BRPI0708205A2

BRPI0708205A2 - método para formação de um artigo contendo uma superfìcie decorativa

Info

Publication number: BRPI0708205A2
Application number: BRPI0708205-3A
Authority: BR
Inventors: Carlo A Muller
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2006-02-23
Filing date: 2007-02-23
Publication date: 2011-05-17
Also published as: ATE484536T1; CN101389680B; CA2643010A1; GB0603596D0; US20160193826A1; DE602007009802D1; GB2435472A; KR20080099853A; US9290031B2; EP1987076B1; WO2007100681A1; JP5199131B2; US9688063B2; EP1987076A1; JP2009527392A; KR101388873B1; US20100215918A1; CN101389680A

Abstract

MéTODO PARA FORMAçãO DE UM ARTIGO CONTENDO UMA SUPERFìCIE DECORATIVA A invenção refere-se a um método para formação de um artigo contendo uma superfície decorativa que compreende: a) impressão serigráfica de uma composição de tinta que compreende uma composição curável em pelo menos uma superfície principal de uma folha polimérica termoformável; b) cura da dita composição curável para se obter uma folha estampada tendo pelo menos uma superfície principal com a tinta que compreende a composição curada; e c) ermoformação da folha impressa para se obter um artigo decorado, sendo que a composição curável compreende um poliisocianato e um componente que compreende grupos reativos de isocianato, e sendo que a dita composição de tinta contém um solvente ou mescla de solventes em que a dita composição curável é solúvel ou miscível.

Description

"MÉTODO PARA FORMAÇÃO DE UM ARTIGO CONTENDO UMA SUPERFÍCIEDECORATIVA"

CAMPO DE INVENÇÃO

A presente invenção refere-se a um método para formação de um artigo contendouma superfície decorativa usando-se termoformação.

O método da presente invenção pode ser aplicado em diversas atividades industri-ais envolvendo artigos contendo uma superfície decorativa. O método é particularmente,mas não exclusivamente, adequado para aplicação na indústria automotiva, incluindo arti-gos para todos os tipos de veículos, isto é, carros, motocicletas, caminhões, sendo que arti-gos decorados tridimensionais externos são desejados. Artigos decorativos que podem serproduzidos através do método, podem ser usados em aplicações internas bem como emaplicações externas onde o artigo decorado é exposto à variação de condições climáticas,por exemplo, temperatura, luz do sol, umidade, etc.

ANTECEDENTES

Métodos para formação de artigos contendo superfícies decorativas já foram des-critas no passado. Ao longo dos últimos anos, uma nova técnica de decoração conhecidacomo decoração feita no molde (IMD) tem ganho aceitação e uso na indústria de modela-gem e resolve vários dos problemas associados a técnicas anteriores. Vide as PatentesAmericanas N0 4.059.471; 4.650.533; 4.356.230 e 4.202.663. IMD combina o processo paraformação de um artigo para modelagem por injeção com decoração do artigo. Nesse méto-do, uma lâmina de veículo de plástico, com uma imagem impressa, é colocada na cavidadede uma ferramenta de modelagem por injeção. Resina fundida termoplástica é, então, inje-tada na cavidade em contato com a lâmina de veículo. Com um modelo de ferramenta ade-quado para modelagem por injeção, a lâmina de veículo plástica pré-impressa se torna inte-gral ao artigo moldado ou parte do mesmo. Isto entra em contraste com o processo descri-to, por exemplo, no pedido de patente européia N0 799.681, onde uma imagem é transferidapara um artigo durante o processo de modelagem por injeção. O processo de modelagemaqui apresentado é uma modelagem por injeção reativa, de modo que os componentes po-liméricos reativos são injetados em um molde a uma temperatura relativamente baixa. Oscomponentes reativos são misturados por injeção e passam por uma reação, que aumentaa temperatura da mistura no molde e produz polímeros reticulados endurecidos.

A técnica de modelagem por injeção permite que bons resultados sejam obtidos emtermos de qualidade e precisão, também no caso da decoração de artigos que tem um for-mato complexo. Entretanto, ela tem a desvantagem de que é muito difícil e dispendioso sefazer modificações nos moldes ou qualquer personalização no processo de impressão.

Outra técnica conhecida é o assim chamado processo de termoformação, apresenta-do, por exemplo, no Pedido Internacional N0 2004/067.599. Ela apresenta composições flexí-veis curáveis por radiação úteis no processo de termoformação, que inclui as etapas de: 1)impressão serigráfica de um desenho gráfico numa folha polimérica; 2) cura por UV da tintaimpressa; 3) termoformação das folhas impressas; 4) prensagem da folha termoformada emum molde e aplicação de vácuo; 5) resfriamento do produto e remoção do mesmo do molde;

6) finalização do produto para dar a ele seu formato final desejado. O método aqui descritotêm as vantagens de permitir que a tinta mostre boa adesão à folha polimérica, impedir queestampas empilhadas uma sobre a outra grudem entre si, dar à tinta uma excelente flexibilida-de e permitir sucessivas intervenções para modificação estética no processo de impressão.

