IT201800008133A1

IT201800008133A1 - Metodo e apparato per generare una struttura tridimensionale

Info

Publication number: IT201800008133A1
Application number: IT102018000008133A
Authority: IT
Inventors: Giorgio Macor
Original assignee: Giorgio Macor
Priority date: 2018-08-22
Filing date: 2018-08-22
Publication date: 2020-02-22

Description

TITOLO

Metodo e apparato per generare una struttura superficiale.

DESCRIZIONE CAMPO DELL’INVENZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un metodo e apparato per generare una struttura superficiale.

In particolare l’invenzione riguarda un metodo per realizzare una struttura tridimensionale su un substrato mediante stampa digitale.

La presente invenzione si inserisce nel settore tecnico dei materiali e dei metodi per generare tridimensionalità e goffrature sulle superfici di manufatti, substrati, supporti in materiale di diverso tipo come ad esempio i pannelli per la produzione di pavimenti, rivestimenti, arredi e più generalmente per superfici di architettura e design. La tecnologia oggetto dell’invenzione inoltre può essere utilizzata per riprodurre microstrutture utilizzabili in ambito biologico, ottico ed elettronico.

STATO DELL’ARTE

La stampa digitale e in particolare quella a getto d’inchiostro si sta sempre più affermando nei settori industriali sostituendo i metodi tradizionali basati su stampa analogica. I vantaggi della stampa digitale sono notevoli e comprendono l’elevata flessibilità, la possibilità di produrre piccole tirature e la riduzione dello spreco dei consumabili.

In particolare la riproduzione del legno su vari materiali rappresenta una tipica applicazione della stampa digitale per la produzione di pavimenti, pannelli per mobili, battiscopa, profili e in generale nell’ambito del design e architettura.

Tipicamente i materiali possono essere costituiti da legni e derivati (MDF/HDF/Truciolare/compensato), plastiche (PVC/poliolefine), metalli, su cui viene stampata l’immagine e che a sua volta è normalmente protetta da una vernice al fine di aumentarne la resistenza all’abrasione e ai graffi.

In particolare nel caso di pavimenti e pannelli per mobili, la finitura dopo la stampa, prevede l’utilizzo di uno strato di resina melamminica (laminati) oppure di una vernice applicata con le normali tecniche in uso (rullo/spray/velo/trafila). La vernice può essere di varia natura, fotoreticolabile, epossidica, poliuretanica, hotmelt e può contenere acqua e/o solventi per controllarne la viscosità.

Nella riproduzione di materiali naturali come legni e pietre, al fine di ottenere un materiale più simile all’originale anche nel tatto, oltre all’immagine è necessario riprodurne anche la struttura superficiale La goffratura viene normalmente eseguita sullo strato superficiale e può essere ottenuta con vari metodi, tradizionalmente mediante la pressatura con stampi, rulli o nastri su cui è riprodotta la struttura da imprimere. Il processo può avvenire per pressione su resine non totalmente indurite, su materiali termoplastici, su resine fotoreticolabili con contemporaneo irraggiamento e fotopolimerizzazione.

Sempre con l’obiettivo di riprodurre fedelmente i materiali naturali, una caratteristica desiderata è quella di avere la struttura goffrata a registro con l’immagine stampata ovvero di ottenere corrispondenza tra concavità/convessità e l’immagine stampata. Con i processi tradizionali la goffratura a registro (meglio conosciuta con l’acronimo inglese EIR: Embossing In Registration) non è semplice da ottenere, sia per le precisioni necessarie, sia per la necessità di avere stampi multipli corrispondenti alle varie strutture da stampare con la corrispondente immagine.

Ancor più con la stampa digitale che permette di produrre facilmente immagini diverse, sarebbe opportuno un metodo per ottenere la struttura superficiale in maniera semplice ed efficiente.

In fatti, i moderni scanner utilizzati per acquisire l’immagine di materiali, ad esempio METIS DRS 2000, consentono anche la contemporanea acquisizione della struttura superficiale che può essere vantaggiosamente utilizzata per la goffratura a registro.

Dato l’ampio utilizzo della goffratura, essa dovrebbe possedere caratteristiche di semplicità e costi contenuti.

Attualmente è quindi auspicabile l’individuazione di nuovi metodi di goffratura delle superfici degli oggetti, che siano rapidi, semplici applicabili a registro su superfici di diversi materiali, nonché dai costi contenuti.

