Recubrimiento UV aplicado a calzado deportivo
Respuesta rápida: En la mayoría de los sistemas UV, los fotoiniciadores se seleccionan equilibrando el ajuste de longitud de onda, el curado completo, el control del color y la velocidad de la línea. Los compradores suelen comparar un paquete mezclado en lugar de un producto aislado.
En los últimos años, los recubrimientos táctiles 3D1 con base acuosa y alto contenido de sólidos han tenido un gran éxito en el mercado, siendo su principal área de aplicación el calzado deportivo. La combinación de emocionantes efectos multicolores en recubrimientos 3D multicapa con efectos táctiles y propiedades de alto rendimiento permite una libertad completamente nueva de diseño funcional.
Actualmente se están introduciendo en el mercado nuevos revestimientos táctiles sensibles a la luz. Estos recubrimientos se basan en resinas de poliuretano (PUD) totalmente a base de agua con alta elasticidad, flexibilidad y excelentes propiedades de unión y generalmente se aplican a sustratos textiles. A partir de nanopartículas de óxido de grafeno (nanopartículas de óxido de grafeno (GO)) se pueden desarrollar recubrimientos altamente fotosensibles. La capa táctil dopada con óxido de grafeno muestra una alta transparencia y es casi incolora. Cuando los recubrimientos dopados con óxido de grafeno se exponen a la luz solar natural o a la luz ultravioleta artificial, las nanoesferas de óxido de grafeno inician un proceso de reducción química que genera nanoesferas negras de óxido de grafeno reducido (RGO). 2,3 Se forman islas relativamente grandes de sp2, lo que altera por completo las propiedades de absorción de estos recubrimientos y los convierte (con el tiempo) en un color negro intenso. Al utilizar un dispositivo de enmascaramiento, los revestimientos de las zapatillas podrían quedar parcialmente expuestos a la luz ultravioleta y los patrones de diseño podrían crearse mediante exposición selectiva a los rayos ultravioleta. Además, los recubrimientos táctiles dopados con GO se pueden colorear adicionalmente con pigmentos estándar o pigmentos de efecto iridiscente. Se pueden lograr efectos creativos de cambio de color durante la exposición a los rayos UV y cambiar la apariencia de la superficie con el tiempo.
Presentación
Los clientes se sienten atraídos primero por la apariencia visual de un producto. Por tanto, el diseño del color del calzado deportivo juega un papel crucial en la venta del producto. Un color bonito o la combinación adecuada de colores harán que un producto tenga éxito. El mercado de consumo actual requiere estimulación emocional del producto, y si el producto no es único, rápidamente se volverá estéticamente fatigante. Los revestimientos táctiles sensibles a la luz añaden un efecto de color vivo al cambiar los colores para responder al medio ambiente y a los hábitos de uso del consumidor. Siempre que un revestimiento táctil fotosensible se expone a la luz solar, comienza un lento proceso de cambio de color y el revestimiento se oscurecerá gradualmente. Si se usa en calzado deportivo, el color de los zapatos variará en cada día soleado.El color cambiará gradualmente con el tiempo y los consumidores pueden observar el cambio de color todos los días, esperando con curiosidad ver el color final.
Con la nueva tendencia de personalización masiva de productos de consumo, los recubrimientos táctiles fotosensibles abren más oportunidades para personalizar el punto de compra de productos como calzado deportivo. Los monotipos se pueden cortar digitalmente directamente en la tienda, mientras que se pueden crear diseños individuales con un dispositivo irradiado con rayos UV que inspira y brinda al cliente una sensación de participación en el proceso de fabricación del calzado. Esto puede aumentar la interacción entre el cliente y sus zapatos, permitiendo una verdadera personalización.
Aplicación de recubrimientos táctiles fotosensibles.
