MX2015001192A - Impresion por serigrafia de composicion a color en una hoja de material de polimero. - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a: - una composición adecuada para la impresión a color, mediante impresión por serigrafía, de una hoja de material de polímero pretendida para ser parte de un encristalado laminado, caracterizado porque comprende: - 10% a 15% en peso de butiral de polivinilo, - 32% a 45% en peso de al menos un solvente que consiste predominantemente de al menos un diéster de ácido dicarboxílico alifático, y - al menos un pigmento blanco en una cantidad y con un área de superficie específica que se seleccionan de tal manera que la viscosidad de Brookfield de la composición a 20°C es entre 9 y 13 Pa.s; - un método para imprimir, mediante impresión por serigrafía, una hoja de material de polímero pretendida para ser parte de un encristalado laminado, utilizando esta composición; - una hoja de material de polímero pretendida para ser parte de un encristalado laminado, e impresa; mediante impresión por serigrafía, utilizando esta composición; y - un encristalado laminado que comprende tal hoja de material de polímero.

Description

IMPRESIÓN POR SERIGRAFÍA DE COMPOSICIÓN A COLOR EN UNA HOJA DE MATERIAL DE POLIMERO CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se refiere al campo de encristalados laminados, que consisten comúnmente en: dos hojas de vidrio unidas entre si por medio de un estrato intermedio de plástico, tal como una hoja de butiral de polivinilo, o copolimero de acetato de etileno/vinilo, etc., o una hoja de vidrio y una hoja de policarbonato unida entre si por una hoja de estrato intermedio de poliuretano, o una hoja única de vidrio de mineral o de policarbonato, unida a lo que es una hoja de poliuretano, etc.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los encristalados laminados, como se utilizan como parabrisas de vehículo motor o lo similar, tienen varios usos: un estrato que refleja la radiación solar, haciendo posible disminuir la temperatura del panel de instrumento y la temperatura ambiente en el compartimiento del pasajero, un soporte para el espejo retrovisor interior, barras colectoras con alimentación de corriente eléctrica especialmente para un estrato ITO o una red de cables de calentamiento, una banda superior que filtra la radiación solar de coloración opcionalmente graduada, un detector de lluvia, etc. Los encristalados laminados de esta manera se imprimen para diversos propósitos: borde del encristalado opacificado sobre su periferia completa, a fin de proteger al adhesivo subyacente de la radiación UV y ocultar los componentes del cuerpo o sellos de la vista de un observador fuera del vehículo, letreros en relación al fabricante, o a diversas normas, superficie opacificada a fin de ocultar la base del espejo retrovisor interior de la vista de un observador fuera del vehículo.

Es normal producir tal impresión en hojas de vidrio plano, es decir, en donde sea adecuado, antes de las operaciones de curvatura (esto se debe a que es mucho más difícil imprimir sobre superficies curvas). Un proceso preferido es la impresión por serigrafía de esmalte: es capaz de proporcionar las calidades ópticas requeridas: buena cubierta, opacidad y resolución, y podrá industrializarse fácilmente.

La impresión por serigrafía sobre las hojas de vidrio plano es sin deficiencias. En un laminado, el esmalte se imprime por serigrafía sobre el lado interno de la hoja de vidrio pretendida para la posición externa, es decir en contacto con la atmósfera, referido como lado 2, y/o el lado externo de la hoja de vidrio pretendida para la posición interna, referido como lado 4, que se encuentra en contacto con la atmósfera interna, en particular con el compartimiento del pasajero de un vehículo de transporte.

Las deficiencias de la esmaltación en el lado 2, dentro de la estructura del laminado ensamblado, podrán describirse de la siguiente manera. Las hojas de vidrio, durante la curvatura de las mismas, en pares, entran en contacto físico con otra a pesar de la presencia del polvo de estrato intermedio, o con componentes mecánicos del equipo de curvatura. Este contacto físico requiere el uso previo de un horno adicional para el templado de la composición impresa, a fin de impedir que las superficies impresas que se endurecen y se secan de manera insuficiente sean negativamente afectadas: unión de las dos hojas de vidrio, a pesar de la separación debido al polvo de estrato intermedio, la creación de defectos en la superficie del esmalte no endurecido, por ejemplo. Este templado es una etapa adicional del proceso que genera un costo adicional en la línea de producción.