Nel passato sono state proposte diverse tecnologie che prevedono la formazione di strutture superficiali utilizzando una formulazione fotoreticolabile applicata mediante tecnologia inkjet su una formulazione fotoreticolabile liquida:

Il brevetto EP 2 555 878 B1 descrive un metodo per realizzare strutture periodiche.

Il brevetto US20100092688A1 descrive un metodo per formare strutture su un film organico mediante l’applicazione localizzata di un liquido immiscibile.

Il brevetto EP 3109 056 A1 prevede l’utilizzo di una formulazione UV applicata mediante stampa a getto di inchiostro su una vernice UV non polimerizzata per generare strutture tridimensionali al fine di imitare le venature del legno.

Le tecnologie sopra descritte pur fornendo una struttura tridimensionale mediante tecnologia digitale, soffre delle limitazioni legate al controllo della struttura ottenibile e di richiedere vernici sviluppate opportunamente per massimizzare l’effetto 3D. In particolare risultano limitate quando la vernice da goffrare contiene riempitivi antiabrasivi come l’ossido di alluminio (corindone). Inoltre, le tecnologie sopracitate sono utilizzabili con vernici fotoreticolabili mentre risultano difficilmente applicabili ad altre tipologie di vernici.

SOMMARIO DELL’INVENZIONE

In accordo ad un aspetto dell’invenzione, la Richiedente ha trovato un metodo per realizzare una struttura tridimensionale su un substrato mediante tecnologia di stampa digitale.

Il metodo dell’invenzione vantaggiosamente prevede l’applicazione, mediante stampa digitale, di un liquido (B) su una resina (A) e/o inchiostro e/o vernice che la contengono quando la resina A non è ancora solidificata o è parzialmente solidificata. La resina A e il liquido B vengono poi solidificati/polimerizzati anche in momenti diversi. In una fase successiva il liquido B polimerizzato viene rimosso meccanicamente dalla resina A polimerizzata generando una struttura tridimensionale.

Il metodo dell’invenzione sfrutta la diversa durezza dei materiali applicati per poi rimuovere quello più fragile, lasciando inalterato il materiale più tenace.

In accordo ad un primo aspetto, l’invenzione quindi riguarda un metodo per generare una superficie tridimensionale comprendente le fasi di:

A) applicare una resina A sulla superficie di un materiale;

B) applicare un liquido B su almeno una porzione della resina A, quando la resina A è liquida o è parzialmente solidificata

C) polimerizzare la resina A e il liquido B, anche separatamente;

D) rimuovere meccanicamente il liquido B polimerizzato.

Forme di realizzazione della presente invenzione come sopra definita o come definita nella rivendicazione 1 sono illustrate nel seguito.

Il metodo dell’invenzione riproduce fedelmente una struttura a registro in maniera efficiente ed economica. Diversamente dallo stato dell’arte che per la Embossing in Registration (EIR) prevede l’incisione di rulli o stampi che corrispondano alla sottostante immagine stampata, il metodo dell’invenzione utilizza la tecnologia di stampa digitale per realizzare la goffratura del substrato. Il metodo dell’invenzione è flessibile e capace di gestire singoli files.

Inoltre, la struttura goffrata ottenuta con il metodo oggetto dell’invenzione presenta le caratteristiche di resistenza e durezza desiderate in quanto viene goffrata la stessa vernice di protezione utilizzata per la protezione del substrato, come nel caso dei pannelli a uso pavimentazioni o nei mobili o suppellettili per arredamento.

La versatilità e la risoluzione ottenibile con il metodo dell’invenzione ne consente l’utilizzo anche in applicazioni dove vengono utilizzate microstrutture tipiche del campo della microfluidica.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

La figura 1 illustra due riproduzione schematiche delle fasi A) – D) del processo dell’invenzione.

la figura 2 raffigura una forma di realizzazione di un apparato per riprodurre il metodo oggetto dell’invenzione;

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL’INVENZIONE In accordo ad un aspetto la presente invenzione riguarda un metodo per realizzare un rivestimento tridimensionale goffrato su un substrato comprendente le fasi di:

A) applicare una resina A o una vernice o inchiostro che la contiene sulla superficie di un substrato (Fig. 2-1)formando un rivestimento (Fig. 2-2);

B) applicare un liquido B su almeno una porzione della resina A (Fig. 2-3);

C) polimerizzare/solidificare la resina A e il liquido B, anche separatamente (Fig. 2-4 e Fig. 2-5);

D) rimuovere meccanicamente il liquido B polimerizzato (Fig. 2-6);.

