CZ263193A3 - Process for producing brightly colored plastic articles with a high luster - Google Patents

Description

Vynález se týká podložky povlečené barevným povlakem s vysokým leskem se zabudovanými kovovými ostrůvky.

Dosavadní stav techniky

Již delší dobu je požadována produkce systému barev s vysokým leskem pro automatizovanou finální úpravu výrobků. Již byly vyzkoušeny různé postupy přípravy konečné barevné úpravy se zrcadlovým leskem, která může být aplikována u plastických materiálů, stejně jako kovových povrchů. Finální úprava s vysokým leskem poskytuje povrchu upraveného výrobku mokrý vzhled bez vloček kovového charakteru. Tyto technologie zahrnují zkoušení nových formulí barev s vysokým leskem, nové způsoby aplikace těchto barev na povrchy, jakým je například galvanické pokovování, a přidávání kovových vloček do kapalné barevné pryskyřice. Široká spotřební veřejnost dlouho požadovala finální povlak s vysokým leskem.

Je známá produkce lesklých pochromovaných finálních povrchových úprav , které umožňují dosáhnout zrcadlového vzhledu podložce z plastické hmoty, a takto finálně upravené díly mohou nahradit odpovídající pochromované kovové díly. Tyto technologie využívají vakuového nanášení kovových filmů nebo diskrétních ostrůvků na plastickou podložku a pokrytí kovového filmu nebo ostrůvků čistým pryskyřičným vrchním povlakem. Způsoby provedení lesklých pochromovaných kovových finálních povrchových úprav jsou popsány v patentech US 4 407 871, 4 431 711 a 4 713 143.

Rovněž je žádané nahražení běžných kovových částí elastomerními materiály a z tohoto důvodu je důležité, aby měl povlak elastomerů stejný lesk a navíc aby jeho barva přesně odpovídala barevnému odstínu aplikovanému na zbývajících kovových dílech.

Vzhledem k výše popsaným skutečnostem je žádaná finální barvená povrchová úprava s vysokým leskem a způsob provádění této barevné konečné úpravy s vysokým leskem, který zahrnuje vakuové nanášení kovových ostrůvků na plastickou barevnou podložku a který umožní viditelnost barevné vrstvy ležící pod vrstvou tvořenou kovovými ostrůvky.

Podstata vynálezu

Vynález se týká způsobu aplikace barevného povlaku s vysokým leskem na výrobek, přičemž uvedený způsob zahrnuje vytvoření barevného povrchu na podložce a vakuové nanášení vrstvy jednotlivých tenkých ostrůvků nízkotavitelného kovu v tloušťce asi 10 nm na uvedenou podložku. Uvedený kov má výhodně teplotu tavení v rozmezí od 100 do 350 °C, výhodněji od 125 do 150 °C.

Uvedené ostrůvky jsou vytvořeny tak, aby se vizuálně makroskopicky jevily jako kontinuální tentá vrstva, přičemž mezi těmito diskrétními ostrůvky se nachází mezery, obvykle označované jako kanálky, a skrze tyto kanálky a skrze tenké ostrůvky zůstává viditelný zbarvený povrch podložky. Vakuově uložený materiál se leptá rozpouštědlem za účelem odstranění menších ostrůvků, které byly naneseny na podložku, a tím zvětšení mezer mezi ostrůvky, přičemž mezi zbylými ostrůvky lze vidět zbarvený povrch podložky.

Přes jednotlivé ostrůvky a mezi ně se aplikuje čirý pryskyřičný ochranný vrchní povlak ve formě kapaliny a smáčí tak barevný povrch podložky. Následně je vrchní povlak vysušen, čímž vytvoří ochrannou tenkou vrstvu zapouzdřující diskrétní ostrůvky, přičemž dojde k přilnutí této tenké ochranné vrstvy přímo k barevnému povrchu uvedené podložky.

