MX2012011310A - Material compuesto y procedimiento para la produccion del mismo. - Google Patents

Material compuesto y procedimiento para la produccion del mismo.

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Pfleiderer Holzwerkstoffe
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Abstract

La invención se refiere a un procedimiento para la producción de un material compuesto o un precursor del mismo, comprendiendo dicho procedimiento las etapas: (i) impresión de un material soporte (A1) con una tinta (D) que se puede curar por irradiación con luz, siendo el material soporte (A1) impregnable con una resina curable (B) que tras curado es transparente y estable a la luz, y (b) que presenta una translucidez, en base al grosor total, del 10-95 %, preferiblemente del 20-90 %, más preferiblemente del 30-80 % para luz en el intervalo de longitud de onda de 200-500 nm; (ii) curado de la tinta (D) por irradiación con luz; (iii) impregnar el material soporte así tratado (A1) con una resina curable (B) que tras curado es transparente y estable a la luz, y de forma opcional combinar el material soporte (A1) con al menos un material soporte adicional (A2); y (iv) curado de la resina curable (B) simultáneamente con o tras la etapa (iii); y también se refiere al material que se puede obtener con este procedimiento.

Description

MATERIAL COMPUESTO Y PROCEDIMIENTO PARA LA PRODUCCIÓN DEL MISMO CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un procedimiento para la producción de un material compuesto o un precursor de material compuesto y el material se puede obtener con este procedimiento. Preferiblemente esta invención se refiere a un procedimiento para la producción de un material compuesto prensado y laminado que comprende en al menos una cara una imagen generada por una tinta curable con luz, preferiblemente luz UV, así como también el material compuesto prensado y laminado que se puede producir de acuerdo con este procedimiento.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Materiales compuestos, tales como los que son objeto de la presente invención, son paneles laminados o precursores de los mismos provistos particularmente con una superficie decorativa, en la que la capa decorativa está firmemente unida a la capa soporte. Esto último se consigue, por ejemplo, prensando conjuntamente la capa decorativa con al menos una capa soporte, con al menos una capa soporte y/o al menos uno de los componentes que forman la capa decorativa que es impregnada con una resina termoendurecible. Durante el prensado tiene lugar una impregnación de todas las capas. Debido a la acción de calor durante el prensado, la resina termoendurecible se cura, y resulta un material compuesto multi-capa que se une íntegramente con la resina curada.
La capa decorativa comprende normalmente junto con una capa impresa con la decoración deseada, una capa protectora y/o una capa intermedia preferiblemente opaca que se localiza en el producto acabado entre el material soporte y la capa que contiene la decoración.
Materiales soporte son papeles, materiales no tejidos, pero también materiales rígidos tales como paneles de madera, tales como, por ejemplo, tableros de conglomerado, paneles MDF, placas de fibra de vidrio, paneles de aislamiento y mezclas de los mismos. Los materiales compuestos prensados y curados tienen, junto con la decoración deseada, superficies que son resistentes al rayado y en gran medida insensibles al estrés térmico. Estos son de amplio uso en todos los campos de la vida diaria en los que es deseable una superficie decorativa junto con resistencia al estrés de cualquier tipo. De forma particular tales materiales compuestos se usan para encimeras en cocinas y laboratorios; para muebles; para estructuras de muebles y otros elementos de diseño interior, en particular para muebles de oficina, instalaciones de almacén, interiores generales, por ejemplo, de escuelas, hospitales, instalaciones deportivas, aeropuertos y estaciones de tren, y en medios de transporte tales como caravanas, vagones o buques.
El elemento decorativo de los materiales compuestos de esta categoría se proporciona con la inserción de una capa impresa en el material compuesto. Para mejorar la estabilidad mecánica se protege frecuentemente con una capa de cubierta (transparente) como la capa más exterior del material compuesto. La impresión de los patrones decorativos tiene lugar en la técnica anterior usando tintas que contienen disolvente o tintas al agua. Los pigmentos de estas tintas tienen tras secado una buena compatibilidad con las resinas termoendurecibles usadas habitualmente. Tales resinas son resinas a base de melamína, resinas de urea, dispersiones de acrilato o poliuretano, resinas epóxido o resinas de impregnación solubles en agua. Debido a esta buena compatibilidad los materiales compuestos se pueden producir con capas que están firmemente unidas entre sí y que incluso en condiciones rigurosas no muestran deslaminación.
El uso de tintas al agua o tintas que contienen disolvente, no obstante, tiene la desventaja de que la velocidad de impresión que se puede conseguir está limitada durante la impresión de la capa decorativa. De forma particular, frecuentemente debido a la evaporación del agua o del disolvente, tiene lugar un aumento de la concentración de los pigmentos de tinta y con ello una obturación de las boquillas del chorro de tinta. Por tanto siguen produciéndose alteraciones e interrupciones del proceso de impresión, y en definitiva no se pueden conseguir altas velocidades de impresión.
Otro procedimiento conocido es imprimir papeles de revestimiento libres de cargas y luego colocarlos con la cara impresa sobre papel decorativo monocromo impregnado con resina de melamina, y prensarlos uno contra otro. La ventaja de este procedimiento es que en función del papel base se pueden producir diversos colores decorativos con una impresión en un procedimiento de impresión por rotograbado. La desventaja de esta técnica es, no obstante, la gran cantidad de tiempo y la gran cantidad de material requerido para la producción (grabado) de los rodillos de impresión necesarios, y los altos costes asociados. Por estas razones, en particular, no es posible producir de forma económica tamaños de lote pequeños.
Para una producción comercial de imágenes de contorno fino en pequeños lotes y calidad realista de tipo foto se desarrolló una tecnología en la que las capas que reciben el color se imprimen por medio de impresión digital por chorro de tinta en materiales que se van a imprimir. Un componente esencial de este procedimiento es compactar las superficies de papel. Los papeles compactados de esta forma, no obstante, conducen a menor capacidad de penetración de los sustratos impresos, por ejemplo, resinas de impregnación y son muy caros.
