ES2967086T3

ES2967086T3 - Apliques de película de pintura con defectos reducidos, artículos y métodos

Info

Publication number: ES2967086T3
Application number: ES17853688T
Authority: ES
Inventors: Mcguire, Jr; Andrew Strange; Matthew Canan
Original assignee: Ppg Advanced Surface Tech LLC
Current assignee: Ppg Advanced Surface Tech LLC
Priority date: 2016-09-20
Filing date: 2017-09-14
Publication date: 2024-04-26
Anticipated expiration: 2037-09-14
Also published as: EP3419826A1; WO2018057379A1; US11827823B2; US20190136095A1; JP2019534800A; EP3448949B8; CN110035899A; US20240124746A1; US20210163791A1; KR20190046714A; EP4328280A3; JP7392253B2; KR20190046761A; EP3448949A4; US11884849B2; JP2022066208A; EP3448949B1; KR102504518B1; KR102432050B1; SI3448949T1

Abstract

La película de polímero polimerizada in situ facilita aplicaciones mejoradas de películas de pintura con defectos reducidos. Los apliques de película de pintura comprenden la película de polímero polimerizada in situ como capa portadora. La capa de soporte está coloreada y preferiblemente libre de defectos. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Apliques de película de pintura con defectos reducidos, artículos y métodos

Referencia cruzada a solicitudes relacionadas

Esta solicitud reivindica la prioridad de la solicitud de patente provisional de Estados Unidos núm. 62/396,825, presentada el 20 de septiembre de 2016, y de la solicitud de patente PCT núm. PCT/US17/21982, presentada el 11 de marzo de 2017.

Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere a un método para formar apliques de película de pintura con defectos reducidos y mediante el uso de los mismos, a artículos que los comprenden.

Las superficies pintadas se usan comúnmente en muchos tipos diferentes de aplicaciones. Las superficies pintadas pueden no solo mejorar las propiedades estéticas de una superficie, sino que también pueden mejorar las propiedades funcionales de las superficies subyacentes y ayudar a proteger las mismas. Una de estas aplicaciones es en la industria del transporte, donde las superficies exteriores pintadas están típicamente expuestas a una variedad de ambientes, algunos de los cuales pueden ser muy severos para la superficie. Ejemplos de artículos en la industria del transporte que tienen tales superficies pintadas incluyen vehículos que proporcionan transporte por tierra, agua y aire. Tales vehículos incluyen aeronaves y vehículos motorizados como automóviles y camiones. La pintura sobre tales superficies puede funcionar para proteger la superficie subyacente del daño debido a esta exposición. Sin embargo, la pintura misma también debe ser duradera para resistir la exposición repetida a tales ambientes dañinos.

Pintar superficies exteriores de vehículos plantea muchos desafíos, no sólo debido a la cantidad de área superficial que típicamente requiere pintura y la topografía a menudo desigual de dichas superficies, sino también debido a regulaciones ambientales cada vez más estrictas. Por ejemplo, existe el deseo por más regulaciones que exigen una reducción de las emisiones de Componentes Orgánicos Volátiles (VOC), particularmente en industrias que utilizan cantidades significativas de pintura y otros químicos orgánicos. Por lo tanto, la reducción de las emisiones de VOC y la conservación del agua, ambas asociadas con los procesos convencionales de pintura, son consideraciones ambientales cada vez más importantes.

Otra consideración asociada con la pintura de superficies exteriores de vehículos, particularmente en la industria del transporte, es el peso total. La presencia de pintura sobre una superficie, si bien aumenta las propiedades estéticas y funcionales de la superficie, también aumenta el peso del artículo al cual esta se aplica. En la industria del transporte, el peso adicional conlleva a un consumo excesivo de combustible y restricciones en la cantidad de pasajeros o cantidad de carga que un vehículo asociado puede transportar de manera segura y con eficiencia. Además, una consideración única asociada con la pintura o de cualquier otra manera con el revestimiento de superficies exteriores en aeronaves y vehículos similares es el impacto de las velocidades relativamente altas del vehículo sobre la superficie del vehículo y cualquier recubrimiento o revestimiento sobre esta. Por ejemplo, la resistencia al viento asociada con el desplazamiento a altas velocidades puede hacer difícil retener una adherencia uniforme y adecuada de dichos recubrimientos o revestimientos sobre la superficie de un vehículo. Por tanto, los recubrimientos y revestimientos desarrollados para su aplicación a superficies exteriores de vehículos que se desplazan, por ejemplo, en carreteras terrestres, a menudo no son adecuados para soportar las desafiantes condiciones asociadas con velocidades más altas de desplazamiento por aire o en pistas terrestres de carrera. Para superar muchos de los desafíos asociados con la pintura de superficies exteriores de vehículos mediante el uso de una metodología convencional, se han desarrollado varias tecnologías de reemplazo de pintura para minimizar o evitar usar pintura tradicional. Por ejemplo, al infundir el plástico con pigmento, un producto disponible comercialmente permite a los fabricantes de automóviles eliminar completamente el proceso de pintura de las líneas de producción de automóviles. Tal producto, que comprende una resina para la formación de superficies que se pintan tradicionalmente, se comercializa bajo la designación comercial LEXAN SLX por la corporación Saudi Basic Industries (SABIC).

Otras alternativas al uso de pintura convencional incluyen la adherencia de una película o lámina de reemplazo de pintura (también referida como un aplique) a una superficie ya formada sobre un vehículo. Por ejemplo, la compañía 3M de St. Paul, MN, comercializa películas y cintas de reemplazo de pintura para ciertas aplicaciones de este tipo. Una de esas películas - 3MTM Película de Reemplazo de Pintura F577 - se describe como una película de cloruro de polivinilo que proporciona una apariencia mate negra texturizada para usar en marcos de ventanas de vehículos, láminas de ventanas, extensiones de ventanas, columnas de puertas y carrocerías, componentes y tapas del tablero (metal o plástico). Otra película de este tipo - 3MTM Película de Reemplazo de Pintura FTA9055J - se describe para usar en proporcionar una apariencia opaca alrededor del vidrio lateral del automóvil. Se describe que tal película proporciona una apariencia negra de alto brillo (90 % de reflectividad) y una capa transparente exterior que puede integrarse en diseños de vehículos. Véase también la publicación de patente de Estados Unidos núm.

2007/0047099; patente de Estados Unidos núm. 5,965,256; patente de Estados Unidos núm. 6,475,616; y la patente de Estados Unidos núm. 7,141,303, todas las cuales se asignan a la compañía 3M Innovative Properties.

También se conocen otras tecnologías de reemplazo de pintura. Por ejemplo, la patente de Estados Unidos núm.

5,034,275 se refiere a un material en lámina recubierto de pintura. El material supuestamente comprende una película portadora flexible y estirable de poliéstertermoplástico, una capa estirable de pintura acuosa de poliuretano, una capa de acabado de poliuretano reticulado transparente estirable y, dispuesta entre la película portadora y la capa de pintura, una fina capa de adhesivo de coextrusión formada mediante recubrimiento de una dispersión acuosa de un copolímero neutralizado de etileno y un ácido carboxílico etilénicamente insaturado sobre la película portadora.

La patente de Estados Unidos núm. 5,114,789 describe un material en lámina decorativo que tiene una capa de acabado transparente que puede unirse a diversos sustratos, tales como paneles exteriores de automóviles, como recubrimiento protector y decorativo. El material en lámina comprende una delgada película portadora, una capa de pintura adherida a una superficie de la película portadora y una capa de acabado reticulada. Se indica que esta capa de acabado es "extremadamente gruesa" (al menos 0,1 milímetros (100 micras)) en las modalidades descritas. La patente de Estados Unidos núm. 5,242,751 describe un artículo compuesto de pintura que incluye una película portadora térmicamente deformable que tiene, en su primera superficie principal, una capa adhesiva y, en su segunda superficie principal, una capa de pintura que consiste en una capa base pigmentada recubierta por una capa de acabado de poliuretano.

La patente de Estados Unidos núm. 5,268,215 describe una película recubierta de pintura que supuestamente tiene buena resistencia a la abrasión. Se recubre una capa de pintura de poliuretano sobre una película portadora polimérica. Sobre la superficie superior de la capa de pintura se recubre una capa transparente de poliuretano, la cual es entonces recubierta con una capa de acabado de poliuretano-siloxano. La película puede supuestamente termoformarse, estirarse y unirse adhesivamente a partes de carrocería de automóviles, barcos, electrodomésticos y otros sustratos como cubiertas protectoras y decorativas que tengan una apariencia de capa base-capa transparente.

La patente de Estados Unidos núm. 5,468,532 describe un artículo gráfico multicapa con una capa de color. Esta se basa en una película polimérica que está cubierta con una capa superficial protectora para supuestamente hacer que el artículo sea resistente a la intemperie y a la exposición química. La capa superficial protectora se describe como un material a base de poliuretano en una modalidad ilustrativa.

