D E S C R I P C I Ó N

CAMPO DE APLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere en general a la transformación a baja presión de láminas de preimpregnados poliméricos moldeables por compresión, preferentemente preimpregnados SMC. De forma más concreta, la invención se refiere a la obtención, mediante compresión en un molde híbrido compuesto por una plancha elástomérica que constituye la mitad flexible del molde y por un contramolde que constituye la mitad rígida, de superficies murales decorativas de naturaleza sintética utilizando como materia prima un conjunto formado por una lámina de preimpregnado de composite polimérico y un film o velo decorativos . Las superficies murales que se obtienen pueden imitar acabados como piedra, madera, ladrillo, pizarra, etc.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Se conoce en el estado de la técnica el proceso de fabricación de recubrimientos decorativos de poliéster que simulan acabados tipo piedra, ladrillo, pizarra, madera etc, mediante la proyección de resina líquida y fibras cortadas sobre un molde abierto, generalmente de silicona,. El producto final se obtiene mediante laminado o compactación manual de la resina y fibra proyectada. Las fases de polimerización y curado se realizan en un horno.

La solicitud de patente europea EP-1319525A describe un proceso de estas características.

Sin embargo este tipo de procesos acarrean diversos problemas. En primer lugar los procesos de transformación que utilizan tecnologías de molde abierto como la proyección simultánea o el moldeo por contacto, son altamente contaminantes ya que producen una alta emisión de estireno que es un elemento clasificado como material peligroso para la salud y el medio ambiente, por lo que la industria de los plásticos reforzados está sometida a un fuerte control legislativo para reducir las emisiones de sustancias volátiles en los procesos de fabricación, como por ejemplo el estireno.

Además, estos procesos aprovechan deficientemente la materia prima, ya que no permiten obtener las piezas con las dimensiones exactas finales, sino que se requiere una etapa posterior de mecanizado de los contornos en la que se eliminan rebabas , normalmente una proporción de unos 2-8% en peso del material producido, o incluso más. Se trata de procesos difíciles de automatizar y que requieren muchas tareas que deben realizarse manualmente.

El producto final obtenido con las técnicas actuales presenta un espesor heterogéneo entre 6-10 mm, y un peso / m2 entre 8 - 10 Kg.

Existe por lo tanto la necesidad de proporcionar un proceso de elaboración de recubrimientos murales decorativos, que permita su elaboración con una baja emisión de estireno, y que permita obtener paneles de recubrimiento más homogéneos, de menor coste, con mejor aprovechamiento de la materia prima, y mediante un proceso fácilmente automatizable.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La invención se refiere en general a un procedimiento de compresión de láminas sólidas complejas de preimpregnados de composites poliméricos sobre un film o velo decorativo, utilizando moldes híbridos, es decir utilizando moldes en los que una parte del molde es metálica y la otra parte es polimérica y flexible.

Preferentemente el procedimiento de compresión se realiza en caliente, y se caracteriza porque las operaciones de conformado, polimerización y curado de las láminas de composite polimérico que se utilizan como materia prima, se realizan en una única etapa de transformación y dentro de un molde cerrado, de modo que prácticamente no se producen emisiones volátiles de elementos contaminantes.

De forma más concreta, la invención se refiere a un procedimiento para conformar a baja presión láminas de SMC , que comprende disponer de al menos una piel o plancha de material flexible y elástico en la que se encuentra grabada una huella o superficie conformada según un relieve al que se quiere adaptar las láminas sólidas de preimpregnado SMC .

Preferentemente, antes de colocar la lámina de material polimérico SMC ,se coloca sobre la superficie de la plancha flexible que contiene la huella a reproducir, un elemento decorativo con dimensiones similares que la piel flexible, consistente principalmente en un film o velo decorado con el efecto final a conseguir , el cual va a determinar el color y textura de la cara vista de la superficie sintética de de revestimiento que se desea obtener.

Posteriormente se desplaza la plancha flexible que contiene la huella, junto con el film o velo decorativo y la lámina compleja sólida (SMC) de material polimérico depositadas sobre ella, hasta situar el conjunto dentro de una máquina de prensado. Este desplazamiento se realiza mediante cualquier mecanismo automatizado conocido, aunque también se puede realizar de forma manual.

Una vez situado el conjunto entre los platos de la la prensa, se produce el prensado en caliente de dicha lámina de SMC junto con el film o el velo decorativo contra la superficie de la plancha flexible que contiene la huella a reproducir y que hace la función de mitad inferior del molde híbrido de conformado, de tal manera que el conjunto formado por la lámina de SMC y el film o velo decorativo adopte la forma de la superficie o obtener que determina la huella de la plancha flexible. La mitad superior metálica del molde híbrido se cierra sobre la mitad flexible del molde y fuerza al conjunto lámina de composite-film decoratativo a adoptar la forma deseada.

