ES2218508T3

ES2218508T3 - Cinta adhesiva sensible a la presion que contiene latex de caucho natural.

Info

Publication number: ES2218508T3
Application number: ES02250044T
Authority: ES
Inventors: William Bryan Griffith, Jr.; Andrew Graham Bunn; Isabelle Ercolei Uhl; Kim Sang Ho
Original assignee: Rohm and Haas Co
Current assignee: Rohm and Haas Co
Priority date: 2001-01-16
Filing date: 2002-01-04
Publication date: 2004-11-16
Anticipated expiration: 2022-01-04
Also published as: DE60200380T2; US6485827B2; PL351726A1; CN1366010A; CN1213121C; EP1223206B1; MXPA02000353A; US20020132966A1; DE60200380D1; EP1223206A3; EP1223206A2; JP2002302660A

Abstract

Una cinta adhesiva que comprende: (a) una película polimérica; (b) un revestimiento de imprimación, que comprende al menos un agente reticulante y un componente polimérico que comprende al menos 0, 2% de unidades monoméricas polimerizadas que llevan grupos funcionales adecuados para la reticulación, seleccionado de ácido carboxílico, hidroxilo y amina, sobre dicha película polimérica; y (c) una capa adhesiva sobre dicho revestimiento de imprimación, comprendiendo la capa adhesiva: (i) látex de caucho natural; y (ii) un agente de pegajosidad.

Description

Cinta adhesiva sensible a la presión que contiene látex de caucho natural.

Antecedentes

Esta invención se refiere, en general, a una cinta adhesiva que comprende un látex de caucho natural pegajoso y un imprimador.

Es bien conocido el uso de caucho natural en adhesivos sensibles a la presión. Tales adhesivos emplean caucho natural basado en un disolvente, en el cual el caucho obtenido centrifugando látex de caucho natural está masticado y aplicado a un material de soporte desde una solución de disolvente. El proceso de masticación disminuye el peso molecular del caucho, que se cree que da como resultado una adherencia mejorada, posiblemente a expensas de la fuerza cohesiva.

Hasta la fecha no ha habido una producción comercial significativa de recubrimientos adhesivos hechos a partir de caucho de base acuosa, a pesar de que los factores ambientales y sanitarios favorecerían el uso de caucho de base acuosa. La sujeción del adhesivo al soporte en forma de película es un problema crítico en las cintas adhesivas de látex de caucho natural. Cuando los rollos de la cinta se desenrollan, con frecuencia hay una deslaminación y transferencia de adhesivo hacia el lado posterior de la película que permanece en el rollo. Un tema relacionado es que las cintas generan un ruido considerable en las instalaciones comerciales cuando se desenrollan para cortarlas en tiras para hacer pequeños rollos de cinta adhesiva.

Las cintas adhesivas procedentes de látex de caucho natural de base acuosa se conocen desde 1940, cuando se de-
sarrollaron procedimientos para incorporar agentes pegajosos sólidos, insolubles en dispersiones acuosas. El problema de sujeción se abordó incorporando emulsiones de polímeros de adición. Por desgracia, los polímeros de adición son perjudiciales para las propiedades adhesivas de la cinta y por eso no son comercialmente útiles.

La solicitud de Patente Japonesa JP 11-172212 (1999), sugiere que un adhesivo que comprende látex de caucho natural, látex de caucho sintético, y una emulsión de copolímero de etileno-acetato de vinilo-acrilato proporciona una buena sujeción. Todos los ejemplos sin el copolímero EVA tienen una pobre sujeción y un elevado ruido al desenrollarse debido a la progresiva deslaminación. Sin embargo, esta referencia reconoce que el uso del copolímero EVA tiene un efecto perjudicial sobre las propiedades adhesivas, una deficiencia que se supera parcialmente mediante el uso del caucho sintético.

