MXPA02009986A - Cuerpo compuesto multicapa, consistente en cuero y elastomeros termoplasticos. - Google Patents

Abstract

La invencion se refiere a un metodo para la produccion de cuerpo compuesto de multiples capas, el cual comprende una capa hecha de piel (2), un componente duro (3) formado por un polimero que se conecta en ciertas secciones a la capa hecha de piel (2), ademas de una capa hecha de un componente blando (1) colocado entre la piel (2) y el componente duro (3). La invencion se caracteriza porque la piel (2) se coloca sobre la superficie de conformacion de una herramienta, el componente . blando, (1) se coloca sobre la piel (2) y el polimero que sirve como el componente duro (3) se forma sobre la capa hecha piel (2) y la capa hecha de un componente blando (1) a una presion de cuando menos 50 bar, preferentemente por encima de 100 bar, mas particularmente por encima de 180 bar, y a una temperatura de mas de 100°C, preferentemente desde 180" hasta 280°C, mas particularmente desde 200° hasta 250°C, en tal forma que la piel (2) y el componente duro (3) se conectan entre si cuando menos en ciertas secciones, en donde la superficie de conformacion de la herramienta se templa durante la formacion del componente duro ( 3 ) . La invencion tambien se refiere a un cuerpo compuesto obtenido utilizando el metodo de la inventiva. El cuerpo compuesto es extremadamente robusto, tiene una superficie de tacto suave y puede producirse en una forma eficaz en costos.

Description

CUERPO COMPUESTO MULTICAPA, CONSISTENTE EN CUERO Y ELASTÓMEROS TERMOPLÁS ICOS La invención se refiere a un proceso para la producción de un elemento compuesto de múltiples capas que consiste en una capa de cuero, una cada de un componente duro formado de un polimero, el cual se une a la capa de cuero en ciertas áreas cuando menos, y una capa de un componente blando que se arregla entre el cuero y el componente duro.

La invención además se refiere a un elemento compuesto con múltiples capas que puede obtenerse por el proceso de acuerdo con la invención.

En vehículos de la categoría de precio superior es normal, para crear una impresión exclusiva, revestir el interior del vehículo con cuero o piel. Para este fin, las piezas moldeadas preformadas, como tableros para puertas, tableros para instrumentos, consolas centrales, visores contra sol o manijas, se unen a las estructuras de cuero que han sido cortadas al tamaño adecuado y en ocasiones preformadas. En particular, en el caso de superficies no planas, el cuero debe, en un paso de trabajo separado, ser cocido con la forma o termoformado por separado. Este tipo de laminación de las piezas moldeadas solo puede ser automatizado difícilmente y es muy costoso debido a la alta proporción de trabajo manual. Los métodos de recubrimiento acostumbrados hasta ahora también solo han dado resultados no satisfactorios. Asimismo, son inevitables las emisiones de solventes y monómeros residuales de los sistemas adhesivos. En particular en automóviles, los recubrimientos son sometidos a variaciones muy extremas de temperatura o humedad, y en consecuencia fenómenos de encogimiento pueden hacer que el recubrimiento de cuero se deseche. Además, solo cuero seleccionado de alta calidad hasta ahora ha sido conveniente para métodos de revestimiento habituales.

Otras áreas en las que se utiliza laminación de las piezas moldeadas, por ejemplo, son los equipajes y muebles. Asi pues, por ejemplo, los descansa brazos de plástico duro, respaldo y asientos de las sillas se laminan con cuero.

Además de la impresión visual de las piezas moldeadas laminadas con cuero, la impresión que se forma al tacto por lo regular es también importante. La superficie debe tener una sensación agradable, es decir, un tacto suave. En particular para los asientos, los respaldos y descansa brazos, debe lograrse flexibilidad adecuada para permitir el asiento cómodo incluso durante periodos prolongados.

Para este propósito, hasta ahora la piel primero se ha unido a una capa de espuma en un paso de trabajo separado, con el compuesto resultante unido con adhesivo al sustrato, por ejemplo una pieza moldeada de plástico duro. En ambas operaciones de trabajo, se utilizan sistemas de adhesivos a base de solventes, adhesivos en emulsión o sistemas de resinas reactivas bicomponentes lo cual significa que deben aceptarse emisiones inevitables de solventes y monómeros residuales.

DE-A 214 437 I describe un proceso para la laminación con repujado de piel en un campo HF. La unión durable entre una capa de piel o de soporte a capas de PVC ó PUR se produce en este caso con el uso concomitante de un adhesivo termo-reactivo, opcionalmente con un agente de soplado, en una prensa de arlta frecuencia con repujado simultáneo en el mismo paso de trabajo.

DE 197 520 58 describe un proceso para la formación de un refuerzo alveolar de piezas de piel formadas con un empalme solapado. En este proceso, se coloca una pieza de piel formada por medio de su lado frontal sobre la mitad del molde de un molde conveniente, y el material plástico entonces se aplica al reverso de la pieza de piel de este molde con cuando menos desarrollo de presión ligera. De acuerdo con la invención, la diferencia de altura tipo escalón que se encuentra en la región del empalme solapado entre la pieza de piel superior y la pieza de piel inferior se compensa con una pieza de transición que se inserta entre el frente de piel y la mitad del molde. No se proporcionan más detalles sobre las condiciones del proceso para la formación del forro alveolar de la piel con el material plástico.

