ES2346068T3

ES2346068T3 - Dispositivo y procedimiento para el curado mediante radiacion de alta energia en atmosfera de gas inerte.

Info

Publication number: ES2346068T3
Application number: ES05753770T
Authority: ES
Inventors: Andreas Daiss; Erich Beck; Manfred Biehler
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 2004-06-24
Filing date: 2005-06-17
Publication date: 2010-10-08
Anticipated expiration: 2025-06-17
Also published as: JP4819803B2; DE502005009765D1; US20080311309A1; CN101304814B; JP2008503338A; EP1791652B1; KR20070034073A; WO2006000349A3; ATE471218T1; EP1791652A2; DE102004030674A1; WO2006000349A2; BRPI0512542A; CN101304814A; US7863583B2

Abstract

Dispositivo 1 para la realización de un curado de revestimientos sobre un sustrato S en atmósfera de gases inertes, que contiene - recubrimientos laterales 2, 3, 4 y 5, - recubrimientos superiores e inferiores 6 y 7, en donde 2, 3, 4, 5, 6 y 7 encierran conjuntamente un espacio interior, - una o múltiples paredes divisorias 8 que subdividen el interior, en donde las paredes divisorias 8 se unen con el recubrimiento inferior 7 y mantienen una distancia d1 con respecto al recubrimiento superior 6, - una o múltiples paredes divisorias 9 que subdividen el interior, en donde las paredes divisorias 9 se unen con el recubrimiento superior 6 y mantienen una distancia d2 con respecto al recubrimiento inferior 7, - en donde 8 y 9 conforman con la respectiva pared divisoria adyacente 9 u 8 y, eventualmente, con los recubrimientos laterales 2 o 3, un espacio interior subdividido (compartimento), - al menos, una fuente de radiación 10 dentro del interior y/o que penetra en el interior, - al menos, un dispositivo de suministro de gas 11, con el cual se puede conducir un gas o una mezcla de gases hacia el interior o puede formarse allí, - al menos, un dispositivo de transporte 12 para el sustrato S, - entrada 13 y - salida 14, en donde - las paredes divisorias 8 se encuentran esencialmente perpendiculares sobre el recubrimiento inferior 7, - las paredes divisorias 9 se encuentran esencialmente perpendiculares sobre el recubrimiento superior 6, - las distancias d1 y d2, así como el ancho b del dispositivo 1 están seleccionados de modo tal que sean mayores que las dimensiones del sustrato S a lo largo de la dirección de avance del dispositivo de transporte 12 y - mediante los dispositivos 2, 3, 8 y 9 se forman, al menos, 4 compartimentos.

Description

Dispositivo y procedimiento para el curado mediante radiación de alta energía en atmósfera de gas inerte.

La presente invención comprende un dispositivo y un procedimiento para la obtención de materiales moldeables y revestimientos sobre sustratos a través del curado de materiales curables mediante radiación en atmósfera de gases inertes por exposición a radiación de alta energía.

En el caso del curado mediante radiación de compuestos polimerizables por radicales, por ejemplo, compuestos de (met)acrilato o compuestos de éter de vinilo, puede presentarse una fuerte inhibición de la polimerización o curado por oxígeno. Dicha inhibición provoca un curado incompleto en la superficie y, de ese modo, por ejemplo, revestimientos viscosos.

Este efecto inhibidor del oxígeno puede ser reducido utilizando cantidades elevadas de fotoiniciadores, y utilizando, asimismo, coiniciadores, por ejemplo, aminas, radiación UV rica en energía de dosis elevada, por ejemplo, con lámparas de vapor de mercurio a alta presión o agregando ceras que formen barreras.

También se conoce la realización de curado mediante radiación en un gas inerte, por ejemplo, por la memoria EP-A- -540884, de Joachim Jung, RadTech Europe 99, Berlín 08 al 10 de noviembre de 1999 (UV-Applications in Europe Yesterday- Today - Tomorrow).

Los materiales curables mediante radiación pueden contener tanto disolventes volátiles, por ejemplo, agua, o también ser procesados en ausencia de dichos disolventes. El procedimiento de curado mediante radiación es adecuado para barnices de aplicaciones industriales o también en pequeñas o medianas empresas artesanales o en el ámbito del hogar. Hasta ahora, la realización costosa del procedimiento y los dispositivos requeridos para ello, especialmente, las lámparas UV, impidieron una aplicación del curado mediante radiación en ámbitos no industriales.

La memoria WO 01/39897 describe un procedimiento para el curado mediante radiación en atmósfera de gases inertes, más pesados que el aire, preferentemente, dióxido de carbono. Un modo de ejecución preferido para el curado, descrito en ella, se lleva a cabo en un recipiente de inmersión.

Existe una demanda de mejora del procedimiento publicado para reducir aún más la pérdida de gases inertes y la contaminación por oxígeno atmosférico, que se presentan, por ejemplo, en el calentamiento de la atmósfera de gas inerte, originado, por ejemplo, por el calor residual. Se desea alcanzar una mayor independencia de las fuentes de calor en la cámara de radiación y, de ese modo, también una mayor libertad en la selección del tipo, el posicionamiento y la cantidad de posibilidades de radiación.

En RadTech Conference Proceedings, del 3 al 5 de noviembre de 2003, Berlín, Alemania, Dr. E-rich Beck, BASF AG, Germany; "UV-Curing under Carbon Dioxide", páginas 855 - 863; volumen II, ISBN 3-87870-152-7, se describen procedimientos y un dispositivo para el curado mediante radiación en CO_{2}, que permite un procedimiento continuo para el curado en gas inerte. La desventaja consiste en que el consumo de gas inerte aún es relativamente elevado.

El objeto de la presente invención es presentar un dispositivo con el cual se pueda realizar el curado mediante radiación y se pueda mantener lo más bajo posible el consumo de gas inerte.

El objeto se logra a través de un dispositivo 1 para la realización de un curado de revestimientos sobre un sustrato S en atmósfera de gases inertes, que contiene

-: recubrimientos laterales 2, 3, 4 y 5,

-: recubrimientos superiores e inferiores 6 y 7, en donde 2, 3, 4, 5, 6 y 7 encierran conjuntamente un espacio interior,

-: una o múltiples paredes divisorias 8 que subdividen el interior, en donde las paredes divisorias 8 se unen con el recubrimiento inferior 7 y mantienen una distancia d1 con respecto al recubrimiento superior 6,

-: una o múltiples paredes divisorias 9 que subdividen el interior, en donde las paredes divisorias 9 se unen con el recubrimiento superior 6 y mantienen una distancia d2 con respecto al recubrimiento inferior 7,

-: en donde 8 y 9 conforman con la respectiva pared divisoria adyacente 9 u 8 y, eventualmente, con los recubrimientos laterales 2 o 3, un espacio interior subdividido (compartimento),

-: al menos, una fuente de radiación 10 dentro del interior y/o que penetra en el interior,

-: al menos, un dispositivo de suministro de gas 11, con el cual se puede conducir un gas o una mezcla de gases hacia el interior o puede formarse allí,

-: al menos, un dispositivo de transporte 12 para el sustrato S,

-: entrada 13 y

-: salida 14,

en donde

-: las paredes divisorias 8 se encuentran esencialmente perpendiculares sobre el recubrimiento inferior 7,

-: las paredes divisorias 9 se encuentran esencialmente perpendiculares sobre el recubrimiento superior 6,

-: las distancias d1 y d2 así como el ancho b del dispositivo 1 están seleccionados de modo tal que sean mayores que las dimensiones del sustrato S a lo largo de la dirección de avance del dispositivo de transporte 12 y

-: mediante los dispositivos 2, 3, 8 y 9 se forman, al menos, 4 compartimentos.

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En el dispositivo acorde a la invención pueden utilizarse tanto gases inertes más pesados que el aire como así también aquellos que son más ligeros que el aire.

El peso molar de un gas inerte más pesado que el aire es por ello superior a 28,8 g/mol (corresponde al peso molar de una mezcla de gases de 20% de oxígeno y 80% de nitrógeno N_{2}), preferentemente, mayor a 30 g/mol, de modo especialmente preferido, mayor a 32 g/mol, especialmente, mayor a 35 g/mol. Se pueden utilizar, por ejemplo, gases nobles como argón, hidrocarburos e hidrocarburos halogenados. Se prefiere, especialmente, el dióxido de carbono.

El suministro de dióxido de carbono puede llevarse a cabo desde recipientes a presión, gases de combustión filtrados, por ejemplo, de gas natural o dióxido de carbono o, preferentemente, como hielo seco. Se considera ventajoso el suministro de hielo seco, especialmente, para aplicaciones en el ámbito no industrial o de las pequeñas industrias, dado que el hielo seco sólido, como sustancia sólida, puede ser transportado y almacenado en recipientes simples con aislamiento con espumas. El hielo seco puede ser utilizado como tal, en las temperaturas habituales de uso se encuentra en estado gaseoso. Otra ventaja de la utilización de hielo seco es la acción refrigerante que puede ser utilizada para la condensación y eliminación de componentes volátiles de barnices, como disolventes o agua (ver más adelante).