La temperatura que se aplica a la lámina sólida de preimpregnado polimérico es la adecuada para que se produzca su conformado y polimerización, manteniéndose dentro del moldecerrado hasta que se completa su polimerización.

La operación de prensado de la lámina sólida de preimpregnado SMC se realiza a molde cerrado , evitando así la salida al exterior de cualquier elemento contaminante que pueda producirse durante la polimerización de la lámina de composite.

En la presente invención se puede emplear cualquier tipo de mecanismo de prensado que pueda comprimir adecuadamente la lámina de material polimérico.

El plato móvil de La máquina de prensado sujeta un contramolde metálico que dispone de una superficie de contacto con una forma complementaria a la superficie o huella de la plancha de material flexible. En la operación de prensado, la lámina de material polimérico es prensada entre dicha superficie de contacto del contramolde y la superficie con la huella a reproducir de la plancha flexible.

La plancha de material flexible es desplazable para entrar y salir de la máquina de prensado.

La invención también se refiere a un panel de recubrimiento que ha sido obtenido con el procedimiento anteriormente descrito. La invención supera la problemática anteriormente comentada del estado de la técnica, ya que permite obtener recubrimientos decorativos con mejores prestaciones, más homogéneos es decir con variaciones mínimas de espesor y peso y repetitivos, de menor coste, con menor generación de emisiones volátiles, con menor aprovechamiento de la materia prima es decir con menor mermas y recortes, y mediante un proceso fácilmente automatizable.

La invención permite obtener recubrimientos murales decorativos con buen comportamiento frente al fuego y menor peso por m2 que los que se obtienen con las técnicas anteriores de proyección de resina y fibra y laminado manual.

El empleo de la plancha flexible y elástica que constituye la mitad polimérica del molde híbrido, reduce el coste de la obtención del molde total Y reduce la presión que se debe aplicar al material a moldear. Lo cual hace que la invención sea especialmente ventajosa cuando el material moldeable es un compuesto de SMC ("sheet moulding composite"), que es un material de moldeo que actualmente se moldea a alta presión en costosos moldes de acero.

El uso de la plancha flexible y elástica en el molde híbrido, posibilita la operación de de desmoldeo, es decir, la retirada del producto moldeado del molde, ya que éste presenta contrasalidas. El desmoldeo del producto final sería imposible con un molde completamente rígido, como los metálicos, a no ser que se utilicen costosos molde con elementos desplazables.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

La figura 1 .- es una representación esquemática de la operación de colocar una lámina de preimpregnado polimérico sobre una plancha de material flexible que contiene la huella de la superficie a reproducir.

La figura 2.- representa esquemáticamente el desplazamiento de la plancha flexible junto con la lámina de preimpregnado polimérico hasta los platos portamoldes de una prensa.

La figura 3.- es una representación esquemática de la fase única de conformado y polimerización. La figura 4.- muestra esquemáticamente la apertura del molde, desplazamiento de la plancha flexible y desmoldeo del producto final.

La figura 5.- muestra un esquema general de todas las fases del proceso de fabricación.

La figura 6.- es una representación esquemática de una realización preferente de la invención, en el que se incorpora un velo o film decorativo en el proceso de conformado.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

La figura 1 ilustra el proceso de carga de una lámina (4) de preimpregnado polimérico moldeable por compresión sobre una superficie conformada (2) de una plancha de material flexible (1 ), sobre la que preferentemente se ha situado previamente un soporte laminar, film o velo impreso con un motivo decorativo, tal y como se explicará más adelante.

Preferentemente se emplea como materia prima lámina de preimpregnado de composite polimérico (Sheet Moulding Composite (SMC)), que se dispone en una bobina (3) a partir de la cual se cortan piezas de tamaño adecuado para cubrir la totalidad de una plancha de material flexible (1 ).

La lámina de preimpregnado de composite puede estar compuesta por los siguientes ingredientes y en el rango de porcentajes de peso que se indica:

- Resina termoestable: poliéster, fenólico o resina natural tipo furánico

(20-50%)

- Aditivos: humectantes, espesantes, catalizadores, ignifugantes, desmoldeantes (2-15%).

- Cargas: alúmina hidratada, carbonato cálcico, silicatos (20-50%).

- Refuerzos de vidrio o fibra natural (10-30%). La plancha de material flexible (1 ) se dispone o posiciona adecuadamente para recibir la lámina de (SMC), con la superficie conformada o huella a reproducir(2) hacia arriba y desplazada pero próxima a una máquina de prensado. La huella a reproducir que contiene la plancha flexible (2) se corresponde con el negativo del relieve que se desea obtener en la cara vista del producto final.

