PT776254E - Utilizacao de um filme plastico para encobrir partes da superficie de um substrato antes da aplicacao de tinta - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO "UTILIZAÇÃO DE UM FILME PLÁSTICO PARA ENCOBRIR PARTES DA SUPERFÍCIE DE UM SUBSTRATO ANTES DA APLICAÇÃO DE TINTA" A presente invenção diz respeito à utilização de um filme de plástico como meio de cobertura de superfícies, o qual pode ser aplicado numa superfície a ser tratada com tinta durante a operação de pintura.

Utiliza-se o filme de plástico, especialmente polietileno, entre outros, na indústria de embalagem, e é, na sua cor inicial, a maior parte das vezes transparente a branco leitoso. 0 polietileno de baixa densidade ou pressão elevada é flexível, inquebrável, tenaz e apresenta uma superfície cerosa com uma tensão superficial baixa. Portanto, esta superfície deve ser pré-tratada antes da aplicação de uma camada de tinta de forma a obter uma molhabilidade suficiente e ligação da tinta. A patente FR-A-251883 descreve a utilização de um filme de plástico, cuja superfície foi tratada, num dos lados, através do flamejamento com chama de baixo teor em oxigénio com a superfície polarizada por flamejamento para aumentar a aderência adesiva, como método de cobertura configurado sob a forma de manta para uma substância de revestimento para aplicação num substrato para cobertura de superfícies a serem protegidas e para limitação de superfícies livres de substância de revestimento. O filme de plástico utilizado na presente invenção consiste num substrato plástico coberto com uma camada adesiva constituída por um filme de plástico ajustado nos dois lados, um dos quais apresenta uma tensão superficial linear entre 4x10-4 N/cm e 5,5xl0-4 N/cm e no outro lado uma tensão superficial linear entre 3xl0-4 N/cm e 3,5xl0~4 N/cm e que possui um agente adesivo pelo menos numa parte da superfície frontal do substrato com a tensão superficial mais elevada. Ambas 1

V Γ u as superfícies deste filme de cobertura apresentam tensões superficiais diferentes e a camada adesiva está colocada na superfície com a tensão superficial mais elevada. A aderência de uma cobertura de pintura ou laca na superfície com a tensão superficial mais baixa não é muito elevada, o que é explicado pelo facto de, através da activação do filme por um tratamento térmico com uma chama de baixo teor em oxigénio, apenas algumas moléculas de oxigénio podem acumular-se na superfície do filme, particularmente quando a ordem de propriedades adesivas é apenas determinada através da polarização da superfície pela reacção de adição de grupos de oxigénio (OH, COOH, =C=0). Apenas superfícies de filmes que foram tratadas com uma chama de baixo teor em oxigénio não produzem tensão superficial de longa duração. Uma tensão superficial que se reduz com o tempo funciona contra a aderência da tinta ou laca. A partir da patente US-A-4622237 conhece-se um método de tratamento de superfícies de objectos feitos de plástico, resinas, borracha, papel, cartão ou metal, sendo o tratamento das superfícies levado a cabo com uma chama excitada electricamente por uma mistura de queima gasosa. A activação da superfície dos objectos é realizada com uma chama de oxidação enriquecida com oxigénio, contudo utiliza-se sempre uma mistura de ar e hidrogénio gasoso carburado que é enriquecido com oxigénio puro. Uma vez que placas de metal de alumínio ou latão também devem ser activadas, estes objectos não podem, de qualquer forma, ser utilizados como filmes de cobertura em trabalhos de envernizamento na superfície de carros. Não se efectua a activação de superfícies de filmes de polietileno de alta densidade (HDPE), uma vez que apenas filmes de polietileno de alta densidade (HDPE) apresentam superfícies activáveis de forma a se obter uma aderência melhorada, porque para um filme de plástico, este tipo de activação e obtenção de uma aderência melhorada é apenas possível se uma polarização da superfície fôr levada a cabo pela reacção de adição de grupos de oxigénio (OH, COOH, =C=0). Tal polarização da superfície não é possível para placas de metal de alumínio ou latão e para objectos 2

