Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
MULTI-LAYER COMPOSITE MATERIAL WITH COLD EFFECT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/180442
Kind Code:
A1
Abstract:
A multi-layer compound material comprising a lower textile component, a bonding layer and a multi-layer upper layer. Where the multi-layer upper layer comprises a foamed or non-foamed lower layer, a compact intermediate layer with cold pigments and a protective external coating layer. The product obtained is characterised in that it is the complement between design and comfort for materials that require a surface with a good finish and high durability; this enables the use of a wide range of dark shades and colours outdoors and in environments with high solar radiation. The structure of this material enables a reduction in the amount of radiant energy or heat absorbed by this type of material, causing even dark surfaces to feel much cooler to the touch, reducing the temperature by between 15º and 20º when compared with conventional materials.

Inventors:
ÁLVAREZ JOHN JAIRO (CO)
FUENTES VELASQUEZ DADMAR MAGALY (CO)
JANSEN MENDEZ MYZENTH (CO)
LASPRILLA BOTERO JULIANA (CO)
SANTANA CASTILLO JORGE RICARDO (CO)
Application Number:
PCT/IB2021/057066
Publication Date:
September 01, 2022
Filing Date:
August 02, 2021
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
PROQUINAL (CO)
International Classes:
B32B5/00; B32B5/16; B32B15/00; B32B15/14; B32B27/00; B32B27/06; B32B27/40; B32B29/00; D06N3/00
Foreign References:
CN110777543A2020-02-11
AU2020217350A12021-05-20
EP3744517A12020-12-02
KR101243829B12013-03-20
JP2016196151A2016-11-24
AU2019236674B12020-08-20
Other References:
SOUMYA S., KUMAR S. NISHANTH, MOHAMED A. PEER, ANANTHAKUMAR S.: "Silanated nano ZnO hybrid embedded PMMA polymer coatings on cotton fabrics for near-IR reflective, antifungal cool-textilestcite", NEW JOURNAL OF CHEMISTRY, vol. 40, no. 8, 2016, pages 7210 - 7221, XP055964630, DOI: 10.1039/c6nj00353b
Attorney, Agent or Firm:
OLARTE, Carlos R. (CO)
Download PDF:
Claims:
REIVINDICACIONES

1. Un material compuesto multicapa que comprende : un componente textil inferior; una capa de unión; una capa superior multicapa; en donde el componente textil inferior y la capa superior multicapa se unen entre sí mediante la capa de unión; en donde la capa superior multicapa comprende: una capa inferior; una capa intermedia compacta con pigmentos fríos y una capa protectora de recubrimiento exterior.

2. El material compuesto multicapa de acuerdo con la Reivindicación 1, en donde la capa superior multicapa además comprende una capa de estampado ubicada entre la capa intermedia compacta con pigmentos fríos y la capa protectora de recubrimiento exterior.

3. El material compuesto multicapa de acuerdo con la Reivindicación 1, en donde el componente textil inferior se selecciona de algodón, poliéster, nailon, mezcla de poliéster y algodón y otras hilazas de fuentes naturales.

4. El material compuesto multicapa de acuerdo con la Reivindicación 3, en donde el componente textil inferior es 100 % poliéster.

5. El material compuesto multicapa de acuerdo con la Reivindicación 1, en donde la capa de unión comprende una base polimérica seleccionada entre poliuretano, acrílico o cloruro de polivinilo y un aditivo.

6. El material compuesto multicapa de acuerdo con la Reivindicación 1, en donde en la capa superior multicapa, la capa inferior es espumada o no espumada.

7. El material compuesto multicapa de acuerdo con la Reivindicación 1, en donde la capa intermedia compacta con pigmentos fríos comprende una base polimérica de cloruro de polivinilo, plastificantes, pigmentos fríos y un aditivo. 8. El material compuesto multicapa de acuerdo con la Reivindicación 1, en donde los pigmentos fríos se seleccionan entre dióxido de titanio tipo anatasa (TiCh), trióxido de di-hierro (FeiCh)- espinela azul de cobalto y aluminio (C0AI2O4), óxido de hierro y cromo (CnCri)- espinela verde de cobalto y titanio (C02T1O4), dióxido de titanio tipo rutilo (T1O2), antimonio y manganeso.

9. El material compuesto multicapa de acuerdo con la Reivindicación 1, en donde la capa protectora de recubrimiento exterior comprende una base polimérica de un polímero acrílico o de poliuretano, un copolímero, un catalizador y opcionalmente un aditivo.

10. El material compuesto multicapa de acuerdo con la Reivindicación 2, en donde la capa de estampado comprende al menos una resina polimérica, un copolímero, un solvente y pigmentos.

11. El material compuesto multicapa de acuerdo con la Reivindicación 2, en donde la capa de estampado comprende un pigmento orgánico vehiculizado en una resina acrílica y un solvente.

12. El material compuesto multicapa de acuerdo con la Reivindicación 1 que comprende: un componente textil inferior que es 100 % pobéster; una capa de unión que comprende cloruro de polivinilo, dioctil tereftalato, parafma clorada, carboxilato de estaño, cargas minerales y derivado de isotiazolona; una capa inferior espumada que comprende cloruro de polivinilo, dioctil tereftalato y parafma clorada, carboxilato de estaño, cargas minerales, derivado de isotiazola, azodicarbonamida, y al menos un pigmento; una capa intermedia compacta con pigmentos fríos que comprende cloruro de polivinilo, dioctiltereftalato, benzotriazola, carboxilato de estaño, rellenos minerales, pigmentos fríos NIR y derivado de isotriazola; una capa protectora de recubrimiento exterior que comprende una base polimérica dispersa en base acuosa o solvente y al menos un catalizador.

Description:
MATERIAL COMPUESTO MULTICAPA CON EFECTO FRÍO

CAMPO DE LA INVENCIÓN

El desarrollo está dirigido a la producción de materiales compuestos multicapa como materiales sintéticos. Particularmente, en la producción de materiales textiles recubiertos para la tapicería de asientos, por ejemplo, asientos de automóviles, motocicletas o yates, muebles, y molduras interiores de vehículos o paneles de yates.

DESCRIPCIÓN DEL ESTADO DE LA TÉCNICA

La energía emitida por el sol interactúa con los materiales de diversas formas. Algunos materiales (por ejemplo, los materiales opacos) pueden absorber energía en el rango de la luz visible del espectro electromagnético y emitirla posteriormente en el infrarrojo, es decir en forma de calor, mientras que otros materiales pueden acumular energía en el infrarrojo provocando en ambos casos un aumento en la temperatura del material. De modo que la energía absorbida o acumulada y posteriormente emitida en forma de calor por la superficie de un material está determinada por el grado de absorción y reflexión de la luz. Por lo tanto, dependiendo del color, algunos materiales absorben o acumulan más energía y pueden calentarse más. Generalmente las superficies de color oscuro se calientan más que las superficies de color claro cuando están expuestas a la luz solar y como consecuencia, las superficies claras proporcionan una sensación más “fresca” o “fría” al tacto en comparación con las superficies oscuras. Este efecto se aprecia claramente, por ejemplo, en los tejados blancos o de colores claros cuya superficie permite reflejar más eficientemente la luz solar evitando cambios bruscos de temperatura en el interior de las construcciones, permitiendo hacer casas con techos de menor altura.

