ES2628899T3

ES2628899T3 - Material multicapa y método de aplicación

Info

Publication number: ES2628899T3
Application number: ES13741228.4T
Authority: ES
Inventors: Jian Ling Ding; Arthur Victor FLEURY, Jr.; Charles E. Snyder; Jason Curtis HINKLE; Daniel T. Bunker
Original assignee: FiberMark North America Inc
Current assignee: Neenah Northeast LLC
Priority date: 2012-01-24
Filing date: 2013-01-24
Publication date: 2017-08-04
Anticipated expiration: 2033-01-24
Also published as: EP2807021A1; WO2013112265A1; US11078623B2; US20130186546A1; EP2807021B1; EP2807021A4

Abstract

Una material multicapa (10) adecuado para su uso como un recubrimiento para un artículo, material que comprende: al menos una capa celular (30) de poliuretano; una capa de soporte no tejida (20) que comprende un papel a base de celulosa, siendo la capa de soporte de 0,152 mm (0,006 pulgadas) de espesor; y una pluralidad de recubrimientos sobre la capa celular de poliuretano; siendo el material de 0,33 mm (0,013 pulgadas) de espesor; y teniendo el material un peso base de 42,2 kg/278,71 m2 (93 lb/3.000 pie2); y teniendo el material (10) un ángulo de doblabilidad de entre 50 y 130 grados, en el que el ángulo de doblabilidad se determina: colocando dos bordes de una muestra de 10,16 cm por 10,16 cm (4 pulgadas por 4 pulgadas) del material (10) unidos entre sí, de manera que la superficie que mira hacia afuera de la muestra del material (10) se está tocando a sí misma; Mientras se mantiene en dicha posición, se enrolla un peso de 9,1 kg (20 libras) sobre la muestra del material (10) para producir un doblado; manteniendo un borde de la muestra de material (10) contra una superficie plana mientras se suelta el otro borde; y, tras 30 segundos, midiendo el ángulo que se forma entre el borde que se mantiene abajo y el borde que se recupera tras soltarlo, siendo dicho ángulo el ángulo de doblabilidad del material (10).

Description

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D E S C R I P C I O N

MATERIAL MULTICAPA Y METODO DE APLICAClON

CAMPO DE LA INVENCION

La presente divulgacion se refiere, en general, a una material multicapa y, mas particularmente, a un material compuesto de cubierta con mejor doblabilidad, que presenta una capa de sustrato no tejida y una capa celular a base de pollmero.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION

Hoy en dla, muchas revistas, diarios, portadas de libros o cajas incluyen una cubierta funcional y/o decorativa. En particular, para dichas cubiertas, se suelen utilizar materiales compuestos elastomericos tales como poliuretanos consolidados o espuma de poliuretano (vease la patente WO 2004/094494 A2). Estos materiales compuestos se usan por su suavidad y su capacidad para simular otros materiales tales como el cuero. La memoria elastica de estos materiales compuestos, sin embargo, presenta problemas en los procesos de recubrimiento. Especlficamente, el material tiende a separarse de la superficie diana al doblar el material compuesto sobre un borde o sobre una esquina de la superficie.

En vista de lo anterior, existe una necesidad en la industria del recubrimiento de un material que proporcione el aspecto y el tacto del cuero, u otro material decorativo, que se pueda aplicar facil y eficazmente al sustrato durante el proceso de recubrimiento.

SUMARIO DE LA INVENCION

Una realizacion de la presente invencion es un material multicapa adecuado para su uso como una cubierta para un artlculo que incluye una capa celular polimerica y una capa de soporte no tejida. La material multicapa presenta un angulo de doblabilidad de entre aproximadamente 20 y aproximadamente 160 grados.

En otra realizacion, un material multicapa adecuado para su uso como una cubierta para un artlculo incluye una capa celular de poliuretano y una capa de soporte no tejida. El material tambien incluye al menos un recubrimiento sobre la capa celular de poliuretano. El material presenta un angulo de doblabilidad de entre aproximadamente 50 ° y aproximadamente 130 °.

En aun otra realizacion, un metodo de fabricacion de un material multicapa adecuado para su uso como una cubierta incluye arrastrar aire o gas dentro de un pollmero para crear una espuma polimerica y aplicar la espuma polimerica en una capa uniforme a una capa de soporte no tejida, dando lugar a una material multicapa que tiene un angulo de doblabilidad de entre aproximadamente 20 y 160 grados.

En otra realizacion, un metodo de cobertura de un artlculo con una material multicapa incluye las etapas de aplicar un adhesivo bien al artlculo o a una capa de soporte no tejida del material y colocar el material sobre el artlculo. El material incluye la capa de soporte no tejida, as! como al menos una capa celular polimerica, y el material presenta un angulo de doblabilidad de entre aproximadamente 20 y 160 grados.

BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS

La presente invencion se comprendera mejor a partir de la lectura de la siguiente description de realizaciones no limitativas, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

la FIG. 1 es una vista lateral en section de una estructura de material compuesto que presenta un sistema de tres capas de acuerdo con una realizacion de la presente divulgacion;

y

la FIG. 2 es una vista lateral en seccion de una estructura de material compuesto de acuerdo con una realizacion de la presente divulgacion en una configuration doblada.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION

A continuation, se hara referencia con detalle a realizaciones ilustrativas de la invencion, cuyos ejemplos se ilustran en los dibujos adjuntos. Siempre que sea posible, los mismos numeros de referencia usados en los dibujos se refieren a los mismos componentes. Aunque se describen realizaciones ilustrativas de la presente invencion con respecto a un material de cubierta para revistas, diarios, portadas de libros y cajas, tambien pueden usarse realizaciones de la invencion con otros artlculos que pueden beneficiarse de un aspecto texturizado/decorativo o funcional. Dichos artlculos pueden incluir ebanisterla y papel de empapelar entre muchos otros artlculos y aplicaciones.

