MXPA01010355A - Perfil hueco que comprende un compuesto de poliolefina fibra de madera mejorado. - Google Patents

Abstract

La invencion es concerniente con un elemento estructural compuesto mejorado que comprende un elemento estructural de perfil complejo, elaborado de un compuesto que comprende un polimero de polipropileno y una fibra de madera. El material es util en aplicaciones de construccion convencionales. El perfil complejo en la forma de un elemento compuesto termoplastico extruido puede ser utilizado en estructuras residenciales y comerciales como es descrito. De preferencia, el elemento estructural es utilizado en la fabricacion de los componentes de ventanaje tales como ventanas y puertas. Tales elementos lineales son disenados con formas de seccion transversal especificamente configuradas para formar elementos estructurales en las unidades de ventanaje. Los elementos estructurales deben poseer suficiente resistencia, estabilidad termica y resistencia a la intemperie para permitir la fabricacion de una unidad de ventana estructuralmente hermetica al sonido que pueda ser facilmente instalada a una abertura rugosa o aspera pero que pueda mantener su apariencia atractiva e integridad estructural durante el periodo de vida de la unidad de ventana frecuentemente 20 anos o mas. El elemento estructural comprende una seccion transversal compleja hueca con por lo menos una red o armazon estructural o una red sujetadora formada dentro del componente. El exterior del componente extruido tiene una capa de material de cubierta o revestimiento visible y es formado y adaptado para la instalacion en aberturas rugosas o asperas. El exterior tambien contiene forma y componentes aptos para soportar los elementos de la unidad de ventanaje tal como una unidad de ventana, bastidor o puerta movible. Los elementos estructurales de polipropileno mejorados tienen ventajas unicas y pueden ser motados en procesos de soldadura termoplasticos.

Description

PERFIL HUECO QUE COMPRENDE UN COMPUESTO DE POLIOLEFINA FIBRA DE MADERA MEJORADO CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención es concerniente con materiales compuestos para elementos estructurales utilizados en la arquitectura comercial y residencial y específicamente en la elaboración o fabricación de unidades de ventanaje tal como ventanas y puertas. El compuesto es elaborado utilizando un proceso de extrusión con una entrada de poliolefina y fibra de madera para formar un material compuesto que tiene propiedades mejoradas. Los materiales tienen propiedades de procesabilidad, térmicas y estructurales mejoradas cuando son comparados con los componentes de metal, vinilo o de madera y cuando son comparados con otros compuestos poliméricos o de poliolefina. Los elementos estructurales de la invención pueden ser utilizados en la forma de elementos utilizados en la construcción institucional y residencial tales como elementos de armazón, vigas, madera aserrada dimensionada, chambranas, tapas de forro, teja de madera, jambas, largueros, solares, carriles, bastidor de ventana y otros componentes. Estas aplicaciones pueden requerir un elemento estructural de perfil hueco de pared delgada, complejo de bajo costo. Si se desea, el compuesto puede ser elaborado con recirculación intencional de las corrientes de sub-producto o Ref.: 132816 de desecho que comprenden componentes utilizados en la fabricación de la unidad de ventanaje.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN En los materiales de construcción convencionales y en la fabricación de ventanas y puertas, son utilizados componentes de vinilo, compuesto de vinilo, madera y metal en la formación de elementos estructurales. Más comúnmente, las tablas de forro, chambrana, unidades de puertas o ventanas típicamente son elaboradas de elementos de vinilo extruido o aluminio o madera pulida. Tales materiales y unidades elaboradas de estos materiales, requieren mantenimiento y frecuentemente son no eficientes de energía. Loa materiales de vinilo se han utilizado en la formación de envolturas, perfiles y componentes selladores en unidades de ventanas. Tales materiales de vinilo comúnmente comprenden una mayor proporciona de polímero de vinilo con pigmentos inorgánicos, rellenadores, lubricantes, etc. Se ha utilizado el moldeo por extrusión o por inyección de materiales termoplásticos, rellenados y no rellenados como materiales termoplásticos flexibles y rígidos utilizados en selladores, chambranas, sujetadores y otras partes de construcción de ventanas. El polivinilcloruro termoplástico se ha combinado con elementos de madera en la fabricación de ventanas marca PERMASHIELD® fabricadas por Andersen Corporation por muchos años. La tecnología es descrita en las patentes norteamericanas Nos. 2,926,729 y 3,432,855 expedidas a Zaninni. En general, los materiales de PVC son utilizados como un revestimiento o recubrimiento. La tecnología de PVC utilizada en la fabricación de ventanas marca PERMASHIELD® comprende moldear por extrusión o inyección el recubrimiento o envoltura de polivinilcloruro delgado sobre un elemento estructural de madera configurado. Una alternativa útil a las envolturas de vinilo alrededor de elementos de madera es un compuesto de polivinilcloruro fibra de madera tal como aquel descrito en las patentes asignadas a Andersen Corporation que incluyen las patentes norteamericanas Nos. 5,406,768; 5,441,801; 5,486,553; 5,539,027; 5,497,594; 5,695,874; 5,518,677; 5,827,607 y la Solicitud de Patente Europea publicada No. 586,212 y otras. Los materiales de poliolefina tales como polietileno y propileno, composiciones de poliolefina comunes, han estado disponibles en una variedad de grados y formas por muchos años. En gran parte, el polipropileno no se ha utilizado en aplicaciones exteriores o como elementos estructurales exteriores debido a su capacidad estructural limitada y su incapacidad para resistir el efecto perjudicial del clima, comúnmente calor, luz y frío. Recientemente, el polipropileno se ha utilizado en una variedad de aplicaciones en las cuales el polipropileno es combinado con una composición de refuerzo en una variedad de maneras. Por ejemplo, la patente norteamericana No. 3,888,810 expedida a Shinomura, enseña un compuesto termoplástico que comprende una resina termoplástica, materiales fibrosos y de preferencia cauchos sintéticos o naturales. La patente norteamericana No. 3,917,901 expedida a Jones, enseña un conductor que tiene una capa aislante que comprende un compuesto de poliolefina-madera. La patente norteamericana no. 3,962,157 expedida a Nakano et al, reivindica una composición de polipropileno modificada con un rellenador poroso y un agente de radicales libres que promueve la reacción entre el rellenador y el polímero. La patente norteamericana No. 5,516,472 expedida a Laver, reivindica un aparato y método para fabricar un compuesto que forma, internamente, hebras semejantes a pelotillas que luego son recombinadas para formar una parte extruida. La patente norteamericana No. 5,766,395 expedida a Bainbridge et al, reivindica una estructura compuesta de autosoporte en la forma de un panel elaborado mediante el moldeo por compresión de materiales compuestos. La técnica previa también describe una gran proporción de patentes que compatibilizan una combinación de una poliolefina con un rellenador de celulosa utilizando tales materiales como plastificantes, compuestos que contienen silicona monomerica, porciones de sililo injertadas ya sea sobre el polímero o el rellenador, lubricantes de poliolefina, mezclas de tipos variados de polímeros en combinación con la poliolefina primaria, elastómeros y cauchos sintéticos, poliolefinas modificadas con metilol fenol, mezclas de polímeros de etileno y polímeros de polipropileno, polimerización in situ y monómeros sobre una fibra utilizada en la fabricación de un compuesto, fibras especializadas que incluyen fibras de politetrafluoroetileno, poliolefinas expandidas o de otro modo especialmente modificadas, glioxal y otros tipos de agentes de reticulación térmicamente reactivos, fibras celulósicas modificadas que incluyen el uso de metales, agentes de reticulación, agentes compatibilizantes, etc. La patente norteamericana No. 5,435,954 expedida a Wold, enseña un método de moldeo para la formación de un compuesto a un artículo útil. La técnica de polipropileno ha mostrado avance y sofisticación significante en el aprendizaje para obtener nuevas propiedades físicas del polipropileno, varias fibras y reactivos u otros polímeros. Ejemplos representativos de desarrollos recientes en la fabricación de composiciones de polipropileno, particularmente propileno fabricado con catalizador de metaloceno, son mostrados en la literatura técnica perteneciente a Montell North America Inc. Por ejemplo, la patente norteamericana No. 5,574,094 expedida a Malucelli et al, enseña composiciones de poliolefina mejoradas que comprende uno o más materiales cristalinos que tienen un índice de fusión mayor que 20 gramos-10 min-1 combinado con una partícula celulósica o fibra. Malluceli et al describen la formación de pelotillas de un compuesto tal y la conversión de tal pelotilla a productos por medio del moldeo por inyección. La patente norteamericana No. 5,691,264 expedidas a Sacchetti et al. describe un catalizador de metaloceno bimetálico que contiene al menos un enlace M-p combinado con un soporte que comprende haluro de magnesio en la polimerización de fase gaseosa de una olefina tal como propileno a un producto polimérico estructural. En particular, estos catalizadores obtienen la polimerización de olefinas, tal como propileno, a materiales útiles de alto peso molecular. La literatura de patentes describe catalizadores bimetálicos que contienen un compuesto de titanio o vanadio soportados sobre un reactivo de haluro de magnesio con un compuesto de metaloceno que contiene por lo menos un anillo de ciclopentadienilo coordinado sobre un metal de transición seleccionado de V, Ti, Zr, Hf o mezclas de los mismos. Ejemplos de tales catalizadores son descritos en la patente norteamericana No, 5,120,696, EP-A- 447070 y EP-A-447071. Los catalizadores bimetálicos pueden ser obtenidos al impregnar un soporte de sílice con un compuesto de magnesio del tipo MgR2, en donde R es un radical hidrocarburo y luego al hacer reaccionar el soporte tratado con un compuesto de Ti, tal como TiCl4, opcionalmente con SiCl4 y después con un compuesto de metaloceno. Tales materiales son mostrados en EP-A-514594.

