ES2905775T3 - Procedimiento para la aplicación de revestimientos plásticos, dispositivo para realizar el procedimiento y sustrato revestido que puede producirse según el procedimiento - Google Patents

Abstract

Dispositivo (10) para revestir un sustrato plano (12) con un revestimiento de polímeros (14), que comprende: - un cabezal de impresión de chorro de tinta (16) con una pluralidad de boquillas (18) y un recipiente de almacenamiento (20), conectado a las boquillas (18), para alojar un fluido de revestimiento (11) que puede polimerizarse o reticularse, donde el recipiente de almacenamiento (20) presenta un dispositivo de desgasificación (21) conectado o que puede conectarse, para eliminar oxígeno molecular disuelto en el fluido de revestimiento (11), en el recipiente de almacenamiento, de manera que el contenido de oxígeno molecular en el fluido de revestimiento sea como máximo de 0,2 % en volumen, - un dispositivo de curado (22) para el curado del fluido de revestimiento (11) aplicado sobre el sustrato (12) por el cabezal de impresión de chorro de tinta (16), - un dispositivo de avance (26) para el transporte del sustrato (12) relativamente con respecto al cabezal de impresión de chorro de tinta (16) y al dispositivo de curado (22), de manera que una sección de la superficie del sustrato (12) primero se mueve a lo largo del cabezal de impresión de chorro de tinta (16) y después delante del dispositivo de curado (22), - una carcasa (28), en la cual están dispuestos el dispositivo de curado (22) y el cabezal de impresión de chorro de tinta (16), y donde la carcasa (28) presenta una abertura de introducción (32) para el suministro del sustrato (12) y/o una abertura de descarga (34) para la descarga del sustrato (12), y donde la carcasa (28) está diseñada de forma estanca a la luz, y - un dispositivo (30) para el suministro de un gas inerte, que está conectado en la carcasa (28), para llenar la carcasa (28) con gas inerte, de manera que tanto el sustrato (12) introducido en la carcasa (28), en la atmósfera de gas inerte, puede revestirse con el cabezal de impresión de chorro de tinta (16), como también el revestimiento fluido impreso, mediante el dispositivo de curado (22), puede curarse formando un revestimiento de polímeros sólido (14) mediante polimerización o reticulación en la atmósfera de gas inerte, donde la atmósfera de gas inerte contiene como máximo 0,2 % en volumen de oxígeno.

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento para la aplicación de revestimientos plásticos, dispositivo para realizar el procedimiento y sustrato revestido que puede producirse según el procedimiento

La presente invención en general hace referencia al revestimiento de sustratos con plásticos, en particular con lacas. En especial, la presente invención hace referencia a la producción de revestimientos mediante reticulación y/o polimerización de moléculas orgánicas.

Los sistemas de lacas reticulantes se utilizan en procesos de fabricación industriales, como por ejemplo en el revestimiento de productos impresos y envases, a gran escala. Los sistemas de lacas reticulantes son ventajosos en este caso, ya que pueden curarse rápidamente mediante un inicio de la reticulación, y puede prescindirse de una evaporación de disolventes.

Sin embargo, también en el caso de un revestimiento de esa clase, de un plástico reticulado, pueden estar contenidos componentes que aún no están reticulados, debido a una reticulación incompleta. Junto con monómeros no reticulados por completo, puede tratarse aquí también de compuestos no fijados, que se encuentran en el plástico, por ejemplo iniciadores u otros aditivos. Esos componentes, desde el revestimiento, pueden migrar hacia el ambiente. Ese efecto es crítico en particular en el caso de envases sensibles, como por ejemplo los envases revestidos para alimentos.

Una causa posible para una reticulación incompleta es el bloqueo o la neutralización de grupos reactivos de los prepolímeros o de las moléculas de iniciador. Una causa para una neutralización de esa clase es una reacción con moléculas del aire, en particular con oxígeno del aire. Ese efecto es marcado particularmente en las polimerizaciones por radicales, puesto que el oxígeno actúa como inhibidor de radicales y de ese modo puede interrumpir la reacción de polimerización, es decir, que puede producirse una inhibición del oxígeno. Para contrarrestar una reticulación incompleta a menudo se utiliza una gran cantidad de fotoiniciadores. De este modo, también después de una neutralización de una parte de los fotoiniciadores se dispone aún de una cantidad suficiente de moléculas de iniciador. Pero en este caso se considera una desventaja el hecho de que las moléculas de iniciador excedentes habitualmente no pueden unirse al polímero, y pueden migrar desde la capa.

En la solicitud WO 96/34700 A1 se describe un dispositivo para el curado de un revestimiento que puede curarse por radiación UV.

El dispositivo comprende una carcasa que está abierta en el área de la superficie orientada hacia el mismo, de un sustrato revestido de papel, plástico, vidrio, madera o metal, que está revestido con tinta de impresión, laca, silicona, o con un adhesivo. La carcasa cubre el sustrato manteniendo un espacio lateral como entrada de sustrato y salida de sustrato. Dentro de la carcasa está dispuesta una lámpara UV con un reflector que dirige la luz UV hacia el sustrato que pasa. Un conducto de gas de lavado está conectado al espacio interno de la carcasa, mediante al menos una boquilla. Junto con el espacio de entrada de sustrato y el espacio de salida de sustrato están proporcionadas boquillas de gas de lavado, cuyo ángulo de dirección de flujo puede regularse con respecto al sustrato que pasa. No obstante, por el estado del arte es conocido el hecho de que una neutralización de los fotoiniciadores debido a una reacción con oxígeno, es decir, a la captación de radicales, ya puede tener lugar en el dispositivo.

En la solicitud DE 2700179 A1 se describen circuitos impresos flexibles, en los cuales una capa de cubierta aislante se compone de una laca que se cura bajo luz UV o mediante un haz de electrones. Para producir la capa también pueden utilizarse resinas no saturadas que se curan mediante radiación. La utilización de un gas inerte se describe con relación al curado mediante haces de electrones.

Por la solicitud WO 2012/015407 A1 se conoce un dispositivo de impresión de chorro de tinta para la impresión con tinta que puede curarse mediante radiación UV. En este dispositivo se realiza un curado de la tinta de dos etapas. La tinta primero se imprime con un cabezal de impresión de chorro de tinta, después se cura con una primera fuente de radiación UV, de manera que la tinta se adhiere en el sustrato, a continuación, con una unidad de revestimiento, una película líquida se aplica sobre el revestimiento curado, y por último se realiza un curado completo con otra fuente de luz UV. La película líquida se utiliza para una exclusión de oxígeno en el curado definitivo con la segunda fuente UV.

Sin embargo, la película de líquido aplicada debe retirarse nuevamente después del curado.

En tanto la tinta no se aplique en toda la superficie, la película líquida puede además ser absorbida por el sustrato. Precisamente en el caso de sustratos porosos, con capacidad de succión, como papel o cartón, el sustrato puede hincharse y ondularse. También en este caso, como en el dispositivo conocido por la solicitud WO 96/34700 A1, existe además la posibilidad de que el oxígeno llegue a la capa aplicada ya durante la aplicación de la tinta que puede curarse mediante radiación UV. Por la solicitud JP2003285431A se conoce un dispositivo de impresión de chorro de tinta para la impresión con tinta que puede curarse mediante radiación UV. La etapa de la impresión y del curado tiene lugar en una carcasa, en la cual el contenido de oxígeno se controla en 10 % o menos. Las solicitudes US2014/132682 A1, WO2015/137498 A1, JP2014205259 A, US7559615 B2 y EP1574553 A1 describen dispositivos de desgasificación.

El objeto de la presente invención consiste en proporcionar un procedimiento flexible en cuanto a la imagen de impresión, y un dispositivo correspondiente, para el revestimiento con revestimientos orgánicos que pueden curarse, en el cual se evite en gran medida, o incluso se evite por completo, una inhibición de grupos reactivos mediante oxígeno u otras sustancias del ambiente, como por ejemplo agua.

Este objeto se soluciona mediante lo indicado en las reivindicaciones independientes. En las reivindicaciones respectivamente dependientes se indican configuraciones y perfeccionamientos ventajosos de la invención. Las características de los perfeccionamientos pueden combinarse unas con otras, en tanto esto sea conveniente en el aspecto técnico.

