PT1129044E - Método de revestimento e método de ligação - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO "Método de revestimento e método de ligação"

Este invento refere-se a métodos de revestimento e de ligação a um substrato, no qual é depositado um primeiro material sobre o substrato para formar um primeiro revestimento sobre o substrato, um segundo material é depositado na forma de pó sobre o primeiro material, para a formação de um segundo revestimento sobre o primeiro revestimento, e no qual é aplicado calor para fundir ambos os materiais, ligando os dois revestimentos em conjunto e ao substrato.

Um método de revestimento e de ligação do tipo acima especificado é conhecido a partir de US-A-4,265, 947, no qual é aplicada tinta termoplástica como decoração na superfície de uma garrafa de vidro e é depositada uma resina fusível na forma de pó, sobre a decoração de tinta. É aplicado calor para fundir a resina e tornar a tinta semilíquida, permanecendo a tinta no estado fundido até que a cura da resina tenha sido completada, de modo a proporcionar um revestimento de sobreposição que fica ligado à superfície da garrafa em regiões por detrás da decoração. A decoração de tinta adere ao vidro como uma cera sem estabelecimento de uma ligação firme com a mesma ou ao revestimento de sobreposição. É conhecido a partir de GB-A-2207089 que podem ser utilizados revestimentos em pó para a ligação de duas superfícies em conjunto pela exploração da fase fundida para humedecer as superfícies antes de se efectuar a cura completa para estabelecer a ligação. Em circunstâncias normais, especialmente quando é requerida a ligação entre folhas ou outras superfícies de grande área, verificou-se que é necessário empregar a laminagem de compressão ou outros meios de aplicação de pressão (mecânicos ou a vácuo) para permitir que seja produzido um bom laminado. A aplicação da pressão tende, no entanto, a comprimir o pó fundido, e isto pode ser significativamente desvantajoso, quando o pó se destina a proporcionar um revestimento colorido ou opaco a um vidro ou outro substrato transparente ou translúcido. A pressão aplicada pode resultar na diminuição da espessura ou 2 ΕΡ 1 129 044 /PT compressão para fora do fundido, de tal modo que durante a cura não existe solidez e uniformidade da cor ou da opacidade do revestimento e o suporte é mostrado para o revestimento através do mesmo. É um dos objectos do presente invento proporcionar um método de revestimento e de ligação do tipo acima especificado, pelo qual pode ser conseguida uma ligação de laminado forte, sem as desvantagens que são originadas quando é utilizada a laminagem por compressão ou outras formas de aplicação de pressão.

De acordo com o presente invento um método de revestimento e de ligação do tipo acima especificado, é caracterizado por o primeiro material ser um material em pó de cura por calor, que tem uma velocidade de reacção de cura mais elevada do que o segundo material e ligar-se ao substrato durante a cura, e por o segundo material em pó ser um material em pó de cura por calor, que é depositado na forma de pó sobre o pó do primeiro material, de modo que o segundo revestimento liga-se ao primeiro revestimento.

As duas camadas de pó podem ser, por exemplo, de materiais de epóxi, de poliéster ou acrílicos de cura por calor. Tais pós podem ser produzidos com uma variedade de janelas de velocidade de cura, de modo a proporcionar velocidades marcadamente diferentes de cura. Os pós são normalmente caracterizados a este respeito como de 'cozedura elevada' ('velocidade de cura baixa') ou 'cozedura baixa' ('velocidade de cura elevada'); as expressões 'cozedura elevada' e 'velocidade de cura baixa' distinguem-se das expressões 'cozedura baixa' e 'velocidade de cura elevada' devido a um material de 'cozedura elevada' ou 'velocidade de cura baixa' demorar mais tempo a curar a qualquer temperatura dada do que um material de 'cozedura baixa' ou 'velocidade de cura elevada'.

