ES2713080T3

ES2713080T3 - Procedimiento para pegado directo de un cuerpo polimérico moldeado apolar con otro sustrato y uso de un cuerpo polimérico moldeado apolar

Info

Publication number: ES2713080T3
Application number: ES11711939T
Authority: ES
Inventors: Werner A Probst; Bruno Traber
Original assignee: Nolax AG
Current assignee: Nolax AG
Priority date: 2010-04-06
Filing date: 2011-04-05
Publication date: 2019-05-17
Anticipated expiration: 2031-04-05
Also published as: JP2013523495A; EP2374593A1; CN102834237A; WO2011124569A1; CN106217749A; EP2555910B1; CN106217749B; US9527232B2; US20130221569A1; JP5788491B2; EP2555910A1

Abstract

Procedimiento para pegado directo de un cuerpo (5) polimérico moldeado apolar con otro sustrato, en cuyo caso el cuerpo (5) polimérico moldeado se compone de una película (1) de varias capas retro-inyectada con un polímero apolar, en cuyo caso la película (1) de varias capas contiene al menos - una primera capa (2) apolar que está enfrentada al polímero (4) del cuerpo (5) moldeado, y - una segunda capa (3), con al menos una propiedad de superficie diferente de la primera capa la cual presenta una composición polimérica adecuada como pegamento, en cuyo caso la segunda capa (3) se activa antes del pegado.

Description

DESCRIPCION

Procedimiento para pegado directo de un cuerpo polimerico moldeado apolar con otro sustrato y uso de un cuerpo polimerico moldeado apolar.

El polipropileno y el polipropileno reforzado son plasticos de bajo coste y empleados frecuentemente para articulos moldeados por inyeccion. Debido a las propiedades apolares del polipropileno no es posible seguir tratando o perfeccionando los articulos moldeados por inyeccion en la mayoria de los casos sin un pretratamiento. El pretratamiento es sobre todo necesario en caso de pegado y de lacado, ya que, de otra manera, los adhesivos y las lacas permanecen adheridos a la superficie solo de manera insuficiente. Para incrementar la tension superficial de superficies apolares, principalmente de superficies de polipropileno, se conocen diferentes procedimientos. Por un lado, la superficie puede modificarse mediante descargas electricas, tales como descargas corona o de plasma. La publicacion DE 3340381 describe, por ejemplo, como puede modificarse la superficie de polipropileno por medio de un tratamiento con descargas corona. Otra posibilidad consiste en activar la superficie con medios agresivos. Esto incluye decapado con acido, ozonolisis, fluorado o hinchado con disolventes. Por ejemplo, las publicaciones CA 876666, US 5302418 o US 5200274 describen diferentes tratamientos.

Ademas, la superficie tambien puede modificarse aplicando dispersiones, polimeros e imprimaciones, tal como se ^{describe a manera de ejemplo en las publicaciones}De ^{10250067, EP 1190008, DE 10239762 o EP 1037717.}

La publicacion US 6399168 B1 divulga un procedimiento para el pegado directo de un cuerpo polimerico moldeado apolar con otro sustrato. Otros procedimientos conocidos son el tratamiento de la superficie con llama o el empleo de materiales de relleno. Sin embargo, una gran desventaja de estos procedimientos consiste en que se requiere una etapa adicional en el procedimiento de produccion. Ademas, son necesarios aparatos adicionales, que a veces son complejos y costosos. Ante todo, el tratamiento de las superficies con acidos y disolventes representa, ademas, un fuerte impacto ambiental. Un objetivo de la presente invencion consiste en evitar las desventajas del procedimiento conocido y principalmente proporcionar un procedimiento mediante el cual pueda modificarse la superficie de un articulo polimerico moldeado hecho de un polimero apolar con la menor cantidad posible de etapas procedimentales. El objetivo se logra mediante un procedimiento segun la reivindicacion 1 y con un uso segun la reivindicacion 5. En el procedimiento segun la invencion, una pelicula de varias capas con al menos una primera capa apolar y una segunda capa con al menos una propiedad de superficie diferente de la primera capa se somete a retro-inyeccion. La retroinyeccion de peliculas es una tecnologia conocida per se en la cual se inserta primero una pelicula en la cavidad de una herramienta de moldeo por inyeccion o se sujeta sobre el molde de inyeccion. La pelicula se prensa en la cavidad y se deforma de manera correspondiente a la forma de la cavidad. Luego se inyecta un polimero en la cavidad, despues de lo cual el lado de la pelicula enfrentado al polimero se pega al polimero. De esta manera pueden obtenerse articulos moldeados que se revisten con una pelicula. Hoy en dia, son retro-inyectadas, ante todo, peliculas decorativas como, por ejemplo, en el caso de la tecnica de "inmold injection" (IMD).