Una posibilidad para superar las desventajas relacionadas con las tintas al agua y las tintas que contienen disolventes sería el uso de tintas que se curan con radiación UV que no contienen disolventes. Debido a que los disolventes no se pueden evaporar y a que no tiene lugar un aumento de concentración de los pigmentos de tinta, se evita el atasco de la boquilla de chorro de tinta.
Sin embargo, los sustratos impresos con tintas UV no se pueden procesar usando las tecnologías de la técnica anterior. La capa de color obtenida usando impresión por radiación UV no es suficientemente compatible con las resinas de impregnación conocidas a base de melamina u otras bases, como se indicó anteriormente. Por tanto la capa de color impresa no forma con la resina de impregnación en la etapa de prensado y curado de las capas individuales adhesión alguna o únicamente adhesión insuficiente.
De este modo se produce fácilmente una deslaminación en la capa del material compuesto que soporta la capa de color cuando hay tensión mecánica o térmica. Por tanto debido a la penetración de humedad, aumenta el riesgo de deslaminación de la capa de tinta impresa desde la capa de resina de impregnación. Por tanto tales materiales compuestos tienen insuficiente resistencia a la humedad.
Además no se pueden imprimir papeles decorativos pigmentados convencionales de una forma satisfactoria con tintas que se curan con radiación UV ya que los componentes de tinta que se absorben con el papel se encuentra dentro de la sombra de luz de los pigmentos y por tanto no se curan por irradiación con luz. Este problema se puede evitar en los papeles decorativos habituales con aplicación de una capa que reciba el color que reduce la disminución de la tinta UV. Sin embargo si se imprimen tales sustratos usando tintas curadas con luz el problema ya citado da insuficiente compatibilidad con las resinas de impregnación habituales.
A la vista del procedimiento descrito anteriormente y conocido de la técnica anterior y de las dificultades relacionadas con el mismo, es un objetivo de la presente invención proporcionar un procedimiento con el que se puedan producir materiales compuestos o precursores de materiales compuestos que presenten imágenes impresas de contomo fino y que muestren una buena estabilidad a la deslaminación en el caso de tensión mecánica y térmica así como también contra la humedad. Además el procedimiento se puede llevar a cabo con impresión a alta velocidad y por tanto el procedimiento se realiza de forma económica.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención se describirá con mayor detalle a continuación en virtud de las realizaciones generales y preferidas y usando ejemplos y ejemplos comparativos. La información dada usando % es relativa a porcentaje en peso, a menos que se indique de otra forma, con "exento de humedad" se denota "relativo al peso de papel en estado seco", es decir, sin humedad residual del papel.
El objetivo señalado anteriormente se podría alcanzar con la presente invención. De forma más específica el objetivo en el que se basa la invención se consigue con un procedimiento para la producción de un material compuesto o un precursor de material compuesto (en lo sucesivo por simplicidad denominado "material compuesto", y con el que se entiende ambos en tanto no se especifique explícitamente de otra forma o si no se desprende por lógica significado diferente del contexto) que comprende las etapas de: (i) impresión de un material soporte (A1) con una tinta (D) curable por irradiación con luz, en la que el material soporte (A1) (a) es impregnable con una resina curable (B) que es transparente y estable a la luz tras curado, y (b) presenta para luz en el intervalo de longitud de onda de 200-500 nm una translucidez basada en el espesor general del 10-95 %, preferiblemente del 20-90 %, más preferiblemente del 30-80 %; curado de la tinta (D) mediante irradiación con luz; (¡ü) impregnación del material soporte así tratado (A1) con una resina curable (B) que es transparente y estable a la luz tras curado, y combinación del material soporte (A1) con al menos un material soporte adicional (A2), y (iv) curado de la resina curable (B) simultáneamente con o tras la etapa (iii); Se definen realizaciones preferidas de este procedimiento en las reivindicaciones de proceso dependientes que se adjuntan.
Además el objetivo en el que se basa la invención se consigue con un material compuesto que se puede obtener de acuerdo con el procedimiento de acuerdo con la invención.
De acuerdo con el procedimiento según la invención, se imprime un material soporte (A1) con una tinta (D) que se puede curar con irradiación con luz. Se usa aquí un procedimiento de impresión por chorro de tinta de forma particular para la producción de impresiones en base a originales digitales.
Material soporte (A1 ) El material soporte (A1) usado de acuerdo con la invención se puede impregnar con una resina curable (B), y presenta para la luz en el intervalo de longitud de onda de 200-500 nm, preferiblemente de 240-420 nm, y más preferiblemente de 250-350 nm, una translucidez del 10-95 % en relación al espesor general del material soporte (A1). Preferiblemente esta translucidez es del 20-90 %, y más preferiblemente del 30-80 %. Esto asegura que la luz usada para el curado de la tinta (D) puede penetrar hasta un grado de profundidad suficiente en el material soporte (A1), con lo que se curan también los componentes de la tinta de impresión que han penetrado a la mayor profundidad en el material soporte (A1).
Materiales preferidos para el material soporte (A1) son papeles y materiales no tejidos. Lo que se pretende dar a entender por materiales no tejidos son materiales no tejidos de fibra de vidrio, y en particular son de citar materiales no tejidos de vidrio de silicato de boro como las realizaciones preferidas. Papeles adecuados son en particular aquellos que no contienen cargas, o solo cargas que son translúcidas a la luz dentro de los intervalos de longitud de onda citados anteriormente. Independientemente de la presencia de tales cargas se prefieren papeles que comprende al menos el 50 % en peso de fibras de celulosa, preferiblemente al menos el 70 % en peso y más preferiblemente al menos el 90 % en peso.
