DESCRIPCIÓN

PROCEDIMIENTO Y SISTEMA PARA PRODUCIR UN RELIEVE SOBRE UN SUSTRATO

Sector de la técnica

La presente invención se refiere a un procedimiento y a un sistema para producir un relieve o estructura superficial 3D sobre un sustrato, en particular, mediante impresión digital por inkjet.

La invención es de especial aplicación en el ámbito de la fabricación de productos para la construcción y mobiliario, tales como paneles para muebles, puertas y suelos, perfiles para marcos de puertas y ventanas, etc.

La producción de relieves sobre sustratos hace posible reproducir texturas o superficies hápticas de materiales naturales, tales como madera o piedra, en correspondencia con imágenes impresas sobre el sustrato.

Estado de la técnica

En la actualidad son conocidas distintas técnicas para producir relieves sobre sustratos mediante impresión digital por inkjet. Estas técnicas presentan la ventaja de que permiten obtener relieves con mucha mayor flexibilidad y precisión frente a otras técnicas conocidas de producción de relieves sobre sustratos tales como gravado o moldeado.

En las técnicas conocidas para producir relieves sobre sustratos mediante impresión digital por inkjet se imprimen gotas de un producto de relieve sobre un recubrimiento. Las gotas impresas generan una superficie positiva o realces sobre el recubrimiento, al añadir producto de relieve al recubrimiento. Alternativamente, las gotas impresas generan una superficie negativa o rebajes en el recubrimiento, por impacto, inmiscibilidad o desplazamiento de las gotas de producto de relieve inyectadas en el recubrimiento líquido, o bien, una vez mezclado o disuelto el producto de relieve con el recubrimiento, al retirar el material mezclado o la disolución.

La producción de superficies positivas mediante impresión digital por inkjet presenta el inconveniente de la limitada resistencia a abrasión del relieve obtenido. Por su parte, la producción de superficies negativas mediante impresión digital por inkjet presenta el inconveniente de la dificultad de controlar el proceso para obtener una definición adecuada de los relieves debido a la existencia de complejos mecanismos físicos y químicos de interacción entre las gotas de producto de relieve y el recubrimiento. En estos mecanismos intervienen distintas variables tales como la tensión superficial, densidad y viscosidad del producto de relieve o del recubrimiento, así como la velocidad y volumen de las gotas del producto de relieve.

A la vista de las soluciones conocidas existentes en la actualidad, la presente invención tiene como objetivo proporcionar un procedimiento y sistema de producción de relieves sobre sustratos alternativo que permita obtener relieves con una resistencia a abrasión y definición de los relieves adecuadas de forma flexible.

Objeto de la invención

Con la finalidad de cumplir este objetivo y solucionar los problemas técnicos comentados hasta el momento, además de aportar ventajas adicionales que se pueden derivar más adelante, la presente invención proporciona un procedimiento para producir un relieve sobre un sustrato que comprende aplicar sobre el sustrato un recubrimiento y un producto de relieve, el recubrimiento y el producto de relieve contactando entre sí, y sublimar el producto de relieve.

Como producto de relieve puede utilizarse en general cualquier producto sublimable. En particular, pueden emplearse tintas denominadas de sublimación o sublimables, disponibles comercialmente para otros usos conocidos, tales como serigrafía. En particular, se contempla que el producto de relieve sea transparente, lo que permite obtener un relieve perceptible con un acabado limpio, que no requiere eliminar manchas de producto de relieve.

El producto de relieve, en estado sólido, es sublimado dejando huecos en el recubrimiento correspondientes a las zonas que ocupaba el producto de relieve en contacto con el recubrimiento, determinando los huecos el relieve.

De acuerdo con la invención se contempla que el recubrimiento y/o el producto de relieve sea solidificado durante el procedimiento, siendo suministrado al procedimiento en estado líquido. La solidificación del producto de relieve y/o del recubrimiento de acuerdo con la invención puede realizarse, por ejemplo, mediante curado o secado.

De acuerdo con la invención el producto de relieve puede aplicarse mediante impresión digital por inkjet, inyectando tinta en forma de gotas de producto de relieve. Esto permite producir relieves con una gran flexibilidad, rapidez y definición propias de la tecnología de impresión digital por inkjet.

Dado que el producto de relieve se encuentra en estado sólido para realizar la sublimación, el relieve queda condicionado por variables del propio proceso de sublimación y en menor medida por las distintas variables indicadas anteriormente de interacción entre el producto de relieve y el recubrimiento, especialmente cuando el producto de relieve se aplica mediante impresión digital por inkjet. De este modo se hace posible obtener relieves con alta definición de forma controlada.

Preferentemente, de acuerdo con la invención el recubrimiento y el producto de relieve contactan entre sí cuando el recubrimiento está líquido o parcialmente solidificado, en especial, si el producto de relieve se aplica por impresión digital por inkjet. Esto facilita la introducción del producto de relieve en el recubrimiento, por ejemplo, por impacto, inmiscibilidad o desplazamiento, o bien la mezcla o disolución del producto de relieve en el recubrimiento. En este sentido, de acuerdo con la invención la capacidad de producir relieves por sublimación es compatible con las técnicas de producción de relieves conocidas pudiendo ser utilizada en combinación con las mismas.

La invención contempla tanto que el producto de relieve a sublimar quede al menos parcialmente cubierto por o embebido en el recubrimiento como que el producto de relieve a sublimar quede al menos parcialmente mezclado con el recubrimiento. Al sublimar el producto de relieve y, por tanto, pasar de sólido a gas, el producto de relieve se volatiliza hacia el exterior del recubrimiento.