En el procedimiento segun la invencion, una pelicula de varias capas, con al menos una capa apolar y al menos una segunda capa que tiene al menos otra propiedad de superficie diferente de la primera capa, se inserta en la cavidad de una herramienta de moldeo por inyeccion de modo que la primera capa apolar esta enfrentada al espacio interior de la cavidad mientras que la segunda capa hace contacto con la pared interna de la cavidad. Luego, el polimero se inyecta a la cavidad interna del molde. El polimero inyectado y la primera capa apolar de la pelicula de capas multiples se encuentran en contacto entre si en el molde y se pegan a continuacion.

La segunda capa de la pelicula de multiples capas presenta al menos una propiedad de superficie que es diferente de la primera capa apolar. Por ejemplo, la segunda capa presenta otra estructura o color que la primera capa apolar. Sin embargo, la segunda capa presenta preferiblemente una tension superficial diferente de la primera capa apolar. De manera muy preferible, la segunda capa presenta en este caso propiedades apolares.

Como apolar en el sentido de la solicitud se entiende un material y/o una superficie que presenta una tension superficial de menos de 35 mN/m. Como polar en el sentido de la invencion se entiende un material y/o una superficie que presenta una tension superficial de mas de 37 mN/m. La tension superficial puede determinarse con tintes de ensayo usuales en el comercio. Se definen diferentes series de ensayos segun la norma DIN 53364. Otra posibilidad para determinar la tension superficial consiste en medir el llamado angulo de contacto o de humectacion. En este caso, se mide el angulo entre la superficie y una gota de agua. Cuanto mejor sea la humectabilidad de la superficie, mas pequeno sera el angulo. La medicion del angulo se efectuo en este caso, por ejemplo, mediante un goniometro. La segunda capa en este caso se selecciona de modo que esta sea adecuada como pegamento. Por ejemplo, la segunda capa puede estar compuesta de modo que pueda activarse por efecto de calor o mediante un disolvente. Esto tiene la ventaja de que un articulo moldeado, fabricado segun el procedimiento de moldeo por inyeccion, puede pegarse directamente o pueden aplicarse elementos decorativos y otros como, por ejemplo, ganchos. De manera alternativa, la composicion tambien puede elegirse de modo que la segunda capa pueda activarse fisicamente, por ejemplo, mediante ultrasonido o mediante alta frecuencia. De modo alternativo, tambien es posible que la segunda capa se disene de tal manera que pueda activarse introduciendo calor, por ejemplo, por medio de radiacion infrarroja. La segunda capa de la pelicula de capas multiples comprende o consiste preferiblemente en un polimero polar del grupo de las poliamidas, copoliamidas, poliesteres, copoliesteres, poliuretanos, polieteres-bloques-amidas, acrilatos o policarbonatos o mezclas de los mismos. De modo particularmente preferido, la segunda capa comprende o se compone de copolimero de acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS) asi como su mezcla con policarbonato (ABS/PC), poliamida (PA) o poliuretano (TPU). ABS y ABS/PC son adecuados en este caso, de manera particularmente ventajosa, para galvanizar con posterioridad y el TPU muestra una buena afinidad con lacas pinturas.

El polimero retro-inyectado, es decir el polimero del cual se compone el articulo polimerico moldeado comprende o se compone preferiblemente de polipropileno. El polipropileno tambien puede contener materiales de relleno, principalmente fibras de vidrio, creta o talco. De manera alternativa, como copolimero apolar tambien pueden usarse otros plasticos que son dificiles de tratar como, por ejemplo, polietileno, polioximetileno, elastomeros termoplasticos o acetato de etil-vinilo o copolimeros y mezclas de los mismos. La primera capa apolar de la pelicula de varias capas comprendio se compone de un polimero apolar, principalmente polipropileno, polipropileno modificado, polietileno, polietileno modificado, polioximetileno, acetato de etil-vinilo copolimeros de bloques de estireno, ionomeros, olefinas, cauchos o plastomeros, asi como copolimeros y mezclas de los mismos. A los polimeros de la primera y de la segunda capa pueden agregarse en mezcla otros auxiliares de tratamiento y aditivos habituales en la industria de peliculas como, por ejemplo, materiales de relleno o colorantes. De manera alternativa, la pelicula de varias capas puede tener al menos otra capa entre la primera capa apolar y la segunda capa. Esta al menos otra capa puede servir en este caso como capa facilitadora de adhesion o de barrera entre la primera y la segunda capa. Ademas, esta al menos otra capa puede modificar adicionalmente las propiedades de la pelicula de varias capas como, por ejemplo, la resistencia al desgarro, la estabilidad dimensional, la dureza de sujecion o color.