Son particularmente adecuados papeles que presentan un peso base de 10-200 g/m2. Pesos base preferidos adicionales son 15-130 g/m2, y más preferiblemente 20-100 g/m2. Tinta (D) Como las tintas (D) que se pueden usar para imprimir el material soporte (A1 ), se citan preferiblemente aquellas que se pueden curar por Irradiación con luz en el intervalo de longitud de onda de 200-500 nm. Se prefiere un gran rendimiento cuantitativo ya que en este caso se puede reducir la energía requerida para el curado, y en correspondencia se pueden dimensionar más pequeños los equipos usados para el curado. Se prefiere una curabilidad de la resina con luz a longitud de onda de 240-420 nm, más preferiblemente 250-350 nm.
Tintas adecuadas que se pueden curar en los intervalos de longitud de onda anteriormente citados son particularmente tintas a base de acrilato, tintas a base de poliéster, tintas a base de epóxido y tintas a base de epoxiacrilato. Un ejemplo de tales tintas curables en el intervalo de radiación UV es la Rho Roll Ink (Durst Phototechnik AG, IT-39042 Brixen), una tinta pigmentada a base de acrilato.
Tales tintas son especialmente adecuadas para uso en impresión por chorro de tinta.
La impresión del material soporte (A1 ) tiene lugar de acuerdo con la invención preferiblemente por medio de impresión de chorro de tinta en base a los conjuntos de datos de imagen digital.
Impregnado con resina (B) El material soporte (A1) impreso con la tinta (D) se impregna tras curado de la tinta por irradiación con luz con una resina curable (B). Esto se lleva a cabo impregnando directamente el material soporte con la resina curable, o recubriendo el material soporte (A1) con al menos un material soporte adicional (A2) que se impregna con una resina curable (B) y prensar dichas al menos dos capas de modo tal que se lleva a cabo una impregnación del material soporte (A1) con la resina (B) desde el material soporte (A2). De acuerdo con la invención es también adecuado un procedimiento en el que el material soporte (A1) se impregna directamente con la resina (B), y se combina adicionalmente con al menos un material soporte (A2) impregnado con resina adicional de la forma descrita anteriormente.
El al menos un material soporte (A2) se puede seleccionar de una pluralidad de materiales y se prefieren papeles de revestimiento, papeles decorativos, papeles kraft a la sosa, materiales no tejidos a base de de fibra sintética o natural, paneles de aislamiento, tableros de aglomerado o de contrachapados, material de fibra de vidrio y productos mixtos de los mismos.
De acuerdo con una realización particularmente preferida el material soporte impreso (A1) se combina por una cara con un papel de revestimiento impregnado con resina. Esta cara forma posteriormente la superficie exterior del material compuesto de acuerdo con la invención, es decir, el papel de revestimiento forma una capa protectora transparente para el material soporte impreso (A1). Preferiblemente el papel de revestimiento usado para este fin presenta un peso base de 10-200 g/m2. Adicionalmente presenta preferiblemente un contenido menor de cargas opacas de modo que con la impregnación con la resina curable (B) resulta un material transparente que permite que el material soporte impreso subyacente (A1) sea fácilmente visible.
El material soporte (A2) puede ser también un material que facilita al material compuesto resultante principalmente volumen y resistencia. En este caso se prefieren papeles kraft a la sosa, materiales no tejidos, paneles de aislamiento, cartón o tableros contrachapados, material de fibra de vidrio y productos mixtos de los mismos. De acuerdo con una realización preferida según la invención se usa papel kraft a la sosa como material soporte (A2), de forma particular aquel que presente un peso base de 40-300 g/m2, preferiblemente de 80-250 g/m2, más preferiblemente de 100-200 g/m2.
En una realización alternativa el material soporte (A2) es un papel decorativo. Tal papel es más o menos opaco y por tanto protege al material compuesto de acuerdo con la invención ópticamente de las capas posiblemente provistas por debajo. El papel decorativo puede ser de cualquier color, pero es preferiblemente blanco o de un tono claro, de modo que la impresión prevista por encima se enfatiza en el material soporte (A1) y/o se refuerza. El papel decorativo también tiene un color uniforme sin un patrón. Se prefieren particularmente aquellos papeles decorativos que son completamente opacos y no pierden opacidad incluso cuando se impregnan con la resina curable (B). El peso base del papel decorativo se encuentra de forma típica en el intervalo de 50-150 g/m2, preferiblemente de 60-120 g/m2, más preferiblemente de 75-100 g/m2.
Mediante la combinación de un papel decorativo como material soporte (A2) con el material soporte impreso (A2) se obtiene un material compuesto, en el que la imagen impresa se materializa enfrente del fondo opaco preferiblemente monocromático y homogéneo del papel decorativo de una forma particularmente estéticamente agradable. Debido a que el material soporte (A1) presenta un alto grado de transparencia por las razones dadas anteriormente, no se puede evitar que la capa que queda bajo el material soporte (A1) sea visible en las zonas no impresas. En el caso de papel decorativo monocromo puede ajustarse un cierto "color de fondo" intencionadamente para la imagen impresa en el sustrato (A1).
Se puede producir también un material compuesto de acuerdo con la invención usando papeles decorativos como capas núcleo. Tales productos se pueden usar lo más preferiblemente cuando la sección transversal del material compuesto forma un borde visible. El papel decorativo como la capa núcleo tiene el mismo color que el fondo de la zona impresa del material compuesto. Se puede conseguir con una selección específica del papel decorativo usado como la capa núcleo efectos de borde decorativos adicionales. El tratamiento de la resina del papel decorativo en tal aplicación es preferiblemente de 501-120 % de papel exento de humedad, en particular del 60-100 %.
En otra realización adicional más, los papeles de revestimiento se pueden usar como capas núcleo, con las que se obtienen materiales compuestos totalmente translúcidos. El tratamiento de la resina del papel de revestimiento es aquí preferiblemente del 50-250 % de papel exento de humedad, especialmente del 60-200 %.