La patente de Estados Unidos núm. 6,132,864 describe una película de plástico pintada y recubierta con dos o más capas de determinados materiales. Esta consiste en una película plástica base, la cual primero se recubre con una composición de relleno, seguido por un recubrimiento con una pintura pigmentada y después de un recubrimiento con una película plástica transparente. La película plástica base puede ser una poliolefina, una poliamida, un poliuretano, un poliéster, un poliacrilato, un policarbonato o una mezcla de diferentes sustancias poliméricas. La composición de relleno se describe como una composición que contiene un aglutinante y un agente reticulante, entre otros componentes. El recubrimiento de pintura pigmentada se describe como una capa de acabado que comprende un aglutinante polimérico, con o sin un agente reticulante, y un pigmento o mezcla de pigmentos. La película de plástico transparente se describe como uno de los mismos materiales adecuados para usar como película base. Las láminas multicapa descritas en ella supuestamente tienen buena resistencia al astillado por piedras y a la corrosión. El documento WO 2006/118883 A2 describe películas multicapa para proteger una superficie, las cuales están destinadas particularmente para superficies (por ejemplo, pintadas) de un vehículo (como por ejemplo un vehículo de motor, una aeronave o una embarcación).

El documento US 2011/241261 A1 describe, además, un método para formar in situ una película polimérica a base de poliuretano.

Además, el documento US 2010/059167 A1 generalmente se refiere a películas y compuestos como sustitutos de pintura y a los métodos correspondientes.

El documento WO 2016/076337 A1 describe una capa intermedia para un vidrio laminado, así como también un vidrio laminado con excelentes propiedades de aislamiento acústico, un bajo grado de alineación y una retractilidad reducida.

Igualmente, los documentos WO 2017/156507 A1 y EP 2818488 A1 describen otros ejemplos relevantes del estado de la técnica en este contexto.

A pesar del número de tecnologías de reemplazo de pintura, la tecnología convencional no ha abordado satisfactoriamente el reemplazo de pintura en todas las situaciones, particularmente en aplicaciones que involucran vehículos usados para el transporte. No sólo existen problemas de adherencia y durabilidad adecuadas para las superficies exteriores de tales vehículos debido típicamente a su exposición a una alta resistencia al viento, sino que también existen otros problemas.

Como un ejemplo, muchos vehículos de transporte dependen cada vez más del uso de materiales compuestos para superficies a los cuales se adhieren materiales de reemplazo de pintura convencionales. Sin embargo, los materiales convencionales de reemplazo de pintura, a menudo no se adhieren tan bien a los materiales compuestos como ellos lo hacen a los materiales individuales. Se conoce que la capacidad de los materiales convencionales de reemplazo de pintura para adherirse adecuadamente a todas las superficies, incluidas las formadas a partir de materiales compuestos, y proporcionar las propiedades estéticas y funcionales deseadas es a menudo inadecuada. No sólo es conveniente que un material se adhiera adecuadamente a una superficie, sino que también es conveniente poder eliminar el material fácilmente cuando se desee. En el caso de una aeronave, por ejemplo, los logotipos y diseños de la compañía cambian a menudo, lo cual conlleva al deseo de repintar las aeronaves que presentan logotipos y diseños obsoletos. Esto es particularmente frecuente en el caso de las aeronaves arrendadas, las cuales a menudo sufren múltiples y repetidos cambios de posesión y, por tanto, cambios en los logotipos y diseños de las personas o compañías asociadas. Típicamente, las películas de reemplazo de pintura presentes en una superficie se deben primero eliminar al repintar la superficie. Sin embargo, muchas películas convencionales no son fácilmente eliminadas ya que las capas en ellas son propensas a la delaminación. La delaminación de la película de reemplazo de pintura cuando se retira la misma de una superficie puede complicar significativamente el proceso de repintado.

Incluso cuando una pintura, a diferencia de una película de reemplazo de pintura, está presente sobre una superficie a repintar, el proceso de repintado puede ser problemático. El repintado de superficies pintadas típicamente implica el lijado de la superficie en preparación para suministrar una capa fresca de pintura sobre la misma. Las superficies de materiales compuestos generalmente deben depender del lijado para eliminar la pintura no deseada sobre las mismas cuando se repinta porque la mayoría de los decapantes químicos no son viables para usar en materiales compuestos. Sin embargo, tampoco es conveniente lijar superficies formadas a partir de materiales compuestos debido a la posibilidad de que tal lijado resulte en daños (por ejemplo, fracturas) del material de refuerzo del compuesto (especialmente cuando ese material de refuerzo comprende fibras).

Como otro ejemplo, debido a la metodología de fabricación típicamente empleada para la formación de películas de base/cámara usadas convencionalmente en productos de películas multicapa (tales como apliques de reemplazo de pintura), cuya metodología típicamente implica extrusión y otros métodos para la formación de una película a partir de una composición ya polimerizada, las propiedades químicas y físicas de dichas películas han sido limitadas. La patente de Estados Unidos núm. 8,828,303 describe algunas de estas limitaciones. Por ejemplo, algunos químicos poliméricos no son capaces de procesarse por fusión en caliente debido a su peso molecular relativamente alto y/o la presencia de reticulación, y ambas pueden hacer esto difícil, si no imposible, procesar por fusión en caliente gránulos preformados de las composiciones (como se hace generalmente de acuerdo con métodos convencionales de formación de películas poliméricas mediante el uso de procesamiento por fusión en caliente) a una temperatura más baja que la temperatura de degradación de la composición polimérica o sustrato sobre el cual se forma la película.

Los métodos de formación de películas poliméricas por fundición húmeda también tienen sus desventajas. Sin importar que el sistema sea a base de solvente o a base de agua, primero debe recubrirse sobre un sustrato deseado y luego secarse para eliminar el medio solvatante o dispersante (es decir, solvente orgánico o agua, respectivamente) para formar una película de polímero. Por tanto, la formación de películas poliméricas de grosor suficiente puede resultar problemática mediante el uso de métodos de fundición húmeda. Además, algunos químicos poliméricos no son capaces de formarse en películas de polímeros mediante el uso de métodos de fundición húmeda debido a la falta de solubilidad adecuada de dichos polímeros o sus constituyentes en solventes y medios de dispersión convencionales.

Por tanto, las propiedades de las películas poliméricas fabricadas convencionalmente se limitan a aquellos químicos poliméricos particulares que pueden formarse en películas mediante el uso de metodología convencional, metodología que nuevamente implica típicamente extrusión y otros métodos para la formación de una película a partir de una composición ya polimerizada. Debido a la metodología mediante la cual se forman, así como también la metodología mediante la cual se laminan a películas adyacentes, las películas poliméricas convencionalmente fabricadas típicamente sufren de defectos que surgen de al menos una de las líneas de gelificación, líneas de troquelado y líneas de calibrado. Debido a su impacto negativo, por ejemplo, sobre las propiedades visuales en el producto final, la prevalencia de defectos requiere pruebas y análisis exhaustivos de la película de polímero formada para garantizar la idoneidad de esa película de polímero para la aplicación prevista.

La gelificación resulta en la presencia de partículas de gel (también referidas como "gel") en el producto final. Generalmente se entiende que un "gel" es una composición viscosa, la cual en el procesamiento de polímeros puede ser, por ejemplo, una composición al menos parcialmente polimerizada, una que tiene un peso molecular relativamente alto y/o una que contiene cantidades significativas de gas atrapado (por ejemplo, aire o subproductos de reacción, tales como dióxido de carbono). Los geles pueden manifestarse en diversas formas y, a menudo, resultan del sobrecalentamiento durante el procesamiento de composiciones polimerizadas en películas poliméricas.

Por ejemplo, los geles pueden tomar una forma reticulada, y resultan de un catalizador u otro residuo orgánico o inorgánico en regiones estancadas y/o muertas de las resinas durante la extrusión, y resultan de casos de degradación relacionados con la oxidación (por ejemplo, burbujas de dióxido de carbono resultantes de la humedad), o tienen sus raíces en la cadena de suministro. La gelificación puede hacer difícil la formación de capas uniformes de material polimérico (por ejemplo, películas).

Además de la formación de películas poliméricas, para proporcionar una apariencia estética o de color deseada para usar como aplique de película de pintura, a menudo se proporcionan y laminan conjuntamente más de una película polimérica, al menos una de las cuales está coloreada. Sin embargo, al laminar películas poliméricas conjuntamente, a menudo surgen defectos debido a la manera en que se laminan las películas poliméricas. Convencionalmente, las películas poliméricas a menudo se laminan conjuntamente mediante el uso de calor. Sin embargo, se sabe que el laminado térmico produce una amplia variedad de defectos. La patente de Estados Unidos núm. 5,641,374 describe problemas asociados con defectos que surgen del laminado térmico. Esos defectos incluyen, por ejemplo, arrugas, ondulaciones, rizos, encogimiento o estiramiento excesivo, ondas, gofrado, densidad del color y microburbujas. Sin importar su origen, los defectos pueden conllevar a imperfecciones estéticas, puntos débiles y roturas en las películas poliméricas y apliques de películas de pintura y generalmente comprometen su idoneidad para muchas aplicaciones. Como tal, se realizan esfuerzos exhaustivos a lo largo de la cadena de suministro para determinar la presencia y el alcance de los defectos. Muchos defectos son fácilmente detectables cuando se observan a simple vista. También pueden usarse otros métodos para la detección de defectos, que incluyen la espectroscopia. Cuando se detectan, las películas de polímero cargadas de defectos a menudo deben desecharse, lo que conlleva a un desecho considerable.

Como se señaló, las tecnologías convencionales de reemplazo de pintura abordan de forma inadecuada una serie de problemas. Por tanto, todavía se desean tecnologías alternativas de reemplazo de pintura.

