WO2003095109A1 - Procedimiento de decoración de piezas metálicas mediante la aplicación de pintura en polvo - Google Patents

Procedimiento de decoración de piezas metálicas mediante la aplicación de pintura en polvo Download PDF

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Definitions

  • the present invention consists of a process for the decoration of metal parts in general, and preferably of aluminum or iron profiles to which it is desired to apply a decorative layer imitating a natural finish such as marble, wood etc.
  • the present invention has application in the field of decoration of metal parts, and in particular in the decoration of aluminum or iron profiles by applying powder paints.
  • polyester powder paints with a distribution of the particle size of the powder that depends on each manufacturer, but which is conventionally between 40 and 150 microns.
  • the size of the powdered particles has a direct influence on the electrostatic deposition of the paint.
  • the metal part for example in a change of position of the piece to apply paint on another of its faces, so during that manipulation the particles of very small particle size suffer displacements that disfigure the decorative motif and reduce the quality of the final result.
  • the decoration procedure developed in the present invention satisfactorily solves the shortcomings of the procedures known at present, since it allows the decoration of metal parts with a high degree of precision in the reproduction of decorative designs, and therefore provides a finishing of a quality far superior to the decoration procedures known in the state of the art.
  • the process object of the invention starts from a first conventional phase, in which a first paint based on polyester powder is electrostatically deposited on a metal piece to be decorated, such as for example a piece of aluminum or iron. Similarly in conventional manner, this first powder paint is subjected to a heat treatment.
  • the novelty of the invention lies in the application by screen printing of a second powder paint with a particle size of less than 40 microns, contrary to the usual practice in these techniques, and all this with in order to achieve a very high definition in the reproduction of the decorative motif thanks to the use of a very fine powder. In this way it is possible to reproduce details, such as wood grain, for example, with an accuracy that would not be possible with the procedures known today.
  • this second powder paint with a selected particle size is subjected to a heat treatment in localized areas to fix it on the first paint.
  • the heat treatment consists in the application of a radiation, preferably an infrared radiation, in order to heat the second paint until it reaches a gelatinous state that produces its fixation on the first layer of base paint, and thus allows the manipulation of the metal piece to decorate without risk that the particles of the second paint move and the decorative design is disfigured.
  • the metal part with the first base paint and the second paint is subjected to a final and joint final treatment with which the first and second coat of paint is polymerized together obtaining the final decoration of the product.
  • the process object of the invention thus achieves levels of definition in the reproduction of a decorative motif, far superior to those achieved by conventional decoration techniques.
  • Figure 1 schematically represents the elliptical reflector preferably used in the heat treatment of the second paint participating in the process.
  • the decoration procedure object of the present invention comprises the following phases:
  • this second paint is carried out using a screen printing mesh of 40 microns of mesh passage, and the particles of this second powder paint are selected with a size less than 40 microns, since particles of a larger size would not pass through the mesh and clog the pores thereof, thus losing definition in the reproduction of the motif decorative.
  • the particle size of this second paint is between 5 and 30 microns.
  • a heat treatment is carried out located in the areas (A) where said second paint has been deposited, so that it acquires a gelatinous state that allows its fixation on the first base paint.
  • This heat treatment consists in the application of an infrared radiation with a short wave with its maximum energy located between 1000 and 1200 nm, being concentrated and directed by an elliptical reflector (2), with which according to the arrangement shown in Figure 1, the maximum radiation concentration is obtained at a distance (C) between 10 and 30 mm from the metal surface (1). In a preferred embodiment this distance is between 15 to 17 mm.
  • the short wave is obtained by a quartz lamp working at 2400 ° C, and the maximum radiation application time is between 1 to 10 seconds, preferably between 2 to 4 seconds. With these working parameters it is achieved that the time necessary to complete this heat treatment by application of infrared radiation is considerably short, and therefore does not influence the total time in which the decoration of a metal part is completed.
  • infrared radiation so located in the areas where the second paint has been applied, its purpose is not to affect the first base paint, so that the state reached by this base paint is not altered during its heat treatment described in point 2.
  • This second paint may have a different hue or color than the first base paint, in order to obtain the desired decorative design.
  • the metal part to be treated can be manipulated, for example its position can be changed to apply paint on another of its faces, without the risk that the particles of the second paint applied by screen printing move from the exact point at which They have been deposited using screen printing mesh.