La aplicación de recubrimientos táctiles fotosensibles se realiza esencialmente de la misma manera que los recubrimientos táctiles establecidos: utilizando técnicas de serigrafía manuales o automatizadas. 4 El proceso analizado en este artículo, con mejoras en el proceso de serigrafía, permite espesores de capa de imprimación de 0,2 a 1,2 mm. Se apilan varias capas para formar un revestimiento estructural tridimensional, combinando potencialmente múltiples colores y efectos de múltiples capas. Normalmente, los revestimientos táctiles se aplican a materiales textiles, como fibras de poliéster o nailon, y se utilizan a menudo en el campo del calzado deportivo. Para obtener el mejor efecto de color sensible a la luz, se desarrolló un recubrimiento especial, como se muestra en la Figura 1. Primero se aplican varias capas de imprimación transparente para crear el efecto de recubrimiento 3D deseado y garantizar la máxima fuerza de unión a la tela. Sobre la imprimación, primero se aplica la primera capa de color, generalmente blanca, para garantizar la consistencia del color final. Se utiliza una capa fotosensible dopada con GO como recubrimiento de efecto primario para proporcionar un mecanismo de cambio de color en todo el sistema de recubrimiento 3D. Normalmente, la capa GO tiene un espesor de 0,2 mm para producir un fuerte cambio de color visible, y se puede aplicar selectivamente una fina capa iridiscente como capa final. Los colores iridiscentes son particularmente interesantes debido a su gran visibilidad sobre un fondo oscuro. Por supuesto, el acabado final también se puede variar para proporcionar otros efectos táctiles como tacto suave, tacto áspero y efectos mate o brillante, entre otros.
Análisis del mecanismo fotosensible a los rayos UV de los recubrimientos GO.
En el sistema de recubrimiento táctil fotosensible, el recubrimiento GO es la parte más importante del proceso de cambio de color. Es bien sabido que el óxido de grafeno se reduce gradualmente bajo la luz ultravioleta y el cambio de color de amarillo claro a negro oscuro se produce durante el proceso de reducción. Sin embargo, hasta el momento no hay muchas ideas sobre cómo utilizar este cambio de color en los productos de consumo cotidianos.Para investigar el mecanismo fotosensible de los recubrimientos de óxido de grafeno, preparamos recubrimientos GO con un espesor de película de 0,2 mm agregando 0,02% en peso de óxido de grafeno a una dispersión acuosa de poliuretano (WPU), que era de color amarillo pálido y parecía casi incolora. La parte del recubrimiento de óxido de grafeno se cubrió con un medidor de mariposa y luego se irradió con luz ultravioleta durante 30 minutos, y los resultados se muestran en la Figura 2a. El patrón de mariposa descubierto cambió a un color muy oscuro (casi negro). La Figura 2b muestra los resultados del estudio Raman de las áreas brillantes y oscuras de la muestra. Los resultados de la muestra no tratada están etiquetados como WPU/GO y el área oscura está etiquetada como WPU/RGO con los valores ID/IG correspondientes de 1,00 y 0,98, respectivamente. Esto indica claramente que algunos grupos funcionales que contienen oxígeno en la superficie GO se han eliminado y la reducción fotoquímica del óxido de grafeno bajo irradiación UV disminuye.
Diseño de color y características
Al combinar recubrimientos táctiles fotosensibles con otros pigmentos, se pueden crear diseños de colores fascinantes en los que el color cambia gradualmente con la luz solar y se oscurece significativamente con la exposición a los rayos UV. Para crear excelentes productos de consumo, el desarrollo del color debe abordarse en dos direcciones: 1) el color inicial antes de la exposición a los rayos UV debe ser atractivo para tomar la decisión de compra inicial, y 2) el color final más oscuro también debe ser muy atractivo para mantener la satisfacción del consumidor con el producto.
Los pigmentos iridiscentes tienen un efecto de cambio de color muy bueno y, curiosamente, los pigmentos iridiscentes tienen una apariencia de color muy diferente en fondos claros y oscuros. Además de su efecto iridiscente, los pigmentos iridiscentes muestran un brillo claro muy transparente sobre fondos claros y un efecto oscuro único (como violeta oscuro, azul oscuro y verde oscuro) sobre fondos oscuros. La Figura 3 muestra el efecto del recubrimiento en una muestra en blanco y negro, donde se puede ver claramente el cambio de color debido al color de fondo. El revestimiento táctil fotosensible ahora se puede utilizar como color de fondo y el revestimiento dopado con GO es esencialmente translúcido. Por lo tanto, en nuestro recubrimiento estándar, se coloca una capa blanca debajo del recubrimiento dopado con óxido de grafeno. Antes de aplicar la radiación UV, el sistema de recubrimiento fotosensible mostrará una apariencia clara e iridiscente, y después de la irradiación UV, la capa dopada con GO se oscurecerá y eventualmente se volverá negra. A medida que la capa dopada con GO se oscurece gradualmente, el color iridiscente de la capa superior se vuelve más pronunciado y finalmente alcanza el color sobre un fondo negro.