En la esmaltación del lado 4, fuera de la estructura del laminado ensamblado, la curación del esmalte conduce, en una manera conocida, a la creación de un defecto óptico (en Alemán: "Breannlinie" ) .

Existen otras deficiencias comunes a estas esmaltaciones de los lados 2 y 4.

En primer lugar, es necesario definir un calentamiento perfectamente adaptado y diferenciado para las zonas esmaltadas por un lado y las zonas no esmaltadas por el otro lado, ya que el esmalte no absorbe la misma cantidad de calor como el vidrio. El calentamiento deberá modificarse de esta manera para cada configuración de encristalado laminado, del parabrisas, con y sin detector de lluvia, detector de luz, etc.

Además, la densidad del esmalte negro después de la curación es del orden de 3. Sin embargo, las densidades ópticas ligeramente mayores a este valor podrán requerirse, lo cual sólo puede obtenerse al incrementar el grosor de esmalte depositado.

Estos problemas podrían resolverse al llevar a cabo la impresión por serigrafía sobre las hojas de material de polímero incluido en la composición de un encristalado laminado, tal como los adhesivos de estrato intermedio, como las hojas de butiral de polivinilo, y ya no en las hojas de vidrio.

Obviamente, esta modificación del proceso en ningún caso no debe afectar negativamente las especificaciones del producto final: cumplimiento con las normas y especificaciones del cliente, no sólo desde un punto de vista de envejecimiento o resistencia mecánica, sino también desde un punto de vista estético. En particular, deberá hacerse mención de: buena cubierta, la cual se expresa por una cantidad pequeña de agujeritos que no afectan la transparencia en una manera inaceptable, una opacidad requerida correspondiente a una densidad óptica al menos igual a 3, preferentemente a 4, como se mide por un dispositivo X-Rite 341 o lo similar, una apariencia y resolución de impresión que son aceptables para el cliente, es decir, similares a aquellas de la esmaltación en el vidrio.

Además, la invención se dedica más particularmente a la impresión con color, mediante la cual se hace referencia aquí para la impresión diferente a negro, y en particular: gris, blanco, azul, verde, rojo, amarillo, etc., esta impresión correspondiendo a una demanda creciente para la personalización de vehículos, ya sea desde un punto de vista estético o desde un punto de vista téenico, siendo posible para un color en particular indicar, por ejemplo, un vehículo eléctrico, etc. Sin embargo, la tecnología "esmalte" no hace posible responder a los problemas del vehículo motor, por diversas razones. Para sombras rojas, naranjas o amarillas, debido a asuntos EHS (ambientales, salud & seguridad), ya que los esmaltes normales contienen cadmio a fin de tener estos colores brillantes, a partir de ahora se prohíbe utilizarlos. Los esmaltes amarillos, naranjas, o rojos libres de cadmio existen pero son sombras pasteles y tienen una densidad óptica bien por debajo de 3.

Con respecto a las sombras metalizadas azules o verdes, la densidad óptica es insuficiente. ? fin de garantizar la densidad óptica de 3, es necesario llevar a cabo la impresión doble con impresión en negro detrás del esmalte con color. Esto complica el proceso e incrementa los costos (precio de materias primas u otra pérdida potencial de eficiencia en las lineas de producción).

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN El objetivo de la invención, por consiguiente, es la provisión de un proceso de impresión por serigrafia a color sobre una hoja de material de polímero de un encristalado laminado, que tiene la combinación de las ventajas anteriormente mencionadas, en particular, que pueden llevarse a cabo en un paso único con tiempos de "seco al tacto" que no exceden los 30 minutos, preferentemente 10 minutos, y en particular 5 minutos. Las deficiencias ligadas a la esmaltación en los lados 2 y 4 anteriormente descritos, en particular la necesidad de una etapa adicional que utiliza un horno de templado (lado 2), y la creación del defecto óptico en el lado 4, deberán eliminarse.

Este objetivo se alcanza por la invención, un objeto de la cual es una composición adecuada para la impresión a color, por medio de impresión por serigrafia, de una hoja de material de polímero pretendida para ser parte de un encristalado laminado, caracterizado porque comprende: 10% a 15% en peso de butiral de polivinilo, 32% a 45% en peso de al menos un solvente que consiste predominantemente de al menos un diéster de ácido dicarboxílico alifático, y al menos un pigmento blanco en una cantidad y con un área de superficie específica que se seleccionan de manera que la viscosidad Brookfield de la composición a 20°C es entre 9 y 13 Pa.s.