Entretanto, a superfície decorada obtida do produto final pelo método aqui descrito tem a des-vantagem de apresentar rachaduras indesejadas na folha impressa à tinta, o que diminui este-ticamente sua aparência em relação a artigos tridimensionais que incluem ângulos agudos.

Adicionalmente, os artigos produzidos com o método apresentado nesse Pedido Internacional,tipicamente, não podem ser usados em aplicações exteriores e, em particular, esses artigosnão satisfazem exigências rigorosas que são impostas na indústria automotiva.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

A presente invenção pode fornecer um método através do qual artigos decorativostridimensionais podem ser produzidos com boa relação custo/benefício e de maneira con-veniente. O presente método pode, também, permitir que artigos tridimensionais sejam for-mados para incluírem ângulos agudos (por exemplo, ângulos de aproximadamente90 graus, ângulos menores que 90, 85, 80, 75, 70, 65, 60, 55, 50 ou 45 graus, ou mesmoângulos menores) sem a aparência visível (isto é, a olho nu) de rachaduras no modelo de-corativo. Além disso, o presente método impede que artigos decorativos tridimensionaissejam formados de modo que um modelo decorativo impresso no artigo seja substancial-mente alongado (por exemplo, até uma porcentagem de alongamento de 120%, 140%,160%, 180% ou mesmo maior), sem a aparência visível (isto é, a olho nu) de rachadura nomodelo decorativo. Além disso, o presente método pode ser empregado na produção deartigos adequados ao uso em aplicações externas e é capaz de satisfazer as exigênciasestéticas e de desempenho que são típicas da indústria automotiva.

Em um aspecto, a invenção refere-se a um método para formação de um artigocontendo uma superfície decorativa que compreende:

a) impressão serigráfica de uma composição de tinta que compreende uma com-posição curável em pelo menos uma superfície principal de uma folha polimérica termoformável;

b) cura da dita composição curável para se obter uma folha estampada tendo pelomenos uma superfície principal com a tinta que compreende a composição curada; e

c) termoformação da folha impressa para se obter um artigo decorado,sendo que a composição curável compreende um poliisocianato e um componenteque compreende grupos reativos de isocianato, e sendo que a dita composição de tinta con-tém um solvente ou mescla de solventes em que a dita composição curável é solúvel oumiscível.

O artigo usado no método da presente invenção pode ser qualquer artigo contendouma superfície decorativa usada na indústria de motocicletas ou indústria automotiva, emparticular usado como artigos externos, como, por exemplo, coberturas ou compartimentosde retrovisores laterais ou frontais, pilares, coberturas de tanque de combustível de motoci-cletas, faróis dianteiros, tetos solares, suportes de janelas ou similares. O artigo tambémpode ser usado em porções internas de, por exemplo, um veículo motorizado ou outro veí-culo. Tal porções internas do veículo podem incluir, por exemplo, partes dos painéis de ins-trumentos, travas ou bordas interiores de portas, molduras de telas de vídeo, etc.

Uma vantagem associada ao método da presente invenção é que o artigo obtidocom o dito método, geralmente, não resulta em rachaduras visíveis indesejadas no desenhodecorativo sobre a superfície do artigo, mesmo que o artigo decorativo tenha partes, forma-tos e/ou ângulos agudos complexos. Os artigos decorativos também mantém boas proprie-dades de flexibilidade e adesão do desenho decorativo à folha polimérica. Adicionalmente,os artigos decorativos resultantes são tipicamente úteis em aplicação exterior e atendem àsnecessidades de aplicações automotivas.

De acordo com uma modalidade específica da presente invenção, acredita-seque pode-se deixar a composição de tinta penetrar parcialmente na folha polimérica ter-moformável, melhorando assim a adesão da tinta impressa na folha termoformável.

Impressão serigráfica é essencialmente um processo de impressão por estêncil,que pode hoje em dia ser gerada por computador com o auxílio de vários pacotes de soft-ware. Sua habilidade de variar e controlar a espessura da tinta com precisão transformou-oem um processo extremamente útil para decoração de muitos tipos diferentes de substratosplásticos.

Na impressão serigráfica, conforme apresentado, por exemplo, na patente U.S. N06.465.102, uma tela ou estêncil é preparado e ligado a uma fina trama de tecido que é, então,tensionada em uma armação rígida. O processo básico de impressão serigráfica envolve, porexemplo, o uso de um leito plano onde, geralmente, o substrato é mantido preso por um vácuodurante a impressão.