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Abstract

Procedimiento de decoración de piezas metálicas mediante la aplicación de pintura en polvo, en el que intervienen las siguientes fases: aplicación de una primera pintura en polvo mediante deposición electroestática sobre la superficie metálica a decorar, tratamiento térmico de dicha primera pintura, aplicación en zonas seleccionadas de la primera pintura mediante una malla de serigrafia de una segunda pintura en polvo para obtener un diseño decorativo, y un tratamiento térmico final de dicha primera y segunda pintura para alcanzar la polimerización conjunta de ambas pinturas, caracterizado porque el tamaño de las partículas que componen la segunda pintura en polvo es inferior a 40 micras, y porque dicha segunda pintura tras su aplicación mediante la malla de serigrafia, es sometida a un tratamiento térmico mediante la aplicación de radiación infrarroja en zonas localizadas, con objeto de llevar a esta segunda pintura a un estado gelatinoso que produzca su fijación sobre la primera pintura, con objeto de posibilitar la manipulación de la pieza metálica sin que se produzca un desplazamiento de las partículas de la segunda pintura. Tiene aplicación en decoración, para aplicar una capa decorativa imitadora de un acabado natural como puede ser el mármol, la madera etc.

Description

PROCEDIMIENTO DE DECORACIÓN DE PIEZAS METÁLICAS MEDIANTE LA APLICACIÓN DE PINTURA EN POLVO
D E S C R I P C I Ó N
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente invención consiste en un procedimiento para la decoración de piezas metálicas en general, y de manera preferente de perfiles de aluminio o hierro a los que se desea aplicar una capa decorativa imitadora de un acabado natural como puede ser el mármol, la madera etc.
Es objeto de la presente invención proporcionar un procedimiento de decoración en el que motivo decorativo pueda ser reproducido con una alta precisión ofreciendo por lo tanto un acabado de muy alta calidad, y al mismo tiempo permitir que las piezas a tratar puedan ser manipuladas durante la fase de decoración sin que ello afecte a la calidad final del efecto decorativo.
La presente invención tiene aplicación en el campo de la decoración de piezas metálicas, y en particular en la decoración de perfiles de aluminio o hierro mediante la aplicación de pinturas en polvo.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
La utilización de perfiles de aluminio para la fabricación de ventanas, puertas y otros cerramientos, ha sustituido en gran medida el empleo de la madera debido a su coste más reducido y a sus ventajas estructurales y de fabricación. Han sido múltiples los intentos para alcanzar un acabado decorativo del aluminio lo más similar posible a la madera, pero sin embargo ninguno de estos intentos ha alcanzado un resultado satisfactorio.
Uno de estos primeros intentos es el descrito en la patente japonesa JP-4318195 la cual presenta un procedimiento electrolítico para la decoración del aluminio, mediante el cual se consigue que el acabado final sea muy resistente a la intemperie, pero sin embargo la calidad del efecto decorativo está muy lejos de ser aceptable.
Otros sistemas conocidos se basan en el empleo de la técnica conocida como "sublimación" muy empleada en el ramo textil, la cual ha permitido perfeccionar considerablemente la calidad del aspecto decorativo, pero la resistencia de sus colores a la luz, sus altos costes han causado una limitación en su aplicación.
Otras técnicas de decoración conocidas son las descritas en las patentes europeas EP-0.843.598 y EP- 0.656.231, basadas en la aplicación de pintura sobre pintura, en las que se han resuelto los problemas de coste, y de resistencia a la luz, pero que no han conseguido un aspecto decorativo con suficiente precisión que no llega a reproducir satisfactoriamente el aspecto de la madera.
Otro ejemplo de este tipo de procedimientos es el descrito en la patente europea EP-0.818.248 basado en la aplicación de serigrafía con pintura en polvo, y mediante el que tampoco se resuelve la precisión del diseño debido a que la granulometría de la segunda capa de pintura en polvo, es muy similar o idéntica a la de la primera capa base de pintura en polvo.
El procedimiento descrito en la patente europea EP-0.818.248 , comprende las siguientes fases:
