ES2608027T3 - Procedimiento de aplicación de una capa a una superficie, así como un conjunto y un panel decorativo - Google Patents

Abstract

Un procedimiento para funcionalizar una capa que comprende componentes aptos para curado por radiación por medio de deposición de una capa de terminación sobre la parte superior de dicha capa, caracterizado porque, dicho procedimiento comprende las siguientes etapas: i) la provisión de una capa de un fluido que comprende componentes aptos para curado por radiación objeto de curado, estando dicha capa presente sobre un sustrato, ii) la aplicación de dicha capa de terminación sobre la parte superior de dicha capa de fluido que comprende componentes aptos para curado por radiación por medio de un aerosol que comprende un componente activo. iii) la aplicación de radiación en una unidad de radiación, por ejemplo, una unidad UV o una unidad EB (haz de electrones), sobre los componentes, el conjunto obtenido tras la etapa ii), en el que tiene lugar la polimerización de dicha capa de fluido que comprende componentes aptos para curado por radiación, y como resultado del calor de reacción exotérmica que se libera durante dicha polimerización, tiene lugar la evaporación de los componentes líquidos presentes en dicha capa de terminación, dando como resultado que dicha capa de terminación que contiene los componentes activos presente un espesor de 1-200 nm.

Description

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DESCRIPCION

Procedimiento de aplicacion de una capa a una superficie, asf como un conjunto y un panel decorativo

Procedimiento para aplicar una capa a una superficie, asf como un conjunto y un panel decorativo.

La presente invencion se refiere a un procedimiento para aplicar una capa a una superficie. La presente invencion, ademas se refiere a un conjunto que consiste en una capa aplicada a una superficie y a un panel decorativo formado por un nucleo y una capa decorativa sobre uno o ambos lados del nucleo.

A partir de la patente de Estados Unidos N°. 6.185.840 se conoce un procedimiento en el que se aplica una capa apta para curado por radiacion a un sustrato, por ejemplo papel, vidrio, plasticos, madera o metal. La capa aplicada de este modo se hace pasar a traves de una unidad de curado, que usa luz ultravioleta para la etapa de curado, al tiempo que se lava el espacio en el que tiene lugar la etapa de curado con un gas. El procedimiento se conoce a partir del hecho que comprende dos etapas, una primera etapa, en la que la capa aplicada, que generalmente es termo-sensible y tiene un espesor de 10-50 |im, se debe enfriar durante la radiacion UV. La segunda etapa se puede considerar como una operacion de secado/curado en una atmosfera espedfica, por ejemplo un gas inerte, en particular nitrogeno o dioxido de carbono. La atmosfera inerte en particular funciona para evitar las reacciones qrnmicas que se ven afectadas de forma negativa, de forma que se obtienen un buen enlace y buenas propiedades de superficie.

La solicitud de patente europea N.° 0 724 914 se refiere a un procedimiento para la pintura continua de elementos moviles, en particular elementos de madera con forma de varilla en el que, tras la aplicacion de una primera capa de pintura al elemento, se retira la capa de pintura aplicada de este modo por medio de cepillado, despues de lo cual se aplica una segunda capa de pintura, y se lleva a cabo el secado por medio de radiacion ultravioleta.

La solicitud de patente europea N.° 1 157 750 se refiere a un procedimiento para revestir la superficie interna de un recipiente de polietileno con una composicion polimerica basada en epoxi apta para curado por radiacion, usando radiacion electromagnetica.

La patente de Estados Unidos N.° 6 677 045 se refiere a un revestimiento de multicapa que comprende una capa de revestimiento de base y una capa de revestimiento de terminacion, en el que se aplica una capa de revestimiento de base a un sustrato y se calienta hasta una temperatura de como maximo 100 °C, despues de lo cual se aplica un revestimiento de terminacion a dicha capa de revestimiento de base, seguido de curado por radiacion. Aunque la capa de revestimiento de base no se cure completamente despues de dicho tratamiento termico, no se puede considerar como capa de fluido.

