ES2221437T3 - Pegamento por fusion pulverizable. - Google Patents
Pegamento por fusion pulverizable.Info
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Abstract
Pegamento por fusión, pulverizable, con una viscosidad en fusión desde 500 hasta 4.000 mPas a 150ºC según ASTM D 3236-88 con la siguiente composición: A) desde 30 hasta 70 % en peso de una mezcla de poli-- olefinas con un punto de reblandecimiento (método de anillo y bola) comprendido entre 70 y 130ºC y con una viscosidad en fusión a 190ºC comprendida entre 1.000 y 20.000 mPas según ASTM D 3236-88, B) desde 5 hasta 30 % en peso al menos de un aceite fluido con una viscosidad desde 20 hasta 300 mPas a 20ºC según DIN 51562, C) desde 20 hasta 60 % en peso al menos de una resina hidrocarbonada con un intervalo de reblandecimiento desde 70 hasta 140ºC según ASTM E 28 y D) en caso dado aditivos.
Description
Pegamento por fusión pulverizable.
La invención se refiere a un pegamento por fusión
pulverizable a base de una
poli-\alpha-olefina (APAO)
ampliamente amorfa, con un punto de reblandecimiento (método de
anillo y bola) comprendido entre 70 y 130ºC y una viscosidad en
fusión a 190ºC comprendida entre 1.000 y 20.000 mPas así como con
una adición de resinas y de aceites. La invención se refiere,
igualmente, a la fabricación de éste pegamento por fusión así como
a su empleo.
Se conoce un pegamento por fusión de éste tipo.
En la publicación EP 0 442 045 B1 se describe concretamente una masa
fundible en caliente, pulverizable, a base de la
poli-\alpha-olefina anteriormente
indicada con una proporción no mayor que el 30% en peso en
aditivos, especialmente de ceras y/o resinas. También es posible el
empleo de aceites parafínicos o aromáticos. Los ejemplos contienen
terpolímeros de eteno/propeno/buteno-1 y microceras
plásticas así como, en parte, también una resina hidrocarbonada.
Las viscosidades se encuentran en 2.700 o bien en 3.400 mPas a
190ºC.
En la información industrial "Vestoplast:
Klebrohstoff für
Hot-Melt-Anwendungen" del
fabricante Hüls del año 1996 se describió una serie de copolímeros
y de terpolímeros atácticos de
poli-\alpha-olefina, constituidos
por los monómeros etileno; propileno y 1-buteno.
Tales polímeros tienen un excelente comportamiento a la humectación
sobre substratos apolares, tales como por ejemplo polietileno y
polipropileno. Puede conseguirse un aumento de la fuerza adhesiva
mediante combinación con resinas o plastificantes generadores de
adherencia. Como resinas se recomiendan, especialmente, resinas
hidrocarbonadas ampliamente saturadas.
La resina actúa a modo de plastificante hasta una
cantidad de adición del 30%. Por encima del 35%, la mezcla adquiere
las propiedades de la resina y se vuelve dura y quebradiza. La
resistencia a la tracción disminuye al menos en un 20% en el caso
de una mezcla constituida por
poli-\alpha-olefina y por resina
en la proporción de 70 a 30 partes en peso, cuando se modifica la
proporción hasta 50 a 50 partes en peso a cuenta de la
poli-\alpha-olefina. La adición de
ceras sirve, entre otras cosas, para el ajuste fino de la
viscosidad y para la reducción de la formación de hebras. Como
plastificantes se recomiendan, en la mayoría de los casos,
polibutenos con un bajo peso molecular. Es más económico el empleo
de aceites minerales parafínicos o nafténicos. La receta de base
para los pegamentos en fusión, pulverizables, para artículos
higiénicos contiene 70 partes de Vestoplast 704 (una
poli-\alpha-olefina), 25 partes de
Escorez 5380 (un policiclopentadieno hidrogenado), 5 partes de
Napvis D 10 (un polibuteno líquido a temperatura ambiente) y 0,4
partes de Irganox 1010 (un antioxidante para poliolefina). Éste
pegamento por fusión pulverizable, conocido, tiene una viscosidad
en fusión de 2.000 mPas a 190ºC y un punto de reblandecimiento de
91ºC.
Éste pegamento en fusión, pulverizable, no
presenta buenas propiedades de pegadura. De éste modo,
especialmente, los valores de adherencia son ya inicialmente bajos
y se reducen todavía más durante el almacenamiento ulterior. Otros
inconvenientes consisten en una clara disminución de los valores de
la adherencia en estado húmedo, los denominados "valores en
húmedo" o "resistencia en húmedo".
Puesto que los pegamentos, descritos en éste
solicitud de patente, encuentran aplicación especialmente para la
fabricación de un material compuesto, por ejemplo para un material
compuesto que contenga al menos una tela no tejida
("nonwoven"), es imprescindible que los valores de adherencia
no desciendan por debajo de los valores iniciales durante un
almacenamiento, así como tampoco por debajo de los valores de
adherencia alcanzados en estado húmedo. Los pegamentos encuentran
aplicación cada vez en mayor medida en muchos sectores de la vida
diaria, puesto que representan, por regla general, un método
sencillo, duradero y seguro para la fijación de materiales. Los
materiales compuestos, como los que se presentan especialmente en
el sector de la higiene personal, son, en la mayoría de los casos,
materiales con una fecha límite de utilización que, por ejemplo, se
eliminan después de un único uso, especialmente productos
desechables. A éstos productos pertenecen preponderantemente
pañales, compresas o forros para slips, etc., cuya tarea consiste
en la absorción de líquidos corporales tales como orina o sangre.