Nei paragrafi successivi si utilizzerà il termine polimerizzato e/o solidificato in maniera indistinta per identificare che al termine del processo si otterrà un prodotto solido.

Tipicamente, la resina A può essere di varia natura chimica come ad esempio, ma non limitato, una resina poliuretanica, epossidica, fotoreticolabile.

Preferibilmente la resina A è costituita dal 100% di solido al fine di massimizzare lo strato goffrabile e vanificare l’effetto del liquido B dovuto all’evaporazione dell’eventuale solvente e/o acqua. D’altra parte per esigenze applicative la resina A potrebbe contenere un 5-30% di acqua e/o solvente.

In una forma preferita dell’invenzione la resina A è di natura fotoreticolabile come ad esempio descritto nel testo “Radiation Curing: Science and Technology” (Pappas).

Le resine fotoreticolabili sono accomunate dal fatto di polimerizzare ed indurire grazie all’energia irradiata dai dispositivi a raggi ultravioletti e/o mediante irraggiamento con EB (Electron Beam) e sono suddivise in due tipologie sulla base del meccanismo di reticolazione: 1) radicaliche, tipicamente da monomeri vinilici e resine acrilate che sono suddivise in diverse sottocategorie: epossi-acrilate, uretan-acrilate, poliestere-acrilate, polietere-acrilate, ammino-acrilate, silicon-acrilate, poliisopren-acrilate, polibutadien acrilate e monomeri acrilati. Tra i monomeri vinilici possiamo citare N-vinil caprolattame (NVC), acriloil morfolina (ACMO), dietilenglicole divinil etere (DVE-2), trietilenglicole divinil etere (DVE-3) e loro miscele.

Con il termine acrilate si intendono sia resine acrilate che metacrilate.

2) resine cationiche come le epossidiche, polioli e monomeri come gli ossetani e i vinil eteri.

La Richiedente ha inoltre inaspettatamente trovato che variando la tensione superficiale del liquido B e della resina A è possibile far penetrare più o meno il liquido B nella resina A e in tal modo modificare la struttura tridimensionale ottenuta dopo la rimozione meccanica del liquido B polimerizzato.

In generale più marcata è la differenza di tensione superficiale tra il liquido B e la resina A, maggiore sarà il corrispondente effetto di goffratura.

La tensione superficiale del liquido B e della resina A può essere modulata sia selezionando la natura chimica delle materie prime base degli stessi che mediante l’aggiunta di specifici additivi. Ad esempio resine contenenti gruppi polari come ossidrili, ammine e gruppi aromatici avranno una tensione superficiale maggiore rispetto a resine contenenti strutture lineari di tipo idrocarbonico.

A titolo esemplificativo, riguardo la scelta delle materie prime, nella tabella sottostante è riportata la tensione superficiale dei più comuni monomeri fotoreticolabili:

Per quanto riguarda l’utilizzo di additivi:

- Additivi che diminuiscono la tensione superficiale:

siliconi, polietere siliconi, siliconi acrilati, polietere siliconi acrilati, surfattanti fluorurati, alcoli alcossilati. Tali composti sono facilmente reperibili sul mercato, ad esempio commercializzati da BYK (BYK-UV) e da EVONIK (Tego Rad, Tego Wet, Tego Glide).

- Additivi che aumentano la tensione superficiale:

ammine, polieteri macromeri-modificati poliacrilati, silicon and polieteri macromerimodificati poliacrilati. Tali composti sono facilmente reperibili sul mercato ad esempio commercializzati da BYK (BYK 3560, BYK 3565).

Tipicamente gli additivi sono aggiunti tra lo 0,01 e il 20%, tra lo 0,01 e il 10%, tra lo 0,01 e 2%.

In un’altra forma dell’invenzione la resina A può essere costituita da materiali non fotoreticolabili come resine poliuretaniche, epossidiche, plastisol, hot-melt (come Henkel – Technomelt e Kleiberit – Hotcoating).

