MXPA04000523A - Adhesion de materiales granulares a superficies de poliolefina. - Google Patents

Abstract

Una superficie rugosa o texturizada, permanente es aplicada a partes moldeadas de poliolefinas, particularmente de polietileno, al aplicar a la superficie de la parte una mezcla de recubrimiento de una resina de pegajosidad y particulas de poliolefina en un portador liquido y al incorporar una materia granular o particulada en el recubrimiento, ya sea mediante la aplicacion al recubrimiento o al mezclar la materia granular o particulada en la mezcla de recubrimiento. La superficie recubierta es calentada a la temperatura de fusion de la poliolefina durante un tiempo corto, suficiente para gelificar las particulas de poliolefina del recubrimiento a la superficie de la parte, pero insuficiente para ocasionar alguna distorsion termica de la parte.

Description

ADHESION DE MATERIALES GRANULARES A SUPERFICIES DE POLIOLEFINA. ANTECEDENTES DE LA INVENCION 1. Campo de la Invención Esta invención se refiere al tratamiento de superficie de partes de poliolefina, en particular, a la adhesión de manera permanente de materiales granulares a superficies de partes de polietileno tales como contenedores y letreros externos . 2. Breve Declaración de la Técnica Previa Las superficies de poliolefina, particularmente superficies de polietileno, resisten la aceptación de recubrimientos. Estos polímeros son comúnmente utilizados para formar partes de forma hueca, grandes, tales como letreros externos, tanques y contenedores mediante el moldeo rotacional. Las superficies de estas partes son lisas y difíciles de recubrir. En muchos casos, es deseable aplicar materiales granulares o particulados a las superficies de tales partes, por ejemplo, los contenedores que también funcionan como escalones necesitan una textura rugosa o abrasiva y los letreros externos pueden ser mejorados con cuentas o microesferas de vidrio reflectoras. La patente norteamericana No. 5,840,142, describe y reclama un método para la aplicación permanente de indicaciones a la superficie de una parte de polietileno moldeada utilizando una transferencia que es estampada con estarcido con una mezcla de cera, polietileno y pigmento . Después de la aplicación a la superficie de una parte de polietileno, la transferencia es recubierta con una mezcla de polietileno y cera y la parte es calentada para fusionar el recubrimiento y transferir a la superficie de la parte. Desafor unadamente, el método de esta patente no puede ser utilizado para crear una parte con una superficie rugosa o texturizada, puesto que el método alcanza la integración completa de los recubrimientos aplicados a la superficie de la parte, formando una superficie clara y lisa. OBJETIVOS DE LA INVENCION Un objetivo de esta invención es proporcionar un método para aplicar material granular o particulado a la superficie de partes moldeadas de poliolefinas, particularmente de polietileno. Un objetivo adicional de esta invención es proporcionar superficies permanentemente rugosas o texturizadas a partes moldeadas de poliolefinas, particularmente de polietileno. Un objetivo adicional de esta invención es proporcionar una composición de recubrimiento que sea útil en el método para aplicar material granular o particulado a la superficie de poliolefinas, particularmente de polietileno.

