ES2564375T3

ES2564375T3 - Procedimiento para la fabricación de sistemas de recubrimientos que contienen capas metálicas para el acabado de superficies plásticas

Info

Publication number: ES2564375T3
Application number: ES12819053.5T
Authority: ES
Inventors: Umberto De Rossi; Klaus ROTHS
Original assignee: Mankiewicz Gebr and Co GmbH and Co KG
Current assignee: Mankiewicz Gebr and Co GmbH and Co KG
Priority date: 2011-12-14
Filing date: 2012-12-10
Publication date: 2016-03-22
Anticipated expiration: 2032-12-10
Also published as: US20140370254A1; DE102011120940A1; IL232416A0; WO2013087058A1; DK2791383T3; CN103946414A; US9586437B2; DE112012005240A5; PL2791383T3; IL232416B; PT2791383E; JP2015508325A; EP2791383A1; EP2791383B1

Abstract

Procedimiento para el recubrimiento de superficies de piezas de construcción que presenta las etapas (a) Aplicación de al menos una tinta sobre la superficie de una pieza de construcción mediante el procedimiento de inyección de tinta, (b) Endurecimiento de las tintas aplicadas mediante radiación con luz UV en una capa que contienen tintas, (c) Aplicación de al menos una capa metálica delgada sobre la capa que contiene tintas mediante el procedimiento de PVD, (d) Aplicación de al menos un barniz transparente sobre la capa metálica, (e) Endurecimiento del barniz transparente como una capa de barniz transparente.

Description

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DESCRIPCION

PROCEDIMIENTO PARA LA FABRICACION DE SISTEMAS DE RECUBRIMIENTOS QUE CONTIENEN CAPAS METALICAS PARA EL ACABADO DE SUPERFICIES PLASTICAS

[0001] La presente invencion se refiere a un procedimiento para la fabricacion de un sistema de recubrimiento para el acabado y la decoracion de piezas de construccion que tambien se puede emplear en procesos en linea. La invencion se refiere tambien a sistemas de recubrimiento para superficies plasticas que contienen una o varias capas metalicas.

[0002] Para la aplicacion de capas metalicas sobre superficies de sustratos se conocen como procedimientos de recubrimiento basados en vacio procedimientos fisicos de separacion de gas o PVD (PVD: Physical Vapor Deposition, deposicion fisica de vapor). De este modo, con ayuda de procedimientos fisicos el material de partida o el material de recubrimiento se transfieren a la fase gas. El material en forma de gas condensa sobre el sustrato que se tiene que recubrir y forma de este modo la capa final o recubrimiento. Para la vaporizacion del material de partida se emplean diferentes procedimientos. De este modo, el material de partida se puede transferir a la fase gas, por ejemplo, mediante pulverizacion o vaporizacion catodica. Mediante el termino pulverizacion se entiende a continuacion la deposicion por pulverizacion, que se emplea normalmente para la fabricacion de capas finas. Las capas finas depositadas por pulverizacion se emplean tambien entre otras cosas para el acabado de superficies.

[0003] Las muy bajas temperaturas de proceso del procedimiento de PVD permiten el recubrimiento de plasticos de bajo punto de fusion. Sin embargo, la superficie de un

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sustrato plastico o una pieza de construccion plastica en su mayoria no estan lo suficientemente libres de fallos. Por tanto, por regla general, se debe aplicar una imprimacion bajo la capa de PVD. Normalmente para ello se emplean imprimaciones de dos componentes que contienen disolvente, como por ejemplo imprimaciones de poliuretano, que requieren un secado termico. Las condiciones de secado habituales son unos 30 minutos a 80°C. Sin embargo, para la construccion de estructuras en relieve las imprimaciones con secado termico no son adecuadas. Una capa metalica aplicada en el procedimiento de PVD tampoco es lo suficientemente estable mecanicamente para algunas aplicaciones como, por ejemplo, en el espacio interior del automovil. Por tanto, en la mayoria de casos se aplica aun otra capa sobre la capa metalica, por ejemplo un barniz transparente.