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u t feitos de resinas, borracha, papel e cartão, uma vez que os materiais utilizados aqui não realizam nenhuma reacção de adição com os grupos de oxigénio possíveis e desta forma não ocorre nenhuma activação da superfície. A patente GB-A-2200359 descreve uma cobertura de revestimento ou envernizamento, por exemplo uma cobertura para ser aplicada através de um veículo ou numa parte de veículo durante o processo de envernizamento assim como um método para a preparação e utilização de tal cobertura. O filme de de plástico utilizado de acordo com a presente invenção é sujeito a um processo de descarga incandescente em pelo menos uma das suas superfícies. O filme de plástico utilizado de acordo com a presente invenção consiste em pelo menos 45 por cento em peso de um polietileno linear (LLDPE), 10 a 50 por cento em peso de um polietileno de alta densidade (HDPE), 0,5 a 10 por cento em peso de polietileno de baixa densidade (LDPE), 0,1 a 5 por cento em peso de oleamidas, erucamidas ou sílica natural e até aproximadamehte 5 por cento em peso de ésteres de ácidos gordos, corantes, sílica sintética, estabilizadores e adjuvantes do processo, onde contudo se pode utilizar um polietileno de alta densidade com 10 a 50 por cento em peso. Contudo, o dióxido de titânio não é utilizado em associação com um filme de plástico. 0 fabrico da cobertura de revestimento ou envernizamento envolve o ajuste da intensidade do pré-tratamento do filme de plástico de forma a que permaneça uma tensão superficial de pelo menos 45 din/cm após 6 meses depois do pré-tratamento, o que pressupõe que inicialmente deve existir uma elevada tensão superficial a qual cai para 45 din/cm após 6 meses. Contudo o método conhecido não inclui a configuração de um filme de plástico de forma a que uma tensão superficial de pelo menos 48 din/cm seja estabelecida após um período de 12 meses.

Para além do método de Kreidler que utiliza uma chama de gás em excesso de oxigénio e que é utilizado, essencialmente, para o tratamento de superfícies de corpos moldados, tais como, por exemplo garrafas, um tratamento de superfície que também actua por 3 ί 1——^^^ΐΙίΤί_ t oxidação devido ao processo de coroa de acordo com o descrito na patentes DE-A-3537614 e DE-A-3045259, é conhecido por a rede do filme ser atravessada por um arco voltaico produzido por alta voltagem (coroa), em que o arco voltaico deve ser tão forte que realize uma descarga voltaica contínua elevada entre os eléctrodos.

Através do tratamento coroa, a superfície do filme de plástico é activada constituindo grupos polares na superfície o que é expressa através do aumento da tensão superficial. Devido às influências ambientais tais como por exemplo a humidade do ambiente do filme e/ou migração de adi.tivos de escorregamento do filme para a superfície do filme, a activação/polarização diminui com o tempo, i.e. a tensão superficial diminui de novo, o que actua contra a aderência da tinta ou laca. Particularmente, os aditivos de escorregamento que existem no LDPE (polietileno de baixa densidade) são responsáveis pelo facto de os filmes a serem laçados ou pintados poderem ser armazenados apenas durante um período limitado, uma vez que estes aditivos de escorregamento neutralizam a superfície polarizada pelo método coroa no decurso do tempo. O método de acordo com a patente EP-A-0277552 para o fabrico de um filme de plástico, no qual pelo menos uma superfície é tratada de acordo com o método coroa, para utilização como substância de cobertura sob a forma de rede ou camada que é aplicada durante o processo de envernizamento num veículo ou derivado, proporcionando a manutenção de pelo menos uma parte do efeito conseguido através do tratamento coroa em que a resistência do pré-tratamento é seleccionada para ser elevada de forma a diminuir as propriedades da superfície do filme de plástico tratado, o que é levado em linha de conta, de forma a que após um período de 6 meses depois do tratamento, aparece uma tensão superficial de pelo menos 45 din/cm na superfície do filme, não se podendo garantir que esta tensão superficial mínima possa ser mantida. 4 r

Adicionalmente, os filmes de LDPE (polietileno de baixa densidade) e filmes de LLDPE (polietileno de baixa densidade com estrutura linear) apresentam uma resistência menor que os filmes de HDPE e após o pré-tratamento coroa apresentam uma tensão superficial menor que os filmes de HDPE. Além disso, a baixa rugosidade da superfície dos filmes de LDPE não permitem, em associação com o método coroa, tensões superficiais tão elevadas como no filme de HDPE que apresenta uma elevada rugosidade da superfície desde o inicio em associação com o pré-tratamento com chama que permite o desenvolvimento de tensões superficiais mais elevadas.

Os filmes de LDPE tratados por coroa apresentam períodos, relativamente curtos, de semanas e meses, e uma diminuição considerável da tensão superficial devido à migração de aditivos de escorregamento do filme de LDPE para a superfície. O ponto de fusão do filme de HDPE que é muito superior ao do filme de LDPE é também importante devido às elevadas temperaturas de secagem. Adicionalmente, a utilização do método coroa no caso descrito desenvolve elevados valores de ozono.

Portanto, o objectivo da presente invenção é configurar um filme de plástico com uma superfície tratada para obtenção de uma tinta superior, laca e aderência adesiva com uma tensão superficial constante mantida durante um período longo, de forma a que, quando utilizado como meio de cobertura para superfícies a serem tratadas com tinta, camadas de tinta e laca que são inevitavelmente espalhadas ou aplicadas na cobertura, não esfoliem durante a remoção mas adiram, mesmo quando o filme é sujeito a dobragem ou aperto.