In una forma preferita dell’invenzione, la resina A è comunemente utilizzata per proteggere le superfici di pavimenti e mobili dall’usura, graffi e abrasione, comprende una o più resine fotoreticolabili, fotoiniziatiori, cariche, come ad esempio ossido di alluminio (corindone) per aumentarne la resistenza all’abrasione, talco per modificarne la reologia, silice per ridurne la brillantezza, carbonato di calcio come carica riempitiva, pigmenti per impartire colore, additivi come ad esempio livellanti, bagnanti, scivolanti, modificanti della reologia.

La formulazione della resina fotoreticolabile può contenere modificanti della reologia, come agenti tissotropizzanti che hanno la funzione di meglio mantenere la forma della goffratura, sia in termini di profondità che di definizione.

In una forma preferita di realizzazione il liquido B è immiscibile o parzialmente miscibile nella resina A e una volta polimerizzato, viene rimosso meccanicamente dalla resina A. In tal modo il liquido B esplica la sola funzione di creare la tridimensionalità senza alterare le proprietà chimico-fisiche della resina A. Il liquido B polimerizzato è più fragile della resina A polimerizzata e in tal modo può essere rimosso meccanicamente dalla resina A senza danneggiarla. Di conseguenza se la resina A sarà principalmente di natura apolare, il liquido B sarà preferibilmente polare e il contrario.

In una forma preferita dell’invenzione Il liquido B, nella sua maggioranza, è costituito da una resina fotoreticolabile. Per essere applicato mediante getto d’inchiostro, il liquido B deve possedere una viscosità di 10-15 cps alla temperatura di sparo (40-50°C). Di conseguenza, in maniera analoga ad altre formulazioni (vernici e inchiostri) fotoreticolabili per stampa a getto d’inchiostro, il liquido B sarà principalmente formato da monomeri (met)acrilati e/o vinilici. D’altra parte al fine di controllare la reologia o di raggiungere il grado di durezza voluto, oltre ai monomeri, il liquido B potrà contenere anche oligomeri acrilati.

Al fine di ottenere una formulazione fragile e facilmente rimovibile, possono essere utilizzati ingredienti caratterizzati da bassa Tg come isodecilacrilato, 2-(2-etossietossi) etil acrilato, ottil-decilacrilato, tri-decil-acrilato, laurilacrilato, polietilenglicoli diacrilati di vario peso molecolare(200, 300, 400, 600 dalton),

In un’altra forma preferita dell’invenzione per ottenere scarsa miscibilità del liquido B nella resina A, il liquido B è costituito da monomeri fotoreticolabili miscelati/dispersi/emulsionati con acqua.

In un’ulteriore forma dell’invenzione il liquido B può contenere solventi che servono a controllare la viscosità e/o migliorare la stampabilità.

In una forma preferita dell’invenzione il liquido B contiene una sostanza atta ad inibire la polimerizzazione della resina A, in tal modo dopo la polimerizzazione le aree stampate con il liquido B si presenteranno più fragili della resina A. Ad esempio se la resina A è costituita da resine fotoreticolabili, il liquido B può contenere inibitori della polimerizzazione come ammine stereoimpedite (HALS) ad esempio TINUVIN 123, TINUVIN 152; antiossidanti TINUVIN 400, TINUVIN 928; stabilizzanti come IRGASTAB 22 e loro miscele.

In alcune forme di realizzazione, il liquido B contiene additivi che servono a modificarne le proprietà come la reologia e/o la stampabilità e/o il colore e possono comprendere fotoiniziatori, livellanti, olii, stabilizzanti luce antiossidanti, biocidi, pigmenti, modificanti della reologia, umettanti, antischiuma e loro miscele.

In una forma preferita dell’invenzione il liquido B ha una tensione superficiale maggiore della resina A.

Analogamente alla resina A, la tensione superficiale del liquido B può essere modulata sia mediante la selezione di materie prime che mediante l’utilizzo di additivi, gli stessi descritti in precedenza per modificare la resina A.

Oltre a modificare la tensione superficiale per ottenere effetti di penetrazione più o meno marcati l’aggiunta di modificatori di tensione superficiale contribuisce a migliorare la stampabilità del liquido B, soprattutto quando si utilizzano stampanti a getto d’inchiostro.

