ES2229963T3 - Procedimiento para la proteger un material de revestimiento de suelos contra sustancias que manchan. - Google Patents
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Abstract
2003 Indice de la clasificación principal atribuida en la solicitud C09D 4/00 - - - La presente traducción al español del texto inglés de las reivindicaciones de la patente europea nº 1 421 144, con designación de España, ha sido realizada, para dar cumpli miento a lo establecido en el Decreto 2424/1986 de 10 de octubre de 1986, con la intervención de Agente de la Propiedad Industrial, acreditado ante la Oficina española de Patentes y Marcas. Barcelona, 29 noviembre 2004 EL AGENTE DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL (LAFABRICA SR.L.)- Nº de publicación de la solicitud de patente europea: 1 421 144) TRADUCCION DE LAS REIVINDICACIONES 1.Procedimiento para proteger los materiales para pavimento o revestimiento frente a sustancias que manchan o partículas de suciedad que comprende la aplicación de una composición fotocurable en la superficie de dicho material y la consiguiente curación mediante radiación de dicha composición para sellar las cavidades de los microporos de la superficie de dicho material.
Description
Procedimiento para proteger un material de
revestimiento interior o de revestimiento de suelos contra
sustancias que manchan.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para proteger un material de revestimiento interior o
de revestimiento de suelos contra sustancias que ensucian y
manchan.
En particular, la presente invención se refiere
a un procedimiento para reducir el ensuciamiento y manchado de
cerámica de gres de porcelana pulida por medio de un tratamiento,
que facilita la eliminación de la suciedad y diversas clases de
manchas.
Es conocido que los materiales de revestimiento
interior y de revestimiento de suelos y en particular los
materiales cerámicos heterofásicos y piedras naturales presentan una
microporosidad con una distribución y dimensiones ampliamente
variables.
Cuando esta porosidad está presente sobre la
superficie, el material cerámico puede mancharse y/o ensuciarse
fácilmente.
Por tanto, la morfología de los poros de la
superficie puede provocar ensuciamiento o manchado permanente o
semipermanente y en el caso de ponerse en contacto con productos
indelebles, es extremadamente difícil eliminar las manchas
formadas. Debe observarse que el término "pulir" tal como se
usa en la descripción de la invención, indica un tratamiento de la
superficie que incluye pulir, alisar, pulimentar, cepillar y
similares. Este problema es particularmente relevante para cerámica
de gres de porcelana pulida, un material que se utiliza ampliamente
en la actualidad en edificios comerciales y residenciales para el
revestimiento interior y el revestimiento de suelos.
Aunque este material cerámico presenta una
porosidad mínima y por tanto es particularmente adecuado para el
revestimiento de suelos, presenta características de a prueba de
manchas insuficientes.
Aunque la cerámica de gres de porcelana natural
(no pulida) presenta valores de porosidad abierta extremadamente
reducidos que proporcionan a la baldosa una buena capacidad de a
prueba de manchas, sus valores de porosidad cerrada interna son
generalmente próximos al 4 y el 8% variando la dimensión del poro
desde 1 hasta 100 \mum. Esta porosidad se expone durante el
pulido de la baldosa, cuando se eliminan 0,5-2 mm de
material superficial. Aunque el pulido proporciona a la cerámica de
gres de porcelana un efecto de espejo estéticamente valioso,
aumenta su potencial de manchado.
En particular, la cerámica de gres de porcelana
pulida es particularmente sensible a productos de impregnación de
uso doméstico común tales como bolígrafos con punta de fieltro,
bolígrafos de tinta indeleble, betún para zapatos, así como agentes
alimenticios comunes que manchan tales como café y te. También
aumenta su sensibilidad con respecto al ensuciamiento, por ejemplo
suciedad provocada por estampación.
Con el fin de resolver problemas relacionados
con el manchado y el ensuciamiento de materiales cerámicos y en
particular los utilizados comúnmente para revestimientos para
suelos, se recurre actualmente a tratamiento específico antes o
después de la colocación.
Para ambas clases de tratamiento, se usan
generalmente formulaciones que contienen derivados fluorados y/o a
base de silicona o ceras en dispersión acuosa o en disolución con un
disolvente adecuado.
Estas formulaciones líquidas se aplican a la
superficie de materiales cerámicos para proporcionar características
de impermeabilidad adecuadas. Tras la aplicación, se elimina o se
deja que se evapore el disolvente o sistema de dispersión, dejando
un depósito de material inerte en los poros del material cerámico
tratado.
Aunque este material inerte consiste en una
barrera de tipo físico que proporciona cierta protección frente a
agentes que ensucian y manchan, presenta la desventaja de no unirse
firmemente dentro de la porosidad de la superficie del sustrato y
por tanto se elimina como resultado del lavado y/o la abrasión.
Las dificultades relacionadas con una
eliminación rápida y eficaz de las manchas y la suciedad pesada han
limitado, en la actualidad, una distribución más amplia de la
utilización de materiales cerámicos con porosidades de superficie
abiertas y en particular cerámica de gres de porcelana pulida.
Se da a conocer un ejemplo de tratamiento tras
la colocación en el documento
US-A-6 096 383 que se refiere a
composiciones curables por UV para recubrir cerámica.
Existe una clara demanda de materiales cerámicos
que combinen las altas calidades estéticas de la cerámica de gres
de porcelana pulida con la capacidad de limpieza fácil de otros
tipos de materiales (por ejemplo, cerámica de gres de porcelana
natural) utilizados para el revestimiento de suelos de casas y
edificios comerciales (por ejemplo, aeropuertos, centros
comerciales, colegios, etc.).
Por tanto, uno de los objetivos generales es
eliminar o reducir significativamente los inconvenientes descritos
anteriormente.
