ES2239079T3 - Cinta de proteccion contra la intemperie y metodo para producir la misma. - Google Patents
Cinta de proteccion contra la intemperie y metodo para producir la misma.Info
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- C09J2423/00—Presence of polyolefin
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Abstract
¿ Una cinta adhesiva bifuncional que comprende: (A)una capa de resina adhesiva activable en caliente, en la cual la resina es un polímero de uno o más monómeros seleccionados del grupo constituido por olefinas, y (B)una capa de adhesivo de contacto, que comprende un adhesivo de contacto de tipo acrílico, en la cual dicha capa de adhesivo de contacto está unida permanente y directamente a una primera superficie mayor de dicha capa de adhesivo activable en caliente, y en la cual la expresión unida permanentemente significa que la resistencia de adhesión entre dicha capa de adhesivo de contacto y dicha capa de adhesivo activable en caliente es mayor que la resistencia interna de la capa de adhesivo de contacto propiamente dicha, en donde dicha primera superficie mayor ha sido sometida a tratamiento
Description
Cinta de protección contra la intemperie y método
para producir la misma.
La presente invención se refiere a una cinta
adhesiva bifuncional (a la que se hace referencia a menudo como
cinta de protección contra la intemperie), más específicamente a una
cinta adhesiva que comprende una capa de adhesivo poliolefínico
activable en caliente y una capa de adhesivo de contacto de tipo
acrílico, en la cual dicha capa de adhesivo de contacto está unida
permanente y directamente a una primera superficie mayor de dicha
capa de adhesivo activable en caliente.
Los adhesivos de contacto son muy populares para
uso en cintas de fijación. Su uso permite una fijación fácil y
rápida de componentes de productos sin el uso de herramientas,
adhesivos líquidos complicados o cierres mecánicos. Los adhesivos de
contacto están disponibles con una gran diversidad de propiedades
que dependen de la aplicación particular, v.g. del tipo de sustrato.
Los adhesivos de contacto de tipo acrílico están disponibles
fácilmente y proporcionan un equilibrio satisfactorio de propiedades
de adherencia, cizallamiento y desprendimiento sobre una diversidad
de sustratos y a costes relativamente bajos.
Los cierres herméticos y juntas de cinta de
protección contra la intemperie domésticos y para automoción se
fabrican comúnmente a partir de materiales tales como
etileno-propileno-monómero diénico y
neopreno. Estas composiciones se caracterizan como elastómeros de
baja energía superficial.
Durante muchos años ha existido un deseo de
productos poliolefínicos recubiertos con adhesivos de contacto en
los cuales el adhesivo de contacto se una firmemente a la
poliolefina y se mantenga así a temperaturas elevadas. Aunque es
comparativamente fácil unir adhesivos de contacto de tipo caucho a
sustratos poliolefínicos, la unión adhesiva tiende a debilitarse y
el producto a verse sujeto a fallo a temperaturas de aproximadamente
65ºC o más altas. Aunque los adhesivos de contacto de tipo acrílico
tienen una resistencia excelente al calor, los mismos no se unen
normalmente de modo eficaz a sustratos poliolefínicos. De hecho, las
películas poliolefínicas se utilizan frecuentemente como forros de
desprendimiento para adhesivos acrílicos.
Se han intentado diversos tipos de tratamientos a
fin de aumentar la adhesión entre un sustrato poliolefínico y un
adhesivo de contacto. Sin embargo, la duración del tratamiento
superficial ha representado a menudo un problema. Se ha intentado
también el uso de una capa o recubrimiento de material que es un
sustrato satisfactorio para el adhesivo. Sin embargo, el punto débil
en este sistema es la interfase entre la poliolefina y el
recubrimiento.
Por ejemplo, adhesivos poliolefínicos activables
en caliente, v.g., polietileno, polipropileno, o
poli-alómero (un copolímero
etileno-propileno) son bien conocidos para uso sobre
sustratos poliolefínicos. Sin embargo, tales adhesivos no
proporcionan la comodidad de procesamiento y aplicación de los
adhesivos de contacto. Adicionalmente, tales adhesivos no redundan
en una eficiencia elevada sobre todas las superficies de baja
energía. En particular, los adhesivos poliolefínicos activables en
caliente no proporcionan una unión suficientemente permanente a los
adhesivos de contacto de tipo acrílico.
El documento
EP-B-0 679 123 se refiere a un
perfil de material compuesto que tiene un perfil de cierre hermético
y una cinta adhesiva, en el cual la cinta adhesiva tiene una capa
flexible de soporte, en el cual una capa de adhesivo cubierta con un
forro susceptible de desprendimiento se aplica a una primera
superficie de la capa de soporte, en el cual la capa de soporte está
hecha de espuma, y en el cual una segunda superficie de la capa de
soporte opuesta a la primera superficie está unida con una
superficie contraria del perfil de cierre hermético para formar un
perfil de material compuesto, caracterizado porque al menos la
segunda superficie de la capa de soporte está fundida por aplicación
de calor a 100ºC hasta 400ºC y está soldada con la superficie
contraria precalentada del perfil de cierre hermético.
El documento
EP-A-0 384 598 describe una cinta
adhesiva bifuncional que incluye una capa de un adhesivo activable
en caliente y una capa de adhesivo de contacto que se produce por
adherencia del adhesivo de contacto a una capa de imprimación
injertada por radiación ionizante aplicada sobre el adhesivo
activable en caliente.
El documento
US-A-4.563.388 describe un producto
adhesivo que comprende un sustrato poliolefínico y un adhesivo de
contacto de tipo acrílico que está unido por medio de un
recubrimiento vinílico polimerizado por injerto, aplicado sobre el
sustrato poliolefínico.
Se ha encontrado que las cintas adhesivas
bifuncionales conocidas con anterioridad que incorporan capa de
poliolefina activable en caliente y una capa intermedia son
propensas a rigidez causada por la selección de la capa de
poliolefina. La rigidez de la capa de poliolefina activada en
caliente puede contribuir a rigidez de la construcción total de la
cinta de protección contra la intemperie y dificulta la manipulación
de la misma por los usuarios finales. Una rigidez excesiva hace
también la cinta menos conformable y por tanto difícil de aplicar a
superficies curvadas irregularmente, en particular las encontradas
en operaciones de sellado de puertas de automóvil.
Además, la aplicación de una capa intermedia
adicional es muy intensiva en mano de obra y costes. El uso de tales
capas intermedias no produce tampoco una unión totalmente
satisfactoria en una gran diversidad de condiciones. Cierres del
tipo descrito en las patentes mencionadas anteriormente son
particularmente útiles en la industria del automóvil. Sin embargo,
los interiores de automóviles, están sujetos a menudo a condiciones
extremas de temperatura y humedad, por ejemplo cuando un automóvil
cerrado permanece al sol durante períodos de tiempo prolongados y/o
cuando se ha dejado que entre humedad en el interior del
vehículo.
Se ha encontrado ahora que la unión entre la
poliolefina y el adhesivo de contacto se debilita en presencia de
humedad incluso cuando se utiliza una capa intermedia de imprimación
o injerto, causando con ello desestratificación y desintegración de
la cinta.
Se conoce adicionalmente una cinta adhesiva
bifuncional que tiene una resina activable en caliente unida a una
capa de adhesivo acrílico en la cual la capa de resina activable en
caliente es una capa de un copolímero de etileno y ácido acrílico.
Una desventaja de este tipo de cinta adhesiva bifuncional es su baja
resistencia térmica.
Es un deseo de la presente invención resolver las
desventajas de la técnica anterior y resolver en particular los
problemas encontrados previamente cuando se unen adhesivos
poliolefínicos activables en caliente a adhesivos de contacto. Es
deseable también proporcionar una cinta bifuncional que pueda
resistir humedad alta y/o temperaturas extremadas sin sufrir
desintegración en sus componentes de tal modo que la cinta
bifuncional pueda utilizarse fiablemente en la unión, v.g., de
empaquetaduras de caucho en un vehículo, en particular un vehículo a
motor tal como un automóvil. Un deseo adicional es proporcionar una
cinta adhesiva que tenga características de procesabilidad
mejoradas, particularmente durante el calentamiento y/o la unión de
la capa HAA. Deseablemente, la invención proporciona también una
cinta adhesiva bifuncional comercialmente valiosa y un método para
su producción. Preferiblemente, la cinta adhesiva es cómoda de
manipular y fácil de aplicar y, deseablemente, tiene una
flexibilidad satisfactoria.
