ES2207454T3 - Recubrimiento transparente de superficies termoplasticas de sensores. - Google Patents

Abstract

Recubrimiento transparente, endurecido de superficies termoplásticas de sensores para su pegado con superficies de cristal mineral mediante una cinta adhesiva por las dos caras transparente, que comprende uno o varios polímeros, seleccionados del grupo compuesto de resinas acrílicas reticulables con resinas de melamina, resinas alquídicas reticulables con resinas de melamina, poliésteres, poliéteres, acrilatos, con grupos hidroxilo reticulables con isocianatos, resinas de acrilato reticulables por radiación, resinas de metacrilato reticulables por radiación, uretanoacrilatos reticulables por radiación y/o poliésteracrilatos reticulables por radiación, con excepción de lacas de polisiloxano.

Description

Recubrimiento transparente de superficies termoplásticas de sensores.

El objetivo de la invención consiste en un recubrimiento transparente de superficies termoplásticas de sensores para su pegado con superficies de cristal mineral mediante una cinta transparente adhesiva por las dos caras, así como en un procedimiento para revestir las superficies de sensores mencionadas con dicho recubrimiento.

Según el estado de la técnica se ha propuesto fijar en el lado interior de lunas de vehículos automóviles sensores de lluvia / de luz con superficies de cristal mineral en el lado interior de lunas de vehículos automóviles mediante una cinta transparente adhesiva por las dos caras. La empresa 3M ofrece para este fin sistemas de unión de altas prestaciones (cintas adhesivas VHB^{TM}/VHB^{TM+}), diseñadas para cumplir con elevadas exigencias estáticas, dinámicas, térmicas y químicas. Estas cintas se caracterizan por capacidades esencialmente más altas frente a cintas adhesivas convencionales. Generalmente, estos productos son aptos para unir entre sí materiales idénticos o diferentes, como por ejemplo metales, metales no férricos, madera, cristal, plásticos de alta energía (ABS, policarbonato, cristal acrílico [PMMA], PVC y otros). También es posible unir plásticos de baja energía como polietileno y polipropileno.

Pero durante el pegado de superficies termoplásticas de sensores en superficies de cristal mineral aparecen con el tiempo en el uso de la unión pegada ocasionalmente ampollas entre el policarbonato y la cinta adhesiva, a causa de la desorción de gas.

Para superar las desventajas anteriormente mencionadas, de acuerdo con la invención se propone un recubrimiento transparente de superficies termoplásticas de sensores, para el pegado con superficies de cristal mineral mediante una cinta transparente adhesiva por las dos caras, que comprende uno o varios polímeros seleccionados del grupo compuesto de resinas acrílicas reticulables con resinas de melamina, resinas alquídicas reticulables con resinas de melamina, poliésteres, poliéteres, acrilatos, con grupos hidroxilo reticulables con isocianatos, resinas de acrilato reticulables por radiación, resinas de metacrilato reticulables por radiación, uretanoacrilatos reticulables por radiación y/o poliésteracrilatos reticulables por radiación.

Para evitar la formación de ampollas a causa de una desorción de gas entre la superficie termoplástica del sensor y la cinta adhesiva por las dos caras, en primer lugar se recubre la superficie del sensor con un recubrimiento de buena adherencia, en especial con una laca, que actúa como tampón con respecto al intercambio de gases a través de un efecto de bloqueo de la difusión o de almacenamiento. Este recubrimiento tiene adicionalmente la característica requerida de mejorar la adherencia con la cinta adhesiva en comparación con la superficie termoplástica no recubierta del sensor.

La fijación de un sensor de lluvia en el lado interior de un vehículo automóvil mediante una cinta adhesiva por las dos caras se conoce del documento DE 41 01 995 A1 en el cual se menciona el problema de la inclusión de ampollas de aire en relación con la aplicación de cintas adhesivas por las dos caras. Para solucionar este problema se propone en el documento DE 41 01 995 A1 prescindir de la cinta adhesiva por las dos caras e introducir entre la superficie del sensor y el cristal, en vez de esta cinta, un cuerpo hueco, llenado con un pegamento líquido, que revienta al someterlo a presión. El cuerpo hueco está insertado en una depresión en el sensor y sobresale parcialmente de la superficie del sensor. Al presionar la superficie del sensor contra el cristal revienta el cuerpo hueco, de modo que se libera el pegamento que debe distribuirse uniformemente entre la superficie del sensor y el cristal. Pero resulta costoso y desventajoso prever una depresión en la superficie del sensor y colocar en la misma el cuerpo hueco.

