ES2712893T3 - Película exenta de PVC y película laminada exenta de PVC - Google Patents

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Frank Shih
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Abstract

Una película protectora ópticamente transparente que comprende: una capa superior; y una capa inferior sustancialmente coextensiva con la capa superior, y donde la capa superior se selecciona del grupo que consiste en un polímero híbrido de uretano-acrílico libre de Nmetilpirrolidona (NMP); y la capa inferior comprende un polímero con base exenta de PVC; y que además comprende: una capa adhesiva, y donde la capa adhesiva está en contacto con la capa inferior.

Description

DESCRIPCION
Pelfcula exenta de PVC y pelfcula laminada exenta de PVC
La presente invencion se ubica en el campo de las pelfculas exentas de PVC y las pelfculas laminadas exentas de PVC para su uso con pelfculas graficas de pequeno y gran formato, presentaciones, medios de publicidad, medios promocionales, comunicaciones visuales estaticas, rotulacion de veldculos y productos y otras aplicaciones comerciales. La pelfcula puede ser clara, transparente, translucida o presentar otras propiedades opticas deseables.
En el pasado, las pelfculas de poli(cloruro de vinilo) (PVC) se utilizaron ampliamente en numerosas campanas promocionales y publicitarias, tales como aplicaciones graficas y exteriores. Tales aplicaciones incluyen carteles, pancartas, graficos para comercializacion de flotas, revestimientos arquitectonicos y de paredes, etiquetado de productos de consumo y otros productos sensibles a la presion. Sin embargo, existe una creciente conciencia sobre los impactos y efectos ambientales y sanitarios que conlleva usar productos con base de PVC, la cual ha aumentado significativamente en los ultimos anos. En la actualidad, existe un movimiento destinado a reducir o incluso eliminar los productos con base de PVC de la comercializacion de consumo, las lmeas de productos promocionales y publicitarios.
Las pelfculas para aplicaciones de comercializacion y graficos exteriores idealmente debenan contar con algunas de las siguientes propiedades: imprimabilidad, durabilidad, retencion del color y resistencia al rasgado. La adaptabilidad y propiedades mecanicas adecuadas como la elongacion por traccion y la resistencia a la traccion tambien resultan preferibles para el proceso de aplicacion. Una pelfcula no adaptable, es decir, una pelfcula que no cuenta con suficiente elongacion o flexibilidad puede no seguir el contorno del sujeto o superficie sobre los cuales se aplica, generando burbujas o huecos entre la superficie y la pelfcula. Las propiedades de elongacion insuficiente pueden dificultar la aplicacion de la pelfcula sobre una superficie, p.ej., aquellas superficies que tienen curvas, angulos, aristas y otras configuraciones no planas; pero demasiada elongacion puede deformar la pelfcula y potencialmente generar una distorsion de las marcas impresas. Las pelfculas con baja resistencia a la traccion pueden hacer que la pelfcula se rompa facilmente al estirarse, como cuando se aplica la pelfcula a una superficie no plana.
A medida que se desarrollan nuevas pelfculas de reemplazo del PVC, algunas de las pelfculas presentan un rendimiento superior en un area, como la imprimabilidad, pero carecen de una funcionalidad adecuada con respecto a las demas propiedades, tales como la durabilidad en exteriores, para hacer que las pelfculas sean aceptables para el exigente mercado publicitario y promocional. Una posible forma de resolver el problema anteriormente descrito es usar una pelfcula laminada multicapa, y que cada capa ofrezca una o mas de las propiedades deseadas, de modo tal que el laminado tenga todas las propiedades deseadas que se necesitan.
Cuando se utiliza como capa protectora ultraperiferica en una pelfcula laminada, o cuando simplemente se utiliza como pelfcula protectora para una determinada superficie, tambien se necesita una buena durabilidad en exteriores y, en muchos casos, transparencia optica, de modo que las marcas sobre una capa imprimible subyacente puedan ser visibles.
Por lo tanto, se necesitan pelfculas transparentes con base exenta de PVC y pelfculas laminadas exentas de PVC para emplearse en graficos exteriores y otras aplicaciones de uso en comercializacion y consumo. El documento WO 2005/068195 A2 describe una ventana flexible que se forma mediante una hoja multicapa que tiene una capa base flexible y transparente y una o mas capas protectoras flexibles y transparentes, donde las capas protectoras tienen una mayor resistencia a la abrasion que la capa base. La patente de e E.UU. n° 5.422.189 A describe un sustrato del frontal del anuncio, opticamente uniforme que comprende al menos una capa de pelfcula entelada opticamente uniforme y dimensionalmente estable laminada entre al menos dos capas de hojas termoplasticas duraderas.
La invencion esta dirigida a un producto de pelfcula con base exenta de PVC que tiene propiedades similares a las de las ofertas convencionales de PVC, que es adecuada para su uso en conexion con promociones de comercializacion, graficos, campanas de posicionamiento de marca y otras iniciativas basadas en la comunicacion impresa o con procesamiento grafico.
En una realizacion ejemplar de la invencion aqrn descrita, una pelfcula protectora opticamente transparente incluye una capa superior y una capa inferior. La capa superior se selecciona del grupo que consiste en un polfmero fnbrido de uretano-acnlico libre de N-metilpirrolidona (NMP). La capa inferior comprende un polfmero con base exenta de PVC. La pelfcula protectora opticamente transparente ademas comprende una capa adhesiva, donde la capa adhesiva esta en contacto con la capa inferior.
En otra realizacion ejemplar de la invencion aqrn descrita, se proporciona una pelfcula laminada que incluye la pelfcula protectora opticamente transparente y un sustrato. La capa de sustrato lleva marcas o graficos impresos o procesados graficamente.