Por éste motivo el pegamento empleado en el material compuesto debe
mantener la unión incluso en estado "húmedo". Esto es
únicamente posible cuando los denominados "valores en húmedo"
se encuentren al nivel de los valores iniciales.
En la publicación EP 211 311 se describe un
cuerpo moldeado absorbente, autoadhesivo y un procedimiento para la
fabricación de un adhesivo por fusión adecuado para el mismo. El
adhesivo por fusión está constituido por un 20 hasta un 80% de
polímeros olefínicos, esencialmente amorfos, por un 20 hasta un 80%
de una resina generadora de la pegajosidad y desde 0 hasta 80% de
aceite plastificante, siendo los polímeros atácticos y presentando
el adhesivo por fusión una resistencia a la cizalla menor que 1
minuto (ensayo normalizado frente al acero). Únicamente se cita en
concreto un polímero olefínico. Éste tiene una viscosidad en fusión
a 190ºC de aproximadamente 50.000 mPas.
Las publicaciones US5021257 y US4210570 divulgan
pegamentos constituidos por copolímeros del propileno, una resina
hidrocarbonada y un aceite. Tampoco se trata de mezclas de
olefina-polímero y los pegamentos no son adecuados
para la aplicación mediante spray debido a su viscosidad.
La publicación WO97/15636 divulga, en el ejemplo
comparativo G, mezclas de pegamentos con una viscosidad de 3.000
mPas a 180ºC constituidas por VESTOPLAST 708 (viscosidad
8.000+/-2.000 mPas a 190ºC, punto de reblandecimiento 106ºC, 35
partes) y por VESTOPLAST 750 (viscosidad 50.000+/-10.000 mPas a
190ºC, punto de reblandecimiento 107ºC, 15 partes), Escorez 5380
(punto de reblandecimiento 85ºC) y Parapol 950 (viscosidad 220
cSt/100ºC).
La publicación WO97/33921 divulga también mezclas
de pegamentos constituidas por un copolímero del etileno, resina y
aceite, que no son adecuadas para la aplicación por
pulverización.
La tarea de la invención consistía en mejorar la
adherencia. Esto es válido, ante todo, para la adherencia inicial,
así como también para la adherencia al cabo de un cierto
envejecimiento así como para la resistencia en húmedo. Además, los
valores de la adherencia deberían ser tan independientes como fuese
posible de las condiciones de la elaboración, especialmente de la
temperatura de pulverización, de las cantidades empleadas y del
tipo de aplicación. Sin embargo, no deberían empeorarse, dentro de
lo posible, las propiedades de pulverización así como otras
propiedades importantes en cuánto al procedimiento y a la
utilización.
La solución según la invención puede verse en las
reivindicaciones y está constituida por
1. Pegamento por fusión pulverizable con una
viscosidad en fusión desde 500 hasta 4.000 mPas a 150ºC según ASTM
D 3236-88 con la siguiente composición:
- A)
- desde 30 hasta 70% en peso de una mezcla de poli-\alpha-olefinas con un punto de reblandecimiento (método de anillo y bola) comprendido entre 70 y 130ºC y con una viscosidad en fusión a 190ºC comprendida entre 1.000 y 20.000 mPas según ASTM D 3236-88,
- B)
- desde 5 hasta 30% en peso al menos de un aceite fluido con una viscosidad de 20 hasta 300 mPas a 20ºC según DIN 51562,
- C)
- desde 20 hasta 50% en peso al menos de una resina hidrocarbonada con un intervalo de reblandecimiento desde 70 hasta 140ºC según ASTM E 28 y
- D)
- en caso dado aditivos.
