СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ РИСУНКА НА ПОДЛОЖКУ
METHOD OF APPLYING PATTERN ON SUBSTRATE

Настоящее изобретение относится к способу нанесения рисунка на подложку при применении краски, включающей в себя магнитно ориентируемые пигменты. Также оно относится к продуктам, снабженным рисунком, нанесенным подобным способом.
ЕР 556449 раскрывает способ декорирования подложки краской, содержащей магнитно ориентируемые чешуйчатые пигменты, которые образуют рисунок оптической глубины под влиянием магнитного поля магнита, которое обладает контуром, соответствующим желательному рисунку. Магнит должен оставаться на месте до тех пор, пока не высохнет пленка краски. Во время затвердевания пленки краски магнит не должен передвигаться.
FR 2113650 раскрывает способ декорирования подложек магнитно ориентируемыми чешуйчатыми пигментами, где магнитное поле, очерчивающее желательный рисунок на подложке, является грунтовочным слоем, содержащим неизменные магнитные частицы. Только относительно слабые магнитные поля могут генерироваться тонким грунтовочным слоем. При применении подобных слабых магнитных полей трудно получить рисунки с оптической глубиной.
WO 02/090002 раскрывает похожий способ, в котором магнитное поле обеспечивается магнитным оттиском на подложке, на которую наносится краска. Подобный способ является особенно подходящим для документов или банкнот, но менее подходящим для формованных подложек, таких как пластиковые детали.
Цель изобретения заключается в том, чтобы найти возможность для улучшения качества декоративных рисунков на пластиковых подложках, в частности улучшения внешнего вида четких линий. Дополнительная цель заключается в уменьшении времени, требуемого на осуществление процесса.
Цель изобретения достигается способом для декорирования пластиковой подложки, включающим следующие стадии:
- нанесение слоя краски, включающей в себя магнитно ориентируемые пигменты, на подложку;
- воздействие на свеженанесенную еще не затвердевшую краску магнитным полем, посредством чего пигменты ориентируются вдоль линий поля магнитного поля с получением рисунка на слое краски; и
- затвердевание краски на подложке;
отличающимся тем, что магнитное поле генерируется по меньшей мере одной магнитной частью, включенной в покрываемую пластиковую подложку, например сформованную в пластиковую подложку.
В первом варианте осуществления магнитной частью, включенной в подложку, является постоянный магнит, обладающий контуром, соответствующим желательному рисунку.
Магнит можно включить в подложку при помещении его в форму и формовании пластика вокруг него, например, литьем под давлением, реактивным литьем под давлением, формованием полых изделий заливкой или центробежным формованием, формованием маканием, листовым формованием, формованием раздувом, экструзией, процессом получения одноосно ориентируемого волокнистого пластика или любым другим подходящим способом получения. Чем меньше расстояние между магнитом и поверхностью подложки, на которую наносится рисунок, тем яснее детали рисунка. Чем меньше расстояние между заделанным магнитом и поверхностью подложки, тем отчетливее видны детали. Чтобы иметь реальное расстояние в комбинации с отчетливыми деталями, магнит можно, например, заделать приблизительно на 1-1,5 мм ниже поверхности подложки.
В альтернативном варианте осуществления магнитная часть в подложке образуется частью подложки, включающей в себя диспергированные магнитные или намагничивающиеся частицы, которые намагничиваются для генерирования требуемого магнитного поля. Это приводит к более однородным механическим и физическим свойствам.
Магнитные частицы можно, например, диспергировать в подложке, смешивая их с исходным материалом до формования и впоследствии формуя смесь. Впоследствии частицы намагничиваются таким образом, что они генерируют требуемое магнитное поле.
После затвердевания слоя краски магнитную часть пластиковой подложки можно при необходимости размагнитить. Это можно сделать, например, с использованием подобной силы магнитного поля после отверждения или высушивания краски. Этот способ не будет влиять на внешний вид рисунка на слое краски, но будет уменьшать или устранять магнитное поле в готовом продукте.