EP 0 337 183 Bl describe un proceso para la formación de piel natural, en particular recubrimientos de piel real de las piezas moldeadas. En este proceso, se comprime una capa barrera de poliuretano en el lado inferior de la piel y se reactiva por calentamiento. La viscosidad y cantidad de la capa de poliuretano que se aplica al lado inferior antes de la operación de compresión se ajustan entre si en tal forma que el espesor de la capa barrera constituya desde 35% hasta 65 del espesor de la capa de piel. Después de la capa barrera se forma el refuerzo alveolar de una pieza moldeada.

DE 198 151 115 Al describe una parte contramarco interno laminada con piel y un proceso para unir una capa de piel real a un sustrato. La parte contramarco interno laminada con piel para vehículos tiene una pieza moldeada de soporte rigido o una parte acojinada separadora, flexible, sobre la cual se arregla una piel real por medio de una capa de unión adhesiva. La capa de unión adhesiva consiste en una estructura de soporte tipo hoja y un adhesivo de fusión en caliente reactivo con calor que ha sido dosificada sobre el anterior por anticipado. Para producir la parte contramarco interno, las capas individuales se ordenan una sobre la otra y se calientan durante un periodo breve bajo presión de contacto a una temperatura a la cual funde el adhesivo de fusión en caliente.

DE 198 180 34 describe un dispositivo para la producción de partes de piel con respaldo alveolar, en particular piel que cubre partes para el contramarco interno de vehículos. En este caso, se coloca una parte de piel en un molde que tiene un molde superior y un molde inferior, se cierra el molde y el reverso de la piel en el molde se refuerza con espuma en correspondencia. Una pluralidad de estos moldes se instala en una unidad de mesa rotatoria con cada molde pasando a través de cuando menos las siguientes estaciones en el transcurso del movimiento rotatorio de la mesa giratoria: una estación de inserción, una estación de unión, una estación para la introducción de la espuma, una estación de curado y una estación de separación.

También se han hecho intentos por reforzar la piel directamente con plásticos en un molde para inyección. Asi pues, S. Anders y col., Kunststoffe 80 (1990), 997-1001, reporta los intentos por respaldar piel con plásticos en moldes para inyección. EP 0 199 708 A2 describe un proceso para la producción de artículos cuando menos bicapa en los cuales una cinta de piel se coloca en un molde para inyección y se respalda con un caucho termoplástico en un molde para inyección. La temperatura del plástico en el espacio frente a la hélice es aproximadamente 250 °C, la temperatura del molde es en promedio 40 °C y la presión de inyección es de 100 bar. No obstante, estos experimentos solo fueron realizados en piezas de muestras de tamaño muy pequeño, por ejemplo en correas para relojes. No obstante, la transferencia a la producción masiva de, en particular, componentes compuestos de piel de área grande hasta ahora ha fracasado. La razón" para esto es qué en los procesos descritos hasta ahora no ha sido posible obtener una superficie de piel que presente una apariencia externa satisfactoria. Las superficies eran irregulares, presentaban un color no uniforme y tenían defectos como fisuras o pliegues. En particular, los componentes de piel/plástico que tienen una superficie blanda no pueden, por ejemplo, de acuerdo con Woite y col., "Niederdruckverfahren für dekorative Innenausstattungs-teile" in "Kunststoffe im Automobilau: Roshtoffe, Bauteile, Systeme", VDI-Verlag, Dusseldorf, 1994, p. 303, obtenerse sin medidas adicionales que impidan que el material plástico penetre en la piel.

Un objetivo de la presente invención es proporcionar un proceso para la producción de un elemento compuesto de múltiples capas que consiste en una capa de piel, una capa de un componente duro formado de un polimero, el cual se une a la capa de piel en ciertas áreas cuando menos, y una capa de un componente blando que se arregla entre la piel y el componente duro, cuyo proceso debe ser simple en su ejecución y la producción del elemento compuesto de múltiples capas, si es posible, debe realizarse en solo un paso de trabajo individual. En particular, el objetivo es producir una superficie de piel flexible del elemento compuesto de múltiples capas.

Hemos encontrado que este objetivo se logra en el proceso diseñado de acuerdo con la invención colocando la piel contra .una superficie de molde de un molde, la colocación del componente blando sobre la piel y el moldeado del polimero que actúa como el componente duro sobre la capa de piel y la capa del componente blando a una presión de cuando menos 50 bar, preferentemente mayor que 100 bar, en particular mayor que 180 bar, y a una temperatura mayor que 100 °C, preferentemente 180 hasta 280°C, en particular desde 200 hasta 250°C, mediante la unión de la piel y el componente duro entre si en ciertas áreas cuando menos, con la temperatura de la superficie del molde controlada cuando menos durante la unión.

