ES2317521T3 - Procedimiento de elaboracion de capas de poliuretano y su empleo como cuero sintetico. - Google Patents

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Abstract

Procedimiento de elaboración de una capa de poliuretano, comprendiendo los pasos i) Provisión de una capa separadora, ii) Aplicación de componentes del sistema de poliuretano, comprendiendo un componente isocianato (a) y un componente poliol (b), estando ambos componentes libres de disolventes, sobre la capa separadora, iii) Si fuera necesario, aplicación de una capa de sustrato sobre los componentes del sistema de poliuretano, iv) Curado de los componentes del sistema de poliuretano para formar una capa de poliuretano, v) Separación de la capa separadora de la capa de poliuretano.

Description

Procedimiento de elaboración de capas de poliuretano y su empleo como cuero sintético.
La presente invención hace referencia a un procedimiento, preferentemente un procedimiento libre de disolventes, para la elaboración de una capa de poliuretano y su empleo como cuero sintético.
El empleo de resinas de poliuretano para la elaboración de cuero sintético es conocido y, por ejemplo, la EP 1143063 describe resinas apropiadas. En el estado actual de la técnica se emplean además habitualmente dos procedimientos de elaboración de cuero sintético, el llamado "procedimiento en seco" y el llamado "procedimiento húmedo". En el procedimiento en seco se emplean en este contexto habitualmente resinas de poliuretano y en el procedimiento húmedo se emplean suspensiones de poliuretano. En la Figura 1 se explica el procedimiento en seco, en la Figura 2 el procedimiento húmedo.
En las Figuras 1 y 2 significa:
1
capa separadora
2
aplicación resina de poliuretano en disolvente
3
rasqueta
4
horno
5
rodillo refrigerante
6
capa de sustrato
7
rodillo de laminado
8
tambor de enfriamiento
9
husillo de producto
10
aplicación suspensión PUR
11
baño de coagulación
12
baño de lavado
13
rodillo de prensado
14
cuero sintético
Ambos procedimientos tienen en común, que son técnicamente complejos, entre otros, porque tiene que utilizarse una cantidad considerable de disolventes en los procedimientos, que sirvan para la disolución de las resinas de poliuretano o de la suspensión de poliuretano.
Es, por tanto, objetivo de la invención proporcionar un procedimiento de elaboración de una capa de poliuretano, que pueda emplearse preferentemente como cuero sintético, que pueda operar con menor coste técnico que los procedimientos conocidos del estado actual de la técnica. Particularmente, era objetivo de la invención proporcionar un procedimiento libre de disolventes para la elaboración de una capa de poliuretano, que pueda emplearse preferentemente como cuero sintético. Era además objetivo de la invención proporcionar un procedimiento de elaboración de una capa de poliuretano, que pueda emplearse preferentemente como cuero sintético, que se lleve a cabo con una corta línea de producción, por ejemplo, de aprox. 20 a 40 metros.
El objetivo podía resolverse no añadiendo poliuretano al disolvente, sino aplicando componentes del sistema de poliuretano, que curen tras la aplicación al poliuretano. El objetivo podía resolverse particularmente aplicando componentes del sistema de poliuretano especialmente desarrollados.
Es, por tanto, objeto de la invención un procedimiento de elaboración de una capa de poliuretano, comprendiendo los pasos
i)
provisión de una capa separadora,
ii)
aplicación de componentes del sistema de poliuretano sobre la capa separadora,
iii)
si fuera necesario, aplicación de una capa de sustrato sobre los componentes del sistema de poliuretano,
iv)
curado de los componentes del sistema de poliuretano para formar una capa de poliuretano,
v)
separación de la capa separadora de de la capa de poliuretano.
El procedimiento conforme a la invención sirve para la elaboración de una capa de poliuretano conforme a la invención. Esta capa de poliuretano tiene habitualmente un espesor de 0,01 mm a 20 mm, preferentemente de 0,1 mm a 10 mm, de manera especialmente preferente de 0,5 mm a 5 mm.
Es asimismo objeto de la invención una capa de poliuretano, obtenible por el procedimiento conforme a la invención.
El procedimiento conforme a la invención comprende en el paso i) una capa separadora. En principio, resulta apropiada como capa separadora cualquier capa que posibilite, que se puedan aplicar sobre ella componentes del sistema de poliuretano, transformarse en poliuretano y separar de nuevo el poliuretano resultante de la capa separadora.
La capa separadora presenta habitualmente un espesor de 0,001 mm (mm) a 10 mm, preferentemente de 0,01 mm a 5 mm, particularmente de 0,1 mm a 2 mm.
Las capas separadoras apropiada se conocen habitualmente en el ámbito técnico en el ámbito técnico bajo el término "release paper". Son ejemplos de capas separadoras apropiadas las capas, por ejemplo, láminas, de metal, plástico o papel.
