ES2260373T3 - Procedimiento de fabricacion de peliculas polimericas nano/microestructuradas. - Google Patents
Procedimiento de fabricacion de peliculas polimericas nano/microestructuradas.Info
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Abstract
Método para la producción de películas poliméricas nano/microestructuradas en el que un polímero es guiado dentro de una ranura, formada por un rodillo y un dispositivo que ejerce una contrapresión, el polímero es presionado a través de la ranura, el polímero tras pasar la ranura se extiende sobre el rodillo en forma de película, que está envuelto por un molde para fundición inyectada que está provisto de un relieve, que equivale al negativo de la estructura superficial que se va a fabricar sobre la lámina polimérica y donde la profundidad de la estructura de la superficie del molde se encuentra entre 10 nm y 10.000 µm, de manera que la superficie próxima al rodillo de la lámina polimérica se moldea según el relieve, la lámina polimérica se crea sobre un material soporte, que es conducido por el lado del polímero que se aleja del rodillo dentro de la ranura formada por el rodillo y el dispositivo, y en la superficie del rodillo el polímero forma un reborde giratorio entre el material soporte y el molde en la ranura formada, que se caracteriza por, que el dispositivo es un rascador.
Description
Procedimiento de fabricación de películas
poliméricas nano/microestructuradas.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para la fabricación de películas poliméricas
nano/microestructuradas.
Las superficies que tienen estructuras con
dimensiones del orden de 10 nanómetros hasta 100 micrómetros pueden
servir para solucionar problemas en los sectores más diversos.
En los elementos de construcción o componentes
ópticos la luz puede disociarse o desintegrarse a través de las
microestructuras y desviarse en las direcciones deseadas. Las
películas estructuradas con prismas pueden emplearse como
retrorreflectores en las señales de tráfico o en las señalizaciones
de las carreteras.
Las aplicaciones no ópticas de las superficies
microestructuradas son superficies autodepurantes (efecto loto), la
piel de tiburón artificial (disminución de la resistencia de la
circulación) y los papeles de lija.
El efecto loto y su utilidad técnica se explican
con detalle en WO 96/04123 A1. De acuerdo con ello, las superficies
de los objetos pueden hacerse autodepurantes de forma artificial,
dotando artificialmente a una estructura superficial de elevaciones
y depresiones, donde se tendrá que tener en cuenta que la distancia
entre las elevaciones de la estructura superficial es del orden de 5
hasta 200 \mum, preferiblemente de 10 hasta 100 \mum, y la
altura de las elevaciones es del orden de 5 hasta 100 \mum,
preferiblemente de 10 hasta 50 \mum, y donde se tendrá que tener
en cuenta que estas elevaciones se componen de polímeros hidrófobos
o bien materiales hidrofobizados estables y que las elevaciones no
pueden desprenderse mediante agua o mediante agua con
detergentes.
Las superficies autodepurantes de este tipo se
pueden fabricar de forma que las estructuras superficiales ya se
creen en la fabricación de polímeros hidrófobos o bien incluso algo
más tarde, o bien se creen mediante la estampación o el gravado
posterior o por el pegado de un polvo a los polímeros hidrófobos. En
definitiva es posible crear superficies de objetos autodepurantes de
este tipo mediante la hidrofobización estable posterior de unas
superficies fabricadas previamente con las estructuras deseadas.
Una posibilidad para el hidrofobizado estable
posterior es la silanización posterior de las superficies
previamente fabricadas con las estructuras deseadas. Una
silanización puede realizarse en todos los materiales que sean de
naturaleza hidrófila, pero que sean capaces de reaccionar con los
grupos reactivos de los silanos, de manera que al final la
superficie se componga de residuos hidrófobos de silanos.
Las superficies de objetos autodepurantes tienen
una gran importancia desde el punto de vista técnico, ya que son
permeables a la luz y por motivos ópticos, estéticos o técnicos esta
permeabilidad a la luz debe mantenerse durante largo tiempo. En
particular se trata de vidrios o cristales permeables a la luz de
edificios, vehículos, colectores solares, etc. También tiene una
importancia o un significado económico y técnico la fabricación de
superficies autodepurantes en fachadas de casas, techos, monumentos
y estatuas, y carpas así como en revestimientos interiores de
silos, depósitos o conducciones de tuberías que contienen soluciones
acuosas o bien pueden ser limpiadas sin dejar residuos mediante agua
en movimiento. Tienen también su interés los revestimientos
exteriores de vehículos como coches, trenes o vehículos. Sin
embargo, aquí hay que tener en cuenta que estas superficies luego en
la limpieza con agua en movimiento no pueden ser sometidas a
esfuerzos mecánicos intensos pues esto conduce a un nivelado o
pulido de las estructuras superficiales de manera que estas se
vuelven brillantes pero pierden su capacidad de autodepuración.