A etapa a) da impressão serigráfica do método pode ser repetida uma ou mais vezes,conforme necessário, uma para cada cor, dependendo do número de combinações de cor dese-jadas a serem estampadas na superfície decorada do artigo final para se obter uma superfíciedecorada desejada totalmente colorida. Também pode ser desejável limitar o número de vezesque a etapa a) da impressão serigráfica do método é repetida, pelo menos onde as imagensimpressas se sobrepõe uma sobre a outra, de modo a evitar problemas de adesão na camadaintermediária resultante de pilhas de imagem que não são muito espessas. Pode ser desejávellimitar tais pilhas de imagem impressa a 5 ou 6 camadas (isto é, 5 ou 6 etapas de impressão)para o mesmo artigo decorativo.

As folhas poliméricas termoformáveis úteis para receberem tinta durante a etapa a) daimpressão serigráfica, de acordo com o método da presente invenção, podem ser selecionadasa partir de materiais poliméricos termoplásticos convencionais como, por exemplo, policarbonato,poliésteres, poliacrilatos, poliestireno, tereftalato de polietileno glicol (PETG), acrilonitrila-butadieno-estireno (ABS), poliolefina termoplástica (TPO), polipropileno, compostos acrílicos, emisturas dos mesmos. Devido a suas propriedades mecânicas e térmicas superiores, o policar-bonato é preferencial na fabricação de numerosas partes e componentes na indústria automoti-va. Entretanto, qualquer outra folha polimérica termoformável adequada pode ser usada. Osubstrato pode ser uma estrutura de camada única ou uma estrutura de múltiplas camadas.

A composição de tinta a ser estampada na folha polimérica termoformável durantea etapa a) da impressão serigráfica, de acordo com o método da presente invenção, contémpelo menos uma composição curável e um solvente ou mescla de solventes em que a com-posição curável é solúvel.

A composição curável compreende um poliisocianato e um composto contendo gru-pos reativos de isocianato. Grupos reativos de isocianato adequados incluem grupos hidroxilae grupos amino. Em uma modalidade da invenção, o composto contendo grupos reativos deisocianato é um composto polimérico (por exemplo, um poliol polimérico). Geralmente, o com-posto contendo grupos reativos de isocianato compreende pelo menos dois, geralmente pelomenos três grupos reativos de isocianato. Exemplos de compostos contendo grupos reativosde isocianato incluem polióis, em particular, homo ou copolímeros acrílicos ou metacrílicoscontendo grupos hidroxila contendo, por exemplo, pelo menos três grupos hidroxila. Compos-tos reativos de isocianato adequados adicionais incluem poliolefinas contendo grupos reativosde isocianato, poliésteres contendo grupos isocianato, poliuretanos contendo grupos reativosde isocianato etc... Em uma modalidade específica em conexão com a presente invenção, acomposição curável inclui uma caprolactona ou poliol de caprolactona (isto é, policaprolacto-na) contendo grupos reativos de isocianato, em particular contendo dois ou três grupos hidró-xi. Mais especificamente, a composição curável pode incluir um poliol de poliéster, derivado deum monômero de caprolactona, terminado por grupos hidroxila primários. O peso moleculardo composto reativo de isocianato pode variar amplamente e pode estar entre 500 g/mol e500.000 g/mol, por exemplo, entre 1.000 g/mol e 100.000 g/mol ou entre 10.000 g/mol e80.000 g/mol. Compostos simples de baixo peso molecular também podem ser usados, como,por exemplo, alcano dióis e alcano trióis, como, por exemplo, glicerol, butano diol e similares.As propriedades da composição de tinta podem ser ajustadas através da alteração do pesomolecular e/ou da funcionalidade da composição curável.A quantidade total de compostos reativos de isocianato na composição de tinta está, ti-picamente, entre 1 e 20%, em peso, com base na quantidade total de sólidos na composição detinta. Uma quantidade típica está geralmente entre 2 e 15%, em peso, ou entre 3 e 10%, empeso. Geralmente, quanto mais alta a quantidade de compostos reativos de isocianato para amesma razão de isocianato para compostos reativos de isocianato, menos flexível será a tintacurada resultante, embora o tipo e natureza dos compostos reativos de poliisocianato e isociana-to também possam influenciar a flexibilidade resultante.

O poliisocianato usado na composição curável pode ser alifático ou aromático. Geral-mente, o composto de poliisocianato é um diisocianato ou tri-isocianato. Compostos contendoisocianatos poliméricos ou oligoméricos também podem ser usados. Misturas de diferente com-postos de poliisocianato também podem ser usadas. Quando uma mistura de compostos depoliisocianato é usada, a quantidade média de grupos de isocianato por molécula será maior que2, por exemplo, pelo menos 2,2 ou pelo menos 2,5. Exemplos específicos incluem diisocianatode tolueno, tri-isocianato de tolueno, 2,6-diisocianato de tolueno, difenil metano diisocianato, dii-socianato de isoforona, diisocianato de hexametileno, diisocianato de xileno, entre outros. Aquantidade de compostos de poliisocianato na composição curável é, tipicamente, pelo menosuma quantidade estequiométrica e, de preferência, um excesso de grupos isocianato para gru-pos reativos de isocianato na composição está presente. Entretanto, também é possível o uso deuma quantidade menor que uma quantidade estequiométrica.

