado. El
material de núcleo hecho de polipropileno con aproximadamente 3,0 mm
de espesor se fijó en el molde nuclear con cinta adhesiva de doble
cara para ajustar el espesor de la resina de poliuretano no espumada
a 1 mm. El artículo moldeado con revestimiento integrado se realizó
mediante moldeo RIM después de cerrar el molde. En el momento del
moldeo, la velocidad de descarga de la mezcla líquida de (I) y (II)
era de 200 g/s y la presión de mezcla era de 15 MPa. La temperatura
de la superficie del molde se ajustó a 55ºC.
(2) El tiempo de curado, la evaluación del
rendimiento de mezclado mediante agitación, la evaluación de la
fluidez y la medida de la dureza superficial se llevaron a cabo del
mismo modo que en el procedimiento de evaluación del rendimiento y
el estándar de evaluación de la resina de poliuretano no
espumada.
(3) La propiedad de adhesión entre la resina de
poliuretano no espumada y el material de núcleo hecho de
polipropileno justo antes del curado fue determinada comprobando si
se producía delaminación entre el revestimiento hecho de resina de
poliuretano no espumada y el material de núcleo de polipropileno
mediante observación visual.
El estándar de evaluación de la propiedad de
adhesión es como se indica a continuación:
Buena: No hubo laminación.
Mala: Hubo laminación.
\vskip1.000000\baselineskip
(1) Una resina de poliuretano no espumada con un
espesor de aproximadamente 1,0 mm preparada mediante el mismo
procedimiento de preparación expuesto anteriormente, se puso en la
parte de cavidad del molde de un artículo, siendo las dimensiones
del molde 300 mm x 900 mm x 11,0 (t) mm, y, a continuación, se fijó
el material de núcleo hecho de polipropileno con aproximadamente 3
mm de espesor al molde nuclear con cinta adhesiva de doble cara.
Después de cerrar el molde, la materia prima para una espuma de
poliuretano semi-rígida con la densidad del
artículo moldeado de 0,185 g/cm^{3} se vertió y espumó entre el
material de núcleo y la resina de poliuretano no espumada mediante
el moldeo RIM. Esto formó un moldeo integral con el
revestimiento.
\newpage
(2) La espuma de poliuretano
semi-rígida se vertió usando el "Un sistema de
equipo de reacción a alta presión" "fabricado por CANON
INC".
La cantidad vertida fue de 180 a 350 g/s.
La presión de mezcla fue de 15 MPa. El tiempo de
vertido fue de 1,2 a 2,5 segundos.
La temperatura del molde se ajustó a 40ºC.
(3) La evaluación del moldeo integral con el
revestimiento se realizó para determinar si las ampollas afectaban a
la calidad del aspecto del poliuretano no espumado que formaba el
revestimiento del moldeo integral mediante observación visual.
La dureza superficial se midió con un durómetro
Asker A y su dureza superficial se evaluó comprobando si la
impresión táctil era buena o no.
\vskip1.000000\baselineskip
Bueno significa que no se observaron
"ampollas" y que la propiedad de adhesión era buena y no se
producía delaminación con una espuma de poliuretano
semi-rígida.
Malo significa que se observaron "ampollas"
y que la propiedad de adhesión era mala y se producía delaminación
con una espuma de poliuretano semi-rígida.
Los tipos de materiales de partida, incluyendo
la funcionalidad y el valor de hidroxilos (mg KOH/g) de un poliol
poliéter usado como el poliol en la mezcla de polioles (I),
alargadores de cadena, catalizadores y diversos compuestos de
poliisocianato usados como el componente (II) se describen en la
Tabla 1.
Las formulaciones reales para diferentes moldeos
de resinas de poliuretano no espumadas se muestran en la Tabla 2 y
los resultados de la evaluación de estos moldeos se muestran en la
Tabla 3.
Los resultados de la evaluación del artículo
moldeado con revestimiento integrado que comprende un laminado de
resina de poliuretano no espumada y un material de núcleo se
muestran en la Tabla 4.
Usando una mezcla de polioles (I) y un compuesto
de poliisocianato (II), cuyos detalles se muestran en la Tabla 1, se
preparó la muestra de resina de poliuretano no espumada para su
evaluación usando la formulación mostrada en la Tabla 2 y un molde
de dimensiones 900 mm x 300 mm x 1 (t) mm mediante el procedimiento
de moldeo RIM en el "sistema de equipo de reacción a alta
presión" fabricado por Canon Inc. La temperatura de la superficie
del molde se ajustó a 55ºC.