Similarmente, los materiales textiles recubiertos de colores claros absorben menos energía solar, se calientan menos y, por lo tanto, proporcionan una sensación fría al tacto facilitando su uso en la intemperie o en ambientes de alta radiación solar. Sin embargo, este fenómeno ha limitado el uso de materiales textiles recubiertos de colores oscuros en este tipo de condiciones ambientales debido que al calentarse producen una sensación desagradable al tacto e incluso, en condiciones extremas, podrían llegar a producir quemaduras en la piel del usuario. Además, dado que el incremento de la temperatura del material puede ser muy alta, la integridad del material puede verse comprometida alterando su desempeño y reduciendo su vida útil. Para superar estos problemas, en particular para reducir el grado de calentamiento de materiales textiles de color oscuro para ser usados en la intemperie o en ambientes de alta radiación solar, se han desarrollado algunos materiales compuestos multicapa cuya arquitectura permite reducir el calentamiento del material y proporcionar una sensación más fría al tacto.

Por ejemplo, US20100009146 divulga un material tipo cuero artificial reflectante de la radiación infrarroja que comprende (a) una capa superficial de una resina de cloruro de polivinilo, una mezcla de pigmentos negros (negro de perileno y carbón negro) y un plastificante; (b) una capa de espuma que comprende un pigmento de dióxido de titanio blanco, una resina de cloruro de polivinilo y un plastificante y (c) una capa de sustrato que comprende un textil de fibra de poliéster y un pigmento de dióxido de titanio blanco. En particular, dado que la capa superficial refleja la luz visible, pero transmite la radiación infrarroja provocando el calentamiento del material, este documento propone una mezcla entre el negro de perileno y el carbón negro, de modo que el negro de perileno (que realmente tiene un tono verdoso) absorba una menor cantidad de energía y por lo tanto evite el calentamiento excesivo del material, mientras el carbón negro (puesto siempre en menor cantidad) expresa completamente el tono negro del material.

Adicionalmente, se encuentran algunas alternativas comerciales como la Skai® cool colors PLUS que describe una película de recubrimiento para uso exterior caracterizada por una estructura de tres capas equipada con tecnología de colores fríos (pigmentos fríos) que asegura un calentamiento mucho menor bajo la luz solar directa. Estos materiales comerciales prometen reducir la absorción de calor especialmente en superficies oscuras.

Por otro lado, se han diseñado varios materiales compuestos multicapa cuyas características proporcionan diferentes funcionalidades incluyendo la posibilidad de uso en la intemperie. Por ejemplo, US20190009508 divulga una película de recubrimiento en la forma de capas o losas. Particularmente, divulga un proceso para recubrir una capa de soporte textil, en donde la película de recubrimiento tiene una capa superior multicapa y una capa de unión teniendo múltiples capas para unirse a la capa de soporte textil, en donde la capa de unión de poliuretano tiene propiedades termoplásticas y un grosor entre 0,080 nm y 0,500 mm y está unida a la capa superior. La capa superior multicapa también es una capa de poliuretano y tiene entre una y dos capas, con una capa exterior y una capa interior, no tiene propiedades termoplásticas y tiene estructura amorfa o predominantemente amorfa. Además, la capa superior multicapa es más delgada que la capa de unión.

Por su parte, US20180072027 divulga un material compuesto multicapas que comprende una capa de material textil; opcionalmente al menos una capa de unión; una capa de poliuretano con capilares pasando a través de todo el espesor de la capa de poliuretano, en donde la capa de material textil y la capa de poliuretano se unen entre sí directamente o mediante una capa de unión. En donde la capa de material textil está en contacto directo con la primera capa de poliuretano la que a su vez está en contacto directo con la segunda capa de poliuretano. La segunda capa de poliuretano y el material textil son las superficies exteriores del material compuesto textil multicapa. La superficie exterior de la segunda capa de poliuretano tiene un patrón con pequeños pelos de poliuretano. La segunda capa de poliuretano también tiene capilares.

Sin embargo, si bien estos materiales compuestos multicapa son útiles para muchas aplicaciones, en algunas otras tienen un desempeño insuficiente para alcanzar los requerimientos más exigentes. En particular, muchos de los materiales desarrollados hasta ahora no proporcionan un efecto frío al tacto y si lo proporcionan, el grado de calentamiento del material sigue siendo demasiado alto o no está plenamente demostrado. Además, estos materiales tampoco permiten el desarrollo de una amplia gama de colores y tonalidades tanto claros como oscuros y tampoco son muy versátiles en proporcionar distintas posibilidades de texturas en superficie, por lo que aún persiste la necesidad de desarrollar materiales compuestos multicapa como materiales textiles capaces de proporcionar un efecto frío al tacto efectivo con diferentes colores, tonos y texturas.

Por lo tanto, el presente desarrollo propone una nueva alternativa para materiales textiles recubiertos, principalmente de colores oscuros, que corresponde a un material compuesto multicapa útil en la intemperie o en ambientes de alta radiación solar con la capacidad de proporcionar un efecto frío al tacto debido a una menor absorción y acumulación de la radiación solar lo que genera una menor temperatura de superficie en comparación a un material convencional. Los efectos técnicos logrados con el material compuesto multicapa del presente desarrollo se consiguen gracias a su estructura (orden y composición de las capas) y a la microestructura y formulación específica de los pigmentos empleados. Las características técnicas del presente desarrollo permiten además obtener una amplia gama de colores, tonos y texturas sin sacrificar el desempeño frente a la radiación del material. Inclusive, el material del presente desarrollo también puede ser sobre estampado sin afectar el desempeño térmico en no más de entre de 5 °C a 10 °C.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

El presente desarrollo está dirigido a un material compuesto multicapa que comprende un componente textil, una capa multicapa, y una capa de unión entre la capa multicapa y el componente textil. En donde la capa superior multicapa comprende una capa inferior, una capa intermedia compacta con pigmentos fríos y una capa protectora de recubrimiento exterior.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

La FIG. 1 describe una modalidad de la estructura del material compuesto multicapa de acuerdo con lo descrito en los Ejemplos 1, 2, 4 a 7. En donde el material compuesto por un componente textil inferior (1), una capa de unión (2) y una capa superior multicapa (3) que comprende una capa inferior espumada o no espumada (4); una capa intermedia compacta de pigmentos fríos (5) y una capa de recubrimiento protectora (6).

La FIG. 2 describe una modalidad de la estructura del material compuesto multicapa de acuerdo con lo descrito en el Ejemplo 3 compuesto por un componente textil inferior (1), una capa de unión (2) y una capa superior multicapa (3) que comprende una capa inferior espumada o no espumada (4); una capa intermedia compacta de pigmentos fríos (5); una capa de recubrimiento protectora (6) y una capa de estampado (7).

La FIG. 3 muestra el comportamiento térmico de dos materiales multicapa en donde los pigmentos fríos fueron procesados de dos formas distintas. La línea punteada corta representa un material en el que los pigmentos fríos fueron procesados en un molino de esferas (7170) mientras que la línea continua representa un material en el que los pigmentos fríos fueron procesados con un molino tricilíndrico (7871).