Conforme a ello, la invención proporciona un dispositivo para el revestimiento de un sustrato plano con un revestimiento de polímeros. El dispositivo comprende los siguientes componentes:

- un cabezal de impresión de chorro de tinta con una pluralidad de boquillas y un recipiente de almacenamiento, conectado a las boquillas, para alojar un fluido de revestimiento que puede polimerizarse o reticularse,

- un dispositivo de curado para el curado del fluido de revestimiento aplicado sobre el sustrato por el cabezal de impresión de chorro de tinta,

- un dispositivo de avance para el transporte del sustrato relativamente con respecto al cabezal de impresión de chorro de tinta y al dispositivo de curado, de manera que una sección de la superficie del sustrato primero se mueve a lo largo del cabezal de impresión de chorro de tinta y después delante del dispositivo de curado, - una carcasa, en la cual están dispuestos el dispositivo de curado y el cabezal de impresión de chorro de tinta, y

- un dispositivo para el suministro de un gas inerte que está conectado en la carcasa, para llenar la carcasa con gas inerte, de manera que tanto el sustrato introducido en la carcasa, en la atmósfera de gas inerte, puede revestirse con el cabezal de impresión de chorro de tinta, como también el revestimiento fluido impreso, mediante el dispositivo de curado, puede curarse formando un revestimiento de polímeros sólido mediante polimerización o reticulación en la atmósfera de gas inerte.

Otro aspecto de la invención hace referencia a un procedimiento para el revestimiento de un sustrato plano con un revestimiento de polímeros. El procedimiento comprende las siguientes etapas:

- un revestimiento fluido se imprime sobre el sustrato con un cabezal de impresión de chorro de tinta con una pluralidad de boquillas y un recipiente de almacenamiento conectado a las boquillas, con un fluido de revestimiento que puede polimerizarse o reticularse;

- con un dispositivo de curado, el revestimiento fluido aplicado sobre el sustrato por el cabezal de impresión de chorro de tinta, se cura mediante reticulación o polimerización,

- con un dispositivo de avance, el sustrato se mueve relativamente con respecto al cabezal de impresión de chorro de tinta y al dispositivo de curado, de manera que una sección de la superficie del sustrato, durante la aplicación del revestimiento fluido, primero es guiada a lo largo del cabezal de impresión de chorro de tinta y después delante del dispositivo de curado;

- el dispositivo de curado y el cabezal de impresión de chorro de tinta están dispuestos en una carcasa, - donde mediante un dispositivo para el suministro de un gas inerte, conectado en la carcasa, la carcasa se llena con gas inerte, de manera que tanto el sustrato introducido en la carcasa, en la atmósfera de gas inerte, se reviste con el cabezal de impresión de chorro de tinta, como también el revestimiento fluido impreso, mediante el dispositivo de curado, se cura formando un revestimiento de polímeros sólido, mediante polimerización o reticulación, en la atmósfera de gas inerte. Además, el dispositivo está diseñado de manera que mediante la aplicación del revestimiento pueden eliminarse capas de aire laminares sobre el sustrato.

Otro aspecto de la invención hace referencia a un sustrato revestido producido con el procedimiento según la invención.

En el presente documento, por gas inerte se entiende un gas que esencialmente está libre de oxígeno molecular y que químicamente es muy inactivo (inerte). Por tanto, es un gas que sólo participa en pocas reacciones químicas. El gas inerte puede ser por ejemplo nitrógeno, dióxido de carbono o un gas noble. Por el término “esencialmente libre de oxígeno molecular” se entiende que el gas, en un caso ideal, no contiene nada de oxígeno molecular. Puesto que en la práctica, sin embargo, no puede excluirse una cierta parte residual de oxígeno molecular, por el término antes mencionado se entiende sin embargo también un gas con un contenido de oxígeno molecular de como máximo 0,2 por ciento en volumen.

Por una reticulación se entiende aquí el enlace o la unión covalente de los componentes estructurales moleculares del fluido de revestimiento. Los componentes estructurales pueden tratarse de monómeros, oligómeros y/o prepolímeros, que por ejemplo pueden unirse unos con otros mediante una reacción de polimerización. Para ello, los elementos estructurales moleculares del fluido de revestimiento pueden presentar grupos reactivos que posibiliten reacciones de polimerización y/o de reticulación. Una laca que puede curarse mediante radiación UV puede utilizar acrilatos, epóxidos, éter enólicos o aminas cíclicas como ligante. Pueden agregarse fotoiniciadores y agentes auxiliares, como reticulantes, agentes de flujo, antioxidantes y pigmentos. Los fotoiniciadores pueden formar radicales o cationes reactivos durante la exposición luminosa y pueden iniciar una polimerización o una reacción de reticulación de los monómeros, oligómeros y/o prepolímeros que se encuentran en el fluido de revestimiento.

La idea de la invención consiste en que tanto la aplicación del fluido de revestimiento sobre el sustrato, mediante el cabezal de impresión de chorro de tinta, como también el curado del fluido de revestimiento, se realicen en una atmósfera libre de oxígeno, por tanto, en una atmósfera de gas inerte (en correspondencia con la definición anterior, con un contenido de oxígeno de como máximo 0,2 % en volumen). El cabezal de impresión de chorro de tinta y el dispositivo de curado, de manera correspondiente, están dispuestos juntos en una carcasa.

Según la invención, el fluido de revestimiento también está libre de oxígeno molecular, es decir que el fluido de revestimiento presenta un contenido de oxígeno de como máximo 0,2 % en volumen. Debido a esto puede reducirse aún más el contenido de oxígeno en el revestimiento. Un contenido de oxígeno reducido de modo correspondiente en el fluido de revestimiento se alcanza desgasificando el fluido de revestimiento en el recipiente de almacenamiento.

También es posible un lavado del fluido de revestimiento con un gas inerte.

De ese modo se suprime el problema de la inhibición de oxígeno mencionada, inherente a la polimerización por radicales de compuestos de acrilato no saturados. El oxígeno posee la propiedad de interrumpir la reacción en cadena de radicales mediante la acumulación en los radicales reactivos y, con ello, de impedir una polimerización completa o al menos de dificultar la misma. Mediante la adición de aditivos adecuados, aunque se impide una interrupción general de la polimerización, los aditivos actúan sin embargo como moléculas de transferencia y transfieren el radical a un nuevo monómero, oligómero o prepolímero, iniciando con ello una nueva cadena de polímeros, mientras que se interrumpe la polimerización de la cadena de polímeros activa antes de la inhibición. De este modo, es conveniente excluir esa inhibición mediante la utilización de una atmósfera de gas inerte, para obtener así cadenas de polímeros más largas. De manera ventajosa, de este modo se necesitan menos aditivos de reticulación que en una atmósfera de oxígeno. Expresado de otro modo, si se encuentra presente oxígeno, entonces el oxígeno puede inhibir o bloquear un radical que se encuentra en la preparación del revestimiento, de modo que el mismo ya no pueda reaccionar. No obstante, una polimerización o una reticulación incompleta de los componentes estructurales moleculares del fluido de revestimiento puede conducir a que el revestimiento contenga compuestos de bajo peso molecular que muestran una tendencia de migración más elevada que un polímero de alto peso molecular. Esos compuestos de bajo peso molecular pueden difundirse desde el revestimiento y, con ello, convertirse en una carga para el ambiente y representar una amenaza para la salud, para el usuario del sustrato revestido. De este modo, los compuestos de bajo peso molecular, por ejemplo, pueden migrar desde un envase y, por ejemplo en el caso de un envase de alimentos, pueden llegar al alimento que se encuentra dentro. Mediante la utilización de una atmósfera de gas inerte, en cambio, por una parte, puede alcanzarse un grado de polimerización más elevado y, por otra parte, puede reducirse la cantidad de fotoiniciador necesario. Gracias a esto es posible reducir la proporción de compuestos de bajo peso molecular, es decir, polímeros de cadena corta, monómeros o fotoiniciadores en el revestimiento. De este modo se reduce considerablemente o se evita en absoluto la carga mencionada.