La solicitud internacional WO 03/064061 se refiere a un procedimiento para la aplicacion de un revestimiento a un sustrato, en el que el sustrato se pre-trata por medio de un plasma de baja temperatura, un descarga de corona o una llama, despues de aplicar un revestimiento al sustrato pre-tratado de este modo, que posteriormente se seca por medio de ondas electromagneticas.

La patente de Estados Unidos N°. 6.528.126, se refiere a un procedimiento para la aplicacion de un revestimiento de multicapa a un sustrato (posiblemente pre-revestido), en el que el revestimiento se aplica al sustrato, al cual se aplica el revestimiento de terminacion, despues de lo cual se irradia alternativamente al menos un de las capas aplicadas de este modo con radiacion UV y radiacion IR, usando una fuente de radiacion que comprende radiacion UV asf como tambien radiacion IR, teniendo la radiacion una duracion de al menos 30 segundos.

El objeto de la presente invencion es aplicar una capa fina a una superficie al tiempo que se lleva a cabo una buena union de la capa fina a la superficie.

Otro objeto de la invencion es aplicar una capa fina a una superficie, en la que la capa fina penetra en la superficie por difusion, de manera tal que se conserva la funcionalidad de la capa fina.

Otro objetivo de la invencion es hacer posible la influencia sobre la funcionalidad de la capa fina segun sea necesario.

El procedimiento al que se hace referencia en el parrafo de introduccion se caracteriza porque dicha capa fina de dicho procedimiento comprende las siguientes etapas:

i) la provision de una capa de fluido que comprende componentes aptos para curado por radiacion objeto de curado, estando dicha capa presente en un sustrato,

ii) la aplicacion de dicha capa de terminacion a la parte superior de dicha capa de fluido que comprende componentes aptos para curado por radiacion por medio de un aerosol que comprende componentes activos,

iii) la aplicacion de radiacion en una unidad de radiacion, una unidad UV o una unidad EB (haz de electrones), sobre el conjunto obtenido en la etapa ii), en el que tiene lugar la polimerizacion de dicha capa de fluido que comprende los componentes aptos para curado por radiacion, y como resultado del calor de reaccion exotermica que se libera durante dicha polimerizacion tiene lugar la evaporacion de los componentes lfquidos presentes en

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dicha capa de terminacion dando como resultado una capa de terminacion que contiene dichos componentes activos que tiene un espesor de 1-200 nm.

El uso de un aerosol hace posible aplicar capas muy finas a la superficie, en relacion con lo cual la tecnica de aerosol se debe considerar como flujo de gotas en fase gas, siendo generalmente el diametro de las gotas significativamente mas pequenos que 100 pm. Dichas gotas tambien pueden contener uno o mas solidos. Tambien es posible, no obstante, disolver los solidos en un primer disolvente y despues convertir la composicion obtenida de este modo en un aerosol. Se pueden obtener revestimientos que difieren unos de otros con respecto a la calidad y funcionalidad por medio del uso de una seleccion especial de la composicion lfquido-gas del aerosol. De este modo, es posible en la presente invencion adaptar la funcionalidad de la capa aplicada en forma de aerosol, en relacion con lo cual se deben considerar en particular un grado espedfico de brillo, propiedades anti-estaticas, una elevada resistencia frente al rayado, propiedades antibacterianas y propiedades auto-limpiadoras. Tiene lugar un cierto grado de mezcla en la interfaz del aerosol todavfa fluido y debe tener lugar el curado de dicha superficie. La mezcla es tal que se conserva la funcionalidad de la capa aplicada en forma de aerosol. En la presente invencion, la superficie y la capa que se ha aplicado a la misma en forma de aerosol se curan en una etapa de radiacion individual, sin que se requiera etapa de secado forzado u otras etapas intermedias de procesado.

Para llevar a cabo una buena union entre la capa aplicada en forma de aerosol y la superficie, resulta deseable aplicar el aerosol a una capa de fluido objeto de curado por radiacion, en relacion con lo cual es particularmente deseable someter el conjunto de aerosol y capa objeto de curado por radiacion a un tratamiento de seguimiento con radiacion, en particular radiacion electronica y/o radiacion UV. De este modo, se lleva a cabo una buena union entre la capa de aerosol y la superficie del fluido. El procedimiento de curado se lleva a cabo en fracciones de segundo. Ademas, no son necesarias las combinaciones de las fuentes de radiacion.