El color cambia con el tiempo y la intensidad de los rayos UV.
Para la aplicación práctica de recubrimientos táctiles fotosensibles, es importante comprender las condiciones y el momento del cambio de color desde el color inicial al color final. Por lo tanto, investigamos los efectos de la intensidad, el tiempo y la temperatura de los rayos UV sobre el cambio de color. Los resultados se resumen en la Tabla 1 en la página siguiente.
Las conclusiones alcanzadas son las siguientes: 1) la luz UV de mayor intensidad acorta el tiempo de cambio de color; 2) la exposición discontinua con aplicaciones frecuentes tarda más en cambiar de color que la exposición continua a la luz UV; 3) en ausencia de luz ultravioleta, el color del recubrimiento no cambia incluso a temperaturas de hasta 80°C.
Teniendo en cuenta que el recubrimiento se aplicó por primera vez a calzado deportivo y teniendo en cuenta los hábitos normales de los consumidores que usan zapatillas para correr, el recubrimiento del calzado deportivo puede tardar unos 100 días en cambiar completamente de color. Obviamente, el tiempo para completar el cambio de color depende en gran medida de la zona climática, el tiempo de uso y las condiciones climáticas locales, pero el estudio encontró una gama interesante de cambios de color en el calzado deportivo para exteriores.
Personalización de calzado deportivo.
Los recubrimientos táctiles fotosensibles no sólo pueden permitir cambios de color degradados en el calzado deportivo, sino que también pueden usarse para la personalización de puntos, y los zapatos con recubrimientos fotosensibles pueden producirse en masa de manera eficiente. Las marcas y los minoristas pueden instalar cortadores digitales y cajas de luz ultravioleta en sus tiendas. Las cortadoras digitales pueden cortar rápidamente cualquier forma de papel de enmascarar y personalizar los diseños de los clientes. Bajo una intensa luz ultravioleta artificial, el revestimiento fotosensible enmascarado puede decolorarse en cuestión de minutos. En la tienda se puede realizar un diseño de zapato individual en menos de 30 minutos. La Figura 5 muestra algunos de los diseños individuales creados de esta manera.
UV Fotoiniciador Productos de la misma serie
A ruta de selección práctica para proyectos relacionados con fotoiniciadores
Cuando los compradores técnicos o los formuladores analizan los fotoiniciadores, el marco de decisión más útil suele ser la calidad del curado más el ajuste de la aplicación: qué paquete cura de manera confiable, mantiene una apariencia aceptable y aún funciona bajo la lámpara, el espesor de la película y las condiciones del sustrato del proceso real.
- Primero haga coincidir el paquete con la lámpara: las lámparas de mercurio, los LED UV y los sistemas de luz visible pueden clasificar los mismos fotoiniciadores de manera muy diferente.
- Compruebe el curado en profundidad y el curado en superficie por separado: una película que se siente seca en la parte superior aún puede estar débil en la parte inferior.
- Equilibrar el amarillamiento con la reactividad: la ruta de curado profundo más fuerte no siempre es la mejor opción comercial si el riesgo de color o migración se vuelve inaceptable.
- Utilice la fórmula final como punto de referencia: la carga de pigmento, el paquete de monómero y el espesor de la película pueden cambiar la clasificación aparente del mismo iniciador.
Referencias de productos recomendados
- CHLUMINIT 819: Útil cuando una formulación necesita una absorción más fuerte y un soporte de curado más profundo.
- CHLUMINIT 1173: Un punto de comparación práctico para la iniciación UV de onda corta clásica.
- CHLUMINIT ITX: Una útil ruta de soporte de onda larga en muchos paquetes de tintas de impresión.
- CHLUMINIT CQ: Una referencia directa para debates sobre curado sensible al color y luz visible.
Preguntas frecuentes para compradores y formuladores
¿Por qué son tan comunes los paquetes de fotoiniciadores combinados?
Debido a que un producto puede controlar el amarilleo o el ajuste de la lámpara mientras que otro mejora la profundidad de curado o el rendimiento de la velocidad de la línea, el paquete completo suele ser más fuerte que cualquier grado individual.
¿La curación incompleta siempre debe resolverse agregando más iniciador?
No automáticamente. La verdadera limitación puede ser la lámpara, el espesor de la película, el tono del pigmento o el resto del sistema reactivo en lugar de una simple dosis insuficiente.