ES2255333B1 - Metodo para conseguir un panel de material compuesto y estratificado y panel correspondiente. - Google Patents

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Abstract

Método para conseguir un panel de material compuesto y estratificado para su empleo en el sector mobiliario; cuyo ciclo de producción incluye las siguientes fases: - predisposición, en relación a ambas superficies mayores de un molde abierto con una forma interna adecuada al moldeo de un panel en vertical, de al menos una hoja de revestimiento, eventualmente tratada preventivamente; - cierre del molde; - carga del molde con perlas de poliestireno, al menos hasta ocupar el volumen interior; - ejecución en el interior del molde de la colada de resina poliuretánica predosificada, con un grado de viscosidad muy fluido; - polimerización del compuesto, en el interior del molde termostático a unos 50º C, sumergiendo las perlas de poliestireno en la resina poliuretánica; - apertura del molde y extracción del producto así revestido sobre sus lados.

Description

Método para conseguir un panel de material compuesto y estratificado y panel correspondiente.
La presente invención tiene por objeto un método para conseguir un panel de material compuesto para su empleo en el sector mobiliario.
La propuesta halla una aplicación particular aunque no exclusiva en la realización de paneles semiacabados, los cuales, sucesivamente retomados y finalizados, son utilizados como componentes de un mueble.
Campo de aplicación
Son bien conocidos los paneles de madera o seudo madera para la fabricación de muebles. Los paneles del primer tipo que disfrutaban de la madera maciza, en las tecnologías productivas, han sido luego casi sustituidos por lo segundos, los cuales, por razones obvias de naturaleza económica y por razones medioambientales, se han impuesto hallando un empleo cada vez más difundido. Estos paneles en seudo madera o similar a la madera, en su origen, son productos en forma de semiacabados planos, conocidos esencialmente como paneles melaminados, y se puede convenir que dispongan de un núcleo interno de materiales compuestos a base de madera, el cual es después revestido en correspondencia con al menos una de las dos superficies mayores.
Son varios los procesos de fabricación para melaminar dichos paneles. Esta tendencia, parece justificada, al menos, por dos factores, por un lado permite reducir considerablemente los gastos de explotación al tratarse en general de paneles de madera o sucedáneos de poco valor, como el conglomerado, y por lo tanto, de un coste casi insignificante, lo que aumenta el número de posibles compradores; por otro lado, por las propias características estructurales que harían factibles los trabajos y combinaciones más variados ya sea en cuanto a la forma o a los colores. Una tercera ventaja, no siempre verificable, es el hecho de que, gracias a la aplicación de un revestimiento plástico en el panel de soporte, se tendría que conferir una mayor resistencia en el transcurso del tiempo, sobre todo a las infiltraciones de agua y en general salvaguardando el mismo de los efectos negativos provocados por la presencia de humedad.
Por eso, un típico ejemplo de melaminado de un panel de madera pobre en la fabricación de componentes para muebles está constituido por el revestimiento en laminado, cuyo procesos de realización se pueden resumir así:
- los primeros, solo a partir de elementos planos en conglomerado (o tableros de densidad media MDF) brutos sucesivamente formados, en correspondencia con uno, dos o cuatro bordes y revestidos por una o dos partes planas, en fases sucesivas e intercambiables entre sí (conformación y prensado);
- los segundos, a partir de elementos planos, por ejemplo, conglomerado o MDF ya mejorado con papeles melamínicos idóneos para ser plegados o no, y sucesivamente contorneados para obtener bordes formados. Un sistema llamado preconformado y conformado suave.
Estos paneles así obtenidos, presentarán seguramente sus ventajas, aunque tienen un inconveniente importante. Con más detalle, se trata del peso específico elevado referible al material utilizado como núcleo del panel estratificado, sobre todo el MDF. No cabe duda de que esto sea particularmente perjudicial, y afecta más cuánto más se prevea su empleo para un mueble. Por otro lado, el hecho de que el elevado peso del panel sea un problema por ejemplo para la fabricación de puertas, está probado por el hecho de que, con el objetivo de evitar que éstas cedan, se necesitan unas bisagras sobredimensionadas, para sostener de manera eficaz el trabajo al cual están sometidas normalmente. No obstante, no es tan raro observar igualmente cesamientos significativos de las mismas, a menudo incluso estructurales. En algunos casos, para resolver de manera apropiada el problema, se recurre directamente a incrementar el número de bisagras, pero es evidente que se trata de una intervención, que, por el coste intrínseco, solamente el usuario puede llevar a cabo.
