ES2255663T3 - Tablero estratificado para chapado exterior. - Google Patents
Tablero estratificado para chapado exterior.Info
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Abstract
Tablero estratificado (11) para chapado exterior que comprende un núcleo (13) de papel kraft impregnado con resina fenólica, al menos una capa de madera natural (14) y al menos una capa de cobertura superficial (15) que incluye una película de revestimiento (17) y una película de sustrato (16), caracterizado porque: a) la película de revestimiento (17) es una película con, al menos, una capa a base de poli(metacrilato de metilo) (PMMA) puro o modificado con la adición de otros polímetros; b) la película de sustrato (16) es un papel impregnado con un compuesto formado por una resina fenólica, en una proporción comprendida entre 95 y 80% en peso, y por un polímero promotor de la adherencia a dicha película de revestimiento (17) en una proporción comprendida entre 5 y 20% en peso.
Description
Tablero estratificado para chapado exterior.
La presente invención se refiere a un tablero
estratificado para chapar superficies situadas a la intemperie y,
en particular, a un tablero estratificado con, al menos, una capa de
madera natural.
Las propiedades estéticas de la madera natural la
hacen muy deseable como material básico de diversos tipos de
componentes de construcción y más particularmente de componentes de
chapado exterior.
Para resolver los problemas derivados del alto
coste y la degradabilidad a la intemperie de la madera natural, la
técnica ha venido proponiendo varias soluciones.
Una de ellas consiste en la conformación de un
tablero estratificado prensando, en condiciones determinadas de
presión y temperatura, un bloque constituido por una capa base
formada por un material celulósico, (al menos) una capa intermedia
formada por una lámina muy fina de madera natural y (al menos) una
capa de cobertura exterior formada por un material apropiado,
estando dichos materiales impregnados con resinas sintéticas que
contribuyen a crear un tablero muy compacto y resistente por la
aplicación de presión y calor.
En ese sentido, la patente suiza n° 477272,
publicada el 15 de octubre de 1969, ya describe tableros de ese
tipo con una capa base de material celulósico, dos capas intermedias
de lámina de madera y dos capas de cobertura exterior para proteger
adecuadamente la madera natural.
De los distintos materiales utilizados para la
conformación del tablero, son conocidas en la técnica diferentes
propuestas.
Así, en relación con la capa base, en la patente
francesa n° 2096943, cuya solicitud se puso a disposición del
público el 3 de marzo de 1972, se describe, en particular, la
utilización de papel kraft impregnado con una resina fenólica como
capa base o, utilizando la terminología de esta patente, como
elemento reforzante del tablero. Ese material sigue siendo
utilizado actualmente con la misma finalidad.
En relación con la capa de cobertura, la
tecnología ha ido ofreciendo multitud de materiales con propiedades
interesantes para proteger al tablero en las muy distintas
condiciones ambientales a las que puede estar sometido un tablero
expuesto permanentemente a la intemperie.
En este aspecto, son conocidas tanto soluciones
propuestas específicamente para tableros que incluyen láminas de
madera natural como soluciones propuestas para diversos tipos de
tableros estratificados de material celulósico formados mediante el
prensado de varias capas.
Seguidamente resumiremos brevemente algunas de
esas soluciones.
En la patente francesa 2310872, cuya solicitud se
puso a disposición del público el 10 de diciembre de 1976 se
mencionan capas de cobertura de papel celulósico impregnadas con
resina de melamina que pueden estar, además, coloreadas.
La solicitud de patente británica GB 2020199 A,
publicada el 14 de noviembre de 1979, describe un proceso de
fabricación de un papel celulósico revestido con resina de melamina
aplicable a diversos tipos de tableros para proporcionarle
resistencia a la abrasión y al calor y a la acción de determinados
productos químicos.
La patente española ES 8300047, publicada en
1983, describe dos tipos de capas de cobertura: una capa decorativa
impregnada con resina que es termoestable y una capa superior que
proporciona una superficie que protege contra la abrasión,
constituida, por ejemplo, por un papel
alfa-celulósico impregnado con una resina
termoestable de alta calidad, tal como melamina/formaldehído, que
se vuelve transparente por consolidación mediante calor y presión
del conjunto estratificado.
La patente europea EP 0281586, cuya solicitud fue
publicada el 10 de marzo de 1988, describe un tablero estratificado
con una capa superior de resina acrílica.
Más recientemente, se están utilizando para la
capa de cobertura superficial de tableros estratificados, uno o más
materiales exteriores - a los que llamaremos en adelante películas,
siguiendo la terminología utilizada habitualmente en la industria -
proporcionados por la industria química para satisfacer las
necesidades de cobertura de muy diferentes tipos de productos
industriales.
