ES2677346T3 - Materiales compuestos de varias capas que comprenden una capa de espuma, procedimiento para su fabricación y su uso - Google Patents

Materiales compuestos de varias capas que comprenden una capa de espuma, procedimiento para su fabricación y su uso Download PDF

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ES2677346T3
ES2677346T3 ES09715315.9T ES09715315T ES2677346T3 ES 2677346 T3 ES2677346 T3 ES 2677346T3 ES 09715315 T ES09715315 T ES 09715315T ES 2677346 T3 ES2677346 T3 ES 2677346T3
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Jürgen WEISER
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Abstract

Material compuesto de varias capas, que comprende como componentes: (A) una capa de espuma, en la que la espuma es elegida de entre espumas de poliestireno, espumas de poliuretano, espumas de poliéster, espumas de copolímero de bloque de butadieno-estireno, esponjas naturales y espumas de aminoplasto, (B) por lo menos una capa de unión y (C) una capa de poliuretano, que exhibe una apariencia aterciopelada, en la que la capa (C) de poliuretano exhibe capilares, que cruzan la totalidad del espesor de la capa (C) de poliuretano, en la que la capa (C) de poliuretano exhibe un patrón y el patrón corresponde a una superficie aterciopelada con finos pelos con un promedio de longitud de 20 a 500 μm, que están dispuestos mutuamente con un promedio de separación de 50 a 350 μm.

Description

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DESCRIPCION
Materiales compuestos de varias capas que comprenden una capa de espuma, procedimiento para su fabricacion y su uso.
La presente invencion se refiere a materiales compuestos de varias capas, que comprenden como componentes:
(A) una capa de espuma, en la que la espuma es elegida de entre espuma de poliestireno, espumas de poliuretano, espumas de polieter, espumas de copolimero de bloque de butadieno-estireno, esponjas naturales y espumas de aminoplasto,
(B) por lo menos una capa de union y
(C) una capa de poliuretano, que exhibe una apariencia aterciopelada, en la que la capa (C) de poliuretano exhibe capilares, que cruzan la totalidad del espesor de la capa (C) de poliuretano, en la que la capa (C) de poliuretano exhibe un patron y el patron corresponde a una superficie aterciopelada con finos pelos con un promedio de longitud de 20 a 500 pm, que estan dispuestos mutuamente con un promedio de separacion de 50 a 350 pm.
Ademas, la presente invencion se refiere a un procedimiento para la preparacion de los materiales compuestos de varias capas de acuerdo con la invencion y su uso.
Las espumas son buscadas en muchas aplicaciones. Tienen buenas propiedades como materiales para aislar el calor y son buscadas tambien como materiales de empaque. Ademas pueden ser usadas como material para el aislamiento del sonido.
Sin embargo, es una desventaja que en muchos casos el aspecto de las espumas en cuestion no es favorable. Ademas, en muchos casos tales espumas son de dificil limpieza y por ello se ensucian facilmente.
En algunos casos, mediante la adhesion de una lamina de poliolefina, por ejemplo una lamina de polietileno o polipropileno, se busca mejorar la capacidad de ser lavadas. Sin embargo, mediante ello la favorabilidad del aspecto no mejora en todos los casos. Ademas, la "sensacion al tacto", es decir las propiedades hapticas de laminas de poliolefina, no es optima en todos los casos.
El documento DE 20 2004 019330 U1 divulga soportes provistos en su lado superior con una preparacion, en los que la preparacion formada de una dispersion plastica endurecida, provista con una estructura en su lado visible, es fabricada separadamente sobre una base con una superficie estructurada de manera correspondiente a la estructura de la preparacion y esta unida mediante una capa de union con el lado superior del soporte.
El documento EP 373 515 A1 divulga materiales de varias capas de poliuretano para cojines, con una capa de cobertura de poliuretano porosa y una capa de enmascaramiento en espuma.
Por ello, existe el objetivo de procesar espumas de modo que tengan una agradable sensacion al tacto y un aspecto favorable y que ademas se puedan limpiar bien. Ademas existe el objetivo de poner a disposicion un procedimiento para la fabricacion de tales espumas.
De acuerdo con ello, se encontraron los materiales compuestos de varias capas, definidos al principio. Comprenden como componentes:
(A) una capa de espuma, en la que la espuma es elegida de entre espumas de poliestireno, espumas de poliuretano, espumas de poliester, espumas de copolimero de bloque de butadieno-estireno, esponjas naturales y espumas de aminoplasto,
(B) por lo menos una capa de union y
(C) una capa de poliuretano, en la que la capa (C) de poliuretano exhibe un patron y el patron corresponde a una superficie de terciopelo con pequenos pelos con un promedio de longitud de 20 a 500 pm, que estan dispuestos mutuamente en un promedio de separacion de 50 a 350 pm.
La capa de espuma (A), denominada brevemente en el marco de la presente invencion tambien como espuma (A) o capa de espuma (A), puede ser de diferentes tipos de espuma.
De acuerdo con DIN 7726, se define espuma como el material con unas celdas distribuidas en la totalidad de la masa y una densidad aparente que es inferior a la densidad de la sustancia estructural.
La espuma (A) puede ser de celda cerrada, sin embargo en el marco de la presente invencion, preferiblemente en gran medida es celda abierta. En una forma de realizacion de la presente invencion, 50% de todas las laminas es
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abierto, preferiblemente 60 a 100% y de modo particular preferiblemente 65 a 99,9%, determinado de acuerdo con DIN ISO 4590. Al respecto, se define una lamina abierta (celda) como la celda, que esta en comunicacion con otras celdas mediante la fase gaseosa.
La densidad de la espuma (A) esta preferiblemente entre 5 a 1000 kg/m3, preferiblemente 6 a 300 kg/m3 y de modo particular preferiblemente en el intervalo de 7 a 250 kg/m3.
En una forma de realizacion de la presente invencion, la espuma (A) exhibe una elongacion de ruptura mayor a 100 %.
En una forma de realizacion de la presente invencion, la espuma (A) exhibe un promedio de diametro de poro (promedio aritmetico) en el intervalo de 1 pm a 1 mm, preferiblemente 50 a 500 pm, determinado mediante valoracion de fotografias microscopicas sobre cortes.
En una forma especial de realizacion de la presente invencion, la espuma (A) exhibe un grado de absorcion de sonido mayor a 0,5, medido de acuerdo con DIN 52212, a una frecuencia de 2000 Hz y un espesor de capa de la espuma (A) en cuestion, de 40 mm.
La espuma (A) puede ser de origen natural o sintetico. Por ejemplo, la espuma (A) puede ser elegida de entre esponjas naturales, como se usan por ejemplo como articulos de limpieza.
Son ejemplos de espumas sinteticas las espumas de poliestireno, que son conocidas tambien como poliestireno expandido, espumas de poliuretano, espumas de copolimero de bloque de butadieno-estireno, espumas de poliester y espumas de aminoplasto.
Son ejemplos de espumas de aminoplasto las espumas a base de resinas de urea-formaldehido, espumas a base de resina de fenol-formaldehido y en particular resinas de formaldehido-aminoplasto, en particular resinas de melamina-formaldehido, en las que en el marco de la presente invencion, estas ultimas son denominadas tambien como espumas de melamina.
Las espumas de poliuretano pueden ser espumas duras de poliuretano, espumas blandas de poliuretano, asi denominadas espumas semiduras y espumas viscoelasticas de poliuretano.
La fabricacion de las espumas (A) mencionadas anteriormente y en particular de espumas de melamina, es de por si conocida, donde estas ultimas asi como espumas de poliuretano son descritas detalladamente por ejemplo en el documento WO 2005/103107.
En una forma de realizacion de la presente invencion, la capa de espuma (A) exhibe un grosor en el intervalo de 100 mm a 10 cm, se prefiere un grosor de 1 mm a 1 cm.
La espuma (A) no es un recubrimiento de un textil.
La capa (C) de poliuretano no es una capa de espuma. La capa (C) de poliuretano es fabricada preferiblemente a partir de dispersion acuosa.
La capa (C) de poliuretano puede estar presente como pelicula impermeable al aire. La fabricacion de peliculas de poliuretano impermeables al aire es de por si conocida.
En una forma de realizacion de la presente invencion, la capa (C) de poliuretano exhibe un promedio de espesor en el intervalo de 15 a 300 pm, preferiblemente de 20 a 150 pm, de modo particular preferiblemente de 25 a 80 pm.
En una forma preferida de realizacion de la presente invencion, la capa (C) de poliuretano exhibe capilares, que van sobre el grosor total (corte transversal) de la capa (C) de poliuretano.
En una forma de realizacion de la presente invencion, la capa (C) de poliuretano exhibe en promedio por lo menos 100, preferiblemente por lo menos 250 capilares por 100 cm2.
En una forma de realizacion de la presente invencion, los capilares exhiben un promedio de diametro en el intervalo de 0,005 a 0,05 mm, preferiblemente 0,009 a 0,03 mm.
En una forma de realizacion de la presente invencion, los capilares estan distribuidos homogeneamente sobre la capa (C) de poliuretano. Sin embargo, en una forma preferida de realizacion de la presente invencion, los capilares estan distribuidos de manera no uniforme sobre la capa (C) de poliuretano.
En una forma de realizacion de la presente invencion los capilares son esencialmente curvos. En otra forma de realizacion de la presente invencion, los capilares exhiben un curso esencialmente rectilineo.
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Los capilares imparten a la capa (C) de poliuretano una permeabilidad al aire y al vapor de agua, sin que sea necesaria una perforacion. En una forma de realizacion de la presente invencion, la permeabilidad de la capa (C) de poliuretano al vapor de agua esta por encima de 1,5 mg/cm2h, medida de acuerdo con DIN 53333. De este modo, es posible que la humedad como por ejemplo el sudor pueda migrar a traves de la capa (C) de poliuretano.
En una forma de realizacion de la presente invencion, la capa (C) de poliuretano exhibe, adicionalmente a los capilares, aun poros que no atraviesan la totalidad del espesor de la capa (C) de poliuretano.
La capa (C) de poliuretano exhibe un patron.
El patron de la capa (C) de poliuretano corresponde a una superficie de terciopelo con pelos pequenos con un promedio de longitud de 20 a 500 pm, preferiblemente 30 a 200 pm y de modo particular preferiblemente 60 a 100 pm. Los pelos pequenos pueden exhibir por ejemplo un diametro circular. En una forma de realizacion particular de la presente invencion, los pelos pequenos tienen una forma conica.
La capa (C) de poliuretano exhibe pelos pequenos, que estan dispuestos mutuamente en un promedio de separacion de 50 a 350, preferiblemente 100 a 250 pm.