Otras caractensticas y ventajas de la presente invencion se haran evidentes para los expertos en la tecnica a partir de la siguiente descripcion detallada. No obstante, se debera entender que la descripcion detallada de las distintas realizaciones y los ejemplos espedficos, si bien indican las realizaciones preferibles y otras realizaciones de la presente invencion, se ofrecen a modo ilustrativo y no limitativo.
Estos, al igual que otros objetivos y ventajas de esta invencion, se entenderan y se apreciaran mas completamente al consultar la siguiente descripcion mas detallada de las realizaciones ejemplares actualmente preferibles de la invencion, conjuntamente con los dibujos que la acompanan, de los cuales:
La FIGURA 1 es una ilustracion en corte de una realizacion ejemplar de una pelfcula;
La FIGURA 2 es un diagrama de bloques que ilustra un proceso de fabricacion ejemplar para producir una realizacion de la pelfcula;
La FIGURA 3 es un diagrama de flujo que ilustra otro proceso de fabricacion para producir una realizacion de la pelfcula;
La FIGURA 4 es una ilustracion en corte de una realizacion ejemplar de una pelfcula segun la presente invencion;
La FIGURA 5 es una ilustracion en corte de una realizacion ejemplar adicional de una pelfcula laminada segun la presente invencion;
La FIGURA 6 ilustra la vista superior de una realizacion ejemplar de un grafico publicitario aplicado sobre una superficie segun la presente invencion; y
La FIGURA 7 ilustra una realizacion ejemplar de un rollo de un grafico publicitario segun la presente invencion.
A menos que se indique lo contrario, las ilustraciones de las figuras precedentes no estan necesariamente dibujadas a escala.
Los aparatos y metodos divulgados en este documento se describen en detalle a modo de ejemplo y con referencia a las figuras. A menos que se especifique lo contrario, los numeros iguales en las figuras indican referencias a elementos iguales, similares o correspondientes a lo largo de las figuras. Se apreciara que las modificaciones de los ejemplos, disposiciones, configuraciones, componentes, elementos, aparatos metodos, materiales, etc. divulgados y descritos pueden hacerse y podnan ser deseables para una aplicacion espedfica. En esta divulgacion, toda identificacion de formas, materiales, tecnicas, disposiciones, etc. espedficos o bien se refieren a un ejemplo espedfico presentado o son meramente una descripcion general de dicha forma, material, tecnica, disposicion, etc. Las identificaciones de detalles o ejemplos espedficos no estan destinadas a ser, ni debenan ser, interpretadas como obligatorias o limitantes a menos que se designen espedficamente como tales. A continuacion, se divulgan y se describen en detalle algunos ejemplos seleccionados de aparatos y metodos que hacen referencia a las FIGURAS.
La presente invencion se refiere a una pelfcula y una pelfcula laminada empleadas para aplicaciones de graficos exteriores, publicidad, promocionesy otras campanas de comercializacion. Mas particularmente, la presente invencion se refiere a una pelfcula transparente exenta de PVC y una pelfcula laminada exenta de PVC para su uso en dichas aplicaciones.
La pelfcula y la pelfcula laminada proporcionan durabilidad en exteriores, resistencia al rasgado, brillo, adaptabilidad, elongacion por traccion y resistencia a la traccion adecuados.
En una realizacion ejemplar de la invencion, una pelfcula transparente multicapa ofrece propiedades adecuadas para su uso en aplicaciones de graficos exteriores. La pelfcula multicapa posee al menos dos capas. La primera capa esta hecha de polfmero Idbrido de uretano-acnlico. El espesor de esta primera capa puede ser de entre aproximadamente 7,6 micrometros (0,3 mil) y aproximadamente 50,8 micrometros (2 mils). Las demas capas proporcionan resistencia mecanica adicional, adhesion mejorada, adaptabilidad mejorada y un menor costo de la construccion en general. El numero de capas puede determinarse sobre la base del requisito final del producto, la restriccion de costes y la disponibilidad de los equipos procesadores. Dichas otras capas puede estar hechas de polfmeros en emulsion, polfmeros en disolvente o polfmeros extrmdos. Los polfmeros adecuados incluyen, sin limitacion, polfmeros acnlicos, polfmeros acnlicos de estireno, copolfmeros de etileno y acetato de vinilo y poliolefinas. El espesor de tal otra capa puede variar de entre aproximadamente 0 micrometros (0 mil) a aproximadamente 50,8 micrometros (2 mils). Algunos ejemplos de polfmeros de emulsion incluyen, sin limitacion, JONCRYL 617A JONCRYL 1987, JOn Cr YL 98, JONCRYL FLX5000, ACRONAL NX4612X y ACRONAL OPTIVE 410, disponibles en BASF, Ludwigshafen, Alemania; y VINNAPAS EF 811 de Wacker Chemicals, Munich, Alemania, o una combinacion de los anteriores.
En otra realizacion ejemplar de la invencion, una pelroula transparente exenta de PVC incluye una capa superior y una capa inferior. La capa superior esta hecha de polfmero hfbrido de uretano-acnlico. La capa inferior incluye un polfmero con base exenta de PVC. Generalmente, el polfmero con base exenta de PVC puede ser un polfmero con base de emulsion, un polfmero con base de disolvente y/o un polfmero extrrndo. En deltas realizaciones, el polfmero con base exenta de PVC es un polfmero acnlico.
Tal como se utiliza en el presente, el termino "grafico" o "graficos" se refiere a una presentacion visualmente perceptible en una superficie destinada a incluir una marca, ilustrar, entretener, informar, publicitar, anunciar y comercializar un producto, servicio, evento, o similar.
Ahora se hace referencia a las FIGURAS, donde la Figura 1 proporciona una vista en corte de una pelroula ejemplar.