Preferentemente consiste fundamentalmente en la
composición del pegamento por fusión pulverizable, formado por
- A)
- desde 30 hasta 70% en peso, preferentemente desde 35 hasta 50% en peso de una poli-\alpha-olefina o bien de una mezcla de poli-\alpha-olefinas esencialmente amorfas con un punto de reblandecimiento (método de anillo y bola) comprendido entre 70 y 130ºC y una viscosidad en fusión a 190ºC comprendida entre 1.000 y 20.000 mPas así como, preferentemente, con una densidad < 0,90 g/cm^{3} con una penetración a la aguja comprendida entre 0,8 y 4,0 mm, con un peso molecular según la cromatografía de permeación de gel de 100.000 como máximo (promedio en peso) o bien de al menos 4.000 (promedio en número), no debiendo sobrepasar la diferencia, formada entre el promedio en peso y el promedio en número del peso molecular, más de seis veces el valor del promedio en número,
- B)
- desde 5 hasta 30% en peso, especialmente desde 15 hasta 25% en peso, al menos de un aceite constituido por un hidrocarburo saturado, líquido a 20ºC, con una presión de vapor relativa, baja, especialmente de al menos un aceite mineral, ya sea de base parafínica o bien de base nafténica y, ante todo, de al menos un aceite blanco medicinal,
- C)
- desde 20 hasta 60% en peso, especialmente desde 25 hasta 50% en peso al menos de una resina hidrocarbonada con un intervalo de reblandecimiento desde 70 hasta 140, especialmente desde 80 hasta 120ºC, entrando en consideración a modo de resinas hidrocarbonadas, ante todo, resinas con 5 hasta 9 átomos de carbono, conteniendo éstas resinas hidrocarbonadas parcial o completamente hidrogenadas, alifáticas y aromáticas, resinas de politerpeno y resinas de politerpeno modificadas así como resinas naturales, y
- D)
- en caso dado aditivos, talen como estabilizantes al calor y a la luz, abrillantadores ópticos, antiestáticos, agentes lubrificantes y antibloqueo, agentes de nucleación, colorantes, pigmentos así como agentes inhibidores de la llama,
con una viscosidad desde 500 hasta 4.000,
especialmente desde 700 hasta 1.900 mPas (Brookfield modelo RVT DV
II, 150ºC, husillo 27; según ASTM D 3236-88).
Las
poli-\alpha-olefinas (componente
A) están constituidas por polímeros como los que se han descrito en
la publicación EP 0 442 045 B1. Su contenido constituye
expresamente también el objeto de la presente solicitud.
Las poliolefinas preferentes son o bien
completamente amorfas o presentan únicamente una ligera
cristalinidad. Los calores de fusión durante el calentamiento a
180ºC (\DeltaH) según el análisis DTA de acuerdo con DIN 53765
deberían encontrarse por lo tanto únicamente comprendidos entre 330
hasta 500 J/g, especialmente desde 370 hasta 450 J/g. La capacidad
térmica específica desde 20 hasta 200ºC debería encontrarse, según
el análisis DTA, de acuerdo con DIN 53765, comprendida entre 1,0
hasta 4,0 J/g.K, especialmente entre 1,7 hasta 3,2 J/g.K. La
temperatura de transición vítrea Tg, que debe determinarse también
por medio del análisis DTA según DIN 53765, debería encontrarse en
un intervalo desde -15ºC hasta -40ºC, especialmente desde -20ºC
hasta -38ºC.
Los productos adecuados pueden prepararse, por
ejemplo, mediante degradación por medio de radicales de
poli-\alpha-olefinas ampliamente
amorfas, obtenibles en el comercio, con puntos de reblandecimiento
comprendidos entre 80 y 140ºC y viscosidades comprendidas entre
5.000 y 100.000 mPas a 190ºC. Éste método de fabricación constituye
el objeto de la solicitud de patente alemana P 40 00 695.6. Sin
embargo pueden fabricarse también cualquier otro procedimiento a
condición de que presenten, finalmente, las características
correspondientes a las reivindicaciones.
Las
poli-\alpha-olefinas ampliamente
amorfas, adecuadas, pueden portar también grupos funcionales para
mejorar la adherencia sobre los substratos usuales. Estos grupos
funcionales pueden incorporarse bien mediante copolimerización con
pequeñas cantidades de monómeros funcionales o, preferentemente,
mediante reacción por medio de radicales de las
poli-\alpha-olefinas usuales en el
comercio con tales monómeros funcionales. Los monómeros adecuados,
son, por ejemplo, anhídrido del ácido maleico, ácido fumárico,
ácido acrílico y ácido metacrílico, ácido itacónico, ácido
aconítico y sus derivados tales como, por ejemplo, ésteres o amidas
así como viniltrimetoxisilano (VTMO) y
3-metacriloxipropiltrimetoxisilano (MEMO; H_{2}C
=
C(CH_{3})COO(CH_{2})_{3}Si-(OCH_{3})_{3}).
Usualmente se emplearán en cantidades desde 0,1 hasta 10% en peso,
preferentemente desde 0,5 hasta 5% en peso, referido a la
poli-\alpha-olefina. En éste caso
se emplearán iniciadores por radicales usuales tales como, por
ejemplo, peróxido de dicumilo o
2,2'-azo-bis(2-acetoxi-propano)
en cantidades desde 0,05 hasta 3% en peso, preferentemente desde
0,1 hasta 2% en peso. La reacción de injerto tiene lugar entonces a
temperaturas elevadas, por regla general comprendidas entre 100 y
300ºC. De éste modo se obtienen polímeros con una elevada cohesión
y una adhesión mejorada frente a determinados substratos tales como
superficies metálicas, superficies de materiales sintéticos o
superficies de vidrio.
En una forma preferente de realización, la
poli-\alpha-olefina ampliamente
amorfa es un copolímero binario o terciario formado por olefinas con
2 hasta 10 átomos de carbono. Este copolímero tiene en el intervalo
preferente la siguiente composición de monómeros:
desde 3 hasta 75% en peso de una
\alpha-olefina con 4 hasta 10 átomos de
carbono,
desde 25 hasta 95% en peso de propeno y
desde 0 hasta 20% en peso de eteno.