Com o método do invento é facilmente possível obter um bom laminado sem a desvantagem da diminuição da espessura ou compressão para fora do fundido e, em particular, evitar mostrar através do mesmo, quando a cor ou a opacidade são requeridas com um substrato transparente ou translúcido. Em 3

ΕΡ 1 129 044 /PT relação a este último e utilizando materiais com diferentes velocidades de cura, o material de velocidade de cura mais elevada pode proporcionar um revestimento com cor ou opacidade sobre um substrato transparente ou translúcido e o material de velocidade de cura mais baixa pode ser aplicado ao mesmo, enquanto o material de velocidade de cura mais elevada está no seu estado não curado ou, pelo menos, ainda não completamente curado. Quando este último material endurece para formar um revestimento sólido e uniforme, o material de velocidade de cura mais baixa está ainda num estado que humedece o revestimento de velocidade de cura elevada e a superfície de suporte que é pressionada para o mesmo, até a cura estar completa. Mesmo se a pressão, aplicada ao suporte para completar o laminado durante a cura do material de velocidade de cura mais baixa, pressionar para fora o material para ser muito fino, o revestimento já curado sólido, colorido ou opaco, visível através do substrato, permanece sem ser afectado.

Os métodos de revestimento e de ligação de acordo com o presente invento serão agora descritos, por meio de exemplo, com referência aos desenhos anexos, nos quais: a FIG. 1 é ilustrativa de um laminado fabricado de acordo com o método do invento; a FIG. 2 é ilustrativa de um painel de porta laminado, fabricado de acordo com o método do invento; e a FIG. 3 é ilustrativa do fabrico de um outro painel laminado de acordo com o invento.

Referindo a FIG. 1, são aplicados dois revestimentos 1 e 2 de pó de cura por calor, um sobre o outro, sobre um substrato 3. O revestimento de base 1 é um pó de cozedura baixa (velocidade de cura elevada) e é aplicado a uma superfície 4 do substrato 3. Enquanto o pó do revestimento 1 está ainda na forma de pó não curado, o segundo revestimento 2, o qual é de uma janela de cura de cozedura elevada (velocidade de cura mais baixa), é depositado sobre o mesmo. É então aplicado calor para fundir ambos os revestimentos 1 e 2, amolecendo e depois endurecendo o revestimento de base 1, 4

ΕΡ 1 129 044 /PT em primeiro lugar para efectuar uma boa ligação à superfície 4. O segundo revestimento 2 permanece húmido para assegurar a boa ligação entre o revestimento curado 1 e um suporte 5, que é comprimido, por exemplo por um rolo de compressão (não mostrado), para o revestimento 2. A pressão aplicada pode comprimir para fora o pó fundido do revestimento 2 até a cura do revestimento 2 estar completa, mas o revestimento endurecido em primeiro lugar 1 permanece substancialmente sem ser afectado e contínuo. O calor não é aplicado para fundir ou curar os pós de cozedura baixa e elevada até ambos os revestimentos 1 e 2 terem sido depositados na forma de pó um sobre o outro. No entanto, é preferido aquecer o substrato 3 de modo a manter a superfície 4 livre de condensação, mas isto não se destina, em geral, para afectar o estado do pó depositado sobre a mesma de qualquer forma significativa. O facto de que, uma camada de pó ser depositada sobre a outra, tenha lugar, antes do calor ser aplicado para fundir, acredita-se que melhore a ligação entre os dois revestimentos 1 e 2, devido à interligação inevitável, em alguma medida, dos pós, na interface das duas camadas.

Podem ser utilizados pós de cura por calor, que têm velocidades de cura diferentes, de acordo com o invento, para a ligação simples de um artigo a um outro, por exemplo, como ilustrado na FIG. 2.

Referindo a FIG. 2, dois revestimentos de 'pintura' 11 e 12 (que correspondem aos revestimentos 1 e 2, respectivamente), os quais são aplicados a um painel de porta 13 para proteger e dar cor à sua superfície 14, também serve para ligar um artigo tal como, neste caso, um puxador de porta 15, ao painel 13. O painel é fabricado, depositando em primeiro lugar sobre a superfície 14 (alimentação electrostática ou por gravidade) uma camada de pó de cozedura baixa para o revestimento 11, e depois uma camada de pó de cozedura elevada sobre a primeira camada de pó, para o revestimento 12. É então aplicado calor para fundir ambas as camadas de pó e curar a primeira camada no revestimento 11. Enquanto a segunda camada de pó está ainda na fase fundida, após a primeira camada ter curado (ou estar num estágio 5