Otro de los objetivos generales de la presente
invención consiste en proporcionar un procedimiento para proteger
materiales de recubrimiento interno o de recubrimiento de suelos de
agentes que ensucian y manchan, que sea versátil, fácil de llevar a
cabo y sin altos costes de producción.
Un objetivo adicional de la presente invención
consiste en la producción de un material cerámico, al que no pueden
atacar fácilmente agentes externos y que, en caso de necesidad,
permite una eliminación rápida y eficaz de la suciedad y las
manchas de la superficie.
Aún otro objetivo de la presente invención
consiste en proporcionar un procedimiento para facilitar materiales
cerámicos en general y en particular cerámica de gres de porcelana,
cerámica de gres de porcelana vidriada, materiales compuestos a
base de cemento y resina, arcilla quemada (terracota) y piedras
naturales tales como granito y mármol, con características de a
prueba de manchas de larga duración. Todos los sustratos mencionados
anteriormente pueden ser naturales o con un tratamiento de
superficie tal como pulido, pulimentado, alisado, cepillado.
Un último pero no menos importante objetivo de
la presente invención consiste en suministrar cerámica de gres de
porcelana pulida con capacidad de ensuciamiento y capacidad de
manchado reducidas y que por tanto también es adecuada para el
revestimiento de suelos de entornos con un alto riesgo de
ensuciamiento tales como cocinas, cuartos de baño, habitaciones de
niños y edificios comerciales. En vista de estos objetivos y otros
que resultarán evidentes en la siguiente descripción, un primer
aspecto de la presente invención se refiere a un procedimiento para
proteger un material cerámico de sustancias que ensucian o manchan
tal como se reivindica en la reivindica-
ción 1.
ción 1.
Con el procedimiento según la invención, es
posible tratar la capacidad de ensuciamiento y la capacidad de
manchado de materiales de recubrimiento interno y de recubrimiento
de suelos de clases y orígenes variables, tales como cerámicas,
cerámicas vidriadas, cerámica de gres de porcelana, cerámica de gres
de porcelana vidriada, materiales compuestos a base de cemento y
resina, arcilla quemada (terracota) y piedras naturales tales como
granito y mármol. Los materiales enumerados anteriormente pueden no
presentar tratamiento de superficie o presentar un tratamiento de
superficie tal como pulido, alisado, pulimentado, cepillado y
similares.
Se han obtenido resultados particularmente
alentadores en el tratamiento de cerámica de gres de porcelana
pulida, ya que la eliminación de suciedad, manchas y coloración
accidental de esta cerámica no tratada es particularmente
difícil.
La composición fotocurable puede aplicarse al
material que va a tratarse por medio de uno o más de las siguientes
tecnologías de aplicación: técnicas de rodillo, película,
pulverización, paleta, disco o por medio de una tecnología de
cepillo o de vacío.
Según una forma de realización de la invención,
se aplica una cantidad de la composición fotocurable que oscila
desde 1 hasta 25 g/m^{2} al material que va a tratarse, tan
uniformemente como sea posible a lo largo del área superficial
completa.
En particular, en el caso del tratamiento de
cerámica de gres de porcelana pulida y material con porosidad
abierta reducida, es preferible aplicar una cantidad de la
composición fotocurable comprendida entre 0,5 y 10 g/m^{2}
mientras que cuando se tratan materiales cerámicos porosos, tales
como arcilla quemada, piedras naturales y materiales compuestos a
base de cemento y resina, es preferible aplicar una cantidad de la
composición fotocurable que oscila desde 2 hasta 15 g/m^{2}.
De esta forma, se obtiene una única capa de
recubrimiento, que cubre la superficie y las porosidades del
sustrato de recubrimiento interno y de recubrimiento para suelos
tratado.
La composición fotocurable de la invención, de
hecho, comprende por lo menos un componente reactivo, ventajosamente
un monómero u oligómero o sus mezclas, que se endurece tras la
reacción de fotocurado, adhiriéndose firmemente al sustrato al que
se aplica, sellando la porosidad y proporcionando así las
características contra el ensuciamiento y contra el manchado
requeridas.
La expresión reacción de fotocurado se refiere
al curado y endurecimiento del componente reactivo, obtenido como
resultado de la exposición a radiación que presenta preferiblemente
una longitud de onda que oscila desde 100 hasta 780 nm, más
preferiblemente desde 250 hasta 460 nm. En particular, la exposición
a rayos UV es particularmente adecuada para alcanzar, en un corto
periodo de tiempo y con bajos costes, un alto grado de curado de los
componentes reactivos contenidos en la composición fotocurable. Los
componentes reactivos pueden subdividirse en dos categorías
principales: el grupo de sistemas radicálicos y el de sistemas
catiónicos. Los compuestos que pertenecen al grupo radicálico
contienen un grupo etilénicamente insaturado. Los compuestos que
presentan un grupo etilénicamente insaturado pueden ser un
oligómero o un monómero. Los oligómeros son un compuesto que
presenta dos o más grupos etilénicamente insaturados dentro de una
molécula y que determinan diversas propiedades del compuesto curado
obtenido mediante polimerización por radicales, tales como
resistencia a la abrasión, durabilidad, resistencia a la
intemperie, adhesión, etc. El monómero se clasifica adicionalmente
en un monómero monofuncional que presenta un grupo insaturado y un
monómero polifuncional que presenta dos o más grupos
insaturados.
Debe observarse que el término
(met)acrilato tal como se usa en la descripción de la
invención indica tanto acrilatos como metacrilatos.