El peso base del papel decorativo en estas realizaciones se encuentra normalmente en el intervalo de 50-200 g/m2, preferiblemente de 60-150 g/m2, más preferiblemente de 75-120 g/m2, incluso más preferiblemente de 80- 00 g/m2.
De acuerdo con la invención la combinación de material soporte impreso (A1) y al menos un material soporte adicional (A2) se puede seleccionar de acuerdo con realizaciones preferidas de las combinaciones de un sustrato impreso (A1) con (a) un papel de revestimiento, (b) un papel decorativo, (c) un papel de revestimiento aplicado a una cara y un papel de revestimiento dispuesto en la otra cara del material soporte (A1), (d) cualquiera de las realizaciones (a) - (c) con una o más capas de los materiales soporte anteriormente descritos para conseguir volumen y resistencia.
Adicionalmente los materiales compuestos que están incluidos dentro del alcance de la invención tienen en ambas caras una capa decorativa de al menos la capa soporte impresa (A1) (e impregnada / curada) y opcionalmente otras capas, tal como las descritas anteriormente. Estas estructuras tienen preferiblemente al menos una capa núcleo como el material impregnado del núcleo, por ejemplo, una o más capas de papel kraft a la sosa también impregnado, papel decorativo o papel de revestimiento, u otros materiales como ya se definieron. Las capas decorativas puede ser las mismas en ambas caras o diferentes una de otra.
Con cualquiera de las realizaciones descritas anteriormente se pueden construir otras combinaciones con capas adicionales para otros fines, que se incluyen también dentro del alcance de la invención.
La resina curable (B) puede ser cualquier resina en la que los materiales soporte (A1), (A2) y opcionalmente materiales soporte adicionales del material compuesto de acuerdo con la invención se puedan impregnar y se puedan curar con prensado de las capas. Preferiblemente la resina curable (B) es una resina termoendurecible.
Para la impregnación en el material soporte, la resina (B) puede estar presente en forma no diluida o en forma diluida, preferiblemente diluida en la forma de una suspensión, dispersión o solución en un medio adecuado. Se prefieren particularmente composiciones de resina de impregnación acuosa en las que el medio de dilución es completamente o predominantemente agua. Además de agua, en caso necesario se pueden usar mejoradores de la solubilidad/miscibilidad con agua, por ejemplo, alcoholes inferiores, aldehidos, cetonas o glicoles.
Debido a que la resina curable (B) se impregna en materiales soporte que son visibles en el material compuesto acabado, la resina (B) debe ser transparente tras curado, preferiblemente transparente incolora. Además es deseable que la resina curada (B) no se decolore, es decir, no se comience a descolorear en el tiempo por incidencia de la luz.
Se prefieren particularmente aquellas resinas (B) que satisfagan los requerimientos de transparencia y firmeza a la luz que se pueden seleccionar de resinas aminoplásticas, en particular resinas de melamina (por ejemplo Kauramin® 753, BASF AG); resina melamina éteres (por ejemplo Maduré SMW 818, INEOS Melamines GmbH, DE-60386 Frankfurt/Main), resinas de urea, resinas de poliéster, dispersiones de acrilato (por ejemplo P/exfo/® BV 595, PolymerLatex GmbH, DE-45768 Mari), dispersiones de poliuretano, dispersiones de resina epóxido y mezclas de las mismas.
El material compuesto de acuerdo con la invención puede contener también capas que no son visibles en el producto acabado. Ejemplos de esto son las capas núcleo que se usan para obtener el espesor correcto y rugosidad de los productos. Tales capas si se impregnan así como también las capas visibles con una resina curable, pueden ser impregnadas, en lugar de la resina (B) como se describió anteriormente, también con una resina curable (C) que no tiene que ser transparente, estable a la luz y/o se decolore. Un ejemplo preferido de tal resina es la clase de resinas fenólicas.
La presente invención comprende también realizaciones en las que se impregnan diferentes materiales soporte con diferentes resinas curables (B) y/o (C), en tanto estas sean compatibles entre sí y se prensen en un material compuesto con las propiedades de deslaminación preferidas de acuerdo con la invención y se puedan curar.
El material compuesto de acuerdo con la invención se produce proporcionando un material soporte (A1) que comprende una imagen impresa generada por impresión con la tinta (D) y que cura con luz, impregnando el material soporte impreso (A1) con una resina curable (B) y curado de la resina (B).
En la práctica el material soporte (A1) impreso y curado es directa y/o indirectamente impregnado mediante al menos un material soporte (A2) impregnado adicional con una resina curable y después de esto se cura.
Si el material soporte impreso y curado (A1) se impregna directamente y se cura se obtiene un precursor de material compuesto como un producto de acuerdo con el procedimiento, que se puede procesar en las otras etapas con otros materiales para formar un material compuesto.
De acuerdo con la invención se prefiere, sin embargo, producir el material compuesto en cuestión mediante prensado directo y curado de las capas que se van a unir. Por tanto se prefiere de acuerdo con la invención comprimir y curar el material soporte (A1) impreso y curado (A1) conjuntamente con al menos un material soporte adicional (A2). El material soporte (A1), al menos uno de los otros materiales soporte (A2) opcionalmente plurales o también todos los materiales soporte, se pueden impregnar aquí con la resina curable (B). Qué materiales se impregnan con la resina curable (B) y la cantidad de resina (B) impregnada en los mismos no son críticos en tanto se obtenga un material compuesto mediante prensado del material compuesto de los materiales soporte individuales, en los que todas las capas se impregnan con la resina curable (B) y proporcionen con el curado un material compuesto firmemente unido.
Si el material soporte impreso y curado (A1) se impregna con una resina curable (B), se prefiere de acuerdo con la invención impregnar la resina (B) en una cantidad del 20-500 % en peso, preferiblemente del 30-400 % en peso, más preferiblemente del 40-350 % en peso, en base al peso base del material soporte (A1). Por ejemplo, en materiales soporte (A1) prensados con un revestimiento impregnado con resina el recubrimiento de resina (por ejemplo, una resina de melamina) es preferiblemente del 60-120 % de papel exento de humedad, en particular del 70-100 %, y en aquellos casos en los que se prensa sin revestimiento del 80-180 % de papel exento de humedad, en particular del 100-160 %.