Para el caso en que la capa (C) de poliuretano exhiba pelos pequenos, los datos se refieren al promedio de espesor en la capa (C) de poliuretano, sin los pelos pequenos.
La capa (C) de poliuretano esta unida con la espuma (A) preferiblemente mediante por lo menos una capa (B) de union.
La capa (B) de union puede ser una capa pronunciadamente perforada, es decir no es de superficie completa, preferiblemente de un adhesivo organico curado.
En una forma de realizacion de la presente invencion, la capa (B) de union es una capa aplicada de manera punteada, en forma de tiras y de malla, por ejemplo en forma de diamantes, rectangulos cuadrados o una estructura de panal de abejas. Entonces, la capa (C) de poliuretano con espuma (A) entra en contacto con las brechas de la capa (B) de union.
En otra forma de realizacion de la presente invencion, la capa (B) de union es una capa formada por superficie completa.
En una forma de realizacion de la presente invencion, la capa (B) de union es una capa de un adhesivo organico curado, por ejemplo a base de polivinilacetato, poliacrilato o en particular poliuretano, preferiblemente de poliuretanos con una temperatura de transicion vitrea inferior a 0°C.
Al respecto, el curado del adhesivo organico puede ocurrir por ejemplo por via termica, mediante irradiacion actinica o por maduracion.
En otra forma de realizacion de la presente invencion, la capa (B) de union es una red adhesiva.
En una forma de realizacion de la presente invencion, la capa (B) de union exhibe un espesor maximo de 100 pm, preferiblemente 50 pm, de modo particular preferiblemente 30 pm, de modo muy particular preferiblemente 15 pm.
En una forma de realizacion de la presente invencion, la capa (B) de union puede contener microesferas huecas. En el marco de la presente invencion se entiende por microesferas huecas, particulas esfericas de material polimerico con un promedio de diametro en el intervalo de 5 a 20 pm, en particular de polimero halogenado como por ejemplo cloruro de polivinilo o cloruro de polivinilideno o copolimero de cloruro de vinilo con cloruro de vinilideno. Las microesferas pueden estar vacias o preferiblemente llenas con una sustancia cuyo punto de ebullicion esta ligeramente por debajo que la temperatura ambiente, por ejemplo con n-butano y en particular con isobutano.
En una forma de realizacion de la presente invencion, la capa (C) de poliuretano con espuma (A) puede estar unida mediante por lo menos dos capas (B) de union, que exhiben una composicion igual o diferente. De este modo, la una capa (B) de union puede contener un pigmento y la otra capa (B) de union esta libre de pigmento.
En una variante, la una capa (B) de union puede contener microesferas y la otra capa (B) de union no.
En una forma de realizacion de la presente invencion, el material compuesto de varias capas de acuerdo con la invencion puede no exhibir otras capas. En otra forma de realizacion de la presente invencion, el material compuesto de varias capas de acuerdo con la invencion puede comprender por lo menos una capa (D) intermedia, que esta entre la espuma (A) y la capa (B) de union, entre la capa (B) de union y la capa (C) de poliuretano o entre dos capas (B) de union, que pueden ser iguales o diferentes. Al respecto, la capa (D) intermedia es elegida de entre textil, papel, tela no tejida, y telas no tejidas (Non-wovens) de materiales sinteticos como polipropileno o poliuretano,
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en particular telas no tejidas de poliuretano termoplastico.
En las formas de realizacion, en las cuales material compuesto de varias capas de acuerdo con la invencion exhibe por lo menos una capa (D) intermedia, preferiblemente la capa (C) de poliuretano no entra en contacto directo con la espuma (A), sino con la capa (D) intermedia.
En una forma de realizacion de la presente invencion, la capa (D) intermedia puede exhibir un promedio de diametro (espesor) en el intervalo de 0,05 mm a 5 cm, preferiblemente 0,1 mm a 0,5 cm, de modo particular preferiblemente 0,2 mm a 2 mm.
Preferiblemente la capa (D) intermedia exhibe una permeabilidad al vapor de agua en el intervalo de mas de 1,5 mg/cm1 2 3h, medida de acuerdo con DIN 53333.
Los materiales compuestos de varias capas de acuerdo con la invencion exhiben una elevada resistencia mecanica y solidez. Ademas, exhiben una elevada permeabilidad al vapor de agua. Pueden eliminarse facilmente gotas de liquido derramado, por ejemplo con un pano. Ademas, los materiales compuestos de varias capas de acuerdo con la invencion exhiben una apariencia favorable y una sensacion al tacto blanda muy agradable.
Es ventajoso el uso de material compuesto de varias capas de acuerdo con la invencion, por ejemplo en asientos para medios de transporte como barcos, automoviles, aviones, ferrocarriles, tranvias, autobuses y en particular en asientos para ninos. Los materiales compuestos de varias capas de acuerdo con la invencion tambien se usan de manera ventajosa en otros sitios en el espacio interior de automotores, por ejemplo en techos, piezas de revestimiento y consolas centrales. Ademas, es ventajoso el uso de materiales compuestos de varias capas de acuerdo con la invencion, para esponjas para limpieza, materiales de aislamiento, en particular en edificios, por ejemplo materiales para el aislamiento del calor o el ruido, asi como muebles para sentarse.
Otro objetivo de la presente invencion es un procedimiento para la fabricacion de materiales compuestos de varias capas de acuerdo con la invencion, denominado en el marco de la presente invencion tambien como procedimiento de fabricacion de acuerdo con la invencion. En una forma de realizacion del procedimiento de fabricacion de acuerdo con la invencion, se procede de modo que con ayuda de una plantilla se forma una capa (C) de poliuretano, se aplica por lo menos un adhesivo organico en toda la superficie o parcialmente sobre espuma (A) y/o sobre capa (C) de poliuretano y entonces se une la capa (C) de poliuretano con espuma (A), de modo punteado, en tiras o en modo superficial.
En una forma de realizacion de la presente invencion se fabrica material compuesto de varias capas de acuerdo con la invencion, mediante un procedimiento de recubrimiento, en el cual primero se suministra parcialmente una pelicula (C) de poliuretano, por lo menos espuma (A) o la pelicula (C) de poliuretano o ambas sobre en cada caso una superficie, por ejemplo en forma de plantilla, se esparce adhesivo organico y entonces se ponen en contacto mutuo las dos superficies. Entonces, el sistema asi obtenido puede comprimirse mutuamente o tratarse termicamente o comprimirse mutuamente con calor.
La pelicula (C) de poliuretano forma la capa (C) de poliuretano posterior del material compuesto de varias capas de acuerdo con la invencion. La pelicula (C) de poliuretano puede ser fabricada como sigue.
Se aplica una dispersion acuosa de poliuretano sobre una plantilla, que ha sido calentada previamente, se deja evaporar el agua y se transfiere entonces la pelicula (C) de poliuretano asi formada, a la espuma (A).
La aplicacion de la dispersion acuosa de poliuretano sobre la plantilla puede ocurrir de acuerdo con metodos de por si conocidos, en particular mediante atomizacion, por ejemplo con una pistola de atomizacion.
La plantilla puede exhibir un patron, tambien denominado estructuracion, que puede ser generado por ejemplo mediante huecograbado con laser o mediante fundicion.
En una forma de realizacion de la presente invencion se prepara una plantilla, que exhibe una capa elastomerica o una union de capas, que comprende una capa elastomerica sobre un soporte, en el que la capa elastomerica comprende un aglutinante asi como dado el caso otros aditivos y sustancias auxiliares. La preparacion de una plantilla puede comprender las siguientes etapas:
1) Aplicacion de un aglutinante liquido, el cual dado el caso contiene aditivos y/o sustancias auxiliares, sobre una superficie que sigue un patron, por ejemplo otra plantilla o un patron original,
2) curado del aglutinante, por ejemplo mediante curado termico, curado por radiacion o mediante maduracion,
3) separacion de la plantilla asi obtenida y dado el caso aplicacion sobre un soporte, por ejemplo una placa metalica o un cilindro metalico.
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En una forma de realizacion de la presente invencion, se procede de modo que se deja una silicona liquida sobre un patron, la silicona madura y con ello cura y entonces se retira. La lamina de silicona es entonces adherida sobre un soporte de aluminio.
En una forma preferida de realizacion de la presente invencion se prepara una plantilla, que exhibe una capa que puede ser grabada con laser o una union de capa, que comprende una capa que puede ser grabada con laser sobre un soporte, en el que la capa que puede ser grabada con laser comprende un aglutinante asi como dado el caso otros aditivos y sustancias auxiliares. Ademas, la capa que puede ser grabada por laser es preferiblemente un elastomero.
En una forma preferida de realizacion, la preparacion de una plantilla comprende las siguientes etapas:
1) Preparacion de una capa que puede ser grabada con laser o una union de capas, que comprende una capa que puede ser grabada con laser sobre un soporte, en el que la capa que puede ser grabada con laser comprende un aglutinante asi como preferiblemente aditivos y sustancias auxiliares,
2) fortalecimiento termoquimico, fotoquimico o actinico de la capa que puede ser grabada con laser,
3) grabado con un laser de una estructura superficial correspondiente a la estructura superficial del recubrimiento estructurado superficialmente, en la capa que puede ser grabada con laser.
La capa que puede ser grabada con laser, que es preferiblemente elastomero, o la union de capas pueden estar presentes sobre un soporte, preferiblemente estan sobre un soporte. Los ejemplos de soportes adecuados comprenden tejidos y laminas de polietilentereftalato (PET), polietilennaftalato (PEN), polibutilentereftalato (PBT), polietileno, polipropileno, poliamida o policarbonato, preferiblemente laminas de PET o PEN. Asi mismo, como soportes son adecuados papeles y telas tejidas, por ejemplo de celulosa. Como soportes pueden usarse tambien tubos conicos o cilindricos de los materiales dichos, las denominadas mangas. Para las mangas son adecuados tambien tejidos de fibra de vidrio o materiales compuestos de fibra de vidrio y materiales polimericos. Ademas, son materiales adecuados de soporte los soportes metalicos como por ejemplo soportes masivos o en forma de tejidos, en forma de superficie o cilindricos, de aluminio, acero, acero magnetizable para muelles u otras aleaciones de hierro.
En una forma de realizacion de la presente invencion, el soporte puede estar revestido con una capa adhesiva para la mejor adherencia de la capa que puede ser grabada con laser. En otra forma de realizacion de la presente invencion, no es necesaria una capa adhesiva.
La capa que puede ser grabada con laser comprende por lo menos un aglutinante, que puede ser un prepolimero, el cual en el curso de un refuerzo termoquimico reacciona hasta dar un polimero. Pueden elegirse aglutinantes adecuados, dependiendo de las propiedades deseadas de la capa que puede ser grabada con laser o de la plantilla, por ejemplo respecto a la dureza, elasticidad o flexibilidad. Los aglutinantes adecuados se dividen esencialmente en 3 grupos, sin que los aglutinantes deban estar limitados por ello.