Výhodně jsou ostrůvky tvořeny materiálem zvoleným ze skupiny zahrnující indium, cín, olovo a jejich slitin. Způsobem podle vynálezu je získán barvený povlak s vysokým leskem, jehož hodnota se při 60 °C pohybuje v rozmezí od 60 do 200. Podložka je výhodně vyrobena z dielektrického materiálu, například z elestomeru, na který se aplikuje dielektrický pryskyřičný barvený pigmentovaný povlak. Je žádoucí, aby byly leptáním vakuově naneseného materiálu pomocí rozpouštědla odstraněny menší ostrůvky, které byly naneseny na uvedenou podložku^ a tím se zvětšily mezery mezi jednotlivými ostrůvky, skrze které lze vidět pigmentovaný barvený povrch, a to ještě před aplikací čirého pryskyřičného ochranného dielektrického svrchního povlaku, který je aplikován ve formě kapaliny přes jednotlivé ostrůvky a mezi ně.

Dalším předmětem vynálezu je barvený povlak s vysokým leskem určený pro finální úpravu povrchu výrobku majícího podložku s dielektrickým barveným povrchem a na něm vrstvu odsazené uspořádaných elektricky nespojitých ostrůvků nízkotavitelného kovu mající z makroskopického pohledu vzhled kontinuální tenké vrstvy. Tloušťka uvedených ostrůvků může být až asi 10 nm. Taková tloušťka ostrůvků a mezery, které jsou mezi těmito ostrůvky umožňují prostup světla na uvedenou dielektrickou barvenou podložku. Dielektrický ochranný čirý pryskyřičný svrchní povlak přilne k ostrůvkům tak, že je překryje a vyplní mezery mezi jednotlivými ostrůvky tak, že je vzájemně oddělí, čímž umožní průchod světla k dielektrickému barevnému povrchu uvedené podložky. Prostup barevného světla z barevného povrchu podložky skrze kanálky, ostrůvky a svrchní povlak přináší konečnou barevnou úpravu s překvapivě vysokým leskem bez kovového nebo chromového vzhledu. Hodnota vysokého lesku barevného povlaku se při 60 °C pohybuje v rozmezí od 60 do 200.

Stručný popis obrázků

Obr.1 znázorňuje bokorys a schematický pohled na barevnou finální úpravu s vysokým leskem podle jednoho provedení vynálezu, obr. 2 znázorňuje značně zvětšený roviny pohled na ostrůvky přítomné na obr. 1, a obr.3 znázorňuje značně zvětšený bokorys vedený rovinou 3-3 znázorněnou na obr. 1.

Podložka 10, která může být použita pro samohybné díly je povlečena barvenou základní vrstvou 12 a transparentním základním povlakem 14 (obr.1). Podložka 10 je tvořena jakýmkoliv dielektrickým typem materiálu, který lze použít pro pojmutí vakuově naneseného kovu. Dá se předpokládat, že podložka 10 může být vyrobena ze slévatelného nebo tvářitelného elastomeru, kterým je houževnatý a proti poškození odolný materiál s určitým stupněm pružnosti, jako například druh termoplastického polyurethanu (TPU) vhodný pro injekční vstřikování. Základová vrstva 12 je tvořena ;urethanem, který je vhodně pigmentován na požadovanou barvu. Základním povlak 14 je urethanová smaltová barva, která je pro světlo prostupná. Vzhledem k tomu, že značné množství ultrafialového záření se dostane skrze ostrůvky až k těmto povlakům, je třeba, aby jak základová vrstva 1 2, tak základní povlak 14 byly na světle stabilní, neboť pokud by tato podmínka nebyla splněna, došlo by k jejich degradaci. Materiály vhodné pro základovou vrstvu a základní povlak jsou popsány v souvisejících patentech US 4 407 871 a 4 431 71 1 . U jistých dalších aplikací lze barvenou základovou vrstvu 12 a transparentní základní povlak 14 nahradit vlastně jedinou pigmentovanou vrstvou smaltového základního povlaku. Pro účely vynálezu budou základní povlak a základové vrstvy považovány za část podložky, ke které přilnou následně zmíněné vrstvy.

Diskrétní ostrůvky 20 india (schematicky znázorněné na obr. 2) jsou vakuově nanášeny na základní povlak v tloušťce nejvýše asi 10 nm. Obecný způsob vakuového nanášení diskrétních zaoblených ostrůvků india na podložku je popsán v patentu US 4 431 711. Diskrétní ostrůvky mají vizuálně makroskopický vzhled tenké světlo propouštějící kohézní tenké vrstvy 21.