En el momento del moldeo, la temperatura de la
mezcla de polioles (I) y el compuesto de poliisocianato (II) se
ajustó a 30ºC, la velocidad de descarga de la mezcla líquida que
comprendía los componentes (I) y (II) era de 200 g/s y la presión de
mezcla era de 15 MPa.
Como se muestra en la Tabla 3, el tiempo de
gelificación fue de 8 segundos, el tiempo de curado fue de 60
segundos, el rendimiento de mezclado y la fluidez fueron buenos y la
resina de poliuretano no espumada resultante tenía cualidades de
buen aspecto y buena sensación al tacto, con una dureza Asker A de
la superficie de 60.
Usando una mezcla de polioles (I) y un compuesto
de poliisocianato (II), cuyos detalles se muestran en la Tabla 1,
se preparó la muestra de resina de poliuretano no espumada para su
evaluación usando la formulación mostrada en la Tabla 2 y en las
mismas condiciones de moldeo descritas en el Ejemplo 1.
Como se muestra en la Tabla 3, el tiempo de
gelificación fue de 14 segundos, el tiempo de curado fue de 70
segundos, el rendimiento de mezclado y la fluidez fueron buenos y la
resina de poliuretano no espumada resultante tenía cualidades de
buen aspecto y buena sensación al tacto, con una dureza Asker A de
la superficie de 49.
Usando la mezcla de polioles (I) y un compuesto
de poliisocianato (II), cuyos detalles se muestran en la Tabla 1,
se preparó la muestra de resina de poliuretano no espumada para su
evaluación usando la formulación mostrada en la Tabla 2 y en las
mismas condiciones de moldeo descritas en el Ejemplo 1 anterior.
\newpage
Como se muestra en la Tabla 3, el tiempo de
gelificación fue de 11 segundos, el tiempo de curado fue de 60
segundos, el rendimiento de mezclado y la fluidez fueron buenos y la
resina de poliuretano no espumada resultante tenía cualidades de
buen aspecto y buena sensación al tacto, con una dureza Asker A de
la superficie de 53.
Usando una mezcla de polioles (I) y un compuesto
de poliisocianato (II), cuyos detalles se muestran en la Tabla 1,
se preparó la muestra de resina de poliuretano no espumada para su
evaluación usando la formulación mostrada en la Tabla 2 y en las
mismas condiciones de moldeo descritas en el Ejemplo 1 anterior.
Como se muestra en la Tabla 3, el tiempo de
gelificación fue de 9 segundos, el tiempo de curado fue de 60
segundos, y el rendimiento de mezclado y la fluidez fueron buenos y
la resina de poliuretano no espumada resultante tenía cualidades de
buen aspecto y buena sensación al tacto, con una dureza Asker A de
la superficie de 60.
Ejemplo Comparativo
1
Usando una mezcla de polioles (I) y un compuesto
de poliisocianato (II), cuyos detalles se muestran en la Tabla 1,
se preparó la muestra de resina de poliuretano no espumada para su
evaluación usando la formulación mostrada en la Tabla 2 y en las
mismas condiciones de moldeo descritas en el Ejemplo 1 anterior.
Como se muestra en la Tabla 3, el tiempo de
gelificación fue de 6 segundos, el tiempo de curado fue de 150
segundos y la fluidez fue buena, pero el rendimiento de mezclado no
fue bueno.
El aspecto del artículo moldeado resultante fue
malo debido a las ampollas y grietas que se observaron en el
artículo moldeado después del curado.
Ejemplo Comparativo
2
Usando una mezcla de polioles (I) y un compuesto
de poliisocianato (II), cuyos detalles se muestran en la Tabla 1,
se preparó la muestra de resina de poliuretano no espumada para su
evaluación usando la formulación mostrada en la Tabla 2, en la que
la cantidad de alargador de cadena que comprendía etilenglicol se
incrementó hasta 3 partes en peso respecto a la del Ejemplo
Comparativo 1, como se muestra en la Tabla 2, y en las mismas
condiciones de moldeo descritas anteriormente en el Ejemplo 1.
Como se muestra en la Tabla 3, el tiempo de
gelificación fue de 5 segundos pero el tiempo de curado fue de 120
segundos.