Ejemplos específicos de los oligómeros que
presentan un grupo etilénicamente insaturado para su utilización en
la presente invención incluyen una resina de poliésteres insaturados
(UPES) (por ejemplo, Roskydal 300, 502, 700, BAYER; Alpolith 303
Hoechst; Distitron VE100, 417, 191, LONZA) una resina de
(met)acrilato epoxídica (por ejemplo, Ebecryl 600, 3200,
3500, UCB Chemicals; CRAYNOR CN104, CN116, CN154, CN132, CN133,
ATOFINA), una resina de (met)acrilato de uretano (por
ejemplo, Ebecryl 230, 270, 1290, 5129, UCB Chemicals; CRAYNOR
CN965, CN966, CN963, CN975, ATOFINA); una resina de
(met)acrilato de poliéster (por ejemplo Ebecryl 80, 81, 83,
84, UCB Chemicals), una resina de (met)acrilato de poliéster
modificada con amina, una resina de (met)acrilato de
poliéter (por ejemplo CRAYNOR CN501, CN502, CN551, CN552, ATOFINA),
un (met)acrilato acrílico (por ejemplo Ebecryl 745, 767, UCB
Chemicals), una resina de (met)acrilato de polibutadieno (por
ejemplo CRAYNOR 301, 303, ATOFINA), una resina de
(met)acrilato de silicona, etc.
Esta composición fotocurable incluye
ventajosamente un diluyente reactivo (monómero) que puede actuar
tanto como diluyente para el control de la viscosidad de la
composición, como reactivo que interviene en el procedimiento de
fotocurado, mejorando de ese modo la trabajabilidad, la penetración
en las porosidades, etc.
Los monómeros monofuncionales que pueden
utilizarse dentro del alcance de la invención incluyen:
a) monómeros monofuncionales, seleccionados
preferiblemente de:
- -
- vinilos, por ejemplo estireno;
- -
- (met)acrilatos, por ejemplo Ebecryl 110, 112, 114, UCB Chemicals; SR335, SR395, SR489, SR256, SR504, SR285, SR339, SR506, ATOFINA; IBOA, ODA-N o
b) monómeros polifuncionales, seleccionados de
bifuncionales (por ejemplo, Ebecryl 150, UCB Chemicals; SR238,
SR268, SR272, SR306, SR508, SR259, SR344, SR610, SR9003, SR349,
SR602, ATOFINA; DPGDA, HDDA, TPGDA) y otros (por ejemplo, Ebecryl
40, 140, 160, UCB Chemicals, SR295, SR351, SR444, SR355, SR399,
SR415, SR454, SR492, SR9020, SR9021, ATOFINA; DPHPA, OTA,
TMPTA).
Los prepolímeros que pueden utilizarse, que
pertenecen al grupo de los sistemas catiónicos, también comprenden
monómeros y oligómeros epoxídicos (por ejemplo, CYRACURE UVR6105,
UVR6110, UVR6128, UVR6000, UVR6100, UVR6216, UNION CARBIDE, dióxido
de limoneno, epóxido de aceite de linaza-LOE);
polioles (por ejemplo, serie TONE 200, 300, UNION CARBIDE);
siliconas epoxídicas (por ejemplo, serie UV 9600, GE Bayer
Silicones); vinil éteres (por ejemplo, RAPICURE, ISP Chemicals);
glicoles (por ejemplo, PEG con pesos moleculares variables). Está
disponible una amplia variedad de resinas epoxídicas comerciales y
se enumeran en "Handbook of Epoxy Resins" por Lee y Neville,
McGraw Hill Book Company, Nueva York (1967). La composición
fotocurable de la presente invención puede ser una mezcla híbrida
que contiene tanto sistemas radicálicos como catiónicos.
Las formulaciones que contienen los compuestos
anteriores también pueden clasificarse basándose en la siguiente
clasificación:
- -
- Con disolvente
- -
- 100% fotocurable (preferida)
- -
- en base acuosa (dispersión o emulsión)
La composición fotocurable de la presente
invención está en forma de un material libre de disolvente pero
también puede utilizarse diluyéndola con un disolvente tal como se
emplea convencionalmente. En este caso, el disolvente utilizado
puede ser un disolvente utilizado comúnmente en materiales de
recubrimiento convencionales y ejemplos de los mismos incluyen
hidrocarburos aromáticos tales como tolueno y xileno; alcoholes
tales como etano, 2-propanol y
1-butanol; cetonas tales como metil etil cetona y
metil isobutil cetona; éteres tales como dimetil éter de
dietilenglicol y dimetil éter de trietilenglicol; ésteres tales como
acetato de etilo y acetato de butilo; y monoéteres de etilenglicol
tales como metil Cellosolve y etil-Cellosolve. Estos
disolventes pueden utilizarse individualmente o en combinación de
dos o más de los mismos. El disolvente orgánico se utiliza de modo
que se reduzca la viscosidad de la composición y se mejore la
trabajabilidad. Además, la composición fotocurable de la presente
invención puede estar en forma de una dispersión o emulsión acuosa o
de disolvente acuoso. En la formulación de las composiciones
fotocurables de la invención, hay también ventajosamente uno o más
fotoiniciadores, coiniciadores, agentes sinérgicos.
Fotoiniciadores para la polimerización por
radicales libres que pueden utilizarse son, por ejemplo,
alfa-hidroxicetonas (por ejemplo, IRGACURE 184,
2959, DAROCUR 1173, Ciba Specialty Chemicals; ESACURE KIP 150,
LAMBERTI S.P.A.), alfa-aminocetonas (por ejemplo,
IRGACURE 907, 369, Ciba Specialty Chemicals; ESACURE 1001 LAMBERTI
SPA), acilfosfinóxidos (por ejemplo, IRGACURE 819, 1800, 1850,
1700, Ciba Speciality Chemicals); LUCIRIN TPO, TPOL, BASF),
tioxantonas (por ejemplo, SPEEDCURE ITX, DETX, CTX, CPTX, LAMBSON),
benzofenonas (por ejemplo, ESACURE TZT, TZM, LAMBERTI SPA;
benzofenona, benzofenonas sustituidas), ésteres de oxima,
antracenos, bencil-dimetil-cetales
(por ejemplo, IRGACURE 651, Ciba Specialty Chemicals; ESACURE KB1,
LAMBERTI), fenilglicoxilatos (por ejemplo, Darocur MBF, Ciba
Specialty Chemicals) aminas sinérgicas (por ejemplo, SPEEDCURE EDB,
EHA, DMB, PDA, LAMBSON), aminas terciarias.