A composição de tinta geralmente irá incluir adicionalmente uma resina sintética (ge-ralmente não contendo um grupo reativo de isocianato) como, apenas por exemplo, resinas àbase de poliéster, resinas à base de policarbonato, resinas à base de cloreto de polivinila, re-sinas à base de acrílico, policaprolactonas ou similares. Misturas de resinas sintéticas podemser vantajosamente empregadas. A composição de tinta geralmente irá incluir, também, co-rantes ou pigmentos para se obter uma tinta com uma cor desejada.

Em um aspecto em particular da invenção, a composição de tinta pode conter pig-mentos metálicos e/ou mica. Em uma modalidade específica, a composição de tinta com-preende uma Iactona ou composto de polilactona que pode ou não ter grupos reativos deisocianato. A Iactona ou compostos de polilactona adequados ao uso, de acordo com a pre-sente invenção, vantajosamente tem de cerca de 3 a cerca de 20 átomos de carbono. E-xemplos de Iactonas adequadas incluem caprolactona, t-butil caprolactona, zeta-enantolactona; delta-valerolactonas; monoalquil-delta-valerolactonas, como as monometil-,monoetil-, e monohexil-delta-valerolactonas, e similares; monoalquil, dialquil, e trialquil-epsílon-caprolactonas como as monometil-, monoetil-, monohexil-, dimetil-, di-n-hexil, trime-til-, trietil-epsílon-caprolactonas, 5-nonil-oxepan-2-ona, 4,4,6- ou 4,6,6-trimetil-oxepan-2-onae similares; 5-hidróximetil-oxepan-2-ona; beta-lactonas, por exemplo, beta-propiolactona;beta-butirolactona ou pivalolactona; gama-lactonas, como gama-butiro lactona; dilactonas,como lactídeo; dilactídeos; glicolídeos, como tetrametil glicolídeos, e similares; dioxanonas,como 1,4-dioxan-2-ona, 1,5-dioxepan-2-ona, e similares. As Iactonas podem ser os isôme-ros opticamente puros ou dois ou mais isômeros opticamente diferentes, ou outras misturas.Epsílon-caprolactona e seus derivados, por exemplo, metil-epsílon-caprolactona, e outraslactonas anelares de sete elementos são especialmente preferenciais.

Solventes adequados ou mesclas de solvente para uso com a composição de tintaincluem aqueles selecionados a partir de cetonas, como, por exemplo, cicloexanona, isoforo-na, álcool de diacetona, acetofenona, diisobutil cetona; ésteres, como, por exemplo, acetatode metóxipropil, acetato de isopropóxietil, acetato de éter etílico de dietileno glicol, acetato deéter butílico de etileno glicol, proprianato de etóxietil, Iactato de etila, acetato de isopropóxietil,acetato de etóxipropil, succinato de dimetila, glutarato de dimetila, adipato de dimetila, acetatode butóxietil; e amidas como, por exemplo, n-metil pirrolidona. Uma mistura desses solventestambém pode ser usada.

Em uma modalidade específica, o solvente usado é a cicloexanona. Em particular,acredita-se que o uso de cicloexanona como um solvente e o uso do policarbonato comofolha polimérica termoformável tem a vantagem de melhorar muito a penetração do materialde tinta contendo a composição de tinta e do solvente em que a composição de tinta é solú-vel na folha polimérica termoformável. Exemplos específicos de materiais de policarbonatoque podem ser usados para formar a folha polimérica termoformável incluem, mas não selimitam a: folhas de policarbonato Makrofol®, disponíveis junto à Bayer AG (Darmstadt, A-lemanha). Pode ser particularmente desejável (por exemplo, para aplicações automotivas) ouso de policarbonato ou outras folhas poliméricas termoformáveis que tenham sido adapta-das para serem resistentes contra degradação causada por radiação ultravioleta (UV) como,por exemplo, Makrofol® TP244, Makrofol® 1099UV ou GE Lexan SLX. Quando a folha po-limérica termoformável é transparente e a tinta da imagem é impressa na parte posterior dafolha polimérica, a superfície superior (isto é, oposta à tinta impressa) pode ser protegidacontra UV. Proteção contra radiação UV pode melhorar significativamente a durabilidade daimagem impressa à tinta e da folha polimérica termoformável.

