ES2333966T3 - Dispositivo indicador de envejecimiento por uv. - Google Patents
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Abstract
Un dispositivo indicador para determinar el envejecimiento de un objeto (7) de plástico que es degradable por radiación ultravioleta, estando dispuesto fijamente el dispositivo indicador (1, 5, 9, 10) en o integrado en el objeto (7), incluyendo el dispositivo indicador (1, 5, 9, 10) pigmento que se degrada por la radiación ultravioleta y cuya degradación sigue a la degradación del material de plástico incluido en el objeto (7) causada por la radiación ultravioleta, caracterizado por que el espesor del material (2, 3, 4, 11, 12, 13, 14, 15, 16) del dispositivo indicador varía sobre su superficie, para una degradación escalonada del pigmento.
Description
Dispositivo indicador de envejecimiento por
UV.
La presente invención se refiere a un
dispositivo indicador para determinar el envejecimiento de los
objetos de plástico que son degradables por radiación UV, estando
el dispositivo indicador dispuesto de manera fija en o integrado en
el objeto y el dispositivo indicador incluye pigmento que se degrada
por radiación UV y cuya degradación sigue a la degradación causada
por la radiación UV del material de plástico incluido en el objeto
o corresponde a un intervalo de tiempo que está predeterminado por
la legislación u otros reglamentos.
La presente invención también se refiere a un
casco de seguridad que incluye un dispositivo indicador.
El plástico es un material que se usa en muchos
contextos. En particular, se ha empezado a usar en la fabricación
de diferentes objetos para seguridad y protección personal. El
plástico presenta muchas propiedades ventajosas, por ejemplo
resiste el impacto y se conforma fácilmente en diferentes formas en
la fabricación.
Desafortunadamente, el plástico también presenta
sus desventajas. Una desventaja no insignificante es que se degrada
-envejece- bajo la acción de la radiación ultravioleta. Por ejemplo,
la presencia de radiación UV puede conducir a grietas en plásticos
de diferentes tipos. Sin lugar a dudas, se hacen intentos para
contrarrestar este envejecimiento por el progreso del material,
pero para esos materiales existentes hoy en día el envejecimiento
es un factor que debe tenerse en cuenta en la fabricación de partes
que sean vitales para la seguridad, por ejemplo equipo de
protección personal. Algunos ejemplos de dichos productos son cascos
de seguridad, asientos del coche para niños y asientos de bicicleta
para niños, pudiendo estar todos sometidos a radiación UV en mayor
o menor grado durante toda su vida útil.
La degradación en ausencia de radiación UV, por
ejemplo cuando se envasan y se almacenan los productos, es mínima
sin embargo. Se han observado también diferencias en la velocidad de
envejecimiento dependiendo de si el producto se usa en interiores o
al aire libre y si se usan en latitudes norte o sur. En otras
palabras, esa radiación UV a la que está expuesto el producto es un
factor decisivo en la velocidad de envejecimiento.
Una indicación de la fecha de caducidad y
consumo preferente que se emplea actualmente en ciertos casos, no
refleja así el envejecimiento del producto de una manera adecuada.
Para estar seguros de que ya no se use un producto que ha
envejecido y cuya resistencia mecánica es defectuosa, la indicación
de la fecha de caducidad y consumo preferente debe ser tal que se
apliquen márgenes de seguridad considerables. El límite para cuánto
tiempo puede usarse un producto se debe fijar tomando como punto de
partida el supuesto de exposición máxima a radiación UV y
consiguiente envejecimiento de ese modo. Esto conduce, en muchos
casos, a productos que se pueden usar, debido a que no han estado
expuestos a radiación UV y no han envejecido en absoluto de ese
modo, llegando a ser invendibles cuando ha expirado la indicación
de su fecha de caducidad y consumo preferente. Con frecuencia, se
respeta la indicación de la fecha de caducidad y consumo preferente,
puesto que nadie desea arriesgarse a herir a una persona o dañar la
propiedad si se usa un producto que ha llegado a ser defectuoso
debido al envejecimiento. Esto implica pérdidas económicas
considerables para ambos fabricantes, minoristas y consumidores
finales, quienes tienen grandes cantidades de tales productos de
reser-
va.
va.
Otro aspecto problemático es que algunos países
presentan en su lugar requerimientos legislativos extremadamente
severos para el periodo de uso máximo permitido. Esto puede implicar
que uno y el mismo producto, debido a la legislación, se pueda usar
en un mercado como mucho durante un corto periodo de tiempo,
mientras en otro mercado se pueda usar durante un periodo de tiempo
mayor. Puesto que la durabilidad real del producto excede en
general del periodo de tiempo más largo, es de particular
importancia utilizar en realidad el máximo periodo de tiempo
permitido para el total, para evitar pérdidas económicas
innecesarias, al igual que respetar la legislación que esté en ese
lugar.
