ES2320573T3 - Procedimiento para la produccion de bandas adhesivas de montaje con una capa soporte a base de acrilatos viscoelasticos termoreticulados. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la preparación de una banda adhesiva con por lo menos una capa soporte y dos capas adhesivas exteriores, en donde la capa soporte consiste en un polímero reticulado homogéneo exento de fotoiniciadores, sobre una base de acrilato y/o metacrilato, en donde en un procedimiento a fusión, se añade a un copolímero de poliacrilato ("poliacrilato") con grupos hidroxilo primarios, el cual está basado sobre ésteres de ácido acrílico y/o ésteres de ácido metacrílico, por lo menos un reticulador en una extrusionadora, la cual con el poliacrilato provisto de reticulador alimenta una unidad de recubrimiento en donde tiene lugar un recubrimiento entre dos capas de material, caracterizado porque el reticulador es un reticulador térmico y la reticulación del poliacrilato conduce a una capa soporte reticulada homogénea.
Description
Procedimiento para la producción de bandas
adhesivas de montaje con una capa soporte a base de acrilatos
viscoelásticos termoreticulados.
La invención describe un procedimiento para la
producción de una banda autoadhesiva, adhesiva por las dos caras,
en particular compuesta de tres capas, que puede emplearse
particularmente para lograr una adhesión muy duradera a
temperaturas elevadas.
Para las aplicaciones industriales de una banda
autoadhesiva, se emplean muy a menudo bandas autoadhesivas que son
adhesivas por las dos caras, para unir dos materiales entre sí. Se
distingue a este respecto, según el tipo de bandas autoadhesivas,
las bandas autoadhesivas adhesivas por las dos caras, de una sola
capa, y las bandas autoadhesivas adhesivas por las dos caras, pero
de varias capas.
Las bandas autoadhesivas, adhesivas por las dos
caras, de una sola capa, las llamadas cintas de transferencia,
están fabricadas de manera que la capa autoadhesiva no lleva ningún
soporte y solamente está recubierta con los correspondientes
materiales de separación, por ejemplo, papeles o láminas de
separación siliconados. Las cintas de transferencia pueden estar
recubiertas por una cara o por ambas caras con materiales de
separación. A menudo se emplean papeles o láminas siliconados con
distinta fuerza por los dos lados, con el fin de que la cinta de
transferencia pueda enrollarse sin problemas sobre el rodillo, y a
continuación pueda aplicarse sin problemas. Las cintas adhesivas de
transferencia se emplean a menudo para equipar los más diferentes
substratos mediante la adhesión por contacto. Esto sucede por
ejemplo en el forrado de la cinta de transferencia, sobre el
substrato. A continuación, el papel de separación permanece como una
cubierta de la capa autoadhesiva en el producto.
Las cintas de transferencia delgadas se obtienen
a menudo con masas autoadhesivas a partir de una solución y, las
cintas de transferencia gruesas con masas autoadhesivas se obtienen
a partir de la masa fundida o mediante la llamada polimerización
por UV. A este respecto, se recubre un jarabe prepolimerizado a
partir de monómeros de acrilato, entre dos láminas de separación,
recubiertas antiadhesivamente, transparentes a los rayos UV, y se
reticula sobre la cinta mediante irradiación con UV. A modo de
ejemplo pueden citarse las patentes US 4.181.752, EP 084 220 A, EP
202 938 A, EP 277 426 A, y US 4.330.590.
Una desventaja de esta tecnología es la
proporción de monómero residual, a menudo alta, que queda en las
masas auto adhesivas. Esto no es aceptable para muchas
aplicaciones. Las cintas de transferencia que llevan substancias
adicionales opacas a los rayos UV, no pueden fabricarse de esta
forma.
La patente DE 43 03 183 A1, describe un
procedimiento para la fabricación de capas autoadhesivas gruesas,
en particular para la fabricación de artículos adhesivos de alto
rendimiento autoadhesivo. A este respecto, una mezcla de monómeros
de salida para polimerizar mediante rayos UV, se mezcla con un
polimerizado exento de disolventes, saturado, capaz de
fotopolimerización, se espesa, después de lo cual esta mezcla se
aplica sobre un soporte no adhesivo, y se irradia con rayos UV. Es
desventajoso el empleo de fotoiniciadores polimerizados o añadidos,
puesto que las capas pueden amarillear y en la exposición a los
rayos UV antes del empleo puede comprobarse a menudo un cambio
evidente de las propiedades técnicas de adhesión. A continuación
debe efectuarse un envasado - por ejemplo mediante envases opacos a
los rayos UV - con un coste elevado, a fin de que el cliente
obtenga un alto y uniforme rendimiento de adhesión. Además, existe
el peligro en el pegado sobre fondos transparentes a los rayos UV,
por ejemplo sobre el cristal de una ventana o superficies de
plástico transparente, que reticulen más las capas que contienen
fotoiniciadores. Con ello aumenta verdaderamente en primer lugar la
solidez de la adhesión, pero a continuación se deteriora el barniz
de las capas y éstas se vuelven frágiles con otra reticulación.
Esto conduce a la corta o a la larga, al fracaso de la adhesión, en
particular mediante una carga de cizallamiento.
Las cintas de transferencia pueden espumarse o
rellenarse, para mejorar las propiedades, en particular por ejemplo
en lo que se refiere a la adhesión sobre substratos que no son
planos. La patente DE 40 29 896 A1 describe una cinta autoadhesiva,
adhesiva por las dos caras, exenta de soporte a base de una capa
autoadhesiva sensible a la presión de más de 200 \mum de grueso,
que contiene microesferas llenas de vidrio de más de 1,5 g/cm^{3}
de densidad. Esta presenta una adhesividad particularmente buena.
Una desventaja de la misma es su alta densidad debida a las bolas
de vidrio empleadas.
Las cintas adhesivas, adhesivas por las dos
caras, formadas por varias capas, tienen ventajas frente a las
formadas por una sola capa, puesto que variando las capas
individuales pueden introducirse propiedades específicas. Así puede
fabricarse una cinta adhesiva formada por tres capas, compuesta de
una capa central de soporte y dos capas de recubrimiento,
dispuestas simétrica o asimétricamente. Las dos capas de
recubrimiento pueden estar cada una de ellas, recubiertas por un
adhesivo, o por ejemplo una capa con un recubrimiento adhesivo y la
otra capa por un adhesivo que se activa termicamente. El soporte, a
saber, la capa intermedia, puede ser por ejemplo, una lámina, una
napa, un material "no tejido" o un soporte de lámina espumada.
Los espumados o los soportes de tipo espuma, se emplean a menudo
cuando se requiere una alta solidez del pegado sobre superficies no
planas, o cuando deben equilibrarse las distancias.
Así se emplean a menudo en las bandas adhesivas
para montaje, soportes de espuma de células cerradas, a base de PE
(polietileno), PU (poliuretano) ó EVA (etilvinilacetato), las cuales
están provistas de un adhesivo de caucho sintético o acrilato,
adhesivo por las dos caras. Entre las aplicaciones se encuentran por
ejemplo, el pegado de espejos, molduras y emblemas en la
fabricación de coches, otras aplicaciones en la construcción de
automóviles, además del empleo en la industria del mueble o en
aparatos domésticos.
Las cintas de montaje para exteriores poseen por
regla general masas adhesivas a base de poliacrilato. Este material
es particularmente resistente a las inclemencias del tiempo y tiene
una vida muy larga, es casi inerte frente a los rayos UV y frente a
la degradación por oxidación o respectivamente ozonolisis.
Son también conocidas las cintas adhesivas para
montaje con capas intermedias de caucho, copolímeros de bloque de
estireno, y poliuretano. Todos estos materiales no poseen las
excelentes propiedades de envejecimiento y resistencia térmica como
el poliacrilato. Los sistemas a base de copolímeros de bloque de
acrilato son verdaderamente resistentes al envejecimiento, pero sin
embargo no son lo suficientemente resistentes al calor para la
exigencia de un alto rendimiento, puesto que estos sistemas se
reticulan sólo físicamente mediante dominios de estireno o de
metilmetacrilato. Las masas de adhesivo se ablandan cuando se
alcanza la temperatura de reblandecimiento de los dominios (como en
los copolímeros de bloque de estireno). Como consecuencia, el
pegado fracasa.
En las cintas adhesivas de espuma habituales,
constituye también una desventaja el que puedan agrietarse
fácilmente. Cuando se utiliza por ejemplo la espuma de PE, entonces
este material se ablanda mediante calentamiento a aproximadamente
100ºC y la adhesión fracasa. Ese tipo de bandas de montaje adhesivas
por los dos lados son inapropiadas para aplicaciones de primera
calidad.
Los espumados a base de PU son verdaderamente
resistentes a la temperatura, pero sin embargo tienen tendencia al
amarilleamiento cuando se irradian con rayos UV o con la luz del
sol. También éstos son a menudo inapropiados cuando se requiere un
alto rendimiento.
Desde hace algunos años pueden obtenerse bandas
adhesivas, adhesivas por las dos caras, compuestas de tres capas,
con un núcleo de acrilato. Este núcleo viscoelástico de acrilato es
del tipo espuma. La estructura de espuma se logra mediante el
mezclado de bolas vacías de vidrio o de polímero en la masa de
acrilato, o se espuma la masa de acrilato mediante
"microbalones" de polímeros expandibles. Limitando con esta
capa viscoelástica están previstas siempre, las masas adhesivas, en
la mayoría de los casos también a base de acrilato, raramente en
caucho sintético, o en casos especiales también en capas de adhesivo
térmicamente activables. Las ventajas de los núcleos viscoelásticos
de acrilato son por una parte las propiedades de material del
poliacrilato (como ya se ha mencionado, éstas son una especial
resistencia a las inclemencias del tiempo, una larga vida y un
comportamiento ampliamente inerte frente a la luz UV y frente a la
desintegración por oxidación o respectivamente ozonolisis).
Mediante la configuración de la capa del núcleo de acrilato, por
ejemplo determinada por la composición de comonómeros, la clase y
proporción de determinadas substancias de carga así como el grado de
reticulación, estos productos son particularmente apropiados para
la adhesión de objetos sobre substratos con fondos no planos. Según
la elección del adhesivo se puede cubrir un amplio espectro de
propiedades y solideces adhesivas.
De todas formas, los sistemas antes citados
tienen, en consideración a su proceso de fabricación, decisivas
desventajas. La capa núcleo de acrilato viscoelástica, se obtiene
mediante un proceso de polimerización por UV de dos pasos. En este
proceso tiene lugar en el primer paso una mezcla a base de monómeros
de acrilato, por ejemplo el 10% en peso de ácido acrílico y el 90%
en peso de isooctilacrilato, en presencia de un fotoiniciador
mediante la irradiación por UV en un reactor, hasta que
aproximadamente el 10-20% del total está
prepolimerizado. Alternativamente, este "jarabe acrílico"
puede obtenerse también mediante la polimerización de radicales
libres térmicamente iniciada. En un segundo paso este jarabe
acrílico, después de añadir todavía más fotoiniciador, substancias
de carga, esferas huecas de vidrio, y reticulador, se recubre entre
láminas recubiertas antiadhesivamente, transparentes a los rayos
UV, y mediante una nueva irradiación con rayos UV sobre la cinta
contínua, se polimeriza y se reticula simultáneamente con un alto
rendimiento. El producto acabado de tres capas se obtiene, por
ejemplo, después de forrar las capas de
adhesivo.
adhesivo.