La FIG. 4 muestra el comportamiento térmico de un material compuesto multicapa de color negro del presente desarrollo (#8711) comparado con un material de referencia comercial que declara tener un efecto frío y con un material convencional. La línea continua representa el comportamiento térmico del material del presente desarrollo, la línea punteada corta el comportamiento del material convencional y la línea punteada larga representa el comportamiento del material de referencia comercial con efecto frío.

La FIG. 5 muestra el comportamiento térmico de un material multicapa como el de la presente invención (#26948) y un material de referencia comercial que declara tener un efecto térmico. La línea continua representa el material de referencia comercial y la línea punteada corta representa el material compuesto multicapa del presente desarrollo.

La FIG. 6 muestra el termograma de calentamiento y enfriamiento de un material multicapa como el de la presente invención (#26948) y un material de referencia comercial que declara tener un efecto térmico. La línea continua representa el material de referencia comercial y la línea punteada corta representa el material compuesto multicapa del presente desarrollo.

La FIG. 7 muestra el efecto de una capa de estampado sobre el comportamiento térmico de los materiales multicapa del presente desarrollo. La línea continua representa el comportamiento térmico de un material convencional, la línea punteada corta representa en material compuesto multicapa con una capa de estampado y la línea punteada larga representa el comportamiento térmico de un material multicapa sin la capa de estampado.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

El desarrollo se dirige a materiales compuestos multicapa como materiales textiles para telas recubiertas el cual permite que bajo la exposición a la radiación solar, estos materiales se calienten entre un 20 % y 30 % menos que los materiales convencionales. Particularmente, el desarrollo está dirigido a un material compuesto multicapa que comprende un componente textil inferior, una capa de unión y una capa superior multicapa.

Por ejemplo, un material textil recubierto convencional en color negro alcanza una temperatura de hasta 78 °C luego de ser expuesto por 20 min a una intensidad de radiación infrarroja de 250 W (siguiendo la norma ASTM D4803-10), mientras que el material del presente desarrollo en el mismo color alcanza una temperatura de hasta 58 °C bajo las mismas condiciones de ensayo.

Para efectos de la presente invención, se entiende por material compuesto a los materiales multifase formados por la combinación de dos o más materiales o fases química y físicamente diferentes. La combinación de los materiales o fases le otorga al material resultante las características conjuntas de sus componentes, de manera que se obtienen propiedades específicas que no poseen los materiales de partida. En consecuencia, las características y propiedades de los materiales compuestos dependen de las características de los materiales de partida y de la disposición (organización) de los mismos en el material compuesto.

En cuanto al término “multicapa” se refiere a un material compuesto que tiene dos o más capas en donde cada una de las capas tiene diferentes características estructurales, por ejemplo, en términos de componentes o propiedades. El material compuesto multicapa tiene las características físicas, mecánicas y estéticas de todas las capas de las que está compuesto.

Para efectos del presente desarrollo se entiende por “efecto frío” a la sensación percibida al tacto de una superficie, generada por la reducción de temperatura alcanzada por un material al ser expuesto a una fuente de radiación, incluyendo radiación solar y radiación térmica, como resultado de una menor absorción y acumulación de dichas fuentes de radiación.

El material compuesto multicapa desarrollado comprende: un componente textil inferior (1); una capa de unión (2); una capa superior multicapa (3); en donde el componente textil inferior y la capa superior multicapa se unen entre sí mediante la capa de unión; en donde la capa superior multicapa comprende: una capa inferior (4); una capa intermedia compacta con pigmentos fríos (5); y una capa protectora de recubrimiento exterior (6); y opcionalmente una capa de estampado (7) ubicada entre la capa intermedia compacta con pigmentos fríos y la capa exterior de recubrimiento protectora.

El componente textil inferior (1) funciona como soporte, contribuyendo a la resistencia mecánica incluyendo tensión, rasgado, elongación y confort del material. El componente textil inferior puede ser una tela de origen natural, sintético o una mezcla de los mismos. Cuando el componente textil inferior es de origen sintético este se selecciona, pero no se limita, entre poliéster, poliéster reciclado, nylon, fibra de vidrio, elastano, biopolímeros o mezclas de los mismos. Cuando el componente textil inferior es de origen natural este se selecciona, pero no se limita a hilazas de fuentes naturales, algodón, algodón reciclado, bambú, lino, viscosa, fibra de coco, fibra de piña, lana, o mezclas de las anteriores. Incluso es posible que, en algunas modalidades el componente textil inferior sea una mezcla poliéster-algodón, poliéster-fibra de vidrio, poliéster-elastano. En una modalidad preferida el componente textil inferior es poliéster 100 %, poliéster 90 % o poliéster 80 %.

Sobre la capa del componente textil inferior se ubica una capa de unión (2). La capa de unión funciona como un agente de adhesión que permite mantener juntas la capa del componente textil y la capa superior multicapa. La capa de unión tiene una base polimérica y al menos un aditivo. Las posibles bases poliméricas se seleccionan, pero no se limitan a poliuretano, acrílico y cloruro de polivinilo (PVC). Los aditivos se seleccionan, pero no se limitan a plastificantes (primarios o secundarios), estabilizantes, agentes antimicrobianos, agentes retardantes a la llama, modificadores de reología, cargas minerales y catalizadores. En una modalidad del desarrollo, la capa de unión comprende PVC, plastificantes primarios, plastificantes secundarios, agentes retardantes a la llama, cargas minerales y agentes antimicrobianos. En otra modalidad la capa de unión comprende PVC, una carga mineral, un plastificante primario, un plastificante secundario, un estabilizante térmico y un agente microbiano. La capa superior multicapa (3) proporciona el confort y la estética del material. La capa superior multicapa permite obtener materiales con diferentes tipos de acabados modificando características como la tonalidad, estampación, texturas y sensación al tacto. Asimismo, la capa superior multicapa proporciona resistencia del material frente al envejecimiento y/o a la degradación por efectos térmicos, químicos o de desgaste físico por abrasión. La capa superior multicapa comprende una capa inferior (4) espumada o no espumada, una capa intermedia compacta (5) con pigmentos fríos y una capa protectora de recubrimiento exterior (6).

En una modalidad del presente desarrollo, la unión entre las tres capas de la capa superior multicapa se logra mediante procesos de fusión por termopresión aprovechando las propiedades termoplásticas de los componentes de estas capas. En otra modalidad, en caso de que dichas capas no se fusionen por métodos de termopresión (por ejemplo, cuando los materiales no tienen propiedades termoplásticas), es necesario incorporar un sistema de unión. Dicho sistema de unión se selecciona entre, pero no se limita a, polímeros termoplásticos, polímeros termoestables y elastómeros, y opcionalmente se les adiciona aditivos como agentes Teológicos, resinas tackificantes, solventes y catalizadores.

