Uso de un barniz para el recubrimiento superficial de piezas moldeadas.

Uso de un barniz para el recubrimiento superficial de piezas moldeadas en una instalación para el recubrimiento en molde (IMC) bajo radiación ultravioleta,

comprendiendo el barniz al menos un 40% en peso de uno o varios componentes de resina para el ajuste de las propiedades exigidas del producto, hasta un 60% en peso de uno o varios diluyentes reactivos y entre el 0,3 y el 1,5% en peso de iniciadores UV, correspondiendo la cantidad total de los componentes al 100% en peso y siendo la viscosidad del barniz a la temperatura de procesamiento en la instalación de IMC entre 500 y

Uso de un barniz para el recubrimiento superficial de piezas moldeadas

La presente invención se refiere al uso de un barniz para el recubrimiento superficial de piezas moldeadas como se define en la reivindicación 1 y en las reivindicaciones subordinadas 2 a 15.

Las piezas moldeadas recubiertas, por ejemplo de madera, materias derivadas de la madera, plástico, materiales compuestos de fibras (MDF, HDF, WPC) se usan frecuentemente para el equipamiento de la cabina de automóviles. Aquí se usan en particular piezas moldeadas de madera, que pueden estar realizadas como piezas macizas o como piezas de madera chapeada.

Por lo general, se aplica en el lado visible de la pieza moldeada de madera una capa transparente de barniz o de resina, para generar una superficie robusta y resistente al rayado, en muchos casos brillante.

Son estrictos los requisitos de la industria del automóvil en cuanto a las propiedades de estas capas de resina/barniz:

Las emisiones de VOC (volatile organic compound = compuestos orgánicos volátiles) de la película de barniz endurecida deben cumplir las especificaciones correspondientes de la industria del automóvil respecto a los OEM (Original Equiped Manufacturer = fabricantes de equipamiento original) , por ejemplo, en Daimler Chr y sler deben ser inferiores a 100 ppm de VOC (90ºC) , inferiores a 80 ppm de FOG (niebla) (120ºC) , procedimiento de comprobación por ejemplo VDA 278 (análisis de termodesorción) o especificaciones correspondientes, por ejemplo de las compañías BMW o VW. La dureza de la superficie (microdureza, dureza Martens) , que ha de determinarse según DIN EN ISO 14577 (aumento de fuerza 0, 1 – 1000 mN, t = 60 s) , debería estar situada entre 80 y 140 N/mm2, puesto que en este intervalo es posible rectificar, pulir y fresar sin problemas.

Además, los recubrimientos deben ser resistentes al rayado, es decir, deben cumplir las normas para automóviles correspondientes respecto a la resistencia al rayado (prueba con crockmeter o prueba de resistencia al rascado) . Para Daimler Chr y sler, la resistencia al rascado debe ser superior a 9 Newton y en la prueba de crockmeter deben superarse 100 carreras dobles.

Otros requisitos del barniz endurecido son el grado de amarilleo y la estabilidad a la radiación ultravioleta. El grado de amarilleo de la película de barniz endurecida se valora tras pruebas correspondientes como cambio de temperatura, almacenamiento en lugares calientes, almacenamiento en lugares climatizados predeterminadas por la industria del automóvil, con ayuda de la escala de grises según ISO 105-A02, debiendo corresponder la escala de grises al menos al nivel 4.

Respecto a la estabilidad a la radiación ultravioleta, el material del barniz y el sustrato recubierto se examinan tras exposiciones correspondientes comprobándose si hay cambios de color con las especificaciones exigidas por los fabricantes de automóviles y se valora con ayuda de la escala de grises según ISO 105-A02, debiendo corresponder la escala de grises al menos al nivel 4.

Si el barniz se aplica mediante recubrimiento en molde (IMC, in-mould-coating) , se requiere, además, la buena capacidad de desmoldeo del material recubierto y endurecido de la superficie de la herramienta, preferentemente sin que sean necesarios agentes de desmoldeo adicionales.

Otro criterio esencial es la transparencia de la película de barniz, es decir, la película de barniz endurecida no debería presentar enturbiamientos tras el endurecimiento o tras una solicitación correspondiente (calor, exposición, clima) ni debería mostrar alteraciones visibles en comparación con la pieza de referencia no solicita (estado de suministro) .