En un primer aspecto, la presente invención
proporciona una cinta adhesiva que comprende: (A) una capa de resina
adhesiva activable en caliente, en la cual la resina es un polímero
de uno o más monómeros seleccionados del grupo constituido por
olefinas, y (B) una capa de adhesivo de contacto, que comprende un
adhesivo de contacto de tipo acrílico, en la cual dicha capa de
adhesivo de contacto está unida permanente y directamente a una
primera superficie mayor de dicha capa de resina adhesiva activable
en caliente.
En un segundo aspecto, la presente invención
proporciona un artículo de material compuesto que comprende la cinta
de acuerdo con el primer aspecto de la presente invención y un
artículo de caucho unido a la segunda superficie mayor de la capa de
resina adhesiva activable en caliente (A).
En un tercer aspecto, la presente invención
proporciona un método de fabricación de la cinta de acuerdo con la
presente invención, comprendiendo el método los pasos de: (a)
extruir una capa de resina adhesiva activable en caliente, (b)
someter a tratamiento corona con N_{2} una superficie mayor de
dicha capa de resina adhesiva activable en caliente, (c) aplicar una
capa de adhesivo de contacto acrílico sobre la superficie sometida a
tratamiento corona con N_{2} de dicha capa de resina adhesiva
activable en caliente.
En un cuarto aspecto, la presente invención
proporciona un artículo intermedio que comprende la capa de resina
adhesiva activable en caliente (A) unida a una capa de soporte de
modo que puede desprenderse.
La presente invención proporciona también un
vehículo que comprende el artículo de material compuesto.
La expresión "unión permanente" o "unido
permanentemente", tal como se utiliza en la presente invención,
hace referencia a la unión entre la capa de adhesivo activable en
caliente y la capa de adhesivo de contacto, y típicamente significa
que la resistencia de adhesión entre la capa de adhesivo de contacto
y la capa de adhesivo activable en caliente es mayor que la
resistencia interna de la capa de adhesivo de contacto propiamente
dicha. Preferiblemente, la resistencia de adhesión no exhibe una
disminución significativa a lo largo de cierto período de tiempo
(v.g. al menos una semana, típicamente un año, preferiblemente a lo
largo de varios años, por ejemplo a lo largo de un período de más de
10 años) y mediante aplicación de fuerzas, tales como fuerzas de
desprendimiento o desestratificación.
"Disminución significativa" en la
resistencia de adhesión significa una disminución en la resistencia
de adhesión de más de 5%, particularmente de más de 2,5% del valor
inicial. En una realización preferida, la resistencia de adhesión
entre la capa de adhesivo de contacto y la capa de adhesivo
activable en caliente es sustancialmente la misma después de una
semana de inmersión en agua a 40ºC (es decir, la diferencia en la
resistencia de adhesión es menor que 7%, preferiblemente menor que
5%, y todavía más preferiblemente menor que 1%).
En una realización preferida, una unión
permanente de acuerdo con la presente invención es tal que da como
resultado el fallo cohesivo de la capa de adhesivo de contacto (es
decir, escupidura de la misma) en lugar de dar como resultado el
fallo adhesivo de la unión entre la capa de adhesivo activable en
caliente y la capa de adhesivo de contacto cuando el ensayo de
despegado en T se lleva a cabo a 300 mm/min. Dicho de otro modo, la
resistencia de adhesión entre la capa de adhesivo de contacto y la
capa de adhesivo activable en caliente es mayor que la resistencia
interna de la capa de adhesivo de contacto propiamente dicha.
La expresión "unida directamente", tal como
se utiliza en la presente invención, significa que la capa de
adhesivo de contacto está unida a la capa de resina adhesiva
activable en caliente sin el uso de cualesquiera capas intermedias
dispuestas entre la capa de adhesivo activable en caliente y la capa
de adhesivo de contacto, tales como capas de imprimación o capas
intermedias polimerizadas por injerto a una de las capas
adhesivas.
La resina adhesiva utilizada en la capa de resina
adhesiva activable en caliente (A) (a la que se hace referencia
algunas veces en lo sucesivo como HAA) de acuerdo con la presente
invención es un polímero de uno o más monómeros olefínicos y se hace
referencia también a ella en lo sucesivo como una poliolefina
activable en caliente.
La expresión "activable en caliente" se
utiliza convencionalmente en la técnica de la tecnología de los
adhesivos y significa que a fin de "activar" el adhesivo el
mismo precisa ser sometido a un tratamiento térmico, por regla
general entre aproximadamente 60ºC y aproximadamente 200ºC, a fin de
permitir que la capa de resina activable en caliente se una al
sustrato deseado. Se prefiere que la superficie de la capa HAA se
reblandezca por aplicación de una temperatura próxima a su punto de
reblandecimiento, de modo muy preferible ligeramente por encima de
su punto de fusión para alcanzar una unión satisfactoria.
Ejemplos de resinas poliolefínicas útiles
activables en caliente son homopolímeros poliolefínicos, tales como
polietileno, polipropileno, copolímeros poliolefina/poliolefina,
tales como copolímeros etileno/propileno (a los que se hace
referencia a menudo como polialómero) y mezclas de los mismos.
Mezclas adecuadas incluyen mezclas de polietileno
y polipropileno en diversas relaciones. Los copolímeros adecuados
pueden ser atácticos, isotácticos, aleatorios, de bloques o de
impacto.
Las resinas poliolefínicas activables en caliente
preferidas de la invención se adhieren eficazmente a sustratos tanto
termoplásticos como termoendurecibles. Los adhesivos adquieren un
alto grado de mezcladura interfacial compatible con un sustrato
termoplástico cuando se funden, lo cual produce, después del
enfriamiento, una adhesión muy fuerte. Con un sustrato
termoendurecible, los adhesivos fundidos alcanzan una humectación
excelente de la superficie del sustrato, produciendo de nuevo una
resistencia de adhesión elevada una vez enfriados.
En una realización de la presente invención, se
prefiere un copolímero propileno/etileno que tiene un contenido de
etileno de hasta aproximadamente 10% en peso para uso en la capa de
resina adhesiva activable en caliente.
Polímeros poliolefínicos que se han endurecido y
se han hecho resistentes al impacto por medio de la incorporación de
segmentos elastómeros en la cadena del polímero pueden ser también
útiles. Copolímeros de impacto adecuados incluyen copolímero de
impacto basado en polipropileno o en polietileno, por ejemplo
copolímero de impacto de polipropileno que contiene una fase
elastómera etileno-propileno.
En otra realización, la resina es una mezcla de
polietileno y polipropileno. Preferiblemente, el polietileno se
utiliza en una cantidad de 5 a 30% en peso, más preferiblemente de
10 a 25% en peso, basada en el peso total de la mezcla, y el
polipropileno se utiliza en una cantidad de 95 a 7% en peso, más
preferiblemente en una cantidad de 90 a 75% en peso, basada en el
peso total de la mezcla.
La resina adhesiva activable en caliente de
acuerdo con la presente invención exhibe preferiblemente una de las
características seleccionadas de un punto de fusión de
aproximadamente 120 a aproximadamente 170ºC (con preferencia de
aproximadamente 130 a aproximadamente 165ºC), un índice de fluidez
en fusión de aproximadamente 2 a 18 g/10 min (con preferencia de
aproximadamente 5 a 9 g/10 min), una resistencia a la rotura por
tracción de aproximadamente 25 a aproximadamente 45 N/cm^{2} (con
preferencia de aproximadamente 30 a 40 N/cm^{2}), un
módulo-e para elongación 100% de aproximadamente 10
a aproximadamente 20 N/cm^{2} (con preferencia de aproximadamente
12 a aproximadamente 16 N/cm^{2}), y una elongación a la rotura de
aproximadamente 200 a aproximadamente 450% (con preferencia de
aproximadamente 230 a aproximadamente 400%). Más preferiblemente, la
resina adhesiva activable en caliente exhibe al menos dos, más
preferiblemente al menos tres y todavía más preferentemente la
totalidad de las características arriba mencionadas.