El documento US-A-3340088 describe una cinta sensible a la presión que tiene como recubrimiento de imprimación para sujetar un adhesivo, basado en caucho, a la parte posterior de una película hidrófoba, el producto de deposición seco de un látex de base acuosa de un copolímero de cloropreno y acrilonitrilo y un látex de caucho natural y una resina pegajosa emulsionada.

El documento DE-A-156990 describe una cinta adhesiva que comprende una película polimérica; un imprimador que comprende un caucho natural, un copolímero de etileno-acetato de vinilo y una resina reticulante; y una capa adhesiva que comprende un caucho natural y un agente de pegajosidad.

El problema abordado por esta invención es encontrar un adhesivo para cintas sensible a la presión que contenga látex de caucho natural y que tenga un buen equilibrio de las propiedades adhesivas y de sujeción. Una ventaja adicional para una cinta sensible a la presión será que sea poco ruidosa al desenrollarse.

Exposición de la invención

La presente invención está dirigida a una cinta adhesiva que comprende: (a) una película polimérica; (b) una capa de imprimación que comprende al menos un agente reticulante y un componente polimérico que comprende al menos 0,2% de unidades monómericas polimerizadas que soportan grupos funcionales adecuados a un agente reticulante seleccionado de ácido carboxílico, hidroxilo y amina, sobre dicha película polimérica; y (c) una capa adhesiva sobre la capa de imprimación, comprendiendo la capa adhesiva: (i) un látex de caucho natural; y (ii) un agente de pegajosidad.

Descripción detallada

El término "cinta adhesiva" incluye, por ejemplo, cintas para embalaje, cintas imprimibles, cintas especiales y películas protectoras.

El término "película polimérica" se refiere a cualquier polímero en forma de una película apropiada para la fabricación de una cinta adhesiva. Las películas poliméricas preferidas son aquellas hechas de poliolefinas que incluyen, pero que no se limitan a, polipropileno, polietileno y copolímeros y sus combinaciones; poliéster y poli(cloruro de vinilo) (PVC). La película polimérica más preferida es una película de polipropileno orientado (PPO). Preferiblemente, la película polimérica ha sufrido un tratamiento corona, o a la llama, para mejorar la sujeción antes de ser recubierta con la imprimación y el adhesivo.

El término "polímeros acrílicos" se refiere a polímeros de ácido acrílico, ácido metacrílico y sus ésteres, y comprendiendo los copolímeros, predominantemente, los monómeros anteriormente mencionados.

El término "agente de pegajosidad" se refiere a una resina o combinación de resinas que imparten pegajosidad a una formulación adhesiva, especialmente en el contexto de un adhesivo para cintas. Los agentes de pegajosidad preferidos incluyen agentes de pegajosidad de colofonia, resinas de politerpénicas, resinas de hidrocarburos alifáticos, resinas aromáticas del petróleo, resinas fenólicas, resinas estirénicas y resinas de indeno-cumarona. Un "agente de pegajosidad de colofonia" es un agente de pegajosidad derivado de una colofonia, que incluyen, pero no se limitan a, colofonias, ésteres de colofonia, derivados de la colofonia, colofonias hidrogenadas, ésteres de colofonia hidrogenada y derivados de la colofonia hidrogenada. El agente de pegajosidad de colofonia se incluye como la resina sólida o como una emulsión o dispersión líquida. El agente de pegajosidad de colofonia preferido es un agente de pegajosidad de éster de colofonia.