Además, el material fundido debería presentar la menor contracción posible, para que no se produzca ninguna deformación del elemento de construcción. En caso de una colisión del automóvil naturalmente tampoco deberían desprenderse o desconcharse partículas de barniz, es decir, no deberían volar partículas.

Por lo general, los barnices se pulverizan o aplican en la superficie que ha de ser recubierta. También es conocido aplicar el material de recubrimiento mediante moldeo por inyección.

Por el documento US 2004/0152799 A1 se conoce una formulación flexible, endurecible por radiación, que sirve para la impresión o el recubrimiento de policarbonato moldeado por inyección o de otros plásticos termoplásticos. La formulación que comprende componentes de resina y diluyentes reactivos se aplica en el material de plástico mediante impresión multicapa, es decir, sucesivamente en varias capas finas. Estas formulaciones endurecibles por radiación ultravioleta, que sirven para la impresión en termoplásticos en capas finas, presentan todas una parte de iniciadores ultravioleta de al menos un 4 % en peso. Generalmente, el grosor de las capas de este tipo varía entre 5 y 25 !m. Los termoplásticos son completamente distintos en comparación con la madera como materiales que han de ser recubiertos, ya sólo por sus diferentes energías superficiales y adherencia, las grandes diferencias en cuanto a la capacidad de absorción de agua, el comportamiento de contracción y de hinchamiento y la resistencia a disolventes.

Por el documento DE 10027670 A1 se conocen materiales de recubrimiento líquidos endurecibles por radiación ultravioleta con componentes de resina, diluyentes reactivos, entre el 0, 1 y el 10 en peso de fotoiniciadores y una viscosidad de aproximadamente 600 mPa s. Estos materiales de recubrimiento se aplican en varias capas mediante pulverización en caliente a temperaturas entre 35 ºC y 80 ºC exponiéndose a continuación a radiación ultravioleta.

También por el documento US 2003/0092820 A1 se conoce una composición endurecible por radiación ultravioleta con componentes de resina, diluyentes reactivos y fotoiniciadores, que se usa para impresión por chorro de tinta tridimensional.

Por el documento DE 4007519 A1 se conoce una mezcla de resinas cromófora endurecible por radiación ultravioleta, que presenta uno o varios componentes de resina oligoméricos, diluyentes reactivos y un fotoiniciador, con la que pueden proveerse fibras ópticas de vidrio recubiertas con barniz de una capa de marcado de color anticorrosiva, hidrófuga.

El documento WO 2004/99221A se refiere al uso de derivados de aliloxi carbono especiales como diluyente reactivo en recubrimientos y formulaciones de pintura.

Por el documento DE 102004031759 A1 se conoce una composición endurecible por radiación de poliésteres amorfos insaturados y diluyentes reactivos, que puede usarse como material de recubrimiento, también para madera.

Por el documento DE 10260067 A1 se conocen medios de recubrimiento que pueden servir para realizar recubrimientos resistentes al rayado conformables con efecto repelente de la suciedad. El medio de recubrimiento se aplica mediante una rasqueta de espiral en placas y se deja endurecer a continuación respectivamente con dos minutos de tiempo de nivelación con un eyector de mercurio de alta presión bajo atmósfera de nitrógeno.

Además, es conocido recubrir piezas moldeadas de madera mediante recubrimiento en molde (IMC) . Para ello, la pieza moldeada de madera se coloca en la cavidad de una herramienta para piezas moldeadas, existiendo entre la superficie de la pieza moldeada de madera que ha de ser recubierta y la pared de la herramienta para piezas moldeadas un intersticio, que se llena con el material de recubrimiento superficial líquido. Gracias al llenado del molde se desplaza una gran parte del aire o, dado el caso, de otros gases o mezclas de gases del intersticio. El material de recubrimiento que se encuentra en la cavidad queda sustancialmente cerrado en el molde respecto a un contacto con la atmósfera correspondiente. A continuación, el material de recubrimiento superficial se endurece en el intersticio, para lo cual puede usarse radiación ultravioleta, como está descrito en los documentos DE 4320893 C1 y DE 19961992 A1. Para ello, la pieza moldeada está realizada preferentemente al menos en la zona de la superficie que ha de ser recubierta de forma permeable a la radiación ultravioleta. La altura del intersticio, que corresponde al grosor de la capa de barniz generada, está situada por lo general entre 300 !m y 1.000 !m.

Durante el recubrimiento en molde se aplica toda la capa en una sola etapa de trabajo.

