Material compuesto, que comprende fibras naturales, PVC con una proporción de plastificante de 0% hasta 12% en peso (PVC duro) y PVC con una dureza Shore entre 40 y 80 (PVC blando)

La presente invención se refiere a un material compuesto de fibras naturales y un material plástico (WPC), es decir, un material compuesto de fibras naturales y PVC.

Del estado de la técnica es conocido utilizar materiales 5 termoplásticos, por ejemplo, cloruro de polivinilo, en la fabricación de, por ejemplo, ventanas. También es conocido en el estado de la técnica combinar dichos materiales con elementos de madera.

También es conocido combinar cloruro de polivinilo con fibras de madera para fabricar materiales extruidos (p. ej., EP 1 815 956 A1). Los 10 materiales de esta clase se han utilizado con éxito en forma de elementos estructurales que sustituyen directamente a la madera. Los materiales compuestos de madera y PVC se pueden emplear en muchas aplicaciones para puertas y ventanas.

El documento DE 2245871 describe un perfil que puede estar 15 conformado, por ejemplo, como listón de zócalo, y que consta de un material compuesto de PVC duro y madera. Este perfil puede estar dotado de un revestimiento de PVC blando.

El documento DD 204062 A1 describe una capa portadora formada por residuos de termoplásticos triturados, que puede contener PVC, y virutas de 20 madera.

Una desventaja de los materiales compuestos de madera y materiales plásticos conocidos en el estado de la técnica y de los objetos fabricados con ellos es que son relativamente quebradizos y frágiles. Además, los objetos fabricados con los materiales compuestos de madera y PVC conocidos 25 presentan con el paso del tiempo fisuras producidas, por ejemplo, por la absorción de agua por los componentes de madera del material compuesto. Además, dichos objetos conocidos del estado de la técnica presentan con frecuencia los llamados puntos brillantes que se producen durante el proceso de fabricación. 30

La presente invención tiene por objeto dar a conocer un material compuesto que supera las desventajas del estado de la técnica.

Este objetivo se consigue mediante un material compuesto que posee las características de la reivindicación 1.

El inventor ha descubierto que el material compuesto, según la 35 invención, y especialmente los objetos fabricados con el mismo son muy resistentes a la rotura (ver los siguientes ejemplos de ensayos). Adicionalmente, el material según la invención y los objetos fabricados con el mismo presentan la enorme ventaja de que prácticamente no se observan fisuras por efecto del agua. Se ha observado que el material compuesto según 40

la invención absorbe una cantidad de agua mucho menor que los materiales compuestos del estado de la técnica, lo que reduce mucho la formación de fisuras. Otra ventaja muy importante es que cuando se moldean por inyección objetos fabricados con el material compuesto según la invención, sólo se requiere aproximadamente un tercio de la energía necesaria para el moldeo por 5 inyección de los materiales compuestos de madera y PVC duro convencionales. Además, durante el moldeo por inyección se puede reducir en aproximadamente un 50% la temperatura de los útiles, lo que conlleva un elevado ahorro de energía (ver ejemplos de ensayos).

Mediante la citada reducción de la presión de inyección en el 10 moldeo por inyección se pueden evitar los puntos brillantes que se forman por el “apartamiento” de las fibras de madera durante el moldeo por inyección de los materiales conocidos en el estado de la técnica. Con ello se puede mejorar considerablemente el aspecto visual de los objetos fabricados, ya que se les da una apariencia física homogénea. 15

Mediante la utilización de PVC blando negro en el material compuesto según la invención se obtiene un tono de color gris del material, que es deseado para muchos objetos. De este modo se puede prescindir de pigmentos colorantes adicionales.

No obstante, también se puede utilizar PVC blando incoloro. 20

El componente de PVC blando tiene una dureza Shore de 40 a 80, preferentemente de aproximadamente 65 – 75, más preferentemente 70. Preferentemente, la parte de plastificante en el PVC duro llega aproximadamente a 0-6% en peso, preferentemente de 0 a 3% en peso.

Preferentemente, el PVC blando contiene aproximadamente de 10 a 25 50% en peso, en especial, aproximadamente un 30% de plastificante.

Ventajosamente, la proporción de PVC blando es de 10 a 50% en peso, preferentemente de 30 a 35% en peso respecto a la cantidad total de fibras naturales, PVC duro y PVC blando.

Preferentemente, la cantidad de PVC duro en el material compuesto 30 según la invención se corresponde con la cantidad de fibras naturales. Con las citadas durezas y cantidades de cada componente se consiguen en alto grado las ventajas antes citadas.

Preferentemente, el material compuesto según la invención se fabrica mezclando un compuesto de fibras naturales y PVC duro con PVC blando. 35 Generalmente se mezclan granzas de material compuesto de fibras naturales y PVC duro con el PVC blando.

Las fibras naturales se pueden fabricar, por ejemplo, a partir de residuos de cereales. Las fibras naturales son fibras de celulosa. Preferentemente, las fibras naturales son fibras de madera, de modo que el 40

material compuesto es un material compuesto de madera y PVC. Un material compuesto de esta clase tiene propiedades especialmente ventajosas, que se exponen con más detalle a continuación.

