ES2819247T3 - Método para producir una superficie de plástico con decoración integrada - Google Patents
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Abstract
Método para producir una superficie (11, 21) de plástico con decoración integrada (13, 23, 113) que comprende las operaciones de - imprimir digitalmente la decoración sobre un sustrato para formar un sustrato decorado (310) con un lado impreso, - modificar el grosor del sustrato decorado (310) ya sea en el lado impreso o en el lado que ha de ser impreso de tal manera que el grosor del sustrato decorado modificado (14, 24, 200, 300) así obtenido disminuya hacia el reborde (117, 217, 317) del sustrato decorado modificado (14, 24, 200, 300), - colocar el sustrato decorado modificado (14, 24, 200, 300) en la cavidad de un molde con el lado impreso mirando hacia el molde de modo que quede un espacio en la zona del reborde, y - formar una lámina (12, 22, 112) de elastómero termoplástico en la cavidad del molde de modo que el espacio es llenado durante la creación de la lámina de elastómero termoplástico por el elastómero termoplástico, de tal manera que la lámina de elastómero termoplástico abarca la zona del sustrato decorado modificado en la que el grosor del sustrato es reducido y así lo fija en su sitio para obtener una superficie (11, 21) de plástico en la que está integrado el sustrato decorado modificado (14, 24, 200, 300).
Description
DESCRIPCIÓN
Método para producir una superficie de plástico con decoración integrada
La invención se refiere a un método para producir una superficie de plástico con decoración integrada, especialmente con elementos decorativos tales como emblemas, patrones, efectos de grabado, adornos y otros tipos de decoración.
Muchas de las superficies que vemos todos los días están hechas de plástico. Por ejemplo, muchas de las superficies interiores que vemos cuando miramos a nuestro alrededor en un automóvil son superficies de plástico, como p. ej. el salpicadero, los paneles de las puertas y otras cubiertas y revestimientos son piezas de plástico. Por consiguiente, existe un fuerte deseo de proporcionar decoraciones en esta clase de superficies.
La impresión digital es una tecnología que es muy adecuada para la creación de decoraciones, ya que permite la creación de imágenes de alta precisión, incluso imágenes fotorrealistas en diferentes materiales, al menos en superficies planas bidimensionales. Sin embargo, las superficies planas son la excepción y no la regla en muchas aplicaciones, p. ej. para las aplicaciones mencionadas anteriormente en la industria del automóvil. Por tanto, se han desarrollado procesos para transferir una imagen digital a la superficie de plástico de una estructura.
El primero de estos procesos que se ha descrito p. ej. en el documento DE 102004 049592 se basa en adaptar una película bidimensional con la imagen impresa digitalmente a la forma deseada, p. ej. termoformándola y moldeándola. Sin embargo, este proceso implica una transformación de la película bidimensional que conduce a una deformación de la imagen durante el proceso de producción. Por consiguiente, se producirá una transformación geométrica del motivo que es impreso, que puede implicar estiramiento local y otros tipos de distorsión. Esto, a su vez, afecta no solo al motivo en sí, que debe ser impreso en la película bidimensional en una forma que lleve al motivo deseado después de que se haya producido la distorsión, pero que también lleva a problemas porque, típicamente, en la impresión digital las imágenes están compuestas por puntos de tinta dispuestos uno al lado del otro. Sin embargo, la distorsión conduce, por un lado, a una situación en la que cambia la distancia entre puntos vecinos cambia, lo que influye, p. ej., en la impresión de color. Además, el área del punto que está cubierta por una cantidad determinada de tinta cambia, lo que se suma a otros cambios de la impresión visual, p. ej. el color percibido por un observador.
Un segundo tipo de enfoque implica la aplicación directa de la impresión digital, típicamente mediante una impresora de chorro de tinta, sobre la superficie de plástico, pero se enfrenta a problemas similares. La razón de esto es que la distancia entre una superficie tridimensional y el cabezal de impresión de la impresora digital variará típicamente, dando lugar a cantidades determinadas de tinta que cubren diferentes áreas y por lo tanto a una percepción diferente del punto respectivo. Además, si la superficie sobre la que se ha colocado un punto determinado no es ortogonal a la dirección en la que se propaga la tinta, la forma del punto obtenido puede dejar de ser circular, dando lugar a otros efectos no deseados.
