MÉTODO Y COMPOSICIÓN PARA REPARAR COSMÉTICAMENTE UN DEFECTO
EN UN OBJETO DE POLIOLEFINA DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN • La invención se refiere generalmente a la 5 reparación de objetos de poliolefina moldeados y, más particularmente a un método y composición para reparar cosméticamente un defecto superficial en tal objeto. Los plásticos de poliolefina son una categoría amplia de materiales que incluyen, pero no se limitan a
10 polietileno, polipropileno y acetato de etil-vinilo.
• Numerosos objetos diarios están hechos a partir de plásticos de poliolefina (algunas veces de aqui en adelante "objetos" u "objetos de poliolefina") . Tales objetos están comúnmente formados a partir de diversas operaciones de moldeo tales
15 como moldeo por inyección,, moldeo por soplado, moldeo rotacional, y asi sucesivamente. Los fabricantes de objetos de poliolefina generalmente se esfuerzan para lograr procesos de fabricación altamente eficientes, de costo efectivo para competir
20 efectivamente en sus mercados determinados. Los procesos de moldeo anteriores invariablemente dañan un cierto porcentaje de los objetos, sin embargo, debido a malas lineas de división, bolsas de aire atrapado, radios de molde ajustados, dificultad para moldear resinas y similares. El daño es
25 frecuentemente sólo cosmético y no estructural. El objeto
¡P "dañado", por lo tanto, podria realizar su tarea pretendida. Debido a que no es comercializable en su condición dañada, sin embargo, el objeto dañado es normalmente desechado o molido y remoldeado en objetos subsecuentes, incrementando 5 con eso el costo de fabricación total y disminuyendo la calidad de los objetos subsecuentes. Existe una necesidad, por lo tanto, para un método y composición para salvar objetos de poliolefina que son normalmente defectuosos debido solamente a defectos 10 cosméticos. f Es un objetivo de esta invención proporcionar un método para reparar cosméticamente un defecto en un objeto de poliolefina. Es un objetivo adicional de la invención 15 proporcionar un método para reparar permanentemente un defecto en un objeto de poliolefina. Es un objetivo adicional de la invención proporcionar un método para reparar cosméticamente un defecto f en un objeto de poliolefina en donde la reparación iguala el 20 color del objeto original. Otros objetivos y objetivos relacionados serán aparentes a partir de la siguiente descripción de la invención. En un primer aspecto, la invención puede 25 considerarse como un método para reparar un defecto
---------Aa--atA------------------Ú---a.l ü-j-aL----.----.« superficial que consiste de un hueco en una superficie de un objeto de poliolefina que comprende los pasos de: (a) insertar una composición de reparación dentro del hueco en donde la composición de reparación consiste esencialmente de: 5 (i) 30 a 60 por ciento en peso de un componente termoplástico que consiste de polvo de poliolefina particulado seleccionado a partir del grupo que consiste de polietileno, polipropileno y acetato de etil-vinilo (EVA) ; (ii) 15 a 45 por ciento en peso de un componente de resina seleccionado a partir del
10 grupo que consiste de hidrocarburo alifático y aromático, f politerpeno, colofonia y colofonia-éster, resinas poliolefina clorinadas, petróleo y ceras sintéticas y oxidadas; y (iii) 5 a 35 por ciento en peso de un componente solvente; y (b) calentar la composición de reparación en el hueco y una
15 porción circundante del objeto de poliolefina al exponer la composición de reparación y la porción circundante del objeto de poliolefina a calentamiento atmosférico a una temperatura suficiente para fusionar la composición de reparación al f objeto de poliolefina. 20 En un segundo aspecto, la invención puede considerarse como una composición de reparación para reparar un defecto superficial que consiste de un hueco en un superficie de un objeto de poliolefina, consistiendo la composición de reparación esencialmente de: (a) 30 a 60 por
25 ciento en peso de un componente termoplástico que consiste de polvo de poliolefina particulado seleccionado a partir del grupo que consiste de polietileno, polipropileno y acetato de etil-vinilo (EVA) ; (b) 15 a 45 por ciento en peso de un
• componente de resina seleccionado a partir del grupo que 5 consiste de hidrocarburo alifático y aromático, politerpeno, colofonia y colofonia-éster, resinas poliolefina clorinadas, petróleo y ceras sintéticas y oxidadas; y (c) 5 a 35 por ciento en peso de un componente solvente. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS 10 La invención justamente resumida puede entenderse mejor con referencia a las Figuras de las cuales: la Figura 1 es una vista en perspectiva de un objeto de poliolefina que tiene un defecto superficial cosmético; 15 la Figura 2 es una vista de cerca del defecto superficial de la Figura 1; la Figura 3 es una vista en sección transversal de la Figura 2, tomada a lo largo de la sección de las lineas 3- 3, mostrando la pared del objeto de poliolefina y el hueco