Poliolefinas activables en caliente adecuadas y
disponibles comercialmente incluyen los copolímeros de polipropileno
de nombre comercial Finapro™, tales como los de la designación
Finapro 5660, Finapro 8780, Finapro 5642 y Finapro 5712 (disponibles
de ATOFINA Petrochemicals), los copolímeros etileno/propileno de
nombre comercial Eltex P™, tales como KS 414, KS 409, o KL 467
(disponibles de Solvay Polymers), o los de designación comercial
Novolen™, tales como MC 3200 (disponible de Targor GmbH,
Ludwigshafen, Alemania).
El espesor de la capa HAA viene determinado por
el uso final de la cinta adhesiva, estando comprendidos los
espesores típicos en el intervalo de aproximadamente 30 a 300
\mum.
Si se desea, la capa de resina adhesiva activable
en caliente puede contener también ingredientes no resinosos, tales
como aditivos convencionales. Tales aditivos pueden incluir cargas,
pigmentos, colorantes, agentes de reticulación, agentes de ajuste de
la viscosidad, dispersantes, adyuvantes de extrusión y mezclas de
los mismos.
La capa de adhesivo de contacto (B) de acuerdo
con la presente invención comprende un adhesivo de contacto de tipo
acrílico. Preferiblemente, la capa de adhesivo de contacto está
constituida esencialmente por un adhesivo de contacto de tipo
acrílico.
Adhesivos de contacto de tipo acrílico útiles
incluyen los conocidos por las personas expertas en la técnica.
Adhesivos de contacto particularmente útiles incluyen adhesivos de
contacto acrílicos polimerizados por radiación ultravioleta.
Preferiblemente, estos adhesivos de contacto se preparan a partir de
una composición que comprende al menos un monómero de acrilato de
alquilo, preferiblemente un éster acrilato insaturado monofuncional
de un alcohol no terciario, cuyas moléculas tienen con preferencia
desde aproximadamente 4 a aproximadamente 14 átomos de carbono.
Dichos monómeros incluyen, v.g., acrilato de isooctilo, acrilato de
2-etil-hexilo, acrilato de
isononilo, acrilato de decilo, acrilato de dodecilo, acrilato de
butilo, y acrilato de hexilo. Los monómeros de acrilato de alquilo
pueden utilizarse para formar homopolímeros o los mismos pueden
copolimerizarse con monómeros copolimerizables polares. Cuando se
copolimeriza con monómeros copolimerizables fuertemente polares, el
monómero de acrilato de alquilo comprende por lo general al menos
aproximadamente 75% de los polímeros fotopolimerizables. Cuando se
copolimeriza con monómeros copolimerizables moderadamente polares,
el monómero de acrilato de alquilo comprende por lo general al menos
aproximadamente 60% del polímero fotopolimerizable.
Los monómeros copolimerizables polares pueden
seleccionarse de monómeros copolimerizables fuertemente polares
tales como ácido acrílico, ácido itacónico, acrilatos de
hidroxialquilo, acrilatos de cianoalquilo, acrilamidas o acrilamidas
sustituidas, o de monómeros copolimerizables moderadamente polares,
tales como N-vinil-pirrolidona,
acrilonitrilo, cloruro de vinilo, o ftalato de dialilo. Cuando se
utilizan monómeros fuertemente polares, aquéllos comprenden con
preferencia desde aproximadamente 1 a aproximadamente 25 partes, con
preferencia desde aproximadamente 4 a aproximadamente 20 partes del
copolímero acrílico. Cuando se utilizan monómeros moderadamente
polares, aquéllos comprenden con preferencia desde aproximadamente
20 a aproximadamente 40 partes del copolímero acrílico.
La composición que comprende los monómeros
polimerizables puede contener también un fotoiniciador a fin de
inducir la polimerización de los monómeros. Fotoiniciadores útiles
incluyen éteres de benzoína, tales como metil-éter de benzoína o
isopropil-éter de benzoína, éteres de benzoína sustituidos, tales
como metil-éter de anisol, derivados de acetofenona sustituidos,
tales como 2,2-dietoxiacetofenona y
2,2-dimetoxi-2-fenilacetofenona,
alfa-cetoles sustituidos, tales como
2-metil-2-hidroxipropiofenona,
cloruros de sulfonilo aromáticos, tales como cloruro de
2-naftaleno-sulfonilo, y oximas
fotoactivas, tales como
1-fenil-1,1-propanodiona-2(O-etoxicarbonil)-oxima.
Preferiblemente, el fotoiniciador está presente en una cantidad de
aproximadamente 0,01 a aproximadamente 1 parte por cien partes (pph)
de los monómeros acrílicos de las composiciones adhesivas de
contacto.
La composición fotopolimerizable puede contener
también un agente de reticulación para mejorar la resistencia
térmica. Agentes de reticulación preferidos para adhesivos de
contacto acrílicos son acrilatos multifuncionales tales como
diacrilatos de 1,6-hexanodiol, así como los
descritos en el documento
US-A-4.379.201, tales como
triacrilato de trimetilolpropano, tetraacrilato de pentaeritritol,
diacrilato de 1,2-etilen-glicol, y
diacrilato de 1,2-dodecanodiol. Otros agentes
reticuladores útiles incluyen triazinas sustituidas, tales como las
descritas en los documentos
US-A-4.329.384,
US-A-4.391.687,
US-A-4.330.590, v.g.,
2,4-bis(triclorometil)-6-(3,4-dimetoxifenil)-s-triazina
y otras halógeno-s-triazinas
cromóforas. Cuando se utiliza, el agente de reticulación está
presente en una cantidad de aproximadamente 0,01 a aproximadamente 1
pph, en donde pph significa partes (adicionales) por cien partes de
la composición total.
En una realización preferida, la capa de adhesivo
de contacto comprende una membrana de adhesivo de contacto alveolar
acrílica como se describe en el documento
US-A-4.415.615. Una membrana de
adhesivo de contacto alveolar se fabrica por los pasos de
- (a)
- convertir en espuma una composición que es polimerizable para dar un estado adhesivo de contacto,
- (b)
- aplicar en forma de capa la espuma sobre un respaldo, y
- (c)
- polimerizar la espuma aplicada en forma de capa in situ hasta un estado adhesivo de contacto para proporcionar una membrana de adhesivo de contacto que tiene una estructura alveolar.
La transformación en espuma puede realizarse
convenientemente por batido de un gas en la composición
polimerizable. Después de aplicar en forma de capa la composición
transformada en espuma sobre un respaldo, la polimerización puede
iniciarse por radiación ultravioleta como se expone en el documento
US-A-4.181.752. Cuando se desea
dicha fotopolimerización, se utiliza preferiblemente un gas
espumante inerte, dado que el aire tiende a inhibir la
fotopolimerización. Dióxido de carbono y nitrógeno son gases
espumantes preferidos.
En otra realización preferida, la capa de
adhesivo de contacto puede ser una capa de tipo alveolar. Tales
capas de adhesivo de tipo alveolar pueden prepararse a partir de una
composición monómera que comprende microesferas. Microesferas
adecuadas incluyen microesferas de vidrio o polímeras. Las
microesferas deberían tener un diámetro medio de 10 a 200
micrómetros, y comprender desde aproximadamente 5 a aproximadamente
65 por ciento en volumen de la capa de núcleo. El espesor de las
capas de tipo alveolar en cintas preferidas de la presente invención
está comprendido entre 0,3 mm y aproximadamente 4,0 mm de
espesor.