Otros enfoques relacionados son, p. ej., técnicas de Etiquetado En Molde, como se ha descrito p. ej. en el sitio web http://www.sumitomo-shi-demag.eu y técnicas de Granulación En Molde, como se ha descrito p. ej. en el artículo “Sophisticated Skin Design” ("Diseño Sofisticado de la Piel") de Franz Rausch y Richard Haslinger, Kunststoffe International 10/2014, Carl Hanser Verlag, Múnich.
El documento EP 2025490 A1 describe un producto de plástico que comprende un inserto particular y una pared de plástico.
El documento WO97/03466 describe una tarjeta con chip de circuito integrado y un método y sistema para la fabricación de la misma, en donde una tarjeta con chip de circuito integrado está hecha de una pluralidad de láminas y se ha formado una cavidad de módulo de chip.
El documento WO94/25249 describe un método para fabricar un panel de puerta con refuerzo integrado.
Por lo tanto, persiste la necesidad de proporcionar un método mejorado para producir una superficie de plástico con decoración integrada que sea fácil, conveniente y rentable y que aún evite la influencia negativa sobre la decoración. La tarea de esta invención, que es resuelta por un método con las características de la reivindicación 1, es proporcionar tal método mejorado.
El Método para producir una superficie de plástico con decoración integrada de acuerdo con esta invención comprende las operaciones de
- imprimir digitalmente la decoración sobre un sustrato para formar un sustrato decorado con un lado impreso,
- modificar el grosor del primer sustrato decorado ya sea en el lado impreso o en el lado que ha de ser impreso de tal manera que el grosor del sustrato decorado modificado así obtenido disminuya hacia el reborde del sustrato decorado modificado,
- colocar el sustrato decorado modificado en la cavidad de un molde con el lado impreso mirando hacia el molde, y
- formar una lámina de elastómero termoplástico en la cavidad del molde para obtener una superficie de plástico en la que está integrado el sustrato decorado modificado.
La operación de imprimir digitalmente la decoración sobre un sustrato puede ser realizada utilizando cualquier técnica de impresión digital. La más favorecida es la utilización de la impresión por chorro de tinta, pero también son posibles diferentes técnicas de impresión por láser, incluyendo la grabación directa en un sustrato de chapa metálica con un láser. Como sustrato, se pueden utilizar láminas o placas de metal o plástico, pero al menos cuando se aplican técnicas de chorro de tinta, el material de sustrato preferido es una lámina de plástico debido a la conveniencia de imprimir sobre este tipo de material.
Mientras que las operaciones de colocar un sustrato decorado en la cavidad de un molde, y formar una lámina de elastómero termoplástico en la cavidad del molde son conocidas en la técnica en el contexto de las técnicas de Etiquetado En Molde y Granulación En Molde y pueden ser realizadas utilizando cualquiera de las técnicas estándar conocidas en la técnica, una operación clave para esta invención es la operación de modificar el grosor del primer sustrato decorado ya sea en el lado impreso o en el lado que ha de ser impreso de tal manera que el grosor del sustrato decorado modificado así obtenido disminuye hacia el reborde del sustrato decorado modificado.
Debido a tal modificación del perfil de grosor, que es realizado preferiblemente después de que la decoración haya sido aplicada al sustrato mediante impresión digital, pero también puede ser realizado antes de la impresión digital, cuando el sustrato decorado modificado es colocado en la cavidad de un molde con el lado impreso mirando hacia el molde, queda un espacio en la zona del reborde. Este espacio es llenado durante la creación de la lámina de elastómero termoplástico por el elastómero termoplástico, de modo que la lámina de elastómero termoplástico obtenida abarca realmente la zona del sustrato decorado modificado en la que se reduce el grosor del sustrato y así lo fija en su sitio. Para obtener los mejores resultados, la zona de transición de grosor hacia el reborde debería tener una superficie curvada, preferiblemente convexa y sin bordes.