Los gases inertes más ligeros que el aires son aquellos con un peso molar inferior a 28,8 g/mol, preferentemente, de no más de 28,5 g/mol, de modo especialmente preferido, de no más de 28,1 g/mol. Ejemplos de ello son el nitrógeno molecular, helio, neón, monóxido de carbono, vapor de agua, metano o mezclas de aire y nitrógeno (el denominado aire pobre), son preferidos el nitrógeno, vapor de agua y mezclas de nitrógeno y aire, de modo espacialmente preferidos, nitrógeno y mezclas de nitrógeno y aire, sobre todo, nitrógeno.

El suministro de gases inertes más ligeros que el aire puede realizarse, preferentemente, a partir de recipientes a presión o a partir de gases de escape empobrecidos en oxígeno, por ejemplo, de oxidaciones o gases de escape de coquerías o por extracción de oxígeno de mezclas de gas, por ejemplo, aire o gases de combustión, a través de membranas.

Los términos "gas inerte" y "gas protector" se utilizan como sinónimos en la presente memoria y hacen referencia a aquellos compuestos que, sometidos a una radiación de alta energía, no reaccionan de manera considerable con los materiales de revestimiento y no influyen negativamente en su curado respecto de la velocidad y/o calidad. Por ello se entiende, especialmente, un porcentaje reducido de oxígeno (ver más adelante). Aquí "que no reacciona de manera considerable" significa que en el proceso de exposición a la radiación de alta energía los gases reaccionan con menos de 5% en mol por hora, preferentemente, con menos de 2% en mol por hora y, de modo especialmente preferido, con menos de 1% en mol por hora con los materiales de revestimiento o con otras sustancias presentes en el dispositivo.

El gas inerte, o la mezcla de gases inerte, se introducen en el recipiente y se elimina el aire.

El dispositivo contiene ahora una atmósfera de gas inerte en la cual se puede introducir el sustrato revestido con el material curable por radiación o el cuerpo moldeado. Después se puede realizar el curado mediante radiación.

Durante el curado mediante radiación, el porcentaje de oxígeno (O_{2}) en la atmósfera de gas inerte debe ser, preferentemente, menor a 15% en peso, de modo especialmente preferido, menor a 10% en peso, de modo preferido, menor a 8% en peso, de modo especialmente preferido, menor a 6% en peso, especialmente, menor a 3% en peso, en relación a la cantidad total de gas en la atmósfera de gas inerte; con el procedimiento acorde a la invención se pueden regular fácilmente, sobre todo, porcentajes de oxígeno inferiores a 2,5% también inferiores a 2,0% e incluso, inferiores a 1,5% en peso. A su vez, debe tenerse en cuenta la especial dificultad de que los sustratos tridimensionales arrastran oxígeno y lo introducen en el dispositivo acorde a la invención y el porcentaje de oxígeno es por ello notablemente más difícil de reducir que en objetos bidimensionales, por ejemplo, película, bandas o similares. En el caso de la conducción de sustratos bidimensionales a través del dispositivo acorde a la invención, también se pueden alcanzar porcentajes de oxígeno inferiores que en el caso de los tridimensionales, por ejemplo, hasta menos de 1% en volumen, preferentemente, menos de 0,5% en volumen, de modo preferido, menos de 0,1% en volumen, de modo especialmente preferido, menos de 0,05% en volumen y, especialmente, menos de 0,01% en volumen.

Se entiende por atmósfera de gas inerte, el volumen de gas que rodea al sustrato a una distancia de hasta 10 cm de su superficie durante la exposición a la radiación de alta energía.

Otra ventaja del curado en una atmósfera de gas inerte consiste en que las distancias entre las lámparas y el material curable por radiación pueden ser aumentadas respecto del curado al aire. En total, pueden utilizarse cajas de radiación más reducidas, y la unidad de radiación puede ser utilizada para el curado de superficies mayores.

En el caso de utilizarse hielo seco como gas inerte, se puede llevar a cabo de manera simple, por ejemplo, un suministro del dispositivo que, eventualmente, es simultáneamente el recipiente de almacenamiento para hielo seco. El control del consumo de dióxido de carbono debe determinarse directamente en el consumo del material sólido de hielo seco. El hielo seco se sublima a -78,5ºC obteniéndose directamente dióxido de carbono gaseoso. Por ello, en un recipiente el oxígeno del aire se elimina hacia arriba, fuera del recipiente y sin provocar muchos remolinos.

El oxígeno restante puede ser determinado con los dispositivos habitualmente comercializados para la medición de oxígeno en el aire. Debido a la atmósfera reducida en oxígeno en el dispositivo acorde a la invención y el peligro de asfixia vinculado a ello, se deben tomar medidas de seguridad adecuadas. Del mismo modo, se deben asegurar una ventilación y una evacuación de gases inertes suficientes en las áreas de trabajo adyacentes.

El dispositivo acorde a la invención 1 para la realización de un curado de revestimientos sobre un sustrato S en atmósfera de gases inertes contiene

-: recubrimientos laterales 2, 3, 4 y 5,

-: al menos, un dispositivo de transporte 12 para el sustrato S,

-: entrada 13 y

-: salida 14,

en donde

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Un ejemplo de tal dispositivo se representa en las figuras 1 a 4.

Las paredes externas del dispositivo acorde a la invención, a saber, los recubrimientos anteriores 2 y posteriores 3, los recubrimientos superiores 6 e inferiores 7, así como los recubrimientos laterales 4 y 5, rodean conjuntamente el espacio interior común del dispositivo 1.

Las paredes divisorias 8 y 9 del dispositivo acorde a la invención rodean conjuntamente con las paredes divisorias adyacentes respectivas 9 y 8 o con los recubrimientos anteriores o posteriores 2 o 3 así como con los recubrimientos laterales 4 y 5 y los recubrimientos superiores e inferiores 6 y 7 los compartimentos que subdividen todo el espacio interior del dispositivo. Un compartimento se forma, a su vez, mediante las paredes que lo rodean y que, en caso de ser necesario, se pueden concebir prolongadas a lo largo de espacios libres para cerrar eventuales intersticios, por ejemplo, en el caso de las paredes divisorias 8, que son concebidas prolongadas para la construcción imaginaria de un compartimento hasta el recubrimiento superior 6.

La cantidad de compartimentos del dispositivo acorde a la invención es de, al menos, 4, preferentemente, al menos, 5 y de modo especialmente preferido, al menos, 6. La cantidad de compartimentos en principio no es limitada, preferentemente es de hasta 15, de modo preferido, de hasta 12, de modo especialmente preferido, de hasta 10 y, especialmente, de hasta 8.

Las paredes divisorias 8 y 9 se encuentran esencialmente perpendiculares sobre el recubrimiento inferior 7 y superior 6. Esto significa, esencialmente, que el ángulo \alpha1 comprende a 8 y 7, y el \alpha2, 9 y 6, para no desviarse en más de 30º de la vertical, preferentemente, no más de 20º, de modo preferido, no más de 15º, de modo especialmente preferido, no más de 10º, especialmente, no más de 5º y, sobre todo, no desviarse en nada, asimismo, en la construcción del dispositivo acorde a la invención generalmente se consideran los márgenes de errores usuales de la construcción.

La ventaja de dicho transporte vertical consiste en que el dispositivo acorde a la invención ahorra espacio y su espacio de apoyo es lo más reducido posible. Al mismo tiempo, el dispositivo permite una protección sencilla contra la radiación UV hacia fuera, de modo que las fuentes de radiación se pueden utilizar sin filtros, por ejemplo, contra la radiación UV-C, para un aprovechamiento eficiente de la radiación.

Las paredes divisorias 8 y 9 se encuentran, más allá de las desviaciones descritas de la vertical, paralelas a los recubrimientos anteriores 2 y posteriores 3, que, a su vez, también pueden presentar desviaciones respecto de la vertical.

Todos los componentes de construcción del dispositivo acorde a la invención se encuentran unidos entre sí de tal modo que escape la menor cantidad posible de gas inerte del interior, a excepción de la entrada 12 o de la salida 13, es decir, se obturan las eventuales rendijas, fisuras, ranuras o huecos.

Esto también rige para las paredes divisorias que, sin embargo, en el caso de 8 no necesariamente están unidas de modo fijo al recubrimiento inferior 7 o en el caso de 9 con el recubrimiento superior 6, para poder desplazar eventualmente las paredes divisorias. En este caso, entre 8 y 7 o entre 9 y 6 puede ser tolerada una ranura estrecha de, preferentemente, no más de 10 mm, de modo especialmente preferido, de no más de 7 mm, de modo especialmente preferido, de no más de 5 mm, especialmente, no más de 3 mm y, sobre todo, no más de 1 mm.