Las microesferas de vidrio preferidas tienen
diámetros medios de aproximadamente 50 \mum. Cuando se utilizan
microesferas de vidrio, la capa de adhesivo de contacto debería
tener un espesor de al menos tres veces su diámetro, preferiblemente
al menos siete veces. El espesor de las capas que contienen tales
microesferas de vidrio debería ser al menos seis veces,
preferiblemente al menos veinte veces el de cada capa exenta de
microesferas.
Las microesferas polímeras son útiles también
para algunas composiciones tales como las descritas en los
documentos US-A-3.615.972,
US-A-4.075.238,
US-A-4.287.308, y
US-A-4.855.170. Tales microesferas
están disponibles de Kema Nord Plastics bajo el nombre comercial
"Expancel" y de Matsumoto Yushi Seiyaku bajo el nombre
comercial "Micropearl". En forma expandida, las microesferas
tienen una densidad específica de aproximadamente
0,02-0,036 g/cm^{3}. Es posible incluir las
microesferas no expandidas en la capa de núcleo y calentarlas
subsiguientemente para causar expansión, pero generalmente se
prefiere incorporar en la mezcla las microesferas expandidas. Este
proceso asegura que las microesferas huecas en la capa de núcleo
final están rodeadas sustancialmente por al menos una capa delgada
de adhesivo.
En una realización muy preferida, la cinta
adhesiva de la presente invención puede comprender una segunda capa
de adhesivo de contacto. Dicha segunda capa está constituida por un
copolímero acrílico polimerizado que puede incorporar monómeros
acrílicos similares o distintos en espesores iguales o diferentes,
que tienen aditivos similares o diferentes de los copolímeros
acrílicos contenidos en la primera capa de adhesivo de contacto. En
una realización de este tipo, una capa es preferiblemente un
adhesivo acrílico de contacto de tipo alveolar y la segunda capa es
un adhesivo acrílico de contacto de tipo no alveolar.
Otros materiales útiles que pueden incorporarse
por mezcla en la primera y/o segunda capa de adhesivo de contacto
incluyen cargas, pigmentos, agentes reforzantes fibrosos, telas
tejidas y no tejidas, agentes espumantes, antioxidantes,
estabilizadores, agentes retardantes del fuego, y agentes de ajuste
de la viscosidad.
Un material de carga especialmente útil es una
sílice hidrófoba como se describe en los documentos
US-A-4.710.536 y
US-A-4.749.590. En una realización
preferida de la presente invención, la capa de adhesivo de contacto
comprende además desde aproximadamente 2 a aproximadamente 15 pph de
una sílice hidrófoba que tiene una superficie específica de al menos
10 m^{2}/g.
Las composiciones adhesivas de contacto se
preparan preferiblemente uniendo en una premezcla los monómeros
fotopolimerizables y el fotoiniciador. Esta premezcla se polimeriza
parcialmente hasta un intervalo de viscosidad de aproximadamente 500
cps a aproximadamente 5.000 cps, tal como se mide de acuerdo con el
método ASTM 4016/93, hasta producir una resina sintética siruposa
susceptible de aplicación en forma de capa. Alternativamente, los
monómeros pueden mezclarse con un agente tixotrópico tal como sílice
de combustión hidrófila hasta alcanzar un espesor susceptible de
aplicación en forma de capa. El o los agentes de reticulación y
cualesquiera otros ingredientes opcionales se añaden a la resina
sintética siruposa antes de la reticulación y polimerización in
situ.
En la cinta adhesiva de acuerdo con la presente
invención, la capa de adhesivo de contacto está unida permanente y
directamente a una primera superficie mayor de dicha capa de resina
adhesiva activable en caliente. En particular, la cinta adhesiva de
la presente invención no incluye una capa intermedia entre la capa
de resina adhesiva activable en caliente y la capa de adhesivo de
contacto, tales como capas del tipo utilizado previamente para unir
el adhesivo de contacto a las capas de imprimación de tipo HAA o
capas de polímero de tipo acrílico injertadas en la HAA.
La fuerza de unión entre el adhesivo de contacto
y la HAA es tal que da como resultado fallo cohesivo de la capa de
adhesivo de contacto en lugar de dar como resultado fallo adhesivo
de la unión adhesivo de contacto/HAA en el caso del ensayo de
despegado en T a una tasa de 300 mm/min, lo que indica que la
resistencia de adhesión adhesivo de contacto/HAA es mayor que la
resistencia interna de la capa de adhesivo de contacto propiamente
dicha, aun cuando no se utiliza capa intermedia alguna. La cinta
adhesiva de la presente invención puede soportar condiciones
ambientales extremas tales como temperaturas altas y/o humedad
elevada durante un período de tiempo prolongado.
Dado que no es necesaria capa intermedia alguna,
la cinta de la presente invención es económicamente más valiosa en
comparación con cintas convencionales y puede producirse a costes
razonables.
La primera superficie mayor de la capa HAA puede
someterse a tratamiento en corona con N_{2} como se describe con
respecto al método de acuerdo con la presente invención. En una
realización preferida, el tratamiento en corona con N_{2} es tal
que da como resultado una energía superficial medida de acuerdo con
DIN 53364 de al menos aproximadamente 40 dinas/cm, de modo
preferible al menos aproximadamente 45, y de modo muy preferible al
menos aproximadamente 50 dinas/cm.
La cinta adhesiva puede incluir adicionalmente
una capa de soporte unida a la superficie más externa, es decir a la
segunda superficie mayor de la capa de resina adhesiva activable en
caliente (A). La capa de soporte no está restringida
particularmente, y pueden emplearse una diversidad de materiales
para la capa de soporte. El material para la capa de soporte se
selecciona preferiblemente sobre la base de las propiedades de la
resina HAA específica empleada, y la estabilidad y manejabilidad
deseadas del artículo final o intermedio. Por ejemplo, la capa de
soporte puede estar constituida por polímeros poliéster, tales como
poli(tereftalato de etileno). El material de la capa de
soporte debería seleccionarse de tal modo que la segunda superficie
mayor de la capa HAA pueda unirse a la capa de soporte de modo que
se pueda desprender. Preferiblemente, la fuerza de desprendimiento
entre la capa HAA y la capa de soporte está comprendida entre
aproximadamente 20 cN/2,54 cm y aproximadamente 120 cN/2,54 cm. La
capa de soporte puede tratarse de diversas maneras conocidas, a fin
de proporcionar el valor deseado de la fuerza de desprendimiento.
Tratamientos adecuados incluyen imprimación química, tratamiento
corona, o uso de una capa de unión.
Preferiblemente, una capa de soporte adecuada
tiene un espesor de aproximadamente 50 a aproximadamente 100 \mum,
de modo más preferible aproximadamente 60 a aproximadamente 80
\mum.
La presente invención se refiere también a un
artículo intermedio que comprende la capa de resina adhesiva
activable en caliente (A) de acuerdo con la presente invención unida
de modo que puede desprenderse en una superficie mayor (la segunda
superficie mayor, es decir aquella superficie que no estará unida a
la capa de adhesivo de contacto de tipo acrílico) a la capa de
soporte mencionada anteriormente.
La cinta de la presente invención puede
producirse por un método que comprende los pasos de: (a) extruir una
capa de resina adhesiva activable en caliente, (b) someter a
tratamiento corona con N_{2} una superficie mayor de dicha capa de
resina adhesiva activable en caliente, (c) aplicar una capa de
adhesivo de contacto acrílico sobre la superficie sometida a
tratamiento corona con N_{2} de dicha capa de resina adhesiva
activable en caliente.
La extrusión de la capa de poliolefina activable
en caliente puede realizarse de acuerdo con métodos conocidos en la
técnica, por ejemplo por medio de equipo de extrusión
convencional.
El paso (a) puede incluir también extruir la HAA
sobre una capa de soporte adecuada, proporcionando con ello el
artículo intermedio de acuerdo con la presente invención. Si está
presente una capa de soporte, la HAA se unirá a ella por su segunda
superficie mayor.