La patente japonesa JP 10-036690
y los Resúmenes de la Patente de Japón vol. 1.998, Nº 16 describen
el uso de pigmentos junto con artículos de exterior que se
mantienen permanentemente al aire libre.
Así, la presente invención tiene por objeto
realizar un dispositivo indicador que refleje mejor el grado de
envejecimiento que la indicación de la fecha de caducidad y consumo
preferente de la técnica anterior.
El objeto que conforma la base de la presente
invención se conseguirá si el dispositivo indicador en contacto
íntimo mediante introducción se caracteriza por que el espesor del
material del dispositivo indicador varía por su superficie, para
una degradación escalonada del pigmento.
Considerando el casco de seguridad, el objeto de
acuerdo con la presente invención se conseguirá si el dispositivo
indicador muestra propiedades de acuerdo con al menos la
reivindicación 1 ó 2 adjunta. Otras ventajas se conseguirán si el
dispositivo indicador está dotado por otra parte de uno o más de los
rasgos característicos que se explican en las reivindicaciones 3 a
6 adjuntas.
La presente invención se describirá ahora en
mayor detalle a continuación con referencia a los Dibujos adjuntos.
En los Dibujos que se adjuntan:
Fig. 1A es una sección transversal de una
realización del dispositivo indicador de acuerdo con la presente
invención;
Fig. 1B es una vista que corresponde a la de la
Fig. 1A de una variación del dispositivo indicador;
Fig. 2A es una vista en planta de una segunda
realización de un dispositivo indicador de acuerdo con la presente
invención, en su estado prístino;
Fig. 2B es una vista según la Fig. 2A del
dispositivo indicador de acuerdo con la presente invención en su
estado envejecido;
Fig. 3 es un alzado lateral recto de un casco de
seguridad en que está dispuesto un dispositivo indicador de acuerdo
con la invención;
Fig. 4 es una vista en perspectiva de una
segunda realización del dispositivo indicador de acuerdo con la
presente invención y
Fig. 5 es una vista en perspectiva de una
tercera realización del dispositivo indicador de acuerdo con la
presente invención.
Las Figs. 1A, 1B, 2A y 2B muestran ejemplos de
realizaciones de dispositivos indicadores de acuerdo con la
invención. Un rasgo común de estas y otras realizaciones de la
presente invención es que el dispositivo indicador se produce de un
material portador, típicamente un material de plástico, al que se
incorpora un pigmento de una estabilidad a la luz conocida.
Lo más preferiblemente, el material portador es
polietileno, puesto que este material es económico,
medioambientalmente favorable, puede ser moldeado por inyección, es
simple para estabilizar a la luz UV, simple para colorear con la
ayuda de pigmento y también ofrece un entorno favorable para el
pigmento durante la vida útil del dispositivo indicador. En la
estabilización por luz UV debe estar asegurado que el pigmento no se
ve afectado, sino que mantiene esas propiedades que se desean.
El pigmento soportado por el material portador
es tal que se degrada más rápidamente que su material portador. La
velocidad de degradación bajo la acción de la luz, en particular luz
ultravioleta, se indica por la estabilidad a la luz del pigmento.
La estabilidad a la luz se gradúa en una escala de 1 a 8, donde las
cifras inferiores indican que el pigmento se degrada rápidamente
bajo la acción de la luz, mientras las cifras superiores indican
que la degradación lleva más tiempo. Las propiedades de una serie de
pigmentos son bien conocidas y están bien documentadas. Por
ejemplo, es posible realizar desplazamientos del color desde el
violeta al blanco o rojo a transparente bajo la acción de una
cantidad conocida adecuada de radiación UV.
La degradación del pigmento y de ese modo el
color del dispositivo indicador, también se ve afectado por el
espesor del material del dispositivo indicador puesto que el
pigmento que se encuentra más próximo a la superficie del
dispositivo indicador se ve afectado primero y en la mayor
extensión, mientras el pigmento que se encuentra más profundo se ve
afectado solamente cuando el pigmento de la superficie ha sido
descompuesto. Así, el color tiende a desaparecer primero en áreas
de espesor de material delgado, mientras las áreas de mayor espesor
de material mantienen el color prístino más tiempo.