Por el contrario, la pared divisoria 8 con el recubrimiento superior 6 o la pared divisoria 9 con el recubrimiento inferior 7 dejan suficiente espacio para conducir el sustrato a través de dicho espacio intermedio. El espacio intermedio entre 8 y 6 forma el espacio libre d1, el espacio intermedio entre 9 y 7, el espacio libre d2. Los espacios intermedios d1 y d2 están configurados de modo que forman un espacio suficiente para las dimensiones del sustrato en la dirección de avance del dispositivo de transporte 12.

Naturalmente, para todo el recorrido a través del dispositivo acorde a la invención, a lo largo del dispositivo de transporte 12, es necesario que se deje suficiente espacio para las dimensiones del sustrato en la dirección de avance sin que el sustrato entre en contacto con otros componentes de construcción y/o sustratos.

En principio, el sustrato puede ser transportado en cualquier orientación a través del dispositivo acorde a la invención, se prefiere una orientación en la cual se minimicen la resistencia al flujo y los remolinos causados por el movimiento del sustrato. En la presente memoria, la superficie de corte transversal del sustrato, proyectada en dicha orientación, en la dirección de avance, se considera la superficie del sustrato. Las dimensiones presentes en esta orientación del sustrato, como es transportado por el dispositivo acorde a la invención, se utilizan en la presente memoria como dimensiones características del sustrato.

Preferentemente, el sustrato es conducido a través del dispositivo acorde a la invención de modo tal que la superficie de corte transversal proyectada sea lo más reducida posible en sentido perpendicular a la dirección de avance o, al menos, no conforme más del 25% más que dicho mínimo, preferentemente, no más del 20%, de modo preferido, no más del 15%, de modo especialmente preferido, no más del 10% y, especialmente, no más del 5%.

En una realización preferida acorde a la invención, la superficie de corte transversal a través de la cual es transportado el sustrato por los compartimentos individuales en el dispositivo, es decir, la superficie perpendicular al dispositivo de transporte 12, debe ser de, al menos, tres veces la superficie de corte transversal proyectada del sustrato en dirección de avance, preferentemente, cuatro veces.

En otra realización preferida acorde a la invención, la superficie de corte transversal no debe ascender a más de seis veces la superficie del sustrato, preferentemente, no más de cinco veces.

Dicha superficie de corte transversal es, por ejemplo, la superficie de corte transversal Q1, que deja libres las paredes divisorias 8 con el recubrimiento superior 6, es decir, en el caso de una abertura cuadrada de la superficie
d1 \cdot b, o la superficie de corte transversal Q2, que deja libres las paredes divisorias 9 con el recubrimiento inferior 7, es decir, en el caso de una abertura cuadrada de la superficie d2 \cdot b, o la superficie de corte transversal Q3, formada entre las paredes divisorias y, eventualmente, las paredes 2 o 3, es decir, en el caso de una abertura cuadrada de la superficie d3 \cdot b.

La altura h del dispositivo acorde a la invención debe ser de, al menos, el doble del diámetro d1 o d2, según cuál sea el diámetro mayor, preferentemente, de, al menos, el triple.

En un modo de ejecución preferido, las paredes divisorias 8 y 9 están configuradas de modo tal que se pueden desplazar paralelamente a los recubrimientos superior e inferior 6 y 7 para adaptar el dispositivo acorde a la invención a diferentes dimensiones de sustrato características.

Dichas posibilidades de configuración son conocidas por el especialista. Las paredes divisorias pueden desplazarse, por ejemplo, mediante rieles-guía o ser fijadas en ajustes o dispositivos de alojamiento en los recubrimientos superiores y/o inferiores.

En otro modo de ejecución preferido, las paredes divisorias 8 y 9 están configuradas de modo tal que puedan ser modificadas la distancia d1 o d2 respecto de los recubrimientos superior e inferior 7 y 6 para adaptar el dispositivo acorde a la invención a diferentes dimensiones características de sustrato.

Dichas posibilidades de configuración son conocidas por el especialista. Por ejemplo, pueden disponerse múltiples paredes divisorias unas junto a otras, a modo telescópico, de modo que se puedan prolongar o reducir por extracción.

Las distancias d1, d2, d3 y b se seleccionan, preferentemente, de modo tal que las distancias entre el sustrato y las paredes sean lo más parecidas entre sí como sea posible, para garantizar que el sustrato sea rodeado de manera uniforme en la atmósfera inerte. La forma de la superficie de corte transversal obtenida puede ser circular, ovalada, elíptica, cuadrada, trapezoidal, rectangular, cuadrada o irregular. Por motivos de sencillez, la superficie de corte transversal preferentemente es cuadrada y de modo especialmente preferido, cuadrada o rectangular.

La entrada 13 y la salida 14 pueden consistir, para una mayos simplicidad, solamente en aberturas en los recubrimientos anterior 2 o posterior 3, o, eventualmente, también en un recubrimiento lateral 4 o 5. Naturalmente, la salida 13 y la entrada 14 también pueden ser dispuestas en el recubrimiento superior 6 o inferior 7.

En un modo de ejecución preferido, la entrada 13 y/o la salida 14 se ejecutan de modo que puedan prolongarse, de modo que el sustrato sea transportado por un tramo 15 con la longitud f1 a través de la entrada 13 y/o un tramo 16 con la longitud f2 a través de la salida 14. Dichos tramos f1 y/o f2 pueden representar, por ejemplo, 0 a 10 veces el parámetro d1 o d2, según cual de ellos es mayor, preferentemente, 0 a 5 veces, de modo preferido, 0 a 2 veces, de modo especialmente preferido, 0,5 a 2 veces y, especialmente, 1 a 2 veces (figura 1).

En otro modo de ejecución preferido, la entrada 13 y/o la salida 14 se ejecutan de modo tal que el sustrato se rodea del modo más estrecho posible. Esto puede lograrse, por ejemplo, gracias a que las aberturas de la entrada y/o de la salida se extienden hasta encontrarse muy próximas a las dimensiones del sustrato y no conforman un múltiplo del corte transversal del sustrato, como se solicita anteriormente. Si la entrada y/o salida se ejecutan de modo extendido, la superficie de corte transversal de la ejecución prolongada puede reducirse en dirección la entrada y/o salida.

En otro modo de ejecución preferido, la entrada 13 y/o la salida 14 son provistas de dispositivos que reducen la salida por la entrada y/o por la salida, del gas inerte que se encuentra en el dispositivo. Dado que el sustrato en la entrada en general está revestido con una material de revestimiento no curado, es decir, viscoso, dichos dispositivos no deberían entrar en contacto con el sustrato en la entrada.

Ejemplos de dispositivos adecuados son pantallas, cepillos, cortinas, cintas, redes de malla fina, plumas, puertas, puertas corredizas o excusas. Si se desea también pueden colocarse varios de estos dispositivos unos tras otros. También son adecuadas las zanjas de drenaje, anteriores y posteriores, en las entradas y/o salidas. En el caso de las zanjas de drenaje, anteriores o posteriores, se trata de una ampliación de los recipientes que contienen gas inerte, para separar las zonas de turbulencia de aire de la zona de radiación. Para ello, se puede ampliar el recipiente de gas inerte tanto en altura como así también a ambos lados, en su ancho, partiendo de la zona de insolación. La dimensión de las zanjas anteriores depende, en primer lugar, de la velocidad de inmersión y extracción y de la geometría del sustrato.

Si tanto la entrada como la salida están provistas de dicho dispositivo, un modo de ejecución preferido propone abrir o cerrar simultáneamente la entrada y salida con dichos dispositivos. Es decir, en el periodo de tiempo en el cual un sustrato atraviesa la entrada y se encuentra abierto el dispositivo que se encuentra allí, por ejemplo, una puerta, una puerta corrediza, una pantalla o una esclusa, al mismo tiempo, un sustrato curado atraviesa la salida y también se encuentra abierto el dispositivo que se encuentra en ella.

Sin embargo, si el dispositivo acorde a la invención se dispone en un lugar con mucha corriente de aire, puede ser preferido cerrar la entrada y la salida alternadamente, ya que de ese modo se puede evitar una corriente de aire por el dispositivo acorde a la invención.

En otro modo de ejecución preferido, la entrada y/o salida pueden estar provistas de dispositivos que reducen las turbulencias o corrientes. Se puede tratar de, por ejemplo, chapas directrices 17 dispuestas a lo largo de de la dirección de avance o rejillas directrices, múltiples redes de malla fina dispuestas una tras otra, o chapas directrices 18 dispuestas perpendiculares a la dirección de avance, que, preferentemente, se adaptan para disponerse lo más próximas posibles al corte transversal del sustrato (figuras 5 a 8).

