ES2225316T3 - Composiciones adhesivas de acrilato estructuradas y reticuladas por uv. - Google Patents

Composiciones adhesivas de acrilato estructuradas y reticuladas por uv.

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ES2225316T3 ES01102756T ES01102756T ES2225316T3 ES 2225316 T3 ES2225316 T3 ES 2225316T3 ES 01102756 T ES01102756 T ES 01102756T ES 01102756 T ES01102756 T ES 01102756T ES 2225316 T3 ES2225316 T3 ES 2225316T3
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Abstract

Poliacrilatos estructurados, que se obtienen mediante la reticulación ocasionada por la radiación UV de una mezcla polimérica de los componentes siguientes: a) Copolímeros de poliacrilato de los monómeros siguientes a1) Ácido acrílico y /o éster de ácido acrílico de la fórmula siguiente CH2= CH(R1)(COOR2), Donde R1 =H ó CH3 y R2 es una cadena alquílica con 1- 20 átomos, hasta el 70-99% en peso, respecto al componente (a), a2) monómeros insaturados olefínicos con grupos funcionales, hasta el 0.15% en peso respecto al componente (a), a3) tert.-butilacrilato, y hasta el 1-15% en peso respecto al componente (a), y b) un productor de fotocationes hasta el 0, 01-25% en peso respecto a la mezcla polimérica total, de manera que la estructuración de los poliacrilatos consiste en que en los poliacrilatos existen zonas de elevada reticulación junto a zonas de baja reticulación y /o zonas no reticuladas.

Description

Composiciones adhesivas de acrilato estructuradas y reticuladas por UV.
La presente invención hace referencia a poliacrilatos estructurados reticulados por radiación UV selectiva, y a su uso así como a un método para su fabricación.
En el ámbito de las composiciones adhesivas existe una necesidad continua de innovaciones debido a los adelantes tecnológicos en los métodos de revestimiento. En la industria tienen una importancia cada día mayor los procedimientos de termofusión (hotmelt) con la técnica de revestimiento sin disolvente en la fabricación de composiciones adhesivas, puesto que las imposiciones ambientales son mayores y los precios de los disolventes se incrementan. Por lo tanto deben eliminarse los disolventes lo antes posible del proceso de fabricación de las cintas adhesivas. Al introducir la tecnología hotmelt, se establecen unos requisitos más exigentes en cuanto a las composiciones adhesivas. En particular, se buscan mejoras en las composiciones adhesivas de acrilato. Para aplicaciones industriales de alto nivel se prefieren los poliacrilatos, puesto que son transparentes y estables desde el punto de vista ambiental. Además de estas ventajas, estas composiciones adhesivas de acrilato deben cumplir unos requisitos en cuanto a resistencia de corte y fuerza de adherencia. Este perfil de exigencias se consigue mediante poliacrilatos con elevado peso molecular, elevada polaridad y en definitiva una reticulación eficaz. Estas composiciones adhesivas polares y resistentes al corte tienen sin embargo el inconveniente de que no son adecuadas para el proceso de extrusión-hotmelt, puesto que se precisan unas elevadas temperaturas y además debido al corte en la extrusora se modifica el peso molecular del polímero. Debido a este problema disminuye claramente el nivel técnico de adherencia. La fuerza de adherencia y la resistencia del agarre (tack) son generalmente bajas, debido a que la temperatura de transición vítrea por la proporción polar en la composición adhesiva es relativamente alta. Especialmente las resistencias de corte de las composiciones adhesivas de acrilato revestidas mediante un proceso hotmelt disminuyen en comparación con las de las composiciones adhesivas recubiertas de disolvente. Por lo que por el momento se han estudiado distintos conceptos para reducir la viscosidad de flujo y con ello el revestimiento por extrusión de estas composiciones adhesivas.
En la técnica se siguen distintos conceptos para conseguir este objetivo. Una posibilidad es la reticulación muy eficaz de una composición adhesiva de acrilato poco viscosa y apolar sobre el soporte. Los acrilatos con grupos de electrones con carga son copolimerizados y los radicales formados se estabilizan durante la reticulación UV ó ESH (ESH: endurecimiento del haz de electrones). Ejemplos de ello son las aminas terciarias que contienen monómeros (WO 96/35725), la butilacrilamida terciaria como monómero (US 5.194.455) y los tetrahidrofurilacrilatos empleados que se citan en la EP 0 343 467 B1. Otro concepto de la reticulación eficaz es la copolimerización de fotoiniciadores-UV en la cadena de poliacrilatos. Así se ha empleado por ejemplo el acrilato de benzoina como comonómero y se ha realizado la reticulación en el soporte con luz UV (DE 2743979 A1). En la US 5.073.611 se han empleado, por el contrario, la benzofenona y la acetofenona como monómeros copolimerizables.
Un método totalmente nuevo se deriva de la fabricación de chips. Mediante la adición de un iniciador de fotocationes y de la irradiación UV se protegen los polímeros con funciones éster y se generan ácidos carboxílicos libres o funciones hidroxi. Este método se ha descrito en la US 4.491.628. Nuevos descubrimientos se encargan del paso de la longitud de onda de luz UV a 193 nm (US 5.910.392) con la mejora de la resolución (US 5.861.231; US 4.968.581; US 4.883.740; US 4.810.613; US 4.491.628).
El cometido de la invención consiste en disponer de un poliacrilato, cuyo producto intermedio durante la fabricación se caracterice por una baja viscosidad y por tanto una buena manejabilidad en el proceso hotmelt, y el cual tras su elaboración en un proceso hotmelt, se transforme en una masa sólida. Mediante la elección apropiada de los parámetros de reacción durante la reacción de transformación pueden ajustarse las propiedades físicas del polímero. La reacción que provoca la transformación debe llevarse a cabo si la masa de polímero ya se encuentra en su forma definitiva, es decir, aplicada como composición adhesiva a un soporte.
Mediante la introducción de estructuras superficiales en las composiciones adhesivas de acrilato (introducción de zonas polares junto a no polares) durante la radiación UV se deben mejorar las propiedades técnicas de adherencia de las composiciones adhesivas de acrilato, en particular deben mejorar la fuerza de adherencia y el tack en relación a las mezclas propias de poliacrilato. El objetivo de la invención es por tanto la producción de segmentos duros mediante la reacción de protección iniciada por los rayos UV del tert.-butilacrilato hacia el ácido carboxílico libre mediante la radiación UV selectiva a través de una máscara.
Este cometido se resuelve mediante un poliacrilato según la reivindicación principal. Las subreivindicaciones se refieren a las configuraciones preferidas de la invención así como a un método de fabricación del poliacrilato así como a su uso.