Al abrirse camino el gas de producto de relieve a través del recubrimiento durante la sublimación se genera un volumen poroso o cavernoso en el recubrimiento. Este volumen poroso del recubrimiento afectado por la sublimación resulta fácilmente retirable por su fragilidad respecto al volumen del recubrimiento no atravesado por el gas de producto de relieve sublimado. El relieve puede obtenerse retirando el material del recubrimiento afectado por la sublimación. Asimismo, se contempla que tras la sublimación pueda retirarse un residuo de producto de relieve, en particular, con el material del recubrimiento afectado por la sublimación. La retirada de material puede realizarse, por ejemplo, con medios mecánicos tales como cepillado o aspiración y/o medios químicos tales como lavado o enjuagado.

Preferentemente, de acuerdo con la invención el recubrimiento termina de solidificar más tarde que el producto de relieve. De este modo se facilita la evacuación del gas de producto de relieve sublimado a través del recubrimiento. Para conseguir dicho retardo en la solidificación del recubrimiento respecto al producto de relieve, el material del producto de relieve y/o del recubrimiento pueden seleccionarse con una composición adecuada que influya, por ejemplo, en su curado o secado.

De acuerdo con la invención, el relieve puede aplicarse de forma coordinada o en correspondencia con una imagen sobre el sustrato, que es aplicada sobre el sustrato antes o después de producir el relieve. La producción del relieve y de la imagen correspondiente puede realizarse sincronizadamente mediante impresión digital por inkjet del relieve y la imagen.

Preferentemente, la invención contempla tanto que el producto de relieve se aplique sobre el recubrimiento, es decir una vez aplicado el recubrimiento, como que el recubrimiento se aplique sobre el producto de relieve, es decir una vez aplicado el producto de relieve. No obstante, también se contempla cualquier otra vanante en la que el producto de relieve y el recubrimiento queden sobre el sustrato contactando entre sí como, por ejemplo, siendo aplicados simultáneamente, en particular, mezclados formando un mismo producto de aplicación. De acuerdo con la invención, el recubrimiento y/o el producto de relieve puede aplicarse extendiéndose al menos por zonas, es decir cubriendo el sustrato al menos parcialmente o en áreas parciales.

Asimismo, la presente invención contempla que el producto de relieve y el recubrimiento puedan aplicarse en sucesivas veces para obtener una pluralidad de capas de recubrimiento y producto de relieve, formando así un recubrimiento multicapa. En este caso, la sublimación del producto de relieve puede realizarse tras la aplicación de la respectiva capa y antes de aplicar la siguiente y/o tras la aplicación de todas las capas. Cada capa puede estar configurada con distintos parámetros, tales como, por ejemplo, espesor de capa, volumen de producto de relieve, volumen de gota de tinta de sublimación, etc. En este sentido, la presente invención también prevé que puedan aplicarse adicionalmente otras capas que se extienden cubriendo al menos parcialmente el sustrato, de manera que puedan obtenerse recubrimientos multicapa, con al menos una capa de recubrimiento y producto de relieve, así como al menos otra capa decorativa o funcional, por ejemplo, con distintos grados de brillo o estructuraciones con distintas profundidades. Estas otras capas pueden aplicarse, por ejemplo, entre capas de recubrimiento y producto de relieve y/o sobre dichas capas. Asimismo, las propias capas de recubrimiento y producto de relieve pueden estar provistas adicionalmente, al menos parcialmente, de características decorativas o funcionales, por ejemplo, distintos grados de brillo o estructuraciones con distintas profundidades.

De este modo, mediante la aplicación del recubrimiento y/o producto de relieve selectivamente en áreas parciales, su aplicación en sucesivas veces o la inclusión de otras capas, pueden obtenerse recubrimientos multicapa en los que pueden ser selectivamente controlados o proporcionados distintos efectos decorativos o técnicos como distintos brillos o relieves.

En el contexto de la presente invención por producto de relieve cabe entender por tanto un producto que, aplicado en contacto con el recubrimiento, está configurado de acuerdo con la invención para producir un relieve en el recubrimiento al ser al menos parcialmente sublimado. En este sentido, el producto de relieve aplicado comprende al menos en parte producto sublimable, es decir de un material sublimable, que para producir el relieve en el recubrimiento mediante el procedimiento de la invención se sublima al menos parcialmente.

De acuerdo con la invención se contempla que el recubrimiento y/o el producto de relieve sean aplicados líquidos o sólidos. El producto de relieve en estado sólido puede aplicarse, por ejemplo, mediante esparcimiento de polvos de producto de relieve sólido. El recubrimiento en estado sólido puede aplicarse, por ejemplo, en forma de lámina sólida que se extiende sobre el substrato. En este sentido, la invención contempla cualquier combinación posible respecto a la utilización de producto de relieve y/o recubrimiento en estado al menos parcialmente líquido o sólido.

Preferentemente, el producto de relieve es aplicado líquido mediante impresión digital por inkjet, por ejemplo, empleando una tinta de sublimación, en particular como se ha indicado anteriormente una tinta de sublimación de las usadas para serigrafía, adaptada al procedimiento de acuerdo con la invención. Asimismo, preferentemente, el recubrimiento es aplicado líquido mediante rodillo. No obstante, también se contempla que tanto el recubrimiento como la tinta de sublimación o líquido que contiene producto de relieve líquidos puedan ser aplicados por cualquier método además de por inkjet o por rodillo como, por ejemplo, por esprayado.

Se contempla que la sublimación se realiza por calentamiento del producto de relieve, preferentemente a la presión atmosférica. Preferentemente, en el caso de que el producto de relieve se aplica mediante una tinta de sublimación por inkjet, la temperatura de sublimación del producto sublimable seleccionado debe ser superior a un umbral mínimo, teniendo en cuenta que los cabezales de inkjet utilizados son calefactados para conseguir viscosidades de inyección adecuadas (típicamente a unos 40 °C). Asimismo, preferentemente, el producto sublimable debe seleccionarse para que su temperatura de sublimación sea inferior a un umbral máximo, por ejemplo, de 200 °C, para evitar la degradación de materiales intervinientes en el procedimiento como, por ejemplo, el recubrimiento o el sustrato.