El tratamiento corona se lleva a cabo por
exposición de al menos la primera superficie mayor de la capa de
resina adhesiva activable en caliente a una descarga eléctrica. El
tratamiento puede realizarse en cualquier equipo comercial de
tratamiento corona como será conocido por los expertos en la
técnica, por ejemplo como se describe en los documentos
US-A-3.639.134,
US-A-5.639.546 ó
US-A-5.905.099. De acuerdo con la
presente invención, el tratamiento corona se lleva a cabo en una
atmósfera de nitrógeno gaseoso.
La cantidad de energía aplicada puede variar
dependiendo de la potencia neta, la anchura de los electrodos, la
velocidad y otros parámetros como será conocido por las personas
expertas en la técnica. La densidad de energía de descarga está
comprendida convenientemente entre aproximadamente 15 y
aproximadamente 500 vatios/m^{2}/minuto, con preferencia entre
aproximadamente 80 y aproximadamente 250 vatios/m^{2}/minuto. La
densidad de energía puede calcularse por la ecuación
Densidad de
energía [vatios/m^{2}/minuto] = Potencia Neta [W]/(Anchura de
Electrodo [m] x Velocidad de línea
[cm/mm]).
En una realización preferida, el tratamiento
corona con N_{2} es tal que dé como resultado una energía
superficial tal como se mide de acuerdo con DIN 53364 de al menos
aproximadamente 40 dinas/cm, con preferencia al menos
aproximadamente 45, y de modo muy preferible al menos
aproximadamente 50 dinas/cm.
Después de haber sometido a tratamiento corona
una superficie mayor de la capa de resina adhesiva activable en
caliente, se aplica una capa de adhesivo de contacto acrílico sobre
la superficie sometida a tratamiento corona.
El espacio de tiempo entre el tratamiento corona
y la aplicación del adhesivo de contacto acrílico no debe ser
demasiado largo. El adhesivo de contacto acrílico se aplica
típicamente dentro de un período no mayor que 6 meses,
preferiblemente no mayor que 3 meses, y más preferente dentro de un
mes. De modo muy preferible, el adhesivo de contacto de tipo
acrílico se aplica posteriormente a haber sometido a tratamiento
corona con N_{2} la capa HAA.
En una realización preferida, el paso (c)
comprende estratificar una capa preformada de adhesivo de contacto
acrílico sobre la superficie sometida a tratamiento corona con
N_{2} de dicha capa de resina activable en caliente. En esta
realización, la capa HAA puede ser transparente o no transparente, y
puede incluir pigmentos o colorantes capaces de absorber una
cantidad sustancial de radiación.
En una realización particularmente preferida, el
paso (c) comprende aplicar una capa de una composición acrílica
curable por radiación sobre dicha superficie sometida a tratamiento
corona con N_{2} y curar por radiación la composición in
situ. En esta realización, la capa HAA es preferiblemente
transparente y no absorbe una cantidad sustancial de radiación
durante el curado por radiación del adhesivo de contacto.
Preferiblemente, la HAA en esta realización no incluye colorantes y
pigmentos capaces de absorber una cantidad sustancial de la
radiación utilizada para el curado in situ de la composición
adhesiva.
Una ventaja particular de esta realización
preferida es que la capa HAA puede funcionar como un revestimiento
de fondo en proceso, es decir que la resina sintética siruposa
acrílica puede aplicarse directamente sobre la capa HAA sin
necesidad de un paso adicional de transferencia y estratificación de
una capa preformada de adhesivo de contacto.
La capa de adhesivo de contacto acrílico puede
cubrirse finalmente por un forro de desprendimiento convencional en
su superficie más externa.
La cinta adhesiva de la presente invención puede
adherirse a una gran diversidad de sustratos tanto por la capa de
resina adhesiva activable en caliente (después de retirada de la
capa de soporte opcional, en su caso) como por la capa de adhesivo
de contacto (después de retirada del forro de desprendimiento
opcional, en su caso).
La cinta adhesiva de la presente invención es
particularmente útil para unión de artículos de caucho (por medio de
la capa HAA) a una diversidad de superficies (por medio de la capa
de adhesivo de contacto), como se desea en la industria del
automóvil. La capa HAA de la cinta adhesiva de acuerdo con la
presente invención proporciona una adhesión excelente a una gran
diversidad de cauchos y elastómeros de baja energía superficial,
tales como cauchos basados en
etileno-propileno-monómero diénico
(EPDM) y/o neopreno. Ejemplos específicos incluyen las marcas de
caucho Santoprene (disponible de Monsanto Chemical Company) o marcas
de caucho EPDM mezclado con polipropileno.
Con objeto de unir el artículo de caucho a la
capa HAA, se retira la capa de soporte opcional en la segunda
superficie mayor de la capa HAA. La estratificación puede realizarse
de acuerdo con métodos conocidos en la técnica utilizando equipo de
estratificación convencional de unión en caliente, tal como un
Estratificador de Unión en Caliente Modelo TE 2417 disponible de
EHVO GmbH, Alemania. Típicamente, se aplica en primer lugar una
cantidad suficiente de calor a fin de activar la capa HAA. Por
ejemplo, la capa HAA puede precalentarse utilizando una atmósfera de
aire que tenga una temperatura de hasta aproximadamente 650ºC. La
cinta preactivable se estratifica al artículo de caucho deseado
utilizando una cantidad de presión apropiada. La capa de adhesivo de
contacto puede servir para unir finalmente el artículo de material
compuesto resultante a una diversidad de superficies, por ejemplo a
la superficie metálica de un automóvil.
La presente invención se refiere también a un
vehículo que comprende el artículo de material compuesto de acuerdo
con la presente invención. En una realización preferida, el vehículo
se selecciona de vehículos a motor, tales como automóviles.
La presente invención se ilustra por los
siguientes ejemplos no limitantes.
La resistencia a la rotura por tracción
(N/mm^{2}) y la elongación de rotura (%) de la capa de adhesivo
activada en caliente se midieron de acuerdo con DIN (Deutsche
Industrie Norm) Método 53455. Se evaluaron tres muestras en forma de
hueso para perro que tenían una anchura de 6 mm y una longitud de 80
mm y se promediaron los resultados. Las mandíbulas del aparato de
ensayo de tracción se separaron a una tasa de 508 mm/min.
El módulo-e de la capa de resina
adhesiva activada en caliente, medido para 100% de elongación, se
determinó de acuerdo con DIN (Deutsche Industrie Norm) Método 53455.
Se evaluaron tres muestras en forma de hueso para perro que tenían
una anchura de 6 mm y una longitud de 80 mm y se promediaron los
resultados. Las mandíbulas del aparato de ensayo de tracción se
separaron a una tasa de 508 mm/min.
La fuerza de desprendimiento entre la capa de
resina adhesiva activada en caliente y la capa de soporte se midió
utilizando un Test de Adhesión al Despegado en 180º (N/cm) de
acuerdo con el método PSTC-4
(Pressure-Sensitive Tape Council, Chicago,
Illinois/USA). La velocidad de despegado de la capa de adhesivo
activada en caliente de la capa de soporte era 300 mm/min.
Se empleó un juego calibrado de rotuladores de
punta de fieltro disponibles comercialmente, designados
especialmente para estimar la energía superficial de películas
poliolefínicas para medir la tensión superficial de la capa de
resina adhesiva activada en caliente después que la misma se había
sometido a tratamiento corona en una atmósfera de nitrógeno. El
juego de rotuladores está disponible como QUICKTEST de Arcotec GmbH,
Moensheim, Alemania. La energía superficial puede determinarse
utilizando el juego de rotuladores de acuerdo con DIN (Deutsche
Industrie Norm) Método 53364. La superficie tratada se marca con
rotuladores que contienen tinta que tiene tensiones superficiales
crecientes en incrementos de aprox. 2 mN/m (el mismo valor numérico
que la antigua unidad dina/cm). En particular, puede utilizarse un
solo rotulador QUICKTEST 38 para determinar si la energía
superficial de una película es superior o inferior a 38 mN/m.