Como se usan en el presente documento, los terminos "esencialmente", "en general" y

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"aproximadamente" indican condiciones dentro de tolerancias de fabricacion/montaje y mediciones de ensayo razonablemente alcanzables.

Haciendo referencia a la FIG. 1, se desvela que el material 10 presenta multiples capas que proporcionan una mejor doblabilidad. En una realization, estas capas incluyen una estructura celular polimerica 30, denominada en el presente documento capa celular 30, y un sustrato de soporte no tejido, denominado en el presente documento capa de soporte 20. En ciertas realizaciones, se puede aplicar una cubierta 40 sobre la estructura celular polimerica 30, como se describira con mayor detalle a continuation.

Con respecto a la capa de soporte 20, se puede usar una amplia variedad de sustratos no tejidos. Como se apreciara, el espesor del sustrato no tejido, la densidad, la longitud de las fibras que lo componen, el denier de las fibras, la composition de las fibras, el metodo de construction, los niveles de saturation y otras propiedades contribuyen a la doblabilidad deseada de la lamina base. Los sustratos de capa de soporte preferidos son el papel a base de celulosa, no tejido, que se deforma bajo una fuerza y conserva una parte de la deformation una vez que se libera la fuerza. Hay una amplia variedad de sustratos a base de celulosa que estan disponibles para su uso tal como sustrato base, y pueden incluir: papel que contiene madera, papel que no contiene madera, papel kraft, papel kraft blanqueado, papel saturado de latex y versiones rizadas de cada uno, as! como muchos otros conocidos en la tecnica.

Los sustratos alternativos tales como productos textiles no tejidos sinteticos, productos textiles, pellculas, laminas protectoras y materiales similares se pueden usar individualmente, combinados con o anadidos al sustrato a base de celulosa no tejido, como una capa de soporte o para obtener un aspecto decorativo. Por ejemplo, se puede usar un papel no tejido a base de celulosa saturado con latex como capa de soporte. Si se usan, se prefieren los papeles saturados de latex que contienen del aproximadamente 5 % al aproximadamente 100 % de saturacion basada en el contenido de fibra seca, prefiriendose mas los papeles saturados de latex del aproximadamente 8 % al aproximadamente 75 % de saturacion basada en el contenido de fibra seca, y siendo los mas preferidos los papeles saturados de latex del aproximadamente 12 % al aproximadamente 60 % basandose en el contenido de fibras secas.

Ademas, en ciertas realizaciones, se puede aplicar directamente una capa de imprimacion o un recubrimiento de union (no mostrados) directamente a la capa de soporte 20 antes de la aplicacion de una espuma para potenciar la adhesion entre la capa celular 30 y la capa de soporte 20. Las composiciones de recubrimiento de union y los metodos de aplicacion son bien conocidos por los expertos en la materia.

Con referencia de nuevo a la FIG. 1, un lado que sobresale de la capa de base 20 esta cubierto por la capa celular polimerica 30. En una realizacion, la capa celular 30 es una matriz polimerica flexible que presenta celdas abiertas y cerradas que contienen aire o gas no reactivo, y que posee una densidad en el intervalo de aproximadamente 0,15 g/cm3 a aproximadamente 0,8 g/cm3. Se ha determinado, sin embargo, que las celdas cerradas y abiertas en un intervalo de densidad de aproximadamente 0,2 g/cm3 a aproximadamente 0,5 g/cm3 son mas preferidas, y una estructura de celdas abiertas y cerradas en un intervalo de densidad de aproximadamente 0,2 g/cm3 a aproximadamente 0,35 g/cm3 es lo mas preferido. El espesor del sustrato celular puede variar de aproximadamente 0,05 a aproximadamente 76,2 mm (de 0,002 a aproximadamente 0,300 pulgadas) y, mas preferiblemente, de aproximadamente 0,25 a aproximadamente 1,27 mm (aproximadamente 0,010 a aproximadamente 0,050 pulgadas).

Hay una amplia variedad de elastomeros y mezclas de pollmeros elastomericos adecuados para su uso en la capa celular 30, tales como poliuretano, estireno butadieno, acrllico, vinilacrllicos, neopreno, EVA, caucho natural, EPDM y otros conocidos en la tecnica. Son particularmente adecuadas las emulsiones a base de agua y las mezclas de emulsiones a base de agua de poliuretanos, poliacrllicos, cauchos de poliestireno-butadieno y acetatos de polietileno-vinilo. Los ejemplos de pollmeros elastomericos como los latex para la generation de la capa celular 30 incluyen poliacrllicos elastomericos tales comoHycar26322™ de B. F. Goodrich, Joncryl 74-A y Joncryl 2640 de BASF, HyStretch V60, HyStretch V43, HyStretch V29, Carbobond 26387 y HyCar 26138 de Lubrizol. Estos incluyen ademas latex de poliuretano elastomerico tales como Unithane IC-487-SF, Unithane-IC-407- SF y Unithane IC-807-SF de Union Specialties, Witcobond ® W170, Witcobond® 290H y, Witcobond® W391-64 de Witco y cauchos de poliestireno y butadieno elastomericos Genflo 8152 de Omnova y Butofan NS 209 de BASF. Tambien se pueden usar latex de polinitrilo y butadieno elastomericos tales como Hycar 1562X159 de Emerald Performance Materials. Los pollmeros elastomericos adecuados tambien pueden incluir latex polivinilacrllicos elastomericos tales como Suncryl RQ-41 PF de Omnova, y latex de copollmeros de poliuretano-poliacrllico elastomericos tales como Witcobond® A100 de Witco y Titan T6301, T6330 y T6300 de Para-Chem® de Royal Coating y Specialty Polymers.