A continuación se indican formas de ejecución y perfeccionamientos ventajosos. Las características de los perfeccionamientos, en tanto sea conveniente en el aspecto técnico, pueden combinarse unas con otras y con cualquier aspecto de la invención.

Según una forma de ejecución no acorde a la invención, el dispositivo de avance puede estar dispuesto dentro de la carcasa, de manera que el transporte del sustrato, relativamente con respecto al cabezal de impresión de chorro de tinta y con respecto al dispositivo de curado, se realiza de modo que el sustrato solamente se transporta dentro de la carcasa. El dispositivo de avance, por lo tanto, puede i) extraer o desenrollar el sustrato desde un rodillo dispensador, ii) guiar el mismo por delante del cabezal de impresión de chorro de tinta y del dispositivo de curado, e iii) enrollarlo en un rodillo receptor. De manera ventajosa, gracias a esto ya no es necesaria una introducción del sustrato en el interior de la carcasa y una extracción desde la carcasa, de manera que se evita una penetración de aire u oxígeno a través de aberturas introducción de sustrato o de aberturas de descarga.

Según otra forma de ejecución, el dispositivo de avance o partes del mismo pueden estar dispuestos por fuera de la carcasa. Por consiguiente, la carcasa presenta una abertura de introducción para el suministro del sustrato y/o una abertura de descarga para la descarga del sustrato.

El sustrato se introduce en la carcasa mediante la abertura de introducción, es guiado por delante del cabezal de impresión de chorro de tinta y del dispositivo de curado, y se descarga desde la carcasa mediante la abertura de descarga. De manera ventajosa, de este modo, la carcasa puede estar diseñada de forma reducida y compacta, ya que dentro están colocados pocos componentes y, con ello, también pueden tratarse o revestirse sustratos menos flexibles.

Según una forma de ejecución puede estar proporcionado un dispositivo de remoción para remover capas de aire laminares o capas límite, que está dispuesto aguas arriba del cabezal de impresión de chorro de tinta en la dirección de movimiento del sustrato, de manera que capas de aire próximas a la superficie se separan del sustrato antes del revestimiento con el cabezal de impresión de chorro de tinta. El dispositivo de remoción puede comprender un dispositivo de cepillado dispuesto sobre el sustrato o una estructura de laberinto que presenta fibras o láminas orientadas hacia el sustrato, que tocan levemente el sustrato o presentan una distancia reducida con respecto al sustrato. Durante el transporte del sustrato relativamente con respecto al dispositivo de cepillado, las fibras o láminas del dispositivo de cepillado consiguen remover capas de aire desde la superficie del sustrato. De manera alternativa o complementaria, el dispositivo de remoción puede comprender boquillas de gas orientadas hacia la superficie del sustrato, que están dispuestas a modo de hileras de forma longitudinal y/o transversal con respecto a la dirección de transporte del sustrato, y que soplan gas inerte hacia la superficie del sustrato, para remover las capas de aire laminares.

La invención en particular es adecuada para la utilización de un fluido de revestimiento sin partes sólidas para el cabezal de impresión de chorro de tinta, donde las partículas se producen en el lugar. Debido a la ausencia del contenido de sólidos puede evitarse una obstrucción de las boquillas del cabezal de impresión de chorro de tinta. De este modo, pueden obtenerse partículas más grandes que en el caso de la utilización de dispersiones, donde de manera ventajosa puede prescindirse de una matriz o de ligantes adicionales y/o de agentes auxiliares para la estabilización de las partículas en la preparación fluida.

Según una forma de ejecución de la invención, sobre los sustratos también pueden aplicarse revestimientos de polímeros rugosos. Por un revestimiento rugoso puede entenderse un revestimiento cuya superficie es desigual o está estructurada. Los revestimientos de esa clase en general se denominan también como laca de estructura. El curado puede tener lugar mediante reacciones de polimerización y/o de reticulación. La preparación fluida puede comprender al menos un prepolímero y/o un monómero, que presenta al menos un grupo que puede polimerizarse, denominado a continuación también como primer grupo. El primer grupo puede polimerizarse por radicales y/o puede reticularse. El fluido de revestimiento puede tratarse de una solución de al menos un prepolímero y/o de un oligómero en al menos un monómero y/o diluyentes reactivos.

El fluido de revestimiento puede contener al menos un fotoiniciador y/o un fotosensibilizador y/o un agente sinérgico. Para el curado, bajo el efecto de la radiación electromagnética, el fotoiniciador puede iniciar una polimerización por radicales y/o una reticulación de los primeros grupos de los prepolímeros y/o de los monómeros.

De manera alternativa o adicional con respecto a la radiación electromagnética, para el curado del fluido de revestimiento puede utilizarse también un haz de electrones.

Según una forma de ejecución, el fluido de revestimiento puede contener prepolímeros y/o monómeros que presentan al menos dos primeros grupos por cadena de prepolímeros o monómeros, debido a lo cual se favorece la reticulación de cadenas de polímeros individuales.

El fluido de revestimiento, después de una expulsión desde las boquillas del cabezal de impresión de chorro de tinta, en forma de gotas, puede curarse durante el vuelo o sobre el sustrato. De ese modo pueden producirse los revestimientos rugosos antes mencionados. La conformación de las partículas, que se desprenden desde las gotas mediante curado, ya puede determinarse mediante las condiciones de expulsión del cabezal de impresión utilizado. Puesto que las partículas se producen en el lugar, y sus propiedades, como forma o tamaño, pueden regularse mediante los parámetros del proceso, del proceso de expulsión, puede prescindirse de componentes estructurales auto-organizantes o particulados, es decir, partículas sólidas, en el fluido de revestimiento. De este modo se dispone de una gran selección de prepolímeros y monómeros adecuados.

Mediante el efecto de la radiación sobre el fluido de revestimiento aplicado sobre el sustrato puede producirse un curado del fluido, al menos parcial, donde el curado puede desarrollarse desde el estado líquido, pasando por un estado de gel y sol/gel, hacia el estado sólido. La dosis UV es aquí determinante: aprovechando de manera selectiva la inhibición de oxígeno, el fluido puede curarse en el volumen y puede permanecer adherente sobre la superficie, o mediante la adaptación de la longitud de onda de la luz UV, en combinación con fotoiniciadores y eventualmente el uso de absorbedores UV, puede curarse sólo la superficie de forma selectiva. Mediante una selección adecuada de los componentes y de la fuente de radiación UV puede alcanzarse también un curado completo de la superficie y en profundidad.

Para el curado puede utilizarse una fuente de radiación que irradie luz en el rango UV o UV-VIS. En este caso es adecuada cualquier fuente de radiación cuya luz irradiada sea adecuada en cuanto a su longitud de onda e intensidad, para iniciar la reacción de polimerización. Una posibilidad para esto consiste en una lámpara de descarga de gas, en particular una lámpara de media presión de mercurio. La fuente de radiación también puede estar diseñada como una fuente de LED monocromática o de radiación láser. Para ello, el curado de las gotas con respecto a otros materiales en el ambiente o que ya se encuentran sobre el sustrato puede controlarse de manera selectiva, de modo que el revestimiento se cura (previamente) sobre el sustrato y, con ello, se logran distintos efectos con respecto a las propiedades de la superficie resultantes.

Según una forma de ejecución, la radiación puede tener una longitud de onda de 150 a 700 nm, preferentemente de 200 a 500 nm, en particular de 350 a 700 nm. Mediante la selección del rango de longitud de onda (así como del fotoiniciador sensible con respecto a ese rango de longitud de onda) puede influenciarse el hecho de que el revestimiento se cure o tenga lugar mayormente en las áreas del borde o en el interior, puesto que la profundidad de penetración de la luz se correlaciona con su longitud de onda.

Además, la utilización de luz de onda más larga puede ser ventajosa en el caso de la utilización de fluidos de revestimiento que contienen colorantes, ya que la luz de onda más larga, en la mayoría de los casos, es mucho menos absorbida por los colorantes que la luz de onda más corta. En general, la longitud de onda de la luz utilizada para el curado puede adaptarse a las propiedades de absorción de los colorantes contenidos en la preparación fluida, de manera que se transmite una parte de la luz irradiada, suficiente para el curado.