Магнитные частицы, диспергированные в подложке, могут, например, быть ферритовыми частицами, такими как феррит бария или феррит стронция, сплавами редкоземельных металлов, такими как сплавы кобальта и самария, диоксидом хрома, висмутом, марганцем, неодимом или похожими магнитными материалами. Типично размер частицы магнитных частиц может колебаться в интервале от приблизительно 10 микрометров вплоть до 20 нм или выше.
При желании, подложку, включающую в себя диспергированные намагничиваемые или магнитные частицы, можно получить в двух или более фазах, например, применяя технологию двухстадийного формования, где первая часть, включающая в себя намагничивающиеся или магнитные частицы, впрыскивается первой, после чего выполняется второй впрыск, который может быть без намагничивающихся или магнитных частиц, например, для достижения выбранных свойств или рентабельности.
12
14
После формования или формирования подложки, включающей в себя намагничивающиеся частицы, частицы намагничиваются в рисунок, соответствующий рисунку, который должен быть получен в пленке краски. Это можно сделать при применении сильного постоянного магнита, например, на основе сплавов неодима, железа и бора, такого как NdFeB, или электромагнита. Магнит может иметь контур, соответствующий желательному рисунку, или он может перемещаться вдоль траектории, описывающей желательный рисунок.
Подложку можно, например, изготовить из любого термопластичного или термоотверждаемого материала типа пластика, такого как поливинилхлорид, полистирол, акрилонитрил-бутадиен-стирол (ABS), поликарбонат, полиамид, полиуретан, полиэфир, политетрафторэтен, акриловые пластики, такие как РММА, полиолефины, например полиэтилен высокой плотности или средней плотности, полибутен или полипропилен и т.д. При желании, можно также применять подходящие смеси или гибриды этих типов пластиков. Альтернативно, подложку можно изготовить из любого другого типа формуемого или отверждаемого материала, такого как керамические материалы или алюминий.
При желании, на подложку можно нанести грунтовочное покрытие до того, как наносится краска с эффектом, с магнитно ориентируемыми частицами. Это является особенно подходящим в случае полиамидных или полипропиленовых подложек.
2
3
2
4
Магнитно ориентируемые пигменты в краске могут быть пигментами, полученными из магнитного или намагничивающегося материала. Пигменты могут обладать любой подходящей формой, но чешуйки и пластинки показывают более четкие рисунки. Подходящие магнитные пигменты основаны, например, на железе, никеле, кобальте, меди, серебре, золоте, хроме, гадолинии, иттербии, диспрозии, эрбии и подобных или их сплавах, оксидах или смесях. Особенно подходящими являются ферритовые чешуйки. Пигменты в форме чешуек могут также быть многослойными пигментами, имеющими по меньшей мере один магнитный слой и, при необходимости, один или более немагнитный слой. Подходящими примерами являются, например, слюда, покрытая FeO, или слюда, покрытая CoFeO. Другим подходящим магнитным пигментом может являться, например, слюда, покрытая полимерной смесью, содержащей оксид железа-кобальта и оксид кобальта. Дополнительно подходящие отражательные магнитные чешуйчатые пигменты можно применять для создания меток, обладающих блестящими бликами или контурами. Альтернативно можно применять интерференционные пигменты, такие как смещающие окраску пигменты, в одном или более чем одном покрывающем слое так, чтобы интерференционные пигменты создавали метки, которые отличаются по окраске и/или отличаются по интенсивности окраски при рассмотрении под различными углами.
Подходящие магнитомягкие материалы пигментов могут, например, обладать коэрцитивностью, равной менее чем приблизительно 2000 Ое, например менее чем приблизительно 300 Ое. Покрытия, включающие в себя подобные магнитомягкие материалы, не становятся магнитными в ответ на ненамагниченные металлы, такие как сталь, латунь или алюминий.
Чешуйки могут иметь средний размер частиц, равный, например, 2-60 микрометров, например 10-30 микрометров. Средняя толщина частиц чешуек может, например, равняться 1-8 микрометров.