La pelfcula 100 tiene dos capas. La pelfcula puede ser transparente, translucida, clara, o presentar otras propiedades opticas deseables. La capa superior 102 es un polfmero hnbrido de uretano-acnlico. La capa inferior l04, en la realizacion aqu descrita, es una capa reforzante de polfmero.
Ademas, a las capas de la pelfcula se puede anadir al menos un aditivo a una o ambas, o dos aditivos pueden anadirse a una o ambas capas. Si se incluye una capa intermedia (vease Figura 4), el aditivo tambien puede estar presente en la capa intermedia. Los aditivos se seleccionan a partir de un grupo que incluye agentes estabilizantes de UV, eliminadores de radicales libres, agentes reticulantes, espesantes, agentes de nivelacion y flujo, modificadores reologicos, tensioactivos, antiespumantes, dispersantes, agentes humectantes, colorantes, pigmentos, codisolventes o combinaciones de los anteriores.
El polfmero hnbrido de uretano-acnlico de la capa superior 102 es una combinacion de polfmero de uretano y polfmero acnlico mezclados a nivel molecular. Para que resulte respetuosa con el medioambiente, se prefiere que la capa superior 102 se cree a partir de dispersiones acuosas, aunque tambien pueden usarse otros metodos para producir el polfmero hnbrido de uretano-acnlico. Generalmente, existen dos metodos para preparar dichas dispersiones de polfmero tnbrido. En un primer metodo, se prepara una dispersion de poliuretano. Luego se anaden monomeros acnlicos a la dispersion de poliuretano. El polfmero de acnlico se forma en presencia de la dispersion de poliuretano. En un segundo metodo, se prepara un prepolfmero de poliuretano. Luego se anaden monomeros acnlicos al prepolfmero. Las polimerizaciones de uretano y acnlico se completan de forma concurrente. Existen numerosas publicaciones acerca de estos metodos. Por ejemplo, la Patente de EE.UU. 3.684.758 a Honig; 4.198.330 a Kaizerman; 4.644.030 a Loewrigkeit; y 5.594.065 a Tien describen los metodos precedentes en detalle. A lo largo de esta divulgacion se hace referencia a publicaciones, patentes y solicitudes de patentes.
Se encontro que las dispersiones de polfmero tnbrido de acnlico-uretano preparadas segun los metodos anteriormente descritos presentan mejores propiedades mecanicas en comparacion con una mezcla simple de los dos polfmeros, debido a la mezcla a nivel molecular que ocurre al aplicarse los procesos anteriormente descritos. Para hacer que la formulacion sea aun mas respetuosa con el medioambiente, es decir, para reducir el impacto ambiental en comparacion con otras preparaciones, las dispersiones de polfmero hnbrido de uretano-acnlico se mejoran aun mas para que esten libres de N-metilpirrolidona (NMP), un componente generalmente empleado como disolvente de procesamiento en otras aplicaciones.
Las dispersiones de polfmero hnbrido de uretano-acnlico adecuadas para usarse en las composiciones de la presente invencion son aquellas que presentan monomeros alifaticos acnlicos y componentes alifaticos de poliuretano. Debido a que los productos de pelfcula fabricados se utilizaran en un ambiente exterior, las pelfculas estaran expuestas a humedad en forma de rocfo, lluvia o nieve, desviaciones de temperatura, luz y otras condiciones que pueden afectar el rendimiento de la pelfcula. Por ejemplo, la humedad puede hacer que algunos componentes de la pelfcula o las imagenes que se encuentran sobre la misma se decoloren o desvanezcan, y que la pelfcula en sf se blanquee. Por lo tanto, se debe mantener un balance adecuado de monomeros hidrofilos y otros componentes para que esta pelfcula logre la resistencia necesaria al momento de exponerse a dichas condiciones. Ademas, los monomeros y otros componentes deben seleccionarse de modo tal que esten equilibrados para lograr las propiedades requeridas de traccion, resistencia al bloqueo, resistencia al rasgado, transparencia y brillo. Por ejemplo, la cantidad de acnlico presente en el polfmero hnbrido de uretano-acnlico controla las propiedades de traccion de esta capa superior.
Algunas dispersiones hnbridas de uretano-acnlico para emplearse en la presente invencion estan disponibles bajo el nombre comercial HYBRIDUR de Air Products, Allentown, Pensilvania, que incluye HYBRIDUR 870; HYBRIDUR 570; HYBRIDUR 580; HYBRIDUR 878; y NEOPAC R9000 de DSM NeoResins, ubicada en Waalwijk, Pafses Bajos.
Se pueden anadir agentes bloqueadores de UV y eliminadores de radicales libres a la capa superior para mejorar la durabilidad en exteriores. Los agentes bloqueadores de UV adecuados para esta aplicacion suelen ser los compuestos con base de benzotrizol u otros compuestos capaces de absorber la energfa UV en la region que se requiera. Agentes absorbentes de UV comercialmente disponibles incluyen sin limitacion TINUVIN 400 DW, T iNUVIN 292 de BASF, Ludwigshafen, Alemania; y HOSTAVIN 3310 de Clariant; Muttenz, Suiza. La cantidad del agente bloqueador de UV puede variar desde aproximadamente 0% hasta aproximadamente 5%.
Tambien pueden anadirse eliminadores de radicales libres a la capa superior de la pelfcula para mejorar la durabilidad en exteriores de la capa superior. Eliminadores de radicales libres adecuados incluyen sin limitacion TINUVIN 1130, TINUVIN 123 DW de BASF, Ludwigshafen, Alemania; y HOSTAVIN 3065 de Clariant, Muttenz, Suiza. La cantidad de los eliminadores de radicales libres puede variar desde aproximadamente 0% hasta aproximadamente 5%.