Según todo ello, la invención contiene unos poliacrilatos estructurados, que pueden fabricarse debido a la reticulación originada por la radiación UV de una mezcla polimérica de los siguientes componentes
a) Copolímeros de poliacrilato de los siguientes monómeros
a1) ácido acrílico y/o éster de ácido acrílico de la fórmula siguiente
CH_{2}= CH(R^{1})(COOR^{2}),
Donde R^{1} =H ó CH_{3} y R^{2} es una cadena alquílica con 1-20 átomos, hasta el 70-99% en peso, respecto al componente (a),
a2) monómeros insaturados olefínicos con grupos funcionales, hasta el 0.15% en peso respecto al componente (a),
a3) tert.-butilacrilato, y hasta el 1-15% en peso respecto al componente (a), y
b) un productor de fotocationes hasta el 0,01-25% en peso respecto a la mezcla polimérica total,
de manera que la estructuración de los poliacrilatos consiste en que en los poliacrilatos existen zonas de elevada reticulación, zonas de baja reticulación y zonas no reticuladas.
Es preferible que el componente (a1) equivalga al 85-89% en peso respecto al componente (a), y/o el componente (a2) al 4-6% en peso respecto al componente (a), y/o el componente (a3) al 7-9% en peso respecto al componente (a).
Es muy preferible añadir una mezcla polimérica que corresponda hasta el 3% en peso respecto a la mezcla polimérica total de c) un reticulante di- ó multifuncional.
Como reticulantes pueden emplearse todos los compuestos di- ó multifuncionales, cuyos grupos funcionales puedan abordar una reacción de acoplamiento con los poliacrilatos, en particular, reacciones de polimerización, policondensación ó poliadición. Estas reacciones atacan preferiblemente un grupo carboxilo. Como reticulante, los epóxidos o isocianatos con como mínimo dos grupos funcionales son especialmente apropiados, pero también todos aquellos compuestos que reaccionan con grupos carboxilo. Pueden emplearse aquí compuestos de quelato metálicos.
Un método para la fabricación de poliacrilatos estructurados mediante la reticulación estructurada de mezclas de poliacrilato se caracteriza por que la mezcla polimérica base es irradiada por luz ultravioleta de tal forma que solamente determinadas zonas de la mezcla polimérica se exponen a la radiación UV.
El método para la fabricación puede llevarse a cabo de manera que la mezcla polimérica base es irradiada por luz ultravioleta a través de una máscara agujereada de tal forma que solamente determinadas zonas de la mezcla polimérica se exponen a la radiación UV.
Alternativamente, puede lograrse la estructuración de la mezcla polimérica que se va a endurecer, de manera que en lugar de máscara agujereada se emplea una lámina que presenta en la superficie zonas de distinta permeabilidad a la luz UV, de manera que determinadas zonas de la mezcla polimérica son expuestas a distintas intensidades de radiación UV.
El contenido de la invención es además el uso del poliacrilato como composición adhesiva, en particular el empleo como composición adhesiva para una cinta adhesiva, donde la composición adhesiva de acrilato se presente como una película de una o dos capas sobre una lámina soporte.
Como lámina soporte, por ejemplo para cintas adhesivas, pueden emplearse materiales corrientes y habituales, como láminas (poliéster, PET, PE, PP, BOPP, PVC) rayón, tejidos y láminas tejidas. Esta lista no es excluyente.
La invención expuesta permite resolver de modo satisfactorio las tareas previstas. Se prepara una mezcla polimérica, que durante su elaboración se presenta poco viscosa y en la cual puede incrementarse la resistencia al corte mediante la transformación de grupos no polares en polares, después de que, por ejemplo, se haya aplicado a un soporte. La viscosidad de flujo de los poliacrilatos de salida es muy baja y es muy adecuada por ejemplo para el proceso de termofusión (hotmelt). Mediante la conversión selectiva de los grupos pueden crearse segmentos polares junto a no polares, lo que conducirá a una mejora en las propiedades de adherencia del producto.
A continuación se muestran los fundamentos de la invención. Los polímeros de salida pueden fabricarse mediante una polimerización radical libre, siendo su peso molecular del orden de 1.000.000. Para la mezcla polimérica de salida puede emplearse cualquier polímero, que presente unas propiedades de adherencia que aparezcan en el manual de Adhesivos sensibles a la presión, página 172, art. 1, 1989. Como componentes esenciales para la posterior reacción de protección deben añadirse polímeros que se hayan sintetizado con tert.-butilacrilato como comonómero, ya que el paso de grupos no polares a polares se basa en la sustitución del grupo tert.-butilo por protones.
La reacción química, que tiene como consecuencia el paso de composiciones adhesivas no polares a polares sobre el soporte, es una desprotección del tert.-butilacrilato a ácido carboxílico libre en presencia de protones y se conoce desde hace tiempo (Loev.Chem. Ind.(London)193(1964)).
Esta reacción se emplea en la técnica fotoresist (Fotoresists: materiales sensibles a la luz, que forman películas (fotolacas), cuya solubilidad se ve alterada por la iluminación o irradiación; en los Fotoresists que trabajan negativamente esto se produce por la reticulación o fotopolimerización) para la desprotección de los grupos tert.-butilo. En ella se fabrica el ácido por la irradiación UV de un iniciador de fotocationes incluido en la mezcla. En el ámbito de esta invención, se aplica esta técnica a las composiciones adhesivas.
Los fotoiniciadores catiónicos son típicamente sales de arildiazonio ("sales de onio"), que se representan en general por la fórmula Ar-N=N^{+} LX^{-}, donde LX^{-} es un aducto de un ácido de Lewis L y una base de Lewis X-. Se prefieren especialmente la BF_{4}^{-}, SbF_{5}^{-}, AsF_{5}^{-}, PF_{5}^{-}, SO_{3}CF_{2}^{-} para LX^{-}. Bajo el efecto de la radiación UV se produce un desdoblamiento rápido de la molécula en el halogenuro de arilo (ArX), el nitrógeno así como los correspondientes ácidos de Lewis.
También las sales de diarilyodonio (C_{6}H_{5})_{2}I^{+}LX^{-} y de triarilsulfonio (C_{6}H_{5})_{3}S^{+}LX se conocen por su empleo como fotoiniciadores catiónicos; estas forman en presencia de donantes de fotones fuertes ácidos Brönsted, que asimismo son muy apropiados para la iniciación de las polimerizaciones catiónicas.
Las sales de sulfonio como los fotoiniciadores de cationes aparecen por ejemplo en forma de compuestos H_{5}C_{6}-CO-CH_{2}-S^{+}LX^{-} o bien H_{5}C_{6}-CO-CH_{2}-Pyr^{+}LX^{-}, donde el Pyr representa un sistema heteroaromático que contiene nitrógeno (p.ej. piridina, pirimidina).
Para la reacción de reticulación representada se emplean los iniciadores de fotocationes habituales, preferiblemente, aquellos iniciadores del grupo indicado en el apartado anterior.
Mediante el uso de una fotomáscara, el tert.-butilacrilato obtenido en los lugares irradiados por UV puede transformarse en ácido carboxílico libre. En la figura 1, se explica con detalle el principio de la irradiación selectiva con ayuda de un bosquejo.