Siempre que no sea posible o bien no se desee
crear las estructuras superficiales deseadas a priori, esto
se puede realizar posteriormente por medio de un estampado o grabado
al ácido posterior. Por ejemplo, el estampado puede llevarse a cabo
mediante un sello o timbre de estampación calentado o calentable. El
grabado puede efectuarse con los medios conocidos de grabado
químico o bien mediante métodos físicos como el grabado local con
oxígeno o con otras irradiaciones que conducen a una rugosidad de
la superficie y por tanto a una estructura superficial útil según la
invención.
Además se ha comprobado que también es posible
obtener la estructura superficial deseada mediante la adherencia de
un polvo de los polímeros hidrófobos. Se obtienen polvos de los
polímeros hidrófobos con el tamaño de grano deseado. Los resultados
óptimos se obtendrán únicamente si se emplea polvo con una
distribución del tamaño de grano relativamente estrecha.
Además del método conocido de WO 96/04123 A1
para fabricar estructuras principales se mencionan, por ejemplo,
litografías, litografías de tono gris, microfresado y recortado,
erosión por láser, grabado y chorreado con arena.
Asimismo la posterior replicación y moldeado de
las estructuras principales por medio del galvanizado para fabricar
un molde para fundición inyectada es un método muy conocido, por
ejemplo el método
LIGA.
LIGA.
Estos moldes para fundición inyectada sirven
como punto de partida para otros moldeados en polímeros en un gran
número de piezas.
Para la producción de un gran número de piezas
existen por tanto básicamente cuatro procedimientos.
Para ello en un molde para fundición inyectada
que está dotado de una microestructura se inyecta en el molde una
microestructura, un polímero fundido a una presión elevada, de
manera que se configura el negativo del molde y de la estructura en
un polímero. Una vez endurecida la masa fundida de polímero en el
molde de inyección, éste se abre y se extrae el polímero
microestructura del molde.
Este método se emplea entre otras cosas para la
fabricación de Audio-CDs.
El inconveniente del moldeo por inyección reside
en que de este modo únicamente se pueden fabricar superficies
pequeñas.
- a)
- Un soporte con un polímero reticulado por rayos se moldea por medio de un sello o troquel estructurado, transparente o bien un rodillo, y luego se retícula por medio de una radiación a través del sello o del rodillo. Tras la reticulación se separa de nuevo la pieza
- b)
- Un soporte transparente con un polímero reticulable por la radiación se moldea por medio de un sello o timbre o rodillo estructurado y luego se retícula por medio de una radiación a través del sello o del rodillo. Tras la reticulación se separa de nuevo la pieza
Se ha descrito este método como ejemplo de una
radiación UV y por electrones en las Jornadas 2001 de la "RadTech
Europe Conference and Exhibition" en el artículo del Prof.
Mehnert del 10/2001 en las páginas 603 hasta 608. Los
inconvenientes de los polímeros reticulados por rayos son que hay
que considerar que la elección de materia prima está limitada, las
materias primas son además caras y las mezclas poliméricas
coloreadas únicamente son posibles con unas limitaciones muy
grandes.
Un polímero termoplástico es estampado por medio
de un sello metálico estructurado a una temperatura y presión
elevadas, tras su deformación la pieza se enfría (por debajo de la
temperatura de transición vítrea) para que al despegar el sello la
estructura replicada no resulte dañada.
A continuación puede repetirse el proceso
directamente utilizando un polímero en forma de tira.
En el estampado con sello resulta preferible que
el método sea adecuado para replicar las estructuras complejas como
lentes y prismas y para que al mismo tiempo se consiga una calidad
del moldeo muy elevada.
Por otro lado se demuestra que el estampado
mediante sello es un proceso muy costoso en tiempo, que hay que
observar el desgaste elevado de la pieza, que se forma un lugar de
costura muy destacado entre los dos replicados y que existe un
elevado gasto mecánico debido a la necesaria planificación de
herramientas.
Un polímero termoplástico en forma de tira es
estampado por medio de un rodillo metálico a una temperatura
elevada y a una presión también muy elevada. Tras el moldeado el
polímero puede ser enfriado (por debajo de la temperatura de
transición vítrea) para que el despegado del sello no altere la
estructura replicada.
Aquí también se plantean algunas ventajas y
desventajas. Se alcanzan velocidades del proceso muy elevadas.
Además se obtiene una estructura casi sin costuras que es muy
adecuada para la replicación de redes de difracción y /o
hologramas.