20 que define el defecto superficial; las Figuras 4 a 7 muestran un método para reparar un defecto superficial en un objeto de poliolefina conforme a esta invención, comprendiendo el método los pasos de llenar una primera porción del defecto con una composición de
25 reparación hecha conforme a esta invención y después
-----.«----fal-L-. - -l--.-... .---.-..-------^i.-...- -.,-. am..<<-MlaaWJ' 'toá--¡a---^-., ..-------„.«--->„. --i. ----A- calentando la composición de reparación a una temperatura suficiente para fusionar la composición de reparación con un objeto de poliolefina; y • las Figuras 8 a 12 muestran pasos adicionales que 5 pueden necesitarse para reparar un defecto superficial en un objeto de poliolefina conforme a esta invención, siendo los pasos adicionales implementados si los pasos de reparación iniciales de las Figuras 4 a 6 resultan en una reparación suspendida como se muestra en la Figura 8, más que una
10 reparación de emparejamiento como se muestra en la Figura 7. La Figura 1 muestra un objeto 21 de poliolefina tipico que consiste de una taza hecha al moldear rotacionalmente polietileno. El objeto 21 puede fabricarse para tener una textura y color tal que el objeto 21
15 resultante parece sustancialmente como una taza de terracota hecha de barro pesado, más caro. El objeto 21 particular mostrado es un objeto de ejemplo ofrecido solamente para ilustrar las nuevas características de la presente invención. El método y composición de esta invención, además, puede
20 aplicarse virtualmente a cualquier objeto formado a partir de un objeto plástico de poliolefina y la indicación de polietileno también debe ser considerada ejemplar en la naturaleza. La Figura 1 muestra adicionalmente que el objeto 21
25 de poliolefina se fabricó con una imperfección cosmética o
Í-t-fc-«-afc-to--~i----fc-?-.i "defecto 31" que consiste de un pequeño hueco, pozo, hoyo soplado, o bolsillo 32 de aire (de aqui en adelante simplemente "hueco") . Como se notó anteriormente, el defecto
• 31 puede volver el objeto 21 de poliolefina no 5 comercializable y puede ser necesario remoler el objeto 21 o aún desecharlo totalmente. El método y composición de esta invención, sin embargo, hace posible realizar reparaciones cosméticas sobre objetos de poliolefina y salvando con eso objetos que de otra forma serian tratados como desecho. 10 Las Figuras 2 y 3 muestran el defecto 31 hipotético 1 en mayor detalle. La Figura 2 en particular, es una vista cercana de la porción circundada de la Figura 1 mostrando el objeto 21 y su defecto 31. La Figura 3 por otro lado, es una vista de la sección transversal de la Figura 2 tomada a lo
15 largo de las lineas de sección 3-3, mostrando la pared 21 del objeto y el defecto 31 de lado, con el hueco 32 posterior claramente visible. El reto aqui fue desarrollar un método innovador y una composición adecuada para rellenar el hueco
32 y eliminando con eso el defecto 31. 20 La invención, por lo tanto comprende rellenar el hueco 32 con una composición de reparación adecuada y después calentar atmosféricamente la composición de reparación tal que la composición de reparación fluye completamente dentro del hueco y se funde con el objeto 21 subyacente. 25 La composición de reparación comprende generalmente
tt íÚí? una mezcla fisica de un polvo termoplástico, una resina aglutinante, y un solvente. Los componentes y las proporciones relativas deben seleccionarse de tal manera que el solvente forma menos de aproximadamente el 50 por ciento 5 en peso de la composición total tal que la composición de reparación resultante tiene una consistencia parecida a la pasta y puede, por lo tanto, permanecer en el hueco 32 antes de y durante la aplicación del calor, y, tal vez durante un periodo de evaporación intermedio. 10 El primer componente de la composición de f reparación preferida es un componente termoplástico que consiste de polvo de poliolefina particulado seleccionado a partir del grupo que consiste de polietileno (por ejemplo, polietileno de ultra alto peso molecular) , polipropileno, y
15 acetato de etil-vinilo (EVA) . El polietileno posible incluye polietileno de ultra alto peso molecular (UHD) , polietileno de alta densidad (HD) , polietileno de baja densidad (LD) y polietileno de baja densidad lineal. El UHD no se usa f frecuentemente para hacer el objeto de poliolefina subyacente
20 debido a que no fluye muy bien y es duro de procesar. El UHS puede ser adecuado para esta aplicación, sin embargo, debido a que tiene características de abrasión excepcionales que proporcionan un parche de reparación duro. El polvo de poliolefina particular debe tener un tamaño de partícula de