Композиция для нанесения также включает в себя одно или более связующее вещество и носитель. Связующие вещества являются полупрозрачными после высушивания пленки краски. Подходящими связующими веществами являются, например, алкиды, полиуретаны, полиэфиры, латексные связующие вещества, такие как виниловые связующие вещества, акрилаты и т.д. Связующие вещества можно физически высушивать, высушивать под воздействием окисления или их можно химически отверждать, например, посредством компонента отверждающего агента или сшивающего агента или они могут быть способны отверждаться актиничным излучением, таким как УФ-излучение.

Краска для применения в настоящем изобретении будет, как правило, являться жидкой краской, например краской с растворителем. Подходящими органическими растворителями являются, например ароматические растворители, такие как толуол или ксилол, а также алифатические растворители, такие как кетоны, гликоли, например этилдигликоль, бутилгликоль, бутилдигликоль, или их ацетаты, такие как этилгликольацетат, бутилгликольацетат, бутилдигликольацетат и метоксипропиленгликольацетат. Коммерчески доступными растворителями являются, например, Shellsol D40, алифатический углеводородный растворитель, доступный от Shell, Dowanol PMA от Dow и Solvesso-150, доступный от ExxonMobil. Альтернативно композицию для нанесения в соответствии с изобретением можно составить как композицию на основе воды, при необходимости включающую в себя вспомогательные растворители или смачиватели, такие как гликоли. Неорганические эмали или покрытия, такие как покрытия на основе растворимого стекла, золь-гели или системы без растворителей, такие как термоплавкие краски или порошковые покрытия, можно также применять при желании.
Хотя пленка краски должна быть полупрозрачной по меньшей мере до некоторой степени, краска может дополнительно включать в себя дополнительные магнитные или немагнитные пигменты, такие как диоксид титана, оксид цинка, освинцованный оксид цинка, титан-кальций, технический углерод, желтые оксиды, коричневые оксиды, желтовато-коричневые оксиды, необработанная и жженая сиенна или умбра, зеленый оксид хрома, зеленый фталоцианин, голубой фталонитрил, голубой ультрамарин, кадмиевые пигменты или хромовые пигменты или любые их смеси. Также можно применять флуоресцентные пигменты, перламутровые пигменты, дихроичные пигменты или пигменты с другим специальным эффектом для получения конкретных специальных эффектов. Можно также добавлять пигменты в виде наполнителей, такие как глина, кремнезем, тальк, волластонит, древесная мука и подобные.
Пленку краски можно нанести любой подходящей толщиной пленки. Подходящим образом, толщина пленки может быть до приблизительно 50 микрометров, например 20 микрометров. Если применяется система основного покрытия и прозрачного покрытия, основное покрытие может, например, иметь толщину слоя, равную приблизительно 8-15 микрон, и прозрачное покрытие может, например, иметь толщину, равную приблизительно 20-30 микрон. Если применяется прозрачное покрытие, его можно нанести на влажное или мгновенно высушенное основное покрытие с тонким слоем и отверждать одновременно. Альтернативно, его можно нанести на затвердевший слой основного покрытия. Подходящие прозрачные покрытия могут, например, быть на основе изоцианат-полиоловой отверждающей системы. Также возможны системы монопокрытий.
При желании краску можно нанести на предварительно покрытую подложку. Подложку можно предварительно покрыть грунтовкой или окрашенным непрозрачным или полупрозрачным слоем краски. Можно получить специальные эффекты, если намагничивающийся слой краски наносится на ранее нанесенную пленку похожей краски с намагниченным рисунком. Нанесение на подложки, предварительно покрытые красками с эффектами, такими как перламутровые, металлических или флуоресцентных красок также даст специальные эффекты.
Краска с эффектом является подходящей для украшения фактически любого типа пластикового продукта, например деталей автомобилей, электрических или хозяйственных приборов, мобильных телефонов, лыж, защитных головных уборов для мотоциклистов, пластиковых или стеклянных бутылок или упаковок в виде трубки, корпусов компьютеров, плейеров, обложек книг и т.д.
Краску можно нанести любым подходящим образом. Подходящим способом нанесения является, например, нанесение распылением.