Il controllo della profondità del liquido B nella resina A può essere modulato in maniera diversa:

- applicando maggior liquido B

- facendo intercorrere più o meno tempo tra l’applicazione del liquido B e la successiva polimerizzazione della resina A e del liquido B. - Variando la velocità della goccia del liquido B mediante la forma d’onda, ove le gocce più veloci saranno in grado di sprofondare maggiormente nella resina A.

Il substrato utilizzabile nel metodo dell’invenzione può essere un materiale di diversa natura come il legno e prodotti derivati ad esempio MDF, HDF, truciolare, legno multistrato, materiali a base di cellulosa come carta o cartone, metalli, materiale plastico, pietra, vetro, ceramica e loro compositi.

Il substrato è scelto in funzione dell’applicazione del metodo dell’invenzione, ad esempio per il rivestimento di mobili, pavimenti, infissi, profili.

La resina A che ricopre il substrato ha uno spessore variabile. A titolo di esempio la resina A può avere uno spessore nell’intervallo da 1 a 200 µ, da 2 a 100 µ da 3 a 50 µ, nella porzione priva di goffrature e uno spessore nell’intervallo da 0,05 a 100 µ, da 0,5 a 50 µ da 1 a 25 µ, nelle aree goffrate.

Il processo dell’invenzione e l’apparecchiatura per la sua realizzazione risulteranno più evidente dalla seguente descrizione in cui si fa riferimento alle forme di realizzazione illustrate nelle accluse figure 1 e 2.

Secondo alcune forme di realizzazione, la resina A o vernice o inchiostro che la contengono da goffrare possono essere applicati sul substrato con tecnologia digitale, ad esempio, come illustrato nella figura 2 al punto 3, usando la stampa a getto d’inchiostro oppure con le convenzionali tecniche in uso, come rullo/spray/velo/trafila/slot-die.

In una forma di realizzazione dell’invenzione, la resina A è una vernice da stampa fotoreticolabile e/o un inchiostro da stampa fotoreticolabile applicato mediante stampa digitale.

In alcune forme di realizzazione dell’invenzione, l’applicazione del liquido B, avviene sulla resina A o vernice o inchiostro che la contengono, non solidificati, di un’immagine stampata sottostante.

Tipicamente, la fotopolimerizzazione per irraggiamento con UV può essere effettuata con una o più lampade a Hg e/o con lampade LED, come ad esempio illustrato nella figura 2 al punto 4 e 5. Preferibilmente le lampade sono montate su un sistema mobile che consente di avvicinarle più e meno al sistema di applicazione del liquido B per meglio controllare l’azione dello stesso e modularne in tal modo l’effetto. Ad esempio, se si vuole ottenere un effetto opaco spinto, la pre-polimerizzazione/ polimerizzazione deve avvenire subito dopo l’applicazione a getto d’inchiostro, come illustrato nella Fig. 2, punto 4.

Al termine del processo oggetto dell’invenzione si avranno aree costituite dalla resina A polimerizzata e aree costituite dal liquido B polimerizzato. Essendo tali aree di durezza/tenacità differente, si potrà selettivamente rimuovere meccanicamente il materiale più tenero/fragile lasciando inalterato il materiale più duro/tenace (figura 2-6).

Quanto sopra descritto è del tutto analogo a quanto succede in alcuni materiali naturali, come ad esempio il legno, dove nella lavorazione di rusticatura/spazzolatura, viene rimossa la parte più tenera del legno lasciando inalterata quella più dura.

La rimozione meccanica del liquido B polimerizzato può quindi essere effettuata con gli stessi macchinari utilizzati per la rusticatura/spazzolatura del legno. Tali macchinari utilizzano spazzole e/o tamponi costituiti da materiali più o meno aggressivi (acciaio, ottone, fibre di nylon, fibre di poliestere) in funzione della durezza del materiale da rimuovere e del grado di finitura voluta. Le apparecchiature sopradescritte sono ad esempio prodotte da CEFLA (es. RSP4) e QUICKWOOD (es. CDI/300 LEV).

In una forma preferita dell’invenzione, dopo la rimozione del liquido B polimerizzato, viene applicata sulla superficie della resina A una vernice di finitura al fine di ottenere l’estetica voluta in termini di lucentezza, tatto e resistenza ai micrograffi (figura 2-7).