En ciertas realizaciones, se pueden incluir cargas de pigmento, tintes y otros colorantes en la capa celular 30 para proporcionar un efecto visual y/o tactil deseado.

En una realizacion, la capa celular 30 se genera a partir de una espuma del pollmero o combination de pollmeros deseados, y puede formarse mediante cualquier proceso que arrastre intencionalmente aire o gas en un llquido o un solido. Por ejemplo, el arrastre de aire puede crearse a traves de una

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cizalla mecanica con la inyeccion de aire o gas (por ejemplo, gas nitrogeno, Freon u otro gas no reactivo) en la zona de mezcla, reaccion quimica que produce un gas que crea un hueco, agentes de soplado activados por calor y otros procesos que son conocidos en la tecnica. Tambien se puede producir espuma polimerica durante la polimerizacion en presencia de un agente de soplado (por ejemplo, la produccion de poliuretanos consolidados de espuma es bien conocida en la tecnica mediante la reaccion de poliisocianato y un poliol que contiene grupos hidroxilo, la presencia de un catalizador y un agente de soplado). Un metodo preferido de arrastre de aire es la generacion mecanica de espuma a una densidad que varia de aproximadamente 0,06 g/cm3 a aproximadamente 0,96 g/cm3 (de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 8 lb/gal) mediante la dosificacion de aire o gas presurizado en una corriente Kquida de polimero de latex.

A continuacion, se describe un metodo de fabricacion del recubrimiento desvelado en el presente documento de acuerdo con una realizacion de la presente invencion. La capa celular polimerica 30 se une a la capa base 20 mediante la adhesion procedente de la aplicacion de espuma directamente a la capa base 20 y el curado (evaporacion del exceso de agua), reaccion para generar la espuma a partir de materiales colocados sobre la capa base 20 con el posterior curado y la saturacion de la capa base 20 con la espuma, o la adicion de reactantes para generar espuma con la posterior reaccion y el curado.

A continuacion, se forma una espuma de emulsion de polimero elastomerico y se aplica en un charco a la capa base 20. La cantidad de emulsion de polimero elastomerico se dosifica en una capa uniforme usando una cuchilla u otro metodo de dosificacion para lograr el espesor de recubrimiento humedo deseado. Se cura la espuma mediante la evaporacion del exceso de agua hasta por debajo de un contenido de solidos final del aproximadamente 10 % secando a temperatura ambiente durante varias horas, introduciendola en un horno calentado de aproximadamente 93,3 °C a aproximadamente 204,4 °C (de aproximadamente 200° a aproximadamente 400 °F) durante varios minutos, colocandola en una corriente de aire caliente entre aproximadamente 87,8 °C y aproximadamente 148,9 °C (de aproximadamente 190 °F a aproximadamente 300 °F) durante varios segundos o mediante cualquier otro metodo conocido en la tecnica. El secado de la espuma da lugar a una capa celular polimerica 30 adherida a la capa base 20.

Se pueden usar multiples capas celulares polimericas 30 para ajustar las propiedades tactiles, para soporte, para diseno, para el aspecto visual o para otras propiedades funcionales deseables.

Como se ha mencionado anteriormente, en ciertas realizaciones, puede aplicarse un recubrimiento 40 a la superficie enfrentada de la capa celular polimerica 30 para cambiar la funcion, la durabilidad, el color y/o el tacto y la estetica visual del material de cubierta 10. El recubrimiento 40 puede ser un material compuesto y puede aplicarse individualmente o aplicarse en combinaciones. Los recubrimientos adecuados pueden incluir emulsiones de latex, pero sin limitarse a los siguientes: poliuretanos, poliacrilicos, poliestireno-butadieno, acetato de polietilenvinilo, polimeros de acetato de vinilo y etileno, poliolefinas o cualquier combination de los mismos. Ademas, el recubrimiento 40 puede contener cargas de pigmento tales como particulas de arcilla y de carbonato calcico, tintes, pigmentos y otros colorantes, asi como otros componentes para las propiedades de procesamiento y/o funcionales.

Se pueden usar multiples capas de recubrimiento 40 para ajustar las propiedades tactiles, para el aspecto visual o para otras propiedades funcionales deseables.

Ademas de una capa de recubrimiento 40, puede aplicarse un proceso mecanico adicional a la estructura para obtener una textura deseada. La estampacion en relieve es un proceso de creation de una imagen o diseno tridimensional a partir de una lamina plana en la que se imprime una superficie elevada aplicando una combinacion de presion y calor a lo largo del tiempo a la estructura. Las tecnicas de estampacion en relieve son conocidas por los expertos en la materia.

EJEMPLOS

Los siguientes ejemplos son ilustrativos de materiales multicapa de acuerdo con realizaciones de la presente invencion. No se pretende que limiten el alcance, sino que se pretende que simplemente sean representativos de la presente divulgation.