Os seguintes componentes podem, também, ser adicionados à composição de tin-ta: agentes redutores de brilho, tensoativos, estabilizantes, plastificantes, extensores, bioci-das e similares.

A quantidade total de sólidos na composição de tinta pode variar amplamente, masestá geralmente entre 15%, em peso, e 60%, em peso, por exemplo entre 20%, em peso, e45%, em peso, ou entre 22 e 40%, em peso.

a composição de tinta é serigrafada em um ou ambos lados principais da folhatermoformável. Em uma modalidade específica, a composição de tinta é serigrafada naparte posterior da folha termoformável, isto é, do lado oposto ao lado que irá definir a su-perfície externa do artigo decorativo. Neste caso, se a decoração envolve uma imagem, aimagem deve ser impressa ao contrário. Em uma modalidade alternativa, a composiçãode tinta é impressa do lado que forma a superfície externa do artigo decorativo e a ima-gem fica então exposta sobre a superfície do artigo decorativo. Neste caso, será geral-mente vantajoso se aplicar um revestimento transparente sobre a(s) camada(s) de tintaimpressa(s). Tal revestimento transparente irá servir como camada protetora (por exem-plo, para fornecer resistência á abrasão) e será baseada, tipicamente, em uma composi-ção curável, por exemplo, similar à composição curável incluída na composição de tinta.Geralmente, o revestimento transparente pode também ser aplicado através de impressãoserigráfica, por exemplo como uma impressão final, depois que todas as camadas de tintaforam impressas. O revestimento transparente pode, também, ser fornecido como umacamada contínua que sobrepõe camadas impressas, bem como camadas não-impressas.De acordo com ainda outra modalidade adicional, a composição de tinta é impressa emambos os lados da folha termoformável. Isso permite a obtenção de efeitos gráficos es-peciais que podem ser desejados em uma aplicação específica como, por exemplo, umaimagem ou gráfico que incluí impressão brilhante sobreposta à impressão fosca de dese-nhos.

A etapa de cura b), de acordo com o método da presente invenção, tipicamenteenvolve uma reação de reticulação do poliisocianato e do composto tendo grupos reativosde isocianato. Tipicamente, a cura é ativada por calor, por exemplo, pela irradiação dafolha estampada com uma luz infravermelha. Um catalisador para acelerar a cura dacomposição curável também pode ser usado na composição de tinta, de modo que menosenergia seja necessária para ativar a reação de reticulação.

Tipicamente, a etapa de cura envolve ativação por calor a uma temperatura de até90°C, até 120°C ou até mesmo mais, dependendo dos materiais escolhidos. Pode ser dese-jável que a etapa de cura envolva ativação por calor a uma temperatura de, por exemplo,cerca de 30°C a 80°C ou de 40°C a 60°C. Perfis de temperatura podem ser usados paraefetuar a cura. A ativação por calor também deve, geralmente, proceder por um tempo sufi-ciente para se obter um nível desejado de cura, de modo que uma cor subseqüente possaser impressa sem misturar cores diferentes juntas. Dependendo da composição de tinta,este tempo pode estar entre, por exemplo, 0,5 e 5 minutos. Adicionalmente, subseqüente àimpressão de cores diferentes, uma ativação por calor adicional pode ser empregada paracurar totalmente a composição curável na(s) composição(ões) de tinta. Geralmente, estaativação por calor adicional irá levar pelo menos 30 minutos, por exemplo, pelo menos umahora e pode levar até várias horas. Uma cura total pode, também levar vários dias (por e-xemplo, 3 dias). Além disso, uma temperatura mais alta pode ser usada nessa ativação porcalor e cura adicional.Então, as folhas impressas e curadas são opcionalmente empilhadas e transporta-das até outro local, para serem submetidas à etapa de termoformação c).

A etapa de termoformação c) é, geralmente, realizada através da inserção das fo-lhas impressas à tinta em uma máquina de termoformação e, então, aquecimento dasmesmas por infravermelho ou outra fonte de calor radiante para amaciar a folha poliméri-ca, com a temperatura e o tempo da operação de aquecimento dependendo do tipo determoformação da folha polimérica.

As folhas impressas à tinta são inseridas na máquina de termoformação e sãomantidas na mesma em uma posição fixa, por exemplo, prendendo-as, de modo a formaruma etapa de termoformação uniforme.

Quando a folha está suficientemente macia, um molde pode ser prensado contra o ladoestampado (ou, opcionalmente, contra o lado não estampado) da folha e, devido à flexibilidadeque a folha obteve em conseqüência da etapa de termoformação, a folha pode envolver firme-mente o formato do molde, tomando seu formato permanentemente. Em uma modalidade espe-cífica, a folha é prensada entre os componentes macho e fêmea de um molde. Vácuo é geral-mente aplicado para permitir que a folha envolva melhor o molde.