El procedimiento de moldeo por inyeccion para la fabricacion de un articulo polimerico moldeado hecho de un polimero apolar presenta principalmente la ventaja de que el articulo moldeado, sin un pretratamiento adicional de la superficie, puede pegarse con otro sustrato. Ademas, la superficie puede perfeccionarse facilmente de manera optica y mecanica como, por ejemplo, mediante lacado, recubrimiento con polvo, metalizado, galvanizado, asi como con capas protectoras funcionales.

Los articulos polimericos moldeados que pueden fabricarse con el procedimiento de moldeo por inyeccion presentan, ademas, una superficie muy homogenea. Principalmente, los sitios ocultos tambien pueden proveerse de las propiedades deseadas los cuales no se tratan o se tratan mal con los procedimientos convencionales de modificacion.

Una pelicula de varias capas segun la divulgacion se compone de al menos una primera capa apolar y una segunda capa polar, en cuyo caso la capa apolar presenta una tension superficial de menos de 35 mN/m y la capa polar presenta una tension superficial de mas de 37 mN/m. En este caso, de manera particularmente preferida, la diferencia entre la tension superficial de la capa apolar y la de la capa polar es de 5 mN/m o mas. La composicion del polimero de la segunda capa se selecciona de modo que la segunda capa sea adecuada como pegamento.

Mediante la capa apolar, la pelicula de varias capas hace posible una buena union a un articulo moldeado hecho de un polimero apolar, mientras que la segunda capa de la superficie del articulo moldeado confiera buenas propiedades de adhesion para adhesivos, lacas y similares. De esta manera se hace posible equipar un articulo moldeado hecho de un polimero apolar, por medio de un procedimiento sencillo, preferiblemente mediante retro-inyeccion, con una superficie que puede pegarse o lacarse de manera confiable sin tratamiento adicional. Ademas, la composicion del polimero de la segunda capa tiene que seleccionarse de modo que la segunda capa sea adecuada como pegamento. Por ejemplo, la segunda capa puede estar compuesta de modo que pueda activarse por efecto del calor o mediante un disolvente. Esto tiene la ventaja de que un articulo moldeado fabricado segun el procedimiento de moldeo por inyeccion puede pegarse directamente o pueden aplicarse elementos decorativos y otros como, por ejemplo, ganchos. De manera alternativa, la composicion tambien puede seleccionarse de modo que la segunda capa pueda activarse fisicamente, por ejemplo, mediante ultrasonido o alta frecuencia. Ademas, de modo alternativo, la segunda capa tambien puede configurarse de modo que pueda activarse introduciendo calor como, por ejemplo, mediante radiacion infrarroja.

La pelicula de varias capas puede fabricarse sencillamente, por ejemplo, mediante un procedimiento de moldeo por inyeccion. Procedimientos asi son conocidos por el experto en la materia e incluyen, entre otros, extrusion por soplado y extrusion de pelicula plana en el procedimiento de Coex y de cascada. De manera alternativa, la pelicula de varias capas tambien puede fabricarse mediante forrado de peliculas de una y varias capas o mediante aplicacion de material fundido a las peliculas de una capa o varias capas o peliculas no plasticas, asi como mediante aplicacion de recubrimiento o de dispersion de polvo. Variando los polimeros usados que se usan para la preparacion de la segunda capa, sin un gran esfuerzo, es posible producir una gran cantidad de peliculas las cuales disponen de diferentes propiedades de superficie.

La primera capa comprende o se compone de un polimero apolar, preferiblemente polipropileno, polipropileno modificado, polietileno, polietileno modificado, polioximetileno, acetato de etil-vinilo, copolimeros de bloques de estireno, ionomeros, olefinas, cauchos o plastomeros, asi como copolimeros de los mismos.