El primer grupo comprende aquellos aglutinantes que disponen de grupos con insaturacion etilenica. Los grupos con insaturacion etilenica pueden ser entrecruzados por via fotoquimica, termoquimica, por medio de radiacion de electrones o con una combinacion cualquiera de estos procesos. Adicionalmente, puede realizarse un fortalecimiento mecanico por medio de materiales de relleno. Tales aglutinantes son por ejemplo aquellos que contienen copolimerizados monomeros de 1,3-dieno como isopreno o 1,3-butadieno. Al respecto, el grupo con insaturacion etilenica puede actuar una vez como elemento de la cadena el polimero (incorporacion 1,4), o puede estar unido como grupo lateral (incorporacion 1,2) a la cadena de polimero. Como ejemplos se mencionan caucho natural, polibutadieno, poliisopreno, caucho de estireno-butadieno, caucho de nitrilo-butadieno, copolimero de acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS), caucho de butilo, caucho de estireno-isopreno, policloropreno, caucho de polinorborneno, caucho de etileno-propileno-dieno (EPDM) o elastomeros de poliuretano con grupos con insaturacion etilenica.
Otros ejemplos comprenden copolimeros de bloque de elastomeros termoplasticos de alquenilaromaticos y 1,3- dienos. Los copolimeros de bloque pueden ser tanto copolimeros de bloque lineales como tambien copolimeros de bloque radiales. Comunmente son copolimeros de bloque triple del tipo A-B-A, pero pueden ser tambien copolimeros de dos bloques del tipo A-B, o aquellos con varios elastomeros alternantes y bloques termoplasticos, por ejemplo A-B-A-B-A. Pueden usarse tambien mezclas de dos o varios copolimeros de bloque diferentes. Los copolimeros de bloque triple comunes en el mercado contienen frecuentemente ciertas fracciones de copolimeros de dos bloques. Las unidades de dieno pueden estar unidas en 1,2 o 1,4. Pueden usarse tanto copolimeros de bloque del tipo estireno-butadieno como del tipo estireno-isopreno. Son obtenibles en el mercado por ejemplo bajo el nombre Kraton®. Ademas, son utilizables tambien copolimeros de bloque de elastomeros termoplasticos con bloques terminales de estireno y un bloque intermedio aleatorio de estireno-butadieno, que son obtenibles bajo el
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nombre Styroflex®.
Otros ejemplos de aglutinantes con grupos con insaturacion etilenica comprenden aglutinantes modificados, en los cuales en la molecula de polfmero se introducen grupos que pueden ser entrecruzados, mediante reacciones de injerto.
El segundo grupo comprende aquellos aglutinantes que disponen de grupos funcionales. Los grupos funcionales pueden ser entrecruzados por vfa termoqufmica, por medio de radiaciones de electrones, por vfa fotoqmmica o con una combinacion cualquiera de estos procesos. Ademas, puede realizarse un fortalecimiento mecanico por medio de materiales de relleno. Los ejemplos de grupos funcionales adecuados comprenden -Si(HR1)O-, -Si(R1R2)O-, - OH, -NH2, -NHR1, -COOH, -COOR1, -COHN2, -O-C(O)NHR1, -SO3H o -CO-. Los ejemplos de aglutinantes comprenden elastomeros de silicona, cauchos de acrilato, cauchos de etileno-acrilato, cauchos de etileno-acido acrflico o cauchos de etileno-vinilacetato asf como sus derivados parcialmente hidrolizados, elastomeros termoplasticos de poliuretano, polietilenos sulfonados o elastomeros termoplasticos de poliester. Al respecto, R1 y - si esta presente - R2 son diferentes o preferiblemente iguales y elegidos de entre grupos organicos y en particular alquilo C1-C6.
En una forma de realizacion de la presente invencion pueden usarse aglutinantes que disponen tanto de grupos con insaturacion etilenica, como tambien de grupos funcionales. Los ejemplos comprenden elastomeros de silicona que entrecruzan por adicion con grupos funcionales y con insaturacion etilenica, copolfmeros de butadieno con (met)acrilatos, acido (met)acnlico o acrilonitrilo, asf como ademas copolfmeros o copolfmeros de bloque de butadieno o isopreno con derivados de estireno que exhiben grupos funcionales, por ejemplo copolfmeros de bloque de butadieno y 4-hidroxiestireno.
El tercer grupo de aglutinantes comprende aquellos que disponen de grupos con insaturacion etilenica o de grupos funcionales. Se mencionan aquf por ejemplo poliolefinas o elastomeros de etileno/propileno o productos obtenidos mediante hidrogenacion de unidades de dieno, como por ejemplo cauchos SEBS.
Por regla general, las capas de polfmero que contienen aglutinante sin grupos con insaturacion etilenica o grupos funcionales, tienen que ser reforzadas por vfa mecanica, con ayuda de radiacion rica en energfa o una combinacion de ellos, para hacer posible una capacidad de estructuracion optima de borde agudo, por medio de laser.
Pueden usarse tambien mezclas de dos o varios aglutinantes, en las que al respecto pueden ser tanto aglutinantes de en cada caso solo uno de los grupos representados o mezclas de aglutinantes de dos o todos los tres grupos. Las posibilidades de combinacion estan limitadas solo en tanto la idoneidad de la capa de polfmero no puede ser influida de manera negativa por el proceso de estructuracion con laser ni el procedimiento de fundicion. De manera ventajosa, puede usarse por ejemplo una mezcla de por lo menos un aglutinante de elastomero que no exhibe grupos funcionales, con por lo menos otro aglutinante que exhibe grupos funcionales o grupos con insaturacion etilenica.
En una forma de realizacion de la presente invencion la cantidad del o de los aglutinantes en la capa de elastomeros o la capa en cuestion que puede ser grabada con laser, es de 30 % en peso a 99 % en peso respecto a la suma de todos los componentes de la capa de elastomeros en cuestion o de la capa en cuestion que puede ser grabada con laser, preferiblemente 40 a 95 % en peso, y de modo muy particular preferiblemente 50 a 90 % en peso.
En una forma de realizacion de la presente invencion, se forma la capa (C) de poliuretano con ayuda de una plantilla de silicona. En el marco de la presente invencion, se entiende por plantillas de silicona, aquellas plantillas que para su fabricacion usan por lo menos un aglutinante que exhibe el por lo menos uno, preferiblemente por lo menos tres grupos O-Si(R1R2)-O- por molecula, en los que las variables son como se definio previamente.
De modo opcional, la capa de elastomeros o capa que puede ser grabada con laser, comprende compuestos reactivos de bajo peso molecular u oligomericos. Los compuestos oligomericos exhiben en general un peso molecular no mayor a 20.000 g/mol. En aras de la simplicidad, los compuestos reactivos de bajo peso molecular y oligomericos deberfan ser denominados en lo sucesivo, como monomeros.
Los monomeros pueden ser anadidos por un lado para, en tanto se desee, aumentar la velocidad del entrecruzamiento fotoqufmico o termoqufmico o el entrecruzamiento por medio de radiacion rica en energfa. En el uso de aglutinantes del primero y segundo grupos, en general no es obligatoriamente necesaria la adicion de monomeros para acelerar. Para aglutinantes del tercer grupo, la adicion de monomeros por regla general es aconsejable, sin que ello en todos los casos sea obligatoriamente necesario.
Independientemente del tema de la velocidad de entrecruzamiento, pueden usarse monomeros tambien para la modulacion de la densidad de entrecruzamiento. Dependiendo del tipo y cantidad de los compuestos de bajo peso molecular anadido, se obtienen redes mas amplias o mas estrechas. Como monomeros pueden usarse por un lado
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los monomeros conocidos con insaturacion etilenica. Los monomeros deberian ser esencialmente compatibles con el aglutinante y exhibir por lo menos un grupo reactivo por via fotoquimica o termoquimica. No deberian ser facilmente volatiles. Preferiblemente el punto de ebullicion de los monomeros adecuados es por lo menos 150°C. Son particularmente adecuadas las amidas del acido acrilico o acido metacrilico con alcoholes, aminas, aminoalcoholes o hidroxieteres y esteres, estireno o estirenos sustituidos mono o polifuncionales, esteres de acido fumarico o acido maleico o compuestos de alilo. Los ejemplos comprenden n-butilacrilato, 2-etilhexilacrilato, laurilacrilato, 1,4-butanodioldi(met)acrilato, 1,6-hexanodioldiacrilato, 1,6-hexanodioldimetacrilato, 1,9- nonanodioldiacrilato, trimetilolpropanotrimetacrilato, trimetilolpropanotriacrilato, dipropilenglicoldiacrilato, tripropilenglicoldiacrilato, dioctilfumarato, N-dodecilmaleimida y trialilisocianurato.
En particular, para el refuerzo por via termoquimica, los monomeros adecuados comprenden siliconas reactivas de bajo peso molecular como por ejemplo siloxanos ciclicos, siloxanos con funcionalidad Si-H, siloxanos con grupos alcoxi o ester, siloxanos y silanos que tienen azufre, dialcoholes como por ejemplo 1,4-butanodiol, 1,6-hexanodiol, 1,8-octanodiol, 1,9-nonanodiol, diaminas como por ejemplo 1,6-hexanodiamina, 1,8-octanodiamina, aminoalcoholes como por ejemplo etanolamina, dietanolamina, butiletanolamina, acidos dicarboxilicos como por ejemplo acido 1,6- hexanodicarboxilico, acido tereftalico, acido maleico o acido fumarico.
Pueden usarse tambien monomeros que exhiben tanto grupos con insaturacion etilenica como grupos funcionales. Como ejemplos se mencionan sus w-hidroxialquil(met)acrilatos, como por ejemplo etilenglicolmono(met)acrilato, 1,4-butanodiolmono(met)acrilato o 1,6-hexanodiolmono(met)acrilato.
Evidentemente pueden usarse tambien mezclas de diferentes monomeros, teniendo como premisa que por la mezcla no se influya negativamente en las propiedades de la capa de elastomeros. Por regla general, la cantidad de monomeros anadidos es de 0 a 40 % en peso, referida a la cantidad de todos los componentes de la capa de elastomero o de la capa en cuestion que puede ser grabada con laser, preferiblemente 1 a 20 % en peso.