El componente blando se corta convenientemente en tal forma qae la capa de piel sobresalga en las regiones marginales. Durante el moldeado del componente duro, se forma una unión fuerte entre la piel y el componente duro en las regiones marginales del elemento compuesto. En este caso, la unión toma lugar sin la acción de un adhesivo. Se supone que el polimero penetra en la piel debido a la alta presión y la alta temperatura y asi produce una unión irreversible. La unión entre la piel y el polimero del componente duro es tan fuerte que en un intento por separar la capa de piel y del polimero entre sí se destruye la estructura _ de la piel o _el componente duro. Además, se produce una unión durable entre el componente blando y el componente duro. Es innecesario un paso de trabajo en el cual se aplique un adhesivo a la piel de componente blando. Asi pues, se evitan por completo las emisiones de solventes y monómeros residuales del adhesivo. El componente blando esta rodeado por la capa de piel y el componente duro en una forma tipo sandwich. Debido a esta producción de una estructura tipo sandwich, el componente blando se fija de manera durable y en una forma con estabilidad dimensional en un saco. El componente blando hace flexible la capa de piel y crea una sensación suave agradable al tacto. Debido a la combinación con el componente duro, el elemento compuesto puede llevarse a una cierta forma, por ejemplo forma de un tablero para instrumentos, y conseguirse alta estabilidad. La pieza moldeada es muy robusta y presenta alta resistencia a los efectos de la temperatura y humedad. El espesor de la capa del componente blando puede variar dentro de amplios límites. Así pues, es posible proporcionar espesores de algunos milímetros ~ para tableros para instrumentos o revestimientos para puertas en automóviles, mientras que también se pueden conseguir espesores de hasta varios centímetros para diseños como asientos. El proceso de acuerdo con la invención también permite la laminación durable de las piezas moldeadas con formas difíciles.

Para el proceso de acuerdo con la invención es posible utilizar todos los grados comunes de piel. El control de temperatura de la superficie del molde evita eficazmente el sobrecalentamiento y la destrucción de la capa de piel por el polimero termoplástico aplicado a alta presión y alta temperatura. Es posible procesar pieles curtidas utilizando sales metálicas, por ejemplo pieles cromadas, que tienen una estabilidad hidrotérmica alta de aproximadamente 100 °C, y otras pieles que tengan estabilidad hidrotérmica de aproximadamente 70 °C. Los ejemplos de estas pieles son pieles vegetales, pieles de gamuza y pieles FOC (sin cromo) . Las pieles curtidas utilizando sales metálicas generalmente tienen mayor termoencogimiento.

Las pieles curtidas utilizando sales metálicas (por ejemplo de cromo y aluminio) y las pieles que son libres de sales metálicas y los procesos para su producción están descritos con detalle, por ejemplo, en "Das Leder", volumen 43 (1992), página 283 ff.

Se obtienen superficies de piel particularmente sin defectos si la superficie del molde en contacto con la piel se deja a temperaturas en el intervalo desde 40 hasta 80°C, preferentemente 45-75°C, particularmente de preferencia 48-70°C y en particular 50-60°C durante la formación del refuerzo con el material plástico fundido.

Es posible emplear pieles no tratadas o parcialmente tratadas y tratadas.

En la producción de piel por los procesos de final húmedo y acabado, las sustancias químicas y tintes para el proceso generalmente se seleccionan en tal forma que soporten la presión y las condiciones térmicas de la operación de formación del refuerzo "en el molde. En particular, los agentes engrasantes que se utilizan en el área de terminado húmedo preferentemente se inmovilizan en la red de colágena en tal forma que durante la formación del refuerzo en el molde no ocurra migración de la grasa hacia la superficie o hacia el plástico. De otro modo se pueden presentar manchas brillosas no deseadas e impurezas de grasa sobre la superficie de la pieza moldeada o un deterioro en la adhesión entre la piel y el plástico. Los agentes curtidores que se utilizan en el pre-cu tido y post-curtido generalmente se seleccionan en tal forma que ocurra buena separación de fibras y las pieles tengan buena resistencia a la luz y al calor. Esto se puede lograr, en particular, con glutaraldehído, solo o en combinación con agentes curtientes sintéticos a base de dihidroxidifenilsulfona. Independientemente del agente curtiente seleccionado, la piel obtenida por el proceso en la parte húmeda tiene convenientemente una temperatura de encogimiento adecuadamente alta de cuando menos 70 °C en el estado húmedo.

El espesor de la piel que se utiliza generalmente es independiente de la forma y aplicación del componente piel y puede variar en el intervalo desde 0.4 hasta 3.0 mm, con un espesor en el intervalo desde 0.4 hasta 2.0 mm, preferentemente desde 0.8 hasta 2.0 mm y en particular desde 1.2 hasta 1.8 mm, generalmente cumpliendo la mayor parte de los requisitos.

La presión con la cual se produce la unión entre la capa de piel y el componente duro se limita por sí mismo solo por las condiciones técnicas limitantes del molde que se utiliza. Una unión durable entre la piel y el polímero se consigue a presiones tan bajas desde 50 bar.

Resultados muy bueno se logran a presiones mayores que 100 bar, en particular mayores que 180 bar. En el caso de piezas de trabajo muy grandes, por ejemplo los tableros para instrumentos, también se utilizan presiones significativamente mayores de, por ejemplo, 1000 bar.

La presión interna en el molde, medida en las cercanías de la compuerta, preferentemente es cuando menos 50 bar, particularmente de preferencia cuando menos 100 bar, y en particular cuando menos 180 bar.