La resistencia de adhesión entre la capa de
resina adhesiva activada en caliente y la capa de adhesivo de
contacto se determina por el ensayo de despegado en T descrito más
adelante.
El índice de fluidez en fusión puede determinarse
de acuerdo con ASTM D-1238.
Se prepararon muestras de cinta de protección
contra la intemperie, que tenían aprox. 10 mm de anchura y aprox.
150 mm de longitud, por el procedimiento descrito en los
ejemplos.
El lado del adhesivo activado en caliente de la
cinta de protección contra la intemperie se estratificó luego en
caliente a un cierre hermético de puerta de caucho
etileno-propileno-monómero diénico
(EPDM) que tenía una dureza Shore A de 90 (obtenido como EPDM
Flachprofil 90SHA, 3 x 30 mm, FP96 de Saar Gummiwerk GmbH, Wadern,
Alemania). La estratificación en caliente se realizó utilizando un
equipo disponible comercialmente que puede obtenerse como
Estratificador de Unión en Caliente Modelo TE 2417 de EHVO GmbH,
Kuehnheide, Alemania). Este equipo precaliente el perfil de caucho
EPDM inmediatamente antes de presionar sobre el mismo la superficie
del adhesivo activado en caliente de la cinta de protección contra
la intemperie. La temperatura de la corriente de aire utilizada para
precalentar el caucho era aproximadamente 650ºC a una velocidad de
flujo de 90 litros/min. La velocidad de aplicación de la cinta era
aprox. 12 m/min y el ajuste de la radiación infrarroja se fijó a
55%.
El forro de protección se retiró luego de la capa
de adhesivo de contacto y se reemplazó por una tira de aluminio
anodizado que tenía una anchura de aprox. 16 mm (más ancha que la
muestra)con un espesor de 136 \mum. La tira de aluminio se
presionó sobre la capa de adhesivo de contacto por medio de un
rodillo recubierto de caucho.
La tira de protección contra la intemperie, unida
en caliente por un lado al perfil de caucho EPDM y unida con
adhesivo de contacto por el otro lado a una tira de aluminio, se
sometió luego a las dos condiciones siguientes, respectivamente:
- 1.
- Inmersión en agua caliente durante una semana a 40ºC
- 2.
- Sometimiento a ciclos térmicos consistentes en diez (10) ciclos de temperatura en los cuales cada ciclo estaba constituido por 16 horas a 38ºC y 98% de humedad relativa, 4 horas a -40ºC y 4 horas a 90ºC.
Después de la realización de uno cualquiera de
los procedimientos de envejecimiento anteriores, la construcción de
la tira de protección contra la intemperie unida se sometió a un
ensayo de despegado en T. La línea de unión entre la capa de
adhesivo de contacto y la capa de resina adhesiva activada en
caliente se abrió ligeramente a mano a fin de que el ensayo midiera
la fuerza de la unión entre la capa de adhesivo activada en caliente
y la capa de adhesivo de contacto. Las mandíbulas del aparato del
ensayo de tracción agarraban el extremo de la tira de aluminio por
un lado y el perfil de caucho por el otro y se separaban una de otra
en un modo de despegado en T a una tasa de 300 mm/min de acuerdo con
ASTM D 1876-95. Los datos se registraron en unidades
de N/6 mm de anchura de cinta y se extrapolaron luego para dar
resultados consignados en N/cm.
Se realizó un ensayo de Adhesión al Despegado en
180º a una velocidad de despegado de 300 mm/min de acuerdo con el
método de ensayo PSTC-1
(Pressure-Sensitive Tape Council, Chicago,
Illinois/USA). Los ensayos se realizaron sobre tiras que tenían una
anchura de 2,54 cm. Los resultados se consignaron en cN/2,54 cm.
FINAPRO™ PPC 5660 - copolímero de impacto de
polipropileno. Índice de fluidez en fusión 230ºC/2,16 kg de acuerdo
con ASTM D 1238 = 7. Intervalo de fusión 160-165ºC.
Punto de reblandecimiento Vicat (10N-50ºC x hora) de
acuerdo con ASTM D 1525 = 150ºC. Disponible de Fina Chemicals,
Seneffe, Bélgica.
FINAPRO™ PPC 8780 - un copolímero de
polipropileno heterofásico de reología controlada con índice de
fluidez en fusión de acuerdo con ISO 1133 de 18 g/10 min. Punto de
fusión de acuerdo con ISO 3146 de 165ºC. Punto de reblandecimiento
Vicat (50N-50ºC x hora) de acuerdo con ISO 306 de
65ºC. Punto de reblandecimiento Vicat (10N-50ºC x
hora) de acuerdo con ISO 306 de 135ºC. Disponible de Fina Chemicals,
Seneffe, Bélgica.
FINAPRO™ PPC 5642 - un copolímero de impacto
nucleado de polipropileno. Índice de fluidez en fusión 230ºC/
2,16 kg de acuerdo con ASTM D 1238 = 7. Intervalo de fusión 160-165ºC. Punto de reblandecimiento Vicat (10N-50ºC x hora) de acuerdo con ASTM D 1525 = 152ºC. Disponible de Fina Chemicals, Seneffe, Bélgica.
2,16 kg de acuerdo con ASTM D 1238 = 7. Intervalo de fusión 160-165ºC. Punto de reblandecimiento Vicat (10N-50ºC x hora) de acuerdo con ASTM D 1525 = 152ºC. Disponible de Fina Chemicals, Seneffe, Bélgica.
FINAPRO™ PPC 5712 - un copolímero de impacto de
polipropileno formulado con un paquete de aditivos antiestáticos.
Índice de fluidez en fusión 230ºC/2,16 kg de acuerdo con ASTM D 1238
= 7. Intervalo de fusión 160-165ºC. Disponible de
Fina Chemicals, Seneffe, Bélgica.
ELTEX™ P KS 414 - un polipropileno fabricado con
catalizador superactivo de SOLVAY y proceso continuo. Un copolímero
aleatorio con un contenido alto de etileno, que contiene agentes de
deslizamiento y anti-bloqueo. Indice de fluidez en
fusión a 230ºC, bajo 2,16 kg, de acuerdo con ASTM D 1238 o ISO 1133
o DIN 53735, en unidades de g/10 min utilizando pelets = 7,3. Punto
de fusión de acuerdo con ASTM D 3418 = 134ºC. Temperatura de
reblandecimiento Vicat (1 kg) de acuerdo con ASTM D 1525, ISO 306 o
DIN 53460 = 120ºC. Dureza Shore D a 23ºC = 62. Disponible de SOLVAY
Polyolefins Europe GmbH, Bruselas, Bélgica.
ELTEX™ P KS 409 - un polipropileno fabricado con
catalizador superactivo de SOLVAY y proceso continuo. Un copolímero
aleatorio con un contenido alto de etileno y sin aditivos. Indice de
fluidez en fusión a 230ºC, bajo 2,16 kg, de acuerdo con ASTM D 1238
o ISO 1133 o DIN 53735, en unidades de g/10 min utilizando pelets =
5. Punto de fusión de acuerdo con ASTM D 3418 = 134ºC. Temperatura
de reblandecimiento Vicat (1 kg) de acuerdo con ASTM D 1525, ISO 306
o DIN 53460 = 120ºC. Dureza Shore D a 23ºC = 62. Disponible de
SOLVAY Polyolefins Europe GmbH, Bruselas, Bélgica.
ELTEX™ P KL 467 - copolímero aleatorio de
polipropileno que contiene agentes de deslizamiento.
Punto de fusión de acuerdo con ISO 3146 = 143ºC.
Índice de fluidez en fusión (230ºC/2,16 kg) en g/10 min de acuerdo
con ISO 1133 = 2,0. Disponible de SOLVAY Polyolefins Europe GmbH,
Bruselas, Bélgica.
