ES2158018T5 - Metodo para realizar una representacion grafica sobre objetos fabricados de polimero de poliolefina y objeto fabricado de acuerdo a dicho metodo. - Google Patents
Metodo para realizar una representacion grafica sobre objetos fabricados de polimero de poliolefina y objeto fabricado de acuerdo a dicho metodo.Info
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Abstract
EL METODO PARA EFECTUAR UNA REPRESENTACION GRAFICA SOBRE OBJETOS HECHOS DE POLIMERO DE POLIOLEFINA CONSTA DE UNA REPRESENTACION GRAFICA DE IMPRESION SOBRE UNA CARA DE UNA PRIMERA PELICULA HECHA DE POLIMERO EXTENDIDO, ESCOGIDO ENTRE UN POLIMERO DE POLIESTER Y UN POLIMERO ACRILICO, ASOCIANDO LA PRIMERA PELICULA CON UNA SEGUNDA PELICULA PARA OBTENER UNA MEMBRANA FORMADA POR LA PRIMERA Y SEGUNDA PELICULAS ASOCIADAS QUE CONTIENE LA REPRESENTACION GRAFICA ENTRE ELLAS, TRANSFIRIENDO LA MEMBRANA AL INTERIOR DE UN MOLDE DE INYECCION E INYECTANDO UN POLIMERO DE POLIOLEFINA EN EL MOLDE PARA FORMAR EL OBJETO, DE ESTA FORMA SE OBTIENE UNA FUSION AL MENOS PARCIAL DE LA SEGUNDA PELICULA DE MANERA QUE LA MEMBRANA FORMA UN CUERPO CON DICHO OBJETO.
Description
Método para realizar una representación gráfica
sobre objetos fabricados de polímero de poliolefina y objeto
fabricado de acuerdo a dicho método.
La presente invención se refiere a un método para
realizar una representación gráfica sobre un objeto fabricado de
polímero de poliolefina y obtener objetos moldeados.
Como es sabido, normalmente, para reproducir una
representación gráfica en un objeto de plástico, por ejemplo sobre
un objeto de polímero de poliolefina, tal como polietileno o
polipropileno, se imprime sobre una película, con un sistema de
impresión conocido, (rotograbado o impresión flexográfica). Después
de la operación de impresión, se introduce manual o mecánicamente
la película en un molde.
A continuación, de un modo ya conocido, se
inyecta plástico en el molde (polietileno o polipropileno) para
producir el objeto deseado.
Se imprimen normalmente dibujos, signos y
similares con este método en pequeños objetos de uso común.
Este método tiene un inconveniente considerable:
la película se integra perfectamente en el objeto sobre el que se
aplica, solamente en las zonas que no están impresas, mientras que
en las superficies impresas, la película solamente descansa sobre
la superficie del objeto, debido a las tintas que constituyen una
"barrera" a la penetración molecular entre la película y el
material que constituye el objeto.
Lo anteriormente citado todavía se complica más
debido a que la película, para ser impresa, precisa un tratamiento
de superficie con llama apropiado o un tratamiento de superficie
con una descarga de alta frecuencia (efecto corona) antes de
imprimir con tinta. Para mejorar la adherencia de las tintas,
también se puede utilizar un grabado por producto químico en
caliente con una solución altamente oxidante tal como ácido
crómico, oleum, y ácido clorosulfónico.
Como se observa fácilmente, este inconveniente
hace que la representación gráfica se desprenda especialmente
cuando la porción impresa de la película es sometida a una acción
abrasiva o a la abolladura.
Además, el método descrito solamente permite
imprimir pequeños dibujos gráficos sobre objetos pequeños.
De hecho, cuanto mayor sea el tamaño del dibujo,
mayores son las probabilidades de que se desprenda del objeto.
No debe olvidarse que cuanto mayor sea el dibujo,
más difícil es disponerlo en el interior del molde, en especial si
se realiza esta operación mecánicamente.
Con el fin de remediar dichos inconvenientes, se
utiliza otro tipo de transferencia para transferir un dibujo a un
objeto de plástico.
Con este fin, por medio de una calandria para
impresión térmica, se subliman los colores del papel sobre la
superficie del objeto a imprimir.
Este sistema permite imprimir un dibujo solamente
sobre objetos pequeños y en superficies sustancialmente planas.
Asimismo, es tan costoso que su uso se limita a casos seleccionados
y limitados.
La patente FR 2 150 209 describe un método para
la incorporación de una representación gráfica sobre un objeto
fabricado de polímero termoplástico. Se realiza la incorporación
directamente durante el moldeo en caliente evitando la formación de
burbujas durante el molde.
