ES2265004T3 - Proceso de impresion por transferencia. - Google Patents
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Abstract
Proceso de impresión por transferencia mediante sublimación de colores por tecnología de bolsa, que incluye los siguientes pasos: a) recubrimiento de la superficie del artículo sobre el que se vaya a imprimir con un compuesto que contenga: una película o lámina de polímeros, que forma la base del compuesto, que resista sin descomponerse ni deformarse a las temperaturas usadas en la fase de transferencia de color por sublimación, con un grosor entre 6 y 100 ìm y con una o ambas superficies mate, caracterizada por un brillo <60%, determinado por el método DIN 67530 con un ángulo de medida de 85°; una capa de aluminio, con un grosor entre 0, 5 y 40 nm, preferentemente entre 1 y 20 nm con una densidad óptica alrededor de 0, 05-3, 0, preferiblemente 0, 1-0, 5, con la capa de aluminio depositada sobre una superficie mate de la película de polímeros del compuesto; a) un dibujo, con sus respectivos colores, impreso sobre la capa de aluminio que entra en contacto con la superficie del artículo en elque se va a imprimir; b) cierre longitudinal del estuche formado por el compuesto y la aplicación de vacío entre la película del compuesto y el artículo en el que se va a imprimir; c) calentamiento a temperaturas entre 170 °C y 240 °C, preferiblemente entre 190 °C y 210 °C, durante entre 1 y 5 minutos; d) enfriamiento y recuperación del artículo impreso.
Description
Proceso de impresión por transferencia.
El presente invento hace referencia a un proceso
de impresión por transferencia que utiliza un compuesto concreto
que se puede utilizar en la técnica de bolsa, tal y como se describe
más adelante, para obtener una reproducción gráfica de dibujos con
una alta definición, muy buen rendimiento cromático y prácticamente
libre de defectos, como burbujas, puntos, falta de uniformidad,
etc.
Más específicamente, en la impresión por
transferencia según el invento, la transferencia de color se lleva
a cabo mediante sublimación y se utiliza una película de un
compuesto concreto que contiene una película de polímeros mate con
superficie metalizada sobre la que se imprime un dibujo,
preferentemente de color.
Más concretamente, dicho proceso se aplica sobre
superficies planas y artículos tridimensionales y se desarrolla con
presión reducida, opcionalmente sometiendo el compuesto, antes de la
impresión, a técnicas convencionales de tratamiento para que éste
se cargue electrostáticamente.
Más concretamente aún, el proceso del presente
invento utiliza un compuesto que incluye una película básica de
polímeros con una o ambas superficies mate, es decir, opacas y
ásperas, metalizadas; sobre la capa de metal se imprime el dibujo,
preferentemente de color, con tintas sublimables a la temperatura
correspondiente del proceso de impresión por transferencia.
La impresión por transferencia es una técnica
consolidada y difundida en las industrias de este sector.
Si la comparamos con la impresión convencional,
la impresión por transferencia presenta las siguientes ventajas:
reproducción más fiel incluso de dibujos con un grado elevado de
complejidad (proceso con cuatro colores); costes de impresión más
bajos, ya que se requieren plantas de transferencia de color menos
sofisticadas; reducción del impacto medioambiental, el total de
colores que se desechan es muy bajo; en lo referente a la impresión
sobre tejidos, eliminación de la vaporización y de las fases de
lavado y acabado utilizadas en la impresión convencional, y por
tanto eliminación también del proceso relacionado de reciclaje.
Al utilizar la técnica de impresión por
transferencia, el dibujo se imprime en un primer momento, por
ejemplo, mediante impresión en huecograbado, sobre un soporte
adecuado; a continuación se transfiere el dibujo al artículo
manufacturado, por ejemplo mediante una calandria en el caso de
textiles o por calentamiento en horno para perfiles de aluminio o
artículos de diversas formas, a temperaturas entre 170ºC y 240ºC. A
dichas temperaturas, la transferencia se finaliza en unos
minutos.
En la solicitud de patente europea EP 921.014 en
nombre del solicitante, se describe un compuesto para la impresión
por transferencia formada por una capa básica de polímero sobre la
que se deposita una capa fina de aluminio. Se imprime el dibujo
sobre la capa de aluminio con colores sublimables.