Preferiblemente, la zona del sustrato decorado modificado que ha de ser vista con el propósito de decoración no debería estar rodeada por la lámina de elastómero termoplástico, que puede, p.ej. ser conseguida si el grosor en esta zona es constante o está adaptado a la forma del molde en la zona en la que se ha fijado el sustrato decorado modificado.
Como se ha descrito anteriormente, en principio es posible modificar partes de la secuencia en la que se realizan estas operaciones. Más precisamente, mientras que la tercera y cuarta operaciones siempre se producen en este orden, al menos para algunos sustratos, p. ej. chapa metálica, la modificación del grosor puede ser realizada en el lado que ha de ser impreso, es decir, en el lado en el que se aplicará la decoración mediante impresión digital después de que se haya realizado la modificación del grosor.
En aras de la integridad, también se debería añadir que preferiblemente después de colocar el sustrato decorado modificado en el molde, es fijado en esa posición. Se puede utilizar cualquier técnica conocida con este propósito, específicamente p. ej. fuerza electrostática, succión/aplicación de vacío o, de componentes metálicos están presentes en el sustrato decorado modificado, fuerza magnética.
Como una operación adicional opcional, la superficie así creada con la creación impresa digitalmente integrada puede ser estabilizada mediante la formación de espuma desde la parte posterior, p. ej. utilizando una espuma de poliuretano. Esta operación también puede producirse como parte de la formación de la pieza de plástico cuya superficie está formada por la lámina de elastómero termoplástico con decoración integrada.
El elastómero termoplástico preferido utilizado para formar la lámina es una poliolefina termoplástica o una mezcla de poliolefina termoplástica (TPO) debido a su excelente comportamiento de desmoldeo y porque no emiten sustancias corrosivas cuando es calentado.
Mientras que, en general, cuando se utiliza material de chapa metálica o de lámina de plástico con un grosor de varios mm, la reducción del grosor puede ser obtenida eliminando parte del material cerca del reborde, p. ej. utilizando métodos mecánicos, en una realización preferida del método, el grosor del sustrato decorado es modificado añadiendo cantidades variables de material transparente en la parte superior del sustrato decorado, es decir, sobre el lado decorado.
Una forma muy preferida de hacerlo así implica la adición de una capa transparente de poliuretano alifático al lado impreso, en la que el grosor de dicha capa disminuye hacia el reborde del sustrato decorado. El grosor máximo preferido de la capa transparente es de aproximadamente 4 mm a 5 mm.
Se puede obtener muy fácilmente una capa transparente de poliuretano alifático simplemente vertiendo este material en su estado líquido sobre el sustrato decorado. La disminución deseada del grosor en la zona del reborde y del grosor relativamente constante en la zona en la que se ve la decoración es creada automáticamente por la tensión superficial del material que gobierna la forma de la superficie del líquido sobre el sustrato decorado.
Como se ha mencionado anteriormente, preferiblemente el sustrato decorado comprende una primera lámina impresa. Sin embargo, incluso si está cubierto por una capa de poliuretano alifático transparente, dependiendo de las condiciones bajo las cuales se ha formado en la lámina de elastómero termoplástico una deformación no deseada de la lámina, p. ej. se
puede producir la formación de ondas sobre la misma, lo que puede evitarse si la lámina impresa está unida a un soporte, lo que se puede hacer antes o después de la impresión digital y antes o después de modificar el grosor, pero se hace preferiblemente antes de colocar el sustrato en la cavidad del molde.
Si además la lámina impresa es al menos parcialmente transparente y el soporte es al menos parcialmente transparente, uniendo una segunda lámina impresa sobre el lado del soporte opuesto al lado del soporte al que está unida la primera lámina impresa es posible añadirle a la complejidad de los efectos decorativos que se pueden conseguir.