La solicitud de patente europea Nº 94108168.9
describe el uso de una película externa de polipropileno, una
representación gráfica impresa entre la película externa y una
película interna de modo que la película interna se funda
parcialmente durante el moldeo por inyección de un objeto en la
película. Se ha descubierto, no obstante, que este sistema tiene
una duración limitada, en especial la adherencia entre las capas
disminuye al cabo de cierto tiempo.
En esta situación, el objetivo técnico de la
presente invención es remediar los inconvenientes antes
citados.
Dentro de este objetivo técnico, un objeto
importante de la invención es idear un método para realizar una
representación gráfica sobre objetos fabricados de polímero de
poliolefina, en el cual la representación gráfica (porciones
impresas y no impresas) está totalmente integrada en el material del
objeto sobre el cual tiene que imprimirse el dibujo mediante una
integración molecular efectiva.
Otro objeto adicional importante de la invención
es idear un método para realizar una representación gráfica sobre
objetos fabricados de polímero de poliolefina, que son muy
económicos y que aseguran una larga duración de la
representación.
Un objeto adicional de la invención es facilitar
un método para realizar una representación gráfica sobre objetos
fabricados en polímero de poliolefina que se puede utilizar, sin
problemas, igualmente para grandes representaciones gráficas aptas
para ser transferidas a, por ejemplo, juguetes, asientos y mesas de
jardín, etc.
Un objeto adicional de la invención es facilitar
un método y un aparato para realizar una representación gráfica
sobre objetos de polímero de poliolefina, el cual pueda utilizarse
en líneas de producción ya existentes sin modificarlas
sustancialmente.
Un objeto adicional de la invención es obtener
impresiones con un procedimiento de cuatricromía de la mejor
calidad a través de pasadas sucesivas de impresión con diferentes
agentes colorantes.
Un objeto no menos importante de la invención es
facilitar un método y un aparato para realizar una representación
gráfica de objetos de polímero de poliolefina, que permite una
aplicación fácil y duradera sobre un objeto, por ejemplo, fabricada
con polipropileno, con el fin de que resista las acciones térmicas,
mecánicas y físicas sin deteriorarse incluso al cabo de mucho
tiempo.
Los objetivos técnicos y objetos que anteceden
son sustancialmente conseguidos con un método para realizar una
representación gráfica sobre objetos fabricadas con polímero de
poliolefina, según la reivindicación 1.
De preferencia, dicho polímero acrílico es un
metacrilato de polialquilo, con mayor preferencia es un metacrilato
de polimetilo o un metacrilato de polidimetilo.
Dicho método comprende el uso de medios de
fijación para trasladar dicha membrana perfectamente tensa a dicho
molde, y los medios para cargar electrostáticamente dicha membrana
para una perfecta adherencia de dicha membrana en dicho molde.
Ventajosamente, la lámina para realizar una
representación gráfica en objetos hechos de polímero de polietileno
se caracteriza porque comprende una primera película que es un
polímero acrílico, siendo dicha representación gráfica impresa en
una cara de dicha primera película, estando dicha primera película
unida, por medio de un adhesivo, a una segunda película, de
polipropileno sin estirar, de modo que dicha representación gráfica
sea visible exclusivamente a través de dicha primera película
transparente.
De preferencia, dicha primera película tiene
aditivos apropiados para incrementar su resistencia a los rayos
ultravioletas.
La presente invención se refiere a un objeto
moldeado por inyección según la reivindicación 11.
Se ha comprobado en la práctica que la selección
de dicha primera película, siendo un polímero acrílico que tiene
ventajas con relación al caso en el cual dicha primera película sea
de polipropileno. En particular, las ventajas son una mayor
transparencia, una mayor dureza y por lo tanto una mejor resistencia
a los arañazos y al desgaste y un mayor brillo. Esto es
particularmente cierto para una película de metacrilato de
polimetilo.
De preferencia, el punto de fusión de la segunda
película está comprendido entre 120º y 190ºC y con mayor
preferencia entre 135º y 170ºC y todavía con mayor preferencia
entre 145º y 150ºC.
De preferencia el metacrilato de polimetilo está
formado por el 80% del peso de acrilato de metilo y el 20% de éster
acrílico u otros monómeros.
La primera película es soluble en el disolvente
de la tinta utilizada para imprimir dicha representación gráfica.
Según la invención, el disolvente es acetato de etilo y la primera
película está formada preferiblemente de metacrilato de
polimetilo.