La sublimación del producto de relieve puede realizarse por calentamiento de cualquier forma, mediante radiación, convección o conducción térmica, en particular, utilizando respectivamente una fuente de radiación electromagnética (por ejemplo, por IR), un elemento de convección térmica (por ejemplo, aire calefactado), y/o un elemento de conducción térmica (por ejemplo, un elemento calefactado). En particular, como fuentes de radiación electromagnética para el calentamiento pueden emplearse lámparas de IR.

Según una realización preferente de acuerdo con la invención, se ha previsto que la tinta de sublimación, o líquido que contiene el producto de relieve, es una dispersión en la que la parte dispersa comprende el producto de relieve. En particular, la parte dispersa puede estar en forma líquida o sólida.

También preferentemente, se ha previsto que el producto de relieve presenta una concentración en la tinta de sublimación, o líquido de aplicación del producto de relieve, al ser aplicado menor o igual a un 10% en peso, preferiblemente menor o igual a un 1% en peso, en particular menor o igual a un 0,1% en peso. De este modo, con concentraciones de producto de relieve relativamente bajas pueden obtenerse huecos suficientes que determinan el relieve en el recubrimiento.

Asimismo, preferentemente, el producto de relieve comprende partículas sólidas sublimables, es decir de un material sublimable. Las partículas sólidas sublimables pueden ser en principio de cualquier tamaño. Ventajosamente, un tamaño (D50) de partícula menor o igual a aproximadamente 2000 Á permite su utilización en cabezales de impresión por inkjet que no requieren de recirculación. Cuanto más pequeño sea el tamaño de partícula sublimable mayor cantidad de producto sublimable puede sublimarse, encontrándose especialmente adecuados tamaños (D50) de partícula menores o ¡guales a aproximadamente 100 Á. Particularmente, con tamaños (D50) de partícula menores o ¡guales a aproximadamente 10 Á puede obtenerse una disolución de producto de relieve en la tinta de sublimación o líquido de aplicación del producto de relieve. El término D50 para cuantificar el tamaño medio de las partículas, también denominado diámetro medio, se define de manera conocida para el experto en la materia, es decir como el valor de diámetro de partícula para el que la concentración de partículas de diámetro mayor o menor que dicho valor es el 50% del total de la distribución de las partículas en una muestra.

Como se ha indicado anteriormente, ventajosamente se contempla que el producto de relieve y/o la tinta de sublimación, o líquido de aplicación, sean miscibles en el recubrimiento. De este modo al ser aplicados el producto de relieve o la tinta de sublimación estos pueden introducirse fácilmente en el recubrimiento, lo que facilita el mayor contacto entre sí para generar los huecos que determinan el relieve en la sublimación. Para favorecer la miscibilidad se contempla que la tinta de sublimación y el recubrimiento tengan sustancialmente una misma polaridad; particularmente, el recubrimiento y la parte dispersante de la tinta de sublimación tienen sustancialmente la misma composición.

El mecanismo de la mezcla entre la tinta de sublimación y el recubrimiento, en particular mediante inkjet, hace posible, en comparación con otros mecanismos de producción de relieves conocidos en los que se produce un desplazamiento del líquido de recubrimiento que determina los huecos del relieve por el líquido de la tinta inyectada (por ejemplo, por impacto de la gota sobre la superficie del recubrimiento) una mayor definición del relieve a obtener. Esta mayor definición obtenida puede deberse a que el mecanismo de desplazamiento implica una deformación local alrededor del hueco o indentation en el recubrimiento, donde se acumula el líquido desplazado o desalojado de dicho hueco, a diferencia de la mezcla en la que no existe tal desplazamiento, sino que el producto de relieve queda incorporado en el recubrimiento, obteniéndose el relieve retirando dicha mezcla en una etapa o estación posterior. Adicionalmente, la presente invención proporciona una definición mejorada como consecuencia de que el producto de relieve permanece confinado por su propia condición de sólido, a diferencia de los líquidos, ya que el producto de relieve a ser sublimado se encuentra en estado sólido para generar los huecos que determinan el relieve durante la sublimación. Esto hace que la presente invención sea especialmente adecuada para su utilización también de forma complementaria con otros procedimientos de obtención de relieves sobre sustratos conocidos.

Según una realización preferente, el producto de relieve y/o la tinta de sublimación, o líquido de aplicación del producto de relieve, comprenden un agente absorbedor de radiación electromagnética, configurado para absorber sustancialmente energía de radiación electromagnética irradiada en una longitud de onda determinada, en particular, de radiación electromagnética de curado del recubrimiento y/o del producto de relieve, transformando dicha energía en calor. Como agente absorbedor de radiación electromagnética de UV pueden utilizarse, por ejemplo, benzofenonas, benzotriazolas, triazinas, oxanilidas y cianoacrilatos. En particular, como fuentes de radiación electromagnética para el calentamiento pueden emplearse lámparas de UV, de tipo LED o de descarga por arco.

Según otra realización preferente, el producto de relieve y/o la tinta de sublimación, o líquido de aplicación del producto de relieve, pueden comprender un agente promotor de una reacción química exotérmica, configurado para reaccionar en el recubrimiento desprendiendo calor. Con estas dos últimas realizaciones de acuerdo con la invención se consigue aumentar la eficacia del calentamiento para producir la sublimación.

