CH692135A5 - A process for the metalizing coating of artifacts. - Google Patents
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Description
La presente invenzione concerne un procedimento per la verniciatura metallizzante di manufatti. The present invention relates to a process for the metallizing painting of manufactured articles.
Attualmente, in vari settori di applicazione, sono sempre più richiesti manufatti realizzati con materiali economici, leggeri e di facile lavorabilità, quali il legno, le materie plastiche, le resine espanse, il gesso ecc., per i quali si desidera una finitura superficiale che conferisca ad essi un soddisfacente aspetto metallizzato. Currently, in various sectors of application, products made of cheap, light and easy to work materials, such as wood, plastics, expanded resins, plaster, etc., are increasingly in demand, for which a surface finish is desired which gives them a satisfying metallic appearance.
Ad esempio, nel settore dei componenti di scenografia o di arredo di mostre ed esposizioni, nel settore dei prototipi automobilistici o di articoli industriali in genere, è importante realizzare questi manufatti utilizzando materie plastiche o legno, sia per la leggerezza, facilità di trasporto e basso costo degli stessi, aspetti rilevanti per l'utilizzazione in scenografia, sia per la maggior possibilità di modellare prototipi in questi materiali piuttosto che in metallo, fatto che assume particolare importanza per la modellistica industriale. Particolarmente interessante è la realizzazione dei modelli in resine espanse, per la leggerezza, la facile disponibilità ed il basso costo di questi materiali. For example, in the sector of scenography components or furniture for exhibitions and expositions, in the sector of automotive prototypes or industrial articles in general, it is important to make these products using plastics or wood, both for lightness, ease of transport and low cost of the same, aspects relevant for use in scenography, both for the greater possibility of modeling prototypes in these materials rather than in metal, a fact that assumes particular importance for industrial modeling. Particularly interesting is the realization of the models in expanded resins, for the lightness, the easy availability and the low cost of these materials.
È inoltre sempre più frequente, in molte produzioni industriali, la richiesta di manufatti metallici con superfici lucidate a specchio, quali ad esempio nell'industria automobilistica, cerchi di ruote, modanature, accessori, ecc., per i quali sono richieste sia particolari doti estetiche sia elevate caratteristiche di resistenza agli agenti chimici, per tempi relativamente lunghi. Furthermore, in many industrial productions, the request for metal products with mirror polished surfaces is increasingly frequent, such as in the automotive industry, wheel rims, moldings, accessories, etc., for which particular aesthetic qualities are required. has high resistance to chemical agents for relatively long times.
Queste caratteristiche sono normalmente ottenute mediante verniciature metallizzanti. These characteristics are normally obtained by metallizing paints.
Tuttavia, operando con le normali pitture pigmentate sono noti la difficoltà e gli scarsi risultati ottenibili, specie se si desidera ottenere una superficie fortemente lucida e riflettente del tipo a specchio. However, working with normal pigmented paints, the difficulty and poor results obtainable are known, especially if you want to obtain a highly shiny and reflective mirror-like surface.
Nel campo della verniciatura di oggetti di piccole dimensioni, quali i modellini di autovetture ed oggetti simili, realizzati anche in materia plastica, è noto l'impiego di un procedimento di verniciatura metallizzante basato sulla formazione di una sottile pellicola di argento metallico, in analogia con la tecnica impiegata nella produzione degli specchi, in cui si riduce una soluzione ammoniacale di nitrato d'argento con una soluzione di aldeide formica o di altro riducente organico quale il glucosio, ottenendosi una sottile pellicola riflettente di argento metallico che conferisce all'oggetto l'aspetto desiderato. In the field of painting small objects, such as car models and similar objects, also made of plastic, the use of a metallizing painting process based on the formation of a thin metallic silver film is known, in analogy with the technique used in the production of mirrors, in which an ammonia solution of silver nitrate is reduced with a solution of formal aldehyde or other organic reducing agent such as glucose, obtaining a thin reflective film of metallic silver which gives the object the desired look.
Tali tecniche non risultano però applicate alla formazione di pellicole con effetto metallizzante su oggetti di grandi dimensioni o di forme tridimensionali complesse, in cui insorgono problemi di aderenza della pellicola d'argento alla superficie dell'oggetto, di omogeneità della pellicola stessa e di stabilità nel tempo, col risultato di un peggioramento dell'aspetto estetico del manufatto. However, these techniques are not applied to the formation of films with a metallizing effect on large objects or complex three-dimensional shapes, in which problems arise of adhesion of the silver film to the surface of the object, of homogeneity of the film itself and stability in the time, with the result of a worsening of the aesthetic aspect of the product.