Se deducirán características y ventajas
adicionales de la invención por la descripción de un modo de
realización preferido pero no exclusivo de un método para realizar
una representación gráfica sobre objetos hechos de polímero de
poliolefina en el cual el método, según la presente invención, se
lleva a cabo a través de la siguiente sucesión de etapas.
Primeramente, se extrusiona el material inicial.
El material inicial está constituido por un material granulado,
siendo un polímero acrílico, además de un aditivo ya conocido para
aumentar la resistencia a los rayos ultravioletas para proteger el
polímero de la acción del oxígeno de la atmósfera y de la luz solar.
Gracias a los aditivos, la resistencia al envejecimiento térmico y
a la luz mejora pasando de 1-2 meses a unos
2-3 años de uso continuo.
Se obtiene de este modo una película de altura y
tamaño seleccionados que es tratada a continuación con llama para
asegurar la adherencia de la tinta y/o de los adhesivos.
A continuación, se imprime sobre la primera
película le representación gráfica, la cual se traslada finalmente
al objeto a decorar.
Se realiza esta impresión de un modo ya conocido
por rotograbado o por impresión flexográfica.
Por medio de un adhesivo de poliuretano, que está
igualmente protegido de los rayos ultravioletas par impedir que se
amarillee, se une la primera película a una segunda película de
polipropileno no estirado.
En particular, el adhesivo de poliuretano está
protegido de los rayos UV gracias a la inserción de aditivos
específicos pertenecientes a la clase HALS monomérica y de
preferencia a la clase HALS trabada con metilo monomérico.
De preferencia, el adhesivo contiene un
disolvente en el cual es soluble la primera película. En caso de
que la primera película sea PMMA, el disolvente de preferencia es
acetato de etilo, aunque es posible utilizar alcohol etílico. El
PMMA es rápidamente atacado por el acetato de etilo y apenas
ligeramente atacado por el alcohol etílico. No obstante, es posible
utilizar igualmente los adhesivos de poliuretano, los llamados
"sin disolventes."
De este modo, la primera y la segunda películas
unidas forman una lámina que contiene la representación gráfica
entre las películas, estando de este modo la representación gráfica
perfectamente protegida tanto por encima como por debajo.
La aplicación de la segunda película de
polipropileno a la primera película ofrece dos ventajas.
Por un lado, hace que la tinta de impresión se
adhiera y cubra completamente el objeto, eliminando el
inconveniente de la técnica anterior en aquella zona donde la
película de polipropileno no se adhería al objeto.
La segunda ventaja es que, durante la inyección
del material, (por ejemplo, polipropileno) para formar el objeto,
la segunda película tiende a fundirse al menos parcialmente
proporcionando de este modo una integración perfecta de las
moléculas de la segunda película con el polipropileno.
En particular, después de obtenerse la lámina,
del modo anteriormente descrito, se agarra dicha lámina y se
mantiene perfectamente estirada y, antes de ser aplicada al molde,
se carga electrostáticamente.
La carga electrostática hace que la lámina se
adhiera perfectamente en el interior del molde, de modo que adopte
la misma forma, incluso si el molde no tiene una superficie
perfectamente plana, sino que tiene zonas hundidas y elevadas según
el objeto a moldear.
Por supuesto, la lámina tiene la primera película
contra el molde mientras la segunda película está en el interior
del molde de modo que le afecte el polipropileno inyectado no
directamente en la lámina sino indirectamente con el fin de no
estropear o desplazar la lámina de su posición.
La segunda película tiene un punto de fusión
sustancialmente más bajo que la temperatura del polímero de
poliolefina que forma el objeto sobre el que se aplicará la
representación gráfica, cuando entra en contacto con la segunda
película durante el moldeo por inyección.
Ejemplos comparativos
1-5
La primera película está constituida por un
polipropileno biorientado muy rígido que tiene un punto de fusión
de 163ºC y convenientemente estabilizado con una mezcla de HALS
monomérica y polimérica.
La primera película es sometida a un tratamiento
de la superficie con llama para que pueda imprimirse y se imprime
con un procedimiento flexográfico o rotograbado y con tintas que
atengan gran resistencia a la luz. En los ejemplos
1-4 el disolvente de la tinta es acetato de etilo.
En el ejemplo 5 el disolvente de la tinta es alcohol etílico. En
todos los ejemplos, la primera película no es soluble en el
disolvente de la tinta.
Se extiende adhesivo de poliuretano sobre la
primera película que, en los ejemplos 1, 2 y 5 tiene un disolvente
basado en acetato de etilo, mientras que en los ejemplos 3 y 4 es
"sin disolvente". Al adhesivo de poliuretano se le se añadió
una mezcla de HALS monomérica trabada con metilo para mejorar la
resistencia a la luz.
