Procedimiento e instalación para la fabricación de cuerpos moldeados revestidos.

Procedimiento para la producción de cuerpos moldeados revestidos,

en el que se inyecta una masa de moldeo en un molde de colada por inyección y se enfría, 5 obteniéndose un cuerpo moldeado, el molde de colada por inyección se modifica de manera que resulte un espacio intermedio entre la superficie del cuerpo moldeado a revestir y la superficie interior del molde de colada por inyección, el espacio intermedio resultante se rellena mediante colada por inyección con una mezcla reactiva, caracterizado porque para el endurecimiento de la mezcla reactiva se eleva la temperatura de al menos una parte del molde de colada por inyección en el espacio de 1 minuto en al menos 5ºC.

Procedimiento e instalación para la fabricación de cuerpos moldeados revestidos.

La presente invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de cuerpos moldeados revestidos. Además, la presente invención describe una instalación para llevar a cabo este procedimiento.

Masas moldeadas de material sintético termoplásticas que pueden basarse, por ejemplo, en poli (metacrilato de metilo) (PMMA) se emplean para las aplicaciones más diversas. Para ello, las masas se extruden o cuelan por inyección para formar piezas moldeadas.

Las piezas moldeadas se emplean hoy en día mucho para la fabricación de piezas fuertemente solicitadas tales como, por ejemplo, piezas desplazables (automóvil en la zona interna y externa, cubiertas de aparatos electrónicos tales como cubiertas para teléfonos móviles, ordenadores, organizadores, reproductores MP3 o televisiones) , piezas de montaje pintadas de forma cubriente (p. ej. en la industria del automóvil: espejos exteriores, revestimientos de columnas, triángulos para espejos) u objetos de uso pintados de forma cubriente. La superficie de las piezas moldeadas así empleadas tiende, en virtud de la elevada solicitación, a la formación de arañazos que no son muchas veces aceptables desde un punto de vista óptico. En este caso, los cuerpos moldeados, que se produjeron mediante colada por inyección, son particularmente sensibles a los arañazos. También el color de los cuerpos moldeados producidos, en virtud de aspectos económicos, sólo puede ser variado con mucha dificultad con el fin de posibilitar así, por ejemplo en la producción de una adaptación simple del color de la pieza de montaje al automóvil respectivo.

Además de ello, otras propiedades de los cuerpos moldeados pueden ser variadas mediante una modificación de la superficie. Por ejemplo, un cuerpo moldeado puede ser provisto de un revestimiento hidrófobo o hidrófilo con el fin de modificar la humectabilidad con el agua u otros líquidos. Además, la superficie de un cuerpo moldeado puede estar configurada de modo azogado o reductor de la reflexión. Además de ello, estos cuerpos moldeados pueden presentar también propiedades repelentes de la suciedad o antibacterianas que pueden conseguirse muchas veces mediante una modificación de la superficie.

Para la mejora de la resistencia al rayado, para la adaptación al color, para la modificación de la hidrofobia/hidrofilia de la superficie, de las propiedades de reflexión así como para la dotación a las superficies de propiedades antimicrobianas y/o repelentes de la suciedad, los cuerpos moldeados precedentemente descritos pueden ser provistos de capas de pintura. No obstante, la aplicación clásica de pinturas reactivas es relativamente compleja y, por consiguiente, cara. Para la producción de artículos en masa, estos procedimientos son apenas adecuados.

Por este motivo, ya se desarrollaron procedimientos mediante los cuales se puede aplicar sobre los cuerpos moldeados una capa resistente al rayado de forma relativamente económica mediante procedimientos de colada por inyección. Por ejemplo, las memorias de patente JP 11300776 y JP 2005074896 describen procedimientos de colada por inyección en los que se obtiene un cuerpo moldeado con una capa resistente al rayado.

La memoria de patente JP 11300776 (Dainippon Tor y o, 1998) describe un proceso RIM (siglas inglesas de moldeo por inyección con reacción) en dos etapas. Primeramente, mediante RIM con metátesis de diciclopentadieno se obtiene un cuerpo moldeado. Después del endurecimiento, la parte móvil de la herramienta RIM se hace retroceder de modo que resulta una rendija definida entre el cuerpo moldeado y el molde. En esta rendija se inyecta un material de revestimiento en un segundo proceso RIM, material que se compone de oligómeros de uretano funcionalizados con acrilo, estireno, reticulantes de diacrilo así como, eventualmente, materiales de carga y pigmentos (TiO2, talco) y se endurece en los radicales a 95ºC durante 2 min.

