ES2315017T3 - Metodo de revestimiento y metodo de ligadura. - Google Patents

Abstract

Un método de recubrimiento y ligadura a un sustrato (3; 13; 23; 31) en el cual se tiende un primer material sobre el sustrato para formar un primer recubrimiento (1; 11; 21; 32) sobre el sustrato, se tiende un segundo material en forma de polvo sobre el primer material para formar un segundo recubrimiento (2; 12; 24; 34) sobre el primer recubrimiento, y en el cual se aplica calor para fundir ambos materiales ligando los dos recubrimientos juntos y con el sustrato, caracterizado porque el primer material es un material de polvo termoendurecible que tiene una velocidad de reacción de curado más alta que la del segundo material y que se liga al sustrato al curar, y porque el segundo material en polvo es un material de polvo termoendurecible que es tendido en forma de polvo sobre el polvo del primer material, de modo que el segundo recubrimiento liga con el primer recubrimiento.

Description

Método de revestimiento y método de ligadura.

Este invento se refiere a métodos de recubrimiento y ligadura a un sustrato en el cual se deposita un primer material sobre el sustrato para formar un primer recubrimiento sobre el sustrato, se deposita un segundo material en forma de polvo sobre el primer material para la formación de un segundo recubrimiento sobre el primer recubrimiento, y en el cual se aplica calor para fundir ambos materiales ligando los dos recubrimientos juntos y al sustrato.

Un método de recubrimiento y ligadura de la clase antes especificada es conocido del documento US-A-4.265.947, en el cual se aplica tinta termoplástica como decoración a la superficie de una botella de vidrio, y se deposita una resina fusible, en forma de polvo, sobre la decoración de tinta. Se aplica calor para fundir la resina y hacer que la tinta quede en estado semilíquido, permaneciendo la tinta en la condición de fundida hasta que se haya completado el curado de la resina, para así proporcionar un recubrimiento superpuesto que se liga a la superficie de la botella en regiones más allá de la decoración. La decoración de tinta se adhiere al vidrio como una cera, sin establecer una ligadura firme con el mismo ni con el recubrimiento superpuesto.

Es conocido, del documento GB-A-2207089, que se pueden usar recubrimientos en polvo para ligar dos superficies juntas, aprovechando para ello la fase fundida para humedecer las superficies antes de efectuar el curado completo para establecer la ligadura. En circunstancias normales, especialmente cuando se requiere la ligadura entre hojas u otras superficies de gran área, se ha visto que es necesario emplear una pasada entre rodillos de presión u otros medios de aplicación de presión (mecánicos o de vacío) para hacer posible que sea producido un buen estratificado. La aplicación de presión, sin embargo, tiende a expulsar por la presión el polvo fundido, y eso puede ser una desventaja significativa cuando el polvo haya de proporcionar un recubrimiento de color u opaco en un vidrio o en otro sustrato transparente o traslúcido. La presión aplicada puede dar por resultado el adelgazamiento o la expulsión por presión de la masa fundida, de tal modo que al curar no se obtenga la solidez y la uniformidad del color del recubrimiento o de la opacidad, y que se vea a su través el respaldo del recubrimiento.

Uno de los objetos del presente invento es el de proporcionar un método para recubrir y ligar de la clase antes especificada, mediante el cual se pueda conseguir una fuerte ligadura del estratificado sin las desventajas que se ocasionan cuando se usa la pasada entre rodillos de presión u otras formas de aplicación de presión.

De acuerdo con el presente invento, un método de recubrimiento y ligadura de dicha clase antes especificada se caracteriza porque el primer material es un material de polvo termoendurecible que tiene una velocidad de reacción de curado más alta que el segundo material que se liga al sustrato al curar, y que el segundo material en polvo es un material de polvo termoendurecible que es depositado en forma de polvo sobre el polvo del primer material, de modo que el segundo recubrimiento se liga al primer recubrimiento.

Las dos capas de polvo pueden ser, por ejemplo, de materiales de epoxi termoendurecible, de poliéster, o acrílicos. Tales polvos pueden ser producidos con una diversidad de ventanas de velocidad de curado, de modo que se obtengan velocidades de curado marcadamente diferentes. Los polvos se caracterizan corrientemente, a este respecto, como de "largo tiempo de estufado" ("baja velocidad de curado") o de "corto tiempo de estufado" ("alta velocidad de curado"); los términos de "largo tiempo de estufado" y "baja velocidad de curado" se diferencian de los términos "corto tiempo de estufado" y "alta velocidad de curado" en que un material de "largo tiempo de estufado" o "baja velocidad de curado" necesita más tiempo para curar a cualquier temperatura dada, que un material de "corto tiempo de estufado" o "alta velocidad de curado".