En un modo de ejecución preferente se emplea una capa de papel como capa separadora, revestida, si fuera necesario, con un plástico. En este contexto, la capa de papel está revestida preferentemente con una poliolefina, preferentemente polipropileno. Alternativamente se reviste la capa de papel preferentemente con silicona.
En un modo de ejecución preferente alternativo se emplea una capa de PET (= polietilentereftalato) como capa separadora, revestida, si fuera necesario, con un plástico. En este contexto, la capa de PET está revestida preferentemente con una poliolefina, preferentemente polipropileno. Alternativamente se reviste la capa de PET preferentemente con silicona.
Los ejemplos de capas separadoras apropiadas pueden adquirirse comercialmente. Son fabricantes conocidos en el ámbito técnico, por ejemplo, Warren (Sappi, EE.UU.), Binda (Italia), Arjo Wiggins (R.U./EE.UU.) y Lintec (Japón).
Las capas separadoras empleadas pueden tener una superficie lisa o rugosa. El tipo de la capa separadora se ajusta al mismo tiempo a la superficie deseada de la capa polimérica resultante en el procedimiento conforme a la invención. Si se desea una capa de poliuretano resultante con una superficie lisa, la capa separadora presentará asimismo una superficie lisa. Si se desea una capa de poliuretano resultante con una superficie rugosa o estampada, la capa separadora presentará asimismo una superficie rugosa o estampada.
La capa separadora se estampa preferentemente de tal manera, que el producto presente una granulosidad del cuero.
En el paso (ii) del procedimiento conforme a la invención se aplican los componentes del sistema de poliuretano sobre la capa separadora. La aplicación se lleva a cabo en este contexto preferentemente sólo sobre una cara de la capa separadora.
La aplicación de los componentes del sistema de poliuretano se lleva a cabo preferentemente de manera superficial, es decir, los componentes del sistema de poliuretano se aplican de forma que toda la superficie de la capa separadora quede recubierta de componentes del sistema de poliuretano.
La aplicación de los componentes del sistema de poliuretano puede realizarse generalmente con todos los métodos que permitan aplicar una capa de componentes del sistema de poliuretano, que puedan curarse para formar una capa de poliuretano con un espesor apropiado. La aplicación de los componentes del sistema de poliuretano se lleva a cabo preferentemente mediante moldeado o sobreinyección.
Por moldeado ha de entenderse habitualmente la aplicación del material líquido (componentes del sistema de poliuretano) por medio de un cabezal de mezclado. La aplicación se lleva a cabo preferentemente en el procedimiento a alta o a baja presión a través de cabezales de mezclado habituales, por ejemplo, como unidad dosificadora se emplean Puromates del Fab. Krauss Maffei. El material se aplica preferentemente en un flujo laminar de material.
Por sobreinyección ha de entenderse la aplicación del material líquido a través de un cabezal de pulverizado. El cabezal de pulverizado vaporiza preferentemente el material en gotitas, particularmente en finas gotitas. Se origina además preferentemente un chorro de pulverizado en abanico. En este contexto, los componentes del sistema de poliuretano se rocían preferentemente en forma de partículas (encontrándose las partículas preferentemente en forma de gotitas) con un diámetro de partícula de 1 a 500 \mum, de manera especialmente preferente de 10 a 100 \mum.
Los componentes del sistema de poliuretano se aplican en el procedimiento conforme a la invención habitualmente en una cantidad tal, que la capa de poliuretano resultante tenga un espesor de 0,01 mm (mm) a 20 mm, preferentemente de 0,1 mm a 10 mm, de manera especialmente preferente de 0,5 mm a 5 mm.
El término componentes del sistema de poliuretano comprende habitualmente un componente isocianato (a) y un componente poliol (b).
El componente isocianato (a) contiene poliisocianatos. Los poliisocianatos empleados comprenden los di- y/o poliisocianatos alifáticos, cicloalifáticos y particularmente aromáticos habituales. Preferentemente se emplean toluilendiisocianato (TDI), difenilmetandiisocianato (MDI) y mezclas de difenilmetandiisocianato y polifenilenpolimetilenpoliisocianatos (MDI puro), particularmente difenilmetandiisocianato (MDI).
Los isocianatos o también los prepolímeros de isocianato descritos posteriormente pueden estar también modificados, por ejemplo, mediante la incorporación de grupos uretodiona, carbamato, isocianurato, carbodiimida, alofanato. Pueden emplearse además mezclas de los diferentes isocianatos. Preferentemente se emplean isocianatos modificados con carbodiimida. Estos se emplean preferentemente en una cantidad del 1 al 20% en peso, más preferentemente del 2 a 10% en peso, relativo al peso total del componente isocianato (a).