La temperatura del procesamiento se selecciona dependiendo del polímero que se utiliza. Conveniente para una buena unión entre la piel y el componente duro es una alta fluidez del polimero. La tasa de flujo del fundido (MFR) 230/2.16 se selecciona favorablemente para que sea >5 g/10 min, preferentemente entre 10 y 50 g/min. La velocidad del flujo del fundido (MFR) se determina de acuerdo con ISO 1133 a 230°C y con un peso de 2.16 kg. Un bajo contenido de los agentes humectantes, como monoestearato de glicerol, en el polímero del mismo modo es ventajoso para una buena adhesión. Han probado ser favorables contenidos menores que 5000 ppm del agente humectante.

El componente blando que se utiliza per se puede ser cualquier material que tenga flexibilidad y elasticidad adecuadas. El componente blando es en particular ventajoso una espuma de polímero. Además, los componentes blandos convenientes también son incrustaciones o no tejidos textiles o no tejidos de poliéster, en cada caso con o sin compuestos de fibras, por ejemplo hechos de fibra de vidrio o de carbono. El componente blando convenientemente debe tener una resistencia térmica mayor que 150 °C. La resistencia térmica del componente blando debe seleccionarse para que el componente blando conserve su flexibilidad y elasticidad durante la formación del refuerzo alveolar con el componente duro. Además de los requisitos antes mencionados, el polímero que se utiliza como componente blando no se somete a ninguna limitación per se. Una pieza adecuadamente moldeada del polímero espumado se coloca preferentemente sobre la superficie de piel. Esta puede ser sostenida por una cavidad formada en correspondencia del molde para inyección, en el cual la piel ya ha sido colocada. Si es necesario, la espuma también puede mantenerse en el lugar por una película adhesiva. Durante el moldeado del componente duro, la espuma de polímero se une al polímero del componente duro, efectuando así una fijación durable dentro del compuesto.

La espuma de polímero se comprime durante la inyección e intenta regresar a su forma original después de la descompresión. La superficie de piel por este medio se coloca bajo una tensión ligera, produciendo acojinamiento hermético. En el compuesto terminado, la espuma de polímero no se une a la piel o en el mejor de los casos se - une a la piel por una capa adhesiva que se utiliza para retener la espuma de polimero durante la producción.

La espuma de polímero generalmente se forma a partir de un polimero espumable reticulado con mallas anchas. El polímero que actúa como el componente blando preferentemente es un élastómero termoplástico. Los elastómeros termoplásticos (TPE) no se caracterizan por su composición química, pero en cambio por sus estados materiales. Los elastómeros termoplásticos convenientes generalmente se distinguen por tener al mismo tiempo segmentos suaves y elásticos de baja temperatura de transición vitrea y segmentos duros, cristalizables de baja extensibilidad, alta temperatura de transición vitrea y tendencia a la formación de asociados. Los segmentos duros y blandos mutuamente incompatibles existen en fases que no han sido penetradas. Los segmentos duros y blandos pueden ser constituyentes de un solo polímero o en la forma de una mezcla de elastómeros y termoplásticos en una distribución de fases microheterogénea. Las fases termodinámicamente incompatibles pueden estar en forma de copolímeros de tres o múltiples bloques en la misma macromolécula o también en la foxma de mezclas de elastómeros. Por consiguiente, las fases incompatibles, de componentes duros, que pueden fundirse y blandos, elásticos se unen entre sí. Después de elongación a un 100% o más, los TPE regresan al estado original en forma espontánea y sin elongación significativa después de liberar el esfuerzo. Todos los elastómeros termoplásticos conocidos pueden utilizarse como el componente blando. Son particularmente convenientes los copolímeros oligobloque de estireno (TPE-S) , como los copolímeros en bloques de estireno-butadieno-estireno, estireno-isopreno-estireno o estíreno-eteno-butadieno-estireno, por ejemplo los productos comerciales Kraton® D, Cariflex® TR y Kraton® G, elastómeros termoplásticos a base de olefinas (TPE-O) , como pueden ser las mezclas de cauchos EPM ó EPDM con poliolefinas cristalinas, por ejemplo, polipropileno, por ejemplo el producto comercial Ferrolene® (Ferro) , poliuretanos termoplásticos (TPE-U) , por ejemplo los productos comerciales Desmopan® (Bayer AG) y Estañe® (Goodrich) , grados copoliéster (TPE-E) , como pueden ser los poliéter-ésteres copoliméricos, ^por ejemplo, el producto comercial Hytrel® (DuPont) y los grados copoliamida (TPE-A) , como pueden ser las amidas en bloque de poliéter, el producto comercial Pebax® (Atochem) . Además, los elastómeros termoplásticos que pueden emplearse también son caucho termoplástico natural, de nitrilo, flúor y silicona.

La preparación y las propiedades de los elastómeros termoplásticos convenientes están descritas,- por ejemplo en Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, vol.

A26, pp. 633-664, VCH Verlagsgessleschaft, 1995, Weinheim.

Dado que la espuma de polímero no debe fundirse y en consecuencia colapsarse durante la formación del refuerzo alveolar con el componente duro, se prefieren particularmente los elastómeros de poliuretano.

Como material natural, la piel no puede ser sometida a ninguna temperatura alta deseada sin que tome lugar la desnaturalización de la estructura de la piel. Las pieles cromadas normales tienen una estabilidad hidrotérmica de aproximadamente 100 °C, mientras que otras pieles tienen una estabilidad hidrotérmica de aproximadamente 70°C.