Entre estas películas, tienen especial interés
para la parte superior de la capa de cobertura de los tableros
estratificados que estamos considerando las películas a base de
poli(metacrilato de metilo) (PMMA). Sin embargo, es un
problema la adherencia de estas películas a las películas utilizadas
en la parte inferior y en contacto directo con la lámina de madera
natural, tal como por ejemplo, películas impregnadas con resinas
fenólicas.
La solicitud de patente internacional
WO-A-8911240 describe un tablero
estratificado que comprende un núcleo de material de madera
estratificado con una capa colorante intermedia, posiblemente hecha
de papel impregnado con fenol o melamina, y capas exteriores de una
resina termoplástica cargada, preferiblemente una resina de
poliéster o acrílica. El uso de dicho tablero en la fabricación de
encimeras de cocina es como se describe en dicha
patente.
patente.
La solicitud de patente europea
EP-A-343491 describe una estructura
estratificada adecuada para ser usada como un chapado exterior, que
comprende un película a base de poli(metacrilato de metilo)
coloreada y/o modelada, opcionalmente mezclada con poliacrilato,
estratificada a un película de cobertura de poli(metacrilato
de metilo) transparente o una cubierta bicapa de
poli(fluoruro de vinilideno)/poli(metacrilato de
metilo). Dicha estructura se estratifica luego a una capa de
madera.
En la solicitud de patente internacional WO
01/05587, publicada el 25 de enero de 2001, se propuso solucionar
ese inconveniente añadiendo un adhesivo y una película de celulosa
absorbente entre la película acrílica y la película situada sobre
la lámina de madera natural, estando ambas películas impregnadas con
una resina de la misma natu-
raleza.
raleza.
Esa solución es costosa y, por ello, la presente
invención propone una solución alternativa al problema mencionado,
con ventajas adicionales.
El objeto de la presente invención es un tablero
estratificado para chapado exterior que incluye un núcleo de papel
kraft impregnado con resina fenólica, al menos una lámina de madera
natural y, al menos, una capa de cobertura superficial que incluye
una película de revestimiento que proporciona al tablero alta
resistencia frente a los diversos agentes atmosféricos (humedad,
radiación solar, etc.) y una película de sustrato que permita buena
adherencia de dicha película de revestimiento durante la fabricación
del tablero mediante la consolidación y compactación de sus
componentes por la aplicación de presión y calor.
Como películas de revestimiento también se
consideran apropiadas tanto una película monocapa a base de
poli(metacrilato de metilo) (PMMA), que tiene buenas
propiedades superficiales frente a los diversos agentes
atmosféricos, como una película bicapa sobre una capa inferior a
base de poli(metacrilato de metilo) (PMMA) y una capa
superior a base de poli(fluoruro de vinilideno) (PVDF) que
tiene mejores prestaciones que la anterior como componente
protector para el tablero, o una película monocapa PMMA/PVDF (con el
PVDF dispersado en el PMMA) que da similares prestaciones que la
anterior.
Como película de sustrato se propone la
utilización de un papel impregnado con un compuesto formado por una
resina fenólica, en una proporción comprendida entre 80 y 95% en
peso, y un polímero promotor de la adherencia de la película de
revestimiento en una proporción comprendida entre 5 y 20% en
peso.
Estos polímeros promotores de la adherencia
incluyen los polímeros acrílicos, de melamina y de urea, así como
sus combinaciones.
La ventaja fundamental de la presente invención
radica en la posibilidad de utilizar varias películas de
revestimiento de alta calidad proporcionadas por la industria
química para muy distintas aplicaciones en la fabricación de
tableros estratificados con una lámina de madera natural, utilizando
el procedimiento tradicional de prensado en una determinadas
condiciones de presión y temperatura y sin necesidad de utilizar
capas específicas de adhesivo.
Otras características y ventajas de la presente
invención se deducirán de la descripción detallada de la invención
que se realiza a continuación con referencia a los dibujos que se
acompañan.
La Figura 1 muestra una vista esquemática de la
sección transversal de un tablero estratificado conocido en la
técnica.
La Figura 2 muestra una vista esquemática de la
sección transversal de un tablero estratificado según la presente
invención.
La presente invención se basa en un tablero que
la firma solicitante viene fabricando y comercializando desde el
año 1994, con la denominación comercial PARKLEX 1000 y que se
describirá brevemente con referencia a la Fi-
gura 1.
gura 1.