Ejemplo Comparativo
3
Usando una mezcla de polioles (I) y un compuesto
de poliisocianato (II), cuyos detalles se muestran en la Tabla 1,
se preparó la muestra de resina de poliuretano no espumada para su
evaluación usando la formulación mostrada en la Tabla 2.
Específicamente, esta formulación variaba respecto a la de la
invención en que la cantidad de dietildiaminotolueno, es decir, el
alargador de cadena, se incrementó hasta 10 partes en peso respecto
a la cantidad usada en el Ejemplo 4, como se muestra en la Tabla 2.
Se usaron las mismas condiciones de moldeo descritas anteriormente
en el Ejemplo 1.
Como se muestra en la Tabla 3, el tiempo de
curado fue de 60 segundos, pero el tiempo de gelificación fue solo
de 3 segundos. Este tiempo de gelificación era demasiado breve. De
hecho, el tiempo de gelificación era tan breve que la mezcla
líquida no fluía completamente hasta los extremos del molde y esto
tenía como consecuencia que una porción del molde quedaba sin
llenar. Además, la fluidez no era buena. La resina de poliuretano no
espumada resultante no tenía una buena sensación al tacto debido a
que la dureza Asker A de la superficie de 77 era demasiado dura.
La evaluación de un artículo moldeado con
revestimiento integrado que comprende el laminado de una resina de
poliuretano no espumada y un material de núcleo.
El material de núcleo que estaba hecho de
polipropileno y tenía un espesor de aproximadamente 3,0 mm se
colocó en la parte nuclear del molde del artículo usando cinta
adhesiva de doble cara. Las dimensiones del molde eran 300 mm x 900
mm x 4,0 (t) mm y la temperatura de la superficie del molde se
ajustó a 55ºC. A continuación, la superficie de la porción de
cavidad del molde del artículo se recubrió con el agente de
desmoldeo (agente de desmoldeo para RIM sistema con cera
B308-10, comercialmente disponible en Cyukyo Yushi
Co., Ltd.) y la parte nuclear y la parte de cavidad del molde del
artículo se cerraron.
A continuación, se llevó a cabo el moldeo por
inyección reactiva mediante la descarga de una mezcla líquida de
los componentes (I) y (II) como se muestra en la Tabla 1 para el
Ejemplo 3. La temperatura del molde se ajustó a 30ºC, la velocidad
de descarga era de 200 g/s y la presión de mezcla era de 15 MPa,
como se describió anteriormente en el Ejemplo 1.
Después de la finalización del moldeo integral
con una resina de poliuretano no espumada y un material de núcleo
hecho de polipropileno y de la extracción del moldeo integral
resultante del molde, se llevó a cabo la evaluación del artículo
moldeado con revestimiento integrado que comprendía el laminado de
la resina no espumada y un material de núcleo moldeado.
El espesor de la resina de poliuretano no
espumada como el revestimiento del laminado resultante fue de 1,0 mm
y el tiempo de curado del artículo moldeado con revestimiento
integrado fue de 60 segundos a partir del momento del vertido de la
resina de poliuretano no espumada. No se observó delaminación entre
la resina de poliuretano no espumada y el material de núcleo hecho
de polipropileno.
El artículo moldeado con revestimiento integrado
resultante tenía un excelente aspecto de calidad del revestimiento,
una densidad de 1.05 g/cm^{3}, y una buena impresión al tacto, que
proporcionaba una sensación suave, con una dureza Asker A de la
superficie de 53.
La evaluación de un artículo moldeado con el
revestimiento integrado que comprende el laminado de resina de
poliuretano no espumada, una espuma de poliuretano
semi-rígida y un material de núcleo.
Se llevó a cabo la evaluación de un artículo
moldeado con revestimiento integrado que comprendía el laminado de
una resina de poliuretano no espumada previamente pintada que se
preparó usando la formulación como se describió en el Ejemplo 2,
una espuma de poliuretano semi-rígida para una
almohadilla anti-choque y un material de núcleo (de
polipropileno).