En la figura, la irradiación de la composición de acrilato(2) se representa a través de una máscara agujereada (1), donde se encuentra la masa de acrilato(2) sobre el soporte(3). La masa de acrilato(2) es según la reivindicación principal un iniciador de fotocationes, que mediante la luz UV(4) y a elevadas temperatura (\DeltaT) inicia una transformación parcial de grupos no polares de derivados ácidos (por ejemplo, grupos éster) del polímero(2) en grupos de ácido acrílico polares. Los rayos ultravioleta(4) pueden atravesar la máscara(1) solamente en la zona de los agujeros(11), de manera que tras la irradiación se obtiene la situación representada en la parte inferior del dibujo: La composición adhesiva (2) presenta debido a los enlaces de puentes de hidrógeno entre los grupos ácidos polares unos segmentos duros de elevada reticulación (21) junto a segmentos no reticulados (22) (zonas no polares).
Las cadenas poliméricas en los bordes de las zonas duras penetran en las zonas blandas, que son regiones altamente viscosas y se acoplan con las regiones blandas e impiden que estas se muevan, de manera que aumenta la resistencia estructural de la masa adhesiva. Estos segmentos duros aumentan con ello la cohesión de la composición adhesiva. Por el contrario, los segmentos blandos producen un fluido fácil de la composición adhesiva sobre el sustrato e incrementan la fuerza de adherencia y la resistencia de la misma (tack). El porcentaje de zonas irradiadas así como las dimensiones de los segmentos producidos influyen enormemente en las propiedades técnicas de adherencia.
Según la proporción de tert.-butilacrilato en el polímero se genera debido a la radiación UV una cantidad de ácido poliacrílico, que permite incrementar la temperatura de transición vítrea T_{G} en las zonas irradiadas. La T_{G} aumenta fuertemente, lo que se observa en la dureza anteriormente mencionada de los correspondientes segmentos. Estos segmentos duros incrementan la resistencia al corte de la masa adhesiva.
Otro efecto de la reacción de desprotección activada por los rayos UV es la liberación de isobuteno gas. Mediante esta reacción disminuye el peso molecular de las zonas reticuladas (21) de la composición adhesiva(2) y se observa una contracción del volumen (211). El grosor de capa de la composición adhesiva de acrilato(2) es inferior en las zonas irradiadas(21); de manera que cambia la topografía superficial de la composición adhesiva(2) y por tanto también las propiedades técnicas de adherencia. Las zonas contraídas (22) presentan una propiedad técnica de autoadhesividad comparable con las ventosas, de manera que la fuerza adhesiva de la composición adhesiva de acrilato(2) mejora gracias a este efecto "ventosa".
Los segmentos blandos(22) producen una ligera fluidez de la masa adhesiva sobre el sustrato e incrementan por tanto la fuerza adhesiva y la pegajosidad (tack). El porcentaje de zona irradiada así como las dimensiones del segmento producido influyen enormemente en las propiedades técnicas de adherencia.
Ejemplos
Los siguientes experimentos tipo ejemplo deben aclarar más de cerca el contenido de la invención, sin que por ello quiera limitarse innecesariamente la elección de los ejemplos.
Métodos de ensayo
Para la caracterización de masas de poliacrilato y sus productos reticulados han servido los métodos de ensayo representados a continuación:
Resistencia al corte (Prueba A1, A2, A3)
Una tira de cinta adhesiva de 13 mm de ancho se aplicaba sobre una superficie de acero lisa y limpia. La zona aplicada era de 20 mm x 13 mm (longitud x anchura). A continuación se procedía del modo siguiente:
Prueba A1: A temperatura ambiente se fijaba un peso de 1 kg a la cinta adhesiva y se medía el tiempo hasta que el peso caía.
Prueba A2: A 70ºC se fijaba un peso de 0,5 kg a la cinta adhesiva y se medía el tiempo hasta que caía el peso.
Prueba A3: A 80ºC se fijaba un peso de 1 kg a la cinta adhesiva y se medía el tiempo hasta que caía el peso.
Los tiempos de cizallamiento medidos se indican en minutos y corresponde al valor medio de tres mediciones.
Análisis dinámico-mecánico, DMA (prueba B)
Las mediciones se realizaban con el aparato Dynamic Stress Rheometer de Rheometrics. A 25ºC se cursaba el factor de pérdidas mecánico tan 8 que dependía de la frecuencia en un intervalo de 0,1 hasta 100 rad/s. Se medía con una disposición de placas en paralelo.
Espectroscopia de IR (Prueba C)
Las mediciones se realizaban en un Bruker IFS 45. La proporción de ácido acrílico formado se cuantificaba por medio de una curva de calibrado.
Rolling-Ball (prueba D)
Una tira adhesiva de 25 mm de ancho se colocaba por el lado de la masa adhesiva que se va a medir sobre una vía de medición. Soltando el dispositivo de seguridad rueda una bola de medida V2A con un diámetro de 11 mm por la rampa hacia abajo y a lo largo de una superficie recubierta de la masa adhesiva. La distancia recorrida sobre la capa de materia adhesiva en mm sirve como medida de la pegajosidad (tack).
180ºC Prueba de fuerza de adherencia (prueba E)
Una tira de 20 mm de ancho de una composición adhesiva de acrilato aplicada como capa al poliéster se aplicaba dos veces con acetona y una vez con isopropanol a placas de acero bien limpias. La tira adhesiva se presionaba dos veces al sustrato con un peso de 2 kg. Seguidamente, la cinta adhesiva se retiraba del sustrato a 300 mm/min y con un ángulo de 180º respecto al sustrato y se medía la fuerza necesaria para ello. Todas las mediciones se realizaban a temperatura ambiente.
Los resultados de la medición se indican en N/cm y se calculan a partir de tres mediciones.
Máscaras
Se empleaban las máscaras de criba:
Máscara Permeable Ancho de malla(\mum)
A 33% 60
B 50% 60
C 60% 60
Muestras investigadas
Las muestras empleadas para los experimentos se preparaban del modo siguiente:
Los polímeros se fabricaban del modo convencional a través de una polimerización radical libre; el peso molecular medio era de 1.000.000. Como segundo componente se añadía un productor de cationes UV. Se empleaban fotoiniciadores conocidos por el técnico para las polimerizaciones iniciadas fotoquímicamente.
Ejemplo 1
Un reactor de vidrio de 2L convencional para las polimerizaciones radicales se rellenaba de 36 g de tert.-butilacrila-
to, 40 g de acrilato de metilo, 324g de 2-etilhexilacrilato y 266 g de acetona/isopropanol (97:3). Después de 45 minutos, se hacía pasar agitando el gas nitrógeno por la solución de reacción, se calentaba el reactor a 58ºC y se añadían 0,4 g de AIBN (2,2'-azobis(2-metilbutironitrilo). A continuación, se calentaba el baño caliente externo a 75ºC y la reacción se realizaba de forma constante a esta temperatura externa. Tras 4 y 6 horas se diluía respectivamente una mezcla de 150 g de acetona /isopropanol. Al cabo de un tiempo de reacción de 36 horas se interrumpía la polimerización y se enfriaba el recipiente de reacción a temperatura ambiente. Seguidamente, se aplicaba el polímero a la lámina de PET o al papel separador con 50 g/m^{2}, se endurecía con rayos de electrones y se estudiaba técnicamente la adherencia con las pruebas A, B y D.