Los materiales de recubrimiento endurecibles... [Seguir leyendo]

1. Uso de un barniz para el recubrimiento superficial de piezas moldeadas en una instalación para el recubrimiento en molde (IMC) bajo radiación ultravioleta, comprendiendo el barniz al menos un 40 % en peso de uno o varios componentes de resina para el ajuste de las propiedades exigidas del producto, hasta un 60 % en peso de uno o varios diluyentes reactivos y entre el 0, 3 y el 1, 5 % en peso de iniciadores UV, seleccionándose los iniciadores UV del grupo de las a-hidroxicetonas, benzofenona, fenilglioxilatos, bencil-dimetil-cetales, a-aminocetonas, monoacilfosfinas (MAPO) , bis-acilfosfinas (BAPO) y óxidos de fosfina y mezclas de los mismos y siendo la viscosidad del barniz a la temperatura de procesamiento en la instalación de IMC entre 500 y 2.500 mPa s (determinado según DIN 53019) .

2. Uso de un barniz según la reivindicación 1, caracterizado porque se seleccionan componentes de resina seleccionados del grupo de resinas insaturadas de poliéster, de los prepolímeros u oligómeros de acrilato o metacrilato, de los prepolímeros de poliuretano-poliéster y las mezclas de los mismos.

3. Uso de un barniz según cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque las resinas insaturadas de poliéster son aquellas basadas en ácido maleico, ácido fumárico, ácido mesacónico, citracónico, ácido itacónico, ácido o-ftálico, ácido isoftálico, ácido tereftálico, ácido tetrahidroftálico, ácido adípico, ácido succínico y/o ácido sebácico o los anhídridos de los mismos.

4. Uso de un barniz según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los prepolímeros u oligómeros de acrilato o metacrilato se seleccionan del grupo de los acrilatos de epoxi, acrilatos de poliéster, acrilatos de uretano, acrilatos de poliol, acrilatos de poliéter o de los prepolímeros deseados de estas clases de compuestos reactivos a la radiación ultravioleta y/o endurecibles por haz electrónico.

5. Uso de un barniz según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque los diluyentes reactivos se seleccionan del grupo de los monómeros vinílicos y de los acrilatos y metacrilatos monofuncionales, bifuncionales y polifuncionales.

6. Uso de un barniz según la reivindicación 5, caracterizado porque los diluyentes reactivos son estireno, viniltolueno, diacrilato de hexanodiol, acrilato de hidroximetiletilo, acrilato de hidroxietilo, acrilato de hidroxipropilo, metacrilato de hidroxietileno, metacrilato de hidroxipropilo, diacrilato de polietilenglicol, triacrilato de trimetilolpropano, trimetacrilato de trimetilolpropano, diacrilato de dipropilenglicol, diacrilato de tripropilenglicol, metacrilato de 2 (hidroximetilo) , dimetacrilato de butandiol, dimetacrilato de trietilenglicol y/o metacrilato de isobornilo.

7. Uso de un barniz según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la parte de

iniciadores UV es inferior al 1, 2 % en peso. .

8. Uso de un barniz según la reivindicación 7, caracterizado porque la parte de iniciadores UV está situada entre el 0, 5 y el 1, 0 % en peso.

9. Uso de un barniz según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque tras la aplicación de radiación ultravioleta a la capa de barniz aplicada en la pieza moldeada en el molde y el endurecimiento, la dureza de la superficie es al menos de 80 N/mm2 (aumento de fuerza 0, 1 – 1000 mN, t = 60 s) .

10. Uso de un barniz según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque tras la aplicación de radiación ultravioleta a la capa de barniz aplicada en la pieza moldeada en el molde y el endurecimiento, la resistencia al rascado es superior a 9 N y/o se consiguen más de 100 carreras dobles en la prueba con crockmeter.

11. Uso de un barniz según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque la emisión de VOC (volatile organic compound = compuestos orgánicos volátiles) de la película de barniz endurecida es inferior a 100 ppm de VOC (a 90ºC) y/o inferior a 80 ppm de FOG (niebla) (a 120ºC) .

12. Uso de un barniz según la reivindicación 11 para la realización de un recubrimiento en una sola etapa de trabajo con un grosor de capa entre 300 y 1.000 !m.

13. Uso de un barniz según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque la pieza moldeada es de madera, de materias derivadas de la madera, de plástico o de materiales compuestos de fibras.

14. Uso de un barniz según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13 en la industria del automóvil.