ES2218249T3 - Materiales metalicos duraderos y metodo de fabricacion. - Google Patents

Materiales metalicos duraderos y metodo de fabricacion.

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ES2218249T3 ES00979741T ES00979741T ES2218249T3 ES 2218249 T3 ES2218249 T3 ES 2218249T3 ES 00979741 T ES00979741 T ES 00979741T ES 00979741 T ES00979741 T ES 00979741T ES 2218249 T3 ES2218249 T3 ES 2218249T3
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Abstract

Un método para la fabricación de un material metálico de alta realización que comprende: (i) calentar por corrientes de inducción un substrato (2) metálico a, entre aproximadamente 160ºC y 210ºC; (ii) extruir una película (9) de material compuesto, de capas múltiples, que comprende una película sustancialmente transparente y una capa de fondo de agente adherente con una capa final de resina. (iii) aplicar la película (9) de material compuesto de la etapa (ii) al producto (2) calentado de la etapa (i), a presión suficiente para iniciar la unión del agente adherente a la superficie recubierta del substrato metálico; caracterizada porque la capa final de resina comprende una resina curada por luz ultravioleta; y por la etapa de (iv) recalentar el producto (10) de la etapa (iii) a, entre aproximadamente 180ºC y 240ºC, durante un periodo de tiempo suficiente para la unión sustancialmente completa del agente adherente a la superficie recubierta del substrato (2) metálico.

