ES2248368T3 - Cintas adhesivas con soporte textil para envolver objetos alargados, especialmente haces de cables. - Google Patents
Cintas adhesivas con soporte textil para envolver objetos alargados, especialmente haces de cables.Info
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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.
\newpage
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:
- -
- un gramaje de 60 hasta 400 g/m^{2}, sobre todo de 200 g/m^{2}
- -
- 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:
- -
- un gramaje de 50 hasta 500 g/m^{2}, sobre todo de 80 hasta 200 g/m^{2}
- -
- 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.
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.
\newpage
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.
\newpage
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.
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.
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.
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.
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