El término "imprimador" se refiere a un material acuoso o basado en un disolvente aplicado a la parte posterior de una película polimérica para formar una capa de imprimación, aumentando con ello la sujeción del adhesivo para cintas a la película. En una realización preferida, la capa de imprimación comprende un caucho natural y una fase polimérica reticulada; esta capa de imprimación se forma, típicamente, aplicando a una película polimérica un imprimador que comprende: (i) un caucho natural; (ii) al menos un componente polimérico adicional que contiene grupos funcionales adecuados para la reticulación; y (iii) un agente reticulante. Preferiblemente, al menos uno de los componentes poliméricos adicionales en el imprimador tiene una T_{g} no superior a -10ºC. En otra realización preferida, el imprimador es una composición polimérica acuosa o basada en un disolvente, en la que la fase polimérica principal, en cuanto a masa, tiene una T_{g} no superior a -10ºC. Preferiblemente, el imprimador comprende una composición polimérica acuosa en la que al menos un componente polimérico tiene una T_{g} no superior a -10ºC, y que contiene un agente reticulante. Muy preferiblemente, el imprimador contiene una única fase polimérica. Las capas de imprimación preferidas incluyen polímeros acrílicos acuosos o basados en un disolvente, copolímeros de etileno-acetato de vinilo, copolímeros de etileno-acetato de vinilo-acrílico, así como cauchos naturales y sintéticos tales como poliisopreno, poliisobutileno, copolímeros de estireno-butadieno, y copolímeros de estireno-butadieno-acrilonitrilo, y copolímeros o mezclas de los polímeros anteriormente mencionados. Opcionalmente, el imprimador incluye otros aditivos tales como plastificantes o agentes de pegajosidad. El componente polimérico del imprimador comprende al menos 0,2% de unidades de monómeros que llevan un grupo funcional adecuado para la reticulación, por ejemplo ácido carboxílico, hidroxilo, y amina; más preferiblemente al menos 1%. Todavía más preferiblemente, el componente polimérico incluye un polímero acrílico que tiene una T_{g} no superior a -10ºC y que comprende de 1% a 5% de unidades monoméricas de ácido acrílico o ácido metacrílico, muy preferiblemente de 1,5% a 2,5%. En una realización preferida de la invención, el imprimador comprende un polímero acrílico que contiene al menos 0,2% de unidades monoméricas que tienen funcionalidad ácido carboxílico, un látex de caucho natural, un agente de pegajosidad y un agente reticulante de isocianato.

Preferiblemente, se añade al menos un agente reticulante al imprimador antes de aplicar el imprimador a la película polimérica. Un agente reticulante es un material eficaz para la reticulación, por ejemplo, a través de los grupos funcionales hidroxilo y ácido carboxílico en un medio acuoso o en un disolvente. Uno de los agentes reticulantes bien conocidos en la técnica se usa con un imprimador que incluye un componente polimérico que lleva los grupos funcionales apropiados. Estos agentes reticulantes incluyen, pero no se limitan a, isocianatos difuncionales o polifuncionales, isocianatos bloqueados, carbodiimidas, diaminas, triaminas, poliamina, aziridinas, resinas aminofuncionales, por ejemplo melaminas, y resinas de urea-formaldehído, resinas epoxídicas, epóxidos, ácidos, anhídridos y polímeros con instauración conjugada. Los agentes reticulantes preferidos son aquellos que son eficaces para reticular a través de o bien grupos funcionales hidroxilo o ácido carboxílico, o ambos, especialmente isocianatos difuncionales o polifuncionales y carbodiimidas. Preferiblemente, el agente reticulante se añade al imprimador en un nivel de 1% a 20% de peso total del imprimador, muy preferiblemente de 1% a 10% del peso total del imprimador.

El imprimador se aplica típicamente sobre la película para formar una capa de imprimación con un peso de capa seca de 0,5 a 6 g/m^{2}, preferiblemente de 2 a 3 g/m^{2}. La capa adhesiva se aplica a la capa de imprimación. Preferiblemente la capa de imprimación se seca antes de la aplicación de la capa adhesiva. En una relación preferida de la invención, la capa de imprimación se ha reticulado mediante un agente reticulante presente en el imprimador.

Preferiblemente, la capa adhesiva contiene menos del 25% de un caucho sintético. Muy preferiblemente, la capa adhesiva está sustancialmente exenta de caucho sintético, por ejemplo, caucho de poliisopreno o estireno-butadieno, u otros polímeros sintéticos.