La formulacion de aerosol, que puede en particular ser a base de agua o un aerosol que contiene disolvente, consiste por una parte en uno o mas componentes activos que proporcionan la union y la compatibilidad con la superficie y por otra, los componentes que proporcionan la funcionalidad eventual de la superficie de la capa aplicada en forma de aerosol. En una realizacion especial de la presente invencion, es preferible usar los componentes que combinen las dos propiedades, por ejemplo, moleculas que comprenden un grupo que tenga funcionalidad superficial, tal como sales de amonio cuaternario, y un grupo que se puede curar por radiacion, tal como acrilato. En una realizacion espedfica, el aerosol preferentemente contiene solo uno o mas componentes activos, sin el uso de disolventes adicionales, tal como agua o disolventes organicos.

Como resultado del uso de agua y/o disolventes en la formulacion de aerosol parece posible aplicar una capa relativamente gruesa a la superficie, capa que puede fluir mas o menos junta con la superficie todavfa fluida para formar una pelfcula cerrada. Parte del agua y/o los disolventes se evaporan tras la transferencia de la combinacion de la superficie y la capa aplicada en forma de aerosol realizada de este modo hasta una unidad de radiacion, vease una unidad UV o una unidad EB (haz de electrones). Generalmente, la evaporacion completa tiene lugar como resultado del calor de reaccion exotermico que se libera durante la etapa de polimerizacion en la unidad de radiacion. Tras la evaporacion, se alcanza el espesor final de capa de la capa aplicada como aerosol.

Usando el presente procedimiento, se puede obtener un espesor de capa de 1-200 nm tras el curado de la capa aplicada en forma de aerosol, siendo el espesor de la capa apta para curado por radiacion de la superficie de 4100 pm.

En una realizacion particular, preferentemente la superficie de fluido esta presente en un sustrato,, en particular un material que contiene celulosa impregnado con una resina apta para curado. Se puede mencionar papel impregnado, en particular de una o mas papeles kraft impregnados con una resina de fenol, como sustrato apropiado.

El aerosol a usar en la presente invencion preferentemente contiene componentes objeto de curado por medio de radiacion de electrones y/o radiacion UV, y puede ser una formacion basada en agua o que contiene disolvente.

En la presente invencion, se puede anadir al aerosol uno o mas componentes funcionales seleccionados entre el grupo que consiste en bactericidas, abrillantadores, mejoradores de la resistencia al rayado, agentes de mateado, antiestaticos, modificadores de tension superficial, algicidas, agentes anti-grafiti, agentes de limpieza superficial, pigmentos, agentes que afectan a la friccion y retardadores de llama.

La presente invencion ademas se refiere a un conjunto que comprende una capa presente en una superficie, que se caracteriza porque dicha capa es una capa aplicada en forma de aerosol y porque dicha capa es una capa curada por radiacion.

El espesor de la capa aplicada en forma de aerosol en el presente conjunto es de 1-200 nm tras el curado, siendo el espesor de la capa curada por radiacion de 4-100 pm.

En una realizacion especial, uno o mas componentes seleccionados entre el grupo que consiste en bactericidas, abrillantadores, mejoradores de la resistencia frente al rayado, agentes de mateado, antiestaticos, modificadores de tension superficial, algicidas, agentes anti-grafiti, agentes limpiadores de superficie, pigmentos, agentes que afectan

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a la friccion y retardadores de llama esta(n) preferentemente presente(s) en la capa aplicada en forma de aerosol.

En una realizacion especial del presente conjunto, la superficie, que es una capa curada por radiacion, esta presente sobre el sustrato, preferentemente un material que contiene celulosa impregnado con una resina apta para curado, en particular papel impregnado, tal como papel kraft impregnado con una resina de fenol, o un numero de dichas capas de papel kraft.