En una forma de realizacion pueden usarse uno o varios monomeros con uno o varios catalizadores. Asi, es posible acelerar las plantillas de silicona mediante adicion de uno o varios acidos o mediante compuestos de organo-estano en la etapa 2) de la preparacion de la plantilla. Los compuestos adecuados de organo-estano pueden ser: di-n- butilestanodilaurato, di-n-butilestanodiactanoato, di-n-butilestanodi-2-etilhexanoato, di-n-octilestanodi-2- etilhexanoato y di-n-butilbis(1 -oxoneodecil-oxi)estanano.
La capa de elastomero o la capa que puede ser grabada con laser pueden comprender ademas aditivos y sustancias auxiliares como por ejemplo sustancias que absorben IR, colorantes, agentes auxiliares de dispersion, antiestaticos, plastificantes o particulas abrasivas. Como regla, la cantidad de tales aditivos y sustancias auxiliares no deberia superar 30 % en peso, referida a la cantidad de todos los componentes de la capa de elastomero o la capa en cuestion que puede ser grabada con laser.
La capa de elastomero o la capa que puede ser grabada con laser pueden estar constituidas por varias capas individuales. Estas capas individuales pueden ser de la misma, aproximadamente la misma o diferente composicion material. El espesor de la capa que puede ser grabada con laser o de todas las capas individuales juntas esta como regla entre 0,1 y 10 mm, preferiblemente 0,5 a 3 mm. El espesor puede ser elegido de manera adecuada, dependiendo de parametros de proceso de tecnicas de aplicacion y de tecnicas de maquina del procedimiento de huecograbado por laser y del procedimiento de fundicion.
La capa de elastomero o la capa que puede ser grabada con laser puede exhibir opcionalmente ademas una capa superior con un espesor no mayor 300 pm. Puede elegirse la composicion de una capa superior asi, respecto a una optima capacidad de grabado y estabilidad mecanica, mientras la composicion de la capa ubicada debajo es elegida respecto a una dureza o elasticidad optimas.
En una forma de realizacion de la presente invencion, la capa superior puede ser en si misma grabada con laser o puede ser retirada en el curso del grabado con laser, junto con la capa ubicada debajo. La capa superior comprende por lo menos un aglutinante. Puede comprender ademas una sustancia que absorbe la radiacion laser o tambien monomeros con sustancias auxiliares.
En una forma de realizacion de la presente invencion, la plantilla de silicona es una plantilla de silicona estructurada con ayuda de grabado con laser.
Para el procedimiento de acuerdo con la invencion, se usan con ventaja muy particular los aglutinantes de elastomeros plasticos o elastomeros de silicona. Para el uso de aglutinantes de elastomeros termoplasticos la fabricacion ocurre preferiblemente mediante extrusion entre una lamina soporte y una laca de cobertura o un elemento de cobertura, seguidos de calandrado, como se divulga por ejemplo en el documento EP-A 0 084 851 para elementos de flexografia. De este modo y forma se fabrican tambien capas mas gruesas en un unico procedimiento de trabajo. Pueden fabricarse elementos de varias capas por medio de coextrusion.
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Si se desea estructurar la plantilla con ayuda de grabado con laser, se prefiere entonces fortalecer la capa que puede ser grabada con laser antes del grabado con laser, mediante calentamiento (via termoquimica), mediante irradiacion con luz UV (via fotoquimica) o mediante irradiacion con radiacion rica en energia (via actinica) o una combinacion cualquiera de ellas. A continuacion se aplica la capa que puede ser grabada con laser o la union de capas, sobre un soporte cilindrico (temporal), por ejemplo de plastico, plastico reforzado con fibra de vidrio, metal o espuma, por ejemplo por medio de banda adhesiva, baja presion, dispositivos con pinzas o fuerza magnetica y se graba como se describio anteriormente. De modo alternativo pueden grabarse tambien la capa plana o la capa de union, como se describio anteriormente. Opcionalmente, durante el procedimiento de grabado con laser, se lava la capa que puede ser grabada con laser, con una lavadora circular o una lavadora de paso, con un detergente para eliminar los residuos de grabado.
Del modo descrito, puede fabricarse la plantilla como plantilla negativa o como plantilla positiva. En una primera variante, la plantilla exhibe una estructura negativa, de modo que puede obtenerse un recubrimiento que puede ser unido a la espuma (A), directamente mediante aplicacion de un material plastico liquido sobre la superficie de la plantilla y subsiguiente solidificacion del poliuretano. En una segunda variante, la plantilla exhibe una estructura positiva, de modo que primero se fabrica una matriz negativa mediante fundicion de la matriz positiva estructurada con laser. De esta matriz negativa puede obtenerse el recubrimiento que puede ser unido a un soporte plano, a continuacion mediante aplicacion de un material plastico liquido sobre la superficie de la matriz negativa, y subsiguientes solidificacion del material plastico.
Preferiblemente se graban en la plantilla elementos estructurales con dimensiones en el intervalo de 10 a 500 pm. Los elementos estructurales pueden formarse como protuberancias o depresiones. Preferiblemente los elementos estructurales tienen una forma geometrica simple y son por ejemplo circulos, elipses, cuadrados, rombos, triangulos y estrellas. Los elementos estructurales pueden formar una cuadricula regular o irregular. Son ejemplos una cuadricula de punto clasica o una cuadricula estocastica, por ejemplo una cuadricula modulada por frecuencia.
En una forma de realizacion de la presente invencion, para la estructuracion de la plantilla se incorporan platillos en la plantilla con ayuda de un laser. Por ejemplo, puede grabarse la plantilla, de modo que exhibe "platillos" (depresiones), que exhiben un diametro en el intervalo de 10 a 500 pm en la superficie de la plantilla. Preferiblemente, el diametro en la superficie de la plantilla es 20 a 250 pm y de modo particular preferiblemente 30 a 150 pm. La separacion de los platillos puede ser por ejemplo 10 a 500 pm, preferiblemente 20 a 200 pm, de modo particular preferiblemente a 80 pm.
En una forma de realizacion de la presente invencion, la plantilla exhibe preferiblemente, aparte de una estructura superficial gruesa, aun una estructura superficial fina. Tanto la estructura gruesa como tambien la estructura fina pueden ser generadas mediante grabado con laser. La estructura fina puede ser por ejemplo una microrrugosidad con una amplitud de rugosidad en el intervalo de 1 a 30 pm y una frecuencia de rugosidad de 0,5 a 30 pm. Preferiblemente las dimensiones de la microrrugosidad estan en el intervalo de 1 a 20 pm, de modo particular preferiblemente 2 a 15 pm y de modo particular preferiblemente 3 a 10 pm.
Para el grabado con laser es adecuado en particular laser IR. Pueden usarse tambien laser con longitudes de onda mas cortas, siempre que el laser exhiba una intensidad suficiente. Por ejemplo puede usarse un laser Nd-YAG de frecuencia doble (532 nm) o de frecuencia triple (355 nm), o tambien un laser Excimer (por ejemplo 248 nm). Para el grabado con laser puede usarse por ejemplo un laser de CO2 con una longitud de onda de 10640 nm. De modo particular preferiblemente se usan laser con una longitud de onda de 600 a 2000 nm. Por ejemplo pueden usarse laser Nd-YAG (1064 nm), laser de diodo de IR o laser de cuerpo solido. De modo particular se prefieren laser Nd/YAG. La informacion de cuadro que va a ser grabada es transferida directamente desde el sistema de computador hasta el aparato. El laser puede ser operado continuamente o en pulsos.
Como regla, la plantilla obtenida puede ser usada directamente despues de la fabricacion. En caso de desearse, la plantilla obtenida puede ser sometida a limpieza adicional posterior. Mediante una etapa de limpieza asi se eliminan componentes de capa desprendidos, pero eventualmente no completamente retirados de la superficie. Como regla, es suficiente un tratamiento simple con agua, agua/tensioactivo, alcoholes o detergentes organicos inertes, que son preferiblemente de pobre hinchamiento.
En otra etapa, se aplica una formulacion acuosa de poliuretano sobre la plantilla. La aplicacion puede ocurrir preferiblemente mediante atomizacion. La plantilla deberia ser calentada cuando se aplica la formulacion de poliuretano, por ejemplo a temperaturas de por lo menos 80°C, preferiblemente por lo menos 90°C. El agua de la formulacion acuosa de poliuretano se evapora y forma los capilares en la capa de poliuretano que se solidifica.
En relacion con la dispersion de poliuretano, se entiende por acuosa, que contiene agua, pero menos de 5 % en peso, referida a la dispersion, preferiblemente menos de 1 % en peso de solvente organico. De modo particular preferiblemente no se evidencia solvente organico volatil. En el marco de la presente invencion se entiende por solventes organicos volatiles, aquellos solventes organicos que a presion normal exhiben un punto de ebullicion de
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hasta 200°C.
La dispersion acuosa de poliuretano puede exhibir un contenido de solidos en el intervalo de 5 a 60 % en peso, preferiblemente 10 a 50 % en peso y de modo particular preferiblemente 25 a 45 % en peso.
Los poliuretanos (PU) son conocidos en general, obtenibles comercialmente y consisten en general en una fase blanda de compuestos polihidroxilados de alto peso molecular, por ejemplo de segmentos de policarbonato, poliester o polieter, y una fase dura de uretano, formada por agentes de alargamiento de cadena de bajo peso molecular y di- o poliisocianatos.
Los procedimientos para la preparacion de poliuretanos (PU) son conocidos en general. En general, los poliuretanos (PU) son preparados mediante reaccion de
(a) isocianatos, preferiblemente diisocianatos con
(b) compuestos reactivos frente a los isocianatos, comunmente con un peso molecular (Mw) de 500 a 10.000 g/mol, preferiblemente 500 a 5.000 g/mol, de modo particular preferiblemente 800 a 3.000 g/mol, y
(c) agentes de alargamiento de cadena con un peso molecular de 50 a 499 g/mol dado el caso en presencia de
(d) catalizadores
(e) y/o aditivos corrientes.
A continuacion, a modo de ejemplo deberian presentarse los componentes de partida y procedimientos para la preparacion de los poliuretanos (PU) preferidos. Los componentes (a), (b), (c) asi como dado el caso (d) y/o (e) usados comunmente en la preparacion de los poliuretanos (PU) deberian ser descritos a modo de ejemplo a continuacion:
Como isocianatos (a) pueden usarse isocianatos alifaticos, cicloalifaticos, aralifaticos y/o aromaticos conocidos en general, por ejemplo tri-, tetra-, penta-, hexa-, hepta- y/u octametilendiisocianato, 2-metil-pentametilen-diisocianato- 1,5, 2-etil-butilen-diisocianato-1,4, pentametilen-diisocianato-1,5, butilen-diisocianato-1,4, 1-isocianato-3,3,5-trimetil- 5-isocianato-metil-ciclohexano (isoforondiisocianato, IPDI), 1,4- y/o 1,3-bis(isocianatometil)ciclohexano (HXDI), 1,4- ciclohexano-diisocianato, 1-metil-2,4- y/o - 2,6-ciclohexano-diisocianato y/o 4,4’-, 2,4’- y 2,2’-diciclohexilmetano- diisocianato, 2,2’-, 2,4’- y/o 4,4’-difenilmetanodiisocianato (MDI), 1,5-naftilendiisocianato (NDI), 2,4- y/o 2,6- toluilendiisocianato (TDI), difenilmetanodiisocianato, 3,3’-dimetildifenil-diisocianato, 1,2-difeniletanodiisocianato y/o fenilendiisocianato. Preferiblemente se usa 4,4’-MDI. Ademas se prefieren diisocianatos alifaticos, en particular hexametilendiisocianato (HDI), y de modo particular se prefieren diisocianatos aromaticos como 2,2’-, 2,4’- y/o 4,4’- difenilmetanodiisocianato (MDI) y mezclas de los isomeros mencionados anteriormente.
