PT1153994E - Composição de tinta endurecível por ultravioletas e processo para a sua aplicação a substractos de vidro - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO "COMPOSIÇÃO DE TINTA ENDURECÍVEL POR UV E PROCESSO PARA A SUA APLICAÇÃO A SUBSTRATOS DE VIDRO" ANTECEDENTES DA INVENÇÃO. A. CAMPO DA INVENÇÃO. A presente invenção refere-se a uma composição de tinta orgânica para substratos de vidro e a um processo para a sua aplicação e, mais especificamente, a uma composição de tinta orgânica do tipo endurecivel por intermédio de radiação ultravioleta, para impressão de rótulos, padrões ou qualquer outro tipo de decoração em garrafas de vidro. B. DESCRIÇÃO DA TÉCNICA RELACIONADA.

No comércio existem algumas composições conhecidas de pigmento inorgânico e orgânico, que proporcionam uma coloração aceitável, principalmente para a decoração de artigos de plástico e papel. Contudo, essas composições de pigmento não têm sido aplicadas de modo apropriado em substratos de vidro, devido, principalmente, à sua fraca resistência a água, solventes, desgaste, etc.

Existem várias composições de tinta endureciveis por radiação bem conhecidas para serigrafia, incluindo pigmentos metálicos, tais como, cobre, prata, cádmio, crómio, manganésio, 1 etc. Divulgam-se exemplos de tais composições de tinta nas patentes U. S. N° 3957694; 3968056 e 3989644, todas de Bolon et al, adequadas principalmente para serigrafia em circuitos impressos.

Tem existido um interesse crescente por parte dos fabricantes de vidro, especificamente dos fabricantes de garrafas de vidro, na utilização de tintas orgânicas para rotulagem ou decoração de garrafas de vidro, principalmente com objectivos de preservação ambiental e redução de necessidades energéticas, bem como para adequação à legislação ambiental.

Também se conhecem várias composições orgânicas, pigmentadas ou não, que são aplicadas e endurecidas por intermédio de radiação, desde a gama dos ultravioletas até à dos infravermelhos, para proporcionarem os mais diversos objectivos, tais como, privacidade, controlo de radiação solar, resistência ao desgaste, etc., divulgam-se exemplos destas composições orgânicas nas patentes U. S. N° 4923754 e 4946874, ambas de Lee et al; 5514521 de Kobayashi; 5178952 de Yamamoto et al, e 5262450 de Vera et al.

Estes pigmentos ou revestimentos limitam-se, geralmente, a substratos de plástico e papel, circuitos impressos, etc., mas não podiam ser utilizados em aplicações de vidro devido a uma falta de adesão ou fixação às superfícies muito lisas dos substratos de vidro, bem como devido à sua pouca resistência à água, solventes e desgaste devido a manuseamento descuidado. A patente U. S. N° 57 31359 de Kamen et al, divulga uma composição de tinta pigmentada incluindo um componente endurecível por radiação e um pigmento de pirrolopirrol ou 2 isoindolina, para proporcionar uma cor vermelha ou amarela, que, aparentemente, pode ser aplicada por intermédio de estampagem a quente a partir de uma folha ou directamente num substrato e endurecida por radiação.

Aparentemente, essas tintas têm sido adequadas para aplicação em garrafas de vidro descartáveis (não reutilizáveis).

Por esse motivo, alguns promotores de adesão, um fotoiniciador tal como o Irgacure 184 da Ciba Geigy, agentes de consolidação, estabilizadores de conservação, fotossensibilizadores, agentes de reticulação e assim por diante, foram introduzidos nas composições de tinta e revestimentos para melhorar a sua resistência ao processo de enchimento, processo de lavagem alcalina múltiplo e manuseamento descuidado, mas ainda não foram considerados adequados para conferirem as propriedades desejadas para aplicação a garrafas de vidro reutilizáveis.