En un modo de ejecución preferido de la invención, en el caso de utilizar un gas inerte más ligero que el aire, la entrada 13 y/o la salida 14 del dispositivo acorde a la invención está aplicado en la mitad inferior del dispositivo, en relación a la altura h del dispositivo, de modo preferido, en el tercio inferior y, de modo especialmente preferido, lo más abajo posible o en el recubrimiento inferior 7 (figura 1).

En un modo de ejecución preferido de la invención, en el caso de utilizar un gas inerte más pesado que el aire, la entrada 13 y/o la salida 14 del dispositivo acorde a la invención está aplicado en la mitad superior del dispositivo, en relación a la altura h del dispositivo, de modo preferido, en el tercio superior y, de modo especialmente preferido, lo más elevado posible o en el recubrimiento superior 6 (figura 9).

El mecanismo de transporte 12 sirve para transportar el sustrato S a través del dispositivo. Dichos mecanismos de transporte son en sí conocidos y no son esenciales para la invención. El mecanismo de transporte puede estar dispuesto a través del dispositivo por encima o por debajo del sustrato o lateralmente. En un modo de ejecución preferido, el sustrato es desplazado por un mecanismo de transporte dispuesto a un lado o a ambos lados. Esto presenta la ventaja de que no caen partículas de abrasión del mecanismo de transporte sobre el sustrato eventualmente aún no
curado.

El transporte del sustrato puede realizarse, por ejemplo, en cintas transportadoras, cadenas, cables o rieles. El sustrato también puede rotar dentro del dispositivo acorde a la invención, si así se desea, pero, acorde a la invención, esto no se prefiere.

Si a través del dispositivo acorde a la invención se transportan elementos diferentes de los tridimensionales, por ejemplo, fibras, películas o revestimientos de pisos, el dispositivo de transporte 12 puede consistir en cilindros y/o rodillos sobre los cuales se transporta el sustrato.

El dispositivo acorde a la invención contiene, al menos, una fuente de radiación 10.

El curado mediante radiación puede llevarse a cabo con haces de electrones, rayos X o gamma, radiación NIR (infrarrojo cercano), IR y/o UV o con luz visible. Es una ventaja del curado acorde a la invención en atmósfera de gases inertes que el curado mediante radiación se puede realizar con una amplia variedad de fuentes de radiación incluso con una intensidad baja.

Las fuentes de radiación utilizables acorde a la invención son aquellas que logran emitir una radiación de alta energía. La radiación de alta energía es, en este caso, aquella radiación electromagnética en el área espectral de NIR, VIS y/o UV y/o la radiación de electrones.

Por radiación NIR se entiende la radiación electromagnética en el rango de longitud de onda de 760 nm a 2,5 \mum, preferentemente, de 900 nm a 1500 \mum.

La radiación UV, o luz diurna, comprende luz en el rango de longitud de onda de \lambda=200 a 760 nm, de modo preferido, de \lambda=200 bis 500 nm y de modo especialmente preferido, de \lambda= 250 a 430 nm.

La dosis de radiación usualmente suficiente para el curado del material de revestimiento en el caso de curado con UV se encuentra en el rango de 80 a 5000 mJ/cm^{2}.

Por radiación de electrones se entiende la exposición a la radiación de electrones de alta energía (150 a 300 keV).

Acorde a la invención, se prefieren las radiaciones NIR y/o UV y, de modo especialmente preferido, la radiación con longitud de onda inferior a 500 nm. Es especialmente preferida la radiación con una longitud de onda inferior a 500 nm, con la cual, en un tiempo de exposición de 10 segundos, se obtiene una dosis de exposición sobre el sustrato de más de 100 mJ/cm^{2} de la superficie del sustrato.

Se pueden utilizar lámparas que presentan un espectro de líneas, es decir, que solo irradian en determinadas longitudes de onda, por ejemplo, diodos luminosos o láser.

Se pueden utilizar, asimismo, lámparas con un espectro ancho de bandas de frecuencia, es decir, con una distribución de luz emitida en un rango de longitudes de onda. El máximo de intensidad es preferible que sea en un rango por debajo de los 430 nm.

Como fuente de radiación para el curado mediante radiación son adecuados, por ejemplo, lámparas de baja presión de mercurio, lámparas de media presión con lámparas de alta presión, así como tubos fluorescentes, lámparas pulsadas, lámparas de halogenuro de metal, dispositivos de destellos electrónicos, gracias a lo cual es posible un curado mediante radiación sin fotoiniciador, o lámpara excimer. Las lámparas de mercurio pueden estar dotadas con galio o hierro.

El curado mediante radiación puede llevarse a cabo, en el procedimiento acorde a la invención, mediante luz solar o con lámparas que actúen como sustitutos de la luz solar. Estas lámparas irradian en el área visible superior a 400 nm y, en comparación con las lámparas UV, no presentan, o presentan cantidades reducidas de luz UV inferiores a 300 nm. Mencionaremos, por ejemplo, lámparas incandescentes, lámparas halógenas, lámparas de xenon.

Son igualmente adecuadas las lámparas pulsadas, por ejemplo, lámparas de destellos o lámparas de destellos de alta potencia (VISIT). Una ventaja especial del procedimiento es la posibilidad de utilizar lámparas con una demanda reducida de energía y una proporción de UV reducida, por ejemplo, de lámparas halógenas de 500 vatios, como las utilizadas para fines de iluminación general. De este modo, se puede prescindir tanto de una unidad de alta tensión para la alimentación de corriente (en el caso de lámparas de vapor de mercurio) así como de medidas de protección ante la luz. Con las lámparas halógenas tampoco existe al aire el peligro del desarrollo de ozono, como es le caso de lámparas UV de onda corta. De este modo, se facilita el curado mediante radiación con equipos de radiación portátiles y son posibles las aplicaciones localizadas, es decir, independientemente de instalaciones de curado industriales
fijas.

Puede utilizarse una cantidad libremente elegida de fuentes de radiación para el curado, que pueden ser, respectivamente, iguales o diferentes entre sí.

Eventualmente, también es posible una disposición de las fuentes de radiación adaptada a la geometría del sustrato y a la velocidad de avance, para iluminar adecuadamente, con mayor intensidad, determinadas superficies.

Para poder exponer a la radiación las secciones de difícil acceso, especialmente, de sustratos tridimensionales, se puede concebir la configuración móvil de, al menos una parte de las fuentes de radiación y/o al menos, una parte de los reflectores presentes, por ejemplo, en brazos de robots, de modo que también se pueda exponer a la radiación, por ejemplo, áreas de sombra que se encuentran dentro de los sustratos.

También puede ser adecuado exponer el sustrato durante su paso por el dispositivo acorde a la invención primero a radiación NIR y posteriormente a radiación UV.

La duración de la insolación depende del grado deseado de dureza del revestimiento o del cuerpo moldeado. El grado de dureza se puede determinar, de la manera más simple, mediante el despegado o mediante la resistencia al rayado, por ejemplo, de una uña o de otros elementos como un punta de lápiz, de metal o de plástico. Son igualmente adecuadas las pruebas de resistencia usuales en el sector del laqueado para productos químicos, por ejemplo, disolventes, tintas etc. Métodos adecuados que no dañen la superficie son, sobre todo, métodos espectroscópicos, especialmente, la espectroscopia infrarroja y Raman, o mediciones de las características dieléctricas o sónicas, etc.

Dado que las fuentes de radiación en general producen un calor residual intenso, que puede tener un efecto perjudicial para los sustratos sensibles a la temperatura, puede ser adecuado no disponer las fuentes de radiación completamente dentro del interior del dispositivo acorde a la invención, sino colocar las fuentes de radiación de modo tal que los dispositivos de refrigeración de las fuentes de radiación se encuentren por fuera del dispositivo acorde a la invención y las fuentes de radiación emitan los rayos hacia dentro del dispositivo acorde a la invención.

Esto puede lograrse, por ejemplo, gracias a que las fuentes de radiación se insertan en el recubrimiento superior 6 o inferior 7 y/o en el recubrimiento lateral 4 y/o 5 y la carcasa y/o los grupos de refrigeración se encuentran fuera del dispositivo acorde a la invención.

En un modo de ejecución preferido de la invención, las fuentes de radiación están dispuestas completamente en el interior del dispositivo acorde a la invención, de modo que el calor residual se pueda aprovechar para un secado del material de revestimiento sobre el sustrato eventualmente necesario (ver más adelante).

Además, para incrementar el aprovechamiento de la radiación de alta energía se pueden colocar uno o múltiples reflectores en el dispositivo acorde a la invención, por ejemplo, espejos, películas de aluminio u otros metales o superficies pulidas de metal. En un modo de ejecución preferido, las superficies de las mismas paredes o recubrimientos 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 y/o 9 pueden estar configurados como reflectores.