ΕΡ 1 129 044 /PT avançado para) no revestimento endurecido 11, a base 16 do puxador de porta 15 é pressionada fortemente para o fundido e retida ai até a segunda camada ter curado no revestimento endurecido 12. A segunda camada de pó actua para humedecer por fora a ligação entre o revestimento 11 e a base 16 e assegurar uma ligação firme. A mesma pode proporcionar uma cobertura transparente e protectora ao revestimento 11, o qual será normalmente colorido, e pode ter conseguido um acabamento brilhante ou acetinado para o painel de porta 13. A resistência a escorrimentos e a imperfeições de superfície dos revestimentos pode ser evitada utilizando o método do invento. A aplicação da primeira coloração de superfície 'pintura' é auxiliada neste processo pela capacidade de aplicar revestimentos de cores diferentes ou mais espessos numa linha de um forno. Convencionalmente cada revestimento é curado antes da aplicação de um segundo revestimento, enquanto que podem ser aplicados, com a técnica do presente invento, dois ou mais revestimentos de cores diferentes ou semelhantes e/ou o revestimento transparente (possivelmente brilhante) antes de ter lugar qualquer cura. Os revestimentos são aplicados como camadas de pó sucessivas a partir, por exemplo, de pistolas separadas, sem serem dados quaisquer passos para a cura de uma camada antes da aplicação da outra; logo que tenham sido depositadas as camadas de pó, é aplicado calor para a cura das mesmas, todas em conjunto, no passo único. Cada camada de pó sucessiva depositada tem uma velocidade de cura mais lenta do que a camada anterior e isto assegura que, durante a cura progressiva resultante, é conseguido um acabamento sem escorrimentos ou efeito de casca de laranja. Se o revestimento final for brilhante e transparente, é obtida uma qualidade de acabamento particularmente elevada. O invento pode ser facilmente aplicado na formação de laminados sólidos, coloridos ou transparentes. Em particular, um material de base pode ser revestido pela adesão de um outro material flexível semelhante ou diferente. Por exemplo, um laminado pode ser levado em conjunto pelo enrolamento apertado de uma folha fina ou elemento de plástico sobre um 6 ΕΡ 1 129 044 /PT cano ou tubo, ou se estiver envolvida uma folha plana pela utilização de um rolo de compressão ou prensa durante a fase de cura. É aplicado pó de cozedura baixa no componente de base e depois revestido de novo com um pó de cozedura mais elevada, antes de ter começado a cura. Quando a cura está, por exemplo, cerca de 70% completa, o pó de cozedura baixa fica duro, mas o pó de cozedura elevada está ainda mole para permitir à(s) folha(s) fina(s) ou elemento (s) de plástico ser(em) aplicado(s) com boa adesão.

Quando os revestimentos em pó são depositados sobre substratos de vidro ou de metal é normalmente necessário promover a ligação à superfície de vidro ou de metal, pela utilização de um promotor de adesão, tal como um silano. Em vez do depósito de uma película de silano sobre o substrato como é convencional, é possível, no entanto, incluir o silano no pó de revestimento. Mais em particular, o silano pode ser envolvido na mistura inicial, utilizada para fabricar o pó, e foi verificado ser vantajoso incluir também ácido, quando está envolvido o vidro. Em relação a este último aspecto, o ácido é incluído com o objectivo de proporcionar a modificação apropriada do pH da superfície de vidro, para permitir a acção óptima do silano.

Um painel revestido com pó, formado com a utilização de um pó de revestimento que inclui um silano e um ácido, como referido acima a partir do fabrico, será agora descrito com referência à FIG. 3.

Referindo a FIG. 3, o painel envolve, neste caso, um substrato 31 vidro temperado e um pó à base de poliéster transparente, depositado electrostaticamente como uma camada 32 sobre uma superfície 33 do substrato 31. O pó da camada 32 inclui, a partir do fabrico, componentes de silano e ácido como referido acima, e uma camada 34 de um outro pó de poliéster, que não inclui tais componentes, é depositada electrostaticamente sobre a camada 32. O pó da camada 34 inclui pigmentação. É aplicado calor para fundir e curar os pós de ambas as camadas 32 e 34. Durante a fase fundida do pó da camada 32, é activado o seu componente ácido para modificar o pH da 7 ΕΡ 1 129 044 /PT superfície 33 e iniciar a acção do silano para proporcionar as condições para a boa adesão a essa superfície. Para além disso, existe a reticulação na interface entre as duas camadas 32 e 34, de modo que, quando os pós curam, existe uma ligação química forte entre os revestimentos resultantes e entre os mesmos e o substrato 31. É desejável que a camada 32 cure mais rapidamente do que a camada 34, de modo que, enquanto a mesma está em gel pode ser utilizado um rolo de compressão para comprimir e alisar a camada 34 de modo a cobrir regularmente o revestimento da camada 32. Para além disso, é depositada uma folha fina de protecção de água 35 em contacto com a camada 34, enquanto ainda na fase fundida, de modo a ser ligada firmemente à mesma, durante a cura desta camada.