Tales catalizadores bimetálicos obtenidos mediante estos tratamientos y luego con otros titanocenos tales como dicloruro de diciclopentadienil titanio y dicloruro de bis (indenil) titanio, son mostrados en EP-A-412750. Catalizadores similares obtenidos al tratar compuestos carbonatados de magnesio, tal como carbonato de alquil magnesio, con dicloruro de titanio en la presencia de un compuesto de metaloceno de Hf o Zr, son conocidos de la Solicitud de PCT WO 94/03508. Catalizadores bimetálicos que comprenden un catalizador a base de titanio en el cual el compuesto de Ti es soportado sobre un haluro de Mg, un compuesto de metaloceno y un poli (metilaluminoxano) (un MAO) son descritos en el documento EP-A-436399. La patente norteamericana No. 5,698,487 expedida a Sacchetti et al, describe composiciones adicionales y métodos para la preparación de catalizadores de metaloceno para preparar materiales de poliolefina. La patente norteamericana No. 5,698,642 expedida a Govoni et al describe un proyecto de polimerización en fase gaseosa, particular, que tiene dos zonas de polimerización interconectadas para la polimerización de olefina. La patente norteamericana No. 5,759,940 expedida a Sacchetti et al describe información adicional sobre la preparación de materiales catalíticos para la fabricación de materiales de poliolefina. Detalles adicionales para la fabricación de catalizadores de metaloceno modernos son mostrados en la patente norteamericana No. 4,542,199 y EP-A-129368; EP-A-185918; EP-A-485823; EP-A-485820; EP-A-51237; y en las patentes norteamericanas Nos. 5,132,262; 5,162,278; 5,106,804. Los materiales poliméricos de polipropileno modernos muestran mejora en las propiedades físicas cuando son comparados con los materiales elaborados utilizando los materiales catalíticos de Zigler-Natta inicialmente formulados, desarrollados desde los inicios de 1960. La patente norteamericana No. 5,542,780 expedida a Kourgli, describe un compuesto de polipropileno que tiene un módulo elástico de aproximadamente 500,000 o menor. La patente norteamericana No. 4,323,625 expedida a Coran et al enseña un compuesto de polipropileno que tiene 20% en peso de una pulpa de madera dura y un módulo menor que 200,000. La patente norteamericana No. 5,725,939, expedida a Nishibori, enseña un compuesto de polipropileno harina de madera con 50% de polímero y un módulo menor de 400,000. La patente norteamericana No. 4,717,742 expedida a Beshay, describe un compuesto de polipropileno pulpa de álamo que tiene 40% en peso de pulpa y un módulo de tensión menor que 100,000. La patente norteamericana No. 4,820,749 expedida a Beshay, enseña un compuesto de polipropileno pulpa de madera que tiene aproximadamente 40% en peso de pulpa y un módulo menor que 100,000. La patente norteamericana No. 5,164,432 expedida a Dehennau et al y la patente norteamericana No. 5,215,695 expedida a Bortoluzzi et al, muestran compuestos que contienen aserrín con menos de 50% en peso de fibra y un módulo menor que 800,000. La Solicitud EP No. 540026 expedida a Malucelli et al, enseña un compuesto de polipropileno harina de madera que tiene 50% en peso de polímero y un módulo menor de 700,000. En resumen, la técnica previa relacionada con compuestos de polipropileno comúnmente utilizan 50% en peso o menos de fibra, exhibe un módulo menor que 800,000 y no es particularmente descriptiva en cuanto a las condiciones del proceso de fabricación o las propiedades térmicas o estructurales valiosas. La industria no ha conseguido su propósito en la fabricación de un compuesto de alta resistencia y técnicamente estable. La industria no ha logrado preparar un elemento estructural de perfil de pared delgada, complejo, a partir de polipropileno y una fibra de refuerzo, que puede mostrar integridad estructural durante el tiempo de vida de una unidad de ventanaje. Existe una necesidad substancial por un material estructural de compuesto de poliolefina-fibra de madera mejorado que pueda ser extruido en un elemento estructural de ingeniería, estable de color, resistente a la intemperie. Tal elemento estructural requiere estabilidad física, estabilidad de color, un coeficiente controlable de expansión térmica y suficiente módulo para perdurar en una instalación de construcción y mientras que es expuesto al ambiente exterior.

El compuesto debe ser extruido o extruible a una forma que es un substituto directo en las propiedades de montaje y propiedades estructurales para un elemento de madera o de aluminio extruido. Tales materiales deben ser extruibles a secciones transversales reproductibles, de dimensiones estables y útiles con una baja proporción de transmisión de calor, resistencia mejorada al ataque de insectos, resistencia mejorada a la absorción de agua y resistencia al pudrimiento cuando están en uso, combinados con dureza y rigidez que permite el corte con sierra, el pulimento o cepillado y obtiene propiedades de retención sujetadoras comparables a los elementos de madera y elementos de aluminio. Así, existe una necesidad substancial por desarrollos adicionales en la fabricación de elementos compuestos para unidades de ventanaje.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Se ha encontrado un material compuesto de poliolefina fibra de madera, substancialmente mejorado, que cuando es extruido a elementos estructurales proporciona propiedades mecánicas sorprendentemente mejoradas que incluyen: módulo de tensión y estabilidad mecánica (deflexión térmica) a temperatura elevada. Los solicitantes han descubierto inesperadamente que la "compatibilización" de fibras de madera aciculares que tienen contenido de humedad especifico, proporciona una reología del material fundido conducente a la producción de elementos estructurales reforzados con fibras, extruidos, mejorados. Una característica adicional de la invención se encuentra en el reconocimiento de los solicitantes de que la reología del material fundido permite el uso de herramientas de extrusión (troqueles o dados, bloques de calibración, etc.) diseñados para un material compuesto de poli (vinilcloruro) (PVC) fibra de madera también conocido como FIBREX®. Los solicitantes creen que las propiedades mecánicas superiores de los elementos estructurales son debidas a la alineación de fibra de madera mejorada y la compatibilización de fibra-resina (impregnación) . El compuesto de polipropileno combina aproximadamente 5 a 50 partes de una poliolefina, polietileno o polipropileno, con mayor que aproximadamente 50 a 90 partes de una fibra de madera que tiene una relación dimensional mayor de aproximadamente 2 y un tamaño de fibra que se encuentra entre aproximadamente 50 mieras y aproximadamente 2000 mieras. De preferencia, el tamaño de fibra varía de aproximadamente 500 a aproximadamente 1000 mieras y más de preferencia entre aproximadamente 100 a aproximadamente 500 mieras. El material de poliolefina útil es un polímero de polietileno o propileno que tiene un punto de fusión de aproximadamente 140 a 160°, de preferencia aproximadamente 145 a 158 °C y un índice de fusión menor de 2 g-10 min"1, de preferencia aproximadamente 1.2 a 2 g-10 min"1. El material de polietileno preferido es un homopolímero o copolímero de polietileno con 0.01 a 10 % en peso de un monómero de olefina de 2 a 16 átomos de carbono. El peso molecular preferido (PM) es de aproximadamente 10,000 a 60,000. El material de polipropileno preferido es un homopolímero o copolímero de polipropileno con 0.01 a 10% en peso de etileno o un monómero de olefina de 4 a 16 de carbono o mezclas de los mismos. El peso molecular preferido (PM) es de aproximadamente 10,000 a 60,000. El compuesto también es co patibilizado utilizando un agente co patibilizante que mejora la impregnación de polímero sobre la partícula de fibra. En un modo preferido, la fibra de madera es secada tan completamente como sea posible. El material de fibra útil es secado a un contenido de menos de aproximadamente 5,000 partes, de preferencia menos de 3,500 partes de agua por cada millón de partes de fibra de madera (ppm) lo que da por resultado un estado de la fibra de madera de celda abierta en el cual el polímero de polipropileno luego puede impregnarse y penetrar a la estructura de la fibra de celda abierta. La combinación de estos parámetros en el compuesto da por resultado un compuesto que tiene propiedades estructurales y propiedades térmicas sorprendentemente mejoradas. El compuesto de polipropileno-fibra de madera fue fabricado en dos etapas. En la primera etapa, la resina de polipropileno y la fibra de madera fueron alimentadas al combinador y formadas en pelotillas. Un vacío fue aplicado corriente abajo para reducir el contenido de humedad final, también, otro vacío fue aplicado en la caja de transición entre el combinador de doble tornillo y el extrusor de un solo tornillo para reducir adicionalmente el contenido de humedad y también para disminuir la temperatura. Estas fueron llamadas pelotillas Precursoras . En la segunda etapa, las pelotillas precursoras y el compatibilizante fueron alimentados directamente al orificio de alimentación y formados en pelotillas. El material combinado o compuesto y formado en pelotillas de la segunda etapa fue llamado el Compuesto. Tanto la biofibra como la resina fueron agregadas simultáneamente por dos razones. Una, para minimizar la degradación de la fibra en el tornillo, es decir, para mantener la relación dimensional de la fibra. La resina se deja recubrir en la fibra y por consiguiente actúa como un lubricante. Dos, la incorporación de la resina corriente abajo a la fibra caliente daría por resultado la disminución de la temperatura e incrementaría la tendencia de amontonamiento conduciendo a la distribución no uniforme de la fibra dentro de la matriz. En la segunda etapa, los compatibilizantes sólidos fueron agregados junto con el precursor al orificio de alimentación en una zona inicial. Los compatibilizantes líquidos fueron agregados corriente abajo al material fundido. Los experimentos con compatibilizantes líquidos dieron por resultado muestras obscuras debido a la decoloración y al precedente de calor excesivo y estos no fueron proseguidos adicionalmente. El proceso de dos etapas también fue beneficioso desde un punto de vista del control de humedad. Más del 95% de la humedad inicial fue retirada en la etapa 1 del proceso. Este retiro de humedad es de suma importancia para incrementar la efectividad de los agentes de acoplamiento que son agregados en la etapa 2. Los parámetros de formulación generales son como siguen para el compuesto.

