ES2555685T3

ES2555685T3 - Procedimiento para el moldeo y revestimiento de un sustrato

Info

Publication number: ES2555685T3
Application number: ES05817923.5T
Authority: ES
Inventors: Olaf ZÖLLNER; Thorsten Just; Jörg TILLACK; Bernd Hausstätter; Michael Glawe; Klaus Konejung; Steffen Lang
Original assignee: Covestro Deutschland AG
Current assignee: Covestro Deutschland AG
Priority date: 2004-12-24
Filing date: 2005-12-13
Publication date: 2016-01-07
Anticipated expiration: 2025-12-13
Also published as: DE102004062510A1; CN101128299B; BRPI0516418A; DE102004062511A1; KR101341190B1; WO2006072366A1; EP1841579B1; RU2007127983A; JP5094409B2; EP1841579A1; KR20070100320A; JP2008525212A; TW200633840A; PL1841579T3; CN101128299A; US7790089B2; US20060151911A1

Abstract

Procedimiento para el moldeo y el revestimiento de un sustrato en un útil de moldeo con al menos dos cavidades, que comprende las siguientes etapas: (a) moldear un sustrato en una primera cavidad de un útil de moldeo (b) introducir el sustrato fabricado de acuerdo con la etapa (a) en una segunda cavidad del útil de moldeo (c) revestir con una laca el sustrato fabricado de acuerdo con la etapa (a) en la segunda cavidad, realizándose el revestimiento con presión elevada y curar la laca, manteniéndose constante la presión en la segunda cavidad o en partes de la segunda cavidad en la etapa c) mediante calentamiento del sustrato y de la laca durante el revestimiento y el curado o manteniéndose por encima de una presión límite de 10 bar (10.000 hPa).

Description

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DESCRIPCION

Procedimiento para el moldeo y revestimiento de un sustrato

La invencion se refiere a un procedimiento para el moldeo y el revestimiento de un sustrato en un util de moldeo, y a un util de moldeo.

Por el documento EP 197 496 A se conoce un procedimiento para el moldeo y revestimiento de un sustrato en un molde. El moldeo del sustrato se realiza entre dos utiles de moldeo separables con una cavidad de molde que se encuentra entre los mismos, hasta que el sustrato se haya curado parcialmente. Cuando el sustrato se haya curado en tanto que su superficie haya formado una pelfcula que sea receptiva para el revestimiento, se inyecta el revestimiento en la cavidad del molde. La inyeccion del revestimiento se realiza a una presion que se encuentra esencialmente por encima de la presion de la cavidad del molde que impera inmediatamente antes de la inyeccion. Los utiles de moldeo se mantienen durante la inyeccion en una posicion cerrada, que se encuentra bajo presion, sin retraccion esencial de los utiles de moldeo. El revestimiento se fuerza y se comprime debido a ello esencialmente por toda la superficie del sustrato. De acuerdo con el documento EP 197 496 A se realiza el moldeo del sustrato por medio de estampado por inyeccion. Con el procedimiento de acuerdo con el documento EP 197 496 A debfan evitarse diversos inconvenientes, por ejemplo la prolongacion del tiempo de ciclo, que estan unidos con una apertura y cierre del util de moldeo antes de la inyeccion del revestimiento. Mediante la inyeccion del revestimiento con una presion que es mayor que la presion de curado, puede evitarse de acuerdo con el documento EP 197 496 A la apertura y el cierre. Los inconvenientes del procedimiento descrito en el documento EP 197 496 A resultan de que la fabricacion del sustrato y el revestimiento del sustrato tienen lugar secuencialmente en una cavidad. Por tanto no pueden elegirse libremente diversos parametros de procedimiento para las dos etapas de procedimiento, tales como por ejemplo el espesor de pared del revestimiento o la temperatura de la superficie del molde.

En el documento DE 43 16 154 A se describe un procedimiento para el revestimiento de un componente interior con una resina o laca de endurecimiento que puede reticularse. En este procedimiento se introduce el componente interior con posicion definida en un util de moldeo para aplicar un revestimiento por medio de un proceso de moldeo por inyeccion o de moldeo por compresion sobre la superficie del componente interior. La resina o la laca se aplica en el espesor total necesario en el util de moldeo cerrado en una unica etapa de trabajo. Durante todo el tiempo de curado se ejerce una presion temporalmente constante sobre la laca o la resina en primer lugar lfquida y a continuacion fraguada en el util de moldeo, a pesar de una contraccion condicionada por el fraguado. La presion se selecciona a este respecto de manera que se desprende el aire eventualmente existente en la resina o laca lfquida. En el procedimiento de acuerdo con la invencion De 43 16 154 A se introduce para el revestimiento un componente interior acabado en el util de moldeo. La fabricacion del componente interior se realiza segun esto independientemente de su revestimiento. Durante el revestimiento se mantiene la presion interna del molde a pesar de la contraccion, siguiendose el sellado del util de moldeo. La alta presion interna del molde provocara que el aire permanezca suelto durante el curado y asf no influya negativamente en la calidad del revestimiento. La fabricacion externa del componente interior que va a proyectarse es desventajosa dado que esto eleva en particular el gasto mecanico del procedimiento. Los costes de fabricacion son, por consiguiente, considerablemente mas altos.