Ejemplo 1c
Se procedía análogamente al ejemplo 1. 400 g de masa adhesiva 1 (solución al 50%) se mezclaban con 17,8 g de triarilsulfoniohexafluorofosfato (Cyracure UVI-6990® (UNION CARBIDE); solución al 50%)y se homogenizaban.
Ejemplo 2
Se procedía análogamente al ejemplo 1. Para la polimerización se empleaban 20 g de tert.-butilacrilato, 80 g de acrilato de metilo y 300 g de acrilato de 2-etilhexilo. Se mantenían las cantidades de disolvente.
Ejemplo 2c
Se procedía análogamente al ejemplo 2. 400 g de masa adhesiva 2 (solución al 50%) se mezclaban con 9,90 g de triarilsulfoniohexafluorofosfato (Cyracure UVI-6990® (UNION CARBIDE); solución al 50%)y se homogenizaban.
Ejemplo 3
Se procedía análogamente al ejemplo 1. Para la polimerización se empleaban 40 g de tert.-butilacrilato y 360 g de acrilato de butilo. Se mantenían las cantidades de disolvente.
Ejemplo 3a
400 g de la masa adhesiva 3 (solución al 50%) se mezclaban con 6,60 g (5 % molar) de hexafluorofosfato de triarilsulfonio (Cyracure UVI-6990 ® (UNION CARBIDE); solución al 50%). Tras la homogenización, se extendía la masa adhesiva sobre el papel separador, se irradiaba con luz UV durante 30 segundos y se mantenía a 120ºC durante 10 minutos. Para la radiación UV se empleaba el irradiador de cloruro de xenón (VIB 308 Bulb(FUSION). La proporción de ácido poliacrílico se averiguaba con la prueba C.
Ejemplo 3b
Se procedía análogamente al ejemplo 3a. 400 g de masa adhesiva 3 (solución al 50%) se mezclaban con 12,2 g (10% molar) de triarilsulfoniohexafluorofosfato (Cyracure UVI-6990® (UNION CARBIDE); solución al 50%).
Ejemplo 3c
Se procedía análogamente al ejemplo 3a. 400 g de masa adhesiva 3 (solución al 50%) se mezclaban con 19,8 g(15% molar) de triarilsulfoniohexafluorofosfato (Cyracure UVI-6990® (UNION CARBIDE); solución al 50%).
Ejemplo 3d
Se procedía análogamente al ejemplo 3a. 400 g de masa adhesiva 3 (solución al 50%) se mezclaban con 24,4 g (20% molar) de triarilsulfoniohexafluorofosfato (Cyracure UVI-6990® (UNION CARBIDE); solución al 50%).
Ejemplo 3e
Se procedía análogamente al ejemplo 3c. El tiempo de iluminación UV era de 6 segundos.
Ejemplo 3f
Se procedía análogamente al ejemplo 3c. El tiempo de iluminación UV era de 18 segundos.
Ejemplo 3g
Se procedía análogamente al ejemplo 3c. El tiempo de iluminación UV era de 45 segundos.
Ejemplo 3h
Se procedía análogamente al ejemplo 3c. El tiempo de iluminación UV era de 60 segundos.
Ejemplo 3i
Se procedía análogamente al ejemplo 3c. El tiempo de iluminación UV era de 90 segundos.
Ejemplo 3j
Se procedía análogamente al ejemplo 3c. El poliacrilato se atemperaba durante 30 minutos.
Ejemplo 3k
Se procedía análogamente al ejemplo 3c. El poliacrilato se atemperaba durante 60 minutos.
Ejemplo 4
Se procedía inicialmente de un modo análogo al ejemplo 1. Un reactor de vidrio de 2L convencional para polimerizaciones radicales se llenaba con 36 g de tert.-butilacrilato, 40 g de acrilato de metilo, 324 g de acrilato de 2-etilhexilo y 266 g de acetona/isopropanol (97:3). Al cabo de 45 minutos de la circulación del gas nitrógeno se calentaba el reactor, agitando, a 58ºC y se añadían 0,4 g de AIBN (2,2'-azobis(2-metilbutironitrilo). A continuación, se calentaba el baño caliente externo a 75ºC y se llevaba a cabo la reacción de forma constante a esta temperatura externa. Al cabo de 4 y 6 horas se diluía la mezcla con 150 g de acetona/isopropanol. Tras un periodo de reacción de 36 horas se interrumpía la polimerización y se enfriaba a temperatura ambiente. Seguidamente el polímero se mezclaba con 0,5% de rojo de metileno o azul de metileno y 10,6g (8% molar) de hexafluorofosfato de triarilsulfonio Cyracure UVI-6990® (UNION CARBIDE); solución al 50%) y se aplicaba sobre una lámina de PET a 50 g/m^{2}. La composición adhesiva se recubría de una lámina de PET siliconizada (10 \mum de grosor), se colocaba una máscara y se irradiaba con luz UV a una longitud de onda de 308 nm.
Ejemplo 5
Se procedía análogamente al ejemplo 4. Para la polimerización se empleaban 20 g de tert.-butilacrilato, 80 g de acrilato de metilo y 300 g de acrilato de 2-etilhexilo. Las cantidades de disolventes se mantenían. Solamente se empleaba rojo de metilo como indicador de color.
Ejemplo 6
Un reactor de vidrio de 2L convencional para polimerizaciones radicales se llenaba con 20 g de tert.-butilacrilato, 24 g de acrilato de metilo, 348 g de acrilato de 2-etilhexilo y 266 g de acetona/isopropanol (97:3). Al cabo de 45 minutos de la circulación del gas nitrógeno se calentaba el reactor, agitando, a 58ºC y se añadían 0,4 g de AIBN (2,2'-azobis(2-metilbutironitrilo). A continuación, se calentaba el baño caliente externo a 75ºC y se llevaba a cabo la reacción de forma constante a esta temperatura externa. Al cabo de 4 y 6 horas se diluía la mezcla con 150 g de acetona/isopropanol. Tras un periodo de reacción de 36 horas se interrumpía la polimerización y se enfriaba a temperatura ambiente. Seguidamente el polímero se aplicaba sobre una lámina de PET a 50 g/m^{2}. La composición adhesiva se endurecía con 30 kGy de rayos de electrones y luego se analizaba según las pruebas A, B y D.
Ejemplo 6A
200 g de la masa adhesiva 6 (solución al 50%) se mezclaban con 6,6 g (20% molar) de hexafluorofosfato de triarilsulfonio (Cyracure UVI-6990 ® (UNION CARBIDE); solución al 50%). Tras la homogenización, se extendía la masa adhesiva sobre la lámina de PET con un agente aglomerante habitual, se secaba a 35ºC, se cubría de una lámina de PET siliconizada y de la máscara A. La composición adhesiva se irradiaba a través de la máscara con luz UV de 308 nm de longitud de onda (irradiador de cloruro de xenón (VIB 308 Bulb (FUSION)). Se atemperaba a 120ºC durante 10 minutos, se eliminaba la máscara y la lámina siliconizada y se endurecía con un haz de electrones de 30 kGy. Seguidamente, se evaluaba la adhesividad con las pruebas A, B y D del lado irradiado desde arriba.