Tambien se pueden usar otros sistemas bloqueadores de UV para mejorar la durabilidad de envejecimiento a la intemperie de esta pelfcula. Estos incluyen oxido de zinc y oxido de cerio nanometricos, o combinaciones de los mismos que pueden usarse para alcanzar la resistencia UV requerida para la pelfcula. Oxidos metalicos nanometricos incluyen sin limitacion NAn ObYK 3840, NANOBYK 3810 de BYK Additives, de Altana, Wesel, Alemania. La cantidad total de aditivos puede variar desde aproximadamente 0% hasta aproximadamente 10%.
Siguiendo con la discusion sobre el laminado que se proporciona en la Figura 1, la capa inferior 104 tiene una capa de polfmero que mejora las propiedades de traccion de toda la pelfcula 100, lo cual tambien puede reducir el coste general de la pelfcula. Algunos ejemplos de tal capa reforzante de polfmero incluyen, sin limitacion, polfmeros con base de emulsion, poKmeros con base de disolvente y poKmeros extruidos. Los poUmeros adecuados incluyen, sin limitacion, poUmeros acnlicos, poKmeros acnlicos de estireno, copoKmeros de etileno y acetato de vinilo y poliolefinas. Tambien pueden anadirse estabilizantes UV y eliminadores de radicales libres a la capa inferior. Conjuntamente, los aditivos pueden variar desde aproximadamente 0% hasta aproximadamente 5% de la formulacion total.
Cuando se usan polfmeros acnlicos en la capa inferior 104, los polfmeros acnlicos pueden ser iguales o diferentes a los que se emplean en la capa superior 102. Tanto los acnlicos alifaticos como los aromaticos pueden ser adecuados para incluirse en la capa inferior. Los polfmeros acnlicos adecuados incluyen emulsiones acnlicas que presentan resistencia al bloqueo, propiedades de traccion y claridad superiores, tales como JONCRYL 617A, disponible en BASF, Ludwigshafen, Alemania.
El espesor de la capa superior 102 puede variar desde aproximadamente 12,7 micrometros (0,5 mil) hasta aproximadamente 127 micrometros (5 mils). El espesor de la capa inferior 104 puede variar desde aproximadamente 12,7 micrometros (0,5 mil) hasta aproximadamente 127 micrometros (5 mils). Cuando el espesor de la capa superior 102 es demasiado delgado, la resistencia qmmica, la resistencia al rasgado y la durabilidad en exteriores de la pelfcula pueden verse comprometidas. Cuando el espesor de la capa inferior 104 es demasiado delgado, las propiedades de traccion de toda la pelfcula pueden ser insuficientes. A diferencia de lo anterior, cuando las capas superior e inferior 102 y 104, respectivamente, son demasiado gruesas, el espesor de la construccion tambien puede afectar la adaptabilidad de la pelfcula.
La pelfcula 100 puede generarse utilizando cualquier proceso adecuado para tal proposito. En una realizacion, las composiciones de la pelfcula se depositaron inicialmente sobre un soporte extrafble o capa portadora mediante tecnicas bien conocidas por los expertos en la tecnica. Ejemplos de tales tecnicas incluyen recubrimiento con troqueles, recubrimiento por cuchilla, recubrimiento de cortina y recubrimiento con rodillo inverso. El soporte extrafble puede separarse tras haber secado las composiciones. Un soporte extrafble ejemplar puede seleccionarse de un grupo que incluya una correa siliconada, un papel adherente, y una pelfcula de liberacion tal como PET u otros materiales adecuados.
Un metodo ejemplar para producir una pelfcula se ilustra en el diagrama de bloques 200 de la Figura 2. Tras iniciar el proceso en la etapa 205, la siguiente etapa 210 es proporcionar los componentes de la capa superior y el soporte extrafble. Luego, en la etapa 215, los componentes de la capa superior se mezclan para formar una composicion de capa superior. La composicion de capa superior incluye dispersiones tnbridas de uretano-acnlico y al menos uno de entre un eliminador de radicales libres y un agente bloqueador de UV. Luego, en la etapa 220, el soporte extrafble se recubre con la composicion de capa superior, por ejemplo, mediante recubrimiento por contacto de troqueles, recubrimiento de cortina u otros metodos aceptables. En la etapa 225 se seca la composicion de la capa superior. El secado puede llevarse a cabo en un ambiente calefactado o con aire ambiente, mediante curado u otros metodos adecuados. En la etapa 230, se proporcionan los componentes de la capa inferior. En la etapa 235, los componentes de la capa inferior se mezclan para formar una composicion de capa inferior. La composicion de capa inferior incluye un polfmero en emulsion o un polfmero en disolvente y al menos uno de entre un eliminador de radicales libres y un agente bloqueador de UV. La composicion de capa inferior se recubre sobre la capa superior en la etapa 240, por ejemplo, mediante recubrimiento por contacto de troqueles. En la etapa 245, se seca la composicion de la capa inferior. De forma alternativa, la pelfcula se lamina adicionalmente con un papel soporte recubierto con adhesivo sensible a la presion (PSA, por sus siglas en ingles) antes de avanzar hacia la etapa siguiente. En la etapa 250, el soporte extrafble se extrae o se separa de la pelfcula secada de dos capas. La separacion u extraccion puede lograrse mediante el uso de una hoja o cuchilla de pelar que sirva para separar la pelfcula de la capa portadora o de soporte. De forma alternativa, la pelfcula puede separarse de la capa portadora en un angulo inclinado, de modo tal que la pelfcula pueda recogerse facilmente de la capa portadora o de soporte. La pelfcula se enrolla y queda lista para usarse. De forma alternativa, la pelfcula puede cortarse y separarse en hojas o secciones de tamano equivalente o con distintas longitudes. El metodo finaliza en la etapa 255.
