ES2801225A1

ES2801225A1 - Curado selectivo y/o aplicacion de recubrimiento duro protector de uv sobre pieza parcialmente cromada.

Info

Publication number: ES2801225A1
Application number: ES201930595A
Authority: ES
Inventors: Guillem Sergio Piles; Juan Monleon
Original assignee: SRG Global Liria SL
Current assignee: SRG Global Liria SL
Priority date: 2019-06-27
Filing date: 2019-06-27
Publication date: 2021-01-08

Abstract

Se proporciona un método para recubrir selectivamente una estructura, especialmente hecha de un policarbonato o poli (metacrilato de metilo), teniendo la estructura una primera área de superficie para una cubierta metálica, especialmente cromada, y una segunda área de superficie, comprendiendo el método el recubrimiento de la segunda área de superficie, y la omisión del recubrimiento del área para la cubierta metálica o la omisión del recubrimiento de la cubierta metálica.

Description

DESCRIPCIÓN

Curado selectivo y/o aplicación de recubrimiento duro protector de UV sobre pieza parcialmente cromada Problema a resolver

Actualmente existe en el mercado una limitación técnica para las piezas selectivamente cromadas (material galvanizable y no galvanizable de moldeo bicomponente y luego cromado, para recubrir solo el material galvanizable, mientras se deja el otro sin alterar) para soportar los requisitos de envejecimiento.

Esto se debe a que el material de policarbonato (PC), que es el componente principalmente usado como material no galvanizable para esta aplicación, dado que es transparente, tiene una buena adherencia a los materiales galvanizables, y no se altera significativamente por los baños de cromado, tiene una baja resistencia a la luz solar UV y, por lo tanto, no cumple con los requisitos de envejecimiento de la industria automotriz.

Los materiales alternativos al policarbonato, tales como podrían ser el polimetilmetacrilato (PMMA), aunque podrían tener una mayor resistencia a la exposición UV antes de degradarse, no cumplen con uno de los otros requisitos especificados anteriormente y no son adecuados para la aplicación que se estudia.

Por la razón mencionada, existe la necesidad de recubrir este material de PC, de manera que cumpla con los requisitos de envejecimiento.

En el mercado existen recubrimientos duros disponibles para usar sobre PC para cumplir esta necesidad. Sin embargo, no tienen una buena adherencia con respecto a las superficies metálicas, tal como el cromo y, si se usan, se desprenderían fácilmente durante la vida útil del vehículo, lo que no es aceptable. Algunos métodos convencionalmente que se usan para aplicar estos recubrimientos, incluyen, pero no se limitan a, recubrimiento por pulverización, recubrimiento por inmersión, o recubrimiento de flujo (cortina) y el mecanismo de entrecruzamiento puede iniciarse, ya sea mediante calor o luz UV, dependiendo del tipo de recubrimiento seleccionado.

De forma alternativa, también existen recubrimientos que proporcionan una buena adherencia sobre superficies metálicas, como el cromo, sin embargo, sigue también siendo un reto proporcionar a estos recubrimientos con las propiedades de protección UV requeridas que el policarbonato necesitaría para protegerse. Además, estos recubrimientos no necesariamente muestran tampoco una buena adherencia al material de policarbonato.

Soluciones propuestas según la presente descripción:

Antes de describir las soluciones con detalle, algunos aspectos generales de la invención se describen a continuación: Según un aspecto, un método para recubrir selectivamente una estructura, especialmente hecha de un policarbonato o poli (metacrilato de metilo), se proporciona la estructura que tiene una primera área de superficie para una cubierta metálica, especialmente el cromado, y una segunda área de superficie, comprendiendo el método el recubrimiento de la segunda área de superficie y omitir recubrir el área para la cubierta metálica o la cubierta metálica.

En algunas realizaciones, la segunda área de superficie se recubre antes o después de aplicar la cubierta metálica. En algunas realizaciones, recubrir la segunda área de superficie comprende

proporcionar un cabezal de depósito; y

propulsar selectivamente las gotitas de un material de recubrimiento desde el cabezal de depósito hacia la estructura, en función de la posición del cabezal de depósito con respecto a la estructura.

En esta descripción, un cabezal de depósito, algunas veces también denominado cabezal de boquilla, es funcionalmente comparable a un cabezal de impresión por chorro de tinta.

En algunas realizaciones, recubrir la segunda área de superficie comprende

tener un brazo robótico que oriente un cabezal de depósito hacia la segunda área de superficie; y

propulsar el material de recubrimiento desde el cabezal de depósito hacia la segunda área de superficie.