Description

Materiales metálicos duraderos y método de fabricación.
La presente invención se refiere a materiales metálicos duraderos. En particular, materiales adecuados para uso en la fabricación de aparatos y accesorios de lavandería y de cocina.
Se sabe que los aceros son materiales resistentes al desgaste y estructuralmente fuertes y con frecuencia se usan para proporcionar la base para un recubrimiento o estructura para aparatos y accesorios de cocina y de lavandería tanto en los hogares como en hoteles/restaurantes. Sin embargo, cuando la superficie de los aceros se somete en repetidas ocasiones a un entorno húmedo, caliente o corrosivo se puede marcar, manchar o corroer, fácilmente.
Para evitar estos problemas, los aceros pueden estar provistos de un recubrimiento de un material plástico duradero que sea relativamente inerte y no se vea afectado por entornos húmedos, calientes o corrosivos. Tales plásticos se presentan, en general, como superficies blancas de alto brillo. Ocasionalmente, se pueden presentar otras superficies coloreadas que pueden comprender alrededor de 5% de variaciones coloreadas y efectos metálicos.
Se describen ejemplos de la técnica anterior mencionada, en la patente europea 0 791 453 y la patente europea 067 060.
El aspecto brillante de una superficie de metal pulido, se ve con frecuencia como indicio de limpieza, un aspecto muy deseable en una cocina en que se están preparando y almacenando alimentos y lavando platos y utensilios o en una lavandería en que se está limpiando y almacenado ropa.
Particularmente en las cocinas, en que se están preparando alimentos, es importante que las superficies y los utensilios de preparación no contengan ninguna proporción significativa de grietas o imperfecciones suficientemente grandes para retener o atrapar partículas de alimentos o microbios que puedan transferir contaminantes alrededor del área de preparación de los alimentos o a los alimentos. Por lo tanto, es altamente deseable proporcionar los aparatos y/o utensilios con una superficie muy resistente al rayado, lisa, que se pueda limpiar frotando convenientemente.
Se conocen superficies metálicas pulidas, brillantes, proporcionándose tales superficies en la forma de aceros inoxidables. Cuando se abrillantan, tales aceros proporcionan un aspecto estético muy deseable pero a un coste considerable para su fabricación. Adicionalmente, tales aceros con frecuencia se marcan fácilmente por dedos pegajosos o agua. Se han hecho intentos para mitigar este problema de marcado por laminación del acero inoxidable con un recubrimiento resistente al marcado. Sin embargo, esto se añade al precio de un producto ya caro y se ha demostrado previamente que tales materiales laminados tienen tendencia a deslaminación en un entorno húmedo, caliente o corrosivo. Esto se puede demostrar por procedimientos de ensayos habituales en que se hierven los materiales laminados en soluciones de detergente para simular servicio a largo plazo en estos tipos de entorno. Tampoco ha encontrado expectativas la resistencia al rayado de superficies de materiales laminados, en el consumidor.
Es posible proporcionar resistencia a la corrosión a un acero a base de carbono por recubrimiento con un sistema de protección catódico de cinc o similar, sin embargo tales tratamientos afectan al aspecto estético del acero, siendo la superficie resultante indeseablemente deslustrada u opaca en aspecto. La pérdida de atractivo estético se puede remediar por el uso de una película de poliéster texturada sobre la que se deposita por vapor una superficie metálica brillante, digamos aluminio, pero este remedio de nuevo conduce a un problema potencial de deslaminación.
De acuerdo con la presente invención se proporciona un método para la fabricación de un material metálico de alta realización que comprende:
(i)
calentar por corrientes de inducción un substrato material metálico a, entre aproximadamente 160ºC y 214ºC;
(ii)
extruir una película de material compuesto, de capas múltiples, que comprende una película sustancialmente transparente y una capa de fondo de agente adherente, con una capa final de resina curada por luz ultravioleta.
(iii)
aplicar la película de material compuesto de (ii) al producto calentado de la etapa (i) bajo presión suficiente para iniciar la unión del agente adherente a la superficie recubierta del substrato metálico; caracterizada porque la capa final de resina comprende una resina curada por luz ultravioleta y por la etapa de:
(iv)
recalentar el producto de la etapa (iii) a, entre aproximadamente 180ºC y 240ºC, durante un periodo de tiempo suficiente para completar sustancialmente la unión del agente adherente a la superficie recubierta del substrato metálico.
La resina curada por luz ultravioleta, que puede comprender una resina epoxídica o una acrílica, proporciona una superficie externa sustancialmente transparente, lisa y resistente al rayado, al material de material compuesto. Se puede mejorar la realización de la superficie resistente al rayado, por la adición de uno o más agentes, por ejemplo cargas minerales o agentes antideslizantes orgánicos o inorgánicos, diseñados para aumentar la resistencia al rayado de la superficie.
Opcionalmente, se puede añadir un colorante a cualquier capa de componente del producto de recubrimiento para proporcionar un aspecto estético diferente. Preferiblemente, tal colorante se añadirá durante la aplicación del producto de recubrimiento. Se pueden proporcionar colorantes en la forma de tintes o pigmentos soportados en un disolvente, tal como una cetona u otro hidrocarburo aromático o alifático. Preferiblemente, los colorantes se mezclan con la resina curada por luz ultravioleta, líquida, durante la fabricación de la película de material compuesto, la resina curada por luz ultravioleta se recubre con rodillos sobre la película transparente y se permite que cure. Se pueden proporcionar los colores como un modelo o efecto de imagen que aparece sobre la superficie del material laminado resultante.
El recalentamiento del substrato y el producto de recubrimiento a una temperatura elevada proporciona buena fusión secundaria del agente adherente que exalta el mecanismo de unión y que proporciona unión mejorada a través de la superficie del substrato. Deseablemente, este recalentamiento se aplica para, entre uno y diez segundos a una temperatura máxima que está por debajo de la temperatura a la que empieza la fusión, distorsión o coloración del producto de recubrimiento.
Las capas componentes del producto de recubrimiento se eligen idealmente a fin de que el agente adherente funda a una temperatura que sea menor que el punto de fusión de los otros componentes, y preferiblemente la capa de la película transparente funda a una temperatura por debajo del punto de fusión de la resina curada por luz ultravioleta.
