ES2248368T3 - Cintas adhesivas con soporte textil para envolver objetos alargados, especialmente haces de cables. - Google Patents

Abstract

Cinta adhesiva para envolver objetos alargados, concretamente haces de cables, con un velo soporte provisto de una capa adhesiva, al menos por una cara, y consolidado mecánica, térmica o químicamente, el cual tiene un gramaje de 20 hasta 50 g/m2, caracterizada porque el recubrimiento de adhesivo se aplica sin presión o indirectamente al velo soporte, en un gramaje de 25 hasta 80 g/m2, y a continuación se reticula física o químicamente, y la cinta adhesiva alcanza una amortiguación acústica de 3 a 10 dB(A), sobre todo de 4 a 6 dB(A), (medida conforme a la norma BMW GS 95008-3, de mayo de 2000).

Description

Cintas adhesivas con soporte textil para envolver objetos alargados, especialmente haces de cables.

La presente invención se refiere a cintas adhesivas con soporte textil, que son particularmente apropiadas para envolver objetos alargados, sobre todo haces de cables.

En la moderna industria automovilística los haces de cables son cada vez más voluminosos y gruesos, debido al gran número de consumidores eléctricos y a la mayor transferencia de información dentro de los vehículos. Por otra parte el espacio disponible para su montaje se restringe progresivamente y, por tanto, las posibilidades de instalación en la carrocería son problemáticas.

Paralelamente aumentan las exigencias y demandas de confort. Hay que evitar el golpeteo producido por los haces de cables, sobre todo en el recinto interior del vehículo, y procurar que la amortiguación acústica sea lo más efectiva posible.

Asimismo, para que la confección de los haces de cables sea eficiente y económica, se espera que las cintas de envolver resulten de fácil y rápido manejo.

Las cintas adhesivas basadas en láminas de PVC flexible se emplean en automoción para encintar conducciones eléctricas, formando haces de cables. En los comienzos lo más importante era mejorar el aislamiento eléctrico mediante el uso de estas cintas adhesivas, que se desarrollaron originalmente como cintas aislantes. Ahora estas cintas adhesivas de haces de cables deben cumplir otras funciones, como el atado y la fijación de múltiples cables individuales para formar un mazo de cables estable y la protección mecánica, térmica y química de los cables individuales

Las cintas adhesivas basadas en láminas de PVC proporcionan una gran protección frente a productos industriales como carburantes, aceites, líquidos refrigerantes, etc. - que suelen hallarse en el compartimento del motor de los automóviles - y tienen la ventaja de ser difícilmente inflamables, debido a su constitución material, pero la resistencia a la abrasión y al rozamiento de estas cintas adhesivas con lámina de PVC es insuficiente en muchos casos.

Además, las cintas adhesivas con lámina de PVC no satisfacen las mayores exigencias de resistencia térmica, amortiguación acústica y protección del golpeteo, o solo en pequeña medida.

Los motores más potentes y el montaje cada vez más compacto de los componentes implican grandes requisitos para las cintas de envolver haces de cables, que se concretan en pruebas de estabilidad permanente durante 3.000 h a 125ºC y más (método de ensayo general de la firma Ford, por ejemplo), lo cual con PVC flexible solo puede lograrse en casos excepcionales mediante formulaciones especiales y costosas.

La tendencia a reducir las secciones de los haces de cables aparece de nuevo en la exigencia de cargar los conductores de cobre en los cables con intensidades de corriente más altas, lo cual aumenta la carga térmica del aislamiento de los cables y también de las cintas adhesivas de los haces de cables, debido al mayor desarrollo de calor óhmico. Esta exigencia de mejor resistencia térmica también es aplicable a aquellas partes que no se hallan en la inmediata cercanía del bloque del motor.

La falta de propiedades amortiguadoras de los haces de cables envueltos mediante cintas adhesivas con láminas de PVC requiere el uso adicional de materiales amortiguadores, como espuma, fieltro, terciopelo o similares, en los lugares expuestos. Ello supone un nuevo bloque de costes tanto por el material empleado como por el trabajo de conformación.

Tampoco hay que olvidar el interés general desde el punto de vista ecológico y toxicológico en eliminar completamente el uso de materiales de PVC dentro del vehículo, además de los problemas de reciclado del material plástico que lleva PVC. Con el PVC flexible es más difícil cumplir la exigencia de reducir drásticamente las emisiones de productos volátiles de los materiales del interior del automóvil (lo que se llama "valor fogging", medido según la norma DIN 75 201). Algunos plastificantes de evaporación lenta, como el DOP (ftalato de dioctilo), no solamente tienen una notable volatilidad, sino que también están considerados tóxicos.

Por su reducido espesor las cintas adhesivas de PVC satisfacen muy bien el requisito de ocupar poco espacio, pero están limitadas en cuanto a facilidad o comodidad de uso. Al cortar manualmente una tira del rollo es fácil que el film de PVC se estire demasiado y que los bordes del trozo arrancado queden ondulados, lo cual dificulta un pegado seguro. Además, cuando se trabaja a destajo encintando manualmente los cables la superficie tan lisa del film no resulta muy cómoda para la piel y los dedos.

En cambio las cintas adhesivas de PVC son del todo inadecuadas para amortiguar ruidos. En pruebas de amortiguación acústica, como las descritas, por ejemplo, bajo el punto "medición de ruido" en la norma GS 95008-3 de BMW de mayo de 2000, los haces de cables así preparados no producen ningún efecto medible.