De acordo com a presente invenção, proporciona-se uma composição de tinta orgânica endurecivel por radiação ultravioleta, compreendendo 80% a 95% em peso de uma tinta à base de epóxi-poliuretano; 0,5% a 8% em peso de um aditivo incluindo uma mistura de ceras polietilénicas e ceras politetrafluoroetilénicas; 1 a 7% em peso de um aditivo que melhora a resistência a água, constituído por poliamida de peso molecular baixo e intermédio que se recomenda ser adicionado justamente antes da aplicação da composição de tinta preparada devido a esta composição, uma vez preparada, durar 8 horas no máximo; e um promotor de adesão que se pode juntar à fórmula de tinta ou utilizar como um primário a aplicar ao substrato de 3 vidro antes da decoração, e que inclui um silano numa concentração de 0,15% a 3% em peso; que, entre outras: é especificamente adequada para substratos de vidro; possui uma consolidação desejada para a lavagem, antes e após o processo de enchimento, bem como uma resistência adequada ao desgaste e utilização intensiva a que estão sujeitas as garrafas de vidro não reutilizáveis; pode ser calcinada no forno quando é reciclada como pó de vidro dentro de uma pasta de vidro fundido, sem afectar as propriedades da pasta de vidro devido a não conter metais tóxicos, tais como chumbo, cádmio, crómio hexavalente, etc.; é adequada do ponto de vista ambiental devido a não gerar gases de combustão tóxicos nem gases precursores de efeito de estufa; reduz o consumo de tinta devido a possuir uma densidade que é, cerca de, quatro vezes menor do que a das tintas de cerâmica vitrificável que têm sido geralmente utilizadas para a decoração de garrafas de vidro; proporciona um maior rendimento por unidade de peso e poupa energia e espaço devido a não serem necessários grandes fornos para aquecimento da tinta; proporciona cores mais intensas e vivas e uma gama mais ampla de cores do que as tintas cerâmicas; possui uma melhor aderência ao substrato de vidro devido à presença do promotor de adesão na tinta ou no primário aplicado à superfície das garrafas de vidro e devido ao método de aplicação específico por intermédio do qual é aplicável. 4

Além disso, de acordo com a presente invenção, proporciona-se um processo para a preparação e aplicação da composição de tinta orgânica endurecivel por radiação ultravioleta, anteriormente divulgada, compreendendo: a) a preparação de uma composição de tinta endurecivel por radiação ultravioleta misturando 80% a 95% em peso de uma composição de tinta à base de epóxi-poliuretano; e 0,5% a 8% em peso de um aditivo preparado a partir de uma mistura de ceras polietilénicas e ceras politetrafluoroetilénicas, agitando fortemente a mistura; b) a adição desde 1 até 7% em peso de um aditivo que melhora a resistência a água, constituído por poliamida de peso molecular baixo e intermédio, justamente antes da aplicação da composição de tinta preparada devido a esta composição, uma vez preparada, durar um máximo de 8 horas; c) a adição de uma composição de primário de promotor de adesão compreendendo 0,15% a 3% em peso de um silano; e) a aplicação da composição de tinta preparada ao substrato de vidro, por intermédio de serigrafia, tampografia ou semelhante e cura da composição de tinta por intermédio de exposição da superfície revestida a uma radiação ultravioleta; f) o aquecimento do substrato passando-o através de uma arca de recozimento para aumentar a temperatura de substrato entre 100 °C a 160 °C; e g) a aplicação de um agente de lubrificação incluindo um produto à base de ácido oleico sob a forma de gás ou vapor, e/ou a pulverização de uma emulsão aquosa de um derivado polietileno etoxilado.

Assim, a composição anterior em combinação com o processo divulgado para a sua preparação e aplicação, proporciona todas as vantagens anteriormente divulgadas relativamente à técnica anterior conhecida. 5 SUMÁRIO DA INVENÇÃO.

Constitui, por esse motivo, um objectivo principal da presente invenção, proporcionar uma composição de tinta orgânica endurecivel por radiação ultravioleta especialmente adequada para substratos de vidro, que possua uma consolidação desejada para a lavagem com água, antes e após o processo de enchimento, bem como uma resistência adequada ao desgaste severo e à utilização intensiva a que são sujeitas as garrafas de vidro não reutilizáveis;

Constitui, também, um objectivo principal da presente invenção, proporcionar uma composição de tinta orgânica endurecivel por radiação ultravioleta, do tipo anteriormente divulgado, que possa ser calcinada num forno quando é reciclada como pó de vidro dentro de uma pasta de vidro fundido, sem afectar as propriedades da pasta de vidro devido a não conter metais tóxicos, tais como chumbo, cádmio, crómio hexavalente, etc. e que a torna adequada do ponto de vista ambiental devido a não gerar gases de combustão tóxicos nem gases precursores de efeito de estufa;

Constitui, também, um objectivo principal da presente invenção, proporcionar uma composição de tinta orgânica endurecivel por radiação ultravioleta, do tipo anteriormente divulgado, que reduza o consumo de tinta devido a possuir uma densidade que é, cerca de, quatro vezes menor do que a das tintas cerâmicas vitrificáveis que têm sido geralmente utilizadas para a decoração de garrafas de vidro, proporcionando um maior rendimento por unidade de peso e poupança de energia e espaço devido a não serem necessários grandes fornos para aquecimento da tinta; 6

Constitui, ainda, um objectivo principal da presente invenção, proporcionar uma composição de tinta orgânica endurecivel por radiação ultravioleta, do tipo anteriormente divulgado, que proporcione cores mais intensas e vivas e uma gama mais ampla de cores do que a das tintas cerâmicas.