Ademas se conoce por el documento EP 934 808 A un procedimiento para el revestimiento en un molde, que comprende en una primera etapa la fabricacion de un cuerpo moldeado en el molde de una resina sintetica segun un procedimiento de moldeo por inyeccion, un procedimiento de moldeo por estampado o un procedimiento de moldeo por compresion. Esto se realiza mediante uso de una presion de apriete sobre un molde, que incluye un bloque fijado y un bloque movil. En una segunda etapa se reduce la presion de apriete o se desensamblan el bloque fijado y el movil, antes de que se inyecte en otra etapa un material de revestimiento entre una superficie interna del molde y una superficie del cuerpo moldeado en el molde. El apriete del molde tras la inyeccion del material de revestimiento se realiza con determinadas presiones de apriete que pueden modificarse en varias etapas con determinados periodos de transicion de presion de apriete. Las dos etapas del procedimiento de acuerdo con el documento EP 934 808 A, el moldeo del cuerpo moldeado y el revestimiento del cuerpo moldeado, se realizan en una cavidad, realizandose el curado del revestimiento con un perfil de presion especial. Dado que tambien en este procedimiento se realizan las etapas individuales en una cavidad, son validos los mismos inconvenientes que para el procedimiento de acuerdo con el documento EP 197 496 A.

El documento US 2003/0197307 A da a conocer un procedimiento para el moldeo por inyeccion de una pieza moldeada y revestimiento posterior con una capa de laca de endurecimiento con calor. El moldeo por inyeccion y el revestimiento posterior tienen lugar en dos cavidades del molde separadas. De acuerdo con el documento US 2003/0197307 A se usa para el revestimiento una composicion duroplastica que no contiene esencialmente componentes volatiles.

En el documento DE 19650584 C1 se describe un procedimiento y un dispositivo para la fabricacion de una pieza de plastico de multiples capas, usandose distintos moldes para el moldeo por inyeccion y el revestimiento.

Sin embargo, en los procesos descritos anteriormente no se mantiene ninguna presion constante o elevada durante la fase de revestimiento y de curado, de modo que la calidad de las piezas revestidas presenta defectos.

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El objetivo de la presente invencion se encuentra en proporcionar un procedimiento para el moldeo de un sustrato y revestimiento con una laca, que no presente los inconvenientes mencionados anteriormente del estado de la tecnica. El revestimiento de laca debe aplicarse en particular independientemente de su espesor de manera uniforme y de calidad impecable.

Es objeto de la invencion un procedimiento para el moldeo y revestimiento de un sustrato en un util de moldeo con al menos dos cavidades que comprende las siguientes etapas:

(a) moldear un sustrato en una primera cavidad de un util de moldeo

(b) introducir el sustrato fabricado de acuerdo con la etapa (a) en una segunda cavidad del util de moldeo

(c) revestir el sustrato fabricado de acuerdo con la etapa (a) en la segunda cavidad con una laca, realizandose el

revestimiento con presion, es decir con presion elevada, y curar la laca.

El procedimiento de acuerdo con la invencion se realiza en un util de moldeo, que presenta dos o varias cavidades, de modo que las dos etapas de procedimiento (a) moldeo y (c) revestimiento del sustrato se realicen en distintas cavidades. Las superficies de las cavidades pueden estar fabricadas de materiales iguales o distintos, tales como por ejemplo vidrio, ceramica, plastico, metales o aleaciones.

El moldeo del sustrato en una primera cavidad de acuerdo con la etapa (a) puede realizarse por ejemplo mediante moldeo por inyeccion, estampado por inyeccion, prensado, moldeo por inyeccion-reaccion (reaction injection molding, RIM) o formacion de espuma. Como materiales pueden usarse todos los plasticos termoplasticos y duroplasticos, por ejemplo policarbonato (PC), poliester, en particular poli(tereftalato de butileno) (PBT) o poli(tereftalato de etileno) (PET), poliamida (PA), polietileno (PE), polipropileno (PP), poliestireno (PS), poli(acrilonitrilo-co-butadieno-co-estireno) (ABS), poli(acrilonitrilo-co-estireno-co-ester acnlico) (ASA), poli(estireno- co-acrilonitrilo) (SAN), polioximetileno (POM), poliolefinas dclicas (COC), poli(oxido de fenileno) (PPO), poli(metacrilato de metilo) (PMMA), poli(sulfuro de fenileno) (PPS), poliuretano (PUR), resina epoxfdica (EP), poli(cloruro de vinilo) (PVC) y sus combinaciones. El sustrato puede ser de cualquier forma.