Un procedimento di verniciatura metallizzante studiato per ovviare alle difficoltà presentate dalla tecnica nota è descritto nel Brevetto Europeo EP 346 954. A metallizing painting process designed to overcome the difficulties presented by the prior art is described in European Patent EP 346 954.
Secondo l'insegnamento del Brevetto EP 346 954 il procedimento di verniciatura con effetto metallizzante di manufatti in metallo, legno o plastica anche di grandi dimensioni e di forma complessa comprende le seguenti fasi, realizzate nella successione indicata: a) applicare sulla superficie del manufatto uno strato di fondo di resina alchidica eventualmente addizionata di uno o più pigmenti del colore desiderato; b) essiccare detto strato di fondo di resina alchidica; c) applicare su detto strato di fondo una soluzione acquosa acida allo 0,05-2% vol. di cloruro stannoso; d) lavare con acqua la superficie del manufatto così trattato; e) applicare contemporaneamente a spruzzo sulla superficie del manufatto una soluzione acquosa dal 5 al 15% vol. di nitrato d'argento in complesso ammoniacale ed una soluzione acquosa dall'1 al 5% vol. di uno zucchero riducente; f) lavare con acqua la superficie del manufatto così trattato; g) applicare sulla superficie del manufatto una vernice trasparente per la formazione di uno strato protettivo; h) essiccare la superficie verniciata ottenuta. According to the teaching of the Patent EP 346 954, the painting process with metalizing effect of metal, wood or plastic products, even of large dimensions and complex shape, comprises the following steps, carried out in the indicated sequence: a) applying a base layer of alkyd resin, possibly added with one or more pigments of the desired color, to the surface of the product; b) drying said bottom layer of alkyd resin; c) applying an aqueous acid solution of 0.05-2% vol. to the bottom layer. of stannic chloride; d) washing the surface of the treated product with water; e) simultaneously spray on the surface of the product an aqueous solution of 5 to 15% vol. of silver nitrate in an ammonia complex and an aqueous solution of 1 to 5% vol. of a reducing sugar; f) washing the surface of the treated product with water; g) apply a transparent varnish on the surface of the product to form a protective layer; h) drying the painted surface obtained.
Lo strato di fondo è realizzato con lo scopo di ottenere una superficie che si presti meglio di quella del manufatto all'aggrappaggio dello strato metallizzante sul manufatto. The base layer is made with the aim of obtaining a surface that lends itself better than that of the manufactured article to the adhesion of the metallizing layer on the manufactured article.
Per questo scopo le resine utilizzate per lo strato di fondo devono essere in grado di fissarsi saldamente al materiale di cui è costituito il manufatto e devono coprire la superficie porosa del manufatto fornendo una superficie liscia e regolare per consentire la deposizione omogenea del successivo strato metallizzante. For this purpose, the resins used for the base layer must be able to fix themselves firmly to the material of which the product is made and must cover the porous surface of the product by providing a smooth and regular surface to allow homogeneous deposition of the subsequent metallizing layer.
Il procedimento descritto non risulta però affidabile in quanto relativamente alla fase "a", le resine alchidiche, utilizzate per l'applicazione diretta sul manufatto, hanno un uso limitato dalla compatibilità dei solventi e diluenti che le accompagnano con i materiali su cui vengono applicate. However, the process described is not reliable since, in relation to step "a", the alkyd resins, used for direct application on the article, have a limited use due to the compatibility of the solvents and diluents that accompany them with the materials on which they are applied.
Un primo scopo della presente invenzione è, pertanto, quello di ovviare al problema dell'ancoraggio dello strato di fondo provvedendo un procedimento, che non presenti gli inconvenienti menzionati dell'arte nota. A first object of the present invention is therefore that of obviating the problem of anchoring the bottom layer by providing a method which does not present the mentioned drawbacks of the prior art.
Un altro inconveniente riscontrato nel procedimento secondo il Brevetto Europeo EP 346 954, è legato al fatto che le vernici a base di solvente organico utilizzate per la formazione dello strato protettivo trasparente finale, non presentano un'adesione sufficiente alla superficie metallizzata e pertanto tendono, con il passare del tempo, a staccarsi provocando lo sfogliamento della pellicola metallizzante. Another drawback found in the process according to European Patent EP 346 954, is linked to the fact that the organic solvent-based paints used for the formation of the final transparent protective layer do not have sufficient adhesion to the metallized surface and therefore tend, with the passage of time, to detach itself causing the peeling of the metallizing film.