Além disso, através do tratamento da superfície do filme de plástico, deve-se conseguir uma polarização da superfície do filme de plástico resultando numa aderência melhorada também para adesivos de forma a extender o campo de aplicação de tal filme de plástico tratado. 5 V Γ u

Ο objectivo é atingido através da utilização de um filme de plástico com características de acordo com a reivindicação 1.

Desta forma, a presente invenção consiste na utilização de uma superfície de filme de plástico tratada num ou nos dois lados por flamejamento em excesso de oxigénio, i.e. com uma chama enriquecida com oxigénio com uma aderência melhorada de tinta, laca e adesivo através da polarização da superfície por reacção de adição de grupos de oxigénio (OH, COOH, =C=0), especialmente com cobertura sob a forma de rede ou camada ou como uma cobertura configurada como parte moldada para uma substância de revestimento a ser aplicada num substrato, como tinta ou laca para limitar superfícies livres de substâncias de revestimento. A utilização de tal filme de plástico tratado é particularmente vantajosa para o envernizamento para o qual filmes de plásticos de forma de rede ou camada, ou filmes de plásticos como partes moldadas são aplicados em superfícies da estrutura de carros ou em partes de carros, ou noutras superfícies ou objectos a serem laçados que devem ser mantidos sem um revestimento de laca. A principal vantagem da utilização de um filme de plástico, não é apenas o facto de a laca espalhada ou injectada no filme de plástico aderir convenientemente à superfície do filme e não escamar do filme de plástico quando é retirado da parte do corpo de carro mas, para superfícies tratadas de filmes de plásticos, a tensão superficial é mantida na superfície do filme durante um período maior do que para filmes com o pré-tratamento com o método coroa. Desta forma, um filme tratado à chama permite um armazenamento durante um período de tempo muito mais longo que os filmes tratados por coroa.

Obtêm-se as seguintes vantagens, através de um filme de plástico de acordo com a presente invenção, em que a superfície é tratada por chama: 6 f ^ 0 filme de plástico HDPE apresenta a mesma espessura de filme claramente com valores de resistência mais elevados até 40% que os filmes de LDPE/LLDPE. O filme de plástico HDPE apresenta uma tensão superficial mais elevada que os filmes de LDPE/LLDPE tratados por coroa de forma a conseguir uma tinta melhor e aderência adesiva superior. A superfície do filme de plástico que é tratada por flamejamento apresenta, em relação ao efeito pretendido, um tempo de vida superior às superfícies que são pré-tratadas com o método coroa.

No método de flamejamento, produz-se muito menos ozono do que no pré-tratamento coroa e assim este método é muito mais compatível com o ambiente; o teor do ozono produzido pelo tratamento com a chama é dificilmente detectado.

Do filme de plástico, também se podem produzir partes moldadas para além da forma de camada e filmes de cobertura que são adequados para cobrir, por exemplo, espelhos e pneus de um veículo durante a operação de envernizamento; estas partes moldadas também apresentam valores de resistência muito elevados quando se utiliza um filme de HDPE (polietileno de alta densidade). O filme de plástico é adicionalmente carregado de forma a que possa ser aplicado de modo superior ou operado sem assistência externa devido a uma adesão electrostática no veículo a ser coberto ou suas partes ou objectos a serem envernizados. A carga estacionária de electricidade conseguida no filme produz um efeito de aderência que é activo mesmo quando se aplica várias vezes.

Referindo à manipulação do filme de plástico tratado à chama sob a forma de um filme de cobertura, consegue-se uma adesão superior e uma melhor capacidade de deformação em comparação com 7 p ^ ο filme de HDPE/LLDPE; da mesma forma que o papel, o filme de plástico HDPE pode ser dobrado, vincado ou embrulhado à volta de um objecto com um efeito permanente. - Devido à chama, consegue-se uma tensão superficial superior de forma a obter-se uma aderência superior da tinta ou de um adesivo na superfície.

Preferencialmente, utiliza-se um filme de plástico HDPE como meio de cobertura. A intensidade do pré-tratamento do filme de plástico por flamejamento é seleccionada de forma a que se atinja uma tensão superficial superior a 55 din/cm na superfície do filme. 0 filme de plástico utilizado é composto da seguinte forma; 1. 40 a 70 por cento em peso de polietileno de alta densidade 2. 20 a 45 por cento em peso de carbonato de cálcio 3. 0 a 5 por cento em peso de dióxido de titânio 4. 0 a 15 por cento em peso de polietileno de baixa densidade, em que a soma das partes 1 a 4 forma respectivamente 100 por cento em peso. O pré-tratamento do filme de plástico é levado a cabo apropriadamente por flamejamento, i.e. através da queima de uma mistura gás/ar com excesso de oxigénio através de uma fenda.