Preferentemente se realiza el moldeo del sustrato de acuerdo con la etapa (a) segun el procedimiento de moldeo por inyeccion de un plastico termoplastico. El procedimiento de moldeo por inyeccion se conoce bastante por el estado de la tecnica. Si el sustrato se fabrica mediante moldeo por inyeccion de un plastico termoplastico, son adecuados todos los plasticos termoplasticos, por ejemplo PC, PBT, PA, PE, PP, PS, ABS, ASA, San, PET, POM, COC, combinaciones de PPO/PA o pPo/pS, PmMA, PPS, poliuretano termoplastico (TPU), EP, PVC y sus combinaciones.

Tras el moldeo del sustrato se introduce el sustrato de acuerdo con la etapa (b) en una segunda cavidad del mismo util de moldeo. Para ello se abre el util de moldeo y se transfiere el sustrato en una segunda cavidad. La transferencia del sustrato puede realizarse segun procedimientos conocidos, tal como se usan por ejemplo en el moldeo por inyeccion de multiples colores. Los procedimientos tfpicos son por un lado la transferencia con disco giratorio, placa ajustable, cavidad deslizante o placa de indexacion o procedimientos comparativos, en los que el sustrato permanece sobre un nucleo. Si el sustrato permanece sobre el nucleo para la transferencia, esto tiene la ventaja de que la posicion se define de manera precisa tambien tras la transferencia. Por otro lado se conocen por el estado de la tecnica procedimientos para la transferencia de un sustrato, en los que el sustrato, por ejemplo con ayuda de un sistema de manejo, se saca de una cavidad y se introduce en otra cavidad. La transferencia con extraccion del sustrato ofrece un margen de configuracion mayor durante el revestimiento, por ejemplo durante la generacion de un doblez en el borde o zonas enmascaradas.

De acuerdo con la etapa (c) del procedimiento de acuerdo con la invencion se reviste el sustrato en una segunda cavidad del util de moldeo con una laca, realizandose el revestimiento con presion. Esto significa que tanto la aplicacion como el curado de la laca se realiza con presion. Es necesaria una presion suficiente tanto en la fase de inyeccion como en la fase de compresion posterior, es decir durante el curado, de la laca para evitar la formacion de burbujas en la capa de laca. La aplicacion de la capa de laca se realiza introduciendose mediante llenado, por ejemplo inyectandose, la laca con presion en la cavidad entre la superficie del sustrato y la pared interna de la cavidad. La presion debe ser grande de modo que la cavidad se llene antes de que se alcance el tiempo de aplicacion de la laca. Al mismo tiempo, la presion impide la formacion de burbujas en el frente de flujo de la laca. Tambien el curado de la laca se realiza con presion. Durante el curado de la laca significa en el sentido de la presente invencion el tiempo que se requiere al menos para garantizar un desmoldeo seguro del sustrato revestido sin dano de la capa de laca. Esta presion debe ser alta de modo que se impida una formacion de burbujas en la laca durante el curado. Ademas la presion se encarga de que la contraccion de volumen de la laca durante el curado se compense. Al final del tiempo de curado debe reducirse la presion en la cavidad hasta presion ambiente.

La presion durante el revestimiento asciende preferentemente a de 1000 kPa a 9000 kPa, de manera especialmente preferente de 4000 kPa a 6000 kPa. Esta presion aplicada desde fuera puede mantenerse constante durante el revestimiento, es decir durante la inyeccion y el curado. Como alternativa puede variarse tambien la presion aplicada desde fuera durante el revestimiento, encontrandose la presion preferentemente en el intervalo de 1000 kPa a 9000 kPa, de manera especialmente preferente de 40 kPa a 60 kPa. La presion puede aplicarse desde fuera por ejemplo

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mediante un embolo. Como alternativa puede aplicarse la presion mediante un proceso de estampado.

El procedimiento de acuerdo con la invencion es adecuado para espesores de capa de la laca en el intervalo de 0,01 mm a 3 mm.