Breve resumen de la invención

Son deseables películas poliméricas alternativas para usar en artículos y apliques de películas de pintura relacionados, así como también métodos convenientes para su formación, para impartir, de esta manera, propiedades mejoradas. Un aplique de película coloreada formado mediante un método de acuerdo con la invención se mejora mediante una película polimérica coloreada polimerizada in situ. Se prefieren películas poliméricas coloreadas y libres de defectos y los apliques de películas de pintura de los cuales forman parte, los cuales, como resultado, también tienen defectos reducidos.

En una modalidad no de acuerdo con la invención, un aplique de película de pintura comprende una película polimérica coloreada y libre de defectos como capa portadora. En comparación con láminas multicapa convencionales que incluyen una capa portadora de poliuretano formada convencionalmente (es decir, cuya formación convencional típicamente implica extrusión y otros métodos para la formación de una película a partir de una composición ya polimerizada, donde la polimerización del material usado para formar la película es esencialmente completa antes de la formación de la película a partir de la misma), los apliques de película de pintura de la invención no dependen de tal capa como capa portadora, siendo el resultado una mejora en una o más propiedades deseadas además de las eficiencias de procesamiento impartidas de esta manera.

Las películas poliméricas coloreadas y libres de defectos, útiles como capa portadora en apliques de películas de pintura de la invención, se describen generalmente en la solicitud de patente PCT en tramitación núm. PCT/US17/21982, titulada "Defect-Free Polymer Films and Related Protective Sheets, Articles, and Methods". Aunque en el mismo se hace referencia a láminas protectoras que incluyen componentes que influyen en su color y/o transparencia, también se describe en el mismo que es preferible que las láminas tengan superficies lisas y brillantes y un grosor sustancialmente uniforme en todas partes para maximizar su capacidad de proporcionar una protección aparentemente invisible a una superficie. Sin embargo, de acuerdo con la presente invención, las películas poliméricas formadas de acuerdo con la descripción contenida en la misma se colorean para encontrar uso en apliques de películas de pintura que comprenden la película polimérica.

Debe entenderse que, como se usa en la presente descripción, cuando una composición polimerizable se polimeriza en una película polimérica deseada "in situ", la polimerización del polímero que comprende la película comienza justo antes, mientras o poco después de que se coloca la composición polimerizable en el formato de película deseado y la polimerización se completa esencialmente durante tal posicionamiento o poco después. Típicamente, "justo antes" y "poco después", como se usan en referencia al momento cuando comienza la polimerización, se refieren a períodos de tiempo de no más de aproximadamente treinta segundos.

Sorprendentemente, se encontró que usar una capa portadora coloreada, polimerizada in situ, facilita las mejoras deseadas en las propiedades de apliques de la película de pintura, además de las eficiencias de procesamiento impartidas de esta manera.

Breve descripción de las distintas vistas de las figuras

La Figura 1 es un gráfico del Factor de Pérdida (también referido como Tan Delta) frente a la Temperatura para capas portadoras de poliuretano polimerizado in situ que pueden colorearse para encontrar uso en apliques de película de pintura de la invención en comparación con aquellas propiedades asociadas con capas portadoras de poliuretano formado convencionalmente. La Figura 2 es un gráfico del Módulo de Almacenamiento frente a la Temperatura para capas portadoras de poliuretano polimerizadas in situ que pueden colorearse para encontrar uso en apliques de películas de pintura de la invención en comparación con aquellas propiedades asociadas con capas portadoras de poliuretano formado convencionalmente.

Descripción detallada de la invención

La frase "aplique de película de pintura" abarca películas que incluyen esencialmente un color uniforme en todas partes, así como también películas las cuales, por sí mismas o en combinación con otras películas de reemplazo de pintura, incluyen gráficos, patrones y otras variaciones de color no uniformemente dispersas en todas partes. Los apliques de película de pintura de la invención generalmente comprenden una capa coloreada de polímero polimerizada in situ. Si bien pueden estar presentes otras capas de color, los beneficios se maximizan mediante el uso de la capa coloreada de polímero polimerizada in situ como la capa portadora en apliques de película de pintura. En modalidades adicionales, los apliques de película de pintura comprenden una capa adhesiva. La capa coloreada de polímero polimerizada in situ comprende al menos un componente inductor de color y proporciona el color primario uniforme o no uniforme en todo el aplique de película de pintura. Cuando el componente inductor de color es un pigmento, la capa coloreada de polímero polimerizada in situ también se refiere como "capa pigmentada" en las modalidades ilustrativas en la presente descripción.

Ventajosamente, los apliques de película de pintura de la invención no sólo son capaces de cubrir una superficie con propiedades mejoradas, sino que también son capaces de eliminarse de la misma de manera más limpia que los apliques de película de pintura convencionales que incluyen capas portadoras formadas convencionalmente. Se ha descubierto que el adhesivo residual que queda en una superficie de la cual se elimina el aplique de película de pintura después de usar se minimiza o elimina proporcionando, preferentemente, una película de polímero coloreada y libre de defectos como capa portadora que es capaz de absorber más energía durante el estiramiento y/o impacto que el asociado con las capas portadoras formadas convencionalmente. Es decir, la capa portadora mejorada usada en apliques de película de pintura de la invención es capaz de exhibir cualidades de amortiguación más efectivas (como lo demuestra su "factor de pérdida máxima" descrito en la presente descripción) que aquellas asociadas con capas portadoras formadas convencionalmente. Incluir tal capa adyacente a otras capas dentro del aplique de película de pintura facilita una mejor unión continua entre la capa portadora y las otras capas durante la aplicación del aplique de película de pintura y, por lo tanto, una menor probabilidad de delaminación entre capas y menos adhesivo residual y otro material sobre la superficie después de eliminar el aplique de película de pintura de la misma.

De acuerdo con otro aspecto de la invención, las propiedades de las capas individuales dentro de un aplique de película de pintura se equilibran mejor de acuerdo con la invención cuando se usa una capa portadora de este tipo. Por ejemplo, cuando una capa de acabado de módulo relativamente alto está presente dentro del aplique de película de pintura como en la pintura de múltiples etapas (por ejemplo, que tiene la apariencia de un acabado de pintura de capa base/capa transparente convencional), la capa portadora tiene un factor de pérdida relativamente alto adyacente a tal capa de acabado y facilita una velocidad y un grado de recuperación más uniformes en todo el grosor del aplique de película de pintura cuando este se estira y/o se impacta.

De acuerdo con la reivindicación 1, una capa de acabado está presente en una pintura de múltiples etapas que comprende la capa portadora (o múltiplos de esta, si se desea) en combinación con cualquier otra capa de color flanqueada por al menos una capa adhesiva en un lado (es decir, las capas anteriores en combinación son similares a una capa base en un sistema de pintura convencional) y al menos una capa de acabado (es decir, similar a una capa transparente en un sistema de pintura convencional) en el otro lado.

Debe entenderse que el número de etapas asociadas con la pintura generalmente corresponde al número de capas de acabado dentro del aplique de película de pintura. Por ejemplo, en una pintura de dos etapas de acuerdo con la invención, el aplique de película de pintura formado mediante el método de acuerdo con la reivindicación 1 consiste esencialmente de las siguientes capas: la capa adhesiva, la capa portadora y la capa de acabado. Como otro ejemplo de una pintura de dos etapas de acuerdo con la invención, el aplique de película de pintura formado mediante el método de acuerdo con la reivindicación 1 consiste esencialmente de las siguientes capas: la capa adhesiva, la capa portadora, una capa de color distinta y la capa de acabado, estando colocadas la capa portadora y la capa de color distinta en cualquier orden entre la capa adhesiva y la capa de acabado. Una pintura de tres etapas ilustrativa de acuerdo con la invención puede comprender cualquiera de las pinturas de dos etapas anteriores con una capa de acabado adicional adyacente a la primera capa de acabado.

Preferentemente, los apliques de película de pintura de la invención son, ventajosamente, no sólo capaces de cubrir una superficie con propiedades mejor equilibradas y dejar menos adhesivo residual después de eliminarlos de una superficie, sino que también tienen una capacidad de recuperabilidad mejorada para permitir una cobertura suficiente y una fácil aplicación en superficies no planas. Como se usa en la presente, "recuperabilidad" se refiere a la capacidad de un material para estirarse y recuperarse esencialmente a su estado original después del estiramiento. Los apliques de película de pintura preferidos son capaces de recuperarse esencialmente a su estado original cuando se estiran (es decir, se alargan) hasta una longitud de aproximadamente 125 % de su longitud inicial. Preferentemente, los apliques de película de pintura son capaces de recuperarse esencialmente hasta su estado original cuando se estiran hasta una longitud de aproximadamente 150 % de su longitud inicial. De acuerdo con un aspecto de la invención, los apliques de película de pintura son capaces de alargarse hasta una longitud de hasta más de aproximadamente 200 % de su longitud inicial antes de romperse.

Un aplique de película de pintura comprende ventajosamente una película polimérica coloreada y libre de defectos como capa portadora. En una modalidad adicional, el aplique de película de pintura con la película polimérica coloreada y libre de defectos como capa portadora comprende además al menos una de una capa de acabado y una capa adhesiva.