Ensayo de doblabilidad. Un material de acuerdo con una realizacion de la presente invencion tiene una caracteristica de doblabilidad mejorada, que no ha sido abordada en el mercado del envasado. Haciendo referencia a la FIG. 2, una manera de ensayar la caracteristica de doblabilidad es conferir un doblado 50 en el material 10 y medir el angulo de recuperation o de pliegue del sustrato. Muchos productos textiles no tejidos y tejidos tienen propiedades de recuperacion casi instantaneas; mientras que los productos textiles no tejidos a base de papel no las tienen. Para ensayar esta propiedad, se unen los dos bordes de una muestra de 10,16 cm por 10,16 cm (4 pulgadas por 4 pulgadas) para que una cara externa se toque sobre si misma. Mientras se mantiene en esta position, se enrolla un peso de 9,1 kg (20 libras) sobre la muestra para conferir un doblado. A continuacion, se mantiene un borde contra una superficie plana mientras se libera el otro borde. Despues de treinta segundos, se mide el angulo de doblado que se forma entre el borde que se mantiene presionado y el borde que se recupera cuando se libera. El angulo maximo de recuperacion, es decir, el angulo del doblado, es de

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180 grados (que indica una recuperacion completa, plana), y un angulo mlnimo de recuperacion es de 0 grados (que indica que no hay recuperacion). El resultado de este ensayo determina la medida en que el material ensayado mantendra un doblado inmediatamente despues de doblarlo. La implicacion es que cuanto mejor mantenga el material el doblado, mas facil sera envolver las esquinas y los bordes durante los procesos de recubrimiento.

Los siguientes ejemplos de la presente divulgacion hacen referencia a las caracterlsticas de doblabilidad del respectivo material basadas en este metodo de ensayo. En particular, la expresion "angulo de doblabilidad", como se usa en el presente documento, es el angulo del doblado determinado a traves del ensayo anteriormente mencionado.

Ejemplo de referencia 1

En el presente ejemplo, se aplico una espuma de poliuretano completamente reaccionada en el lado de fieltro de una reserva base de celulosa, es decir, una capa de soporte de celulosa, que tenia un espesor de 0,152 mm (0,006 pulgadas). Se espumo mecanicamente un sistema de pollmero de poliuretano, tal como Unithane FC-807SF. Se puso la espuma en la reserva base en forma de un recubrimiento humedo de 0,25 mm (0,010 pulgadas) y un recubrimiento humedo de 0,51 mm (0,020 pulgadas), y luego se colocaron las estructuras en el horno a 110 grados centlgrados durante tres minutos. Los espesores totales de las estructuras curadas (capa de soporte de celulosa y sustrato celular polimerico combinados) fueron de 0,34 mm (0,0134 pulgadas) y 0,54 mm (0,0212 pulgadas) de espesor, respectivamente, y pesos base de 47,63 kg/278,71 m2 y 58,06 kg/278,71 m2 (105 lb/3.3000 pie2 y 128 lb/3.000 pie2). Los angulos de doblabilidad fueron de 58 ° para el primer recubrimiento y de 77 ° para el segundo recubrimiento.

Ejemplo de referencia 2

En el presente ejemplo, se aplico una espuma de poliuretano completamente reaccionada en el lado filiforme de una reserva base de celulosa, es decir, una capa de soporte de celulosa, que tenia un espesor de 0,152 mm (0,006 pulgadas), usando un dispositivo mecanico de formacion de espuma. La capa de soporte era un papel plano saturado de latex. Se mezclo mecanicamente un poliuretano completamente reaccionado, HH113866T1, para formar una mezcla de espuma. Se aplico la mezcla en el lado filiforme de la reserva base y despues se seco durante dos minutos a 115 grados centigrados. La estructura acabada tenia un buen tacto y aspecto con una superficie uniforme. El espesor total del material resulto ser de 0,43 mm (0,017 pulgadas) con un peso base de 56,7 kg/278,71 m2 (125 lb/3.000 pie2). El angulo de doblabilidad fue de 83 grados.

Ejemplo de referencia 3

El presente ejemplo es de una capa celular de acrilico-poliuretano sobre una capa de soporte de celulosa que tenia 0,152 mm (0,006 pulgadas) de espesor. Se mezclo un sistema de polimero acrilico, Joncryl 74 A™, con latex de poliuretano, HH113866T1, en una proporcion de 74:26 basada en los solidos en seco y se espumo mecanicamente. Se aplico la espuma en el lado recubierto de una capa de soporte de celulosa con una capa de union de latex. Se curo el producto a 110 grados centigrados durante dos minutos. El material resultante resulto tener una superficie mas rigida y una adhesion baja a la lamina base en comparacion con el Ejemplo 1 o 2. El espesor de la estructura curada resulto ser de 0,28 mm (0,011 pulgadas) con un peso base de 56,25 kg/278,71 m2 (124 lb/3,000 pie2). El angulo de doblabilidad resulto ser de 54 grados.

Ejemplo de referencia 4

El presente ejemplo aplico dos capas de poliuretano separadas a una capa de soporte de celulosa usando una lamina de colada y una tecnica de laminacion convencional. En primer lugar, se genero mecanicamente la espuma de poliuretano y se aplico a una lamina de colada de cuero de grano fino.Se seco la capa de poliuretano en el horno a 110 grados centigrados durante un minuto. A continuacion, se aplico una capa separada de espuma de poliuretano a una lamina base de celulosa y se seco a 110 grados centigrados durante dos minutos. Finalmente, la capa de poliuretano unida a la lamina de colada, se lamino en la capa de poliuretano sobre la lamina base que tenia 0,152 mm (0,006 pulgadas) de espesor usando cola de laminacion, y se seco durante 4 minutos a 120 grados centigrados. Se pelo la lamina de colada para revelar el material final. El espesor de la estructura curada resulto ser de 0,53 mm (0,021 pulgadas) con un peso base de 76,2 kg/278,71 m2 (168 lb/3.000 pie2). El angulo de doblabilidad resulto ser de 100 grados Ejemplo de referencia 5