En una forma de realizacion preferente se aprovecha la dilatacion termica del sustrato y de la laca por ejemplo mediante calentamiento de la parte superior del util de moldeo para ajustar la presion en la cavidad durante el revestimiento. Mediante la eleccion de las temperaturas de la superficie del util de moldeo y/o de los tiempos de permanencia en la primera y/o la segunda cavidad puede generarse de manera dirigida un perfil de presion interna del molde dependiendo de la formulacion de laca. La temperatura de la primera cavidad se selecciona de manera adecuada para el material de sustrato que va a procesarse. Esta asciende preferentemente a de 40 °C a 80 °C. el tiempo de permanencia en la primera cavidad asciende preferentemente a de 30 a 60 segundos. En la segunda cavidad puede inyectarse y curarse la laca sobre el sustrato con una temperatura adaptada a los materiales seleccionados en el intervalo de 20 °C a 120 °C. El tiempo de permanencia en la segunda cavidad asciende preferentemente a al menos 45 segundos, de manera especialmente preferente a de 45 segundos a 2 minutos. Dado que el tiempo de permanencia depende de la formulacion de laca, puede ser el tiempo de permanencia tambien mas largo, por ejemplo puede ascender a hasta 10 minutos.

Mientras que en la primera cavidad se produce una contraccion debido al enfriamiento del sustrato, tiene lugar en la segunda cavidad la dilatacion termica del sustrato y de la laca debido a la temperatura elevada. La dilatacion termica puede ajustarse de manera dirigida, de modo que esta consiga la presion interna deseada en la segunda cavidad. En la segunda cavidad se calienta preferentemente aquella mitad del molde con la que limita la capa de laca. La temperatura elevada en la segunda cavidad fomenta por consiguiente no solo el curado, sino que permite tambien influir de manera dirigida sobre la presion interna del molde debido a la dilatacion termica de la capa de laca y del sustrato.

Ademas es posible ajustar de distinta manera la temperatura de las superficies del molde en distintas zonas de las cavidades. Esto puede aprovecharse, por ejemplo, de manera dirigida para generar perfiles locales de presion interna del molde.

Por tanto se prefiere un procedimiento en el que se mantenga constante la presion en la segunda cavidad o en partes de la segunda cavidad en la etapa c) mediante calentamiento del sustrato y de la laca durante el revestimiento y curado o se mantenga por encima de una presion lfmite de 10 bar (10.000 hPa).

Esta forma de realizacion, segun la cual se realiza la presion interna en la cavidad por medio de la dilatacion termica del sustrato y de la laca, es ventajosa por los siguientes motivos en comparacion con un procedimiento, en el que la presion interna se ajusta por medio de la presion aplicada desde fuera: en primer lugar puede aplicarse la presion de manera uniforme por toda la pieza moldeada, sin que la laca deba meterse a presion durante la fase curado en la cavidad. En segundo lugar puede compensarse localmente la contraccion de volumen de la laca mediante curado. Finalmente puede variarse la presion durante el curado mediante calentamiento del molde dirigido localmente distinto.

El revestimiento del sustrato de acuerdo con la etapa c) se realiza en particular, inyectandose la laca a traves de una o varias boquillas en la cavidad de modo que se llene la cavidad entre la superficie del sustrato y la pared interna del molde completamente con laca. Para una inyeccion optima de la laca se selecciona correspondientemente el numero y el sitio de los puntos de inyeccion de manera conocida para el experto. Un criterio para el dimensionamiento de la segunda cavidad es la expulsion dirigida del aire existente en la cavidad y su evacuacion a traves del plano de separacion o los canales de desaireacion durante la inyeccion. Para ello pueden consultarse, por ejemplo, programas de calculo, tal como se conocen por el estado de la tecnica. La configuracion de la mazarota para la inyeccion de laca puede realizarse por ejemplo segun las variantes de mazarota conocidas por el estado de la tecnica para la fabricacion de piezas moldeadas por RIM.

En una forma de realizacion preferente se realiza el revestimiento de acuerdo con la etapa (c) por tanto segun el procedimiento de RIM, tal como se conoce por el estado de la tecnica.

Esto tiene la ventaja de que los dos componentes del sistema de laca de dos componentes se combinan solo inmediatamente antes de la inyeccion en la cavidad.

En comparacion con otros procedimientos, el procedimiento de RIM ofrece la posibilidad de mezclar los componentes directamente antes de la introduccion en la cavidad. Debido a ello, el procedimiento preferente pasa a ser independiente del tiempo de aplicacion del sistema. La ventaja pudo mostrarse claramente en los ensayos. Otras ventajas son el gasto de limpieza esencialmente reducido asf como la elevada seguridad del procedimiento, dado que las alteraciones en la zona de la maquina de moldeo por inyeccion no originan ninguna consecuencia en la dosificacion y el mezclado de los componentes de laca. Ademas, el sistema tras una interrupcion de la produccion puede continuar inmediatamente con la produccion de piezas moldeadas lacadas cualitativamente con alta calidad.