En una realización de la invención, el adhesivo contiene de 1% a 10% de partículas de látex, cada una de las cuales tiene un hueco y un tamaño de partícula de 50 a 500 nm, según se describe en la Patente de EE.UU. Nº 5.663.213. Tales partículas actúan como absorbentes de los rayos UV en el adhesivo. Preferiblemente, el adhesivo contiene de 3% a 6% de dichas partículas de látex.

La cinta adhesiva contiene opcionalmente otros aditivos usados típicamente en las cintas adhesivas, por ejemplo antioxidantes, estabilizantes de la luz UV, estabilizantes mecánicos, agentes tensioactivos, agentes desespumantes, pigmentos, agentes humectantes y plastificantes.

La presente invención está dirigida también a un procedimiento para producir una cinta adhesiva mediante:

(a) la aplicación de un imprimador a una película polimérica para formar una capa de imprimación que comprende al menos un agente reticulante y un componente polimérico con al menos 0,2% de unidades monoméricas polimerizadas que llevan grupos funcionales adecuados para la reticulación, seleccionados de ácido carboxílico, hidroxilo y amina, y (b) aplicar a la capa de imprimación un adhesivo que comprende: (i) un látex de caucho natural; y (ii) un agente de pegajosidad. Preferiblemente, el látex de caucho natural y el agente de pegajosidad se mezclan para formar un adhesivo, que luego se aplica a la capa de imprimación. Preferiblemente, la capa de imprimación se seca antes de la aplicación del adhesivo.

Ejemplo

Se prepararon muestras de cintas con látex de caucho natural Centex LATZ, junto con una diversidad de capas de imprimación y agentes de pegajosidad. Para las muestras preparadas con el imprimador, el peso de la capa de imprimación seca era aproximadamente 2,5 g/m^{2} y el peso del adhesivo era aproximadamente 13 g/m^{2}. Para las muestras preparadas sin imprimador, el peso de la capa del adhesivo era aproximadamente 17 g/m^{2}. Todos los pesos de las capas se determinaron después del secado. Las muestras se designaron 1A-1E, 2A-2E, 3A-3E, 4A-4E 5A y 5D. Los agentes de pegajosidad usados en las muestras fueron las siguientes: las muestras "A" contenían TACOLYN 1070, un agente de pegajosidad hidrocarbonado (\alpha-metilestireno) comercializado por Hercules Co. (Wilmington, DE); las muestras "B" contenían SNOWTACK 780G, un agente de pegajosidad de éster de colofonia comercializado por Akzo Nobel (Maastricht, Países Bajos); las muestras "C" contenían SNOWTACK 790G, un agente de pegajosidad de éster de colofonia comercializado por Akzo Nobel (Maastricht, Países Bajos); las muestras "D" contenían SNOWTACK 880G, un agente de pegajosidad de éster de colofonia/hidrocarburo mezclado comercializado por Akzo Nobel (Maastricht, Países Bajos); y las muestras "E" contenían DERMULSENE TR 501, un agente de pegajosidad de resina terpeno-fenólica comercializado por ND Dispersions (Dax, Francia).

Las muestras se sometieron a ensayos de sujeción y adherencia como sigue. Se evaluó la sujeción al desenrollar, desenrollando una muestra de cinta enrollada y observando la cantidad de transferencia del adhesivo a la parte posterior de la cinta, desde "nada" a "completa". La evaluación de la "fricción con el dedo" se hizo frotando la capa adhesiva manualmente (inicialmente una vez, y luego repetidamente) y evaluando el grado en el que se separa el adhesivo en una escala de 0-10. La sujeción cara a cara del adhesivo se evaluó poniendo en contacto la cara adhesiva de la cinta con otra sección de la cara adhesiva a temperatura ambiente, separando luego las capas adhesivas (inicialmente una vez, y luego repetidamente con un esfuerzo cortante añadido) y evaluando la sujeción del adhesivo en una escala de 0-10. Para las evaluaciones de la "fricción con el dedo" y la sujeción cara a cara, una puntuación de 0 indica que el adhesivo se transfirió fácilmente, puntuaciones de 5-7 indican alguna sujeción, y una puntuación de 10 indica poca o ninguna transferencia de adhesivo incluso bajo tensión. El desprendimiento del adhesivo se midió sobre acero inoxidable según ASTM #D 3330/D 3330M - 00 (Procedimiento A), pero con un tiempo de secado de diez minutos. Los resultados se dan en N/10 mm. El "A" que sigue al resultado numérico indica que el fallo fue del adhesivo. Una descripción de las muestras y de los resultados de los ensayos se presentan en la Tabla.