Ejemplo 6B
Se procedía análogamente al ejemplo 6A. Para la radiación UV se empleaba la máscara B
Ejemplo 6C
Se procedía análogamente al ejemplo 6A. Para la radiación UV se empleaba la máscara C
Ejemplo 6C''
Se procedía análogamente al ejemplo 6C. La composición adhesiva se endurecía con un haz de electrones de 18 kGy.
Ejemplo 7
Se procedía análogamente al ejemplo 6. Como comonómeros se han empleado 40 g de tert.-butilacrilato, 24 g de acrilato de metilo, 328 g de acrilato de 2-etilhexilo y 8 g de ácido acrílico.
Ejemplo 7C
Se procedía análogamente al ejemplo 6A. Para la mezcla se empleaba la composición adhesiva 7 y para la irradiación la máscara C.
Ejemplo 7C''
Se procedía análogamente al ejemplo 7C. La composición adhesiva se endurecía con un haz de electrones de 18 kGy.
Ejemplo 8
Se procedía análogamente al ejemplo 6. Como comonómeros se empleaban 60 g de acrilato de tert.-butilo, 24 g de acrilato de metilo, 308 g de acrilato de 2-etilhexilo y 8 g de ácido acrílico.
Ejemplo 8C
Se procedía análogamente al ejemplo 6A. Para la mezcla se empleaba la composición adhesiva 8 y para la irradiación la máscara C.
Ejemplo 8C''
Se procedía análogamente al ejemplo 8C. La composición adhesiva se endurecía con un haz de electrones de 18 kGy.
Resultados
Un soporte se revestía con la composición adhesiva de acrilato y ésta se irradiaba con radiación UV en distintas dosis, directamente o a través de distintas máscaras. A 120ºC ó 140ºC, se llevaba a cabo la reacción de desprotección. Mediante la elección de la temperatura y de la dosis de energía se controlaba la reacción. El efecto de la radiación segmentada y de la formación de ácido se visualizaba en el color de los indicadores del pH. Los ensayos técnicos de adhesividad mostraban una clara mejoría de las propiedades respecto a la resistencia al corte. La composición adhesiva tratada con rayos UV mostraba una viscosidad de flujo claramente alta y una temperatura vítrea T_{G} mayor que la composición de base no tratada, la composición adhesiva de acrilato segmentada y además de eso una clara mejoría de las propiedades técnicas de adherencia respecto a la fuerza de adherencia y a la pegajosidad.
Las polimerizaciones realizadas para la caracterización se recogen en la tabla 1.
TABLA 1
Ejemplo t-BuA(%) 2-EHA(%) MA(%) n-BuA(%)
1 9 81 10 0
2 5 75 20 0
3 10 0 0 90
t-BuA = tert.-butilacrilato
2-EHA = acrilato de 2-etilhexilo
MA = acrilato de metilo
n-BuA = acrilato de n-butilo
El peso molecular conseguido era en los ejemplos 1-3 de 1.000.000. Puesto que estas composiciones adhesivas de poliacrilato deben servir como referencia, se analizaban los ejemplos 1-3, en particular en cuanto a la resistencia de corte (ver tabla 3). Puesto que las composiciones adhesivas no presentan cohesión alguna sin reticulación, se reticulaban previamente mediante la irradiación con rayos de electrones de distintas intensidades. Además, se analizaban estas masas poliméricas mediante el análisis dinámico-mecánico, para poder comparar las viscosidades de
flujo.
Para transformar las masas no polares en polares, se mezclaban los ejemplos 1-3 con productores de cationes UV. Para examinar el concepto, se mezclaba el ejemplo 3 con distintas cantidades de peso de hexafluorofosfato de triarilsulfonio (Cyracure UVI-6990 ® (UNION CARBIDE)), se extendía sobre un soporte de lámina de PET y se exponía a distintas dosis de radiación UV.
Como fuente UV servía un irradiador de cloruro de xenón (VIB 308 Bulb(FUSION).
TABLA 2
Ejemplo 3 Fotoiniciador UV Periodo de Periodo de secado (%) reacción
(% molar) iluminación (seg) (min) a 120ºC (Detección:IR)
3a 5 30 10 76
3b 10 30 10 93
3c 15 30 10 98
3d 20 30 10 98
3e 15 6 10 32
3f 15 18 10 46
3g 15 45 10 98
3h 15 90 10 98
3i 15 90 10 98
3j 15 30 30 98
3k 15 30 60 98
Variaba la cantidad de fotoiniciador, el tiempo de iluminación y de secado. La reacción se realizaba por medio de espectroscopia IR (prueba C). Mediante esta prueba se averiguaban las condiciones óptimas de la reacción para la desprotección del acrilato de tert.-butilo en las composiciones adhesivas de acrilato. Con un 15% molar de fotoiniciador de hexafluorofosfato de triarilsulfonio (Cyracure UVI-6990® (UNION CARBIDE)), para un periodo de iluminación de 30 segundos y 10 minutos de atemperado a 120ºC se conseguía un rendimiento del 98% respecto a la cantidad de acrilato de butilo terciario en el polimerizado de base. Los rendimientos se determinaban mediante espectroscopia IR. Mediante espectroscopia de RMN, se confirmaban estos resultados.
Tras averiguar el parámetro de reacción se mezclaban las composiciones adhesivas 1-3 con un 15% molar de fotoiniciador de hexafluorofosfato de triarilsulfonio (Cyracure UVI-6990® (UNION CARBIDE)), se extendían sobre un soporte de papel separador, se iluminaban durante 30 segundos y se atemperaban durante 10 minutos a 120ºC. A continuación, se reticulaban las masas poliméricas con radiación de electrones en una dosis de 100 kGy, para incrementar la cohesión de la masa adhesiva. Como referencia se aplicaban las masas de base 1-3 asimismo sobre el mismo papel separador y se reticulaban con un haz de electrones en una dosis de 100 kGy. Para investigar el efecto del tratamiento UV, se analizaba técnicamente la composición adhesiva. Los resultados se representan en la
tabla 3.
