MX2014001436A - Proceso de incrustacion de polimetacrilato. - Google Patents

Abstract

El proceso de incrustación de polimetilmetacrilato o acrílico es un nuevo proceso desarrollado para manufacturar diversos artículos decorativos en general, bisutería y publicidad como joyería de fantasía, adornos, llaveros, dijes, lámparas, entre otros. Como resultado de este proceso, se obtienen figuras de varios colores que presentan incrustaciones de acrílico en uno o más planos dimensionales. Cada color es de una pieza acrílica diferente que se encuentra pegada fuertemente a otra y no tiene riesgo de desprenderse; las figuras tienen un acabado liso y brillante en la superficie del acrílico.

Description

PROCESO DE INCRUSTACION DE POLIMETACRILATO CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN La presente invención está dirigida principalmente a la manufactura de diversos artículos decorativos en general, bisutería y publicidad, tales como joyería de fantasía, adornos, llaveros, dijes, lámparas, avisos comerciales entre otros.

ANTECEDENTES Existen en el mercado infinidad de productos o artículos decorativos obtenidos por diversos procesos de manufactura tales como inyección, vaciado, modelado o moldeado, etc, que generan productos con una gran variedad de materiales y formas. En el proceso de manufactura presentado obtenemos productos diferentes a los ya generados a tráves de piezas acrílicas incrustadas objeto de nuestra invención, mantienen su color y acabado brillante, a diferencia de los productos similares que se hacen utilizando colorantes para formar figuras en el acrílico o tienen etiquetas de colores superpuestas.

Los materiales incrustados utilizando el proceso de la presente invención, no pierden su color original con el tiempo.

La solicitud W02010/IB/50296 "Rompecabezas transparente de doble cara y un método de fabricación" de Salgado Cardín, publicado el 22 de enero del 2010, describe la Fabricación de un rompecabezas transparente de doble cara formado por varias hojas de acrílico transparente de un espesor de alrededor de 0.15cms.

Las imágenes se imprimen en un lado de cada hoja y las hojas se laminan juntas con una película sensible a la presión con las imágenes en relación enfrentada.

Después de rodar las burbujas de aire, la hoja laminada es cortada con láser para formar una pluralidad de rompecabezas que tienen una pluralidad de mosaicos.

Los mosaicos se forman como piezas simétricas o asimétricas, de forma idéntica que se pueden encontrar en el rompecabezas de diferentes maneras tales que las imágenes son la única guía para la solución del rompecabezas, sin embargo, no se habla de incrustación y pegado de cortes.

El modelo de utilidad CN202571609 (U) "Cabeza de corte por láser con una corriente de aire, dispositivo ajustable en altura" de ZHU LI publicado el 28 de febrero del 2012, describe un aparato de corte con la corriente de aire dispositivo de ajuste de altura del láser consta de un cuerpo y de la corriente de aire del dispositivo, en el que la corriente de aire del dispositivo está fijado de forma móvil en un asiento de fijación de la boquilla del cuerpo. El cabezal de corte láser con la corriente de aire dispositivo de ajuste de altura no sólo puede lograr un movimiento síncrono de la corriente de aire del dispositivo y la cabeza de corte por láser en un eje X y un eje Y, sino también ajustar con precisión la distancia entre la corriente de aire del dispositivo y materiales acrílicos a cortar, que no es objeto de la presente invención el simple hecho de cortar acrílico.

La patente MX175320, "Sistema para decoración de paredes mejorado y películas a base de resina iconomérica flexible y conformable" de Patrick J. Janet et al de fecha de presentación 14 de mayo de 1992, describe un sistema decorativo de pared mejorado, caracterizado porque comprende: una hoja de refuerzo que tiene primeros y segundos lados con una porción del primer lado que se recubre con un adhesivo y el segundo lado que se adapta para recibir indicaciones, dicha patente no se asemeja en lo más mínimo al objeto de la invención aunque se refiere al mismo campo téenico, no incluye las etapas que se definen a continuación para llevar a cabo la invención.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN El proceso de incrustación de polimetilmetacrilato (PMMA) o acrílico es un nuevo proceso desarrollado para manufacturar diversos artículos decorativos en general, bisutería y publicidad como joyería de fantasía, adornos, llaveros, dijes, lámparas, entre otros. Como resultado de este proceso, se obtienen productos o figuras de varios colores que presentan incrustaciones de acrílico en dos o tres dimensiones. Cada color puede ser de una pieza acrílica diferente o igual, que se encuentra pegada fuertemente a otra y no tiene riesgo de desprenderse.