Primero, se moldeó la resina de poliuretano no
espumada usada para un revestimiento de una superficie de diseño. A
continuación, la parte nuclear y la parte de cavidad del molde del
artículo para el revestimiento se recubrieron con el agente de
desmoldeo (agente de desmoldeo para RIM sistema con cera
B308-10, comercialmente disponible en Cyukyo Yushi
Co., Ltd.). Las dimensiones del molde eran 300 mm x 900 mm x 1,0 (t)
mm y la temperatura de la superficie se ajustó a 55ºC. Se aplicó
una película de pintura sobre toda la superficie de la parte de
cavidad. A continuación, la parte nuclear del molde del artículo
para el revestimiento y la parte de cavidad del molde del artículo
se cerraron. Después, se llevó a cabo el moldeo por inyección
reactiva mediante la descarga de la mezcla líquida que comprendía
los componentes (I) y (II), que consistía en una mezcla de polioles
(I) y un compuesto de poliisocianato (II) como se describió en el
Ejemplo 2, siendo ajustada la temperatura del molde a 30ºC. El
artículo de resina de de poliuretano no espumada resultante que
tenía un espesor de 1,0 (t) mm se extrajo del molde. A
continuación, el artículo moldeado de resina de poliuretano no
espumada se colocó en la porción de cavidad de un molde de artículo
para espumado, en el que las dimensiones del molde eran 300 mm x
900 mm x 11,0 (t) mm, y en el que la temperatura de todo el molde se
ajustó a 40ºC. El material de núcleo hecho de polipropileno que
tenía un espesor de aproximadamente 3,0 mm se fijó a la parte
nuclear del molde de espumado usando cinta adhesiva de doble cara y
el molde se cerró.
Se vertió sobre el artículo moldeado de la
resina de poliuretano no espumada que se puso en la porción de
cavidad del molde de espumado una mezcla de materias primas para
formar una espuma de poliuretano semi-rígida parar
proporcionar una densidad del artículo moldeado de 0,185 g/cm^{3},
de forma que la espuma de poliuretano semi-rígida
se formó mediante moldeo por inyección reactiva de la mezcla de
materias primas entre el material de núcleo y la resina de
poliuretano no espumada. La temperatura del molde se ajustó a una
temperatura de 25ºC. El procedimiento RIM usó el "sistema de
equipo de reacción a alta presión" fabricado por Canon Inc., con
una velocidad de descarga de 300 g/s, una presión de mezcla de 15
MPa y un tiempo de vertido de 2,0 segundos, para proporcionar un
moldeo integral con revestimiento. Tras la extracción del moldeo
integral con revestimiento del molde se obtuvo un artículo moldeado
con revestimiento integrado que comprendía el laminado de una resina
de poliuretano no espumada, una espuma de poliuretano
semi-rígida y un material de núcleo.
El artículo moldeado con revestimiento integrado
resultante tenía una buena impresión al tacto, que proporcionaba
una sensación suave, con una dureza Asker A de la superficie de 40.
Adicionalmente, no se observó formación de ampollas en la resina de
poliuretano no espumada que formaba el revestimiento. El artículo
moldeado con revestimiento integrado resultante tenía excelente
aspecto de calidad, con excelentes propiedades de adhesión
incluyendo no delaminación entre el revestimiento y la espuma de
poliuretano semi-rígida.
Según la presente invención, se puede formar un
laminado monolítico con revestimiento integrado adecuado para uso
como un artículo interior, especialmente un artículo interior para
vehículos, que tiene un tacto muy suave, un excelente aspecto de
calidad y que también forma un revestimiento que tiene una excelente
moldeabilidad. Puesto que, según la presente invención, el tiempo de
reacción del poliuretano disminuye, el tiempo de los ciclos
disminuye y el rendimiento mejora, debido a la necesidad de un
tamaño mínimo de la superficie de diseño. En consecuencia, se puede
disminuir el coste de producción y no se produce vapor de uretano,
no teniendo, por tanto, efectos negativos en el entorno de
trabajo.
Aunque la invención se ha descrito en detalle
anteriormente con fines ilustrativos, se debe sobreentender que
tales detalles son únicamente con ese fin y que los expertos en la
materia pueden hacer variaciones de los mismos sin alejarse del
espíritu y alcance de la invención excepto por las limitaciones de
las reivindicaciones.