Los poliisocianatos (a) pueden utilizarse también en forma de prepolímeros de poliisocianato. Estos prepolímeros son conocidos en el estado actual de la técnica. La elaboración se lleva a cabo de manera conocida, en la medida en la que los poliisocianatos (a) descritos anteriormente, con los que se transforman los compuestos descritos posteriormente con átomos de hidrógeno reactivos frente a los isocianatos (b) para obtener el prepolímero. La reacción puede realizarse, por ejemplo, a temperaturas de aprox. 80ºC. La razón poliol-poliisocianato se selecciona generalmente de forma que el contenido en NCO del prepolímero sea del 8 al 25% en peso, preferentemente del 10 al 24% en peso, de manera especialmente preferente del 13 al 23% en peso.
De manera especialmente preferente se emplea una mezcla de difenilmetandiisocianato y politetrahidrofurano (PTHF), particularmente PTHF con un peso molecular medio en número de 1000 a 2500, como componente isocianato (a). Esta mezcla tiene preferentemente un contenido en NCO del 14 al 22%, de manera especialmente preferente del 16 al 20%.
El componente poliol (b) puede contener, en principio, compuestos con átomos de hidrógeno reactivos frente a los isocianatos. Estos compuestos son aquellos que porten dos o más grupos reactivos en la molécula, seleccionados entre los grupos OH, grupos SH, grupos NH, grupos NH_{2} y grupos CH ácidos, como por ejemplo, los grupos \beta-diceto. En función de la selección de los componentes (b), el término poliuretanos abarca, en el contexto de esta invención, generalmente los productos de poliadición de poliisocianato, por ejemplo, también las poliureas.
El componente poliol (b) contiene preferentemente polieteroles y poliesteroles. Estos son generalmente conocidos y se describen, por ejemplo, en "Manual de los Plásticos Poliuretanos" Günter Oertel, Editorial Carl-Hanser, 2ª Ed. 1983, capt. 3.1.1. Otras denominaciones alternativas, asimismo habituales en el ámbito técnico, son polieterpolioles o poliéteralcoholes y/o poliésterpolioles o poliésteralcoholes.
Si se emplean poliesteroles, entonces estos se elaboran habitualmente mediante condensación de alcoholes multifuncionales, con de 2 a 12 átomos de carbono, preferentemente de 2 a 6 átomos de carbono, con ácidos carboxílicos multifuncionales con de 2 a 12 átomos de carbono, por ejemplo, ácido succínico, ácido glutárico, ácido adípico, ácido suberínico, ácido azelaico, ácido sebácico, ácido decandicarboxílico, ácido maleico, ácido fumárico y preferentemente ácido ftálico, ácido isoftálico, ácido terfftálico y los ácidos naftalindicarboxílicos isoméricos.
Si se emplean polieteroles, entonces estos se elaboran generalmente por procedimientos conocidos, por ejemplo, mediante polimerización aniónica con hidróxidos alcalinos como catalizadores y con adición de una molécula de arranque contiene varios átomos de hidrógeno reactivos combinados, de uno o varios óxidos de alquileno, seleccionados entre óxido de propileno (PO) y óxido de etileno (EO), óxido de butileno y tetrahidrofurano.
Como polieteroles (b) pueden emplearse además los llamados polieteroles bajamente insaturados. Por polioles bajamente insaturados se entienden, en el contexto de esta invención, particularmente los poliéteralcoholes con un contenido en compuestos insaturados de menos de 0,02 meq/g, preferentemente menos de 0,01 meq/g. Estos poliéteralcoholes se elaboran mediante adición de óxido de etileno y/o óxido de propileno y mezclas de estos a alcoholes al menos bifuncionales en presencia de los llamados catalizadores de cianuro metálico doble.
Los óxidos de alquileno se pueden emplear individualmente, sucesivamente alternantes o como mezclas. El empleo de una mezcla EO/PO conduce a un poliéterpoliol con distribución estadística de unidades PO/EO. Es posible, aplicar primero una mezcla PO/EO y emplear entonces, antes de interrupción de la polimerización, sólo PO o EO, obteniéndose entonces un poliéterpoliol con capa final de PO y/o de EO.
Como moléculas de arranque se emplean habitualmente compuestos NH- u OH-funcionales como agua, aminas o alcoholes. Preferentemente se emplean alcoholes de bi- a hexavelentes, como etanodiol, propanodiol-1,2 y -1,3, dietilenglicol, dipropilenglicol, butanodiol-1,4, hexanodiol-1,6,glicerol, trimetilolpropano, pentaeritrita y/o sorbita.
Se emplean además preferentemente polieteroles, obtenidos mediante polimerización con apertura del anillo de tetrahidrofurano. Estos politetrahidrofuranos tienen preferentemente una funcionalidad de aprox. 2. Tienen además preferentemente un peso molecular medio de 500 a 4000 g/mol, preferentemente de 700 a 3000 g/mol, de manera especialmente preferente de 900 a 2500 g/mol. El politetrahidrofurano (= PTHF) se conoce en el ámbito técnico también bajo las denominaciones tetrametilenglicol (= PTMG), politetrametilenglicoléter (= PTMEG) o óxidos de politetrametileno (= PTMO).