Un problema igualmente relevante, es el hecho de que la concentración de los pesos, en correspondencia con una carga, es tolerada dentro de algunos límites, los cuales, obviamente, dependerán de las características de la construcción. Se concluye que el inconveniente del peso excesivo no es de poca importancia, cuando, por ejemplo, se trata de amueblar edificios de gran altura. Algunas empresas han aprendido de estas problemáticas, al suponer la realización de paneles ligeros conseguidos con material termoplástico, que por sus características estructurales estarían indicados también para el sector mobiliario. Se trata de la solución nido de abeja conocida también como honeycomb, seguramente conocida en la literatura. Por ejemplo Dow Chemical, en US3007834 (Moeller et al.), y en US3134705 (Moeller et al.), propone unos paneles de este tipo donde cada celda tiene una forma tubular y es de sección esencialmente oval. En una de las variantes posibles a la estructura mencionada, existe la posibilidad de prever, en correspondencia con las dos superficies mayores, diversamente acopladas o formadas por la propia estructura dos superficies planas, que de esta manera tapan uno u ambos lados de dichas celdas.
Estado de la técnica relativa a la invención
La técnica actual, aunque no ha sido nunca empleada en el sector mobiliario, ofrece también materiales alternativos, los cuales, gracias a su composición peculiar, tienen la ventaja de reunir características de ligereza inusuales con una buena resistencia mecánica. Un primer ejemplo está descrito en DE
948 191 (Stastny) donde se sugiere un procedimiento para la producción de estructuras porosas en materiales plásticos caracterizado por el hecho de que en una forma se introducen partículas discretas de un polimerizado de estireno poroso en células cerradas y mezclas espumosas de un poliéster y de un bi- o poliisocianato, las cuales reaccionan formando poliuretanos, y que las mezclas de poliéster y bi- o poliisocianato se hacen reaccionar en condiciones en las que se libera gas.
Se describe una propuesta basada en la anteriormente mencionada en DE2500117 (Klein). Se trata, en este caso, de un material polimérico compuesto sólido idóneo para su uso como material de construcción de bajo peso en forma de bloque sólido, estable y uniforme, caracterizado por el hecho de que se compone de partículas pequeñas separadas y expandidas relativa y completamente de un polímero de estireno, encoladas en una matriz de poliuretano expandido termoendurecible, las partículas pequeñas del polímero de estireno existiendo en una cantidad de peso de un 3,38 hasta un 7,73% de la suma del peso de las partículas pequeñas y de los componentes que forman el poliuretano empleados como material de partida.
Más bien interesante es GB2298424 (Kovacs), el cual recuerda cómo es posible utilizar una espuma compuesta para obtener un material útil para la construcción, como por ej. un panel. En este caso, el material para la construcción, de peso ligero y aislante térmico, se compone de un material de relleno, en forma de perlas de poliestireno espanso, con un diámetro comprendido entre 0,3 mm y 4 mm, sumergidas en espuma de poliuretano bicomponente. Según el ejemplo, las perlas de poliestireno ocupan del 80% al 98% del volumen del material acabado, y con la espuma, se pueden introducir en un molde, el cual se cierra antes de que la espuma se regenere. Todavía con mayor detalle es interesante revelar que Kovacs, sugiere mezclar las perlas de poliestireno con un material más viscoso, sobre todo con la resina que es una mezcla de poliol, y solo después proceder a la unión del isocianato. Kovacs, nunca se olvida del hecho de prever unos revestimientos funcionales al panel así obtenido. Por eso una primera solución, propone introducir en el interior del molde, antes de mezclar la resina con las perlas de poliestireno, los revestimientos melaminados, como por ejemplo, unas hojas de material plástico o metálico, los cuales se adherirán al material durante el proceso de conformación. Alternativamente dichas hojas pueden ser acopladas sucesivamente al panel obtenido solo con el poliuretano unido a las perlas de poliestireno.