En general el procedimiento de estampado por
rotación es únicamente adecuado para polímeros mecánica y
térmicamente muy estables (PET). Como en el estampado mediante
sellos se requiere un gasto mecánico muy elevado debido a la
exigencia de una instalación a una presión elevada, lo que dificulta
el escalado a grandes extensiones de trabajo. Finalmente el
estampado por rotación apenas es adecuado para el moldeado de
estructuras complejas, por ejemplo lentes o prismas, o estructuras
muy altas.
De la WO 97/13633 A1 se conoce un procedimiento
para producir láminas o películas poliméricas microestructuradas, en
el que un polímero se introduce en una hendidura, que se forma de un
rodillo y un contrarodillo, que ejerce una contrapresión o
resistencia a que el polímero la atraviese. El rodillo está rodeado
de un molde para fundición inyectada que está provisto de relieve
que equivale al negativo de la estructura superficial que se va a
fabricar en la película polimérica. La superficie próxima al rodillo
de la película polimérica es moldeada según el relieve tras el
proceso de escisión.
De la EP 0 799 686 A1 se conoce un método para
la fabricación de láminas o películas poliméricas
microestructuradas, en el que un polímero se introduce en una
hendidura, que se forma de un rodillo y un contrarodillo, que ejerce
una contrapresión o resistencia a que el polímero la atraviese. El
rodillo está rodeado de un molde para fundición inyectada que está
provisto de relieve que equivale al negativo de la estructura
superficial que se va a fabricar en la película polimérica. La
superficie próxima al rodillo de la película polimérica es moldeada
según el relieve tras el proceso de escisión.
De la WO 01/19600 A1 se conoce un método para la
producción de películas poliméricas microestructuradas según las
definiciones de las reivindicaciones 1 y 2, en las que un polímero
se introduce en una hendidura, que se forma de un rodillo y un
contrarodillo, que ejerce una contrapresión o resistencia a que el
polímero la atraviese. El rodillo está rodeado de un molde para
fundición inyectada que está provisto de relieve que equivale al
negativo de la estructura superficial que se va a fabricar en la
película polimérica. La superficie próxima al rodillo de la
película polimérica es moldeada según el relieve tras el proceso de
escisión.
De la DE 19941048 A1 se conoce un método para la
producción de películas poliméricas microestructuradas, en el que
un polímero se introduce en una hendidura, que se forma de un
rodillo y un contrarodillo, que ejerce una contrapresión o
resistencia a que el polímero la atraviese.
De la EP 0 369 781 A2 se conoce un método para
la producción de películas poliméricas microestructuradas, en el
cual un polímero se introduce en una hendidura, que se forma de un
rodillo y un contrarodillo, que ejerce una contrapresión o
resistencia a que el polímero la atraviese. El rodillo está rodeado
de un molde para fundición inyectada que está provisto de relieve
que equivale al negativo de la estructura superficial que se va a
fabricar en la película polimérica. La superficie próxima al rodillo
de la película polimérica es moldeada según el relieve tras el
proceso de escisión.
De la JP 02122916 A se conoce un método para la
producción de películas poliméricas microestructuradas, en el que
un polímero se introduce en una hendidura, que se forma de un
rodillo y un contrarodillo, que ejerce una contrapresión o
resistencia a que el polímero la atraviese. El rodillo está rodeado
de un molde para fundición inyectada que está provisto de relieve
que equivale al negativo de la estructura superficial que se va a
fabricar en la película polimérica. La superficie próxima al rodillo
de la película polimérica es moldeada según el relieve tras el
proceso de escisión.
De la US 5.759.455 A se conoce un método para la
producción de películas poliméricas microestructuradas, en el que
un polímero se introduce en una hendidura, que se forma de un
rodillo y un contrarodillo, que ejerce una contrapresión o
resistencia a que el polímero la atraviese. El rodillo está rodeado
de un molde para fundición inyectada que está provisto de relieve
que equivale al negativo de la estructura superficial que se va a
fabricar en la película polimérica. La superficie próxima al rodillo
de la película polimérica es moldeada según el relieve tras el
proceso de escisión.
De la EP 1 146 170 A1 se conoce un método para
la producción de películas poliméricas microestructuradas, en el que
un polímero se introduce en una hendidura, que se forma de un
rodillo y un contrarodillo, que ejerce una contrapresión o
resistencia a que el polímero la atraviese. El rodillo está rodeado
de un molde para fundición inyectada que está provisto de relieve
que equivale al negativo de la estructura superficial que se va a
fabricar en la película polimérica. La superficie próxima al rodillo
de la película polimérica es moldeada según el relieve tras el
proceso de escisión.