A diferencia de otros procesos de incrustación que existen en el mercado, este proceso no deja manchas en la superficie del acrílico a causa del adhesivo; el proceso garantiza una superficie brillosa y lisa en el acrílico, dándole una mayor calidad al producto.

Los productos resultantes se pueden manufacturar y son de índole comercial, ya que el proceso conlleva una serie de etapas que permiten tener un producto de incrustación acrílica en masa y de alta calidad en poco tiempo. Establecer el proceso de incrustación requirió de conocimientos multidisciplinarios entre los que se encuentran conceptos de ingeniería mecánica, eléctrica, química y diseño industrial, cuya aplicabilidad combinada no es obvia desde un sentido teórico y práctico.

Por lo que algunas de las características que resultaron de la presente invención se enlistan a continuación: Las piezas acrílicas incrustadas mantienen su color y acabado brillante. Productos del estado del arte se hacen utilizando colorantes para formar productos en el acrílico o tienen etiquetas de colores superpuestas.

Los materiales incrustados con este proceso no pierden su color original con el tiempo.

Los productos fabricados tienen doble vista. Este proceso permite que el diseño se pueda ver en ambas caras del producto, que para un producto de acrílico es una característica única y singular, lo que mejora su presentación comercial.

El proceso se puede aplicar a cualquier acrílico laminado, siempre que sea liso, sin importar el color, grado de transparencia o algún otro tipo de acabado, por lo que se puede combinar según se requiera para darle una mejor apariencia al producto.

Debido a que el proceso fue desarrollado para mejorar la calidad del producto, no se producen manchas ni se estropea el lustre de la superficie del acrílico. Otros métodos convencionales en el mercado utilizan adhesivos que producen corrosión en las áreas de unión y zonas cercanas, deteriorando la apariencia y calidad del producto.

Este proceso no es sólo una unión superficial de los elementos, ya que al trabajar con disolventes y sus mezclas de cloruro de metileno, tricloroetileno, cloroformo y tetracloruro de carbono en la etapa de pegado, asegura que las piezas tengan una fuerte unión al fusionarse y que ningún elemento se desprenda por manipulación normal del usuario final.

El proceso permite la integración de varias formas en una dimensión para crear una pieza de un solo grosor.

El corte por láser genera que el canto de las piezas tenga una forma inclinada. Debido al efecto cónico que da el láser al momento de cortar, el disolvente cubre completamente el espacio entre las piezas, es necesario que todas las piezas sean armadas de forma que una cara tenga el espacio entre ellas más separado.

El costo de este proceso es bajo, pues aunque se utilizan insumos y una fuente de energía, los gastos empleados, sin incluir mano de obra y el corte láser de las piezas, para este proceso son menores al 15% del costo de la materia prima, es decir, el gasto extra realizado para llevar a cabo este proceso aumenta el costo en una cantidad menor al 15%, transformándolo en un proceso súmamente viable y factible para su uso, ya que no requiere ningún tipo de molde o maquinaria especial para trabajar los diferentes diseños que se generen.

El tiempo de un ciclo de trabajo para introducir los componentes básicos al proceso y obtener un producto terminado es corto cuando el proceso industrial es implementado. Este proceso tarda aproximadamente 1 minuto en completarse.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La figura 1, muestra como el corte láser le genera un canto inclinado a las piezas, necesario para el pegado.

La figura 2, es una vista frontal del pegado de las piezas una vez cortadas y armadas.

La figura 3, muestra el orden de ensamble de capas involucradas en el proceso de pegado de la pieza incrustada.

La figura 4, muestra una inversión del orden de ensamble de capas involucradas en el proceso de pegado de la pieza incrustada.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Para producir un producto de incrustación de polimetilmetacrilato se deben realizar las siguientes etapas: Diseño.- Consiste en generar plantillas bidimensionales en cualquier software CAD compatible con la herramienta de corte por control numérico que se vaya a utilizar. Las plantillas son generadas a través de vectores cuya combinación conforma la imagen completa. La imagen completa se debe separar en plantillas. Cada plantilla corresponde a una pieza, que puede ser de diferente color. Por ejemplo, si la imágen tuviera tres colores, se realizará una plantilla por cada pieza de cada color. El espesor de lo acrílicos puede variar, siempre tomando en cuenta que para los procesos posteriores sólo se pueden incrustar piezas con el presente proceso de manufactura que tengan menos de 0.4 mm de diferencia entre ellas para evitar problemas en la remoción de la capa protectora.