Por último, EP0887371 (Monaci). Esta patente sugiere una solución de material compuesto, casi análoga a las precedentes, la cual tendría el objetivo de proporcionar una resistencia elevada a los impactos. Su empleo, indicado para cascos de seguridad, para componentes internos o externos de vehículos, comprende un polímero expanso, seleccionado entre poliestireno, polipropileno, polímero de óxido de polifenilo y poliestireno, en dispersión en una resina elegida entre la resina melamínica, resina fenólica y resina poliuretánica. En una de las hipótesis de empleo, prevista por la presente solicitud, se especifica que las perlas preexpandidas de poliestireno tienen un diámetro comprendido preferiblemente entre 3 mm y 10 mm y que la reacción a la policondensación tiene lugar a una temperatura comprendida entre los 70ºC y los 140ºC. Siempre según el autor, un método para producir productos manufacturados, hechos de material compuesto prevé las siguientes fases:
-
inyección dentro de un molde, de un polímero en forma granular preexpandido y de una resina;
-
después, polimerizado de dicha resina para formar una resina polimerizada, donde dicho polímero predilatado está en dispersión.
Inconvenientes
De estas informaciones, es posible deducir que la mayor parte de las técnicas de producción arriba mencionadas, no parecen dedicadas a la producción de paneles semiacabados de material compuesto, a excepción de la solución Kovacs.
Se concluye que DE948191 (Stastny), DE 2500117 (Klein), y también EP0887371 (Monaci), no permiten resolver los inconvenientes propios del sector mobiliario en general y ya descritos en la introducción. demás, cuando también, debido a la naturaleza compuesta común del producto, dichas soluciones pueden ser utilizadas de manera distinta del empleo usual, parece evidente que éstas, en sí, no pueden dar lugar a ningún resultado funcional y económicamente conveniente, obligando al investigador a una fase de estudio y proyecto articulado para solucionar los distintos y no correlacionados problemas. Es decir, dicha situación solo puede dar un resultado imprevisible.
Respecto a GB2298424 (Kovacs) se observa que aunque está dirigida a la producción de un panel de material compuesto para construcciones en general, la función aislante es prioritaria. Además, los solicitantes informan que éste no se presta para una producción industrial, útil y económicamente provechosa.
Teniendo en cuenta la información arriba expuesta parece evidente la necesidad de identificar unas soluciones alternativas y más funcionales respecto a aquellas hasta ahora disponibles o de cualquier modo deducibles.
El objetivo de la presente invención, es por lo tanto, el de ofrecer al mercado una solución óptima.
Resumen de la invención
Se alcanzan estos y otros objetivos con la presente innovación según las características de las reivindicaciones anexas, mediante un método para conseguir un panel de material compuesto y estratificado para su empleo en el sector mobiliario, cuyo ciclo de producción prevé las fases subsiguientes:
-
predisposición, en correspondencia con ambas superficies mayores de un molde abierto con una conformación interna adecuada al moldeo de un panel en vertical, de al menos una hoja de revestimiento, eventualmente trabajado preventivamente;
-
cierre del molde;
-
carga del molde con perlas de poliestireno, al menos hasta que ocupen el volumen interior;
-
ejecución en el interior del molde y en correspondencia con más puntos, de la colada de resina poliuretánica dosificada previamente, con un grado de viscosidad muy fluido;
-
polimerización del compuesto, en el interior del molde termostático a unos 50ºC, sumergiendo las perlas de poliestireno en la resina poliuretánica;
-
apertura del molde y extracción del producto así revestido sobre los lados.
Ventajas
De esta forma, a través del notable aporte creativo cuyo efecto constituye un progreso técnico inmediato, se alcanzan algunos objetivos.
Con mayor detalle, un primer objetivo, es el de permitir la obtención de paneles semiacabados en particular ligeros, de los cuales, es posible conseguir posteriormente componentes individuales empleados en la fabricación de muebles.