Además, pueden incorporarse por polimerización,
como ya se ha indicado, también monómeros funcionales. En una forma
especialmente preferente de realización se utilizará a modo de
\alpha-olefina con 4 hasta 10 átomos de carbono,
el buteno-1. Evidentemente pueden emplearse también
mezclas de diversas
poli-\alpha-olefinas según la
invención.
Convenientemente la mezcla de
poli-\alpha-olefina contiene al
menos una poli-\alpha-olefina con
una viscosidad en fusión en el intervalo desde 40.000 hasta 60.000
y, al menos, una
poli-\alpha-olefina con una
viscosidad en fusión en el intervalo desde 3.000 hasta 10.000 Pas a
190ºC.
Ventajosamente la viscosidad en fusión de la
poli-\alpha-olefina o bien de la
mezcla de las poli-\alpha-olefinas
supone desde 2.000 hasta 15.000 mPas a 190ºC.
Tales
poli-\alpha-olefinas se
comercializan bajo las siguientes denominaciones comerciales:
Vestoplast®, Rexene®, etc.
El componente B abarca aceites constituidos por
hidrocarburos líquidos a 20ºC, especialmente fluidos (20 hasta 300
mPas), ampliamente saturados con una presión de vapor relativa,
baja, especialmente aceites minerales ya sea de base parafínica o
nafténica y, ante todo, aceites blancos medicinales que están
aceptados para artículos comestibles según la FDA 175 105. Éstos
aceites blancos tienen una viscosidad desde 25 hasta 230 mPas,
especialmente desde 110 hasta 230 mPas, según DIN 51562 a 20ºC.
Éstos aceites sirven, entre otras cosas, para el ajuste fino de la
viscosidad. Tales aceites se comercializan bajo los siguientes
nombres comerciales: Primol 352®, serie Essomarcol®, Pionier 0352®,
Drakeol 35®, Kaydol®, serie Ondina G®, aceites Catenex N®, etc.
El componente C contiene, ante todo a modo de
resina hidrocarbonada una resina hidrocarbonada formada por
componentes con 5 hasta 9 átomos de carbono, especialmente una
resina de policiclopentadieno ampliamente hidrogenada,
especialmente hidrogenada por completo. Ejemplos concretos a éste
respecto son: serie MBG®; serie Regalite R y S®; serie Zonarez®;
serie Zonatac®; serie Betaprene® AC, AF, AL, AR, B, BC, BR; serie
Betalite®; serie Eastotac®; serie ECR®; serie Escorez®; serie
Wingtack®, etc.
Los componentes B y C deben constituir,
conjuntamente, al menos el 30, preferentemente al menos el 35 y,
especialmente, al menos el 45% en peso, referido a la suma de los
componentes A, B y C. En otras palabras: el contenido de la
poli-\alpha-olefina debe ser como
máximo del 70%, especialmente como máximo del 65 y, ante todo, como
máximo del 55% en peso, referido a los componentes A, B y C.
Con objeto de conseguir un cuadro de
pulverización especialmente homogéneo incluso en el caso de
temperaturas de fusión relativamente bajas de, por ejemplo, 130ºC,
los componentes A, B, y C deberían elegirse dentro del intervalo
reivindicado de tal manera, que la viscosidad en fusión a 100ºC se
encontrase, en función de la velocidad de cizalla, comprendida
entre 0 y 250 seg^{-1} en el intervalo de 5 hasta 15 Pas \pm
15, especialmente \pm 10%. También a 130ºC se observa un
comportamiento newtoniano a la fluencia. Las mediciones se llevan a
cabo según DIN 53018-1.
Los pegamentos por fusión según la invención
están constituidos preferentemente por pegamentos por fusión no
pegajosos por adherencia. Además de la proporción de los
componentes A, B y C, la elección y el tipo de los componentes tiene
un gran significado. De éste modo la viscosidad en fusión de la
poli-\alpha-olefina o bien de la
mezcla de las poli-\alpha-olefinas
debería ser de 2 hasta 15 Pas a 190ºC (Brookfield).
Además de éstos componentes esenciales, pueden
añadirse otros productos, por ejemplo estabilizantes al calor y a la
luz, abrillantadores ópticos, antiestáticos, agentes lubrificantes
y antibloqueo, agentes de nucleación y colorantes, pigmentos así
como agentes inhibidores de la llama.
Como antioxidante entra en consideración, ante
todo, Irganox 1010 y concretamente en una cantidad desde 0 hasta 3%
en peso, referido al pegamento por fusión en su conjunto. Otros
estabilizantes son, ante todo, Irganox PS 800; Irgastab DBTM,
Tinuvin P, serie Wingstay; Wingstay SN-1; Evernox
10, etc.
También pueden añadirse polímeros termoplásticos
completamente sintéticos, especialmente polipropileno, por ejemplo
para modificar la temperatura de reblandecimiento. Para ello son
adecuados tipos de polipropileno: polipropileno atáctico,
homopolipropileno, copolímeros estadísticos, copolímeros bloque y
copolímeros de injerto de propileno. Del mismo modo entran en
consideración otros polímeros sintéticos, por ejemplo copolímeros
de etileno/acetato de vinilo, copolímeros de etileno/ácido
acrílico, poliisobuteno, polibuteno,
poli-1-buteno isotáctico,
copolímeros bloque de estireno y caucho. Su proporción supone desde
0 hasta 50% en peso, preferentemente desde 15 hasta 45% en peso,
referido al pegamento por fusión en su conjunto.