La presente invención se refiere, además, a un material compuesto que comprende fibras naturales, PVC y un plastificante, de modo que la 5 cantidad de plastificante es aproximadamente de 3 hasta 25% en peso. Preferentemente, la cantidad de plastificante en el citado material compuesto es de 10 a 20% en peso. Preferentemente, las fibras naturales contenidas en dicho material compuesto son fibras de madera.

El citado material compuesto, según las reivindicaciones 9 a 11, 10 tiene ventajas similares a las del material compuesto según las reivindicaciones 1 a 8, si bien, sorprendentemente, las ventajas del material compuesto según las reivindicaciones 1 a 8 son aún más acusadas. También los objetos fabricados con el material compuesto según las reivindicaciones 9 a 11 tienen una elevada resistencia a la rotura y escasa formación de fisuras 15 por la acción del agua.

Preferentemente, el material compuesto según la invención, además del componente PVC, contiene un agente que aumenta la resistencia a los golpes (por ejemplo, aproximadamente un 5% en peso), creta (por ejemplo, aproximadamente un 10% en peso), estabilizadores y/o productos auxiliares 20 (por ejemplo, aproximadamente un 3% en peso), así como pigmentos (p. ej., aproximadamente 3% en peso).

La presente invención también se refiere a la utilización del material compuesto según la invención para fabricar sustitutos de laminados, perfiles para suelos, perfiles de ventanas o placas para paredes. 25

La presente invención se refiere además a un objeto que contiene un material compuesto según la invención.

Los ensayos descritos a continuación demuestran claramente las ventajas del material compuesto según la invención.

En las Tablas 1 y 2 se indican los materiales utilizados (material 30 compuesto de madera y PVC duro y PVC blando):

Tabla 1:

Composición del material compuesto de madera y PVC

Contenido: PVC duro 50%, madera 50% Humedad <1%

Propiedades físicas: Ensayo: Valores:

Densidad Densidad aparente Propiedades mecánicas:g/cm3 g/cm3 interno interno 1,3 0,7 Esfuerzo de fluencia Mpa(psi) ISO 527/1BA 36 (5.200) Resistencia al desgarro Mpa(psi) ISO 527/1BA 36 (5.200)Alargamiento en el desgarro % ISO 527/1BA 5 Módulo de elasticidad Mpa NFT51001 4000-6000 Resiliencia (23ºC) KJ/m2 ISO 179 9.0 Propiedades térmicas: Temp. de ablandamiento Vicat (5kg)oC ISO 306/B 50 82

Tabla 2:

PVC blando utilizado

Propiedad

Método de medición

Unidad

Valor

Densidad

DIN EN ISO 1183-1, Procedimiento A

g/cm3

1,30

Dureza Shore A a

+23°C

DIN 53505 3 g

15 g

69 66

Resistencia... [Seguir leyendo]

1. Material compuesto, que comprende fibras naturales, PVC con una proporción de plastificante de 0% hasta 12% en peso (PVC duro) y PVC con una dureza Shore entre 40 y 80 (PVC blando).

2. Material compuesto, según la reivindicación 1, 5 caracterizado porque el PVC blando que contiene tiene una dureza Shore de 65 a 75, con especial preferencia de aproximadamente 70.

3. Material compuesto, según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la cantidad de plastificante en el PVC duro es de 0% a 6% en peso, con preferencia aproximadamente de 0% a 3% en 10 peso.

4. Material compuesto, según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la cantidad de plastificante en el PVC blando es de 10% a 50% en peso, con preferencia aproximadamente 30% en peso. 15

5. Material compuesto, según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque la cantidad de PVC blando es de 10% a 50% en peso, con preferencia aproximadamente de 30% a 35% en peso, respecto a la cantidad total de fibras naturales, PVC duro y PVC blando. 20

6. Material compuesto, según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la cantidad de PVC duro es igual a la cantidad de fibras naturales.

7. Material compuesto, según una de las reivindicaciones anteriores, que se puede obtener mezclando un 25 compuesto de fibras naturales y PVC duro con PVC blando.

8. Material compuesto, según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las fibras naturales son fibras de madera.

9. Material compuesto, que comprende fibras naturales, 30 PVC y un plastificante, de modo que la cantidad de plastificante es de 3% a 25%.

10. Material compuesto, según la reivindicación 9, caracterizado porque la cantidad de plastificante es de aproximadamente 10% a 20% en peso. 35

11. Material compuesto, según una de las reivindicaciones 9 ó 10, caracterizado porque las fibras naturales son fibras de madera.

12. Utilización de un material compuesto según una de las reivindicaciones 1 a 11 para fabricar sustitutos de laminados, 40

perfiles para suelos, perfiles de ventanas o placas de paredes.

13. Objeto, que contiene un material compuesto según una de las reivindicaciones 1 a 11.