Un brazo robótico dentro del marco de esta descripción, se refiere a una estructura que tenga al menos dos articulaciones de rotación y/o traslación para mover una herramienta o pieza de trabajo. Por lo general, dicho brazo robótico se dispone para mover y/o rotar la herramienta o pieza de trabajo en y/o alrededor de, por lo menos, dos direcciones ortogonales. En algunas realizaciones, el recubrimiento comprende

tener un brazo robótico que oriente la estructura con respecto a un cabezal de depósito; y propulsar el material de recubrimiento desde el cabezal de depósito hacia la segunda área de superficie.

En algunas realizaciones, el método además comprende

exponer al menos una parte de la estructura translúcida a luz UV;

aplicar la cubierta metálica;

aplicar el material de recubrimiento sobre la cubierta metálica y sobre la segunda área de superficie; y proyectar luz UV a través de la estructura, para curar el recubrimiento, sobre la segunda área de superficie.

En algunas realizaciones, la parte de la estructura translúcida a la luz UV es moldeada por inyección y/o es un material no galvanizable.

En algunas realizaciones, el método además comprende

exponer una parte de la estructura no translúcida a luz UV; y

aplicar la cubierta metálica sobre la parte de la estructura no translúcida a la luz UV.

En algunas realizaciones, la parte de la estructura no translúcida a la luz UV es moldeada por inyección y/o es un material galvanizable.

En algunas realizaciones, la parte de la estructura no traslúcida a la luz UV se hace de Acrilonitrilo Butadieno Estireno (ABS), o una combinación de acrilonitrilo-butadieno-estireno y policarbonato

En algunas realizaciones, después de curar el material de recubrimiento sobre la segunda área de superficie, se retira el material de recubrimiento que no se cura.

En algunas realizaciones, la parte de la estructura traslúcida a la luz UV y la parte de la estructura no traslúcida a la luz UV son moldeadas por inyección, en donde una de las partes se inyecta después de que la otra parte se inyecte, y una de las partes sobremoldea la otra parte.

En algunas realizaciones, recubrir la segunda área de superficie comprende aplicar un poliuretano.

Según otro aspecto, se proporciona un aparato para llevar a cabo el método según cualquiera de las realizaciones precedentes.

Solución 1:

Para resolver la problemática anteriormente explicada, la solución propuesta consiste en aplicar selectivamente un recubrimiento duro para proteger el material de PC mediante impresión por chorro de tinta y al menos un robot automatizado, de modo que solo se deposite el recubrimiento duro sobre el PC, y eliminar la problemática de tener un fallo de adhesión de estos recubrimientos duros sobre las superficies metálicas cercanas.

Para ello, habría un brazo robótico que movería la parte por debajo de un cabezal fijo de depósito que expulsaría el recubrimiento duro a las áreas deseadas del componente, a medida que éste se mueve debajo de ella. Alternativamente, la configuración podría consistir en un brazo robótico que mueve el cabezal de depósito por encima de las áreas recubiertas deseadas, mientras que el cabezal de depósito expulsa el material de recubrimiento duro y la parte a decorar se mantiene fija en una plantilla.

La distancia entre el cabezal de depósito y la superficie curvada a la que se ha de aplicar recubrimiento duro, se recomienda que sea de 0,3 mm a 30 mm.

Solución 2:

Para resolver la problemática anteriormente explicada, una solución alternativa consistiría en aplicar selectivamente un poliuretano para proteger el material de PC selectivamente mediante el cabezal de depósito, y al menos un robot automatizado o un mecanismo capaz de moverse en los 3 ejes, de forma que solo se deposita PU sobre el PU, y resolver la problemática de tener un fallo de adhesión de este PU sobre las superficies metálicas cercanas.

Para ello, habría un brazo robótico que movería la parte por debajo de un cabezal fijo de depósito que expulsaría el recubrimiento duro a las áreas deseadas del componente a medida que éste se mueve debajo de ella.

Alternativamente, la configuración podría consistir en un brazo robótico que mueve el cabezal de depósito por encima de las áreas recubiertas deseadas, mientras que el cabezal de depósito expulsa el material de recubrimiento duro y la parte a decorar se mantiene fija en una plantilla.

Este proceso podría realizarse antes de exponer el componente al baño de galvanizado, a cromar el material galvanizable o, eventualmente, podría aplicarse después del proceso de galvanizado.

Solución 3:

Para resolver la problemática anteriormente explicada, una solución alternativa consistiría en el proceso de curar de forma selectiva el recubrimiento duro para obtener el resultado deseado. El proceso será como sigue:

Proceso de moldeo bicomponente de polímeros galvanizables y no galvanizables ^ proceso de galvanizado selectivo ^ aplicación de revestimiento duro UV, p. ej., aunque no de forma limitativa, uno de los métodos mencionados (pulverización, inmersión, recubrimiento de flujo, chorro de tinta) sobre la superficie-A de la parte ^ proceso de curado selectivo -eliminación del recubrimiento no deseado mediante inmersión en, o pulverización con una solución disolvente.