Constitui, além disso, um objectivo principal da presente invenção, proporcionar um processo para a preparação e aplicação de uma composição de tinta orgânica endurecivel por radiação ultravioleta especialmente adequado para substratos de vidro, por intermédio do qual todas as propriedades desejadas, anteriormente divulgadas, sejam conferidas aos substratos de vidro, produtos ou garrafas.

Estes e outros objectivos e vantagens suplementares da presente invenção serão evidentes para os especialistas na técnica, a partir da descrição detalhada seguinte da invenção, fazendo referência às suas formas de realização especificas. DESCRIÇÃO DETALHADA DE INVENÇÃO.

De acordo com a presente invenção, proporciona-se uma composição de tinta endurecivel por radiação ultravioleta compreendendo: uma composição de tinta endurecivel por radiação ultravioleta incluindo 80 a 95% em peso de uma tinta à base de epóxi-poliuretano; e 0,5% a 8% em peso de um aditivo incluindo uma mistura de ceras polietilénicas e ceras politetrafluoroetilénicas; 7 1 a 7% em peso de um aditivo que melhora a resistência a água, constituído por poliamida de peso molecular baixo e intermédio, a juntar justamente antes da aplicação da composição de tinta preparada devido a esta composição, uma vez preparada, durar menos do que 8 horas; e um primário de promotor de adesão incluindo 0,15% a 3% em peso de um silano.

Como para o processo de preparação e aplicação da composição de tinta orgânica endurecivel por radiação ultravioleta divulgada anteriormente, numa sua forma de realização preferida, este compreende: a) a preparação de uma composição de tinta endurecivel por radiação ultravioleta incluindo a mistura de 80% a 95% em peso de uma tinta à base de epóxi-poliuretano; e 0,5% a 8% em peso de um aditivo preparado a partir de uma mistura de ceras polietilénicas e ceras politetrafluoroetilénicas, agitando fortemente a mistura; b) a adição desde 1 até 7% em peso de um agente de resistência a água constituído por poliamida de peso molecular baixo e intermédio, justamente antes da aplicação da composição de tinta preparada devido a esta composição, uma vez preparada, durar um máximo de 8 horas; c) a adição de uma composição de primário de promotor de adesão compreendendo 0,15% até 3% em peso de um silano; d) a aplicação da composição de tinta preparada no substrato de vidro, por intermédio de serigrafia, tampografia ou semelhante; e) e endurecimento da composição de tinta por intermédio de exposição da superfície revestida a uma radiação ultravioleta; f) o aquecimento do substrato passando-o através de uma arca de recozimento para aumentar a temperatura do substrato entre 100 °C a 160 °C; e g) a aplicação de um agente de lubrificação incluindo um produto à base de ácido oleico sob a forma de gás ou vapor, e pulverização de uma emulsão aquosa de um derivado polietileno etoxilado, na parte do substrato de vidro que inclui a composição de tinta.

Noutra forma de realização da invenção, é conveniente preparar separadamente a composição de primário de promotor de adesão juntando 70% a 97% em peso de água desmineralizada e 0% a 19,4% em peso de álcool etílico e 0,15 a 3% de silano sob agitação, e aplicá-la como uma camada fina no substrato de vidro, antes da aplicação da composição de tinta orgânica endurecível por ultravioletas, para melhorar a sua adesão, e proceder à secagem da referida composição de primário de promotor de adesão no substrato de vidro. A referida tinta à base de epóxi-poliuretano, pode ser seleccionada entre diferentes cores, quando se deseja a cor vermelha, esta é seleccionada a partir da família de pigmentos monoazo tais como os conhecidos como cd-photoflex da empresa Sericol, Inc., especificamente o Graftol 210 comercializado como marca registada; Red 2000 CD-JC-2455; Red Rubine CD-155;

Intensive Red CD-141; Heat Red CD-180, todos da empresa Sericol, Inc. 9 A cor branca é seleccionada a partir da família do dióxido de titânio, especificamente os que são comercializados com as especificações Opaque White CD-311 também da Sericol Inc.

Outras cores possíveis são, Yellow Médium CD-123; Yellow Lemon CD-111; Silver Gray CD-302; Black Shadow CD-SB; Opaque Black CD-301; Reflex Blue CD-205; Blue Process CD-190; e outras.