In un’altra forma dell’invenzione l’applicazione del liquido B viene effettuata in due fasi distinte e questo permette ad esempio di ottenere effetti combinati utilizzando diversi liquidi goffranti.

Tipicamente, il metodo oggetto dell’invenzione prevede l’applicazione del liquido B mediante una testa a getto d’inchiostro.

La stampa a getto di inchiostro può essere sia in modalità multipass/scanning dove l’immagine viene generata con passaggi multipli della testina mentre il materiale da stampare avanza oppure in modalità singlepass, dove il materiale da stampare passa una sola volta sotto le testine che sono installate alla larghezza dello stesso materiale. La stampa in singlepass è utilizzata per le grandi tirature (>1000 mq/h) mentre quella multipass, utilizzata per piccole e medie tirature (10-600 mq/h), è sicuramente quella più comune.

Tipicamente la stampa a getto d’inchiostro prevede l’utilizzo di una testina per creare e gettare delle goccioline di liquido che formeranno poi l’immagine da stampare. A titolo di esempio dettagli di questo tipo di stampa possono essere trovate nel libro “Fundamentals of inkjet printing: the science of inkjet and droplets” (Hoath, Stephen).

In funzione della testa a getto d’inchiostro utilizzata, le goccioline prodotte possono avere volume diverso e conseguentemente diametri differenti. A titolo esemplificativo nella seguente tabella è riportato il volume della goccia e il corrispondente diametro.

Tabella 1

Oltre alla dimensione nativa della goccia, caratteristica intrinseca della testina, gocce di maggiori dimensioni possono essere generate dalla testina stessa. Ad esempio, una testina capace di gettare 4 livelli di grigio, avrà la goccia più piccola di 6 pl mentre la più grande sarà di 18 pl (Tabella 1).

Vantaggiosamente l’applicazione di gocce piccole possono essere utilizzate per generare microsolchi e micropozzetti della dimensione di pochi micron tipiche della microfluidica per la produzione di sensori e dispositivi funzionali.

Un’ulteriore applicazione delle gocce di piccole dimensioni è la generazione di microstrutture che rendendo la superficie della vernice/resina/inchiostro goffrata opaca. Con quest’ultima applicazione si possono ottenere contemporaneamente superfici lucide e opache con interessanti effetti estetici.

In un’altra forma dell’invenzione, la resina A può contenere agenti espandenti al fine di ottenere elevati volumi di goffratura ma limitando il peso dello strato goffrato e/o il costo. Tipicamente si possono utilizzare microsfere polimeriche cave riempite di gas che a determinate temperature aumentano il volume, ad esempio si possono utilizzare le EXPANCEL. La fase di espansione avviene preferibilmente prima dell’applicazione del liquido goffrante.

Oltre alla riproduzione di materiali naturali come il legno e le pietre, il metodo oggetto dell’invenzione può essere anche utilizzato per generare strutture tridimensionali tipiche dell’ambito grafico e/o decorativo.

Vantaggiosamente il metodo oggetto dell’invenzione può essere utilizzato per goffrare superfici stampate in maniera tradizionale (rotocalco/flexo/offset).

I seguenti esempi di realizzazione sono forniti a mero scopo illustrativo della presente invenzione e non devono essere intesi in senso limitativo dell’ambito di protezione definito dalle accluse rivendicazioni.

ESEMPIO 1

A un supporto in carta melamminica sono stati applicati con uno stendi film manuale 75µ di una vernice fotoreticolabile per la finitura di pavimenti (TEKNOS UVILUX 143-001).

Successivamente il pannello è stato fatto passare sotto una stampante a getto d’inchiostro di tipo single-pass con cui è stato applicato il liquido B costituito da:

- Acqua: 47,5%

- Monomero diacrilato: PEG600DA: 47,5%

- Fotoiniziatore, TPO-L 5%

Il supporto è stato poi immediatamente irraggiato con una lampada PHOSEON FIRELINE 395nm 8 W/cm<2 >e successivamente con una lampada a Hg a media pressione DR. Hönle da 160 w/cm per completare la polimerizzazione della vernice A e del liquido B.

Dopo l’applicazione la superficie appare omogenea e sono evidenti a occhio nudo le aree stampate con il liquido B. Mentre con una matita 2H è possibile rimuovere le aree stampate con il liquido B, non è possibile rimuovere la resina polimerizzata A. In tal modo si può creare la tridimensionalità nelle aree stampate con il liquido B.