Junto a los los polieterpolioles citados anteriormente, el componente poliol (b) puede contener también agentes habituales de alargamiento de la cadena.
En un modo de ejecución preferente, el componente poliol contiene uno o varios componentes seleccionados entre
(b-1)
un poliol, preferentemente un poliéterpoliol, con peso molecular medio en número de 500 g/mol a menos de 3000 g/mol
(b-2)
un poliol, preferentemente un poliéterpoliol, con peso molecular medio en número de 3000 g/mol a 8000 g/mol
(b-3)
un agente de alargamiento de la cadena con un peso molecular de menos de 400 g/mol.
En un modo de ejecución preferente, se emplea un poliéterol o un poliésterol en los componentes (b-1), de manera especialmente preferente un poliéterpoliol, con un peso molecular medio en número de 500 a menos de 3000 g/mol, preferentemente de 800 a 2500 g/mol, de manera especialmente preferente de 1000 a 2200 g/mol, como componente (b1).
Los componentes (b-1) presentan habitualmente una funcionalidad media de 1,8 a 3, más preferentemente de 1,9 a 2,1, particularmente de 2,0. En este contexto ha de entenderse por funcionalidad la "funcionalidad OH teórica", resultante de la funcionalidad de las moléculas de arranque empleadas.
De manera especialmente preferente se emplea politetrahidrofurano como componente (b-1). Se emplea particularmente politetrahidrofurano con un peso molecular medio en número de 1000 a 2000 g/mol.
Los componentes (b-1) se encuentran habitualmente en los componentes (b) en una cantidad del 30 al 100% en peso, preferentemente del 50 al 90% en peso, relativo al peso total de los componentes (b).
En un modo de ejecución preferente, se emplea un poliéterol o un poliésterol como componente (b1) en los componentes (b-2), de manera especialmente preferente un poliéterpoliol, con un peso molecular medio en número de 3000 a 8000 g/mol, preferentemente de 3500 a 7000 g/mol, de manera especialmente preferente de 4000 a 6000 g/mol.
Los componentes (b-2) tienen habitualmente una funcionalidad media de 1,9 a 6, más preferentemente de 2,3 a 4, particularmente de 3,0. En este contexto ha de entenderse por funcionalidad la "funcionalidad OH teórica", resultante de la funcionalidad de las moléculas de arranque empleadas.
De manera especialmente preferente se emplea un poliéterpoliol como componente (b-2), obtenible mediante propoxilación y/o etoxilación de glicerol o trimetilolpropano, particularmente con bloque final de EO. Este poliéterpoliol tiene preferentemente un peso molecular medio de 4500 a 6000 g/mol.
Los componentes (b-2) se encuentran habitualmente en los componentes (b) en una cantidad del 5 al 80% en peso, preferentemente del 10 al 30% en peso, relativo al peso total de los componentes (b).
El componente poliol (b) puede contener además agentes de alargamiento de la cadena como componente (b-3). Los agentes de alargamiento de la cadena apropiados son conocidos en el estado actual de la técnica. Preferentemente se emplean 2-alcoholes con pesos moleculares inferiores a 400 g/mol, particularmente en el rango de 60 a 150 g/mol. Son ejemplos: etilenglicol, propilenglicol, dietilenglicol, butanodiol-1,4,dipropilenglicol, tripropilenglicol. Preferentemente se emplea 1,4-butanodiol.
El agente de alargamiento de la cadena se emplea habitualmente en una cantidad del 5 al 20% en peso, preferentemente del 7 al 16% en peso, de manera especialmente preferente del 9 al 15% en peso, relativo al peso total de los componentes (b).
En un modo de ejecución preferente, la reacción de los componentes del sistema de poliuretano (a) y (b) se lleva a cabo en ausencia de agente inflante. La capa de poliuretano resultante será entonces un poliuretano compacto. En el contexto de este invención se conocen por poliuretano compacto los poliuretanos elaborados sin adición de agentes inflantes. La capa de poliuretano resultante de este modo de ejecución tiene habitualmente una densidad de 0,6 a 1,2 kg/L, preferentemente de 0,8 a 1,1 kg/L.
Si fuera necesario, el componente poliol (b) empleado puede contener, sin embargo, de manera técnicamente condicionada una baja proporción de agua residual. Este será particularmente el caso, cuando no se emplee ningún separador de aguas como componente (e). El contenido en agua residual es preferentemente inferior al 0,5% en peso, de manera especialmente preferente inferior al 0,2% en peso, relativo al peso total del componente (b) utili-
zado.