Esta composición tiene una reología y una afinidad (tensión de superficie) con respecto a la pantalla de impresión por serigrafia y el sustrato de material de polímero que lo hace perfectamente adecuado para este proceso, en particular, bajo condiciones atmosféricas de trabajo, tales como 10°C a 25°C, preferentemente 12°C a 15°C y 20% a 70%, preferentemente como máximo 30% de humedad, y lo cual garantiza un resultado de impresión equivalente a la impresión sobre el vidrio plano. La tinta desarrollada de esta manera hace posible obtener, con un paso de impresión por serigrafia única, las calidades ópticas altas, en particular, la ausencia de agujeritos anteriormente mencionada y densidad óptica suficiente, al mismo tiempo que los tiempos cortos de seco al tacto que son compatibles con un proceso en linea. Además, la resistencia cohesiva, o la adhesión a otra, de los constituyentes de un encristalado laminado que comprende una hoja de material de polímero impreso mediante impresión por serigrafía con esta composición le permite satisfacer los criterios vigentes en todos los países. La adhesión del laminado con la hoja impresa de material de polímero (especialmente, el adhesivo de estrato intermedio) se valida mediante diversas pruebas mecánicas, incluyendo una prueba de torsión y la prueba por caída de esferas, por medio de valores de entrada definidos por las normas y las especificaciones de fabricante.

La hoja de material de polímero es un adhesivo de estrato intermedio entre dos hojas de vidrio, por ejemplo, hecha de butiral de polivinilo, o acetato de etileno/vinilo, etc. o un adhesivo de estrato intermedio entre una hoja de vidrio y, por ejemplo, una hoja de policarbonato o acrílico (metacrilato de polimetilo o lo similar) por ejemplo, hecha de poliuretano, o consiste de cualquier otro tipo de material de polímero transparente, por ejemplo, policarbonato, acrílico, una resina de ionómero, etc.

La hoja impresa de material de polímero también satisface, en el encristalado laminado, las regulaciones en términos de resistencia a la neblina por envejecimiento/sal, resistencia a ácidos u otra radiación UV garantizando de esta manera la durabilidad del producto acabado independientemente de sus condiciones de uso.

El color de impresión obtenido por esta composición es variable: blanco, cualquier sombra de gris, azul de índice de color PB15:3, verde de índice de color PG7, etc., cada uno por adición de una cantidad seleccionada, por ejemplo, del orden de un poco % en peso, de uno o más pigmentos correspondientes.

De acuerdo con las características preferidas de la composición de la invención: el butiral de polivinilo que contiene, tiene un peso molecular evaluado por cromatografía por permeación en gel que se centra alrededor de un valor como máximo igual a 90000 y, a fin de incrementar la preferencia, como máximo igual a 80,000, 70000, 60000 y 50 000 y al menos igual a 20000, preferentemente a 30000 en equivalentes de poliestiereno; el contenido [OH] del butiral de polivinilo que contiene, corresponde a un porcentaje en peso de alcohol de polivinilo de entre 17% y 22%; dicho al menos un diéster de ácido dicarboxílico alifático se selecciona de un succinato, un glutarato o un adipato, en particular de di(alquilo C1 a C6), preferentemente de dimetilo, dietilo, dipropilo o dibutilo, y particularmente, preferentemente de dimetilo, siendo posible para varios de estos diésteres contenerse en una mezcla; dicho al menos un pigmento blanco comprende dióxido de titanio, preferentemente dióxido de titanio de rutilo; dicho al menos un pigmento blanco se encuentra en una cantidad de entre 32% y 42% en peso; dicho al menos un solvente consiste, en una cantidad de minoría, de éter de glicol, tal como éter de dimetilo de trietilénglicol; contiene 0.5% a 3% en peso de negro de humo de gas natural; este constituyente hace posible incrementar la densidad óptica; comprende una cantidad eficaz de plastificante como agente humectante, tal como 5% a 12% en peso de un éster de benzoato, un ftalato y/o su derivado, un adipato y/o su derivado, un éster de ácido graso, un trimellitato de trioctilo, una triacetina, un glicerol, un propilenglicol, un sorbitol o un diisobutirato de trimetilpentanodiol, solo o como una mezcla de varios de los mismos; comprende una cantidad efectiva de un modificador de tensión de superficie que no contiene silicona, en particular 0.5% a 2% en peso de poliacrilato.