Según este método de medición, una barra de acero definida se envuelve con la pieza de muestra y en unas condiciones determinadas se deja caer sobre una chapa de aluminio. El ruido producido se capta y se registra con un micrófono situado sobre el dispositivo de ensayo, en un intervalo de frecuencia de 20 hasta 12.500 Hz.

La amortiguación se expresa en dB(A) como diferencia entre el valor del ensayo en blanco con la barra de acero sin envolver y el valor correspondiente.

La patente WO 97/37839 describe una cinta adhesiva plana, que, gracias a una estructura superficial acanalada y estriada, debe de amortiguar el ruido. No obstante, en comparación con las cintas adhesivas usuales de PVC lisas, no se consigue ninguna amortiguación acústica significativa, según el método de medición arriba descrito.

Las cintas adhesivas de tela, sobre todo las que se basan en hilos de poliéster o viscosilla, tienen un grosor de unos 0,3 mm, es decir, del doble al triple del grosor de las cintas adhesivas corrientes de film de PVC, que es mayormente de 0,1 hasta 0,15 mm (medido según AFERA 4006 o ASTM D 1000, con un calibrador de 10 mm de diámetro, aplicando una presión de 51 kPa), pero, a pesar de ello, su capacidad de amortiguación acústica es mínima.

Por consiguiente, para conseguir mejoras medibles y audibles se emplean mangas trenzadas, espumas autoadhesivas o tejidos gruesos, como los terciopelos y otros, sobre todo en puntos críticos. Normalmente se trata casi siempre de piezas especiales y caras para el haz de cables o bien de costosos sistemas de varias capas, que requieren un trabajo adicional e intenso de aplicación.

En la patente DE 199 10 730 A1 se describe un soporte laminado de este tipo, formado por terciopelo o espuma y un velo unidos mediante una cinta adhesiva de doble cara o mediante un adhesivo termofusible.

En la patente DE 299 16 616 U1 se describe una estructura estratificada, compuesta de un tejido de terciopelo-poliamida que está unido firmemente con una capa polimérica de poliacrilato o uretano, por ejemplo.

La patente EP 0 886 357 A2 describe una envolturaprotectora de tres capas -formada por un velo de fibras punzonadas, una malla de PET y una tira de espuma o de fieltro- laminadas conjuntamente. Además va provista de tiras adhesivas y sistemas de cierre deslizante, al menos parcialmente, lo cual resulta muy costoso.

En la patente EP 1 000 992 A1 se describe un velo de algodón perforado, que lleva un revestimiento de polietileno de 10 hasta 45 \mum de espesor, así como un recubrimiento adicional separable.

Aunque todos los sistemas citados tienen una excelente amortiguación acústica, de 10 hasta 20 dB(A), o bien no resultan económicos o solo se pueden emplear en zonas problemáticas. Además, poseen unos espesores de al menos 0,5 mm, a menudo superiores a 1,0 mm, lo cual aumenta la necesidad de espacio para los haces de cables equipados con tales sistemas y limita considerablemente sus posibilidades de uso.

Para conseguir una buena amortiguación acústica al encintar normalmente los cabes por arrollamiento en espiral, desde hace cierto tiempo se usan velos como soportes de las cintas adhesivas.

Así pues, la patente DE-G 94 01 037 describe una cinta adhesiva con un soporte textil en forma de cinta, que consta de un velo cosido, el cual, a su vez, está formado por múltiples costuras entrecosidas paralelas entre sí. La cinta adhesiva descrita, empleada para encintar haces de cables, es capaz de amortiguar ruidos gracias a su diseño especial.

El velo propuesto en este caso debe presentar un espesor de 150 hasta 400 \mum para un gramaje de 50 hasta 200 g/m^{2}.

En la patente DE 44 42 092 C1 se describe una cinta adhesiva basada en un velo cosido, que lleva un recubrimiento al dorso del soporte. Aparte del velo cosido citado en dicha patente, existen otros soportes que pueden emplearse para las cintas adhesivas de encintar haces de cables.

La patente DE 44 42 093 C1 se basa en el uso de un velo, como soporte de una cinta adhesiva. Se trata de un velo de fibras transversales reforzado por la formación de mallas con sus propias fibras, es decir un velo conocido por el especialista con el nombre de Malivlies. La patente DE 44 42 507 C1 revela una cinta adhesiva para encintar cables, pero basada en velos de tipo Kunit o Multiknit.

En los tres documentos se emplean velos que tienen un gramaje aproximado de 100 g/m^{2}, tal como puede verse en los ejemplos. Un velo de tal grosor es necesario para cumplir con seguridad los objetivos planteados.

Por la patente DE 195 23 494 C1 se conoce el uso de una cinta adhesiva para envolver haces de cables, que tiene un soporte formado por un velo recubierto de adhesivo por una cara. El velo empleado según esta invención es de polipropileno punzonado y está térmicamente consolidado y gofrado con la ayuda de una calandria. El cilindro de gofrado tiene una superficie de estampación de 10% hasta 30%, preferentemente de 19%.

El velo se describe según una forma de ejecución ventajosa, que tiene un gramaje de 60 hasta 100 g/m^{2}, preferiblemente de 80 g/m^{2}, y un espesor de 400 hasta 600 \mum.

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La patente DE 298 04 431 U1 también describe el uso de una cinta adhesiva con soporte de velo para envolver haces de cables. En este caso se propone un velo punzonado de poliéster, cuyo gramaje es de 60 hasta 100 g/m^{2}.

