Un material concentrado de partida, que comprende:

i) una primera fase que incluye fibras que tienen una longitud mayor de 5 mm,

y ii) una fase polimérica que incluye: al menos 50 por ciento en peso de los componentes poliméricos de la fase polimérica de un primer polipropileno que

tiene un primer caudal en estado fundido, y

un segundo polipropileno que tiene un caudal en estado fundido que es mayor que el primer caudal en estado

fundido y en el que el caudal en estado fundido es mayor de 300 g/10 min a 230ºC/2, 16 kg, por ISO 1133;

en el que el material concentrado de partida comprende además un agente de acoplamiento de polipropileno injertado con anhídrido maleico, y el material concentrado de partida está en forma de bolitas, cilindros, u otros gránulos individuales.

Artículos y métodos de concentrado de fibra termoplástica

5 Reivindicación de beneficio de fecha de presentación

La presente solicitud reivindica el beneficio de la fecha de presentación de la solicitud de EE.UU. de número de serie 60/890.002, presentada el 15 de febrero de 2007.

Campo de la invención

La presente invención se refiere en general a artículos termoplásticos reforzados con fibra mejorados, y específicamente a artículos termoplásticos preparados a partir de un concentrado de fibra.

15 Antecedentes de la invención

El uso de termoplásticos rellenos o reforzados continúa atrayendo la atención para uso en diversas aplicaciones. Una cuestión técnica a la que se enfrenta la técnica (por ejemplo, para uso en la industria del automóvil u otras aplicaciones) es la necesidad de proporcionar dispersiones sustancialmente uniformes. La técnica ha estado investigando aproximaciones alternativas para la fabricación de plásticos de alta integridad, particularmente aquellos en los que se incluye una fase de fibra de vidrio.

Ejemplos de esfuerzos para mejorar las dispersiones de fibras incluyen, sin limitación, la patente de EE.UU. nº

6.756.429 B2, Webster, "Method for improving Fiber Dispersion and Orientation in Let-Downs of Long Fiber

Reinforced Composites" (cedida a Clariant) . Esta patente ilustra matrices de poliamida que incorporan modificadores.

La solicitud de patente europea nº EP 1364760 A1, "Emission-Reduced Articles from Long Fiber Reinforced Polypropylene" (cedida a Borealis) , enseña gránulos que contienen fibras de vidrio revestidas en primer lugar con un polipropileno fundido, y luego revestidas subsiguientemente con un segundo polipropileno.

La patente publicada de EE.UU. nº 7.045.202, "Long Glass Fiber Filled Reinforced Resin Material for Molding, Method for Molding Molded Article, and Molded Article Molded by the Method" (Mazda Motor Corp.) , aborda un concentrado madre que tiene una matriz de polipropileno y que incluye polipropileno injertado y fibras de vidrio.

Véase también la solicitud publicada de patente de EE.UU. US 20020052440 A1, "Long Glass Fiber Filler Reinforced Resin Material for Molding, Injection-Molded Article Molded by Injection-Molding the Resin Material, and Method for Molding the Resin Material" (Mazda Motor Corp.) .

La solicitud de patente europea nº EP 0663418 A1, "Mixture of Long Glass Fiber-Reinforced Polypropylene and Polypropylene Resin and Molding Formed Therefrom" (Kawasaki Steel Corp.) , aborda una mezcla que incluye fibras de vidrio acopladas con polipropileno injertado.

A pesar de los esfuerzos hechos hasta ahora, sigue habiendo necesidad de sistemas mejorados para fabricar artículos termoplásticos reforzados con fibra, y particularmente artículos que exhiban buenas características de

45 dispersión, tales que se evite la formación de aglomerados de fibras, y particularmente los aglomerados de fibras que entorpecen otras etapas del proceso de fabricación (por ejemplo, ranurado por láser) .

También sigue habiendo necesidad de materiales de partida mejorados que contengan fibra, que permanezcan sustancialmente intactos durante las etapas de manejo y procesado en seco con antelación a las etapas de fusión.