Ahora se ha encontrado que la ebullición de la piel y la destrucción de la estructura de la piel durante la unión de la piel al polímero del componente duro a presión alta y temperatura alta puede evitarse eficazmente si la superficie del molde en contacto con la piel se enfría a una temperatura desde 10 hasta 80°C, preferentemente desde 20 hasta 60°C. El lado de la piel de la pieza moldeada terminada no muestra cambio en su apariencia debido a la unión al componente duro. Del mismo modo, la sensación que se imparte en la superficie de la piel al tacto de la pieza moldeada terminada corresponde con la sensación normal de la piel. A pesar del uso de temperaturas altas y presión alta durante la unión de la capa de piel y el componente blando, el lado de la piel de la pieza compuesta terminada presenta una cierta flexibilidad y suavidad. Debido al componente blando, la capa de piel tiene un soporte elástico y conserva su estructura natural.

Debido al enfriamiento de la superficie del molde, el esfuerzo hidrotérmico de la piel es bajo. Para el procesamiento se ha demostrado que es favorable que la piel esté tan seca como sea posible. La piel preferentemente tiene un contenido de humedad menor que 20% en peso.

Se ha encontrado que a temperaturas de cuando menos 40 °C, se evita la formación de manchas de sudor sobre la superfície de la piel. Aunque el plástico inyectado solidifica rápido si la temperatura de la superficie calentada del molde se elige tan baja como sea posible y de este modo permite tiempos de ciclo cortos dado que la pieza moldeada terminada puede ser retirada del molde con mucha rapidez, es al mismo tiempo ventajoso inyectar a presión muy alta para poder llenar la cavidad del molde por completo antes de que solidifique el plástico. Si la temperatura de la superficie calentada del molde se selecciona por debajo de 40°C, ocurre un problema que la piel se somete a cargas mecánicas muy altas, lo cual puede originar deformación o fisuración.

Si la superficie calentada del molde se calienta a una temperatura por encima de 80 °C, el esfuerzo térmico de la piel aumenta en gran medida, con la consecuencia que se observa destrucción creciente de la estructura de la piel que da origen a reducciones inaceptables en la calidad de la pieza moldeada producida. Además, los tiempos de los ciclos en la producción de las piezas moldeadas aumenta significativamente dado que el plástico se solidifica más lentamente debido a la diferencia de temperatura baja entre el plástico inyectado y la * superficie del molde calentada.

En ' particular, si la temperatura de la superficie del molde calentada se mantiene en el intervalo de 50- 60°C, la formación del refuerzo a alta presión es posible a temperaturas altas, por ejemplo a una temperatura por encima de 100°C, preferentemente en el intervalo de 180- 280°C, particularmente de preferencia en el intervalo desde 200 hasta 250°C, sin afectar de manera adversa la piel, incluso durante operaciones prolongadas. Los tiempos de calentamiento en este caso pueden incluso estar en el intervalo de minutos. El proceso descrito también permite realizar aplicaciones de moldeado por inyección con paredes delgadas.

Los termoplásticos adecuados son, entre otros, polipropileno, polietileno, cloruro de polivinilo, poliéter sulfotas, polisulfonas, poliéter cetonas, policicloolefinas, poli (met) acrilatos, poliamidas, policarbonatos, polifenileno éteres, poliuretanos, poliacetales, por ejemplo polioximetileno, poliésteres, por ejemplo tereftalatos de polibutileno, poliestirenos y (co) polímeros de estireno como los polímeros ABS, AES, ASA ó SAN. Los homopolímeros y copolímeros de estos termoplásticos también se pueden utilizar en este caso.

Particularmente convenientes son los polímeros ABS (estos son, entre otros, polímeros de estireno/acrilonitrilo modificados contra choque en los cuales los copolímeros injertados de estireno y acrilonitrilo en los cauchos de polibutadieno existen en una matriz copolimérica de estireno y acrilonitrilo) , polímeros ASA, polímeros SAN, mezclas de poli (met) acrilatos y polímeros SAN que hayan sido modificados contra choques por medio de cauchos de poliacrilato (por ejemplo Terlux® de BASF AG) , polipropileno, poliamidas, tereftalato de polibutileno, polietileno, poliuretanos termoplásticos, policarbonato o mezclas de estos, por ejemplo mezclas PPE/HIPS (poliestireno de alto impacto), por ejemplo los disponibles en el comercio con la marca registrada Luranyl® (BASF AG) . Las mezclas poliméricas preferidas se basan en ASA/PC, ABS/PC, PBT/ASA, PBT/ABS y PBT/PC.

Los polímeros antes mencionados generalmente son conocidos y están descritos, por ejemplo, en H. Domininghaus, Die Kuntstoffe und ihre Eigenschaften, VDI-Verlag, Dusseldorf, 1992.

Los polímeros que se emplean como componente duro también pueden comprender el remolido de estos termoplásticos o consistir completa o casi por completo en el remolido.

El tereftalato de polibutileno preferido es un producto de peso molecular alto de la esterificación del ácido tereftálico con butilen glicol que tiene una velocidad de flujo del fundido (MFR) de acuerdo con ISO 1133, a 230°C y bajo un peso de 2.16 kg, desde 5 hasta 50 g/min, en particular desde 5 hasta 30 g/10 min.