Los fotoiniciadores para la polimerización
catiónica incluyen todas las sustancias que liberan ácido de Lewis
o de Bröensted tras la exposición a radiación actínica. Sistemas de
fotoiniciación catiónica que son particularmente útiles en la
composición de la presente invención son sales de arilsulfonio,
especialmente la sales de triarilsulfonio, por ejemplo CYRACURE UVI
6976, 6992, UNION CARBIDE; Sp-55, 150, 170, Asahi
Denka) y sales de arilyodonio (por ejemplo, CGI 552, Ciba Specialty
Chemicals; CD1012, SARTOMER) y metalocenos (por ejemplo, IRGACURE
261, Ciba Specialty Chemicals). La composición fotocurable de la
presente invención puede contener carga(s) para el fin de
aumentar la resistencia a la abrasión y la adhesión a las
porosidades. Ejemplos específicos de cargas incluyen cargas
inorgánicas tales como carbonato de calcio, hidróxido de aluminio,
sulfato de calcio, sulfato de bario, talco, alúmina, dióxido de
silicio, polvo de vidrio, polvo cerámico, etc. y cargas orgánicas:
polímeros orgánicos tales como Teflón, resina de poliestireno,
resina de poliuretano, resina de polivinilacetal, resina de
polivinilbutiral, resinas de poliéster saturadas, poliolefina
clorada; componentes de caucho tales como caucho de butadieno,
caucho de estireno-butadieno, caucho de nitrilo y
caucho de acrilo; diversos tipos de elastómeros termoplásticos
tales como de tipo poliestireno, tipo poliolefina, tipo
polidiolefina, tipo poliuretano y tipo poliéster; y homopolímeros y
copolímeros de éster alquílico del ácido met(acrílico) tales
como poli((met)acrilato de etilo) y
poli((met)acrilato de butilo). Los compuestos enumerados
anteriormente pueden utilizarse en forma de nanopartículas. La
composición fotocurable de la presente invención puede contener un
inhibidor de la polimerización térmica para el fin de evitar la
polimerización durante el almacenamiento. Ejemplos específicos del
inhibidor de la polimerización térmica que podrían añadirse a la
composición fotocurable de la presente invención incluyen
p-metoxifenol, hidroquinona, hidroquinona sustituida
con alquilo, catecol, catecol terc-butílico y
fenotiazina. Por supuesto, la composición fotocurable de la
presente invención puede contener peróxido orgánico tal como
iniciador de la polimerización térmica para el fin de acelerar el
curado y permitir el curado cuando no puede penetrar luz en la
formulación. Ejemplos específicos del peróxido orgánico incluyen
peróxido de benzoílo, peróxido de dicumilo, peróxido de
di-terc-butilo, peroxibenzoato de
terc-butilo,
peroxi-2-etilexanoato de
terc-butilo, peroxilaurato de
terc-butilo, hidroperóxido de
terc-butilo, hidroperóxido de dicumilo, peróxido de
3,3,5-trimetilhexanoílo, peroxidicarbonato de
diisopropilo. Con el fin de acelerar el curado, podría utilizarse
una sal de cobalto tal como naftenato de cobalto y octilato de
cobalto, o un compuesto de amina tal como dimetilanilina, en
combinación con el peróxido orgánico descrito anteriormente. La
composición fotocurable de la presente invención puede contener
además aditivos generales para materiales de recubrimiento de modo
que se mejore la trabajabilidad y las propiedades físicas de la
formulación antes y después del curado. Ejemplos de los
aditivos
incluyen:
incluyen:
Promotores de la adhesión (por ejemplo, CN704,
CN736, CN9050, CN9051, ATOFINA), agentes humectantes, agentes
tensioactivos (por ejemplo, Silwet, Silquest, CoatOSil, WITCO; BYK
3500, 3510, 3530, 3570, 310, 306, 307, 333, 341, 344, P104, 104S,
105, 220S, Lactimon, BYK Chemie), bactericidas (por ejemplo,
IRGASAN, Ciba Speciality Chemicals), monómeros fluorados (por
ejemplo, acrilato de
1H,1H,2H,2H-hepta-fluorodecilo,
acrilato de 2-(perfluorobutil)-etilo, acrilato de
2-(perfluorodecil)-etilo DAIKIN; ZONYL Dupont),
agentes de resistencia a la abrasión (por ejemplo, BYK 306, 307,
310, 333, 341, BYK Chemie), agentes de dispersión, modificadores de
la viscosidad.
Además, la composición fotocurable de la
presente invención puede contener un antioxidante, un
fotoestabilizador o un absorbedor de ultravioleta para el fin de
evitar el fotodeterioro tras el curado de la composición en las
porosidades. Ejemplos de los antioxidantes incluyen antioxidantes de
tipo fenol impedido tales como
2,4,6-tri-terc-butilfenol,
2,6-di-terc-butil-p-cresol,
N,N'-hexametilen-bis(3,5-di-terc-butil-4-hidroxi-hidrocinamida,
3(3,5-di-terc-butil-4-hidroxifenil)propionato
de octadecilo, éster
3,5-di-terc-butil-4-hidroxibencilfosfonato-dietílico,
3-(3,5-di-terc-butil-4-hidroxifenil)propionato
de isooctilo e isocianurato de
tris(3,5-di-terc-butil,4,hidroxibencilo);
antioxidantes de tipo fosfito tales como trifenilfosfito,
tris(2,4-di-terc-butilfenil)fosfito,
tris(nonilfenil)fosfito, difeninilisodecilfosfito,
fosfito de fenildiisodecil, bis(octadecilfosfito) de
neopentano-tetraílo cíclico y
bis(4,6-di-terc-butilfenol)octilfosfito
de 2,2-metileno; y antioxidantes de tipo tioéter
tales como 3,3'-tiodipropionato de dilaurilo,
3,3-tiodipropionato de dimiristilo y
tetrakis(3-lauriltiopropionato) de
pentaeritritilo. Ejemplos de fotoestabilizadores incluyen
fotoestabilizadores de tipo amina impedida tales como sebacato de
bis(2,2,6,6-tetrametil-4-piperidilo),
sebacato de
bis(1,2,2,6,6-pentametil-4-piperidilo),
malonato de
bis(1,2,2,6,6-pentametil-4-piperidil)-2-(3,5-di-terc-butil-4-hidroxibencil)-2-n-butilo
y
4-benzoiloxi-2,2,6,6-tetrametilpiperidina.