En una fase posterior del procedimiento representada en la figura 2, se desplaza conjuntamente la plancha de material flexible (1 ) junto con la lámina de preimpregnado polimérico (4) hasta situarlas adecuadamente bajo un contramolde

(5) de una prensa. El contramolde (5), en el que se han eliminado las contrasalidas para permitir el desmoldeo, dispone de una superficie de contacto (8) que tiene una forma complementaria a la superficie o huella (2) de la plancha flexible (1 ). En la operación de prensado, el contramolde (5) comprime la lámina de material polimérico y la plancha de material flexible, contra una superficie de apoyo o sufridera (6).

Este desplazamiento mostrado en la figura 2 se puede efectuar de forma automatizada mediante cualquier mecanismo conocido, y en el mismo puede intervenir algún elemento de soporte temporal de la plancha flexible, como por ejemplo una bandeja o marco sobre la que se apoya o contiene la plancha flexible para que entre en la prensa.

Una vez se han colocado correctamente la plancha flexible y la lámina de preimpregnado polimérico dentro del molde, se cierra la prensa desplazando el contramolde (5) sobre la superficie de apoyo (6) que permanece fija, de manera que la lámina de preimpregnado polimérico (4) es prensada entre dicha superficie de contacto (8) del contramolde (5) y la superficie conformada (2) de la plancha flexible (1 ), forzándola a adaptarse a la forma de dicha superficie conformada (2).

La lámina de material polimérico se comprime a baja presión, es decir a una presión inferior a 25 bares, por ejemplo a 10 bares. La superficie de apoyo (6) y el contramolde (5) están calefactados, por lo que el prensado de la lámina de preimpregnado polimérico se produce en caliente, transmitiéndose calor a dicha lámina al mismo tiempo que se comprime. Para el calentamiento de estas partes, la prensa incorpora unos medios de calentamiento adecuados como por ejemplo unas resistencias eléctricas de calentamiento. Preferentemente el contramolde se calienta a mayor temperatura que la superficie de apoyo, por ejemplo el contramolde puede estar calentado a una temperatura comprendida entre 120-150 ⁵ C, y la superficie de apoyo se puede calentar de forma que la plancha flexible (1 ) adquiera una temperatura entre 30- 80 ⁵ C.

En la operación de prensado, se cierra la prensa mediante el acoplamiento del contramolde sobre la superficie de apoyo, y de tal manera que la lámina flexible queda encerrada dentro de la prensa con objeto de impedir que salgan al exterior elementos volátiles. El moldeo de la lámina de preimpregnado polimérico se realiza por lo tanto entre una parte flexible determinada por la plancha flexible y una parte rígida. La parte rígida constituida por la superficie de contacto (8) del contramolde (5), fuerza la lámina de preimpregnado polimérico (4) a copiar la geometría de la parte flexible, para lo cual la superficie de contacto de la parte rígida tiene el mismo relieve decorativo que se desea obtener, ya sea una pared de piedra, ladrillo, madera etc., eliminando las contrasalidas para permitir el desmoldeo.

El uso de un elemento flexible y elástico como parte del molde permite reducir la presión debido a que la flexibilidad del elemento hace que ceda parcialmente ante el avance del material moldeable, facilitando el paso de la lámina de preimpregnado polimérico.

El proceso de la invención comprende el uso de un marco perimetral (9) alrededor del perímetro de la plancha flexible (1 ), de forma que el borde del contramolde está configurado para contactar con este marco perimetral (9) durante el prensado, tal y como se ha representado en la figura 3. Cuando el contramolde entra en contacto con el marco (9) se define entre ellos una cámara cerrada que es precisamente donde se comprime la lámina de material polimérico. Este marco perimetral (9) también sirve para evitar la deformación lateral de la plancha flexible durante el prensado al aplicar el contramolde.

La lámina del preimpregnado de composite polimérico se mantiene en la prensa cerrada hasta que se produce su polimerización y curado, que se ha estimado para esta realización preferente en aproximadamente 4 minutos.

Tras la operación de prensado, se abre la prensa, es decir se separa el contramolde y se extrae de la prensa la lámina de material polimérico ya conformada con el relieve que se le desea aplicar, tal y como se muestra en la figura 4. Preferentemente se extrae inicialmente la lámina conformada junto con la plancha flexible, y posteriormente se separa la lámina conformada. Finalmente se eliminan pequeñas rebabas que hayan podido quedar en la periferia de la lámina conformada que se ha obtenido.

La invención permite aumentar el ritmo de producción del proceso, ya que simultáneamente a la extracción de la plancha flexible y el panel de recubrimiento ya acabado, se puede alimentar sobre la superficie de apoyo (6) de la prensa, otra plancha flexible (1 ) cargada con una nueva lámina de preimpregnado que se transformará de manera similar en una pieza final, repitiéndose este proceso de forma cíclica.