La presente invención también contempla que la tinta de sublimación, o el líquido de aplicación del producto de relieve, comprenda un agente odorizante configurado para impregnar olor en el recubrimiento al ser activado, por ejemplo, mediante calentamiento. El propio producto de relieve puede comprender dicho agente odorizante o, en particular, constituir el mismo (por ejemplo, alcanfor puede utilizarse como producto sublimable y odorizante). La sublimación permite extraer los olores a la superficie garantizando al mismo tiempo que el olor quede retenido en el recubrimiento, impregnando el mismo.

Asimismo, de acuerdo con la invención, la tinta de sublimación puede ser transparente o contener pigmentos, así como otras partículas funcionales. La incorporación de pigmentos o partículas funcionales en la tinta de sublimación, o líquido de aplicación, permite ligar las características del relieve a obtener con las características provistas con los pigmentos o partículas funcionales en cada punto de aplicación, por ejemplo, con cada gota de aplicación de la tinta inkjet. De este modo se consigue una coordinación del relieve a obtener con el efecto decorativo o funcional proporcionado por dichos pigmentos o partículas, en la misma etapa o estación de aplicación de la tinta de sublimación, o líquido de aplicación.

Como se ha indicado anteriormente, de acuerdo con la invención el recubrimiento y/o el producto de relieve pueden ser solidificados para obtener el relieve, en particular, pueden ser solidificados al menos parcialmente antes de sublimar el producto de relieve. Preferentemente, la solidificación del recubrimiento y/o del producto de relieve se realiza por curado o polimerización, preferiblemente por radiación electromagnética, más preferiblemente, por UV. Para ello el recubrimiento o el producto de relieve son de un material curable o polimerizable. En particular, como fuentes de radiación electromagnética para el curado puede emplearse lámparas de UV, de tipo LED o de descarga por arco.

Una solidificación parcial del recubrimiento, es decir un grado de solidificación o curado acotado, antes de la sublimación, hace posible obtener una mayor definición del relieve, al permitir fijar en cierto modo el contorno que determina el relieve reteniendo en dicho contorno el producto de relieve a sublimar. Particularmente, el recubrimiento termina de solidificar más tarde que el producto de relieve. De este modo el producto de relieve no tiende a encapsularse evitando que el gas no pueda ser evacuado hasta la superficie.

También como se ha indicado anteriormente, según una realización del procedimiento de acuerdo con la invención el relieve se obtiene retirando recubrimiento afectado por la sublimación del producto de relieve y/o un residuo de producto de relieve. Este material retirado es determinado por los huecos dejados en el recubrimiento tras la sublimación. En este sentido, en el contexto de la invención por residuo de producto de relieve cabe entender producto de relieve transformado o no tras la aplicación de la etapa de sublimación del procedimiento de acuerdo con la invención, en particular, producto de relieve no sublimado tras la aplicación de la etapa de sublimación.

En un segundo aspecto, la invención proporciona un sistema para producir un relieve sobre un sustrato. De acuerdo con la invención el sistema comprende medios de aplicación de recubrimiento sobre el sustrato, medios de aplicación de producto de relieve, medios de sublimación de producto de relieve, y medios de control de los medios de aplicación de recubrimiento, de los medios de aplicación de producto de relieve y de los medios de sublimación. El sistema está configurado para realizar un procedimiento según se ha descrito anteriormente.

El sistema puede comprender medios de retirada de material para producir el relieve, que pueden ser, por ejemplo, mecánicos tales como cepillado o aspiración y/o químicos tales como lavado o enjuagado. También se contempla que el sistema incluya medios de aspiración del gas del producto de relieve que se genera durante la sublimación.

Asimismo, el sistema puede incluir medios de transporte, que comprenden, por ejemplo, una cinta transportadora, para transportar el sustrato entre las distintas estaciones en las que se realizan las correspondientes etapas del procedimiento según se ha descrito anteriormente.

Los medios para sublimar el producto de relieve de acuerdo con la invención se contemplan que sean preferentemente por calentamiento. Para ello pueden emplearse medios de calentamiento por radiación térmica, por ejemplo, que comprenden al menos una lámpara de calentamiento por radiación electromagnética, en particular una lámpara de calentamiento por IR. Alternativa o complementariamente pueden emplearse medios de calentamiento por convección térmica, por ejemplo, mediante aire calentado, en particular con un soplador de aire calentado. También alternativa o complementariamente pueden emplearse medios de calentamiento por conducción térmica, por ejemplo, mediante un elemento de calentamiento por conducción térmica, en particular un rodillo o una plancha calefactados.

Según una realización preferente de acuerdo con la invención, el sistema comprende un elemento de recepción, en particular en forma de una banda de recepción, de material de sublimación que es enfrentado al recubrimiento, de manera que, al ser sublimado el producto de relieve, sobre el elemento de recepción es proyectado material de sublimación formado por recubrimiento afectado por la sublimación del producto de relieve y/o un residuo de producto de relieve. Este elemento de recepción, preferentemente en forma de banda, permite transferir dicho material de sublimación desde el recubrimiento adhiriéndose al elemento para facilitar la posterior evacuación del material de sublimación.

De acuerdo con la invención también se contempla que el sistema pueda comprender medios de limpieza de una superficie del elemento de calentamiento por conducción térmica o del elemento de recepción sobre los que es proyectado el material de sublimación, en particular comprendiendo una cuchilla de raspado de dicha superficie o elemento de recepción.

Asimismo, como se ha indicado anteriormente, el sistema puede comprender medios para retirar del recubrimiento material de sublimación para producir el relieve. Estos medios pueden ser, en particular, en la forma de al menos un cepillo, al menos un aspirador y/o al menos un soplador. También se contempla que el sistema pueda comprender medios de extracción de gas procedente de la sublimación del producto de relieve, en particular en la forma de una campana de aspiración de gas. También se contempla que el sistema pueda comprender medios de solidificación para solidificar al menos parcialmente el recubrimiento y/o del producto de relieve.