Como compuestos (b) reactivos frente a los isocianatos pueden usarse los compuestos reactivos frente a los isocianatos conocidos en general, por ejemplo poliesteroles, polieteroles y/o policarbonatodioles, que son agrupados comunmente tambien bajo el concepto "polioles", con pesos moleculares (Mw) en el intervalo de 500 y 8.000 g/mol, preferiblemente 600 a 6.000 g/mol, en particular 800 a 3.000 g/mol, y preferiblemente un promedio de funcionalidad frente a los isocianatos de 1,8 a 2,3, preferiblemente 1,9 a 2,2, en particular 2. Preferiblemente se usan polieterpolioles, por ejemplo aquellos a base de sustancias iniciadoras conocidas en general y oxidos de alquileno corrientes, por ejemplo oxido de etileno, oxido de 1,2-propileno y/o oxido de 1,2-butileno, preferiblemente polieteroles a base de polioxitetrametileno (poli-THF), oxido de 1,2-propileno y oxido de etileno. Los polieteroles exhiben como ventaja que poseen una elevada estabilidad a la hidrolisis como poliesteroles, y son preferidos como componente (b), en particular para la preparacion de poliuretanos blandos, poliuretanos (PU1).
Como policarbonatodioles se mencionan en particular policarbonatodioles alifaticos, por ejemplo 1,4-butanodiol- policarbonato y 1,6-hexanodiol-policarbonato.
Como poliesterdioles se mencionan aquellos que se preparan mediante policondensacion de por lo menos un diol primario, preferiblemente por lo menos un diol alifatico primario, por ejemplo etilenglicol, 1,4-butanodiol, 1,6- hexanodiol, neopentilglicol o de modo particular preferiblemente 1,4-dihidroximetilciclohexano (como mezcla de isomeros) o mezclas de por lo menos dos de los dioles mencionados previamente, por un lado, y por lo menos uno, preferiblemente por lo menos dos acidos dicarboxilicos o sus anhidridos, por otro lado. Los acidos dicarboxilicos preferidos son acidos dicarboxilicos alifaticos como acido adipico, acido glutarico, acido succinico y acidos dicarboxilicos aromaticos como por ejemplo acido ftalico y en particular acido isoftalico.
Los polieteroles son preparados preferiblemente mediante acumulacion de oxidos de alquileno, en particular oxido de etileno, oxido de propileno y mezclas de ellos, sobre dioles como por ejemplo etilenglicol, 1,2-propilenglicol, 1,2- butilenglicol, 1,4-butanodiol, 1,3-propanodiol, o sobre trioles como por ejemplo glicerina, en presencia de
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catalizadores altamente activos. Tales catalizadores altamente activos son por ejemplo hidroxido de cesio y catalizadores dimetalicos de cianuro, tambien denominados como catalizadores DMC. Un catalizador DMC frecuentemente usado es el hexacianocobaltato de zinc. El catalizador DMC puede ser dejado despues de la reaccion en el polieterol, preferiblemente es eliminado, por ejemplo mediante sedimentacion o filtracion.
En lugar de un poliol pueden usarse tambien mezclas de diferentes polioles.
Para el mejoramiento de la capacidad de dispersion, como compuestos (b) reactivos frente a los isocianatos pueden usarse parcialmente tambien uno o mas dioles o diaminas con un grupo acido carboxilico o grupo acido sulfonico (b’), en particular sales de metales alcalinos o de amonio de acido 1,1-dimetilolbutanoico, acido 1,1- dimetilolpropionico o
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H
Como agentes (c) de alargamiento de cadena se usan compuestos alifaticos, aralifaticos, aromaticos y/o cicloalifaticos de por si conocidos, con un peso molecular de 50 a 499 g/mol y por lo menos dos grupos funcionales, preferiblemente compuestos con exactamente dos grupos funcionales por molecula, por ejemplo diaminas y/o alcanodioles con 2 a 10 atomos de C en el radical alquileno, en particular 1,3-propanodiol, butanodiol-1,4, hexanodiol-1,6 y/o di-, tri-, tetra-, penta-, hexa-, hepta-, octa-, nona- y/o decaalquilenglicoles con 3 a 8 atomos de carbono por molecula, preferiblemente los correspondientes oligo- y/o polipropilenglicoles, en los que pueden usarse tambien mezclas de agentes (c) de alargamiento de cadena.
De modo particular preferiblemente los componentes (a) a (c) son compuestos difuncionales, es decir diisocianatos (a), polioles difuncionales, preferiblemente polieteroles (b) y agentes de alargamiento de cadena difuncionales, preferiblemente dioles.
Los catalizadores (d) adecuados, que aceleran en particular la reaccion entre los grupos NCO de los diisocianatos (a) y los grupos hidroxilo de los componentes (b) y (c) constituyentes, son aminas terciarias de por si conocidas, como por ejemplo trietilamina, dimetilciclohexilamina, N-metilmorfolina, N,N’-dimetilpiperazina, 2- (dimetilaminoetoxi)-etanol, diazabiciclo-(2,2,2)-octano ("DABCO") y aminas terciarias similares, asi como en particular compuestos metalicos organicos como esteres de acido titanico, compuestos de hierro como por ejemplo acetilacetonato de hierro (III), compuestos de estano, por ejemplo diacetato de estano, dioctoato de estano, dilaurato de estano o die sales de dialquil estano de acidos carboxilicos como dibutilestanodiacetato, dibutilestanodilaurato o similares. Los catalizadores son usados comunmente en cantidades de 0,0001 a 0,1 partes en peso por 100 partes en peso de componente (b).
Aparte del catalizador (d), a los componentes (a) a (c) pueden anadirse tambien sustancias auxiliares y/o aditivos (e). Se mencionan por ejemplo agentes propelentes, agentes contra el bloqueo, sustancias con actividad superficial, materiales de relleno, por ejemplo materiales de relleno a base de nanoparticulas, en particular materiales de relleno a base de CaCO3, agentes de formacion de nucleo, agentes auxiliares de deslizamiento, colorantes y pigmentos, antioxidantes, por ejemplo contra la hidrolisis, luz, calor o decoloracion, materiales organicos y/o inorganicos de relleno, agentes de refuerzo y plastificantes, desactivadores de metales. En una forma de realizacion preferida, entre los componentes (e) estan tambien agentes protectores contra la hidrolisis como por ejemplo carbodiimidas polimericas y de bajo peso molecular. Preferiblemente, el poliuretano blando contiene triazol y/o derivado de triazol y antioxidantes en una cantidad de 0,1 a 5 % en peso, referida al peso total del poliuretano blando en cuestion. Como oxidantes son adecuadas en general sustancias, que inhiben o impiden procesos oxidativos indeseados en el plastico que va a ser protegido. En general son antioxidantes obtenibles comercialmente. Son ejemplos de antioxidantes, fenoles con impedimento esterico, aminas aromaticas, tiosinergistas, compuestos organofosforados de fosforo trivalente, y estabilizantes contra la luz de aminas impedidas. En Plastics Additive Handbook, 5§ edicion, H. Zweifel, Hanser Publishers, Munich, 2001 ([1]), pp. 98-107 y p. 116- p. 121 se encuentran ejemplos de fenoles con impedimento esterico. En [1] pp. 107-108 se encuentran ejemplos de aminas aromaticas. En [1], pp.104-105 y pp. 112-113 se dan ejemplos de tiosinergistas. En [1], pp.109112 se encuentran ejemplos de fosfitos. En [1], pp. 123-136 se dan ejemplos de estabilizantes contra la luz de aminas impedidas. Para el uso en la mezcla antioxidante son adecuados preferiblemente antioxidantes fenolicos. En una forma de realizacion preferida, los antioxidantes, en particular los antioxidantes fenolicos, exhiben una masa molar mayor a 350 g/mol, de modo particular preferiblemente de mas de 700g/mol y una masa molar maxima (Mw) hasta maximo 10.000 g/mol, preferiblemente hasta maximo 3.000 g/mol. Ademas, poseen preferiblemente un punto de fusion de maximo 180°C. Ademas, preferiblemente se usan antioxidantes que son amorfos o liquidos. Asi mismo, pueden usarse como componentes (e) tambien mezclas de dos o mas antioxidantes.
Aparte de los componentes (a), (b) y (c) y dado el caso (d) y (e) mencionados, pueden usarse tambien reguladores de cadena (agentes de terminacion de cadena), comunmente con un peso molecular de 31 a 3000 g/mol. Tales
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agentes reguladores de cadena son compuestos que exhiben solamente un grupo funcional reactivo frente a los isocianatos, como por ejemplo alcoholes monofuncionales, aminas monofuncionales y/o polioles monofuncionales. Mediante tales agentes reguladores de cadena puede ajustarse de manera focalizada un comportamiento de fluidez, en particular en poliuretanos blandos. Los agentes reguladores de cadena pueden ser usados en general en una cantidad de 0 a 5, preferiblemente 0,1 a 1 partes en peso, referida a 100 partes en peso del componente (b) y de acuerdo con la definicion caen entre los componentes (c).
Aparte de los componentes (a), (b) y (c) y dado el caso (d) y (e) mencionados, pueden usarse tambien agentes de entrecruzamiento con dos o mas grupos contra la terminacion de la reaccion de construccion, reactivos frente a los isocianatos, por ejemplo hidrato de hidrazina.