El documento JP 2005074896 (Toyota Motor Corp.; Dainippon Tor y o Co.) describe asimismo un proceso RIM. En una primera etapa convencional de colada por inyección se elabora un material sintético, en particular policarbonato (PC) para formar una pieza moldeada plana. La herramienta se abre a continuación en una pequeña rendija y en el espacio de unos pocos segundos se inyecta una disolución reactiva a base de oligómeros de uretano funcionalizados con acrilato, reticulantes de acrilato, inhibidores y un iniciador de peróxido orgánico y se endurece. A 95ºC, el endurecimiento se ha completado después de unos pocos segundos, y al cabo de 90 s se desmoldea el cuerpo compuesto. Éste presenta una buena resistencia al rayado, adherencia de unión, estabilidad frente a los cambios de temperatura y a los cambios de agua caliente. Es obligatorio en todas las reivindicaciones la presencia de un oligómero de uretano que esté constituido por elementos de diisocianato de isoforona o bis (isocianatociclohexil) metano.

Los cuerpos moldeados previamente descritos presentan ya buenas propiedades. No obstante, su producción es laboriosa, de modo que el procedimiento es en conjunto caro. Una polimerización prematura de la mezcla reactiva en el dispositivo de colada por inyección representa otro problema del procedimiento de colada por inyección descrito en las memorias de patente JP 11300776 y JP 2005074896, de modo que apenas se pueden conseguir cortos tiempos de cadencia mediante estos procedimientos en una producción en masa.

Otros procedimientos e instalaciones para la producción de cuerpos moldeados revestidos se describen en los documentos JP 2003019731 y EP 1 666 225 A1.

Además de ello, se manifiestan múltiples problemas con los tiempos de reposo de la instalación, dado que los moldes de colada por inyección no son muchas veces lo suficientemente estancos frente a las mezclas reactivas, de modo que éstas pueden entrar en contacto con partes móviles de la instalación.

Los tiempos de cadencia largos previamente descritos pueden conducir, además, a problemas de calidad de los cuerpos moldeados producidos. A este respecto, se ha de tener en cuenta que las masas de moldeo en las extrusoras son sometidas a una solicitación térmica que puede conducir a una degradación de los polímeros. Con ello, pueden modificarse, por ejemplo, las propiedades mecánicas y ópticas de las masas de moldeo tales como, p. ej. el color y, con ello, también la de los cuerpos moldeados.

Además, existe una constante demanda por mejorar la resistencia al rayado y la resistencia a la intemperie de los cuerpos moldeados así obtenidos. Además de ello, existe la necesidad de indicar un procedimiento para la modificación de la superficie de cuerpos moldeados, mediante el cual puedan ser adaptadas las propiedades de la superficie de cuerpos moldeados a las más diversas premisas. Así, el procedimiento debería posibilitar, en particular, la producción de un revestimiento hidrófobo o hidrófilo, con el fin de modificar, por ejemplo, la humectabilidad con agua u otros líquidos. Además de ello, el procedimiento debería posibilitar un azogamiento o una reducción de la reflexión de la superficie. Además, el cuerpo moldeado debería poder ser dotado de propiedades repelentes de la suciedad o antibacterianas.

La reducción de los tiempos de cadencia en la producción de artículos termoplásticos colados por inyección mediante tasas de calentamiento y enfriamiento incrementadas del útil de colada por inyección se da a conocer en el documento WO 01/38060 A2.

A la vista del estado conocido de la técnica, era entonces misión de la presente invención proporcionar un procedimiento para la producción de cuerpos moldeados revestidos que pueda llevarse a cabo de forma sencilla y económica. En este caso, el cuerpo moldeado debería poder obtenerse con tiempos de cadencia relativamente cortos y, considerado en conjunto, bajo un consumo energético relativamente bajo.

Además, mediante el procedimiento deberían poder obtenerse cuerpos moldeados con extraordinarias propiedades mecánicas. En particular, los cuerpos moldeados deberían mostrar una elevada resistencia al rayado y dureza. Además de ello, los cuerpos moldeados revestidos deberían presentar una elevada resistencia a la intemperie y a los productos químicos. Además de ello, el procedimiento debería poder producir cuerpos moldeados con una elevada precisión y con una elevada calidad constante.