No de acuerdo con la invención, un aplique de película de pintura comprende capas secuenciales como sigue: una película de polímero coloreada y libre de defectos como capa portadora; una capa de color opcional; y una capa adhesiva. De acuerdo con otro aspecto de esta modalidad adicional, un aplique de película de pintura comprende capas secuenciales como sigue: una capa de color opcional; una película polimérica coloreada y libre de defectos como capa portadora; y una capa adhesiva. De acuerdo con otro aspecto más de esta modalidad adicional, un aplique de película de pintura comprende capas secuenciales como sigue: una capa de acabado; una película polimérica coloreada y libre de defectos como capa portadora; y una capa de color opcional. De acuerdo con otro aspecto de esta modalidad adicional, un aplique de película de pintura comprende capas secuenciales como sigue: una capa de acabado; una capa de color opcional; y una película polimérica coloreada y libre de defectos como capa portadora.

Otras modalidades de los dos últimos aspectos incluyen una capa adhesiva en secuencia, de manera que la capa adhesiva está expuesta hacia fuera adyacente a la capa de color opcional o capa portadora. Un aplique de película de pintura ilustrativo comprende capas secuenciales como sigue: una capa de acabado; una película polimérica coloreada y libre de defectos como capa portadora; una capa de color opcional; y una capa adhesiva. Otro aplique de película de pintura ilustrativo comprende capas secuenciales como sigue: una capa de acabado; una capa de color opcional; una película polimérica coloreada y libre de defectos como capa portadora; y una capa adhesiva. Para facilitar el manejo y minimizar el peso y el coste, preferentemente el grosor total del aplique de película de pintura es inferior a aproximadamente 130 micras. En una modalidad, el grosor total del aplique de película de pintura es de aproximadamente 100 micras a aproximadamente 130 micras. En otra modalidad, el grosor total del aplique de película de pintura es de aproximadamente 50 micras a aproximadamente 75 micras. Cada una de las capas individuales y discretas dentro del aplique de película de pintura se describe con más detalle a continuación. Capa Portadora

Mediante el uso de "capa portadora" en la presente descripción, se debe entender que la película polimérica que comprende la misma porta (es decir, soporta) al menos otra capa (por ejemplo, la capa adhesiva opcional, una capa de color opcional o una capa de acabado opcional) dentro de un aplique de película de pintura. Aunque el grosor de las otras capas, individualmente o en suma, puede ser mayor que el de la capa portadora, la capa portadora es un elemento esencial para proporcionar apliques de película de pintura que tengan las propiedades deseadas, ya sean propiedades estéticas, funcionales o de cualquier otra manera.

La capa portadora se polimeriza in situ sobre una capa adyacente cuando se ensamblan los apliques de película de pintura de la invención. De acuerdo con una modalidad que no forma parte de la invención, una capa coloreada y libre de defectos de película polimérica que soporta al menos otra capa funciona como capa portadora. En ciertos contextos, la capa portadora también puede referirse como "capa base", "capa de soporte" o una designación similar. En general, la capa portadora de apliques de película de pintura de la invención se refiere como "capa intermedia" cuando esta contiene múltiples capas (es decir, un número "n" de capas individuales). Sin embargo, la capa portadora de apliques de película de pintura de la invención puede ser una única capa de película de acuerdo con otras modalidades de la invención. Cuando múltiples capas forman la capa portadora, cada una de las "n" capas individuales pueden tener las mismas químicas o diferente. En una modalidad ilustrativa, cada una de las "n" capas individuales tiene esencialmente la misma química.

La capa portadora está coloreada, pero también se puede proporcionar otra capa de color distinta en dependencia de la aplicación. Por ejemplo, se puede proporcionar una capa de color entre la capa portadora y una capa adhesiva. Alternativamente, o junto con otra capa de color, se puede proporcionar una capa de color sobre la superficie exterior de la capa portadora. En esta modalidad, la capa portadora puede impregnarse con un material (por ejemplo, dióxido de titanio) que causa que la capa portadora funcione como un fondo reflectante, resaltando el color de la capa de color superpuesta cuando el aplique de película de pintura se aplica a una superficie.

De acuerdo con un aspecto de la invención, las capas portadoras usadas en los apliques de películas de pintura de la invención están basadas en poliuretano. Para simplificar, el término "poliuretano" como se usa en la presente incluye polímeros que contienen enlaces uretano (también conocidos como carbamato), enlaces urea o sus combinaciones (es decir, en el caso de poli(uretano-urea)s). Por tanto, las capas portadoras a base de poliuretano contienen al menos enlaces de uretano, enlaces de urea o sus combinaciones. Además, las capas portadoras a base de poliuretano se basan en polímeros donde la cadena principal polimérica tiene al menos un 40 %, preferentemente al menos un 60 % y con mayor preferencia al menos un 80 % de enlaces repetidos de uretano y/o urea formados in situ durante el proceso de polimerización.

Las capas portadoras a base de poliuretano se preparan de acuerdo con los métodos de la invención por reacción de componentes, que incluyen al menos un componente reactivo con isocianato (por ejemplo, con funcionalidad hidroxi, tal como poliol) y al menos un componente con funcionalidad isocianato (por ejemplo, poliisocianato). Por ejemplo, los componentes de composiciones polimerizables ilustrativas que son útiles en la formación de capas portadoras a base de poliuretano de acuerdo con los métodos de la invención se describen en la patente de Estados Unidos núm. 8,828,303, titulada "Methods for Polymerizing Films In- Situ Using a Radiation Source". En modalidades preferidas, las composiciones polimerizables de acuerdo con este aspecto de la invención comprenden, y con mayor preferencia, constan esencialmente de componentes alifáticos.

En modalidades ilustrativas, la polimerización de la composición polimerizable se inicia mediante el uso de al menos una fuente de radiación seleccionada de radiación ultravioleta, radiación térmica y radiación de haz de electrones. Los métodos de la invención pueden utilizar procesamiento continuo o procesamiento por lote. Por ejemplo, el procesamiento continuo, tal como la polimerización in situ basada en reticulación de la capa portadora a base de poliuretano mediante el uso de radiación ultravioleta de energía relativamente baja (por ejemplo, que tiene una energía de menos de aproximadamente 100 mW/cm2), puede usarse en una modalidad de la invención. Como otro ejemplo, en otra modalidad de la invención puede usarse el procesamiento por lotes, como recubrimiento de una composición curable por ultravioleta sobre un sustrato discreto e irradiar el mismo para formar la capa portadora a base de poliuretano in situ.

De acuerdo con un aspecto preferido de los métodos de la invención, la composición polimerizable para la formación de la capa portadora está esencialmente libre de solventes. Sin embargo, a diferencia de los sistemas de fusión en caliente que pueden estar esencialmente libres de solventes, la composición polimerizable de acuerdo con los aspectos preferidos de la invención es un líquido a temperatura ambiente cuando se aplica a un sustrato sobre el cual se va a polimerizar. Además de, por ejemplo, las preocupaciones ambientales y de seguridad asociadas con el procesamiento a base de solventes, el procesamiento a base de solventes típicamente implica usar temperaturas elevadas para la eliminación efectiva del exceso de solvente de la composición polimerizada. Por tanto, se prefiere que las capas portadoras estén esencialmente libres de solvente sin reaccionar. En consecuencia, se prefiere que las composiciones polimerizables a partir de las cuales se forman estén esencialmente libres de solventes. La tecnología de pintura sostenible se facilita de acuerdo con estas modalidades preferidas.

La capa portadora comprende al menos un componente inductor de color. En su sentido más amplio, los componentes inductores de color incluyen aquellos que afectan simplemente la opacidad de la capa portadora, aquellos que afectan simplemente al color espectral de la capa portadora y aquellos que afectan simplemente al tinte, matiz o tono de la capa portadora. En el caso de aquellos componentes que afectan la opacidad, se puede obtener una capa portadora opaca y, por tanto, una aplicación de película de pintura opaca. En el caso de componentes que afecten al tinte, matiz o tono, comprenda que un tinte es la mezcla de un color con el blanco, lo que aumenta la luminosidad. Un matiz es la mezcla de un color con el negro, lo que reduce la luminosidad. Un tono se produce mediante la mezcla de un color con gris o mediante tintado y matizado. Mezclar un color con cualquier color neutro (que incluye negro, gris y blanco) reduce el croma o colorido, mientras que el tono permanece sin cambios.

Los componentes inductores de color útiles en la presente invención incluyen, por ejemplo, lo que los expertos en la técnica refieren generalmente como pigmentos, pinturas, tintes, escamas metálicas y colorantes. El pigmento es un componente inductor de color ilustrativo. En una modalidad ilustrativa, la capa de color comprende tinta. Puede usarse cualquier tinta adecuada disponible comercialmente. Los ejemplos no limitantes de tintas adecuadas incluyen tinta acrílica pigmentada (que incluye tinta acrílica pigmentada de secado rápido), tinta de uretano pigmentada, tinta epoxi y un recubrimiento de esmalte de uretano tal como el vendido por PRC Desoto International, Inc. de Glendale, CA, bajo la designación comercial, DESOTHANE HS.