[0004] Ademas, en los sistemas de recubrimiento conocidos, la capa metalica se puede decorar solo con dificultad. La aplicacion de disenos o escritos es posible aqui exclusivamente mediante tratamiento laser del barniz transparente. Sin embargo, un tratamiento laser es costoso y dana o deteriora la superficie del barniz transparente. Sobre todo, mediante el tratamiento laser se forman bordes abiertos, desde los cuales con carga de humedad se puede producir infiltracion, debilitandose toda la estructura del recubrimiento. El tratamiento laser adicional no es posible en procedimientos en linea. Ademas, este procedimiento tampoco puede formar estructuras en relieve. Las patentes WO2008/035186 y DE102008063837 describen procedimientos para la fabricacion de recubrimientos decorativos mediante procedimientos de impresion por inyeccion de tinta.

[0005] Por tanto, el objetivo de la presente invencion es proporcionar medios y procedimientos mejorados para el acabado de superficies de piezas de construccion, en

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particular procedimientos de recubrimiento y sistemas de recubrimiento, los cuales presentan una capa metalica.

[0006] Este objetivo se alcanza mediante el procedimiento segun la reivindicacion 1 y el sistema de recubrimiento segun la reivindicacion 6. Las reivindicaciones subordinadas y la descripcion revelan las formas de realizacion preferidas.

[0007] El procedimiento segun la invencion presenta varias etapas para la construccion de un sistema de recubrimiento directamente sobre la superficie de una pieza de construccion. Asi, en primer lugar se aplica una primera capa que contiene tintas sobre la superficie de la pieza de construccion. La superficie se puede recubrir directamente o tambien estar provista de una capa de fondo o de imprimacion. Despues sobre la capa que contiene tintas se aplica una capa metalica. Por ultimo, sobre la capa metalica se aplica una capa de barniz transparente.

[0008] La primera capa se fabrica segun la invencion a partir de una o varias tintas de curado UV. Para ello, en la etapa (a) se aplica sobre la superficie de la pieza de construccion al menos una tinta mediante el procedimiento habitual de impresion por inyeccion de tinta mediante el uso de un cabezal comercial de impresion de inyeccion de tinta. Bajo el termino procedimiento de impresion por inyeccion de tinta se entiende a continuacion tanto procedimientos de inyeccion de tinta como Drop-on-demand. Las tintas aplicadas se endurecen en la etapa (b) mediante la irradiacion con luz UV de la capa que contiene tinta. Mediante el uso de tintas de curado UV en el procedimiento de impresion por inyeccion de tinta, en esta primera capa tambien se puede conseguir una superficie de capa en relieve del modo habitual y conocido por el especialista. Por consiguiente, en combinacion con la capa metalica dispuesta encima se obtiene una interaccion luz-sombra sobre la superficie de la pieza de construccion. Las tintas

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de inyeccion conocidas son tintas fluidas de base agua o disolvente, normalmente con una viscosidad en el intervalo de 4 a 30 mPas. Ademas de los agentes colorantes presentan una elevada proporcion de disolvente y una baja proporcion de aglutinante. Como agentes colorantes se emplean por ejemplo colorantes solubles con alta resistencia a la luz y termo-estabilidad y/o pigmentos finamente divididos con un tamano de particula inferior a 3 pm. Para el uso en procedimientos segun la invencion las tintas de inyeccion de tinta que se curan mediante UV contienen oligomeros, diluyentes de reactivos y foto-iniciadores, los cuales ponen en marcha el proceso de endurecimiento.

[0009] Sobre la primera capa que contiene tintas se aplica en la etapa (c) una capa metalica delgada. Segun la invencion, esta capa metalica se fabrica mediante procedimiento de PVD, preferentemente mediante pulverizacion o vaporizado. Los metales adecuados para el recubrimiento son, por ejemplo, aluminio y cromo. En otra forma de realizacion de la presente invencion, el color de la capa metalica se puede modificar mediante el uso de gases reactivos.

