ES2260466T3 - Metodo y produccion de articulos transparentes. - Google Patents

Abstract

Método de fabricación de un artículo transparente que comprende un sustrato base transparente compuesto por un material plástico con un grosor de al menos 100 micras y un revestimiento de superficie resistente a la abrasión compuesto por una resina transparente, en el que el sustrato base transparente sin revestir tiene un valor HAZE de más de un 30% según medición correspondiente a la norma ASTM D-1044 y el sustrato revestido tiene un valor HAZE de menos de un 10%, caracterizado porque la resina se aplica al sustrato base mediante una impresora de inyección.

Description

Método y producción de artículos transparentes.

La presente invención concierne a artículos transparentes y más en particular a un método para fabricar artículos transparentes con un revestimiento sobre los mismos para mejorar su resistencia a la abrasión. La invención se refiere en particular, pero no exclusivamente, a la fabricación de artículos transparentes para su uso como ventanas en pantallas.

Las pantallas situadas en artículos tales como calculadoras o teléfonos móviles tienen por lo general una ventana transparente (normalmente de plástico) con un grosor de al menos 100 micras (por ejemplo, 200 micras), que actúa como barrera protectora para la pantalla a la vez que permite que el usuario pueda ver la información que se le muestra.

En muchas aplicaciones es deseable mejorar las características de superficie de la ventana para evitar factores tales como la abrasión, el deslumbramiento cuando la luz solar incide directamente o es muy intensa, o el empañamiento en condiciones de frío y/o humedad, y por ello se han utilizado diversos revestimientos. Dichos revestimientos se han aplicado a la pantalla mediante técnicas tales como el revestimiento por pulverización, el revestimiento por inmersión o el revestimiento de flujo.

Mientras que en los revestimientos han mejorado las propiedades físicas y ópticas de las pantallas, los métodos de revestimiento en sí mismos presentan un cierto número de desventajas asociadas a ellos. En particular, estos métodos son costosos, requieren grandes instalaciones y servicios y necesitan un apoyo técnico cualificado.

Además, es muy laborioso revestir determinadas zonas de las superficies utilizando estos métodos, dado que esto sólo se puede conseguir cubriendo las zonas de las superficies que se tienen que conservar sin revestir.

Es un objeto de la presente invención evitar o mitigar los problemas descritos anteriormente.

De acuerdo con la presente invención se proporciona un método de fabricación de un artículo transparente que comprende un sustrato base transparente compuesto por un material plástico con un grosor de al menos 100 micras y un revestimiento de superficie resistente a la abrasión compuesto por una resina transparente, en el que el sustrato base transparente sin revestir tiene un valor HAZE de más de un 30% según medición correspondiente a la norma ASTM D-1044 y el sustrato revestido tiene un valor HAZE de menos de un 10%, caracterizado porque la resina se aplica al sustrato base mediante una impresora de inyección.

De esta manera, de acuerdo con la invención se aplica al sustrato base un revestimiento de resina resistente a la abrasión mediante una impresora de inyección. Tales impresoras proporcionan un método particularmente conveniente de aplicación del revestimiento (ya sea continuo o discontinuo), puesto que pueden funcionar bajo el control de un ordenador para proporcionar el revestimiento en las zonas deseadas del sustrato. Adicionalmente, tales impresoras se pueden adquirir fácilmente y constituyen un medio relativamente barato para aplicar con exactitud el revestimiento en la fabricación en masa de artículos transparentes.

Por lo general, el sustrato tendrá un grosor de al menos 125 micras, preferiblemente de al menos 150 micras, más preferiblemente de al menos 175 micras y aún más preferiblemente de al menos 200 micras. Típicamente, el grosor será de al menos 300 micras y más preferiblemente de al menos 400 micras. Por lo general, el grosor del sustrato será de 20 mm como máximo, preferiblemente de 15 mm como máximo, más preferiblemente de 12 mm como máximo y más preferiblemente de 10 mm como máximo. Típicamente, el grosor del sustrato será de 8 mm como máximo, más preferiblemente de 6 mm como máximo, aún más preferiblemente de 5 mm como máximo y típicamente de 4 mm como máximo.

Lo más usual es que el grosor esté comprendido entre las 750 micras y los 3 mm.

El revestimiento que se aplica es uno que mejora la resistencia a la abrasión del sustrato base (lo que se denomina "revestimiento duro"). El revestimiento puede incorporar un tinte o pigmento a la vez que mantiene su transparencia.