Pode ser fabricado um laminado que compreende duas camadas de vidro ou de plástico ligadas em conjunto, para mostrar a mesma ou cores semelhantes, vistas a partir de cada lado, pela aplicação de um pó de cura rápida, que contém pigmentação a uma camada de vidro ou de plástico e um pó de cura lenta no topo do mesmo; o pó de cura lenta proporciona um revestimento transparente. Ambos os componentes são então aquecidos para uma temperatura em que o pó de cozedura baixa se torna substancialmente duro, mas o revestimento de cozedura elevada se mantém ainda húmido. Os dois componentes são então laminados com compressão ou prensados em conjunto, à medida que a cura de ambos os revestimentos se completa e é formado o laminado resultante.

Se as diferente cores forem para ser mostradas dos dois lados do laminado, é depositado pó de cozedura baixa, que contém um respectivo pigmento, sobre cada componente de vidro ou de plástico, e o pó de cozedura elevada sobre o topo de uma (ou possivelmente de ambas) as camadas de cozedura baixa. Durante a cura, os revestimentos primários de cozedura baixa sobre ambos os componentes curam para endurecer, mas não ficam totalmente reticulados (por exemplo, curado a cerca de 70%) enquanto o pó de cozedura elevada está ainda mole. Neste estado os dois componentes são comprimidos em conjunto e depois totalmente curados; a pressão aplicada permite que o gás seja pressionado a partir do laminado. O pó de cozedura 8 ΕΡ 1 129 044 /PT elevada coerente é tal, de preferência embora não necessariamente, de modo a proporcionar um revestimento transparente.

Apesar do substrato e os outros componentes utilizados nos métodos, como descrito acima, não sejam, em geral, porosos, o invento pode ser aplicado quando os componentes têm uma natureza porosa. Em relação a isto, pode ser aplicado um revestimento primário de pó de cozedura baixa num substrato poroso (ou outro) e após o sobre-revestimento com um pó de cozedura elevada, curado a cerca de 70%. Um segundo componente é revestido com um pó de cozedura elevada e enquanto este revestimento e o revestimento de cozedura elevada do primeiro componente permanece mole, os dois componentes são comprimidos em conjunto para a finalização do processo de cura. A vantagem deste método é que o estágio de compressão é realizado quando a película primária é continua e está substancialmente endurecida, de modo a assegurar que não existe fuga através do material poroso da camada de adesivo, durante a fase de prensagem. A utilização dos pós com velocidades de cura diferentes optimiza a polimerização cruzada dos dois revestimentos; o processo de cura dupla permite a realização do processamento num ambiente livre de gases e limpo perfeito directamente através de toda a cura. Apesar da ligação resultante ser, em geral aceitável, a pressão hidráulica da resina tende a arquear as folhas relativamente entre si no meio, de modo não satisfatório. O produto resultante tem uma utilização comercial restrita devido à variação dimensional provocada pelo arqueamento e a influência que isto tem na densidade e, por conseguinte, na cor percebida, quando se observa o laminado.

Com o presente invento, no entanto, estas limitações podem ser substancialmente eliminadas. A este respeito, por exemplo, duas folhas de plástico ou de vidro utilizadas para formar o laminado são revestidas em primeiro lugar com resina enquanto assentes horizontalmente. É aplicada uma resina de cura rápida a uma primeira das folhas para formar um meio de distanciação, enquanto que é utilizada uma resina de cura lenta para humedecer a superfície da segunda folha, para 9 ΕΡ 1 129 044 /PT assegurar uma boa ligação com o revestimento da primeira folha, quando as duas folhas são levadas em conjunto sob um rolo de compressão ou prensa. O laminado resultante não é afectado pelos problemas de inconsistência dimensional que limitam correntemente os produtos 'Unilam'.