La, al menos, única fuente de radiación 10 en el dispositivo acorde a la invención puede estar posicionada en un punto de todo el recorrido del dispositivo de transporte que atraviesa todo el dispositivo acorde a la invención del 25% de todo el recorrido hasta un 80% de todo el recorrido, de modo preferido, en un área del 33% al 75% de todo el recorrido, de modo especialmente preferido, en un área del 40% al 75% de todo el recorrido, y, especialmente, en un área del 50% al 75% de todo el recorrido.

Dichas indicaciones se refieren a la extensión del recorrido del dispositivo de transporte a través del dispositivo acorde a la invención, es decir, en la entrada dicha extensión comprende el 0%, en la salida, el 100% y en el medio, el 50% de toda la extensión del recorrido.

La, al menos, única fuente de radiación también puede estar distribuida en un área ancha, de modo que se obtiene una zona dentro de la cual se efectúa la exposición a la radiación.

En un modo de ejecución especialmente preferido, al menos una fuente de radiación 10 se encuentra delante del dispositivo de suministro de gas 11, visto en la dirección de avance del dispositivo de transporte 12, de modo especialmente preferido, se encuentra, asimismo, al menos una fuente de radiación 10 en el recubrimiento lateral 4 y/o 5 y/o en las paredes divisorias 8 y/o 9 (figura 10).

Esto provoca que el flujo del gas inerte se desarrolle, al menos, entre la entrada 13 y el dispositivo de suministro de gas 11, preferentemente, en contracorriente respecto de la dirección de avance del dispositivo de transporte 12.

En principio, el gas inerte puede ser dosificado al dispositivo acorde a la invención 11 en cualquier punto, a través de, al menos, un dispositivo de suministro de gas 11.

La corriente del flujo de gas inerte en principio puede desplazarse en el mismo sentido o en sentido contrario respecto de la dirección de avance del dispositivo de transporte 12, se prefiere dosificar el gas inerte de modo tal que entre la entrada 13 y el tramo en el cual se efectúa el curado mediante radiación del sustrato, el flujo del gas inerte se desplace en dirección contraria al dispositivo de transporte.

Preferentemente, el gas inerte se dosifica en el área alrededor de y/o tras la última fuente de radiación, de modo especialmente preferido, dentro de un cuarto de todo el recorrido del dispositivo de transporte a través de todo el dispositivo acorde a la invención, delante o detrás de la zona dentro de la cual se realiza la exposición a la radiación, de modo preferido, en un área de hasta 15% a de todo el recorrido delante y hasta un 25% detrás de la zona dentro de la cual se realiza la exposición y, especialmente, en un área de hasta 5% de todo el recorrido antes y 15% detrás de de la zona dentro de la cual se realiza la exposición.

Con el dispositivo de suministro de gas 11 se puede conducir un gas o una mezcla de gases hacia el interior o puede formarse allí. Esto último es interesante, por ejemplo, si el gas inerte se introduce en el dispositivo acorde a la invención en forma sólida, por ejemplo, como hielo seco, o en forma líquida, por ejemplo, como producto de condensación o bajo presión, y es sublimado o evaporado allí.

En un modo de ejecución preferido de la invención, el gas inerte es conducido a través del dispositivo acorde a la invención generando poco flujo y pocas turbulencias, por ejemplo, mediante homogeneizadores de flujo o rectificadores de flujo, por ejemplo, chapas perforadas, tamices, metal sinterizado, rejillas, frita, rellenos, estructuras en panal o tubulares, preferentemente, chapas perforadas o rejillas. Mediante dichos homogenizadores o rectificadores de flujo se reduce un flujo directo inclinado o una torsión.

La cantidad de adición de gas inerte se adapta, acorde a la invención, de manera tal que se compensan las pérdidas originadas en eventuales fugas o a través de la entrada y/o salida. Naturalmente se desea mantener lo más reducido posible el consumo de gas inerte. En general, con el dispositivo acorde a la invención, en el caso de la compensación de la pérdida de gas inerte, adicionalmente al volumen de gas inerte expulsado por el material transportado, la dosificación de gas inerte ya no es más que el doble del volumen interno por hora del dispositivo acorde a la invención, de modo preferido, no más de una vez el volumen interno, de modo especialmente preferido, no más de 0,5 veces y, especialmente, no más del 0,25 veces por hora el volumen interno del dispositivo acorde a la invención.

En un modo de ejecución preferido de la presente invención, al utilizar un gas inerte más ligero que el aire, el gas inerte es suministrado a través de un dispositivo de suministro de gas 11 en el tercio superior del dispositivo acorde a la invención, en relación a la altura h, de modo preferido, en el cuarto superior y, de modo especialmente preferido, en el recubrimiento superior 6.

En otro modo de ejecución preferido de la presente invención, en el caso de implementar un gas inerte más ligero que el aire, el gas inerte es calentado antes, durante o después de la dosificación a través del dispositivo de suministro de gas 11, por ejemplo, a una temperatura que, al menos, corresponde a la temperatura de la atmósfera de gas inerte, de modo preferido, a una temperatura que se encuentra, al menos, 10ºC por encima de la temperatura de la atmósfera de gas inerte y, de modo especialmente preferido, a una temperatura que se encuentra, al menos, 20ºC por encima de la temperatura de la atmósfera de gas inerte.

En un modo de ejecución preferido de la presente invención, al utilizar un gas inerte más pesado que el aire, el gas inerte es suministrado a través de un dispositivo de suministro de gas 11 en el tercio inferior del dispositivo acorde a la invención, en relación a la altura h, de modo preferido, en el cuarto inferior y, de modo especialmente preferido, en el recubrimiento inferior 7.

En otro modo de ejecución preferido de la presente invención, en el caso de implementar un gas inerte más pesado que el aire, el gas inerte es refrigerado antes, durante o después de la dosificación a través del dispositivo de suministro de gas 11, por ejemplo, a una temperatura que se encuentra debajo de la temperatura de la atmósfera de gas inerte, de modo preferido, a una temperatura que se encuentra, al menos, 10ºC por debajo de la temperatura de la atmósfera de gas inerte y, de modo especialmente preferido, a una temperatura que se encuentra, al menos, 20ºC por debajo de la temperatura de la atmósfera de gas inerte.

Un modo de ejecución preferido de la invención propone utilizar en el dispositivo acorde a la invención, al mismo tiempo nitrógeno y dióxido de carbono como gases inertes, en cuyo caso el nitrógeno es suministrado a través de un dispositivo de suministro de gas 11 en el tercio superior del dispositivo acorde a la invención, en relación a la altura h, de modo preferido, en el cuarto superior y, de modo especialmente preferido, en el recubrimiento superior 6 y el dióxido de carbono es suministrado a través de un dispositivo de suministro de gas 11 en el tercio inferior del dispositivo acorde a la invención, en relación a la altura h, de modo preferido, en el cuarto inferior y, de modo especialmente preferido, en el recubrimiento inferior 7. En otra realización de dicho modo de ejecución, el nitrógeno puede suministrado de modo calentado y/o el dióxido de carbono, refrigerado, como ya ha sido descrito. De este modo, gracias a las superposiciones se pueden obtener una gradiente de densidad de los gases inertes dentro del dispositivo acorde a la invención.

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En un modo de ejecución preferido, los recubrimientos laterales 2, 3, 4 y/o 5, así como los recubrimientos superior e inferior 6 y/o 7 están ejecutados de modo termostatizado o aislado, para mantener lo más baja posible una compensación de temperatura entre el dispositivo acorde a la invención y el entorno. A través de la compensación de temperatura a través de las paredes externas, podrían presentarse corrientes de convección indeseadas dentro del dispositivo.

Naturalmente, el dispositivo acorde a la invención puede presentar uno o múltiples registros de inspección o accesos a través de los cuales se puede ingresar al interior, por ejemplo, para desplazar las paredes divisorias, modificar las distancias d1 y/o d2 o cambiar las lámparas. Por motivos de seguridad en el trabajo, antes de ingresar al dispositivo, se debe evacuar el gas inerte del interior y desconectarse las fuentes de radiación.

La aplicación, la formación de películas, la evaporación de disolventes y/o la reacción térmica previa del material de revestimiento usualmente se lleva a cabo fuera del dispositivo acorde a la invención.

A su vez, acorde a la invención no es importante a qué distancia temporal o espacial del dispositivo acorde a la invención se lleva a cabo la aplicación o de qué manera se realiza.

La aplicación sobre el sustrato puede ser realizada, por ejemplo, mediante rociado, emplastado, racleado, cepillado, mediante rodillos o cilindros, fundido, laminado, inmersión, riego, pintado, etc. El grosor del recubrimiento se encuentra, en general, en un rango de, aproximadamente, 3 a 1000 g/m^{2} y, preferentemente, de 5 a 200 g/m^{2}.