El presente conjunto es en particular apropiado para su uso en un panel decorativo, formado por un nucleo provisto de una o mas capas decorativas sobre uno o ambos lados, en el que el presente conjunto se usa como capa decorativa. El nucleo que se usa puede, en particular, estar formado por una o mas capas impregnadas con resina que contienen celulosa.

Usando el presente procedimiento, en el que se lleva a cabo la denominada deposicion de aerosol en combinacion con una capa objeto de curado por radiacion, es posible aplicar una capa muy fina a una superficie de fluido, en particular un revestimiento aplicado previamente, en el que se lleva a cabo un enlace duradero entre las capas y la superficie como resultado del curado rapido que tiene lugar cuando se lleva a cabo un procedimiento de reticulacion apto para curado por radiacion. Usando el presente procedimiento, es posible en particular ajustar la funcionalidad de la capa aplicada en forma de aerosol, en particular la capa superior, de acuerdo con objetivos espedficos.

Ahora se explica la presente invencion por medio de un numero de ejemplos, en relacion con los cuales debena apreciarse, no obstante, que la presente invencion no esta limitada a dichos ejemplos espedficos.

Ejemplos

Se aplico un revestimiento de revestimiento apto para curado por radiacion que consistfa en un oligomero que contiene grupos acrilato (65 %) diluido con HDDa hasta una viscosidad de 2000 mPas sobre PVC con un espesor de aproximadamente 30 pm por medio de un aplicador de pelfcula. Se aplico el mismo revestimiento apto para curado por radiacion a un revestimiento parcialmente curado, que a su vez se aplico a un papel impregnado con una resina de fenol.

Se aplico una formulacion a base de agua en forma de aerosol al revestimiento que contiene grupos acrilato todavfa fluido por medio de una pistola de aerografo. La invencion consistio en obtener una capa de pelfcula cerrada. La capa de pelfcula aplicada en forma de aerosol se cerro a 1-10 g/m2 de pelfcula humeda. Parecio que el espesor de capa necesario con el fin de disponer de gotas de agua que fluyan juntas en el interior de la pelfcula cerrada dependio de la tension superficial de la formulacion acuosa. Dicha tension superficial se ajusto por medio de la adicion de un tensioactivo. Se anadio una cantidad de un 0,2 % en peso de softanol 70 al agua para ajustar la tension superficial.

Se establecio que la energfa cinetica de las gotas objeto de dispersion no debfa ser demasiado grande, debido a que interfiere con la capa de pelfcula humeda subyacente en ese caso y se evita que las gotas fluyan juntas si se produce el impacto demasiado profundo en la capa humeda. El impacto se puede reducir por medio del uso de gotas pequenas con bajas velocidades de impacto.

Las muestras con el revestimiento todavfa fluido apto para curado por radiacion con la formulacion a base de agua aplicada en forma de aerosol presente sobre el mismo se transportaron a una fuente de radiacion de haz de electrones, despues de lo cual se polimerizo todo el sistema, usando una tension de aceleracion de 150 kV y una dosificacion de superficie de 60 kGray.

El agua y la formulacion a base da agua se evaporaron en gran medida durante el transporte hasta la fuente de radiacion y durante la radiacion con electrones.

Se formo una pelfcula superficial curada de manera apropiada despues de la etapa de radiacion. No se pudieron observar efectos nocivos del agua aplicada.

Los componentes activos de la formulacion a base de agua estan presentes en una capa muy fina sobre la superficie, es decir, un revestimiento apto para curado por radiacion.

Dado que los componentes activos de la formulacion basada en agua bien contienen grupos aptos para curado por radiacion o bien se mezclan con componentes aptos para curado por radiacion o bien son facilmente compatibles con la superficie todavfa fluida, los componentes activos se unen de forma irreversible al revestimiento apto para curado por radiacion al cual se ha aplicado la formulacion a base de agua.

Se midieron los siguientes efectos:

Tension superficial de las muestras sobre PVC, medida por medio de la tecnica de tinta. Muestra de referenda. 99,8 % de agua, 0,2 % de softenol 7035 mN/m.