Según la invención, la carcasa del dispositivo está diseñada de manera que nada de luz desde el exterior penetre en la carcasa, así como de modo que la carcasa esté protegida de forma estanca a la luz. Con ello, la aplicación del fluido de revestimiento tiene lugar en la oscuridad, mediante el cabezal de chorro de tinta. Se considera ventajosa una protección óptica correspondiente del cabezal de chorro de tinta, así como de la unidad de curado, mediante la carcasa, ya que con ello se garantiza que durante el curado la polimerización sólo comience debido a la luz irradiada con la longitud de onda óptima para ello.

Un revestimiento, a continuación denominado también como primer revestimiento, se aplica sobre el sustrato mediante el cabezal de impresión de chorro de tinta. Un sustrato revestido también puede tener sólo un primer revestimiento.

Las gotas o las partículas de polímeros que impactan sobre el sustrato pueden formar un revestimiento desigual, estructurado. Un revestimiento de esa clase puede ser opaco, puede presentar un efecto háptico (por ejemplo un efecto de arena), puede ser especialmente deslizante, particularmente poco deslizante (por ejemplo un revestimiento de anti-deslizamiento), pero también puede estar funcionalizado de forma visual (por ejemplo notas de color o puntos brillantes con pigmentos metálicos).

La adhesión del revestimiento sobre el sustrato, así como de las partículas entre sí, se determina en particular mediante la forma y la adherencia de las partículas y la superficie, o de un revestimiento del sustrato que eventualmente se encuentre presente.

Por «adherencia» se entiende la capacidad de adhesión de las partículas. La adherencia influye en la adhesión de las partículas dentro del revestimiento y sobre el sustrato. Esas propiedades, por ejemplo en el área de los adhesivos (PSA, Pressure Sensitive Adhesive; adhesivos sensibles a la presión), se describen con el término “adhesión dinámica”. La adherencia se determina en particular mediante el grado de curado en la superficie de las partículas. De este modo, un grado de curado elevado en la superficie de las partículas o bien en las áreas de las partículas próximas a la superficie, conduce a una adherencia más bien reducida de las partículas.

Según una forma de ejecución, el revestimiento se aplica lateralmente sobre el sustrato, de forma estructurada. De este modo, por ejemplo subáreas del sustrato pueden ser provistas del revestimiento rugoso, mientras que otras subáreas del sustrato no se revisten.

Mediante una regulación de la densidad de la superficie (número de partículas por unidad de superficie) y/o del tamaño de las partículas, pueden producirse efectos de opacidad o de brillo sobre la superficie. También pueden generarse gradientes del grado de opacado o de efectos hápticos, de manera sencilla, mediante una activación correspondiente del cabezal de impresión y, de este modo, mediante densidades de la superficie y/o tamaños de las partículas que varían de forma lateral. Mediante una selección adecuada del material de revestimiento y de los parámetros del revestimiento puede influirse en el tipo de efecto háptico. La háptica puede variar entre efectos de laca de arena o papel de lija, hasta propiedades de suavidad al tacto. Por medio de la influencia del grosor de la capa, esas propiedades pueden reforzarse mediante un relieve adicional. La laca de arena se trata de una laca de estructura que presenta una estructura y una háptica similar al papel de lija. También es posible funcionalizar químicamente las superficies, como por ejemplo en el caso de las cerámicas modificadas orgánicamente (ormocer) de generación 1 a 3.

Durante la selección adecuada de los materiales también pueden producirse áreas que pueden sellarse. Por ejemplo, con esa finalidad, las partículas pueden conformarse de modo que puedan fundirse en caliente. También es posible una reticulación térmica posterior.

Preferentemente se utilizan boquillas de piezo-inyección. En estas boquillas, mediante el pulso eléctrico, tiene lugar una deformación de un material piezoeléctrico, y debido a esto se produce una onda sonora o de presión, de manera que el material de revestimiento es expulsado a través de la boquilla en forma de gotas. Los pulsos pueden ser generados por un dispositivo de control.

Según una forma de ejecución, el sustrato proporcionado puede presentar un segundo revestimiento que puede curarse, que no está curado o no está curado por completo. El segundo revestimiento puede contener un segundo prepolímero y/o un segundo monómero con un segundo grupo que puede polimerizarse. El segundo revestimiento se cura sólo después de la aplicación del primer revestimiento, de manera que las partículas, después del impacto, se adhieren sobre el segundo revestimiento. El segundo revestimiento puede curarse i) mediante polimerización y/o reticulación, o ii) mediante la reacción del segundo grupo que puede polimerizarse.

Un curado del segundo revestimiento con el segundo prepolímero o monómero, después del impacto de las partículas, puede conducir a una adhesión mejorada de las partículas de polímeros sobre el sustrato revestido, de manera que el segundo revestimiento puede utilizarse como promotor de adhesión o para reforzar la adhesión. El segundo grupo, distinto del primer grupo, puede ser inerte o inerte en gran medida con respecto a las condiciones de polimerización del primer grupo. El segundo grupo en particular conduce a una reticulación de las cadenas de prepolímeros. El primer grupo puede reaccionar durante el vuelo y conducir a un curado de la gota. Puesto que el segundo grupo no reacciona, o sólo reacciona en un grado reducido, ese grupo se encuentra disponible para la reticulación del revestimiento depositado. Mediante la reacción del segundo grupo, en una etapa del procedimiento subsiguiente, por ejemplo, puede tener lugar una reticulación de las partículas entre sí. Mediante el grado de reticulación del segundo grupo puede regularse la porosidad del revestimiento o su resistencia a la abrasión.

Según una forma de ejecución, los segundos grupos que pueden polimerizarse pueden estar conformados de manera que en otra etapa del procedimiento pueda tener lugar una funcionalización de la superficie de las partículas. En particular, el segundo grupo que puede polimerizarse puede comprender un grupo de anclaje para reacciones químicas selectivas. En esa forma de ejecución, el revestimiento por ejemplo puede presentar propiedades de sensor y/o de indicador.

La preparación fluida puede contener también un monómero con un primer y un segundo grupo que puede polimerizarse, distinto del primer grupo, donde el segundo grupo que puede polimerizarse es inerte con respecto a las condiciones de polimerización del primer grupo, o al menos es inerte en gran medida. En esta forma de ejecución de la invención, de este modo, las partículas depositadas sobre el sustrato, en una etapa subsiguiente, pueden curarse más y/o reticularse entre sí.

Un sustrato revestido puede proporcionarse con un tercer grupo que puede polimerizarse. Se polimerizan tanto el segundo, como también el tercer grupo. El segundo y el tercer grupo pueden tratarse de grupos funcionales diferentes o iguales. En particular, el segundo y el tercer grupo están diseñados de manera que pueden tener lugar reacciones de polimerización y/o de reticulación del segundo con el tercer grupo que puede polimerizarse. Mediante la polimerización simultánea del segundo y del tercer grupo, de este modo, puede tener lugar un enlace covalente de las partículas en el sustrato revestido.

Mediante la aplicación sobre diferentes subáreas del sustrato revestido puede obtenerse un revestimiento rugoso, estructurado de forma tridimensional.

También es posible producir estructuras tridimensionales, en donde en un proceso de revestimiento se aplican tantas partículas por unidad de superficie, de manera que las partículas se depositan unas sobre otras al menos de forma parcial.

Otro aspecto de la invención hace referencia a un sustrato impreso o que puede imprimirse, con un primer revestimiento rugoso, de polímeros, donde el revestimiento se forma mediante partículas de polímeros, en particular conformadas de forma esférica o en gran medida esféricas.

De este modo puede obtenerse un revestimiento rugoso, en el cual las partículas presentan una envoltura sólida y un núcleo fluido, adherente. Las partículas pueden estar conformadas de manera que la envoltura estalle debido al efecto de una fuerza, y el interior de la partícula se libere. Los revestimientos de esa clase por ejemplo pueden utilizarse como sistemas de varios componentes y/o en la técnica de unión (PSA, Pressure Sensitive Adhesive; adhesivos sensibles a la presión). Un pegado fijo puede tener lugar después mediante un nuevo curado del material de revestimiento liberado, lo cual conduce a una reticulación posterior.