En un modo de ejecución especialmente preferido de la presente invención, el sustrato revestido con el material de revestimiento es secado, al menos parcialmente, dentro del dispositivo acorde a la invención, es decir, dentro del dispositivo se eliminan en gran medida los componentes volátiles del material de revestimiento. En el caso de dichos componentes volátiles puede tratarse de, por ejemplo, disolventes contenidos en el material de revestimiento. Estos pueden ser, por ejemplo ésteres, por ejemplo, acetato de butilo o acetato de etilo, hidrocarburos aromáticos o (ciclo)alifáticos, por ejemplo, xileno, tolueno o heptano, cetonas, por ejemplo, acetona, isobutilmetilcetona, metiletilcetona o ciclohexanona, alcoholes, por ejemplo, etanol, isopropanol, monoetilenglicoles, oligoetilenglicoles bajos o propilenglicoles, éter de etilenglico o propilenglicol mono o dieterificado, acetatos de glicoléter, por ejemplo, metoxipropilacetato, éteres cíclicos como tetrahidrofurano, amidas de ácido carboxílico como dimetilformamida o N-metilpirrolidona y/o agua. La evaporación y/o ebullición de disolventes en el paso de secado dentro del dispositivo acorde a la invención presenta la ventaja de que los disolventes gaseosos contribuye a la atmósfera inerte dentro del dispositivo libre de polvo, lo cual reduce el consumo de gases inertes y, adicionalmente, durante el curado, ejercen un efecto ablandante sobre el revestimiento, gracias a lo cuál éste se torna flexible. Por ello, acorde a la invención, es ventajoso si la atmósfera de gas inerte que se encuentra en el dispositivo acorde a la invención presenta una proporción de uno o múltiples disolventes en, al menos, 2,5% en volumen, de modo preferido, al menos, 5, de modo preferido, al menos 7,5 y de modo especialmente preferido, al menos 10% en volumen.

En otro modo de ejecución especialmente preferido, el dispositivo acorde a la invención presenta adicionalmente una posibilidad de condensación 19 (figura 11), en la cual pueden extraerse por condensación los disolventes que se encuentran dentro de la atmósfera de gas inerte. Dichas posibilidades de condensación se encuentran preferentemente en la entrada y/o salida del dispositivo acorde a la invención. Se puede tratar, por ejemplo, de termocambiadores de placas o de haces de tubos, espiral o dedo de refrigeración dispuestos dentro del dispositivo que son accionados, o bien con un medio de enfriamiento externo en la misma dirección o en dirección contraria, preferentemente, en dirección contraria en relación a la dirección de avance del sustrato, o, preferentemente, en el caso de hielo seco como fuente de CO_{2} como gas inerte dentro del dispositivo, son accionados con hielo seco, con lo cual se forma gas inerte dentro del dispositivo y, al mismo tiempo, se puede recuperar el disolvente. El producto de condensación es recolectado entonces y expulsado del dispositivo, por ejemplo, mediante un ariete hidráulico, un desagüe o una descarga, eventualmente, con un sifón. A través de dicha condensación y, eventualmente, la reutilización del disolvente, las emisiones así como el consumo de disolvente se reduce notablemente.

Para el secado del material de revestimiento sobre el sustrato revestido, dentro del dispositivo acorde a la invención, la atmósfera de gas inerte y/o el material de revestimiento son calentados durante un periodo de tiempo de, al menos, un minuto, preferentemente, al menos, 2 min, de modo preferido, al menos, 3 min y de modo especialmente preferido, al menos, 5 min a una temperatura de, al menos, 50ºC, preferentemente, de, al menos, 60ºC, de modo preferido, de, al menos, 70ºC y de modo especialmente preferido, de, al menos, 80ºC.

El calor para el secado puede ser aplicado, por ejemplo, aprovechando el calor residual de, al menos, una fuente de calor 10 o mediante un dispositivo adicional de calentamiento 20,dispuesto entre la entrada y la radiación del sustrato revestido. Dichos dispositivos de calentamiento 13 son conocidos por el especialista, preferentemente, se trata de lámparas IR y/o NIR que calientan el material de revestimiento. Por radiación NIR se entiende en la presente la radiación electromagnética en el rango de longitud de onda de 760 nm a 2,5 \mum, preferentemente, de 900 nm a 1500 \mum, con radiación IR, el rango de longitud de onda de 25-1000 \mum (IR lejano) y, preferentemente, 2,5-25 \mum (IR medio). Para el secado se utiliza, preferentemente, una radiación con una longitud de onda de 1 a 5 \mum.

En un modo de ejecución preferido, el curado mediante radiación se lleva a cabo, al menos parcialmente, preferentemente, completamente, cuando el material de revestimiento sobre los sustratos revestidos alcanza una temperatura de 50ºC o más, preferentemente, de, al menos, 60ºC, de modo preferido, de, al menos, 70ºC y de modo especialmente preferido, de, al menos, 80ºC. A su vez, es secundario cómo se aplica dicho material de revestimiento a esta temperatura, si por calentamiento de la atmósfera de gas inerte y/o por fuentes de radiación 10 y/o por dispositivos adicionales de calentamiento 20 y/o de otro modo.

Si el curado mediante radiación se realiza, al menos parcialmente, a dicha temperatura elevada del material de revestimiento, se observan mejores características en el revestimiento obtenido. El motivo de ello no es claro y podría deberse, por ejemplo a una viscosidad reducida del material de revestimiento calentado.

El tiempo de permanencia dentro del dispositivo depende de si dentro del dispositivo acorde a la invención se debe realizar un secado adicional o no. Usualmente, el tiempo de permanencia sin secado dentro del dispositivo acorde a la invención, es decir, del paso del sustrato a través de la entrada hasta el paso por la salida, es de, al menos, un minuto, preferentemente, al menos, 2 min, de modo preferido, al menos, 3 min, de modo especialmente preferido, al menos, 4 min y, especialmente, al menos, 5 min. El tiempo de permanencia sin secado dentro del dispositivo acorde a la invención en general no supera los 15 min, preferentemente, no supera los 12 min, de modo preferido, los 10 min, de modo especialmente preferido, los 9 min y, especialmente, los 7 min. Un tiempo de permanencia mayor en general no presenta desventajas en el efecto de curado del material de revestimiento, sin embargo, tampoco tiene un efecto positivo provoca entonces dispositivos innecesariamente grandes.

Si el dispositivo acorde a la invención contiene un secado adicional, naturalmente debe adicionarse el tiempo de secado al tiempo de permanencia.

La longitud del dispositivo de transporte 12 a través del dispositivo acorde a la invención y la velocidad del transporte del sustrato se adapta correspondientemente a dicho tiempo de permanencia. El tiempo de permanencia del sustrato en el dispositivo depende, por ejemplo, del sustrato, así como de su tamaño, peso y de la complejidad de su estructura, así como de la reactividad, el tipo (por ejemplo, de la pigmentación), la cantidad, el espesor y la superficie del material de revestimiento por curar o del barniz que lo contiene, sobre el sustrato.

La velocidad de avance de objetos tridimensionales a través del dispositivo acorde a la invención puede ser de, por ejemplo 0,5 a 10 m/min, preferentemente, de 1-10 m/min, de modo preferido, de 2-8 m/min, de modo especialmente preferido, de 3-7 y, especialmente, de 5 m/min. Los objetos con parte que recogen gas, como partes de revestimiento o carcasas para vehículos o máquinas, se transportan a una velocidad similar, pero requieren de medidas adicionales para la reducción de la carga de oxígeno, especialmente, debido a recorridos prolongados.

Los objetos tridimensionales son aquellos cuyo revestimiento con un material de revestimiento no pueden ser curados con la radiación directa de exactamente una fuente de radiación, al menos, teóricamente.

Para material en bandas, por ejemplo, películas o revestimientos para pisos, la velocidad de avance puede ser de hasta más de 100 m/min, y para fibras, hasta más de 1000 m/min. En dichos casos, el dispositivo de transporte 12 puede comprender, por ejemplo, cilindros y/o rodillos.

Puede ser adecuado disponer dentro del dispositivo dos o más dirección dispositivos de avance paralelos que transporten al sustrato a través de, respectivamente, una entrada y una salida comunes pero dentro del dispositivo recorran trayectos separados entre sí. Esto presenta la ventaja de que la cantidad de entradas y salidas a través de las cuales se pierde la mayor cantidad de gas inerte, se mantiene lo más reducida posible.

Para evitar las pérdidas de gas inerte, el dispositivo acorde a la invención debería ser dispuesto en un lugar libre de corrientes de aire, dado que ya con una ligera corriente que rodee al dispositivo se puede absorber gas inerte del dispositivo acorde a la invención. Sin embargo, por motivos de seguridad se debe asegurar, naturalmente, una ventilación suficiente del lugar en el cual se encuentra el dispositivo, para evitar la inertización de entorno que pudiera poner en peligro a los operarios.