25 aproximadamente malla 50 hasta debajo de 5 mieras de tamaño y
un Índice de fusión relativamente bajo de 100 o por debajo. El polvo de poliolefina particulado debe componer 30 a 60 por ciento en peso de la composición de reparación total. El segundo componente de la composición de 5 reparación preferida es una resina aglutinante seleccionada a partir del grupo que consiste de hidrocarburo alifático y aromático, politerpeno, colofonia y colofonia-éster, resinas poliolefina clorinadas, petróleo y ceras sintéticas y oxidadas. El componente de resina aglutinante preferida es
10 una resina de hidrocarburo cicloalifática que tiene un color f blanco agua el cual, al menos en algún grado, transmite el color del objeto de poliolefina subyacente después de completar la reparación. La resina aglutinante debe componer 15 a 45 por ciento en peso de la composición de reparación
15 total. El tercer componente de la composición de reparación preferida es un solvente que incluye cualquier solvente que disolverá las resinas aglutinantes f seleccionadas. Los solventes incluyen agua, Tolueno, Hexano,
20 y l-cloro-4-trifluorometilbenceno. Puede usarse agua pero tiende a evaporarse muy lentamente. l-cloro-4- trifluorometilbenceno es deseable para muchas aplicaciones debido a que evapora relativamente rápido, pero no es inflamable . 25 Finalmente, en vez de confiar en la naturaleza transparente del color "blanco agua" neutro de la resina aglutinante particular como se discutió anteriormente, la composición de reparación puede incluir opcionalmente un colorante apropiado que proactivamente causa que el parche de 5 reparación resultante empareje cercanamente el color del objeto 21 de poliolefina. El uso de un colorante puede asegurar provechosamente un emparejamiento sin costura entre el parche y el producto. El colorante puede ser cualquier pigmento o tinte adecuado. Los pigmentos inorgánicos que son
10 útiles incluyen dióxidos de titanio (rutilo, anatasa) , óxido de zinc, óxidos de fierro en tonos tales como amarillo, color amarillo pálido, canela, café claro, salmón y negro, cromatos y molibdatos de fierro para colores de amarillo claro hasta rojo naranja, cromatos de plomo, sulfato de plomo, molibdato
15 de plomo, amarillo y naranjas de cromo, pigmentos de cadmio en una diversidad de amarillos, naranjas, rojos y marrones como colores de cadmio puros o con sulfuro de bario (litopones), mezclas de mercurio cadmio, sulfuro de cadmio o sulfoselenidos de cadmio, mezclas de dióxido de níquel y
20 titanio, compuestos de coordinación de sodio, potasio o amonio de ferri-ferrocianuro, azules ultramarino, (una mezcla calcinada de caolín, carbonato de sodio, sílice, azufre y agentes reductores), aluminato de cobaltos (azules de cobalto) , óxido de cromo, pigmentos de hojuela metálica tales
25 como polvos de aluminio, zinc, cobre, bronce, pigmentos de
w- plata metálica, hojuelas aperladas e iridiscentes de carbonatos de plomo básicos, oxicloruros de bismuto y mica recubierta de titanio, etc. Diversos pigmentos orgánicos que f son útiles incluyen pigmentos azo, tales como pigmentos 5 benzimidazolona, pigmentos pirazalona, ftalocianina de cobre, quinacridonas, antraquinonas, pigmentos de condensación, tetra-cloro-isoindolinonas, negros de humo, etc. En resumen, la composición de reparación consiste esencialmente de: (a) 30 a 60 por ciento en peso de un
10 componente termoplástico que consiste de polvo de poliolefina f particulado seleccionado a partir del grupo que consiste de polietileno (por ejemplo polietileno de ultra alto peso molecular) , polipropileno, y acetato de etil-vinilo (EVA) ; (b) 15 a 45 por ciento en peso de un componente de resina
15 seleccionado a partir del grupo que consiste de hidrocarburo alifático y aromático, politerpeno, colofonia y colofonia- éster, resinas poliolefina clorinadas, petróleo y ceras sintéticas y oxidadas; y (c) 5 a 35 por ciento en peso de un componente solvente (por ejemplo agua) . Un colorante es
20 opcional. La composición de reparación preferida se diseña específicamente para reparar objetos de poliolefina formados a partir de polietileno. La composición de reparación preferida, una que es particularmente adecuada para tal
25 propósito, consiste esencialmente de aproximadamente 44 por
ll