Corte láser.- Una vez generadas las plantillas, se procede a cortar las piezas. Se coloca una lámina acrílica del color deseado en el área de corte de la máquina láser. Se deberá verificar que la temperatura del enfriador de tubo emisor de rayo láser permita cortar las piezas dentro del área delimitada. Así mismo se debe tener una calibración adecuada del haz del láser, así como un espejo que permita tener la precisión de corte requerido donde el haz láser debe tener una dimensión constante con una variación no mayor a 0.03 mm en el área de trabajo para asegurar el correcto ensamble de las piezas, sin que se revienten por la presión entre ellas o queden muy holgadas.

La lámina de acrílico debe estar cubierta con una película de polietileno extruido de 50 mieras que la protegerá de corrosión en etapas posteriores. La capa debe estar adherida al acrílico, sin formar burbujas, rasguños u hoyos, lo que permite evitar deformaciones en el proceso de pegado y asegurar la calidad final del producto, esta capa de polietileno se adhiere de forma térmica al acrílico y su calibre no debe variar más de un 20%, ya que si es muy delgada la adherencia no es adecuada para proteger de forma eficiente las piezas en la etapa de pegado y si es muy gruesa el despegado térmico de la película se vuevle muy complicado al adherirse con mayor fuerza al mismo.

Armado.- Debido a que el corte láser genera un grado de inclinación o conicidad (figura 1), las piezas acrílicas deberán ensamblarse de acuerdo a como fueron cortadas, es decir, manteniendo la misma cara hacia arriba tanto en el corte como en el ensamble.

Pegado.- Una vez cortadas y ensambladas las piezas se procede a aplicar el o los disolventes, cloruro de metileno, tricloroetileno, cloroformo y tetracloruro de carbono, adecuados con la ayuda de un pincel delgado sobre los surcos de las piezas (figura 2).

Para asegurar que los disolventes no manchen el acrílico es necesario inclinar la pieza menos de 90 grados para que la cara de los surcos más anchos, donde se aplica la solución, quede hacia abajo. Durante la aplicación de la solución, la pieza se observa a contraluz para verificar que no haya espacios de unión sin solución.

Después de aplicar la solución, la pieza se coloca en una superficie secante con la cara que tiene la solución hacia abajo.

Remoción de la película protectora de polietileno.- Esta parte del proceso permite despegar la película de las imágenes ya pegadas en un 94% menos tiempo con respecto a la remoción manual que puede llevarse de uno a dos minutos por producto.

Para despegar el polietileno es necesario contar con una fuente de calor uniforme en el rango de temperatura de 150 a 175 °C que dependerá del color y transparencia del acrílico. Para esto, se utiliza una parrilla eléctrica especialmente diseñada que distribuye el calor a una superficie plana de forma homogénea.

Se coloca una capa de papel absorbente estraza o kraft, el cual tiene una resistencia alta a los esfuerzo de tracción y torsión que sufre el papel durante este proceso, también es necesario que el gramaje del papel sea de 130 con una variación no mayor al 15%, esto para evitar deficiencia en la resistencia del papel muy delgado o cambios de temperatura por papel muy grueso. La absorción y resistencia de este papel, gracias a sus fibras, son necesarias para el correcto proceso. Este papel no debe tener textura alguna, ya que dicha textura pudiera transmitirse a la superficie del acrílico. Después se coloca la imágen y encima otra capa de papel absorbente. A continuación se pone una capa de caucho de silicona y finalmente una plancha de acero como se muestra en la (figura 3). La silicona, al ser blanda y resistente a altas temperaturas, permite que el peso del acero se distribuya uniformemente y evita la deformación que el calor pudiera producir en los productos. El espesor de la plancha de acero debe ser tal que permita tener un peso por área de 0.025 kg/cm2.

El producto se deja calentar por 90 segundos, posteriormente, se voltea el arreglo con el papel absorbente y se deja calentar por el mismo tiempo. Una vez concluido este periodo, el arreglo de papel se retira de la parrilla y deja enfriar por un minuto,- una vez cumplido el tiempo se procede a retirar la capa de papel de los productos; gracias a las propiedades químicas, viscosidad y punto de fusión y tiempo de trabajo, la película de polietileno se adhiere al papel absorvente sin llegar a emitir gases tóxicos, lo que permitirá su fácil remoción, figura (3) Una vez pegada y limpa las piezas, sin la película plástica, se puede proceder a darle los acabados para generar el producto final como pueden ser pegado entre piezas para dar volumen, embolsado, ariliado, ensamblado, etc.