Es preferible que la impresora de inyección sea una impresora de inyección de tinta o de inyección por burbuja. Más preferiblemente, la impresora es una impresora de inyección de tinta. Una impresora particularmente adecuada es la comercializada por WEBER, modelo ML 500.

Una impresora de inyección de tinta tiene una pluralidad de inyectores de tinta (por ejemplo 96). Dichos inyectores se pueden poner en funcionamiento de manera continua o según un programa particular para aplicar el revestimiento. Al poner en funcionamiento los inyectores según un programa de este tipo, se puede conseguir el revestimiento de zonas seleccionadas del sustrato. Por ejemplo, se pueden dejar sin revestir partes del sustrato que necesitan fijarse a otros miembros para formar un conjunto, por ejemplo las partes de los bordes.

La invención se puede emplear en el revestimiento de sustratos transparentes de tamaño relativamente pequeño, por ejemplo una longitud de hasta 20 cm y una anchura de hasta 15 cm. Tales sustratos pueden administrarse sucesivamente a la impresora de inyección para efectuar la operación de revestimiento, para que así puedan fabricarse artículos revestidos relativamente pequeños a alta velocidad. Sin embargo, la invención también se puede emplear en el revestimiento de sustratos más grandes. Para el revestimiento de sustratos más grandes es particularmente adecuada una impresora digital de inyección de tinta con una cantidad determinada de cabezales de impresión.

El sustrato base (compuesto por un material plástico) puede ser un material termoplástico o termoestable. Ejemplos de plásticos apropiados son los policarbonatos, los poliacrílicos, los poliésteres y el carbonato de alilo (CR39).

La resina que se aplica en la impresora de inyección se formula preferiblemente como solución o suspensión en un soporte líquido apropiado. Es particularmente preferible que la solución o suspensión tenga una viscosidad de 50 a 500 cP según medición en un viscosímetro Brookfield modelo RVT, número de husos RV2, 20 rpm a 25ºC. Las soluciones o suspensiones con tal viscosidad son particularmente adecuadas para la formación de un revestimiento mediante una técnica de impresión por inyección.

Se pueden aplicar diversos tipos de resina mediante la técnica de la presente invención, por ejemplo poliuretanos, acrilatos, siloxanos, acrílicos y combinaciones de los mismos. Es particularmente preferible que la resina se pueda reticular para poder formar un revestimiento curado en el sustrato base. El reticulado se puede realizar, por ejemplo, mediante secado por aire, curado por radiación ultravioleta o curado térmico.

Los "revestimientos duros" se basarán por lo general en química de acrilato o de siloxano y se curarán utilizando medios de radiación ultravioleta o térmicos.

Un ejemplo de realización particularmente preferido del método de la presente invención comprende el paso de administrar sucesivos artículos transparentes a la impresora de inyección y a continuación a través de un túnel de secado y a una estación de curado. Se aplica el revestimiento a la impresora y se elimina el disolvente residual al pasar los sustratos a través del túnel de secado. Por último, la estación de curado efectúa el reticulado de la resina (preferiblemente mediante curado por radiación ultravioleta) para así formar un revestimiento acorde con la misma sobre el sustrato transparente.

El grosor del revestimiento de la resina dependerá de la aplicación que se pretenda dar al sustrato y/o de la naturaleza del revestimiento, pero estará comprendido generalmente entre las 5 y las 100 micras, más preferiblemente entre las 5 y las 50 micras. En el caso de un "revestimiento duro" destinado a mejorar la resistencia a la abrasión, el grosor del revestimiento será típicamente de 5 a 8 micras, ya que el grosor no comporta ningún efecto beneficioso sobre el rendimiento del revestimiento y puede incluso ser contraproducente. Por el contrario, el rendimiento de los revestimientos contra el empañamiento mejora al aumentar el grosor del revestimiento, de manera que los valores comprendidos entre las 10 y las 20 micras o incluso unos valores aún más elevados serán los más beneficiosos.

Preferiblemente, el método de la presente invención se lleva a cabo en un entorno "limpio", es decir, un entorno sustancialmente libre de polvo y otros componentes atmosféricos que pueden perjudicar el proceso de revestimiento al afectar a la unión de la resina al sustrato base y/o a su posterior curado. De preferencia, el método de la presente invención se lleva a cabo en un entorno separado de la atmósfera ambiente. Esto se puede lograr poniendo en funcionamiento el método de la presente invención en una "tienda", en particular en una tienda que disponga de su propio suministro integral de aire y gas. De esta manera puede modificarse la atmósfera de la tienda, por ejemplo para proporcionar una atmósfera inerte para el proceso de revestimiento y/o una presión positiva en la tienda (es decir, una presión por encima de la atmosférica) para excluir contaminantes.