ciento en peso de un polvo de polietileno que tiene un Índice de fusión de 100 o por debajo; aproximadamente 36 por ciento en peso de una resina de hidrocarburo cicloalifático que es compatible con el polvo de polietileno cuando se aplica calor (por ejemplo un punto de suavización y viscosidad última a la temperatura anticipada) y tiene un color deseable (por ejemplo agua blanco en oposición a café o amarillo de manera que puede ser adecuado sin colorante o es compatible con el uso de un colorante) ; y aproximadamente 20 por ciento en peso de un solvente no inflamable llamado l-cloro-4-trifluorometilbenceno tal que la composición no es inflamable, parecida a la pasta, y se evapora fácilmente. Los ingredientes deben mezclarse y combinarse íntimamente, un proceso que puede lograrse en cualquier máquina que pueda manejar productos parecidos a la pasta. Ejemplos de tales mezcladores incluyen mezcladores planetarios, amasadores horizontales, extrusores, y cualquier otro mezclador que pueda manejar materiales de alta viscosidad. Las Figuras 4 a 7 ilustran los pasos de un primer método preferido para reparar un objeto de poliolefina usando una composición de reparación conforme a esta invención. El primer paso comprende generalmente el paso de rellenar una primera porción del hueco 32 con la composición 41 de reparación. La composición 41 de reparación puede transportarse en cualquier recipiente adecuado (por ejemplo botella, lata, tubo de exprimir, y así sucesivamente) y después suministrar automáticamente o manualmente al hueco 32
• en cualquier forma adecuada (por ejemplo la punta de un 5 destornillador, un palillo, una espátula) . La Figura 4 muestra una forma de suministro preferida en donde una pequeña cantidad de composición 41 de reparación se exprime de un tubo 40 y directamente dentro del hueco 32. La Figura 5 muestra el hueco 32 relleno con la composición 41 de
10 reparación y, como puede desearse algunas veces, ligeramente f extrarelleno para permitir encojimiento subsecuente. El segundo paso comprende generalmente calentar la composición 41 de reparación, rellenar el hueco 32 exponiendo la composición 41 de reparación a calentamiento a presión
15 atmosférica a una temperatura suficiente para fusionar la composición 41 de reparación con el objeto 21 subyacente que contiene el defecto 31. La forma preferida de implementar los pasos de calentamiento usa una flama abierta o aire caliente a partir de una pistola de calor como para incrementar la
20 temperatura de la composición 41 de reparación y la porción circundante del objeto 21 a al menos 270 grados Fahrenheit. La Figura 6, en particular, muestra una antorcha 50 de propano usándose para aplicar calor a través de la aplicación directa de una flama abierta. Otros métodos para aplicar
25 calor pueden usarse, pero debe tomarse cuidado de calentar
tAiáJb-t-J8--t-A--,- a--solamente el área de la reparación y asegurar que no ocurra una distorsión o decoloración debido al sobrecalentamiento del parche o el área plástica circundante. La Figura 7 muestra la reparación final en donde la composición 41 de reparación se empareja adecuadamente con la superficie del objeto 21 subyacente. El solvente en la composición de reparación se deja preferiblemente evaporar antes de aplicar calor a la composición debido a que la aplicación de calor a alta temperatura puede formar burbujas dentro del parche. La evaporación puede ocurrir a temperaturas ambiente o a modo de "evaporación forzada" a través de la aplicación de calor a una temperatura elevada que sea suficientemente alta para acelerar la evaporación pero que esté por debajo del punto de fusión del polvo de poliolefina particulado. La evaporación forzada puede implementarse convenientemente a través del uso de una pistola de calor mantenida a una distancia del parche. Las Figuras 8 a 12 ilustran los pasos de reparación adicionales que pueden desearse dado un hueco 32 profundo en donde puede desearse aplicar varias capas delgadas de la composición 41 de reparación para asegurar que cada cantidad e incremento de la composición 41 se cure por calor durante cada paso de calentamiento intermedio. La Figura 8, en particular, muestra una reparación intermedia que se suspende después del término de los pasos 4 a 6 más que emparejar como
m &?& *? ? se muestra en la Figura 7. En este caso, como se muestra en la Figura 9, un paso de relleno adicional se implementa en donde más composición 42 de reparación se inserta dentro del hueco 32 y en lo alto de la composición de reparación que se insertó previamente en el mismo y se calentó (pasos 4 a 6) . La Figura 10 muestra el estado de la reparación después de insertar la porción de sección de la composición 42 de reparación y la Figura 11 muestra la aplicación de calor a eso. La Figura 12 muestra el estado final de la reparación. La invención se ha descrito con referencia a una modalidad preferida actualmente y un objeto de poliolefina particular. No se pretende que la invención se limite indebidamente por esta descripción, sino más bien se pretende que la invención se defina por las reivindicaciones siguientes.
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