En un modo de ejecución alternativo puede a la reacción de los componentes (a) y (b) un agente inflante (c) añadirse. La adición del agente inflante conlleva preferentemente una mejora de la permeabilidad al aire de la capa de poliuretano resultante.
Como agente inflante pueden utilizarse compuestos generalmente conocidos que actúen química o físicamente. Como agente inflante que actúa químicamente puede utilizarse preferentemente agua. Son ejemplos de agentes inflantes físicos los hidrocarburos (ciclo)alifáticos inertes con de 4 a 8 átomos de carbono, preferentemente con un punto de ebullición de menos de 60ºC.
El agente inflante se emplea generalmente en una cantidad del 0,05 al 10%, preferentemente del 0,1 al 5%, relativo al peso total de los componentes (b) a (f). La capa de poliuretano resultante de este modo de ejecución tiene habitualmente una densidad de 0,5 a 1,1 kg/L, preferentemente de 0,7 a 0,9 kg/L.
En un modo de ejecución preferente, el componente poliol (b) contiene al componente (d). En el caso del componente (d) se trata de materiales de relleno. En este contexto resultan generalmente apropiados los materiales de relleno habituales, conocidos en el ámbito de la química del poliuretano. Son ejemplos de materiales de relleno apropiados: fibras de vidrio, fibras minerales, fibras naturales, como por ejemplo, lino, yute o sisal, copos de vidrio, silicatos como la mica, sales, como carbonato cálcico, tiza o yeso.
Preferentemente se emplean materiales de relleno, que produzcan grietas en la capa de poliuretano durante el estiramiento del poliuretano resultante. Estas grietas conllevan generalmente el aumento de la permeabilidad al aire. De manera especialmente preferente se emplea carbonato cálcico como material de relleno.
El componente (d) se emplea habitualmente en una cantidad del 0,5 al 60% en peso, preferentemente del 3 al 10% en peso, relativo al peso total de los componentes (b) a (f).
En un modo de ejecución preferente, el componente poliol (b) contiene al componente (e). En el caso del componente (e) se trata de un separador de aguas. En este contexto resultan generalmente apropiados los materiales de relleno habituales, conocidos en el ámbito de la química del poliuretano. Son ejemplos de separadores de aguas apropiados las zeolitas, particularmente en forma de pastas de zeolitas (por ejemplo, Baylith® L-Paste 3A).
El componente (e) se emplea habitualmente en una cantidad del 1 al 10% en peso, preferentemente del 3 al 8 % en peso, relativo al peso total de los componentes (b) a (f).
La reacción de los componentes (a) y (b) se lleva a cabo, en un modo de ejecución preferente, en presencia de un catalizador (f). Como catalizadores para la elaboración de las sustancias de espuma de poliuretano conformes a la invención se emplean opcionalmente los catalizadores habituales y conocidos de formación de poliuretano, por ejemplo, compuestos orgánicos de estaño, como diacetato de estaño, dioctoato de estaño, dilaurato de dibutilestaño, y/o aminas fuertemente básicas como diazabiciclooctano, trietilamina, o preferentemente trietilendiamina o bis(N,N-dimetilaminoetil)éter.
El componente (f) se emplea habitualmente en una cantidad del 0,5 al 5% en peso, preferentemente del 1 al 4% en peso, relativo al peso total de los componentes (b) a (f).
La reacción de los componentes (a) y (b) se lleva a cabo, si fuera necesario, en presencia de otros auxiliares y/o aditivos, como por ejemplo, regulador celular, agentes separadores, pigmentos, compuestos de superficie activa y/o estabilizantes contra la descomposición oxidativa, térmica, hidrolítica o microbiana o envejecimiento.
Los componentes (c), (d), (e) y (f) pueden añadirse tanto directamente a la reacción del componente isocianato (a) y el componente poliol (b) como añadirse a los dos componentes (a) y/o (b) antes de la reacción. Los componentes (c), (d), (e) y (f) del componente poliol (b) se añaden preferentemente antes de la reacción.
En el procedimiento conforme a la invención, los componentes (a) y (b) se llevan generalmente a reacción en concentraciones tales, que la relación de equivalencia de los grupos NCO respecto a la suma de los átomos de hidrógeno reactivos sea de 1:0,8 a 1:1,25, preferentemente de 1:0,9 a 1:1,15. Una razón de 1:1 corresponde en este contexto a un índice de NCO de 100.
En un modo de ejecución preferente, los componentes del sistema de poliuretano no contienen esencialmente ningún disolvente. Es decir, ni los componentes (a) y (b) ni los componentes (c), (d), (e), y (f) contienen esencialmente ningún disolvente. Esencialmente ningún disolvente significa que, aparte de las impurezas posiblemente condicionadas por la producción, no contienen ningún disolvente y que no se ha añadido a los componentes ningún disolvente. El contenido en disolvente es, por tanto, menor del 1% en peso, preferentemente menor del 0,1% en peso, de manera especialmente preferente menor del 0,01% en peso, relativo al peso total de los componentes (a) a (f).