Por la patente DE 298 19 014 U1 se conocen cintas adhesivas basadas en un velo consolidado con chorros de aire y/o de agua. La cinta adhesiva lleva un soporte cuyo gramaje es de 60 hasta 120 g/m^{2}. No se indica la cantidad de recubrimiento adhesivo.

Por la patente DE 199 23 399 se conoce una cinta adhesiva con un velo soporte en forma de cinta que está recubierto, al menos por una cara, con un adhesivo. El velo es de fibras cortadas y está compactado mecánicamente o depositado en húmedo. Del 2% al 50% de las fibras del velo son termofusibles, del tipo homopolímero, copolímero o bicomponente, con un punto de reblandecimiento o de fusión relativamente bajo.

Como ejemplo, se indica que las fibras termofusibles son de polipropileno, polietileno, poliamida, poliéster o bien de copolímeros.

Se indica que dicho velo tiene las siguientes propiedades:

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un gramaje de 60 hasta 400 g/m^{2}, sobre todo de 200 g/m^{2}

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un espesor de 100 hasta 3.000 \mum, sobre todo de 500 hasta 1.000 \mum

No se indica la cantidad de recubrimiento adhesivo.

En la patente DE 199 37 446 se revela otra cinta adhesiva que consta de un velo soporte en forma de cinta. La cinta adhesiva está recubierta con un adhesivo, al menos por una cara, y el velo es de fibras cortadas, compactadas mecánicamente o depositadas en húmedo. En este caso, el velo de fibras cortadas se consolida adicionalmente mediante adición de ligantes, por ejemplo polvos, láminas, mallas o fibras de unión. Los ligantes pueden ir disueltos en agua o en disolvente orgánico y/o pueden hallarse en forma de dispersión.

Los ligantes se utilizan preferentemente en dispersión, como elastómeros o duroplastos en forma de dispersiones de resinas fenólicas o melamínicas, como dispersiones de cauchos naturales o sintéticos o como dispersiones de termoplásticos tales como acrilatos, acetatos de vinilo, poliuretanos, sistemas de estireno-butadieno, PVC y copolímeros de los mismos.

Se indica que dicho velo tiene las siguientes propiedades:

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un gramaje de 50 hasta 500 g/m^{2}, sobre todo de 80 hasta 200 g/m^{2}

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un espesor de 100 hasta 3.000 \mum, sobre todo de 200 hasta 1.000 \mum. No se indica la cantidad de recubrimiento adhesivo.

En la patente WO 99/24518 A1 se describe una cinta adhesiva, cuyo soporte es un velo que solo resulta apropiado para elaborar cintas adhesivas si se seleccionan específicamente fibras o filamentos con una finura superior a 15 denier y si además lleva por encima una capa de film extruido. Los únicos velos que cumplen estas condiciones tienen gramajes de 34 hasta 678 g/m^{2}.

La patente DE 197 32 958 A1 revela una cinta adhesiva para envolver productos alargados, como haces de cables o perfiles de plástico, que consta de un soporte en forma de cinta, limitado por dos bordes laterales y provisto, al menos por una cara, de una capa autoadhesiva sensible a la presión La composición química del adhesivo sensible a la presión es tal que, ejerciendo una ligera presión sobre dos capas superpuestas de adhesivo, las interfases se disuelven y las capas adhesivas coalescen completamente formando una masa homogénea de adhesivo sensible a la presión. La presente invención también comprende un método para envolver el producto alargado. Conforme a este método el producto alargado se coloca -según la dirección longitudinal de un trozo de la cinta adhesiva- sobre una cara de un soporte en forma de cinta, de la citada cinta adhesiva, provista de una capa autoadhesiva, y luego la cinta adhesiva se pega de tal manera, que al menos dos zonas adherentes del soporte en forma de cinta se adhieren entre sí con la cara provista de capa autoadhesiva y al disolverse las interfases de esta capa resulta una masa
homogénea.

Por lo tanto, queda como una aleta que sobresale del producto envuelto, lo cual es sumamente indeseable, sobre todo con las restricciones de espacio que hay en la construcción de automóviles, y tiene el riesgo potencial de que, al pasar el haz de cables por aberturas limitadas o boquillas, por ejemplo de la carrocería, la envoltura se quede colgando y se desgarre, o como mínimo resulte dañada, y esto debe evitarse.

Asimismo, se insiste continuamente en que solo son adecuados los velos dotados de un gramaje mayor de 100 g/m^{2}.

En la práctica se usan efectivamente velos soporte con gramajes de 80 hasta 100 g/m^{2} y mucho mayores, así como espesores de 0,3 mm y más, ya que con estos soportes se logra una amortiguación acústica notable, máxime cuando se sabe que tales características dependen de la masa (peso) y del volumen (espesor) de la envoltura protectora. Cuanto más pesado y más grueso es el soporte, mayor es la amortiguación acústica alcanzable.

Con estas cintas adhesivas se alcanzan reducciones de ruido comprendidas generalmente en el intervalo de 3 hasta 10 dB(A) y con velos soporte gruesos, como el PES-Malivlies de aproximadamente 1 mm de tesa 51606, incluso de 15 dB(A) y más (medidas en cada caso según la norma BMW GS 95008-3, de mayo de 2000).

Sin embargo, las cintas adhesivas con materiales soporte tan gruesos y pesados contribuyen mucho al aumento de volumen del arrollamiento solapado y aumentan la necesidad de espacio de los haces de cables. Además impiden la elaboración eficiente de los haces de cables, pues, debido a su espesor, solo pueden bobinarse en rollos de corta longitud, los cuales para trabajar en tablas de bobinado solo pueden tener cierto diámetro máximo (a menudo de unos 100 mm).