Uvedená vrstva 21 tvořená ostrůvky india je leptána za účelem odstranění menších ostrůvků a zvýšení mezer 22, t. j. zvětšení kanálků mezi uvedenými ostrůvky 20. Způsob leptání vrstvy tvořené diskrétními ostrůvky je popsán v patentu US 4 713 143.

Základová vrstva 1 2, základní povlak 14 a vrstva 21 tvořená ostrůvky 20 jsou následně povlečeny vnější vrstvou čirého pryskyřičného materiálu ve formě transparentního kapalného vrchního povlaku 24. Uvedený vrchní povlak 24 vyplní mezery 22 ve vrstvě 21 tvořené ostrůvky za účelem smáčení základního povlaku 14 a přímého přilnutí k tomuto povlaku (schematicky znázorněno na obrázku 3). Uvedený vrchní povlak 24 je následně vytvrzen za účelem vytvoření ochranného povlaku.

Příklad 1

Podložka - termoplastický urethan (TPU)

Základová vrstva - polyurethanové pryskyřice, která je pigmentována na požadovanou barvu, je rozstřikovat» v rozmezí 0,1 až 2,0 mils a následně vytvrzována po dobu 20 minut při teplotě 121 °C.

Vrstva tvořená ostrůvky - Indium je vakuově nanášeno tak, že vytvoří ostrůvky o tloušťce nejvýše asi 10 nm způsobem podle patentu US 4 431 711.

Leptání - 90 sekund při teplotě 71 °C v lázni hydroxidu sodného.

Vrchní povlak - transparentní polyurethanové pryskyřice je aplikovaná a vytvrzována 20 minut při pokojové teplotě a následně přibližně 30 minut při teplotě 126 °

C.

Výše uvedený příklad má pouze ilustrativní charakter a nikterak neomezuje rozsah patentových nároků, který je jednoznačně definován patentovými nároky.

Claims (13)

1. Způsob aplikace barevného povlaku s vysokým leskem na výrobek vyznačený tím, že zahrnuje vytvoření barevného povrchu na podložce, vakuové nanesení diskrétních tenkých ostrůvků nízkotavitelného kovu na uvedenou podložku v tloušťce nejvýše asi 10 nm, přičemž uvedené ostrůvky jsou vytvořeny tak, aby se vizuálně makroskopicky jevily jako kontinuální tenká vrstva, přičemž mezi uvedenými diskrétními ostrůvky se nachází mezery, a skrze uvedené mezery a skrze uvedené tenké ostrůvky zůstává viditelný zbarvený povrch podložky, leptání vákuově uloženého materiálu rozpouštědlem za účelem odstranění menších ostrůvků, které byly na uvedený povrch uloženy , a tím zvětšení mezer mezi zbývajícími ostrůvky, skrze které lze vidět uvedený barevný povrch podložky, aplikaci čirého pryskyřičného ochranného vrchního povlaku v kapalné formě na jednotlivé ostrůvky a mezi ně a smáčení barevného povrchu podložky tímto vrchním povlakem, a vysušení uvedeného vrchního povlaku tak ,aby vytvořil tenkou ochrannou vrstvu zapouzdřující jednotlivé ostrůvky a přilnutí uvedené tenké ochranné vrstvy přímo k barevnému povrchu uvedené podložky.

II

2. Způsob podle nároku 1,vyznačený tím, že uvedené ostrůvky jsou tvořeny materiálem zvoleným ze skupiny zahrnující indium, cín, olovo a jejich slitiny.

3. Způsob podle nároku 2, vyznačený tím, že uvedené ostrůvky jsou tvořeny materiálem zvoleným za skupiny zahrnující indium a jeho slitiny.

4. Způsob podle nároku 2, vyznačený tím, že hodnota lesku uvedeného barveného povlaku s vysokým leskem se pohybuje v rozmezí od 60 do 200.