Para la fabricación del pegamento por fusión se
mezclan las materias primas anteriormente indicadas en fusión bajo
una atmósfera de gas inerte y/o bajo vacío, hasta que sean
homogéneas. La temperatura de la fusión está comprendida,
convenientemente, entre 150 y 200ºC. Además debe tenerse en cuenta
que el pegamento por fusión fabricado no tenga salpicaduras.
El pegamento por fusión, obtenido, se
caracteriza, fundamentalmente, por su viscosidad desde 500 hasta
4.000, preferentemente desde 700 hasta 1.900 mPas a 150ºC, medida
según Brookfield modelo RVT DVII; 150ºC; husillo 27, según ASTM D
3636-88.
Además, se caracteriza por su buena aptitud a la
pulverización y, concretamente, tanto cuando se trate de la
"atomización" de la fusión como también cuando se trate de la
denominada "pulverización en forma de filamentos".
En el primero de los procedimientos citados se
trata de una pulverización de la fusión en finas gotículas de la
fusión, mientras que en el caso de la "pulverización en forma de
filamentos" abandona el bote de pulverización un hilo de fusión
en forma de alambre y se deposita sobre el substrato a ser
recubierto sin ser esparcido, en una banda en forma de espiral. La
tecnología de la pulverización permite, en general, una aplicación
en ausencia de contacto y el recubrimiento de superficies
irregulares, no planas. Además, es adecuada para aplicaciones en
las que ciertamente se desea, por un lado, un pegado superficial,
pero, por otro lado, se requiere que el plano pegado sea permeable
al aire o a la humedad. Debido a que no se verifica una aplicación
completamente superficial, puede ahorrarse material. Otra ventaja
se presenta en el momento del recubrimiento de substratos sensibles
a la temperatura. Mediante la aplicación en ausencia de contacto y
debido al contenido calórico muy reducido de la fusión o bien del
hilo en fusión entrante, se solicita o bien se deteriora el
substrato en una proporción ampliamente menor que en el caso de las
tecnologías usuales de aplicación. La tecnología de la pulverización
por fusión es respetuosa con el medio ambiente y cubre, en
conjunto, muchas aplicaciones que estaban reservadas hasta el
presente a los pegamentos pulverizados basados en disolventes.
La buena aptitud a la pulverización se refiere,
evidentemente, tanto al "atomizado" citado al principio, así
como también a la "pulverización en forma de filamentos". Para
un cuadro de pulverización homogéneo, generado mediante la
pulverización en forma de filamentos, es necesaria una viscosidad de
la masa a ser pulverizada ampliamente independiente de la velocidad
de cizalla, a la temperatura de aplicación correspondiente. Si esto
no ocurriese no podría conseguirse un intervalo constante de
pulverización por ejemplo en el caso de procesos intermitentes de
pulverización. Tanto al principio como también al final del
correspondiente ciclo de pulverización se aumentaría la viscosidad
como consecuencia de la menor velocidad de cizalla y, por lo tanto,
se modificaría el cuadro de pulverización.
El comportamiento a la pulverización se
caracteriza, especialmente, por las siguientes propiedades:
- a)
- las oscilaciones de la temperatura comprendidas entre 140 y 160ºC se manifiestan sobre los valores de adherencia únicamente en una magnitud de \pm 14%, referido al peso inicial de 4 g/m^{2},
- b)
- las oscilaciones en el peso aplicado en el intervalo de 2 a 4 g/m^{2} se ponen de manifiesto sobre los valores de la adherencia únicamente en el intervalo de \pm 7%,
- c)
- del mismo modo los métodos de aplicación tales como Control Coat o pulverización con formación de filamentos tienen sólo un ligero efecto sobre los valores de la adherencia, concretamente \pm 6%.
Otras propiedades positivas del pegamento por
fusión según la invención son, no solamente su elevada adherencia
inicial, sino también el aumento de los valores de la adherencia
tras el envejecimiento. Estos se encuentran en el intervalo desde
el 20 hasta el 60%.
Otras propiedades positivas de los pegamentos
según la invención son: aumento de los valores de la adherencia con
respecto a la resistencia en húmedo en un 29% hasta un 126% y
rotura de la fibra del material compuesto, una vez verificado el
envejecimiento, así como en el caso de la resistencia en húmedo y
también en el caso de los valores iniciales de adherencia.
Los pegamentos por fusión según la invención son
adecuados para la unión de materiales diversos. De éste modo pueden
unirse entre sí materiales tales como láminas de poliolefina, por
ejemplo láminas de polietileno o láminas de polipropileno, telas no
tejidas de poliolefina, por ejemplo telas no tejidas de polietileno
o telas no tejidas de polipropileno, láminas de poliuretano, espumas
de poliuretano, láminas o cuerpos moldeados formados por derivados
de la celulosa, por ejemplo por celulosa de madera (pañuelos),
láminas o cuerpos moldeados formados por acrilatos o por
polimetacrilatos, láminas o cuerpos moldeados formados por
poliésteres. En éste caso es posible una unión tanto entre
materiales iguales como también entre materiales diversos.