Además, otros sujetos de la invención son: un método para imprimir, por medio de impresión por serigrafia, una hoja de material de polímero pretendida para ser parte de un encristalado laminado, en la cual una composición como se describe anteriormente, se aplica a la hoja, a través de una pantalla de impresión por serigrafia, preferentemente con un grosor del estrato húmedo de entre 10 y 50 mm, y particularmente preferentemente al menos igual a 20 mm (la procesabilidad industrial de este método se demuestra en particular por el hecho de que este grosor húmedo se logra preferentemente en un paso de impresión por serigrafia único; para una hoja de material de polímero que actúa como un estrato intermedio en un encristalado laminado, la composición química de la tinta se ha optimizado a fin de garantizar que con un pequeño grosor depositado, la impresión sobre el estrato intermedio garantiza una buena desgasificación y calidad de autoclave, lo cual constituye etapas obligatorias para obtener un encristalado laminado; una hoja de material de polímero pretendida para ser parte de un encristalado laminado, e impresa, mediante impresión por serigrafia, utilizando una composición como se describe anteriormente, la hoja de material de polímero consistiendo preferentemente de butiral de polivinilo o de acetato de etileno/vinilo, o de cualquier otro material de polímero transparente tal como poliuretano, policarbonato, metacrilato de polimetilo u otro acrílico, resina de ionómero, etc.; y un encristalado laminado que comprende tal hoja de material de polímero.

La invención ahora se ilustra por los siguientes ejemplos.

EJEMPLO 1 Al imprimir por serigrafía una hoja de estrato intermedio de butiral de polivinilo con una tinta de composición explicada a detalle en la tabla de abajo, y después de ensamblarla con dos hojas de vidrio plano de sosa y cal, un encristalado laminado de calidad mecánica alta y que tiene impresión en gris de calidad óptica alta como se describe anteriormente, se obtiene. El tiempo de "seco al tacto" de 10 minutos es corto y compatible con un proceso industrial continuo en línea.

En la tabla de abajo, todas las proporciones se indican como porcentajes en peso.

El peso molecular del butiral de polivinilo se evalúa de la siguiente manera. Las soluciones de los polvos de butiral de polivinilo en 3 g/1 en tetrahidrofurano se preparan, después se inyectan en una columna de cromatografía por permeación en gel de Waters Styragel tipo HR4E, 1 ml/min. de tetrahidrofurano. Los cromatogramas se establecen utilizando un detector de dispersión de luz evaporativa. El valor máximo amplio observado a 7-7.1 minutos indica los pesos, en equivalentes PS, de 46000-55 000, es decir prácticamente centrado alrededor de 50000.

El contenido [OH] del butiral de polivinilo corresponde a un porcentaje en peso de alcohol de polivinilo de 18%.

El agente humectante también actúa como un plastificante, es decir, que permite una mayor deformación de la película de tinta impresa sin degradación de sus propiedades ópticas. Aquí se encuentra el ftalato de dimetilciclohexilo.

El área de superficie específica del negro de humo de gas natural es 65 m2/g, los valores de 40 a 150 m2/g, siendo adecuados en general.

El diéster es una mezcla de 60% en peso de glutarato de dimetilo, 20% en peso de succinato de dimetilo y 20% en peso de adipato de dimetilo.

El solvente de diéter de glicol es éter de dimetilo de trietilénglicol.

El modificador de tensión de superficie es un copolímero de acrilato de 2-etilhexilo; no contiene silicona.

La viscosidad de Brookfield de la tinta a 20°C es 11 Pa.s, valores entre 9 y 13 Pa.s siendo adecuados dentro del contexto de la invención. Esta medición se lleva a cabo de la siguiente manera. La viscosidad de la tinta se reduce a un valor estable por rotación por al menos 8 horas de un laminador en la tinta. Se extrae una muestra de lo último, sobre la cual se mide la viscosidad utilizando un viscómetro de placa cónica.

Utilizando un dispositivo X-Rite 341, una densidad óptica de más de 3 se mide para los modelos impresos en gris, sobre el encristalado laminado. Por consiguiente, se obtiene la opacidad requerida.