Además de ello, el procedimiento debería posibilitar una duración... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la producción de cuerpos moldeados revestidos, en el que se inyecta una masa de moldeo en un molde de colada por inyección y se enfría, obteniéndose un cuerpo moldeado, el molde de colada por inyección se modifica de manera que resulte un espacio intermedio entre la superficie del cuerpo moldeado a revestir y la superficie interior del molde de colada por inyección, el espacio intermedio resultante se rellena mediante colada por inyección con una mezcla reactiva, caracterizado porque para el endurecimiento de la mezcla reactiva se eleva la temperatura de al menos una parte del molde de colada por inyección en el espacio de 1 minuto en al menos 5ºC.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se calienta una parte del molde de colada por inyección que entra en contacto con la mezcla reactiva, y no se calienta una parte del molde de colada por inyección que no entra en contacto con la mezcla reactiva.

3. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la temperatura de al menos una parte del molde de colada por inyección se aumenta en al menos 5ºC, preferiblemente en al menos 30ºC.

4. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la masa de moldeo comprende al menos 50% en peso de poli (metacrilato de metilo) , polimetacrilmetilimida y/o copolímeros de poli (metacrilato de metilo) .

5. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado porque la mezcla reactiva comprende al menos 40% en peso, preferiblemente al menos 60% en peso de (met) acrilatos con al menos dos dobles enlaces.

6. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la mezcla reactiva comprende al menos un (met) acrilato con tres o más dobles enlaces y/o porque la proporción de (met) acrilatos con tres o más dobles enlaces asciende al menos a 25% en peso, referido al peso de la mezcla reactiva.

7. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la mezcla reactiva presenta una viscosidad dinámica en el intervalo de 1 a 200 mPa*s a 25ºC.

8. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la mezcla reactiva comprende 0, 03% en peso a 5% en peso de iniciador térmico y/o 0, 01% en peso a 3% en peso de fotoiniciador, en cada caso referido al peso de la mezcla reactiva.

9. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el grosor del revestimiento se encuentra en el intervalo de 5 !m a 75 !m.

10. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la masa de moldeo se inyecta en el molde de colada por inyección a una temperatura en el intervalo de 220 a 330ºC y/o porque la masa de moldeo se enfría hasta una temperatura en el intervalo de 70 a 150ºC, preferiblemente de 70 a 90ºC, antes de que se inyecte la mezcla reactiva en el espacio intermedio.

11. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la mezcla reactiva se endurece térmicamente en el molde de colada por inyección a una temperatura en el intervalo de 95 a 180ºC, preferiblemente de 100 a 140ºC.

12. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la mezcla reactiva térmicamente endurecida se endurece a una temperatura en el intervalo de 10 a 40ºC mediante radiación, preferiblemente mediante radiación UV.

13. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque al menos una parte del molde de colada por inyección se calienta mediante una corriente eléctrica.

14. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el máximo de la potencia de caldeo, mediante la cual se calienta la superficie del molde de colada por inyección orientada hacia la pieza de moldeo, se encuentra dentro de un intervalo que comienza en el instante de la temperatura mínima del cuerpo moldeado no revestido y que finaliza menos de 1 segundo después de la inyección de la mezcla reactiva.

15. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el máximo de la potencia de caldeo mediante la cual se calienta la superficie del molde de colada por inyección orientada hacia la pieza moldeada, se alcanza antes o durante la inyección de la mezcla reactiva.

16. Instalación para llevar a cabo un procedimiento según al menos una de las reivindicaciones 1 a 15, en donde la instalación presenta un molde de colada por inyección variable, caracterizada porque la instalación está configurada 5 de modo que la temperatura de al menos una parte del molde de colada por inyección puede ser variada en el espacio de 1 minuto en más de 10ºC.

17. Instalación según la reivindicación 16, caracterizada porque la tobera de inyección, a través de la cual se inyecta la mezcla reactiva en el molde de colada por inyección, está dotada de un elemento Peltier.

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18. Instalación según la reivindicación 16, caracterizada porque el molde de colada por inyección puede ser calentado mediante inducción, un elemento de caldeo cerámico o un elemento Peltier, y/o porque puede ser enfriada al menos una parte del molde de colada por inyección.