La capa inferior (4) tiene la función de contribuir al confort del material otorgando espesor y generando una sensación de acolchado y suavidad. Además, ayuda en el desempeño del material, por ejemplo, haciéndolo más resistente al fuego. La capa inferior se caracteriza porque puede ser una película polimérica no espumada (compacta) o espumada de celdas cerradas y flexible, con la capacidad de aislar y disipar el calor. En una modalidad la capa inferior comprende una base polimérica espumada seleccionada de cloruro de polivinilo, silicona, poliuretano, elastómeros termoplásticos, un pigmento y al menos un aditivo incluyendo agentes hinchantes responsables de producir el material en forma de espuma. En una modalidad preferida la base polimérica es cloruro de polivinilo. Para efectos del presente desarrollo se entiende por agentes hinchantes a las sustancias que permiten la generación de gases, por ejemplo, dióxido de carbono, nitrógeno o amonio, que al mezclarse con el cloruro de polivinilo para crear burbujas y reducir la densidad de la capa. La capa inferior tiene opcionalmente aditivos que incluyen, pero no se limitan a plastificantes, estabilizantes, agentes antimicrobianos o modificadores de Teología. Opcionalmente la capa inferior de plástico también puede comprender pigmentos fríos del sistema NIR (región espectral del infrarrojo cercano). Adicionalmente, en otra modalidad de la invención, la capa inferior puede no ser espumada y también puede contener pigmentos fríos.

Para efectos de la presente invención se entiende que los “pigmentos fríos del sistema NIR” comprenden a un complejo inorgánico de compuestos de origen metálicos, con la capacidad de reflejar gran parte del calor que se genera bajo la exposición del sol, gracias a sus características, químicas, ópticas, físicas y microestructurales. Algunos ejemplos de pigmentos fríos se seleccionan entre, pero no se limitan a dióxido de titanio tipo anatasa (ΉO 2 ), trióxido de di-hierro (FciOfl. espinela azul de cobalto y aluminio (C0AI 2 O 4 ), óxido de hierro y cromo (CnOfi. espinela verde de cobalto y titanio (C0 2 T1O 4 ), dióxido de titanio tipo rutilo (ΉO 2 ), antimonio y manganeso, y mezclas de los mismos en diferentes proporciones de acuerdo con el color y el tono deseado incluyendo las variaciones de ocurrencia natural o aquellas obtenidas mediante procesos de síntesis artificial. Al respecto, es importante señalar que existe una amplia gama de este tipo de pigmentos disponibles que también podrían ser empleados en los materiales del presente desarrollo.

Una capa intermedia compacta con pigmentos fríos (5) proporciona parte de la apariencia aportando el color y la tonalidad del material. Además, contribuye con la resistencia al desgaste generado por la exposición a la radiación solar, las condiciones ambientales y al desgaste por abrasión. La capa intermedia con pigmentos fríos se caracteriza porque comprende una base polimérica, plastificantes, pigmentos fríos del sistema NIR y al menos un aditivo. En una modalidad preferida, la base polimérica de la capa intermedia con pigmentos fríos es cloruro de polivinilo. En una modalidad preferida los pigmentos fríos son del sistema NIR. Entre los aditivos que puede incluir esta capa se encuentran, pero no se limitan a plastificantes, agentes de relleno, agentes antimicrobianos, estabilizantes, cargas minerales, modificadores de reología y agentes retardantes a la llama. En una modalidad de la invención, la capa intermedia compacta con pigmentos fríos comprende cloruro de polivinilo, plastificantes, estabilizantes térmicos, estabilizantes a los rayos UV, cargas minerales y agentes antimicrobianos.

Los pigmentos fríos pueden estar o no vehiculizados. En el caso de que los pigmentos fríos estén vehiculizados, estos pueden estar vehiculizados en un plastificante, una resina plastificada o en un compuesto polimérico ( Master batch). Por ejemplo, se puede agregar en un sistema de extrusión o de plastisol. Para que los pigmentos en forma sólida, puedan quedar bien humectados e incorporados en el plastisol de cloruro de polivinilo, en ocasiones es necesario realizar un proceso de molienda que debe hacerse de forma cuidadosa (controlando condiciones tales como tiempo, mecanismo de molienda, número de pasadas de molienda y presión intema en el molino) para desagregar las partículas de pigmento sin afectar la forma, el tamaño y la microestructura individual de los pigmentos fríos. Cualquier alteración no deseada de los pigmentos fríos podría modificar irremediablemente las características microestructurales reduciendo o incluso eliminando la capacidad del pigmento para reflejar la radiación infrarroja, y como consecuencia, afectar de manera negativa la eficiencia del material frente a la exposición a la radiación solar.

Por ejemplo, al comparar la molienda realizada por un sistema de esferas versus un sistema tricilíndrico, los inventores identificaron que el sistema de esferas realiza una fuerza muy agresiva y destruye la partícula de pigmento, afectando su microestructura al punto de dañar completamente la eficiencia de reducción de temperatura del pigmento y, en consecuencia, los materiales desarrollados no presentaron los mejores desempeños. En comparación, el sistema tricilíndrico, realiza un trabajo mecánico más regulado, que permite la desagregación de las partículas sin modificar el tamaño ni la microestructura de los pigmentos por lo que no se vio afectado su desempeño óptico ni de reducción de temperatura.

Una capa protectora de recubrimiento exterior (6) que contribuye en la disminución de la pegajosidad que se puede generar en la superficie de la capa multicapa, modificando las características de superficie relacionadas con la sensación al tacto tales como efectos antideslizantes, cerosos, anti-rayado, entre otros. Asimismo, proporciona resistencia a la abrasión, a tratamientos químicos (resistencia a limpiadores y manchas), extracción de grasas y propiedades antimicrobianas. La capa protectora de recubrimiento exterior se caracteriza porque comprende un sistema polimérico vehiculizado en agua o un sistema de solvente orgánicos con al menos un catalizador. La capa protectora de recubrimiento exterior comprende una base polimérica, al menos un copolímero y opcionalmente un aditivo. La base polimérica puede ser de un polímero acrílico o de poliuretano. El copolímero se selecciona entre, pero no se limita a polímeros vinílicos, poluretánicos o acrílicos. Entre los posibles aditivos de la capa protectora de recubrimiento exterior se encuentran, pero no se limitan a, catalizadores, antiespumantes, modificadores de tacto, agentes mateantes, reguladores de viscosidad, y agentes antimicrobianos.

En una modalidad como la que se representa en la FIG. 2, la capa superior multicapa además tiene una capa de estampado (7). Dicha capa de estampado se encuentra ubicada entre la capa intermedia compacta con pigmentos fríos y la capa exterior de recubrimiento protectora. La capa de estampado comprende al menos una resina polimérica, un copolímero, al menos un solvente y pigmentos. La resina polimérica puede ser una resina aerifica. El copolímero se selecciona entre, pero no se limita a, polímeros vinílicos, poliuretánicos o acrílicos. Los solventes se seleccionan entre, pero no se limitan a, agua, solventes orgánicos e inorgánicos. Particularmente, los pigmentos útiles en la capa de estampado son orgánicos y tienen una alta propiedad de proporcionar color (máximo de 60% de tintas en las formulaciones), son resistentes a la luz (pasan las pruebas de Xenotest, QUV 650 horas, SAEJ 1885, y la ISO 105:B04) y de fácil disolución (en solventes como: MEK, toluol, acetato de isobutilo y acetato de butirato).

El proceso para poner la capa de estampado se puede realizar mediante un rodillo aplicador, serigrafía, impresión directa o transferencia, entre otros.