Según una forma de ejecución de la invención, las partículas del revestimiento presentan un volumen medio de 0,01 a 500 picolitros, preferentemente de 0,1 a 150, de forma especialmente preferente de 0,1 a picolitros. En general, lo mismo aplica también para el volumen de las gotas expulsadas desde el cabezal de impresión, por tanto, también en la producción de revestimientos lisos.

Según una forma de ejecución, los revestimientos rugosos pueden tratarse de revestimientos porosos. La porosidad del revestimiento puede regularse mediante el tamaño de las partículas, así como mediante el volumen de las partículas.

En función de la porosidad del revestimiento rugoso, éstos pueden utilizarse por ejemplo como membranas, por ejemplo como membranas semipermeables o filtros.

Las partículas del revestimiento pueden estar reticuladas entre sí. Mediante la reticulación de las partículas puede regularse la resistencia del revestimiento rugoso, donde la reticulación puede estar presente de forma química, pero también de forma física. Además, una reticulación de las partículas dentro del revestimiento conduce a una reducción de la porosidad. Los revestimientos rugosos pueden utilizarse como revestimientos antideslizantes.

Según una forma de ejecución, las partículas del revestimiento pueden presentar sólo una adhesión reducida entre sí y/o una adhesión reducida sobre el sustrato. Por ejemplo, esto puede conducir a que bajo el efecto de una fuerza, en particular por fricción, las partículas se desprendan desde el sustrato y, con ello, aumente la capacidad de deslizamiento. De este modo, el revestimiento puede utilizarse como rodamiento de microbolas.

Además, la unión fija de las partículas puede aumentar significativamente la capacidad de deslizamiento.

Mediante la proyección desde la superficie, las partículas aplicadas pueden actuar como espaciadores. De este modo puede evitarse una adhesión de las superficies de revestimiento, de lo contrario muy lisas, de unas con respecto a otras, debido a un “efecto de placas de vidrio”. Si las partículas se utilizan en una concentración menor, su presencia en el revestimiento no influye, o influye menos, en las propiedades mecánicas y físicas del material, como por ejemplo el grado de brillo del revestimiento. Para alcanzar ese efecto, se considera conveniente una parte de superficie de las partículas, sobre la superficie, de menos de 10 %, preferentemente de menos de 5 %, de modo especialmente preferente de menos de 1 %, en particular preferentemente de menos de 0,5 %. De manera especialmente ventajosa, la aplicación de los espaciadores está dirigida a la superficie del revestimiento. De ese modo puede prescindirse de una concentración elevada de las partículas en el volumen del material de revestimiento.

En un perfeccionamiento de la invención, las partículas de polímeros adicionalmente contienen pigmentos y/o colorantes. De este modo, en algunas áreas, el revestimiento puede contener diferentes partículas con diferentes pigmentos y/o colorantes. De manera alternativa y/o adicional, las partículas y/o un revestimiento adicional que eventualmente se encuentra presente, contienen pigmentos metálicos. De este modo pueden producirse efectos metálicos. También es posible la utilización de pigmentos termocrómicos. Revestimientos correspondientes pueden utilizarse como capas decorativas.

De manera alternativa o adicional, las partículas de polímeros pueden contener partículas magnéticas y/o conductoras, de manera que los revestimientos rugosos presentan propiedades físicas correspondientes.

Según una forma de ejecución, entre el sustrato y el revestimiento rugoso puede estar aplicada una segunda capa de polímeros, en la cual se adhieren las partículas. El segundo revestimiento de polímeros aumenta la adhesión de las partículas sobre el sustrato y puede estar realizado como capa promotora de adhesión o que refuerza la adhesión. La primera capa, es decir la rugosa, y la segunda capa, pueden estar reticuladas una con otra en sus superficies límite, al menos de forma parcial.

Según una forma de ejecución, las partículas de polímeros del revestimiento rugoso pueden presentar una funcionalización de las superficies, en particular una funcionalización mediante grupos hidrófilos o hidrófobos.

Un aspecto de la invención hace referencia a un dispositivo para producir un revestimiento rugoso sobre un sustrato, mediante una impresión por inyección. El dispositivo puede comprender un cabezal de impresión, así como al menos una fuente de luz, preferentemente una fuente de luz UV y/o UV-VIS, donde el cabezal de impresión está configurado para descargar como gotas una preparación fluida para el procesamiento con boquillas de inyección. En particular, el cabezal de impresión está configurado para descargar gotas separadas, distanciadas unas de otras. La fuente de luz está posicionada de manera que las gotas descargadas se curan i) antes o ii) después del impacto sobre el sustrato distanciado del cabezal de impresión, al menos de forma parcial, mediante la luz.

Según una forma de ejecución, el dispositivo adicionalmente puede comprender un dispositivo de revestimiento para la aplicación de un segundo revestimiento de polímeros fluido, que puede curarse, así como un dispositivo de transporte para el desplazamiento del sustrato por delante del dispositivo de revestimiento y del cabezal de impresión, de modo que las partículas expulsadas desde el cabezal de impresión, eventualmente curadas durante el vuelo, impactan sobre el revestimiento fluido aplicado con el dispositivo de revestimiento. Además, el dispositivo comprende una segunda fuente de luz para el curado del segundo revestimiento fluido, con las partículas de polímeros aplicadas encima, que forman un revestimiento rugoso.

La distancia desde el cabezal de impresión preferentemente se encuentra entre 1 y 5 mm, 5, de modo especialmente preferente entre 1 y 3 mm. Con esas distancias está garantizada una resolución suficiente y una precisión del posicionamiento durante el proceso de impresión.

En particular, el cabezal de impresión está configurado de manera que se expulsan gotas con un volumen en el rango de 0,01 a 500 picolitros, preferentemente con un volumen de hasta 0,1 a 150 picolitros y de forma especialmente preferente con un volumen de 0,1 a picolitros. En tanto el dispositivo comprenda varias fuentes de luz, al menos una fuente de luz puede comprender fibras ópticas o una fuente láser, cuyos extremos de salida de luz están dispuestos de manera que la luz que sale se irradia hacia el área entre el cabezal de impresión y el sustrato, o se orienta directamente hacia el sustrato. Al menos una fuente de luz puede estar dispuesta de manera que la dirección de la radiación sea paralela, inclinada o perpendicular con respecto a la dirección de vuelo de la preparación fluida descargada en forma de gotas. Una irradiación lateral puede facilitar el acoplamiento de la luz en el área delante de las boquillas.

Según una forma de ejecución, al menos una fuente de luz puede reemplazarse por dispositivos de haces de electrones, de manera que las gotas y/o la capa sobre la superficie o todo el revestimiento sobre el sustrato se curan mediante haces de electrones.

A continuación, la invención se explica con mayor detalle mediante ejemplos de ejecución y haciendo referencia a los dibujos. Los símbolos de referencia idénticos remiten a los mismos elementos o a elementos correspondientes. Las características de distintos ejemplos de ejecución, en tanto sea conveniente en el aspecto técnico, pueden combinarse unas con otras y con cualquier aspecto de la invención.

Breve descripción de las figuras

Muestran:

Figura 1 un dispositivo de revestimiento para revestir un sustrato plano con un revestimiento de polímeros según la invención,

Figura 2 un dispositivo de revestimiento según una forma de ejecución no acorde a la invención,

Figura 3 un envase revestido.

Descripción detallada de la invención

La figura 1 muestra un dispositivo 10 para el revestimiento de un sustrato 12 plano con un revestimiento de polímeros 14. El dispositivo de revestimiento 10 comprende los siguientes componentes:

- un cabezal de impresión de chorro de tinta 16 con una pluralidad de boquillas 18 y un recipiente de almacenamiento 20, conectado a las boquillas 18, para alojar un fluido de revestimiento 11 que puede polimerizarse o reticularse,

- un dispositivo de curado 22 para el curado del fluido de revestimiento aplicado sobre el sustrato 12 por el cabezal de impresión de chorro de tinta 16,

- un dispositivo de avance 26 para el transporte del sustrato 12 relativamente con respecto al cabezal de impresión de chorro de tinta 16 y al dispositivo de curado 22, de manera que una sección de la superficie del sustrato 12 primero se mueve a lo largo del cabezal de impresión de chorro de tinta 16 y después delante del dispositivo de curado 22,

- una carcasa 28, en la cual están dispuestos el dispositivo de curado 22 y el cabezal de impresión de chorro de tinta 16, y

- un dispositivo 30 para el suministro de un gas inerte que está conectado en la carcasa 28, para llenar la carcasa 28 con gas inerte, de manera que tanto el sustrato 12 introducido en la carcasa 28, en la atmósfera de gas inerte, puede revestirse con el cabezal de impresión de chorro de tinta 16, como también el revestimiento fluido impreso, mediante el dispositivo de curado 22, puede curarse formando un revestimiento de polímeros sólido 14 mediante polimerización o reticulación en la atmósfera de gas inerte.