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(Tabla pasa a página siguiente)

TABLA

1

2

\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\+#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
 1. El adhesivo no se pudo revestir sobre el imprimador\+\cr  2.
Polímero de látex HEVEATUF 1320 constituido por 80% de caucho
natural y 20% de injerto MMA\+\cr  (comercializado por Heveatex
Corp., Fall River, MA).\+\cr  3. Imprimador acrílico acuoso PRIMAL
PR 9599 (comercializado por Rohm and Haas Company,\+\cr  Filadelfia,
PA).\+\cr  4. Imprimador acrílico usado en las muestras previas, con
5% del diisocianato alifático BASONAT\+\cr  PLR 8878 (húmedo sobre
húmedo) (comercializado por BASF, Ludwigshafen, Alemania).\+\cr  5.
Mezcla de látex de caucho natural/agente de pegajosidad usada en la
capa adhesiva, imprimador\+\cr  acrílico como el de antes, y 2,5% de
diisocianato como el de antes (húmedo sobre
húmedo).\+\cr}

Claims

1. Una cinta adhesiva que comprende:

(a) una película polimérica;

(b) un revestimiento de imprimación, que comprende al menos un agente reticulante y un componente polimérico que comprende al menos 0,2% de unidades monoméricas polimerizadas que llevan grupos funcionales adecuados para la reticulación, seleccionado de ácido carboxílico, hidroxilo y amina, sobre dicha película polimérica; y

(c) una capa adhesiva sobre dicho revestimiento de imprimación, comprendiendo la capa adhesiva: (i) látex de caucho natural; y (ii) un agente de pegajosidad.

2. La cinta adhesiva de la reivindicación 1, en el que el revestimiento de imprimación está reticulado por dicho agente reticulante.

3. La cinta adhesiva según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que la película polimérica se selecciona del grupo constituido por película de poliolefina, película de poliéster y película de PVC.

4. La cinta adhesiva según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el revestimiento de imprimación comprende al menos un componente polimérico seleccionado del grupo constituido por polímeros acrílicos, copolímeros de etileno-acetato de vinilo, copolímeros de etileno-acetato de vinilo-acrílico, cauchos naturales, cauchos sintéticos, copolímeros y sus combinaciones.

5. La cinta adhesiva según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el adhesivo contiene de 1% a 10% de partículas de látex, cada una de las cuales tiene un hueco y un tamaño de partícula de 50 a 500 nm.

6. La cinta adhesiva según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el imprimador comprende un disolvente o un vehículo acuoso en el que dicho componente polimérico tiene una T_{g} no superior a -10ºC.

7. La cinta adhesiva según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el agente reticulante es eficaz para la reticulación a través de los grupos funcionales hidroxilo y/o ácido carboxílico.

8. La cinta adhesiva según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el revestimiento de imprimación comprende además caucho natural.

9. Un procedimiento para preparar una cinta adhesiva que comprende las etapas de:

(a) aplicar un imprimador a una película polimérica para formar un revestimiento de imprimación, que comprende al menos un agente reticulante y un componente polimérico que comprende al menos 0,2% de unidades monoméricas polimerizadas que llevan grupos funcionales adecuados para la reticulación seleccionados de ácido carboxílico, hidroxilo y amina; y

(b) aplicar al revestimiento de imprimación un adhesivo que comprende: (i) un látex de caucho natural; y (ii) un agente de pegajosidad.