Para el dispositivo indicador de acuerdo con la
presente invención para indicar el grado de envejecimiento bajo la
acción de radiación UV sobre el objeto, la degradación del pigmento
debería tener lugar a sustancialmente la misma velocidad a la que
envejece el material en el objeto. Posiblemente, se puede permitir
que la degradación del pigmento en el dispositivo indicador tenga
lugar algo más rápido, pero no debería tener lugar más lentamente,
puesto que la intención es estar seguro de que esté intacto el
material en el objeto si el dispositivo indicador así lo
indica.
Convenientemente, las propiedades del pigmento
colorante y el espesor del material del dispositivo indicador se
corresponden para esa degradación que tiene lugar en el material en
el objeto en que está dispuesto el dispositivo indicador. Sin
embargo, el dispositivo indicador apropiado no requiere ser
fabricado del mismo material que el objeto; lo que es vital es que
el comportamiento del pigmento colorante, es decir, la degradación
bajo la acción de radiación UV, corresponda a esa degradación, por
ejemplo formación de grietas, que tiene lugar en la fabricación del
material del propio objeto. Para causar la degradación del pigmento
en el dispositivo indicador para corresponder a la degradación del
material en el objeto, se experimenta principalmente con los
siguientes factores: elección de pigmento, tener en cuenta sus
propiedades en relación con la luz, el tiempo atmosférico y la
temperatura; la concentración del pigmento, así como el espesor del
objeto implicado.
Otra posibilidad de adaptación es seleccionar
pigmento colorante y espesor de material de tal manera que la
degradación del pigmento colorante corresponda a una exposición
máxima permitida a luz UV en un mercado dado. En tal caso, el punto
de partida debe ser la radiación UV total calculada durante el
tiempo de exposición permitido. Así, se puede obtener un
dispositivo indicador que indique cuando se ha conseguido un uso
activo (es decir, exposición a radiación UV) durante un periodo de
tiempo predeterminado. Se puede proporcionar uno y el mismo objeto
con diferentes dispositivos indicadores para una adaptación a la
legislación u otros reglamentos aplicables en un mercado diferente.
Cuando no se usa un objeto durante un periodo de tiempo, su
envejecimiento se interrumpe y también la degradación del pigmento
colorante en el dispositivo indicador, siempre que esté protegido
de la radiación UV, es decir, se almacene en el interior.
La Fig. 1A muestra una sección transversal de un
dispositivo indicador 1 de espesor de material variable. El espesor
del material varía gradualmente desde las porciones 2 más delgadas,
por las porciones 3 de espesor medio a una porción 4 de espesor
máximo. La Fig. 1B muestra una sección transversal de una variación
del dispositivo indicador 1, donde el espesor del material varía de
manera escalonada entre las porciones 2 del borde delgadas y la
porción 4 central de espesor máximo. Según se degrada el pigmento en
el dispositivo indicador 1 de acuerdo con ambas Figuras, su color
desaparecerá gradualmente, lo más rápidamente en las porciones 2 más
delgadas en los bordes y por último en la porción 4 más gruesa. La
desaparición gradual del color puede dar al consumidor una
indicación de cuánto tiempo de vida útil le queda al objeto en que
está asegurado el dispositivo indicador 1.
La Fig. 2A muestra una variación del dispositivo
indicador cuyas propiedades particulares se pueden combinar
posiblemente con esas propiedades que se acaban de describir para el
dispositivo indicador 1 en la Fig. 1. El dispositivo indicador 5 en
la Fig. 2A está en forma de una pequeña señal que se fabrica de un
material portador pigmentado. El pigmento se representa en la Fig.
2A por una serie de puntos. En la Fig. 2A, se muestra el
dispositivo indicador 5 en su estado prístino, es decir, cuando él y
el objeto en que está asegurado son nuevos y aún no han sido
expuestos a cantidades sustanciales de radiación UV. Se proporciona
el dispositivo indicador 5 con una marca 6 que, en la Figura, está
en forma de letra C. En la Fig. 2A, la marca 6 está disimulada por
el pigmento dispuesto en el dispositivo indicador 5. La marca
desaparece particularmente bien a simple vista si su color
corresponde al color del pigmento no degradado. Se puede poner la
marca en el dispositivo indicador 5, pero también se puede
retroaplicar, por ejemplo impresa o encolada en el lado oculto del
dispositivo indicador.