TABLA 1 FORMULACIONES (Partes en Peso) El propileno preferido es disponible en diferentes formas que incluyen homopolímero, copolímero aleatorio y copolímeros de impacto. El contenido de etileno en los copolímeros aleatorios varía de 2-5% y desde 5-8% en los copolímeros de impacto. La porción de etileno es la causante de impartir la resistencia al impacto mientras que la porción de propileno imparte la rigidez. Propiedades comunes de estos dos tipos de polímeros son dadas en la Tabla 2. Los copolímeros de mayor resistencia al impacto tienden a perder algo de inflexibilidad o rigidez. La resina SV-258 de copolímero aleatorio de polipropileno Montell fue identificada y utilizada como el polímero base para todos los experimentos en esta fase. Los solicitantes también han desarrollado un material de perfil hueco, complejo, de pared delgada, mecánicamente estable, resistente a la intemperie. El término "pared delgada" contempla un perfil que tiene una estructura hueca interna abierta. La estructura es circundada por una pared delgada que tiene una dimensión de espesor de aproximadamente 1 a aproximadamente 10 milímetros, de preferencia aproximadamente 2 a 8 milímetros. Cualquiera de las redes de soporte internas o ubicaciones de fijación sujetadores tienen un espesor de pared de aproximadamente 5 a 8 mm. El perfil es fabricado a partir de un compuesto que comprende una composición de polímero de polipropileno mejorada y fibra de madera. La fibra de madera es un material especialmente preparado que tiene contenido de humedad, tamaño de partícula y relación dimensional controlados. El elemento estructural resultante es extruido a un perfil hueco complejo que tiene una dirección de soporte definida. El módulo del perfil es de aproximadamente 5.6 x 104 Kg/cm2 (8.105 psi). La resistencia a la compresión del perfil en las direcciones de soporte definidas es mayor que aproximadamente 4.4 Kg/cm2 (1.2 x 103 psi) . Tales perfiles pueden ser montados a un unidad útil en la construcción de estado real institucional o residencial. Los perfiles pueden ser unidos o juntados utilizando una variedad de técnicas de unión adhesiva y por soldadura para formar una junta segura entre los elementos de perfil. El módulo del perfil es de aproximadamente 5.5 gigapascals. La resistencia a la compresión del perfil en las direcciones de soporte definidas es mayor que aproximadamente 8.8 gigapascals. El perfil, opcionalmente puede incluir un material de cubierta o revestimiento resistente a la intemperie que tiene un color estable y apariencia definidos como menor que un valor de Delta E de menos de 2, dos unidades Hunter Lab, en 60 meses de desgaste acelerado a la intemperie como es determinado por ASTM D2244 Sección 6.3 (después de la exposición por la Sección 7.9.1). Tales perfiles pueden ser montados a una unidad útil en la construcción de estado real institucional o residencial. Los perfiles pueden ser unidos o juntados utilizando una variedad de técnicas de unión con adhesivo y por soldadura para formar una junta segura entre elementos de perfil. El perfil puede tener una capa de material de cubierta o revestimiento con un espesor de aproximadamente 0.05 a 1 milímetro, de preferencia aproximadamente 0.1 a 0.5 milímetros coextruido sobre cualquier porción exterior visible o la porción exterior completa del perfil. El material de cubierta o revestimiento puede cubrir mayor que 20% del área exterior, 20 a 80% del área exterior o virtualmente 100% del área exterior, dependiendo de la aplicación del perfil. El perfil puede tener una capa de material de cubierta con un espesor de aproximadamente 0.05 a 1 milímetro, más de preferencia de aproximadamente 0.1 a 0.5 milímetros coextruidos sobre cualquier porción exterior visible o la porción exterior completa del perfil. El material de cubierta puede cubrir mayor que 20% del área exterior, 20 a 80% del área exterior o virtualmente 100% del área exterior, dependiendo de la aplicación del perfil. Para el propósito de la solicitud de patente, el término "relación dimensional" indica un numero índice obtenido al dividir la longitud de la fibra entre su ancho. Los pesos moleculares descritos en esta solicitud de patente son pesos moleculares promedio en peso (PM) . Los parámetros físicos de los materiales elaborados en esta solicitud son medidos utilizando métodos de ASTM que son descritos en toda la solicitud. El término perfil complejo se propone para dar a entender un artículo termoplástico extruido que tiene una estructura interna hueca. Tal estructura incluye una geometría o estructura de superficie exterior compleja, al menos una red o armazón de soporte que proporciona estabilidad mecánica en una dirección de soporte definida. Alternativamente, la estructura de perfil complejo puede comprender uno, o más medios o ubicaciones de fijación sujetadores para mejorar el montaje o instalación. El término definido dirección de soporte se propone para dar a entender una dirección de fuerza o una línea de deformación opuesta a la fuerza derivada por el medio ambiente. Ejemplos de tal fuerza incluyen la fuerza de un paso o pisada en un umbral, la fuerza de cerrar un bastidor de ventana, la fuerza de gravedad, las fuerzas de carga por viento y fuerzas que surgen del esfuerzo anisotrópico que resulta de la instalación no plana de la unidad.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La figura 1 muestra una porción de un perfil hueco complejo estructurado para un bastidor de ventana. El bastidor es un compuesto de polipropileno fibra de madera extruido que tiene un material de cubierta o revestimiento. El bastidor tiene al menos dos direcciones de soporte, una para gravedad y una segunda para carga por viento. El perfil comprende aspectos de superficie externos complejos, para la colocación de vidrios y la estructura o marco y una estructura interna compleja. La figura 2 muestra una sección transversal de un segundo perfil hueco complejo, extruido para un componente de tablas de forro residencial. El componente de tablas de forro es un compuesto de polipropileno fibra de madera extruido que puede tener un material de cubierta o revestimiento si es necesario sobre la superficie exterior. La unidad de tablas de forro requiere resistencia al impacto para resistir los efectos del impacto en la dirección horizontal y también requiere suficiente integridad estructural para perdurar en su instalación. La figura 3 es una gráfica que demuestra las propiedades de flujo en estado fundido sorprendentes, medidas a 190°C del compuesto de polipropileno fibra de madera. La combinación de una mayor proporción de fibra con un componente termoplástico de polipropileno proporciona flujo y viscosidad en estado fundido similares a los parámetros de producción conocidos para la extrusión del perfil con un compuesto de PVC fibra de madera en el cual el compuesto comprende aproximadamente 60 partes en peso de PVC y aproximadamente 40 partes en peso de fibra de madera. Aun con el uso de proporciones substancialmente diferentes de materiales, resulta un material termoplástico útil y extruible. Esta viscosidad del flujo en estado fundido conduce por si misma a la extrusión utilizando perfiles de temperatura y presión bien entendidos .

DISCUSIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La invención radica en un compuesto avanzado y en un perfil hueco complejo de pared delgada fabricado a partir de un material compuesto de poliolefina de preferencia polipropileno/fibra de madera. El compuesto tiene propiedades mecánicas, químicas y de resistencia a la intemperie mejoradas que lo hace ideal para uso en materiales de construcción institucionales y residenciales. El perfil puede ser utilizado virtualmente en cualquier aplicación estructural o de chambrana. El compuesto que comprende una poliolefina, de preferencia polipropileno, combinada con los materiales de fibra de madera preferidos para uso en la invención, tiene resistencia al impacto mejorada, módulos de flexión y tensión mejorados, temperatura de distorsión térmica mejorada y carácter quebradizo reducido. La poliolefina más reciente, polietileno o polipropileno, es elaborada utilizando la tecnología con catalizador de metaloceno. Los catalizadores de metaloceno comúnmente son catalizadores de un solo sitio (es decir, tienen uno o más sitios activos idénticos por molécula) . Tal consistencia del catalizador da por resultado distribución de peso molecular mejorada y estructura estereoquímica. El polipropileno sindiotáctico ahora está siendo producido comercialmente utilizando catalizadores de metaloceno. Estos catalizadores son compuestos organometálicos con un arreglo espacial similar a emparedado que consiste de un metal de transición (fierro, titanio, zirconio, etc.) situado entre dos compuestos orgánicos cíclicos tal como un diciclopentadienilo o una estructura de anillo con puente. Los primeros metalocenos utilizados para la polimerización mostraron actividad, pero la hidrólisis del trimetilaluminio a metilalumoxano da por resultado un catalizador de metaloceno mucho más altamente activo. Los catalizadores de metaloceno con puente, quirales, también se han preparado en materiales catalíticos que son altamente activos y selectivos. Los sistemas de catalizador de metaloceno actuales comúnmente usan diclorito de zirconio (ZrCl2) como el complejo de metal de transición con una porción de ciclopentadieno como el compuesto orgánico y un alu inoxano tal como MaO como un co-catalizador. La resina de poliolefina, polietileno o polipropileno mejoradas que tienen microestructura mejorada, peso molecular y otras propiedades mejoradas pueden ser producidas utilizando estos catalizadores. Los polietilenos elaborados utilizando la tecnología de catalizador de metaloceno actual exhiben rigidez incrementada, estructura molecular uniforme, propiedades al calor o térmicas mejoradas y dureza mejorada. Las estructuras moleculares de polietileno uniformes, mejoradas, minimizan la polidispersión o las relaciones de distribución, PM\NM de aproximadamente 3-6. Por lo general, los polietilenos mejorados tiene un peso molecular de aproximadamente 10,000 a 80, 000, un índice de fusión de aproximadamente menos de 2 g-10 min"1 y procesabilidad mejorada. Los polipropilenos elaborados utilizando la tecnología de catalizador de metaloceno actual exhiben rigidez y transparencia incrementada, mayor temperatura de distorsión térmica, resistencia al impacto y dureza mejoradas aun en los extremos invernales con bajo nivel de residuos extraibles. Debido a la uniformidad de las cadenas de polipropileno, el polipropileno catalizado con metaloceno tiene una relación de distribución mínima muy reducida (comparada con el polipropileno de Zigler-Natta) PM/NM de aproximadamente 3-6. Esta distribución de peso molecular reducida da por resultado sensibilidad de bajo esfuerzo cortante de la resina de polipropileno y proporciona elasticidad, alargamiento y viscosidad de bajo punto de fusión en los procesos de extrusión. El punto de fusión del polipropileno de metaloceno (147-158°C; 297-316°F) en general es menor que el del polipropileno de Zigler-Natta convencional (160-170°; 320-338°F) y puede ser adaptado para aplicaciones especificas utilizando el catalizador apropiado. Los materiales de polipropileno preferidos utilizados para los compuestos de esta invención comprenden un polipropileno que tiene un peso molecular de (PM) de aproximadamente 20,000 a 100,000, un índice de fusión de aproximadamente 40 a 60 g-10 min"1 y procesabilidad por extrusión mejorada. Los materiales de poliolefina mejorados de la invención pueden comprender ya sea un copolímero de polipropileno en donde el polímero comprende una mayor proporción de propileno combinado con una proporción menor (típicamente menor de 50 % en peso, más comúnmente entre aproximadamente 0.1 a 10% en peso) de un segundo monómero que puede comprender etileno o un material monomérico de 4 a 16 átomos de carbono. Tales copolímeros frecuentemente tienen procesabilidad flexibilidad y compatibilidad mejoradas. Los copolímeros de etileno preferidos pueden comprender una mayor proporción de etileno y una proporción menor (comúnmente menor que 50% en peso, de preferencia aproximadamente 0.1 a aproximadamente 10% en peso) de un monómero de 3 a 18 átomos de carbono. Estos polietilenos de manera similar tienen propiedades mejoradas sobre la técnica previa. La fibra de madera en términos de abundancia y adaptabilidad, puede ser derivada de ya sea maderas blandas o árboles siempre verdes o de maderas duras comúnmente conocidos como árboles caducos de hoja ancha. En general, las maderas blandas son preferidas para la fabricación de fibra debido a que las fibras resultantes son más largas, contienen altos porcentajes de lignina y menores porcentajes de hemicelulosa que las maderas duras. Mientras que la madera blanda es la fuente primaria de fibra para la invención, el constituyente de fibra adicional puede ser derivado de un numero de fuentes secundarias o de recuperación de fibra que incluyen maderas duras, bambú, arroz, caña de azúcar y fibras recicladas de periódicos, cajas, impresiones de computadora, etc. Sin embargo, la fuente primaria para la fibra de madera utilizada en el proceso de esta invención comprende el sub-producto de fibra de madera de aserrar o pulir maderas blandas comúnmente conocido como aserrín o residuos del pulimento o cepillado. Tal fibra de madera tiene una forma y relación dimensional reproductible, regular. Las fibras en base a una selección aleatoria de aproximadamente 100 fibras son comúnmente mayores que 50 µm de longitud, mayor que 10 µm en espesor y comúnmente tienen una relación dimensional de por lo menos 1.8. Las fibras son de 50 µm a 2000 µm en longitud, de preferencia de 100 a 1000 µm en longitud, más de preferencia de aproximadamente 100 a 500 µm en longitud. La fibra es una fibra seca y comprende menos de aproximadamente 5000 ppm de agua, de preferencia menos de aproximadamente 3500 ppm de agua, en base a la fibra. Varias características claves fueron identificadas y las siguientes fueron consideradas en este estudio incluyendo la distribución de tamaño de partícula, madera dura o blanda, contenido de humedad y morfología de la fibra. De todas la distribución de tamaño de partícula es la variable más crítica. La relación dimensional de la fibra influye significantemente en las propiedades del compuesto final. Por consiguiente, con el fin de estudiar este efecto, fueron seleccionados tres tipos diferentes de tamaños de fibra de madera, es decir, malla menor que 140 (80 D) , malla menor de 80 (200 D) y fibra de madera estándar de malla menor que 30 pero más grande que 80 (900 a 200 D) . Tradicionalmente, Andersen Windows Corp. ha estado utilizando madera blanda (madera de pino del incienso) y por consiguiente la misma especie fue utilizada en este estudio. Todos los tres tipos de fibra de madera tuvieron un contenido de humedad inicial que varía entre 6.7-6.9%. Las fibras preferidas para uso en esta invención son fibras derivadas de desmenuzar fibra de madera o de procesos comunes en la fabricación de ventanas y puertas. Los elementos de madera comúnmente son aserrados a lo largo o aserrados al tamaño en una dirección de cifra cruzada para formar longitudes y anchos apropiados de materiales de madera. El sub-producto de tales operaciones de aserrado es una cantidad substancial de aserrín. En la configuración de una pieza formada regular de madera a una forma pulida o cepillada útil, la madera comúnmente es pasada a través de maquinas que retiran selectivamente madera de la pieza dejando la forma útil. Tales operaciones de pulido o cepillado producen cantidades substanciales de aserrín o sub-productos de residuos del pulimento o cepillado. Por ultimo, cuando los materiales formados se cortan al tamaño y son fabricadas juntas de inglete, juntas a tope, juntas sobrepuestas, juntas de caja y espiga de los elementos de madera preformados, es producido recorte de desecho substancial. Tales piezas de recorte grande comúnmente son cortadas y maquinadas para convertir los objetos mas grandes a fibra de madera que tiene dimensiones que se aproximan a las dimensiones del aserrín o de los residuos del pulimento o cepillado. Las fuentes de fibra de madera de la invención pueden ser mezcladas sin considerar el tamaño de partícula y utilizadas para fabricar el compuesto. La fibra de madera, en términos de abundancia y adaptabilidad, puede ser derivada de ya sea maderas blandas y árboles siempre verdes o de maderas duras comúnmente conocidas como árboles caducos de hoja ancha. En general, las maderas blandas son preferidas para la fabricación de fibra debido a que las fibras resultantes son más grandes, contienen altos porcentajes de lignina y menores porcentajes de hemicelulosa que las maderas duras. Mientras que la madera blanda es la fuente primaria de fibra para la invención, el constituyente de fibra adicional puede ser derivado de cualquier numero de fuentes disponibles tales como papel periódico molido de fibra de madera dura, revistas, libros, cartón, pulpas de madera (de procedimientos mecánicos, molidas con piedra, químicas, mecánicas-químicas, blanqueadas o no blanqueadas, sedimento, productos finos de desecho) y varios desechos de agricultura (vainas de arroz, trigo, avena, cebada y paja desmenuzada de avena, cascaras de coco, cascaras de maní, cascaras de nuez, paja, hojas de mazorca de maíz, tallos de maíz, yute, cáñamo, bagazo, bambú, lino y variedad de cáñamos) . Sin embargo, la fuente primaria para fibra de madera utilizada en el proceso de esta invención comprende el sub-producto de fibra de madera de aserrar o pulir maderas blandas comúnmente conocido como aserrín o residuos del pulimento o cepillado. Tal fibra de madera tiene una forma y relación dimensional regular, reproducible. Las fibras en base a una selección aleatoria de aproximadamente 100 fibras son comúnmente mayores que 50 mieras en longitud, mayores que 10 mieras en espesor y comúnmente tienen una relación dimensional de por lo menos 1.8. Las fibras son de 50 mieras a 2000 mieras en longitud, de preferencia 100 a 1000 mieras en longitud, más de preferencia de aproximadamente 100 a 500 mieras en longitud. Las fibras son de 3 a 25 mieras en espesor con una relación dimensional de entre 2 y 50, de preferencia 2.5 a 40 y como sea necesario para proporcionar una fibra de longitud útil. Como se describe en mayor detalle posteriormente en la presente, las propiedades térmicas y mecánicas mejoradas que incluyen la resistencia al impacto de los elementos estructurales inventivos se incrementan a medida que se incrementan las longitudes de las fibras de madera utilizadas para preparar el material compuesto. En los elementos estructurales inventivos, las fibras de madera actúan como fibras de refuerzo antes que como rellenadores. Los solicitantes creen que la transición del rellenador a la fibra de refuerzo toma lugar a un tamaño de fibra de malla por arriba de 80. La resistencia máxima es alcanzada cuando la longitud de la fibra excede la longitud de transferencia de carga crítica. En este caso, la fibra falla o no funciona adecuadamente antes de la matriz de poliolefina o la interfase "vuelta compatible" entre la fibra y la matriz. Cuando la longitud de la fibra es menor que la longitud crítica, la falla generalmente toma lugar ya sea en la interfase o en la matriz de poliolefina continua. La longitud de transferencia de carga crítica es descrita por Stokes y Evens, Fundamentáis of Interfacial Engineering, Wiley-VCH, New York, (1997), Capitulo 7 y Matthews y Ra lings, Composite Materials: Engineering and Science, Chap an & Hall, Londres (1994), pp 297-321, las descripciones de las cuales son incorporada en la presente por referencia. Puesto que las propiedades térmicas y mecánicas deseables proporcionadas por la invención están relacionadas con las fibras largas, es importante minimizar el rompimiento de la fibra en las diversas operaciones unitarias utilizadas para extruir el compuesto. Cuando se secan completamente, las fibras de madera llegan a ser quebradizas y sometidas al rompimiento en los campos de esfuerzo cortante durante la composición o combinación. Por consiguiente, la humedad de la fibra de madera debe exceder 40 ppm, de preferencia 100 ppm. Como es descrito después en la presente, cuando la humedad de la fibra de madera es muy alta, el enlace química entre la fibra y el compatibilizante es minimizado y no son alcanzadas las propiedades mejoradas que caracterizan la invención. Por consiguiente, la humedad de la fibra de madera debe estar en el rango de 40 a 40,000 ppm, de preferencia de 100 a 10,000 ppm y más de preferencia de 500 a 5,000 ppm, y mucho más de preferencia de 1,000 a 3,500 ppm. Los agentes de acoplamiento, compatibilizantes o de mezclado pueden ser agregados al material de poliolefina. Estos aditivos pueden ser agregados en una cantidad de aproximadamente 0.01 a aproximadamente 20% en peso, de preferencia aproximadamente 0.1 a aproximadamente 10% en peso, de preferencia de aproximadamente 0.2 a 5% en peso para alcanzar mejoras en las características físicas, mecánicas y térmicas de los materiales. Ejemplos de tales compatibilizantes incluyen alcoholato de titanio, esteres de ácido fosfórico, fosforoso, fosfónico y silícico, sales metálicas y esteres de ácidos alifáticos, aromáticos y cicloalifáticos, ácidos etilen/acrílico o metacrílico, etilen/esteres de ácido acrílico o metacrílico, resinas de etileno/acetato de vinilo, resinas de estireno/anhídrido maléico o esteres de los mismos, resinas de acrilonitrilo butadieno estireno, resinas de metacrilato/butadiento estireno (MBS) , resinas de estireno acrilonitrilo (SAN) , copolímeros de butanienoacrilonitrilo y particularmente polímeros modificados de polietileno o polipropileno. Tales polímeros son modificados mediante un grupo reactivo que incluye monómeros polares tales como anhídrido maléico o esteres, ácido acrílico o metacrílico o esteres, vinilacetato, acrilonitrilo y estireno. Virtualmente cualquier residuo olefinicamente reactivo que pueda proporcionar un grupo funcional reactivo sobre un polímero de poliolefina modificado puede ser útil en la invención. Los compatibilizantes preferidos comprenden una poliolefina tal como un polietileno o polipropileno que tiene un peso molecular que varía de aproximadamente 5,000 a aproximadamente 10,000. Cada polímero del agente compatibilizante puede ser modificado desde aproximadamente 5 a aproximadamente 100 residuos por mol de polímero. Los compatibilizantes preferidos comprenden ya sea un polipropileno modificado o un polietileno modificado, alterado con residuos de anhídrido maléico. El compatibilizante más preferido comprende un polipropileno modificado con anhídrido maléico. El material preferido tiene un peso molecular que varía de aproximadamente 5,000 a aproximadamente 60,000 y tiene de aproximadamente 5 a 50 moles de anhídrido maléico por molde polímero. Los compuesto de la invención también pueden contener materiales aditivos convencionales que incluyen lubricantes, antioxidantes, tintes, agentes estabilizantes y otros materiales comunes para mantener el peso molecular o estabilizar el material total a la degradación térmica o mecánica. Agentes de acoplamiento fueron seleccionados en base a sus mecanismos de acoplamiento. Los polímeros de Epolene de Eastman Chemicals (Epolene - E43, G3003 y G3015) y Questron KA 805 de Montell fueron identificados como los agentes de polipropileno injertados con anhídrido maléico. Estos funcionan a través del mecanismo de enlace covalente. Los agentes de acoplamiento a base de Titanato/Zirconato (LICA 12 y LICA 38) de Kernich Chemicals fueron identificados por su mecanismo compatibilizante en base a emulsión. El lupasol FG y el Lupasol G20 libre de agua de BASF fueron seleccionados por el mecanismo de enlace de hidrogeno. Los parámetros de interés en el caso de los agentes de acoplamiento de Epolene y questron fueron: Peso Molecular y Numero de ácido. En el caso de LICA 12 y 38, los parámetros de interés fueron la forma física y en tamaño y forma de partícula. En el caso del Lupasol, los parámetros que fueron considerados son el contenido de humedad y el peso molecular. Las Tablas 3 y 4 exponen en lista las propiedades de todos los compatibilizantes . Los agentes de acoplamiento, compatiblizantes o de mezclado pueden ser agregados al material de poliolefina. Estos aditivos pueden ser agregados en una cantidad de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 10% en peso, de preferencia aproximadamente 0.1 a aproximadamente 10% en peso a de preferencia de aproximadamente 0.2 a 5% en peso para alcanzar mejoras en las características físicas, mecánicas y térmicas de los materiales. Tal agente compatibilizante puede incluir rellenadores tanto orgánicos como inorgánicos. Ejemplos de tales rellenadores incluyen alcoholatos de titanio, esteres de ácido fosfórico, fosoforoso, fosfónico y silícico, sales metálicas y esteres de ácidos alifáticos, aromáticos, cicloalifaticos, ácidos etilen/acrílico o metacrílico, etilen/esteres de ácido acrílico o metacrílico, Resinas de etileno/acetato de vinilo, resinas de estireno/anhidrido maléico o esteres de los mismos, resinas de acrilonitrilobutadiendo estireno, resinas de metacrilato/butadieno estireno (MBS) , resinas de estireno acrilonitrilo (SAN) , copolímeros de butadienoacrilonitrilo y particularmente polímeros modificados de polietileno o polipropileno. Tales polímeros son modificados mediante un grupo reactivo que incluye monómeros polares tales como anhídrido maléico o esteres, ácido acrílico o metacrílico o esteres, vinilacetato, acrilonitrilo y estireno. Virtualmente cualquier residuo olefinicamente reactivo que pueda proporcionar un grupo funcional reactivo sobre un polímero de poliolefina modificado puede ser útil en la invención. Los compatibilizantes preferidos comprenden una poliolefina tal como un polietileno o polipropileno que tiene un peso molecular que varía de aproximadamente 1000 a aproximadamente 100,000, de preferencia 5,000 a aproximadamente 80,000, más de preferencia de aproximadamente 30, 000 a aproximadamente 60,000. Cada polímero del agente compatibilizante puede ser modificado de aproximadamente 5 a aproximadamente 100 residuos por mol del polímero, de preferencia de aproximadamente 10 a aproximadamente 50 residuos por mol. Los compatibilizantes preferidos comprenden ya sea un polipropileno modificado o un polietileno modificado alterado con residuos de anhídrido maléico. El compatibilizante más preferido comprende un polipropileno modificado anhídrido maléico que tiene un peso molecular de aproximadamente 5,000 a aproximadamente 60,000 y de aproximadamente 5 a 50 moles de anhídrido maléico por mol de polímero. Se cree que los compatibilizantes de anhídrido maléico más preferidos reaccionan (por medio de reacciones de abertura de anillo) con grupos hidroxilo sobre las superficies de las fibras de madera para formar enlaces de esteres que enlazan químicamente el compatibilizante a la superficie de la fibra de madera de refuerzo. El enlace químico contribuye a las propiedades técnicas y mecánicas mejoradas de los elementos estructurales derivados del material compuesto al maximizar la resistencia al esfuerzo cortante de la interfase de fibra-matriz (como es descrito por Stokes y Evens, supra) . Puesto que el exceso de humedad puede hidrolizar prematuramente el anillo de anhídrido a ácido maléico antes de la formación de enlaces de éster, el enlace no es efectivo en la presencia de cantidades excesivas de humedad. Por otra parte, cuando las fibras de madera están demasiado secas, estas llegan a ser quebradizas y tienden a romperse durante el proceso de combinación de composición o combinación y extrusión para formar tanto el precursor (también conocido como lote maestro o principal) y el compuesto acabado utilizado para formar los elementos estructurales. Como es descrito anteriormente, cuando la longitud de la fibra cae debajo de la longitud crítica, esta actúa como un rellenador en lugar de una fibra de refuerzo que degrada las propiedades térmicas y mecánicas mejoradas características de los elementos estructurales inventivos. En resumen, las propiedades térmicas y mecánicas mejoradas observadas en los elementos estructurales inventivos resultan cuando: las propiedades de refuerzo de la fibra de madera son maximizadas (la longitud de la fibra excede la longitud de transferencia de carga crítica) , el compatiblizante enlaza químicamente la fibra de madera a una porción de la matriz de poliolefina (maximizando la resistencia de esfuerzo cortante de la interfase de fibra-matriz) y la humedad de la fibra de madera que está en el rango preferido durante las operaciones unitarias utilizadas para extruir el material compuesto utilizado en los elementos estructurales.