NOVOLEN™ 3200 MC - un copolímero aleatorio de
propileno modificado con reología controlada, que no contiene agente
de deslizamiento o antibloqueo alguno. Indice de fluidez en fusión
(230ºC/2,16 kg) de acuerdo con ISO 1133 = 8. Temperatura de fusión
por calorimetría de barrido diferencial (DSD) de acuerdo con ISO
3146 = 145ºC. Disponible de Targor GmbH, Ludwigshafen, Alemania.
Se obtuvo de Frantschach/AssiDomaen (Bélgica) una
capa de soporte que comprendía una película de poliéster de 70
\mum de espesor [poli(tereftalato de etileno)] que tenía
una capa de unión de 18 \mum de espesor extruida sobre una
superficie.
Una capa de resina adhesiva activada en caliente
de una capa de 60 \mum de espesor de copolímero aleatorio
polipropileno-etileno (disponible como FINAPRO 5660
de Fina Chemical Company) se extruyó directamente sobre la
superficie de la capa de unión de la capa de soporte utilizando
equipo convencional de extrusión que comprendía un extrusor de un
solo tornillo y una matriz de rendija.
Se midió la fuerza de desprendimiento de la capa
de soporte con respecto a la capa de resina adhesiva activable en
caliente, encontrándose un valor de 20 cN/2,54 cm. Este es un valor
intermedio que proporciona adhesión suficiente entre las capas para
permitir la manipulación de la capa de adhesivo delgada activada en
caliente sobre el soporte sin separación involuntaria de las capas,
pero que proporciona simultáneamente una fuerza de desprendimiento
lo suficientemente baja para que el soporte pueda separarse
fácilmente de la cinta de protección contra la intemperie
inmediatamente antes de unir en caliente la misma a un perfil de
caucho.
La capa de adhesivo activada en caliente y la
capa de soporte eran ambas sumamente transparentes a la luz UV.
La superficie de la capa activada en caliente se
sometió luego a tratamiento corona en una atmósfera de nitrógeno que
contenía sólo aproximadamente 10-30 ppm de oxígeno.
Se empleó una energía de descarga de 5 kW para una velocidad de
línea de la película de 20 m/min. Se estimó que la energía
superficial era aprox. 50 dinas/cm utilizando el método de ensayo de
los rotuladores calibrados descrito anteriormente bajo METODOS DE
ENSAYO.
Se preparó una resina sintética siruposa que
tenía una viscosidad de aproximadamente 2000 cps (Mpa.s) sometiendo
una mezcla de 92,5 partes en peso de acrilato de isooctilo (IOA),
7,5 partes en peso de ácido acrílico (AA) y 0,04 pph de
fotoiniciador IRGACURE 651 (disponible de
Ciba-Geigy, Basilea, Suiza) a una fuente de luz UV
hasta alcanzar una conversión de los monómeros de aprox. 4%. La
fotopolimerización se paró por retirada de la fuente de luz UV.
Todos los aditivos para los monómeros se
calcularon en partes por cien (pph) basadas en 100 partes de
monómero. Se añadió luego a la resina sintética siruposa una porción
adicional de 0,36 pph de fotoiniciador. Se añadió un reticulador
(diacrilato de hexanodiol o HDDA) en la cantidad de 0,12 pph basada
en monómero total. Se añadió sílice de combustión hidrófoba (AEROSIL
972, de Degussa) a la resina sintética siruposa en la cantidad de 6
pph y se mezcló bien. Se añadieron microesferas de vidrio huecas
(Glass Bubbles K 15 3M SCOTCHLITE™, disponibles de 3M Company, St.
Paul, MN/USA) en la cantidad de 4 pph. Se añadió un pigmento negro,
disponible como Pennco 9B117 UV/EB Color, de PennColor Inc.,
Doylestown/USA) al 0,35%. La resina sintética siruposa resultante
era de color gris claro.
Una capa de aprox. 800 \mum (0,8 mm) de la
resina sintética siruposa acrílica parcialmente polimerizada
descrita arriba se aplicó en forma de capa sobre la superficie
sometida a tratamiento corona con N_{2} de la capa de resina
adhesiva activada en caliente utilizando un aplicador de cuchilla.
La superficie superior del recubrimiento de resina sintética
siruposa acrílica se cubrió luego con un forro de desprendimiento de
poliéster siliconizado transparente.
El estratificado así preparado se expuso a la vez
a radiación UV por debajo de la banda (a través de la capa de
soporte transparente y la capa de resina adhesiva activada en
caliente) y por encima de la banda (a través del forro transparente)
para efectuar una polimerización esencialmente completa de la resina
sintética siruposa acrílica. La intensidad total de radiación era
aprox. 4,0 mW/cm^{2}, suministrada por lámparas de mercurio a
media presión que tenían 90% de su emisión entre las longitudes de
onda de 300 nm y 400 nm con una potencia máxima a aproximadamente
350 nm.
Se preparó luego una capa de imprimación que
comprendía una poliamida (disponible como Macromelt™ 6240, de Henkel
GmbH, Düsseldorf, Alemania) aplicando en forma de capa una solución
de 10 partes en peso de poliamida, 50 partes en peso de isopropanol
y 50 partes en peso de n-propanol sobre un forro de
desprendimiento y secando en una estufa con circulación forzada de
aire.
Se preparó un adhesivo de contacto acrílico (PSA)
que comprendía 65 partes de acrilato de isooctilo (IOA), 5 partes de
ácido acrílico (AA) y 30 partes de acrilato de metilo (MA) por
polimerización en solución de acuerdo con el método descrito en la
Reexpedición de Patente US 24.906 (Ulrich). Se aplicó luego una capa
de 50 \mu de espesor del adhesivo acrílico encima de la capa de
imprimación de poliamida por aplicación del polímero en solución
sobre la capa de poliamida y secado.
El forro temporal superior de poliéster presente
durante la polimerización en radiación se retiró luego de la primera
capa de adhesivo de contacto acrílico.
La segunda capa más delgada de adhesivo acrílico
que llevaba el imprimador de poliamida se estratificó encima de la
primera capa más gruesa de adhesivo acrílico de tal modo que la capa
de imprimación estaba localizada entre las dos capas de adhesivo de
contacto acrílico.
Se retiró luego el forro de papel que cubría la
segunda capa de adhesivo acrílico, y se puso en su lugar un forro de
desprendimiento basado en película de polímero más resistente
térmicamente.
Se desprendió después la capa de soporte del
fondo adyacente a la capa de adhesivo activada en caliente, dejando
la capa de adhesivo activable en caliente expuesta y lista para
unión a un perfil flexible de caucho diseñado para cierre hermético
de puertas de vehículos.
El estratificado así preparado se ensayó de
acuerdo con el método dado anteriormente bajo MÉTODOS DE ENSAYO.
Los resultados de ensayo de las medidas de
despegado en T después de 24 horas a 23ºC demostraron que la
resistencia de adhesión entre la espuma acrílica y la película
activada en caliente era tan grande que la espuma propiamente dicha
se rompía cohesivamente durante el ensayo de despegado en T. No pudo
observarse separación alguna de la unión entre la película activada
en caliente y la espuma acrílica.
Los resultados de los ensayos adicionales se
resumen en la Tabla 2.
Ejemplos
2-10
Se repitió el Ejemplo 1 con la única excepción de
que se emplearon cada una de las capas de poliolefina dadas en lugar
de FINAPRO 5660. Cada polímero indicado se extruyó sucesivamente
sobre la capa de soporte de poliéster como se describe en el Ejemplo
1 y se empleó como la capa de película activable en caliente en la
construcción de la cinta de protección contra la intemperie.
La composición química y las propiedades de los
polímeros poliolefínicos empleados se resumen en la Tabla 1.
Los resultados de los ensayos sobre las
construcciones completadas de cinta de protección contra la
intemperie se dan en la Tabla 2.
| (1) \; ASTM D-3418, valores tomados de la bibliografía del fabricante | |
| (2) \; ASTM D-1238, valores tomados de la bibliografía del fabricante | |
| (3) \; DIN 53457, medido independientemente | |
| (4) \; DIN 53455, medido independientemente |
Se repitió el Ejemplo 1 con la excepción de que
tanto la capa de adhesivo de contacto de espuma acrílica más gruesa
como la cinta de transferencia de adhesivo de contacto acrílica más
fina se prepararon por separado y se transfirieron luego sobre la
capa de adhesivo activada en caliente sometida a tratamiento corona
con nitrógeno.