Muestra A

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95.8 % de agua, 2 % de Uvecoat 7177, 2 % de cloruro de 2-acriloiloxi etil-trimetil-amonio, 0,2 % de softenol 70 52 mN/m

Resistividad superficial, Ohm/cuadrado

Muestra de referencia

99.8 % de agua, 0,2 % de softenol 70 > 10 E 12,5 Ohm/cuadrado.

Muestra B

94.8 % de agua, 3 % de Uvecoat 7177, 2 % de biocoat 220, 0,2 % de softenol 70 10 E 10 Ohm/m

Aptitud de limpieza Muestra de referencia

99.8 % de agua, 0,2 % de softenol 70

Retirada completa y adecuada de marcador permanente Edding 3000.

Muestra C

97.8 % de agua, 2 % de 2,2,3,3,4,4,4-heptafluorobutilacrilato,

0,2 % de softenol 70

Retirada simple y completa de marcador permanente Edding 3000.

HPL

Se presionaron placas que teman un espesor de 6 mm a partir de las muestras aplicadas a un papel impregnado con fenol, usando tecnicas que se conocen en la industria HPL (EN 438). Tras la medicion, parecio que estas placas teman las siguientes propiedades:

Resistividad superficial, Ohm/cuadrado

Muestra de Referencia

99.8 % de agua, 0,2 % de softenol 70 > 10 E 12,5 Ohm/cuadrado.

Muestra D

97.8 % de agua, 2 % de cloruro de 2-acriloxi etiltrimetil amonio, 0,2 % de softanol 70.

10 E 9 Ohm/cuadrado

Retirada de grafitis: retirada de marcador permanente Edding 3000

Muestra de Referencia

99.8 % de agua, 0,2 % de softenol 70 Adequate y limpieza completa Muestra C

97.8 % de agua, 2 % de 2,2,3,3,4,4,4-heptafluorobutilacrilato,

0,2 % de softenol 70

Retirada simple y completa de marcador permanente Edding 3000.

Actividad van E. Coli

Se examinaron las propiedades antibacterianas de la muestra de referencia anteriormente mencionada y la Muestra B, usando el procedimiento JIS Z 2801:2000. Como pre-tratamiento, se sometieron las muestras a una operacion de limpieza completa que implico lavar con agua caliente y etanol, no exhibiendo la capa aplicada en forma de aerosol de la Muestra B ningun deslaminado.

La actividad de E. Coli conto hasta t = 0, 1,2 104 para la muestra de referencia, y disminuyo hasta un valor de 1,1104 tras 1 hora. Los valores medidos para la Muestra B fueron 1,2104 y 2,3-10, respectivamente, mostrando el

ultimo valor una actividad antibacteriana diferente.

A partir de los datos de medicion anteriores, resulta evidente que las muestras A-D puede proporcionar funcionalidades espedficas, como resultado de que las propiedades de las respectivas muestras A-D se ven afectados en comparacion con la muestra de referencia, que no comprende dichos componentes que tienen 5 influencia sobre la funcionalidad. Ademas, el uso de la formulacion de aerosol ha mostrado que es posible aplicar capas finas a una superficie distribuidas de manera uniforme.

Claims (21)

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   REIVINDICACIONES

   1. Un procedimiento para funcionalizar una capa que comprende componentes aptos para curado por radiacion por medio de deposicion de una capa de terminacion sobre la parte superior de dicha capa, caracterizado porque, dicho procedimiento comprende las siguientes etapas:

   i) la provision de una capa de un fluido que comprende componentes aptos para curado por radiacion objeto de curado, estando dicha capa presente sobre un sustrato,

   ii) la aplicacion de dicha capa de terminacion sobre la parte superior de dicha capa de fluido que comprende componentes aptos para curado por radiacion por medio de un aerosol que comprende un componente activo.