En este caso, respecto a GB2298424 (Kovacs) y a la solución menos considerable EP0887371 (Monaci), el objeto de la presente invención se dirige en particular a la producción de paneles para muebles, un aspecto que no está previsto en ninguna de las dos soluciones mencionadas. El objetivo de la presente invención, si se consideran las enseñanzas de las soluciones preexistentes, consiste del mismo modo, en conjunto, en una relación peculiar de participación de la resina poliuretánica respecto a la participación de las perlas de poliestireno, para conseguir así, de acuerdo con la metodología particular de fabricación, un producto específico apropiado para las demandas del sector. Las ventajas ulteriores que favorecen el empleo exclusivo en el sector específico están determinadas por las dimensiones particulares de las perlas de poliestireno, y por el grado de viscosidad de la resina bicomponente, aspectos tratados diversamente en las soluciones arriba mencionadas.
Una ventaja adicional ha sido la de conseguir un panel dotado con una buena resistencia mecánica y al mismo tiempo adecuado para garantizar un campo óptimo para favorecer el anclaje estable de los accesorios para el mobiliario, como por ejemplo, bisagras, guías, soportes para repisas y todo lo que es funcional para el montaje y fabricación del mueble.
Existen más ventajas todavía, en el proceso de fabricación, cuyas fases tan racionalmente distribuidas, constituyen una buena relación costes-resultado, lo que permite la industrialización, a unos costes razonables, de un producto cualitativamente competitivo respecto a los paneles actuales de madera
mejorada.
Estas y otras ventajas aparecerán en la sucesiva descripción detallada de al menos una solución preferencial de realización con la ayuda del dibujo adjunto, cuyo detalles de realización no deben entenderse limitativos, sino solamente ilustrativos.
Breve descripción de los dibujos
Figura 1, es un esquema en bloques del procedimiento de realización del panel semiacabado
Figura 2, representa una vista fragmentada del panel semiacabado obtenido según el método de la figura 1.
Por último, la figura 3 es una vista en perspectiva de un panel obtenido de la fabricación de la figura 1.
Descripción detallada de algunas formas de realización
Fase (a)
Preparación del molde
Se prevé el empleo de una prensa vertical, convenientemente dimensionada, de tipo termostática, cuyo molde y contrapunzón, ambos con caras planas, pueden abrirse el uno respecto al otro, por ejemplo, a modo de libro. En un caso, el primero, el otro u ambos, pueden prever a lo largo de los cuatro lados la realización de un borde, el cual sirve para la definición de la forma perimetral del borde del panel (A) y la determinación del espesor del panel (A). En un segundo caso, es posible prever el hecho de que la moldura sea del tipo amovible. Esta solución propone un panel-moldura, a modo de bastidor también descomponible, el cual, en fase de ejecución, debe ser preventivamente equipado conjuntamente al molde, para determinar el espesor del núcleo interno o del panel (A) sin los dos estratos de revestimiento (1). Esto supone, obviamente, la extracción y predisposición de la moldura perimetral del interior del molde cada vez que se ponga en marcha un nuevo ciclo de moldeo del producto. Con el molde en una posición abierta, es por lo tanto posible, en correspondencia con cada una de las dos caras principales y llanas del molde, situar una hoja (1) en este caso de laminado plástico (por ejemplo del tipo producido por la soc. Abet), con el lado a acabar mirando y acostado hacia la superficie de metal del molde.
En el caso de que el material de revestimiento usado no garantice una buena adhesión, es suficiente trabajar preventivamente el lado interior de cada hoja con una imprimación aglutinante. Por último, antes de proceder al cierre del molde, es preciso distribuir a lo largo de la mencionada moldura, en correspondencia con el lado donde se aplica el moldeo del borde del panel (A), un producto despegante, disponible en comercios.
Al tratarse de una prensa para conseguir desde el molde un panel (A) de forma rectangular, una característica de dicho molde, por último, es la de prever, a lo largo de uno de los dos lados mayores, en este caso el superior, más entradas para permitir la colada casi uniforme del material compuesto que constituye el núcleo (2) del panel estratificado (A).
Fase (b)
Cierre del molde
Por lo tanto, se cierra nuevamente el molde, de tal manera que al menos un medio de ventilación, referible al volumen interior del mismo, permanezca en posición abierta.