Del documento US 5,533,391 se conoce un sensor con una superficie termoplástica del sensor que está fijado en un recubrimiento que forma parte del cristal, y no en el cristal mismo. El especialista no encuentra informaciones en el documento US 5,533,391 sobre las modalidades de la fijación.

Después de la aplicación del recubrimiento y su endurecimiento al horno a una temperatura elevada y/o mediante radiación, en especial con luz ultravioleta, está garantizado que en los ensayos críticos de almacenamiento a temperaturas elevadas ya no se formen ampollas entre la superficie termoplástica del sensor y la cinta adhesiva.

En ensayos amplios se ha detectado por ejemplo que lacas de polisiloxano no son apropiadas para el recubrimiento transparente de acuerdo con la invención, ya que provocan un empeoramiento de la adherencia frente al sustrato termoplástico no recubierto.

Con especial preferencia en el sentido de la presente invención se aplica el recubrimiento transparente en una superficie de policarbonato. Como es conocido, el policarbonato tiene una alta transparencia, pero muestra a altas temperaturas la tendencia a la desorción de gases, lo que se manifiesta en la formación perturbadora de ampollas.

Los polímeros anteriormente mencionados del recubrimiento son especialmente apropiados para proporcionar una unión resistente con la cinta adhesiva por las dos caras que, incluso en los ensayos de almacenamiento a alta temperatura, no muestra desventajas.

De forma especialmente preferida en el sentido de la presente invención se utilizan como cintas adhesivas por las dos caras productos de acrilato reticulados por radiación, por ejemplo de la empresa 3M, que se comercializan con la denominación VHB^{TM}/VHB^{TM+}.

Naturalmente, el espesor de la capa de recubrimiento tiene cierta influencia sobre la resistencia al pelado del sistema de acuerdo con la invención. Si se selecciona un espesor de la capa demasiado reducido, no se logra un efecto de bloqueo suficiente con respecto a la desorción de gas.

Un espesor de la capa demasiado alto disminuye la resistencia al deslaminado y no se recomienda por motivos económicos. Por lo tanto, en el sentido de la presente invención es especialmente preferido si el recubrimiento tiene por ejemplo un espesor de la capa de 5 \mum a 50 \mum, en especial un espesor de la capa de 10 \mum a 35 \mum.

Otra forma de realización de la presente invención consiste en un procedimiento de recubrimiento de superficies termoplásticas de sensores, para su pegado en superficies de cristal mineral mediante una cinta transparente adhesiva por las dos caras, con un recubrimiento transparente que comprende uno o varios polímeros seleccionados del grupo compuesto de resinas acrílicas reticulables con resinas de melamina, poliésteres, poliéteres, acrilatos, con grupos hidroxilo reticulables con isocianatos, resinas de acrilato reticulables por radiación, resinas de metacrilato reticulables por radiación, uretanoacrilatos reticulables por radiación y/o poliésteracrilatos reticulables por radiación, según el cual el recubrimiento de laca se aplica en la superficie del sensor y se endurece posteriormente.

Los ejemplos de aglutinantes / resinas con grupos hidroxilo comprenden entre otros los poliésteres como Desmophen® 650 de la empresa Bayer. La reticulación se efectúa con isocianatos, por ejemplo con el aromático Desmodur® L de la empresa Bayer, preferentemente con el alifático Desmodur® N. El grado de reticulación se sitúa preferentemente en el intervalo de 1 por 0,5 hasta 1 por 1,5, en especial en el intervalo de 1 por 0,9 hasta 1 por 1,1.

Los ejemplos de aglutinantes / resinas con grupos hidroxilo comprenden además poliésteres como Desmophen® 900 de la empresa Bayer. La reticulación se efectúa con isocianatos, por ejemplo con el aromático Desmodur® L de la empresa Bayer, pero de forma más preferida con el alifático Desmodur® N. El grado de reticulación se sitúa preferentemente en el intervalo de 1 por 0,5 hasta 1 por 1,5, en especial en el intervalo de 1 por 0,9 hasta 1 por 1,1.