Los trozos prefabricados y cortados a medida, que se ofrecen como alternativa sobre papel separador, requieren mayor nivel de esfuerzo manual para quitar el papel separador, que luego debe eliminarse.

La patente EP 1 114 853 A1 revela una cinta adhesiva con un soporte de gramaje inferior a 60 g/m^{2} y la cantidad de recubrimiento adhesivo es de 90 hasta 150 g/m^{2}.

El objeto de la presente invención es proporcionar una cinta adhesiva que sobre todo permita envolver productos alargados de modo fácil, rápido y económico, que tenga buenas propiedades amortiguadoras, poco espesor y bajo gramaje, para poderla emplear también en espacios estrechos, evitándose así las desventajas del estado técnico, al menos en gran medida.

Este objetivo se logra con una cinta adhesiva como la expuesta en la reivindicación principal. Las reivindicaciones secundarias se refieren a desarrollos ventajosos de la cinta adhesiva y a usos preferidos de la cinta adhesiva según la presente invención.

Conforme a ello, la presente invención se refiere a una cinta adhesiva para envolver productos alargados - sobre todo haces de cables - formada por un velo soporte recubierto de adhesivo, al menos por una cara, y compactado mecánica, térmica o químicamente, cuyo gramaje es de 20 hasta 50 g/m^{2}.

El recubrimiento de adhesivo se aplica sobre el velo soporte con un gramaje de 25 hasta 80 g/m^{2}, sin presión o indirectamente, y luego se reticula física o químicamente.

La cinta adhesiva alcanza con ello una amortiguación acústica de 3 hasta 10 dB(A), especialmente de 4 hasta 6 dB(A) (medida según la norma BMW GS 95008-3, de mayo de 2000).

Seguidamente se expone de nuevo el método de medición según la norma BMW GS 95008-3, de mayo de 2000, en combinación con las figuras 1 y 2.

La figura 1 representa el dispositivo de medición visto de lado y la figura 2 el mismo dispositivo visto horizontalmente.

En este método de medición, una barra definida de acero 1, de 8 mm de diámetro, se envuelve con la muestra 2 -o sea la cinta adhesiva- de modo que resulten longitudes de palanca de 220 mm y 150 mm. La barra de acero 1 envuelta se lleva a la altura prevista, hasta el tope 3, y con un peso de aprox. 16 g se deja caer sobre una chapa de aluminio 5. Esta chapa, que mide 350 x 190 x 0,3 [mm] sin deformar, se coloca debajo de la muestra 2 en forma arqueada, de manera que ocupe una extensión de 290 mm.

El ruido total resultante se capta y se registra mediante un micrófono 4 situado por encima del dispositivo de ensayo, en un intervalo de frecuencias de 20 a 12.500 Hz, por ejemplo, empleando un fonómetro habitual del comercio, por ejemplo el tipo 2226 de la firma Bruel & Kjaer. Para el oído humano son importantes las frecuencias entre 2.000 y 5.000 Hz.

La amortiguación se expresa en dB(A) como diferencia entre el valor del ensayo en blanco con la barra de acero sin envolver y el valor correspondiente.

De modo sorprendente e inesperado para el especialista, las cintas adhesivas de velo delgado y ligero también permiten alcanzar una amortiguación acústica de 3 a 10dB(A), especialmente de 4 a 6 dB(A), con un desarrollo adecuado.

Esta propiedad, sorprendente en un velo soporte de gramaje tan bajo como 20 a 50 g/m^{2}, permite la elaboración de una nueva clase de cintas para envolver cables que, además de abultar poco, como las cintas de film de PVC, proporcionan un evidente ahorro de peso y encima cumplen las altas exigencias de una mejor amortiguación acústica, en comparación con las cintas actuales basadas en láminas o tejidos.

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Como material soporte para la cinta adhesiva entran en consideración todos los velos conocidos, entendiendo como "velo" -al menos- las estructuras textiles planas según la norma EN 29092 (1988), así como los velos cosidos y entretejidos, y sistemas análogos.

Como velos entran en consideración, sobre todo, los de fibras cortadas y compactadas, pero también los de filamentos, los extruidos por soplado y las napas de filamentos continuos, que casi siempre precisan consolidación adicional. Como posibles métodos de consolidación de velos se conocen la compactación mecánica, la térmica y la química. Así como en las compactaciones mecánicas las fibras se mantienen unidas de manera puramente física, ya sea arremolinando las fibras sueltas, entrelazando haces de fibras o entrecosiendo hebras adicionales, tanto los procesos térmicos como los químicos proporcionan uniones fibra con fibra de tipo adhesivo (con ligantes) o cohesivo (sin ligantes). Con una formulación adecuada y unas condiciones de proceso apropiadas, estas uniones pueden limitarse de modo exclusivo, o al menos predominante, a los puntos nodales de las fibras, formándose así una red tridimensional estable, pero manteniendo la estructura suelta y abierta del velo.

Han resultado particularmente ventajosos los velos compactados, sobre todo, por sobrecosido con hilos separados o por entrelazamiento.

Dichos velos compactados se fabrican, por ejemplo, en máquinas de pespuntear tipo "Malivlies" de la firma Karl Meyer, antiguamente Malimo, y pueden adquirirse de las firmas Naue Fasertechnik y Techtex GmbH, entre otras. Un velo tipo Malivlies se caracteriza por ser una napa de fibras transversales, compactada mediante la formación de mallas con fibras del propio velo.