En los materiales metálicos hechos de acuerdo con la presente invención cualquier corrosión del material laminado se restringe en general a superficies metálicas expuestas, que en este caso está limitado a cortar el borde del material de capas múltiples. El recubrimiento polimérico unido proporciona protección frente a cualquier corrosión bajo la película evitando, por lo tanto, cualquier daño o corrosión sobre la superficie decorativa.
Los autores han encontrado que la unión excepcional proporcionada por este procedimiento en dos etapas, proporciona un material metálico de alta realización con mucha mayor resistencia a la corrosión que los materiales existentes previamente de un tipo similar. Los materiales tienen un aspecto estético agradable que se puede mantener fácilmente en la práctica, se pueden formar en conformaciones complejas para acomodarse a diversos diseños de aparato o accesorio y muestran buena realización de corrosión en las condiciones húmedas, calientes y corrosivas encontradas típicamente en lavanderías y cocinas domésticas.
Otras aplicaciones de productos fabricados por este procedimiento incluyen materiales estéticamente atractivos, duraderos, para mobiliario de oficina o interiores de automóviles. En tales aplicaciones se pueden proporcionar diversos efectos de color en el producto de recubrimiento, por ejemplo un efecto de madera pulida.
Deseablemente, el procedimiento de calentamiento de la etapa (i) se lleva a cabo a temperaturas por encima de aproximadamente 180ºC pero por debajo de 210ºC. Deseablemente el procedimiento de calentamiento de la etapa (iv) se lleva a cabo entre aproximadamente 200ºC y 230ºC, lo más deseablemente entre aproximadamente 210ºC y 230ºC.
En otro aspecto, la invención proporciona un material metálico de alta realización que comprende: un substrato metálico al que está unido un producto de recubrimiento que comprende una superficie final de resina curada por luz ultravioleta, una película sustancialmente transparente y una capa de fondo de agente adherente, estando unida la capa de fondo a la superficie del substrato metálico.
Los materiales adecuados para la resina curada por luz ultravioleta incluyen resinas epoxidícas y acrílicas, la película transparente es preferiblemente de un plástico material extruible, por ejemplo: tereftalato de polietileno (PET, por sus siglas en inglés), polipropileno (PP, por sus siglas en inglés) o poli(cloruro de vinilo) (PVC, por sus siglas en inglés), lo más preferiblemente es de PET. La película transparente puede estar simplemente fundida o biaxialmente orientada.
El agente adherente es deseablemente polimérico y es preferiblemente un poliéster o poliolefina que puede estar en forma amorfa o cristalina o una combinación de esas formas. Un agente adherente particularmente preferido es un copolímero de poliéster
co-extruido.
Opcionalmente, se puede tratar previamente el substrato metálico para proporcionar una superficie más estética o resistente a la corrosión, por ejemplo por técnicas de pasivación electrolítica. El uso de tal técnica de pasivación mejora enormemente la durabilidad de la unión metal/polímero.
Los materiales metálicos de acuerdo con la invención presentan características de realización experimentadas sólo previamente con aceros catódicamente protegidos, pero a diferencia de esos aceros, son relativamente económicos de fabricar y también presentan un aspecto estético de alto brillo.
La invención se describirá ahora por medio de ejemplo sólo con referencia a los dibujos del diagrama que se adjunta, en que la Figura 1 ilustra el aparato típico para aplicación de recubrimientos poliméricos transparentes a las superficies de fleje de acero pasivado de cromo/óxido de cromo de acuerdo con la invención.
El aparato ilustrado comprende una bobina 1 de fleje 2 de acero pasivado, de un espesor de, entre 0,05 mm y 0,5 mm que se hace pasar alrededor de un acumulador 3 antes de que se guíe por rodillos a una cámara 5 de recubrimiento. A medida que el fleje 2 entra en la cámara 5 se hace pasar a través de un calentador 6 de inducción que calienta el fleje a una temperatura de aproximadamente 200ºC. Por debajo del calentador 6 se ponen dos rodillos 7 contrarrotantes. Los rodillos pueden tener una superficie pulida o de espejo. Este acabado se puede conseguir usando cromo o rodillos recubiertos de cromo. Alternativamente, se pueden emplear rodillos de caucho duro
(p.e. VITON^{(RTM)}) o rodillos con superficies de caucho duro.
Las bobinas 8 de películas 9 de polipropileno o tereftalato de polietileno, transparentes, provistas de una capa final de una resina epoxídica curada por luz ultravioleta, se ponen dentro de la cámara 5 de recubrimiento. El espesor de las películas 9 poliméricas está preferiblemente entre 5 y 100 micrómetros, el espesor del recubrimiento de resina curada por luz ultravioleta es aproximadamente 3 micrómetros. Siendo un espesor típico para el polímero de material compuesto y resina curada por luz ultravioleta 15 a 25 micrómetros.
Cada película está recubierta sobre uno de sus lados con una capa de unión. La capa de unión está sobre ese lado de la película que se desea poner en contacto con el substrato de acero. La capa de unión comprende uno cualquiera de una serie de polímeros sustancialmente transparentes tales como poliolefinas o poliéster.
Las películas 9 transparentes se guían hacia el fleje calentado por un laminador que incluye una serie de rodillos 11 tensores y extendedores que aseguran que las interfases entre las películas 9 y el fleje estén exentas de grietas, líneas de tensión e imperfecciones.
La unión de las capas de la película sobre el fleje de acero se efectúa por los rodillos 7. Después de la unión por rodillo, se hace pasar el fleje 10 laminado, por un horno 4 de calentamiento secundario a una temperatura entre aproximadamente 200ºC - 230ºC para completar la fusión de la capa de unión. Se elige la temperatura de recalentamiento para que sea suficientemente alta para fundir la capa de unión pero no tan alta como para fundir la película. Se mantiene la elevada temperatura del fleje en la zona 4a caliente durante un periodo suficientemente largo para completar el procedimiento de unión.
El fleje 10 laminado se hace pasar después vía un acumulador 12 a un bobinador 14. Se pueden proporcionar algunos medios de enfriamiento forzado, p.e. un tanque 46 de enfriamiento rápido, dentro de la cámara 5 de recubrimiento.
El fleje laminado producido por este método en general, comprende un substrato de acero de, entre 0,05 a 0,5 m de espesor, una capa de unión transparente de aproximadamente 2 micrómetros de espesor y una capa de tereftalato de polietileno transparente de, entre 10 y 100 micrómetros de espesor, que tiene una capa final de resina curada por luz ultravioleta entre 1 y 5 micrómetros de espesor. Por lo tanto, la película polimérica actúa como una barrera de corrosión y la resina curada por luz ultravioleta llega a ser una parte integral de la lámina, proporcionando una superficie resistente al rayado.