Ejemplos del absorbedor de ultravioleta incluyen compuestos de tipo
benzotriazol tales como
2-(3,5-di-terc-butil-2-hidroxifenil)benzotriazol,
2-(3-terc-butil-5-metil-2-hidroxifenil)benzotriazol
y
2-(3,5-di-terc-amil-2-hidroxifenil)benzotriazol;
compuestos de tipo benzoato tales como
4-hidroxibenzoato de
2,4-di-terc-butil-fenil-3,5-di-terc-butilo;
compuestos de tipo salicilato tales como salicilato de
p-terc-butilfenilo y salicilato de
p-octilfenilo; compuestos de tipo benzofenona tales
como acrilato de
etil-2-ciano-3,3'-difenilo
y acrilato de
2-etilhexil-2-ciano-3,3'-difenilo
y complejos metálicos tales como
bis(octilfenil)sulfuro de níquel y
dibutilditiocarbamato de níquel.
Una forma de realización del procedimiento de la
invención comprende una fase de aplicación inicial de la
composición fotocurable sobre la superficie del material que va a
tratarse y la radiación posterior por medio de una fuente de luz
apropiada que oscila desde 100 hasta 780 nm que efectúa en primer
lugar el curado y luego el endurecimiento de la formulación.
Entonces se elimina la capa polimérica de superficie endurecida, por
ejemplo, mediante mecanizado (con abrasivos) y se transfiere
posteriormente el material tratado para una fase de procesamiento
adicio-
nal.
nal.
Según una forma de realización preferida del
procedimiento de la invención, la composición fotocurable se aplica
inicialmente a la superficie del material que va a tratarse, usando
por ejemplo un rodillo y garantizando su penetración en la
porosidad de superficie, y se elimina posteriormente la cantidad de
superficie en exceso aplicada, por ejemplo por medio de una
cuchilla rascadora o un rodillo, transfiriéndose el producto no
curado en exceso para su reciclado. Entonces se somete la
composición fotocurable a una radiación que oscila desde 100 hasta
780 nm, adecuada para curar la composición fotocurable. Puede
eliminarse cualquier posible exceso de superficie del producto
curado usando un rodillo o disco compuesto de material abrasivo (del
tipo Scotch Brite), y tras el endurecimiento del polímero de dicha
composición, se transfiere el material tratado para fases de
procesamiento o acabado posibles
adicionales.
adicionales.
Según otra forma de realización de la invención,
se aplica la composición de curado y se somete a radiación por
medio de una fuente de luz adecuada que oscila desde 100 hasta 780
nm hasta que se completan el curado y el endurecimiento. Tras el
proceso de curado, se forma una capa polimérica de superficie, que
se deja sin alterar u, opcionalmente, se elimina en el momento en
que se coloca.
La utilización de la tecnología fotocurable
dentro del alcance del procedimiento de la invención permite un
curado eficaz de la formulación aplicada con un sellado consiguiente
de la porosidad de superficie del material tratado.
Además, la utilización de la tecnología
fotocurable hace que el procedimiento de la invención sea
extremadamente versátil, lo que permite que se incluya en los
procedimientos de procesamiento comunes de materiales cerámicos. En
el caso específico de la cerámica de gres de porcelana, es posible
llevar a cabo el procedimiento de la invención tras la fase de
alisado, tras el posible tratamiento de secado para eliminar la
presencia de agua residual. Puede efectuarse el secado antes del
tratamiento protector del material mediante ventilación forzada con
aire caliente, con la utilización de una lámpara de IR o tecnologías
alternativas.
Según una forma de realización de la invención,
antes del secado, puede ser conveniente tratar el sustrato con una
disolución de un ácido débil, no agresivo, (por ejemplo, ácido
sulfámico, ácido clorhídrico diluido, etc.) lo que permite la
eliminación de los residuos del pulido, por ejemplo carbonato de
magnesio sin dañar el propio sustrato. Este proceso de tratamiento
con ácido permite que se obtengan mejores resultados de protección
a prueba de manchas.
El procedimiento de la invención se lleva a cabo
ventajosamente en línea con las operaciones de tratamiento de
materiales de construcción para revestimiento interior o
revestimiento de suelos, o, alternativamente, en la fase de acabado
por terceras partes.
Según una forma de realización, también puede
utilizarse el procedimiento de la invención fuera de línea, tras la
colocación del propio material, recurriendo a la utilización de
equipo apropiado.
Si se trata el material tras la colocación, se
modifica de manera conveniente el sistema de aplicación con
respecto a la aplicación en línea.
En particular, el voltaje de alimentación de 220
V con respecto al voltaje más común de 380 V de aplicación
industrial, requiere un sistema específico. Además del voltaje de
alimentación, también es necesario reducir la emisión de calor y
ozono de la fuente de UV, recurriendo a la utilización de fuentes
apropiadas tales como:
- -
- 1 o más lámparas de Hg con un arco de 1 a 50 cm, que presentan una potencia que varía desde 40-200 W/cm
- -
- Alimentación en monofase de 220 V.