Como soporte también puede emplearse un velo de tipo Kunit o Multiknit. Un velo tipo Kunit se caracteriza porque parte de la elaboración de un velo con fibras orientadas longitudinalmente, para formar una estructura plana que por un lado tiene mallas y por el otro nervios de malla o bucles de fibra, pero ni hebras ni láminas prefabricadas. Este tipo de velo también se fabrica desde hace mucho tiempo en máquinas de pespuntear tipo "Kunitvlies" de la firma Karl Meyer. Otra característica propia de este velo es su capacidad de absorber grandes fuerzas de tracción en sentido longitudinal, gracias a la disposición alargada de sus fibras. Comparado con el velo Kunit, un velo de tipo Multiknit se caracteriza por estar compactado mediante punzonamiento con agujas por ambos lados, superior e inferior.

Por último, los velos cosidos también resultan adecuados como producto previo para confeccionar una envoltura y una cinta adhesiva según la presente invención. Un velo cosido se forma a partir de un material no tejido, con una serie de costuras paralelas entre sí, las cuales se realizan entrecosiendo o pespunteando hebras textiles continuas. Para estos velos son conocidas las máquinas de pespuntear del tipo "Maliwatt", de la firma Karl Meyer, antiguamente Malimo.

También resulta especialmente ventajoso un velo de fibras cortadas que en la primera etapa está compactado por tratamiento mecánico o es un velo húmedo formado por deposición hidrodinámica. Entre un 2% y un 50% de sus fibras están hiladas por fusión, sobre todo entre el 5% y el 40%.

Dicho velo se caracteriza por ser de fibras depositadas en húmedo o, por ejemplo, un velo de fibras cortadas, reforzado mediante la formación de mallas con fibras del propio velo o bien mediante punzonado, cosido o tratamiento con chorros de aire y/o de agua.

En una segunda etapa tiene lugar la fijación térmica, aumentando de nuevo la resistencia del velo por fusión o soldadura de las fibras termofusibles.

El velo soporte se puede consolidar igualmente sin ligantes, por ejemplo, gofrándolo en caliente con cilindros estructurados. A través de la presión, de la temperatura, del tiempo de permanencia y de la geometría del gofrado se pueden regular propiedades tales como resistencia, grosor, densidad, flexibilidad y otras.

Para el uso de velos según la presente invención es de especial interés la consolidación adhesiva de los velos precompactados mecánicamente o depositados en húmedo. Dicha consolidación se puede efectuar añadiendo ligantes en forma sólida, líquida, espumada o pastosa. En principio son posibles múltiples formas de ejecución, por ejemplo ligantes en forma de polvos para esparcir, de láminas o mallas o en forma de fibras de unión. Los ligantes líquidos se pueden aplicar disueltos en agua o en disolventes orgánicos o como dispersión. Para la consolidación adhesiva se eligen principalmente ligantes en dispersión: duroplastos en forma de dispersiones de resinas fenólicas o melamínicas, elastómeros en forma de dispersiones de cauchos naturales o sintéticos, o sobre todo dispersiones de termoplásticos tales como acrilatos, acetatos de vinilo, poliuretanos, sistemas de estireno-butadieno, PVC y otros, así como sus copolímeros. Normalmente, se trata de dispersiones estabilizadas, aniónicas o no iónicas, aunque en casos especiales también pueden resultar ventajosas las dispersiones catiónicas.

Los ligantes pueden aplicarse según los métodos del estado técnico, que se pueden consultar en obras clásicas de recubrimientos o de tecnología de telas no tejidas, como por ejemplo "Velos" (editorial Georg Thieme, Stuttgart, 1982) o "Ingeniería textil - elaboración de velos" (Patronal textil alemana, Eschborn, 1996).

Para velos precompactados mecánicamente que ya son lo bastante consistentes, cabe la posibilidad de pulverizar un ligante por una cara, a fin de modificar específicamente sus características superficiales.

Además del manejo económico del ligante, mediante este procedimiento también se reduce claramente la demanda de energía para el secado. Como no se necesitan rodillos exprimidores y las dispersiones permanecen principalmente en la parte superior del velo, se puede evitar en gran medida que adquiera un endurecimiento una rigidez no deseada.

Para que el velo soporte adquiera una compactación adhesiva suficiente, se añade, generalmente, del orden de 1% hasta 50% de ligante, sobre todo de 3% hasta 20%, referido al peso del velo de fibras.

El ligante puede añadirse ya durante la elaboración del velo, durante la preconsolidación mecánica o bien en una etapa separada del proceso, que se puede realizar en línea o aparte. Una vez incorporado el ligante debe alcanzarse temporalmente un estado en que aquél se vuelva pegajoso y adhiera las fibras - lo cual se puede lograr durante el secado de las dispersiones, por ejemplo, o también por calentamiento, y con más posibilidades de variación, si se ejerce presión por toda la superficie o parte de ella. El ligante se puede activar en los canales de secado conocidos o, si se ha elegido adecuadamente, mediante radiación infrarroja, radiación UV, ultrasonidos, radiación de alta frecuencia o similar. Para su posterior uso final es conveniente, pero no absolutamente preciso, que el ligante haya perdido su pegajosidad tras finalizar el proceso de elaboración del velo. Resulta ventajoso eliminar mediante tratamiento térmico componentes volátiles, como las sustancias auxiliares de las fibras, para obtener un velo con valores de emisión ("fogging") favorables, de manera que, al emplear una masa adhesiva de baja emisión, pueda producirse una cinta adhesiva con unos valores de emisión especialmente buenos y, por tanto, la envoltura presente también valores de emisión muy bajos.