El recubrimiento con resina en revestimientos de cubierta no impresos llega preferiblemente al 200-500 % de papel exento de humedad, particularmente al 240-350 %, y con papel kraft a la sosa preferiblemente al 35-120 % de papel exento de humedad, en particular preferiblemente al 40-100 % de papel exento de humedad, y particularmente al 45-80 %. Las cantidades superiores de recubrimiento con resina se aplican particularmente en uniones con sustratos impresos no impregnados.
El contenido de humedad residual de los materiales impregnados con resina tras secado es por lo general para todos los materiales descritos y para cada material que se va a laminar independientemente uno de otro del 4-10 % (en base al peso total del material impregnado), preferiblemente del 5-9 %, más preferiblemente del 6-8 %.
Otras realizaciones particularmente preferidas de la presente invención son los denominados laminados finos que se obtienen por prensado de una hoja impresa sobre una fibra vulcanizada o una hoja Vulkament y bajo un revestimiento para obtener un grosor de producto de 0,15-0,40 mm, preferiblemente de 0,2-0,35 mm, en particular de 0,25-0,30 mm, y los denominados tableros compactos que presentan un grosor de 1-40 mm, preferiblemente de 2-30 mm, determinándose el grosor y el número de capas usadas como material impregnado del núcleo. Los materiales impregnados del núcleo son por lo general papeles kraft a la sosa impregnados que presentan una resina fenólica con un peso de papel de 60-300 g/m2, preferiblemente de 120-250 g/m2, más preferiblemente de 140-200 g/m2. Estos tableros compactos pueden comprender decoración en una o ambas caras que contienen el material soporte impreso (A1).
Cuando se lleva a cabo el procedimiento de acuerdo con la invención de forma tal que se Impregna una capa de material soporte por prensado con otras capa de material soporte impregnada con resina con la resina curable (B), el prensado debe llevarse a cabo de modo tal que se garantice suficiente impregnación de la capa no previamente impregnada. Los parámetros disponibles aquí, en particular presión y duración de prensado, pero también temperatura y toda la cantidad disponible de resina de impregnación en el material que tiene que prensarse, son conocidos fundamentalmente para el especialista en la técnica y los puede ajustar de forma apropiada en base a su conocimiento de experto. Los fundamentos de esta tecnología se describen, por ejemplo, en el manual "Kunststoff-Handbuch" [Plastics Handbook] (Ed.: G.W. Becker, D. Braun, W. Woebcken), vol 10 (Duroplaste), editorial Cari Hanser, segunda edición completamente revisada 1988.
Si la resina curable (B) es una resina termoendurecible el curado se puede llevar a cabo por tratamiento térmico durante prensado o tras prensado y tras impregnación de todas las capas o simultáneamente con ellas. Esta temperatura se puede ajustar de forma adecuada durante el prensado.
El tiempo requerido para impregnación por dicho sistema dependiente de la presión de prensado es fácilmente evidente para el especialista en la técnica. Cuanto menor es la presión tanto más lentamente tiene lugar la impregnación completa. También es conocido por el especialista en la técnica que las resinas termoendurecibles curan más rápidamente con temperatura creciente. Por tanto, el especialista en la técnica seleccionará en la práctica condiciones en las que la impregnación y curado se pueden llevar a cabo en una etapa de prensado. Para esto es necesario que la presión de prensado sea suficientemente alta de modo que la impregnación se complete a la temperatura dada antes de que la viscosidad de la resina aumente debido al progreso del curado de modo que ya no es más viscoso a la presión dada. Por otro lado la temperatura debe ser tal que el proceso de curado no avance aún sustancialmente hasta que se complete la impregnación, pero que se pueda completar en un tiempo aceptable.
De acuerdo con la invención, el procedimiento, con la impregnación y curado que se lleva a cabo en una etapa, se lleva a cabo por prensado a una presión de 1000 a 10.000 kPa y a una temperatura de 110-220 °C. De forma °C particular la temperatura se puede variar también durante la progresión temporal de la etapa de prensado. Por ejemplo, el prensado puede tener lugar para conseguir una impregnación completa a una temperatura inicial baja y el curado se puede iniciar y completar con un aumento subsiguiente mientras se mantiene la presión.
La presión durante el prensado preferido de acuerdo con la invención es independiente del tipo de resina curable (B) seleccionada y/o de la temperatura para el curado en el intervalo de 1 ,0-10,0 MPa, preferiblemente de 1 ,5-7,0 MPa, más preferiblemente de 2,0-5,0 MPa. La temperatura para el curado de la resina (B) se tiene que seleccionar en función del tipo de resina usada, y se encuentra preferiblemente en el intervalo de 110-220 °C, más preferiblemente de 120-200 °C, más preferiblemente de 130-180 °C.
Mediante elección adecuada de condiciones de prensado dentro de los intervalos descritos anteriormente, la impregnación y curado se pueden llevar a cabo por lo general en un periodo de 5 segundos a 120 minutos, preferiblemente de 10 segundos a 90 minutos, más preferiblemente de 20 segundos a 60 minutos.
De acuerdo con la invención es también posible conseguir la impregnación de las capas individuales del material compuesto de acuerdo con la invención por prensado, y llevar a cabo luego el curado a presión de prensado reducida. Las temperaturas que se van a usar en este caso son del mismo rango que se describió anteriormente.