aplicación de una primera pintura en polvo cargado electroestáticamente para su adherencia a la superficie metálica a tratar,
someter a dicho perfil a una primera temperatura comprendida entre 170°C y 200°C durante un tiempo adecuado para iniciar el proceso de polimeración de dicha pintura con objeto de fundirla y extenderla homogéneamente sobre la superficie de dicho perfil,
enfriar dicho perfil para detener el proceso de polimerización,
aplicar por serigrafía una segunda pintura en polvo del mismo tipo de resina pero con una tonalidad o color distinto al de la primera pintura,
llevar dicho perfil a una temperatura final durante un tiempo determinado para alcanzar la polimerización completa de dichas primera y segunda capa de pintura.
Convencionalmente las pinturas comerciales aplicadas en estos procedimientos para proteger y decorar el aluminio destinado a la fabricación de puertas y cerramientos en general, son pinturas de poliester en polvo con una distribución del tamaño de partículas del polvo que depende de cada fabricante, pero que convencionalmente está comprendido entre 40 y 150 mieras. Los expertos en estas técnicas son conscientes de que el tamaño de las partículas en polvo, tiene una influencia directa en la deposición electroestática de la pintura. Durante el proceso de decoración es necesario manipular la pieza metálica, por ejemplo en un cambio de posición de la pieza para aplicar pintura en otra de sus caras, por lo que durante esa manipulación las partículas de granulometría muy pequeña sufren desplazamientos que desfiguran el motivo decorativo y merman la calidad del resultado final.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
El procedimiento de decoración desarrollado en la presente invención, resuelve satisfactoriamente las carencias de los procedimientos conocidos en la actualidad, puesto que permite la decoración de piezas metálicas con altísimo grado de precisión en la reproducción de diseños decorativos, y por lo tanto proporciona un acabado de una calidad muy superior a los procedimientos de decoración conocidos en el estado de la técnica.
El procedimiento objeto de la invención parte de una primera fase convencional, en la que una primera pintura a base de poliéster en polvo se deposita electroestaticamente sobre una pieza metálica a decorar, como puede ser por ejemplo una pieza de aluminio o hierro . Igualmente de forma convencional , esta primera pintura en polvo es sometida a un tratamiento térmico.
La novedad de la invención radica en la aplicación mediante serigrafía de una segunda pintura en polvo con un tamaño de partículas inferior a 40 mieras, contrariamente a la práctica habitual en estas técnicas, y todo ello con objeto de lograr una elevadísima definición en la reproducción del motivo decorativo gracias a la utilización de un polvo muy fino. De este modo se logra reproducir detalles, como por ejemplo puede ser el veteado de la madera, con una precisión que no sería posible con los procedimientos conocidos en la actualidad.
Posteriormente esta segunda pintura en polvo con una granulometría seleccionada, es sometida a un tratamiento térmico en zonas localizadas para fijarla sobre la primera pintura. El tratamiento térmico consiste en la aplicación de una radiación, preferentemente una radiación infrarroja, con objeto de calentar la segunda pintura hasta que la misma alcance un estado gelatinoso que produzca su fijación sobre la primera capa de pintura base, y que de este modo permita la manipulación de la pieza metálica a decorar sin riesgo a que las partículas de la segunda pintura se desplacen y se desfigure el diseño decorativo.
Finalmente la pieza metálica con la primera pintura base y la segunda pintura, es sometida a un tratamiento término final y conjunto con el que se polimeriza conjuntamente la primera y la segunda capa de pintura obteniéndose la decoración final del producto.
El procedimiento objeto de la invención consigue de este modo alcanzar niveles de definición en la reproducción de un motivo decorativo, muy superiores a los alcanzados mediante técnicas de decoración convencionales.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, una figura en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