Claims (12)

1. Un método para la fabricación de un material metálico de alta realización que comprende:
(i)
calentar por corrientes de inducción un substrato (2) metálico a, entre aproximadamente 160ºC y 210ºC;
(ii)
extruir una película (9) de material compuesto, de capas múltiples, que comprende una película sustancialmente transparente y una capa de fondo de agente adherente con una capa final de resina.
(iii)
aplicar la película (9) de material compuesto de la etapa (ii) al producto (2) calentado de la etapa (i), a presión suficiente para iniciar la unión del agente adherente a la superficie recubierta del substrato metálico; caracterizada porque la capa final de resina comprende una resina curada por luz ultravioleta; y por la etapa de (iv) recalentar el producto (10) de la etapa (iii) a, entre aproximadamente 180ºC y 240ºC, durante un periodo de tiempo suficiente para la unión sustancialmente completa del agente adherente a la superficie recubierta del substrato (2) metálico.
2. Un método según se reivindica en la reivindicación 1, en el que la resina curada por luz ultravioleta en la etapa (ii) es una resina epoxídica.
3. Un método según se reivindica en la reivindicación 1, en el que la resina curada por luz ultravioleta es una resina acrílica.
4. Un método según se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende además la etapa de añadir un agente a la resina curada por luz ultravioleta, agente que cuando se incluye en la resina curada por luz ultravioleta, sirve para mejorar la resistencia al rayado de esa resina.
5. Un método según se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende además la etapa de añadir un colorante a uno o más de los componentes del producto de recubrimiento de la etapa (ii).
6. Un método según se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que se aplica la presión por medio de un rodillo prensador de caucho.
7. Un material metálico de alta realización que comprende: un substrato (2) metálico al que está unido un producto (a) de recubrimiento, que comprende una superficie final de resina, una película sustancialmente transparente y una capa de fondo de agente adherente, estando unida la capa de fondo a la superficie del substrato (2) metálico y caracterizada porque la superficie final de resina comprende una resina curada por luz ultravioleta.
8. Un material metálico de alta realización según se reivindica en la reivindicación 7, en el que la resina curada por luz ultravioleta contiene un agente que cuando se incluye en dicha resina sirve para mejorar la resistencia al rayado de la resina curada.
9. Un material metálico de alta realización según se reivindica en la reivindicación 7 o la reivindicación 8, en el que la resina curada por luz ultravioleta es una resina epoxídica.
10. Un material metálico de alta realización según se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, en el que la resina curada por luz ultravioleta es una resina acrílica.
11. Un material metálico de alta realización según se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 10, en el que la película sustancialmente transparente comprende tereftalato de polietileno.
12. Un material metálico de alta realización según se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 11, en el que el agente adherente es un copolímmero de poliéster co-extruido.
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