Para lograr el curado selectivo, la luz UV utilizada para el curado se colocará sobre la superficie-B de la parte, curando a través del material de policarbonato (UV transparente) estrictamente la parte del revestimiento colocada inmediatamente por encima de la superficie de este material, mientras que las áreas donde está el cromado (transparente no UV), se mantendrán fuera del alcance de la luz UV y no se entrecruzarán. Estas áreas no entrecruzadas se pueden después desteñir o eliminar mediante la utilización de un disolvente. El proceso para eliminar este material puede ser, aunque no de forma limitativa: pulverización con un disolvente, sumergir la parte en una solución disolvente, pulido con disolventes, etc. Único / sorprendente / inesperado:

La protección del material de policarbonato al envejecimiento por UV se logrará sin la necesidad de comprometer la apariencia metálica genuina, con el aspecto de calidad relacionado y el tacto frío del acabado de cromo que está comoldeado a este policarbonato, y el sistema completo que cumple los requisitos de aplicación.

Ventajas sobre soluciones competitivas:

En comparación con soluciones alternativas, nuestra propuesta mejoraría el estado de la técnica, ya que:

No habrá problemas con la adherencia de recubrimiento duro sobre cromo

No habrá problemas con la adherencia G-Coat™ sobre PC

No habrá problemas con la estabilidad UV del PC

No habrá problema de estanqueidad debido al proceso de montaje adicional

No habrá necesidad de eliminar con grabado láser el recubrimiento duro de la superficie cromada

No será necesario comprometer la estética y aumentar los espacios para permitir un proceso enmascarante previo a la aplicación del recubrimiento duro

No se comprometerá el aspecto de superficie metálica debido a la capa añadida de plástico sobre el metal auténtico

Invención propuesta - solución 1

Esbozo: véase la Figura 1

Flujo de proceso: véase la Figura 2

Ventajas:

Resuelve la problemática de proteger el material de PC del envejecimiento por UV

No requiere un recubrimiento inexistente que se adhiera adecuadamente al cromo y al PC al mismo tiempo No compromete las cualidades de la pieza metálica genuina (apariencia metálica, tacto frío)

No requiere un proceso de eliminación difícil de recubrimiento duro de la superficie metálica

• No añade un componente adicional a la estructura del producto y, por lo tanto, no añade problemas potenciales de estanqueidad debido a esta articulación adicional (esto es aplicable solo en productos iluminados) • No es necesario añadir espacios adicionales para hacer posible una aplicación mecánica de enmascarado para evitar que se deposite pintura cuando no se desee

Invención propuesta - solución 2

Esbozo: véase la Figura 3

Flujo de proceso: véase la Figura 4

Ventajas:

• Resuelve la problemática de proteger el material de PC del envejecimiento por UV

• No requiere un recubrimiento inexistente que se adhiera adecuadamente al cromo y al PC al mismo tiempo • No compromete las cualidades de la pieza metálica genuina (apariencia metálica, tacto frío)

• No requiere un proceso de eliminación difícil de recubrimiento duro de la superficie metálica

Invención propuesta - solución 3

Esbozo: véase la Figura 5

Flujo de proceso: véase la Figura 6

Ventajas:

• No requiere un recubrimiento inexistente que se adhiera adecuadamente al cromo y al PC al mismo tiempo • No requiere una parte adicional para proporcionar el enmascaramiento del curado para UV

• No compromete las cualidades de la pieza metálica genuina (apariencia metálica, tacto frío)

Características que se cree son sorprendentes o inesperadas

La protección del material de policarbonato al envejecimiento por UV sin comprometer la apariencia metálica, la apariencia de calidad superior y el tacto frío de la pieza cromada unida a este policarbonato, y el sistema cumple los requisitos de aplicación.

Alternativas al estado de la técnica

Diseño de elementos - alternativa 1

Diseño propuesto: véase la Figura 7

Flujo de proceso: véase la Figura 8

Inconvenientes:

• Requiere de espacios adicionales dentro de los componentes - peor estética y estrecha la ventana de viabilidad • Agrega un componente adicional a la estructura del producto

Diseño de elementos - alternativa 2

• Diseño propuesto: véase la Figura 9

• Flujo de proceso: véase la Figura 10

• Inconvenientes:

• Requiere de un recubrimiento que tenga buena adherencia sobre las superficies cromadas y el PC

• Compromete las cualidades de la pieza metálica genuina (apariencia metálica, tacto frío)

Diseño de elementos - alternativa 3

Diseño propuesto: véase la Figura 11

Flujo de proceso: véase la Figura 12

Inconvenientes:

• Requiere de un recubrimiento que proteja el PC a requisitos de envejecimiento (aunque inicialmente se formula para teñir superficies de cromo solamente)