ESEMPIO 2

A un pannello di MDF sono stati applicati in linea a 15 m/min, mediante una verniciatrice a rullo, 50 g/mq di una vernice fotoreticolabile per la finitura di pavimenti (TEKNOS UVILUX 143-001).

- Acqua: 47,5%

- Monomero diacrilato: PEG600DA: 47,5%

- Fotoiniziatore, TPO-L 5%

Successivamente, il pannello è stato irraggiato con luce ultravioletta generata da una lampada a Hg a media pressione da 160 w/cm per la contemporanea polimerizzazione del liquido B e della resina A.

Dopo l’applicazione la superficie appare omogenea e sono evidenti a occhio nudo le aree stampate con il liquido B. Il pannello è poi stato fatto passare in una rusticatrice CEFLA RSP4 munita di spazzole in TINEX. La struttura tridimensionale risulta ben definita e dettagliata del tutto simile al materiale naturale scansionato.

La stampante utilizzata (CEFLA) era equipaggiata con testine DIMATIX STARFIRE 1024 mentre l’immagine stampata era stata ricavata da una scansione tridimensionale, effettuata con uno scanner (METIS), di un tranciato di rovere naturale. L’immagine è stata poi caricata nella stampante mediante il software dedicato (RIP). La struttura è meglio visibile mediante analisi con profilometro laser (3D profiler – USA).

ESEMPIO 3

A un pannello di MDF sono stati applicati in linea a 15 m/min, mediante una verniciatrice a rullo, 100 g/mq di una fondo fotoreticolabile contenente corindone per pavimenti (REMMERS UV100-51).

Successivamente il supporto è stato fatto passare sotto una stampante a getto d’inchiostro di tipo single-pass montata con testine DIMATIX STARFIRE 1024S con cui è stato applicato il liquido B costituito da:

- Monomero fotoreticolabile, Tridecilacrilato: 95% - Fotoiniziatore, TPO-L: 5%

Il supporto è stato poi irraggiato con luce ultravioletta generata da una lampada a Hg a media pressione da 160 w/cm. Sulla superficie è ben evidente l’immagine stampata costituita da una venatura di legno.

Il pannello è poi stato fatto passare in una rusticatrice CEFLA RSP4 munita di spazzole in TINEX. La struttura tridimensionale risulta ben definita e dettagliata.

ESEMPIO 4

Il supporto è stato fatto passare sotto una stampante a getto d’inchiostro di tipo single-pass montata con testine DIMATIX STARFIRE 1024S, la cui goccia più piccola è di 10 pl con cui è stato applicato il liquido goffrante costituito da:

- Acqua: 47,5%

- Monomero diacrilato: PEG600DA: 47,5%

- Fotoiniziatore, TPO-L 5%

utilizzando solamente le gocce più piccole.

Il pannello è poi stato fatto passare in una rusticatrice CEFLA RSP4 munita di spazzole in TINEX.

La resina A risulta omogeneamente opaca a causa della microstruttura generata, la vernice originale presentava infatti 25 gloss mentre dopo l’applicazione la vernice risultava essere di 12 gloss.

ESEMPIO 5

A un materiale di supporto (PVC) sono stati applicati 100 g/mq di una formulazione PLASTISOL per la protezione di pavimento in LVT.

Successivamente il supporto è stato fatto passare sotto una stampante a getto d’inchiostro di tipo single-pass con cui è stato applicato il liquido B costituito da:

- Acqua: 47,5%

- Monomero diacrilato: PEG600DA: 47,5%

- Fotoiniziatore, TPO-L 5%

Successivamente, il pannello è stato irraggiato con luce ultravioletta generata da una lampada a Hg a media pressione da 160 w/cm per la polimerizzazione del liquido B.

Il pannello è poi stato riscaldato in stufa a 180°C per 3’ al fine di polimerizzare il PLASTISOL.

ESEMPIO 6

A un pannello di MDF sono stati applicati in linea a 15 m/min, mediante una verniciatrice a rullo, 50 g/mq di una vernice poliuretanica monocomponente per la finitura di pavimenti (TEKNOS UVILUX 143-001).

- Acqua: 47,5%

- Monomero diacrilato: PEG600DA: 47,5%

- Fotoiniziatore, TPO-L 5%

utilizzando solamente le gocce più piccole.