Los compatibilizantes eran necesarios para mejorar la resistencia del material compuesto. La incompatibilidad natural entre las dos fases; fibra de madera hidrofílica con la matriz de polímero hidrofóbico da por resultado una interfase débil entre la fibra y la matriz. Además, la presencia de fuertes enlaces de hidrogeno intermoleculares entre la fibra conduce a la deficiente dispersión de las fibras en la matriz. El acoplamiento de estos dos materiales a través del enlace químico es una manera efectiva de superar estos problemas. Las composiciones de polipropileno de la invención, en particular, una capa de material de cubierta o revestimiento co-extruida sobre la superficie de toda o una porción del perfil compuesto de polipropileno puede contener un colorante o pigmento. Los colorantes son pigmentos o tintes. Los tintes comúnmente son compuestos orgánicos solubles en el plástico que forman una solución molecular neutra. Estos producen colores intensos brillantes y son transparentes. Los pigmentos en general son insolubles en el plástico. El color resulta de la dispersión de partículas finas (en el rango de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 1 Dm) por toda la resina. Estos pigmentos producen opacidad o por lo menos algo de translucidez en el producto final. Los pigmentos pueden ser compuestos orgánicos o inorgánicos y son viables en una variedad de formas que incluyen polvos secos, concentrados de color, líquidos y pelotillas de resina de precolor. Los pigmentos inorgánicos más comunes incluyen óxidos, sulfuros, cromatos y otros complejos a base de metal pesado tales como cadmio, zinc, titanio, plomo, molibdeno, fierro y otros. Los colores ultramarinos son comúnmente complejos de sulfuro-silicato que contienen sodio y aluminio. Frecuentemente los pigmentos comprenden mezclas de dos, tres o más óxidos de fierro, bario, titanio, antimonio, níquel, cromo, plomo y otros en relaciones conocidas. El dióxido de titanio es un pigmento inorgánico térmicamente estable, blanco, brillante, ampliamente utilizado y conocido. También son conocidos pigmentos orgánicos que incluyen pigmentos azo o diasazo, pigmentos de pirazolona y otros que incluyen rojo 2B permanente, amarillo de níquel azo, rojo litográfico y escarlata de pigmento. La fibra de refuerzo preferida para los perfiles compuestos de polipropileno de la invención es la fibra de madera. Sin embargo, otras fibras de refuerzo son útiles en la práctica de la invención. Tales fibras incluyen, pero no limitadas a, otras fibras celulósicas o naturales, por ejemplo, algodón, lana, yute, variedad de cáñamo, bambú; fibras sintéticas, por ejemplo poliester, aramida (NYLON™) ; fibras inorgánicas (desmuzadas o largas), por ejemplo, fibras de vidrio, fibra de carbono, fibra de cerámica. La composición puede también contener componentes convencionales: rellenadores, por ejemplo, dióxido de titanio, sílice, alumina, silice/alumina, silice/magnesia, silicato de calcio, talco, carbonato de calcio, sulfato de bario/calcio, mica, wollastonita, caolín, cuentas de vidrio, hojuelas de vidrio, microesferas de vidrio, microesferas de cerámica (Zeeospheres™) y los semejantes; lubricantes tales como ácidos graso superiores y ceras de parafina; estabilizantes de oxidación; estabilizantes de UV; agentes antiestáticos; antioxidantes; tintes retardantes de llama; agentes de liberación del molde plastificantes pigmentos; agentes de liberación del molde de extrusión y los semejantes. Estos componentes aditivos pueden ser mezclados e introducidos al dispositivo extrusor con los materiales poliméricos. Los materiales de cubierta o revestimiento útiles en la practica de la invención están disponibles bajo el nombre comercial ASTRYN™ de Montel.