   iii) la aplicacion de radiacion en una unidad de radiacion, por ejemplo, una unidad UV o una unidad EB (haz de electrones), sobre los componentes, el conjunto obtenido tras la etapa ii), en el que tiene lugar la polimerizacion de dicha capa de fluido que comprende componentes aptos para curado por radiacion, y como resultado del calor de reaccion exotermica que se libera durante dicha polimerizacion, tiene lugar la evaporacion de los componentes lfquidos presentes en dicha capa de terminacion, dando como resultado que dicha capa de terminacion que contiene los componentes activos presente un espesor de 1-200 nm.
2. 2. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado porque el espesor de la capa que comprende componentes aptos para curado por radiacion es de 4-100 pm.
3. 3. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado porque dicho sustrato es un material que contiene celulosa impregnado con una resina apta para curado.
4. 4. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 3, caracterizado porque el sustrato es un papel impregnado.
5. 5. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 3, caracterizado porque dicho sustrato es un papel kraft impregnado con una resina de fenol.
6. 6. Un procedimiento de acuerdo con una o mas de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el aerosol contiene uno o mas disolventes.
7. 7. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 6, caracterizado porque el aerosol es a base de agua.
8. 8. Un procedimiento de acuerdo con una o mas de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el aerosol contiene componentes aptos para curado por radiacion de electrones y/o radiacion UV.
9. 9. Un procedimiento de acuerdo con una o mas de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dichos componentes activos presentes en dicho aerosol estan seleccionados entre el grupo que consiste en bactericidas, abrillantadores, mejoradores de la resistencia al rayado, agentes de mateado, antiestaticos, modificadores de tension superficial, algicidas, agentes anti-grafiti, agentes limpiadores de superficie, pigmentos, agentes que afectan a la friccion y retardadores de llama.
10. 10. Un procedimiento de acuerdo con una o mas de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho aerosol es un flujo de gotas en fase gas, siendo el diametro de las gotas < 100 pm, en el que dichas gotas contienen componentes activos.
11. 11. Un procedimiento de acuerdo con una o mas de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la etapa iii) es una etapa de radiacion individual, sin que se requiera etapa de secado forzado alguna u otras etapas de procesado intermedias.
12. 12. Un procedimiento de acuerdo con una o mas de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dichos componentes activos son moleculas que comprenden un grupo que tiene funcionalidad superficial y un grupo que se puede curar por radiacion.
13. 13. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 12, caracterizado porque se usa acrilato como grupo que se puede curar por radiacion.
14. 14. Un conjunto que comprende una capa que comprende componentes aptos para curado por radiacion sobre un sustrato, caracterizado porque sobre la parte superior de dicha capa se aplica una capa de terminacion en forma de aerosol, presentando dicha capa de terminacion un espesor de 1-200 nm.
15. 15. Un conjunto de acuerdo con la reivindicacion 14, caracterizado porque el espesor de la capa que comprende componentes aptos para curado por radiacion es de 4-100 pm.
16. 16. Un conjunto de acuerdo con una o mas de las reivindicaciones 14 o 15, caracterizado porque uno o mas componentes seleccionados entre el grupo que consiste en bactericidas, abrillantadores, mejoradores de la resistencia al rayado, agentes de mateado, antiestaticos, modificadores de tension superficial, algicidas, agentes anti-grafiti, agentes limpiadores de superficie, pigmentos, agentes que afectan a la friccion y retardadores de llama se usa(n) en dicha capa de terminacion.
17. 17. Un conjunto de acuerdo con la reivindicacion 14, caracterizado porque dicho sustrato es un material que contiene celulosa impregnado con una resina apta para curado.
18. 18. Un conjunto de acuerdo con la reivindicacion 17, caracterizado porque dicho sustrato es un papel impregnado.
19. 19. Un conjunto de acuerdo con la reivindicacion 18, caracterizado porque dicho sustrato es un papel kraft 5 impregnado con una resina de fenol.
20. 20. Un panel decorativo formado por un nucleo y una capa decorativa sobre uno o ambos lados del nucleo, caracterizado porque se ha usado un conjunto de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 14-19 como capa decorativa.
21. 21. Un panel decorativo de acuerdo con la reivindicacion 20, caracterizado porque dicho nucleo esta formado por 10 una o mas capas impregnadas con resina que contienen celulosa.