Claims (4)
1. Un artículo interior para vehículos que
comprende un laminado con revestimiento integrado que comprende un
material de núcleo y un revestimiento de superficie de diseño de una
resina de poliuretano no espumada que se prepara mediante un
procedimiento de moldeo por inyección reactiva, en el que la resina
de poliuretano no espumada comprende:
(I) una mezcla de polioles que comprende:
- (1)
- un poliol,
- (2)
- de 2,0 a 7,0 partes en peso, en base a 100 partes en peso de (I) la mezcla de polioles, de un alargador de cadena, siendo seleccionado el alargador de cadena del grupo constituido por 1-metil-3,5-dietil-2,4-diaminobenzeno, 1-metil-3,5-dietil-2,6-diaminobenzeno y mezclas de los mismos,
- (3)
- un catalizador, y
- (4)
- opcionalmente, un agente auxiliar, y
(II) un compuesto de poliisocianato,
y en el que la dureza superficial de la resina
de poliuretano no espumada, medida con un durómetro Asker A, es de
30 a 70.
\vskip1.000000\baselineskip
2. Un artículo interior para vehículos que
comprende el laminado con revestimiento integrado de la
reivindicación 1, en el que el laminado comprende adicionalmente una
espuma de poliuretano semi-rígida entre el
revestimiento de la superficie de diseño y el material de
núcleo.
3. Un procedimiento de producción de un laminado
con revestimiento integrado que comprende un revestimiento de
superficie de diseño de una resina de poliuretano no espumada y un
material de núcleo, que comprende las etapas de:
- (1)
- instalar un material de núcleo en una parte nuclear del molde de un artículo,
- (2)
- aplicar un agente de desmoldeo sobre la superficie de una parte de cavidad del molde de un artículo,
- (3)
- opcionalmente, aplicar una película de pintura sobre la superficie de la parte de cavidad del molde de un artículo,
- (4)
- cerrar la parte nuclear y la parte de cavidad del molde de un artículo,
- (5)
- moldear por inyección reactiva (I) una mezcla de polioles y (II) un compuesto de poliisocianato, en el que (I) dicha mezcla de polioles comprende: (1) un poliol, (2) de 2,0 a 7,0 partes en peso, en base a 100 partes en peso de (I) la mezcla de polioles, de un alargador de cadena, siendo seleccionado el alargador de cadena del grupo constituido por 1-metil-3,5-dietil-2,4-diaminobenzeno, 1-metil-3,5-dietil-2,6-diaminobenzeno y mezclas de los mismos, (3) un catalizador, y, (4) opcionalmente, un agente auxiliar para formar un revestimiento de superficie de diseño de una resina de poliuretano no espumada con una dureza superficial, medida con un durómetro Asker A, de 30 a 70; y
- (6)
- extraer el artículo moldeado integral.
\vskip1.000000\baselineskip
4. Un procedimiento de producción de un laminado
con revestimiento integrado que comprende una superficie de diseño
de una resina de poliuretano no espumada, una espuma de poliuretano
semi-rígida y un material de núcleo, que comprende
las etapas de:
- (1)
- aplicar un agente de desmoldeo sobre una parte nuclear y una parte de cavidad del molde de un artículo para el revestimiento de superficie que forma la superficie de diseño;
- (2)
- opcionalmente, aplicar una película de pintura sobre la superficie de cavidad del molde de un artículo;
- (3)
- cerrar la parte nuclear y la parte de cavidad del molde de un artículo;
- (4)
- moldear por inyección reactiva una mezcla que comprende (I) una mezcla de polioles y (II) un compuesto de poliisocianato, en el que (I) dicha mezcla de polioles comprende: (1) un poliol, (2) de 2,0 a 7,0 partes en peso, en base a 100 partes en peso de (I) la mezcla de polioles, de un alargador de cadena, siendo seleccionado el alargador de cadena del grupo constituido por 1-metil-3,5-dietil-2,4-diaminobenzeno, 1-metil-3,5-dietil-2,6-diaminobenzeno y mezclas de los mismos, (3) un catalizador, y, (4) opcionalmente, un agente auxiliar para formar una resina con una dureza superficial, medida con un durómetro Asker A, de 30 a 70;
- (5)
- extraer el artículo moldeado de una resina de poliuretano no espumada que forma el revestimiento de superficie de diseño;
- (6)
- colocar el artículo moldeado de una resina de poliuretano no espumada de la etapa (5) en una parte de cavidad de un molde de espumado;
- (7)
- poner el material de núcleo en la parte nuclear de un molde de espumado;
- (8)
- verter una mezcla de espuma de poliuretano semi-rígida sobre la resina de poliuretano no espumada que se colocó sobre la parte de cavidad del molde de espumado en la etapa (6), con un sistema abierto o cerrado, y
- (9)
- extraer el artículo moldeado integral resultante que tiene un revestimiento de superficie de diseño.
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