[0010] A continuacion, sobre la capa metalica se prepara una capa de barniz transparente. En la etapa (d) se aplican los barnices transparentes sobre la capa metalica y en la etapa (e) se endurecen. Los barnices transparentes son materiales de recubrimiento sobre una superficie que proporcionan una capa o recubrimiento transparente, que tiene sobre todo propiedades protectoras. Los barnices transparentes, por regla general, no contienen pigmentos ni cargas. Dado el caso, se les pueden anadir colorantes solubles o pigmentos transparentes. Segun la invencion son apropiados los barnices transparentes conocidos y familiares para el especialista. Segun la invencion se prefiere emplear barnices de curado UV. A diferencia de las tintas de curado UV empleadas, los barnices transparentes,

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para aumentar la estabilidad de la capa endurecida, contienen proporciones claramente mayores de aglutinantes. Ademas, se aplican en mayores grosores de capa que las tintas. Los barnices transparentes se pueden aplicar en un procedimiento conocido por el especialista, como por ejemplo revestido, aerografo, inyeccion, pulverizacion, alisado o laminado. Segun la invencion se prefiere aplicar los barnices transparentes mediante pistolas de pulverizacion. En una forma de realizacion especialmente preferible, los barnices transparentes se aplican tambien mediante procedimientos de impresion por inyeccion de tinta.

[0011] En otra forma de realizacion de la invencion la superficie de la pieza de construccion se provee en primer lugar de una capa de fondo. Sobre esta capa de fondo se imprime segun la invencion la primera capa en el diseno o adorno deseados con al menos una tinta apropiada mediante un cabezal comercial de impresion por inyeccion de tinta. La capa de fondo o imprimacion segun la invencion sirve para la adhesion para todo el sistema de recubrimiento sobre la superficie de la pieza de construccion. Las imprimaciones son familiares y conocidas por el especialista, las cuales se pueden utilizar y normalmente se utilizan para la capa de fondo de los materiales de piezas de construccion empleados. Preferentemente se emplean imprimaciones de curado UV, las cuales se aplican en un procedimiento habitual, como por ejemplo mediante revestido, aerografo, inyeccion, pulverizacion, alisado o laminado sobre la superficie de la pieza de construccion. Segun la invencion las imprimaciones se aplican preferentemente mediante pistolas de pulverizacion. En una forma de realizacion particularmente preferible las imprimaciones se aplican tambien mediante procedimiento de impresion por chorro de tinta.

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[0012] El procedimiento segun la invencion se emplea preferentemente para el recubrimiento de piezas de construccion. Los materiales de piezas de construccion adecuados o sustratos son plasticos, como por ejemplo ABS normal (co-polimero acrilonitrilo-butadieno-estireno) o ABS-PC (co-polimero acrilonitrilo-butadieno-estireno con policarbonato). Otros sustratos apropiados son vidrio o melamina, como por ejemplo laminados de melamina o materiales cubiertos con melamina. El procedimiento de recubrimiento segun la invencion permite una decoracion de la capa metalica sin danar la capa de revestimiento, de modo que no tiene lugar ninguna desestabilizacion del conjunto de la construccion. Por tanto, los recubrimientos obtenidos presentan resistencias que son suficientes para las especificaciones habituales para automoviles.

[0013] Ademas, las tintas, barnices transparentes e imprimaciones de curado UV empleados preferentemente segun la invencion se endurecen comparativamente rapido, de manera que es posible un procesado rapido de las superficies recubiertas. Por tanto, el procedimiento segun la invencion se puede integrar sin mas en los procesos de barnizado existentes y ofrece asi las posibilidades de un proceso de acabado en linea.

[0014] El objetivo en que se basa la presente invencion se alcanza tambien mediante un sistema de recubrimiento con la siguiente construccion de capas:

- una primera capa que contiene tinta fabricada a partir de una o varias tintas de inyeccion de tinta de curado UV,

- uno o varias capas metalicas y

- una capa final de barniz transparente fabricada a partir de uno o varios barnices transparentes.