Sumario de la invención

La presente invención satisface una o más de las necesidades anteriores proporcionando un concentrado fibroso mejorado, y particularmente un concentrado de fibra de vidrio larga (por ejemplo, con una longitud media mayor de 5 55 mm, y más específicamente mayor de 10 mm) , en el que la fase fibrosa está presente en una matriz polimérica en una cantidad de al menos 20 por ciento en peso y más preferiblemente mayor de 50 por ciento en peso (por ejemplo, 50 a 75 por ciento en peso, tal como 60 por ciento en peso) . La invención parte del reconocimiento de que se pueden alcanzar propiedades únicas mediante la fabricación y uso de un material concentrado de partida que incluye una primera fase de refuerzo (por ejemplo, una fase de refuerzo orgánica y/o inorgánica, tal como la que incluye fibras que tienen una longitud media mayor de 5 o incluso 10 mm, fase que puede estar alineada axialmente en general, orientada aleatoriamente o como una combinación de las mismas) ; y una fase polimérica que incluye un primer polímero (por ejemplo, una poliolefina tal como polipropileno) presente en una cantidad de 50 por ciento en peso o mayor de la fase polimérica y que tiene un primer caudal en estado fundido, y un segundo polímero (por ejemplo, una poliolefina tal como polipropileno) presente en una cantidad de menos de 50 por ciento en peso de la 65 fase polimérica, y que tiene un segundo caudal en estado fundido que es mayor que el primer caudal en estado fundido, en las que el material concentrado de partida comprende un agente de acoplamiento de polipropileno

injertado con anhídrido maleico y está en forma de bolitas, cilindros u otros gránulos individuales.

La presente invención también considera métodos para fabricar los concentrados, artículos que se fabrican a partir de los concentrados, kits que incluyen el concentrado y métodos para fabricar los artículos.

Los concentrados de este documento ofrecen una o más características deseables, tales como atractivas y eficientes características de humectación de las fibras, características de dispersión de fibras, o propiedades mecánicas. También es posible que los concentrados exhiban una tasa de rotura de fibras relativamente baja durante la fabricación y/o manejo del concentrado. Se piensa que los artículos que se fabrican con el concentrado exhiben una incidencia relativamente baja de formación de aglomerados de fibras, en caso de que exista, generando también con ello una probabilidad reducida de virutas de material como resultado del ranurado (ranurado por láser) u otras etapas de proceso. También son potencialmente alcanzables otros beneficios, tales como la capacidad para reducir la cantidad de polipropileno craqueado por peróxido como material de partida para plásticos a base de polipropileno, y por tanto un potencial para reducción de emisiones u otros gases o vapores indeseados.

Descripción de los dibujos

La figura 1 es una micrografía de rayos X que ilustra la microestructura esperada de un plástico reforzado con fibra de vidrio relativamente larga, fuera de las enseñanzas de este documento.

La figura 2 es una micrografía de rayos X que ilustra la microestructura esperada de un plástico reforzado con fibra de vidrio relativamente larga según las enseñanzas de este documento.

Descripción detallada

Salvo que se especifique otra cosa, los porcentajes en este documento se expresan en porcentaje en peso, y los caudales en estado fundido en este documento son a 230ºC / 2, 16 kg, por ISO 1133, y se expresan como g/10 minutos.