En el entendido de que la invención no está limitada a los modos de realización aquí descritos y presentados en los dibujos anexos. Las modificaciones posibles, particularmente desde el punto de vista de la constitución de diversos elementos o por sustitución de equivalentes téenicos, quedan dentro del alcance de del dominio y protección de la presente invención.

Claims (10)

REIVINDICACIONES Habiendo descrito de manera suficiente y clara la invención, lo considero como una novedad y por lo tanto reclamo como de nuestra exclusiva propiedad, lo contenido en las siguientes cláusulas:

1.- Un proceso para la manufactura de diversos artículos decorativos, en general, bisutería y publicidad tales como joyería de fantasía, adornos, llaveros, dijes, lámparas, avisos comerciales incrustados en polimetilmetacrilato (PMMA) o acrílico caracterizado porque consiste en generar una plantilla o plantillas bidimensionales, que conformarán la o las imágenes finales que a continuación serán cortadas con láser, verificando que la temperatura del enfriador de tubo emisor de rayo láser permita cortar las piezas dentro del área delimitada que permita al haz del láser tener la precisión de corte requerido. Cubrir la lámina de acrílico con una película de polietileno de 50 mieras de manera uniforme para protegerla de la corrosión en etapas posteriores. Ensamblar o armar las piezas acrílicas manteniendo la misma cara hacia arriba tanto en el corte como en el ensamble. Pegar las piezas con una solución polimérica con la ayuda de un pincel, inclinando la pieza a menos de 90 grados y verificar que no haya espacios sin solución, colocar la pieza en un secador con la cara con solución hacia abajo, remover la película protectora de polipropileno con una fuente de calor homogénea de entre 150 y 175 °C, colocar una capa de papel absorbente en ambos lados de la cara de la imagen, a continuación se pone una capa de caucho de silicona y finalmente una plancha de acero, calentar el producto por 90 segundos, voltear el producto y volver a calentar por el mismo tiempo, después se retira el producto, se deja enfriar y se retira el papel.

2.-Un proceso para la manufactura de diversos artículos decorativos en general, bisutería y publicidad tales como joyería de fantasía, adornos, llaveros, dijes, lámparas, avisos comerciales incrustados en polimetilmetacrilato (PMMA) o acrílico según la cláusula 1 caracterizado porque la fuente de calor uniforme en el rango de temperatura de 150 a 175 °C se utiliza una parrilla eléctrica de superficie plana.

3.- Un proceso para la manufactura de diversos artículos decorativos en general, bisutería y publicidad tales como joyería de fantasía, adornos, llaveros, dijes, lámparas, avisos comerciales incrustados en polimetilmetacrilato (PMMA) o acrílico según la cláusula 1 caracterizado porque en la etapa de pegado se utilizan cloruro de metileno, tricloroetileno, cloroformo y tetracloruro de carbono y sus mezclas.

4.- Un proceso para la manufactura de diversos artículos decorativos en general, bisutería y publicidad tales como joyería de fantasía, adornos, llaveros, dijes, lámparas, avisos comerciales incrustados en polimetilmetacrilato (PMMA) o acrílico según la cláusula 1 caracterizado porque para remover la película protectora de polietileno se coloca una capa de papel absorbente estraza o kraft, de un gramaje de 130 con una variación no mayor al 15%.

5.- Un proceso para la manufactura de diversos artículos decorativos en general, bisutería y publicidad tales como joyería de fantasía, adornos, llaveros, dijes, lámparas, avisos comerciales incrustados en polimetilmetacrilato (PMMA) o acrílico según la cláusula 1 caracterizado porque el espesor de lo acrílicos es variable y sólo se pueden incrustar piezas que tengan menos de 0.4 mm de diferencia entre ellas.

6.- El producto resultado del procedimiento de la cláusula 1 caracterizado porque el producto es en dos o tres dimensiones.

7.- El producto de la cláusula 6 donde el producto es en dos dimensiones y en uno o más colores.

8.- El producto de la cláusula 6 donde el producto es en tres dimensiones y en uno o más colores.

9.- El producto de la cláusula 6 donde el producto tiene una o doble vista.

10.- El producto de la cláusula 6 donde el espesor de las piezas a incrustar no puede variar a más de 0.4 mm.