Descripción de las figuras

Se incluyen las siguientes figuras que sirven para ¡lustrar distintas formas de realización práctica de la invención que se describen a continuación a modo de ejemplo y sin carácter limitativo.

La figura 1 muestra esquemáticamente la sección transversal de un sustrato sobre el que se obtiene un relieve, en las etapas (A) a (C) según una primera realización del procedimiento o sistema de la invención.

La figura 2 muestra esquemáticamente la sección transversal de un sustrato sobre el que se obtiene un relieve, en las etapas (D) a (G) según una primera vanante de la primera realización del procedimiento o sistema de la invención.

La figura 3 muestra esquemáticamente la sección transversal de un sustrato sobre el que se obtiene un relieve, en las etapas (D) a (G) según una segunda vanante de la primera realización del procedimiento o sistema de la invención.

La figura 4 muestra esquemáticamente la sección transversal de un sustrato sobre el que se obtiene un relieve, en las etapas (A) a (C) de una segunda realización del procedimiento o sistema de la invención.

La figura 5 muestra esquemáticamente la sección transversal de un sustrato sobre el que se obtiene un relieve, en las etapas (D) a (G) según una primera vanante de la segunda realización del procedimiento o sistema de la invención.

La figura 6 muestra esquemáticamente la sección transversal de un sustrato sobre el que se obtiene un relieve, en las etapas (D) a (G) según una segunda vahante de la segunda realización del procedimiento o sistema de la invención.

La figura 7 muestra una vista general de un primer ejemplo de realización de procedimiento y sistema para producir un relieve sobre un sustrato de acuerdo con la invención, en el que el sustrato tiene forma de panel.

La figura 8 muestra una vista general de un segundo ejemplo de realización de procedimiento y sistema para producir un relieve sobre un sustrato de acuerdo con la invención, en el que el sustrato tiene forma de lámina continua.

La figura 9 muestra una vista en detalle de una vahante de etapa o estación de sublimación del procedimiento y sistema de acuerdo con la invención.

La figura 10 muestra una vista en detalle de una vahante adicional de etapa o estación de sublimación del procedimiento y sistema de acuerdo con la invención.

La figura 11 muestra una vista en detalle de una vahante adicional de etapa o estación de sublimación del procedimiento y sistema de acuerdo con la invención.

La figura 12 muestra una vista en detalle de una vahante adicional de etapa o estación de sublimación del procedimiento y sistema de acuerdo con la invención.

La figura 13 muestra una vista en detalle de una vahante adicional de etapa o estación de sublimación del procedimiento y sistema de acuerdo con la invención.

Descripción detallada de la invención

Los sustratos (1) pueden estar configurados a modo de paneles o perfiles. El material de los sustratos (1) puede seleccionarse, por ejemplo, de entre madera (aglomerado, fibras de media densidad “MDF”, de fibras de alta densidad “HDF” o contrachapada), plástico (PVC), materiales con base de celulosa (papel o cartón) o metal. El recubrimiento (2) puede ser aplicado en estado líquido por cualquier método de aplicación de productos líquidos, por ejemplo, mediante rodillo, rociado, esprayado o impresión por inkjet. El material del recubrimiento (2) puede seleccionarse, por ejemplo, de entre barniz o resina polimerizable.

En las realizaciones de la invención que se muestran en las figuras y describen en detalle a continuación el producto de relieve (3) se imprime digitalmente por inkjet, aplicándose en forma de gotas de tinta de sublimación.

De acuerdo con una primera realización de la invención mostrada en las figuras 1 a 3, se parte de un sustrato (A) sobre el que se aplica (B) un recubrimiento (2), aplicándose (C) sobre el recubrimiento (2) el producto de relieve (3).

De acuerdo con una segunda realización de la invención mostrada en las figuras 4 a 6, se parte de un sustrato (A) sobre el que se aplica (B, C) un producto de relieve (3) directamente sobre el sustrato (1).

Haciendo referencia a la figura 2, en una primera vahante de la primera realización mostrada en las figuras 1 a 3, existe un impacto, inmiscibilidad o desplazamiento de las gotas del producto de relieve (3) en el recubrimiento (2) para producir el relieve.

Haciendo referencia a la figura 3, en una segunda vahante de la primera realización mostrada en las figuras 1 a 3, existe una mezcla o disolución de las gotas del producto de relieve (3) en el recubrimiento (2) para producir el relieve.

Haciendo referencia a la figura 5, en una primera vahante de la segunda realización mostrada en las figuras 4 a 6, existe un impacto, inmiscibilidad o desplazamiento de las gotas del producto de relieve (3) en el recubrimiento (2) para producir el relieve.

Haciendo referencia a la figura 6, en una segunda vahante de la segunda realización mostrada en las figuras 4 a 6, existe una mezcla o disolución de las gotas del producto de relieve (3) en el recubrimiento (2) para producir el relieve.

Tras contactar (D) el recubrimiento (2) con el producto de relieve (3), el recubrimiento (2) y el producto de relieve (3) son curados (E), juntos o por separado, obteniendo la solidificación de al menos el producto de relieve (3). Para el curado pueden emplearse medios de curado (10) convencionales, tales como lámparas de calentamiento o emisión de radiación electromagnética, por ejemplo, de luz UV, IR o de emisión de electrones.

Una vez solidificado el producto de relieve (3), este se sublima (F). Para la sublimación (F) pueden emplearse medios de sublimación (20) convencionales, tales como por calentamiento, en particular, mediante aire caliente o mediante lámparas de calentamiento como, por ejemplo, lámparas de calentamiento por IR. También se contempla que la sublimación (F) pueda efectuarse por reacción del producto de relieve (3) con un producto de activación de sublimación, por ejemplo, aplicando dicho producto de activación de sublimación sobre el producto de relieve (3). La sublimación (F) puede realizarse, por ejemplo, simultáneamente a la solidificación del recubrimiento.