Otra forma especial de consolidación adhesiva consiste en activar el ligante por disolución o hinchamiento. En principio, las propias fibras, o fibras especiales agregadas, pueden tomar para ello la función del ligante. Sin embargo, este procedimiento se emplea más bien poco, porque la mayoría de disolventes adecuados para las fibras poliméricas resultan problemáticos en cuanto a su manejo y son peligrosos para el medio ambiente.

Como materiales de partida para los soportes textiles se prevén, sobre todo, las fibras de poliéster, polipropileno, viscosa o algodón, pero la presente invención no está limitada a dichos materiales, sino que también pueden usarse muchas otras fibras conocidas del especialista para elaborar el velo, sin necesidad de actividades inventivas.

Las cintas adhesivas pueden hacerse difícilmente inflamables añadiendo agentes ignífugos al velo soporte y/o a la masa adhesiva. Pueden ser compuestos orgánicos de bromo, si es preciso junto con productos sinérgicos como el trióxido de antimonio, pero, con el fin de que la cinta adhesiva esté libre de halógenos, se utiliza preferentemente fósforo rojo, compuestos organofosforados y compuestos minerales o intumescentes como el polifosfato amónico, solo o en combinación con productos sinérgicos.

Para confeccionar las cintas adhesivas, el material soporte se recubre con masa adhesiva por una cara, sobre toda la superficie o parte de ella. Tanto las técnicas de aplicación como las masas adhesivas corresponden al estado técnico. Como masas adhesivas pueden escogerse en principio distintos sistemas poliméricos, entre los cuales, particularmente, han resultado ventajosos los de caucho natural o sintético y los de acrilato. También pueden utilizarse para estos fines masas adhesivas de silicona y otras masas autoadhesivas conocidas, siempre que sus propiedades adhesivas, resistencias térmicas, compatibilidades con el material aislante de los cables, etc. satisfagan las exigencias.

Para el concepto de la presente invención es especialmente interesante una cinta adhesiva libre de emisiones, formada por un soporte libre de emisiones, que al menos por una cara está recubierto con una masa adhesiva sensible a la presión y libre de emisiones.

Como masa adhesiva es adecuada una del tipo termofusible, basada en acrilato, que tenga como mínimo un valor K de 20, sobre todo mayor que 30 (medido en una solución al 1% en peso en tolueno, a 25ºC), la cual puede obtenerse concentrando una solución de dicha masa, para formar un sistema que sea aplicable como adhesivo termofusible.

La concentración puede llevarse a cabo en reactores o extrusoras adecuadamente equipadas. Teniendo en cuenta el desprendimiento de gases que acompaña este proceso, se prefiere una extrusora con desgasificación.

Una masa adhesiva de este tipo se expone en la solicitud de patente alemana DE 43 13 008 C2. A estas masas de acrilato elaboradas por este procedimiento se les extrae completamente el disolvente en una etapa intermedia.

En este caso, el valor K se determina concretamente de manera análoga a la norma DIN 53 726.

En el mismo proceso se eliminan además otros componentes muy volátiles. Después de aplicarlas en estado fundido en las masas solo quedan pequeñas proporciones de componentes volátiles. Por lo tanto pueden adoptarse todas los monómeros/recetas reivindicados en la patente anteriormente mencionada. Otra ventaja de las masas descritas en dicha patente es que poseen un alto valor K, es decir, un elevado peso molecular. El especialista ya sabe que los sistemas con mayores pesos moleculares se pueden reticular de manera más eficiente. Con ello disminuye correspondientemente el porcentaje de componentes volátiles.

La solución de la masa puede contener 5 hasta 80%, sobre todo 30 hasta 70% en peso, de disolvente.

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Preferentemente se utilizan disolventes habituales del comercio, sobre todo hidrocarburos de bajo punto de ebullición, cetonas, alcoholes y/o ésteres.

También preferentemente se usan extrusoras de uno, dos o más husillos, con una o, sobre todo, dos o más unidades de desgasificación.

En la masa adhesiva a base de acrilato termofusible pueden estar copolimerizados derivados de benzoína, como por ejemplo acrilato o metacrilato de benzoína, ésteres de ácido acrílico o de ácido metacrílico. Estos derivados de benzoína están descritos en la patente EP 0 578151 A.

La masa adhesiva a base de acrilato termofusible se puede reticular por UV, pero también son posibles otros tipos de reticulación, por ejemplo mediante radiación electrónica.

En una forma de ejecución especialmente preferida, como masas autoadhesivas se usan copolímeros del ácido (met)-acrílico y sus ésteres con 1 hasta 25 átomos de C, de ácido maleico, fumárico y/o itacónico y/o sus ésteres, de (met)-acrilamidas sustituidas, de anhídrido maleico y de otros compuestos vinílicos, como por ejemplo, ésteres de vinilo, sobre todo el acetato de vinilo, los alcoholes vinílicos y/o éteres vinílicos.

El contenido residual de monómeros debería ser inferior al 1% en peso.

Debido al bajo gramaje y al poco espesor del material soporte resultan adecuados los métodos de recubrimiento directo, que depositan la masa adhesiva sobre el velo prácticamente sin presión y, si es necesario, sin contacto, aunque también sirven los métodos de recubrimiento indirecto.