En una modalidad, el material compuesto multicapa que comprende: un componente textil inferior que es poliéster; una capa de unión que comprende cloruro de polivinilo, plastificantes, estabilizantes térmicos, cargas minerales y agentes antimicrobianos; una capa inferior espumada o no espumada que comprende cloruro de polivinilo, plastificantes, estabilizantes térmicos, cargas minerales, agentes antimicrobianos, agentes hinchantes (si es espumada), y al menos un pigmento; una capa intermedia compacta con pigmentos fríos que comprende cloruro de polivinilo, plastificantes, estabilizantes a la luz UV, estabilizantes térmicos, cargas minerales, pigmentos fríos del sistema NIR y agentes antimicrobianos; y una capa exterior de recubrimiento protectora de laca que comprende una base polimérica dispersa ya sea en base acuosa o solvente y al menos un catalizador. Los aditivos se seleccionan de las listas a continuación o cualquier otro conocido por una persona medianamente versada en la materia. Los aditivos son opcionales a no ser que se indique explícitamente lo contrario en cada una de las capas.

Los plastificantes cumplen la función de otorgar suavidad y flexibilidad a polímeros duros. Estos se pueden clasificar como plastificantes primarios a base de ortoftalatos de alto peso molecular, base trimelitatos, base adipatos, base poliéster; o como plastificantes secundarios, entre los que se encuentran, pero no se limitan a, los plastificantes derivados de aceites vegetales hidrolizados, derivados de pentanodiol, mezclas de tereftalatos, derivados de parafinas.

Los estabilizantes térmicos protegen a los polímeros de las elevadas temperaturas a las que es sometido durante los diferentes procesos de transformación (por ejemplo, mezcla, extrusión, inyección, horneado etc.) y durante la exposición a la radiación solar durante el uso, evitando así la degradación de las propiedades fisicoquímicas del polímero. Entre los estabilizantes térmicos se encuentran, pero no se limitan a estabilizantes metálicos, orgánicos, de estaño, estereatos de calcio y zinc.

Las cargas minerales o “fillers” se definen habitualmente como materiales insolubles que se encuentran normalmente en forma de polvo y se utilizan para aumentar el volumen, obtener o incrementar determinadas propiedades técnicas y/o modificar propiedades ópticas. Estos materiales pueden dar muchas características al sistema en el que se encuentran dependiendo de si están activos o inactivos. Entre los agentes de relleno se encuentran, pero no se limitan a carbonato de calcio, dolomita, carbonato de sodio, talco, sílice, wollastonita, arcilla, fibras de sulfato de calcio, mica, perlas de vidrio y alúmina trihidrato.

Los retardantes a la llama se definen como una variedad de aditivos que se añaden a los materiales poliméricos para evitar incendios o disminuir la propagación del fuego a través de ellos y proporcionar un tiempo de escape adicional. Entre los agentes retardantes de llama se encuentran, pero no se limitan a trióxido antimonio, borato de zinc, hidróxido de aluminio, halógenos, fósforo, hidratos metálicos y cianuros de melamina, Los agentes antimicrobianos se definen como aditivos que matan microorganismos, detienen su crecimiento, dificultan o inhiben su reproducción. Entre los agentes microbianos se encuentran, pero no se limitan a derivados de oxybisfenoxiarsina, derivados de isotiazolona, compuestos de halógenos y zinc, nanopartículas o iones de plata y/o cobre, y sales de imidazol.

Los agentes hinchantes o también conocidos como espumantes, son un tipo de aditivos para plásticos que buscan producir estructuras celulares, es decir, estructuras que contienen porciones de celdas finas llenas de gas. Se puede conseguir así modificaciones de densidad, conductividad térmica y disipación de energía acústica y mecánica. Entre los agentes hinchantes se encuentran, pero no se limitan a azodicarbonamida, óxido de zinc, octoato de zinc, acelerante de potasio/zinc.

Los antiespumantes son agentes tensioactivos que actúan por medio de tensiones superficiales intermedias para lograr desestabilizar las lacas y liberar el aire retenido en la mezcla de estas. Dentro de estos tipos de antiespumantes se encuentran los antiespumantes orgánicos (base en aceites minerales) que proporcionan un excelente desempeño y son de bajo costo; los antiespumantes siliconados que son altamente efectivos a bajos niveles de dosificación y por último los antiespumantes moleculares que ofrecen una excelente compatibilidad con la mayoría de los sistemas.

Los agentes modificadores de reología se definen como aditivos para plásticos que se utilizan para modificar la viscosidad y mejorar la procesabilidad de los polímeros durante su transformación. Entre los agentes modificadores de reología se encuentran, pero no se limitan a, la sílice, derivados de pirrolidona, aceites epoxidados y tensioactivos.

Los pigmentos se utilizan para modificar el aspecto de los polímeros con fines decorativos. Son materiales que cambian el color de la luz que refleja o transmite como resultado de la absorción selectiva de la luz según su longitud de onda (que es el parámetro determinante del color). Los pigmentos pueden seleccionarse independientemente entre, pero sin limitarse a, pigmentos orgánicos, pigmentos inorgánicos, preparaciones de pigmentos a base de disolventes, pigmentos sólidos y pigmentos de efecto. Algunos ejemplos de los mismos son el dióxido de titanio, óxidos de hierro, orgánicos o inorgánicos. Los modificadores de superficies o también conocidos como modificadores de tacto son componentes de aditivos que permiten el desarrollo de fórmulas para recubrimientos que mejoran y protegen la apariencia en la interfase entre el recubrimiento o la tinta y el exterior. Entre los agentes modificadores de tacto se encuentran, pero no se limitan a, la sílice, dispersiones de ceras, emulsiones de cera y cera micronizada.

Los catalizadores son sustancias que favorecen o aceleran una reacción química sin intervenir directamente en ella, al final de la reacción el catalizador permanece inalterado. Los catalizadores más usados son los constituidos por platino, paladio y vanadio o por óxidos de cobre y de níquel.

El material compuesto multicapa de acuerdo con lo descrito anteriormente se caracteriza porque tiene una resistencia a la tensión entre min 121 LbL (urdimbre) y 72 Lbf (trama), una elongación a la ruptura en promedio a 67 % (urdimbre) y 159 % (trama), una resistencia a la puntada mínimo 12 Lbf ( urdimbre) y 8,6 Lbf ( trama), una abrasión Wyzenbeek mínima 150 000 ciclos sin evidenciar desgaste en la superficie, una solidez a la luz calificación mayor a 4 sin evidenciar cambios significativos, un HBU (Heat Buil Up Index) entre 58 °C y 61 °C en productos sin estampación. Adicionalmente, cuando se somete a prueba de exposición al aire libre (Qlab Llorida Test) demuestra no tener cambios significativos hasta por 180 días de exposición.

Dentro de las aplicaciones para materiales multicapa se encuentra: tapicería para muebles línea hogar (exteriores e interiores); tapicería y paneles interiores y exteriores para yates, autos y motos; desarrollo de productos impermeables y toldos.

El material compuesto multicapa se puede obtener por medio de los procesos de fabricación de telas recubiertas tales como: extrusión y calandrado, transferencia de recubrimiento, horneado y laminación.

Se debe entender que la presente invención no se halla limitada a las modalidades descritas e ilustradas a continuación, pues como será evidente para una persona versada en el arte, existen variaciones y modificaciones posibles que no se apartan del espíritu de la invención, definido por las reivindicaciones. EJEMPLOS

Ejemplo 1. Material compuesto multicapa con PVC flexible espumado a escala laboratorio (FIG. 1)

Componente textil inferior (1): 100 % poliéster.