En el presente ejemplo, se creo un material multicapa que tenia una capa de soporte de celulosa de 0,152 mm (0,006 pulgadas) de espesor, una capa celular de poliuretano y una lamina de colada sobre la superficie. La espuma se genero usando un dispositivo mecanico y se aplico directamente a la capa de soporte de celulosa. A continuacion, se coloco la capa de soporte cubierta de espuma en el horno a 120 grados centigrados durante un minuto. Seguidamente, se retiro la capa de soporte y la capa/espuma celular semiseca del horno, y se coloco una lamina de colada sobre la superficie enfrentada a la espuma humeda para formar un sistema de tres capas. Se volvio a poner la estructura resultante en el horno durante 4 minutos. Se retiro la estructura del horno y se pelo la lamina de colada revelando una capa celular estampada en relieve que estaba adherida a un sustrato de celulosa. El espesor de la estructura resulto ser de 0,3 mm (0,012 pulgadas) con un peso base de 51,26 kg/278,71 m2 (113 lb/3.000 pie2). El angulo de doblabilidad resulto ser de 70 grados.

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Ejemplo 6

El presente ejemplo fue un sistema multicapa con una capa de soporte de celulosa que tenia 0,152 mm (0,006 pulgadas) de espesor, una capa celular de poliuretano como las del Ejemplo 1 y multiples capas de recubrimiento en la superficie. Se aplico una espuma de poliuretano producida mecanicamente a un sustrato a base de celulosa y se coloco en el horno a 120 grados durante tres minutos. Se retiro la estructura del horno y se imprimio con un rodillo de huecograbado sobre la superficie enfrentada a la capa celular, y se coloco en el horno a 120 grados centlgrados durante un minuto. Finalmente, se aplico una capa superior a base de latex de poliuretano sobre la parte superior del recubrimiento de impresion usando una barra Meyer n.° 7 (3,18 kg), y se seco a 120 grados durante dos minutos. La superficie decorada resulto ser lisa y uniforme. El espesor de la estructura final resulto ser de 0,33 mm (0,013 pulgadas) con un peso base de 42,2 kg/278,71 m2 (93 lb/3.000 pie2). El angulo de doblabilidad fue de 90 grados.

Ejemplo de referencia 7

En el presente ejemplo, se produjo una capa celular de poliuretano sobre una capa de soporte de lamina a base de celulosa rizada saturada, que tenia un espesor de 0,13 mm (0,005 pulgadas). Se espumo mecanicamente el latex de poliuretano y se aplicaron 0,51 mm (0,020 pulgadas) de recubrimiento humedo en el lado rizado de una capa de soporte delgada de celulosa y, despues, se seco a 120 grados centigrados durante dos minutos. El espesor del material curado resulto ser de 0,76 mm (0,030 pulgadas) con un peso base de 77,1 kg/278,71 m2 (170 lb/3.000 pie2). El angulo de doblabilidad resulto ser de 170 grados.

Ejemplo de referencia 8

En el presente ejemplo, se genero una capa celular de poliuretano coloreada sobre una reserva base de celulosa, es decir, capa de soporte, que tenia un espesor de 0,152 mm (0,006 pulgadas). Se mezclo latex de poliuretano con un pigmento rojo y luego se espumo mecanicamente. Se aplico la espuma a una capa de soporte saturada. A continuacion, se coloco la estructura en el horno y se seco a 120 grados centigrados durante dos minutos. El espesor del material curado resulto ser de 0,41 mm (0,016 pulgadas) con un peso base de 55,3 kg/278,71 m2 (122 lb/3.000 pie2). El angulo de doblabilidad resulto ser de 75 grados.

Ejemplo de referencia 9

Se trata de una reserva base de celulosa, es decir, una capa de soporte, que ha sido saturada con una espuma de latex de poliuretano. Se espuma un poliuretano patentado y se coloca en un recipiente de saturacion. A continuacion, se sumerge una capa de soporte de celulosa en el recipiente de saturacion y despues se pasa a traves de un estrechamiento presurizado. Seguidamente, se seco la estructura resultante a 120 °°C durante dos minutos, y tuvo un nivel de saturacion del 78 % y un angulo de doblabilidad de 169 grados.

Ejemplo de referencia 10

El presente ejemplo fue una capa celular poliacrilica sobre una reserva base FiberMark 9971-006 F/E que tenia 0,155 mm (0,0061 pulgadas) de espesor. Se espumo mecanicamente Joncryl 74-A y se aplicaron 0,254 mm (0,010 pulgadas) de recubrimiento humedo al sustrato base FiberMark 9971, es decir, la capa de soporte. Se seco la estructura en un horno de aire forzado durante 2 minutos a una temperatura de 110 °C. El peso base total del material acabado resulto ser de 202,5 gramos por metro cuadrado, 0,37 mm (0,0146 pulgadas) de espesor y tuvo un angulo de doblabilidad de 76 °.

Ejemplo de referencia 11

El presente ejemplo fue una capa celular polimerica de estireno-butadieno sobre una reserva base FiberMark 9971-006 F/E que tenia 0,152 mm (0,006 pulgadas) de espesor. Se espumo mecanicamente GenFlo8125™ de Omnovay se aplicaron 0,254 mm (10 milesimas de pulgada) de recubrimiento humedo a la capa de soporte base 9971, de FiberMark. Se seco la estructura a 110 grados centigrados durante dos minutos. La densidad de la capa celular resulto ser de 0,25 g/cm3 con un espesor de 0,335 mm (13,2 milesimas de pulgada). El angulo de doblabilidad del material multicapa resulto ser de 60 °.