La carcasa 28 presenta una abertura de introducción 32 para el suministro del sustrato 12 y una abertura de descarga 34 para la descarga del sustrato 12. El dispositivo de revestimiento 10 comprende un dispositivo de remoción 24 para remover capas de aire laminares o capas límite, que está dispuesto aguas arriba del cabezal de impresión de chorro de tinta 16 en la dirección de movimiento del sustrato 12, de manera que capas de aire próximas a la superficie se separan del sustrato 12 antes del revestimiento con el cabezal de impresión de chorro de tinta 16.

El dispositivo de remoción está diseñado como un dispositivo de cepillado 24 dispuesto sobre el sustrato 12, que presenta fibras o láminas orientadas hacia el sustrato 12, que tocan levemente el sustrato 12 o casi no lo tocan, donde el transporte del sustrato 12, relativamente con respecto al dispositivo de cepillado, consigue una remoción de las capas de aire desde la superficie del sustrato 12, mediante el dispositivo de cepillado. El dispositivo de cepillado está dispuesto en la abertura de introducción 32.

Con las medidas descritas hasta el momento se excluye ahora la presencia de oxígeno molecular y eventualmente también de otros componente reactivos contenidos en el aire. Otra mejora puede alcanzarse además de forma general, e independientemente del ejemplo de ejecución especial, mostrado en la figura 1, proporcionando un dispositivo de desgasificación 21 conectado o que puede conectarse en el recipiente de almacenamiento 20, para la eliminación de oxígeno molecular en el recipiente de almacenamiento 20. Con el dispositivo de desgasificación se eliminan gases disueltos en el fluido de revestimiento 11, como por ejemplo nitrógeno y oxígeno, es decir que el fluido de revestimiento 11 se desgasifica mediante la eliminación del oxígeno molecular. Por ejemplo, el dispositivo de desgasificación 21, como también en el ejemplo mostrado en la figura 1, puede ser una bomba con la que se genera una presión negativa en el recipiente de almacenamiento 20. Mediante la presión negativa se genera un desequilibrio de difusión para el oxígeno, de modo que desde el fluido de revestimiento 11 sale oxígeno contenido en el fluido de revestimiento, y el mismo es succionado.

Según otra forma de ejecución de la invención, el dispositivo de desgasificación 21 puede comprender también un dispositivo de lavado, con el cual el volumen residual del recipiente de almacenamiento 20, no ocupado por el fluido de revestimiento 11, se lava con un gas inerte. De ese modo se genera también un desequilibrio de la presión parcial del oxígeno entre el fluido de revestimiento 11 y el volumen residual en el recipiente de almacenamiento 20, ya que aquí también se afecta el equilibrio de difusión del oxígeno. El equilibrio de difusión se desplaza en dirección de la difusión desde el fluido de revestimiento 11, de manera que oxígeno sale cada vez con más frecuencia desde el fluido de revestimiento 11 y, con ello, el oxígeno puede descargarse con el gas de lavado, al menos de forma parcial.

La figura 2 muestra un segundo ejemplo de ejecución del dispositivo de revestimiento 10. El presente ejemplo de ejecución se diferencia del ejemplo de ejecución mostrado en la figura 1 en

i) la conformación del dispositivo de remoción 24, 25 e

ii) la conformación del dispositivo de avance 26.

El dispositivo de remoción mostrado en la figura 2 está diseñado como boquillas de gas 25 orientadas hacia la superficie del sustrato, que están dispuestas a modo de hileras de forma longitudinal y/o transversal con respecto a la dirección de transporte del sustrato 12, y que soplan gas inerte hacia la superficie del sustrato 12, para remover las capas de aire laminares. En cambio, el dispositivo de remoción mostrado en la figura 1 está diseñado como un dispositivo de cepillado 24.

El dispositivo de avance 26,36,38 mostrado en la figura 2 está diseñado para realizar el transporte del sustrato 12 relativamente con respecto al cabezal de impresión de chorro de tinta 16 y con respecto al dispositivo de curado 22, de manera que el sustrato 12 solamente se transporta dentro de la carcasa 28, sin abandonar la carcasa 28. El sustrato 12, dentro de la carcasa 28, i) se desenrolla desde un rodillo dispensador 36, ii) se guía por delante del cabezal de impresión de chorro de tinta 16 y del dispositivo de curado 22, e iii) se enrolla en un rodillo receptor 38. Un rodillo de accionamiento 26 y el rodillo receptor 38 se encargan del accionamiento o del avance del sustrato 12. Mediante el dispositivo 10, un revestimiento de laca se aplica sobre la superficie de un sustrato de papel o de cartón 12, preferentemente impreso. Para ello está proporcionado un dispositivo de avance que, en este caso, comprende un rodillo de avance 26, sobre el cual el sustrato 12, apoyándose con el costado, se desplaza por delante de un cabezal de impresión de chorro de tinta 16, a lo largo de una dirección de desplazamiento. El cabezal de impresión de chorro de tinta 16 aplica una película en forma de un fluido de revestimiento que puede curarse mediante radiación UV, de forma controlada mediante un dispositivo informático 42.

El cabezal de impresión de chorro de tinta 16 trabaja según el principio drop-on-demand (gota a la demanda), donde las boquillas 18 del cabezal de impresión de chorro de tinta 16, como reacción frente a señales de control del ordenador 42, expulsan gotas individuales hacia la superficie del sustrato 12 que debe revestirse, donde las gotas preferentemente forman una película cerrada. Las boquillas 18 están dispuestas en una hilera, transversalmente con respecto a la dirección de desplazamiento, donde la hilera cubre al menos 3/4 de la anchura, preferentemente toda la anchura del sustrato 12. Para poder alcanzar velocidades de revestimiento elevadas preferentemente se utiliza una disposición de boquillas 18 que se sostiene de forma rígida en dirección transversal con respecto a la dirección de desplazamiento durante el revestimiento. A diferencia de lo representado en la figura 1, también pueden proporcionarse varias hileras de boquillas dispuestas de forma consecutiva en la dirección de desplazamiento. Un dispositivo 25 para remover capas de aire laminares está dispuesto aguas arriba de la unidad de revestimiento 10, en la dirección de desplazamiento. El mismo comprende una hilera de boquillas orientadas hacia la superficie del sustrato. La hilera de las boquillas se extiende del mismo modo que al menos una hilera de las boquillas de revestimiento 18, igualmente de forma transversal con respecto a la dirección de desplazamiento.

Las boquillas del dispositivo 25 para la remoción de capas de aire laminarse están conectadas a por lo menos una fuente de gas comprimido 30, de manera que flujos de gas pueden escapar desde las boquillas, los cuales impactan sobre la superficie del sustrato o sobre la película aplicada encima. Mediante los flujos de gas, preferentemente turbulentos, se eliminan capas de aire laminares, próximas a la superficie, o capas límite, sobre el sustrato. Para mejorar la efectividad puede ser conveniente pulsar los flujos de gas y/o calentarlos, y/o proporcionar uno o varios generadores de ultrasonido en el suministro de gas de las boquillas, para aplicar ondas ultrasónicas a los flujos de gas.

El efecto de los flujos de gas puede mejorarse de manera que los ejes de las boquillas, así como los flujos de gas que salen, se orienten de forma oblicua bajo un ángulo 40 con respecto a la perpendicular, sobre el lado del sustrato. El ángulo se encuentra entre 0° y 90°, preferentemente entre 20° y 80°, en particular entre 30° y 70°, de modo especialmente preferente entre 40° y 60°.