El especialista en la técnica se encuentra bien familiarizado con el hecho de que de acuerdo con la invención se pueden usar diferentes procedimientos y equipos de laminación y prensado, y con cada uno de ellos usar diferentes condiciones. Por tanto no se pueden especificar condiciones de prensado preferidas restringidas. Las condiciones que aplican a distintos procedimientos y/o equipos son, sin embargo, conocidas por los especialistas en la técnica y son también fáciles de determinar para el presente objetivo como parte del conocimiento general común. Sin embargo los siguientes intervalos preferidos se pueden proporcionar para algunos procedimientos/equipos para los parámetros del procedimiento esenciales de presión, temperatura y tiempo de prensado: Laminación en prensas daylight: 1 ,0-10,0 MPa, 120-160 °C, 10-90 minutos en función de la ocupación de planta, re-enfriamiento hasta 70 °C a presión.
Laminación en prensas Conti: 1 ,0 a 7,0 MPa, 150-210 °C, 10-60 segundos, reenfriamiento a 50-160 °C a presión opcional.
Laminación en prensas HPL de ciclo corto: 3,0 a 10,0 MPa, 140-180 °C, 20-240 segundos, ocupación 1 ó 2 HPL / etapa de compresión.
Laminación en prensas de ciclo corto mediante recubrimiento directo: 1 ,0-5,0 MPa, 140-210 °C, 5-60 segundos (prensado de placas individuales) Ejemplos Los productos obtenidos en los ejemplos y ejemplos comparativos se ensayaron en cuanto a su estabilidad a la deslaminación térmica y mecánica y resistencia a humedad. De este modo la muestra se expuso a las siguientes condiciones antes de la evaluación: Ensayo 1 : calentamiento con un irradiador IR (ensayo de acuerdo con la norma DIN EN 438) hasta una temperatura específica X, pero al menos hasta 180 °C, y calentamiento adicional durante un cierto periodo Y tras alcanzar la temperatura X.
Ensayo 2: almacenamiento en una cabina de secado pre-calentada a 180 °C durante 20 minutos de acuerdo con la norma DIN EN 438.
Ensayo 3: ensayo de agua en ebullición/vapor de agua de acuerdo con la norma DIN EN 438.
Ejemplo 1 Se imprime un papel de revestimiento (peso base de 70 g/m2, altura de succión longitudinal de acuerdo con la norma DIN ISO 8787-1 : 56,0 mm/10 min, pH 6,30) y se curó sin capa que recibe color con una tinta para chorro de tinta curable con radiación UV (Rho Roll Ink). La extensión de la impresión fue del 70-90 %. Se obtuvo una imagen de contorno fino con suficiente saturación de color.
El papel impreso se impregnó y se secó usando una solución de impregnación de resina de melamina (I) de la composición mostrada a continuación. El material impregnado resultante (1-1) tenía un recubrimiento de resina de melamina del 90 % de papel exento de humedad y un contenido de humedad residual del 6,7 % tras secado.
Solución de impregnación (I): Resina de melamina Kauramin® 753 54 % Agente humectante: Alton® 959 0,7 % Agente de separación Alton® 856 0,4 % Agente de curado 0,35 % Agua hasta el 100 % Como agente de curado se usó una solución acuosa al 65 % de sal morfolina de ácido p-toluenosulfónico. El pH de la solución de impregnación lista para uso era de 7,8. Con la misma solución de impregnación (I) se impregnó una papel de revestimiento no impreso y se secó (peso base de 28 g/m2). El material impregnado resultante (2) tenía un recubrimiento de resina de melamina del 320 % de papel exento de humedad y humedad residual tras secado del 4,8 %.
Se impregnó también un papel decorativo monocromático blanco (peso base de 80 g/m2) y se secó con la solución de impregnación (I). El material impregnado resultante (3) tenía un recubrimiento de resina de melamina del 90 % de papel exento de humedad y humedad residual tras secado del 6,4 %.
Adicionalmente se impregnó un papel kraft a la sosa (peso del papel 160 g/m2) y se secó usando una solución estándar de resina fenólica (contenido de resina 63 %) para laminados decorativos (?G??? 70 5573 L, Dynea Erkner GmbH, DE-15537 Erkner). El material impregnado resultante (4) tenía un recubrimiento de resina fenólica del 45 % de papel exento de humedad y contenido de humedad residual del 5,8 % tras secado.
Se revistieron tres capas de material impregnado (4) y una capa de cada uno de los materiales impregnados (3), (1-1) y (2) por este orden y se prensaron una con otra a una presión de 10 N/mm2 y a una temperatura de 140 °C durante 20 minutos. Se enfrió luego a la misma presión a 70 °C.
Ejemplo 2 Se curó un papel de revestimiento (peso base de 40 g/m2, altura de succión longitudinal de acuerdo con la norma DIN ISO 8787-1 : 78,0 mm/10 min, pH 6,10) sin capa que recibe color como en el ejemplo 1 con tinta de chorro tinta curable con radiación UV (extensión de la impresión 70-80 %) y luego se impregnó y se secó con la solución de impregnación (I). El material impregnado resultante (1-2) presentaba un recubrimiento de resina de melamina del 90 % de papel exento de humedad y contenido de humedad residual del 6,7 % tras secado.
De la misma forma que en el ejemplo 1 se preparó luego un producto prensado.
Ejemplo 3 Se produjo de la misma forma que en el ejemplo 1 un producto prensado con la diferencia de que el papel de revestimiento impreso y curado no se impregnaba con la solución de impregnación de resina de melamina (I).
Ensayos y resultados Los productos obtenidos en los ejemplos 1 a 3 se ensayaron como se describió anteriormente. Los resultados eran como sigue: Ensayo 1 : (X = 190 °C, Y = 10 segundos): sin deslaminación.
Ensayo 2: sin deslaminación.
Ensayo 3: sin formación de ampollas tras el ensayo de vaho - vapor y ensayo de agua en ebullición (es decir, buena resistencia a la humedad).
Se demostró también que tras el mondado de los productos usando una sierra de disco que no desbastaba en los bordes de corte, y en los ensayos de doblado de acuerdo con la norma DIN EN ISO 178, el producto rompía sin que la capa decorativa se desconchase. Por tanto los productos mostraban buena estabilidad de deslaminación térmica y mecánica y resistencia a la humedad.