La cavidad para el revestimiento del sustrato puede estar configurada de manera discrecional, de modo que la capa de laca por ejemplo tenga el mismo espesor por toda la superficie del sustrato. La cavidad puede estar conformada

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sin embargo tambien de modo que en distintas zonas del sustrato tenga la capa de laca distinto espesor. De esta manera puede conseguirse en cada sitio del sustrato el espesor de capa de laca deseado.

Para el revestimiento del sustrato de acuerdo con la etapa (c) pueden usarse todos los sistemas de un solo componente o de dos componentes con bajo contenido en disolventes, adecuados para el lacado de plasticos, que pueden curarse tanto por radicales, ionicamente como a traves de poliadicion. Como sistemas de laca con bajo contenido en disolventes se consideran aquellos con un contenido en disolventes de en particular como maximo el 10 % en peso, preferentemente como maximo el 2 % en peso, de manera especialmente preferente como maximo el 1 % en peso, en la proporcion de laca. De manera especialmente preferente se usan sistemas libres de disolventes. En particular se usan sistemas de laca de poliuretano o sistemas de poliurea libres de disolventes, usandose de manera especialmente preferente sistemas de laca de poliuretano alifaticos libres de disolventes. Con el uso de sistemas de laca de dos componentes puede realizarse el mezclado de estos componentes dependiendo del tiempo de aplicacion y de la tecnica de instalacion o bien en la tobera de inyeccion de laca, por ejemplo mediante una cabeza mezcladora a contracorriente de alta presion, o en la entrada mediante mezcladoras estaticas o mezclado activo con ayuda de una mezcladora dinamica.

Con un tiempo de aplicacion largo puede realizarse el mezclado de los dos componentes tambien fuera de la instalacion y la mezcla puede procesarse como un sistema de un solo componente. Segun esto puede prolongarse, por ejemplo, el tiempo de procesamiento mediante enfriamiento de los componentes antes de la inyeccion y mediante una alta temperatura del molde en la segunda cavidad puede conseguirse un tiempo de reaccion corto.

Habitualmente se usan sistemas de laca con un tiempo de aplicacion corto. Preferentemente se seleccionan sistemas con un tiempo de aplicacion de como maximo 30 min, de manera especialmente preferente con un tiempo de aplicacion de como maximo 10 min, de manera muy especialmente preferente con un tiempo de aplicacion de como maximo 2 min. Para tiempos de aplicacion cortos se usa preferentemente una cabeza mezcladora a contracorriente de alta presion para el mezclado de los dos componentes. En comparacion con otros procedimientos, este permite la maxima productividad. Ademas, al final del proceso no permanecen restos de materias primas mezcladas en el util de moldeo.

En una etapa de procedimiento adicional, antes del moldeo del sustrato de acuerdo con la etapa (a) y del revestimiento de acuerdo con la etapa (c) puede aplicarse, por ejemplo puede aplicarse por pulverizacion, eventualmente un agente separador sobre la superficie de las cavidades. Como agente de separacion pueden usarse los agentes conocidos por el estado de la tecnica.

El procedimiento de acuerdo con la invencion puede realizarse tambien en un util de moldeo con mas de dos cavidades. Asf pueden aplicarse, por ejemplo, otras capas de laca con eventualmente propiedades espedficas, aplicandose cada capa de laca en una cavidad propia. Ademas es posible fabricar paralelamente varios sustratos en respectivamente una cavidad en una etapa de procedimiento de acuerdo con la etapa (a) y revestir estos con laca a continuacion sucesivamente en una cavidad o paralelamente en respectivamente una cavidad de acuerdo con la etapa (c).

El procedimiento de acuerdo con la invencion ofrece varias ventajas con respecto al estado de la tecnica. El tiempo de ciclo es mas corto, dado que este no se compone de la suma de los tiempos de las etapas de procedimiento individuales. Ademas pueden seleccionarse parametros de procedimiento, tales como por ejemplo la temperatura de la pared del molde, para las etapas de procedimiento (a) y (c) independientemente entre sf y por consiguiente pueden adaptarse optimamente al material del sustrato y a la laca. Debido a ello puede optimizarse entre otras cosas tambien el tiempo de ciclo. Ademas puede seleccionarse libremente el espesor de la capa de laca en cualquier punto de la cavidad. Ademas pueden seleccionarse para las superficies de las distintas cavidades distintos materiales, tales como por ejemplo vidrio, ceramica, plastico, distintos metales o aleaciones. Tambien pueden usarse agentes de separacion, en tanto que sean necesarios, de manera dirigida sobre las superficies del molde. Asf puede conseguirse por ejemplo una buena separacion de la laca de la superficie del molde, sin influir negativamente en la adherencia de la laca sobre el sustrato.