Finalmente, pueden utilizarse medios de retirada de material (30) para retirar (G) material de recubrimiento en las zonas afectadas por la sublimación. Estos medios (30) pueden ser, por ejemplo, mecánicos tales como de cepillado o aspiración, o químicos tales como de lavado o enjuagado de dichas zonas.

En la figura 7 puede observarse una línea de proceso de acuerdo con el primer ejemplo de realización preferente de la invención para obtener un relieve (7) sobre un sustrato (1) en forma de panel. El sustrato (1) avanza a través de las distintas etapas o estaciones siendo transportado (60) mediante una cinta transportadora (63).

En una primera etapa o estación de la línea de proceso sobre el sustrato (1) se aplica un recubrimiento (2) líquido, de un acrílico curable por UV, mediante rodillo (70), empleando un rodillo aplicador (71) y un rodillo dosificador (72) de manera en sí mismo conocida. En una etapa o estación subsiguiente, se aplica el producto de relieve (3) sobre el recubrimiento (2) mediante impresión digital por inkjet (40) empleando una tinta de sublimación, que contiene el producto de relieve (3) disperso en un líquido acrílico curable por UV, a través de cabezales de inyección (41) de la tinta de sublimación.

En este ejemplo de realización la tinta de sublimación se aplica sobre el recubrimiento (2) estando éste todavía líquido, lo que facilita la penetración de la tinta de sublimación, y por tanto del producto de relieve (3), en el recubrimiento (2). En una etapa o estación subsiguiente de este primer ejemplo de realización el conjunto del recubrimiento (2) y tinta de sublimación aplicados se solidifican (10) parcialmente, siendo curados parcialmente mediante una lámpara de radiación UV (11).

A continuación, en la etapa o estación subsiguiente se realiza la sublimación (20) del producto del producto de relieve (3). Para ello se transfiere calor al producto de relieve (3) por conducción térmica (22) mediante un rodillo calefactado (221) que rueda sobre el recubrimiento (2). Esta rodadura está preferentemente sincronizada con el avance del sustrato (1) a lo largo de la línea del proceso, de manera que el rodillo calefactado (221) rueda sustancialmente sin deslizamiento sobre el recubrimiento (2) para la sublimación del producto de relieve (3).

Durante la sublimación (20), sobre la superficie exterior del rodillo calefactado (221) es proyectado material de sublimación formado por recubrimiento afectado por la sublimación del producto de relieve (3) y/o un residuo de producto de relieve (3). Este material de sublimación es limpiado (50) de la superficie exterior del rodillo calefactado (221) mediante una cuchilla (51) raspadora de la misma. El gas procedente de la sublimación del producto de relieve (3) es extraído (80) mediante una campana de extracción (81).

A continuación, en una etapa o estación final de este primer ejemplo de realización, el recubrimiento termina de solidificar (10), siendo curado mediante una lámpara de radiación UV (12). Posteriormente puede aplicarse una etapa de retirado (30) de material sobrante como recubrimiento afectado por la sublimación del producto de relieve y/o un residuo de producto de relieve, por ejemplo, mediante cepillado.

En la figura 8 puede observarse una línea de proceso de acuerdo con el segundo ejemplo de realización preferente de la invención para obtener un relieve (7) sobre un sustrato (1), en la que a diferencia del primer ejemplo de realización el sustrato (1) tiene forma de lámina continua. La lámina es alimentada de forma continua desde una bobina de alimentación (5) para atravesar las distintas estaciones o etapas de la línea hasta una bobina de recogida (6), en la que la lámina es recogida con el relieve (7) producido sobre el sustrato (1) para su distribución o procesado posterior. La lámina se desplaza a lo largo de la línea mediante medios de guiado, por ejemplo, rodillos de guiado, de manera en sí mismo conocida.

Como puede observarse en la figura 8, las distintas etapas o estaciones de este segundo ejemplo de realización se disponen o configuran de forma análoga a las estaciones o etapas del primer ejemplo de realización. En la etapa o estación de aplicación del recubrimiento mediante rodillo (70) se incorpora un contrarrodillo (7T) del rodillo aplicador del recubrimiento, para posicionar el sustrato (1) mediante una contrapresión con dicho rodillo. Asimismo, en la etapa o estación de sublimación (20) se incorpora un contrarrodillo (221’) de rodillo calefactado, para posicionar el sustrato (1) mediante una contrapresión con dicho rodillo calefactado (221).

En la figura 9 puede observarse una vahante de la etapa o estación de sublimación (20), representada para el primer ejemplo de realización pero que es de aplicación análogamente al segundo ejemplo de realización. En esta vanante de realización, a diferencia de los ejemplos mostrados en las figuras 7 y 8, durante la sublimación (20) el material de sublimación formado por recubrimiento afectado por la sublimación del producto de relieve (3) y/o un residuo de producto de relieve (3), en vez de directamente sobre la superficie del rodillo calefactado (221), es proyectado sobre un elemento de recepción de material de sublimación, en la forma de una banda de recepción (90). La banda de recepción (90) es alimentada desde una bobina de alimentación (93), siendo guiada pasando por entre el rodillo calefactado y el recubrimiento, hasta una bobina de recogida (94), en la que dicho material de sublimación ya depositado es recogido para su procesado externo, reciclaje o eliminación.