En particular, la obtención de capas
viscoelásticas "más gruesas", debe efectuarse en muchos casos,
en ausencia de oxígeno. La masa se protege a continuación
recubriendo con un material laminar, y se procede a una acción de
iniciación con UV a través de la lámina. Las láminas de PE y PP que
se emplean en parte para este fin, se deforman en las condiciones
de la reacción de reticulación (en la polimerización iniciada con
UV, la reacción tiene lugar sin aporte de calor, por lo cual no
pueden deformarse las láminas no resistentes a la temperatura) y
por ese motivo son inapropiadas. Las láminas transparentes a los
rayos UV, como el PET, son resistentes al calor; de todas formas
debe añadirse en este caso a la masa un fotoiniciador reactivo con
onda larga, con el fin de que tenga lugar la reacción. Por ello
estas capas tienen tendencia a un reticulado posterior con los
rayos UV ó la luz del sol. Por ello se pierde la ventaja específica
del material de poliacrilato mediante este procedimiento. Además,
es desventajoso que las substancias de carga opacas a los rayos UV,
no puedan emplearse en estos productos. También permanece una alta
proporción de monómero residual, condicionada por el procedimiento,
en estos productos. Una posible reducción del monómero residual
mediante la reducción de la velocidad de recubrimiento o mediante
un intensivo secaje posterior es antieconómico. El máximo grueso de
capa que puede lograrse depende considerablemente de la longitud de
onda del fotoiniciador empleado. Pueden obtenerse capas hasta
aproximadamente 1 mm, aunque de todas formas con las desventajas
antes citadas. Capas más gruesas no pueden obtenerse
prácticamente.
prácticamente.
Particularmente desventajoso en las capas de
acrilato que se obtienen mediante una polimerización por rayos UV
en dos etapas, reticulación por rayos UV, o mediante bombardeo con
electrones, es la variación más o menos fuertemente pronunciada de
la reticulación, a través de la capa. Hacia la fuente de
reticulación, la capa reticulada por rayos UV está siempre más
fuertemente reticulada que sobre la cara opuesta a la fuente de
irradiación de UV. El grado de variación de la irradiación depende
por ejemplo, del grueso de la capa, de la longitud de onda del
fotoiniciador empleado y también de la longitud de onda de la
irradiación emitida de la fuente de irradiación de rayos
UV.
UV.
En las patentes DE 198 46 902 A1 y DE 101 63 545
A 1, se propone disminuir la variación de la reticulación
resultante, mediante irradiación con ESH (haz de electrones)
bilateral o respectivamente rayos UV, y reticular casi
homogéneamente los recubrimientos particularmente gruesos del
autoadhesivo acrilato reticulables con UV. De todas formas, estas
capas así obtenidas muestran todavía una reticulación variable y
además el procedimiento es muy costoso. Además la obtención de un
soporte de acrilato viscoelástico sería apenas de utilidad, y dichas
patentes describen principalmente la preparación de recubrimientos
autoadhesivos.
La patente EP 088 871 A da a conocer una banda
adhesiva con una capa de soporte, y por lo menos una capa adhesiva
al exterior. La capa de soporte se compone de un copolímero
homogéneamente reticulado de monómeros de acrilato y monómeros de
acrilato funcionalizados con grupos hidroxilo. No se publica en este
documento una forma continua de fabricación para la obtención de
las capas mediante la adición de reticuladores térmicos en una
extrusionadora.
La patente US 2003/017332 A describe bandas
adhesivas de tres capas con una capa de soporte la cual se compone
de polímeros de acrilato térmicamente reticulables. Este documento
no describe sin embargo ningún procedimiento de fusión en
caliente.
En los soportes viscoelásticos de acrilato, que
presentan una reticulación variable a través de la capa, es una
desventaja su insuficiente capacidad de repartir uniformemente las
tensiones. Una cara está siempre sobrereticulada o insuficientemente
reticulada. Un equilibrio exacto entre las propiedades adhesivas y
cohesivas no se puede ajustar nunca para toda la capa, sino
solamente para una pequeña parte de la misma.
También las capas reticuladas con ESH presentan
siempre según el grueso de capa y el material, un perfil de
reticulación variable. También en ellas no es posible el ajuste
exacto de la reticulación. La reticulación con ESH tiene lugar
siempre sin la adición de fotoiniciadores, de manera que quedan
eliminadas algunas desventajas, pero no todas, si se compara con
las capas irradiadas con UV. En función de la tensión de aceleración
y de la densidad del material a irradiar se puede variar el grueso
de la capa irradiada. Gruesos de capa por encima de aproximadamente
500 \mum, en particular cuando se incorporan substancias de carga
inorgánicas como por ejemplo esferas de vidrio, no permiten una
irradiación económica. Los gruesos de capa que se logran están
limitados por ello, por arriba.
Un objetivo de la invención es por lo tanto, dar
a conocer una banda adhesiva, que contiene una capa de soporte
viscoelástico a base de acrilato, la cual no presente las citadas
desventajas, y la cual se caracterice por sus buenas propiedades
técnicas adhesivas, un muy buen anclaje de las capas entre sí, y que
pueda utilizarse particularmente como banda adhesiva de montaje. La
banda adhesiva debe poseer a través de la capa del soporte las
mismas propiedades perdurables, a saber en particular, no debe
presentar ningún perfil de reticulación variable.
Según la invención, el objetivo se cumple
mediante un procedimiento para la obtención de una banda adhesiva
de doble cara, que presenta por lo menos una capa soporte y dos
capas adhesivas, en donde la capa de soporte consta de un
poliacrilato reticulado homogéneo exento de fotoiniciadores, es
decir, no presenta ningún perfil de reticulación variable a través
de la capa.
En el procedimiento según la invención, se añade
en estado de fusión a un copolímero de poliacrilato
("poliacrilato") con grupos hidroxilo primarios, basado en
ésteres de ácido acrílico y/o ésteres de ácido metacrílico, por lo
menos un reticulador en la extrusionadora, el cual es transportado
al poliacrilato provisto del reticulador a una unidad de
recubrimiento, y allí tiene lugar un recubrimiento entre dos capas
de material, en donde dicho reticulador es un reticulador térmico y
la reticulación del poliacrilato conduce a una capa de soporte
homogéneamente
reticulada.
reticulada.
En la capa de soporte reticulada, a base de
poliacrilato, se trata en particular de una capa viscoelástica, o
sea que presenta un comportamiento fluyente sobre un substrato y a
mismo tiempo posee por lo menos, propiedades parcialmente
elásticas.
Una versión preferida se presenta como una banda
adhesiva de tres capas, la cual como soporte viscoelástico contiene
un "hotmelt" ("masa fundida aplicada en caliente") de
acrilato, térmica y homogéneamente reticulado, exento de
fotoiniciador, el cual está cubierto por lo menos por una cara, en
particular por las dos caras, con una masa adhesiva tratada
previamente, de preferencia con pretratamiento corona.
Particularmente preferida es la capa soporte con capas de masas
adhesivas unidas mediante una reacción química. Entre la capa
soporte y una o dos capas de masa adhesiva puede estar prevista
cada vez una capa barrera, en particular para inhibir una eventual
migración de aditivos o compuestos químicos.
En el caso de diferentes configuraciones
ventajosas de la banda adhesiva, las características de las
versiones de la invención citadas individualmente, pueden también
combinarse entre sí.
Puede obtenerse ventajosamente la banda
adhesiva, en particular la banda adhesiva de montaje de tres capas,
con un soporte de poliacrilato viscoelástico homogéneamente
reticulado, según el procedimiento descrito a continuación: a un
copolímero de poliacrilato con grupos hidroxilo primarios
(denominado simplemente a continuación como "poliacrilato"), a
base de ésteres de ácido acrílico y/o ésteres de ácido metacrílico,
se añade en estado de fusión, por lo menos un reticulado térmico en
la extrusionadora, de preferencia bajo un control exacto de la
temperatura y del tiempo. El poliacrilato provisto del reticulado se
transporta a una unidad de recubrimiento, con particular
preferencia con una extrusionadora y todavía con más preferencia,
con la extrusionadora para composiciones en la que ya se ha añadido
el reticulador y en la cual ya ha tenido lugar eventualmente la
concentración del poliacrilato; véase a este respecto la
representación esquemática de la figura 1; en la cual significan:
1.1, introducción de poliacrilato, 1.2: adición del reticulador,
1.3: extrusionadora, RW: cilindro rascador; BW: cilindro recubridor.
En esta unidad de recubrimiento o después de la misma, el material
se aplica entre dos capas de masa recubierta cada vez con un
material de soporte pretratado, de preferencia con un
pretratamiento corona en la superficie sobre cada vez un material
de soporte (también denominado liner ("forro"), en particular
una lámina de separación o un papel de separación siliconados). Es
preferido el recubrimiento y la laminación mediante recubrimiento
con dos cilindros, con varios cilindros o con tobera, y muy
preferido con la instalación de recubrimiento representada
más
abajo.
abajo.
La reticulación del poliacrilato aplicado de
esta forma tiene lugar en la capa en donde en particular también el
reticulador térmico añadido al poliacrilato reacciona con la capa
limitadora pretratada. Las masas adhesivas se unen químicamente a
la capa de soporte viscoelástica aparecida. Con ello se logra un
buen anclaje del material de soporte (poliacrilato) y las capas
adhesivas.
El tiempo después de la dosificación del sistema
de reticulación en el aparato de composición hasta el conformado de
la masa de poliacrilato, que forma el soporte, entre las masas
adhesivas recubiertas en particular sobre el forro, se denomina
tiempo de procesado. Dentro de este tiempo puede recubrirse la capa
de soporte viscoelástica a reticular exenta de gel y con una buena
imagen óptica a trazos. La reticulación tiene lugar a continuación
principalmente después del recubrimiento sobre la cinta bajo
condiciones suaves que no perjudican ni al soporte ni al forro, ó
sea con particular ventaja sin la influencia de la irradiación
actínica como por ejemplo, una irradiación adicional con luz UV, ó
con un haz de electrones. Con ello se forma una capa reticulada
homogénea, es decir, no presenta ningún perfil de reticulación
variable a través de la capa.
Como masa base para la capa de soporte en
particular viscoelástica, se emplean los poliacrilatos, a saber
polímeros a base de, por lo menos en parte, ésteres de ácido
acrílico y/o ésteres de ácido metacrílico.