Cuando la capa portadora está pigmentada, se encontró sorprendentemente que se necesita una carga menor de pigmento para impartir el mismo color a la capa portadora que la cantidad de pigmento requerida para adicionarse a películas poliméricas formadas convencionalmente que funcionan como capa portadora. De este modo, de acuerdo con la invención se minimiza cualquier efecto perjudicial sobre la extensibilidad u otras propiedades de la capa portadora que surja debido a la adición del pigmento. De acuerdo con un aspecto de la invención, los expertos en la técnica entienden que la capa portadora resultante es de naturaleza elastomérica. Para lograr estos beneficios en una película polimérica basada en poliuretano u otra película similar que se polimeriza a partir de múltiples componentes que han reaccionado, preferentemente el componente inductor de color se adiciona a al menos dos de los múltiples componentes que se combinan y reaccionan. Como tal, se obtienen beneficios en la eficiencia del procesamiento.

Además del componente inductor de color, en la capa portadora pueden estar presentes cualesquiera aditivos adecuados. Se seleccionan otros aditivos como es conocido para los expertos en la técnica en función de la aplicación prevista. Los expertos en la técnica podrán determinar fácilmente la cantidad de dichos aditivos a usar para el efecto deseado.

De acuerdo con una modalidad de la invención, la capa portadora tiene un grosor de aproximadamente 5 micras a aproximadamente 1250 micras. De acuerdo con una modalidad adicional, la capa portadora tiene un grosor de aproximadamente 8 micras a aproximadamente 260 micras. Cada una de las "n" capas de película individuales en la misma puede ser tan delgada como aproximadamente 5 micras y hasta aproximadamente 50 micras de grosor, siendo particularmente útil la presencia de capas más gruesas, por ejemplo, en aplicaciones balísticas. Sin embargo, para impartir una mayor recuperabilidad, de acuerdo con un aspecto de la invención se usa una capa portadora que tiene un grosor de aproximadamente 220 micras o menos. De acuerdo con aspectos adicionales, la capa portadora tiene un grosor de aproximadamente 180 micras o menos. Por ejemplo, la capa portadora puede tener un grosor de aproximadamente 120 micras a aproximadamente 180 micras. No sólo se mejora la recuperabilidad de la capa portadora y, por tanto, del aplique de película de pintura en general, mediante el uso de una capa portadora más delgada, de esta manera se reduce el costo total del aplique de película de pintura.

En comparación con los apliques de película de pintura convencionales que incluyen una capa portadora formada convencionalmente (es decir, cuya formación convencional típicamente implica extrusión y otros métodos para la formación de una película a partir de una composición ya polimerizada, donde la polimerización del material usado para formar la película está esencialmente completa antes de la formación de la película a partir de la misma), los apliques de película de pintura de la invención no dependen de tal capa como la capa portadora, siendo el resultado una mejora inesperada en una o más propiedades deseadas además de las eficiencias de procesamiento impartidas de esta manera. Por ejemplo, se pueden minimizar los problemas asociados con la inestabilidad dimensional de películas extruidas - tales como los descritos en la patente de Estados Unidos núm. 5,985,079.

De acuerdo con un aspecto de la invención, una capa portadora mejorada a base de poliuretano en apliques de película de pintura de la invención se polimeriza in situ. Por ejemplo, la patente de Estados Unidos núm. 8,828,303 y la publicación de patente de Estados Unidos núm. US-2011-0137006-A1 describen métodos y películas formadas mediante dicha polimerización in situ. Sorprendentemente, se encontró que usar una capa portadora polimerizada in situ para impartir color al aplique de película de pintura facilita las mejoras en las propiedades físicas deseadas, además de las eficiencias de procesamiento impartidas de esta manera.

A diferencia de las capas portadoras convencionales, que típicamente se extruyen, las capas portadoras polimerizadas in situ de la invención no son generalmente de naturaleza termoplástica. Sin embargo, las capas portadoras polimerizadas in situ de la invención tienen un aspecto y un tacto muy similares a las capas portadoras extruidas convencionales. Sin embargo, una arquitectura polimérica mejorada proporciona capas portadoras polimerizadas in situ de la invención con algunas propiedades significativamente diferentes, incluida la estabilidad dimensional.

Otra propiedad significativamente diferente es la resistencia a los solventes. La resistencia a los solventes de las capas portadoras polimerizadas in situ preferidas de la invención se aproxima a la asociada con los materiales reticulados (es decir, termoestables) convencionales. Como es típico con los materiales termoplásticos, los materiales extruidos generalmente se disolverán completamente cuando se sumergen en un solvente, por ejemplo, tetrahidrofurano, mientras que los materiales polimerizados in situ de la invención exhiben sólo un hinchamiento menor cuando se sumergen en el mismo solvente.

Otra propiedad significativamente diferente es el módulo de almacenamiento. Como es típico con los materiales termoplásticos, los materiales extruidos generalmente exhiben una caída continua en el módulo de almacenamiento al aumentar la temperatura. Sin embargo, el módulo de almacenamiento de las capas portadoras polimerizadas in situ preferidas de la invención es significativamente diferente porque exhibe una región de meseta elastomérica, una característica que es consistente con elastómeros ligeramente reticulados. En una modalidad, el módulo de almacenamiento de las capas portadoras preferidas a base de poliuretano polimerizado in situ es aproximadamente dos órdenes de magnitud mayor que el del poliuretano termoplástico a temperaturas de extrusión convencionales. De acuerdo con otro aspecto de la invención, la capa portadora mejorada a base de poliuretano en apliques de película de pintura de la invención tiene un factor de pérdida máxima de al menos aproximadamente 0,5, al menos aproximadamente 0,8 o incluso al menos aproximadamente 1,2 cuando se prueba como una película independiente de acuerdo con el Método de Prueba del Factor de Pérdida que se describe a continuación.

Como se ilustra en la Figura 1, el factor de pérdida máxima probado de acuerdo con el Método de Prueba del Factor de Pérdida descrito a continuación de películas de capa portadora de poliuretano extruidas (es decir, formadas convencionalmente) (es decir, como se ilustra mediante las curvas de datos etiquetadas A, B y C, que representan capas portadoras extruidas a base de poliuretano disponibles comercialmente en Argotec, LLC (Greenfield, MA) bajo las respectivas designaciones comerciales, ARGOTEC 49510, ARGOTEC 49510-60DV y<a>R<g>OTEC 46510) fue significativamente menor que aquellas a las que se puede adicionar un componente inductor de color de acuerdo con la invención, la cual tenía un factor de pérdida máxima superior a 0,5 (es decir, como se ilustra mediante las curvas de datos etiquetadas 1 y 2). Como también se ilustra en la Figura 1, el factor de pérdida máxima probado para películas portadoras de poliuretano extruidas se produjo a aproximadamente 25 °C, mientras que el factor de pérdida máximo probado para películas a base de poliuretano utilizadas en combinación con un componente inductor de color como capa portadora en los apliques de película de pintura de la invención se produjeron a aproximadamente una temperatura de al menos aproximadamente 35 °C.

Además, los factores de pérdida de altura media (factor de pérdida el cual es la mitad del valor del factor de pérdida máxima, del cual hay dos para cada curva) se produjeron en un intervalo de temperatura de menos de aproximadamente 40 °C., menos de aproximadamente 30 °C en algunas modalidades, e incluso menos de aproximadamente 20 °C en algunas modalidades, para películas a base de poliuretano probadas usadas en combinación con un componente inductor de color como capa portadora en apliques de película de pintura de la invención en lugar de ocurrir en un intervalo de temperatura superior a aproximadamente 40 °C, e incluso superior a aproximadamente 45 °C en las modalidades ejemplificadas, para películas poliméricas extruidas a base de poliuretano. Para las curvas de datos etiquetadas A y B en la Figura 1, el factor de pérdida de altura media se midió a 53 °C. Para la curva de datos etiquetada C en la Figura 1, el factor de pérdida de altura media se midió a 49 °C. Para la curva de datos etiquetada 1 en la Figura 1, se midió el factor de pérdida de altura media a 18 °C. Para la curva de datos etiquetada 2 en la Figura 1, se midió el factor de pérdida de altura media a 22 °C.

Como se ilustra en la Figura 2, los módulos de almacenamiento probados de acuerdo con el Método de Prueba del Módulo de Almacenamiento descrito a continuación de películas de poliuretano extruidas (es decir, formadas convencionalmente) (es decir, como se ilustra mediante las curvas de datos etiquetadas A, B y C) disminuyeron a un valor particular a temperaturas relativamente más bajas que las de las películas poliméricas a base de poliuretano usadas en combinación con un componente inductor de color como capa portadora en apliques de películas de pintura de la invención.

Como se describió anteriormente, en los apliques de pintura de acuerdo con la invención, preferentemente las capas portadoras no sólo están coloreadas, sino que también están libres de defectos. Tal como se usa en la presente, se entiende por "defecto" una imperfección visual tal como, por ejemplo, una partícula de gel, una línea de troquelado o una línea de calibrado. Como se usa en la presente, "sin defectos" se refiere a películas poliméricas con no más de los defectos máximos permitidos mostrados en la Tabla 1, como se establece en términos del diámetro máximo del defecto.

Tabla 1

Preferentemente, no se detectan defectos dentro de la película de polímero cuando se observa a simple vista. Con mayor preferencia, no se detectan defectos dentro de la película de polímero cuando se observa con un aumento de hasta aproximadamente 50x.