Capa de unión (2): PVC, DOTP y parafina clorada, estabilizante térmico base estaño, carbonato de calcio, sílice, derivado de isotiazolona.

Capa superior multicapa (3):

Una capa inferior espumada (4): PVC, DOTP y parafina clorada, carboxilato de estaño, octoato de zinc, azodicarbonamida carbonato de calcio, derivado de isotiazolona, pigmento blanco.

Capa intermedia compacta con pigmentos fríos (5): PVC, DOTP, benzotriazola, carboxilato de estaño, carbonato de calcio, pigmentos sistema NIR, derivado de isotiazolona, sílice.

Capa exterior de recubrimiento protectora (6): laca sistema SRT (urea formaldehido, ácido toluen sulfónico, y aerifica (metacrilato, cloroacetato de polivinilo, solventes).

Sobre un papel de transferencia se realizó la aplicación de la capa intermedia compacta con pigmentos fríos a una altura de 0,21-0,22 mm y se pre-secó a 180 °C por 20 s. Posteriormente, sobre la capa intermedia compacta con pigmentos fríos se realizó la aplicación de una capa inferior espumada a una altura de 0,37 mm y se pre-secó a 180 °C por 5 s. Una vez aplicada la capa inferior espumada, se aplicó la capa de unión, calibrada a 0,43 mm. Finalmente, se unió la capa de unión a la capa textil inferior para entrar al homo a 200 °C por 50 s.

Una vez secado el material con la capa intermedia compacta con pigmentos fríos, la capa inferior espumada, la capa de unión y la capa textil inferior, se retiró el papel de transferencia para aplicar la capa protectora de recubrimiento exterior sobre la cara expuesta de la capa intermedia compacta con pigmentos fríos. Ejemplo 2. Material compuesto multicapa con PVC flexible a escala industrial (F1G.

1)

Se llevó a cabo siguiendo una metodología similar a la descrita en el Ejemplo 1 en donde adicionalmente se realizaron dos aplicaciones. En la primera se aplicó una capa exterior de recubrimiento protectora a base de resina acrílica dispersa en solventes y un copolímero por medio de rodillos de aplicación sobre toda la tela recubierta con PVC. Posteriormente, se realizó un secado de la tela recubierta con PVC y la capa exterior de recubrimiento protectora base resina acrílica a una temperatura entre 140 °C y 160 °C y a una velocidad de 16 m/min.

Luego, se aplicó una base poliuretánica y un catalizador disperso en formaldehído, por medio de rodillos de aplicación, a una temperatura entre 140 °C y 160 °C y a una velocidad de 16 m/min. Las características mecánicas, de abrasión y limpiabilidad del material obtenido se presentan en la Tabla 1.

Tabla 1. Características mecánicas, de abrasión y limpiabilidad del material obtenido a partir del Ejemplo 2

Prueba Unidades Valor

Resistencia a la tensión LbF 121 (urdimbre); 72 (trama) Elongación a ruptura % 67 (urdimbre); 159 (trama) Resistencia a la puntada LbF 12 (urdimbre); 8,6 (trama) Abrasión Wyzenbeek # ciclos 100000 ciclos (sin cambios significativos)

Solidez a la luz QUV 650 horas Sin cambios significativos en el color

Weather o meter 1000 horas Sin cambios significativos en el color (en escala de grises)

HBU ( heat builup) (ASTM °C 59 D4803-10)

Prueba de exposición al aire 180 días Sin cambios significativos libre (ASTM G47)

Ejemplo 3. Material compuesto multicapa estampado a escala industrial (F1G. 2) Se llevó a cabo siguiendo la metodología descrita en el Ejemplo 1, en donde adicionalmente se aplicado una capa de estampado sobre la capa intermedia de pigmentos fríos (5). Para la capa de estampado (7) se aplicó una resina acrílica, un copolímero, solventes y pigmentos para la elaboración de lacas y tintas, por medio de un rodillo aplicador sobre toda la tela recubierta con PVC y se realizó un pre-secado de la tela recubierta con aire caliente a una temperatura entre 70 °C y 80 °C a una velocidad de 22 m/min. Posteriormente, se aplicó la capa exterior de recubrimiento protectora (6) que consistió de una base de poliuretano y al menos un catalizador disperso en agua, por medio de rodillos de aplicación sobre toda la tela recubierta de PVC y se realizó el secado de la tela recubierta a una temperatura de 170 °C y a una velocidad de 22 m/min.

Ejemplo 4. Material compuesto multicapa compacto (no espumado)

Componente textil inferior (1): 100% poliéster.

Capa de unión (2): PVC, DOTP y parafina clorada, carbonato de calcio, sílice.

Capa superior multicapa (3):

Una capa inferior no espumada con pigmentos fríos (4): PVC, DOTP, estabilizante térmico tipo bario-zinc, aceite epoxidado, solvente alifático, carbonato de calcio, pigmentos del sistema NIR.

Capa intermedia compacta con pigmentos fríos (5): PVC, DOTP, benzotriazola, carboxilato de estaño, carbonato de calcio, pigmentos sistema NIR.

Capa protectora de recubrimiento exterior (6): laca sistema vinil-acrílico (resina acrílica, PVC, solventes).

Sobre un papel de transferencia se realizó la aplicación de la capa protectora de recubrimiento exterior, por medio de un rodillo aplicador sobre todo el papel y se realizó un secado a una temperatura de 110 °C por 20 s; posteriormente, sobre la capa protectora de recubrimiento exterior, se aplicó la capa intermedia compacta con pigmentos fríos a una altura de 0,21-0,22 mm y se pre-secó a una temperatura de 180 °C por 20 s. Luego sobre la capa intermedia compacta con pigmentos fríos se aplicó la capa inferior no espumada con pigmentos fríos a una altura de 0,39 mm y se pre-secó a una temperatura de 180°C por 15 s. Una vez pre-secadas las capas, se aplicó la capa de unión, calibrada a un espesor de 0,57 mm. Finalmente, se unió la capa de unión con el componente textil inferior, y se llevó material al homo a una temperatura de 200 °C por 60 s. Una vez secado todo el material con las capas intermedia e inferior con pigmentos fríos y la capa textil, se retiró el papel de transferencia.

Ejemplo 5. Material compuesto multicapa compacto de PVC con alta resistencia al fuego (FIG. 1)

Componente textil inferior (1): mezcla poliéster-fibra de vidrio.

Capa de unión (2): PVC, DOTP y parafina clorada, carbonato de calcio, trióxido de antimonio, hidróxido de aluminio, sílice.

Capa superior multicapa (3):

Capa inferior no espumada con pigmentos fríos (4): PVC, DOTP, fosfato de triarilo, carboxilato de estaño, solvente alifático, carbonato de calcio, hidróxido de aluminio, borato de zinc, trióxido de antimonio, pigmentos sistema NIR.

Capa intermedia con pigmentos fríos (5): PVC, DOTP, benzotriazola, carboxilato de estaño, carbonato de calcio, mezcla de sales FR, pigmentos sistema NIR.