TABLA 3
Ejemplo SSZ 10 N, RT(min) (Prueba A1) SSZ 5N, 70ºC(min) (Prueba A2)
1 90 15
2 64 23
3 88 26
1c 10000 745
2c 8732 537
3c 10000 1102
SSZ: periodo de cizallamiento
La transformación de masas no polares 1-3 en las masas de acrilato 1c-3c tratadas con rayos UV y por tanto claramente polares presentaba un efecto claro en las propiedades técnicas de adhesividad. Mediante el aumento de la proporción de ácido poliacrílico del 0 al 5-10%, aumentaba la cohesión de las composiciones adhesivas de acrilato. La resistencia al corte de las cintas adhesivas tratadas con rayos UV aumentaba para un peso de carga de 1 kg de menos de 100 minutos a 8.732(2c) o bien 10.000 minutos (1c,3c). Esto puede explicarse mediante la formación de enlaces de puentes de hidrógeno de los grupos de ácidos carboxílicos. Además, aumenta la temperatura de transición vítrea (T_{G}) en la conversión a la masa adhesiva de acrilato polar. Este efecto influía asimismo en ambas pruebas de corte. Tras el tratamiento UV aumentaban claramente los tiempos de cizallamiento térmico. Los valores obtenidos corresponden a una composición adhesiva muy resistente al corte y de gran cohesión. Otro efecto positivo de este proceso es la ligera reticulación in-situ. Tras el tratamiento UV se mide un valor de gel para la masa adhesiva desprotegida (proporción en peso del polímero, que no es soluble en toluol) del 12%. Los grupos de ácido carboxílico generados reaccionan por tanto bajo la luz UV y al atemperar el soporte y conducen a una reticulación previa. Para la reticulación por rayos de electrones siguiente se necesita generalmente una dosis baja de rayos de electrones, lo que evita la aparición de trastornos en el soporte.
Para poder detectar la capacidad de termofusión de este proceso, se efectuaban unas mediciones DMA del polimerizado de salida y del producto final previamente al endurecimiento del haz de electrones. El análisis dinámico-mecánico ofrece la posibilidad de determinar los cambios en la temperatura de transición vítrea y en la viscosidad de flujo. Se analizaban las composiciones 1 y 1c mediante DMA y se comparaban una con otra (prueba B). Los resultados de la medición aparecen en la figura 2.
Las composiciones adhesivas 1 y 1c no son reticuladas y se diferencian en su T_{G} dinámica. La temperatura de transición vítrea de 1 corresponde a -28ºC, mientras tras el tratamiento UV y el atemperado (1c) la T_{G} asciende a -5ºC. Aquí se observa de nuevo la influencia del ácido poliacrílico formado por los rayos UV.
Teniendo en cuenta un peso molecular de 1.000.000 y el empleo de un comonómero relativamente no polar, se observa una capacidad de extrusionado muy buena para el polimerizado de salida. Gracias a la baja temperatura de transición vítrea, puede tratarse esta masa en una extrusora de concentración a temperaturas relativamente bajas y un rendimiento alto. Gracias a las bajas temperaturas el poliacrilato apenas se ve afectado, y el peso molecular medio se mantiene constante. Además se evita una gelificación que aparece a elevadas temperaturas. Por el contrario, se concentra de forma claramente más intensa la masa adhesiva polar generada en el soporte con una temperatura de transición vítrea de -5ºC. Los grupos de ácido carboxílico formados en la composición adhesiva forman unos enlaces de puentes de hidrógeno, que permiten incrementar la viscosidad de flujo de este sistema. Esta hipótesis se confirmaba mediante las mediciones DMA. En la figura 3, en el barrido de frecuencia visualizado se averigua la viscosidad de flujo de las composiciones adhesivas a temperatura constante.
Tras la irradiación UV, la viscosidad de flujo de 1 aumenta claramente (ver fig. 3). Esta se corresponde con los valores de la temperatura de transición vítrea previamente medidos. El incremento de la resistencia interna debido a la formación de enlaces de puentes de hidrógeno produce un claro aumento de la viscosidad de flujo. La composición adhesiva generada en el soporte podía concentrarse únicamente a temperaturas muy elevadas.
En total este proceso UV es muy apropiado para la tecnología Hotmelt, para la fabricación de composiciones adhesivas de acrilato altamente viscosas y de elevada resistencia al corte, a partir de masas de acrilato poco viscosas y fácilmente manipulables en una extrusora de concentración.
La irradiación UV selectiva a través de una máscara se realizaba en los ensayos siguientes. La aplicabilidad de este principio podía verificarse mediante un indicador del color. Se fabricaban las composiciones adhesivas de
\hbox{acrilato
siguientes mediante las polimerizaciones radicales (tabla
4):}
TABLA 4
Ejemplo t-BuA (%) 2-EHA (%) MA (%) n-BuA (%)
4 9 81 10 0
5 5 75 20 0
t-BuA = tert.-butilacrilato
2-EHA = acrilato de 2-etilhexilo
MA = acrilato de metilo
n-BuA = acrilato de n-butilo
Las polimerizaciones se llevaban a cabo análogamente a las pruebas 1 y 2, de un modo convencional, en un reactor de vidrio de 2L, con acetona como disolvente, con AIBN (1,1'-azobis(2-metilbutironitrilo)) como iniciador y con isopropanol como regulador. El peso molecular conseguido era de unos 1.000.000 en los ejemplos 4 y 5.
A continuación, se mezclaban los ejemplos 4 y 5 con un 8% de hexafluorofosfato de triarilsulfonio (Cyracure UVI-6990® (UNION CARBIDE)), y con un 0,5% de distintos indicadores de color (rojo de metilo, azul de metileno), se extendían sobre un soporte de láminas de PET y se irradiaban con luz UV a través de diferentes máscaras. Como fuente UV servía un irradiador de cloruro de xenón (VIB 308 Bulb (FUSION)). Podía constatarse que mediante la irradiación selectiva se producen ácidos en los lugares previstos y el indicador de color vira al cambiar el valor del pH.
Para confirmar la realización del proceso se fabricaban las composiciones adhesivas siguientes a escala de laboratorio (tabla 5):
TABLA 5
Ejemplo t-BuA(%) 2-EHA(%) MA(%) n-BuA(%)
6 5 87 6 2
7 10 82 6 2
8 15 77 6 2
t-BuA = tert.-butilacrilato
2-EHA = acrilato de 2-etilhexilo
MA = acrilato de metilo
n-BuA = acrilato de n-butilo
Las polimerizaciones se llevaban a cabo de un modo convencional, en un reactor de vidrio de 2L, con acetona como disolvente, con AIBN (1,1'-azobis(2-metilbutironitrilo)) como iniciador y con isopropanol como regulador. El peso molecular conseguido era de unos 1.000.000 en los ejemplos 6-8. Tras la polimerización, esta masa adhesiva se mezclaba con un 20% molar de hexafluorofosfato de triarilsulfonio (Cyracure UVI-6990® (UNION CARBIDE)), y se aplicaba a una capa de poliéster. La composición adhesiva se recubría por arriba de una lámina delgada, transparente y siliconizada de poliéster y se aplicaba una de las máscaras A, B ó C representadas antes con distinta permeabilidad y diferente estructura.