Ejemplo de referencia 12

El presente ejemplo fue una capa celular poliacrilica sobre un sustrato base FiberMark 9971-006F F/E que tenia 0,152 mm (0,006 pulgadas) de espesor. Se espumo mecanicamente FiberMark acrilico 730042 y se aplicaron 0,254 mm (10 milesimas de pulgada) de recubrimiento humedo a un sustrato base FiberMark 9971, es decir, la capa de soporte. La densidad de la capa celular fue de 0,16 g/cm3 con un espesor de 0,335 mm (0,0132 pulgadas), y el material multicapa combinado tenia un angulo de doblabilidad de 60 °.

Ejemplo de referencia 13

El presente ejemplo es una mezcla de diferentes polimeros acrilicos en una capa celular sobre un sustrato base FiberMark 9971-006F/E que tenia 0,155 mm (0,0061 pulgadas) de espesor. Se espumo mecanicamente una mezcla 50:50 de Carbobond 26387 de Lubrizol y Joncryl 2640, y se aplicaron 0,254 mm (0,010 pulgadas) de recubrimiento humedo al sustrato base FiberMark 9971, es decir, a la capa de refuerzo. Se seco la estructura humeda en un horno a 110 °C durante 2 minutos. El material resultante tenia 0,37 mm (0,0146 pulgadas) de espesor con un peso base total de 183,1 g/m2 y tenia un angulo de doblabilidad de 49 °.

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Ejemplo de referenda 14

El presente ejemplo es otro pollmero elastomerico, una capa celular a base de copollmero acrllico/uretano sobre un sustrato base FiberMark 9971-006F/E que tenia 0,152 mm (0,006 pulgadas) de espesor. Se espumaron mecanicamente tres variaciones de copollmeros de uretano/acrllico, Titan T-6301, Titan T6330 y Titan T6300, y se aplicaron al sustrato base FiberMark 9971, es decir, a la capa de soporte, y se secaron a 110 °C. Las estructuras resultantes tenlan las siguientes propiedades: Titan T6301 tenia un calibre de capa celular de 0,131 mm (0,00515 pulgadas), un peso base de 14,5 kg/278,71 m2 (32 lb/3000 pie2) y el material compuesto multicapa tenia un angulo de doblabilidad de 82 °; Titan T-6330 tenia un calibre de capa celular de 0,143 mm (0,00565 pulgadas), un peso base de 17,2 kg/278,71 m2 (38 lb/3.000 pie2), y el material compuesto multicapa tenia un angulo de doblabilidad de 110 °; y Titan T6300 tenia un calibre de capa celular de 0,188 mm (0,0074 pulgadas), peso base de 17,2 kg/278,71 m2 (38 lb/3.000 pie2) y el material compuesto multicapa tenia un angulo de doblabilidad de 73 °.

Ejemplo de referencia 15

En el presente ejemplo, se coloco una capa celular de poliuretano sobre un papel kraft blanqueado de 0,432 mm (0,017 pulgadas) de espesor. Se espumo mecanicamente un poliuretano y se aplico a un sustrato base BV061 FiberMark kraft (capa de soporte). La densidad de la capa celular resulto ser de 0,30 g/cm3 con un espesor de 0,28 mm (11 milesimas de pulgada). El angulo de doblabilidad del material multicapa resulto ser de 120 °.

Ejemplo de referencia 16

El presente ejemplo es una capa celular de poliuretano en el lado filiforme del papel FiberMark BVTR571-PSP-X19X19, un sustrato base no tejido de celulosa delgado, saturado y recubierto, de 0,102 mm (0,004 pulgadas) de espesor. Se espumo mecanicamente poliuretano, Unithane FC-807SF, y se aplico un recubrimiento humedo de 0,254 mm (0,010 pulgadas) de espesor al sustrato base FiberMark BVTR571 recubierto del lado filiforme, es decir, la capa de refuerzo, que tenia un espesor de 0,102 mm (0,004 pulgadas). Se seco la estructura humeda en un horno a 109 °C durante 3 minutos. Los materiales resultantes tuvieron un espesor total de 0,299 mm (0,0118 pulgadas), un peso base total de 38,9 kg/278,71 m2 (85,7 lb/3.000 pie2) y un angulo de doblabilidad de 52 °.

Ejemplo de referencia 17

El presente ejemplo fue una capa celular de poliuretano gruesa sobre una capa de soporte de celulosa que tenia 0,152 mm (0,006 pulgadas) de espesor. Se espumo mecanicamente un poliuretano patentado, HH113866T1, y se aplico al lado de fieltro una capa de soporte de reserva base de celulosa saturada de latex. Se coloco la estructura resultante en el horno a 110 grados centigrados durante tres minutos. El espesor del componente de sustrato celular resulto ser de 1,68 mm (0,066 pulgadas) con un peso base de 124,7 kg/278,71 m2 (275 lb/3.000 pie2). El angulo de doblabilidad del material multicapa resulto ser de 165 grados.

Los materiales descritos en los ejemplos anteriores se pueden usar como materiales de recubrimiento para cajas, carpetas, agendas entre otras aplicaciones.

Ejemplo de referencia 18

En el siguiente ejemplo, se usan, como material de revestimiento, el material del Ejemplo 6 anterior, que tiene un angulo de doblabilidad de 90 °, y un producto de poliuretano comercial, que presenta un angulo de doblabilidad de 180 °, para cubrir cajas de aglomerado de las que se usan comunmente en las aplicaciones comerciales. El metodo de envoltura/recubrimiento usado es el tipico de la produccion manual.