Depois que a folha obteve seu formato, ar de resfriamento é convenientementeaplicado para endurecer a folha e permitir que ela chegue a uma forma sólida.

A folha termoformada é, então, removida da máquina de termoformação e é submetidaà etapa de acabamento por corte, por exemplo, através de um dispositivo de corte por matriz,para dar a mesma seu formato final.

O artigo decorado acabado exibiu boa resistência à rachaduras e mantém excelen-te adesão à folha polimérica.

A etapa de acabamento do método da presente invenção pode incluir, também, a etapade aplicação de um revestimento transparente sobre a superfície decorativa como uma camadaprotetora, conforme apresentado acima.

A invenção é ilustrada em mais detalhes em relação aos exemplos a seguir, porémsem a intenção de se limitar a invenção aos mesmos.

EXEMPLOS

MATERIAIS PARA A COMPOSIÇÃO DE TINTA DOS EXEMPLOS 1 E 2

D7900: Tinta base clara para se preparar a tinta colorida desejada, disponível comer-cialmente junto à 3M Company. A tinta base clara tem por base uma resina de PVC e umaresina acrílica, e contém uma mistura de solvente de cicloexanona, solventes aromáticos eacetato de éter butílico de etileno glicol.

P1 e P2: dispersões de pigmento disponíveis comercialmente junto à 3M Companye adequados à mistura com D7900.

Joncryl(tm) 587: poliol acrílico disponível comercialmente junto à Johnson (JohnsonPolymer LLC1 Sturtevant1 Wl 53177-0902, EUA).

TONE(tm) 200: policaprolactona diol, disponível comercialmente junto à Dow (Dow,Midland, Michigan 48674, EUA).

HMDI: diisocianato de hexametileno, Desmodur(tm) N 3390 BA/SN, disponívelcomercialmente junto à Bayer (Bayer Material Science AG, 51368 Leverkusen, Alemanha).

CGS 80: diluente (thinner) disponível comercialmente junto à 3M Company

A composição de tinta do exemplo 1, de acordo com a presente invenção, foi pre-parada contendo a seguinte composição:

a) 50 partes por peso de D 7900;

b) 40 partes por peso de um dispersor de pigmento P1;

c) 0,87 partes por peso de Joncryl(tm) 587;

d) 0,43 partes por peso de TONE(tm) 200;

e) 0,0002 partes por peso de dibutildilaurato de estanho;

f) 1,8 partes por peso de HMDI;

g) 5,7 partes por peso de CGS 80.

A composição de tinta do exemplo 2, de acordo com a presente invenção, foipreparada de maneira similar à composição de tinta do exemplo 1, mas usando-se o dis-persor de pigmento P2 para se alcançar uma tinta colorida diferente.

MATERIAIS PARA COMPOSIÇÃO DE TINTA DOS EXEMPLOS 3 E 4

P1 e P2: dispersões de pigmento disponíveis comercialmente junto à Kiian S.p.a.Luisago, Itália, sob o nome comercial Mankounian -Argon Thermoplus série 49000 e usadapara mistura com resina clara D7900.

Joncryl(tm) 587: poliol acrílico, disponível comercialmente junto à Johnson (John-son Polymer LLC, Sturtevant, Wl 53177-0902, EUA).

HMDI: diisocianato de hexametileno, Desmodur(tm) N 3390 BA/SN, disponível co-mercialmente junto à Bayer (Bayer Material Science AG, 51368 Leverkusen, Alemanha).

Desmophen A450M PA/X: poliol acrílico disponível junto à Bayer (Bayer MaterialScience AG, 51368 Leverkusen, Alemanha).

CGS 80: diluente (thinner) disponível comercialmente junto à 3M Company.

A composição de tinta do Exemplo 3, de acordo com a presente invenção, foi pre-parada contendo a seguinte composição:

h) 30 partes por peso de resina clara D 7900;

i) 60 partes por peso de um dispersor de pigmento P1;

j) 0,83 partes por peso de Joncryl(tm) 587;

k) 0,41 partes por peso de TONE(tm) 200;

l) 0,0002 partes por peso de dibutildilaurato de estanho;

m) 0,4 partes por peso de HMDI;

n) 0,46 partes por peso de Desmophen A450M PA/X

o) 0,00035 partes por peso de naftenato de zinco

p) 0,000029 partes por peso de dimetilpolisiloxano

q) 5,7 partes por peso de CGS 80.

A composição de tinta do Exemplo 4, de acordo com a presente invenção, foipreparada de maneira similar à composição de tinta do exemplo 3, mas usando-se o dis-persor de pigmento P2 para se alcançar uma tinta de cor diferente.