También puede ser conveniente utilizar una
formulación mucho menos viscosa y más reactiva de la aplicación en
línea para compensar la eficacia inferior de la fuente de UV móvil.
Uno más conveniente para el sistema móvil comprende la utilización
de una lámpara de UV montada sobre un brazo de oscilación para
permitir la radiación de zonas difíciles.
Antes de la aplicación, el sustrato que va a
tratarse debe lavarse con precisión para eliminar toda la suciedad
u otros residuos dentro de los poros, y debe secarse
posteriormente.
La aplicación de la formulación debe efectuarse
manualmente por medio de un rodillo completamente análogo a los
utilizados para extender pintura de paredes, y entonces se extiende
el producto uniformemente sobre la superficie del revestimiento
interior usando una cuchilla rascadora de caucho para empujarlo
dentro de los poros. Posteriormente puede eliminarse el exceso con
un pulidor (del tipo de único cepillo) equipado con un fieltro
blando. A la aplicación le sigue la fase de curado usando el sistema
de UV móvil, que puede motorizarse o ser manual con fricción para
garantizar una velocidad de avance correcta.
Según una forma de realización de la invención,
se proporciona un sistema integrado, adecuado para aplicar la
formulación de curado de la invención con radiación posterior,
obteniendo el producto endurecido dentro de las porosidades de
superficie.
La utilización de la tecnología fotocurable
permite altas velocidades de curado, permitiendo un flujo que
oscila desde 1 hasta 200 m/min de material que va a tratarse,
permitiendo la utilización de producción en línea directa, dado que
las otras operaciones tales como alisado, se efectúan a velocidades
inferiores, que oscilan generalmente desde 4 hasta 15 m/min.
Las fases de aplicación de la composición,
posible eliminación, radiación y curado, pueden repetirse una vez o
varias veces sobre un único material que va a tratarse, con el fin
de obtener un sellado completo de los poros presentes en el propio
material.
La realización del procedimiento de la invención
comprende la utilización de fuentes de luz que presentan
ventajosamente una emisión de 100 a 780 nm, preferiblemente con una
longitud de onda que oscila desde 250 hasta 460 nm. La fuente de
luz, que emite rayos absorbidos por el fotoiniciador, puede
utilizarse para curar la composición fotocurable de la presente
invención. Ejemplos de la fuente de luz incluyen una lámpara de
mercurio de presión media, una lámpara de mercurio de alta presión,
una lámpara de haluro metálico, una lámpara de excímero, una
lámpara de metal de arco corto, una lámpara de haluro de metal de
arco corto, una lámpara de destello, una lámpara de xenón, una
lámpara fluorescente y luz solar. Cuando se usan estas fuentes de
luz, la energía de exposición necesaria para el curado de la
composición de recubrimiento fotocurable de la presente invención
está en un intervalo de desde 0,01 hasta 3 J/cm^{2},
preferiblemente en un intervalo de desde 0,05 hasta 1,5 J/cm^{2}.
Las fuentes de luz pueden diferir dependiendo del tipo de ignición,
arco o microondas y espectro de emisión, Hg o Hg dopado con Ga, Ta,
Pb, Fe y otros agentes de dopado.
Como ejemplo, lámparas fluorescentes que pueden
utilizarse son lámparas TL03 o TL05 de Philips, lámparas de presión
media o sistemas completos producidos por FUSION, IST, HERAEUS,
PHILIPS, AMBA, THEIMER, SYLVANIA, lámparas de alta presión de
FUSION, IST, HERAEUS, PHILIPS, AMBA, THEIMER, SYLVANIA, lámparas de
excímero, las denominadas lámparas frías o fuentes monocromáticas
tales como láseres. Según otro aspecto, la presente invención
proporciona la utilización de una composición fotocurable del tipo
descrito previamente para reducir la capacidad de ensuciamiento y/o
la capacidad de manchado de materiales para revestimiento interior
y/o revestimiento de suelos, en la que dicha composición se aplica
a la superficie de dichos materiales y se cura mediante exposición
a radiación de luz que oscila desde 100 hasta 780 nm, consistiendo
preferiblemente dicha radiación en rayos UV.
Las características y ventajas adicionales de la
invención se pondrán de manifiesto en la descripción de un aparato
y procedimiento para proteger material de revestimiento interior o
de revestimiento de suelo contra sustancias que manchan, ilustrado
pero no limitado por los dibujos adjuntos, en los que:
La figura 1 es una reproducción esquemática de
un aparato para la realización del procedimiento de la
invención,
la figura 2 ilustra una segunda forma de
realización de un aparato para tratar sustancias según la invención,
en la que se mantienen los mismos números de referencia, que
indican las mismas unidades que la figura anterior.
Haciendo referencia a la figura 1 anterior, el
material 6 de revestimiento de suelos se transporta mediante una
cinta 7 transportadora a lo largo de una serie de estaciones
1-5 de procesamiento en las que se trata el
material. En particular, el material de revestimiento interior o de
revestimiento de suelos se seca inicialmente en una unidad de
secado 1 por medio de ventilación forzada con aire caliente y luego
se transfiere a la unidad de aplicación 2 en la que se aplica una
capa de composición fotocurable por medio de un rodillo. Entonces
se transfiere el material con la superficie impregnada a la unidad 3
en la que se elimina la composición en exceso con un rodillo y
luego se envía a la unidad 4 fotocurable en la que hay lámparas UV.
La exposición a los rayos ultravioleta provoca el curado del/de los
componente(s) reactivo(s) de la formulación, sellando
las porosidades de superficie abiertas del material tratado. Al
final del proceso de endurecimiento, se hace pasar el material a la
unidad de pulido 5 en la que se pule con una máquina de cepillo.