Adicionalmente, o filme de plástico utilizado é sujeito a uma carga electrostática, onde a carga electrostática pode ser mais elevada de um lado do filme de plástico que a carga electrostática do outro lado do filme de plástico. 8 r~ Lc ^

Para aumentar a tensão superficial, e desta forma melhorar a aderência da superfície do filme de plástico, um ou ambos ou vários lados da superfície são flamejados. O flamejamento resulta da queima de uma mistura gás/ar através de uma fenda. Devido à chama, ocorre uma modificação química da superfície do filme. Esta modificação é causada pelas moléculas de oxigénio que são libertadas durante a combustão.

Existe uma concentração de oxigénio elevada na área tratada pela chama, onde o calor de combustão liberta e acelera a reacção química do oxigénio com a superfície de polietileno. 0 flamejamento do filme de plástico para tratamento da superfície é levada a cabo apropriadamente com a mistura gás/ar. Quando for essencial a utilização da chama muito enriquecida com oxigénio, a chama deve ser utilizada de forma a que o envelope de queima exterior — também designado chama de oxidação — contacte com o filme de plástico a ser tratado, uma vez que esta área da chama representa a parte com maior excesso de oxigénio, de forma a que esta parte da chama actue por oxidação. A intensidade do flamejamento da superfície do filme de plástico é seleccionada de forma a se obter uma tensão superficial constante de pelo menos 48 din/cm ao fim de um período de 12 meses. Após flamejamento, o filme de plástico é sujeito a uma carga electrostática de forma a garantir a aderência do filme de plástico em superfícies lisas, onde a carga electrostática pode apresentar intensidades diferentes em ambos os lados do filme de plástico. 0 filme de plástico com as propriedades descritas acima passa através de uma instalação de pré-tratamento da chama, pré-tratando pelo menos uma das superfícies superiores. A intensidade do flamejamento da superfície do filme de plástico é seleccionada de forma a se obter uma tensão superficial constante de pelo menos 48 din/cm ao fim de vim período de 12 meses. O filme de plástico passa através de um campo eléctrico gerado por uma ou várias hastes de carga eléctrica. 9 0 campo eléctrico é originado pela designada haste de carga. Aqui não se desenvolve nenhum arco eléctrico. A carga eléctrica é mantida no interior da bobina. A bobina constitui a protecção contra o efeito de descarga para as zonas adjacentes.

Lisboa, 20 de Abril de 2000 O AGENTE OFICIAL DA PROPRIEDADE ÍNDr íSTR.FA L

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Claims (4)

1. \i REIVINDICAÇÕES 1. Utilização de um filme de plástico tratado num ou em ambos os lados por flamejamento, em que a intensidade do flamejamento é seleccionada de forma a se obter uma tensão superficial constante durante um período de 12 meses de pelo menos 48 din/cm através de uma chama altamente enriquecida com oxigénio de uma mistura gás/ar e provido, após flamejamento, de uma carga electrostática de forma a garantir a aderência a superfícies lisas, de filme de plástico constituído por polietileno de alta densidade com uma superfície polarizada e com um tensão superficial na superfície do filme de mais de 55 din/cm assim como com propriedades adesivas para cores e lacas como meio de cobertura configurado sob a forma de rede ou parte moldada em forma de cobertura contra substâncias de revestimento a revestirem um substrato, tais como tintas ou lacas para protegerem superfícies e para limitarem superfícies isentas de substâncias de revestimento.
2. 2. Utilização de acordo com a reivindicação 1, em que o flme de plástico é constituído por: 1. 40 a 70 por cento em peso de polietileno de alta densidade 2. 20 a 45 por cento em peso de carbonato de cálcio 3. 9 a 15 por cento em peso de dióxido de titânio 4. 9 a 15 por cento em peso de polietileno de baixa densidade, em que a soma das partes 1 a 4 forma respectivamente 100 por cento em peso. 1
3. 3. Utilização de acordo com as reivindicações 1 ou 2, em que o filme de plástico passa através de uma instalação de pré-tratamento de chama, onde é pré-tratada pelo menos uma das suas superfícies superiores e a intensidade do flamejamento da superfície do filme de plástico é seleccionada de forma a se obter uma tensão superficial constante de pelo menos 48 din/cm ao fim de um período de 12 meses.
4. 4. Utilização de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 3, em que o filme de plástico passa através de um campo eléctrico gerado por um ou vários sistemas de carga eléctrica para a carga electrostática. Lisboa, 20 de Abril de 2000 0 AGENTE OFICIAL DA PROPRIEDADE fv™ «Ττπ.τΑΙ

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