EXEMPLO A

1. ETAPA DE IMPRESSÃO SERIGRÁFICA

Uma folha clara de policarbonato Makrofol(tm)(disponível junto à Bayer AG, Alema-nha) com uma espessura de 200 μιτι foi serigrafada, usando-se um aparelho de serigrafiade leito plano comercialmente disponível. O desenho desejado foi alcançado através deimpressão serigráfica em duas etapas, usando-se as composição de tinta dos exemplos 1 e 2.

A amostra impressa foi seca em um forno de leito plano contendo quatro estações.Essa etapa de secagem foi realizada após cada impressão de cor. As amostras passaramatravés das zonas de aquecimento a uma velocidade da linha de 5,5 m por minuto. O com-primento total do forno era de cerca de 5,5 m. A temperatura das quatro zonas de aqueci-mento foram as seguintes: zona 1: 50°C, zona 2: 60°C, zonas 3 e 4: temperatura ambientecom ventilação, temperatura máxima 35°C. Depois de uma segunda impressão e ciclo desecagem, a amostra impressa obtida foi curada à 60°C por 2h. O revestimento de tinta secatinha uma espessura de cerca de 6 a 10 μιη.

2. ETAPA DE TERMOFORMACÂO

A folha impressa, obtida conforme apresentado acima, foi aplicada a um termo-formador à vácuo Cannon número de modelo Forma™ 1200 (Corso Novara 179 - 27029Vigevano (PV) - Itália), de tal modo que a área impressa estava contra o molde macho. Omolde macho era a parte de baixo do equipamento de termoformação. Quando a folha setornou flexível, o vácuo levou a folha e se envolver ao redor do parte exterior do moldemacho. A temperatura do processo de termoformação do policarbonato foi de cerca de145°C (seguindo o método B50 do ISO 360).A amostra termoformada foi, então, separada do molde. A forma final da amostrafoi alcançada através de corte.

3. TESTE

A parte de policarbonato multicolorido resultante foi visualmente inspecionada parase encontrar rachaduras na camada de tinta impressa. Nenhuma rachadura foi encontradona imagem impressa.

EXEMPLO COMPARATIVO

O exemplo A foi repetido, exceto pelo fato de que uma tinta alternativa, curadapor outro método, foi empregada. Essa tinta era uma tinta curável por UV Dirasol(tm)916/917 disponível comercialmente junto à SERICOL (Fujifilm Sericol UK Limited, Broads-tairs, Kent CT10 2LE). A tinta foi aplicada conforme descrito acima e curada através douso de lâmpadas UV, conforme recomendado pelo fabricante.

A parte de policarbonato multicolorido contendo a tinta curada a UV foi visualmenteinspecionada para se encontrar rachaduras na imagem impressa. A imagem mostrou ra-chaduras esteticamente desagradáveis na camada de tinta que prejudicaram sua aparência.

MATERIAIS PARA A COMPOSIÇÃO DE TINTA DOS EXEMPLOS 5 A 9

1903: tinta para impressão serigráfica branca (Screen Printing Ink) 1903 3M(TM),disponível junto à 3M Company (St. Paul, Minnesota, EUA).

3000: pasta de pigmento de alumínio Silberline SPARKLE SILVER® 3000-AR (SBR),disponível junto à Silberline, Inc. (Tamaqua, Pensilvania, EUA).

3122: pasta de pigmento de alumínio Silberiine SPARKLE SILVER® 3122-AR (SBR),disponível junto à Silberline, Inc. (Tamaqua, Pensilvania, EUA).

7900: tinta de alto desempenho 3M(TM) (TM) 7900, disponível junto à 3M Com-pany (St. Paul, Minnesota, EUA).

7922: tinta azul de alto desempenho 3M(TM) (TM) 7922, disponível junto à 3MCompany (St. Paul, Minnesota, EUA).

7937: tinta amarela de alto desempenho 3M(TM) (TM) 7937, disponível junto à 3MCompany (St. Paul, Minnesota, EUA).

CAPA® 2054: policaprolactona diol, Solvay Caprolactones (Warrington, CheshireWA4 6HB, Reino Unido).

CAPA® 3050: policaprolactona, Solvay Caprolactones (Warrington, Cheshire,Reino Unido).

DBTDL: Dibutildilaurato de estanho, catalisador para polimerização de reações deisocianato, disponível junto à PoIySciences, Inc. (Warrington, Pensylvania, EUA).

Solvente de xileno, disponível junto à Shell Chemical Company (Houston, Texas,EUA).

N-100: resina de poliisocianato alifática à base de diisocianato de hexametileno(HMDI) DESMODUR N 100, disponível junto à Bayer Material Science LLC (Pittsburgh,PA1 EUA).

Tone(TM) 240: policaprolactona diol, Dow Chemical Company (Midland,Michigan, EUA).

HMDI: diisocianato de hexametileno, Desmodur(tm) N 3390 BA/SN, disponívelcomercialmente junto à Bayer (Bayer Material Science AG, 51368 Leverkusen1 Alema-nha).