Los copolímeros de estireno convenientes son, en particular, copolímeros que contienen hasta 45% en peso, preferentemente hasta 20% en peso de acrilonitrilo copolimerizado. Los copolímeros de estireno-acrilonitrilo (SAN) de este tipo tienen una velocidad de flujo del fundido (MFR) de acuerdo con ISO 1133, a 230 °C y bajo un peso de 2.16 kg, desde 1 hasta 25 g/min, en particular desde 4 hasta 20 g/min.

Del mismo modo los copolímeros de estireno preferidos contienen hasta 35% en peso, en particular hasta 20% en peso de acrilonitrilo copolimerizado y hasta 35% en peso, en particular hasta 30% en peso de butadieno copolimerizado. Las velocidades del flujo del fundido de estos copolímeros de estireno, acrilonitrilo y butadieno (ABS), de acuerdo con ISO 1133, a 230°C y bajo un peso de 2.16 kg, son el intervalo desde 1 hasta 40 g/10 min, en particular en el intervalo de 2 a 30 g/10 min.

El término polímeros ASA, en general, se toma con un significado de polímeros de estireno-acrilonitrilo modificados contra choque en los cuales los copolímeros injertados de los compuestos vinilaromáticos, en particular estireno, y los cianuros de vinilo, en particular acrilonitrilo, en los cauchos de acrilato de polialquilo están presentes en una matriz de copolímero de, en particular estireno y acrilonitrilo. Los polímeros ASA están a la disposición en el comercio por ejemplo con la marca Luran® S (BASF AG) .

Los policarbonatos conveniente son conocidos per se. Los policarbonatos particularmente preferidos son los que se- basan en bisfenol A o bisfenol A junto con hasta 80% molar de otros compuestos dihidroxilo aromáticos. Los policarbonatos disponibles en el comercio "son, por ejemplo, Makrolon® (Bayer AG) y Lexan® (GE Plastics B. V. ) . También son convenientes los copolicarbonatos a base de bisfenol A y, por ejemplo, bis (3, 5-dimetil-4-hidroxifenil) sulfona ó 1, 1-di- (4-hidroxifenil) -3, 3, 5-trimetilciclohexilo, que se distinguen por su alta resistencia a la deformación térmica. El policarbonato recién mencionado esta a la disposición en el comercio con la marca comercial Apee® HT (Bayer AG) . Los policarbonatos pueden emplearse en forma triturada o granulada. Como constituyente de la mezcla, en particular en una capa de sustrato ASA, los policarbonatos generalmente están presentes en cantidades desde 1 hasta 80% en peso, preferentemente desde 9 hasta 50% en peso y particularmente de preferencia desde 15 hasta 45% en peso, con base en la mezcla específica. La adición de los policarbonatos da origen, entre otros, a la estabilidad térmica superior y mejor resistencia al agrietamiento de las películas compuestas.

Otros materiales poliméricos son, en particular, también las poliolefinas como polietileno o polipropileno, este último siendo el preferido. El término "polipropileno" en este caso se toma con el significado de homopolímeros y copolímeros de polipropileno. Los copolímeros de propileno contienen cantidades secundarias de monómeros que pueden ser copolimerizados con propíleno, por ejemplo, alk-1-enos de C-Cg como pueden ser, entre otros, etileno, but-1-eno, pent-1-eno ó hex-1-eno. También es posible utilizar dos o más comonómeros diferentes.

Los soportes particularmente convenientes son, entre otros, homopolímeros de propileno o copolímeros de propíleno con hasta 50% en peso de otros 1-alquenos copolimerizados que tengan hasta 8 átomos de carbono. Los copolímeros de propileno en este caso son copolímeros aleatorios o copolímeros en bloques o contra choque. Si los copolímeros de propileno tienen una estructura aleatoria, estos generalmente contienen hasta 20% en peso, preferentemente hasta 6% en peso de otros 1-alquenos que tengan hasta 8 átomos de carbono, en particular etileno, 1-buteno o una mezcla de etileno y 1-buteno .

Los copolímeros en bloque o contra choque de propileno son polímeros en los cuales, en el primer paso se prepara un homopolímero de propileno o un copolimero aleatorio de propileno con hasta 15% en peso preferentemente hasta 6% en peso de otros 1-alquenos que tengan hasta 8 átomos de carbono y luego, en el segundo paso, se polimeriza en éste un copolímero de propileno-etileno que tenga un contenido de etileno desde 15 hasta 80% en peso, donde el copolímero de propileno-etileno además puede contener otros alk-1-enos de C -Cg. En general, se polimeriza suficiente del polimero propileno-etileno de modo que el copolímero producido en el segundo paso tenga una proporción desde 30 hasta 60% en peso en el producto final.

El* material polimérico puede consistir en, con base en el peso total del soporte, desde 1 hasta 60% en peso, preferentemente desde 5 hasta 50% en peso, particularmente de preferencia desde Id hasta 40% en peso de materiales de carga reforzadores, por ejemplo serrín de madera, sílice amorfo, carbonato de magnesio, hidróxido de magnesio, gis, cuarzo en polvo, mica, bentonita, talco, en particular con un tamaño de partícula promedio en 1 intervalo desde 0.1 hasta 10 µm, medido de acuerdo con DIN 66115, carbonato de calcio, sulfato de bario, perlas de vidrio, feldespato o, en particular silicatos de calcio como wolastonita y caolín.