La unión entre el sustrato decorado y la lámina de elastómero termoplástico puede ser mejorada aún más si se aplica un adhesivo al menos a la superficie del sustrato decorado modificado que mira en sentido opuesto al molde antes de que se forme la lámina de elastómero termoplástico para mejorar el contacto entre la lámina y la estructura decorada modificada. Si láminas de TPO son creadas como láminas de elastómero termoplástico, preferiblemente el adhesivo se basa o comprende o bien grupos acrílicos o bien grupos de isocianatos bloqueados.
Con el fin de evitar la formación de burbujas de aire, es ventajoso que el material textil esté colocado sobre el lado de la estructura decorada modificada que mira en sentido opuesto al molde. Un posible material es un soporte de tejido con poca contracción, tal como un algodón textil con poliéster.
Con el fin de conseguir decoraciones que puedan ser iluminadas desde atrás, en una realización preferida del método, el sustrato decorado modificado es fabricado de tal manera que sea al menos parcialmente transparente y en el que los medios de iluminación están colocados en el molde sobre la parte superior del sustrato decorado modificado. En este contexto, la palabra "transparente" ha de ser interpretada de tal manera que sea aplicable a estructuras que transmiten solo luz desde una zona de longitud de onda determinada, transformando así un haz de luz blanca que entra en la zona transparente del sustrato decorado modificado en un haz de luz de color.
Los medios de iluminación más adecuados que han de ser utilizados son las tiras de LED.
Sin embargo, debería tenerse en cuenta que al menos en principio también es posible conseguir tales efectos haciendo el sustrato decorado modificado de tal manera que sea al menos parcialmente transparente, modificación de la lámina de elastómero termoplástico creada en la zona en la que cubre el sustrato decorado para hacerlo al menos parcialmente transparente, p. ej. proporcionando aberturas en las mismas y disponiendo los medios de iluminación en la parte superior de esta zona de la lámina de elastómero termoplástico.
A continuación, se ha explicado la invención con más detalle utilizando figuras que muestran posibles realizaciones. Más precisamente, las figuras muestran:
Fig. 1: Una primera pieza de plástico con una superficie con decoración integrada como se puede obtener mediante la utilización de un método de acuerdo con la invención,
Fig. 2: un detalle de la figura 1 que muestra la integración conseguida,
Fig. 3: Una segunda pieza de plástico con una superficie con decoración integrada como se puede obtener mediante la utilización de un método de acuerdo con la invención,
Fig. 4: un detalle de la figura 3 que muestra la integración conseguida,
Fig. 5: una sección transversal a través de una pieza de plástico con una superficie con decoración integrada como se puede obtener mediante la utilización de un método de acuerdo con la invención,
Fig. 6: una sección transversal a través de una primera variante de un sustrato decorado modificado,
y
Fig. 7: una sección transversal a través de una segunda variante de un sustrato decorado modificado.
La figura 1 muestra una primera pieza 10 de plástico con una superficie 11 de plástico formada por una lámina 12 de elastómero termoplástico con decoración integrada 13 como se puede obtener mediante la utilización de un método de acuerdo con la invención. En este ejemplo, la decoración integrada 13 es un sustrato decorado modificado 14 formado por una chapa metálica 15 sobre la que se ha impreso una imagen 16 utilizando impresión digital y cuyo grosor es reducido hacia el reborde del sustrato decorado modificado 14 mediante la reducción del grosor de la chapa metálica, p. ej. mediante mecanizado o grabado, en una zona fuera de la imagen impresa digitalmente. Debería tenerse en cuenta que la zona de grosor reducido no es visible en la figura 1, porque está rodeada por la lámina 12 de elastómero termoplástico. La figura 2 muestra un detalle de la figura 1 que ilustra cómo de suave y estrecha se puede conseguir una integración de la decoración integrada mediante la aplicación del método de esta invención.