Una mejora del efecto puede alcanzarse de manera que en lugar de un flujo de gas individual, como puede generarse por ejemplo con una boquilla ranurada, varios flujos de gas discretos se encuentran presentes debido a la pluralidad de boquillas y/o gradientes en la velocidad de circulación, en varias direcciones a lo largo de la superficie. Después de que las capas de aire han sido eliminadas, por ejemplo mediante los flujos de gas del dispositivo, el fluido de revestimiento se aplica sobre el sustrato 12 y se cura la película formada de ese modo. Para ello está proporcionado un dispositivo de curado 22, para el curado del material de revestimiento, que está dispuesto en la dirección de desplazamiento, aguas abajo del cabezal de impresión de chorro de tinta. El dispositivo de curado comprende para ello una fuente de luz UV. Esa fuente de luz emite luz UV con un espectro que, en combinación con el fotoiniciador utilizado, es adecuado para la reacción de curado.

Mediante la luz UV de la fuente de luz UV se pone en marcha una polimerización por radicales de la laca UV, que aún es fluida. Por ejemplo, son adecuados los revestimientos en base a acrilato que pueden curarse mediante radiación UV.

El dispositivo 10 puede ser un dispositivo para el acabado de productos impresos. Según una variante, también los propios productos impresos pueden ser producidos con el dispositivo 10, donde con las boquillas 18 del cabezal de chorro de tinta 16 laca o tintas de impresión se aplican como revestimiento. También en ese caso puede utilizarse un fluido de revestimiento que se cura mediante radiación UV, que entonces se solidifica mediante la luz UV de la fuente de luz UV.

Un dispositivo de remoción 25 según el ejemplo mostrado en la figura 2 puede utilizarse también en lugar del dispositivo de remoción 24 del ejemplo mostrado en la figura 1, o de forma adicional con respecto al mismo. Se considera preferente aquí que el flujo de gas esté orientado en dirección de la abertura de introducción 32, para el suministro del sustrato 12. De este modo se contrarresta un suministro de aire a través de la abertura de introducción 32.

Mediante la producción de un revestimiento estructurado de forma lateral, que se aplica rebajando áreas mediante el dispositivo según la invención, sobre la superficie de un producto impreso producido según la invención se logran efectos ópticos y/o hápticos. De este modo pueden alcanzarse efectos de brillo o también efectos metálicos, que adicionalmente presentan también una estructura de relieve que puede percibirse de forma háptica.

La figura 3 muestra un ejemplo de ejecución de un sustrato 12 revestido en forma de un envase 50, por ejemplo un envase de alimentos o de productos de consumo estimulantes. El sustrato 12 del envase 50 por ejemplo puede ser un embalaje de cartón. En el ejemplo representado, el envase de cartón, después del revestimiento según la invención, se convierte en una caja plegable para alojar un alimento o un producto de consumo estimulante. Delante del revestimiento según la invención fue aplicada una imagen de impresión 51.

El revestimiento 14 según la invención está estructurado de forma lateral, de modo que están rebajadas áreas 52 del revestimiento 14. Debido a la coexistencia del revestimiento 14 y de áreas no revestidas 52 pueden lograrse efectos ópticos o hápticos. Los efectos hápticos se logran mediante la estructura elevada, así como sobresaliente, del revestimiento 14, en comparación con las áreas no revestidas 52. Del mismo modo, el revestimiento 14 puede percibirse de forma háptica mediante otra rugosidad en comparación con las áreas no revestidas 52, o mediante otros coeficientes de fricción. Además, resultan efectos ópticos de las diferencias en el índice de refracción y/o en la rugosidad entre el revestimiento 14 y las áreas no revestidas 52. Por ejemplo, la imagen de impresión 51 puede destacarse mediante efectos de brillo del revestimiento 14. En el envase 50 mostrado en la figura 14, la imagen de impresión fue copiada con el revestimiento 14, desplazada lateralmente como ejemplo de esto.

A diferencia de lo mostrado en la figura 3, el revestimiento 14 también puede estar aplicado coincidiendo con la imagen de impresión 51 o con elementos de la imagen de impresión 51. De ese modo, elementos de la imagen de impresión 51 pueden estar provistos de efectos opacos o de brillo de forma selectiva y/o pueden destacarse de forma háptica. Para lograr efectos de brillo se aplica un revestimiento 14 liso. Si un curado, al menos parcial, de las gotas expulsadas por el cabezal de impresión de chorro de tinta, ya se realiza durante el vuelo, también pueden producirse revestimientos 14 opacos y rugosos. Como otro ejemplo, en el envase 50 representado, elementos en forma de gotas (a la izquierda junto al elemento de imagen de impresión en forma de L) están aplicados aún como componentes del revestimiento 14. Los mismos, por ejemplo como elementos hápticos, pueden dar una impresión ondulada o rugosa. Si la imagen de impresión debe complementarse sólo de forma háptica u óptica, sin una limitación en cuanto al ejemplo presentado, es posible utilizar fluidos de revestimiento que den como resultado un revestimiento 14 transparente o al menos translúcido.

Los sustratos 12 revestidos según la invención, como en particular envases 50 de alimentos o de productos de consumo estimulantes, se caracterizan porque debido al revestimiento y al curado en una atmósfera de gas inerte, se encuentra presente una reticulación y/o una polimerización completa o al menos avanzada en comparación con los revestimientos conocidos. Esto se asocia al hecho de que se reduce a un mínimo la parte de componentes del revestimiento no reticulados o polimerizados, o reticulados o polimerizados de forma incompleta. De este modo, en el revestimiento 14 prácticamente ya no están contenidos componentes que, en el transcurso del tiempo, puedan migrar desde el revestimiento hacia el ambiente, en particular que tampoco puedan migrar hacia el alimento o hacia el producto de consumo estimulante.

Símbolos de referencia

10 Dispositivo para revestir un sustrato 12 plano

11 Fluido de revestimiento

12 Sustrato

14 Revestimiento de polímeros

16 Cabezal de impresión de chorro de tinta

Boquillas

Recipiente de almacenamiento

Dispositivo de desgasificación

Dispositivo de remoción

Dispositivo de cepillado para la eliminación de capas de aire laminares Boquillas de gas para la eliminación de capas de aire laminares

Dispositivo de avance, rodillo de avance

Carcasa

Dispositivo para suministrar un gas inerte

Abertura de introducción para suministrar el sustrato 12

Abertura de descarga para descargar el sustrato 12

Rodillo dispensador

Rodillo receptor

Ángulo de inclinación de una boquilla de gas con respecto a una normal del sustrato Dispositivo informático

Envase

Imagen de impresión

Área rebajada de 14

Claims (9)

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo (10) para revestir un sustrato plano (12) con un revestimiento de polímeros (14), que comprende:

- un cabezal de impresión de chorro de tinta (16) con una pluralidad de boquillas (18) y un recipiente de almacenamiento (20), conectado a las boquillas (18), para alojar un fluido de revestimiento (11) que puede polimerizarse o reticularse, donde el recipiente de almacenamiento (20) presenta un dispositivo de desgasificación (21) conectado o que puede conectarse, para eliminar oxígeno molecular disuelto en el fluido de revestimiento (11), en el recipiente de almacenamiento, de manera que el contenido de oxígeno molecular en el fluido de revestimiento sea como máximo de 0,2 % en volumen,

- un dispositivo de curado (22) para el curado del fluido de revestimiento (11) aplicado sobre el sustrato (12) por el cabezal de impresión de chorro de tinta (16),

- un dispositivo de avance (26) para el transporte del sustrato (12) relativamente con respecto al cabezal de impresión de chorro de tinta (16) y al dispositivo de curado (22), de manera que una sección de la superficie del sustrato (12) primero se mueve a lo largo del cabezal de impresión de chorro de tinta (16) y después delante del dispositivo de curado (22),

- una carcasa (28), en la cual están dispuestos el dispositivo de curado (22) y el cabezal de impresión de chorro de tinta (16), y donde la carcasa (28) presenta una abertura de introducción (32) para el suministro del sustrato (12) y/o una abertura de descarga (34) para la descarga del sustrato (12), y donde la carcasa (28) está diseñada de forma estanca a la luz, y

- un dispositivo (30) para el suministro de un gas inerte, que está conectado en la carcasa (28), para llenar la carcasa (28) con gas inerte, de manera que tanto el sustrato (12) introducido en la carcasa (28), en la atmósfera de gas inerte, puede revestirse con el cabezal de impresión de chorro de tinta (16), como también el revestimiento fluido impreso, mediante el dispositivo de curado (22), puede curarse formando un revestimiento de polímeros sólido (14) mediante polimerización o reticulación en la atmósfera de gas inerte, donde la atmósfera de gas inerte contiene como máximo 0,2 % en volumen de oxígeno.