Otro objeto de la invencion es un util de moldeo para la realizacion del procedimiento de acuerdo con la invencion, que comprende al menos dos cavidades, estando unida al menos una cavidad con un dispositivo de moldeo por inyeccion y una cavidad con un dispositivo de inyeccion de laca de RIM.

El dispositivo de moldeo por inyeccion del util de moldeo de acuerdo con la invencion sirve para la fabricacion del sustrato de plastico termoplastico por medio de moldeo por inyeccion en una primera cavidad del molde. Los dispositivos de moldeo por inyeccion adecuados los conoce el experto por el estado de la tecnica. Estos comprenden una estructura mecanica de moldeo por inyeccion convencional que esta constituida por una unidad de plastificacion para el procesamiento del sustrato y una unidad de cierre que es responsable de los movimientos de desplazamiento, de apertura y de cierre del molde, aparatos de calentamiento y eventualmente aparatos de secado para el sustrato.

El dispositivo de inyeccion de laca que esta unido en el util de moldeo de acuerdo con la invencion con una segunda cavidad, sirve para el revestimiento del sustrato con una laca de acuerdo con la etapa (c). Los dispositivos de

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inyeccion de laca adecuados los conoce el experto por el estado de la tecnica: estos comprenden uno o eventualmente varios recipientes de almacenamiento para los componentes individuales, agitadores, bombas transportadoras, dispositivos de calentamiento para la conduccion de temperatura, conductos transportadores y eventualmente un dispositivo de mezcla para el mezclado de mas de un componente de laca, por ejemplo una cabeza mezcladora para el mezclado a contracorriente de alta presion.

Los sustratos fabricados segun el procedimiento de acuerdo con la invencion, revestidos con laca son adecuados por ejemplo para piezas internas de automoviles, tales como por ejemplo revestimiento de la columna, molduras de adorno, cubierta de la guantera, cubiertas, embellecedores, tablero de instrumentos, piezas del sistema de transporte de aire y piezas de plastico fabricadas industrialmente, tales como por ejemplo carcasas de aparatos electronicos, telefonos moviles, artfculos domesticos.

La invencion se explica en mas detalle a continuacion por medio del dibujo adjunto. La figura 1 muestra por medio de las etapas (A)-(H) el principal desarrollo del procedimiento. Esta representado el molde de moldeo por inyeccion 10 con dos mitades de molde 11, 12 asf como dos cavidades, una cavidad de sustrato 13 y una cavidad de laca 14. Al inicio (A) de acuerdo con la forma de realizacion dibujada del procedimiento de acuerdo con la invencion esta cerrado el molde 10 y el nucleo 15 se encuentra en la cavidad de sustrato 13. El plastico termoplastico para el moldeo del sustrato 21 se inyecta y solidifica (etapa (B)). Tras conseguir la temperatura de desmoldeo se realiza la transferencia del sustrato 21 desde la cavidad del sustrato 13 hacia la cavidad de laca 14 (etapa (C) y (D)). Para ello se abre el util de moldeo 10 (etapa (C)) y en la forma de realizacion representada se desplaza la pieza moldeada de sustrato 21 junto con el nucleo 15 a la cavidad de laca 14 (de manera correspondiente a la marcacion mediante la flecha en la etapa (C)). Si la pieza moldeada de sustrato 21 se encuentra en la posicion de laca (etapa (D)), se cierra el molde 10 (etapa (E)). La cavidad de laca 14, es decir la cavidad de molde entre la pieza moldeada de sustrato 21 y la pared del molde 16, se rellena con laca 22 a traves de toberas (no representadas). La laca 22 se mantiene bajo presion en la fase de curado (etapa (F)). Si la laca ha reaccionado y se ha enfriado se abre el molde 10 (etapa (G)) y se desmolda el sustrato 21 revestido con laca 22 (etapa (H)).