En la figura 9 también pueden observarse otros detalles constructivos del sistema del rodillo calefactado (221). El rodillo calefactado (221) es desplazadle verticalmente mediante un actuador de desplazamiento vertical (224) de forma regulable para aproximarse al recubrimiento (2) con el producto de relieve (3) aplicado en el mismo, en cooperación con el contrarrodillo (221’), para posicionar el sustrato (1) ejerciendo una contrapresión con dicho rodillo. El rodillo calefactado (221) está provisto de un actuador de giro (223), para hacer girar el rodillo calefactado (221) y la banda de recepción (90) sobre el recubrimiento (2) sincronizadamente con el movimiento de avance del sustrato (1), preferentemente produciendo sustancialmente una rodadura sin deslizamiento, al mismo tiempo que se produce el avance de la banda de recepción (90) atrapada entre el rodillo calefactado (221) y el recubrimiento (2) a medida que el material de sublimación se transfiere a la banda de recepción (90). Para el transporte (60) del sustrato (1) en su avance se han previsto una cinta transportadora (63) que se mueve guiada por rodillos de guiado (61 , 62) y actuada por medio de un actuador de giro (64) que en el ejemplo representado actúa para girar uno de los rodillos de guiado (62). En la figura 10 puede observarse otra vahante de la etapa o estación de sublimación (20), igualmente representada para el primer ejemplo de realización pero que es de aplicación análogamente al segundo ejemplo de realización. En esta vahante de realización, a diferencia de la vahante mostrada en la figura 9, la banda de recepción (90) es alimentada de forma continua en un circuito cerrado siendo guiada por medio de unos rodillos de guiado (91). Los rodillos de guiado (91) pueden desplazarse verticalmente para regular la posición del rodillo de guiado (91) enfrentado al recubrimiento (2) por medio de un actuador de desplazamiento vertical (95), permitiendo el avance del sustrato (1) entre este rodillo de guiado (91) y un contrarrodillo (9T). La banda de recepción (90) es movida por medio de un actuador de giro (92) que hace girar, por ejemplo, dicho rodillo de guiado (91) que se enfrenta al recubrimiento (2).

Como en la vahante mostrada en la figura 9, en la vahante de la figura 10 el material de sublimación es transferido a la banda de recepción (90), sin embargo, en esta vahante la propia banda de recepción (90) se realimenta una vez limpiada (50) de material de sublimación previamente depositado en la misma. Dicha limpieza (50) puede realizarse, por ejemplo, como se muestra en la figura 10 mediante una cuchilla (51) raspadora de la banda de recepción (90), es decir de la superficie de contacto de la banda de recepción (90) con el recubrimiento (2) al ser transferido el material de sublimación a la misma.

En la figura 10 también pueden observarse medios de sublimación alternativos o complementarios al rodillo calefactado (221) mostrado en las vahantes descritas anteriormente. En esta vahante el calentamiento para producir la sublimación (20) puede realizarse por convección térmica en la zona del rodillo de guiado (91) que es enfrentado al recubrimiento (2) por medio de la banda de banda de recepción (90). Particularmente, la banda (90) puede estar configurada de un material, por ejemplo, metal, que facilite la conducción térmica localmente en el recubrimiento (2) y/o estar calefactada.

En la figura 11 puede observarse otra vahante de la etapa o estación de sublimación (20) igualmente representada para el primer ejemplo de realización pero que es de aplicación análogamente al segundo ejemplo de realización. En esta vahante de realización, a diferencia de la vahante mostrada en la figura 10, la sublimación se realiza por calentamiento por radiación (21). El calentamiento puede realizarse directamente hacia el recubrimiento (2), a través de una banda de recepción (90) de material de sublimación transparente al paso de la radiación, o bien indirectamente calentando la banda de recepción (90). Como también puede observarse en la figura 11 , el calentamiento (21) se realiza entre dos rodillos de guiado (91) que son enfrentados al recubrimiento (2) en dos posiciones consecutivas de manera que la banda de recepción (90) permanece en contacto con el recubrimiento (2) continuamente entre dichas dos posiciones. Esto hace posible un proporcionar un alisamiento de la superficie del recubrimiento (2) a la vez que el calentamiento (21). Alternativa o complementariamente al calentamiento (21), puede realizarse una solidificación (10) parcial mediante una lámpara de radiación UV (211) a través de una banda de recepción (90) transparente a dicha radiación. De este modo puede conseguirse un curado más eficiente, al reducirse la cantidad de aire presente entre la banda (90) y el recubrimiento (2) en dicha zona.

En la figura 12 puede observarse otra vahante de la etapa o estación de sublimación (20), representada para el primer ejemplo de realización pero que es de aplicación análogamente al segundo ejemplo de realización. En esta vanante de realización, a diferencia de las vahantes descritas anteriormente, el calentamiento del recubrimiento para realizar la sublimación (20) se realiza por medio de un elemento de conducción térmica (22) en la forma de una plancha calefactada (222). La plancha calefactada (222) es desplazadle verticalmente por medio de actuadores de desplazamiento vertical (225) de manera que, para calentar el recubrimiento (2) con el producto de relieve (3) y producir la sublimación de éste, la plancha (222) es enfrentada al recubrimiento (2) hasta contactar con el mismo, permaneciendo el sustrato (1) entre la plancha (222) y unos contrarrodillos (222’). La limpieza (50) del material de sublimación transferido a la plancha (222) se realiza mediante una cuchilla de raspado (51) que es desplazadle hohzontalmente para barrer dicho material de sublimación, siendo depositado en una bandeja de recogida (52) de dicho material retirado.

En la figura 13 puede observarse otra vahante de la etapa o estación de sublimación (20), representada para el primer ejemplo de realización pero que es de aplicación análogamente al segundo ejemplo de realización. En esta vahante de realización, a diferencia de la vahante mostrada en la figura 12, se dispone de una banda de recepción (90) de material de sublimación que se dispone entre la plancha (222) y el recubrimiento (2) para recibir el material de sublimación desde el recubrimiento (2). La banda de recepción (90) es limpiada (50) de dicho material de sublimación por medio de una cuchilla de raspado (51).