Con el método del invento es posible obtener fácilmente un buen estratificado sin la desventaja de que se produzca adelgazamiento o expulsión por presión de la masa fundida, y en particular evitar que se vea a su través cuando se requiera color u opacidad con un sustrato transparente o traslúcido. A este último respecto, y usando materiales de diferentes velocidades de curado, el material de más alta velocidad de curado puede proporcionar un recubrimiento con color u opacidad sobre un sustrato transparente o traslúcido, y el material de más baja velocidad de curado puede ser aplicado al mismo mientras el material de más alta velocidad de curado está en su estado inicial o de no curado, o al menos no está todavía totalmente curado. Cuando este último material endurece para formar un recubrimiento sólido y uniforme, el material de más baja velocidad de curado está todavía en el estado en que humedece al recubrimiento de más alta velocidad de curado y a la superficie de respaldo que está prensada sobre el mismo, hasta que se completa el curado. Incluso aunque la presión aplicada al respaldo para completar el estratificado durante el curado del material de más baja velocidad de curado expulse por presión ese material hasta que se quede muy delgado, el color sólido ya curado, o el recubrimiento opaco visible a través del sustrato, permanecen sin ser afectados.

A continuación se describirán métodos de recubrimiento y ligadura de acuerdo con el presente invento, a modo de ejemplos, con referencia a los dibujos que se acompañan, en los cuales:

La Figura 1 es ilustrativa de un estratificado fabricado de acuerdo con el método del invento;

La Figura 2 es ilustrativa de un panel de puerta de estratificado fabricado de acuerdo con el método del invento; y

La Figura 3 es ilustrativa de la fabricación de otro panel de estratificado de acuerdo con el invento.

Con referencia a la Figura 1, los recubrimientos 1 y 2 de polvo de curado térmico se aplican el uno sobre el otro sobre un sustrato 3. El recubrimiento de base 1 es un polvo de corto tiempo de estufado (alta velocidad de curado) y se aplica a una superficie de sustrato 3. Mientras el polvo del recubrimiento 1 está todavía sin curar, se deposita sobre el mismo el segundo recubrimiento 2 en forma de polvo, el cual es de una ventana de curado de más largo tiempo de estofado (más baja velocidad de curado). Entonces se aplica calor para fundir ambos recubrimientos, 1 y 2, ablandándose y endureciendo después, primero el recubrimiento de base 1, para efectuar una buena ligadura con la superficie 4. El segundo recubrimiento 2 permanece húmedo, para asegurar una buena ligadura entre el recubrimiento 1 curado y un respaldo 5 que es prensado, por ejemplo mediante una pasada entre rodillos de presión (no representado), sobre el recubrimiento 2. La presión aplicada puede expulsar fuera el polvo fundido del recubrimiento 2 hasta que se complete el curado del recubrimiento 2, pero el primer recubrimiento endurecido 1 permanece sin ser afectado sustancialmente, y continuo.

El calor no se aplica para fundir o curar los polvos de corto tiempo de estufado - y de largo tiempo de estufado - hasta que ambos recubrimientos 1 y 2 hayan sido tendidos en forma de polvo el uno sobre el otro. Sin embargo, es preferible calentar el sustrato 3 para así mantener la superficie 4 libre de condensación, pero esto no va destinado en general a afectar en grado alguno significativo a la condición del polvo depositado sobre el mismo en. El hecho de que se deposite una capa de polvo sobre la otra antes de aplicar el calor para que tenga lugar la fusión, se cree que mejora la ligadura entre los dos recubrimientos 1 y 2, debido al inevitable entremezclado de los polvos en cierta medida en la interfaz de las dos capas.

Se pueden usar polvos termoendurecibles que tienen diferentes velocidades de curado de acuerdo con el invento, para la ligadura directa de un elemento con el otro, por ejemplo, como se ha ilustrado en la Figura 2.