La capa superior y la capa inferior son sustancialmente coextensivas entre sf, es decir que los bordes y/o lados estan alineados y en yuxtaposicion.
En otra realizacion de la invencion, las composiciones de la capa superior y la capa inferior pueden recubrirse sobre un soporte extrafble de forma simultanea. El diagrama de Flujo 300 en la Figura 3 ilustra tal proceso ejemplar. Tras iniciar en la etapa 305, la siguiente etapa 310 es proporcionar los componentes de la capa superior, los componentes de la capa inferior y un soporte extrafble. Luego, en la etapa 315, los componentes de la capa superior se mezclan para formar una composicion de capa superior. De forma sustancial y simultanea, los componentes de la capa inferior se mezclan para formar una composicion de capa inferior. Despues, en la etapa 320, la composicion de capa superior y la composicion de capa inferior se recubren simultaneamente empleando un troquel dual con la composicion de capa superior en contacto con el soporte extrafble y la composicion de capa inferior en contacto con la composicion de capa superior. De forma adicional, la capa superior y la capa inferior pueden formarse por separado y luego extruirse o recubrirse sobre el soporte o capa portadora a traves de un aparato comun. En la etapa 325, se secan las composiciones recubiertas. La pelfcula se lamina adicionalmente con un papel sustrato recubierto con adhesivo sensible a la presion, PSA, antes de avanzar hacia la etapa siguiente. Tras secar las composiciones, el soporte extrafble o la capa portadora pueden quitarse de la pelfcula secada de dos capas en la etapa 330. La pelfcula puede enrollarse y dejarse lista para usar o cortarse en hojas, segun los requisitos de la aplicacion particular. Luego, la peKcula puede imprimirse o procesarse graficamente por metodos convencionales, tales como las tecnolog^as de impresion electrostatica y de chorro de tinta o, alternativamente, la pelfcula puede aplicarse sobre otro sustrato que puede haber sido previamente impreso o procesado graficamente. El metodo finaliza en la etapa 335.
Ademas de lo anterior, la pelfcula puede recubrirse adicionalmente con un barniz u otro material para proporcionar un aspecto brillante. Esta etapa puede producirse durante el proceso de formacion de la pelfcula, tras imprimir o tras recolectar el material una vez terminado el proceso de produccion.
La pelfcula de la presente invencion puede usarse en asociacion operativa con un grafico u otro mensaje. Como se emplea en esta memoria, la asociacion operativa incluye aplicar la pelfcula sobre el grafico o mensaje, incluyendo el grafico o mensaje como parte de la pelfcula, ya sea como capa adicional, que puede ser una capa de impresion o una capa previamente impresa, o aplicar un grafico o mensaje sobre la pelfcula.
La pelfcula puede usarse como material imprimible para aplicaciones exteriores, campanas publicitarias arquitectonicas y en transportes, y similares. La pelfcula tambien puede usarse como pelfcula protectora a ser laminada sobre un sujeto, como un laminado protector para aparatos electronicos, elementos arquitectonicos, artfsticos o esteticos, una placa de matncula retrorreflectante, una pelfcula retrorreflectante para senalizacion, una placa de nombre, una etiqueta, piezas automotrices externas e internas, y similares. Otros usos ejemplares pueden incluir carteles de seguridad, una representacion grafica, representaciones exigidas por el gobierno, aplicaciones militares o una superficie que necesita proteccion en exteriores.
La pelfcula tambien incluye una capa adhesiva. El adhesivo puede ser un adhesivo sensible a la presion, pegamento y cualquier otro tipo de adhesivos que sean opticamente transparentes y que, al emplearse en contacto con las marcas impresas, no afecte a dichas marcas impresas. El adhesivo puede estar recubierto con un patron, y puede seleccionarse por propiedades particulares tales como ser permanente, extrafble o reposicionable, y similares. El adhesivo puede seleccionarse de entre adhesivos de copolfmero aleatorios o adhesivos de copolfmero en bloque. Los adhesivos de copolfmero aleatorios incluyen aquellos que tienen base de copolfmeros acnlicos y/o metacnlicos, copolfmeros de a-olefina, copolfmeros de silicona, copolfmeros de cloropreno/acrilonitrilo, y similares. Los adhesivos de copolfmero en bloque incluyen aquellos con base de copolfmeros en bloque lineal (p.ej.: tipo A-B y A-B-A), copolfmeros en bloque ramificados, copolfmeros en bloque de estrella, copolfmeros en bloque injertado o radial, y similares, y adhesivos naturales y de caucho sintetico. Se puede encontrar una descripcion de adhesivos sensibles a la presion utiles en Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, Vol. 13. Wiley-interscience Publishers (Nueva York, 1988). Se pueden encontrar otras descripciones de adhesivos sensibles a la presion utiles en Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, Vol.1, Interscience Publishers (Nueva York, 1964).
Cuando se utilizan adhesivos sensibles a la presion, se puede emplear un papel soporte para proteger el adhesivo del contacto accidental con superficies no previstas. Se puede usar cualquier papel soporte para el adhesivo seleccionado. En el caso de los adhesivos sensibles a la presion, los papeles soporte pueden ser papeles o pelfculas recubiertas y papel supercalandrado, por ejemplo. Los materiales de recubrimiento adecuados para los papeles soporte incluyen, por ejemplo, materiales con base de silicona y con base de fluor, o cualquier otro material que posea las propiedades de liberacion buscadas, por ejemplo, ceras y carbamatos.