Por lo tanto, gracias a que la operación de carga y descarga de la lámina de material polimérico sobre la plancha flexible fuera de la prensa, se puede aumentar el ritmo de producción de paneles decorativos.

Para fabricar otro tipo de panel de recubrimiento con un motivo decorativo distinto, simplemente hay que disponer y emplear otro conjunto de planchas flexibles con una superficie conformada según el nuevo relieve que se desea obtener y sustituir la parte del contramolde (5) en la que se define la superficie de contacto (8).

La temperatura de la superficie de apoyo y del contramolde se mantiene a los niveles indicados anteriormente durante todo el proceso. El panel que se obtiene, es un revestimiento rígido y sólido de entre 2 y 3 mm de espesor que reproduce fielmente la superficie decorativa con acabado natural o efecto especial que se quiera imitar y con buen comportamiento frente al fuego, clasificación Bs2d0 según las Euroclases de clasificación al fuego de materiales para la construcción.

La plancha flexible (1 ) puede obtenerse mediante un proceso de colada de silicona o poliuretano sobre la superficie a imitar, por ejemplo una pared de piedra. Una vez elaborada la parte elástica del molde se obtiene la mitad metálica, para lo cual primero se deposita una capa de cera calibrada sobre la huella de la parte flexible. A continuación se digitaliza la superficie de cera calibrada y se obtiene un fichero electrónico tipo STL de la superficie de cera calibrada con el que fabricar por mecanizado la mitad rígida del molde. La mitad metálica del molde híbrido también puede obtenerse por un procedimiento de colada de aluminio.

Una vez fabricadas las dos partes del molde, la mitad metálica (7) del mismo se fija al plato móvil (5) de una prensa y se calefacta, es decir se conecta a unos medios de calentamiento.

El elemento flexible y elástico puede ser una plancha de silicona o de poliuretano. Puede ser conveniente utilizar una silicona de elevada dureza (por ejemplo, con una dureza en el intervalo 50-95 (Shore A)). Alternativamente, el elemento flexible y elástico puede ser un material flexible y elástico reforzado con una estructura de refuerzo como por ejemplo, un velo, un tejido, una malla o similar.

El contramolde puede ser, por ejemplo, de acero, aluminio, composite o de un material rígido apropiado.

La figura 6 ilustra una realización preferente de procedimiento de conformado en continuo según la invención, donde una plancha flexible (1 ) por ejemplo un molde de silicona, es desplazado hacia una prensa (1 1 ) mediante una cinta transportadora (14). Sobre la superficie conformada (2) de dicha plancha (1 ) se aplica un soporte impreso (10) el cual se suministra de forma continua a partir de una bobina (15).

Este soporte impreso (15) tiene forma laminar y puede estar realizado con diversos materiales como por ejemplo: velo de vidrio, velos sintéticos (poliéster, polipropileno etc, o fibras naturales (lino, sisal, cáñamo etc.

En la invención se ha encontrado especialmente ventajoso emplear un soporte impreso con un gramaje dentro del rango 20 - 200 gr/m2, y preferentemente con una capacidad de elongación de hasta el 50%, con objeto de que se adapte convenientemente al relieve que se desea obtener.

A su vez, sobre la superficie conformada (2) del soporte impreso (10) se aplica, también de forma continua y a partir de una bobina (13), una lámina sólida de preimpregnado polimérico (4). Unos medios de corte (12) realizan cortes transversales sobre el soporte impreso y la lámina de material polimérico, para formar tramos individuales que determinaran los paneles de revestimiento.

Estos tramos junto con la plancha flexible (1 ), son posicionados mediante dicha cinta transportadora dentro de la prensa (1 1 ), concretamente bajo el contramolde (5) donde se realiza el proceso de prensado según se ha explicado anteriormente.

Con objeto de que soporte impreso quede fuertemente adherido a la cara vista del producto final debido a la acción del calor y la presión del contramolde, se ha previsto que el soporte impreso sea poroso de forma que al bajar la viscosidad del preimpregnado de SMC por efecto del calor, el SMC puede impregnar el soporte impreso y con lo que quedará más fuertemente anclado a la lamina de SMC una vez se haya enfriado.

Diversas posibilidades de realizaciones prácticas de la invención, se describen en las adjuntas reivindicaciones dependientes. A la vista de esta descripción y juego de figuras, el experto en la materia podrá entender que las realizaciones de la invención que se han descrito pueden ser combinadas de múltiples maneras dentro del objeto de la invención. La invención ha sido descrita según algunas realizaciones preferentes de la misma, pero para el experto en la materia resultará evidente que múltiples variaciones pueden ser introducidas en dichas realizaciones preferentes sin exceder el objeto de la invención reivindicada.