Capa protectora de recubrimiento exterior (6): laca sistema vinil-acrílica (resina acrílica, PVC, solventes).

Sobre un papel de transferencia se realizó la aplicación de la capa exterior de recubrimiento protectora, por medio de un rodillo aplicador sobre todo el papel, luego se realizó un secado a una temperatura de 110 °C por 20 s. Posteriormente, sobre la capa exterior de recubrimiento protectora, se aplicó la capa intermedia compacta con pigmentos fríos a una altura de 0,21-0,22 mm y se pre-secó a una temperatura de 180 °C por 20 s. Sobre esa capa intermedia compacta con pigmentos fríos se aplicó la capa inferior no espumada con pigmentos fríos a una altura de 0,42 mm y se pre-secó a una temperatura de 180 °C por 5 s. Una vez pre-secadas ambas capas, se aplicó la capa de unión, calibrada a 0,6 mm. Finalmente, se unió la capa de unión con la capa textil y se llevó al homo a una temperatura de 200 °C por 60 s para posteriormente retirar el papel de transferencia.

Ejemplo 6. Material compuesto multicapa de PVC flexible con componente textil inferior con mezcla de hilazas de poliéstery algodón (FIG. 1)

Componente textil inferior (1): 65 % poliéster/35 % algodón Capa de unión (2): PVC, DOTP y parafina clorada, hidróxido de aluminio, trióxido de antimonio, carbonato de calcio, sílice, derivado de isotiazolona.

Capa superior multicapa (3):

Una capa inferior espumada (4): PVC, DOTP, parafina clorada, fosfato de triarilo, aceite epoxidado carboxilato de estaño, octoato de zinc, azodicarbonamida, carbonato de calcio, borato de zinc, hidróxido de aluminio, óxido de zinc, derivado de isotiazolona, dióxido de titanio.

Capa intermedia compacta con pigmentos fríos (5): PVC, DOTP, parafina clorada, aceite epoxidado, benzotriazola, estabilizante al calor calcio- zinc, carbonato de calcio, hidróxido de aluminio, sales FR, pigmentos sistema NIR, derivado de isotiazolona, sílice.

Capa protectora de recubrimiento exterior (6): laca resina poliuretano dispersa en agua y al menos un catalizador.

Sobre un papel de transferencia se aplicó la capa intermedia compacta con pigmentos fríos a una altura de 0, 19 mm, luego se realizó un pre-secado a una temperatura de 180 °C por 15 s. Posteriormente, sobre la capa intermedia compacta con pigmentos fríos se aplicó la capa inferior espumada a una altura de 0,37 mm y se realizó un pre-secado a una temperatura de 180 °C por 15 s. Una vez aplicadas y pre-secadas ambas capas, se aplicó la capa de unión, calibrada a 0,5 mm. Finalmente, se unió esta capa de unión con el componente textil y se llevó al homo a una temperatura de 200 °C por 50 s y se retiró el papel de transferencia con el fin de aplicar la capa protectora de recubrimiento exterior. Para ello, sobre el textil recubierto con PVC se aplicó la capa exterior de recubrimiento protectora con un rodillo de aplicación sobre toda la tela recubierta con PVC y se realizó un secado de la tela recubierta con PVC a una temperatura entre 110 °C y l30 °C durante 50 s.

Ejemplo 7. Material compuesto multicapa de PVC flexible con componente textil en nylon (FIG. 1)

Componente textil inferior (1): 100 % nylon

Capa de unión (2): PVC, DPHP, poliéster de ácido adípico, carbonato de calcio, hidróxido de aluminio, trióxido de antimonio, sílice, derivado de isotiazolona.

Capa superior multicapa (3): Capa inferior espumada (4): fosfato de triarilo, estabilizante al calor base bario- zinc, azodicarbonamida, hidróxido de aluminio, borato de zinc, trióxido de antimonio, derivado de isotiazolona, pigmento blanco.

Capa intermedia compacta con pigmentos fríos (5): PVC, DPHP, benzotriazola, carboxilato de estaño, carbonato de calcio, hidróxido de aluminio, borato de zinc, sales FR, sílice, pigmentos sistema NIR, derivado de isotiazolona.

Capa protectora de recubrimiento exterior (6): primera aplicación de una capa de recubrimiento protector exterior base poliuretano disperso en agua y al menos un reticulante, y segunda aplicación de una capa de recubrimiento protector exterior base poliuretano dispersa en solvente.

Sobre un papel de transferencia se aplicó una capa intermedia compacta con pigmentos fríos a una altura de 0,32 mm y se pre-secó a una temperatura de 180 °C por 20 s. Posteriormente, aplicó la capa inferior espumada a una altura de 0,67 mm y se pre-secó a una temperatura de 180 °C por 5 s. Una vez aplicada la capa intermedia compacta con pigmentos fríos y la capa inferior espumada, se aplicó la capa de unión calibrada a 0,7 mm. Finalmente, se unió esta capa de adhesivo con el componente textil y se llevó al homo a una temperatura de 200 °C por 60 s para posteriormente retirar el papel de transferencia y continuar con la aplicación de la capa exterior de recubrimiento protectora.

Como en los ejemplos anteriores, este proceso se lleva a cabo en dos aplicaciones. En la primera, se aplicó una capa protectora de recubrimiento exterior de resina poliuretano dispersa en solvente, por medio de un rodillo aplicador sobre toda la tela recubierta con PVC, posteriormente se realizó un pre-secado de la tela recubierta con PVC a una temperatura de 110 °C por 40 s. Posteriormente, sobre la aplicación anterior se aplicó una base de poliuretano y al menos un catalizador disperso en agua, por medio de rodillos de aplicación sobre toda la tela recubierta de PVC y se realizó el secado de la tela recubierta a una temperatura entre 120 °C y 140 °C durante 60 s.

Ejemplo 8. Condiciones y equipo para evaluar el desempeño frente a la radiación de los materiales compuestos multicapa Para medir el comportamiento térmico de los materiales compuestos multicapa del presente desarrollo, en particular de los materiales de los Ejemplos 9 a 12, bajo un tipo específico de lámpara de calor (simulando la luz solar) se utilizaron dos metodologías:

- ASTM D4803-Predicción de la acumulación de calor en productos de construcción de PVC: Este método de prueba permite medir el aumento de temperatura de una muestra de ensayo en comparación con una muestra de referencia bajo un tipo específico de lámpara de calor (es decir, lámpara de calor reflectante de infrarrojos). Permitiendo predecir la acumulación de calor (HBU) del material frente a la exposición de la radiación solar. Se reprodujo la configuración experimental necesaria de acuerdo con la norma ASTM D4803 para medir el aumento de la temperatura.

Generalmente, cuanto más oscuro es el producto, más energía se absorbe y mayor es la acumulación de calor. Sin embargo, incluso con el mismo color aparente, la acumulación de calor puede variar debido a la estructura del material, a la emisión, absorbancia y reflectancia del material, al sistema de pigmento específico involucrado y a la forma en como éste se formula para colorear la superficie.

No obstante, aunque este método de prueba proporciona un estimado de la acumulación de calor relativa entre el material de ensayo y uno de referencia bajo ciertas condiciones severas definidas, es importante señalar que no necesariamente permite predecir con exactitud el desempeño de los materiales bajo condiciones reales de uso. El desempeño de cualquier material depende de la temperatura del aire, el ángulo de incidencia del sol, las nubes, la velocidad del viento, el aislamiento, la instalación detrás de un vidrio, el tiempo de exposición, entre otras condiciones.