La primera película, impresa y encolada, es
entonces adherida a la segunda película constituida por
polipropileno de copolímero al azar que tenga un punto de fusión de
148ºC.
Se corta la membrana formada de este modo después
de un tiempo suficiente para la reticulación del adhesivo, para
obtener las formas precisas que se vayan a insertar en el molde con
el fin de obtener, mediante moldeo por inyección, el objeto en cuya
superficie tiene que ser visible la representación gráfica.
Ejemplo
6
Comparativo
Se repite el ejemplo 1 con la excepción que la
primera figura, en lugar de polipropileno, está constituida por
tereftalato de polietileno biorientado de gran rigidez que tenga un
punto de fusión de 256ºC y convenientemente estabilizado con una
mezcla de HALS monomérica y polimérica.
El disolvente de la tinta es acetato de etilo. El
disolvente del adhesivo es acetato de etilo.
Ejemplos
7-40
Según la
invención
Se repite el ejemplo 1 con excepción de que la
primera película, en lugar de polipropileno biorientado, está
constituida por acrilato de polimetilo.
El disolvente de la tinta es acetato de etilo. El
disolvente del adhesivo es acetato de etilo. El acrilato de
polimetilo es soluble en el acetato de etilo.
Los resultados de los ejemplos
1-40 han sido sometidos a dos series de pruebas
para evaluar la adherencia de la primera y segunda películas.
En la primera serie de pruebas, se somete la
muestra obtenida con los ejemplos que anteceden, a una serie de
ciclos térmicos bastante drásticos para comprobar después de
cuantos ciclos se separan las películas. En cada ciclo térmico, se
trata la muestra a temperatura variable: sumergida en agua a 23ºC
durante ocho horas, durante 16 horas tratada con aire a 100ºC. El
número de ciclos térmicos requeridos para separar las películas
está indicado en la tabla adjunta.
En la segunda serie de pruebas, se somete la
muestra obtenida con los ejemplos que anteceden a una serie de
ciclos de radiación para comprobar después de cuantas horas en
total se separan las películas. En cada ciclo de radiación, se
somete la muestra a 8 horas de radiaciones ultravioletas UVB y a 4
horas de condensado a 40ºC, en el cual se apagan las lámparas y se
evapora el agua del fondo de condensación en las muestras. Se
indica el número de horas que se requiere para separar las
películas en la tabla adjunta.
Se observa en la tabla que las muestras
producidas según la invención logran una resistencia a la
separación que es más de diez veces la de la duración media de las
muestras comparadas. Se ha comprobado que al repetir dichas muestras
con la adición de una protección adicional contra el proceso de
envejecimiento del adhesivo de poliuretano, existe una mejora de la
resistencia a la luz solar. Dicha protección adicional se obtiene
durante la fase de impresión de la representación gráfica,
cubriendo todas las zonas restantes de la primera película que no
estén afectadas por la representación gráfica, con una tinta que
tenga el mismo color que el objeto en el cual se aplique la
membrana.
De este modo, el adhesivo de poliuretano, entre
las dos películas, no está directamente expuesto a la luz
solar.
La aplicación de la lámina antes descrita se
realiza con un aparato que comprende medios de fijación, por
ejemplo, orificios o dispositivos de aspiración para aspirar el
aire, para agarrar la lámina perfectamente estirada y trasladarla
al molde.
La misma placa de soporte del medio de fijación,
cinemáticamente accionada por control numérico, según la técnica
conocida, comprende ventajosamente medios para cargar
electrostáticamente la lámina de modo que dicha lámina pueda
adherirse perfectamente al molde donde se dispone en éste.
Igualmente los medios para cargar
electrostáticamente pueden ser cualesquiera siempre que carguen
suficientemente la lámina para que se cumplan los requisitos
anteriormente descritos.
La presente invención se refiere igualmente a la
lámina para poner en práctica el método antes descrito.
La invención logra los objetivos fijados y tiene
importantes y considerables ventajas.
Se ha ideado de hecho un nuevo método para
realizar una representación gráfica sobre objetos hechos de
polímero de poliolefina, el método logra una integración perfecta
de la lámina de soporte de representación gráfica con la superficie
del objeto.
Asimismo, la lámina aplicada de este modo es
considerablemente duradera y es resistente a posibles arañazos y
abrasiones.
La invención de este modo concebida puede sufrir
numerosas modificaciones y variaciones, todas ellas dentro del
ámbito del concepto inventivo.
Asimismo, todos los detalles pueden sustituirse
por elementos técnicamente equivalentes.