Se puede utilizar el compuesto para imprimir en
superficies planas o artículos tridimensionales como puertas,
ventanas o perfiles de aluminio u otros. En la solicitud de patente
se describe que en la impresión de artículos tridimensionales puede
utilizarse la llamada técnica "de membrana", que consiste en
cubrir el artículo envuelto en el compuesto con una membrana
externa. Dentro del bolsillo que se forma con la membrana, sellado
herméticamente, se crea un vacío. Con esta técnica de impresión de
objetos tridimensionales, utilizando el compuesto descrito
anteriormente, se obtienen productos manufacturados impresos con un
alto grado de rendimiento cromático y definición del dibujo
transferido.
Otra técnica para imprimir en artículos
tridimensionales con dibujos que tengan colores sublimables es la
llamada técnica "de bolsa". Dicha técnica resulta más barata
para la industria que la de "membrana", ya que los pasos de
preparación de la impresión son más sencillos y todo el ciclo se
desarrolla en menos tiempo. El bolsillo externo, que forma la
bolsa, está formado en este caso, con la misma película de
compuesto. Durante la impresión se mantiene el vacío conectando el
bolsillo a una bomba de vacío.
El solicitante ha descubierto que la impresión
por transferencia mediante la técnica de bolsa en objetos
tridimensionales y no tridimensionales, utilizando el compuesto de
la solicitud de patente europea anterior, posee una calidad
inferior en comparación con la impresión obtenida en las mismas
condiciones mediante la técnica de la membrana. Véanse los
ejemplos.
Por ello se experimentó la necesidad de disponer
de un proceso de impresión por transferencia mediante sublimación
de colores sobre artículos tridimensionales y superficies planas,
utilizando la técnica de bolsa que se define anteriormente para
permitir la obtención de un artículo manufacturado con la siguiente
combinación de propiedades: sin defectos (burbujas, zonas borrosas
en el dibujo impreso, etc.); muy buena definición de la imagen y
rendimiento cromático comparable con el que se obtiene con la
técnica de impresión por transferencia con membrana utilizando el
compuesto de la solicitud de patente europea anterior; fácil
transferencia con alta definición de dibujos complejos, como por
ejemplo el dibujo de las vetas de un pinar.
Sorprendente e inesperadamente, el solicitante
ha descubierto un proceso en virtud del cual se utiliza la técnica
de impresión por transferencia con bolsa que resuelve dichos
problemas técnicos.
El presente invento tiene por objeto un proceso
de impresión por transferencia mediante sublimación de colores
utilizando la técnica de bolsa, que se basa en los siguientes pasos:
a) revestimiento de la superficie del artículo que se va a imprimir
con un compuesto que está formado por: una película o lámina de
polímeros, que forma la base del compuesto y es capaz de resistir
sin descomponerse ni deformarse a las temperaturas que se utilizan
en la fase de transferencia de color por sublimación, dicha película
o lámina de polímeros con un grosor entre 6 y 100 \mum y una o
ambas superficies mate, por tanto rugosas y opacas, caracterizadas
por un brillo <60%, determinado por el método DIN 67530 con un
ángulo de medida de 85º; una capa de aluminio, con un grosor entre
0,5 y 40 nm, preferentemente entre 1 y 20 nm, preferentemente con
una densidad óptica entre 0,05 y 3,0, preferentemente entre 0,1 y
0,5, medida según TD 932 - densitómetro Macbeth, y la capa de
aluminio se deposita sobre una superficie mate de la película de
compuesto polimérico; un dibujo, con sus colores respectivos,
impreso en la capa de aluminio y puesto en contacto con la
superficie del artículo en el que se va a imprimir; b) cierre
longitudinal del estuche que forma la película de compuesto y la
aplicación de vacío o reducción de la presión entre la película de
compuesto y el artículo en el que se va a imprimir, utilizando una
presión residual entre 0,05 bar (5 x 10^{3} Pa) y 0,2 bar (2 x
10^{5} Pa), preferiblemente 0,1 bar (10^{4} Pa); c)
calentamiento a temperaturas entre 170ºC y 240ºC, preferentemente
entre 190ºC y 210ºC, manteniendo la presión residual dentro de los
límites anteriores, entre 1 y 5 minutos; d) enfriamiento y
recuperación del artículo impreso.