Termogramas de simulación de la radiación solar: En este ensayo, las muestras se expusieron bajo condiciones estándar de radiación solar utilizando un simulador solar (Newport Oriel® Sol 3A) utilizando una lámpara de arco de xenón de 450 W en una cama de lana de vidrio.

El aumento de temperatura de la superficie de cada muestra expuesta a estas condiciones solares simuladas se midió cada 2 min durante 14 min y se registró con una cámara Fluke Ti450® a un ajuste de emisividad de 0,95. Una vez transcurrido el tiempo de calentamiento bajo la radiación solar simulada (14 minutos), se apagó el simulador y se evaluó la rampa de enfriamiento de cada muestra, midiendo la temperatura superficial cada 2 minutos durante 14 minutos.

Ejemplo 9. Procesabilidad de los pigmentos fríos

Para evaluar la importancia de la procesabilidad de los pigmentos fríos sobre el comportamiento frente a la radiación del material multicapa, se llevó a cabo la molienda del pigmento utilizando un sistema de molino de esferas en comparación con la molienda utilizando un molino tricilíndrico.

Sistema de molino de esferas:

En el primer caso, el pigmento en polvo fue mezclado con un plastificante tipo ortoftalato y la mezcla se dejó en reposo durante 7 h con el fin de humectar las partículas del pigmento con el plastificante. Transcurrido el tiempo de humectación la mezcla se agitó por 20 min con el fin de dispersar los aglomerados generados durante la humectación y para homogeneizar mejor la dispersión. La mezcla anterior se procesó dos veces en un molino de esferas de acero de 3 mm para garantizar una buena dispersión del pigmento. El pigmento frío vehiculizado fue posteriormente incorporado en la capa intermedia compacta de un material multicapa como el descrito en el Ejemplo 1, utilizando una capa intermedia de PVC al 2 % y se lo identificó con la referencia #7870.

Molino tricilíndrico:

En el segundo caso, el pigmento en polvo también se mezcló con un plastificante tipo ortoftalato y la mezcla se dejó en reposo durante 7 h para humectar las partículas y transcurrido el tiempo de humectación, la mezcla se agitó por 20 min para dispersar los aglomerados. Posteriormente, la mezcla se procesó por una única vez en un molino tricilíndrico trabajando a baja presión con el objetivo de evitar cualquier alteración de la microestructura del pigmento. El pigmento frío se incorporó en la capa intermedia compacta de un material multicapa como el del Ejemplo 1, utilizando una capa intermedia de PVC al 2 % y la muestra se identificó con la referencia #7871. La evaluación del desempeño frente a la radiación infrarroja de ambos materiales se llevó a cabo en un simulador solar (Newport Oriel® Sol 3A) utilizando una lámpara de arco de xenón de 450 W en una cama de lana de vidrio como se describe en el Ejemplo 8. Los termogramas de calentamiento para los materiales multicapa de las referencias #7870 y #7871 se presentan en la FIG. 3. Los resultados muestran el impacto que tiene sobre el desempeño del material el tipo de procesamiento que se realiza sobre los pigmentos fríos. En particular, la referencia #7870 en la que los pigmentos fueron procesados bajo condiciones más agresivas, el material se calienta poco más de 10 °C en comparación con la referencia #7871 en la que los pigmentos fueron procesados con un trabajo mecánico más regulado analizados en las mismas condiciones.

Ejemplo 10. Comportamiento térmico del material compuesto multicapa

Con el fin de evaluar el desempeño térmico del material compuesto multicapa con pigmentos fríos (sistema NIR) del presente desarrollo, se fabricó un material como el del Ejemplo 1 (#8744) utilizando un pigmento NIR en color negro. El material fabricado se comparó con un material multicapa convencional de color negro y con un material de referencia (comercial) también en color negro que declara tener un efecto frío bajo el efecto de la radiación solar simulada (Newport Oriel® Sol 3A), como se describe en el Ejemplo 8.

Los termogramas de la FIG. 4 muestran que el material convencional alcanza una temperatura hasta 10 °C mayor que la temperatura que alcanzan el material del presente desarrollo o el material de referencia comercial con efecto frío después de 14 min de exposición. De otro lado, el material del presente desarrollo presenta un desempeño ligeramente mejor que el material de referencia comercial con efecto frío, lo que demuestra las cualidades del material desarrollado.

Ejemplo 11. Ensayo comparativo de acumulación de calor

Para evaluar la acumulación de calor y en consecuencia el desempeño frente al tacto del material compuesto multicapa, se fabricó una muestra como la del Ejemplo 1 en color negro (#26948) y se comparó con un material de referencia (comercial) también en color negro y que declara tener un efecto frío. En la Tabla 2 se presentan los resultados de acumulación de calor medidos y calculados para las muestras codificada como #26948 y el material de referencia. La FIG.5 se muestra el aumento de temperatura en función del tiempo de exposición a la radiación de la lámpara.

Tabla 2. Resultados obtenidos para el índice de acumulación de calor según ASTM D4803.

Temperatura del Temperatura del

Muestra HBU (°C) material (°C) control negro (°C)

Material multicapa

57,1 68,4 60 #26948 Material de

56,9 68,4 60 referencia De esta forma, a partir de la Tabla 2 y FIG. 5, se puede observar que ambas muestras tienen el mismo resultado de índice de acumulación de calor y siguieron la misma curva de aumento de temperatura cuando fueron expuestas a la radiación de la lámpara, siguiendo la ASTM D4803 (Ejemplo 8). Por otro lado, mediante la prueba de simulación de la radicación solar como se describe en el Ejemplo 8, se determinaron la temperatura máxima alcanzada durante 14 min de exposición solar simulada y la rampa de enfriamiento una vez apagado el simulador (FIG. 6) para el material multicapa codificado como #26948 y el material de referencia. Como se observa, a partir de la FIG. 6 se puede verificar que ambas muestras presentan un comportamiento de calentamiento y enfriamiento similar cuando se someten a una prueba de simulación solar. De hecho, ambas muestras presentan la misma temperatura máxima cuando fueron expuestas por 14 minutos al equipo simulador solar. Ejemplo 12. Comportamiento térmico del material compuesto multicapa con una capa adicional de estampación

Para evaluar el impacto sobre el desempeño del material compuesto multicapa del presente desarrollo, se fabricó un material como el del Ejemplo 3 colocando una capa de estampado en color negro con pigmentos convencionales entre la capa exterior de recubrimiento protectora y la capa compacta con pigmentos fríos (sistema NIR) de color negro. Este material se comparó con un material sin la capa de estampado y contra un material convencional.

El comportamiento térmico de los tres materiales evaluado bajo las condiciones descritas en el Ejemplo 8 se muestra en la FIG. 7. El material con la capa de estampación alcanza una temperatura de aproximadamente 9 °C mayor al material sin la capa de estampación y en todo caso menor por lo menos 5 °C respecto al material convencional. En este sentido, la sustitución de los pigmentos convencionales por pigmentos fríos podría ayudar a mejorar el desempeño de la capa de estampado.