La Figura 4 ilustra una realizacion de la invencion actual. La pelfcula 400 tiene una capa superior 402, una capa inferior 404, una capa intermedia 406 y un papel soporte 408. Al aplicarse, el papel soporte puede desprenderse para exponer la superficie adhesiva. La pelfcula puede fijarse a la superficie para ser protegida por medio de la capa adhesiva. La capa intermedia puede incluir una capa adhesiva, una capa de revestimiento de anclaje o una capa promotora de la adhesion.
La pelfcula tambien puede usarse como parte de una pelfcula laminada mas grande. La Figura 5 ilustra una vista transversal de una realizacion de una pelfcula laminada. La pelfcula laminada 500 comprende una capa superior 502, una capa inferior 504, una capa adhesiva 506, una capa de tinta 510 y una capa subyacente de sustrato 512. Aunque se la menciona como una capa de tinta, la tinta podna no necesariamente formar una capa continua. Se pueden usar distintos materiales imprimibles como capa subyacente de sustrato. Se prefiere un material imprimible con base exenta de PVC para hacer que toda la pelfcula laminada este libre de PVC. La solicitud de patente internacional PCT/US08/84812 describe distintas pelfculas creadas mediante el uso de composiciones exentas de PVC. Se pueden anadir recubrimientos de tinta o estabilizadores del colorante, como poli(alcohol vimlico), para aumentar el anclaje de la impresion sobre el laminado.
La Figura 6 ilustra la vista superior de una realizacion ejemplar de una pelfcula de un grafico publicitario aplicada sobre una superficie conforme a la presente invencion. La pelfcula laminada que porta el grafico publicitario 614 se expone sobre una superficie 616 mediante el uso de un adhesivo.
La Figura 7 ilustra una realizacion ejemplar de un rollo de la pelfcula laminada 700 conforme a la presente invencion.
Se pueden anadir componentes adicionales, tales como espesantes, agentes de nivelacion y flujo y modificadores reologicos a cada una de las formulaciones superiores e inferiores para alcanzar la calidad de recubrimiento deseada. Algunos ejemplos de espesantes adecuados incluyen, sin limitacion, ACRYSOL RM-2020 NPR, TM8W, y UCAR POLYPHOBE 115 TR de Dow Chemicals, Midland, Michigan. Algunos ejemplos de agentes de nivelacion y flujo adecuados incluyen, sin limitacion, ZONYL F5300 de Dupont; Polyfox PF-156A de Omnova Solutions; y Masurf de Mason Chemical Company, as ^como otros con una composicion qmmica similar. El porcentaje de incorporacion puede variar entre 0% y 10% en ambas capas. Se pueden anadir modificadores adicionales de la viscosidad en la formulacion para modificar la viscosidad hasta un nivel deseado y/o impartir caractensticas de flujo deseables. Estos pueden ser espesantes asociativos hinchables en alcali con base de uretano. Los productos tales como UCAR polyphobe 102 de Arkema Emulsion Systems o Rheolate 350 de Elementis son ejemplos tfpicos que pueden usarse en las formulaciones. El porcentaje de incorporacion puede variar entre 0% y 10% en ambas capas. Otros componentes, como agua o alcohol isopropflico (AIP), tambien pueden anadirse a la formulacion a aproximadamente 0% hasta aproximadamente 10%.
Pueden anadirse agentes reticulantes a las formulaciones de la capa superior con el fin de mejorar las propiedades mecanicas de dicha capa de la pelfcula. Algunos ejemplos de agentes reticulantes adecuados incluyen, sin limitacion, CX-100 con base de poliaziridina de DSM Neo Resins, Waalwijk, Pafses Bajos, UCARLINK XL-25SE, ERL-4221, ERL-4234 de Dow Chemicals, Midland, Michigan y COATOSIL 1770, SILQUEST A-187 de Momentive Performance Materials Inc., Waterford, Nueva York.
A la composicion de cada una de la capa superior y de la capa inferior pueden anadirse otros aditivos sin limitacion, por ejemplo, tensioactivos, antiespumantes, dispersantes, agentes humedecedores, colorantes, pigmentos y codisolventes conocidos por los expertos en la tecnica.
Metodos de ensayo
Espesor
El espesor de la pelfcula se mide con un micrometro de precision TMI Modelo 49-70, disponible en Testing Machines Inc. en Ronkonkoma, NY. El especimen se coloca entre un yunque superior y un yunque inferior. El yunque superior se apoya por encima del especimen, y el espesor se mide y se visualiza en el lector digital.
Espacio de color CIE L*a*b*
Este ensayo se utiliza para describir el color de una muestra. Este sistema tridimensional de espacio de color fue desarrollado por la Comision Internacional de la Iluminacion (CIE, por sus siglas en ingles) y define L* como representante de la claridad del color, que vana entre 0 (negro) y 100 (blanco). En este sistema, a* representa la posicion del color a lo largo del eje rojo (magenta)/verde, en el cual los valores negativos representan el verde y los valores positivos representan el rojo o magenta, y b* representa la posicion del color a lo largo del eje azul/amarillo, en el cual los valores negativos representan el azul y los valores positivos representan el amarillo. El ensayo se realiza empleando un espectofotometro de mesa COLOR I 5 disponible a traves de X-Rite, Inc., Grand Rapids, Michigan. El metodo de ensayo es TAPPI T524 om-94.
Envejecimiento a la intemperie acelerado
El ensayo de envejecimiento a la intemperie acelerado simula los efectos nocivos de la exposicion a largo plazo de los materiales a la intemperie al exponer muestras de ensayo a la luz, humedad y temperaturas extremas. La muestra se somete a ensayo y se observa para evaluar la resistencia a la luz (desvanecimiento de los colores) y la resistencia a la intemperie (agrietamiento, pulverizacion, curvamiento, contraccion, etc...). Para este ensayo se utiliza un aparato para medir la resistencia a la intemperie Atlas CI65A de arco de Xenon de Atlas Material Testing Technology LLC en Chicago, IL.