Otros y relacionados objetivos ^e.r n evidentes a partir de la siguiente descripción de la invención. BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION Esta invención es un método pora impartir una superficie rugosa o texturizada, permanente a partes moldeadas de poliolefinas, particularmente de polietileno. El método comprende recubrir la superficie seleccionada de la parte con una mezcla de recubrimiento de una resina, de pegajosidad y partículas de poliolefina' en un portador líquido e incorporar una materia granular o particulada en el recubrimiento, ya sea mediante la aplicación al recubrimiento o al mezclar la materia granular o particulada en la mezcla de ecubrimiento. La invención también incluye la composición de la mezcla de recubrimiento. La superficie recubierta de la parte de polietileno es calentada a la temperatura de fusión de la poliolefina durante un tiempo corto, suficiente para gelificar las partículas de poliolefina del recubrimiento en la superficie de la parte, pero insuficiente para ocasionar alguna distorsión térmica de la parte. El calentamiento permanentemente incorpora el recubrimiento Ó. la superficie de la parte, con los sólidos granulares adheridos a la superficie para impartir una superficie rugosa o texturizada. DESCRIPCION DE MODALIDADES PREFERIDAS La invención es aplicable al tratamiento de superficies de poliolefinas tales como polímeros y copolimeros de etileno, propileno, buteno, isobuteno, con cantidades menores de otros comonómeros tales como acetato de vinilo, cloruro de vinilo, etc. El polietileno es la poliolefina más común y ventajosamente tratada y es preferida, sin embargo, las superficies de otras poliolefinas pueden ser tratadas del mismo modo. El tratamiento de la invención es aplicable para proporcionar una superficie rugosa o texturizada a •poliolefinas en cualquier forma o conformación, incluyéndose películas y láminas y objetos moldeados tales como contenedores, por ejemplo, cajas, tanques y letreros externos, que son comúnmente moldeados rotacionalmente de polietileno . El método emplea una mezcla adhesiva de recubrimiento que es aplicada a la superficie de poliolefina como un recubrimiento delgado de aproximadamente varios mils o menor, de preferencia un mil, en espesor. El recubrimiento puede ser aplicado . por cualquier método convencional tal como rociado, aplicación con brocha, rodamiento, etc. Se prefiere el rociado por facilidad de aplicación. Los ingredientes activos en la mezcla de recubrimiento son polvos de una poliolefina, de preferencia polietileno y un agente de pegajosidad. El polvo de polietileno y el agente de pegajosidad está presentes en proporciones relativas de 15-30 partes en peso de agente de pegajosidad y 85-70 partes en peso de polvo de polietileno por 100 partes en peso. Estos ingredientes son dispersados en un portador liquido adecuado para permitir la aplicación a la superficie de poliolefina. El portador liquido puede ser agua o un solvente de hidrocarburo tal como hexano o tolueno. El agente de pegajosidad debe ser compatible con la poliolefina y de preferencia debe ser de color blanco a neutro para evitar el manchado de la superficie de poliolefina. También debe tener una temperatura de ablandamiento menor que la temperatura de fusión de la poliolefina, que para el polietileno debe ser menor que 250 grados F. Los agentes de pegajosidad útiles incluyen poliacrilatos de ácido pol acrilico, poliuretanos, poli (vinil) acetato y copolimeros y mezclas de los mismos. Los agentes de pegajosidad particularmente preferidos son resinas de hidrocarburo tales como resinas de petróleo alifático o cicloalifático de monómeros de cinco carbonos que contienen cantidades menores de resinas de terpeno sintéticas, aromáticas, poliolefinas cloradas y colofonia hidrogenada y ésteres de colofonia. El agente de pegajosidad debe ser de color claro para evitar el manchado de la superficie de poliolefina, debe tener alta estabilidad al calor y a la luz ultravioleta y ser soluble en los solventes de hidrocarburo o ser fácilmente emulsionable en agua. El punto de ablandamiento del agente de pegajosidad debe de ser de 75 a 135 grados F, de preferencia de 85 a 120 grados F. El ingrediente de poliolefina es utilizado en un estado finamente subdividido o en polvo con un tamaño de partícula de menos de 1 miera a aproximadamente 140 mieras, de preferencia de 5 a aproximadamente 40 mieras, de diámetro de partícula máximo. La densidad del polvo de polietileno preferido varía de aproximadamente 0.88 a 0.97 gramos por centímetro cúbico. Se puede utilizar polietileno de baja, alta y alta densidad lineal y . alto a ultraalto peso molecular. Otras poliolefinas adecuadas incluyen polipropileno, copolímeros de etileno/ace a o de vinilo y polietileno con catalizador de metaloceno . La mezcla de recubrimiento tiene suficiente portador líquido para proporcionar un contenido de sólidos de 30 a aproximadamente 50, de preferencia de 25 a 35, por ciento en peso, y puede ser adelgazada con portador líquido adicional para proporcionar una viscosidad apropiada para la aplicación mediante rocío, aplicación con brocha, rodamiento o inmersión de la superficie de polietileno con la mezcla de recubrimiento. Cuando se utiliza