Inoltre, a causa dell'azione atmosferica, detto strato protettivo così formato tende ad ingiallire con il risultato di un decadimento delle qualità estetiche del manufatto. Furthermore, due to the atmospheric action, said protective layer thus formed tends to turn yellow with the result of a decline in the aesthetic qualities of the article.
Risulta pertanto impossibile estendere il suddetto procedimento a manufatti di produzione industriale destinati ad esterno e sottoposti ad usura. It is therefore impossible to extend the aforementioned process to industrial production products intended for outdoor use and subject to wear.
Un secondo scopo della presente invenzione è quello di ottenere un'adesione molto più efficace dello strato protettivo sulla pellicola metallizzante provvedendo uno strato protettivo trasparente altamente resistente contro l'azione degli agenti chimici, antigraffio ed antiusura. A second object of the present invention is to obtain a much more effective adhesion of the protective layer on the metallizing film by providing a transparent protective layer highly resistant against the action of chemical agents, anti-scratch and anti-wear.
Questo ed altri scopi della presente invenzione vengono raggiunti dal procedimento per la verniciatura metallizzante di manufatti come rivendicato nelle allegate rivendicazioni. This and other objects of the present invention are achieved by the process for the metallizing painting of manufactured articles as claimed in the attached claims.
Nel seguito verrà data una descrizione dettagliata dell'invenzione. A detailed description of the invention will be given below.
Il procedimento secondo l'invenzione permette di ottenere la metallizzazione di manufatti realizzati in metallo, legno, materie plastiche, resine espanse, gesso, cemento, vetro, ecc. The process according to the invention allows to obtain the metallization of manufactured articles made of metal, wood, plastic materials, expanded resins, plaster, cement, glass, etc.
La prima fase del procedimento prevede l'applicazione di uno strato di vernice di preparazione sulla superficie del manufatto, per migliorare l'aggrappaggio della resina di fondo da applicare nella fase successiva sul manufatto. The first phase of the process involves the application of a layer of preparation paint on the surface of the article, to improve the adhesion of the base resin to be applied in the next phase on the article.
L'ampia gamma di prodotti vernicianti presente sul mercato, consente di scegliere la vernice che presenta maggior compatibilità con il materiale di cui è composto il manufatto da trattare, in questo modo si fornisce uno strato ben aderente al manufatto e maggiormente adatto al successivo ancoraggio della mano di fondo. The wide range of paint products on the market allows you to choose the paint that has greater compatibility with the material of which the product to be treated is composed, in this way it provides a layer well adherent to the product and more suitable for the subsequent anchoring of the base coat.
Alla fase di verniciatura di preparazione fa seguito l'applicazione di una mano di fondo di resina aggrappante alchidica di tipo compatibile con la vernice utilizzata nella fase precedente di verniciatura di preparazione del manufatto. The preparation painting phase is followed by the application of a base coat of alkyd clinging resin of a type compatible with the paint used in the previous painting phase of preparation of the product.
A detta fase di applicazione dello strato di fondo, fa seguito una fase di essiccazione dello strato di fondo, effettuata in forno per 1 ora alla temperatura di 50 DEG C o in alternativa all'aria per un tempo variabile tra le 12 e le 24 ore. After said application of the primer layer, a drying phase of the primer layer follows, carried out in the oven for 1 hour at a temperature of 50 DEG C or alternatively in the air for a time varying between 12 and 24 hours .
Segue la fase di realizzazione dello specchio d'argento che conferisce l'aspetto metallico al manufatto, secondo la reazione utilizzata in chimica analitica qualitativa per il riconoscimento delle aldeidi o degli aldosi denominata "Saggio di Tollens". The phase of realization of the silver mirror follows, which gives the metallic aspect to the product, according to the reaction used in qualitative analytical chemistry for the recognition of aldehydes or aldoses called "Tollens test".
Per fare avvenire tale reazione sulla superficie del manufatto sono necessarie le seguenti operazioni: - applicare su detto strato di fondo una soluzione acquosa acida allo 0,05-2% vol. di cloruro stannoso; - lavare con acqua la superficie del manufatto così trattato; - applicare contemporaneamente a spruzzo, sulla superficie del manufatto, una soluzione acquosa dal 5 al 15% vol. di nitrato d'argento in complesso ammoniacale e una soluzione acquosa dall'1 al 5% vol. di uno zucchero riducente. To make this reaction take place on the surface of the product, the following operations are necessary: - applying a 0.05-2% vol. acid aqueous solution to said primer layer. stannic chloride; - wash the surface of the treated product with water; - apply by spray, on the surface of the product, an aqueous solution of 5 to 15% vol. of silver nitrate in an ammonia complex and an aqueous solution of 1 to 5% vol. of a reducing sugar.