Los componentes básicos del tablero 1, todos
ellos disponibles en el mercado, son un núcleo 3 de papel kraft
impregnado con resinas fenólicas, láminas finas de madera 4, 4' y
capas de cobertura 5, 5' formadas por al menos un película
impregnada con una resina que le confiere un aspecto estético y unas
propiedades superficiales apropiadas para su finalidad.
El experto en la materia entenderá que el tablero
1 conocido en la técnica puede incluir componentes adicionales a
los mencionados, tales como películas con fines decorativos para,
por ejemplo, proporcionar al tablero unas determinadas
ornamentaciones o color o películas interpuestas entre el núcleo 3 y
las láminas de madera 4, 4' para evitar que las resinas fenólicas
del núcleo 3 puedan modificar el color de la madera natural.
Este conjunto se somete a determinadas
condiciones de presión y calor que provocan su compactación y
consolidación - en las que juega un papel determinante la
polimerización de las resinas mencionadas - dando como resultado un
producto con el aspecto de la madera natural, pero con una
resistencia a la intemperie muy superior.
De acuerdo con la presente invención, se pueden
mejorar las propiedades superficiales de dicho tablero modificando
su capa de cobertura de manera que mientras se mantenga el
procedimiento de fabricación del tablero mediante el prensado de
sus componentes en determinadas condiciones de presión y
temperatura, se puedan utilizar en la parte de superior de la capa
de cobertura algunas películas ofrecidas por la industria, y con
propiedades especialmente apropiadas para los tableros que se están
considerando en la presente invención, tales como, en particular,
películas a base de poli(metacrilato de de metilo) (PMMA) y
películas a base de poli(metacrilato de metilo) (PMMA) y en
poli(fluoruro de vinilideno) (PVDF).
Un ejemplo de las primeras es la película
PLEXIGLAS® 99845 comercializada por Röhm GmbH & Co. KG.
Como ejemplo de las segundas puede citarse la
película EUROPLEX® 99710 comercializada por Röhm GmbH & Co. KG
y las películas KYNAR® PVDF comercializadas por Atofina Chemicals
Inc. Como propiedades destacables de estas películas pueden
mencionarse las siguientes:
- -
- resistencia mecánica y dureza
- -
- alta resistencia a la abrasión
- -
- alta estabilidad térmica
- -
- alta resistencia dieléctrica
- -
- alto grado de pureza
- -
- facilidad de fusión
- -
- resistencia a la mayoría de los productos químicos y disolventes
- -
- resistencia a los rayos ultravioleta y a la radiación nuclear
- -
- resistencia a los agentes atmosféricos
- -
- resistencia a cualquier tipo de hongos
- -
- baja permeabilidad para la mayoría de gases y líquidos, y
- -
- bajos niveles de llama y humo.
Como se ilustra en la Figura 2, el tablero 11
según la invención tiene un núcleo 13 de papel kraft impregnado con
resinas fenólicas y unas capas de madera 14, 14' exactamente iguales
que el tablero 1 conocido previamente en la técnica. Sin embargo, a
diferencia de él, las capas de cobertura 15, 15' están formadas por
una película de revestimiento externo 17, 17', tales como las ya
citadas, y películas de sustrato 16, 16' que, al mismo tiempo que
aportan un determinado aspecto estético al producto, también
permiten una buena adherencia a las películas de revesti-
miento 17, 17'.
miento 17, 17'.
Se pretende con ello que las propiedades barrera
de la película de revestimiento frente a los agentes atmosféricos,
tales como la radiación UV y el agua, sean conferidas al tablero,
mejorando consiguientemente sus propiedades frente a dichos
agentes.
La firma solicitante de la presente invención no
conoce ningún producto comercial que pueda actuar como las
películas de sustrato 16, 16', facilitando la adherencia de las
películas de revestimiento 17, 17' sin necesidad de una capa
adhesiva interpuesta entre ambas películas, pero ha encontrado que
puede cumplir satisfactoriamente esa función una fina hoja de papel
impregnada con una resina formada por una resina fenólica, como
componente mayoritario y por un polímero promotor de la adherencia
como componente minoritario (entre 5 y 20% en peso),.
Se ha encontrado, de manera sorprendente, que los
polímeros acrílicos, de melamina y de urea, puros o combinados
entre sí, en proporciones comprendidas entre 5 y 20% en peso como ya
se ha mencionado, actúan satisfactoriamente como polímeros
promotores de la adherencia de películas de revestimiento monocapa
basadas en PMMA, tal como PLEXIGLAS® 99845, o películas bicapa con
su capa inferior a base de PMMA, tal como EUROPLEX® 99710.
Por su solubilidad en agua, la utilización de un
polímero de melamina, resulta de especial interés en combinación
con resinas fenólicas de base acuosa. Adicionalmente, se ha
observado que este polímero mejora la resistencia a los rayos
UV.