Formulaciones Una formulación de poliolefina fibra de madera preferida para uso en esta invención es mostrada en la siguiente tabla: TABLA 2 FORMULACIONES (Partes en Peso) Peso Molecular (PM) de aproximadamente 60,000, polidispersión de aproximadamente 5, P.F. de aproximadamente 150°C, índice de fusión de aproximadamente 2 g-10 min"1. copolímero opcional con 0.01 a 10% en peso de etileno. 2 Homopolímero, peso Molecular (PM) de 70,000, polidispersión 4, índice de fusión 1.8 g-10 min"1. 3 Fibra de pino preparada; humedad 1000-5000 ppm sobre la fibra; longitud de la fibra 100-500 µ con una relación dimensional de aproximadamente 2 a 5.

Procesamiento de extrusión La siguiente descripción del mezclado de las formulaciones, extrusión de los materiales y formación de los materiales en un tinte de perfil hueco de pared delgada apropiado es un entendimiento de las condiciones de procesamiento requeridas para fabricar una estructura de perfil hueco compleja exitosa. Los materiales compuestos de polipropileno fibra de madera preferidos se han descubierto que tienen las siguientes propiedades únicas. Lo siguiente muestra la fabricación de un material estructural mejorado y demuestra su utilidad como un elemento estructural de alta resistencia, estable. Los siguientes ejemplos ilustran el avance de las propiedades estructurales que incluyen el módulo de tensión e impacto de Gardener y una mejora en las propiedades térmicas tal como la temperatura de distorsión térmica y el coeficiente de expansión térmica. Los ejemplos ilustran la invención y sugieren el mejor modo de llevar a cabo la misma.

Preparación de Ejemplos Una serie de materiales compuestos de polipropileno fibra de madera fueron preparados. El polímero en la tabla mostrada después en la presente fue utilizado con fibra de madera en un extrusor. Las condiciones de extrusión son mostradas después en la presente. El primer paso de extrusión sin compatibilizante fue elaborado para incorporar el polímero y la fibra de madera a un compuesto termoplástico. El compuesto inicial luego fue mezclado con un material compatiblizante y un segundo paso de extrusión (las condiciones son mostradas después en la presente) para formar un material compuesto que fue probado o analizado por sus propiedades de comportamiento estructurales y térmicas. En los Ejemplos 1 a 7, aproximadamente 70 partes de fibra de madera fueron combinadas con aproximadamente 30 partes de polipropileno. La fibra de madera tuvo un tamaño de partícula de entre 100 y 1000 mieras y fue utilizado ya sea un compatibilizante orgánico reactivo o un compatibilizante organometálico reactivo. En los Ejemplos 1, 8 y 15, no fue utilizado compatibilizante. En los Ejemplos 2, 9 y 16, un polipropileno de peso molecular PM de 9000 con aproximadamente 45 unidades de anhídrido maléico por mol fue utilizado como un compatibilizante (Eastman E43) . En los Ejemplos 3, 10 y 17, fue utilizando un compatibilizante similar excepto que el peso molecular fue de 5200 y el número de ácido maléico fue de 8 (Eastman G3003) . En los Ejemplos 4, 11 y 18, fue utilizado un compatibilizante similar excepto que el peso molecular fue de 4200 y el numero de ácido maléico fue de 15 (Eastman G3015) .

En los Ejemplos 5, 12 y 19, el MFI fue de entre 1.2 y 2 g-10 min"1 (Montell KA805) y el contenido de ácido maléico fue de 1% en mol. En los Ejemplos 6, 7, 13, 14, 20 y 21, fue utilizado un compatibilizante de titanato ICA12, LICA 38. En todos los ejemplos, fue utilizado el compatiblizante.

TABLA 5 Polímero/Fibra de Madera = 30/20, Fibra de aproximadamente 150 a 500µ 3200 ppm de Agua Un módulo de tensión fue medido y debe ser de por lo menos 5.6 x 104 (8xl05) de preferencia 7.04 x 104 Kg/cm2 (lOxlO5 psi) . Fue medido el impacto de Gardener. La temperatura de distorsión térmica fue medida y debe ser de por lo menos 135°C, de preferencia 150°C @ 18.6 Kg/cm2 (264 psi). Un examen de los datos de la Tabla 1 indican que una selección cuidadosa de polipropileno y contenido de fibra de madera, un compatibilizante apropiado a una concentración óptima y un tamaño de fibra de madera preferido, una relación dimensional, produce un compuesto sorprendentemente útil. Los materiales de control y del primer paso sin compatibilizante tienen módulo de tensión que varía de aproximadamente 2.3 x 104 Kg/cm2 (3.3 x 105) a aproximadamente 5.6 x 104 Kg/cm2 (8 x 105) mientras que los materiales de la invención alcanzan un módulo de tensión que excede 7.04 x 104 Kg/cm2 (10.0 x 105) . Un incremento substancial y un módulo que es suficiente para proporcionar una indicación de que los materiales son suficientemente estables en un modo estructural para resistir las severidades de la fabricación, instalación y uso. Además, los materiales no modificados tienen un impacto de Gardener que es, como máximo, de aproximadamente 13.84 cm-kgs (12 in-lbs). Los materiales compatibilizados tienen un impacto de Gardener que excede 13.84 (12) y alcanzan una resistencia al impacto de mayor que 23.1 cm-Kg (20 in-lbs). Además, las propiedades térmicas de estos materiales son sorprendentes. La temperatura de distorsión térmica de los materiales de control del primer paso y los materiales de los Ejemplos 1, 8 y 15 tienen una temperatura de distorsión térmica de menos de aproximadamente 90°C. La temperatura de distorsión térmica del Ejemplo 16 es de 130°C, mostrando una mejora substancial en las propiedades térmicas. En resumen, las propiedades térmicas y diferentes propiedades estructurales impacto de Gardener de estos materiales son claramente sorprendentes cuando son comparados con los compuestos de polipropileno de la técnica previa.