Ejemplos

Ejemplo de realizacion

Se fabrico una pieza moldeada revestida con laca con una superficie proyectada de 40 cm2 en una maquina de moldeo por inyeccion en un molde de moldeo por inyeccion con dos cavidades (una cavidad de sustrato y una cavidad de laca, que estaba unida con una instalacion de RIM). En el caso de la pieza moldeada de plastico termoplastico se trataba de una pieza en forma de caja con superficies laterales inclinadas. El espesor de la pared de la pieza moldeada de sustrato ascendfa a aproximadamente 3 mm. En una serie de ensayos se dotaron las superficies de la pieza moldeada de distintos espesores de laca. El espesor de capa de la laca se ajusto dependiendo de la superficie en las zonas de aproximadamente 300 a 1000 |im.

En la primera etapa se fabrico el sustrato. Para ello se fundio material granulado de plastico en un cilindro de moldeo por inyeccion. Se trataba de combinacion de PC+ABS (en este caso Bayblend® T65 de la empresa Bayer MaterialScience AG), que se inyecto tras el proceso de fundicion (de manera analoga al procedimiento de moldeo por inyeccion convencional) a una temperatura de 270 °C en la primera cavidad del molde del molde cerrado. Tras el desarrollo del tiempo de compresion posterior y el tiempo de enfriamiento de 45 s se abrio el molde. A este respecto se mantuvo el sustrato fabricado en el lado eyector del molde para moldeo por inyeccion y se desplazo desde la posicion de sustrato (2) completamente con el nucleo de molde por medio de una corredera hacia la posicion de laca (4) (vease la figura 1). Exclusivamente la cavidad de laca se humedecio previamente con un agente de separacion habitual en el comercio del tipo ACMOS 36-4566 de la empresa Acmos, Alemania. Despues se cerro de nuevo el molde para moldeo por inyeccion, se ejercio una fuerza de cierre para una presion de como maximo 20.000 kPa y se inyecto una laca de poliuretano alifatica libre de disolventes, que estaba compuesta de un poliesterpoliol libre de disolventes (Desmophen® VPLS 2249-1 de la empresa Bayer MaterialScience Ag) y un poliisocianato alifatico libre de disolventes (Desmodur® XP 2410 de la empresa Bayer MaterialScience AG) con una proporcion de cantidad de 1:1, catalizada con aproximadamente el 1 % de DBTL, con una presion de 5000 kPa en la cavidad de laca. Los dos componentes de laca se transportaron a este respecto desde la instalacion de RIM hacia una cabeza mezcladora a contracorriente de alta presion y se mezclaron allf antes de la inyeccion. Tras el final de la inyeccion se sello la boquilla de inyeccion de laca por medio de un cilindro hidraulico con una presion de en primer lugar 5000 kPa para impedir un reflujo de la laca. Mediante la temperatura promedio en la cavidad mas alta en comparacion con la temperatura promedio de desmoldeo de la pieza moldeada termoplastica aumenta la presion en la cavidad durante el curado tan ampliamente que la superficie del molde se moldea muy bien y se evita de manera segura una formacion de burbujas en la laca. Tras el desarrollo del tiempo de reaccion y del tiempo de enfriamiento de 45 s se abrio el molde y se desmoldo la pieza moldeada lacada. En el contexto de los ensayos se variaron la temperatura de inyeccion de la laca y la temperatura de la superficie del molde de la cavidad de laca en el lado de la laca. A este respecto resultaron los desarrollos de presion temporales expuestos en la siguiente tabla.

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: Temperatura de la cavidad de laca

Tiempo tras la inyeccion de la laca: 80 °C 100 °C 120 °C

0 s: 5000 kPa 5000 kPa 5000 kPa

10 s: 7000 kPa 9500 kPa 15.000 kPa

20 s: 8000 kPa 11.500 kPa 17.000 kPa

30 s: 7000 kPa 11.000 kPa 18.000 kPa

40 s: 5000 kPa 10.000 kPa 17.500 kPa

Tal como se distingue en los desarrollos de presion se produjo al final del tiempo de curado una reduccion de la presion que podfa atribuirse a la contraccion de volumen de la laca durante el curado.

La laca mostraba una buena adherencia al sustrato. La pieza moldeada lacada pudo extraerse sin problemas del molde. La superficie de laca era una imagen especular de la superficie del molde abrillantada.