El cierre longitudinal del estuche formado por
el compuesto puede llevarse a cabo utilizando, por ejemplo, cinta
adhesiva, o soldadura por ultrasonidos, utilizando técnicas
conocidas.
Se aplica el vacío a los dos extremos del
estuche formado por el compuesto mediante una bomba.
Opcionalmente, el compuesto se puede tratar con
técnicas convencionales para que se cargue electrostáticamente
cuando se utilice en el proceso de acuerdo con el presente invento.
De este modo la adhesión del compuesto al artículo es más fácil y
por tanto se facilita la formación de la bolsa y la aplicación del
vacío.
Para desarrollar el proceso de impresión, se
puede utilizar por ejemplo un horno adecuado a este efecto u otro
equipo equivalente.
El grosor de la película de compuesto polimérico
debe estar preferiblemente entre 10 y 25 micras y la densidad
óptica de la película de aluminio, tal y como se explica
anteriormente, entre 0,1 y 0,5.
Preferentemente, el brillo de la superficie
rugosa de la película de polímeros que forman la película de
compuesto deber ser de >10%, medido con el método anterior, pero
con un ángulo de contacto de 60º o, preferentemente, debe
encontrarse entre el 15%, medido con un ángulo de 60º, y el 55%,
medido con un ángulo de 85º, incluidos los extremos.
El polímero que forma la película o lámina se
selecciona de entre poliésteres, resinas fluoradas, poliamidas,
poliimidas, poliéteres y resinas de poliuretano.
Se utiliza preferiblemente una película
polimérica de poliéster, en concreto tereftalato de polietileno,
tereftalato de polibutileno o tereftalato de glicol.
También se pueden utilizar películas poliméricas
extendidas en una o ambas direcciones, longitudinales y/o
transversales.
Los resultados obtenidos con el compuesto del
presente invento son sorprendentes, ya que las pruebas llevadas a
cabo por el solicitante han demostrado que utilizando únicamente la
película base de polímeros, con la superficie mate, la definición
de la imagen transferida y el rendimiento cromático no son
satisfactorios.
Además, el uso del compuesto del presente
invento permite una reducción drástica del tiempo dedicado al
proceso de impresión por transferencia, a la vez que se aplican
temperaturas más bajas y se dedica menos tiempo que en el caso de
películas mate no metalizadas.
El proceso de preparación de la película de
compuesto utilizada en el proceso del presente invento se lleva a
cabo en dos pasos.
En el primero, se prepara la película polimérica
mate.
Este paso se puede llevar a cabo utilizando
métodos conocidos, como extrusión del polímero que contiene rellenos
inorgánicos, o con tratamientos químicos o mecánicos, por ejemplo
grabado o aplicación de una capa de resina sobre una o ambas
superficies de la película, o aplicando el tratamiento "de
corona" con métodos bien conocidos para personal formado en este
campo.
Las películas de polímeros mate se pueden
adquirir fácilmente en el mercado, así como por parte de los
fabricantes de compuestos plásticos.
De hecho, las películas mate se utilizan
ampliamente para embalajes flexibles.
La metalización de la superficie mate de la
película de polímeros se lleva a cabo depositando una capa de
aluminio en condiciones de vacío, con métodos bien conocidos para
personal formado en este campo.
La película queda impresa con el dibujo que se
va a transferir al lateral cubierto con aluminio, utilizando
máquinas de impresión de offset, flexo, huecograbado o serigrafía,
preferiblemente se utilizará una máquina de impresión en
huecograbado.
Las tintas utilizadas son las disponibles
habitualmente en el mercado, y que se pueden emulsionar o dispersar
en agua o en disolvente y preferentemente deben presentar una alta
resistencia a la luz.
Con la película de compuesto de acuerdo con el
presente invento se puede imprimir tanto en superficies planas como
en artículos tridimensionales, incluso con superficies
irregulares.
Como ya se ha afirmado, la transferencia de
color sobre el soporte final de acuerdo con el proceso del presente
invento se lleva a cabo mediante la técnica de sublimación de
colores a temperaturas preferentemente entre 190ºC y 210ºC.