Como um método alternativo, de acordo com o invento, os revestimentos primários de resina de cura rápida são vazados nas superfícies de ambas as folhas de vidro e de plástico, enquanto que as folhas são retidas horizontalmente numa mesa inclinável. A resina escoa-se para fora de forma plana sobre cada folha e começa a curar. À medida que os revestimentos primários começam a endurecer imediatamente para além do estágio de gel, a mesa é inclinada para a vertical e as duas folhas são levadas em conjunto com o espaçamento requerido para o laminado, utilizando uma junta de bordo. É então introduzida uma terceira camada de resina por vazamento dentro do intervalo entre os revestimentos de endurecimento sobre as duas folhas; as folhas são mantidas verticais para desgaseificar a resina enquanto é realizado o vazamento. Logo que os catalizadores tiverem curado substancialmente os revestimentos primários e a camada de resina vazada estiver em gel, as duas folhas retornam à horizontal e o laminado passa através de rolos de compressão que apertam a camada vazada, de modo a proporcionar uma medida consistente.

Os métodos de acordo com o invento, que utilizam a técnica da velocidade de cura diferencial, podem ser aplicados no fabrico de painéis solares e outros, quando é para ser inserida uma camada intermédia, por exemplo, para proporcionar um isolamento, condução ou outra interface electricamente contínua, entre as camadas sucessivas do laminado. Por meio da intercalação de alumínio, de cobre, e de pastilhas de silício, cristais de silício ou outros itens entre camadas de cozedura baixa, estas podem ser então ligadas a camadas de substrato externas, para realizar o laminado, utilizando material de cozedura elevada para efectuar a ligação. De modo semelhante, podem ser inseridas imagens fotográficas ou outras dentro do laminado como um meio de decoração, publicidade ou outras finalidades.

Lisboa, 2008-12-15

Claims (8)

1. ΕΡ 1 129 044 /PT 1/2 REIVINDICAÇÕES 1 - Método de revestimento e de ligação a um substrato (3; 13; 23; 31), no qual é depositado um primeiro material sobre o substrato para formar um primeiro revestimento (1; 11; 21; 32) sobre o substrato, um segundo material é depositado na forma de pó sobre o primeiro material para a formação de um segundo revestimento (2; 12; 24; 34) sobre o primeiro revestimento, e no qual é aplicado calor para fundir ambos os materiais ligando os dois revestimentos em conjunto e ao substrato, caracterizado por o primeiro material ser um material em pó de cura por calor, que tem uma velocidade de reacção de cura mais elevada do que o segundo material e liga-se ao substrato durante a cura, e por o segundo material em pó ser um material em pó de cura por calor, que é depositado na forma de pó sobre o pó do primeiro material, de modo que o segundo revestimento se liga ao primeiro revestimento.
2. 2 - Método de acordo com a reivindicação 1, em que um ou ambos dos pós inclui pigmentação.
3. 3 - Método de acordo com a reivindicação 1 ou a reivindicação 2, em que um dos pós, quando fundido, é transparente.
4. 4 - Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 to 3, em que o pó da primeira camada é um pó à base de poliéster e a segunda camada é de um pó de poliéster diferente.
5. 5 - Método de acordo com a reivindicação 4, em que o pó da primeira camada inclui um agente de promoção de adesão.
6. 6 - Método de acordo com a reivindicação 4 ou 5, em que 0 pó da primeira camada inclui um componente ácido.
7. 7 - Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, em que, enquanto a segunda camada está ainda na fase fundida e a primeira camada está substancialmente mas não completamente curada, um artigo a ser ligado ao substrato é ΕΡ 1 129 044 /PT 2/2 levado para contacto com a segunda camada e ai retido até a segunda camada curar.
8. 8 - Método de acordo com a reivindicação 7, em que o dito artigo é um segundo substrato que leva uma camada de pó de cura por calor, que está substancialmente mas não completamente curada, e os dois substratos são levados em conjunto com a camada do segundo substrato em contacto com a dita segunda camada do substrato mencionado em primeiro lugar, enquanto a segunda camada está ainda mole, e em que este contacto é mantido enquanto o calor é aplicado para curar completamente todas as camadas. Lisboa, 2008-12-15