La presente invención se puede utilizar para la aplicación de revestimientos resistentes a la abrasión en sustratos plásticos. La resistencia a la abrasión se mide según la norma ASTM D-1044, en la que una rueda estándar CS10F con una carga de 500 gramos se hace girar 1000 veces sobre una muestra. A continuación se puede medir el valor HAZE del sustrato abrasado. Los sustratos sin revestir de acrílicos o de policarbonatos arrojan unos valores HAZE respectivos de aproximadamente un 30% y un 33% (dependiendo el valor exacto del grosor y de la fuente de alimentación). El uso de la presente invención para aplicar un "revestimiento duro" a estos sustratos permite reducir estos valores HAZE hasta bajar del 10%, máximo permitido por la norma ASTM. Es posible, por ejemplo, reducir los valores HAZE hasta situarlos típicamente entre un 2% y un 4%, e incluso reducirlos más en algunos casos, por ejemplo entre un 1% y un 1,5%.

Las ventajas obtenidas de acuerdo con el método de la presente invención lo hacen particularmente adecuado para la fabricación de sustratos transparentes para su uso en una pantalla (por ejemplo, un dispositivo LCD) situada en un teléfono móvil o en una calculadora.

Por ejemplo, se puede usar el método de la presente invención para fabricar una ventana (para un teléfono móvil o para cualquier otro objeto con una pantalla) a partir de un sustrato transparente premoldeado al que se aplica posteriormente un revestimiento transparente de acuerdo con el método de la presente invención. De manera opcional, el sustrato transparente puede estar dotado de un margen opaco compuesto por una resina con un pigmento adecuado. El margen se puede aplicar a la misma cara o a la cara opuesta a aquélla a la que se ha aplicado el revestimiento transparente. En cualquier caso, el margen opaco puede aplicarse mediante un revestimiento con tampón o mediante una impresora de inyección. El uso de una impresora de inyección es particularmente conveniente cuando el margen opaco se aplica en el mismo lado del sustrato que el revestimiento transparente.

Claims (16)

1. Método de fabricación de un artículo transparente que comprende un sustrato base transparente compuesto por un material plástico con un grosor de al menos 100 micras y un revestimiento de superficie resistente a la abrasión compuesto por una resina transparente, en el que el sustrato base transparente sin revestir tiene un valor HAZE de más de un 30% según medición correspondiente a la norma ASTM D-1044 y el sustrato revestido tiene un valor HAZE de menos de un 10%, caracterizado porque la resina se aplica al sustrato base mediante una impresora de inyección.

2. Método según la reivindicación 1, en el que el sustrato base transparente tiene un grosor de al menos 200 micras.

3. Método según la reivindicación 2, en el que el sustrato base transparente tiene un grosor de al menos 300 micras.

4. Método según la reivindicación 3, en el que el sustrato base transparente tiene un grosor de al menos 400 micras.

5. Método según la reivindicación 4, en el que el sustrato base transparente tiene un grosor comprendido entre las 750 micras y los 3 mm.

6. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la impresora de inyección comprende una impresora de inyección de tinta o una impresora de inyección por burbuja.

7. Método según la reivindicación 6, en el que la impresora es una impresora de inyección de tinta.

8. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que se dejan sin revestir determinadas zonas del sustrato.

9. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que el sustrato base transparente tiene una longitud de hasta 20 cm y una anchura de hasta 15 cm.

10. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que se administran los sustratos sucesivamente a la impresora de inyección para efectuar la operación de revestimiento.

11. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que el material plástico es policarbonato, poliacrílico, poliéster o carbonato de alilo.

12. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que la resina aplicada por la impresora de inyección es una resina curable y el método incluye adicionalmente el curado de la resina tal como la aplica la impresora.

13. Método según la reivindicación 12, en el que tras la aplicación del revestimiento por parte de la impresora se administra el sustrato sucesivamente a través de una estación de secado y una estación de curado.

14. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en el que el grosor del revestimiento de resina está comprendido entre las 5 y las 50 micras.

15. Uso del método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14 de fabricación de un artículo transparente para su incorporación en una pantalla.

16. Uso según la reivindicación 15, en el que la pantalla es para incorporarse en un teléfono móvil.