Para el ajuste de la dureza de poliuretanos (PU), los componentes (b) y (c) pueden ser elegidos en relaciones molares relativamente amplias. Se han establecido relaciones molares de componente (b) a la totalidad de agentes (c) de alargamiento de cadena usados, de 10 : 1 a 1 : 10, en particular de 1 : 1 a 1 : 4, en las que la dureza de los poliuretanos blandos aumenta con el contenido creciente de (c). La reaccion para la preparacion de poliuretanos (PU) puede ocurrir con un indice de 0,8 a 1,4 : 1, preferiblemente un indice de 0,9 a 1,2 : 1, de modo particular preferiblemente con un indice de 1,05 a 1,2 : 1. El indice esta definido por la relacion de la totalidad de los grupos isocianato de componente (a) usados en la reaccion a los grupos reactivos frente a los isocianatos, es decir los hidrogenos activos, de los componentes (b) y dado el caso (c) y dado el caso componentes monofuncionales reactivos frente a los isocianatos, como agentes de terminacion de cadena como por ejemplo monoalcoholes.
La preparacion de poliuretanos (PU) puede ocurrir de acuerdo con metodos de por si conocidos, de manera continua, por ejemplo de acuerdo con el procedimiento de un disparo o del prepolimero, o de manera discontinua de acuerdo con el proceso de prepolimero, de por si conocido. Para este procedimiento pueden mezclarse mutuamente, sucesivamente o simultaneamente los componentes (a), (b), (c) y dado el caso (d) y/o (e) que estan para la reaccion, en lo cual la reaccion inicia de inmediato.
Los poliuretanos (PU) pueden dispersarse en agua de acuerdo con procedimientos de por si conocidos, por ejemplo disolviendo los poliuretanos (PU) en acetona o preparando como solucion en acetona, anadiendo agua y despues eliminando la acetona, por ejemplo mediante separacion por destilacion. En una variante, se preparan poliuretanos (PU) como solucion en N-metilpirrolidona o N-etilpirrolidona, se anade agua y se elimina la N- metilpirrolidona o N-etilpirrolidona.
En una forma de realizacion de la presente invencion, las dispersiones acuosas de acuerdo con la invencion contienen dos poliuretanos diferentes, poliuretano (PU1) y poliuretano (PU2), de los cuales poliuretano (PU1) es un denominado poliuretano blando, que esta constituido como se describio anteriormente como poliuretano (PU), y por lo menos un poliuretano (PU2) duro.
Puede prepararse el poliuretano (PU2) duro, en principio de manera analoga al poliuretano (PU1) blando, sin embargo se eligen otros compuestos (b) reactivos frente a los isocianatos u otras mezclas de compuestos (b) reactivos frente a los isocianatos, denominados en el marco de la presente invencion tambien como compuestos (b2) reactivos frente a los isocianatos, o de manera abreviada compuesto (b2).
Son ejemplos de compuestos (b2) en particular 1,4-butanodiol, 1,6-hexanodiol y neopentilglicol, en mezcla mutua o en mezcla con polietilenglicol.
En una variante de la presente invencion se eligen como diisocianato (a) y poliuretano (PU2) en cada caso mezclas de diisocianatos, por ejemplo mezclas de HDI y IPDI, en las que para la preparacion de poliuretano (PU2) duro se elige mayor cantidad de IPDI, que para la preparacion de poliuretano (PU1) blando.
En una forma de realizacion de la presente invencion, el poliuretano (PU2) exhibe una dureza Shore A en el intervalo de mas de 60 a maximo 100, en la que la dureza Shore A fue determinada de acuerdo con DIN 53505 despues de 3 s.
En una forma de realizacion de la presente invencion, el poliuretano (PU) exhibe un promedio de diametro de particula en el intervalo de 100 a 300 nm, preferiblemente 120 a 150 nm, determinado mediante dispersion de luz laser.
En una forma de realizacion de la presente invencion, el poliuretano (PU1) blando exhibe un promedio de diametro de particula en el intervalo de 100 a 300 nm, preferiblemente 120 a 150 nm, determinado de acuerdo con dispersion de luz laser.
En una forma de realizacion de la presente invencion, el poliuretano (PU2) exhibe un promedio de diametro de particula en el intervalo en el intervalo de 100 a 300 nm, preferiblemente 120 a 150 nm, determinado mediante dispersion de luz laser.
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La dispersion acuosa de poliuretano puede exhibir ademas por lo menos un agente de curado, que puede ser denominado tambien como agente de entrecruzamiento. Como agentes de curado son adecuados compuestos que pueden entrecruzar mutuamente varias moleculas de poliuretano, por ejemplo por activacion termica. Son particularmente adecuados los agentes de entrecruzamiento a base de diisocianatos trimericos, en particular a base de diisocianatos alifaticos como hexametilendiisocianato. De modo muy particular se prefieren agentes de entrecruzamiento de las formulas la o Ib, en el marco de la presente invencion denominados tambien brevemente compuesto (V),
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en los que R3, R4 y R5 pueden ser diferentes o preferiblemente iguales y son elegidos de entre A1-NCO y A1-NHCO- X, en los que
A1 es un espaciador con 2 a 20 atomos de C-, elegido de entre arileno, no sustituido o sustituido con uno a cuatro grupos alquilo C1-C4, alquileno y cicloalquileno, por ejemplo 1,4-ciclohexileno. los espaciadores A1 preferidos son fenileno, en particular para-fenileno, ademas toluileno, en particular para-toluileno, y alquileno C2-C12 como por ejemplo etileno (CH2CH2), ademas -(CH2)3-, -(CH2)4-, -(CH2)5-, -(CH2)6-, -(CH2)s-, -(CH2)10-, -(CH2)12-.
X es elegido O(AO)xR6, en la que
AO es oxido de alquileno C2-C4, por ejemplo oxido de butileno, en particular oxido de etileno (CH2CH2O) u oxido de propileno (CH(CH3)CH2O) o (CH2CH(CH3)O),
x es un numero entero en el intervalo de 1 a 50, preferiblemente 5 a 25, y
R6 es elegido de entre hidrogeno y alquilo C1-C30, en particular alquilo C1-C10 como metilo, etilo, n-propilo, iso- propilo, n-butilo, iso-butilo, sec.-butilo, tert.-butilo, n-pentilo, isopentilo, sec.-pentilo, neo-pentilo, 1,2-dimetilpropilo, iso-amilo, n-hexilo, iso-hexilo, sec.-hexilo, n-heptilo, n-octilo, 2-etilhexilo, n-nonilo, n-decilo, de modo particular preferiblemente alquilo C1-C4 como metilo, etilo, n-propilo, iso-propilo, n-butilo, iso-butilo, sec.-butilo y tert.-butilo.
De modo particular preferiblemente los compuestos (V) son aquellos en los cuales R3, R4 y R5 son iguales en cada caso a (CH2)4-NCO, (CH2)6-NCO o (CH2)12-NCO.
Las dispersiones acuosas de poliuretano pueden contener otros componentes, por ejemplo
(f) un compuesto de silicona con grupos reactivos,
en el marco de la presente invencion denominados tambien compuesto (f) de silicona.
Son ejemplos de grupos reactivos, en relacion con compuestos (f) de silicona, por ejemplo grupos acido carboxflico, derivados de acidos carboxflicos como por ejemplo metilesteres de acidos carboxflicos o anhfdridos de acidos carboxflicos, en particular grupos anhfdrido succfnico, y de modo particular preferiblemente grupos acido carboxflico.
Son ejemplos de grupos reactivos ademas los grupos amino primarios y secundarios, por ejemplo grupos NH(iso- C3H7), grupos NH(n-C3H7), grupos NH(ciclo-C6Hn) y grupos NH(n-C4Hg), en particular grupos NH(C2H5) y grupos NH(CH3), y de modo muy particular preferiblemente grupos NH2.
Ademas, se prefieren grupos aminoalquilo, como por ejemplo grupos -NH-CH2-CH2-NH2, grupos -NHCH2-CH2-CH2- NH2, grupos -NH-CH2-CH2-NH(C2H5), grupos -NH-CH2-CH2-CH2-NH(C2H5), grupos -NHCH2-CH2-NH(CH3), grupos - NH-CH2-CH2-CH2-NH(CH3).
El grupo reactivo o los grupos reactivos estan unidos al compuesto (f) de silicona, directamente o preferiblemente mediante un espaciador A2. A2 es elegido de entre arileno, no sustituido o sustituido con uno a cuatro grupos alquilo C1-C4, alquileno y cicloalquileno como por ejemplo 1,4-ciclohexileno. Son espaciadores A2 preferidos fenileno, en particular para-fenileno, ademas toluileno, en particular para-toluileno, y alquileno C2-C18 como por ejemplo etileno (CH2CH2), ademas -(CH)3-, -(CH)4-, -(CH)5-, -(CH)6-, -(CH)8-, -(CH2)10-, -(CH2)12-, -(CH2)14-, -(CH2)16- y -(CH2)18-.
Adicionalmente a los grupos reactivos, el compuesto (f) de silicona contiene grupos no reactivos, en particular grupos di-alquilo C1-C10-SiO2 o grupos fenil alquilo-C1-C10-SiO2, en particular grupos dimetil-SiO2, y dado el caso
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uno o varios grupos Si(CH3)2-OH o grupos Si(CH3)3.
En una forma de realizacion de la presente invencion el compuesto (f) de silicona exhibe en promedio uno a cuatro grupos reactivos por molecula.
En una forma especial de realizacion de la presente invencion el compuesto (f) de silicona exhibe en promedio uno a cuatro grupos COOH por molecula.
En otra forma especial de realizacion de la presente invencion, el compuesto (f) de silicona exhibe en promedio uno a cuatro grupos amino o grupos aminoalquilo por molecula.
El compuesto (f) de silicona exhibe unidades Si-O-Si dispuestas en forma de cadena o ramificadas.
En una forma de realizacion de la presente invencion, el compuesto (f) de silicona exhibe un peso molecular Mn en el intervalo de 500 a 10.000 g/mol, preferiblemente hasta 5.000 g/mol.
Cuando el compuesto (f) de silicona exhibe varios grupos reactivos por molecula, entonces estos grupos reactivos pueden estar unidos - directamente o mediante espaciador A2 - con varios atomos de Si o en forma de pares mediante el mismo atomo de Si a la cadena de Si-O-Si.
El grupo reactivo o los grupos reactivos pueden estar unidos a uno o varios de los atomos terminales de Si del compuesto (f) de silicona - directamente o mediante un espaciador A2. En otra forma de realizacion de la presente invencion el grupo reactivo esta unido o los grupos reactivos estan unidos a uno o varios de los atomos no terminales de Si del compuesto (f) de silicona -directamente o mediante espaciador A2.
En una forma de realizacion de la presente invencion, la dispersion acuosa de poliuretano contiene ademas un polidi-alquil Ci-C4-siloxano (g), que no exhibe grupos amino ni grupos COOH, preferiblemente un polidimetilsiloxano, en el marco de la presente invencion mencionado brevemente como polidialquilsiloxano (g) o polidimetilsiloxano (g).