En una forma preferente de realización del
procedimiento según la invención se utiliza el pegamento para la
fabricación de un material compuesto que contenga al menos una capa
de tela no tejida. Es especialmente preferente que se utilice, como
capa de tela no tejida, un vellón hilado de polipropileno con un
peso superficial de aproximadamente 10 hasta aproximadamente 30
g/m^{2}, especialmente desde aproximadamente 15 hasta
aproximadamente 20 g/m^{2}.
A modo de segundo material, a ser pegado con el
substrato, es adecuada, especialmente, una capa de tela no tejida,
preferentemente una capa de tela no tejida que contenga una
poliolefina o que esté constituida por una poliolefina.
Se entenderá por la expresión "capa de tela no
tejida" en el ámbito de la presente invención una estructura
plana flexible, que no haya sido fabricada por medio de los métodos
clásicos de la unión de tejidos de trama y urdimbre o mediante la
formación de mallas, sino que haya sido fabricada mediante el
ensortijamiento y/o la unión por cohesión y/o por adhesión de fibras
textiles. De éste modo se entenderá por telas no tejidas materiales
esponjosos constituidos por fibras de hilatura o por filamentos,
fabricados la mayoría de las veces a partir de polipropileno, de
poliéster o de viscosa, dándose su cohesión en general por medio de
la propia adherencia de las fibras. En éste caso las fibras
individuales pueden presentar una dirección preferente (vellón
orientado o cruzado) o pueden no estar orientadas (vellón al azar).
Los vellones pueden fijarse mecánicamente por medio de agujeteado,
por enmallado o mediante arremolinado, por medio de chorros fuertes
de agua (los denominados vellones enlazados). Los vellones
estabilizados por medio de un adhesivo se forman mediante pegado de
las fibras con aglutinantes líquidos (por ejemplo polímeros de
acrilato, SBR/NBR, dispersiones de ésteres de polivinilo o de
poliuretano) o mediante fusiones o bien disoluciones de las
denominadas fibras aglutinantes, que se han mezclado durante la
fabricación con el vellón. En el caso de la estabilización por
cohesión se disuelven las superficies de las fibras por medio de
productos químicos adecuados y se unen mediante presión o se
sueldan a temperatura elevada. Los vellones constituidos por los
denominados vellones de hilatura es decir, estructuras planas
fabricadas mediante hilatura y a continuación aplicación, insuflado
o calentamiento sobre una cinta transportadora, se denominan telas
no tejidas de hilatura. Los vellones que contienen adicionalmente
hilos, tejidos o tricotados son considerados como vellones
reforzados.
En una forma preferente de realización del
procedimiento según la invención se aplica el pegamento para la
fabricación de un material compuesto que contenga al menos una tela
no tejida, ante todo para el pegado de láminas, especialmente de
poliolefina y de vellones, especialmente de polipropileno,
encontrándose la temperatura de aplicación entre 120 y 180ºC,
preferentemente entre 140 y 160ºC y la velocidad de aplicación
varía entre 2 y 10, preferentemente entre 3 y 4 g/m^{2} y la
velocidad de aplicación se encuentra, convenientemente, entre 50 y
400 m/min. Es especialmente preferente que se utilice como capa de
tela no tejida, un vellón de hilatura de polipropileno con un peso
superficial de aproximadamente 10 hasta aproximadamente 30
g/m^{2}, especialmente desde aproximadamente 15 hasta
aproximadamente 20 g/m^{2}.
Debido a éstas propiedades positivas, los
pegamentos por fusión según la invención son adecuados para
pegamentos en construcción en el sector de la higiene,
especialmente para pegados de pañales, artículos contra
incontinencia, forros para slips y compresas para señoras.
Otras aplicaciones son: la industria del
embalaje, la industria auxiliar para el automóvil, la industria de
la construcción, etc.
La invención se explica ahora por medio de
ejemplos.
- 1.
- Poli-\alpha-olefinas: Vestoplast 508, 704 y 750 (terpolímero constituido por etileno, propileno y butileno) de la firma Hüls AG.
- 2.
- Aceites: Primol 352 de la firma Esso, un aceite blanco mineral.
- 3.
- Resinas: MBG-278 y Regalite R-R91 (resina de ciclopentadieno) de la firma Hercules.
- 4.
- Antioxidantes: Irganox 1010 de la firma Ciba Geigy.
Para la fabricación de los pegamentos por fusión
se funden las materias de partida anteriormente indicadas de
acuerdo con las proporciones cuantitativas indicadas en la tabla
1a), en fusión, a 160 hasta 170ºC en el orden aceite +
antioxidante, resina y
poli-\alpha-olefina y se agitan a
160 hasta 170ºC hasta que la mezcla esté exenta de salpicaduras
(sea homogénea). Para ello se requieren, en general, de 2 hasta 4
horas. Además es conveniente trabajar bajo vacío y/o bajo atmósfera
de gas inerte (nitrógeno).
Los pegamentos por fusión obtenidos tienen las
propiedades indicadas en la tabla 1b).
- 1.