Para minimizar la demanda de gas inerte en el dispositivo acorde a la invención, pueden reducirse las corrientes de aire, presentes por el intercambio de aire en dispositivos de aplicación y secado, manteniendo una distancia correspondiente respecto del dispositivo de aplicación y secado o desviando o interrumpiendo las corrientes de aire, por ejemplo, con pantallas.

Los materiales curables mediante radiación contienen compuestos curables mediante radiación como sustancias ligantes. Estas son compuestos con grupos insaturados etilénicamente polimerizables por radicales o cationes. El material curable por radiación contiene, preferentemente 0,001 a 12, de modo especialmente preferido 0,1 a 8 y preferido, sobre todo, 0,5 a 7 mol de grupos insaturados etilénicamente curables mediante radiación por cada 1000 g de compuestos curables mediante radiación.

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Como compuestos curables mediante radiación pueden utilizarse, por ejemplo, compuestos de (met)acrilato, éter de vinilo, vinilamidas, poliésteres insaturados, por ejemplo, en base a ácido maleico o ácido fumárico, eventualmente, con estirol como diluyente reactivo o sistemas de maleinimida/éter de vinilo.

Se prefieren los compuestos de (met)acrilato como (met)acrilatos de poliéster, (met)acrilatos de poliéter, (met)acrilatos de uretano, (met)acrilatos de epoxi, (met)acrilatos de silicona, poliacrilatos acrilados.

Preferentemente, en el caso de, al menos, 40% en mol, de modo especialmente preferido, 60% en mol de los grupos insaturados etilénicamente se trata de grupos (met)acrilo.

Los compuestos curables mediante radiación pueden contener otros grupos reactivos, por ejemplo, grupos de melamina, isocianato, epoxi, anhídrido, alcohol y ácido carbónico, para un curado térmico adicional, por ejemplo, por la reacción química de grupos de alcohol, ácido carbónico, amina, epoxi, anhídrido, isocianato o melamina
(dual cure).

Los compuestos curables mediante radiación pueden presentarse, por ejemplo, como solución, por ejemplo, en un solvente orgánico o en agua, como una dispersión acuosa o como polvo.

Preferentemente, los compuestos curables mediante radiación y con ello, también los materiales curables mediante radiación son fluidos a temperatura ambiente. Los materiales curables mediante radiación contienen, preferentemente, menos de 20% en peso, especialmente, menos de 10% en peso de disolventes orgánicos y/o agua. Preferentemente, son libres de solventes y de agua (los denominados sistemas 100%). En dicho caso, se puede prescindir, preferentemente, de un paso de secado.

Los materiales curables mediante radiación pueden contener otros componentes como sustancias ligantes, además de compuestos curables mediante radiación. Se pueden utilizar, por ejemplo, pigmentos, agentes niveladores, colorantes, estabilizadores, etc. para el curado con luz UV, en general se utilizan fotoiniciadores.

Como fotoiniciadores pueden utilizarse los fotoiniciadores conocidos por el especialista, por ejemplo, aquellos mencionados en "Advances in Polymer Science" (Avances en la ciencia de polímeros), volumen 14, Springer, Berlín 1974 o en K. K. Dietliker, Chemistry and Technology of UV- and EB-Formulation for Coatings, Inks and Paints, (Química y tecnología de formulaciones de UV y EB para revestimientos, tintas y pinturas), volumen 3; Photoinitiators for Free Radical and Cationic Polymerization (Fotoiniciadores para radicales libres y polimerización catiónica), P. K. T. Oldring (editores), SITA Technology Ltd, Londres.

Pueden considerarse, por ejemplo, óxidos de fosfinas, benzofenonas, \alpha-hidroxi-alquilo-arilo-cetonas, tioxantonas, antraquinonas, acetofenonas, benzoinas y éter de benzoínas, quetalos, imidazoles o ácidos fenilglioxílico.

Los óxidos de fosfinas son, por ejemplo, óxidos de mono o bisacilfosfina, por ejemplo, Irgacure® 819 óxido de (bis(2,4,6-trimetilbenzoil)fenilfosfina), como se describe, por ejemplo, en las memorias EP-A 7 508, EP-A 57 474, DE-A 19618 720, EPA 495 751 o EP-A 615 980, por ejemplo, óxido de 2,4,6-trimetilbenzoildifenilfosphina (Lucirin® TPO), etil-2,4,6-trimetilbenzoilfenilfosfinato, óxido de bis(2,6-dimetoxibenzoil)-2,4,4-trimetilpentilfosfina,

Las benzofenonas son, por ejemplo benzofenona, 4-aminobenzofenona, 4,4'-bis(dimetilamino) benzofenona, 4-fenilbenzofenona, 4-clorobenzofenona, cetona de Michler, o-metoxibenzofenona, 2,4,6-trimetilbenzofenona, 4-metilbenzofenona, 2,4-dimetilbenzofenona, 4-isopropilbenzofenona, 2-clorobenzofenona, 2,2'-diclorobenzofenona, 4-metoxibenzofenona, 4-propoxibenzofenona oder 4-butoxibenzofenona.

\alpha-hidroxi-alquilo-arilo-cetonas son, por ejemplo, 1-benzoilciclohexan-1-ol (1-hidroxi-ciclohexilfenilcetona), 2-hidroxi-2,2-dimetilacetofenona (2-hidroxi-2-metil-1-fenil-propan-1-ona), 1-hidroxiacetofenona, 1-[4-(2-hidroxietoxi)-fenil]-2-hidroxi-2-metil-1-propan-1-ona, polímeros, que contienen 2-hidroxi-2-metil-1-(4-isopropen-2-il-fenil)-propan-1-ona poliemerizada (Esacure® KIP 150).

Las xantonas y tioxantonas son, por ejemplo, 10-tioxantenona, tioxanten-9-ona, xanten-9-ona, 2,4-dimetiltioxantona, 2,4-dietiltioxantona, 2,4- di-isopropiltioxantona, 2,4-diclorotioxantona, cloroxantenona.

Antraquinonas son, por ejemplo, \alpha-metilantraquinona, terc-butilantraquinona, éster de ácido carboxílico de antraquinona, benz[de]antracen-7-ona, benz[a] antracen-7,12-diona, 2-metilantraquinona, 2-etilantraquinona, 2-terc-butilantraquinona, 1-cloroantraquinona, 2-amilantraquinona.

Acetofenonas son, por ejemplo, acetofenona, acetonaftoquinona, valerofenona, hexanofenona, \alpha-fenilbutirofenona, p-morfolinopropiofenona, dibenzosuberona, 4-morfolinobenzofenona, p-diacetilbenzol, 4'-metoxiacetofenon, \alpha-tetralona, 9-acetilfenantreno, 2-acetilfenantreno, 3-acetilfenantreno, 3-acetillndol, 9-fluorenona, 1-indanona, 1,3,4-triacetilbenzol, 1-acetonaftona, 2-acetonaftona, 2,2-dimetoxi-2-fenilacetofenona, 2,2-dietoxi-2-fenilacetofenona, 1,1-dicloroacetofenona, 1-hidroxiacetofenona, 2,2-dietoxiacetofenona, 2-metil-1-[4-(metiltio)fenil]-2-morfolinopropan-1-ona, 2,2-dimetoxi-1,2-difeniletan-2-ona, 2-benzil-2-dimetilamino-1-(4-morfolinofenil)-butan-1-ona.

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Benzoinas y éteres de benzoinas son, por ejemplo, 4-morfolinodeoxibenzoína, benzoína, isobutiléter de benzoína, tetrahidropiraniléter de benzoína, metiléter de benzoína, etiléter de benzoína, butiléter de benzoína, iso-propiléter de benzoína, metiléter de 7-H-benzoína.

Quetalos son, por ejemplo, acetofenondimetilquetalo, 2,2-dietoxiacetofenona, benzilquetalos, como benzildimetilquetalo.

Ácido fenilglioxílico como se describen en las memorias DE-A 198 26 712, DE-A 199 13 353 o WO 98/33761 u otros fotoiniciadores, como, por ejemplo, benzaldehído, metiletilcetona, 1-naftaldehído, trifenilfosfina, tri-o-tolilfosfina, 2,3-butandiona o sus mezclas, por ejemplo, 2-hidroxi-2-metil-1-fenil-propan-2-ona y 1-hidroxi-ciclohexil-fenilcetona, óxido de bis(2,6-dimetoxibenzoil)-2,4,4-trimetilpentilfosfina y 2-hidroxi-2-methil-1-fenil-propan-1-ona benzofenona y 1-hidroxi-ciclohexil-fenilcetona, óxido de bis(2,6-dimetoxibenzoil)-2,4,4- trimetilpentilfosfinoxida y 1-hidroxi-ciclohexil-fenilcetona, óxido de 2,4,6-trimetilbenzoildifenilfosfina y 2-hidroxi-2-metil-1-fenil-propan-1-ona, 2,4,6-trimetilbenzofenona y 4-metilbenzofenona, 2,4,6-trimetilbenzofenona y 4-metilbenzofenona y 2,4,6-trimetilbenzoildifenilfosfinoxido.