Descripción Detallada de las figuras La figura 1 muestra una sección transversal de un bastidor de ventana extruído 100. El perfil hueco complejo, o el elemento estructural que tiene un aspecto o aspectos de superficie complejos, es cubierto con un material de cubierta o revestimiento 102 co-extruído sobre el exterior del perfil 100 sobre todas la superficies expuestas o visibles. La superficie interior 110 contiene la capa de material de cubierta 102. En un bastidor de ventana, las cargas comunes experimentadas por el bastidor es una carga provocada por la fuerza de gravedad y una carga importante separada por las cargas de viento. La dirección de soporte de la carga de viento 101b y la dirección de soporte para la carga de gravedad 101a es ejercida sobre el perfil. El perfil extruído 100 es utilizado en la fabricación de estructuras de ventanas de guillotina al incorporar una unidad de vidrio a un aspecto o forma de superficie que comprende una localización de ventana 103 en donde es instalada adhesivamente. El bastidor es instalado en un marco o estructura en el cual el bastidor puede moverse verticalmente sobre una guía de marco. El bastidor es insertado sobre la guía de marco (no mostrada) utilizando un aspecto o forma de superficie que comprende un área de bastidor 104 y el burlete 105 para formar un área hermética a la intemperie deslizante. El material de cubierta 102 no es extruído para cubrir la totalidad del perfil. El material compuesto no cubierto 111 es mostrado sobre el perfil sin capa de material de cubierta. El borde 106 del material de cubierta 102 cubre el material compuesto 111 pero expone el material compuesto en un borde 106 o 107. El perfil hueco es elaborado con áreas huecas internas 108a, 108b y 108c dentro del perfil que definen la dimensión de la estructura de perfil hueco de pared delgada 100. El perfil hueco adicionalmente comprende red de sus armazones de soporte 109a y 109b dentro del perfil 100 que proporcionan soporte en la dirección de carga del viento. La figura 2 muestra una sección transversal de una estructura de perfil hueco complejo de pared delgada, común, que puede ser utilizada como un elemento de tablas de forro en la construcción residencial. El elemento de tablas de forro 200 comúnmente es instalado al colocar el elemento sobre una superficie de construcción rugosa al poner en contacto el sitio de instalación 205 del elemento 200 de la superficie de instalación. El elemento 200 luego es unido al insertar un sujetador tal como un tornillo a través de la abertura de sujetador 202. También pueden ser utilizados adhesivos para fijar el elemento de tablas de forro 200 sobre la superficie rugosa en contacto con el lado 205. El elemento 200 es diseñado para que se presente estándar o en tablillas a base de madera. La apariencia de una instalación completa que comprende múltiples cursos de elemento de tablas de forro 200 presenta solamente el lado de la tablilla 201 al observador. El lado de la tablilla 201 puede tener una capa de material de cubierta o revestimiento 210 si es necesario. Cuando es instalado, un curso iniciador del elemento de tablas de forro 200 es instalado sobre la longitud completa de un lado rugoso. Luego se instala un segundo curso, en el cual un borde de instalación 205 es insertado a un espacio 208 definido por la brida 206 y la base 207 que se entrelaza para formar una unidad de tabla de forro estructural hermética. La unidad de tabla de forro 200 comprende una extrusión de perfil compleja de paredes delgadas debido a la presencia de los refuerzos estructurales internos 203 y 204 y como resultado del borde de instalación 209 y el espacio de instalación 208 definido por la base 207 con 206. La figura 3 es una gráfica de la magnitud de la viscosidad compleja1 (medida a 190°C en Pascal segundos sobre la ordenada) como una función de la proporción de esfuerzo cortante (en segundos recíprocos sobre la abscisa) . Los datos 1 La viscosidad compleja es medida utilizando el análisis dinámico como es descrito en ASTM D4065 y Rauwendaal, Polymer Extrusión, Hanser, Munich, (1994), pp 201-204, las descripciones de las cuales son incorporadas en la presente por referencia. La viscosidad compleja contiene , más información acerca de la reología del estado fundido (almacenamiento y pérdida de módulo) del material compuesto de poliolefina-fibra de madera que es mostrado en la figura 3. demuestran las características de flujo en estado fundido sorprendentes de los materiales compuestos de copolímero de polipropileno. La viscosidad de flujo en estado fundido del homopolímero y copolímero de polipropileno es muy similar y es mostrado en la figura 3 e identificada como el par inferior de líneas en la exhibición de flujo en estado fundido. Las características de flujo en estado fundido del homopolímero y copolímero son comparadas con las características de flujo en estado fundido de una composición termoplástica de PVC. Esta composición de PVC está libre de fibra de madera y tiene características de flujo en estado fundido substancialmente diferentes, como es mostrado por la ubicación substancialmente diferente de la gráfica de las propiedades de flujo en estado fundido de los materiales. Sorprendentemente, las características de flujo en estado fundido del compuesto de polipropileno fibra de madera es substancialmente similar a las propiedades de flujo en estado fundido del material de resina de polivinilcloruro y es substancialmente similar a los materiales compuestos de PVC fibra de madera. En base a la experiencia de los solicitantes con el compuesto de PVC fibra de madera, ellos esperan que las propiedades de flujo en estado fundido del material sean más similares a las propiedades de flujo en estado fundido del material de polipropileno mostrado en la figura. La similaridad en las propiedades de flujo en estado fundido del compuesto de polipropileno es una sorpresa. La resistencia a la tensión, módulo de tensión, impacto de Gardener y los resultados de tiempos de inducción por oxidación (OIT) fueron probados o analizados. La composición del compuesto estudiado es de 30% de polipropileno y 70% de fibra de madera, la resistencia a la tensión y el módulo de tensión se incrementan con el incremento del tamaño de fibra de madera. Los valores de resistencia a la tensión para los tamaños de fibra de madera de malla 140, malla 80 y +30/+80 son 107.4 Kg/cm2, 142.9 Kg/cm2 y 238.6 Kg/cm2 (1525 psi, 2030 psi y 3390 psi) respectivamente. De manera similar, el módulo se incrementa de 38,892.5 Kg/cm2 a 57,235.2 Kg/cm2 (525,450 psi a 813,000 psi). Esto es debido al hecho de que la longitud de fibra excede la longitud crítica a aproximadamente 0.5 a 1 mm, de preferencia aproximadamente 0.9 a 1 mm requerida para una fibra de refuerzo. Los solicitantes creen que esta transición toma lugar a un tamaño de fibra de malla por arriba de 80. Las longitudes de fibra debajo de este tamaño tienden a comportarse más como rellenadores que como fibras de refuerzo. El efecto del tamaño de fibra de madera sobre la resistencia al impacto es importante. La resistencia al impacto fue medida utilizando la prueba de impacto de Gardener a temperatura ambiente. Con el incremento del tamaño de fibra, disminuyó la resistencia al impacto del compuesto. Esto debido a que el tamaño de fibra más grande proporciona una concentración de esfuerzo más grande donde la ruptura puede ser iniciada fácilmente. La resistencia al impacto para la malla 140 y malla -30/80 es de 18.6 cm-kgs y 11.5 cm-kgs (17 in-lbs y 10 in-lbs) respectivamente. Resultados de tiempo de inducción por oxidación (OIT) . Los experimentos de OIT fueron llevados a cabo bajo dos condiciones - aire y oxígeno. El OIT disminuyó de 101 minutos a 28 minutos a medida que se incrementó el tamaño de fibra de malla 140 a -30/80 en aire. Esto es debido a que con el incremento de tamaño de fibra de madera, se incrementa el volumen de regiones no rellenadas dentro del polímero y los gases residuales presentes ayudan a acelerar la degradación. Sin embargo, este fenómeno sería necesario que sea confirmado adicionalmente. La densidad del compuesto no siguió ninguna de las tendencias. Los valores de densidad variaron de aproximadamente 1.1 ± 0.1 g/cc para todos los tamaños de fibra de madera. Esto, debido a que la fibra de madera es comprimida a una densidad máxima durante la composición o combinación, que puede ser sostenida por las paredes de la celda. Puesto que la densidad de la pared de celda es independiente del tamaño de partícula, la densidad final de todos los tamaños de fibra es la misma. La temperatura de distorsión térmica fue probada o analizada. El HDT se incrementa de 95°C a 105°C a medida que se incrementa el tamaño de fibra de malla 140 a malla -30/+80. La viscosidad fue medida utilizando RDA II. La humedad presente, si la hay, se observó que se comporta como un lubricante interno y así reduce la viscosidad. El tazón de fusión de Brabender también fue utilizado para probar el efecto de humedad sobre la torsión. Con un incremento en el tamaño de fibra, son disminuidos los valores de torsión. La disminución en la torsión con el incremento del tamaño de fibra soporta la teoría de incrementar el volumen de regiones no rellenadas dentro del polímero y el comportamiento de humedad como un lubricante interno. Los datos también muestran el efecto de contenido de humedad dentro de un tamaño de fibra dado. En el caso de la malla 140, la disminución la disminución del contenido de humedad inicial de 4000 ppm a 2400 ppm, incrementó la torsión de equilibrio al 75%. Diferentes tipos de mecanismos de compatibilización fueron utilizados para acoplar la fibra de madera a la cadena principal de polímero. La lista de compatibilizantes utilizados y sus características se pueden encontrar enseguida: De estos, los compatibilizantes Epolene (Eastman Chemicals) y Questron (Montell) son polipropilenos injertados con anhídrido maléico (MA-g-PP) y estos acoplan la fibra de madera a la cadena principal de polímero a través de la reacción de esterificación. Los grupos de hidroxilo de celulosa y lignina enlazan a loa grupos anhídrido del MA-g-PP por medio de la formación del enlace primario, es decir, esteres o por medio de enlaces secundarios, es decir, enlaces de hidrógeno. Los agentes de acoplamiento Epolene son: E 3, G3003, G3015. Las dos variables de interés entre estos compatibilizantes son; peso molecular y funcionalidad. La funcionalidad es expresada como un número de ácido del polímero y es indicativa del número de sitios activos presentes sobre el agente de acoplamiento para el enlace o unión a la fibra de madera. El peso molecular es indicativo del grado del entrecruzamiento que puede presentarse entre el agente de acoplamiento y el polímero. Por consiguiente, en general son deseables un peso molecular más alto y un agente de acoplamiento de número de ácido alto. Fue observado que con el incremento del peso molecular de los agentes de acoplamiento Epolene, se incrementaron las propiedades físicas que incluyen la resistencia y módulo de tensión, la resistencia y módulo de flexión y se incrementó la resistencia al impacto (Tabla 10) . El peso molecular de los agentes de acoplamiento Epolene se incrementa en el orden: E43<G3015<G3003, mientras que el número de ácido sigue la tendencia opuesta. En el caso de los tamaños de fibra de madera de malla 140 y malla -30/80, el incremento del peso molecular de 9100 a 47000 incrementó el módulo de tensión de aproximadamente 64,768 Kg/cm2 (920,000 psi) a más de 70,400 Kg/cm2 (1,000,000 psi). La efectividad de los agentes de acoplamiento Epolene puede ser atribuida a la impregnabilidad incrementada de la fibra de madera por la matriz de polipropileno, la dispersión mejorada y mejor adhesión entre las dos fases. El fuerte enlace de hidrógeno de fibra-fibra intermolecular es diluido conduciendo a mejor dispersión de las fibras. Los estudios han mostrado que los enlaces de hidrógeno son disminuidos cuando los grupos hidroxilo en la celulosa son esterificados. Las propiedades físicas mejoraron casi por un factor de 3x sobre el material base (es decir, compuesto que no tiene compatibilizante) . Las propiedades térmicas también mostraron un incremento de casi 40-50% sobre el material base. De todos los agentes de MA-g-PP, el Epolene G3015 se observó que proporciona la mejor combinación de propiedades. Este compatibilizante tiene la combinación ideal de un peso molecular alto y un número de ácido relativamente alto. También fueron evaluados los agentes de acoplamiento de titanato y zirconato (Kenrich Petrochemicals, Inc.). Estas funcionan al modificar la superficie de fibra lo que le permite enlazar al polímero. Fueron evaluados dos agentes de acoplamiento. Estos fueron: LICA 12 y LICA 38.

Estos fueron alimentados por separado junto con pelotillas precursoras a la garganta de alimentación simultáneamente. De los dos agentes de acoplamiento de titanato utilizados, el LICA 38 se encontró que es mejor que el LICA 12. Sin embargo, globalmente su desempeño en incrementar las propiedades físicas del compuesto no fue significante. La adición de estos agentes de acoplamiento disminuyó la resistencia al impacto. Las propiedades de tensión y de flexión mejoraron marginalmente solamente a longitudes de fibra más largas. Las ventajas son su torsión reducida resultante en proporciones de alimentación más altas. Las ventajas incluyen el premezclado y el manejo cuidadoso. El lupasol G20 libre de agua y FG (BASF) fueron los otros dos agentes de acoplamiento evaluados. Se observó que el producto fue muy obscuro debido a la descoloración y generación de calor excesiva de la reacción química. Estos dos agentes de acoplamiento no se utilizaron en experimentos adicionales. Ninguno de los resultados están disponibles para estos agentes.

TABLA 6 Propiedades Comparativas de polipropilenos Montell Comerciales En las siguientes Tablas 7, 9 y 10 los compuestos son preparados como son descritos anteriormente en la presente. Las Tablas 7-9 muestran condiciones de procesamiento mientras que la Tabla 10 muestra las propiedades del compuesto resultante.