La figura 1.- representa esquemáticamente el reflector elíptico empleado preferentemente en el tratamiento térmico de la segunda pintura participante en el procedimiento.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
Según lo anteriormente expuesto, el procedimiento de decoración objeto de la presente invención comprende las siguientes fases:
1°.- Aplicación de una primera pintura base de poliéster en polvo que se deposita electroestáticamente sobre la pieza de aluminio o hierro que se desea decorar.
2°.- Tratamiento térmico de dicha primera pintura base por medios convencionales durante un período de tiempo comprendido entre 4 y 6 minutos a una temperatura de 130°C.
3o.- Aplicación mediante serigrafía de una segunda pintura en polvo sobre dicha primera pintura base, formando una distribución de esta segunda pintura acorde con el motivo decorativo que se desea obtener, como por ejemplo puede ser madera, mármol o cualquier otro diseño. Con objeto de obtener un alto grado de precisión en la reproducción del diseño decorativo, la aplicación de esta segunda pintura se realiza mediante una malla de serigrafía de 40 mieras de paso de malla, y las partículas de esta segunda pintura en polvo están seleccionadas con un tamaño inferior a 40 mieras, puesto que partículas de un tamaño superior no pasarían a través de la malla y obstruirían los poros de la misma, perdiéndose por lo tanto definición en la reproducción del motivo decorativo. En una realización preferente de la invención la granulometría de las partículas de esta segunda pintura está comprendido entre 5 y 30 mieras.
4°.- A continuación se realiza un tratamiento térmico localizado en las zonas (A) donde se ha depositado dicha segunda pintura, con objeto de que la misma adquiera un estado gelatinoso que permita su fijación sobre la primera pintura base. Este tratamiento térmico consiste en la aplicación de una radiación infrarroja con una onda corta con su máxima energía situada entre 1000 y 1200 nm, estando concentrada y dirigida por un reflector elíptico (2) , con el que según la disposición mostrada en la figura 1, se obtiene la concentración máxima de radiación a una distancia (C) comprendida entre 10 a 30 mm de la superficie del metal (1) . En una realización preferente esta distancia está comprendida entre 15 a 17 mm.
La onda corta se obtiene mediante una lámpara de cuarzo trabajando a 2400°C, y el tiempo de aplicación de la radiación máxima está comprendido entre 1 a 10 segundos, preferentemente entre 2 a 4 segundos. Con estos parámetros de trabajo se consigue que el tiempo necesario para completar este tratamiento térmico por aplicación de radiación infrarroja, sea considerablemente corto, y por lo tanto no influya en el tiempo total en el que se completa la decoración de una pieza metálica.
La aplicación de la radiación infrarroja de forma localizada en las zonas donde se ha aplicado la segunda pintura, tiene por objeto el de no incidir en la primera pintura base, de modo que no se altere el estado alcanzado por esta pintura base durante su tratamiento térmico descrito en el punto 2 ° .
Esta segunda pintura puede tener diferente tonalidad o color que la primera pintura base, con objeto de obtener el diseño decorativo deseado.
En este punto, la pieza metálica a tratar puede ser manipulada, por ejemplo se puede cambiar su posición para aplicar pintura sobre otra de sus caras, sin riesgo de que las partículas de la segunda pintura aplicadas por serigrafía se desplacen del punto exacto en el que han sido depositadas mediante la malla de serigrafía.
Los parámetros de trabajo descritos para esta fase del procedimiento, han sido seleccionados para alcanzar, en un determinado tiempo, un estado gelatinoso particular de la segunda pintura, que sin demorar excesivamente el tiempo necesario para completar el tratamiento térmico, permitan que el estado gelatinoso alcanzado sea suficiente para impedir el desplazamiento de las partículas de la segunda pintura.
5°.- Finalmente tras la aplicación de la primera y la segunda capa de pintura con sus respectivos tratamientos térmicos, es decir, el lacado de la primera pintura base y la fijación de la segunda pintura, se somete al conjunto a un tratamiento térmico final para polimerizar conjuntamente las dos capas de pintura. En este tratamiento final se lleva a cabo a una temperatura comprendida entre 160°C y 220°C (de temperatura del metal) durante un tiempo de 8 a 20 minutos.