Fase (c)
Carga del molde con material de relleno
Se trata, en esta fase, de proceder a la introducción en el interior del molde de perlas de poliestireno (21). Dichas perlas, que son por lo tanto del tipo preexpandidas, presentan una densidad de alrededor de 20 g/lt con una oscilación de alrededor de \pm 4 g/lt preferiblemente 18-20 g/lt. Estas perlas de poliestireno, las cuales en un caso pueden también ser agregadas para conferir distintas propiedades mecánicas, deben tener un diámetro comprendido entre \diameter 6 mm y \diameter 12 mm preferiblemente \diameter 10 mm \pm 2 mm. La carga del molde, que en tal caso, se efectúa neumaticamente, debe considerar el llenado del mismo con dichas perlas de poliestireno al menos por el volumen total, hasta también llegar al 110% del volumen.
Fase (d)
Colada de la resina poliuretánica bicomponente (22)
Se provee la predisposición de un aparato para efectuar la colada de la resina poliuretánica bicomponente que comprende poliol e isocianato en particular difenilmetanodiisocianato, isómeros y homólogos, con una relación de dosificación anteriormente planificada. En esta solución se prevé una relación de 1/1 con unas variaciones sensibles en la participación de cada componente de alrededor de \pm 15%. Se ha previsto en un caso el uso de un poliuretano constituido por los componentes siguientes:
- Deltapol 419SP02/BO nt, producido por la soc. Deltapur, con una viscosidad de poliol del orden de aprox. 660 \pm 50 mPaxs a 25ºC, (método de prueba según las normas DIN 53211);
- Mientras que para el endurecedor, se emplea el componente Deltanat SWE, también producido por la soc. Deltapur, con una viscosidad de isocianato del orden de aprox. 200 \pm 40 mPaxs a 25ºC (método de prueba según las normas DIN 53211)
Dado que la dosificación de la resina poliuretánica está destinada a definir la densidad total igual a 100 g/lt del estrato intermedio (2) del producto, esta será de alrededor de 80 g/lt. En este caso, el polímero así dosificado previamente es vertido mediante una espumadora a través de más aberturas practicadas a lo largo del lado superior del molde, proveyendo a una distribución lo más uniforme posible del compuesto.
Fase (e)
Polimerización
El molde es del tipo termostático a una temperatura de aprox. 50ºC \pm 10ºC, y se espera un tiempo de aprox. 15'.
Fase (f)
Apertura del molde y extracción del producto
Una vez extraído el panel semiacabado (A) se presenta como un paralelepípedo, de planta rectangular y plana en relación a ambos lados principales, los cuales resultan revestidos por la hoja de laminado (1). Dicho panel (A) está, por lo tanto, sin revestimiento a lo largo del borde, de modo que se puede entrever el núcleo de material compuesto (2), donde es visible la inclusión de las perlas de poliestireno (21) en la resina poliuretánica (22). En este punto, el mismo panel (A) puede ser cortado a medida, y cada panel (A1) contorneado en relación con uno o más lados aplicando mediante la técnica de encolado el perfil (3) de material deseado, que en este caso puede ser del mismo tipo que el de las hojas de revestimiento
principales (1).

Claims (15)

1. Método para conseguir un panel de material compuesto y estratificado para su empleo en el sector del mobiliario, que comprende las fases de introducción en un molde, de una resina poliuretánica bicomponente y de un relleno en forma de perlas de poliestireno, caracterizado por el hecho de que el ciclo de producción prevé las fases subsiguientes:
(a) predisposición de, al menos, una hoja de revestimiento (1), en correspondencia con ambas superficies mayores de un molde, abierto, con una conformación interna adecuada al moldeo de un panel en vertical;
(b) cierre del molde;
(c) carga del molde con perlas de poliestireno (21), al menos hasta ocupar el volumen interior;
(d) ejecución en el interior del molde, de la colada de resina poliuretánica (22), con un grado de viscosidad muy fluido;
(e) polimerización del compuesto, en el interior del molde termostático, sumergiendo las perlas de poliestireno (21) en la resina poliuretánica (22);
(f) apertura del molde y extracción del producto (A) así revestido.