Ventajosamente, en modalidades preferidas, no se pueden formar p-geles convencionales ya que la película polimérica usada como capa portadora no se forma en un reactor convencional. Igualmente, en modalidades preferidas, no se pueden formar e-geles convencionales ya que la película de polímero no se forma mediante el uso de un extrusor convencional. Una vez polimerizadas, las películas poliméricas preferidas usadas como capas portadoras en apliques de películas de pintura de la invención nunca han sufrido deformación termoplástica, nunca han pasado por un extrusor y nunca han experimentado una extrusión térmica a temperaturas de extrusión convencionales. Además, dado que las películas poliméricas preferidas no se forman mediante el uso de un extrusor convencional, no es necesario usar auxiliares de procesamiento - por ejemplo, aditivos deslizantes y anti aglomerantes - que se sabe contribuyen a la formación de geles y que serían requeridos y usados convencionalmente en tales métodos de formación, y preferentemente están excluidos de los métodos para la formación de películas poliméricas cuando se ensamblan apliques de películas de pintura de acuerdo con la invención. Las películas poliméricas resultantes están sin defectos y coloreadas, y los apliques de película de pintura de los cuales ellas son parte tienen defectos reducidos.

Capa de color opcional

Si bien puede usarse al menos una capa de color distinta de la película de polímero coloreada y libre de defectos en modalidades adicionales de apliques de película de pintura de la invención, la siguiente descripción se hace con referencia a una de tales capas de color opcionales sólo por simplicidad. Reconozca que, si se usan varias capas de color, cada capa de color puede ser igual o diferente.

Cuando está presente, la capa de color comprende cualquier material adecuado y proporciona la estética deseada cuando el aplique de película de pintura se aplica a una superficie. La capa de color puede ser una capa continua o discontinua. Tenga en cuenta que la capa de color puede consistir esencialmente de gráficos, patrones y similares, lo cual resulta en que la capa sea una capa discontinua y/o una capa no plana.

La capa de color comprende al menos un componente inductor de color. En su sentido más amplio, los componentes inductores de color incluyen aquellos que afectan meramente la opacidad de la capa de color, aquellos que afectan meramente el color espectral de la capa de color y aquellos que afectan meramente el tinte, el matiz o el tono de la capa de color. En el caso de aquellos componentes que afectan la opacidad, se puede obtener una capa de color opaco y, por tanto, un aplique de película de pintura opaca. En el caso de componentes que afecten al tinte, matiz o tono, comprenda que un tinte es la mezcla de un color con el blanco, lo que aumenta la luminosidad. Un matiz es la mezcla de un color con el negro, lo que reduce la luminosidad. Un tono se produce mediante la mezcla de un color con gris o mediante tintado y matizado.

Mezclar un color con cualquier color neutro (que incluye negro, gris y blanco) reduce el croma o colorido, mientras que el tono permanece sin cambios.

Opcionalmente pueden incluirse cualesquiera aditivos adecuados en la capa de color. Por ejemplo, estabilizadores (por ejemplo, antioxidantes, estabilizadores térmicos y estabilizadores UV), reticulantes (por ejemplo, reticulantes de aluminio o melamina), inhibidores de la corrosión, plastificantes, fotorreticulantes, colorantes adicionales, rellenos y otros aditivos convencionales conocidos por los expertos en la técnica pueden incorporarse en la capa de color. Preferentemente, si está presente, la capa de color está esencialmente libre de componentes que puedan tender a migrar a la superficie exterior del aplique de película de pintura o a una fase intermedia en el mismo, donde tales componentes pueden promover la delaminación de la capa intermedia o afectar de cualquier otra manera perjudicialmente la adherencia del aplique de la película de pintura a las superficies adyacentes o capas. La capa de color también es preferentemente resistente a los productos químicos a los cuales puede quedar expuesta durante el uso del aplique de película de pintura. Por ejemplo, se prefiere que la capa de color sea resistente a la degradación por agua y fluidos hidráulicos (por ejemplo, los vendidos por TBM, Inc. de St. Louis, MO bajo la designación comercial SKYDROL de Solutia, Inc.), particularmente cuando la capa de color comprende una capa exterior del aplique de película de pintura después de aplicarse este a una superficie.

La capa de color puede formarse de acuerdo con cualquier método adecuado. En una modalidad, la capa de color se funde en solución a partir de una composición polimerizada. Por ejemplo, la capa de color puede fundirse a partir de una solución de solvente orgánico. Como otro ejemplo, la capa de color puede fundirse a partir de una solución acuosa.

En aun otra modalidad, la capa de color se polimeriza in situ. Como indicó anteriormente, la patente de Estados Unidos núm. 8,828,303 y la publicación de patente de Estados Unidos núm. US-2011-0137006- A1 describen métodos y películas formadas mediante tal polimerización in situ. Un aspecto preferido de esta modalidad es la polimerización basada en reticulación de la capa de color a partir de una composición polimerizable sin solvente que es líquida a temperatura ambiente en forma pura.

En una modalidad preferida, la capa de color es una película de polímero reactivo. Por "reactivo", se debe entender que la película de polímero comprende una funcionalidad química que permite que la capa portadora polimerizada sobre ella forme enlaces covalentes con la capa de color en la fase intermedia entre las dos capas adyacentes. De acuerdo con un aspecto de esta modalidad, la película de polímero reactivo comprende grupos funcionales hidroxilo capaces de reaccionar, por ejemplo, con grupos funcionales isocianato en la composición polimerizable que forma la capa portadora.

Cuando está presente, la capa de color comprende cualquier grosor adecuado. De acuerdo con una modalidad de la invención, la capa de color tiene un grosor de aproximadamente 5 micras a aproximadamente 1250 micras. De acuerdo con una modalidad adicional, la capa de color tiene un grosor de aproximadamente 8 micras a aproximadamente 260 micras. En aún otra modalidad adicional, la capa de color tiene un grosor de aproximadamente 12 micras a aproximadamente 125 micras. En aún otra modalidad adicional, la capa de color tiene un grosor de aproximadamente 25 micras a aproximadamente 75 micras. En aún otra modalidad adicional, la capa de color tiene un grosor de aproximadamente 8 micras a aproximadamente 25 micras. Siempre que, por ejemplo, el color del aplique de película de pintura sea visible hacia fuera cuando el aplique de película de pintura se aplica a una superficie es suficiente, el grosor de la capa de color puede variar sustancialmente sin apartarse del espíritu y alcance de la invención. Mientras la flexibilidad del aplique de película de pintura en general se mejora mediante el uso de una capa de color más delgada, el coste total del aplique de película de pintura también puede reducirse de esta manera.

Capa adhesiva opcional

Cuando está presente, la capa adhesiva se posiciona adyacente y sobre un lado plano principal de la capa portadora y cualquier capa de color adicional opcional, opuesta a ese lado plano principal de aquel en el cual está presente cualquier capa de acabado opcional. Para la capa adhesiva de acuerdo con la invención puede usarse cualquier adhesivo adecuado. En una modalidad preferida, la capa adhesiva comprende un adhesivo sensible a la presión. Aunque puede usarse cualquier química adecuada para el polímero base en la capa adhesiva, se prefiere la química de (met)acrilato - es decir, acrilato y metacrilato. Sin embargo, para los expertos en la técnica se conocen otras químicas adecuadas e incluyen, por ejemplo, aquellas basadas en cauchos sintéticos y naturales, polibutadieno y copolímeros de este, poliisopreno y copolímeros de este, y siliconas (por ejemplo, polidimetilsiloxano y polimetilfenilsiloxano). Cualquier aditivo adecuado puede estar presente junto con el polímero base en la capa adhesiva. En particular, se encontró útil en una modalidad de la invención un adhesivo basado en acrilato de 2-etil hexilo, acetato de vinilo y monómeros de ácido acrílico polimerizados como se conoce para los expertos en la técnica. El adhesivo puede reticularse, por ejemplo, mediante el uso de reticulantes convencionales de aluminio o melamina.

En una modalidad, la capa adhesiva tiene un grosor de aproximadamente 5 micras a aproximadamente 150 micras. En una modalidad adicional, la capa adhesiva tiene un grosor de aproximadamente 10 micras a aproximadamente 100 micras. En aún otra modalidad adicional, la capa adhesiva tiene un grosor de aproximadamente 30 micras a aproximadamente 100 micras. Sin embargo, el grosor de la capa adhesiva puede variar sustancialmente sin apartarse del espíritu y alcance de la invención.

Hasta su aplicación sobre una superficie, la capa adhesiva puede protegerse mediante el uso, por ejemplo, de un revestimiento antiadherente convencional. Como tal, la lámina se puede almacenar y enviar fácilmente en rollo u otras formas hasta su aplicación.

Capa de acabado opcional

En general, cualquier capa no adhesiva expuesta hacia fuera en un lado plano principal de la capa portadora y, cuando esté presente, cualquier capa de color opcional incluida con la misma en un laminado, opuesta a cualquier capa adhesiva en apliques de película de pintura de la invención, se refiere como "capa de acabado". Acorde con su nombre, la capa de acabado presente opcionalmente es una capa exterior del aplique de película expuesta hacia fuera cuando el aplique de película de pintura se aplica a un artículo. Puede usarse cualquier tipo adecuado de material para la capa de acabado en apliques de película de pintura de la invención.