Un patron impreso con rayas de color blanco, amarillo, magenta, cian y negro se imprime inicialmente en un sustrato imprimible. La pelfcula de la presente invencion, que puede ser transparente, translucida, clara, o presentar otras propiedades opticas deseables, posteriormente se lamina sobre la capa impresa para formar una pelfcula laminada mediante el uso de un adhesivo sensible a la presion. En primer lugar, la muestra se somete al ensayo Espacio de color CIE L*a*b* antes de colocarse en el aparato para medir la resistencia a la intemperie. Se permite que la muestra se envejezca en el aparato para medir la resistencia a la intemperie durante una cantidad de tiempo designada. La muestra se extrae del aparato para medir la resistencia a la intemperie para la lectura del Espacio de color CIE L*a*b* y la observacion de cualquier cambio en cuanto a la contraccion, pulverizacion, agrietamiento, etc. Si no hay cambio visible tras 2000 horas, y los cambios en L*, a*y b* conjuntamente, representados por AE, son inferiores a 10, entonces la muestra recibe una calificacion de aprobado. El valor AE se calcula empleando la siguiente formula:
Brillo
El brillo se mide empleando un medidor de brillo BYK Gardner Micro-TRI-Gloss de BYK Gardner USA en Columbia, MD. Para la medicion se utiliza el angulo universal de medicion de 60°. Por lo general, la lectura de brillo aceptable es de 80 o superior.
Resistencia a la traccion y elongacion por traccion
La elongacion por traccion y la resistencia a la traccion de la peKcula se ensayan empleando un Instron Modelo 5542 de Instron Co. en Canton, MA. Se utilizo un ASTM D882 modificado para determinar la resistencia a la traccion y el porcentaje de elongacion de las pelfculas de la presente invencion. El procedimiento es el siguiente:
1. Se corta un especimen de 25,4 mm x 101,6 mm (1 pulgada x 4 pulgadas) en sentido longitudinal a la maquina.
2. Se sujeta la pelfcula a 25,4 mm (1 pulgada) del extremo en ambos extremos, de modo tal que la separacion entre las sujeciones sea de 50,8 mm (2 pulgadas).
3. Se establece la velocidad de avance en 304,8 mm por minuto (12 pulgadas por minuto, “ ipm” del ingles).
4. Se obtiene la resistencia a la traccion, que es el producto del esfuerzo de traccion multiplicado por el espesor de la pelfcula. El esfuerzo de traccion en el punto de rotura es el esfuerzo maximo que ocurre en el punto de rotura multiplicado por el espesor de la pelfcula.
5. La maquina recoge el % de elongacion.
La norma exige una elongacion maxima minima de 180% y una resistencia a la traccion minima de 6,895 N/m2 (0,5 libras por pulgada cuadrada, "psi") (). La presencia o ausencia de un adhesivo sensible a la presion (PSA) en la pelfcula no altera sensiblemente la resistencia y/o la elongacion de la pelfcula. Como tal, siempre que la pelfcula de los ejemplos que figuran a continuacion incluye un PSA, el ensayo de elongacion por traccion se realizo utilizando la misma pelfcula, pero sin la capa de PSA.
Ensayo de remaches
Se aplican muestras de ensayo de aproximadamente 63,5 mm (2,5 pulgadas) x 63,5 mm (2,5 pulgadas) sobre paneles de aluminio pintados de 101,6 mm (4 pulgadas) x 304,8 mm (12 pulgadas) de Frontier Tank Center en Richfield, Ohio. Las cabezas de remache Brazier que miden 11,4 mm (diametro) X 3,3 mm (altura) X 7,62 mm (diametro de eje) (0,45 pulgadas (diametro) X 0,13 pulgadas (altura) X 0,3 pulgadas (diametro de eje)) se distribuyen uniformemente sobre el panel de aluminio. La aplicacion se realiza de modo tal que se minimiza la formacion de arrugas, en especial alrededor de las cabezas de remaches. Se libera el aire atrapado mediante pinchazos de alfiler, al tiempo que se utiliza un cepillo con cerdas duras y una escobilla plastica para obtener la mejor configuracion de la pelfcula alrededor del remache. La muestra se mantiene durante 24 horas en condiciones ambientales. Se mide y se registra el diametro de la parte de la pelfcula que se eleva alrededor del remache. Luego se coloca la muestra en un aparato para medir la resistencia a la intemperie Atlas Ci5000 de arco de Xenon de Atlas Electric Devices Co. en Chicago, Illinois, utilizando una bombilla UVB 313 durante 1000 horas. Posteriormente, se extrae la muestra y se vuelve a medir el diametro de la pelfcula que se eleva alrededor de los remaches. Cuando el cambio en el diametro es inferior a 1,58 mm (0,0625 pulgadas), se otorga una calificacion de aprobado a la muestra.
Ensayo de contraccion
La muestra de ensayo se recubre con un adhesivo sensible a la presion con el nombre comercial de S8072 de Avery Dennison Corporation en Pasadena, CA, con un gramaje de aproximadamente 30 gramos por metro cuadrado (gsm, por sus siglas en ingles). Despues, la muestra se fija a un panel limpio de aluminio de Q-Lab Corporation de Cleveland, OH. La muestra se mantiene durante 24 horas en condiciones ambientales. Se realiza un patron de trama de 127 mm (5 pulgadas) sobre la pelfcula, tanto en sentido longitudinal (MD, por sus siglas en ingles) como transversal a la maquina (CD, por sus siglas en ingles). Posteriormente, la muestra se envejece durante 48 horas a 71°C (160°F). Se mide el cambio de dimension en MD y CD. Si la contraccion es inferior al 0,33% en ambas direcciones, se otorga una calificacion de aprobado a la muestra.