2. Dispositivo (10) según una de las reivindicaciones precedentes, donde el dispositivo (10) presenta un dispositivo de remoción (24,25) para remover capas de aire laminares o capas límite, que está dispuesto aguas arriba del cabezal de impresión de chorro de tinta (16) en la dirección de movimiento del sustrato (12), de manera que capas de aire próximas a la superficie se separan del sustrato (12) antes del revestimiento con el cabezal de impresión de chorro de tinta (16).

3. Dispositivo (10) según la reivindicación precedente, donde el dispositivo de remoción comprende boquillas de gas (25) orientadas hacia la superficie del sustrato, que están dispuestas a modo de hileras de forma longitudinal y/o transversal con respecto a la dirección de transporte del sustrato (12), y que soplan gas inerte hacia la superficie del sustrato (12), para remover las capas de aire laminares.

4. Dispositivo (10) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por al menos una de las siguientes características:

- una fuente de radiación o fuente de luz como dispositivo de curado (22) para el curado de un fluido de revestimiento (11) que puede curarse por radiación;

- la fuente de luz está diseñada para emitir luz en el rango UV-VIS, preferentemente en el rango de 150 a 700 nm, o de 200 a 500 nm, o de 350 a 700 nm;

- el dispositivo de curado (22) comprende varias fuentes de luz;

- una fuente de luz que irradia luz de forma transversal con respecto a la dirección de vuelo de las gotas, y preferentemente a lo largo de una hilera de varias boquillas (18) distanciadas del cabezal de impresión de chorro de tinta (16);

- la fuente de luz comprende al menos un láser, una lámpara de descarga de gas, preferentemente una lámpara de media presión de mercurio y/o un LED;

- al menos una fuente de luz comprende fibras ópticas, cuyos extremos de salida de luz están dispuestos de manera que la luz que sale se irradia hacia el área entre el cabezal de impresión y el sustrato (12).

5. Dispositivo (10) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por al menos una de las siguientes características:

- la distancia entre el cabezal de impresión y el sustrato (12) se encuentra entre 1 y 5 mm, preferentemente entre 1 y 3 mm;

- el cabezal de impresión está diseñado para producir gotas con un volumen en el rango de 0,01 a 500 picolitros, preferentemente de 0,1 a 150 picolitros, de modo especialmente preferente de 0,1 a 25 picolitros.

6. Procedimiento para revestir un sustrato plano (12) con un revestimiento de polímeros (14), donde

- un revestimiento fluido se imprime sobre el sustrato (12) en la oscuridad con un cabezal de impresión de chorro de tinta (16) con una pluralidad de boquillas (18) y un recipiente de almacenamiento (20) conectado a las boquillas (18), con un fluido de revestimiento (11) que puede polimerizarse o reticularse, donde oxígeno molecular, en el recipiente de almacenamiento (20), se elimina mediante un dispositivo de desgasificación (21), de manera que el contenido de oxígeno molecular en el fluido de revestimiento fluido (11) como máximo es de 0,2 % en volumen, y el sustrato (12), mediante un dispositivo de avance (26), se suministra por una abertura de introducción (32) de la carcasa (28) y/o se descarga mediante el dispositivo de avance (26) por una abertura de descarga (34) de la carcasa (28),

- con un dispositivo de curado (22), el revestimiento fluido aplicado sobre el sustrato (12) por el cabezal de impresión de chorro de tinta (16), se cura mediante reticulación o polimerización,

- con un dispositivo de avance (26), el sustrato (12) se mueve relativamente con respecto al cabezal de impresión de chorro de tinta (16) y al dispositivo de curado (22), de manera que una sección de la superficie del sustrato (12), durante la aplicación del revestimiento fluido, primero es guiada a lo largo del cabezal de impresión de chorro de tinta (16) y después delante del dispositivo de curado (22),

- el dispositivo de curado (22) y el cabezal de impresión de chorro de tinta (16) están dispuestos en una carcasa (28), y

- mediante un dispositivo (30) para el suministro de un gas inerte, conectado en la carcasa (28), la carcasa (28) se llena con gas inerte, de manera que tanto el sustrato (12) introducido en la carcasa (28), en la atmósfera de gas inerte, se reviste con el cabezal de impresión de chorro de tinta (16), como también el revestimiento fluido impreso, mediante el dispositivo de curado (22), se cura formando un revestimiento de polímeros sólido (14), mediante polimerización o reticulación, en la atmósfera de gas inerte, donde la atmósfera de gas inerte presenta un contenido de oxígeno molecular de como máximo 0,2 % en volumen.

7. Procedimiento según la reivindicación precedente, caracterizado por al menos una de las siguientes características:

- capas de aire próximas a la superficie, sobre el sustrato (12), se separan mediante un dispositivo para remover capas de aire laminares, antes del revestimiento con el cabezal de impresión de chorro de tinta (16); - una capa de aire laminar sobre el lado del sustrato (12) que debe revestirse se separa mediante un flujo de gas inerte, que se orienta hacia la superficie del sustrato (12) que debe revestirse;

- el revestimiento se aplica lateralmente de forma estructurada;

- un fluido de revestimiento (11) que puede curarse por radiación se aplica como fluido de revestimiento (11) que puede reticularse y se cura mediante el dispositivo de curado (22) diseñado como fuente de luz.

8. Procedimiento según una de las dos reivindicaciones precedentes, caracterizado por al menos una de las siguientes características:

- el fluido de revestimiento (11) se expulsa desde las boquillas (18) en forma de gotas, donde las gotas, bajo el efecto de la radiación, se curan al menos de forma parcial, de modo que se obtienen partículas desde las gotas antes del impacto;

- el fluido de revestimiento (11) comprende i) al menos un representante de un grupo de prepolímeros, oligómeros, monómeros o diluyentes reactivos, que puede polimerizarse por radicales, denominado como primer grupo, e ii) al menos un fotoiniciador, donde el monómero presenta un segundo grupo inerte con respecto a las condiciones de polimerización del primer grupo, o inerte en alto grado, o el fluido de revestimiento (11) presenta un segundo prepolímero y/o un segundo monómero con el segundo grupo, donde el primer grupo se polimeriza durante el vuelo de las gotas y el segundo grupo después del impacto de las gotas;

- el tiempo de vuelo de las gotas como máximo es de 10 ms, preferentemente como máximo de 5 ms y de modo especialmente preferente es de menos de 1,5 ms, preferentemente de al menos 0,05 ms;

- las gotas vuelan con una velocidad de 0,5 a 14 m/s, preferentemente de 1 a 12 m/s y de modo especialmente preferente de 3 a 8 m/s;

- las partículas presentan un volumen medio de 0,01 a 500 picolitros, preferentemente de 0,1 a 150 picolitros, de modo especialmente preferente de 0,1 a 25 picolitros;

- las partículas están reticuladas entre sí;

- las partículas contienen colorantes, pigmentos colorantes, pinturas y/o pigmentos metálicos;

- las partículas, en algunas áreas, contienen partículas magnéticas y/o conductoras;

- en algunas áreas, las diferentes partículas contienen diferentes pigmentos;

- el revestimiento no se cura por completo antes del impacto de las gotas;

- el revestimiento, después del impacto de las gotas, se cura de manera que las gotas se adhieren en el revestimiento;

- el sustrato (12) presenta un revestimiento que contiene un tercer prepolímero y/o un tercer monómero con un tercer grupo que puede polimerizarse, donde el tercer grupo que puede polimerizarse se polimeriza i) durante el vuelo de las gotas, o ii) después del impacto de las gotas sobre el sustrato (12) o iii) eventualmente al mismo tiempo que el segundo grupo.

9. Producto impreso que comprende un sustrato (12) revestido producido según una de las reivindicaciones 6 a 8.