Según la invención, una parte del éster de ácido
acrílico y/o del éster de ácido metacrílico contiene de
preferencia, grupos hidroxilo primarios. La proporción de éster de
ácido acrílico y/o éster de ácido metacrílico conteniendo grupos
hidroxilo primarios es, en una versión preferida, hasta el 25% en
peso, referido sobre el poliacrilato.
Puede ser además ventajoso, cuando el
poliacrilato contiene en parte ácido acrílico polimerizado.
Para el procedimiento según la invención, para
la fabricación de la banda adhesiva se emplea como base del soporte
viscoelástico, de preferencia un poliacrilato, el cual puede ser
referido a la siguiente mezcla de eductos:
a1) ésteres de ácido acrílico y/o ésteres de
ácido metacrílico de la siguiente fórmula:
CH_{2} =
C(R')\
(COOR'')
en donde R' = H ó CH_{3}, y R''
es una cadena alquílica con 1 de 20 átomos de carbono, en una
proporción de 65-99% en
peso.
a2) acrilatos y/o metacrilatos, cuyo componente
alcohólico contiene por lo menos un grupo hidroxilo primario, y/o
compuestos vinílicos copolimerizables con acrilatos, los cuales
contienen por lo menos un grupo hidroxilo primario, en una
proporción del 1 al 20% en peso.
a3) y, en tanto la proporción de a1) y a2) no
sumen el 100% en peso, monómeros olefínicamente no saturados con
grupos funcionales, en una proporción de 0 hasta el 15% en peso.
Los monómeros se escogen de preferencia de tal
manera que el polímero que resulta presente una temperatura de
transición vítrea de -40ºC a +80ºC, en el sentido que comprende una
temperatura de transición vítrea dinámica para sistemas amorfos y
la temperatura de fusión para sistemas semicristalinos, las cuales
pueden determinarse mediante un análisis mecánico dinámico (DMA) a
frecuencias muy pequeñas.
Para lograr una temperatura de transición vítrea
correspondiente, preferida, T_{G} del polímero, de -40ºC a +80ºC,
se seleccionan correspondientemente de preferencia los monómeros
antes mencionados, y la composición cuantitativa de la mezcla de
monómeros se escoge de tal manera que, según la ecuación (G1) en
analogía a la ecuación Fox (véase T.G. Fox, Bull. Am. Phys.
Soc. 1 (1956) 123) se obtenga el deseado valor T_{G} para el
polímero.
en donde n representa el número de
orden de los monómeros empleados, w_{n} la proporción de masa del
correspondiente monómero n (% en peso), y T_{G,n} la
correspondiente temperatura de transición vítrea del homopolímero
del correspondiente monómero n en
K.
De una manera muy preferida, se emplean para a1)
monómeros de acrilo o metacrilo, los cuales consisten en ésteres de
ácido acrílico y metacrílico con grupos alquilo que comprenden de 1
a 20 átomos de carbono, de preferencia 4 a 9 átomos de carbono.
Ejemplos específicos, sin que pretendan limitarse a esta
enumeración, son el metacrilato, metilmetacrilato, etilacrilato,
n-butilacrilato,
n-butilmetilacrilato,
n-pentilacrilato, n-hexilacrilato,
n-heptilacrilato, n-octilacrilato,
n-octilmetacrilato, n-nonilacrilato,
laurilacrilato, estearilacrilato, behenilacrilato, y sus isómeros
ramificados, como por ejemplo, isobutilacrilato,
2-etilhexilacrilato,
2-etilhexilmetacrilato, isooctilacrilato,
isooctilmetacrilato. Otras clases de compuestos que pueden emplearse
para a1) son los acrilatos o respectivamente metacrilatos
monofuncionales de alcoholes cicloalquílicos puenteados, que
constan por lo menos de 6 átomos de carbono. Los alcoholes
cicloalquílicos pueden estar también sustituidos, por ejemplo por
grupos alquilo de 1 a 6 átomos de carbono, átomos de halógeno o
grupos ciano. Ejemplos específicos son el ciclohexilmetacrilato,
isobornilacrilato, isobornilmetacrilato, y
3,5-dimetiladamantilacrilato.
En una forma de proceder muy preferida se
emplean para a2) monómeros que contiene grupos hidroxilos, con gran
preferencia grupos hidroxilos primarios. Ejemplo para a2) son el
hidroxietilacrilato, hidroxietilmetacrilato, hidroxipropilacrilato,
hidroxipropilometacrilato,
6-hidroxihexilmetacrilato,
4-hidroxiestireno, alilalcohol, en donde dicha
relación no es excluyente.
Los monómeros para a3) son por ejemplo monómeros
olefínicos no saturados con grupos funcionales como por ejemplo
grupos de ácidos carboxílicos, grupos anhídridos de ácido, grupos de
ácido fosfónico, grupos amido o grupos imido o grupos amino, grupos
isocianato, grupos epoxi o grupos tiol. Ejemplos para a3) son el
ácido acrílico o ácido metacrílico, anhídrido maleico, anhídrido
itacónico, ácido itacónico, gliceridilmetacrilato,
glicerilmetacrilato, ácido vinilacético, ácido
\beta-acríloiloxipropiónico, ácido
tricloro-acrílico, ácido fumárico, ácido crotónico,
ácido acónito, acrilonitrilo, ácido dimetilacrílico, amidas
N,N-dialquilsubstituidas, como por ejemplo, la
N,N-dimetilacrilamida,
N,N-dimetilmetilmetacrilamida,
N-terc.-butilacrilamida, N- vinilpirrolidona,
N-vinillactama, dimetiloaminoetilmetacrilato,
dimetilaminoetilacrilato, dietilaminoetilmetacrilato,
dietilaminoetilacrilato, N-metilolmetacrilamida,
N-(butoximetil)metacrilamida,
N-metilolacrilamida,
N-(etoximetil)acrilamida, N-isopropil
acrilamida, en donde esta relación no es excluyente.
Como otros comonómeros endurecedores pueden
también polimerizarse macromonómeros en el poliacrilato. Son
particularmente apropiados aquellos macromonómeros, como se
describen en la patente EP 1 361 260 A1, por ejemplo del
2-poliestirenoetilmetacrilato con un peso molecular
Mw de 13.000 g/mol. La masa fundida en caliente de acrilato
térmicamente reticulada, modificada con los macromonómeros
resultantes de la reticulación, son más resistentes al cizallamiento
puesto que están física y térmicamente reticulados.
Para el acabado según la invención, son
particularmente apropiados como material de soporte, los
poliacrilatos cuando se obtienen por polimerización en masa, en
solución o en emulsión, y eventualmente a continuación, en
particular en el caso de contener componentes fluidos, se
concentran. La concentración puede efectuarse convenientemente en
una extrusionadora
\hbox{desgasificante, en particular análogamente a la patente DE 102 21 402 A1, página 3 líneas 22-68.}
Los poliacrilatos tienen, en una forma de
proceder preferida, un peso molecular medio M_{W} de por lo menos
300.000 g/mol hasta un máximo de 1.500.000 g/mol. La determinación
del peso molecular medio tiene lugar mediante cromatografía de gran
exclusión (GPC), o espectrometría de masas por desorción/ionización
por láser apoyada en la matriz (MALDI-MS). Puede
ser ventajoso, efectuar la polimerización en presencia de
reguladores de la polimerización como por ejemplo, tioles,
compuestos halogenados y, en particular, alcoholes (isopropanol),
para ajustar el deseado peso medio del peso molecular M_{W}.
El tiempo de polimerización es, según el grado
de transformación y la temperatura, entre 2 y 72 horas.
Para proseguir el tratamiento según la
invención, son apropiados también los poliacrilatos, que tienen una
baja dispersión del peso molecular (polidispersibilidad < 4).
Estas masas con un peso molecular relativamente bajo son
particularmente resistentes al cizallamiento después del reticulado.
Puesto que, en comparación con un poliacrilato de dispersión
normal, en un poliacrilato de baja dispersión con un mismo nivel de
cohesión, es necesario un peso molecular más pequeño, se reducen la
viscosidad y las temperaturas del proceso. Con ello es posible un
poliacrilato de baja dispersión y un tiempo de procesado
particularmente largo.
Los poliacrilatos de baja dispersión pueden
obtenerse mediante polimerización aniónica o mediante métodos de
polimerización controlada de radicales, en donde estos últimos son
particularmente apropiados. Se hallan descritos ejemplos en las
patentes US 6.765.078 B2 y DE 10036901 A1 ó respectivamente US
2004/0092685 A1. También puede emplearse la polimerización de
radicales de transferencia atómica (ATRP) de manera ventajosa para
la síntesis de poliacrilatos de baja dispersión, en donde como
iniciador se emplean de preferencia haluros monofuncionales o
difuncionales, secundarios o terciarios, y para la abstracción del
(de los) haluro (s) se emplean complejos de Cu, Ni, Fe, Pd, Pt, Ru,
Os, Rh, Co, Ir, Ag ó Au (EP 0 824 111 A1; EP 826 698 A1; EP 824 110
A1; EP 841 346 A1; EP 850 957 A1). Las diferentes posibilidades de
la ATRP están además descritas en las patentes US 5.945.491 A, US
5.854.364 A y US 5.789.487 A.
Opcionalmente pueden añadirse también a la capa
viscoelástica de acrilato, plastificantes, resinas y substancias de
carga. Substancias de carga apropiadas son los silicageles
hidrófilos o hidrófobos, como el Aerosile o Ultrasile, substancias
de carga inorgánicas, como la creta, dióxido de titanio, sulfato de
calcio y de bario pero también substancias de carga orgánicas como
esferas o fibras de polímero a base de celulosa, polietileno,
polipropileno, poliamida, poliacrilonitrilo, poliésteres,
polimetacrilato y/o poliacrilato.
Además, pueden incorporarse a la composición,
substancias de carga difícilmente inflamables, como por ejemplo el
polifosfato de amonio, además substancias de carga eléctricamente
conductoras, como por ejemplo negro de humo conductor, fibras de
carbono y/o esferas recubiertas de plata, además aditivos
ferromagnéticos, como por ejemplo óxido de hierro (III), además,
aditivos para la obtención de capas espumadas, como por ejemplo
substancias esponjosas, esferas enteras de vidrio, esferas huecas de
vidrio, microesferas expandibles, substancias protectoras del
envejecimiento, substancias protectoras de la luz, substancias
protectoras del ozono, antes o después de la concentración del
poliacrilato añadido o incorporado a la composición.
Opcionalmente pueden añadirse los habituales
plastificantes en concentraciones de hasta el 3% del peso. Como
plastificantes pueden añadirse poliacrilatos de bajo peso molecular,
ftalatos, plastificantes solubles en agua, resinas plastificantes,
fosfatos o polifosfatos.
La adición de aditivos puede efectuarse antes o
después de la concentración del poliacrilato.
Para la obtención de capas soporte más gruesas,
pueden éstas rellenarse adicionalmente y/o espumarse. Para ello se
añaden al poliacrilato, de preferencia antes de la adición del
reticulador térmico, esferas enteras de vidrio, esferas vacías de
vidrio, o microesferas expandibles.