Los ejemplos de aglutinantes / resinas con grupos hidroxilo comprenden, entre otros, acrilatos como Desmophen® A 265 de la empresa Bayer. La reticulación se efectúa con isocianatos, por ejemplo con el aromático Desmodur® L de la empresa Bayer, pero de forma más preferida con el alifático Desmodur® N. El grado de reticulación se sitúa preferentemente en el intervalo de 1 por 0,5 hasta 1 por 1,5, en especial en el intervalo de 1 por 0,9 hasta 1 por 1,1.

Los ejemplos de aglutinantes / resinas con grupos hidroxilo comprenden, entre otras, resinas alquídicas como Alftalat®AC371 de la empresa Hoechst. La reticulación se efectúa con resinas de melamina, por ejemplo con Maprenal®MF580 de la empresa Hoechst. La relación de mezcla se sitúa preferentemente en el intervalo de 8 : 2 a 6 : 4, en especial en el intervalo de 7 : 3, en relación con la resina endurecida.

Los ejemplos de aglutinantes / resinas con grupos hidroxilo comprenden, entre otras, resinas de acrilato de la empresa Hoechst. La reticulación se efectúa con resinas de melamina, por ejemplo con Maprenal®MF580 de la empresa Hoechst. La relación de mezcla se sitúa preferentemente en el intervalo de 8 : 2 a 6 : 4, en especial en el intervalo de 7 : 3, en relación con la resina endurecida.

Los ejemplos de lacas endurecibles por rayos ultravioletas comprenden entre otros uretanoacrilatos con reticulación por radicales como Ebecryl® 5129 de la empresa UCB, poliésteracrilatos con reticulación por radicales como Ebecryl® 830 de la empresa UCB, o acrilatos puros con reticulación por radicales como Ebecryl® 745 de la empresa UCB.

El endurecimiento del recubrimiento, antes de ponerlo en contacto con la cinta adhesiva, tiene especial importancia para lograr el objetivo anteriormente mencionado. De acuerdo con la invención es posible realizar el endurecimiento de forma térmica y/o fotoquímica. Especialmente preferido en el sentido de la presente invención es el endurecimiento de los sistemas con reticulación térmica a una temperatura en el intervalo de 100ºC a 150ºC, en especial en el intervalo de 120ºC a 130ºC. El endurecimiento puede llevarse a cabo preferentemente durante 10 min a 60 min, en especial durante 20 min a 40 min.

La reticulación de las lacas endurecibles por radiación se realiza por ejemplo con radiadores Hg-UV. Es de menor importancia si la radiación se induce mediante electrodos (por ejemplo de la empresa IST) o microondas (por ejemplo de la empresa Fusión). La potencia de radiación debe situarse preferentemente entre 60 W/cm y 240 W/cm, en especial entre 80 W/cm y 150 W/cm.

La intensidad de radiación debe encontrarse preferentemente en el intervalo de 100 mW/cm^{2} y 2.000 mW/cm^{2}, en especial en el intervalo de 300 mW/cm^{2} a 800 mW/cm^{2}. Estas intensidades de radiación se refieren a el intervalo de longitudes de onda de 320 nm a 390 nm, medidas con el equipo UVIMAP de EIT.

Las velocidades de avance se sitúan preferentemente en el intervalo de 0,1 m/min a 10 m/min, en especial en el intervalo de 1 a 2 m/min.

Bajo las condiciones anteriormente mencionadas está garantizado que en los ensayos críticos de almacenamiento a una temperatura de 120ºC durante 30 min, o a 90ºC durante 24 horas, no se formen ampollas entre una superficie termoplástica de un sensor, en especial de policarbonato, y la cinta adhesiva.

El sistema anteriormente mencionado, que comprende la superficie termoplástica de un sensor, un recubrimiento de laca y la cinta adhesiva, puede utilizarse preferentemente para fijar la superficie del sensor en los lados interiores de lunas de cristal mineral de vehículos automóviles mediante una cinta transparente adhesiva por las dos caras.