La figura 2 ilustra un aparato para el
tratamiento de materiales de revestimiento interior y de
revestimiento de suelos que comprende las mismas unidades y zonas
de tratamiento 1-5 mostradas en la figura 1
dispuestas en un orden ligeramente diferente. En particular, la
unidad de eliminación 3 de la composición en exceso se ubica tras
la unidad de fotocurado. En este caso, la fase de eliminación se
efectúa mediante mecanizado abrasivo dentro de la unidad 3 y le
sigue la fase 5 de pulido.
Los siguientes ejemplos se proporcionan para
fines ilustrativos de la presente invención sólo y de ningún modo
limitan su alcance protector, que se define en las reivindicaciones
adjuntas.
\newpage
Ejemplo
1
Se prepararon dos composiciones fotocurables 1 y
2 según la invención, basándose en la combinación de un monómero
con un iniciador y aditivos.
Ejemplo
2
Se prepararon dos composiciones fotocurables 3 y
4, que comprenden un primer monómero bifuncional, un segundo
monómero trifuncional combinado con un iniciador y aditivos.
Ejemplo
3
Se prepararon dos composiciones fotocurables
5-6 según la invención, basándose en la combinación
de un monómero, una resina, un iniciador y aditivos.
Ejemplo
4
Se prepararon dos composiciones fotocurables
7-8 según la invención, basándose en la combinación
de un monómero, una resina, un iniciador, una carga y aditivos.
\newpage
Ejemplo
5
Se prepararon dos composiciones fotocurables 9 y
10, incorporando sistemas fotocurables catiónicos.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
6
Se prepararon dos composiciones fotocurables 11
y 12, incorporando un monómero fluorado según la invención.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
7
Se prepararon composiciones híbridas
fotocurables 13 y 14, incorporando tanto sistemas radicálicos como
catiónicos.
\vskip1.000000\baselineskip
\newpage
Ejemplo
8
Se sometieron a prueba las composiciones
1-14 según la invención en los siguientes
sustratos:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Se trataron los sustratos tal como sigue; se
gotearon las composiciones fotocurables 1-14 sobre
los sustratos (se trataron previamente las muestras de cerámica de
gres de porcelana con una disolución ácida tal como se describió
anteriormente) y se aplicaron por medio de una cuchilla rascadora de
caucho con el fin de empujar el producto en las porosidades
abiertas del material. Posteriormente se eliminó la capa de
superficie en exceso con papel suave. El aspecto visual del
sustrato antes del fotocurado no fue sustancialmente diferente del
material no tratado. Con el fin de someter a prueba las propiedades
físico-químicas de la composición polimerizada, se
aplicó una película de 10 \mum de la composición
fotocurable en un tercio de la superficie de la misma losa. Se
aplicó la película utilizando una barra de alambre de 10 \mum. Se
sometió a prueba la película para determinar adhesión, resistencia
al rayado, resistencia a la abrasión, resistencia a productos
químicos y al manchado.
Se llevó a cabo el fotocurado utilizando una
unidad de cinta de laboratorio de UV con las siguientes
características:
- -
- Lámpara de presión media (Hg);
- -
- Fuerza aplicada: 120 W/cm;
- -
- Velocidad de cinta: 10 m/min.
Se sometió a prueba la finalización del
fotocurado por medio de prueba de rayado en cruz sobre la película
superficial de los sustratos (según el procedimiento descrito en el
ejemplo 8).
También se analizaron los sustratos utilizando
un MEB (microscopio electrónico de barrido), que mostró claramente
la microporosidades selladas por la composición de la presente
invención.
Los resultados de la prueba de resistencia al
manchado, sobre los sustratos tratados utilizando las composiciones
1-14, a base de la regulación UNI EN ISO
10545-14 de las formulaciones especificadas,
utilizando agentes de manchado diferentes, se indican en las
siguientes tablas.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
(Tabla pasa a página
siguiente)
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Los resultados notificados en las tablas
anteriores muestran claramente que variando el agente utilizado para
la limpieza, se eliminan completamente todas las manchas en todos
los sustratos. Además, la capacidad de manchado de los sustratos
tratados con el procedimiento de la presente invención se reduce
significativamente cuando se compara con sustratos tratados con
tratamientos a prueba de manchas tradicionales o sustratos no
tratados.
En particular, puede observarse una mejora
significativa de las propiedades de a prueba de manchas de los
sustratos tratados, pasando de formulaciones más simples, que
contienen un único componente reactivo monomérico a formulaciones
más complejas que contienen monómero y oligómero.
Por tanto, la utilización de oligómeros en el
procedimiento de la invención es altamente preferida, ya que en el
curado de la formulación, se obtiene un polímero con características
físico-químicas muy superiores (resistencia a
agentes químicos, envejecimiento, propiedades mecánicas) con
respecto al polímero obtenido mediante el curado del mármol solo.
Además, la utilización de oligómeros en la formulación, mejora la
velocidad de curado que puede obtenerse. Se llevó a cabo una prueba
posterior mediante aplicación con una máquina específicamente
diseñada (ELMAG S.p.A. - Monza Italia) mejorando los resultados de
tratamiento a prueba de manchas con respecto a la aplicación manual
simple. Características de la máquina y condiciones de prueba:
La máquina consiste en un rodillo de aplicación,
que se humedece de manera uniforme mediante un segundo rodillo que
sumerge en la fuente que contiene la formulación de la presente
invención. El rodillo de aplicación puede estar motorizado o ser
neutro, y puede girar en el mismo sentido o en sentido opuesto al
avance del sustrato que va a tratarse. Una aplicación mediante
rodillo permite una excelente regulación de la cantidad de
formulación que va a aplicarse y una distribución homogénea de la
misma.
El sustrato que va a tratarse avanza por medio
de una cinta, poleas o cadenas apropiadas.