Los materiales empleados, al igual que las
dimensiones, pueden ser cualesquiera según las necesidades
específicas y el estado de la técnica.
Claims (15)
1. Método para realizar una representación
gráfica sobre objetos, que comprende: la impresión de una
representación gráfica en una cara de una primera película
transparente de un polímero acrílico, asociando dicha primera
película impresa con una segunda película, por medio de una capa
adhesiva, para obtener una lámina formada por dichas primera y
segunda películas unidas que contienen dicha representación gráfica
entre ellas, trasladando dicha lámina en el interior de un molde de
inyección, y la inyección de un polímero en dicho molde para formar
dicho objeto, de modo que dicha representación gráfica sea visible
exclusivamente a través de dicha primera película transparente,
caracterizado porque comprende la obtención de al menos una
fusión parcial de dicha segunda película para que dicha lámina
forme un cuerpo con dicho objeto; siendo dicha primera película
soluble en un disolvente de la tinta utilizada para imprimir dicha
representación gráfica; teniendo dicha segunda película un punto de
fusión inferior al punto de fusión de dicho polímero inyectado en
dicho molde; teniendo dicha segunda película un punto de fusión
comprendido entre 120ºC y 190ºC; y siendo un polímero de
poliolefina; siendo dicho polímero inyectado en un polímero de
polipropileno, siendo dicho disolvente etil acetato.
2. Método, según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicha segunda película es
substancialmente de polipropileno no estirado.
3. Método, según al menos una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al menos
dicha primera película es estabilizada primeramente con aditivos
para mejorar su resistencia al oxígeno de la atmósfera y a la luz
solar.
4. Método, según al menos una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque un
adhesivo está protegido de los rayos ultravioletas.
5. Método, según al menos una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se carga
electrostáticamente la lámina antes de aplicarla en dicho
molde.
6. Método, según al menos una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la segunda
película está fabricada con un polímero de polietileno no
estirado.
7. Método, según al menos una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque a dicho
adhesivo se le añade preferiblemente una base de poliuretano con
una mezcla de HALS monoméricas, y con mayor preferencia una mezcla
de HALS monoméricas trabadas con metilo.
8. Método, según al menos una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el punto
de fusión de dicha segunda película está comprendido entre 135ºC y
170ºC y preferentemente entre 145ºC y 150ºC.
9. Método, según al menos una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque durante la
etapa de impresión de la representación gráfica sobre dicha primera
película, las zonas de dicha primera película que no están
afectadas por dicha representación gráfica son recubiertas por una
tinta que tenga el mismo color que el objeto sobre el cual se
aplica la lámina.
10. Método, según al menos una de las
reivindicaciones anteriores caracterizado porque dicho
polímero acrílico es un metacrilato de polialquilo, con mayor
preferencia un metacrilato de polimetilo o un metacrilato de
polidimetilo.
11. Objeto moldeado por inyección, que comprende
una capa externa formada por un polímero acrílico, una primera capa
inferior formada por al menos una tinta apta para definir una
representación gráfica, una segunda capa inferior formada por un
polímero adhesivo, una tercera capa inferior formada por una capa de
polímero de poliolefina, caracterizado porque el punto de
fusión del cuerpo de dicho objeto moldeado es más elevado que el
punto de fusión de dicha tercera capa; siendo dicha capa externa
soluble en un disolvente de la tinta utilizada para imprimir dicha
representación gráfica; adheriéndose dicha tercera capa por fusión
al cuerpo de dicho objeto y teniendo un punto de fusión comprendido
entre 120ºC y 190ºC, teniendo dicho objeto moldeado por inyección
un núcleo realizado con un polímero de polipropileno, teniendo
dicho cuerpo un núcleo realizado con dicho polímero de
polipropileno, siendo dicho disolvente étil acetato.
12. Objeto moldeado, según al menos la
reivindicación 11, en el cual el punto de fusión de dicha tercera
capa está comprendido entre 135ºC y 170ºC y de preferencia entre
145ºC y 150ºC.
13. Objeto moldeado, según al menos una de las
reivindicaciones anteriores, en el cual el punto de fusión del
cuerpo del objeto moldeado es más elevado que el punto de fusión de
dicha tercera capa.
14. Objeto moldeado, según al menos una de las
reivindicaciones anteriores, en el cual el polímero acrílico es un
metacrilato de poliaquilo y con mayor preferencia es un metacrilato
de polimetilo o un metacrilato de polidimetilo.
15. Objeto moldeado. según al menos una de las
reivindicaciones anteriores, en el cual, dicha tercera capa está
hecha de un polímero de polipropileno.
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