Ejemplo de realización

A fin de evitar la formación de ampollas, del tipo inicialmente mencionado y motivada por la desorción de gas, entre la superficie de un sensor de Makrolon® Al 2447 (policarbonato) y una cinta adhesiva por las dos caras de un acrilato con reticulación por radiación de la empresa 3M, en el policarbonato se ha aplicado en primer lugar un recubrimiento de un poliéster (Desmophen®650) y un isocianato alifático (Desmodur®N) con un grado de reticulación de 1,0 y un grosor de aproximadamente 20 \mum. A continuación, el recubrimiento de la superficie de policarbonato se endurece en un horno a una temperatura en el intervalo de 125ºC a 130ºC. La cinta adhesiva se ha aplicado manualmente sin formación de ampollas de aire en la superficie de policarbonato recubierta, y sin utilizar otros medios auxiliares.

Después del pegado con la cinta adhesiva no se ha observado ninguna formación de ampollas entre el policarbonato y la cinta adhesiva en el ensayo de almacenamiento a una temperatura de 130ºC durante 30 minutos, o a una temperatura de 90ºC durante 24 h.

Claims (11)

1. Recubrimiento transparente, endurecido de superficies termoplásticas de sensores para su pegado con superficies de cristal mineral mediante una cinta adhesiva por las dos caras transparente, que comprende uno o varios polímeros, seleccionados del grupo compuesto de resinas acrílicas reticulables con resinas de melamina, resinas alquídicas reticulables con resinas de melamina, poliésteres, poliéteres, acrilatos, con grupos hidroxilo reticulables con isocianatos, resinas de acrilato reticulables por radiación, resinas de metacrilato reticulables por radiación, uretanoacrilatos reticulables por radiación y/o poliésteracrilatos reticulables por radiación, con excepción de lacas de polisiloxano.

2. Recubrimiento de una superficie termoplástica de un sensor de acuerdo con la reivindicación 1, donde la superficie del sensor es de un policarbonato.

3. Recubrimiento de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2 con un espesor de la capa de 5 \mum a 50 \mum, en especial con un espesor de la capa de 10 \mum a 35 \mum.

4. Procedimiento para el recubrimiento de superficies termoplásticas de sensores para su pegado con superficies de cristal mineral, mediante una cinta adhesiva por las dos caras transparente, con un revestimiento transparente que comprende uno o varios polímeros, seleccionados del grupo compuesto de resinas acrílicas reticulables con resinas de melamina, resinas alquídicas reticulables con resinas de melamina, poliésteres, poliéteres, acrilatos con grupos hidroxilo reticulables con isocianatos, resinas de acrilato reticulables por radiación, resinas de metacrilato reticulables por radiación, uretanoacrilatos reticulables por radiación y/o poliésteracrilatos reticulables por radiación, según el cual se aplica y endurece el recubrimiento de laca en la superficie del sensor y no se utilizan lacas de polisiloxano.

5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4 caracterizado porque se recubre una superficie de policarbonato de un sensor.

6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 4 ó 5, caracterizado porque el recubrimiento se aplica y endurece con un espesor de la capa de 5 \mum a 50 \mum, en especial con un espesor de la capa de 10 \mum a 35 \mum

7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque el endurecimiento se lleva a cabo de forma térmica y/o fotoquímica.

8. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 7 caracterizado porque el endurecimiento térmico se lleva a cabo a una temperatura en el intervalo de 100ºC a 150ºC, en especial en el intervalo de 120ºC a 130ºC durante 10 a 60 min, en especial durante 20 a 40 min.

9. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 7 caracterizado porque el endurecimiento fotoquímico se lleva a cabo con radiación UV, en especial con una intensidad de radiación en el intervalo de 100 mW/cm^{2} a 2.000 mW/cm^{2} y con una velocidad de avance de 0,1 m/min a 10 m/min.

10. Variante del procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 4 a 9 caracterizada porque la superficie recubierta del sensor, después del endurecimiento del recubrimiento de polímero, se pone en contacto con una cinta transparente adhesiva por las dos caras, en especial en base a acrilatos reticulados por radiación.

11. Variante del procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 4 a 10 caracterizada porque se fija una superficie termoplástica de un sensor mediante una cinta transparente adhesiva por las dos caras en el lado interior de una luna de cristal mineral de vehículos automóviles.