Procedimiento no electrolítico de metalización en línea de sustratos por proyección con tratamiento previo de la superficie y dispositivo para la implementación del procedimiento.

Procedimiento de metalización de la superficie de un sustrato caracterizado por que se implementan las siguientes etapas:

a. tratamiento físico del sustrato antes de la metalización, de modo que la energía superficial del sustrato sea superior o igual a 50 dinas, estando el tratamiento físico seleccionado de entre los siguientes tratamientos: un flameado, un tratamiento por corona, un tratamiento por plasma y sus combinaciones,

b. metalización no electrolítica de la superficie del sustrato tratada en la etapa a, por proyección de una o más soluciones oxidorreductoras en forma de aerosol o aerosoles,

c. realización de una capa de acabado sobre la superficie metalizada que es la aplicación de una composición líquida reticulable o un engrosamiento electrolítico de la superficie metalizada.

Procedimiento no electrolítico de metalización en línea de sustratos por proyección con tratamiento previo de la superficie y dispositivo para la implementación del procedimiento

Sector de la técnica

El campo técnico de la invención es el del revestimiento de la superficie de sustratos mediante películas metálicas.

La presente invención se refiere a procedimientos no electrolíticos de metalización de sustratos para decoración, por ejemplo aplicables a vidrios huecos, a la fabricación de frascos, a piezas cosméticas, a piezas para aeronáutica, para el automóvil y la domótica. La presente invención también se refiere a la metalización no electrolítica de sustratos para electrónica, concretamente la realización de pistas conductoras.

Estado de la técnica

El plateado del vidrio para la fabricación de espejos es una de las más antiguas aplicaciones industriales de metalización por vía química. Su procedimiento consiste en utilizar la gravedad para hacer precipitar el metal, por inmersión en baños de soluciones metálicas que contienen una sal metálica, un reductor y un complejante. La superficie debe sensibilizarse previamente mediante aplicación de una solución ácida de cloruro estañoso (SnCh). Esta etapa de sensibilización puede completarse con una etapa de activación que hace intervenir a una solución ácida de cloruro de paladio (PdCb). Estas etapas son costosas en energía, en tiempo, en agua y los productos utilizados son peligrosos. La técnica del plateado «clásico» presenta, además, numerosos inconvenientes y concretamente:

- el vidrio es el único sustrato utilizable,

la superficie del sustrato a metalizar deba ser plana,

la inestabilidad de los baños de depósito,

la cinética de depósito limitada a 2 pm de grosor por hora,

la dificultad técnica vinculada al codepósito simultáneo de diferentes metales,

- el espectro limitado de los metales o aleaciones depositables, la imposibilidad de obtener depósitos localizados,

- el carácter perfectible de la adherencia sobre los sustratos de las películas metálicas depositadas.

Para remediar los problemas relativos a la metalización no electrolítica de sustratos por inmersión en baños de soluciones metálicas, el documento FR-A-2 763 962 y la solicitud de patente francesa depositada con el número 6 1287 divulgan un procedimiento no electrolítico de metalización de un sustrato mediante la proyección de un aerosol que contiene un metal en forma catiónica (oxidante) y un reductor. En el procedimiento perfeccionado, la etapa de activación de la superficie no es obligatoria y una etapa previa de humectación de la superficie del sustrato permite mejorar la adhesión de la película al sustrato. Sin embargo, la optimización de la industrialización del procedimiento y la mejora de las prestaciones de adhesión de la película a la superficie a metalizar en función de cada sustrato también están por prever.

Por otro lado, el documento «Copper déposition by Dynamic Chemical Plating» publicado en 23 en el «Journal of Materials Science», volumen 38, páginas 3285-3291, trata de la realización de circuitos impresos por metalización (cobre) química de sustratos plásticos (PET, ABS o PVC). La superficie a metalizar de los sustratos se desengrasa y se somete á un tratamiento por corona para aumentar la energía superficial. La metalización se efectúa a continuación por proyección de un aerosol que contiene un metal en forma catiónica (oxidante) y un reductor. No se aplica ninguna capa de acabado sobre el revestimiento de metalización obtenido de este modo. Dicho procedimiento no tiene en cuenta ni restricciones vinculadas al aspecto decorativo ni las vinculadas a la adherencia de las capas de metalización sobre los sustratos en función de la naturaleza de dichos sustratos y de la naturaleza de los metales depositados.