Ejemplo comparativo 4 Se imprimió un papel de impresión digital comercialmente disponible que presenta una capa que recibe color (Technoce MPK 9653; peso base de 100 g/m2, contenido de ceniza aproximadamente el 40 %; pH 6,10) con tinta para chorro de tinta curable por radiación UV (Rho Roll Ink). La extensión de la impresión era del 70-80 %. Se curó la tinta por radiación UV. Se obtuvo una imagen de contorno fino con suficiente saturación de color.
Se impregnó el papel impreso y se secó con la solución de impregnación de resina de melamina del ejemplo 1. El material impregnado resultante (1-4) tenía una cantidad de recubrimiento de resina de melamina del 80 % de papel exento de humedad y contenido de humedad residual de 6,4 % tras secado.
Se revistieron tres capas del material impregnado (4) del ejemplo 1 , un material impregnado con capa (1-4) y un material impregnado con capa (2) del ejemplo 1 en este orden y se prensaron como se describe en el ejemplo 1.
Se ensayó el producto resultante como se describió anteriormente. Los resultados fueron como siguen: Ensayo 1 : el producto se deslaminó en cuanto se alcanzó una temperatura de superficie de 150 °C.
Ensayo 3: formación de ampollas tras el ensayo de vapor de agua (es decir, poca resistencia a la humedad).
Ejemplo comparativo 5 Se proporcionó un papel base para impresión (peso base de 72 g/m2, contenido de cenizas del 38 %, valor de pH 6,3) con un recubrimiento que presenta una dispersión de acrilato auto-reticulante (P/exfo/® 595 BV) con una capa que recibe la tinta. El papel resultante presentaba un recubrimiento en seco en la capa que recibe tinta de 10 g/m2 y un contenido de humedad residual del 5,6 %.
Se imprimió el papel con una tinta para chorro de tinta que cura con radiación UV. La extensión de la impresión fue del 70-80 %. Se curó la tinta mediante radiación UV. Se obtuvo una imagen de contorno agudo con suficiente saturación de color.
El papel impreso se impregnó con la solución de impregnación de resina de melamina del ejemplo 1 y se secó. Fue necesario con ello pasar la superficie recubierta e impresa del papel como cara inferior a través del baño de resina alcanzando suficiente absorción de resina y permitiendo escapar el aire atrapado. El material impregnado resultante (1-5) tenía un recubrimiento de resina de melamina del 80 % del papel exento de humedad y un contenido de humedad residual del 6,2 % tras secado.
De la misma forma que el ejemplo comparativo 4 el material de impregnación (1-5) se superponía con los materiales impregnados (2) y (3) del ejemplo 1 y se prensaba.
Se ensayó el producto resultante como se describió anteriormente. Los resultados fueron como sigue: Ensayo 1 : (X = 180 °C, Y = 3 segundos): comienzo de la deslaminación.
Ensayo 2: comienzo de la deslaminación.
Ensayo 3: formación de ampollas tras el ensayo de vapor de agua (es decir, poca resistencia a la humedad).
Además el revestimiento (material impregnado (2)) se desprendía tan pronto como comenzaba la tensión de doblado por luz y tras mondado en los bordes de corte del sustrato impreso. El material compuesto era bastante mejor en zonas no impresas, pero aún no era suficientemente bueno.
Ejemplo comparativo 6 Se imprimió el papel de base de impresión del ejemplo comparativo 5 sin capa que recibe color con una tinta para chorro de tinta curable con radiación UV.
La tinta se absorbió por la red del papel. No se pudo conseguir una imagen de contorno fino con suficiente saturación de color. La tinta no se pudo curar con radiación UV ya que partes significativas de la tinta estaban en la sombra de luz de los pigmentos del papel de base para impresión.
Ejemplo comparativo 7 De la misma manera que el ejemplo comparativo 4 se produjo un producto prensado, con la diferencia de que el papel impreso digitalmente se imprimió con una tinta al agua (Long Life Ink, DicoJET GmbH, DE-63654 Büdingen) en lugar de la tinta para chorro de tinta curable con radiación UV usada en el ejemplo comparativo 1.
El producto resultante se ensayó como se describió anteriormente. Los resultados fueron como sigue: Ensayo 1 : (190 °C, 10 segundos): sin deslaminación.
Ensayo 2: sin deslaminación.
Ensayo 3: sin formación de ampollas tras el ensayo de vapor de agua y ensayo de agua en ebullición (es decir, poca resistencia a la humedad).
Se encontró también tras mondado del producto por medio de una sierra de disco que no sufría desbaste en los bordes de corte, y en los ensayos de doblado de acuerdo con la norma DIN EN ISO 178, que el producto rompía sin el pelado de la capa decorativa. Los productos también mostraron buena estabilidad a deslaminación térmica y mecánica y resistencia a la humedad.
El ejemplo comparativo 7 muestra que sobre el papel base de impresión la combinación de tinta curable por radiación UV y la capa de recepción de color requerida para esto eran también responsables de una extensión significativa de la deslaminación y resistencia a humedad insuficiente de los productos prensados.
Ejemplo comparativo 8 Como en el ejemplo 1 se produjo un papel de revestimiento impregnado con resina de melamina, con la diferencia que este mostraba una cantidad de recubrimientos de resina de melamina, del 380 % de papel exento de humedad (material Impregnado 2-8). El papel de impresión digital impreso y curado del ejemplo comparativo 4 se prensó sin impregnación con resina de melamina entre dos capas de material impregnado 2-8 (calentamiento desde temperatura ambiente hasta 150 °C en 5 minutos, manteniendo esta temperatura durante 15 minutos y enfriando hasta 60 °C en 10 minutos, a una presión de 10 N/mm2).
Se dispuso el producto intermedio prensado resultante en las tres capas del material impregnado (4) del ejemplo 1 y se prensó como se describe en el ejemplo 1.