Ejemplos
Las sustancias qrnmicas utilizadas en los siguientes ejemplos se enumeran en la Tabla 1 con informacion sobre la funcion, fabricacion y ubicacion de cada una.
Tabla 1
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La Tabla 2 enumera cinco ejemplos de formulaciones empleadas para crear la capa superior.
Tabla 2
Figure imgf000009_0002
Ejemplos 1 a 5 (como referencia): Composiciones de la capa superior
La Tabla 3 enumera dos ejemplos de formulaciones empleadas para crear la capa inferior. Ejemplos 6 a 7 (como referencia): Composiciones de la capa inferior,
Tabla 3
Figure imgf000010_0001
La Tabla 4 enumera cinco ejemplos de la peKcula creada utilizando el Ejemplo 5 como capa superior y el Ejemplo 7 como capa inferior con distintos espesores de cada capa.
Ejemplos 8 a 12 (como referencia): pelfculas
Tabla 4
Figure imgf000010_0002
Ejemplo 13 control
Se formo una pelfcula de HYBRIDUR 870 por sf solo. Cuando el espesor de la pelfcula es de aproximadamente 43 micrometros (1,7 mils), la elongacion por traccion es del 80%. Cuando el espesor de la pelfcula es de aproximadamente 61 micrometros (2,4 mils), la elongacion por traccion es de aproximadamente 150%. Cuando se la somete al ensayo del aparato para medir la resistencia a la intemperie, la pelfcula muestra una contraccion significativa.
Los Ejemplos 8 a 12 se sometieron a ensayos para evaluar distintas propiedades. Se ensayaron las pelfculas en cuanto al espesor de pelfcula, brillo a 60 grados, y elongacion por traccion. Para los ensayos de contraccion y resistencia al rasgado, cada muestra se recubre con aproximadamente 30 gramos por metro cuadrado de un adhesivo sensible a la presion bajo el nombre comercial de S8072 de Avery Dennison Corporation en Pasadena, CA. Para los ensayos de envejecimiento a la intemperie acelerado y remaches, la muestra recubierta por adhesivo se lamina adicionalmente sobre una pelfcula imprimible. La pelfcula imprimible es el Ejemplo N° 29B en la solicitud PCT PCT/US08/84812.
La Tabla 5 enumera las propiedades medidas para cada una de las muestras. Todos los ejemplos aprobaron el ensayo de envejecimiento a la intemperie acelerado, tienen un brillo a 60 grados superior a 90, y una elongacion por traccion superior a 200. Todas las muestras aprobaron el ensayo de resistencia al rasgado, el ensayo de remaches y el ensayo de contraccion.
Tabla 5
Figure imgf000010_0003
Ejemplo 13 Pelfcula de tres capas
Se creo una pelfcula de tres capas empleando HYBRIDUR 870 como capa superior, JONCRYL 617 A como capa media y VINNAPAAS EF 811 como tercera capa. Cada capa puede tener un espesor desde aproximadamente 12,7 micrometros (0,5 mil) hasta aproximadamente 50,8 micrometros (2 mils).
Ejemplos 14-17
La Tabla 6 enumera cuatro ejemplos adicionales de formulaciones empleadas para crear la capa superior.
Tabla 6
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Ejemplos 18-22
La Tabla 7 enumera cinco ejemplos adicionales de formulaciones empleadas para crear la capa inferior.
Tabla 7
Figure imgf000011_0002
La anterior descripcion detallada de la presente invencion se proporciona con fines ilustrativos, y no pretende ser exhaustiva ni limitar la invencion a las realizaciones particulares que se divulgan. Las realizaciones pueden proporcionar distintas capacidades y beneficios, segun la configuracion que se utilice para implementar las funciones clave de la invencion. Por consiguiente, el alcance de la invencion se define unicamente por las siguientes reivindicaciones.

Claims (7)

REIVINDICACIONES
1. Una pelfcula protectora opticamente transparente que comprende:
una capa superior; y
una capa inferior sustancialmente coextensiva con la capa superior, y
donde la capa superior se selecciona del grupo que consiste en un polfmero hforido de uretano-acnlico libre de N-metilpirrolidona (NMP); y
la capa inferior comprende un polfmero con base exenta de PVC; y
que ademas comprende:
una capa adhesiva, y
donde la capa adhesiva esta en contacto con la capa inferior.
2. La pelfcula tal como se cita en la reivindicacion 1, donde el polfmero con base exenta de PVC se selecciona del grupo que consiste en un polfmero con base de emulsion, un polfmero con base de disolvente y un polfmero extrmdo.
3. La pelfcula tal como se la cita en la reivindicacion 1, donde el polfmero con base exenta de PVC es un polfmero acnlico.
4. La pelfcula tal como se cita en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, donde la capa adhesiva incluye un adhesivo seleccionado del grupo que consiste en un adhesivo permanente, un adhesivo extrafble y un adhesivo reposicionable.
5. La pelfcula tal como se cita en cualquiera de las reivindicaciones1 a 4, donde se proporciona una capa de liberacion sobre la capa adhesiva.
6. Una pelfcula laminada que comprende:
la pelfcula protectora opticamente transparente conforme a cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5; y
una capa de sustrato;
teniendo la capa de sustrato marcas impresas o procesadas graficamente sobre ella.
7. Uso de la pelfcula o la pelfcula laminada tal como se cita en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 para aplicaciones de graficos exteriores, campanas publicitarias, medios promocionales, comunicaciones visuales estaticas, rotulaciones de vehfculos y de productos.
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