La irradiación se realizaba en varios ciclos con luz UV (longitud de onda de 308 nm). Tras el atemperado(120ºC) para la activación de la reacción de desprotección se endurecían las muestras mediante rayos de electrones y se analizaba técnicamente el lado irradiado. Para establecer una comparación se han evaluado las referencias 6-8 no irradiadas. Los resultados se muestran en la tabla 6:
TABLA 6
Ejemplo^{a} SSZ 10N, RT (min) Rolling ball (mm) Acero KK (N/cm)
(Prueba A3) (prueba D) (prueba E)
6 2150 140 4,8
7 3220 170 4,6
8 5100 220 4,1
6A >10000 150 4,6
6B >10000 155 4,6
6C >10000 170 4,4
7C >10000 180 4,4
8C >10000 240 4,0
^{a}Todas la muestras son reticuladas con un haz de electrones de 30 kGy
SSZ: controlador del cizallamiento
KK: Fuerza de adherencia
A temperatura ambiente y un kilo de peso de corte como condiciones de medida, se obtenían para las masas de referencia 6-8 unos valores entre 2.150 y 5.100 minutos para los tiempos de cizallamiento. La composición adhesiva 8 posee la máxima temperatura de transición vítrea y es por tanto la más cohesiva. Si estas muestras son irradiadas de forma selectiva, se fabrican segmentos duros y que contienen ácido poliacrílico, que aumentan la cohesión de la masa adhesiva. Todas las muestras tratadas con rayos UV se mantenía durante más de 10.000 minutos en la prueba de corte. Si se comparan estas fuerzas de adherencia medidas, las diferencias son relativamente bajas. Según la temperatura de transición vítrea y la proporción de tert.-butilacrilato en la composición adhesiva, la fuerza de adherencia disminuye solo mínimamente. Las elevadas fuerzas de adherencia pueden explicarse mediante la topografía de la superficie. Los segmentos duros poseen un grosor de capa mínimo, de manera que produce un efecto tipo "botón aspirador", a través del cual las fuerzas de adherencia se mantienen a casi el mismo nivel si se compara con una masa adhesiva no irradiada con luz UV. Lo mismo ocurre para el tack de la masa adhesiva estructurada. Las masas de referencia 6-8 poseen una dureza diferente debido a la proporción variable de tert.-butilacrilato y por tanto también una fuerza de agarre distinta (tack). En la medición Rolling-Ball se observaba que la masa de referencia 8 con la máxima proporción en tert.-butilacrilato con 220 mm posee el tack mínimo. Si se compara ahora con las muestras irradiadas 6c, 7C y 8C, se constata que la pegajosidad(tack) apenas varía a pesar de la elevada resistencia al corte. Esto se correlaciona de nuevo con el "efecto de botón ventosa". Con los ejemplos 6A,6B, 6C se analizaba la influencia de la máscara y por tanto la estructura creada en la composición adhesiva. Las máscaras se eligen según la permeabilidad de la luz UV. Para un 33% de permeabilidad se crean hasta un 33% de segmentos duros que contienen ácido poliacrílico en la masa adhesiva - para un 60% de permeabilidad se crean hasta un 60% de segmentos duros. Si se compara el tack de estas tres masas, se observa que existe una tendencia. Cuanto mayor es la permeabilidad, menor son el tack y la fuerza de adherencia al acero. En total, los efectos son menores al comparar con la masa de referencia 6. Posteriormente, se visualizaba que mediante la irradiación UV selectiva puede aumentar la resistencia al corte de las composiciones adhesivas que contienen tert.-butilacrilato, sin que la fuerza de adherencia o el tack empeoren notablemente. Tras la irradiación UV, se obtenían las muestras poco reticuladas con rayos de electrones (disminución de la dosis de 30 a 18 kGy), de manera que la resistencia al corte se colocaba al nivel de las masas de referencia reticuladas de forma óptima con 30 kGy. Las masas 6C'', 7C'' y 8C'' eran irradiadas a través de una máscara con una permeabilidad del 60%
\hbox{(tabla 7).}
TABLA 7
Ejemplo^{a} SSZ 10N, RT (min) Rolling ball (mm) Acero KK (N/cm)
(Prueba A3) (prueba D) (prueba E)
6c'' 2530 90 6,0
7C'' 3380 110 5,6
8C'' 4890 150 5,3
^{a}Todas la muestras son reticuladas con un haz de electrones de 30 kGy
SSZ: controlador del cizallamiento
KK: Fuerza de adherencia
La comparación de las masas adhesivas 6C'', 7C'' y 8C'' con las referencias 6, 7 y 8 demostraba que las resistencias al corte no han variado mucho debido al diferente endurecimiento con rayos de electrones y luz UV. Pero puede reconocerse un efecto claro en las mediciones del tack y de la fuerza de adherencia. Para una resistencia de corte no modificada, mejora en los tres casos la fuerza de adherencia y el tack al comparar con las referencias.

Claims (8)

1. Poliacrilatos estructurados, que se obtienen mediante la reticulación ocasionada por la radiación UV de una mezcla polimérica de los componentes siguientes:
a) Copolímeros de poliacrilato de los monómeros siguientes
a1)
Ácido acrílico y/o éster de ácido acrílico de la fórmula siguiente
CH_{2}= CH(R^{1})(COOR^{2}),
Donde R^{1} =H ó CH_{3} y R^{2} es una cadena alquílica con 1-20 átomos, hasta el 70-99% en peso, respecto al componente (a),
a2)
monómeros insaturados olefínicos con grupos funcionales, hasta el 0.15% en peso respecto al componente (a),
a3)
tert.-butilacrilato, y hasta el 1-15% en peso respecto al componente (a), y
b) un productor de fotocationes hasta el 0,01-25% en peso respecto a la mezcla polimérica total,
de manera que la estructuración de los poliacrilatos consiste en que en los poliacrilatos existen zonas de elevada reticulación junto a zonas de baja reticulación y/o zonas no reticuladas.
2. Poliacrilatos estructurados conforme a la reivindicación 1, que se caracteriza porque los componentes (a1) presentan hasta el 85-89% en peso respecto al componente (a), y/o el componente (a2) hasta el 4-6% en peso respecto al componente (a), y/o el componente (a3) hasta el 7-9% en peso respecto al componente (a).
3. Poliacrilatos conforme a una de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza porque, a la mezcla polimérica c) hasta un 3% en peso respecto a la mezcla polimérica total, se añade un reticulante di- o multifuncional.
4. Método para la fabricación de poliacrilatos estructurados mediante la reticulación estructurada de mezclas de poliacrilato según una de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza porque la mezcla polimérica de base es irradiada por luz ultravioleta de manera que, solamente determinadas zonas de la mezcla polimérica son expuestas a la radiación.
5. Método para la fabricación de poliacrilatos estructurados mediante la reticulación estructurada de mezclas de poliacrilato según una de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza porque la mezcla polimérica de base es irradiada por luz ultravioleta a través de una máscara agujereada, de manera que solamente determinadas zonas de la mezcla polimérica son expuestas a la radiación.
6. Método para la fabricación de poliacrilatos estructurados mediante la reticulación estructurada de mezclas de poliacrilato según una de las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza porque la mezcla polimérica de base es irradiada por luz ultravioleta a través de una lámina, que presenta en la superficie zonas de distinta permeabilidad a la luz UV, de manera que solamente determinadas zonas de la mezcla polimérica son expuestas a diferentes intensidades de la radiación UV.