También son convenientes fibras, las cuales para los propósitos de la presente invención también se toman con el significado de productos en forma de plaquetas.

Los ejemplos que pueden mencionarse de los materiales de carga fibrosos son carbono, aramida, fibras de acero o de vidrio, lascas de aluminio, hilos de fibra de vidrio cortados. Se da preferencia particular a las fibras de vidrio. Las fibras que se emplean además pueden ser fibras naturales como lino, cáñamo, yute, henequén, ramie o carnaf [sic] .

Las fibras de vidrio que se' utilizan pueden prepararse de vidrio E, A ó C y preferentemente se proporcionan con un tamaño y/o un favorecedor de la adhesión. Es posible emplear fibras continuas (hilos) y fibras de vidrio cortadas (fibras cortas).

También es posible utilizar mezclas de fibras y/o materiales de carga particulados.

Además, los aditivos acostumbrados como estabilizadores de luz, UV y calor, negros de humos, lubricantes, ceras, colorantes - con efecto o pirorretardantes y similares, pueden adicionarse al material polimérico en las cantidades habituales y necesarias.

De acuerdo con una modalidad particularmente ventajosa del proceso, la unión del componente duro y la piel se realiza por moldeo por inyección. En este caso, la pieza de piel se coloca en la cavidad del molde, después, por ejemplo se coloca una espuma polimérica sobre la superficie de piel y después se moldea por inyección el componente duro sobre el refuerzo de la piel y la espuma polimérica.

Los moldes que pueden utilizarse en el proceso de acuerdo con la invención son los aparatos habituales en la tecnología de plásticos, por ejemplo los moldes para inyección para el moldeado por inyección. Es esencial que se pueda garantizar la adecuada disipación de calor en cada caso en el lado de la piel del elemento compuesto. Para este fin, por lo regular se dispone del enfriamiento correspondiente del molde para inyección.

Durante el moldeado por inyección la capa de piel y la espuma polimérica se preforman en una forma tridimensional directamente por un proceso de termoformado, y el componente duro después se moldea por inyección sobre el refuerzo en un molde para inyección, o la piel se termoforma directamente en el molde para inyección introduciendo el fundido polimérico.

Para la producción del elemento compuesto de múltiples capas, también se puede recurrir, además del moldeado por inyección a los procesos de moldeado por impresión convenientes, por ejemplo el moldeado por compresión del depósito o compresión de matrices en caliente. Para el moldeado por compresión del depósito los procesos convenientes son, por ejemplo, moldeado por compresión del flujo del fundido y moldeado por compresión por aplicación del fundido. Los procesos anteriores también están descritos en Weite y col., "Niederdruckverfahren für dekorative Innenausstattungsteile" in "Kunststoffe im Automobilbau: Rohstoffe, Bauteile, Systeme", VDI-Verlag, 1994, Dusseldorf, pp. 280-312.

De acuerdo con una modalidad del proceso, el componente duro se calienta a una temperatura de cuando menos 150°C en un extrusor y se extruye. La piel y el componente blando se alimentan a los componentes duros extruídos sobre rodillos con control de temperatura o rodillos para repujado, y la capa de piel, la capa de componente blando y la capa del componente duro se unen entre sí a presión. El polímero termoplástico calentado se expulsa en una forma conveniente a través de una matriz de ranura con una forma adecuada.

El formado tridimensional del componente de piel, el componente blando y el componente duro puede efectuarse dentro del molde, es decir, los rodillos prensadores o el rodillo para repujado. En este caso, el elemento compuesto se calienta a las temperaturas altas necesarias en el lado del componente duro, mientras que el elemento compuesto se enfría en el lado de la piel.

Los elementos compuestos que pueden producirse por el proceso de acuerdo con la invención muestran propiedades extremadamente favorables. Por tanto, la invención también se refiere a un elemento compuesto de múltiples capas que tiene una capa de piel, una capa de un componente duro y una capa de un componente blando, el cual se ordena entre la capa de piel y la capa del componente duro, donde la piel y el componente duro están unidos entre sí en ciertas áreas sin adhesivo, en particular, el componente duro ha penetrado cuando menos en parte en la piel en las áreas .

La capa de piel y el componente duro se unen de manera irreversible entre sí por el polímero termoplástico que ha penetrado en la capa de piel. La separación de la capa de piel del soporte subyacente es, en el caso de los plásticos más convencionales, solo posible con la destrucción de la capa de piel. En el elemento compuesto tridimensional de acuerdo con la invención, no es necesario otro material como adhesivo para unir la capa de piel y el componente duro. La característica del elemento compuesto tridimensional de acuerdo con la invención de este modo es la ausencia de una capa adhesiva entre la piel y los componentes duros.

La buena unión entre la capa de piel y el componente duro se ha observado favorable que la profundidad de penetración del primer polímero en la piel sea desde 5 hasta 40%, preferentemente desde 10 hasta 30% del espesor de la capa de piel. La profundidad de penetración necesaria depende del espesor de la piel y de las demandas respecto a la resistencia mecánica.