El término disolvente es generalmente conocido en el ámbito técnico. Los disolventes se denominan frecuentemente también como solventes en el ámbito técnico. En el contexto de esta invención, se entienden por disolventes, en el sentido más amplio, los líquidos inorgánicos y orgánicos, que puedan llevar a disolución a otras sustancias sólidas. Una condición para la adecuación como disolvente es que ni el disolvente ni la sustancia disuelta se alteren químicamente durante la operación de disolución. Por tanto, los componentes disueltos pueden recuperarse por procedimientos físicos de separación, como por ejemplo, destilación, cristalización, sublimación, evaporación y/o adsorción.
En el contexto de esta invención, los componentes del sistema de poliuretano no contienen esencialmente ningún disolvente orgánico. Particularmente, los componentes del sistema de poliuretano no contienen esencialmente ningún éter o glicoléter (como dietiléter, dibutiléter, anisol, dioxán, tetrahidrofurano monomérico), cetona (como acetona, butanona, ciclohexanona), éster (como éster del ácido acético), compuestos nitrogenados (como dimetilformamida, piridina, N-metilpirrolidona, acetonitrilo), compuestos de azufre (como disulfuro de carbono, dimetilsulfóxido, sulfolan), nitro-compuestos (como nitrobenzol), hidrocarburos halogenados (como diclorometano, cloroformo, tetraclorometano, tri-, tetracloroeteno, 1,2-dicloroetano, clorofluorcarbonados), hidrocarburos, preferentemente con un punto de ebullición mayor de 60ºC, (como octano, metilciclohexano, decalina, benzol, toluol, xilol).
En el procedimiento conforme a la invención, los componentes (a) y (b), así como, si fuera necesario, (c) a (f) se seleccionan preferentemente de forma que la capa de poliuretano resultante tenga, tras el curado, una dureza Shore A de (medida según la DIN 53505) de 20 a 90, preferentemente de 50 a 75. La dureza preferente puede obtenerse, por ejemplo, mediante la selección apropiada del contenido en NCO del prepolímero de poliisocianato.
En el paso opcional (iii) del procedimiento conforme a la invención se lleva a cabo una aplicación de una capa de sustrato sobre los componentes del sistema de poliuretano. La capa de sustrato se aplica preferentemente, mientras los componentes del sistema de poliuretano no estén aún completamente endurecidos. Es decir, mientras aún se lleve a cabo una reacción de los grupos isocianato con grupos OH.
En principio, resulta apropiada como capa de sustrato cualquier capa, que pueda formar un conjunto adherente con la capa de poliuretano resultante.
La capa de sustrato tiene habitualmente un espesor de 0,01 mm a 20 mm, preferentemente de 0,1 mm a 10 mm, particularmente de 1 mm a 5 mm.
Son ejemplos de capas separadoras apropiadas las capas, por ejemplo, láminas, de metal, plástico, cuero y/o materiales textiles.
Para el procedimiento conforme a la invención son posibles diferentes tipos de capas de sustrato, por ejemplo:
Capa de sustrato de tejido: Aquí, la capa de sustrato puede consistir en una o varias capas, iguales o diferentes, firmemente unidas, por ejemplo, de tejidos de malla fina o gruesa, géneros de punto, tricots, mallas, redes.
Capa de sustrato de tela sin tejer: elemento plano formado por fibras desordenadas (por ejemplo, fieltros u. paños no tejidos), que pueden estar unidas entre ellas preferentemente mediante un ligante. Las capas de sustrato de tela sin tejer son, en la mayoría de los casos, paños de celulosa o paños textiles solidificados con medios de impregnación insolubles en agua.
Capa de sustrato de fibra: productos de fibras sueltas y desordenadas, solidificadas con plásticos como ligante. Se obtienen, por ejemplo, pegando las fibras de cuero (obtenibles preferentemente a partir de residuos de cuero, por ejemplo, de cuero vegetal curtido) con un 8-40% en peso de un ligante.
Capa de sustrato de láminas: productos, conteniendo láminas (preferentemente homogéneas) de metal o plástico, por ejemplo, caucho, PVC, poliamidas, mezclapolímeros y similares. La capa de sustrato de láminas no tiene preferentemente ninguna acumulación de fibra.
En un modo de ejecución preferente se emplea una capa de cuero como capa de sustrato. Si se empleara una capa de cuero se trataría preferentemente de cuero agrietado.
Si se empleara una capa de tejido, las siguientes sustancias serían especialmente apropiadas para la elaboración de la capa de tejido: algodón, cordones, poliésteres, poliamidas y/o poliuretano.
La aplicación de la capa de sustrato sobre la capa de componentes del sistema de poliuretano se lleva a cabo generalmente poniéndola en contacto y presionando posteriormente.