Esto va seguido por un rodillo autolimpiable que
puede estar fabricado de un material diferente (caucho o metal)
dependiendo del sustrato que va a tratarse, y que presenta la doble
función de empujar el producto dentro de los poros y
simultáneamente eliminar la formulación en exceso. El rodillo puede
girar en el mismo sentido o en el sentido opuesto al avance del
sustrato que va a tratarse. Una alternativa al rodillo autolimpiable
puede ser un hisopo de papel.
A continuación, se hace pasar el sustrato a la
unidad de radiación en la que se produce la reacción.
Un fase de pulido posterior con un disco o
rodillo fabricado de material abrasivo (del tipo Scotch Brite)
permite que se elimine completamente cualquier producto de
superficie en exceso.
Velocidad de la línea: 10 m/min
Fuente de UV: 1 lámpara de Hg, 120 w/cm
Claims (22)
1. Procedimiento para proteger un material
cerámico que presenta unos microporos contra sustancias que manchan
o que ensucian en el que dicho procedimiento comprende
- la aplicación de una composición sobre la superficie de dicho material, caracterizado porque dicha composición es una composición fotocurable que se cura mediante radiación para sellar las cavidades de los microporos de superficie de dicho material cerámico y
- una eliminación parcial de la capa polimérica curada de la superficie de dicho material cerámico.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque la etapa de curado se lleva a cabo
mediante radiación con una longitud de onda comprendida entre 100 y
780 nm.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque la etapa de curado se lleva a cabo
mediante la exposición a rayos UV-VIS.
4. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicho material cerámico se selecciona de
entre cerámica de gres de porcelana, cerámica de gres de porcelana
vidriada, cerámica de gres de porcelana pulida y cerámica de gres
de porcelana vidriada pulida.
5. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque comprende la eliminación de una cantidad
en exceso de la composición fotocurable aplicada a la superficie de
dicho material de revestimiento de suelos, efectuándose dicha fase
de eliminación antes de la fase de curado mediante radiación.
6. Procedimiento según la reivindicación 5,
caracterizado porque la cantidad en exceso de la composición
fotocurable eliminada se recicla para la fase de aplicación
inicial.
7. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende
la aplicación de una cantidad comprendida entre 0,5 y 25 g/m^{2}
de dicha composición fotocurable sobre el material que va a
tratarse.
8. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicha
composición fotocurable comprende uno o más oligómeros
seleccionados de entre sistemas radicálicos que contienen por lo
menos uno de entre grupos etilénicamente insaturados, sistemas
catiónicos y sus mezclas.
9. Procedimiento según la reivindicación 8,
caracterizado porque dicho oligómero es un sistema radicálico
seleccionado de entre el grupo constituido por poliésteres
insaturados, resina de met(acrilatos) epoxídica,
met(acrilatos) de uretano, resina de met(acrilatos) de
poliéster, resina de met(acrilatos) de poliéter, resina de
met(acrilatos) acrílica, resina de (met)acrilato de
polibutadieno, resina de (met)acrilato de silicona, una
resina de (met)acrilato de poliéter modificada con amina y
sus mezclas.
10. Procedimiento según la reivindicación 9,
caracterizado porque dicho oligómero es un sistema catiónico
seleccionado de entre el grupo constituido por monómeros epoxídicos,
oligómeros epoxídicos, polioles, vinil éteres, glicoles y sus
mezclas.
11. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicha
composición de curado comprende asimismo uno o más aditivos y/o
monómeros diluyentes reactivos.
12. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicha
composición de curado es una mezcla híbrida de sistemas radicálicos
y catiónicos.
13. Procedimiento según la reivindicación 11,
caracterizado porque dichos aditivos se seleccionan de entre
el grupo constituido por promotores de adhesión, agentes
humectantes, agentes tensioactivos, estabilizadores de luz,
bactericidas, agentes de resistencia a la abrasión, agentes de
dispersión, antiespumantes, modificadores de la viscosidad,
inhibidores de polimerización, estabilizadores, monómeros fluorados,
peróxidos orgánicos, sales de cobalto.
14. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicha
composición de curado comprende asimismo una o más cargas.
15. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicha
composición de curado comprende por lo menos un sistema de
fotoiniciación.
16. Procedimiento según la reivindicación 15,
caracterizado porque dicho sistema de fotoiniciación se
selecciona de entre el grupo constituido por fotoiniciadores
radicálicos: alfa-hidroxicetonas,
alfa-aminocetonas, acilfosfinóxidos, tioxantonas,
benzofenonas, ésteres de oxima, antracenos,
bencil-dimetil-cetales, éteres de
benzoína; fotoiniciadores catiónicos: sales de yodonio, sales de
arilsulfonio, metalocenos; aminas sinérgicas y sus mezclas.
17. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicha
composición de curado está en una forma curable por UV al 100%, a
base de disolvente, a base de agua.
18. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que las fases de aplicación y de
curado mediante radiación se repiten una o más veces en el mismo
material cerámico.
19. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende
una fase de tratamiento preliminar de dicho material de
revestimiento de suelos o de revestimiento interior con un ácido o
una disolución a base de agua a pH ácido.
20. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se lleva a
cabo antes o después de la colocación de dicho material de
revestimiento de suelos o de revestimiento interior.
21. Material de revestimiento de suelos o de
revestimiento interior con un manchado o ensuciado reducido en el
que se sellan las cavidades de los microporos de superficie mediante
un compuesto reactivo polimérico endurecido por medio de
fotopolimerización.
22. Material de revestimiento de suelos o de
revestimiento interior según la reivindicación 21,
caracterizado porque comprende cerámica, cerámica de gres de
porcelana, cerámica de gres de porcelana pulida, cerámica de gres
de porcelana vidriada, cerámica de gres de porcelana pulida
vidriada, piedras naturales, materiales compuestos a base de
cemento, arcilla quemada con materiales compuestos a base de resina
y sus mezclas.
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