Con referencia a la Figura 2, dos recubrimientos de "pintura" 11 y 12 (correspondientes a los recubrimientos 1 y 2 respectivamente) que se aplican a un panel de puerta 13 para proteger y dar color a su superficie 14, sirven también para ligar un artículo, tal como, en este caso, un picaporte 15, al panel 13. El panel se fabrica depositando primero sobre la superficie 14 (electrostáticamente, o bien por alimentación por gravedad) una capa de polvo de corto tiempo de estufado para el recubrimiento 11, y después una capa de largo tiempo de estufado sobre la primera capa de polvo, para el recubrimiento 12. Después se aplica calor para fundir ambas capas de polvo y curar la primera capa dentro del recubrimiento 11. Mientras la segunda capa de polvo está todavía en fase de fundida, después de que haya curado la primera capa (o esté en una etapa avanzada hacia ello) dentro del recubrimiento endurecido 11, se presiona con fuerza la base 16 del picaporte 15 sobre la masa fundida, y se mantiene ahí hasta que haya curado la segunda capa dentro del recubrimiento endurecido 12.

La segunda capa de polvo actúa para humedecer la ligadura entre el recubrimiento 11 y la base 16, y asegurar una ligadura firme. Esto puede dotar de un recubrimiento protector transparente al recubrimiento 11, el cual será normalmente de color, y puede aportar un acabado de brillo o satinado al panel de puerta 13.

Usando el método del invento se puede aumentar la resistencia a la formación de goteos y evitar las imperfecciones de la superficie de los recubrimientos. Para la aplicación de "pintura" de color a la primera superficie se cuenta en este proceso con la capacidad de aplicar diferentes colores o recubrimientos más gruesos en una línea de horneado. Usualmente, cada recubrimiento se cura antes de la aplicación de un segundo recubrimiento, mientras que con la técnica del presente invento se pueden aplicar dos o más recubrimientos de colores similares o diferentes y/o un recubrimiento transparente (posiblemente de brillo) antes de que tenga lugar curado alguno. Los recubrimientos se aplican como capas de polvo sucesivas desde, por ejemplo, pistolas separadas, sin que se tome medida alguna para curar una capa antes de la aplicación de otra; una vez que hayan sido depositadas las capas de polvo, se aplica calor para curarlas juntas en un solo paso. Cada capa de polvo sucesiva tendida, tiene una velocidad de curado más lenta que la que la precede, y esto garantiza que durante el curado gradual resultante se consiga un acabado sin goteos ni defecto de piel de naranja. Si el recubrimiento final es de brillo transparente, se obtiene un acabado de una calidad particularmente alta.

El invento puede aplicarse fácilmente a la formación de estratificados sólidos, de color o transparentes. En particular, se puede recubrir un material de base mediante la adherencia de otro material flexible similar o diferente. Por ejemplo, un estratificado puede ser llevado a juntarse enrollando para ello apretadamente una hoja o un elemento de plástico sobre una tubería o un tubo, o bien, si interviene una hoja plana, usando una pasada entre rodillos de presión o un prensado durante la fase de curado. El polvo de corto tiempo de estufado se aplica al componente de base y luego se vuelve a recubrir con un polvo de más largo tiempo de estufado antes de que comience el curado. Cuando se haya completado hasta aproximadamente un 70%, el polvo de corto tiempo de estufado está duro, pero el de largo tiempo de estufado está todavía blando, con lo que permite que sean aplicadas una o más hojas delgadas o uno o más elementos de plástico, con una buena adherencia.

Cuando se depositan recubrimientos de polvo sobre sustratos de vidrio o de metal, es usualmente necesario favorecer la ligadura con la superficie de vidrio o de metal mediante el uso de un activador de la adherencia, tal como un silano. En vez de depositar una película de silano sobre el sustrato, como es lo usual, es sin embargo posible incluir el silano en el polvo de recubrimiento. Más en particular, el silano puede intervenir en la mezcla inicial usada para fabricar el polvo, y se ha comprobado que es ventajoso incluir también ácido cuando se trate de vidrio. A este respecto, el ácido se incluye con objeto de proporcionar una modificación apropiada del pH de la superficie de vidrio, para hacer posible una acción óptima del silano.

A continuación se describirá, con referencia a la Figura 3, un panel recubierto con polvo formado usando un polvo de recubrimiento que incluye un silano y un ácido, como se ha indicado en lo que antecede, que viene de fábrica.

Con referencia a la Figura 3, el panel implica en este caso un sustrato 31 de vidrio recocido y un polvo con base de poliéster transparente, depositado electrostáticamente como una capa 32 sobre una superficie 22 del sustrato 31. El polvo de la capa 32 incluye, de fábrica, componentes de silano y de ácido, como se ha indicado en lo que antecede, y sobre la capa 32 se deposita electrostáticamente una capa 34 de polvo de otro poliéster que no incluye tales componentes. El polvo de la capa 34 incluye pigmentación.