Al respecto, alquilo C1-C4 en polidialquilsiloxano (g) puede ser diferente o preferiblemente igual y ser elegido de entre metilo, etilo, n-propilo, iso-propilo, n-butilo, iso-butilo, sec.-butil y tert.-butilo, en los que se prefiere alquilo C1- C4 no ramificado, de modo particular preferiblemente es metilo.
El polidialquilsiloxano (g) y preferiblemente el polidimetilsiloxano (g) son preferiblemente polisiloxanos no ramificados con cadenas Si-O-Si o son aquellos polisiloxanos, que exhiben hasta 3, preferiblemente maximo una ramificacion por molecula.
El polidialquilsiloxano (D) y en particular polidimetilsiloxano (g) puede exhibir uno o varios grupos Si(alquil C1-C4O2- OH.
En una forma de realizacion de la presente invencion, la dispersion acuosa de poliuretano contiene en total en el intervalo de 20 a 30 % en peso de poliuretanos (PU), o en total en el intervalo de 20 a 30 % en peso de poliuretanos (PU1) y (PU2),
dado el caso en el intervalo de 1 a 10, preferiblemente 2 a 5 % en peso de agente de curado, dado el caso en el intervalo de 1 a 10 % en peso de compuesto (f) de silicona,
en el intervalo de cero a 10, preferiblemente 0,5 a 5 % en peso de polidialquilsiloxano (g).
En una forma de realizacion de la presente invencion la dispersion acuosa de poliuretano contiene
en el intervalo de 10 a 30 % en peso de poliuretano (PU1) blando y en el intervalo de cero a 20 % en peso de poliuretano (PU2) duro.
En una forma de realizacion de la presente invencion la dispersion acuosa de poliuretano exhibe un contenido de solidos de 5 a 60 % en peso, preferiblemente 10 a 50 % en peso y de modo particular preferiblemente 25 a 45 % en peso.
Al respecto, los datos en % en peso se refieren en cada caso al principio activo o solidos y estan referidos a la totalidad de la dispersion acuosa de poliuretano. En el residuo faltante hasta 100 % en peso es preferiblemente fase continua, por ejemplo agua o una mezcla de uno o varios solventes organicos y agua.
En una forma de realizacion de la presente invencion la dispersion acuosa de poliuretano contiene por lo menos una adicion (h), elegida de entre pigmentos, agentes de opacidad, agentes protectores contra la luz, antiestaticos, antisuciedad, antidesgarre, agentes espesantes, en particular agentes espesantes a base de poliuretanos, y
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microesferas huecas.
En una forma de realizacion de la presente invencion la dispersion acuosa de poliuretano contiene en total hasta 20 % en peso de aditivos (h).
La dispersion acuosa de poliuretano puede contener ademas uno o varios solventes organicos. Son solventes organicos adecuados por ejemplo alcoholes como etanol o isopropanol y en particular glicoles, diglicoles, triglicoles o tetraglicoles y glicoles que forman eteres dos veces o preferiblemente una vez con alquilo C1-C4, diglicoles, triglicoles o tetraglicoles. Son ejemplos de solventes organicos adecuados etilenglicol, propilenglicol, butilenglicol, dietilenglicol, trietilenglicol, tetraetilenglicol, dipropilenglicol, 1,2-dimetoxietano, metiltrietilenglicol ("metiltriglicol") y trietilenglicol-n-butileter ("butiltriglicol").
Para la fabricacion de las dispersiones acuosas de poliuretano pueden mezclarse poliuretanos (PU), agentes de curado y compuestos (f) de silicona, con agua y dado el caso uno o varios de los solventes organicos mencionados anteriormente. Ademas, en caso de desearse, se mezclan con polidialquilsiloxano (g) y aditivos (h). La mezcla puede ser ejecutada por ejemplo mediante agitacion. Al respecto, el orden de adicion de poliuretanos (PU), agentes de curado, compuesto (f) de silicona y agua, y dado el caso uno o varios de los solventes organicos mencionados anteriormente asi como - en caso de desearse - polidialquilsiloxano (g) y aditivos (h), es cualquiera.
Preferiblemente se parte de un poliuretano (PU) disperso en agua o en una mezcla de agua y solvente organico, o de poliuretano (PU1) disperso blando y poliuretano (PU2) duro y se anade, preferiblemente bajo agitacion, agente de curado y compuesto (f) de silicona asi como, en caso de desearse, polidialquilsiloxano (g) y dado el caso uno o varios solventes organicos. Sin embargo, preferiblemente se omite la adicion de solventes organicos.
En una forma especial de realizacion se anade agente espesante como ejemplo de una adicion (h) por ultimo, y se ajusta asi la viscosidad deseada de la dispersion acuosa de poliuretano.
Despues del curado de la capa (C) de poliuretano, se la separa de la plantilla, por ejemplo mediante retiro, y se obtiene una pelicula (C) de poliuretano, la cual en material compuesto de varias capas de acuerdo con la invencion, forma la capa (C) de poliuretano.
En otra operacion del procedimiento de fabricacion de acuerdo con la invencion, se aplica preferiblemente adhesivo organico sobre la pelicula (C) de poliuretano o espuma (A), e incluso no en toda la superficie, por ejemplo en forma de puntos o tiras. En una variante de la presente invencion se aplica un adhesivo organico preferido sobre la pelicula (C) de poliuretano y un adhesivo organico preferido sobre la preferiblemente espuma (A), en la que los dos adhesivos se diferencian, por ejemplo por una o varias adiciones o porque son adhesivos quimicamente diferentes, preferiblemente organicos. A continuacion se unen la pelicula (C) de poliuretano y espuma (A), y concretamente de modo que la(s) capa(s) de adhesivo estan entre la entre pelicula (C) de poliuretano y espuma (A). Se realiza el curado del adhesivo o de los adhesivos, por ejemplo de modo termico, mediante radiacion actinica o mediante maduracion, y se obtiene material compuesto de varias capas de acuerdo con la invencion.
En una forma de realizacion de la presente invencion se coloca una capa (D) intermedia entre la espuma (A) y la capa (B) de union, entre la capa (B) de union y la capa (C) de poliuretano o entre dos capas (B) de union.
La capa (D) intermedia es como se definio previamente.
La colocacion puede ocurrir de manera manual o mecanica, continua o discontinua.
Otro objetivo de la presente invencion es el uso de materiales compuestos de varias capas de acuerdo con la invencion, para la fabricacion de asientos. Los asientos son por ejemplo asientos para medios de transporte como barcos, automoviles, aviones, ferrocarriles, tranvias, autobuses y en particular en asientos para ninos. Otro objetivo de la presente invencion es un procedimiento para la fabricacion de asientos, usando materiales compuestos de varias capas de acuerdo con la invencion. Otro objetivo de la presente invencion son asientos que comprenden un material compuesto de varias capas de acuerdo con la invencion. Sobre las superficies de asientos de acuerdo con la invencion se deposita solo poco sudor, humedad y tambien otros liquidos son absorbidos.
Otro objetivo de la presente invencion es el uso de materiales compuestos de varias capas de acuerdo con la invencion en el espacio interior de automoviles, por ejemplo en descansabrazos, techos, revestimientos para el espacio interior y consolas centrales. Los materiales compuestos de varias capas de acuerdo con la invencion actuan no solo en apariencia optica, sino que tambien exhiben una muy agradable sensacion al tacto y pueden actuar aislando el calor y/o ruido. Otro objetivo de la presente invencion son los automotores que contienen en el espacio interior por lo menos un material compuesto de varias capas de acuerdo con la invencion.
Otro objetivo de la presente invencion es el uso de materiales compuestos de varias capas de acuerdo con la invencion, en aparatos electricos y sus empaques, por ejemplo telefonos moviles y envolturas para telefonos
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moviles, consolas para juegos, tableros (teclados) para computador. Otro objetivo de la presente invencion es el uso de materiales compuestos de varias capas de acuerdo con la invencion, para la fabricacion de muebles, por ejemplo sofas, muebles para sentarse como sofas, sillones y sillas. Otro objetivo de la presente invencion es el uso de materiales de union de acuerdo con la invencion, como o para la fabricacion de elementos para los espacios interiores de edificios, por ejemplo para el aislamiento del calor o el ruido.
Otro objetivo de la presente invencion es el uso de materiales de union de acuerdo con la invencion, como o para la fabricacion de esponjas para limpieza. Las esponjas para la limpieza de acuerdo con la invencion exhiben un favorable exterior.
Mediante los ejemplos de trabajo se aclara mas la invencion.
I. Fabricacion de los materiales de partida
I.1 Fabricacion de una dispersion acuosa de poliuretano Disp.1
En un recipiente con agitador se mezclaron bajo agitacion:
7 % en peso de una dispersion acuosa (diametro de partfcula: 125 nm, contenido de solidos: 40%) de un poliuretano blando (PU1.1), fabricado a partir de hexametilendiisocianato (a1.1) e isoforondiisocianato (a1.2) en la relacion de peso 13:10 como diisocianatos, y como dioles un poliesterdiol (b1.1) con un peso molecular Mw de 800 g/mol, fabricado mediante policondensacion de acido isoftalico, acido adfpico y 1,4-dihidroximetilciclohexano (mezcla de isomeros) en una relacion molar de 1:1:2, 5 % en peso de 1,4-butanodiol (b1.2), asf como 3 % en peso de polietilenglicol (c.1) con metilacion simple asf como 3 % en peso de H2N-CH2CH2-NH-CH2CH2-COOH, % en peso referido en cada caso al poliesterdiol (b1.1),
Punto de ablandamiento de poliuretano blando (PU1.1): 62°C, el ablandamiento comienza a 55°C, dureza Shore A 54, 65 % en peso de una dispersion acuosa (diametro de partfcula: 150 nm) de un poliuretano duro (PU2.2), obtenible mediante reaccion de isoforondiisocianato (a1.2), 1,4-butanodiol, acido 1, 1 -dimetilolpropionico, hidrato de hidrazina y polipropilenglicol con un peso molecular Mw de 4200 g/mol, punto de ablandamiento de 195°C, dureza Shore A 86,
3,5 % en peso de una solucion al 70 % en peso (en carbonato de propileno) de compuesto (V.1),
(CH2)6NCO
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OCN-(CH2)6^ Y (CH2)6NCO
o
6 % en peso de una dispersion acuosa al 65 % en peso del compuesto de silicona de acuerdo con el ejemplo 2 del documento EP-A 0 738 747 (f.1)
2 % en peso de hollfn,
0,5 % en peso de un agente espesante a base poliuretano,
1 % en peso de microesferas de cloruro de polivinilideno, llenas con isobutano, diametro 20 mm, obtenibles comercialmente por ejemplo como Expancel® de la companfa Akzo Nobel.