agua como el portador líquido, los ingredientes activos son dispersados en agua con agentes activos en la superficie que pueden incluir surfactantes de silicona de hidrocarburo y fluorocarbono, surfactantes no iónicos y surfactantes iónicos. Cantidades suficientes del surfactante son utilizadas para alcanzar una suspensión estable de los ingredientes en la mezcla acuosa. Típicamente, la concentración efectiva del surfactante será de 0.1 a aproximadamente 2 por ciento en peso de contenidos de sólidos en la mezcla acuosa, dependiendo del surfactante particular que es utilizado. Los sólidos granulares pueden ser de varias fuentes, seleccionados para la aplicación particular. Ejemplos de materiales adecuados incluyen silice, por ejemplo, arena, carburo de silicio, óxido de aluminio, silicatos de aluminio, granate, etc. Si se desea resistencia al deslizamiento, se pueden utilizar polvos de arena o de granate. Si se desea una superficie abrasiva, se puede utilizar carburo de silicio o alúmina. En algunas aplicaciones, una superficie altamente reflectora puede ser deseada y se pueden utilizar cuentas o microesferas de vidrio reflectoras, u hojuelas de metal. El tamaño de partícula de los sólidos granulares puede ser variado considerablemente de malla 15 a aproximadamente 300. El rango de tamaño preferido es de malla 100 a aproximadamente 300. Los sólidos granulares pueden ser mezclados en la mezcla de recubrimiento, cuando la mezcla es aplicada mediante la aplicación con brocha, rodamiento o inmersión. En tales aplicaciones, la mezcla de recubrimiento puede ser cargada con sólidos granulares en cantidades de 5 a 50 por ciento en peso, de preferencia de 15 a 30 por ciento en peso. Cuando la mezcla de recubrimiento es aplicada mediante roció, los sólidos granulares son extendidos a través de la superficie humectada de la parte de polietileno por espolvoreamiento u otras técnicas adecuadas que aseguran la distribución uniforme de los sólidos . La superficie recubierta luego es calentada para elevar la temperatura del recubrimiento y la película externa de la superficie a la temperatura de fusión de los polvos de poliolefina, fusionando los polvos y el agente de pegajosidad en la película externa de la superficie de poliolefina. Los sólidos granulares de esta manera son encajados en la película externa de la parte de poliolefina, pero sobresalen de la superficie de la parte para impartir una textura rugosa a la superficie. En una aplicación típica, la superficie de poliolefina recubierta es calentada a una temperatura de 250 a aproximadamente 350 grados F, teniendo cuidado de evitar temperaturas excesivas o diferenciales de temperatura que podrían ocasionar que se distorsione o se combe la parte de poliolefina . El calentamiento puede ser realizado utilizando una fuente radiante adecuada tal como una llama expuesta o un calentador eléctrico de alta temperatura, por ejemplo, un calentador infrarrojo. La etapa de calentamiento es ¦ practicada para aplicar calor localmente a la superficie de polietileno recubierta lo suficiente para fusionar el recubrimiento a la superficie de la parte de poliolefina, una condición que es alcanzada cuando la superficie recubierta aparece que está libre de cualquier nebulosidad. Después, la parte de poliolefina es enfriada a temperatura ambiente. La invención es además descrita e ilustrada en el siguiente ejemplo. EJEMPLO Un contenedor de batería que tiene una cubierta con un área de aproximadamente dos por tres pies y obtenido mediante el moldeo de manera rotacional de poliolefina, es tratado mediante la invención para proporcionar resistencia al deslizamiento adecuado para el uso como un escalón. Una mezcla de recubrimiento de ingredientes activos que comprende 30 por ciento en peso de una resina de hidrocarburo alifático C5 modificado, aromático y 70 por ciento en peso de polvos de polietileno se utilizó para recubrir la superficie externa de la cubierta del contenedor. El polvo de polietileno fue polietileno de alta densidad con un rango de tamaño de 1 a 80 mieras. Los ingredientes activos se dispersaron en tolueno a una concentración de 25 por ciento en peso y se rociaron sobre la superficie de polietileno lo suficiente para formar una película continua sobre la superficie. Un agregado de piedra pómez que contiene 70 por ciento en peso de sílice con un rango de tamaño de malla 15 a 100 se espolvoreó sobre la superficie húmeda del recubrimiento y un segundo recubrimiento de la mezcla de recubrimiento se roció sobre la superficie. El recubrimiento se dejó secar y luego la superficie se calentó a aproximadamente 250 grados F, lo suficiente para fusionar el recubrimiento a la película externa de la superficie de polietileno., Después del enfriamiento, los sólidos granulares se observaron que han impartido una textura rugosa, permanente a la superficie de polietileno . La invención se ha descrito con referencia a la modalidad ilustrada y actualmente preferida. No se propone que la invención sea indebidamente limitada por esta descripción de la modalidad preferida. En cambio, se propone que la invención sea definida por los pasos del método y los ingredientes, y sus equivalentes obvios, expuestos en las siguientes reivindicaciones .