Se aplica calor para fundir y curar los polvos de ambas capas 32 y 34. Durante la fase fundida del polvo de la capa 32, se activa su componente de ácido para modificar el pH en la superficie 33 e iniciar la acción del silano para proporcionar las condiciones para una buena adherencia con esa superficie. Además, hay un entrecruzamiento en la interfaz entre las dos capas 32 y 34, de modo que cuando curan los polvos se produce como resultado una fuerte ligadura química entre los recubrimientos y entre éstos y el sustrato 31.

Es deseable que la capa 32 cure más rápidamente que la capa 34, de modo que mientras esté todavía gelificada se pueda usar una pasada entre rodillos de presión para expulsar y alisar la capa 34, para que cubra uniformemente el recubrimiento de la capa 32. Además, se deposita una hoja delgada 35 protectora frente al agua, en contacto con la capa 34 que está todavía en la fase fundida, de modo que sea firmemente ligada a ésta al curar esa capa.

Se puede fabricar un estratificado que comprenda dos capas de vidrio o de plástico ligadas juntas, para que presenten colores iguales o similares vistas desde cualquiera de los lados, mediante la aplicación de un polvo de curado rápido que contenga pigmentación a una capa de vidrio o de plástico, y un polvo de curado lento encima de aquél; el polvo de curado lento proporciona un recubrimiento transparente. Ambos componentes se calientan después hasta que el polvo de corto tiempo de estufado se pone sustancialmente duro, pero el recubrimiento de largo tiempo de estufado está todavía húmedo. Los dos componentes son luego sometidos a una pasada entre rodillos de presión, o bien prensados juntos, al completarse el curado de ambos recubrimientos y del estratificado que se forma como resultado.

Si se han de presentar colores diferentes desde los dos lados del estratificado, se deposita polvo de corto tiempo de estufado sobre cada componente de vidrio o de plástico, y polvo de largo tiempo de estufado encima de una (o posiblemente de ambas) de las capas de corto tiempo de estufado. Durante el curado, los recubrimientos primarios de corto tiempo de estufado sobre ambos componentes curan hasta endurecerse pero no están totalmente entrecruzados (por ejemplo, están curados aproximadamente hasta un 70%), mientras que el polvo de largo tiempo de estufado está todavía blando. En estas condiciones, los dos componentes son sometidos a pasada entre rodillos de presión juntos, y luego curados por completo; la presión aplicada hace posible que sea expulsado el gas del estratificado. El recubrimiento de polvo de largo tiempo de estufado es preferiblemente, aunque no necesariamente, tal que proporciona un recubrimiento transparente.

Aunque el sustrato y otros componentes usados en los métodos tal como se han descrito en lo que antecede son generalmente no porosos, el invento es aplicable cuando los componentes sean de naturaleza porosa. A este respecto, se puede aplicar un recubrimiento primario de polvo de corto tiempo de estufado a un sustrato poroso, u otro, y recubrir después por encima con un polvo de largo tiempo de estufado, curado hasta aproximadamente un 70%. Un segundo componente se recubre con un polvo de largo tiempo de estufado, y mientras ese recubrimiento y el recubrimiento de largo tiempo de estufado del primer componente permanecen blandos, se prensan juntos los dos componentes, para completar el proceso de curado. La ventaja de este método es la de que la etapa de prensado se inicia cuando la película primaria es continua y sustancialmente dura, para así asegurar que durante la fase de prensado no se produce sangrado a través del material poroso desde la capa de adhesivo.

El uso de polvos con diferentes velocidades de curado optimiza la polimerización cruzada de los dos recubrimientos; el proceso de doble curado hace posible que el procesado tenga lugar en un ambiente perfectamente libre de gases y limpio durante todo el tiempo hasta el curado completo. espacio entre ellas. Aunque la ligadura resultante es en general aceptable, la presión hidráulica de la resina tiende a arquear las hojas, separándolas por la parte media, de modo no satisfactorio. El producto resultante tiene un uso comercial restringido debido a la variación del calibre originada por el arqueamiento y a la influencia que ello tiene en la densidad, y por lo tanteo en el color que se percibe, cuando se contempla el estratificado.