Claims

R E I V I N D I C A C I O N E S
Ia.- Procedimiento de decoración de piezas metálicas mediante la aplicación de pintura en polvo, destinado a lograr un alto grado de definición en la reproducción del diseño decorativo, en el que intervienen las siguientes fases: aplicación de una primera pintura en polvo mediante deposición electroestática sobre la superficie metálica a decorar, tratamiento térmico de dicha primera pintura, aplicación en zonas seleccionadas de la primera pintura mediante una malla de serigrafía de una segunda pintura en polvo para obtener un diseño decorativo, y un tratamiento térmico final de dicha primera y segunda pintura para alcanzar la polimerización conjunta de ambas pinturas, caracterizado porque el tamaño de las partículas que componen la segunda pintura en polvo es inferior a 40 mieras, y porque dicha segunda pintura tras su aplicación mediante la malla de serigrafía, es sometida a un tratamiento térmico mediante la aplicación de radiación infrarroja en zonas localizadas, con objeto de llevar a esta segunda pintura en polvo a un estado gelatinoso que produzca su fijación sobre la primera pintura, con objeto de posibilitar la manipulación de la pieza metálica sin que se produzca un desplazamiento de las partículas de la segunda pintura.
2a.- Procedimiento de decoración de piezas metálicas, según la reivindicación Ia, caracterizado porque el tamaño de las partículas de la segunda pintura en polvo está comprendido entre 5 a 30 mieras.
3a.- Procedimiento de decoración de piezas metálicas, según la reivindicación Ia, caracterizado porque el tratamiento térmico al que es sometida inicialmente la primera pintura se lleva a cabo a una temperatura de 130 °C durante un tiempo comprendido entre 4 y 6 minutos .
4a.- Procedimiento de decoración de piezas metálicas, según las reivindicaciones Ia y 2a, caracterizado porque la malla de serigrafía tan solo permite el paso de partículas de polvo inferiores a 40 mieras .
5a.- Procedimiento de decoración de piezas metálicas, según la reivindicación Ia caracterizado porque la radiación infrarroja es una onda corta con su máxima energía comprendida entre 1000 y 1200 nm.
6a.- Procedimiento de decoración de piezas metálicas, según las reivindicaciones Ia y 5a, caracterizado porque la radiación infrarroja es concentrada mediante un reflector elíptico, situado de tal modo que la concentración máxima de radiación se obtiene a una distancia entre 10 y 30 mm de la superficie de la pieza de metal .
7a.- Procedimiento de decoración de piezas metálicas, según la reivindicación 6a caracterizado porque la distancia a la que se obtiene la radiación máxima esta comprendida entre 15 y 17 mm.
8a.- Procedimiento de decoración de piezas metálicas, según las reivindicaciones Ia, 5a, 6a o 7a caracterizado, porque el tiempo de aplicación de la radiación de infrarrojo está comprendido entre 1 a 10 segundos, preferentemente entre 2 y 4 segundos.
9a.- Procedimiento de decoración de piezas metálicas, según la reivindicación Ia caracterizado porque el tratamiento térmico final y conjunto de ia primera y la segunda pintura se realiza a una temperatura comprendida entre 160 y 220aC de temperatura del metal y durante un tiempo comprendido entre 8 a 20 minutos.
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