El proceso de obtención de dicha película de
sustrato 16, 16' es el tradicional: hacer pasar una hoja de papel
por un baño de resina con la composición mencionada y por una serie
de rodillos de impregnación. A la salida de este baño la hoja
húmeda pasa por un túnel de secado donde se ajustan, mediante el
control de la temperatura y la velocidad de la hoja, su nivel de
humedad y el progreso de la reacción de polimerización de la
resina.
Si bien en la descripción precedente se ha hecho
siempre mención a un tablero con estructura simétrica, el experto
en la técnica entenderá que también están comprendidos dentro del
alcance de la invención tableros configurados de manera diferente,
especialmente en la cara destinada a no ser vista. En estos casos,
en la cara no vista, la lámina de madera 14' y la capa de cobertura
15' pueden ser sustituidas por otros componentes. Por ejemplo, en
vez de películas de revestimiento acrílicas o fluoradas como los
mencionadas pueden usarse otras películas de materiales como PVC,
polipropilenos o poliésteres que no son resistentes a la radiación
UV pero si a la humedad.
Para una mejor ilustración de la invención se
describen seguidamente varios ejemplos de realización de la
misma.
Sobre la superficie exterior de la capa de madera
del tablero se dispone una película de sustrato compuesta por un
papel de 42 g/m^{2} impregnado con una resina fenólica (resina de
fenol-formaldehído de tipo resol) de base acuosa en
la que se ha disuelto una resina de melamina en una proporción de
10% (p/p) y sobre la que, como película de revestimiento, se
dispone la película EUROPLEX 99.710 de la compañía Röhm, estando en
contacto su parte acrílica con la película de sustrato y quedando
la película de PVDF en el exterior del tablero. Este conjunto se
somete a una presión entre 5 y 10 MPa y 140ºC durante 15
minutos.
Sobre la superficie exterior de la capa de madera
del tablero se dispone una película de sustrato compuesta por un
papel de 42 g/m^{2} impregnada con una resina fenólica de base
acuosa en la que se ha disuelto una resina acrílica de melamina en
una proporción de 10% (p/p) y sobre la que, como película de
revestimiento, se dispone la película PLEXIGLAS 99845 de la
compañía Röhm. Este conjunto se somete a una presión entre 5 y 10
MPa y 140ºC durante 15 minutos.
Seguidamente mostraremos los resultados de
algunos ensayos realizados con distintos tipos de tableros.
En primer lugar, mostraremos en la Tabla 1 los
resultados de los ensayos de adherencia. La eficacia protectora de
los películas frente a la humedad y a la radiación solar depende de
una adecuada adherencia a la superficie del tablero. La evaluación
de esta adherencia se realiza por simple observación visual del
aspecto superficial del tablero después de ser sometido a distintos
tratamientos.
En la Tabla 1 se recogen los resultados de los
ensayos de adherencia para:
- -
- tablero con película EUROPLEX 99.710 como película de revestimiento dispuesta sobre un película de sustrato impregnada con exclusivamente una resina fenólica, (T2)
- -
- tablero según el ejemplo 1 (T3)
- -
- tablero según el ejemplo 2 (T4)
Los tratamientos fueron:
- -
- sin tratamiento (E1)
- -
- inmersión en agua a 65ºC durante 48 horas (E2)
- -
- inmersión en agua a ebullición durante 2 horas (E3)
- -
- permanencia en una cámara de envejecimiento "Solarbox" durante distintos periodos de tiempo comprendidos entre 100 y 1500 horas (E4100 a E41500).
| T2 | T3 | T4 | |
| E1 | Muy buena | Muy buena | Muy buena |
| E2 | Satisfactoria | Muy buena | Muy buena |
| E3 | Mala | Muy buena | Buena |
| E4_{100} | Muy buena | Muy buena | Muy buena |
| E4_{500} | Satisfactoria | Muy buena | Muy buena |
| E4_{1500} | Mala | Muy buena | Buena |
| Muy buena: ningún síntoma de despegado. Inalterada. | |||
| Buena: ampollas muy pequeñas o velado muy ligero. | |||
| Satisfactoria: ampollas pequeñas o velado ligero. | |||
| Mala: ampollas evidentes o velado. | |||
| Muy mala: despegue total de la película. |
Estos resultados muestran una mejora evidente en
la adherencia de las películas cuando se usan películas de sustrato
según la invención. Esta mejora se manifiesta en un mejor aspecto
superficial de los tableros sometidos a tratamientos de inmersión
en agua.