Por norma general, el tiempo de contacto suele
oscilar entre 1 y 5 minutos, y varía en función de la masa del
artículo y de las condiciones del proceso de intercambio durante la
transferencia.
La cantidad de color transferido suele ser del
orden del 90% o superior.
Como ya se ha afirmado, en la impresión de
artículos tridimensionales o superficies planas, la definición de
la imagen resulta comparable con la que se obtiene utilizando el
compuesto metálico del método anterior con la técnica de impresión
por transferencia con membrana en vacío.
Generalmente las películas del presente invento
pueden utilizarse para la impresión por transferencia aplicándolas
a cualquier artículo sobre el que se vaya a imprimir si están
formadas por un compuesto resistente a las temperaturas que se
utilizan en el proceso de impresión por sublimación y tienen
superficies capaces de absorber los colores sublimables que se
transfieren desde la superficie metalizada del compuesto.
De acuerdo con una realización preferente del
proceso del presente invento, las superficies del soporte sobre el
que se va a imprimir están previamente cubiertas, por ejemplo con
pintura electroestática, con una capa de compuesto de polímeros,
por ejemplo polvos termoendurecibles de poliéster o poliuretano, con
una formulación que favorezca la máxima penetración de las tintas
sublimables.
Las películas de compuesto del presente invento
se pueden utilizar para la técnica de impresión por transferencia
para la aplicación a soportes de diferentes materiales, como metales
(aluminio, hierro, zinc, acero, hierro forjado), o artículos
manufacturados de cristal, cerámica o compuestos de polímeros.
Los materiales pueden adoptar la forma de
superficies planas y de artículos tridimensionales.
El solicitante ha descubierto que utilizando el
compuesto del invento a las temperaturas del proceso de impresión
por transferencia, el dibujo no se deforma cuando se imprime sobre
el artículo manufacturado. Ello representa una ventaja importante
ya que prácticamente ya no hay que descartar artículos a causa de
dicho defecto de impresión.
El proceso de acuerdo con el presente invento
resulta mucho más novedoso si se tiene en cuenta que el valor de la
única película mate en la impresión por transferencia con
sublimación de colores no permite obtener una definición de la
imagen muy buena. Véanse los ejemplos comparativos.
Otro objeto del presente invento es el compuesto
utilizado en el proceso de impresión que se ha descrito
anteriormente.
Los siguientes ejemplos pretenden ilustrar el
invento y no se entenderán como limitativos del objeto del
mismo.
\vskip1.000000\baselineskip
(Comparativo)
Una película de tereftalato de polietileno
(brillo = 100%) con un grosor de 23 \mum metalizada por un lado
con aluminio con un grosor de 12,5 nm, correspondiente a una
densidad óptica determinada por una densitometría de 2,1 (película
metalizada A) se imprime con un dibujo de color que reproduce las
vetas de un pinar.
El soporte sobre el que se imprime es un perfil
de aluminio para puertas y ventanas, con unas dimensiones
aproximadas de 7 m x 10 cm x 5 cm, pretratado con pintura
electroestática con pintura de polvos termoendurecibles de poliéster
con un grosor de 75 micras.
Se envuelve el perfil con la película de
compuesto con el fin de que se no se formen pliegues y se sella
herméticamente por el lado más largo. Para ello se utiliza una
bomba de vacío de 0,1 bar (10^{4} Pa), asegurándose de que no se
formen pliegues ni burbujas entre el compuesto y el artículo. La
impresión por transferencia se lleva a cabo transfiriendo el
envoltorio que envuelve el perfil de aluminio en un horno a 205ºC
durante 4 minutos, manteniendo el vacío en el valor indicado
anteriormente mediante la bomba.
Al finalizar se enfría, se recupera la presión
atmosférica y la película de compuesto se retira del artículo.
El dibujo impreso sobre la barra de aluminio
(Fig. 1) muestra defectos de impresión atribuibles a burbujas de
aire o vapores no evacuados, que han evitado que la película entrase
en contacto con la capa de pintura que está sobre el perfil.
Además, algunos detalles de las vetas impresas resultan borrosos.