La Fig. 2B muestra el dispositivo indicador 5 de
acuerdo con la Fig. 2A después de que se haya expuesto el
dispositivo indicador 5 a radiación UV durante un periodo de tiempo
largo, en cuyo caso su pigmento se habrá degradado a fin de que la
marca 6 haya llegado a ser visible a simple vista. En la fabricación
de dicho dispositivo indicador 5, la marca 6 debe ser más estable a
la luz que el pigmento dispuesto en el dispositivo indicador, a fin
de que el color de la marca 6 no se degrade por la radiación UV tan
rápidamente como el pigmento. Cuando la marca 6 ha llegado a
poderse leer, esto constituye una señal para el consumidor de que se
estima que el objeto en que está asegurado el dispositivo indicador
5 se ha consumido y se debería reemplazar.
La Fig. 3 muestra un dispositivo indicador 1, 5,
colocado en un objeto, más precisamente un casco 6 cuyo
envejecimiento se debería poder leer en el dispositivo indicador 1,
5. Naturalmente, también es posible colocar el dispositivo 1, 5 en
otros tipos de objetos.
El dispositivo indicador 1, 5 debe exponerse
bien a luz UV, exponerse preferiblemente al mismo grado que las
partes del casco 7 que están sometidas a la exposición máxima. Por
dichos medios, estará asegurado que el material en el casco 7 no se
ha degradado más que el pigmento en el dispositivo indicador 1,
5.
El dispositivo indicador 1, 5 está asegurado al
casco 7 por alguna forma de dispositivo 8 de fijación. Tal
dispositivo 8 de fijación se puede realizar por remachado, recalcado
de material, moldeado, encolado u otro método disponible. Una
condición para el método que se emplea es que satisfaga otros
requerimientos de seguridad que estén puestos por las autoridades y
otros cuerpos en el casco 7. El dispositivo indicador 1, 5 debería
ser difícil de retirar, no debería ser posible al menos reemplazar
el dispositivo indicador 1, 5 o forzarlo sin que éste esté
claramente visible. De dicha manera, se evita el riesgo de que se
proporcione un casco 7 de seguridad envejecido con un nuevo
dispositivo indicador 1, 5 que no refleje el estado real del
material en el casco.
Un método de variación del dispositivo indicador
1, 5 de acuerdo con la invención es permitir que el pigmento sea
una mezcla homogénea de dos o más pigmentos diferentes con diferente
estabilidad a la luz. El resultado será entonces que el dispositivo
indicador muestre diferentes colores según como se exponga a luz UV.
Por ejemplo, es posible mezclar pigmento rojo y amarillo en el caso
de que el amarillo sea más estable a la luz que el rojo.
Inicialmente, el dispositivo indicador aparecerá como rojo, pero a
medida que desaparezca el pigmento rojo, el dispositivo indicador
cambia a amarillo. A su debido tiempo, el pigmento coloreado de
amarillo desaparecerá también y el dispositivo indicador cambiará a
blanco. Esto le da al consumidor un aviso de que la vida útil del
dispositivo indicador 1, 5 y el objeto 7 en el que está asegurado
está a punto de consumirse. Como resultado, se pueden pedir nuevos
objetos a tiempo, que es una ventaja en la adquisición planeada y el
mantenimiento de existencias. Se puede combinar ventajosamente la
mezcla homogénea de diferentes pigmentos coloreados con un
dispositivo indicador 1, 5 cuyo espesor varíe de acuerdo con la Fig.
1 y/o se proporcione con una marca incrustada de acuerdo con las
Figs. 2A y 2B. Así, se pueden obtener los efectos visuales deseados
con un grado de variación muy grande.
Otro método más de variación de la presente
invención, es disponer diferentes pigmentos en diferentes secciones
o capas del dispositivo indicador 1, 5. Por ejemplo, se pueden
disponer las secciones adyacentes entre sí y cuando se haya
adoptado el mismo color, esto señale que se tiene que reemplazar el
objeto. Otro método es disponer los diferentes pigmentos en capas
una sobre otra a fin de que el pigmento de la primera capa
desaparezca primero, después de lo cual empieza a degradarse el
pigmento de la segunda capa. En tal caso, esto da un método
adicional de variación de los diferentes efectos de color del
dispositivo indicador 1, 5. La provisión de diversas capas o
secciones de diferentes pigmentos presupone sin embargo un moldeo
por inyección de dos componentes o multicomponente. También se
pueden combinar estas variaciones con las variaciones de los
dispositivos indicadores 1, 5 en el caso de que varíe su espesor,
se incruste una marca 6 o en el caso de que tenga lugar una
pluralidad de diferentes pigmentos en una mezcla homogénea.
Se muestran dos variaciones 9 y 10 de ejemplo,
concretas, del dispositivo indicador en las Figs. 4 y 5.