La segunda capa comprende o se compone preferiblemente de un polimero polar, principalmente del grupo de las poliamidas, copoliamidas, poliesteres, copoliesteres, poliuretanos, polieteres-bloques-amidas, acrilatos o policarbonatos. De modo particularmente preferido, la segunda capa comprende o se compone de copolimeros de acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS), asi como su mezcla con policarbonato (ABS/PC), poliamida (PA) o poliuretano (TPU).

A los polimeros de la primera y de la segunda capa pueden agregarse en mezcla otros auxiliares de tratamiento y aditivos habituales en la industria de peliculas como, por ejemplo, materiales de relleno o colorantes.

De manera alternativa, la pelicula de varias capas puede tener al menos otra capa entre la primera capa apolar y la segunda capa. Esta al menos una capa puede servir en este caso como capa facilitadora de adhesion o capa de barrera entre la primera y la segunda capa. Ademas, esta al menos otra capa puede modificar adicionalmente las propiedades de la pelicula de varias capas como, por ejemplo, la resistencia al desgarro, la estabilidad dimensional, la dureza de agarre o el color. En una forma preferida de realizacion, la pelicula se compone de una primera capa polar, de una capa de un facilitador de adhesion, y de una segunda capa polar. En otra forma preferida de realizacion, la pelicula se compone de una primera capa apolar, de una capa facilitadora de adhesion, de una capa hecha de un elastomero, de una segunda capa facilitadora de adhesion, asi como de una segunda capa polar.

La pelicula de varias capas presenta (principalmente debido a la fabricacion por medio de coextrusion), ademas, la propiedad ventajosa de que las capas individuales se adhieren muy bien entre si de modo que pueden separarse solamente destruyendo la pelicula.

El uso de una pelicula de varias capas en un procedimiento de retro-inyeccion para la fabricacion de un articulo polimerico moldeado es particularmente ventajoso. La pelicula de varias capas puede fabricarse facilmente. Ademas, variando los polimeros usados para la primera capa apolar es posible influir en las propiedades de adhesion al articulo moldeado, por una parte, y variando los polimeros de la segunda capa es posible influir en las propiedades de la superficie del articulo moldeado terminado, por otra parte. La retro-inyeccion de peliculas es un procedimiento conocido de modo que en el mercado se encuentra disponible una gran cantidad de aparatos necesarios para esto.

Otras ventajas y caracteristicas particulares de la invencion resultan de la siguiente descripcion de ejemplos de realizacion y de las figuras. En esta se muestran:

Fig. 1: una forma de realizacion de una pelicula de varias capas en corte

Fig. 2: una forma de realizacion de un articulo polimerico moldeado en corte

Fig. 3: una forma de realizacion de un procedimiento de moldeo por inyeccion en corte

En la figura 1 se representa a modo de ejemplo una forma de realizacion de una pelicula 1 de varias capas. La pelicula 1 de varias capas se compone en este caso de una primera capa 2 apolar y al menos una segunda capa 3. La segunda capa 3 presenta en este caso al menos una propiedad de superficie diferente de la de la primera capa 2. Entre la primera capa 2 y la segunda capa 3 de manera alternativa puede estar presente al menos otra capa. El grosor de la pelicula 1 de varias capas, asi como de las capas 2, 3 individuales puede variar aqui segun la aplicacion. La pelicula 1 de varias capas tambien puede presentarse en diferentes formas como, por ejemplo, en forma de pliego individual, en forma de rodillo o en forma de corte con una silueta definida. A manera de ejemplo, la pelicula 1 de varias capas se compone de una capa 2 apolar hecha de polipropileno, una capa facilitadora de adhesion hecha de una poliamida, asi como una capa 3 hecha de un poliuretano. Ademas, la pelicula de varias capas puede presentar, por ejemplo, varias capas intermedias entre la capa 2 apolar y la capa 3 polar. Por ejemplo, la pelicula 1 de varias capas puede componerse de una capa 2 apolar hecha de polietileno, de una capa facilitadora de adhesion hecha de acetato de etileno-vinilo, de una capa elastomerica hecha de caucho de etileno-vinilo, de otra capa facilitadora de adicion hecha de acetato de etileno-vinilo, asi como de una segunda capa 3 polar hecha de una poliamida.