Por tanto, la reproducción del dibujo impreso no siempre es buena.
Se observa que sobre el compuesto utilizado sólo quedan restos de
las tintas sublimables. Por ello la transferencia de color sobre la
barra de aluminio ha sido considerable.
\vskip1.000000\baselineskip
Se repite el ejemplo 1 pero se utiliza una
película de compuesto en la que una de las superficies es mate y
después ha sido metalizada con aluminio.
La superficie mate presenta un brillo del 45%
determinado por el método DIN 67530, utilizando un ángulo de medida
de 85º.
El dibujo impreso sobre la barra de aluminio
(Fig. 2) no presenta defectos (no hay burbujas de aire ni zonas
borrosas) y tiene una calidad muy buena. Se observa que sobre el
compuesto utilizado sólo quedan restos de las tintas sublimadas. Por
ello la transferencia de color sobre la barra de aluminio ha sido
considerable.
Si se comparan las figuras 1 y 2, se aprecia
claramente que la reproducción del dibujo en el caso de la figura 2
es de mayor calidad que la obtenida en la figura 1.
\vskip1.000000\baselineskip
(Comparativo)
Se repite el ejemplo 2 pero utilizando
únicamente la película base de polímeros mate (no metalizada con la
capa de aluminio) sobre la que se imprime el mismo dibujo de
colores.
El dibujo impreso sobre el perfil de aluminio
(figura 3) en este caso presenta una definición mucho más baja que
la que se ha obtenido en el ejemplo 2. Mediante una observación
visual se aprecia que las líneas que reproducen las vetas son
discontinuas y que están generalmente formadas por secuencias de
puntos: el dibujo muestra el defecto de impresión que se conoce
como "falta de uniformidad" y no tiene una calidad
aceptable.
Se aprecia que sobre la película polimérica
recuperada al final del proceso permanece una gran cantidad de
tinta, de forma que se reconoce el dibujo original con facilidad.
Por ello al usar solamente la película de polímeros mate en el
proceso de impresión por transferencia con la técnica mencionada
anteriormente, los colores se transfieren de forma parcial al
soporte.
\vskip1.000000\baselineskip
Se actúa igual que en el ejemplo 1 pero
utilizando una película de compuesto en la que una de las
superficies de la película base es mate y después ha sido metalizada
con aluminio.
La superficie mate presenta un brillo del 20%,
determinado por el método DIN 67530, utilizando un ángulo de medida
de 60º.
El dibujo impreso sobre la barra de aluminio
(Fig. 4) no presenta defectos.
La definición del dibujo impreso resulta
levemente inferior a la obtenida en el ejemplo 2.
En general la impresión ha obtenido resultados
de buena calidad y por tanto es aceptable.
Claims (13)
1. Proceso de impresión por transferencia
mediante sublimación de colores por tecnología de bolsa, que incluye
los siguientes pasos: a) recubrimiento de la superficie del
artículo sobre el que se vaya a imprimir con un compuesto que
contenga: una película o lámina de polímeros, que forma la base del
compuesto, que resista sin descomponerse ni deformarse a las
temperaturas usadas en la fase de transferencia de color por
sublimación, con un grosor entre 6 y
100 \mum y con una o ambas superficies mate, caracterizada por un brillo <60%, determinado por el método DIN 67530 con un ángulo de medida de 85º; una capa de aluminio, con un grosor entre 0,5 y 40 nm, preferentemente entre 1 y
20 nm con una densidad óptica alrededor de 0,05-3,0, preferiblemente 0,1-0,5, con la capa de aluminio depositada sobre una superficie mate de la película de polímeros del compuesto; a) un dibujo, con sus respectivos colores, impreso sobre la capa de aluminio que entra en contacto con la superficie del artículo en el que se va a imprimir; b) cierre longitudinal del estuche formado por el compuesto y la aplicación de vacío entre la película del compuesto y el artículo en el que se va a imprimir; c) calentamiento a temperaturas entre 170ºC y 240ºC, preferiblemente entre 190ºC y 210ºC, durante entre 1 y 5 minutos; d) enfriamiento y recuperación del artículo impreso.