La figura 3 muestra una segunda pieza 20 de plástico con una superficie 21 de plástico formada por una lámina 22 de elastómero termoplástico con decoración integrada 23 como se puede obtener mediante la utilización de un método de acuerdo con la invención. En este ejemplo, la decoración integrada 23 es un sustrato decorado 24 que comprende una
lámina de plástico sobre la que se ha impreso una imagen utilizando impresión digital. El grosor del sustrato decorado modificado 24 que se ha modificado de tal manera que su grosor es reducido hacia el reborde del sustrato decorado 24 en una zona fuera de la imagen impresa digitalmente por deposición de una capa de poliuretano de forma adecuada sobre la lámina de plástico. Debería tenerse en cuenta que la zona de grosor reducido no es visible en la figura 3, porque está rodeada por la lámina 22 de elastómero termoplástico. La figura 4 muestra un detalle de la figura 3 que ilustra cómo se puede lograr una integración suave y cercana de la decoración integrada mediante la aplicación del método de esta invención.
La figura 5 muestra una sección transversal a través de una pieza 100 de plástico con una superficie de plástico formada por una lámina 112 de elastómero termoplástico con decoración integrada 113 como se puede obtener mediante la utilización de un método de acuerdo con la invención. La decoración integrada 113 está formada por un sustrato decorado realizado como una lámina 114 de plástico sobre la que se ha impreso una imagen digital. La lámina 114 de plástico se ha colocado sobre un soporte 115 y se ha vertido una capa 116 de poliuretano alifático transparente sobre la lámina 114 de plástico para obtener el sustrato decorado modificado cuyo grosor es reducido hacia el reborde 117 del sustrato decorado. Como consecuencia, la lámina 112 de elastómero termoplástico abarca el sustrato decorado modificado y lo fija en su sitio. Para añadir a esta fijación, una capa adhesiva 118 que puede, p. ej., estar basada en o comprender o bien grupos acrílicos o bien grupos de isocianatos bloqueados si se ha aplicado la lámina 112 de elastómero termoplástico es una lámina de TPO.
Mientras que la superficie de plástico con decoración integrada 113 formada por la lámina 112 de elastómero termoplástico ya es estable y puede ser utilizada como una cubierta de superficie que es añadida a una pieza, en el ejemplo mostrado en la figura 5 la pieza de plástico cuya superficie de plástico está formada es creada insertando espuma 119 de poliuretano desde la parte trasera, aumentando así la estabilidad de la integración aún más.
La figura 6 muestra una sección transversal a través de una primera variante más básica de un sustrato decorado modificado 200, que simplemente comprende la lámina impresa 214 y una capa 216 de poliuretano alifático transparente que se ha vertido sobre la lámina 214 de plástico para obtener el sustrato decorado modificado 200 cuyo grosor es reducido hacia el reborde 217 del sustrato decorado formado por la lámina impresa 214.
La figura 7 muestra una sección transversal a través de una segunda variante más avanzada de un sustrato decorado modificado 300. El sustrato decorado 310 está formado por una pila de una primera lámina impresa parcialmente transparente 311 soportada por un soporte 312 de plástico al menos parcialmente transparente debajo del cual está dispuesta una segunda lámina impresa 313 al menos parcialmente transparente que a su vez está ubicada en la parte superior de un protector capa 314. Para crear el sustrato decorado modificado 300, se ha vertido una capa 316 de poliuretano alifático transparente sobre el sustrato decorado 310. El grosor de la capa 316 de poliuretano alifático transparente es reducido hacia el reborde 317 del sustrato decorado.