Según la invención, se añade al poliacrilato un
reticulador térmico. En una versión muy ventajosa, el reticulador
térmico añadido es un isocianato, de preferencia un isocianato
trimerizado. En una forma particularmente preferida, los
isocianatos trimerizados son alifáticos o isocianatos desactivados
con aminas.
Isocianatos apropiados son en particular los
derivados trimerizados del MDI
[4,4-metilendi(fenilisocianato)], HDI
[hexametilendiisocianato, 1,6-hexilendiisocianato]
y/o IPDI [isoforon diisocianato,
5-isocianato-1-isocianatometil-1,3,
3-trimetilciclohexano], por ejemplo los tipos
Desmodur® N3600 y XP 2410 (cada vez BAYER AG: polisocianatos
alifáticos, trimerizados de HDI de baja viscosidad). También es muy
apropiada la dispersión con la superficie desactivada, del IPDI
BUEJ 339® trimerizado micronizado, ahora HF9® (BAYER AG).
Fundamentalmente, son apropiados para la
reticulación también otros y disocianatos como el Desmodur VL 50
(poliisocianato a base de MDI, Bayer AG), Basonat F200WD
(poliisocianato alifático, BASF AG) Basonat HW100 (isocianato
polifuncional emulsionable con agua, a base de HDI, BASF AG),
Basonat HA 300 (poliisocianato modificado con alofanato sobre
isocianurato, a base de HDI, BASF) ó Bayhydur VPLS2150/1 (IPDI
modificado hidrófilo, Bayer AG), en donde esta relación no es
excluyente.
La adición del reticulador térmico al
poliacrilato, tiene lugar en estado fundido, de preferencia con un
exacto control de la temperatura y tiempo.
La adición e incorporación del sistema de
reticulación reactivo térmico en la matriz de poliacrilato tiene
lugar de preferencia en los aparatos para composición que trabajan
en contínuo. Estos aparatos están concebidos según la invención de
tal manera que, con un buen mezclado y simultáneamente una pequeña
aportación de energía de cizallamiento, garantizan un corto tiempo
de permanencia de la masa después de la adición del sistema de
reticulación. De preferencia, los aparatos para composición son
extrusionadoras, en particular extrusionadoras de doble helicoide
y/o extrusionadoras de cilindros planetarios. A este respecto es
particularmente ventajoso que los husos de la extrusionadora sean
de temperatura graduable y/o enfriables.
Ventajosamente y para la optimización del tiempo
de reacción, la adición puede tener lugar a este respecto en la
extrusionadora, en la cual la masa de poliacrilato ya ha sido
concentrada.
La adición del reticulador se efectúa en uno o
varios puntos del aparato, de preferencia en las zonas exentas de
presión. Es favorable también que las substancias reticuladoras
térmicamente reactivas, estén finamente divididas cuando se añaden
al poliacrilato, por ejemplo en forma de aerosol, en finas gotitas o
diluidas en un diluyente apropiado como por ejemplo un
plastificante compatible con el polímero.
Ventajosamente, el contenido residual de
monómero en el poliacrilato para la capa soporte, en la adición del
reticulador térmico, no es más de un 1% en peso, en particular no
más del 0,3% en peso, referido al poliacrilato.
Ventajosamente, el contenido de disolvente
residual en el poliacrilato para la capa soporte después de la
concentración y en la adición del reticulador térmico, no es más de
un 1% en peso, en particular, no más del 0,3% en peso, referido al
poliacrilato.
De preferencia, empleando el reticulador
térmico, en particular el isocianato trimerizado, se emplea de un
0,1 a un 5% en peso, en particular de un 0,2 a un 1% en peso,
referido al poliacrilato.
En otra versión ventajosa del procedimiento
según la invención, la temperatura del poliacrilato para la capa
soporte en la adición del reticulador térmico está entre 60ºC y
120ºC, con particular preferencia, entre 70ºC y 100ºC.
La masa fundida de poliacrilato con el
reticulador incorporado es transportada a una unidad de
recubrimiento, de preferencia directamente a través de la
extrusionadora en la cual ya ha tenido lugar la adición del
reticulador y eventualmente la concentración de la masa. Allí se
recubre por ambos lados la capa soporte viscoelástica reticulada,
aunque no completamente reticulada, con capas autoadhesivas
pretratadas, en particular con un pretratamiento corona. A este
respecto, los grupos reactivos isocianato en la capa soporte, pueden
reaccionar con las funcionalidades hidroxilo de las capas
autoadhesivas de recubrimiento. Por esta causa, el reticulado es
influenciado positivamente. Incluso, en general, las masas con un
mal anclaje, se pueden unir así a la capa soporte
viscoelástica.
Como capas de masa adhesiva de la banda adhesiva
son apropiados en principio todos los tipos de masas adhesivas que
pueden ser ancladas sobre el soporte.
En el sentido de la invención se emplean muy
preferentemente las masas autoadhesivas. En una forma de proceder
preferida, se recubre por ambas caras una capa de poliacrilato
pretratada, en particular con un pretratamiento corona. Pueden
emplearse también según otros procedimientos, capas adhesivas
pretratadas, en particular sobre una base acrílica, en tanto en
estas masas adhesivas estén presentes y/o se formen en el
pretratamiento, grupos funcionales, los cuales formen con los
grupos isocianato, enlaces químicos.
Masas autoadhesivas particularmente preferidas,
son las masas acrílicas puras, o aquellas que no contienen ningún
componente capaz de migrar, como por ejemplo resinas o
plastificantes, en una concentración considerable.
En el sentido según la invención son muy
preferidas las masas autoadhesivas de acrilato puro, que han sido
previamente recubiertas con un forro de poliéster siliconado.
Junto con las masas autoadhesivas son apropiadas
también las capas de substancias adhesivas por fusión, o capas
térmicamente activables, las cuales de preferencia se forran por una
cara de la capa viscoelástica. Con ello se obtienen productos con
una configuración asimétrica.
Ejemplos apropiados de polímeros como base para
las masas adhesivas (tanto en el sentido de masas autoadhesivas
como también en el sentido de otras masas adhesivas) son, el caucho
natural, caucho sintético, copolímeros de acrilato de bloque,
copolímeros de estireno de bloque, EVA, muchas poliolefinas,
poliuretanos, poliviniléteres, y siliconas.
Se prefieren las masas adhesivas que no tienen
ninguna proporción notable de componentes capaces de migrar, los
cuales tienen tan buena compatibilidad con el poliacrilato de la
capa soporte, que podrían migrar al mismo en cantidades
significativas.
Ejemplos según la invención muy apropiados, de
capas autoadhesivas de contacto, están descritos en la patente EP 1
308 422 A (página 27 línea 23, a página 12 línea 56).
Las masas adhesivas recubiertas sobre material
de separación, de preferencia, masas autoadhesivas de contacto,
pueden ser tratadas con todos los procedimientos físicos o químicos
conocidos, en los que se formen grupos reactivos que puedan
reaccionar con los isocianatos. Igualmente pueden emplearse todos
los métodos conocidos de imprimación, en donde las capas de
imprimación tanto a partir de soluciones o a partir de dispersiones
pueden aplicarse sobre las capas adhesivas. La aplicación puede
efectuarse también mediante un procedimiento de extrusión o de
coextrusión. Los métodos físicos preferidos son el pretratamiento a
la llama, pretratamiento corona, pretratamiento atmosférico con
plasma o tratamiento al vacío con plasma. Muy preferido es el
pretratamiento corona directamente antes del recubrimiento de la
capa soporte viscoelástica todavía reactiva.
En algunos casos, en particular en el empleo de
masas autoadhesivas de contacto con componentes capaces de migrar
como por ejemplo, los copolímeros de estireno de bloque o caucho,
puede ser lógico el empleo de una capa barrera, por ejemplo de
poliamina. Sin embargo están permitidos también otros materiales que
satisfacen esta finalidad. Para la obtención de una banda adhesiva
de montaje, adhesiva por las dos caras, se aplica ventajosamente o
bien la capa barrera sobre una masa adhesiva recubierta antes sobre
un material de separación, a continuación se trata en la cara de la
capa barrera según los métodos más arriba descritos y se recubre
sobre la cara del soporte viscoelástico todavía reactivo.
Alternativamente, la capa barrera puede aplicarse sobre la capa
soporte viscoelástica y a continuación recubrirse con la masa
adhesiva.
Directamente después del recubrimiento, mediante
la aplicación con rodillos o con una tobera de extrusión, la capa
soporte viscoelástica, se reticula, pero no se reticula
suficientemente. A este respecto, se llama recubrimiento el
conformado de la masa soporte, mezclada con el reticulador
considerablemente libre de disolvente, en las correspondientes
capas y la aplicación entre las capas adhesivas pretratadas
aplicadas sobre el material que forma la cinta. En este momento, el
grado de reticulación debe continuarse solamente para garantizar la
utilizabilidad de la masa autoadhesiva por contacto, en particular
con vistas a una buena imagen de la adhesión.
El tiempo de utilización es de
3-30 minutos, de preferencia 5-20
minutos, con particular preferencia de 5-10
minutos.
La fabricación del sistema de tres capas, a
saber, masa adhesiva-soporte de
poliacrilato-masa adhesiva, tiene lugar de
preferencia mediante una instalación de dos cilindros (ver figura
2). Mediante una tobera de distribución (1) o cualquier otra unidad
apropiada, se alimenta la masa viscoelástica compuesta del
reticulador y eventualmente con substancias de carga (3), que forma
el posterior material de soporte, a la ranura entre cilindros, y
allí entre las dos capas de masa adhesiva (7a, 7b) las cuales
anteriormente han sido sometidas a un pretratamiento, se aplica en
particular un tratamiento corona (8) (ajustar de preferencia el
control corona a: 10 a 200 W minutos/m^{2}, de preferencia
30-160 W minutos/m^{2}, con particular preferencia
80-120 W minutos/m^{2}). Las masas adhesivas
recubiertas en particular sobre un soporte auxiliar equipado
antiadhesivamente (5a, 5b) se aplican sobre los cilindros W1 y W2
del aparato, de manera que las caras de las masas adhesivas están
vueltas una frente a la otra.
El conformado de la masa viscoelástica en una
película viscoelástica, tiene lugar entre los cilindros de la
calandra W1 y W2 en la ranura formada por los dos cilindros, con lo
cual se efectúa simultáneamente el recubrimiento con las dos masas
adhesivas transportadas (6a, 6b). El pretratamiento de las masas
adhesivas, en particular en la estación corona (8), sirve para un
mejor anclaje de las masas adhesivas sobre la capa soporte
viscoelástica conformada. Mediante este tratamiento aparecen grupos
-OH en la superficie de las masas adhesivas, los cuales después de
lograr la unión de las tres capas, conducen a una mejor unión
química con la capa soporte viscoelástica.
Mediante la anchura de la ranura entre cilindros
y la presión de los cilindros se determina el grueso de capa del
soporte.
El procedimiento anteriormente descrito es
apropiado en particular para la obtención de construcciones
viscoelásticas de tres capas, con gruesos de capa entre 100 \mum
y 10.000 \mum, de preferencia entre 300 \mum y 5.000 \mum,
con velocidades de fabricación entre 0,5 m/minuto y 100
m/minuto.
Las temperaturas de la superficie de los
cilindros se ajustan, en función de las masas viscoelásticas
empleadas y los materiales del soporte antiadhesivo, de preferencia
entre 25ºC y 200ºC, con más preferencia entre 60ºC y 150ºC y, con
particular preferencia, entre 80ºC y 120ºC. Como superficies para
los dos cilindros de la calandra empleados son apropiados todos los
materiales habituales para el experto, como por ejemplo, el acero,
acero cromado, acero inoxidable, plásticos, siliconas, cerámicas,
así como combinaciones de los materiales mencionados.
Es asombroso y sorprendente para el experto, que
en el abultamiento que forma la masa que gira en la ranura entre
cilindros, no se mezclen las masas adhesivas alimentadas. Sería de
esperar que por lo menos parte de la masa adhesiva se suelte del
soporte provisto de material antiadhesivo, y se mezcle con el
abultamiento de la masa que gira.
La reacción de reticulación, en particular con
isocianatos, tiene lugar de preferencia sin catálisis. En los
copolímeros de acrilato funcionalizados, que no contienen ningún
ácido acrílico polimerizado, la reacción transcurre de preferencia
con isocianatos aromáticos y/o alifáticos a temperaturas ligeramente
elevadas. En los copolímeros de acrilato funcionalizados, que
contienen ácido acrílico polimerizado, la velocidad de la reacción
es más rápida. En este caso tiene lugar de preferencia un proceso
estable, con el isocianato alifático que reacciona más lentamente o
con las emulsiones de isocianato desactivadoras de la tensión
superficial.
La reacción de reticulación transcurre
completamente también sin aportación de calor en las condiciones
normales (temperatura ambiente). Por regla general, después de un
almacenamiento de hasta 14 días, en particular de cuatro a diez
días, la reacción de reticulación con el isocianato
multifuncionalizado está completamente terminada y se ha conseguido
la definitiva cohesión de la masa. Simultáneamente, la capa soporte
viscoelástica se une químicamente a las capas recubiertas de
substancia adhesiva, para forrar.
Mediante la reticulación con isocianatos se
forman grupos uretano que están unidos a las cadenas de polímero.
Mediante esta unión aumenta la cohesión de la capa soporte
viscoelástica y con ello la resistencia al cizallamiento del
producto.
Las propiedades físicas del soporte
viscoelástico y del producto final, en particular su viscosidad,
comportamiento fluido, resistencia al calor, resistencia al
cizallamiento, pueden ser influenciadas, junto con los comonómeros
elegidos y eventualmente las substancias de carga, por el grado de
reticulación, de manera que se puede optimizar el producto final
mediante la elección apropiada de las condiciones de reacción.
Diversos factores determinan los parámetros de proceso de este
procedimiento. Las influencias más importantes son particularmente
en los sistemas no mezclados, la temperatura de proceso y de
recubrimiento, el tiempo de espera en la
extrusionadora-mezcladora y el aparato de
recubrimiento, el tipo de reticulación (desactivado, alifático,
aromático), la concentración del reticulador, la proporción de
grupos hidroxilo en el polímero, la proporción de los grupos ácido
copolimerizados en el polímero, así como el peso molecular medio
del poliacrilato.
A continuación se describen algunas
circunstancias en la obtención del poliacrilato según la invención,
las cuales optimizan el procedimiento para la obtención, pero no
son limitantes del concepto según la invención:
En una concentración constante del reticulador,
un aumento de la temperatura del proceso conduce a una menor
viscosidad, lo cual favorece la facilidad de recubrimiento de la
masa viscoelástica, aunque sin embargo reduce el tiempo de
utilización. Se obtiene un aumento del tiempo de utilización,
mediante la disminución de la concentración del reticulador, la
disminución del peso molecular, la disminución de la concentración
de grupos hidroxilo en el polímero, la disminución de la proporción
de ácido en el polímero, el empleo de pocos isocianatos reactivos y
la disminución de la temperatura del proceso. Una mejora de la
cohesión de la masa viscoelástica se puede obtener por diferentes
caminos. O bien se aumenta la concentración del reticulador, lo cual
reduce el tiempo de utilización. Para una concentración constante
de reticulador, se puede elevar también el peso molecular del
poliacrilato, lo cual posiblemente es eficaz. Según el perfil de
exigencia deseado, la masa o respectivamente el producto, deben
ajustarse a los parámetros citados más arriba de una manera
adecuada.
En el caso de emplear los microbalones
expandibles en la obtención de capas espumadas, la masa o
respectivamente la capa conformada se activa ventajosamente de
manera adecuada mediante la aportación de calor. Esta capa espumada
se puede recubrir a continuación por ambas caras, de preferencia una
capa de poliacrilato pretratada con un pretratamiento corona. Si es
conveniente se alisa la capa espumada mediante el recubrimiento de
las capas autoadhesivas previamente tratadas con el tratamiento
corona, o separadamente por ejemplo mediante cilindros.
La banda adhesiva muestra excelentes propiedades
mediante la combinación de las recetas para el soporte y para la
masa adhesiva, las cuales no eran previsibles de esta manera para el
experto, de forma que es posible su utilización en particular como
banda adhesiva de montaje, para exigencias de alto rendimiento. Esto
vale en particular también para la configuración como banda
autoadhesiva. Las ventajas según la invención son significativas,
en particular a las temperaturas de utilización entre 100 y 130ºC.
Además, a causa de su muy buen anclaje y reticulación homogénea, es
magnífica su estabilidad a los plastificantes. La resistencia
adhesiva sobre los substratos que contienen plastificantes, es
alta, incluso después de un almacenamiento, y el anclaje de las
capas entre sí es muy bueno. No se observa una deslaminización de
las capas, incluso después de un almacenamiento, en substratos que
contienen plastificantes.
A causa de la alta flexibilidad del soporte, la
banda adhesiva se adecua muy bien sobre fondos irregulares no
planos. Tiene lugar una duradera unión entre la banda adhesiva y la
superficie de fondo, la cual no fracasa con altas exigencias de
fuerzas de cizallamiento ni con un alto momento de flexión, incluso
a altas temperaturas y tampoco después del almacenamiento con
irradiación de rayos UV y humedad.
Una banda adhesiva de este tipo puede ser
empleada por ejemplo en la industria del mueble, en donde, espejos,
listones o piezas empotradas deben pegarse de forma duradera. A
causa de las magníficas propiedades del producto, su empleo es
también ventajoso en muchos campos de la industria como material de
montaje, cuando diferentes superficies, en particular transparentes
a los rayos UV, como el cristal de ventanas o substancias plásticas
transparentes deben pegarse entre sí de forma duradera.
Mediante la reticulación homogénea en toda la
capa, la realización técnica del pegado sobre cada cara es
igualmente buena. En iguales capas de masas adhesivas limitantes e
iguales estructuras de la superficie, las propiedades técnicas de
pegado de las correspondientes capas son también iguales. Los
soportes viscoelásticos no muestran ninguna variación de la
reticulación en toda la capa.
Con el procedimiento según la invención es
además posible ofrecer bandas adhesivas muy gruesas. La capa
viscoelástica del soporte puede ser particularmente gruesa, puesto
que en principio este procedimiento no muestra ninguna limitación
del grueso de capa, al contrario de las reticulaciones mediante
irradiación con UV ó ESH. En particular pueden obtenerse también
capas viscoelásticas rellenas y espumadas. Para ello es conveniente
añadir al poliacrilato antes de la adición del reticulador térmico,
esferas de vidrio llenas, esferas de vidrio vacías o microbalones
expandibles. En el caso del empleo de microbalones expandibles, se
activa de preferencia la masa o respectivamente la capa conformada
de forma apropiada mediante aportación de calor. Esta capa espumada
puede de preferencia recubrirse a continuación por ambos lados con
una capa de poliacrilato que se ha pretratado con un tratamiento
corona. Si es conveniente, la capa espumada se alisa mediante
recubrimiento de las capas adhesivas pretratadas con un tratamiento
corona, o separadamente por ejemplo entre dos cilindros.
Pueden obtenerse cualesquiera capas rellenas y
coloreadas. Además, el contenido de monómero residual de las capas
viscoelásticas, así como también del producto total de tres capas,
es muy bajo. Particularmente ventajosa es la posibilidad de poder
obtener soportes de acrilato viscoelásticos homogéneamente
reticulados, de la banda adhesiva de tres capas, de doble cara,
provista con adhesivo, con velocidades de recubrimiento por encima
de 50, de preferencia 100 m/minuto.
Para determinadas aplicaciones, la presente
banda adhesiva se puede adecuar a las exigencias o respectivamente
mejorar, como producto intermedio según la invención, mediante una
irradiación adicional con rayos actínicos (por ejemplo luz UV ó
chorro de electrones).
Los siguientes experimentos a modo de ejemplo
deben aclarar con más detalle la invención, sin que por haber
elegido los ejemplos citados, la invención deba limitarse
innecesariamente.
El contenido en sólidos es una medida de la
proporción de substancias no evaporables de una solución de
polímeros. Se determina gravimétricamente pesando la solución,
evaporando a continuación durante 2 horas a 120ºC en un armario
secador los componentes volátiles, y volviendo a pesar el
residuo.
El valor K es una medida del tamaño molecular
medio de las substancias altamente poliméricas. Para la medición se
preparan soluciones del polímero en tolueno al uno por ciento
(1g/100 ml), y con ayuda de un viscosímetro
VOGEL-OSSAG se determinan sus viscosidades
cinemáticas. Después de normalizar con la viscosidad del tolueno,
se obtiene la viscosidad relativa, a partir de la cual se puede
calcular el valor de K según FIKENTSCHER (Polymer
("Polímeros") 8/1967, 381 y siguientes).
La determinación del peso molecular medio
M_{W} y la polidispersión PD se logró a través de la firma Polymer
Standards Service, de Mainz. Como eluyente se empleó el THF con
0,1% en volumen de ácido trifluoracético. La medición se efectuó a
25ºC. Como columna previa se empleó una columna
PSS-SDV de 5 \mu, 10^{3} \ring{A}, diám. int.
8,0 mm x 50 mm. Para la separación se emplearon las columnas
PSS-SDV, 5 \mu, 10^{3} así como 10^{5} y
10^{8} cada vez con diám. int. 8,0 mm x 300 mm. La concentración
de las muestras fue de 4 g/litro, el caudal del flujo 1,0 ml por
minuto. La medición se efectuó con el estándar PMMA como
referencia.
La determinación de la fuerza adhesiva sobre
acero se efectuó con unas condiciones climáticas de ensayo de 23ºC
+/- 1ºC, a temperatura ambiente y 50% +/- 5% de humedad relativa del
aire. Las muestras se cortaron con un ancho de 20 mm y se pegaron
sobre una placa de acero. La placa de acero debe limpiarse antes de
la medición y acondicionarse. Para ello la placa se lava en primer
lugar con acetona y a continuación se deja 5 minutos al aire, para
qué se evapore el disolvente. La cara de la cinta de transferencia
vuelta hacia el fondo de la muestra se cubrió a continuación con
una lámina de aluminio de 50 \mum, lo cual evitó que la muestra
en la medición se dilatara. A continuación tuvo lugar la colocación
de la muestra de ensayo sobre el fondo de acero. Para ello se pasó
encima de la cinta, un rodillo de 2 kg, 5 veces con un movimiento de
vaivén a una velocidad de 10 m/minuto. Inmediatamente después de
pasar el rodillo, la placa de acero se colocó sobre un apoyo
especial que permite a la muestra ser estirada en un ángulo de 90ºC
verticalmente hacia arriba. La medición de la fuerza adhesiva tiene
lugar con una máquina de ensayo de tracción
("Zwick-Zug"). Aplicando la cara cubierta
sobre la placa de acero, se tapa en primer lugar la cara abierta de
la cinta de transferencia con una lámina de aluminio de 50 \mum,
se elimina el material de separación y pegada sobre la placa de
acero se pasa el rodillo análogamente, y se mide.
Los resultados de la medición por ambas caras,
abierta y recubierta, están expresados en N/cm y son el promedio de
tres mediciones.
La preparación de la muestra tiene lugar en un
clima de ensayo de 23ºC +/- 1ºC y 50% +/- 5% de humedad relativa
del aire. La muestra de ensayo se cortó en trozos de 13 mm y se
pegaron sobre una placa de acero. La superficie de pegado fue de 20
mm x 13 mm (largo x ancho). Antes de la medición, la placa de acero
se limpió y acondicionó. Para ello la placa se lavó en primer lugar
con acetona y a continuación se dejó 5 minutos al aire libre, con
lo cual se pudo evaporar el disolvente. Después del pegado se
reforzó la cara abierta con una lámina de aluminio de 50 \mum, y
se pasó un rodillo de 2 kilos por encima 2 veces en un movimiento de
vaivén. A continuación se aplicó un nudo corredizo de una faja por
el extremo superior de la cinta de transferencia. El conjunto se
colgó a continuación de un dispositivo apropiado y se sometió a una
carga de 10 N. El dispositivo de colgado está dispuesto de tal
manera que la muestra soporta el peso en un ángulo de 179º +- 1º.
Con ello se asegura que la cinta de transferencia no puede
descortezar el borde inferior de la placa. El tiempo de permanencia
medido y el tiempo entre el colgado y la caída de la muestra se da
en minutos y corresponde al tiempo medio de tres medidas. Para la
medición de la cara cubierta, se refuerza en primer lugar la cara
abierta con una lámina de aluminio de 50 \mum, se elimina el
material de separación y se pega sobre la placa de ensayo
análogamente a lo ya descrito. La medición se efectuó en el clima
normal (23ºC, 55% de humedad relativa del aire).
Mediante el ensayo de la bola rodante, se midió
el tacto adhesivo de la muestra en un tiempo de contacto muy corto.
La medición se efectuó en un clima de ensayo de 23ºC+/- 1ºC a
temperatura ambiente y 50% +/- 5% de humedad relativa del aire. La
cinta de transferencia se fijó con la cara del ensayo hacia arriba
bajo una ligera tensión sobre la placa de trabajo dispuesta
exactamente perpendicularmente. A continuación se dispuso una rampa
de 65 mm sobre la tira de muestra, y se hizo rodar una bola limpia,
limpiada con acetona, de 5,6 g de peso, sobre la tira de muestra.
Se mide el tramo entre el borde delantero de la rampa y el punto
central de la bola después de rodar. Se calcula el valor medio de 5
mediciones por cada cara.
El ensayo SAFT, es un ensayo rápido de la
estabilidad a la temperatura a corto plazo de la cinta de
transferencia. Las muestras se refuerzan con una lámina de aluminio
de 50 \mum y la cara adhesiva restante se pega sobre una placa de
ensayo de acero pulida y limpiada con acetona, y a continuación se
pasa por encima seis veces, un rodillo de acero de 2 kg a una
velocidad de 10 m/minuto. La superficie de pegado de la muestra es
de 13 mm x 10 mm, altura x anchura. La parte superior de la muestra
la cual sobresale 2 mm de la placa de ensayo, se refuerza con una
tira adhesiva estable. Allí se coloca el sensor medidor del
recorrido, después de haber colgado verticalmente la muestra.
La muestra que se va a medir se carga en su
extremo inferior con un peso de 50 g. La placa de ensayo de acero
con la muestra pegada se calienta al principio a 25ºC, y a
continuación, con una velocidad de 9ºC por minuto, hasta la
temperatura final de 200ºC. Se mide la distancia entre el
desprendimiento de la muestra mediante un sensor medidor de
recorrido en función de la temperatura y del tiempo. La prueba se da
por terminada cuando se alcanza la temperatura final prevista o
cuando se alcanza una distancia de desprendimiento > 1000
\mum.
El ensayo SAFT puede suministrar dos
características del ensayo: el recorrido de cizallamiento SAFT ó la
estabilidad a la temperatura SAFT a corto plazo. El recorrido de
cizalla-miento SAFT es el tramo desprendido en
\mum cuando se alcanza la temperatura final. La estabilidad a la
temperatura SAFT a corto plazo, es la temperatura a la cual se
logra un trozo desprendido de 1000 \mum. Se mide en las dos caras;
la cara abierta y la cara cubierta. Se calcula cada vez el valor
medio de una determinación doble.
La figura 3 muestra la obtención de capas
autoadhesivas de poliacrilato (capa A y/o C). Una muestra de ensayo
(3.1) fijada entre dos placas de acero pulidas (3.2), con un tamaño
de 30 mm x 30 mm, se comprime durante 1 minuto con una fuerza de
0,9 kN (fuerza P). A continuación se enrosca un brazo de palanca de
9 cm de longitud (3.3) en la placa de acero de la parte superior, y
ésta se carga a continuación con un peso de 1000 g (3.4). Debe
tenerse cuidado de que el tiempo entre la compresión y la carga no
exceda de dos minutos (t \leq 2 minutos).
Se mide el tiempo de espera, es decir, el tiempo
entre el colgado y la caída de la muestra. Como resultado se da el
tiempo de espera en minutos como valor medio de una determinación
triple. El clima de ensayo es de 23ºC +/- 1ºC y 50% de h.r. +/- 5%
de h.r. (h.r. = humedad relativa).
Se midieron cada vez la cara abierta y la cara
cubierta.
Un reactor de vidrio de 100 litros para
polimerizaciones de radicales, convencional, se cargó con 2,8 kg de
ácido acrílico, 8,0 kg de acrilato de metilo, 29,2 kg de acrilato de
2-etilhexilo y 20,0 kg de acetona/isopropanol
(95:5). Después de 45 minutos pasando una corriente de gas
nitrógeno, con agitación, el reactor se calentó hasta 58ºC y se
añadieron 20 g de azoisobutironitrilo (AIBN, Vazo 64®, de la firma
DuPont). A continuación, se calentó el baño de calefacción exterior
a 75ºC, y la reacción se efectuó manteniendo constante esa
temperatura externa. Después de 1 hora de duración, se añadieron de
nuevo 20 g de AIBN. Después de 4 y 8 horas se diluyó cada vez con
10,0 kg de mezcla de acetona/isopropanol (95:5). Para la reducción
de los iniciadores restantes se añadieron cada vez, después de 8 y
10 horas, 60 g de
bis-(4-terc.-butilciclohexanil)-peroxidicarbonato
(Perkadox 16®, firma Akzo Nobel). La reacción se interrumpió
después de 24 horas de tiempo de reacción y se enfrió a temperatura
ambiente. A continuación se mezcló el poliacrilato con 0,4% en peso
de acetilacetonato de aluminio (III) (solución al 3% de
isopropanol), se diluyó con isopropanol hasta un contenido en
sólidos del 30% y a continuación se recubrió la solución con una
lámina de separación (poliéster 50 \mum) siliconada (velocidad de
recubrimiento 2,5 m/minuto, canal de secaje 15 m, zona de
temperaturas 1: 40ºC, zona 2; 70ºC, zona 3: 95ºC, zona 4: 105ºC),
el aporte de masa fue de 50 g/m^{2}.
Un reactor de acero de 100 litros convencional
para polimerizaciones de radicales, se cargó con 4,0 kg de ácido
acrílico, 36,0 kg de acrilato de 2-etilhexilo, y
13,3 kg de acetona/isopropanol (96:4). Después de 45 minutos
pasando una corriente de gas nitrógeno, con agitación, se calentó el
reactor a 58ºC y se añadieron 20 g de azoisobutironitrilo (AIBN,
Vazo 64®, firma DuPont). A continuación se calentó el baño de
calefacción exterior a 75ºC, y la reacción se efectuó manteniendo
constante la temperatura exterior. Después de 1 hora de tiempo de
reacción se añadieron de nuevo, 20 g de AIBN. Después de 4 y 8 horas
se diluyó cada vez con 10,0 kg de mezcla de acetona/isopropanol
(96: 4). Para la reducción de los iniciadores restantes se añadieron
después de 8 y 10 horas, cada vez 60 g de
bis-(4-terc.-butilciclohexanil)-peroxi-dicarbonato
(Perkadox 16®, de la firma Akzo Nobel). La reacción se interrumpió
después de 24 horas de tiempo de reacción, y se enfrió a temperatura
ambiente. A continuación, el poliacrilato se mezcló con 0,4% en
peso de acetilacetonato de aluminio (III) (solución al 3% de
isopropanol), se diluyó hasta un contenido de sólidos del 30% con
isopropanol, y a continuación se recubrió con la solución una
lámina de separación siliconada (poliéster de 50 \mum). Después
del secaje (velocidad de recubrimiento 2,5 m/minuto, canal de
secaje 15 m, temperaturas: zona 1: 40ºC, zona 2: 70ºC, zona 3:
95ºC, zona 4: 105ºC), siendo el aporte de masa de
50 g/m^{2}.
50 g/m^{2}.
A continuación se describe la preparación de los
polímeros de partida. Los polímeros investigados se prepararon en
solución, de manera convencional mediante una polimerización libre
de radicales.
HEMA = metacrilato de hidroxietilo
AIBN =
[2,2'-azobis(2-metilbutironitrilo)]
Perkadox 16 =
bis-(4-t-butilciclohexil)peroxidicarbonato
Un reactor convencional para polimerizaciones
con radicales, se cargó con 27 kg de acrilato de
2-etilhexilo, 27 kg de acrilato de
n-butilo, 4,8 kg de acrilato de metilo, 0,6 kg de
ácido acrílico, 0,6 kg de HEMA, y 40 kg de acetona/isopropanol
(93:7. Después de pasar durante 45 minutos una corriente de gas
nitrógeno, con agitación, se calentó el reactor a 58ºC y se
añadieron 30 g de AIBN. A continuación se calentó el baño de
calefacción exterior a 75ºC y la reacción se efectuó a esta
temperatura exterior constante. Después de 1 hora se añadieron de
nuevo 30 g de AIBN, y después de 4 horas se diluyó con 10 kg de
mezcla acetona/isopropanol.
Después de 5 y 7 horas se reinició la reacción
con 90 g de Perkadox 16. Después de 22 horas de tiempo de reacción
se interrumpió la polimerización y se enfrió a temperatura ambiente.
El poliacrilato tiene un valor K de 69, un contenido en sólidos del
54,6%, un peso molecular medio de Mw (Pm) = 819000 g/mol, una
polidispersión de (Mw/Mn) = 7,6.
Análogamente al ejemplo 1, se polimerizaron 36,0
kg de acrilato de 2-etilhexilo, 21,0 kg de acrilato
de terc.-butilo, 2,4 kg de ácido acrílico y 0,6 kg de HEMA en 40 kg
de acetona/isopropanol (93:7). Se inició dos veces con 30 g de AIBN
cada vez, dos veces con 90 g de Perkadox 16 cada vez, y se diluyó
con 10 kg de mezcla de acetona/isopropanol (93:7). Después de 22
horas de tiempo de reacción se interrumpió la polimerización y se
enfrió a temperatura ambiente.
El poliacrilato tiene un valor K de 60,0, un
contenido en sólidos del 53,5%, un peso molecular medio de
Mw(Pm) = 602000 g/mol, una polidispersión de (Mw/Mn) =
7,1
Se procedió analogamente al ejemplo 1. Para la
polimerización se polimerizaron 36 kg de acrilato de
2-etilhexilo, 20,4 kg de acrilato de metilo, 2,4 kg
de ácido acrílico, y 1,2 kg de HEMA en 40 kg de acetona/isopropanol
(90: 10). Se inició dos veces con 30 g de AIBN cada vez, dos veces
con 90 g de Perkadox 16 cada vez, y se diluyó con 10 kg de mezcla
acetona/isopropanol (90:10). Después de 22 horas de tiempo de
reacción se interrumpió la polimerización y se enfrió a temperatura
ambiente. El poliacrilato tiene un valor K de 57, un contenido en
sólidos de 53,8% y un peso molecular medio de Mw (Pm) = 526000
g/mol, polidispersión (Mw/Mn) = 6,8.
Un reactor convencional para polimerización de
radicales, se cargó con 36 kg de acrilato de
2-etilhexilo, 21 kg de acrilato de terc.-butilo,
2,4 kg de ácido acrílico, 0,6 kg de HEMA, 40 g de éster bencílico
del ácido ditiobenzoico y 40 kg de acetona. Después de pasar
durante 45 minutos una corriente de gas nitrógeno, con agitación,
se calentó el reactor a 58ºC y se añadieron 30 g de AIBN. A
continuación, se calentó el baño exterior de calefacción a 75ºC y
se efectuó la reacción manteniendo constante esta temperatura
exterior. Después de 1 hora se añadieron de nuevo 30 g de AIBN.
Después de 4 horas se diluyó con 5 kg de acetona. Después de 5 y 7
horas, se efectuó una adición de 90 g de Perkadox 16^{TM} cada vez
(firma Akzo). Después de 22 horas de tiempo de reacción se
interrumpió la polimerización y se enfrió a temperatura
ambiente.
\newpage
El poliacrilato tiene un valor K de 53,6, un
contenido en sólidos de 54,9%, un peso molecular medio de Mw =
479000 g/mol, polidispersión (Mw/Mn) = 2,4.
\vskip1.000000\baselineskip
Procedimiento
1
Los copolímeros de acrilato funcionalizados con
grupos hidroxilo (polímero base 1-4) se liberan en
buena parte del disolvente mediante la extrusionadora de un
helicoide BERSTORFF (extrusionadora de concentración). A modo de
ejemplo se representan aquí los parámetros de la concentración del
polímero base 1. El número de revoluciones del helicoide es de 160
U/minuto, la corriente del motor de 16 A, el rendimiento obtenido es
de 61,5 kg de líquido/hora. Para la concentración se aplicó un
vacío en tres diferentes domos. Los vacíos fueron respectivamente
de 440 mbares, 50 mbares y 5 mbares, de los cuales el vacío más
pequeño fue aplicado en el primer domo. La temperatura de salida
del "hot melt" ("masa fundida para aplicar en caliente")
concentrado fue de 104ºC. El contenido en sólidos fue en este paso
de concentración de 99,8%.
\vskip1.000000\baselineskip
Procedimiento
2
Los polímeros de acrilato concentrados según el
procedimiento 1, se fundieron en una extrusionadora de alimentación
(extrusionadora transportadora de un solo helicoide, de la firma
TROESTER), y con la misma se alimentó como masa fundida de
polímeros a una extrusionadora de doble helicoide (firma LEISTRITZ,
Alemania, Bez. LSM 30/34). El aparato fue calentado eléctricamente
desde fuera y mediante diferentes ventiladores enfriado con aire.
La geometría del helicoide mezclador se elige de tal manera que
mediante una buena distribución de las substancias de carga y del
sistema de reticulación en la matriz del polímero se garantiza al
mismo tiempo un corto tiempo de espera de la masa de acrilato en la
extrusionadora. Además las ondas de mezclado de la extrusionadora de
doble helicoide se coordinaron de forma que cambiaban los elementos
de alimentar y mezclar. La adición de las substancias de carga y
del correspondiente sistema de reticulación se efectuó con un equipo
de dosificación adecuado eventualmente en varios puntos de las
zonas de alimentación exentas de presión de la extrusionadora de
doble helicoide. Para la dosificación del sistema de reticulación se
emplean eventualmente auxiliares de dosificación. Eventualmente se
puede conectar a la extrusionadora de doble helicoide una bomba de
vacío para liberar la masa autoadhesiva compuesta, de las
incrustaciones de gas. La masa de acrilato compuesta acabada se
introduce mediante una tobera de distribución de una bomba de fusión
conectada a una de las extrusionadoras de mezcla, la cual alimenta
el soporte viscoelástico en la primera ranura de cilindros de la
calandra de recubrimiento.
El recubrimiento de las masas autoadhesivas
según la inversión se efectúa mediante una calandra de dos cilindros
según uno de los procedimientos descritos más adelante.
\vskip1.000000\baselineskip
Procedimiento
3
El procedimiento se efectuó como se ha descrito
en la figura 2. Mediante la tobera de distribución (1) se conduce
la masa viscoelástica compuesta acabada (3) con el sistema de
reticulación y eventualmente substancias de carga, a la ranura de
los cilindros. El conformado de la masa viscoelástica en una
película viscoelástica tiene lugar entre los cilindros de la
calandra (W1) y (W2), en la ranura de los cilindros, entre dos masas
autoadhesivas (7a, 7b), las cuales por su lado son conducidas
recubiertas sobre los materiales soporte (5a, 5b) provistos de
antiadhesivo. Con ello tiene lugar simultáneamente el conformado de
la masa viscoelástica con el grueso de capa ajustado, y el
recubrimiento con las dos masas autoadhesivas alimentadas. Para
mejorar el anclaje de las masas autoadhesivas (7a, 7b) sobre la
capa soporte viscoelástica conformada (4), se coronan las masas
autoadhesivas antes de la conducción a la ranura de los cilindros
mediante una Corona-Station ("estación corona")
(aparato Corona de la firma VITAPHONE, Dinamarca, 100 W
min/m^{2}). Mediante este tratamiento aparecen grupos -OH activos
en la superficie de la masa autoadhesiva la cual después de la
obtención de la unión de tres capas conduce a una mejor sujeción
química en la capa de soporte viscoelástica.
La velocidad de la cinta a través del
dispositivo de recubrimiento es de 40 m/minuto.
Después de abandonar la ranura entre cilindros
se recubre eventualmente con un soporte antiadhesivo (5a) y el
producto de tres capas acabado (6) se enrolla con el segundo soporte
antiadhesivo restante (5b).
A continuación se describen ejemplos concretos
para la obtención de masas autoadhesivas y recubrimiento de las
bandas adhesivas, sin que a causa de la selección de formulaciones,
configuraciones y parámetros del proceso indicados, la invención
tenga que estar innecesariamente limitada.
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Ejemplo MT
1
El polímero base B1 se concentró según el
procedimiento 1 (contenido en sólidos 99,7%), y a continuación según
el procedimiento 2, se mezcló con 1,6% en peso (referido al
copolímero de acrilato) del diisocianato alifático trimerizado
Desmodur XP 2410 (de la firma BAYER AG, Alemania). Para mejorar la
capacidad de dosificación se diluyó el diisocianato trimerizado con
el éster de fosfato líquido REOFOS 65 (de la firma GREAT LAKES,
USA), en la relación 1 a 3. Los parámetros del proceso están
resumidos en la tabla 1. El recubrimiento entre las capas de masa
recubiertas sobre las láminas de poliéster siliconadas, PA 1, se
efectuó en el aparato aplicador de 2 rodillos a la temperatura del
rodillo de 100ºC, según el procedimiento 3. El grueso de capa del
soporte viscoelástico VT 1 fue de 825 \mum. La potencia corona
fue de 100 W min/m^{2}.
Después de 7 días de almacenamiento a
temperatura ambiente se midieron los datos técnicos de adhesión de
la cara abierta y cubierta. Los datos del ejemplo 1 están resumidos
en la tabla 2.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo MT
2
El polímero base B1 se concentró según el
procedimiento 1 (contenido en sólidos 99,7%) y análogamente al
ejemplo 1 se mezcló con 0,8% en peso (referido al copolímero de
acrilato) del diisocianato alifático trimerizado Desmodur XP 2410
(firma BAYER AG, Alemania). A continuación se recubrió análogamente
al ejemplo 1, entre las capas de masa PA 1 recubiertas
anteriormente con láminas de poliéster siliconadas, en el aparato
aplicador de 2 rodillos según el procedimiento 3. El grueso de capa
del soporte viscoelástico VT 2 fue de 800 \mum. La potencia
corona fue de 100 W min/m^{2}.
Después de 7 días de almacenamiento a
temperatura ambiente se midieron los datos técnicos de adhesión de
la cara abierta y cubierta respectivamente. Los datos del ejemplo
MT 2 están resumidos en la tabla 2.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo MT
3
El polímero base B1 se concentró según el
procedimiento 1 (contenido en sólidos 99,7%), y a continuación se
mezcló según el procedimiento 2, con 6,5% en peso de esferas de
vidrio huecas Q-CEL 5028 (de la firma Potters
Industries) y 2,13 por ciento en peso (referido al copolímero de
acrilato) del poliisocianato alifático, hidrófilo, Bayhydur VP LS
2150/1 (de la firma Bayer AG, Alemania). Los parámetros del proceso
están resumidos en la tabla 1. El recubrimiento entre las capas de
masa PA 1 recubiertas con láminas de poliéster previamente
siliconadas, se efectuó en el aparato aplicador de 2 rodillos con
la temperatura de los rodillos a 100ºC, según el procedimiento 3.
El grueso de capa del soporte viscoelástico VT 3 fue de 865 \mum.
La potencia corona fue de 100 W min/m^{2}.
Después de 7 días de almacenamiento a
temperatura ambiente se midieron los datos técnicos de adhesión de
la cara abierta y cubierta respectivamente. Los datos del ejemplo
MT 3 están resumidos en la tabla 2.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo MT
4
El polímero base B2 se concentró según el
procedimiento 1 (contenido en sólidos 99,7%), y a continuación se
mezcló según el procedimiento 2 con 18% en peso de creta Mikrosöhl
(MS40, de la firma Söhlde) y 0,19% en peso (referido al polímero de
acrilato) del poliisocianato alifático, hidrófilo, Bayhydur VP LS
2150/1 (de la firma BAYER AG, Alemania). Los parámetros del proceso
están resumidos en la tabla 1. El recubrimiento entre las capas de
masa PA 1 recubiertas con láminas de poliéster previamente
siliconadas, se efectuó en el aparato aplicador de 2 rodillos a la
temperatura de los rodillos de 100ºC según el procedimiento 3. El
grueso de capa del soporte viscoelástico VT 4 fue de 790 \mum. La
potencia corona fue de 100 W min/m^{2}.
Después de 7 días de almacenamiento a
temperatura ambiente se midieron los datos técnicos de adhesión de
la cara abierta y cubierta respectivamente. Los datos del ejemplo
MT 4 están resumidos en la tabla 2.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo MT
5
El polímero base B3 se concentró según el
procedimiento 1 (contenido en sólidos 99,8%), y a continuación se
mezcló según el procedimiento 2 con 3% en peso de microesferas
vacías no expandidas Expancel 092 DU 40 (de la firma Akzo Nobel,
Alemania), y 1,0% en peso (referido al copolímero de acrilato) del
diisocianato alifático trimerizado Desmodur XP 2410 (de la firma
BAYER AG, Alemania). Los parámetros del proceso están resumidos en
la tabla 1. Con aportación de calor la mezcla se expandió en la
extrusionadora y a continuación se recubrió entre las capas de masa
PA 1 previamente recubiertas con láminas de poliéster siliconadas,
según el procedimiento 3 a la temperatura de los cilindros de
130ºC. El grueso de capa del soporte viscoelástico expandido VT 5
fue de 740 \mum. La potencia corona para el tratamiento previo de
las capas autoadhesivas fue de 100 W min/m^{2}.
\newpage
Después de 7 días de almacenamiento a
temperatura ambiente se midieron los datos técnicos de adhesión de
la cara abierta y cubierta respectivamente. Los datos del ejemplo
MT 5 están resumidos en la tabla 2.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo MT
6
El polímero base B6 se concentró según el
procedimiento 1 (contenido en sólidos 99,8%), y a continuación según
el procedimiento 2, se mezcló con 5% en peso de silicagel
hidrofobizado Aerosil R 972 (de la firma Degussa, Alemania) y 1,0%
en peso (referido al copolímero de acrilato) del diisocianato
alifático trimerizado Desmodur XP 2410 (de la firma BAYER AG,
Alemania). Los parámetros del proceso están resumidos en la tabla 1.
A continuación se recubrió entre las capas de masas PA 1
previamente recubiertas con láminas de poliéster siliconadas, según
el procedimiento 3 con la temperatura de los rodillos a 100ºC. El
grueso de la capa del soporte viscoelástico VT 6 fue de 750 \mum.
La potencia corona para el pretratamiento de las capas autoadhesivas
fue de 100 W min/m^{2}.
Después de 7 días de almacenamiento a
temperatura ambiente se midieron los datos técnicos de adhesión de
la capa abierta y recubierta respectivamente. Los datos del ejemplo
MT 6 están resumidos en la tabla 2.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo MT
7
Análogamente a la preparación de MT 3, se
concentró el polímero base B1 según el procedimiento 1 (contenido
en sólidos del 99,7%), y se mezcló según el procedimiento 2 con 6,5%
en peso de esferas de vidrio huecas Q-CEL 5028 (de
la firma Potters Industries), y 2,13% en peso (referido al
copolímero de acrilato) del poliisocianato alifático hidrófilo
Bayhydur VP LS 2150/1 (de la firma BAYER AG, Alemania), y según el
procedimiento 3, a la temperatura de los rodillos de 100ºC, se
recubrió entre las capas de masa PA 2 previamente recubiertas sobre
láminas de poliéster siliconadas. El grueso de capa del soporte
viscoelástico VT 3 fue de 865 \mum. La potencia corona para el
pretratamiento de las capas autoadhesivas fue de 100 W
min/m^{2}.
Después de 7 días de almacenamiento a
temperatura ambiente se midieron los datos técnicos de adhesión de
la cara abierta y cubierta respectivamente. Los datos del ejemplo
MT 7 están resumidos en la tabla 2.
Para el experto es sorprendente la capacidad de
recubrimiento de la masa fundida en caliente
("Hotmelt-Masse") después de la adición y
mezcla del sistema de reticulación isocianato en la masa de
poliacrilato a temperaturas reinantes del aparato de composición
entre 60ºC y 120ºC, de preferencia entre 70ºC y 100ºC. Por la
capacidad de recubrimiento se comprende a este respecto la
idoneidad para conformar la masa de poliacrilato mezclada con el
reticulador en capas soporte viscoelásticas y para aplicar entre
masas en forma de cinta sin fin, masas autoadhesivas con
tratamiento corona que están sobre el material de separación,
mediante una tobera de recubrimiento o un aparato de recubrimiento
por rodillos.
Era de esperar una reticulación o
respectivamente una gelificación de la masa soporte viscoelástica,
de manera que un recubrimiento posterior ya no fuera posible. De
hecho las masas de soporte viscoelásticas descritas pueden ser
recubiertas pero dentro de un determinado período de tiempo después
de la dosificación del reticulador y de la composición. El tiempo
de procesado depende en gran manera del peso molecular y de la
funcionalización con hidroxilos de la masa de poliacrilato, así
como del tipo y cantidad del sistema de reticulación empleado y
de las condiciones de proceso reinantes, como por ejemplo, la
temperatura de la masa y la disposición geométrica del aparato de
composición.
De acuerdo con el estado actual de la técnica
conocido, el experto hubiera esperado una rápida reacción del
isocianato con los grupos -OH contenidos en el poliacrilato, con una
resultante falta de capacidad para formar capas de la masa
reticulada. Para impedirlo tendría que emplear isocianatos
bloqueados a temperaturas extremadamente altas, con la desventaja
de tener los agentes bloqueantes residuales y molestos en la masa
adhesiva. Estos impedirían en gran manera la realización de las
técnicas adhesivas de las capas autoadhesivas limitantes.
Tampoco era de esperar por el experto la
posibilidad de mostrar significativamente un reticulado final
efectivo de las masas soporte viscoelásticas a temperatura
ambiente, sin la influencia controlada de la irradiación actínica,
mediante el SAFT y acero SSZ 10N.
Como puede deducirse de los datos de la tabla,
las bandas adhesivas de montaje adhesivas por las dos caras,
proporcionan muy buenos datos técnicos de adhesión. Es
particularmente positivo el perfil equilibrado de adhesión de las
correspondientes caras. Con iguales capas de masa adhesiva en las
dos caras de la banda adhesiva, éstas muestran casi los mismos
datos técnicos de adhesión. Esto muestra la homogénea reticulación a
través de la capa. Esto es sorprendente para el experto. Además
estas bandas adhesivas de tres capas no muestran ninguna
deslaminación. El anclaje de las capas entre sí, mediante el
tratamiento corona de las capas autoadhesivas y la reticulación
final de la capa soporte viscoelástica limitante, es muy bueno.
Claims (10)
-
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1. Procedimiento para la preparación de una banda adhesiva con por lo menos una capa soporte y dos capas adhesivas exteriores, en donde la capa soporte consiste en un polímero reticulado homogéneo exento de fotoiniciadores, sobre una base de acrilato y/o metacrilato, en donde en un procedimiento a fusión, se añade a un copolímero de poliacrilato ("poliacrilato") con grupos hidroxilo primarios, el cual está basado sobre ésteres de ácido acrílico y/o ésteres de ácido metacrílico, por lo menos un reticulador en una extrusionadora, la cual con el poliacrilato provisto de reticulador alimenta una unidad de recubrimiento en donde tiene lugar un recubrimiento entre dos capas de material, caracterizado porqueel reticulador es un reticulador térmico y la reticulación del poliacrilato conduce a una capa soporte reticulada homogénea. - 2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque,los puntos de reticulación de la capa soporte presentan unidades de uretano.
- 3. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque, por lo menos una de las capas de material es una capa de masa adhesiva.
- 4. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque, por lo menos una de las capas de material es una capa barrera sobre la cual de nuevo se recubre con una masa adhesiva en la cara posterior.
- 5. Procedimiento según por lo menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque,por lo menos una capa de material está previamente tratada físicamente mediante un tratamiento corona.
- 6. Procedimiento según por lo menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque,como reticulador térmico se emplea por lo menos un isocianato.
- 7. Procedimiento según por lo menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque,la temperatura del poliacrilato en la adición del reticulador térmico está entre 60ºC y 120ºC.
- 8. Procedimiento según por lo menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque,el contenido de monómero residual en el poliacrilato en la adición del reticulador no es mayor de un 1% en peso.
- 9. Procedimiento según por lo menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque,los grupos hidroxilo primarios del poliacrilato se introducen mediante el éster del ácido (met)-acrílico.
- 10. Procedimiento según por lo menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque, el poliacrilato puede ser reconducido sobre la siguiente mezcla de eductos:a1) ésteres del ácido acrílico y/o ésteres del ácido metacrílico, de fórmula generalCH_{2} = C(R')(COOR'')en dondeR' = H ó CH_{3}R'' = cadena alquílica de 1 a 20 átomos de carbono,con una proporción del 65 al 99% en peso;a2) acrilatos y/o metacrilatos, cuyo componente alcohólico contiene por lo menos un grupo hidroxilo primario, y/o compuestos vinílicos copolimerizables con acrilatos, los cuales por lo menos contienen un grupo hidroxilo primario,con una proporción del 1 al 20% en peso,a3) y, en tanto las proporciones de a1) y a2) no sumen el 100% en peso,monómeros olefínicos no saturados copolimerizables con grupos funcionales,con una proporción del 0 al 15% en peso.
\global\parskip1.000000\baselineskip
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