La resolución de los modelos impresos es satisfactoria.

La adhesión del laminado de estrato intermedio impreso se demuestra al satisfacer las pruebas por "caída de esferas" de acuerdo con la Regla No.43, Apéndice 42, del acuerdo E/ECE/324,E/ECE/TRANS/505, con respecto a la adopción de las prescripciones téenicas uniformes para los vehículos con ruedas, equipo y partes que podrán ajustarse y/o ser utilizadas sobre vehículos con ruedas y las condiciones para el reconocimiento recíproco de aprobaciones otorgadas con fundamento en estas prescripciones.

Claims (16)

REIVINDICACIONES

1. Un encristalado laminado que comprende una hoja de material de polímero impreso a color, por medio de impresión por serigrafía, el encristalado laminado caracterizado porque utiliza una composición que comprende 10% a 15% en peso de butiral de polivinilo; 32% a 45% en peso de al menos un solvente que consiste predominantemente de al menos un diéster de ácido dicarboxílico alifático; y, al menos un pigmento blanco en una cantidad y con un área de superficie específica que se seleccionan de tal manera que la viscosidad de Brookfield de la composición a 20°C es entre 9 y 13 Pa.s.

2. El encristalado laminado de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque el butiral de polivinilo de la composición tiene un peso molecular evaluado mediante cromatografía por permeación en gel que se centra alrededor de un valor como máximo igual a 90000 y, a fin de incrementar la preferencia, como máximo igual a 80 000, 70 000, 60 000 y 50 000 en equivalentes de poliestireno.

3. El encristalado laminado de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque el butiral de polivinilo de la composición tiene un peso molecular evaluado mediante cromatografía por permeación en gel que se centra alrededor de un valor al menos igual a 20000, preferentemente 30000 en equivalentes de poliestireno.

4. El encristalado laminado de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque el contenido [OH] del butiral de polivinilo de la composición corresponde a un porcentaje en peso de alcohol de polivinilo de entre 17% y 22%.

5. El encristalado laminado de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque el al menos un diéster de ácido dicarboxilico alifático se selecciona de un succinato, un glutarato y un adipato.

6. El encristalado laminado de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque el al menos un pigmento blanco comprende dióxido de titanio.

7. El encristalado laminado de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque el al menos un pigmento blanco comprende dióxido de titanio de rutilo.

8. El encristalado laminado de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque el al menos un pigmento blanco se encuentra en una cantidad de entre 32% y 42% en peso de la composición.

9. El encristalado laminado de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque al menos un solvente consiste, en una cantidad de minoría, de éter de glicol.

10. El encristalado laminado de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque el al menos un solvente consiste, en una cantidad de minoría, de éter de dimetilo de trietilénglicol.

11. El encristalado laminado de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque la composición contiene 0.5% a 3% en peso de negro de humo de gas natural.

12. El encristalado laminado de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque la composición comprende una cantidad eficaz de plastificante como agente humectante.

13. El encristalado laminado de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque la composición comprende una cantidad eficaz de un modificador de tensión de superficie que no contiene silicona.

14. Un método para imprimir, mediante impresión por serigrafía una hoja de material de polímero pretendida para ser parte de un encristalado laminado de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque aplicado a la hoja, a través de una pantalla de impresión por serigrafia, se encuentra una composición que comprende 10% a 15% en peso de butiral de polivinilo; 32% a 45% en peso de al menos un solvente que consiste predominantemente en al menos un diéster de ácido dicarboxilico alifático, y; al menos un pigmento blanco en una cantidad y con un área de superficie especifica que se seleccionan de tal manera que la viscosidad de Brookfield de la composición a 20°C es entre 9 y 13 Pa.s.

15. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además porque el grosor del estrato húmedo de la composición aplicada es entre 10 y 50 pm.

16. Una hoja de material de polímero pretendida para ser parte de un encristalado laminado como el que se reclama en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, e impresa, mediante impresión por serigrafia, caracterizada porque se utiliza una composición que comprende 10% a 15% en peso de butiral de polivinilo; 32% a 45% en peso de al menos un solvente que consiste predominantemente en al menos un diéster de ácido dicarboxilico alifático, y; al menos un pigmento blanco en una cantidad y con un área de superficie específica que se seleccionan de tal manera que la viscosidad de Brookfield de la composición a 20°C es entre 9 y 13 Pa.s.