7. Uso del poliacrilato conforme a una de las reivindicaciones anteriores como composición adhesiva.
8. Uso del poliacrilato conforme a una de las reivindicaciones anteriores como composición adhesiva para una cinta adhesiva, donde la composición adhesiva de acrilato se presenta como una película de una o dos capas sobre una lámina soporte.
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Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10237950A1 (de) * 2002-08-20 2004-03-11 Tesa Ag UV-initiiert thermisch vernetzte Acrylathaftklebemassen
DE10322899A1 (de) * 2003-05-21 2004-12-16 Tesa Ag UV-transparente Haftklebemasse
DE10358264A1 (de) * 2003-12-11 2005-07-14 Tesa Ag Verfahren zur Herstellung einer Haftklebefolie mit gerasterter Klebefläche
EP1614528A1 (de) 2004-07-01 2006-01-11 Alcan Technology & Management Ltd. Verfahren zur Herstellung eines Verpackungsmaterials
JP4716773B2 (ja) * 2005-04-06 2011-07-06 富士フイルム株式会社 ガスバリアフィルムとそれを用いた有機デバイス
DE102006011159A1 (de) * 2006-03-10 2007-09-13 Benecke-Kaliko Ag Verfahren zur Herstellung einer thermoplastischen Folie
US20080090932A1 (en) * 2006-10-11 2008-04-17 Hexion Specialty Chemicals, Inc. Radiation curable inkjettable adhesive
JP2009292893A (ja) * 2008-06-03 2009-12-17 Seiko Epson Corp 接合方法および接合体
DE102008044982B4 (de) * 2008-08-29 2012-12-06 W. L. Gore & Associates Gmbh Lagenstruktur mit einer Barrierelage, Bekleidungsstück mit einer solchen Lagenstruktur sowie Verfahren zur Herstellung einer solchen Lagenstruktur
EP2329884B1 (de) * 2009-11-04 2012-02-22 Boehringer Ingelheim microParts GmbH Verfahren zur Aushärtung eines Klebstoffs
KR101650693B1 (ko) 2010-03-09 2016-08-25 헨켈 아이피 앤드 홀딩 게엠베하 압력 감응성 접착제를 위한 양이온성 uv­가교성 아크릴 중합체
EP2695926A1 (de) * 2012-08-07 2014-02-12 tesa SE ESH-vernetztes Klebeband zum Ummanteln von insbesondere Kabelsätzen und Verwendung zur Ummantelung
FR3043407B1 (fr) 2015-11-10 2017-11-24 Saint Gobain Performance Plastics France Procede de collage
CN105505247A (zh) * 2016-01-19 2016-04-20 湖北大学 一种uv聚合型核-壳结构丙烯酸酯压敏胶及制备方法
EP3252088B1 (en) 2016-05-31 2018-07-04 Henkel AG & Co. KGaA Cationic pressure sensitive adhesive uv cured by medium mercury bulbs
FR3092583B1 (fr) 2019-02-13 2021-09-03 Saint Gobain Performance Plastics France Assemblage de joint autoadhésif et procédé de fabrication d’un tel assemblage
CN111595840B (zh) * 2020-05-20 2022-07-05 中国科学院新疆理化技术研究所 一种防试剂渗透纸基阵列的制备方法及其应用
CN113244201A (zh) * 2021-05-25 2021-08-13 淮北汇强高分子材料有限公司 一种高羧基含量的部分中和的聚丙烯酸水凝胶贴剂

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4077926A (en) * 1970-11-12 1978-03-07 Rohm And Haas Company Pressure sensitive adhesive containing polymerized alkoxyalkyl ester of unsaturated carboxylic acid
DE2743979C3 (de) 1977-09-30 1981-09-10 Beiersdorf Ag, 2000 Hamburg Verfahren zur Herstellung von mit einer Selbstklebemasse auf Basis vernetzter Polyacrylsäure-Derivate beschichteten Produkten
US4491628A (en) 1982-08-23 1985-01-01 International Business Machines Corporation Positive- and negative-working resist compositions with acid generating photoinitiator and polymer with acid labile groups pendant from polymer backbone
US4968581A (en) 1986-02-24 1990-11-06 Hoechst Celanese Corporation High resolution photoresist of imide containing polymers
US4900624A (en) 1987-03-25 1990-02-13 Kendall Company Novel adhesives and tapes including same
US4810613A (en) 1987-05-22 1989-03-07 Hoechst Celanese Corporation Blocked monomer and polymers therefrom for use as photoresists
DE3721741A1 (de) 1987-07-01 1989-01-12 Basf Ag Strahlungsempfindliches gemisch fuer lichtempfindliche beschichtungsmaterialien
DE3817452A1 (de) 1988-05-21 1989-11-30 Basf Ag An der luft mit ultravioletten strahlen vernetzbare schmelzhaftkleber
DE3914374A1 (de) 1989-04-29 1990-10-31 Basf Ag Durch ultraviolette strahlung unter luftsauerstoffatmosphaere vernetzbare copolymerisate
DE3942232A1 (de) 1989-12-21 1991-06-27 Beiersdorf Ag Schmelzhaftkleber auf acrylatbasis
US5045431A (en) * 1990-04-24 1991-09-03 International Business Machines Corporation Dry film, aqueous processable photoresist compositions
US5071730A (en) * 1990-04-24 1991-12-10 International Business Machines Corporation Liquid apply, aqueous processable photoresist compositions
JPH0539444A (ja) * 1990-11-30 1993-02-19 Hitachi Chem Co Ltd ポジ型感光性アニオン電着塗料樹脂組成物、これを用いた電着塗装浴、電着塗装法及びプリント回路板の製造方法
AU1641492A (en) * 1991-02-28 1992-10-06 Minnesota Mining And Manufacturing Company Multi-stage irradiation process for production of acrylic based adhesives and adhesives made thereby
EP0594109A1 (en) 1992-10-19 1994-04-27 Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation Hindered-hydroxyl functional (meth)acrylate esters, copolymers containing them and compositions including same
JP3203995B2 (ja) 1993-12-24 2001-09-04 ジェイエスアール株式会社 感放射線性樹脂組成物
US5580694A (en) * 1994-06-27 1996-12-03 International Business Machines Corporation Photoresist composition with androstane and process for its use
MX9708641A (es) 1995-05-10 1998-02-28 Avery Dennison Corp Adhesivos sensibles a la presion, en base a acrilico, pigmentados, curados con radiacion ultravioleta, y metodo para la fabricacion de los mismos.
US5861231A (en) 1996-06-11 1999-01-19 Shipley Company, L.L.C. Copolymers and photoresist compositions comprising copolymer resin binder component
JP3297324B2 (ja) 1996-10-30 2002-07-02 富士通株式会社 レジスト組成物、レジストパターンの形成方法及び半導体装置の製造方法
US6103316A (en) * 1998-07-17 2000-08-15 3M Innovative Properties Company Method of making electron beam polymerized emulsion-based acrylate pressure sensitive adhesives

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Publication number Publication date
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