Números de referencia:
10 pieza de plástico
11 superficie de plástico
12 lámina de elastómero termoplástico
13 decoración integrada
14 sustrato decorado modificado
15 chapa metálica
16 imagen
20 pieza de plástico
21 superficie de plástico
22 lámina de elastómero termoplástico
23 decoración integrada
24 sustrato decorado modificado
100 pieza de plástico
lámina de elastómero termoplástico decoración integrada
lámina de plástico
soporte
poliuretano alifático transparente reborde
capa adhesiva
espuma de poliuretano
sustrato decorado modificado lámina impresa
poliuretano alifático transparente reborde
sustrato decorado modificado sustrato decorado
lámina impresa
soporte de plástico
lámina impresa
capa protectora
poliuretano alifático transparente reborde
Claims (12)
1. Método para producir una superficie (11, 21) de plástico con decoración integrada (13, 23, 113) que comprende las operaciones de
- imprimir digitalmente la decoración sobre un sustrato para formar un sustrato decorado (310) con un lado impreso, - modificar el grosor del sustrato decorado (310) ya sea en el lado impreso o en el lado que ha de ser impreso de tal manera que el grosor del sustrato decorado modificado (14, 24, 200, 300) así obtenido disminuya hacia el reborde (117, 217, 317) del sustrato decorado modificado (14, 24, 200, 300),
- colocar el sustrato decorado modificado (14, 24, 200, 300) en la cavidad de un molde con el lado impreso mirando hacia el molde de modo que quede un espacio en la zona del reborde, y
- formar una lámina (12, 22, 112) de elastómero termoplástico en la cavidad del molde de modo que el espacio es llenado durante la creación de la lámina de elastómero termoplástico por el elastómero termoplástico, de tal manera que la lámina de elastómero termoplástico abarca la zona del sustrato decorado modificado en la que el grosor del sustrato es reducido y así lo fija en su sitio para obtener una superficie (11, 21) de plástico en la que está integrado el sustrato decorado modificado (14, 24, 200, 300).
2. El método de la reivindicación 1, en el que el elastómero termoplástico utilizado para formar la lámina (12, 22, 112) de elastómero termoplástico es una poliolefina termoplástica o una mezcla de poliolefinas termoplásticas.
3. El método de la reivindicación 1 o 2, en el que el grosor del sustrato decorado (310) se modifica añadiendo una capa (116, 216, 316) de poliuretano alifático transparente al lado impreso, en donde el grosor de dicha capa (116, 216, 316) de poliuretano alifático transparente disminuye hacia el reborde (117, 217, 317) del sustrato decorado (310).
4. El método de la reivindicación 3, en el que el grosor máximo de la capa (116, 216, 316) de poliuretano alifático transparente es de aproximadamente 4 a 5 mm.
5. El método de la reivindicación 3 o 4, en el que la capa (116, 216, 316) de poliuretano alifático transparente es añadida vertiendo dicho material sobre el lado impreso del sustrato decorado (310).
6. El método de una de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el sustrato decorado (310) comprende una primera lámina impresa (214, 311).
7. El método de la reivindicación 6, que comprende además la operación de unir la primera lámina impresa (311) a un soporte (312).
8. El método de la reivindicación 7, en el que la primera lámina impresa (311) es al menos parcialmente transparente, el soporte (312) es al menos parcialmente transparente y una segunda lámina impresa (313) está unida al lado del soporte (312) opuesto al lado del soporte (312) al que está unida la primera lámina impresa (311).
9. El método de una de las reivindicaciones 1 a 8, en el que una capa adhesiva (118) es aplicada al menos a la superficie del sustrato decorado modificado (14, 24, 200, 300) que mira en sentido opuesto al molde antes de la lámina de elastómero termoplástico (12, 22, 112) se forme para mejorar el contacto entre la lámina (12, 22, 114) de elastómero termoplástico y la estructura decorada modificada (14, 24, 200, 300).
10. El método de las reivindicaciones 2 y 9, en el que la capa adhesiva (118) está basada o comprende o bien grupos acrílicos o bien grupos de isocianatos de bloques.
11. El método de una de las reivindicaciones 1 a 10, en el que un textil está colocado en el lado del sustrato decorado modificado (14, 24, 200, 300) que mira en sentido opuesto al molde.
12. El método de una de las reivindicaciones 1 a 11, en el que el sustrato decorado modificado (14, 24, 200, 300) es al menos parcialmente transparente y en el que los medios de iluminación están colocados en el molde en la parte superior del sustrato decorado modificado (14, 24, 200, 300).
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