Las medidas del despegado en T después de
envejecimiento en agua caliente y sometimiento a ciclos térmicos se
presentan en la Tabla 2 y demuestran que la unión adhesiva se forma
por transferencia de una cinta de adhesivo de contacto preformada
como si se polimerizara el adhesivo de tipo acrílico in
situ.
Ejemplo comparativo
1
Se repitió el Ejemplo 1 con la excepción de que
la superficie de la película activada en caliente se preparó por
unión mediante recubrimiento de la misma con una película delgada de
monómeros acrílicos e injerto posterior por radiación de los mismos
sobre la superficie como se describe en el documento
EP-A-0 384 598 (3M). la capa de
adhesivo de contacto acrílico se transfirió luego sobre la
superficie injertada químicamente de la capa de adhesivo activada en
caliente.
Las medidas del despegado en T después de
envejecimiento de los estratificados en agua caliente y después de
sometimiento a ciclos térmicos se resumen en la Tabla 2 y muestran
el fallo adhesivo entre la capa de adhesivo activada en caliente y
la capa de adhesivo de contacto.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
(Tabla pasa a página
siguiente)
| Adh* = fallo adhesivo entre la capa de adhesivo de contacto y la capa de adhesivo activada en caliente | |
| \begin{minipage}[t]{145mm} Coh** = fallo cohesivo (interno) de la capa de adhesivo de contacto, indicativo de que la fuerza de unión entre la capa de adhesivo de contacto y la capa de resina adhesiva activada en caliente es mayor que la resistencia interna de la capa de adhesivo de contacto propiamente dicha.\end{minipage} |
Claims (20)
1. Una cinta adhesiva bifuncional que
comprende:
- (A)
- una capa de resina adhesiva activable en caliente, en la cual la resina es un polímero de uno o más monómeros seleccionados del grupo constituido por olefinas, y
- (B)
- una capa de adhesivo de contacto, que comprende un adhesivo de contacto de tipo acrílico,
en la cual dicha capa de adhesivo de contacto
está unida permanente y directamente a una primera superficie mayor
de dicha capa de adhesivo activable en caliente, y en la cual la
expresión unida permanentemente significa que la resistencia de
adhesión entre dicha capa de adhesivo de contacto y dicha capa de
adhesivo activable en caliente es mayor que la resistencia interna
de la capa de adhesivo de contacto propiamente dicha, en donde dicha
primera superficie mayor ha sido sometida a tratamiento corona con
N_{2}.
2. La cinta de la reivindicación 1, en la cual
dicha unión permanente entre dicha capa de adhesivo de contacto y
dicha capa activable en caliente es tal que da como resultado fallo
cohesivo de la capa de adhesivo de contacto en el caso del ensayo de
despegado en T a una tasa de 300 mm/min.
3. La cinta de las reivindicaciones 1 ó 2, en la
cual dicha resina adhesiva activable en caliente exhibe al menos una
de las características seleccionadas de un punto de fusión de
aproximadamente 120 a aproximadamente 170ºC, un índice de fluidez en
fusión de aproximadamente 2 a 18 g/10 min, una resistencia a la
rotura por tracción de aproximadamente 25 a 45 N/cm^{2}, un
módulo-e para 100% de elongación de aproximadamente
10 a aproximadamente 20 N/cm^{2}, y una elongación de rotura de
aproximadamente 200 a 450%.
4. La cinta de la reivindicaciones 1 a 3, en la
cual dicha resina adhesiva activable en caliente se selecciona de
polipropileno, polietileno, copolímeros etileno/propileno, y mezclas
de los mismos.
5. La cinta de la reivindicaciones 1 a 3, en la
cual dicha resina adhesiva activable en caliente es un copolímero de
impacto de polipropileno que contiene una fase elastómero
etileno-propileno.
6. La cinta de la reivindicaciones 1 a 5, en la
cual dicha capa (A) tiene un espesor de 30 a 300 \mum.
7. La cinta de la reivindicaciones 1 a 6, en la
cual dicho adhesivo de contacto de tipo acrílico es un homopolímero
o copolímero derivado de una composición acrílica curable por
radiación que comprende al menos un monómero de acrilato de alquilo
C_{4}-C_{14}.
8. La cinta de la reivindicación 7, en la cual
dicho adhesivo de contacto de tipo acrílico comprende adicionalmente
microesferas seleccionadas de microesferas de vidrio y microesferas
polímeras y mezclas de las mismas.
9. La cinta de la reivindicaciones 1 a 8, en la
cual dicho adhesivo de contacto de tipo acrílico comprende
- (a)
- al menos aproximadamente 60 partes de un monómero de acrilato de alquilo, cuyos grupos alquilo tienen un promedio de 4 a 12 átomos de carbono, y
- (b)
- correspondientemente, hasta aproximadamente 40 partes de un monómero copolimerizable polar monoetilénicamente insaturado, y
- (c)
- desde aproximadamente 0,01 parte a aproximadamente 10 partes de un fotoiniciador por 100 partes de monómero.
10. La cinta de la reivindicación 9, en la cual
dicho adhesivo de contacto de tipo acrílico comprende desde
aproximadamente 60 a aproximadamente 99 partes de un monómero de
acrilato de alquilo seleccionado de acrilato de isooctilo, acrilato
de butilo, acrilato de isononilo, acrilato de
2-etil-hexilo, y acrilato de
isodecilo, y correspondientemente, desde aproximadamente 1 parte a
aproximadamente 40 partes de un monómero copolimerizable polar,
seleccionándose dicho monómero copolimerizable polar de ácido
acrílico, ácido itacónico,
N-vinil-pirrolidona,
N-vinil-caprolactama, acrilamida,
acrilamida sustituida, y ácido metacrílico.
11. La cinta de las reivindicaciones 1 a 10, en
la cual dicho adhesivo de contacto de tipo acrílico es un adhesivo
de contacto alveolar.
12. La cinta de las reivindicaciones 1 a 11, que
comprende adicionalmente una segunda capa de adhesivo de contacto de
tipo acrílico.
13. La cinta de las reivindicaciones 1 a 12, que
comprende adicionalmente una capa de soporte unida de modo que puede
desprenderse a la segunda superficie mayor de dicha capa de adhesivo
activable en caliente (A).
\vskip1.000000\baselineskip
14. Un artículo de material compuesto que
comprende la cinta de las reivindicaciones 1 a 12 y un artículo de
caucho unido a la segunda superficie mayor de la capa activable en
caliente (A).
15. Un método de fabricación de la cinta de las
reivindicaciones 1 a 12, que comprende los pasos de:
- (a)
- extruir una capa de resina adhesiva activable en caliente,
- (b)
- someter a tratamiento corona con N_{2} la primera superficie mayor de dicha capa de resina adhesiva activable en caliente, y
- (c)
- aplicar una capa de adhesivo de contacto acrílico sobre la superficie sometida a tratamiento corona con N_{2} de dicha capa de resina adhesiva activable en caliente.
16. El método de la reivindicación 15, en el cual
el paso (c) comprende aplicar una capa de una composición acrílica
curable por radiación sobre dicha superficie sometida a tratamiento
corona con N_{2} y curar por radiación la composición in
situ.
17. El método de la reivindicación 15, en el cual
el paso (c) comprende estratificar una capa preformada de adhesivo
de contacto acrílico sobre la superficie sometida a tratamiento
corona con N_{2}.
18. Un artículo intermedio que comprende la capa
de resina adhesiva activable en caliente (A) como se describe en
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, unida a una capa de
soporte de modo que puede desprenderse.
19. Un vehículo que comprende el artículo de
material compuesto de la reivindicación 14.
20. Un vehículo de acuerdo con la reivindicación
19 en la cual dicho vehículo es un vehículo a motor.
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