El producto resultante se ensayó como se describió anteriormente. Los resultados fueron como sigue: Ensayo 1 : El producto deslaminaba tan pronto como se alcanzaba una temperatura de superficie de 80 °C.
Ensayo 3: formación de ampollas tras ensayo de vapor de agua y el ensayo de agua en ebullición (es decir poca resistencia a la humedad).
Adicionalmente, el revestimiento de cubrición se separaba de la tinta de impresión en el ensayo de doblado de acuerdo con la norma DIN EN ISO 178. Por tanto el producto mostraba poca estabilidad a la deslaminación mecánica.

Claims (16)

REIVINDICACIONES
1. Un procedimiento para la producción de un material compuesto o un precursor del mismo, caracterizado porque comprende las etapas de: (i) impresión de un material soporte (A1) con una tinta (D) curable por irradiación con luz, en donde el material soporte (A1) (a) es impregnable con una resina curable (B) que es transparente y estable a la luz tras curado, y (b) tiene para luz en el intervalo de longitud de onda de 200-500 nm una translucidez basada en el espesor general del 10-95 %, preferiblemente del 20-90 %, más preferiblemente del 30-80 %; (ii) curado de la tinta (D) mediante irradiación con luz; (iii) impregnación del material soporte (A1) así tratado con una resina curable (B) que es transparente y estable a la luz tras curado, y de forma opcional combinación del material soporte (A1) con al menos un material soporte adicional (A2), y (iv) curado de la resina (B) simultáneamente con o tras la etapa (iii);
2. El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque la tinta (D) es una tinta que es curable por irradiación con luz UV en el intervalo de longitud de onda de 200-500 nm, preferiblemente de 240-420 nm, más preferiblemente de 250-350 nm.
3. El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el material soporte (A1) se selecciona de papel, preferiblemente papel que no contiene cargas o solo aquellas cargas que son translúcidas a la luz en el intervalo de longitud de onda de 200-500 nm, preferiblemente de 240-420 nm, más preferiblemente de 250-350 nm, y - materiales no tejidos, preferiblemente materiales no tejidos de fibra de vidrio y en particular materiales no tejidos de vidrio de silicato de boro.
4. El procedimiento de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el material soporte (A1) es un papel que comprende al menos el 50 % en peso de fibras de celulosa, preferiblemente al menos el 70 % en peso y más preferiblemente al menos el 90 % en peso.
5. El procedimiento de conformidad con la reivindicación 3 ó 4, caracterizado porque el material soporte (Al) es un papel que tiene un peso base de 10-200 g/m2, preferiblemente de 15-130 g/m2 y más preferiblemente de 20-100 g/m2.
6. El procedimiento de conformidad con al menos una de las reivindicaciones 1-5, caracterizado porque la tinta que cura con radiación UV se selecciona de tintas a base de acrilato, tintas a base de poliéster, tintas a base de epóxido y tintas a base de epoxiacrilato.
7. El procedimiento de conformidad con al menos una de las reivindicaciones 1-6, caracterizado porque la resina curable (B) se selecciona de resinas aminoplásticas, en particular resinas de melamina; resinas de éteres de melamina; resinas de urea, dispersiones de acrilato y dispersiones de poliuretano, dispersiones de resina epóxido, resinas de impregnación solubles en agua y mezclas de las mismas.
8. El procedimiento de conformidad con al menos una de las reivindicaciones 1-7, caracterizado porque la etapa (iii) se lleva a cabo mediante (iii-a) impregnación directa del material soporte (A1) con una resina curable (B) y/o (iii-b) superposición del material vehículo (A1) con un material vehículo adicional (A2) que se impregna con una resina curable (B) y se seca previamente, en al menos una cara del material soporte (A1) y prensado del material compuesto resultante.
9. El procedimiento de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el al menos un material soporte (A2) se selecciona de papeles de revestimiento, papeles kraft a la sosa, papeles decorativos, materiales no tejidos a base de fibras sintéticas o naturales, paneles de aislamiento, tableros de aglomerado o contrachapados, materiales de fibra de vidrio y productos mixtos de estos materiales.
10. El procedimiento de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el al menos un material soporte (A2) es un papel de revestimiento que tiene un peso base de 10-200 g/m2.
11. El procedimiento de conformidad con al menos una de las reivindicaciones 8-10, caracterizado porque comprende al menos la etapa (iii-b), y en el que la etapa (¡v) se lleva a cabo mediante prensado a una presión de 1000-10.000 kPa y a una temperatura de 110-220 °C.
12. El procedimiento de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizado porque la etapa (¡v) se lleva a cabo medíante prensado a una presión de 1000-10.000 kPa, preferiblemente de 1.500-7.000 kPa, más preferiblemente de 2.000-5.000 kPa.
13. El procedimiento de conformidad con la reivindicación 11 ó 12, caracterizado porque la etapa (iv) se lleva a cabo por prensado a una temperatura de 120-200 °C, más preferiblemente de 130-180 °C.
14. El procedimiento de conformidad con al menos una de las reivindicaciones 11- 13, caracterizado porque la etapa (iv) se lleva a cabo por prensado durante un periodo de 5 segundos hasta 120 minutos, preferiblemente de 10 segundos a 90 minutos, más preferiblemente de 20 segundos a 60 minutos.
15. El procedimiento de conformidad con al menos una de las reivindicaciones 1- 14, caracterizado porque el material soporte (A1) se impregna con resina en una cantidad del 20-500 % en peso, preferiblemente del 30-400 % en peso, más preferiblemente del 40-350 % en peso, en base al peso superficial del material soporte (A1).
16. Un material compuesto o precursor del mismo, que está impreso con una tinta (D) curable por irradiación con luz, y que comprende un material soporte (A1) impregnado con una resina transparente y estable a la luz (B) y de forma opcional al menos un material soporte (A2) adicional, y que se puede obtener de acuerdo con el procedimiento de conformidad con al menos una de las reivindicaciones 1-15.
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