La invención no se limita a las vahantes de realización representadas, sino que incluye todas las vahantes, modificaciones y combinaciones comprendidas en el ámbito de las reivindicaciones adjuntas.

Así, por ejemplo, de acuerdo con la invención el calentamiento para producir la sublimación (20) puede realizarse en una sola etapa o estación o en vahas etapas o estaciones sucesivas, consecutivas entre sí o alternadas con otras etapas o estaciones del procedimiento. En este sentido, se contempla que pueda realizarse un calentamiento progresivo del recubrimiento (2) antes de iniciarse la sublimación, por ejemplo, mediante una pluralidad de elementos de calentamiento por conducción (22), tales como rodillos calefactados (221).

Ejemplos de realización práctica

A modo de ejemplo se han utilizado Cafeína o Alcanfor como productos sublimables para obtener con cada uno de ellos una muestra de realización práctica de acuerdo con la invención.

Se partió de un producto sublimable en forma de polvos disponible comercialmente, estos polvos presentan una diversidad de tamaños de partícula e incluso pueden tener partes apelmazadas o aglomeradas debido a la humedad. Este polvo se molió para obtener un polvo de producto sublimable con un tamaño de partícula (D50) de 2000 Á. A continuación, dicho producto sublimable molido se dispersó en un dispersante consistente en un líquido acrilico parcialmente inhibido al curado por UV para formar una disolución coloidal con una concentración de producto sublimable de aproximadamente un 5% en peso de la tinta de sublimación, obteniendo una tinta de sublimación utilizable mediante impresión por inkjet.

La tinta de sublimación se imprimió por inkjet, de acuerdo con una plantilla digital de un relieve. Dicha impresión digital se realizó sobre un recubrimiento líquido, de barniz acrilico curable por UV, previamente aplicado sobre un sustrato de madera. La impresión se realizó mediante cabezales de impresión comercializados bajo la marca Seiko 1536RC (cabezales con recirculación) así como también con cabezales de impresión comercializados bajo la marca Seiko 508GS (sin recirculación).

Una vez aplicada la tinta de sublimación la muestra con el recubrimiento y el producto de relieve aplicados se sometió a una radiación de UV mediante lámparas de descarga por arco eléctrico hasta curar parcialmente el recubrimiento, hasta tener un grado de curado máximo de aproximadamente un 40% (respecto a la energía irradiada que sería necesaria para curar el recubrimiento totalmente). A continuación, se calentó la muestra sometiéndola a una radiación IR mediante lámparas de IR, hasta alcanzar una temperatura del recubrimiento de unos 160 °C para las muestras en la que el producto sublimable era Cafeína o una temperatura del recubrimiento de unos 150 °C para las muestras en la que el producto sublimable era Alcanfor.

Mediante dicho calentamiento se consiguió sublimar dicho producto sublimable, produciendo un debilitamiento en el recubrimiento en zonas del recubrimiento determinantes del relieve a obtener (zonas cavernosas a consecuencia de la evacuación del gas procedente de la sublimación). A continuación, se sometió la muestra a un curado final para su solidificación total.

Finalmente se aplicó un cepillado sobre toda la superficie del recubrimiento para retirar dichas zonas del recubrimiento debilitadas por el efecto de la sublimación, quedando expuestos los huecos correspondientes a dichas zonas una vez retirado el material de su interior, consistente en recubrimiento afectado por la sublimación del producto sublimable y/o un residuo de tinta de sublimación aplicada, resultando el relieve.

Lista de signos de referencia

1 sustrato

2 recubrimiento

3 producto de relieve

4 hueco de relieve

5 bobina de alimentación de sustrato en forma de lámina continua

6 bobina de recogida de sustrato en forma de lámina continua

7 relieve obtenido

10 medios de solidificación

11 lámpara de curado por UV inicial

12 lámpara curado por UV final

20 medios de sublimación

21 lámpara de calentamiento por radiación electromagnética

211 lámpara de calentamiento por UV

22 elemento de calentamiento por conducción térmica

30 medios de retirada de material del recubrimiento

31 aspirador de retirada de material del recubrimiento

40 medios de impresión digital por inket

41 cabezal de impresión por inkjet

50 medios de limpieza de material de sublimación

51 cuchilla de raspado

52 bandeja de recogida de material de sublimación

60 medios de transporte de sustrato

61 primer rodillo de guiado de cinta transportadora

62 segundo rodillo de guiado de cinta transportadora

63 cinta transportadora de sustrato

64 actuador de giro de rodillo de guiado de cinta transportadora 70 medios de aplicación de recubrimiento líquido

71 rodillo aplicador de recubrimiento líquido

7T contrarrodillo de rodillo aplicador

72 rodillo dosificador de recubrimiento líquido

80 medios de extracción de gas procedente de sublimación

81 campana de extracción de gas procedente de sublimación

90 banda de recepción de material de sublimación

91 rodillo de guiado de banda de recepción de material de sublimación

9T contrarrodillo de rodillo de guiado de banda de recepción

92 actuador de giro de rodillo de guiado de banda de recepción de material de sublimación

93 bobina de alimentación de banda de recepción de material de sublimación

94 bobina de recogida de banda de recepción de material de sublimación

95 actuador de desplazamiento vertical de rodillo de guiado

221 rodillo de calentamiento por conducción térmica

22T contrarrodillo de rodillo de calentamiento

222 plancha de calentamiento por conducción térmica

222’ contrarrodillo de plancha de calentamiento por conducción térmica

223 actuador de giro de rodillo de calentamiento

224 actuador de desplazamiento vertical de rodillo de calentamiento

225 actuador de desplazamiento vertical de plancha de calentamiento