TABLA 7 Fibra de malla 80 TABLA 8 Fibra de Malla 140 TABLA 9 Fibra de Malla -30 +80 TABLA 10 Efecto de la fibra de madera2 v los compatibilizantes sobre los compuestos de PP-WF Fibra de madera: 400 a 900µ -30/+80 700 romedio Los procesos cribadores utilizados para segregar fibras de madera producen más bien distribuciones amplias de tamaño; por consiguiente las longitudes de la fibra asociados con los tamaños de malla dados anteriormente son aproximados. Como se discutió anteriormente en la presente, las fibras más largas son las que contribuyen a la mejora en las propiedades térmicas y mecánicas. Malla 140 (aproximadamente 100 mieras); malla 80 (aproximadamente 200 mieras), malla -30/+80 (aproximadamente 700 mieras, rango de aproximadamente 400 a aproximadamente 900 mieras) . Los resultados anteriores de la prueba de propiedades físicas de los compuestos de polipropileno fibra de madera con compatibilizante muestran una ventaja significante en el módulo de tensión y en el módulo de flexión. Los compuestos alcanzan un módulo de tensión de 56,320 a 70,400 Kg/cm2 (800,000 a 1,000,000 de psi) y un módulo de flexión de 49,280 - 56,320 Kg/cm2 (700,000 - 800,000 psi) . Los altos valores de impacto de Gardener son alcanzados junto con las excelentes temperaturas de distorsión térmica que varían de aproximadamente 125 a 140°C a 18.6 Kg/cm2 (264 psi) . Tal resultado es una mejora substancial sobre los compuestos de la técnica previa y sobre los compuestos con tecnología polimérica convencional.

TABLA 11 Mientras que la discusión anterior, los ejemplos y los datos proporcionan un medio para entender la operabilidad de la invención, la invención puede ser elaborada en una variedad de formatos sin apartarse del espíritu y alcance básico del concepto inventivo. Así, la invención es encontrada en las reivindicaciones adjuntas enseguida en la presente. Se hace constar que, con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el convencional para la manufactura de los objetos a que la misma se refiere.

Claims (18)

1. REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad, lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. Un perfil hueco complejo de pared delgada, mecánicamente estable, resistente a la intemperie, caracterizado porque comprende, un compuesto que comprende: (a) mayor que aproximadamente 25% en peso de una composición de polímero de poliolefina que tiene un punto de fusión de aproximadamente 145°C a 158 °C; y (b) mayor que aproximadamente 50 hasta 75% en peso de una fibra de madera, la fibra que tiene un contenido de humedad de menos de 5000 partes de agua por millón de partes de perfil, un tamaño de partícula de aproximadamente 100 a aproximadamente 2000 µm y una relación dimensional de aproximadamente 1:2 a aproximadamente 1:5; en donde el perfil comprende un elemento hueco complejo extruído que tiene una dirección de soporte definida y un espesor de pared de menos de aproximadamente 5 mm, el módulo de tensión del perfil es mayor que aproximadamente 35,200 Kg/cm2 (5 x 105 psi), la temperatura de distorsión térmica del perfil en la dirección de soporte definida es mayor que aproximadamente 75°C a 18.6 Kg/cm2 (264 psi) (ASTM D 696) .
2. 2. El perfil de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el compuesto comprende una poliolefina de compatibilidad en donde la poliolefina es una poliolefina injertada con anhídrido maléico con 1 a 100 moles de anhídrido maléico por mol de poliolefina, el módulo es de por lo menos aproximadamente 56,320 Kg/cm2 (8 x 105 psi).
3. 3. El perfil de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el polímero de poliolefina es polipropileno y el módulo de tensión es de por lo menos aproximadamente 70,400 Kg/cm2 (10 x 105 psi).
4. 4. El perfil de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque es seleccionado del grupo que consiste de una solera, una jamba, un larguero o un carril.
5. 5. Una unidad, caracterizada porque comprende al menos dos perfiles de la reivindicación 1 con una junta segura entre los perfiles.
6. 6. La unidad de conformidad con la reivindicación 4, caracterizada porque la junta es formada por soldadura térmica.
7. 7. El perfil de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque tiene una capa de material de cubierta o revestimiento con un espesor de aproximadamente 0.05 a 1 mm.
8. 8. El perfil de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque la poliolefina compatibilizante comprende una poliolefina que tiene un peso molecular (PM) de aproximadamente 5000 a 100,000 y aproximadamente 1 a 100 moles de anhídrido maléico por mol de polímero.
9. 9. El perfil de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque la poliolefina es polipropileno.
10. 10. El compuesto de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la fibra de madera comprende un contenido de humedad de aproximadamente 5 a aproximadamente 3200 ppm, un tamaño de partícula de aproximadamente 100 a 800 µm y una relación dimensional de aproximadamente 2 a 7.
11. 11. El compuesto de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el polímero tiene un peso molecular promedio en peso (PM) de aproximadamente 20,000 a 80,000.
12. 12. Un compuesto de polímero/fibra mecánicamente estable y térmicamente estable, caracterizado porque comprende : (a) mayor que aproximadamente 25% en peso de una composición de polímero de poliolefina que tiene un índice de fusión de menos de aproximadamente 2 gm-10"1, un punto de fusión de aproximadamente 145°C a 158°C; (b) mayor que aproximadamente 50 hasta 75% en peso de una fibra de madera, la fibra que tiene un contenido de humedad de menos de 5000 partes de agua por millón de partes de la fibra, un tamaño de partícula de aproximadamente 100 a aproximadamente 2000 µm y una relación dimensional de aproximadamente 1:2 a aproximadamente 1:5; y (c) aproximadamente 20 a 35% en peso de un compatibilizante de polímero/fibra; en donde el módulo de tensión del compuesto es mayor que aproximadamente 56,320 Kg/cm2 (8 x 105 psi), la resistencia a la compresión del perfil en la dirección de soporte definida es mayor que aproximadamente 84.5 Kg/cm2 (1200 psi).
13. 13. El perfil de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque el compuesto comprende un compatibilizante que comprende una poliolefina que tiene un peso molecular (PM) de aproximadamente 5000 a 100,000 y aproximadamente 1 a 100 moles de anhídrido maléico por mol de polímero.
14. 14. El compuesto de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque tiene un módulo de tensión de por lo menos aproximadamente 70,400 Kg/cm2 (10 x 105 psi) .
15. 15. El compuesto de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque tiene un módulo de tensión de por lo menos aproximadamente 84,480 Kg/cm2 (12 x 105 psi) .
16. 16. El compuesto de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque la fibra de madera comprende un contenido de humedad de aproximadamente 1 a 5000 ppm, un tamaño de partícula de aproximadamente 100 a 2000 µm y una relación dimensional de aproximadamente 2 a 7.
17. 17. El compuesto de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque la fibra de madera comprende un contenido de humedad de aproximadamente 1 a 3500 ppm, un tamaño de partícula de aproximadamente 100 a 800 µm y una relación dimensional de aproximadamente 2 a 7. 18. El compuesto de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque el polímero de poliolefina es un polipropileno que tiene un peso molecular promedio en peso (PM) de aproximadamente 20,000 a 80,000. 19. El compuesto de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque el polímero de poliolefina comprende un poli (propilen-co-etileno) que tiene de 0.1 a 10% en peso de etileno. 20. Un compuesto de polímero/ fibra mecánicamente estable y térmicamente estable, caracterizado porque comprende : (a) aproximadamente 25 a 40% en peso de una composición de polímero de polipropileno que tiene un índice de fusión de menos de aproximadamente 2 g-10 min-1, un punto de fusión de aproximadamente 148 a 158°C, un peso molecular (PM) de aproximadamente 20,000 a 80,000 y un contenido de etileno de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 10% en peso; (b) aproximadamente 65 a 75% en peso de fibra de madera, la fibra que tiene un contenido de humedad de menos de aproximadamente 4000 partes de agua por millón de partes de fibra, un tamaño de partícula de aproximadamente 150 a aproximadamente 800 µm y una relación dimensional de aproximadamente 1:2 a aproximadamente 1:5; y (c) aproximadamente 0.1 a aproximadamente 5% en peso de un compatibilizante de polímero fibra que comprende un polímero de polipropileno que tiene un peso molecular de aproximadamente 5000 a aproximadamente 50, 000 que tiene injertado al mismo anhídrido maléico en una cantidad de aproximadamente 15 a aproximadamente 50 moles de anhídrido maléico por mol de composición de polímero; en donde el módulo de tensión del compuesto es mayor que aproximadamente 56,320 Kg/cm2 (8 x 105 psi), la HDT del perfil en la dirección de soporte definida es mayor que aproximadamente 135°C a
18. 18.6 Kg/cm2 (264 psi). DE MADERA MEJORADO RESUMEN DE LA INVENCIÓN La invención es concerniente con un elemento estructural compuesto mejorado que comprende un elemento estructural de perfil complejo, elaborado de un compuesto que comprende un polímero de polipropileno y una fibra de madera. El material es útil en aplicaciones de construcción convencionales. El perfil complejo en la forma de un elemento compuesto termoplástico extruído puede ser utilizado en estructuras residenciales y comerciales como es descrito. De preferencia, el elemento estructural es utilizado en la fabricación de los componentes de ventanaje tales como ventanas y puertas. Tales elementos lineales son diseñados con formas de sección transversal específicamente configuradas para formar elementos estructurales en las unidades de ventanaje. Los elementos estructurales deben poseer suficiente resistencia, estabilidad térmica y resistencia a la intemperie para permitir la fabricación de una unidad de ventana estructuralmente hermética al sonido que pueda ser fácilmente instalada a una abertura rugosa o áspera pero que pueda mantener su apariencia atractiva e integridad estructural durante el período de vida de la unidad de ventana frecuentemente 20 años o más. El elemento estructural comprende una sección transversal compleja hueca con por lo menos una red o armazón estructural o una red sujetadora formada dentro del componente. El exterior del componente extruído tiene una capa de material de cubierta o revestimiento visible y es formado y adaptado para la instalación en aberturas rugosas o ásperas. El exterior también contiene forma y componentes aptos para soportar los elementos de la unidad de ventanaje tal como una unidad de ventana, bastidor o puerta movible. Los elementos estructurales de polipropileno mejorados tienen ventajas únicas y pueden ser montados en procesos de soldadura termoplásticos .