La técnica del plateado, desarrollada anteriormente, ha sido adaptada a la decoración. El documento US-A-4 975 35 describe un procedimiento de metalización de artículos, concretamente de material plástico, por proyección que consiste en:

- aplicar una primera capa de resina monocomponente,

- secar,

- aplicar una solución acuosa ácida que contiene cloruro estañoso,

- aclarar,

- proyectar simultáneamente una solución acuosa de nitrato de plata que contiene un complejo amoniacal y una solución acuosa de azúcar reductor,

- aclarar,

- y aplicar un barniz de acabado.

Este procedimiento se implementa con ayuda de una instalación manual que no permite una adaptación industrial de su procedimiento de metalización. Esta técnica no da resultados satisfactorios en materia de adherencia de las películas metálicas sobre la superficie del sustancia, ya que el procedimiento se implementa de forma idéntica sea cual sea el sustrato (plástico, metal, madera, polímero...) y no se adapta, por lo tanto, a las características de cada soporte a metalizar.

Objeto de la invención

Sería deseable, por lo tanto, disponer de un procedimiento industrial de metalización de la superficie de un sustrato por vía no electrolítica y por proyección de una o más soluciones oxidorreductoras que satisfaga al menos uno de los siguientes objetivos:

- el procedimiento debería favorecer la adhesión de la película metálica a la superficie del sustrato,

- el procedimiento debería ser «limpio», es decir utilizar soluciones poco o no tóxicas o en cantidades muy pequeñas y permitir el reciclado de los efluentes procedentes del procedimiento,

- el procedimiento debería implementarse con ayuda de una instalación compacta que se integra en líneas de barnizado utilizadas habitualmente, por ejemplo de longitud de cabina que varía entre 1 m y 5 m, y permitir el tratamiento de los sustratos en líneas automatizadas,

- el procedimiento debería adaptarse también a cada sustrato con el fin de optimizar al máximo la adherencia de la película al sustrato y el aspecto decorativo,

- el procedimiento debe permitir obtener revestimientos decorativos de varios tipos (plata, cobre, níquel...) en línea en instalaciones tradicionales industriales de laqueado,

- el procedimiento debe permitir obtener un depósito metálico decorativo caracterizado de «blanco» que sustituye perfectamente al depósito de aluminio al vacío.

Otro objetivo de la invención es proporcionar un dispositivo para la implementación de la totalidad de dicho procedimiento de metalización en línea de sustratos.

Ahora bien, después de largas investigaciones la solicitante ha descubierto que un tratamiento previo de la superficie del sustrato a metalizar permitía concretamente aumentar la adhesión de la película metálica al sustrato y el aspecto decorativo

Es por ello que la presente invención tiene por objeto un procedimiento de metalización de la superficie de un sustrato, caracterizado porque se implementan las siguientes etapas:

a. tratamiento físico del sustrato antes de la metalización, de modo que la energía superficial del sustrato sea superior o igual a 5 dinas, estando el tratamiento físico seleccionado de entre los siguientes tratamientos: un flameado un tratamiento por corona, un tratamiento por plasma y sus combinaciones,

b. metalización no electrolítica de la superficie del sustrato tratada en la etapa a, por proyección de una o más soluciones oxidorreductoras en forma de aerosol o aerosoles,

c. realización de una capa de acabado sobre la superficie metalizada, que es la aplicación de una composición líquida reticulable o un engrasamiento electrolítico de la superficie metalizada.