Os aditivos incluindo a mistura de ceras polietilénicas e ceras politetrafluoroetilénicas conhecidas como "PTFE" são seleccionados dos que são comercializados como Polifluo XF-523 da empresa Micropowders, Corp, as Series TL da Harwick Standard Chemical, Polipenco da Polymer Corporation e Whitcon da Whitford Chemical Corp., e outros. 0 agente de resistência a água constituído por poliamida de peso molecular baixo e intermédio é seleccionado dos que são comercializados como Kaeropox, e "Water Resistance Agent" da Sericol, Inc., 0 primário de promotor de adesão é seleccionado dos que são comercializados como Z-6011, Z-6032, ambos da Dow Corning, A-1100 da Witco, ou semelhantes, ou uma sua mistura. E, finalmente, o agente de lubrificação incluindo um produto à base de ácido oleico é seleccionado daquele que é comercializado como AP-5 da US-CAN.

Deste modo, deve compreender-se que, devido às propriedades da composição de tinta orgânica endurecível por ultravioletas, é conveniente preparar e aplicar a composição poucas horas antes da sua aplicação. 10

Além disso, deve compreender-se que a invenção não se limita às formas de realização específicas, anteriormente divulgadas, da composição e do processo de preparação e sua aplicação aos substratos de vidro, e que os especialistas na técnica serão competentes para introduzirem alterações nos componentes e passos, considerando os ensinamentos desta invenção, que estarão abrangidos pelo verdadeiro âmbito da invenção como reivindicado em seguida.

Lisboa, 23 de Maio de 2007 11

Claims (4)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Composição de tinta orgânica endurecivel por ultravioletas para substratos de vidro, compreendendo: uma composição de tinta endurecivel por radiação ultravioleta incluindo 80 a 95% em peso de uma tinta à base de epóxi-poliuretano; e 0,5% a 8% em peso de uma mistura de ceras polietilénicas e ceras politetrafluoroetilénicas; - 1 a 7% em peso de um agente de resistência a água constituído por poliamida de peso molecular baixo e intermédio, a juntar justamente antes da aplicação da composição de tinta preparada devido a esta composição, uma vez preparada, durar menos do que 8 horas; e - 0,15% a 3% em peso de um silano, como um promotor de adesão.
2. 2. Composição de tinta orgânica endurecivel por ultravioletas de acordo com reivindicação 1, em que a composição deve ser aplicada ao substrato de vidro antes da composição de tinta, e inclui 0,15% a 3% em peso de um silano, como um promotor de adesão; 70% a 97% em peso de água desmineralizada e 0% a 19,4% em peso de álcool etílico.
3. 3. Processo de aplicação de uma composição de tinta orgânica endurecivel por ultravioletas a um substrato, compreendendo: a) a preparação de uma composição de tinta orgânica endurecivel por radiação ultravioleta misturando 80% a 1 95% em peso de uma tinta à base de epóxi-poliuretano; e 0,5% a 8% em peso de uma mistura de ceras polietilénicas e ceras politetrafluoroetilénicas, agitando fortemente a mistura; b) a adição desde 1 até 7% em peso de um agente de resistência a água constituído por poliamida de peso molecular baixo e intermédio, justamente antes da aplicação da composição de tinta preparada devido a esta composição, uma vez preparada, durar menos do que 8 horas; c) a adição desde 0,15% até 3% em peso de um silano, como um promotor de adesão; d) a aplicação da composição de tinta preparada ao substrato de vidro, por intermédio de serigrafia, tampografia ou semelhante; e) o endurecimento da composição de tinta por intermédio de exposição da superfície revestida a uma radiação ultravioleta; f) o aquecimento do substrato passando-o através de uma arca de recozimento para aumentar a temperatura de substrato entre 100 °C a 160 °C; e g) a aplicação de um agente de lubrificação incluindo um produto à base de ácido oleico sob a forma de gás ou vapor, e/ou a pulverização de uma emulsão aquosa de um derivado polietileno etoxilado, na parte do substrato de vidro que incluindo a composição de tinta.
4. 4. Processo da reivindicação 3, em que a composição de primário de promotor de adesão é preparada, separadamente, juntando 70% a 97% em peso de água desmineralizada e 0% a 19,4% em peso de álcool etílico e 0,15% a 3% em peso de um silano sob agitação, e é aplicada como uma camada fina 2 no substrato de vidro, antes da aplicação da composição de tinta orgânica endurecivel por ultravioletas, e submetida a secagem no substrato de vidro. Lisboa, 23 de Maio de 2007 3