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[0015] Segun la invencion, las tintas empleadas preferentemente presentan de 5 a 50% en peso de oligomeros, 20 a 80% en peso de diluyentes reactivos y hasta un 15% en peso de pigmentos, referido respectivamente a la masa total de tinta. Preferentemente las tintas contienen de 5 a 30% en peso, con especial preferencia de 5 a 15% en peso de oligomeros, referido a la masa total de tinta. Los oligomeros adecuados son por ejemplo uretanacrilatos, polieteracrilatos y epoxiacrilatos alifaticos y aromaticos, pudiendo ser los acrilatos mono o polifuncionales, por ejemplo di-, tri- hasta hexa- y deca-funcionales. Preferentemente las tintas contienen ademas un 50 a 80% en peso, con especial preferencia de 70 a 80% en peso, de diluyente reactivo mono-, di- y/o trifuncionales referido a la masa total de tinta. Los diluyentes reactivos apropiados son, por ejemplo, dipropilenglicoldiacrilato, tripropilenglicoldiacrilato, tetrahidrofurfurilacrilato, isobornilacrilato e isodecilacrilato.

[0016] Ademas, las tintas empleadas segun la invencion pueden contener adicionalmente uno o varios pigmentos en una cantidad en total de hasta un 15% en peso referido a la masa total de tinta. Los pigmentos apropiados son, por ejemplo, el Pigmento Amarillo 213, PY 151, PY 93, PY 83, Pigmento Rojo 122, PR 168, PR 254, PR 179, Pigmento Rojo 166, Pigmento Rojo 48:2, Pigmento Violeta 19, Pigmento Azul 15:1, Pigmento Azul 15:3, Pigmento Azul 15:4, Pigmento Verde 7, Pigmento Verde 36, Pigmento Negro 7 o Pigmento Blanco 6.

[0017] Las tintas empleadas segun la invencion contienen ademas los foto-iniciadores habituales conocidos por el especialista. El tipo y las cantidades empleadas de foto- iniciadores dependen en particular de la radiacion UV empleada. Normalmente los foto-iniciadores se emplean en cantidades de 1 a 5% en peso, referido a la cantidad total de tinta. Adicionalmente aun se pueden anadir otros

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aditivos a las tintas para el ajuste de sus propiedades, como por ejemplo agentes dispersantes, desespumantes y absorbentes de UV.

[0018] Las capas metalicas segun la invencion contienen preferentemente cromo o aluminio.

[0019] Los barnices transparentes son agentes de recubrimiento que aportan sobre una superficie una capa o recubrimiento transparente que sobre todo posee propiedades protectoras. Los barnices transparentes, por regla general, no contienen pigmentos o cargas. Dado el caso se les puede anadir colorantes solubles o pigmentos transparentes. En los sistemas de recubrimiento segun la invencion se emplea la capa de barniz transparente como capa de acabado, la cual protege las capas dispuestas debajo frente a los danos mecanicos y la influencia de la intemperie. Segun la invencion son preferibles los barnices trasparentes curados por UV, los cuales presentan preferentemente un 15 a 50% en peso de oligomeros y un 20 a 80% en peso de diluyentes reactivos referidos respectivamente a la masa total de barniz transparente. Preferentemente los barnices transparentes contienen un 25 a 50% en peso, de forma especialmente preferible un 30 a 50% en peso de oligomero referido a la masa de barniz transparente. Los oligomeros apropiados son por ejemplo uretanacrilatos, polieteracrilatos y epoxiacrilatos alifaticos y aromaticos, pudiendo ser los acrilatos mono o polifuncionales, por ejemplo di-, tri- hasta hexa- y deca-funcionales. Preferentemente los barnices transparentes contienen un 30 a 75% en peso, con especial preferencia un 40 a 60% en peso, de diluyentes reactivos mono-, di- y/o trifuncionales referido a la masa barniz transparente. Los diluyentes reactivos apropiados son, por ejemplo, dipropilenglicoldiacrilato, tripropilenglicoldiacrilato, tetrahidrofurfurilacrilato, isobornilacrilato e isodecilacrilato.

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[0020] Los barnices transparentes empleados segun la invencion contienen ademas los foto-iniciadores habituales, conocidos por el especialista. El tipo y la cantidad empleada de foto-iniciadores dependen en particular de la radiacion UV empleada. Normalmente se emplean foto- iniciadores en cantidades de 1 a 5% en peso referido al peso total de barniz transparente. Adicionalmente se pueden anadir a los barnices transparentes otros aditivos para el ajuste de sus propiedades, como por ejemplo aditivos dispersantes, desespumantes y absorbentes de UV.