Por ejemplo, la capa de acabado puede comprender como su polímero base un policarbonato, un fluoruro de polivinilo, un poli(met)acrilato (por ejemplo, un poliacrilato o un polimetacrilato), un poliuretano, polímeros modificados (por ejemplo, híbridos) de estos, o sus combinaciones. Véase la patente de Estados Unidos núm.

4,476,293 para una descripción de poliuretanos ilustrativos a base de policarbonato útiles para la capa de acabado de la invención. Véase también la Publicación de la patente de Estados Unidos núm. US-2008-0286576-A 1 para una descripción de capas de acabado ilustrativas adicionales.

En una modalidad, se aplica una capa de acabado (por ejemplo, mediante aspersión o pintado de esta) sobre el aplique de película de pintura después de la adherencia del aplique de película de pintura a una superficie subyacente. Preferentemente, en esta modalidad, la capa de acabado se aplica de manera que ningún aplique de película de pintura quede expuesto al ambiente cuando el aplique se adhiere a una superficie para usar. Aún más, cuando se usa más de un aplique de película de pintura en combinación con otros sobre una superficie, la capa de acabado recubre y protege preferentemente las uniones entre apliques de película de pintura adyacentes de la exposición al ambiente.

En otra modalidad, la capa de acabado es una de las capas incluidas dentro del aplique de película de pintura. Por ejemplo, una pintura multietapa de acuerdo con la invención comprende la capa portadora (o múltiplos de esta, si se desea), opcionalmente en combinación con al menos una capa de color, flanqueada por al menos una capa adhesiva en un lado (es decir, las anteriores capas en combinación son similares a una capa base en un sistema de pintura convencional) y al menos una capa de acabado (es decir, que es similar a una capa transparente en un sistema de pintura convencional) en el otro lado. Una pintura de dos etapas de acuerdo con esta modalidad ilustrativa tiene una capa de acabado. Una pintura de tres etapas de acuerdo con esta modalidad ilustrativa tiene dos capas de acabado adyacentes, pero distintas.

La capa de acabado puede comprender cualquier química adecuada. Generalmente, la capa de acabado proporciona una o más propiedades que incluyen las siguientes: resistencia ambiental, resistencia química, resistencia a la abrasión, resistencia al rayado, transparencia óptica y otras propiedades a menudo convenientes. Si bien la capa portadora o la capa de color, que de cualquier otra manera quedaría expuesta hacia fuera al aplicar el aplique de película de pintura a un artículo, puede proporcionar las propiedades deseadas, haciendo que la necesidad de una capa de acabado sea discutible, especialmente cuando ese no es el caso, una capa de acabado es beneficiosa si está presente. De acuerdo con una modalidad ilustrativa, la capa de acabado comprende un material con las siguientes propiedades: no amarillamiento, retención de brillo (por ejemplo, mantenimiento del brillo del orden de aproximadamente 80 a aproximadamente 90 unidades de brillo) y extensibilidad.

En una modalidad ilustrativa, la capa de acabado comprende un material a base de poliuretano. Muchas capas de acabado adecuadas están disponibles comercialmente, e incluyen, por ejemplo, recubrimientos de poliuretano vendidos por PRC Desoto International, Inc. de Glendale, CA bajo la designación comercial DESOTHANE HS (por ejemplo, DESOTHANE HS BAC 900 (CA8000/B900A o CA8000/B900B)) o aquellos vendidos por Akzo-Nobel Aerospace Coatings de Waukegan, IL bajo la designación comercial ECLIPSE (por ejemplo, ECLIPSE BAC 900). Preferentemente, la química de la capa de acabado se selecciona para facilitar su unión a las capas subyacentes del aplique de película de pintura. De acuerdo con un aspecto de esta modalidad, la tensión superficial de la capa subyacente del aplique de película de pintura está dentro de aproximadamente 5 dinas por centímetro de la tensión superficial de la capa de acabado superpuesta. De acuerdo con otro aspecto de esta modalidad, la capa de acabado comprende un exceso de fracciones con funcionalidades reactivas de isocianato con un exceso de fracciones reactivas a isocianato en la capa subyacente del aplique de película de pintura sobre el cual se aplica. De acuerdo con este aspecto de la invención, se forman enlaces covalentes entre la capa superior y la capa subyacente del aplique de película de pintura. Tales enlaces covalentes son típicamente más robustos que otros tipos de enlaces (por ejemplo, los que dependen de fuerzas de Van Der Waals, tales como los típicamente asociados con el uso de adhesivos sensibles a la presión) y, por lo tanto, son los preferidos.

Preferentemente, para maximizar la retención del brillo, la resistencia a la suciedad y otras propiedades de rendimiento convenientes del aplique de película de pintura, la capa de acabado es de un peso molecular relativamente alto. Es decir, si bien la capa de acabado puede formarse mediante extrusión de acuerdo con algunas modalidades de la invención, la capa de acabado es preferentemente de un peso molecular suficiente para que la extrusión de esta no sea práctica (es decir, si es un poliuretano, el poliuretano no se considera un poliuretano grado de extrusión por los expertos en la técnica). En una modalidad preferida, la capa de acabado se polimeriza in situ además de la capa portadora de la invención.

En una modalidad, cuando está presente, la capa de acabado tiene un grosor de aproximadamente 1 micras a aproximadamente 28 micras. En una modalidad adicional, la capa de acabado tiene un grosor de aproximadamente 5 micras a aproximadamente 20 micras. En aún otra modalidad adicional, la capa de acabado tiene un grosor de aproximadamente 5 micras a aproximadamente 15 micras. En otra modalidad, la capa de acabado tiene un grosor de aproximadamente 5 micras a aproximadamente 12 micras. En otra modalidad adicional, la capa de acabado tiene un grosor de aproximadamente 5 micras a aproximadamente 7 micras. Sin embargo, el grosor de la capa de acabado puede variar sustancialmente sin apartarse del espíritu y alcance de la invención.

Para proteger la capa de acabado, cuando esté presente, puede usarse un revestimiento de polímero (por ejemplo, un revestimiento de poliéster transparente) o similar y eliminarse antes o después de aplicar el aplique de película de pintura a un sustrato.

Formación de apliques de película de pintura

Cada una de las capas individuales del aplique de película de pintura se forma y ensambla en un aplique de película de pintura multicapa de acuerdo con el conocimiento de los expertos en la técnica. Sin embargo, al formar la capa portadora de acuerdo con la invención, la capa portadora se forma in situ sobre una capa adyacente, la cual comprende una capa de color distinta opcional, una capa adhesiva y una capa de acabado del aplique de película de pintura.

Para la preparación de la capa adhesiva, puede usarse cualquier método adecuado. Por ejemplo, como una alternativa a la formación directa (por ejemplo, in situ) de la capa adhesiva sobre la capa portadora, se puede fundir una película adhesiva del grosor deseado sobre una película desprendible de acuerdo con una modalidad y como es conocido para los expertos en la técnica. En esa modalidad, la película adhesiva soportada sobre la película desprendible se puede ensamblar luego con la capa portadora, con la eliminación de la película desprendible antes de que la película de pintura se adhiera a una superficie de un artículo.

Aunque no se limita de cualquier otra manera en términos de metodología y orden de ensamble, al menos la capa portadora se polimeriza in situ. De acuerdo con un aspecto adicional de esta modalidad, cada una de las otras capas individuales del aplique de película de pintura se prepara antes del ensamble en el aplique de película de pintura. Puede usarse cualquier método adecuado para la formación de cada una de las otras capas individuales, como es conocido para los expertos en la técnica.

Para la preparación de la capa de acabado opcional, puede usarse cualquier método adecuado. Por ejemplo, una película que comprende una capa de acabado de un grosor deseado se puede fundir sobre una película lisa (por ejemplo, película de poliéster) de acuerdo con una modalidad como es conocido para los expertos en la técnica para formar una capa de acabado soportada. En una modalidad, la capa de acabado soportada se ensambla luego sobre el lado expuesto hacia fuera de la capa portadora, o un laminado que comprende la capa portadora y una capa de color opcional, cuando está presente - es decir, en una superficie principal opuesta a aquella sobre la cual se ensambla cualquier capa adhesiva opcional. La película suave usada para la formación de la capa de acabado puede permanecer en el ensamble hasta la aplicación del aplique de película de pintura a una superficie de un artículo para proporcionar protección adicional durante el envío y almacenamiento de la lámina. De acuerdo con esta modalidad, puede usarse cualquier método adecuado para ensamblar la capa de acabado con las capas restantes del aplique de película de pintura. De acuerdo con otra modalidad, la capa de acabado se forma por recubrimiento directo de la capa de acabado sobre las capas restantes del aplique de película de pintura de acuerdo con métodos convencionales.

Si bien los procesos descritos anteriormente implican la formación de capas individuales y luego la adherencia de esas capas entre sí para formar el aplique de película de pintura, de acuerdo con otra modalidad de la invención, algunas de las capas del aplique de película de pintura se pueden formar simultáneamente, por ejemplo, por coextrusión de las composiciones polimerizables comenzando en su forma líquida, etapa que típicamente se realiza a una temperatura inferior a aproximadamente 40 °C, por ejemplo, aproximadamente a temperatura ambiente en una modalidad. Además de la capa portadora, se pueden polimerizar in situ capas distintas de la capa portadora en un formato de película como se describe, por ejemplo, en la patente de Estados Unidos núm. 8,828,303 y la publicación de patente de Estados Unidos núm. US-2011-0137006-A1. No importa qué método se usa, el proceso puede ser un proceso continuo o por lotes.