La variación que se muestra en la Fig. 4 tiene
sustancialmente la configuración externa de un disco o placa
redonda. Alrededor de una región 15 central, se disponen diversos
sectores 11, 12, 13, 14 de espesores mutuamente diferentes, en esta
Figura cuatro en número. El pigmento se degradará primero en el
sector más fino y por último en la región 15 central que es la más
gruesa. Así, diferentes secciones 11, 12, 13, 14, 15 del dispositivo
indicador 9 asumirán diferentes colores y al consumidor se le dará
de ese modo una indicación de cuánto de la vida útil total o
periodo de uso ha expirado. Esta indicación se refuerza además si la
marca 6 que se muestra en las Figs. 2A y 2B está embebida en el
dispositivo indicador 9 o está impresa en el lado de atrás a fin de
que llegue a estar visible en la degradación del pigmento. Por
ejemplo, una marca puede indicar la vida útil restante estimada en
que el objeto se puede usar activamente antes de ser consumido, a
condición de que la exposición a la luz UV sea la misma.
La variación 10 en la Fig. 5 presenta, aparte de
una región 15 central, una zona 16 circundante cuyo espesor aumenta
de manera continua en la dirección de las agujas de un reloj hasta
que se completa un círculo completo y tiene lugar una
discontinuidad en la forma de una etapa 17. El cambio de color en la
degradación del pigmento tendrá lugar gradualmente en la misma
dirección en que aumenta el espesor de la zona 16. De la misma
manera que se describió anteriormente, las marcas 6 pueden estar
embebidas en o impresas en el dispositivo indicador 10 para dar al
consumidor una indicación de cuándo se debería reemplazar el
objeto.
Mientras se ha mostrado el dispositivo indicador
1, 5 en la Fig. 3 como asegurado en un casco 7 de seguridad, es
naturalmente posible disponer el dispositivo indicador 1, 5, 9, 10
en otros objetos en el caso de que sea importante vigilar el
envejecimiento del material. Esto se aplica en particular a objetos
en el caso de que sea crucial el aspecto de seguridad, por ejemplo
asientos traseros de bicicleta para niños y asientos de seguridad
para niños en coches, como se mencionó a modo de introducción.
Se puede variar además la presente invención sin
apartarse del alcance de las reivindicaciones adjuntas.
Claims (6)
1. Un dispositivo indicador para determinar el
envejecimiento de un objeto (7) de plástico que es degradable por
radiación ultravioleta, estando dispuesto fijamente el dispositivo
indicador (1, 5, 9, 10) en o integrado en el objeto (7), incluyendo
el dispositivo indicador (1, 5, 9, 10) pigmento que se degrada por
la radiación ultravioleta y cuya degradación sigue a la degradación
del material de plástico incluido en el objeto (7) causada por la
radiación ultravioleta, caracterizado por que el espesor del
material (2, 3, 4, 11, 12, 13, 14, 15, 16) del dispositivo
indicador varía sobre su superficie, para una degradación escalonada
del pigmento.
2. Un dispositivo indicador para determinar el
envejecimiento de un objeto (7) de plástico que es degradable por
radiación ultravioleta, estando dispuesto fijamente el dispositivo
indicador (1, 5, 9, 10) en o integrado en el objeto (7), incluyendo
el dispositivo indicador (1, 5, 9, 10) pigmento que se degrada por
radiación ultravioleta y cuya degradación corresponde a un
intervalo de tiempo que está predeterminado por la legislación u
otros reglamentos, caracterizado por que el espesor del
material (2, 3, 4, 11, 12, 13, 14, 15, 16) del dispositivo
indicador varía sobre su superficie, para una degradación escalonada
del pigmento.
3. El dispositivo indicador (1, 5, 9, 10) según
la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por que el dispositivo
indicador (1, 5, 9, 10) incluye una marca (6) que se oculta por el
pigmento y que llega a ser visible con la degradación del
mismo.
4. El dispositivo indicador (1, 5, 9, 10) según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por
que el pigmento es una mezcla de diversos componentes de diferentes
propiedades de degradación para realizar una indicación de color en
etapas múltiples.
5. El dispositivo indicador (1, 5, 9, 10) según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por
que el dispositivo incluye una pluralidad de capas en que difieren
los pigmentos o mezclas de componentes para una degradación
escalonada de los pigmentos.
6. Un casco (7) de seguridad que incluye un
dispositivo indicador (1, 5, 9, 10), caracterizado por que el
dispositivo indicador (1, 5, 9, 10) muestra propiedades según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5.
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