La presión de contacto asciende en este contexto preferentemente a entre 0,01 y 1 bar, más preferentemente entre 0,05 y 0,5 bar. El tiempo de presionado asciende a entre 0,1 s y 100 s, preferentemente entre 5 s y 30 segundos (s).
En el paso (iv) del procedimiento conforme a la invención se lleva a cabo un curado de los componentes del sistema de poliuretano para dar la capa de poliuretano. Este curado puede acelerarse elevando la temperatura, por ejemplo, en un horno.
En un modo de ejecución preferente, el curado se lleva a cabo a temperaturas de 10ºC a 80ºC, de manera especialmente preferente de 15ºC a 50ºC, particularmente de 20ºC a 40ºC.
La operación de curado dura hasta que haya concluido esencialmente la reacción de los grupos isocianato con grupos OH-funcionales. La operación de curado dura preferentemente de 0,5 a 20 minutos, más preferentemente de 1 a 10 minutos, particularmente de 2 a 5 minutos.
En el paso (iv) del procedimiento conforme a la invención se lleva a cabo una separación de la capa separadora de la capa de poliuretano. La separación puede realizarse por los métodos habituales, conocidos en el estado actual de la técnica. Por ejemplo, en este contexto se extrae la capa separadora de la capa de poliuretano.
El procedimiento conforme a la invención puede efectuarse en continuo o discontinuo. Se efectúa preferentemente de manera continua.
De manera continua significa, en este contexto, que la capa separadora y, si fuera necesario, la capa de sustrato se encuentran en forma de bandas, que se desplazan hacia delante de manera continua y se tratan conforme al procedimiento conforme a la invención. Las bandas tienen generalmente una longitud de 10 a 500 metros, preferentemente de 20 a 200 metros.
En un procedimiento continuo conforme a la invención, la capa separadora existe casi como "banda separadora". La capa separadora se devana al inicio del procedimiento preferentemente de un husillo, la capa separadora separada de la capa de poliuretano en el procedimiento conforme a la invención puede enrollarse preferentemente de nuevo sobre un husillo. Esta capa separadora arrollada puede utilizarse de nuevo en el procedimiento conforme a la invención, es decir, es reutilizable. La capa separadora arrollada puede reutilizarse preferentemente de 2 a 5 veces.
En un procedimiento continuo conforme a la invención, la capa de sustrato existe casi como "banda de sustrato". La capa de sustrato se devana al inicio del procedimiento preferentemente de un husillo.
Con este procedimiento continuo conforme a la invención se obtiene una capa de poliuretano - si fuera necesario, en conjunto con la capa de sustrato - como producto del procedimiento, presente asimismo en forma de banda. El producto obtenido se enrolla preferentemente sobre un husillo.
Los modos de ejecución preferentes del procedimiento conforme a la invención deberían explicarse a fondo mediante las Figuras 3 y 4.
En las Figuras 3 y 4 significan:
1
capa separadora
2
aplicación de componentes del sistema de poliuretano
3
rasqueta (opcional)
4
horno (opcional)
5
rodillo refrigerante (opcional)
6
capa de sustrato
7
rodillo de laminado (opcional)
8
tambor de enfriamiento (opcional)
9
husillo de producto (opcional)
En un modo de ejecución preferente se estira la capa de poliuretano, obtenible en el procedimiento conforme a la invención. A este respecto, se entiende por "estiramiento", que la capa de poliuretano se expone en estado sólido a una tracción o una presión en una o dos direcciones (= estiramiento mono- o uniaxial y/o biaxial). Este estiramiento conlleva un aumento de las dimensiones hasta un factor 10, preferentemente un aumento de las dimensiones hasta un factor de 1,1 a 5, de manera especialmente preferente un aumento de las dimensiones hasta un factor de 1,2 a 2.
El estiramiento conlleva preferentemente una mejora de la permeabilidad al aire de la capa de poliuretano conforme a la invención. Ésta tiene preferentemente una permeabilidad al aire de 0,5 a 15 mg/cm^{2}, de manera especialmente preferente de 3,5 a 8,5 mg/cm^{2}, medida según la DIN EN ISO 14268.
La capa de poliuretano obtenible por el procedimiento conforme a la invención, si fuera necesario, en conjunto con la capa de sustrato, sirve para numerosas aplicaciones.
En un modo de ejecución preferente se emplea la capa de poliuretano conforme a la invención como cuero sintético. Es, por tanto, objeto de la invención el empleo de una capa de poliuretano conforme a la invención como cuero sintético.
Además, es objeto de la invención un poliuretanocuero sintético, conteniendo una capa de poliuretano conforme a la invención. Preferentemente es objeto de la invención un poliuretanocuero sintético, obtenible por reacción de un prepolímero de poliisocianato (a), obtenible por reacción de 4,4'-MDI con politetrahidrofurano, con un componente poliol, conteniendo politetrahidrofurano y 1,4-butanodiol.