Se ranuraron estructuras de aglomerado convencionales para tapas de 127 mm x 101,6 mm x 25,4 mm (5" x 4" x 1") de profundidad en una maquina CNC para la fabricacion de pliegues rizados. Se aplico una capa fina de Glue-All™ de Elmer en el centro y en las solapas mas largas de la estructura de aglomerado. Se pego la parte superior de la estructura de aglomerado a la parte trasera del material de revestimiento con solapamientos en todos los lados. Se recortaron los solapamientos para proporcionar un borde invertido uniforme y se incluyeron las solapas que se extendian a lo largo de los lados largos para asegurar la pieza plegada. Se aplico una capa fina de pegamento en la parte inferior del material de revestimiento en ambos lados largos. Se doblaron los lados largos y cortos de la estructura para fabricar esquinas rizadas. Se mantuvieron los lados en su sitio mediante la adherencia de las solapas extendidas del material de revestimiento a los lados cortos de la estructura. Se giro el material de revestimiento adicional hacia la tapa interior, por lo que se adhirio perfectamente mas material de revestimiento al lado largo y alrededor de la esquina interior. A continuacion, se aplico una capa fina de pegamento al lado inferior del material de revestimiento a lo largo de ambos lados cortos, y el exterior se adhirio al borde interior de la estructura para completar la envoltura.

Durante dicho procedimiento de envoltura, se realizaron las siguientes observaciones:

• El poliuretano comercial (PU) era elastico, y la calidad del plegado hace que sea mas

dificil de manipular y cortar con un cuchillo.

• Los PU comerciales tienden a deslizarse lejos de la cuchilla.

• El pegamento era dificil de esparcir en una capa fina y uniforme sobre la superficie

trasera resbaladiza del PU comercial.

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• La superficie del PU comercial mostro pequenas imperfecciones en el aglomerado subyacente y en las capas de pegamento.

• El espesor del PU comercial fabricado para esquinas mas redondeadas y el borde cortado mostro definitivamente un color mas claro en el borde cortado.

Durante el procedimiento de envoltura anterior con el Ejemplo 6, como se ha descrito anteriormente, se realizaron las siguientes observaciones:

• El material del Ejemplo 6 se tendla mejor y era facil de manipular y cortar.

• La aplicacion de pegamento en el material del Ejemplo 6 era muy facil.

• El material del Ejemplo 6 enmascaro pequenas imperfecciones en la subestructura.

• El material del Ejemplo 6 realizo buenos pliegues, y las esquinas estaban rizadas y, finalmente,

los bordes cortados no se mostraron.

Con respecto a la doblabilidad, en realizaciones de la presente invention, se prefieren angulos entre aproximadamente 20 ° y aproximadamente 160 °. En particular, con angulos por debajo de 20 °, el doblado deja una marca visible en la superficie y/o es el resultado del dano estructural. Se ha determinado que se necesita cierta elasticidad en la estructura para que tenga un buen rendimiento. A angulos muy altos, la elasticidad tiene suficiente fuerza para tirar del material desde cualquier superficie plana que se pegue antes de que el pegamento se seque. Se prefieren los angulos comprendidos entre aproximadamente 30 ° y aproximadamente 150 °, siendo los mas preferidos los angulos entre aproximadamente 50 ° y aproximadamente 130 °.

Se ha de entender que la description anterior pretende ser ilustrativa y no restrictiva. Por ejemplo, las realizaciones descritas anteriormente (y/o sus aspectos) se pueden usar combinadas entre si. Ademas, se pueden realizar muchas modificaciones para adaptar una determinada situation o un determinado material a las ensenanzas de la invencion sin apartarse de su alcance. Aunque las dimensiones y los tipos de materiales descritos en el presente documento pretenden definir los parametros de la invencion, no son de ninguna manera limitativos, y son realizaciones ilustrativas. Muchas otras realizaciones seran evidentes para los expertos en la materia tras revisar la descripcion anterior. Por lo tanto, el alcance de la invencion debe determinarse con referencia a las reivindicaciones adjuntas, junto con el alcance completo de los equivalentes para los que dichas reivindicaciones estan legitimadas. En las reivindicaciones adjuntas, las expresiones "que incluye/n" y "en el/la cual" se usan como los equivalentes en ingles comun de los terminos respectivos "que comprende/n" y "en el que/en la que”. Ademas, en las siguientes reivindicaciones, los terminos "primero/a", "segundo/a", "tercero/a", "superior", "inferior", "parte inferior", "parte superior", etc. se usan simplemente como designadores y no pretenden imponer requisitos numericos o de position sobre sus objetos.

La presente descripcion escrita usa ejemplos para desvelar varias realizaciones de la invencion, incluyendo el mejor modo, y tambien para permitir que un experto en la materia ponga en practica las realizaciones de la invencion, incluyendo la fabrication y el uso de cualquier dispositivo o sistema y la realization de cualquier metodo incorporado. El alcance patentable de la invencion esta definido por las reivindicaciones, y puede incluir otros ejemplos que se presentan a un experto en la materia. Dichos otros ejemplos pretenden estar dentro del alcance de las reivindicaciones si tienen elementos estructurales que no difieren de las expresiones literales de las reivindicaciones o si incluyen elementos estructurales equivalentes con diferencias no sustanciales con las expresiones literales de las reivindicaciones.