Diseño de elementos - alternativa 4

Diseño propuesto: véase la Figura 13

Flujo de proceso: véase la Figura 14

Inconvenientes:

• Necesita añadir espacios adicionales para hacer posible una aplicación de enmascaramiento mecánica para evitar que se deposite pintura cuando no se desee

• No todos los diseños son factibles - estrecha la ventana de viabilidad

Diseño de elementos - alternativa 5

Diseño propuesto: véase la Figura 15

Flujo de proceso: véase la Figura 16

Inconvenientes:

• Requiere de un proceso difícil y costoso de eliminación del recubrimiento duro de la superficie metálica Diseño de elementos - alternativa 6

Diseño propuesto: véase la Figura 17

Flujo de proceso: véase la Figura 18

Inconvenientes:

• Limitaciones del proceso, partes grandes especialmente difíciles debido a la contracción/expansión, tolerancias y deformación de las partes cromadas

• Mayores tasas de desecho debido a una mayor manipulación de la parte cromada, y mayor riesgo de rasguños en comparación con la superficie de la herramienta cuando se ajusta

• Adhesión peor entre el PMMA y la superficie cromada

• Resistencia al impacto del componente inferior en comparación con la propuesta (PC)

• Menor resistencia a rasguños en comparación con un PC recubierto.

Ventajas:

• No se requiere de protección UV (el material de PMMA puede cumplir este requisito)

Diseño de elementos - alternativa 7

Diseño propuesto: véase la Figura 19

Flujo de proceso: véase la Figura 20

Inconvenientes:

• Requiere de una buena adherencia entre el recubrimiento duro (formulado para adherirse sobre el PC) y el acabado final de la Deposición en la Fase de Vapor (PVD) (formulado para proteger la PVD)

• Rendimiento del sistema de PVD no aprobado aún para todos los clientes en comparación con el cromado

Claims

REIVINDICACIONES

i. Un método para recubrir selectivamente una estructura, particularmente hecha de policarbonato o poli (metilmetacrilato), teniendo la estructura una primera área de superficie para una cubierta metálica, particularmente cromado, y una segunda área de superficie, comprendiendo el método recubrir la segunda área de superficie y omitir recubrir el área para la cubierta metálica u omitir recubrir la cubierta metálica.
2. El método de la reivindicación 1, en donde la segunda área de superficie se recubre antes o después de que se aplique la cubierta metálica.
3. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, en donde el recubrimiento de la segunda área de superficie comprende

proporcionar un cabezal de depósito; y

propulsar selectivamente las gotitas de un material de recubrimiento desde el cabezal de depósito hacia la estructura en función de la posición del cabezal de depósito con respecto a la estructura.
4. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, en donde el recubrimiento de la segunda área de superficie comprende

tener un brazo robótico que oriente un cabezal de depósito hacia la segunda área de superficie; y propulsar el material de recubrimiento desde el cabezal de depósito hacia la segunda área de superficie.
5. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, en donde el recubrimiento comprende tener un brazo robótico que orienta la estructura con respecto a un cabezal de depósito; y propulsar el material de recubrimiento desde el cabezal de depósito hacia la segunda área de superficie.
6. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, que comprende además exponer al menos una parte de la estructura translúcida a la luz UV; aplicar la cubierta metálica;

aplicar material de recubrimiento sobre la cubierta metálica y sobre la segunda área de superficie; y proyectar luz UV a través de la estructura para curar el material de recubrimiento sobre la segunda área de superficie.
7. El método de la reivindicación 6, en donde la parte de la estructura translúcida a la luz ultravioleta se moldea por inyección y/o es un material no galvanizable.
8. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 6 o 7, que comprende además exponer una parte de la estructura no traslúcida a la luz UV; y

aplicar la cubierta metálica sobre la parte de la estructura no translúcida a la luz UV.
9. El método de la reivindicación 8, en donde la parte de la estructura no traslúcida a la luz UV es moldeada por inyección y/o es un material galvanizable.
10. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 8 o 9, en donde la parte de la estructura no traslúcida a la luz UV se hace de Acrilonitrilo Butadieno Estireno (ABS) o una combinación de acrilonitrilo-butadieno-estireno y policarbonato.
11. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 10, en donde tras curar el material de recubrimiento sobre la segunda área superficial, se retira el material de recubrimiento que no se cura.
12. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11, en donde la parte de la estructura traslúcida a la luz UV y la parte de la estructura no traslúcida a la luz UV son moldeadas por inyección en donde una de las partes se inyecta después de que la otra parte se inyecte y una parte sobremoldea la otra parte.
13. El método de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes en donde recubrir la segunda área de superficie comprende aplicar un poliuretano.
14. Un aparato para llevar a cabo el método de conformidad con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes.