CZ282458B6 - Polohovatelný adhezní systém s vysokou pevností ve smyku - Google Patents

Abstract

Řešení se týká polohovatelné vodné adhezní kompozice obsahující směs a) vodné suspenze dutých polymerních přirozeně lepivých elastomerních mikrosfér a b) vodného filmotvorného tlakově senzitivního adhezního latexu. Adhezivo je polohovatelné a umožňuje tedy přesné nastavení prvku, který toto adhezivo obsahuje, po jeho přiložení na povrch receptoru, přičemž toto adhezivo má vysokou odolnost proti odlupování a pevnost ve smyku.ŕ

Description

II CZ 282458 B6 adhezní charakteristika a repolohovatelnost dána tlakově senzitivním adhezivem a nikoliv samotnými mikrosférami. Ve skutečnosti se v tomto patentu uvádí, že mikrosféiy vůbec nemusí mít adhezivní vlastnosti. V EPO 209,337 se uvádí, že základní nedostatek adheziv s pevnými mikrosférami spočívá v tom, že dochází k jejich nadměrnému přenosu na povrch receptoru. V tomto případě je v průběhu přípravy adhezivního systému společně s mikrosférami zabudován také reaktivní monomer. Tento monomer zůstane v průběhu polymerace adheziva v nezreagovaném stavu a vstupuje následně v reakci s pojivém a/nebo podložkou, čímž se dosáhne hodnot pevnosti ve smyku až 50 Newtonů, což je údajně vyšší pevnost, než jakou vykazují ostatní systémy na bázi mikrosfér.

Na rozdíl od výše uvedeného bylo nyní zjištěno, že vodný tlakově senzitivní adhezivní systém může být vyroben za použití kombinace dutých mikrosfér, které jsou polymemími akrylátovými natavitelnými a přirozeně lepivými mikrosférami, a polymemího filmotvomého tlakově senzitivního adheziva. V případě, že se tato vodná směs nanese na podložku, potom má získaný systém požadovanou polohovatelnost a snadnou aplikovatelnost, které jsou srovnatelné s obdobnými vlastnostmi výše popsaných známých polohovatelných adhezivních systémů, přičemž má navíc vysokou pevnost ve smyku a vysokou odolnost proti odlupování, jakož i další charakteristiky, které jsou zase srovnatelné s těmito vlastnostmi konvenčních filmotvomých tlakově senzitivních adheziv. Kromě toho se zjistilo, že u tohoto systému nedochází po odlepení od receptoru k přenosu části adheziva na povrch receptoru a že tento povrch zůstává v případě většiny receptoru po odlepení adhezivního systému čistý.

Podstata vynálezu Předmětem vynálezu je polohovatelná vodná adhezivní kompozice, která obsahuje a) vodnou suspenzi dutých polymemích netavitelných přirozeně lepivých elastomemích mikrosfér a b) vodný filmotvomý tlakově senzitivní adhezivní latex obsahující alespoň jeden alkylakiylát s dlouhým řetězcem. Výhodně se hmotnostní poměr sušiny mikrosfér k sušině latexu pohybuje v rozmezí přibližně od 12:1 do 39:1. Předmětem vynálezu je rovněž použití této vodné adhezivní kompozice, jehož podstata spočívá v nanesení kompozice ve formě povlaku na alespoň část alespoň jednoho povrchu podložky s možností přesného nastavení své polohy.

Uvedené adhezivo je polohovatelné, což znamená, že po jeho nanesení na povrch receptoru může být posouváním po povrchu receptoru nastaveno do požadované polohy, a vykazuje vysokou odolnost proti odlupování a vysokou pevnost ve smyku a po jeho odstranění z většiny receptorů nedochází ke znečištění povrchu receptoru částmi adheziva.

Pomocí adhezivního systému podle vynálezu mohou být grafické a dekorační fólie aplikovány na receptor a potom přesně umístěny požadovaným způsobem, přičemž finální odolnost proti odlupování a pevnost ve smyku jsou dostatečně vysoké na to, aby nanesená a přesně nastavená fólie zůstala na místě bez jakéhokoliv pohybu a deformace.

Duté polymemí mikrosféry, které se používají v rámci vynálezu, jsou detailně popsány v patentovém spisu US 5,045,569.

Takové mikrosféry obsahují alespoň 85 hmotnostních dílů alespoň jednoho alkylakrylátového nebo alkylmethakrylátového esteru a nejvýše 15 hmotnostních dílů alespoň jednoho polárního monomeru, přičemž většina těchto mikrosfér má jednu nebo několik vnitřních dutin. Tyto mikrosféry výhodně obsahují centrální dutinu, jejíž velikost tvoří alespoň 10 % a nejvýhodněji 30 % průměru mikrosféry. Takovou vodnou suspenzi lze připravit dále popsanými emulgačními -2- CZ 282458 B6 Příklady provedení vynálezu Příklad 1

Duté mikrosféry se vyrobí následujícím způsobem.

Do jednolitrového piyskyřicového reaktoru, opatřeného mechanickým míchadlem, teploměrem a vývody pro připojení vakua a pro zavádění dusíku, se zavede 450 g deionizované vody, 141 g isooktylakiylátu, 9,0 g kyseliny akrylové a 0,5 g benzoylperoxidu. Za účelem vakuování reaktoru se reaktor připojí na zdroj vakua a propláchne argonem. Míchání se nastaví na 400 ot/min. Po rozpuštění iniciátoru se přidá 1,5 g laurylsulfátu amonného. Teplota reaktoru se zvýší na 60 °C a při této teplotě se udržuje po dobu 22 hodin. Během polymerace se reaktor proplachuje argonem. Získaná suspenze se po uplynutí stanovené doby nechá zchladnout na okolní teplotu a reaktor se následně vyprázdní a suspenze se zfiltruje. Při pozorování suspenze optickým mikroskopem byly detekovány duté mikrosféry o průměru 4 až 90 mikrometrů, přičemž většina mikrosfér obsahovala centrální dutinu, jejíž průměr představoval alespoň 30 % průměru mikrosfér.

Hodnota pH této suspenze obsahující mikrosféry leží zpravidla v rozmezí od 2,0 do 4,0. Obsah sušiny této suspenze je přibližně 25 %. V případě použití tohoto způsobu se získají mikrosféry s typickým průměrem 40 až 60 mikrometrů (v nádobě odlišné velikosti, popřípadě při použití jiné rychlosti míchání se získají mikrosféry s jinou velikostí částic, s jiným průměrem dutin, atd.)

Vodné tlakově senzitivní adhezivo se připraví následujícím způsobem.

Do baňky o obsahu 2000 ml, opatřené míchadlem s nastavitelnou rychlostí otáčení, chladičem, vývodem pro zavádění dusíku a zapisovacím regulátorem, se za současného proplachování baňky dusíkem zavedou následující látky: 404 g destilované vody, 1,50 g dodecylbenzensulfonátu sodného, 435 g isooktylakiylátu, 60 g N-terc. oktylakrylamidu, 0,60 g hydrogenuhličitanu sodného a 5,0 g styrensulfonátu sodného.

Pevný N-terc.oktylakrylamid se před zavedením do baňky rozpustí v isooktylakiylátu. V proplachování dusíkem se pokračuje až do ukončení výroby dávky. Reakční teplota se udržuje na 50 °C po přibližně 24 hodin za účelem ukončení polymerace. Získaný latex neobsahuje žádný koagulát a jeho obsah sušiny je 54 %. K 0,52 dílům vodného tlakově senzitivního adheziva připraveného popsaným způsobem s obsahem sušiny 54 % a 0,52 dílům zahušťovacího činidla na bázi vodného akrylového kopolymeru s obchodním označením ASE-60 od společnosti Rhom a Haasu, vloženým do vhodné nádoby se přidá 95,88 díly vodné suspenze mikrosfér s obsahem sušiny 54 %. Hodnota pH směsi se zvýší na 7,5 až 8,5. Připravená kompozice se následně nanese za použití špachtle na polyvinylchloridovou fólii a vysouší se jednu minutu při teplotě 93 °C. Tímto způsobem se vytvoří povlak, jehož plošná hmotnost je 19 g/m2. -4- CZ 282458 B6 sušiny a 0,52 dílu produktu ASE-60, nastavením hodnoty pH 7,5 až 8,5 hydroxidem amonným a přidáním 0,26 dílu barevného koncentrátu C-E2.

Tato směs se také nanese na polyvinylchloridový film v množství poskytujícím plošnou hmotnost 19 g/m2 stejně jako v příkladu 1. Výše uvedené vzorky se testují za účelem stanovení adheze, a to jak finální adheze, tak i adheze po stárnutí, a dynamického namáhání ve smyku. Získané výsledky jsou uvedeny v dále zařazené tabulce 1. Při testu stanovujícím adhezi byl 25,4 mm pásek vzorku přilepen k testovacímu panelu třemi převálcováními válcem o hmotnosti 2,27 kg. Adheze byla stanovena odlupováním přilepeného vzorku ve směru 180 stupňů rychlostí 2,57 mm za minutu. Uvedené hodnoty představují průměr z hodnot odečtených v průběhu pětisekundového intervalu.

Vzorky byly potom ponechány stárnout při okolní teplotě (27 °C) po stanovenou dobu. Při testu stanovujícím dynamickou pevnost ve smyku byla 0,076 mm polyesterová páska nalaminována ke vzorku majícímu šířku 26,5 mm a určenému k testování. Tyto vzorky byly potom připojeny k testovacímu panelu, kterým je obvykle natřená kovová deska, a oříznuty tak, aby zůstala zachována plocha styku o rozměrech 25,7 mm x 25,7 mm. Vzorek byl potom odtahován od testovacího panelu testovacím zařízením Instrom iychlostí 5 mm za minutu, přičemž se zaznamená maximální síla potřebná k odtažení vzorku od testovacího panelu.

Tabulka 1 Příklad č. Původní adheze (N na dm šířky) Adheze po 24 hodinách (N na dm šířky) Dynamická pevnost ve smyku (N na dm2) 1 20,84 27,50 1176,92 2 22,07 20,97 1117,99 3 23,67 26,45 1228,06 4 20,67 26,09 993,18 5 27,34 27,32 1037,52

Vizuálním pozorováním vzorků bylo zjištěno, že nedochází k žádnému přenosu adheziva na povrch receptoru.

Za účelem dosažení nejlepších výsledků by měla být adhezivní směs nanášena v minimální tloušťce nezbytné k získání monovrstvy mikrosfér. Vyšší tloušťky této vrstvy jsou zbytečné a dochází při nich k neúčinné ztrátě adhezního systému, zatímco menší tloušťky mohou mít za následek neúplné pokrytí povrchu a tudíž i snížené hodnoty odolnosti proti odlupování a pevnosti ve smyku. Výhodná tloušťka vrstvy je reprezentována odpovídajícím středním průměrem mikrosfér. Tak například mikrosféry získané výše uvedeným postupem mají typický střední průměr 40 až 60 mikrometrů a výhodná tloušťka adhezního systému má tudíž stejnou velikost. -6-