De este modo no solo se evita que la masa adhesiva penetre en el soporte textil, con lo cual se desperdiciaría inútilmente para las posteriores exigencias del pegado, sino que además se logra que las buenas características amortiguadoras de la estructura textil abierta no se alteren, o solo de forma mínima.

Aquí cabe citar, por ejemplo, además de la transferencia de la masa adhesiva desde papel separador de silicona, la aplicación sobre otros medios de transferencia temporales, como las cintas sin fin y otros, y también el recubrimiento de adhesivo, sin presión, mediante boquillas de extrusión y otras, con las cuales se deposita un film terminado de masa adhesiva sobre el velo soporte. En caso de que sea necesario mejorar el anclaje de la masa adhesiva sobre el soporte, una vez puesto el adhesivo se puede aplicar temperatura y/o presión, por ejemplo, en instalaciones de
laminación.

En la patente DE 40 32 776 A1 se revela un posible método indirecto de elaboración de un soporte plano flexible recubierto con una capa porosa de adhesivo. Según ello

a)

una masa adhesiva fluida se aplica sobre un soporte temporal que tiene las siguientes características

-

posee una superficie ondulada, plegada, segmentada o surcada, que se puede reconocer bajo el microscopio óptico o electrónico,

-

la masa adhesiva puede despegarse fácilmente de su superficie,

-

es esencialmente impermeable al aire,

b)

aumentando la temperatura se expanden las burbujas microscópicas de aire o disolvente, retenidas entre la masa adhesiva y el soporte temporal después de recubrir este último, hasta que la superficie de masa adhesiva revienta, y

c)

a continuación, la masa adhesiva se transfiere del soporte temporal al soporte definitivo.

En lugar del recubrimiento de adhesivo poroso que se pretende en la patente DE 40 32 776 A1, para el objeto de la presente invención resulta ventajoso un recubrimiento de adhesivo lo más homogéneo, liso, exento de aire e impermeable posible. Si en vez de la superficie estructurada arriba descrita se escoge una superficie lisa y homogénea como soporte temporal, estos requisitos pueden cumplirse.

La base del soporte temporal se puede escoger entre todos los materiales corrientes para tales fines. Son especialmente ventajosas las cintas sin fin tejidas con fibra de vidrio, de poliéster, de poliamida o de Nomex®, un material fibroso de la firma DuPont. Pero también han dado buen resultado los paños de caucho, las cintas de plástico y similares. Si se opta por cintas de tela es oportuno emplear las que van provistas de una superficie de plástico esencialmente carente de estructura. Este último recubrimiento favorece la adhesión y la uniformidad del propio recubrimiento superficial sobre la base. Tal como se desea, el propio recubrimiento superficial asegura que la masa adhesiva se pueda transferir fácilmente del soporte temporal al soporte definitivo. De manera ventajosa, esta superficie del soporte temporal va recubierta de una capa antiadherente de, por ejemplo, caucho de silicona reticulado o polímeros fluorados como el Teflon®.

Un recubrimiento de este tipo resulta especialmente ventajoso cuando por métodos químicos o físicos se alcanza un estado de práctica congelación y mediante la reticulación se evita que la masa adhesiva "fluya en frío" hacia el interior del velo soporte. Por ejemplo, los adhesivos termofusibles de acrilato reticulables por UV que vende la BASF bajo la marca comercial acResin® son particularmente apropiados para dichas exigencias: tras el recubrimiento tiene lugar un reticulación tridimensional mediante radiación UV. No obstante, según el tipo de masa adhesiva elegida también pueden emplearse ventajosamente otros métodos de reticulación, como la reticulación iniciada químicamente y la reticulación radioquímica mediante haces de electrones, u otros sistemas conocidos.

En otra forma de ejecución preferida de la presente invención, el recubrimiento de adhesivo se aplica sin presión o indirectamente sobre el velo soporte, con un gramaje de 25 hasta 60 g/m^{2}, sobre todo de 30 hasta 50 g/m^{2}, y a continuación se reticula por medios físicos o químicos.

Con la combinación del recubrimiento específico del soporte con masa adhesiva, arriba descrito, y los materiales soporte de la presente invención resulta como producto final una cinta adhesiva cuyo gramaje máximo es de 160 g/m^{2}, pero especialmente menor que 120 g/m^{2}, sobre todo hasta 100 g/m^{2}.

Gracias a ello se puede conseguir una notable reducción del peso, en comparación con las cintas adhesivas conocidas hasta la fecha, pues estas cintas de envolver conocidas del mercado pesan casi sin excepción más de 160 g/m^{2}, la mayoría incluso 180 hasta 200 g/m^{2} y más, independientemente de si se trata de cintas adhesivas con film de PVC o a base de tela o velo.

Como en la industria del automóvil, particularmente, se hacen esfuerzos considerables para rebajar peso en todos las partes posibles, con el fin, por ejemplo, de disminuir el consumo de carburante y cumplir así las exigencias administrativas sobre reducción de las emisiones de dióxido de carbono, este tipo de cinta adhesiva ofrece una ventaja adicional inalcanzable con las cintas adhesivas hasta ahora conocidas.

La cinta adhesiva de la presente invención se puede emplear ventajosamente para envolver en espiral un producto alargado, como, en concreto, un haz de cables. En este caso resultan evidentes todas las ventajas de la cinta adhesiva.

En comparación con el PVC plastificado, las cintas adhesivas de la presente invención tienen mayor estabilidad térmica a corto y largo plazo. Las mejores resistencias a la abrasión y al rozamiento, así como la superior amortiguación acústica, predestinan estas cintas adhesivas para ser usadas en determinadas partes de la carrocería.