Uso de apliques de película de pintura

Los apliques de película de pintura son útiles en una variedad de aplicaciones interiores y exteriores en, por ejemplo, las industrias del transporte, arquitectura y de artículos deportivos. Mediante el método de acuerdo con la reivindicación 11, se aplican apliques de película de pintura a al menos una porción de una superficie de cualquier artículo donde se desea pintar. Tales artículos incluyen vehículos motorizados (por ejemplo, automóviles y aviones) y vehículos no motorizados (por ejemplo, bicicletas convencionales), entre una multitud de otras aplicaciones. La superficie sobre la cual se aplican los apliques de película de pintura puede estar de cualquier otra manera pintada o sin pintar.

Aunque los apliques de película de pintura de la invención pueden tener superficies texturizadas expuestas hacia afuera cuando se aplican a un sustrato subyacente, preferentemente los apliques de película de pintura de la invención tienen superficies lisas y un grosor sustancialmente uniforme en todas partes para maximizar su capacidad de proporcionar las propiedades estéticas deseadas a una superficie.

Durante el uso, se aplica un aplique de película de pintura a una superficie, preferentemente de tal manera que se ajuste a la forma de la superficie. Particularmente cuando se aplican a superficies no planas apliques de película de pintura, la recuperabilidad es importante y preferida. Si un aplique de película de pintura no es muy recuperable, pueden producirse micro grietas cuando el aplique se estira demasiado. En ese caso, pueden ser necesarios cortes en relieve para aplicar dichos apliques de película de pintura a sustratos, particularmente en aquellos que tienen una superficie compleja de características convexas y cóncavas. Sin embargo, de acuerdo con modalidades preferidas de la invención, los cortes en relieve no son necesarios cuando se aplican a superficies complejas apliques de película de pintura de la invención. Tales apliques de película de pintura son fácilmente conformables debido a su recuperabilidad.

Los apliques de película de pintura de la invención se pueden aplicar fácil y rápidamente a una superficie de un artículo basado en el conocimiento de los expertos en la técnica. La capa adhesiva, si está presente, generalmente se adhiere a la superficie sobre la cual se aplica el aplique de película de pintura después de eliminar cualquier revestimiento antiadherente presente sobre la misma para exponer el adhesivo. Cuando se usa una capa adhesiva sensible a la presión, el aplique de película de pintura se puede reposicionar más fácilmente antes de adherirlo firmemente a una superficie.

Ejemplos

Métodos de prueba ilustrativos

Se describen modalidades y aplicaciones ilustrativas de la invención en relación con los siguientes métodos de prueba.

Método de prueba del factor de pérdida

Fue usado un analizador mecánico dinámico disponible de TA Instruments (New Castle, DE) bajo la designación comercial TA Instruments OMA 0800 para realizar esta prueba en modo de tensión. Se usaron tamaños de muestra nominales que tenían una longitud de 5-12 mm, un ancho de 4-8 mm y un grosor de 0,02-0,2 mm. Fue usada una frecuencia de 1 Hz, una deformación de 0,3 % y una velocidad de rampa de 3 °C./minuto para medir los valores para la determinación del factor de pérdida de una muestra.

Método de prueba del módulo de almacenamiento

Fue usado un analizador mecánico dinámico disponible de TA Instruments (New Castle, DE) bajo la designación comercial TA Instruments OMA 0800 para realizar esta prueba en modo de tensión. Se usaron tamaños de muestra nominales que tenían una longitud de 5-12 mm, un ancho de 4-8 mm y un grosor de 0,02-0,2 mm. Fue usada una frecuencia de 1 Hz, una deformación del 0,3 % y una velocidad de rampa de 3 °C./minuto para medir los valores para la determinación del módulo de almacenamiento de una muestra.

Método de prueba de resistencia a solventes

Se sumergieron pequeños discos (25 mm de diámetro x 0,16 mm de grosor) de cada material en frascos separados, que contienen cada uno 16 ml de tetrahidrofurano (THF). La disolución y/o hinchamiento de los discos de cada ejemplo se evaluó después de cinco minutos. Para evaluar cada muestra, si el disco ya no estaba intacto, se vertió el contenido del frasco a través de un filtro de acero inoxidable de malla 200. Si no quedó ningún residuo sólido o gel retenido en el tamiz, esto verificó que el material del disco se ha disuelto completamente y no se ha roto simplemente en piezas finas. Si el disco todavía estaba intacto a los cinco minutos, se dejó que el disco permaneciera sumergido en THF durante seis horas en total. Después de seis horas en total de inmersión, se retiró el disco del frasco y se midió inmediatamente su diámetro. Posteriormente, el disco se deja secar al aire. Después de aproximadamente veinticuatro horas, se midió nuevamente el diámetro del disco.

Ejemplo Comparativo C1

Se evaluó un disco de película de poliuretano termoplástico ARGOTEC 49510, disponible comercialmente de Argotec, LLC (Greenfield, MA), de acuerdo con el Método de Prueba de Resistencia a Solvente descrito anteriormente. Después de cinco minutos, el disco ya no estaba intacto y se confirmó que se ha disuelto completamente.

Ejemplo Comparativo C2

Se evaluó un disco de película de poliuretano termoplástico ARGOTEC 46510, disponible comercialmente de Argotec, LLC (Greenfield, MA), de acuerdo con el Método de Prueba de Resistencia a Solvente descrito anteriormente. Después de cinco minutos, el disco ya no estaba intacto y se confirmó que se ha disuelto completamente.

Ejemplo 1

Un disco de la Película 3 preparado de acuerdo con las Formulaciones Ilustrativas siguientes (ver Tablas 2 y 5) se evaluó de acuerdo con el Método de Prueba de Resistencia a Solvente descrito anteriormente. Después de la inmersión por seis horas, se midió el diámetro del disco y era del 160 % de su tamaño original. Después del secado al aire, el disco había vuelto a su diámetro original de 25- mm, que confirma la evaporación del THF.

Formulaciones ilustrativas

Las películas poliméricas libres de defectos y los apliques de películas de pintura que comprenden a las mismas pueden prepararse de acuerdo con la metodología descrita en la patente de Estados Unidos núm. 8,828,303 y mediante el uso de los componentes para cada capa que se describe a continuación.

Componentes

Tabla 2

Capa portadora

Se forman tres capas portadoras diferentes para apliques de película de pintura de la invención basándose en los componentes descritos en la Tabla 2 y las cantidades proporcionales que se muestran en las Tablas 3-5. Los porcentajes en peso se informan basándose en el peso total de la película resultante que comprende la capa portadora.

Tabla 3 Película 1

Tabla 4 Película 2

Tabla 5 Película 3

Capa de acabado

Una capa de acabado de poliuretano de base acrílica para apliques de película de pintura de la invención se forma a partir de polioles acrílicos alifáticos y polímero de poliisocianato alifático, cuyos componentes se polimerizan sobre la capa portadora in situ después de recubrirse hasta un grosor de aproximadamente 10 micras.

Capa adhesiva

Se forma una capa adhesiva para apliques de película de pintura de la invención basándose en el componente adhesivo descrito en la Tabla 2 y se coloca sobre la capa portadora opuesta a la capa de acabado.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un método para formar un aplique de película de pintura que comprende:

una capa de acabado;

una capa portadora que comprende al menos un componente inductor de color; opcionalmente, una capa de color distinta; y una capa adhesiva;

en donde la capa portadora se forma mediante polimerización in situ.

2. El método de la reivindicación 1, en donde también la capa de color se forma mediante polimerización in situ.

3. El método de la reivindicación 1, en donde al menos una de la capa portadora y la capa de acabado está basada en poliuretano.

4. El método de la reivindicación 1, en donde la capa portadora polimerizada in situ está libre de solvente sin reaccionar.

5. El método de la reivindicación 1, en donde el aplique de película de pintura comprende la capa de acabado, la capa portadora polimerizada in situ, la capa de color distinta y la capa adhesiva en secuencia.

6. El método de la reivindicación 1, en donde el aplique de película de pintura comprende la capa de acabado, la capa de color distinta, la capa portadora polimerizada in situ y la capa adhesiva en secuencia.

7. El método de la reivindicación 1, en donde el aplique de película de pintura comprende la capa de acabado, la capa portadora polimerizada in situ y la capa adhesiva en secuencia.

8. El método de la reivindicación 1, en donde el grosor total del aplique de película de pintura es inferiora 130 pm.

9. El método de la reivindicación 1, en donde la capa de color distinta está presente en el aplique de película de pintura y en donde al menos la capa portadora polimerizada in situ y la capa de color se forman mediante coextrusión de composiciones polimerizables que se polimerizan in situ para formar simultáneamente al menos dos capas.

10. El método de la reivindicación 1, en donde la capa de color distinta está presente en el aplique de película de pintura y en donde la capa de color distinta se funde en solución, preferentemente a partir de una solución acuosa.

11. Un método para aplicar un aplique de película de pintura a una superficie de un vehículo motorizado, el método comprende:

proporcionar el aplique de película de pintura mediante el método de la reivindicación 1; y aplicar el aplique de película de pintura a la superficie del vehículo motorizado.