- Los ensayos por pulverización se llevaron a cabo con un dispositivo CT 325 de la firma Meltex, Lüneburg. Como cabezas pulverizadoras se emplearon los modelos CF 203 y CF 205 de la firma Nordson. La abreviatura CF significa Controlled Fiberisation. En el caso de la cabeza aplicadora CF, empleada en éste caso, se pone el pegamento, que sale de la tobera, en un movimiento espiral mediante arremolinado intencionado con aire a presión. Éste procedimiento posibilita una aplicación del pegamento por fusión controlada, que cubre toda la superficie y de bordes vivos.
| Cantidades aplicadas: | 3,0 hasta 4,0 g. m^{-2} | |
| Velocidad de aplicación: | 100 m. min^{-1} | |
| Temperatura en el recipiente de la fusión: | 160ºC | |
| Temperatura del aire pulverizador: | 180ºC | |
| Temperatura del pegamento: | 160ºC |
Con éstos datos se fabricaron materiales
compuestos, en los que, por un lado, se pulverizó sobre una lámina y
se hizo circular a contracorriente el vellón y en los que, por otro
lado, se pulverizó sobre el vellón y se hizo circular a
contracorriente la lámina. Además de éstos ensayos a una temperatura
del pegamento de 160ºC (ensayo A) se llevaron a cabo también
ensayos a una temperatura del pegamento de 140ºC (ensayo B).
Como lámina se utilizó lámina
4P-PE, es decir una lámina de polietileno con un
espesor de aproximadamente 10 hasta aproximadamente 50 \mum,
especialmente desde aproximadamente 20 hasta aproximadamente 30
\mum.
Como vellón se utilizó Corosoft Plus H, que es un
vellón de polipropileno con un peso superficial de 14 hasta 30
g/m^{2}, especialmente de 17 g. m^{-2}.
El pegamento por fusión se pulverizó, en el caso
a) sobre la lámina, que se unió a continuación con el vellón. En el
caso de b) se pulverizó el pegamento sobre el vellón, que se unió a
continuación con la lámina.
- 2.
- Los ensayos de los valores de adherencia se han reunido en la tabla 1c).
Los ensayos de los ejemplos 1 y 2 muestran,
contrastados con el ensayo comparativo:
- \bullet
- un claro aumento de la resistencia inicial hasta la rotura de la fibra independientemente de la velocidad de aplicación e independientemente de la fabricación del material compuesto (en otras palabras, se mejoraron claramente, por un lado, los valores de la adherencia en el caso del material compuesto, lámina/vellón, así como también en el caso del material compuesto vellón/lámina),
- \bullet
- un claro aumento de los valores de la adherencia con rotura de fibra una vez llevado a cabo el envejecimiento, referido a la resistencia inicial, independientemente de la fabricación del material compuesto y
- \bullet
- un claro aumento de los valores de adherencia en húmedo con rotura de la fibra, referido a la resistencia inicial, independientemente de la fabricación del material compuesto y
- \bullet
- una reducción clara y escalonada de los valores de la adherencia de las muestras comparativas tras el envejecimiento y en el ensayo en húmedo.
- \bullet
- viscosidad en fusión Brookfield modelo RVT DV II, 150ºC o 190ºC, husillo 27; según ASTM D 3236-88,
- \bullet
- punto de reblandecimiento según ASTM E 28,
- \bullet
- penetración de la aguja (100/25/5) de acuerdo con DIN 52010 en 0,1 mm,
- \bullet
- resistencia a la peladura (denominado valor de adherencia) de acuerdo con DIN 53 530 con una máquina de ensayo por tracción de la firma Zwick, tipo 1435 a 20ºC y humedad relativa del aire del 50%. La muestra con una anchura de 50 mm se separa con una velocidad de 300 mm/min., bajo un ángulo de 180ºC. Los datos se dan en Ncm^{-1}. El recubrimiento de muestra se midió al cabo de 48 h como mínimo.
- \bullet
- el comportamiento al envejecimiento se simuló por medio de un denominado envejecimiento rápido (72 h a 60ºC con un tiempo subsiguiente de refrigeración de al menos 24 h),
- \bullet
- resistencia en húmedo (la muestra a ser medida se sumerge durante 1 h en una disolución de cloruro de sodio al 0,9% y a continuación se mide, método de ensayo interno),
- \bullet
- cristalinidad según análisis por DTA de acuerdo con DIN 53765,
- \bullet
- densidad según DIN 53479,
- \bullet
- comportamiento a la fluencia según DIN 53018-1.
Los ensayos reológicos de la fusión se llevaron a
cabo con ayuda del viscosímetro de rotación AR 1000 de la firma TA
Instruments.
Para ello se utilizó en el ensayo a la fluencia
en función de la velocidad de cizalla, una geometría placa/placa
(diámetro 4 cm, distancia 500 \mum). El pegamento se atemperó
durante 5 min. a la temperatura de la medición entre la geometría
placa/placa. A continuación se determinó en continuo la viscosidad
en función de la velocidad de cizalla desde 0 hasta 250 s^{-1} o
bien desde 250 hasta 0 s^{-1} durante un lapso de tiempo de 5
min. respectivamente. En el caso de las muestras que tenían un
comportamiento newtoniano a la fluencia, la viscosidad es
independiente de la velocidad de cizalla.