Cada formulação de tinta dos exemplos de 5 a 9 foi feita misturando-se junto seuscomponentes correspondentes, conforme especificado na tabela 1. Cada Exemplo de compo-sição foi diluído até aproximadamente 2.000 Hz (2.000 cps) com solvente de acetato de dieti-Ieno glicol monoetil éter, disponível junto à Eastman Chemical Company (Kingsport, Tennes-see, EUA). Então, cada formulação foi impressa serigraficamente em folhas de policarbonatoMakrofol® 2099UV, de 1.000 mícrons de espessura, disponíveis junto à BayerAG (Darmstadt,Alemanha). A tinta foi impressa em um padrão de tabuleiro de xadrex, com quadrados de25 mm χ 25 mm. Após a impressão, as folhas foram secas em um forno com circulação força-da de ar à 85°C durante 30 minutos. As folhas foram então termoformadas, conforme descritoacima.

A porcentagem de alongamento de cada amostra testada durante a termoformação foicalculada mediante a medição da mudança de comprimento de cada lado dos quadrados após atermoformação. Porcentagem de alongamento é definida como (nova dimensão / dimensão ori-ginal χ 100). Os quadrados serigrafados que representaram mais exatamente uma porcentagemde alongamento de 120%, 140%, 160% e 180%, foram examinados e o efeito da tensão de ca-da quadrado impresso à tinta examinado após o alongamento (isto é, sua aparência) foi avalia-do. As amostras foram examinadas com referência às seguintes alterações na aparência datinta: alteração de cor, orifícios e rachaduras. A mudança na aparência dos quadrados foi avalia-da usando-se um sistema de avaliação de 9, 3, 1 e 0. Quadrados com pouca ou nenhuma mu-dança na aparência após a termoformação foram classificados como 9. Quadrados com algu-mas mudanças aceitáveis (isto é, alteração de cor limitada, orifícios limitados, e nenhuma racha-dura visível) na aparência após a termoformação foram classificados como 3. Quadrados à tintacom mudanças inaceitáveis na aparência após termoformação (isto é, alteração de cor perceptí-vel, orifícios largos e nenhuma rachadura visível) foram classificados como 1. Quadrados à tintaque exibiram rachaduras visíveis após a termoformação foram classificados como 0. Osresultados são mostrados abaixo na Tabela 1.

Tabela 1.

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Claims

1. Método para formação de um artigo contendo uma superfície decorativa,CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:a) impressão serigráfica de uma composição de tinta que compreende uma com-posição curável em pelo menos uma superfície principal de uma folha polimérica termofor-mável;b) cura da dita composição curável para obtenção de uma folha impressa tendo pe-lo menos uma superfície principal com a tinta que compreende uma composição curada; ec) termoformação da folha impressa para obtenção de um artigo decorado,sendo que a dita composição curável compreende um poliisocianato e um compo-nente que compreende grupos reativos de isocianato, e sendo que a dita composição detinta contém um solvente ou mistura de solventes nos quais a dita composição curável ésolúvel.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que odito componente contendo grupos reativos compreende um polímero acrílico contendo gru-pos hidroxila.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato deque o dito poliisocianato compreende um diisocianato ou triisocianato.

4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores,CARACTERIZADO pelo fato de que o dito solvente é selecionado a partir de cetonas, éste-res, amidas ou misturas dos mesmos.

5. Método, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que o sol-vente é selecionado a partir de cicloexanona, isoforona, álcool de diacetona, n-metil pirrolidona,acetato de metóxi propil, acetato de isopropóxi etil, proprionato de etóxi etil, lactato de etila e mis-turas dos mesmos.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores,CARACTERIZADO pelo fato de que o material de tinta curável compreende adicionalmenteum composto de caprolactona ou policaprolactona, contendo opcionalmente dois ou maisgrupos hidroxila.

7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores,CARACTERIZADO pelo fato de que a dita folha polimérica termoformável é feita de ummaterial selecionado a partir de um grupo que compreende policarbonato, tereftalato depolietileno glicol (PETG), acrilonitrila-butadieno-estireno (ABS), poliolefina termoplástica(TPO), polipropileno, compostos acrílicos e misturas dos mesmos.

8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 6,CARACTERIZADO pelo fato de que a dita folha polimérica termoformável é policarbonato.

9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores,CARACTERIZADO pelo fato de que a dita etapa de cura b) compreende aquecimento dadita folha impressa.

10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores,CARACTERIZADO pelo fato de que o dito método inclui uma etapa que permite que acomposição de tinta penetre parcialmente na folha polimérica termoformável.

11. Artigo contendo uma superfície decorativa, CARACTERIZADO pelo fato de queé obtenível através do método como definido na reivindicação 6 ou 10.