En la etapa a, el tratamiento físico se selecciona de entre los siguientes tratamientos: un flameado, un tratamiento por corona, un tratamiento por plasma y sus combinaciones; o preferentemente de entre los siguientes tratamientos: un flameado, un tratamiento por plasma y sus combinaciones. Preferentemente, el tratamiento físico de la etapa a es un tratamiento por flameado. Además, el tratamiento físico es, ventajosamente, un tratamiento por flameado y/o por plasma, cuando el sustrato es un sustrato rígido de material plástico, de material compuesto, de polímero o un soporte flexible de polímero, metal tal como una lámina de metal, textil o papel. El flameado es, por ejemplo, el paso del sustrato a metalizar debajo de una llama cuya temperatura es, por ejemplo, de 12 2C a 17 2C. La duración del flameado es generalmente de 4 a 5 segundos. La llama se obtiene preferentemente por combustión de un carburante tal como gas butano (o gas ciudad) en presencia de un comburente como el oxígeno. El tratamiento (por) plasma corresponde,... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de metalización de la superficie de un sustrato caracterizado por que se implementan las siguientes etapas:

a. tratamiento físico del sustrato antes de la metalización, de modo que la energía superficial del sustrato sea superior o igual a 5 dinas, estando el tratamiento físico seleccionado de entre los siguientes tratamientos: un flameado, un tratamiento por corona, un tratamiento por plasma y sus combinaciones,

b. metalización no electrolítica de la superficie del sustrato tratada en la etapa a, por proyección de una o más soluciones oxidorreductoras en forma de aerosol o aerosoles,

c. realización de una capa de acabado sobre la superficie metalizada que es la aplicación de una composición líquida reticulable o un engrasamiento electrolítico de la superficie metalizada.

2. Procedimiento de metalización de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que el tratamiento de la etapa a se lleva a cabo de modo que la energía superficial del sustrato sea superior o igual a 55 dinas, preferentemente superior o igual a 6 ó 65 dinas, y aún más preferentemente superior o igual a 7 dinas.

3. Procedimiento de metalización de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el tratamiento físico de la etapa a se selecciona de entre los siguientes tratamientos: un flameado, un tratamiento por plasma y sus combinaciones.

4. Procedimiento de metalización de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el metal de la etapa b se selecciona de entre el grupo de metales siguientes: plata, níquel, estaño, sus aleaciones y sus yuxtaposiciones, siendo la plata particularmente preferida.

5. Procedimiento de metalización de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el sustrato es sometido, previamente a la etapa a, a las siguientes etapas:

§ pretratamiento de adhesión de la superficie del sustrato,

§ aplicación de al menos una capa de un revestimiento de base.

6. Procedimiento de metalización de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que se procede al reprocesamiento y al reciclado de los efluentes procedentes de las diferentes etapas del procedimiento y por que el reprocesamiento y el reciclado de los efluentes comprenden, en este orden, las siguientes etapas:

- recuperación de los efluentes en un contenedor,

- destilación en un evaporador,

- reutilización del destilado en el procedimiento de metalización o desechado al alcantarillado.

7. Procedimiento de metalización de sustratos, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que se trata una pluralidad de sustratos, en línea, sin rotura de la cadena.

8. Dispositivo para la implementación del procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende los siguientes elementos:

§ un módulo de tratamiento físico de la superficie de sustratos seleccionado de entre los siguientes tratamientos: un flameado, un tratamiento por corona, un tratamiento por plasma y sus combinaciones,

§ un módulo de metalización no electrolítica que comprende medios de proyección de soluciones,

§ un módulo de realización de una capa de acabado por aplicación de una composición líquida reticulable o por engrasamiento electrolítico.

9. Sustrato metalizado obtenido mediante el procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que este sustrato es un vidrio hueco concretamente de uso cosmético, una pieza de automóvil, una pieza para domótica o para aeronáutica.

1. Sustrato metalizado obtenido mediante el procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que este sustrato es una pieza electrónica tal como una pista conductora, una antena de etiqueta de radiofrecuencia o un revestimiento para un blindaje electromagnético.