[0021] Los sistemas de recubrimiento segun la invencion se emplean preferentemente para el recubrimiento de superficies de vidrio y plastico. Los plasticos apropiados son por ejemplo plasticos como ABS normal (co-polimero acrilonitrilo-butadieno-estireno), ABS-PC (co-polimero acrilonitrilo-butadieno-estireno con policarbonato) o melamina, como por ejemplo laminados de melamina o materiales cubiertos con melamina. El procedimiento de recubrimiento segun la invencion permite una decoracion de la capa metalica sin danar la capa de revestimiento, de modo que no tiene lugar ninguna desestabilizacion del conjunto de la construccion. Por tanto, el sistema de recubrimiento segun la invencion presenta resistencias que son suficientes para las especificaciones habituales para automoviles.

[0022] La formulacion siguiente sirve solamente como ejemplo y no tiene ningun efecto limitante en la invencion.

Ejemplo

Tinta:

Componente: Cantidad [% en

: masa]

Oligomero: 10

Diluyente reactivo: 75

Pigmento: 10

Foto-iniciador: 2

Aditivos: 3

Capa metalica:

[0024] ________________

Componente Cromo o aluminio 5

Barniz transparente:

[0025]

Componente: Cantidad [% en masa]

Oligomero: 40

Diluyente reactivo: 50

Foto-iniciador: 5

Otros aditivos: 5

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Claims

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REIVINDICACIONES

Procedimiento para el recubrimiento de superficies de piezas de construccion que presenta las etapas

(a) Aplicacion de al menos una tinta sobre la superficie de una pieza de construccion mediante el procedimiento de inyeccion de tinta,

(b) Endurecimiento de las tintas aplicadas mediante radiacion con luz UV en una capa que contienen tintas,

(c) Aplicacion de al menos una capa metalica delgada sobre la capa que contiene tintas mediante el procedimiento de PVD,

(d) Aplicacion de al menos un barniz transparente sobre la capa metalica,

(e) Endurecimiento del barniz transparente como una capa de barniz transparente.

Procedimiento segun la reivindicacion 1, caracterizado por que antes de la aplicacion de la tinta en la etapa (a) se aplica al menos una imprimacion sobre la superficie de la pieza de construccion que se debe recubrir y se endurece como una capa de imprimacion.

Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que en la etapa (c) se aplica la capa metalica mediante pulverizacion o vaporizacion.

Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que en la etapa (e) se endurecen los barnices transparentes mediante radiacion con luz UV.

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Procedimiento segun una de las anteriores, caracterizado por que construccion empleadas contienen acrilonitrilo-butadieno-estireno, acrilonitrilo-butadieno-estireno con melamina o vidrio.

reivindicaciones las piezas de co-polimeros co-polimeros policarbonato,
6. Sistema de recubrimiento para una superficie de sustrato que presenta una primera capa que contiene tintas fabricada a partir de una o varias tintas de inyeccion de tinta de curado UV y al menos una capa metalica asi como un barniz transparente de acabado fabricado a partir de uno o varios barnices transparentes.
7. Sistema de recubrimiento segun la reivindicacion 6, caracterizado por que las tintas empleadas presentan un 5 a 50% en peso de oligomeros, 20 a 80% en peso de diluyentes reactivos y hasta un 15% en peso de pigmentos referidos respectivamente a la masa total de la tinta.
8. Sistema de recubrimiento segun una de las reivindicaciones 6 o 7, caracterizado por que la capa metalica contiene cromo o aluminio.
9. Sistema de recubrimiento segun una de las

reivindicaciones de la 6 a la 8, caracterizado por que los barnices transparentes empleados son barnices transparentes de curado UV.
10. Sistema de recubrimiento segun la reivindicacion 9, caracterizado por que el barniz transparente presenta un 15 a 50% en peso de oligomeros y un 20 a 80% en peso de diluyentes reactivos referidos respectivamente a la masa total del barniz transparente.