5. Způsob aplikace barevného povlaku s vysokým leskem na výrobek, vyznačený tím, že zahrnuje aplikování a přilnutí dielektrické barevné vrstvy na dielektrickou podložku, vakuové nanášení diskrétních tenkých ostrůvků nízkotavitelného kovu na barevný povlak uvedené podložky v tloušťce nejvýše asi 10 nm, přičemž uvedené ostrůvky jsou vytvořeny tak, aby se vizuálně makroskopicky jevily jako kontinuální tenká vrstva, přičemž mezi uvedenými diskrétními ostrůvky se nachází mezery, a skrze uvedené mezery a skrze uvedené tenké ostrůvky zůstává viditelný zbarvený povrch podložky, leptání vakuově uloženého materiálu rozpouštědlem, za účelem odstranění menších ostrůvků, které byly na uvedený povrch uloženy, a tím zvětšení mezer mezi zbývajícími ostrůvky, skrze které lze vidět uvedený barevný povrch podložky, aplikace čirého pryskyřičného ochranného vrchního

III povlaku v kapalné formě na jednotlivé ostrůvky a mezi ně a smáčení barevného povlaku tímto vrchním povlakem, a vysušení uvedeného vrchního povlaku tak, aby vytvořil tenkou ochrannou vrstvu zapouzdřující jednotlivé ostrůvky a přilnutí uvedené tenké ochranné vrstvy přímo k barevnému povlaku uvedené podložky.

6. Způsob podle nároku 5, vyznačený tím, že uvedené ostrůvky jsou tvořeny materiálem zvoleným ze skupiny zahrnující indium, cín, olovo a jejich slitiny.

7. Způsob podle nároku 6, vyznačený tím, že hodnota lesku barevného povlaku s vysokým leskem se pohybuje v rozmezí od 60 do 200.

8. Způsob podle nároku 5,vyznačený tím, že uvedená barevná vrstva na uvedené podložce zahrnuje barevnou základní vrstvu aplikovanou na dielektrickou podložku a čirý základní povlak aplikovaný na uvedenou barevnou základní vrstvu, přičemž uvedená barevná vrstva je ještě před vakuovým nanesením ostrůvků na uvedenou podložku vysušena, přičemž přilne k uvedené podložce.

9. Barevný povlak s vysokým leskem k potažení výrobku, vyznačený tím, že podložka má dielektrický barevný povrch, na němž jsou odsazené uspořádány elektricky nespojité ostrůvky nízkotavitelného kovu mající makroskopický vizuální vzhled kontinuální tenké vrstvy, přičemž tloušťka ostrůvků

IV je nejvýše asi 10 nm, a mezery mezi uvedenými ostrůvky umožňují prostup světla mezi těmito ostrůvky na uvedený dielektrický barvený povrch, a dielektrický ochranný čirý pryskyřičný vrchní povlak na uvedených ostrůvcích, izolující navzájem jednotlivé ostrůvky a umožňující prostup světla mezi uvedenými ostrůvky k dielektrickému barevnému povrchu uvedené podložky.

10. Barevný povlak s vysokým leskem podle nároku 9, vyznačený tím, že uvedené ostrůvky jsou tvořeny materiálem zvoleným ze skupiny zahrnující indium, cín, olovo a jejich slitiny.

11. Barevný povlak s vysokým leskem podle nároku 10, vyznačený tím, že hodnota lesku uvedeného barevného pláště s vysokým leskem se pohybuje v rozmezí od 60 do 200.

12. Barevný povlak s vysokým leskem podle nároku 11, vyznačený tím, že uvedeným dielektrickým povrchem uvedené podložky je vrstva barevného kapalného pryskyřičného materiálu aplikovaná na uvedenou podložku a vysušena, přičemž přilne k uvedené podložce.

13. Barevný povlak s vysokým leskem podle nároku 11, vyznačený tím, že uvedený dielektrický povrch uvedené podložky zahrnuje vrstvu barveného kapalného pryskyřičného základního materiálu aplikovanou na uvedenou podložku a čirý základní povlak aplikovaný na uvedenou vrstvu, přičemž jak základní vrstva tak základní povlak jsou před tím, než jsou na ně aplikovány elektricky nespojité ostrůvky, vysušeny, přičemž přilnou k uvedené podložce.