ESEMPIO 7

- Monomero diacrilato, EOEOEA: 95,5%

- HALS, TINUVIN 123: 5%

Il supporto è stato poi immediatamente irraggiato con una lampada a Hg a media pressione DR. Hönle da 160 w/cm.

Dopo l’applicazione la superficie appare omogenea e sono evidenti a occhio nudo le aree stampate con il liquido B. Mentre con una matita HB è possibile rimuovere le aree stampate con il liquido B, non è possibile rimuovere la resina polimerizzata A. In tal modo si può creare la tridimensionalità nelle aree stampate con il liquido B.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Un metodo per realizzare una superficie tridimensionale su un substrato comprendente le fasi di: A) applicare una resina A sulla superficie di un materiale e/o inchiostro e/o vernice che la contengono; B) applicare un liquido B su almeno una porzione della resina A, quando la resina A è liquida o è parzialmente solidificata; C) polimerizzare la resina A e il liquido B, anche separatamente; D) rimuovere meccanicamente il liquido B polimerizzato.
2. Metodo secondo la rivendicazione 1 in cui la resina A è compresa tra resine fotoreticolabili cationiche, resine fotoreticolabili radicaliche, resine epossidiche, resine poliuretaniche, resine acriliche, resine hot-melt e loro miscele.
3. Metodo secondo la rivendicazione 1 secondo cui il liquido B è costituito da un monomero fotoreticolabile o da un oligomero fotoreticolabile e loro miscele.
4. Metodo secondo la rivendicazione 1 in cui il liquido B polimerizzato ha una Tg<20°C.
5. Metodo secondo la rivendicazione 1 secondo cui il liquido B è disperdibile/emulsionabile/solubile in acqua.
6. Metodo secondo la rivendicazione 1 secondo cui il liquido B contiene almeno una sostanza scelta tra acqua, solventi, modificatori di tensione superficiale, resine acriliche, resine fotoreticolabili, fotoiniziatori, scivolanti, bagnanti, olii, stabilizzanti luce, antiossidanti, antischiuma, umettanti, biocidi, coloranti, cariche, pigmenti e loro miscele.
7. Metodo secondo le rivendicazioni precedenti secondo cui il liquido B contiene almeno un inibitore di polimerizzazione.
8. Metodo secondo le rivendicazioni precedenti secondo cui il liquido B ha una tensione superficiale maggiore della vernice A.
9. Metodo secondo la rivendicazione 1 secondo cui il liquido B polimerizzato è più fragile/tenero della resina A.
10. Metodo secondo la rivendicazione 1 secondo cui il liquido B polimerizzato viene rimosso meccanicamente per mezzo di spazzolatrici/rusticatrici.
11. Metodo secondo la rivendicazione 1 secondo cui il liquido B viene applicato mediante una testina a getto d’inchiostro.
12. Metodo secondo la rivendicazione 1 secondo cui il liquido B viene applicato in due o più fasi distinte utilizzando differenti sistemi di stampa a getto d’inchiostro.
13. Metodo secondo le rivendicazioni precedenti secondo cui la polimerizzazione della resina A e del liquido B avvengono separatamente.
14. Metodo secondo le rivendicazioni precedenti in cui viene generata una superficie opaca.
15. Metodo secondo le rivendicazioni precedenti secondo cui dopo la rimozione del liquido goffrante viene applicata una vernice sulla superficie goffrata al fine di fornire ulteriore protezione e/o per ottimizzare il gloss della superficie stessa.
16. Substrato o manufatto ottenuto con il metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-15 caratterizzato dal fatto di essere utilizzato per realizzare o rivestire pavimenti, mobili e più in generale superfici d’arredamento e di architettura.
17. Substrato o manufatto prodotto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-15 caratterizzato dal fatto di essere utilizzato nel campo della microfluidica per la produzione di sensori e dispositivi funzionali.
18. Apparato per la produzione di una superficie tridimensionale su un substrato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-15 comprendente uno o più sistemi di stampa a getto d’inchiostro, un sistema di fotopolimerizzazione mobile posizionabile in prossimità dell’applicazione del liquido goffrante, un sistema di fotopolimerizzazione, un sistema per la rimozione meccanica del liquido B polimerizzato.