2. Panel en material diverso y estratificado obtenido por el método según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que es un cuerpo paralelepípedo, revestido en correspondencia con al menos ambos lados principales con una hoja de revestimiento (1), entre los cuales está interpuesto el núcleo en material compuesto (2), que prevé unas perlas de poliestireno (21) al menos parcialmente sumergidas en la resina poliuretánica (22).
3. Método para conseguir un panel de material compuesto y estratificado según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado por el hecho de que la resina poliuretánica (22) empleada en la fase (d) está constituida por, al menos, los componentes siguientes:
- poliol con una viscosidad de aprox. 660 \pm 50 mPaxs a 25ºC, (método de prueba según las normas DIN 53211);
- isocianato con una viscosidad de aprox. 200 \pm 40 mPaxs a 25ºC (método de prueba según las normas DIN 53211).
4. Método para conseguir un panel de material compuesto y estratificado según las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que en la fase (d) se vacía la resina poliuretánica (22) en el molde en correspondencia con el lado superior del molde.
5. Método para conseguir un panel de material compuesto y estratificado según las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que al menos en la fase (e) el molde es del tipo termostático a una temperatura de aprox. 50ºC \pm 10ºC, durante un tiempo de polimerización de aprox. 15 \pm 5.
6. Método para conseguir un panel de material compuesto y estratificado según las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que en la fase (e) las perlas de poliestireno (21) del tipo preexpandidas presentan una densidad de alrededor 20 g/lt con una oscilación de alrededor \pm 4 g/lt preferiblemente 18-20 g/lt y presentan un diámetro que comprende entre \diameter 4 mm y \diameter 12 mm preferiblemente \diameter 10 mm \pm 2 mm.
7. Método para conseguir un panel de material compuesto y estratificado según las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que en la fase (c) las perlas de poliestireno (21) son cargadas en el molde en cantidad igual o ligeramente mayor respecto al volumen interior.
8. Método para conseguir un panel de material compuesto y estratificado según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado por el hecho de que entre la fase (a) de predisposición del molde y la fase de cierre (b) se realiza una fase (g), que consiste en distribuir a lo largo de la moldura prevista en el molde para definir de forma perimetral del panel (A), en correspondencia con el lado donde se aplica el moldeo del borde del panel (A), un producto despegante.
9. Método para conseguir un panel de material compuesto y estratificado según las reivindicaciones 1, 2 y 8, caracterizado por el hecho de que antes de iniciar el ciclo de producción, cada hoja de revestimiento (1) es tratada preventivamente por el lado interior con una imprimación aglutinante.
10. Método para conseguir un panel de material compuesto y estratificado según las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que tras a la fase (f) se corta el panel (A) a medida y es contorneado por uno o más lados aplicando el perfil mediante técnica de encolado (3).
11. Panel de material compuesto y estratificado según la reivindicación 2, caracterizado por el hecho de que la hoja de revestimiento (1) es un laminado plástico.
12. Panel de material compuesto y estratificado según la reivindicación 2 y 11, caracterizado por el hecho de que el panel (A1) es un cuerpo paralelepípedo, revestido por ambos lados principales con una hoja de revestimiento (1), entre los cuales está interpuesto el núcleo de material compuesto (2), que contiene unas perlas de poliestireno (21) al menos parcialmente sumergidas en la resina poliuretánica (22), y en la cual de forma perimetral prevé un borde de revestimiento con un perfil (3).
13. Molde para producir un panel según la reivindicación 2 y obtenible por el método según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el molde está constituido por una prensa vertical, convenientemente dimensionada, del tipo termostática, cuyo molde y contrapunzón, ambos con caras llanas, se pueden abrirse, el uno respecto al otro, a modo de libro.
14. Molde para producir un panel según la reivindicación 2 y obtenible por el método según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el molde y/o el contrapunzón prevé a lo largo de los cuatro lados, la realización de un borde, el cual es sirve para la definición de la forma perimetral del borde del panel (A) y la determinación del espesor del panel (A).
15. Molde para producir un panel según la reivindicación 2 y obtenible por el método según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el dicho borde del molde es una moldura amovible y descomponible.
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