Una ventaja de la invención consiste en que el contenido de fotoiniciadores en el material curable por radiación puede ser reducido.

Los materiales curables mediante radiación contienen, preferentemente, menos de 10 partes en peso, especialmente, menos de 4 partes en peso, de modo especialmente preferido, menos de 1,5 partes en peso de fotoiniciadores cada 100 partes en peso de compuestos curables mediante radiación.

Es especialmente suficiente una cantidad de 0 partes en peso a 1,5 partes en peso, especialmente, de 0,01 a 1 partes en peso de fotoiniciador.

El material curable por radiación puede ser aplicada sobre el sustrato por revestir o en el molde correspondiente, acorde a procedimientos usuales.

El curado mediante radiación puede llevarse a cabo entonces, tan pronto como el sustrato está rodeado por gas inerte.

El procedimiento acorde a la invención es adecuado para la obtención de revestimientos sobre sustratos y para la fabricación de cuerpos moldeados.

Sustratos adecuados son, por ejemplo, madera, papel, textiles, cuero, vellón, superficies de plástico, vidrio, cerámica, materiales de construcción minerales, como ladrillos perfilados de cemento y placas de fibrocemento o metales y metales recubiertos, preferentemente, plásticos o metales que también pueden hallarse presentes, por ejemplo, como películas.

Plásticos son, por ejemplo, polímeros termoplásticos, especialmente, metacrilato de polimetilo, metacrilato de polbutilo, polietilentereftalatos, polibutilenotereftalatos, fluoruros de polivinílideno, cloruro de polivinilideno, poliésteres, poliolefinas, copolímeros de acrilnitriletilenpropilendienestieno (A-EPDM), poliéterimidas, poliétercetonas, sulfuros de polifenileno, éter de polifenileno o sus mezclas.

Debemos mencionar, además, polietileno, polipropileno, poliestireno, polibutadieno, poliéster, poliamida, poliéter, policarbonato, polivinilacetalo, poliacrilonitrilo, poliacetalo, alcohol polivinilo, acetato de polivinilo, resinas fenólicas, resinas de urea, resinas de melamina, resinas alquídicas, resinas epoxi o poliuretanos, sus copolimerizados de bloque o de injerto y sus mezclas.

Mencionaremos como plásticos preferidos plásticos ABS, AES, AMMA, ASA, EP, EPS, EVA, E-VAL, HDPE, LDPE, MABS, MBS, MF, PA, PA6, PA66, PAN, PB, PBT, PBTP, PC, PE, PEC, PEEK, PEI, PEK, PEP, PES, PET, PETP, PF, PI, PIB, PMMA, POM, PP, PPS, PS, PSU, PUR, PVAC, PVAL, PVC, PVDC, PVP, SAN, SB, SMS, UF, UP (abreviaturas acorde a DIN 7728) y policetonas alifáticas.

Plásticos especialmente preferidos como sustratos son las poliolefinas, por ejemplo, PP (polipropileno), que puede ser, opcionalmente, isotactico, sindiotáctico o atáctico y, opcionalmente, no orientado u orientado por estirado uni o biaxial, SAN (copolímeros de estireno-acrilnitrilo), PC (policarbonatos), PMMA (metacrilato de polimetilo), PBT (poli(butilentereftalato)s), PA (poliamidas), ASA (copolímeros de acrilnitrilo-estireno-acriléster) y ABS (copolímeros de acrilnitrilo-butadieno-estireno), así como sus mezclas físicas (blends). Se prefieren especialmente PP, SAN, ABS, ASA así como mezclas de ABS o ASA con PA o PBT o PC.

Mencionaremos, como cuerpo moldeado, por ejemplo, materiales compuestos como, por ejemplo, materiales de fibras impregnados con material curable por radiación o tejidos, o cuerpos moldeados para estereolitografía.

Claims

1. Dispositivo 1 para la realización de un curado de revestimientos sobre un sustrato S en atmósfera de gases inertes, que contiene

-: recubrimientos laterales 2, 3, 4 y 5,

-: al menos, un dispositivo de transporte 12 para el sustrato S,

-: entrada 13 y

-: salida 14,

en donde

-: las distancias d1 y d2, así como el ancho b del dispositivo 1 están seleccionados de modo tal que sean mayores que las dimensiones del sustrato S a lo largo de la dirección de avance del dispositivo de transporte 12 y

2. Dispositivo acorde a la reivindicación 1, caracterizado porque la superficie de corte transversal a través de la cual es transportado el sustrato por los compartimentos individuales en el dispositivo, es de, al menos, tres veces la superficie de corte transversal proyectada del sustrato en dirección de avance.

3. Dispositivo acorde a la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque la cantidad de compartimentos es de 4 a 15.

4. Dispositivo acorde a la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque la cantidad de compartimentos es de 6 a 8.

5. Dispositivo acorde a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la atmósfera inerte consiste predominantemente de nitrógeno y/o óxidos de carbono.

6. Dispositivo acorde a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la atmósfera inerte presenta un porcentaje de oxígeno inferior a 3% en volumen.

7. Dispositivo acorde a una de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque la altura h de un compartimento tiene, al menos, el doble de tamaño que la mayor de las distancias d1 o d2.

8. Dispositivo acorde a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las paredes divisorias 8 o 9 no se desvían más de 30º de la perpendicular respecto de los recubrimientos 7 o 6.

9. Dispositivo acorde a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las superficies de corte transversal, como definidas en la reivindicación 2, no son más que 6 veces mayores que la superficie de corte transversal proyectada del sustrato S en la dirección de avance.

10. Dispositivo acorde a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la fuente de radiación 10 comprende una longitud de onda \lambda UV de 200 a 760 nm.

11. Dispositivo acorde a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la fuente de radiación 10 comprende una longitud de onda \lambda en infrarrojo cercano NIR y/o IR de 760 a 25 \mum.

12. Dispositivo acorde a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el suministro de gas se lleva a cabo a través del dispositivo de suministro de gas 11 con una corriente baja.

13. Dispositivo acorde a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la entrada 13 está configurada a lo largo de, al menos, una longitud f1 que es 0 a 10 veces el parámetro d1 o d2, según cuál sea el parámetro mayor.

14. Dispositivo acorde a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la salida 14 está configurada a lo largo de, al menos, una longitud f2 que es 0 a 10 veces el parámetro d1 o d2, según cuál sea el parámetro mayor.

15. Dispositivo acorde a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la entrada 13 y/o la salida 14 están cerradas con elementos adecuados contra salidas de gas.

16. Dispositivo acorde a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el gas inerte es más pesado que el aire y es conducido a través de un dispositivo de alimentación de gas 11 en el tercio inferior del dispositivo 1 en relación a su altura h.

17. Dispositivo acorde a la reivindicación 16, caracterizado porque el gas inerte es dosificado mediante un dispositivo de suministro de gas 11 a una temperatura inferior a la temperatura de la atmósfera de gas inerte.

18. Dispositivo acorde a la reivindicación 16 o 17, caracterizado porque la entrada 13 y/o la salida 14 del dispositivo están dispuestas en la mitad superior del dispositivo, en relación a la altura h del dispositivo.

19. Dispositivo acorde a una de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado porque el gas inerte es más ligero que el aire y el gas inerte es conducido a través de un dispositivo de alimentación de gas 11 en el tercio superior del dispositivo 1 en relación a su altura h.

20. Dispositivo acorde a la reivindicación 19, caracterizado porque el gas inerte es dosificado mediante un dispositivo de suministro de gas 11 a una temperatura superior a la temperatura de la atmósfera de gas inerte.

21. Dispositivo acorde a la reivindicación 19 o 20, caracterizado porque la entrada 13 y/o la salida 14 del dispositivo están dispuestas en la mitad superior del dispositivo, en relación a la altura h del dispositivo.

22. Dispositivo acorde a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los recubrimientos laterales 2, 3, 4 y/o 5 así como los recubrimientos superior e inferior 6 y/o 7 están realizados de modo termostatizado o aislado.

23. Procedimiento para la realización de un curado de revestimientos sobre un sustrato S en atmósfera de gases inertes, caracterizado porque el curado se lleva a cabo en un dispositivo acorde a una de las reivindicaciones anteriores.

24. Procedimiento acorde a la reivindicación 23, caracterizado porque la temperatura en el dispositivo asciende a, al menos parcialmente, 50ºC o más.

25. Utilización de un dispositivo acorde a una de las reivindicaciones 1 a 22 para la realización de un curado de materiales de revestimiento sobre un sustrato S.