Los elementos compuestos de acuerdo con la invención pueden emplearse en una multiplicidad de aplicaciones, en particular para componentes compuestos con área grande. Además de uso antes mencionado en la industria de los automóviles para recubrir los tableros para instrumentos, para contramarcos internos, consolas centrales, etc., es posible diseñar el elemento compuesto como, por ejemplo, una cubierta protectora para teléfonos móviles, recubrimiento para equipaje con superficies de piel o el uso en la industria del calzado o el vestido para gorras, piezas para hombros y partes individuales de ropa protectora que sean moldeadas por inyección directamente. Otra área de aplicación, por ejemplo, la industria mueblera. En este caso, es posible un diseño del elemento 'compuesto como un respaldo, asiento o descansa brazos del mueble para sentarse. La invención puede utilizarse más allá de los usos ejemplares. Esta ofrece ventajas particulares en el caso donde, además de las propiedades visuales, la sensación creada al tacto de la superficie de la piel también es importante.

La invención se explica con mayor detalle más adelante con referencia a un dibujo, en el cual: La Figura 1 muestra una sección transversal a través de una pieza moldeada de acuerdo con la invención.

La Figura 1 muestra una sección transversal a través de un elemento compuesto de acuerdo con la invención. El elemento compuesto consiste en un núcleo 1 de una espuma de polímero, el cual esta rodeado en un lado por una capa 2 de piel y en el otro lado por una capa 3 de un componente duro. El componente duro tiene una cierta rigidez y esta formado, por ejemplo, de polipropileno. La capa de piel 2 y el componente duro 3 forman un saco el cual se rellena por la espuma polimérica 1. En las regiones marginales 4, la capa 2 de piel y el componente duro 3 se tocan sin espuma polimérica 1 entre estos. En estas regiones 4, la capa de piel 2 y el componente duro 3 están unidos entre sí sin adhesivo, el componente duro 3 penetra algo en la capa de piel 2. En las regiones en las cuales la espuma polimérica 1 y el componente duro 3 están en contacto entre sí, del mismo modo se forma una unión durable por la formación del refuerzo moldeado por inyección con el componente duro. La unión entre la capa de piel 2 y el componente duro 3 no tiene que ocurrir necesariamente en las regiones marginales de la pieza moldeada. Los puntos de contacto con la capa de piel 2, en los cuales la capa "de piel y el componente duro se unen de manera durable, también se proporcionan dentro de la superficie del componente duro 3.

Claims (1)

1. REIVINDICACIONENS Un proceso para la producción de un elemento compuesto de múltiples capas que consiste en una capa de piel, una capa de un componente duro formada de un polímero, la cual se une a la capa de piel en ciertas áreas, y una capa de un componente blando que se ordena entre el componente piel y el componente duro, el cual consiste en colocar la piel contra una superficie del molde de un molde, colocar el componente blando sobre la piel, y moldear el polímero que actúa como componente duro sobre la capa de piel y la capa del componente blando a una presión de cuando menos 50 bar, preferentemente mayor que 100 bar, en particular mayor que 180 bar, y a una temperatura mayor que 100 °C, preferentemente desde 180 hasta 280°C, en particular desde 200 hasta 250 °C, uniendo la piel y el componente duro entre sí en ciertas áreas cuando menos, controlando la temperatura de la superficie del molde, cuando menos durante la unión. El proceso como se reclama en la reivindicación 1, en donde la superficie del molde en contacto con la piel se mantiene a una temperatura desde 10 hasta 80°C, preferentemente desde 20 hasta 60°C. El proceso como se reclama en la reivindicación 1 ó 2, en donde el componente blando es una espuma polimérica. El proceso como se reclama en la reivindicación 4, en donde la espuma polimérica se forma a partir de un polímero reticulado con mallas anchas, preferentemente un elastómero termoplástico, en particular de elastómeros de poliuretano. EL proceso como se reclama en una de las reivindicaciones 1 a 4, en donde la piel tiene un contenido de humedad de menos que 20% en peso. El proceso como se reclama en una de las reivindicaciones 1 a 5, en donde el polímero del componente duro se selecciona del grupo que se forma de polipropileno, polietileno, cloruro de polivinilo, poliéter sulfonas, polisulfonas, poliéter cetonas, policicloolefinas, poli (met) acrilatos, poliamidas, policarbonatos, polifenileno éteres, poliuretanos, poliacetales, tereftalatos de polibutileno, poliestireno, (co) polímeros de estireno y mezclas de estos. El proceso como se ^ reclama en una de las reivindicaciones 1 a 6, en donde el componente duro y la piel se unen por moldeado por inyección. El proceso como se reclama en la una de las reivindicaciones 1 a 6, en donde el componente duro se calienta a una temperatura de cuando menos 150 °C en un extrusor y se extruye, la piel y el componente blando se alimentan al componente duro extruído sobre rodillos prensadores con control de temperatura o rodillos para repujado, y la capa de piel, la capa del componente blando y la capa del componente duro se unen entre sí a presión. Un elemento compuesto de múltiples capas que tiene una capa de piel, una capa de un componente duro y una capa de un componente blando, el cual se arregla entre la capa de piel y la capa del componente duro, donde la piel y el componente duro se unen entre sí sin adhesivo en áreas, en particular el componente duro ha penetrado cuando menos parcialmente en la piel en las áreas. El elemento compuesto de múltiples capas como se reclama en la reivindicación 9, en donde la profundidad de penetración del polímero que forma el componente duro en la piel es desde 5 hasta 40%, preferentemente desde 10 hasta 30% del espesor de la capa de piel.