En segundo lugar, y en la Tabla 2, se muestran
los resultados de los ensayos de absorción de humedad en términos
del aumento de peso de las probetas tras su inmersión en agua a
ebullición durante 2 horas. La absorción de humedad es un parámetro
de vital importancia ya que es la acción combinada del agua, el
oxígeno y la radiación solar la que desencadena los principales
procesos de degradación de los componentes del tablero. Se ha
añadido a los tableros ensayados un tablero sin película de
revestimiento (T1).
| T1 | T2 | T3 | T4 | |
| E3 | 1,28% | 1,17% | 0,66% | 0,71% |
Estos resultados muestran que la incorporación de
películas de revestimiento reduce la absorción de agua y que esta
reducción es tanto mayor cuanto mejor es el nivel de adherencia con
la película de sustrato. Los películas bicapa con superficies
fluoradas, y por tanto muy hidrófobas, presentan las mejores
prestaciones.
Finalmente en la Tabla 3 se muestran los
resultados de los ensayos de envejecimiento acelerado realizados en
cámaras "Solarbox 1500" y sometidas a dos ciclos "período
seco/período húmedo" diferentes (en el período seco las probetas
son sometidas a radiación UV en seco y en el período húmedo son
sometidas a la misma radiación pero sumergidas en 1 mm de agua).
Los ciclos fueron 2 horas/2 horas; y 3 horas/1 hora.
Aunque la agresividad de los dos ciclos es
diferente y el nivel de degradación también, las diferencias de
comportamiento entre los diferentes tableros se repiten, por lo que
los resultados de los dos tipos de ensayo se resumen en la Tabla 3.
En este caso la evaluación se hace según la norma ISO
105-A 02 ("Escala de Grises"), que mide el
blanqueamiento progresivo de la superficie desde la inalterabilidad
(5) hasta el blanqueamiento total (1).
| T1 | T2 | T3 | T4 | |
| E4_{100} | 4 | 5 | 5 | 5 |
| E4_{500} | 3 – 2 | 4* | 5 | 5 |
| E4_{1500} | 1 | 3** | 5 | 4 |
| *: Comienzo del despegado de la película (pequeñas ampollas en los bordes) | ||||
| **: Despegado de la película (ampollas evidentes y despegue en los bordes) |
Los resultados muestran que la incorporación de
películas de revestimiento que actúan corno filtros para la
radiación UV y el agua mejoran notablemente la resistencia a la
intemperie de los tableros y que esta resistencia es tanto mayor
cuanto mejor es el nivel de adherencia a la película de substrato.
Los películas acrílicas bicapa con superficies fluoradas presentan
las mejores prestaciones.
Aunque se ha descrito y representado una
realización de la invención, es evidente que pueden introducirse en
ella modificaciones comprendidas dentro de su alcance, no debiendo
considerarse limitado éste a dicha realización, sino únicamente al
contenido de las reivindicaciones siguientes:
Claims (7)
1. Tablero estratificado (11) para chapado
exterior que comprende un núcleo (13) de papel kraft impregnado con
resina fenólica, al menos una capa de madera natural (14) y al menos
una capa de cobertura superficial (15) que incluye una película de
revestimiento (17) y una película de sustrato (16),
caracterizado porque:
a) la película de revestimiento (17) es una
película con, al menos, una capa a base de poli(metacrilato
de metilo) (PMMA) puro o modificado con la adición de otros
polímetros;
b) la película de sustrato (16) es un papel
impregnado con un compuesto formado por una resina fenólica, en una
proporción comprendida entre 95 y 80% en peso, y por un polímero
promotor de la adherencia a dicha película de revestimiento (17) en
una proporción comprendida entre 5 y 20% en peso.
2. Tablero estratificado (11) según la
reivindicación 1, caracterizado porque el polímero promotor
de la adherencia es un polímero acrílico.
3. Tablero estratificado (11) según la
reivindicación 1, caracterizado porque el polímero promotor
de la adherencia es un polímero de melamina.
4. Tablero estratificado (11) según la
reivindicación 1, caracterizado porque el polímero promotor
de la adherencia es un polímero de urea.
5. Tablero estratificado (11) según la
reivindicación 1, caracterizado porque el polímero promotor
de la adherencia es una combinación de un polímero acrílico y/o un
polímero de melamina y/o un polímero de urea.
6. Tablero estratificado (11) según una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado
porque la película de revestimiento (17) es una película monocapa a
base de poli(metacrilato de metilo) (PMMA) modificado con
poli(fluoruro de vinilideno) (PVDF).
7. Tablero estratificado (11) según una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado
porque la película de revestimiento (17) es una película bicapa con
una capa superior a base de poli(fluoruro de vinilideno)
(PVDF).
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