Generalmente se entienden por cuero sintético los elementos planos flexibles, elaborados empleando plásticos y que tengan propiedades y/o configuración superficial (por ejemplo, estampación) similares a las del cuero y apropiadas para el propósito de aplicación.
El cuero sintético conforme a la invención resulta apropiado para numerosas aplicaciones. Ejemplos de ello son las tapicerías para asientos y revestimientos interiores de medios de transporte, maletas y artículos de marroquinería, material para zapatos, prendas exteriores y similares.
En otro modo de ejecución preferente se emplea la capa de poliuretano conforme a la invención para el revestimiento de tejidos. Es, por tanto, objeto de la invención el empleo de una capa de poliuretano conforme a la invención para el revestimiento de tejidos.
Es además objeto de la invención un tejido revestido con una capa de poliuretano conforme a la invención. En un modo de ejecución preferente, la capa de poliuretano sobre el tejido tiene un espesor de 0,001 a 1 mm, más preferentemente de 0,01 a 0,5 mm. Es preferentemente objeto de la invención un tejido revestido con una capa de poliuretano conforme a la invención, obtenible por reacción de un prepolímero de poliisocianato (a), obtenible por reacción de 4,4'-MDI con politetrahidrofurano, con un componente poliol (b), conteniendo politetrahidrofurano y 1,4-butanodiol.
Son ejemplos de tejidos, que pueden revestirse favorablemente con una capa de poliuretano conforme a la invención: trajes de baño, particularmente trajes de buceo, trajes de surf, ropa deportiva, materiales para paraguas, lonas y similares.
Son, por tanto, objeto de la invención los trajes de baño, particularmente trajes de buceo, trajes de surf, paraguas y lonas, conteniendo una capa de poliuretano conforme a la invención.
La invención debería ilustrarse con el siguiente ejemplo.
Ejemplo
Un procedimiento conforme a la invención se efectúa conforme a Figura 4. Como capa separadora sirve un papel graneado. Como sustrato sirve cuero agrietado con un espesor de 1-4 mm.
Se rocían los siguientes componentes del sistema de poliuretano:
Componente isocianato:
Prepolímero de MDI monomérico y PTHF con peso molecular de 2000 g/mol
Componente poliol:
69 partes de PTHF con un peso molecular de 1000 g/mol
15 partes de 1,4-butanodiol
15 partes de poliéterol obtenible mediante propoxilación/etoxilación de un iniciador trifuncional con un peso molecular de 5000 g/mol
1 parte catalizador
Tras un curado a 50ºC en un horno y extracción de la capa separadora se obtiene un cuero sintético graneado de muy alta calidad visual.

Claims (12)

1. Procedimiento de elaboración de una capa de poliuretano, comprendiendo los pasos
i)
Provisión de una capa separadora,
ii)
Aplicación de componentes del sistema de poliuretano, comprendiendo un componente isocianato (a) y un componente poliol (b), estando ambos componentes libres de disolventes, sobre la capa separadora,
iii)
Si fuera necesario, aplicación de una capa de sustrato sobre los componentes del sistema de poliuretano,
iv)
Curado de los componentes del sistema de poliuretano para formar una capa de poliuretano,
v)
Separación de la capa separadora de la capa de poliuretano.
2. Procedimiento conforme a la Reivindicación 1, caracterizado por tratarse de un procedimiento continuo.
3. Procedimiento conforme a la Reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la capa de poliuretano tiene un espesor de 0,1 a 10 mm.
4. Procedimiento conforme a al menos una de las Reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los componentes del sistema de poliuretano contienen un agente inflante (c).
5. Procedimiento conforme a al menos una de las Reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque los componentes del sistema de poliuretano contienen un material de relleno (d).
6. Procedimiento conforme a al menos una de las Reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la capa de poliuretano obtenida en el paso (iv) o (v) se estira.
7. Procedimiento conforme a al menos una de las Reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque los componentes del sistema de poliuretano se pulverizan sobre la capa separadora.
8. Procedimiento conforme a al menos una de las Reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque los componentes del sistema de poliuretano contienen, como componente isocianato (a), un prepolímero de poliisocianato, obtenible mediante reacción de 4,4'-MDI con politetrahidrofurano, con un componente poliol (b), conteniendo politetrahidrofurano y 1,4-butanodiol.
9. Capa de poliuretano, obtenible por un procedimiento conforme a una de las Reivindicaciones 1 a 8.
10. Empleo de una capa de poliuretano conforme a la Reivindicación 9 como cuero sintético.
11. Empleo de una capa de poliuretano conforme a la Reivindicación 9 para el revestimiento de tejidos.
12. Tejido, revestido con una capa de poliuretano conforme a la Reivindicación 9.
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