Claims (14)
1. Pegamento por fusión, pulverizable, con una
viscosidad en fusión desde 500 hasta 4.000 mPas a 150ºC según ASTM
D 3236-88 con la siguiente composición:
- A)
- desde 30 hasta 70% en peso de una mezcla de poli-\alpha-olefinas con un punto de reblandecimiento (método de anillo y bola) comprendido entre 70 y 130ºC y con una viscosidad en fusión a 190ºC comprendida entre 1.000 y 20.000 mPas según ASTM D 3236-88,
- B)
- desde 5 hasta 30% en peso al menos de un aceite fluido con una viscosidad desde 20 hasta 300 mPas a 20ºC según DIN 51562,
- C)
- desde 20 hasta 60% en peso al menos de una resina hidrocarbonada con un intervalo de reblandecimiento desde 70 hasta 140ºC según ASTM E 28 y
- D)
- en caso dado aditivos.
2. Pegamento por fusión según la reivindicación
1, caracterizado por su viscosidad en el intervalo desde 700
hasta 1.900 mPas a 150ºC, medida según ASTM D
3236-88.
3. Pegamento por fusión según la reivindicación
1, caracterizado porque la mezcla de
poli-\alpha-olefina es ampliamente
amorfa y la poli-\alpha-olefina
presenta la siguiente composición de monómeros:
- desde 3 hasta 75% en peso de una
poli-\alpha-olefina con 4 hasta 10
átomos de carbono,
- desde 25 hasta 95% en peso de propeno y
- desde 0 hasta 20% en peso de eteno.
4. Pegamento por fusión según la reivindicación
1, caracterizado porque la mezcla de
poli-\alpha-olefinas tiene una
viscosidad en fusión, a 190ºC, comprendida entre 2.000 y 15.000
mPas, medida según ASTM D 3236-88.
5. Pegamento por fusión según la reivindicación
1, caracterizado porque la
poli-\alpha-olefina tiene una
densidad de < 0,90 g/cm^{3}, una penetración de la aguja de
acuerdo con DIN 52010 comprendida entre 0,8 y 40 mm, un peso
molecular según la cromatografía de permeación de gel de 100.000
como máximo (promedio en peso) o bien de 4.000 como mínimo
(promedio en número), no pudiendo sobrepasar la diferencia formada
entre el promedio en peso y el promedio en número del peso
molecular, de seis veces el valor del promedio en número.
6. Pegamento por fusión según la reivindicación
1, caracterizado porque la mezcla de
poli-\alpha-olefinas contiene, al
menos, una poli-\alpha-olefina
con una viscosidad en fusión en el intervalo desde 40.000 hasta
60.000 y, al menos, una
poli-\alpha-olefina con una
viscosidad en fusión en el intervalo desde 3.000 hasta 10.000 mPas
a 190ºC, medida según ASTM D 3236-88.
7. Pegamento por fusión según la reivindicación
1, caracterizado porque el aceite es una aceite blanco
medicinal.
8. Pegamento por fusión según la reivindicación
1, caracterizado porque la resina hidrocarbonada es una
resina hidrocarbonada con 5 a 9 átomos de carbono.
9. Pegamento por fusión según la reivindicación
1, caracterizado porque el aditivo es al menos un producto
de los grupos siguientes: estabilizantes al calor y a la luz,
abrillantadores ópticos, antiestáticos, agentes lubrificantes y
antibloqueo, agentes de nucleación, colorantes, pigmentos y agentes
inhibidores de la llama.
10. Pegamento por fusión según la reivindicación
1, caracterizado porque la suma de los componentes B y C
supone al menos el 30, preferentemente al menos el 35 y,
especialmente, al menos el 45% en peso de la suma de los componentes
A + B + C.
11. Pegamento por fusión según la reivindicación
1, caracterizado porque los componentes A, B y C se eligen
de tal manera, que la viscosidad a 100ºC se encuentre, en función
de la velocidad de cizalla desde 0 hasta 250 [seg^{-1}], en el
intervalo desde 5 hasta 15 Pas \pm 15, especialmente \pm
10%.
12. Fabricación del pegamento por fusión según al
menos una de las reivindicaciones 1 a 11 caracterizada porque
las materias primas se mezclan bajo una atmósfera de gas inerte y/o
bajo vacío, en el intervalo de temperaturas desde 150 hasta
200ºC.
13. Empleo del pegamento por fusión según al
menos una de las reivindicaciones 1 a 11 para pegados de
construcción en el sector de la higiene, especialmente para el
pegado de pañales, de forros para slips y compresas para señora.
14. Empleo del pegamento por fusión según al
menos una de las reivindicaciones 1 a 11 para pegar láminas,
especialmente de poliolefina y de vellones, especialmente de
polipropileno, encontrándose la temperatura de aplicación entre 120
y 180ºC, preferentemente entre 140 y 160ºC y variando el peso de
aplicación entre 2 y 10, preferentemente entre 3 y 4 g/m^{2} y
encontrándose la velocidad de aplicación convenientemente entre 50
y 400 m/min.
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