Con el presente invento, sin embargo, estas limitaciones pueden eliminarse en un grado sustancial. A este respecto, por ejemplo, dos hojas de plástico o de vidrio usadas para formar el estratificado se recubren primero con resina mientras están tendidas horizontalmente. Se aplica una resina de curado rápido a una primera de las hojas para formar un medio de distanciamiento, mientras que se usa una resina de curado lento para humedecer la superficie de la segunda hoja, para asegurar una buena ligadura con el recubrimiento de la primera hoja cuando se lleven las dos hojas a juntarse bajo una pasada entre rodillos de presión o un prensado. El estratificado resultante no es afectado por los problemas de inconsistencia del calibre, que corrientemente limitan los productos "Unilam".

Como un método alternativo de acuerdo con el invento, se vierten recubrimientos primarios de resina de curado rápido sobre las superficies de ambas hojas, de vidrio o de plástico, mientras las hojas son mantenidas horizontales sobre una mesa inclinable. La resina fluye plana sobre cada hoja y empieza a curar. Al empezar a endurecerse los recubrimientos primarios, hasta justamente más allá de la etapa de gelificación, se inclina la mesa, llevándola a la posición vertical y se juntan las dos hojas con el espaciamiento requerido para el estratificado, usando una junta de borde. Entonces se introduce una tercera capa de resina, vertiéndola para ello en el espacio de separación entre los recubrimientos que se están endureciendo sobre las dos hojas; se mantienen las hojas verticales para desgasificar la resina mientras tiene lugar el vertido. Una vez que los catalizadores hayan curado sustancialmente los recubrimientos primarios y que la capa de resina vertida esté en gelificación, se hacen retornar las dos hojas a la posición horizontal y el estratificado es sometido a una pasada entre rodillos de presión, que expulsa por presión la capa vertida, para conseguir un calibre consistente.

Los métodos de acuerdo con el invento, en los que se usa la técnica de velocidad de curado diferencial, pueden aplicarse a la fabricación de paneles solares y otros en los que se haya de insertar una capa intermedia, por ejemplo, para proporcionar un aislamiento o un conductor eléctrico continuo, u otro de interfaz entre capas sucesivas del estratificado. Emparedando aluminio, cobre, partículas de silicio, cristales de silicio u otros elementos entre capas de corto tiempo de estufado, éstas pueden ser ligadas a capas de sustrato exteriores para formar el estratificado, usando material de largo tiempo de estufado para efectuar la ligadura. Análogamente, se pueden insertar imágenes fotográficas u otras en el estratificado, como un medio de decoración, de publicidad, o para otros fines.

Claims (8)

1. Un método de recubrimiento y ligadura a un sustrato (3; 13; 23; 31) en el cual se tiende un primer material sobre el sustrato para formar un primer recubrimiento (1; 11; 21; 32) sobre el sustrato, se tiende un segundo material en forma de polvo sobre el primer material para formar un segundo recubrimiento (2; 12; 24; 34) sobre el primer recubrimiento, y en el cual se aplica calor para fundir ambos materiales ligando los dos recubrimientos juntos y con el sustrato, caracterizado porque el primer material es un material de polvo termoendurecible que tiene una velocidad de reacción de curado más alta que la del segundo material y que se liga al sustrato al curar, y porque el segundo material en polvo es un material de polvo termoendurecible que es tendido en forma de polvo sobre el polvo del primer material, de modo que el segundo recubrimiento liga con el primer recubrimiento.

2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que en uno de los dos polvos, o en los dos, se incluye pigmentación.

3. Un método de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el que uno de los polvos es transparente cuando está fundido.

4. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el polvo de la primera capa es un polvo con base de poliéster, y el de la segunda capa es de un poliéster diferente.

5. Un método de acuerdo con la reivindicación 4, en el que el polvo de la primera capa incluye un componente activador de la adherencia.

6. Un método de acuerdo con la reivindicación 4 ó la reivindicación 5, en el que el polvo de la primera capa incluye un componente de ácido.

7. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que mientras la segunda capa está todavía en la fase de fundida y la primera capa está curada sustancialmente, aunque no por completo, un elemento a ser ligado al sustrato es llevado a contacto con la segunda capa y mantenido en ella hasta que cura la segunda capa.

8. Un método de acuerdo con la reivindicación 7, en el que dicho elemento es un segundo sustrato que lleva una capa de polvo termoendurecible que está curada sustancialmente, aunque no por completo, y los dos sustratos son llevados a juntarse con la capa del segundo sustrato en contacto con dicha segunda capa del sustrato primeramente mencionado, mientras la segunda capa está todavía blanda, y en el que ese contacto se mantiene mientras se aplica calor para curar todas las capas por completo.