Se obtuvo la dispersion acuosa Disp.1 con un contenido de solidos de 35% y una viscosidad cinematica de 25 seg. a 23°C, determinada de acuerdo con DIN EN ISO 2431, estandar mayo 1996.
I.2 Fabricacion de una formulacion acuosa Disp.2
En un recipiente con agitador se mezclaron bajo agitacion:
7 % en peso de una dispersion acuosa (diametro de partfcula: 125 nm, contenido de solidos: 40%) de un poliuretano blando (PU1.1), fabricado a partir de hexametilendiisocianato (a1.1) e isoforondiisocianato (a1.2) en la relacion de peso 13:10 como diisocianatos, y como dioles un poliesterdiol (b1.1) con un peso molecular Mw de 800 g/mol, fabricado mediante policondensacion de acido isoftalico, acido adfpico y 1,4-dihidroximetilciclohexano (mezcla de isomeros) en una relacion molar de 1:1:2, 5 % en peso de 1,4-butanodiol (b1.2), 3 % en peso de polietilenglicol (c.1) con metilacion simple asf como 3 % en peso de H2N-CH2CH2-NH-CH2CH2-COOH, % en peso referido en cada caso al poliesterdiol (b1.1)
punto de ablandamiento de 62°C, el ablandamiento comienza a 55°C, dureza Shore A 54,
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65 % en peso de una dispersion acuosa (diametro de particula: 150 nm) de un poliuretano duro (a2.2), obtenible mediante reaccion de isoforondiisocianato (a1.2), 1,4-butanodiol (PU1.2), acido 1,1-dimetilolpropionico, hidrato de hidrazina y polipropilenglicol con un peso molecular Mw de 4200 g/mol (b1.3), el poliuretano (PU2.2) tenia un punto de ablandamiento de 195°C, dureza Shore A 90,
3,5 % en peso de una solucion al 70 % en peso (en carbonato de propileno) de compuesto (V.1), contenido de NCO 12%,
2 % en peso de hollin.
Se obtuvo una dispersion de poliuretano Disp.2 con un contenido de solidos de 35% y una viscosidad cinematica de 25 seg., determinada a 23°C de acuerdo con DIN EN ISO 2431, estandar de mayo 1996.
I. 3 Fabricacion de una espuma de melamina (A.1)
En un recipiente abierto se agrego un condensado previo secado por atomizacion de melamina/formaldehido relacion molar 1:3, peso molecular aproximadamente 500) a una solucion acuosa con 3 % en peso de acido formico y 1,5 % de la sal de sodio de una mezcla de alquilsulfonatos con 12 a 18 atomos de C en el radical alquilo (emulsificante K 30 de la compania Bayer AG), en la que los numeros en porcentaje se refieren al condensado previo de melamina/formaldehido. La concentracion del condensado previo de melamina/formaldehido, referida a la mezcla total de condensado previo de melamina/formaldehido y agua, fue de 74%. La mezcla asi obtenida fue agitada vigorosamente, despues se anadio 20% de n-pentano. Se agito adicionalmente por el tiempo necesario (aproximadamente 3 min), hasta que surgio una dispersion con apariencia homogenea. Esta fue esparcida con espatula sobre un tejido de vidrio teflonado como material de soporte y se dejo formar la espuma y curar en una camara de secado, en la cual habia una temperatura de aire de 150°C. Al respecto se ajusto como temperatura de masa en la espuma, el punto de ebullicion del n-pentano, que bajo estas condiciones esta en 37,0 °C. Despues de 7 a 8 min se alcanzo la elevacion maxima de la espuma. La espuma (A.1) asi obtenida fue dejada por otros 10 min a 150 °C en la camara de secado; a continuacion se atempero por 30 min a 180°C y se corto en placas de 3 cm de espesor.
Se determinaron en la espuma (A.1) las siguientes propiedades:
99,6% de celdas abiertas de acuerdo con DIN ISO 4590,
dureza de compresion (40%) 1,3 kPa determinada de acuerdo con DIN 53577,
densidad 13,0 kg/m3 determinada de acuerdo con EN ISO 845,
promedio de diametro de poro 210 pm, determinada mediante evaluacion de fotografias microscopicas sobre cortes,
superficie BET de 6,4 m2/g, determinada de acuerdo con DIN 66131, absorcion de ruido de 93 %, determinada de acuerdo con DIN 52215, absorcion de ruido mayor a 0,9, determinada de acuerdo con DIN 52212.
II. Fabricacion de una plantilla (no de acuerdo con la invencion)
Se coloco una silicona y sobre una paleta, que exhibia el patron de una piel de becerro completamente graneado. Se dejo curar en lo cual se le anadio una solucion de di-n-butilbis(1-oxoneodeciloxi)estanano como solucion al 25 % en peso en tetraetoxisilano, como agente de curado acido, y se obtuvo una capa de caucho de silicona con un promedio de grosor de 2 mm, que sirvio como plantilla. La plantilla fue adherida sobre un soporte de aluminio con un espesor de 1,5 mm.
III. Aplicacion de las dispersiones acuosas de poliuretano sobre la plantilla de II (no de acuerdo con la invencion).
Se coloco la plantilla de II. sobre una base que puede ser calentada y se calento a 91°C. A continuacion mediante una boquilla de atomizacion, se atomizo la Disp.1, concretamente 88 g/m2 (humedo). La aplicacion ocurrio sin adicion de aire con una boquilla de atomizacion que poseia un diametro de 0,46 mm, a una presion de 65 bar. Se dejo solidificar a 91 °C, hasta que la superficie ya no era adherente.
La boquilla de atomizacion estaba a una altura de 20 cm de la base que pasaba, dispuesta en movimiento en direccion del movimiento de la misma y se movia en direccion transversal a la direccion de movimiento de la base. La base habia pasado la boquilla de atomizacion despues de aproximadamente 14 segundos y poseia una temperatura de 59°C. Despues de una aplicacion de aproximadamente dos minutos con aire seco, caliente a 85°C,
la pelicula (C.1) de poliuretano con aspecto reticular asi fabricada estaba casi libre de agua.
En una disposicion analoga, se aplico inmediatamente a continuacion sobre la plantilla asi recubierta, 50 g/m2 en humedo de Disp. 2 como capa (B.1) de union, y a continuacion se dejo secar.
Se obtuvo una plantilla recubierta con pelicula (C.1) de poliuretano y capa (B.1) de union.
5 Se atomizo la espuma (A.1) con Disp. 2, concretamente con 30 g/m2 (humedo). Despues de unos segundos la superficie de la espuma (A.1) tenia apariencia seca.
IV. fabricacion material compuesto de varias capas de acuerdo con la invencion (no de acuerdo con la invencion)
A continuacion se coloco la espuma (A.1) con el lado atomizado sobre la capa (B.1) de union aun caliente, que se encontraba junto con la pelicula (C.1) de poliuretano sobre la plantilla, y se comprimio con una prensa a 4 bar y 10 110°C por 15 segundos. A continuacion se retiro de la prensa el material compuesto de varias capas MSV.1 de
acuerdo con la invencion asi obtenido y se elimino la plantilla.
El material compuesto de varias capas MSV.1 de acuerdo con la invencion asi obtenido se distinguio por una haptica agradable, una optica que era identica a la de la superficie de cuero, asi como actividad de respiracion. Ademas, el material compuesto de varias capas MSV.1 de acuerdo con la invencion se dejaba limpiar facilmente de 15 suciedades, como por ejemplo polvo.

Claims (16)

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    REIVINDICACIONES
    1. Material compuesto de varias capas, que comprende como componentes:
    (A) una capa de espuma, en la que la espuma es elegida de entre espumas de poliestireno, espumas de poliuretano, espumas de poliester, espumas de copolimero de bloque de butadieno-estireno, esponjas naturales y espumas de aminoplasto,
    (B) por lo menos una capa de union y
    (C) una capa de poliuretano, que exhibe una apariencia aterciopelada,
    en la que la capa (C) de poliuretano exhibe capilares, que cruzan la totalidad del espesor de la capa (C) de poliuretano, en la que la capa (C) de poliuretano exhibe un patron y el patron corresponde a una superficie aterciopelada con finos pelos con un promedio de longitud de 20 a 500 pm, que estan dispuestos mutuamente con un promedio de separacion de 50 a 350 pm.
  2. 2. Material compuesto de varias capas de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado porque las espumas de aminoplasto son espumas de melamina.
  3. 3. Material compuesto de varias capas de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque la capa (B) de union comprende una capa de un adhesivo organico curado.
  4. 4. Material compuesto de varias capas de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la capa (B) de union comprende una capa interrumpida de un adhesivo organico curado.
  5. 5. Material compuesto de varias capas de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque comprende adicionalmente por lo menos una capa (D) intermedia, que esta entre la espuma (A) y la capa (B) de union, entre la capa (B) de union y la capa (C) de poliuretano o entre dos capas (B) de union, en las que la capa (D) intermedia es elegida de entre textil, papel, telas no tejidas, cuero y espuma de celda abierta.
  6. 6. Procedimiento para la fabricacion de materiales compuestos de varias capas de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque con ayuda de una plantilla se forma una capa (C) de poliuretano, se aplica por lo menos un adhesivo organico a toda la superficie o parcialmente sobre la espuma (A) y/o sobre la capa (C) de poliuretano y entonces se une la capa (C) de poliuretano con espuma (A) de modo punteado, en tiras o en la superficie.
  7. 7. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 6, caracterizado porque se forma la capa (C) de poliuretano con ayuda de una plantilla de silicona.
  8. 8. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 6 o 7, caracterizado porque la plantilla de silicona comprende una plantilla de silicona estructurada con ayuda de grabado con laser.
  9. 9. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado porque se coloca una capa (D) intermedia entre la espuma (A) y la capa (B) de union, entre la capa (B) de union y la capa (C) de poliuretano o entre dos capas (B) de union.
  10. 10. Uso de materiales compuestos de varias capas de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5 para la fabricacion de muebles.
  11. 11. Procedimiento para la fabricacion de muebles usando materiales compuestos de varias capas de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5.
  12. 12. Muebles que comprenden un material compuesto de varias capas de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5.
  13. 13. Uso de materiales compuestos de varias capas de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5 como o para la fabricacion de esponjas para limpieza.
  14. 14. Uso de materiales compuestos de varias capas de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5 en el espacio interior de automoviles.
  15. 15. Uso de materiales compuestos de varias capas de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5 para la atenuacion del ruido.
  16. 16. Automoviles que contienen en el espacio interior por lo menos un material compuesto de varias capas de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5.
ES09715315.9T 2008-02-27 2009-02-23 Materiales compuestos de varias capas que comprenden una capa de espuma, procedimiento para su fabricación y su uso Active ES2677346T3 (es)

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