Como se usa en el presente documento, se ha de entender que un elemento o una etapa citados en singular y precedidos de la palabra "un" o "una" no excluye el plural de dichos elementos o etapas, a menos que dicha exclusion se indique expllcitamente. Ademas, las referencias a "una realizacion" de la presente invencion no pretenden ser interpretadas como excluyentes de la existencia de realizaciones adicionales que tambien incorporen las caracterlsticas citadas. Por otro lado, a menos que se indique expllcitamente lo contrario, las realizaciones "que comprenden", "que incluyen" o "que tienen" un elemento o una pluralidad de elementos que tienen una determinada propiedad pueden incluir elementos adicionales que no tengan esa propiedad.

Claims

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R E I V I N D I C A C I O N E S

1. Una material multicapa (10) adecuado para su uso como un recubrimiento para un artlcuio, material que comprende:

al menos una capa celular (30) de poliuretano;

una capa de soporte no tejida (20) que comprende un papel a base de celulosa, siendo la

capa de soporte de 0,152 mm (0,006 pulgadas) de espesor; y

una pluralidad de recubrimientos sobre la capa celular de poliuretano;

siendo el material de 0,33 mm (0,013 pulgadas) de espesor; y

teniendo el material un peso base de 42,2 kg/278,71 m2 (93 lb/3.000 pie2); y

teniendo el material (10) un angulo de doblabilidad de entre 50 y 130 grados, en el que el

angulo de doblabilidad se determina:

colocando dos bordes de una muestra de 10,16 cm por 10,16 cm (4 pulgadas por 4 pulgadas) del material (10) unidos entre si, de manera que la superficie que mira hacia afuera de la muestra del material (10) se esta tocando a si misma;

Mientras se mantiene en dicha posicion, se enrolla un peso de 9,1 kg (20 libras) sobre la muestra del material (10) para producir un doblado;

manteniendo un borde de la muestra de material (10) contra una superficie plana mientras se suelta el otro borde; y,

tras 30 segundos, midiendo el angulo que se forma entre el borde que se mantiene abajo y el borde que se recupera tras soltarlo, siendo dicho angulo el angulo de doblabilidad del material (10).
2. El material de la reivindicacion 1, en el que el recubrimiento (40) comprende una de las caracterlsticas:

- el recubrimiento (40) comprende una emulsion de latex;

- el recubrimiento (40) se selecciona del grupo que consiste en poliuretanos, poliacrllicos, poliestireno-butadieno, acetato de polietilenvinilo, pollmeros de acetato de vinilo y etileno, poliolefinas o combinaciones de los mismos; y

- el recubrimiento (40) incluye una carga de pigmento, un tinte o un colorante.
3. El material de la reivindicacion 1, en el que la capa de soporte no tejida (20) comprende un papel saturado de latex.
4. El material de la reivindicacion 1, en el que la capa celular (30) de pollmero comprende una de las caracterlsticas:

- la capa celular (30) de poliuretano comprende una matriz polimerica flexible que tiene celdas abiertas y cerradas en un intervalo de densidad de 0,15 g/cm3 a 0,8 g/cm3;

- la capa celular (30) de poliuretano esta formada de espuma; y

- la capa celular (30) de poliuretano incluye una carga de pigmento, un tinte o un colorante.
5. El material de la reivindicacion 1, en el que la al menos una capa celular (30) de poliuretano es una pluralidad de capas celulares de poliuretano.
6. El material de la reivindicacion 1, en el que el material (10) se estampa en relieve para crear una textura.
7. Un metodo de fabrication de una material multicapa (10) adecuado para su uso como un recubrimiento que comprende las etapas de:

arrastrar aire o gas a un pollmero para crear una espuma de poliuretano; aplicar la espuma de poliuretano en una capa uniforme a una capa de soporte no tejida (20) para formar una capa celular de poliuretano sobre la capa de soporte, siendo la capa de soporte de 0,152 mm (0,006 pulgadas) de espesor; y

aplicar una pluralidad de recubrimientos sobre la capa celular de poliuretano para formar un material que tenga un espesor de 0,33 mm (0,013 pulgadas) y tenga un peso base de 42,2 kg/278,71 m2 (93 lb/3.000 pie2); y

en el que el material multicapa (10) resultante presenta un angulo de doblabilidad de entre 20 y 160 grados, en el que el angulo de doblabilidad se determina:

colocando dos bordes de una muestra de 10,16 cm por 10,16 cm (4 pulgadas por 4 pulgadas) del material (10) unidos entre si, de manera que la superficie que mira hacia afuera de la muestra del material (10) se esta tocando a si misma;

mientras se mantiene en dicha posicion, se enrolla un peso de 9,1 kg (20 libras) sobre la muestra del material (10) para producir un doblado;

manteniendo un borde de la muestra de material (10) contra una superficie plana mientras se suelta el otro borde; y,

5 tras 30 segundos, midiendo el angulo que se forma entre el borde que se mantiene

abajo y el borde que se recupera tras soltarlo, siendo dicho angulo el angulo de doblabilidad del material (10).
8. El metodo de la reivindicacion 7, en el que la espuma es secada a temperatura ambiente para 10 formar el material multicapa (10).
9. El metodo de la reivindicacion 7, en el que la espuma es secada en un horno calentado entre 93,3 °C y 204,5 °C (de 200 °F a 400 °F) o en una corriente de aire calentada a entre 87,7 °C y 148,9 °C (de 190 °F a 300 °F) para formar la material multicapa (10).

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10. El metodo de la reivindicacion 7 que comprende ademas una de las etapas de:

- estampar en relieve el material (10); y

- realizar la impresion sobre la capa celular de poliuretano.