En general, la presente invención se dirige a plásticos reforzados, y específicamente a termoplásticos reforzados con fibra. La presente invención considera un concentrado fibroso mejorado útil para preparar plásticos reforzados de este tipo, y particularmente un concentrado de fibra de vidrio relativamente larga, en el que la fase fibrosa está presente en una cantidad de al menos 20 por ciento en peso, y más preferiblemente mayor de 50 por ciento en peso (por ejemplo, 50 a 75 por ciento en peso, tal como 60 por ciento en peso) . Unas propiedades únicas son alcanzables

mediante la fabricación y uso de un material concentrado de partida que incluye una primera fase de refuerzo (por ejemplo, una fase de refuerzo orgánica y/o inorgánica, tal como la que incluye fibras que tienen una longitud media mayor de 5 mm, y más específicamente mayor de 10 mm, fase que puede estar alineada axialmente en general, orientada aleatoriamente o en una combinación de las mismas) ; y una fase polimérica que incluye una primera poliolefina presente en una cantidad de 50 por ciento en peso o mayor (por ejemplo al menos 65 por ciento en peso, tal como 75 a 90 por ciento en peso) de los polímeros en la fase polimérica y que tiene un primer caudal en estado fundido, y una segunda poliolefina presente en una cantidad de menos de 50 por ciento en peso (por ejemplo por debajo de 35 por ciento en peso, tal como 10 a 25 por ciento en peso) de los polímeros en la fase polimérica, y que tiene un segundo caudal en estado fundido que es mayor que el primer... [Seguir leyendo]

1. Un material concentrado de partida, que comprende:

i) una primera fase que incluye fibras que tienen una longitud mayor de 5 mm, y ii) una fase polimérica que incluye: al menos 50 por ciento en peso de los componentes poliméricos de la fase polimérica de un primer polipropileno que

tiene un primer caudal en estado fundido, y

un segundo polipropileno que tiene un caudal en estado fundido que es mayor que el primer caudal en estado

fundido y en el que el caudal en estado fundido es mayor de 300 g/10 min a 230ºC/2, 16 kg, por ISO 1133;

en el que el material concentrado de partida comprende además un agente de acoplamiento de polipropileno injertado con anhídrido maleico, y el material concentrado de partida está en forma de bolitas, cilindros, u otros gránulos individuales.

2. El material concentrado de partida de la reivindicación 1, en el que las fibras en la primera fase incluyen fibras de vidrio y las fibras están alineadas axialmente en general unas con otras.

3. El material concentrado de partida de la reivindicación 2, en el que las fibras en la primera fase están presentes

en una cantidad de 50 a 70 por ciento en peso. 25

4. El material concentrado de partida de la reivindicación 2, en el que el primer polipropileno tiene un caudal en estado fundido a 230ºC/2, 16 kg, por ISO 1133 de menos de 120 g/10 minutos.

5. El material concentrado de partida de la reivindicación 2, en el que el primer polipropileno tiene un caudal en

estado fundido a 230ºC/2, 16 kg, por ISO 1133 de menos de 60 g/10 min; y el primer polipropileno está presente en una cantidad de 3 a 9 partes del primer polipropileno a 1 parte del segundo polipropileno.

6. Un artículo polimérico que comprende el material concentrado de partida según la reivindicación 2, en el que:

el artículo polimérico comprende además un polímero diluyente distinto del primer polipropileno, el segundo polipropileno o de ambos; y el polímero diluyente se mezcla con el material de partida.

7. El artículo polimérico de la reivindicación 6, en el que: el polímero diluyente incluye un polipropileno; y el polímero diluyente está presente en una cantidad para que se genere una concentración de vidrio en el artículo de

45 5 a 50 por ciento en peso del material del artículo.

8. El artículo polimérico de la reivindicación 7, en el que las fibras están presente en una cantidad de 20 a 40% en peso del material polimérico del artículo.

50 9. Un método para fabricar el artículo de la reivindicación 6, que comprende las etapas de: mezclar el concentrado de partida con el polímero diluyente, introducir la mezcla resultante en estado fundido en una cavidad de molde, y

55 solidificar la mezcla fundida para formar un artículo solidificado; en el que la etapa de introducir la mezcla fundida en la cavidad del molde incluye moldear la mezcla por inyección. 60 10. Un método para fabricar el concentrado de partida de la reivindicación 2, que comprende una etapa de impregnar un manojo de las fibras con una fase polimérica.