Il manufatto metallizzato così ottenuto viene quindi sottoposto ad una fase di lavaggio cui fa seguito una fase di applicazione di uno strato di resina protettiva costituita da resina poliuretanica solubile in acqua. The metallized product thus obtained is then subjected to a washing step followed by a step of applying a protective resin layer consisting of water-soluble polyurethane resin.
Il manufatto viene in seguito finito sottoponendolo ad una fase di essiccazione effettuata in forno per 1 ora alla temperatura di 50 DEG C o in alternativa all'aria per un tempo variabile tra le 12 e le 24 ore. The article is then finished by subjecting it to a drying phase carried out in the oven for 1 hour at a temperature of 50 DEG C or alternatively to air for a time varying between 12 and 24 hours.
Qualora si desideri ottenere una maggiore resistenza agli agenti chimici il manufatto metallizzato con il procedimento sopra descritto verrà sottoposto ad un'ulteriore fase di applicazione di uno strato protettivo ottenuto mediante l'applicazione di una resina acrilica, trasparente, solubile in solvente organico. If a greater resistance to chemical agents is desired, the metallized article with the above described procedure will be subjected to a further step of applying a protective layer obtained by applying an acrylic resin, transparent, soluble in organic solvent.
Grazie a questo ulteriore strato protettivo il manufatto metallizzato risulterà maggiormente protetto contro l'azione degli agenti chimici e conserverà le caretteristiche di brillantezza più a lungo senza subire fenomeni di ingiallimento. Thanks to this additional protective layer, the metallized product will be more protected against the action of chemical agents and will retain its gloss characteristics for longer without undergoing yellowing phenomena.
Inoltre, detto strato di resina acrilica trasparente solubile in solvente organico, essendo applicato sullo strato preesistente costituito dalla resina poliuretanica solubile in acqua, non origina i problemi di distacco e di ingiallimento riscontrati con i prodotti ottenuti con il procedimento secondo il Brevetto Europeo EP 346 954. Furthermore, said layer of transparent acrylic resin soluble in organic solvent, being applied on the pre-existing layer consisting of water-soluble polyurethane resin, does not cause the detachment and yellowing problems encountered with the products obtained with the process according to the European Patent EP 346 954. .
Successivamente alla fase di applicazione del secondo strato protettivo il manufatto viene sottoposto ad una fase di essiccazione. After the application of the second protective layer, the article is subjected to a drying phase.
Il manufatto ottenuto con il procedimento oggetto dell'invenzione presenta una superficie uniformemente metallizzata resistente agli agenti chimici e che non presenta, con il passare del tempo fenomeni di ingiallimento dello strato protettivo. The manufactured article obtained with the process object of the invention has a uniformly metallized surface resistant to chemical agents and which does not show yellowing phenomena of the protective layer over time.
In una variante realizzativa del procedimento oggetto dell'invenzione, sul manufatto metallizzato, successivamente alla fase di lavaggio dello strato metallizzato, viene applicato uno strato di resina protettiva trasparente costituito da resina acrilica-uretanica bicomponente. In a variant embodiment of the process object of the invention, a layer of transparent protective resin consisting of two-component acrylic-urethane resin is applied to the metallized article after the washing phase of the metallized layer.
La resina acrilico-uretanica bicomponente consente di ottenere un'ottima resistenza agli agenti chimici. The two-component acrylic urethane resin allows excellent resistance to chemical agents.
Pertanto, dopo la fase di essiccazione dello strato di resina acrilico-uretanica bicomponente, effettuata in forno per 1 ora alla temperatura di 60 DEG C o in alternativa all'aria per un tempo variabile tra le 16 e le 24 ore, non è più necessaria l'applicazione di un secondo strato di resina protettiva, ed il manufatto è pronto all'uso. Therefore, after the drying phase of the two-component acrylic-urethane resin layer, carried out in the oven for 1 hour at a temperature of 60 DEG C or alternatively to air for a time varying between 16 and 24 hours, it is no longer necessary the application of a second layer of protective resin, and the product is ready for use.
Da prove eseguite sottoponendo il manufatto a nebbia salina, la superficie protetta con resina acrilico-uretanica bicomponente è risultata resistere per oltre 250 ore. From tests carried out by subjecting the product to salt spray, the surface protected with two-component acrylic urethane resin was found to resist for over 250 hours.
Il manufatto ottenuto con questa variante realizzativa del procedimento presenta ottime caratteristiche di resistenza agli agenti chimici, antigraffio e antiusura. The manufactured article obtained with this manufacturing variant of the process has excellent characteristics of resistance to chemical agents, anti-scratch and anti-wear.
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