También se valora la buena capacidad de aplicación manual en la producción de haces de cables. En condiciones de trabajo a destajo, la facilidad con que se rasgan las cintas protege contra la fatiga excesiva de articulaciones, músculos y tendones de la mano de obra normalmente femenina. Un corte liso, sin que el soporte se dilate en los extremos, permite rematar bien la envoltura, con seguridad, sin riesgo de dejar un trozo que sobresalga. La superficie textil blanda resulta agradable al tacto para el trabajo manual.

Las cintas adhesivas de este tipo no están exentas de PVC o de halógenos solamente per se -con lo cual cumplen los requisitos ecológicos- sino que, gracias a la construcción especial del soporte, formado por múltiples fibras individuales, no requieren el uso de plastificantes o similares para conseguir la flexibilidad exigida al soporte. Por tanto, con esta base se pueden obtener valores de emisión más favorables, en comparación con las cintas adhesivas de láminas de PVC, ya que estos velos soporte no muestran ningún desprendimiento de gases o solo de modo muy reducido.

Por consiguiente, el concepto de la presente invención también comprende un objeto alargado, sobre todo un haz de cables, envuelto con una cinta adhesiva según la presente invención.

A continuación, la cinta adhesiva de la presente invención se describe mediante unos ejemplos, según una forma de ejecución preferida y sin pretender limitar de ningún modo la presente invención. Además se pone un ejemplo comparativo, en el cual se describe una cinta adhesiva no válida.

Ejemplo 1

Como soporte se escoge un velo compactado mediante chorros de agua, formado por 100% de fibras de poliéster cuya finura es de 1,7 dtex, con un gramaje de 50 g/m^{2} y un espesor de 0,4 mm, el cual está recubierto con 35 g/m^{2} de una masa adhesiva usual para haces de cables, que consta de

40% en peso		caucho natural
48% en peso		resinas y plastificantes
9% en peso		carga de óxido de cinc y
3% en peso		negro de humo antioxidantes

y se aplica indirectamente sobre papel separador de silicona. Para estabilizar el sistema se lleva a cabo una reticulación mediante radiación electrónica, con una dosis de 70 kGy a una tensión de aceleración de 200 kV.

La medición de la amortiguación acústica según la norma BMW GS 95008-3 da un valor de 4,5 dB(A) para una cinta de envolver elaborada de este modo.

Ejemplo 2

Un velo formado por 100% de fibras de poliéster y consolidado térmicamente, como el que puede adquirirse de la firma Sandler bajo la marca "Sawabond 4342", de 35 g/m^{2} de gramaje, se recubre indirectamente por transferencia, sobre una cinta sin fin siliconada, con 40 g/m^{2} del adhesivo termofusible de acrilato acResin 258 de la BASF y se reticula en línea con una dosis UV de 30 mJ/cm^{2}.

La medición de la amortiguación acústica arroja un resultado de 5 dB(A) frente a la barra de acero no envuelta.

Ejemplo comparativo

Una cinta de envolver basada en una lámina de PVC flexible de 150 g/m^{2} de gramaje y 0,11 mm de espesor, acreditada desde hace muchos años, no produce ningún efecto amortiguador notable según la medición, en comparación con la barra de acero no envuelta.

Claims (8)

1. Cinta adhesiva para envolver objetos alargados, concretamente haces de cables, con un velo soporte provisto de una capa adhesiva, al menos por una cara, y consolidado mecánica, térmica o químicamente, el cual tiene un gramaje de 20 hasta 50 g/m^{2},

caracterizada porque

el recubrimiento de adhesivo se aplica sin presión o indirectamente al velo soporte, en un gramaje de 25 hasta 80 g/m^{2}, y a continuación se reticula física o químicamente, y la cinta adhesiva alcanza una amortiguación acústica de 3 a 10 dB(A), sobre todo de 4 a 6 dB(A), (medida conforme a la norma BMW GS 95008-3, de mayo de 2000).

2. Cinta adhesiva según la reivindicación 1, caracterizada porque el velo es de fibras cortadas, compactado por tratamiento mecánico o depositado en húmedo y consolidado adicionalmente por adición de ligantes y/o constituido de modo que entre el 2% y el 50% de sus fibras son de tipo termofusible.

3. Cinta adhesiva según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizada porque el velo es de filamentos hilados o extruidos por soplado, en concreto de polipropileno o de poliéster, y está consolidado térmicamente y gofrado con la ayuda de una calandria.

4. Cinta adhesiva según las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el velo está sobrecosido con hilos separados o por formación de mallas.

5. Cinta adhesiva según las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el recubrimiento de adhesivo se aplica sin presión o indirectamente sobre el velo soporte, en un gramaje de 25 hasta 60 g/m^{2}, sobre todo de 30 hasta 50 g/m^{2}, y luego se reticula física o químicamente.

6. Cinta adhesiva según las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque el gramaje total de la cinta adhesiva es como máximo 160 g/m^{2}, pero especialmente menor que 130 g/m^{2}, sobre todo hasta 100 g/m^{2}.

7. Empleo de una cinta adhesiva, según al menos una de las reivindicaciones anteriores, para envolver en forma de espiral un objeto alargado, como por ejemplo un haz de cables.

8. Objeto alargado, como, concretamente, un haz de cables, envuelto con una cinta adhesiva según, al menos, una de las reivindicaciones anteriores.