Ejemplo comparativo

Se realizo un ensayo comparativo en un molde de placa patron. Segun esto, el molde estaba ensamblado en una maquina de moldeo por inyeccion y estaba unido con una instalacion de RIM. El molde tema una cavidad en forma de placa, que se relleno en el procedimiento de moldeo por inyeccion convencional con plastico. Tras el desarrollo del tiempo de enfriamiento se introdujo la laca en la cavidad del molde cerrada todavfa. Esto se realizo a traves de una instalacion RIM que mezclaba los dos componentes de laca por medio de una mezcladora estatica en un sistema de tubos flexibles y los introduda en el molde. Tras la reaccion y el enfriamiento del sistema de laca se abrio el molde y se desmoldo la placa revestida. El sustrato era tambien en este caso una combinacion de PC+ABS (en este caso Bayblend® T65 de la empresa Bayer MaterialScience AG) y la laca era una laca de poliuretano alifatica libre de disolventes, que estaba compuesta de un poliesterpoliol libre de disolventes (Desmophen® VPLS 2249-1 de la empresa Bayer MaterialScience AG) y un poliisocianato alifatico libre de disolventes (Desmodur® XP 2410 de la empresa Bayer MaterialScience AG) con una proporcion de cantidad de 1:1, catalizada con aproximadamente el 1 % de DBTL de manera analoga al ejemplo anteriormente descrito, sin embargo mediante la baja concentracion de catalizador con tiempo de aplicacion ajustado considerablemente mas largo de aproximadamente 20 min. Los tiempos de aplicacion mas cortos no pudieron realizarse en este caso debido al desarrollo de procedimiento seleccionado y al mezclado de los componentes en el la entrada.

Con este desarrollo de ensayo estaban asociados los siguientes inconvenientes. Dado que el util de moldeo permaneda cerrado hasta la introduccion de la laca, es decir entre la fabricacion del sustrato y el revestimiento del sustrato no se abna, debfa humedecerse la cavidad ya antes del proceso de inyeccion de plastico con agente de separacion. Durante la inyeccion del plastico se deposito agente de separacion parcialmente tambien sobre la superficie de plastico. Debido a ello se empeoro claramente la adherencia de la laca al sustrato. Ademas no pudo ajustarse de manera definida el espesor de la laca. Este dependfa de la contraccion del sustrato y de la geometna de la pieza moldeada. Esto condujo en particular en los bordes de la pieza moldeada libremente contrafdos a un espesor de laca indeseablemente mayor.

Debido a la realizacion secuencial de las etapas de procedimiento, el tiempo de ciclo estaba constituido por la suma de los tiempos para los procesos individuales. Esto tema a su vez repercusion sobre la eleccion de la laca, dado que en este modo de procedimiento el tiempo de aplicacion del sistema de laca desempenaba un papel esencial. Por consiguiente, la eleccion de la laca estaba limitada.

Ademas no pudo seleccionarse libremente la temperatura de superficie del molde de modo que no era posible obtener mediante dilatacion termica los perfiles de presion interna deseados y aprovechar las ventajas asociadas a ello.

Claims

5

10

15

20

25

30

35

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para el moldeo y el revestimiento de un sustrato en un util de moldeo con al menos dos cavidades, que comprende las siguientes etapas:

(a) moldear un sustrato en una primera cavidad de un util de moldeo

(b) introducir el sustrato fabricado de acuerdo con la etapa (a) en una segunda cavidad del util de moldeo

(c) revestir con una laca el sustrato fabricado de acuerdo con la etapa (a) en la segunda cavidad, realizandose el revestimiento con presion elevada y curar la laca,

manteniendose constante la presion en la segunda cavidad o en partes de la segunda cavidad en la etapa c) mediante calentamiento del sustrato y de la laca durante el revestimiento y el curado o manteniendose por encima de una presion lfmite de 10 bar (10.000 hPa).
2. Procedimiento segun la reivindicacion 1, caracterizado porque el revestimiento con laca de acuerdo con la etapa c) se realiza segun el procedimiento de moldeo por inyeccion-reaccion.
3. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque el moldeo del sustrato se realiza de acuerdo con la etapa (a) por medio de moldeo por inyeccion, estampado por inyeccion, prensado, formacion de espuma o moldeo por inyeccion-reaccion.
4. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque se usa un sistema de laca de endurecimiento por radicales, ionico o por medio de poliadicion.
5. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque se usa un sistema de laca con bajo contenido de disolventes con un contenido de disolventes de como maximo el 10 % en peso, preferentemente como maximo el 2 % en peso, de manera especialmente preferente como maximo el 1 % en peso, con respecto a la proporcion de laca.
6. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque se usa un sistema de laca libre de disolventes.
7. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque se inyecta una laca de un solo componente o de dos componentes.
8. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque como laca se usa un sistema de poliuretano o un sistema de poliurea.
9. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque como laca se usa un sistema de poliuretano alifatico, libre de disolventes.
10. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el sistema de laca presenta un tiempo de aplicacion de como maximo 30 min, preferentemente como maximo 10 min, de manera especialmente preferente como maximo 2 min.
11. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque la presion durante el revestimiento de acuerdo con la etapa c) se encuentra en el intervalo de 10 a 90 bar (de 10.000 a 90.000 hPa).