Claims (12)

1. REIVINDICACIONES 1. El método para tratar un objeto de poliolefina para obtener una superficie permanentemente texturizada, caracterizado porque comprende: a. recubrir la superficie con una mezcla de un agente de pegajosidad y polvos de poliolefina en un portador liquido; b. incorporar sólidos particulados que tienen un rango de tamaño que pasa un tamaño de criba estándar de malla 15, en el recubrimiento; c. secar el recubrimiento y calentar el recubrimiento y la superficie de poliolefina a la temperatura de fusión de la poliolefina durante un tiempo suficiente para gelificar el recubrimiento en la superficie pero insuficiente , para ocasionar distorsión térmica del objeto de poliolefina.
2. 2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el ob eto de poliolefina es un objeto de polietileno.
3. 3. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el polvo de poliolefina es polvo de polietileno.
4. 4. El método de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque las partículas del polvo de polietileno tienen un rango de tamaño menor que 140 mieras . *
5. 5. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el agente de pegajosidad es una resina de hidrocarburo alifático o cicloalif¿tico .
6. 6. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los ingredientes activos comprenden de 15 a 30 por ciento en peso de agente de pegajosidad y de 85 a 70 por ciento en peso de polvo de poliolefina.
7. 7. El método de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el portador liquido es un solvente de hidrocarburo .
8. 8. El método de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el portador liquido es agua e incluye surfactante suficiente para dispersar los ingredientes activos en el agua.
9. 9. El método de conformidad con la reivindicación I , caracterizado porque la mezcla comprende: • a. ingredientes activos que comprenden de 15 a 30 por ciento en peso de agente de pegajosidad y de 85 a 70 por ciento en peso de polvos de poliolefina que tienen un rango de tamaño de 1 a aproximadamente 140 mieras y b. un portador liquido seleccionado del grupo que consiste de solventes de hidrocarburo y agua que contiene surfactante en una cantidad de 1 a aproximadamente 2 partes en peso por parte de ingredientes activos.
10. 10. El método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el polvo de poliolefina es polvo de polietileno.
11. 11. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque las partículas del polvo de polietileno tienen un rango de tamaño de 5 a aproximadamente 40 mieras.
12. 12. El método de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque el agente de pegajosidad es una resina de hidrocarburo alifático o cicloaliíático.