La figura 2 muestra una forma de realizacion de un cuerpo polimerico moldeado 5. El cuerpo polimerico moldeado comprende en este caso una pelicula 1 de varias capas retro-inyectada de un polimero 4 apolar. La primera capa 2 apolar de la pelicula 1 de varias capas se enfrenta en este caso al polimero 4, mientras que la segunda capa 3 se encuentra dispuesta sobre la superficie (descubierta) del cuerpo 5 polimerico moldeado. Como alternativa, un cuerpo 5 polimerico moldeado tambien puede fabricarse mediante retro-inyeccion de una pelicula 1 de varias capas que presenta ademas al menos otra capa entre la primera capa 2 y la segunda capa 3. El cuerpo 5 polimerico moldeado puede presentar diferentes formas y contornos. Por ejemplo, el cuerpo 5 polimerico moldeado puede presentarse en forma de un tablero de instrumentos para un automotor.

La figura 3 muestra una forma de realizacion de un procedimiento de moldeo por inyeccion. Tal como se muestra en la figura 3a, primero se inserta una pelicula 1 de varias capas a la cavidad 9 de una herramienta 6 de moldeo por inyeccion. En tal caso se emplea preferiblemente una herramienta de moldeo por inyeccion con posibilidad de termoformado al vacio, de modo que la pelicula 1 de varias capas pueda adaptarse bien a la pared de la cavidad 9. La primera capa 2 apolar de la pelicula 1 de varias capas se enfrenta en este caso en direccion de la cavidad 9, mientras que la segunda capa 3 se orienta contra la pared de la herramienta de moldeo por inyeccion 6. La forma de la cavidad 9 depende de la forma del articulo moldeado que va a producirse. La figura 3b muestra la siguiente etapa donde el cilindro 7 de la herramienta 6 de moldeo por inyeccion se baja a la cavidad 9. Por el canal 8 de inyeccion, es posible inyectar a continuacion un polimero 4 a la cavidad 9. La figura 3c muestra el estado despues de inyectar el polimero 4. Puesto que la primera capa 2 apolar y el polimero 4 apolar muestran propiedades de superficies similares son identicas, entre la pelicula 1 de varias capas y el polimero 4 se genera una union fuerte. La pelicula 1 de varias capas ya no puede soltarse del polimero 4 gracias a esta union fuerte sin que en tal caso se destruya el articulo 5 polimerico moldeado. Por lo tanto, el procedimiento de moldeo por inyeccion permite una modificacion duradera de la superficie de un cuerpo polimerico moldeado hecho de polimero apolar.

Ejemplo 1:

Una pelicula 1 de varias capas que se compone de una primera capa 2 apolar hecha de polipropileno insertado con anhidrido maleico (30 g/m2) y de una segunda capa 3 polar hecha de una copoliamida (10 g/m2) fue retro-inyectada con polipropileno para obtener un cuerpo moldeado.

Ejemplo 2:

Una pelicula 1 de varias capas compuesta de una primera capa 2 apolar hecha de un plastomero (10 g/m2), de una capa facilitadora de adhesion hecha de polietileno insertado con MAH (5 g/m2) y una segunda capa 3 polar hecha de poliamida (5 g/m2) fue retro-inyectada con polipropileno para obtener un articulo moldeado.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para pegado directo de un cuerpo (5) polimerico moldeado apolar con otro sustrato, en cuyo caso el cuerpo (5) polimerico moldeado se compone de una pelfcula (1) de varias capas retro-inyectada con un polfmero apolar, en cuyo caso la pelfcula (1) de varias capas contiene al menos

- una primera capa (2) apolar que esta enfrentada al polfmero (4) del cuerpo (5) moldeado, y

- una segunda capa (3), con al menos una propiedad de superficie diferente de la primera capa la cual presenta una composicion polimerica adecuada como pegamento,

en cuyo caso la segunda capa (3) se activa antes del pegado.

2. Procedimiento segun la reivindicacion 1, caracterizado porque la segunda capa (3) se activa por efecto de calor, por la introduccion de calor o ffsicamente.

3. Procedimiento segun la reivindicacion 1, caracterizado porque la segunda capa (3) se activa por medio de un disolvente.

4. Procedimiento segun la reivindicacion 1, caracterizado porque la segunda capa (3) se activa mediante ultrasonido o una alta frecuencia.

5. Uso de un cuerpo (5) polimerico moldeado que se compone de una pelfcula (1) de varias capas, retro-inyectada con un polfmero (4) apolar, con al menos una primera capa (2) apolar que esta enfrentada al polfmero (4) del cuerpo polimerico moldeado (5), y una segunda capa (3), con al menos una propiedad de superficie diferente de la primera capa, que presenta una composicion polimerica adecuada como pegamento, para el pegado directo sobre otro sustrato, en cuyo caso se efectua una activacion de la segunda capa (3) antes del pegado.