100 \mum y con una o ambas superficies mate, caracterizada por un brillo <60%, determinado por el método DIN 67530 con un ángulo de medida de 85º; una capa de aluminio, con un grosor entre 0,5 y 40 nm, preferentemente entre 1 y
20 nm con una densidad óptica alrededor de 0,05-3,0, preferiblemente 0,1-0,5, con la capa de aluminio depositada sobre una superficie mate de la película de polímeros del compuesto; a) un dibujo, con sus respectivos colores, impreso sobre la capa de aluminio que entra en contacto con la superficie del artículo en el que se va a imprimir; b) cierre longitudinal del estuche formado por el compuesto y la aplicación de vacío entre la película del compuesto y el artículo en el que se va a imprimir; c) calentamiento a temperaturas entre 170ºC y 240ºC, preferiblemente entre 190ºC y 210ºC, durante entre 1 y 5 minutos; d) enfriamiento y recuperación del artículo impreso.
2. Proceso de acuerdo con la reivindicación 1,
en el que en el paso b) la presión residual oscila entre 0,05
bar
(5 x 10^{3} Pa) y 0,2 bar (2 x 10^{5} Pa), y preferiblemente es de 0,1 bar (10^{4} Pa).
(5 x 10^{3} Pa) y 0,2 bar (2 x 10^{5} Pa), y preferiblemente es de 0,1 bar (10^{4} Pa).
3. Proceso de acuerdo con las reivindicaciones 1
y 2, en el que el compuesto está cargado electrostáticamente.
4. Proceso de acuerdo con las reivindicaciones
de la 1 a la 3, en el que el grosor de la película de polímeros del
compuesto oscila entre 10 y 25 \mum y la densidad óptica de la
película de aluminio oscila entre 0,1 y 0,5.
5. Proceso de acuerdo con las reivindicaciones
de la 1 a la 4, en el que el brillo de la superficie rugosa de la
película de polímeros que constituye la base del compuesto es
>10%, medido con un ángulo de contacto de 60º, y preferiblemente
oscila entre el 15%, medido con un ángulo de 60º, y el 55%, medido
con un ángulo de 85º, extremos incluidos.
6. Proceso de acuerdo con las reivindicaciones
de la 1 a la 5, en el que el polímero que forma la película se ha
seleccionado de entre los siguientes: poliésteres, resinas
fluoradas, poliamidas, poliimidas, poliéteres y resinas de
poliuretano.
7. Proceso de acuerdo con la reivindicación 6,
en el que la película de polímeros está formada por poliéster,
preferiblemente tereftalato de polietileno, tereftalato de
polibutileno, tereftalato de glicol.
8. Proceso de acuerdo con las reivindicaciones 6
o 7, en el que se utilizan películas de polímeros en una o ambas
direcciones, de forma longitudinal y/o transversal.
9. Proceso de acuerdo con las reivindicaciones
de la 1 a la 8 en el que la película de compuesto utilizada en el
paso a) se obtiene en dos pasos: preparación de la película de
polímeros mate; metalización de la superficie mate de la película
de polímeros mediante la colocación de una capa de aluminio en
condiciones de vacío; impresión del dibujo que se va a transferir al
lateral cubierto de aluminio.
10. Proceso de acuerdo con las reivindicaciones
de la 1 a la 9 en el que el artículo sobre el que se va a imprimir
presenta superficies planas o es tridimensional.
11. Proceso de acuerdo con la reivindicación 10,
en el que el artículo sobre el que se va a imprimir está formado por
un compuesto resistente a las temperaturas utilizadas en el proceso
de impresión por sublimación y que presenta superficies que absorben
los colores sublimables que se transfieren desde la superficie
metalizada del compuesto.
12. Compuesto de acuerdo con la reivindicación
11, en el que las superficies del artículo sobre el que se va a
imprimir están cubiertas con pintura electrostática con una capa de
compuesto de polímeros, preferiblemente polvos termoendureciles de
poliéster o poliuretano.
13. Proceso de acuerdo con las reivindicaciones
de la 10 a la 12, en el que el compuesto del que está formado el
artículo sobre el que se va a imprimir se selecciona de entre los
metales, preferentemente aluminio, hierro, zinc, acero, hierro
forjado, o cristal, cerámica o compuestos de polímeros.
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