De la US 5.281.371 A se conoce un método para la
producción de películas poliméricas microestructuradas, en el que
un polímero se introduce en una hendidura, que se forma de un
rodillo y un contrarodillo, que ejerce una contrapresión o
resistencia a que el polímero la atraviese. El rodillo está rodeado
de un molde para fundición inyectada que está provisto de relieve
que equivale al negativo de la estructura superficial que se va a
fabricar en la película polimérica. La superficie próxima al rodillo
de la película polimérica es moldeada según el relieve tras el
proceso de escisión.
De la EP 0 575 177 A1 se conoce un método para
la producción de películas poliméricas microestructuradas, en el que
un polímero se introduce en una hendidura, que se forma de un
rodillo y un contrarodillo, que ejerce una contrapresión o
resistencia a que el polímero la atraviese. El rodillo está rodeado
de un molde para fundición inyectada que está provisto de relieve
que equivale al negativo de la estructura superficial que se va a
fabricar en la película polimérica. La superficie próxima al rodillo
de la película polimérica es moldeada según el relieve tras el
proceso de escisión.
De la US 4.477.502 A se conoce un método para la
producción de películas poliméricas microestructuradas, en el que
un polímero se introduce en una hendidura, que se forma de un
rodillo y un contrarodillo, que ejerce una contrapresión o
resistencia a que el polímero la atraviese. El rodillo está rodeado
de un molde para fundición inyectada que está provisto de relieve
que equivale al negativo de la estructura superficial que se va a
fabricar en la película polimérica. La superficie próxima al rodillo
de la película polimérica es moldeada según el relieve tras el
proceso de escisión.
El cometido de la invención reside en crear
ayudas, en particular crear un método que permita crear superficies
nano/microestructuradas de películas poliméricas, en las que el
método deba ser poco complicado desde el punto de vista técnico. El
método debe permitir además el acabado rápido, combinar las ventajas
de ambos métodos de estampado (estampado con sello y estampado de
rotación), facilitar el moldeado de estructuras complejas, altas
casi sin costuras, presentar un gasto aceptable a una escala mayor
de producción y por último permitir el uso de polímeros más
sensibles.
Este cometido se resuelve mediante los métodos
que se mencionan en las reivindicaciones principales. En las
subreivindicaciones se han descrito las versiones preferidas del
método.
De acuerdo con todo ello la invención hace
referencia a un método para la producción de películas poliméricas
nano/microestructuradas en el que un polímero se introduce en una
hendidura, que se forma de un rodillo y un dispositivo, es decir un
rascador, que ejerce una contrapresión. El polímero es presionado a
través de la hendidura y se aplica sobre el rodillo en forma de
película o lámina. El rodillo está rodeado de un molde para
fundición inyectada que está provisto de relieve que equivale al
negativo de la estructura superficial que se va a fabricar sobre la
película polimérica, donde la profundidad de la estructura de la
superficie del molde para fundición inyectada oscila entre 10 nm y
10.000 \mum, de manera que la superficie próxima al rodillo de la
película polimérica es moldeada según el relieve.
La película polimérica se crea sobre un material
soporte que es guiado por el lateral de polímero elastomérico que se
aleja del rodillo en la hendidura entre el rodillo y el dispositivo
y por la superficie del rodillo. El polímero configura con ello un
reborde o bordón giratorio entre el material soporte y el molde para
fundición inyectada en la hendidura del rodillo formada.
En otra versión de la invención el polímero
constituye un reborde giratorio en una hendidura del rodillo.
La película polimérica se crea entonces en un
material soporte que es guiado por el lado del polímero elastomérico
que se aleja del rodillo hacia la hendidura del rodillo y del
dispositivo en el rodillo. Este procedimiento se ofrece en
particular cuando el material soporte que va a ser revestido no
puede hacer frente a las exigencias térmicas o mecánicas en la
hendidura del rodillo.
El material soporte es conducido por ejemplo por
medio de un cilindro de apriete del rodillo.
Muy favorable en el sentido de la invención es
que el rodillo estructurado de este modo se atempere o se enfríe y
/o el dispositivo se temple por encima del punto de fusión del
polímero empleado.
Además es preferible el moldeo para fundición
inyectada a través del chorreado de arena, el grabado, el
tratamiento con láser, el método litográfico, la presión offset, el
método galvánico, LIGA y/o erosión con el relieve.
En lo que se refiere a las estructuras que se
van a moldear puede tratarse de estructuras del orden de 10 hasta
500 nm, preferiblemente de 180 hasta 250 nm, como polvos contra la
polilla para el tratamiento antireflejos de superficies, del orden
de 0,5 hasta 20 \mum, preferiblemente de 0,8 hasta 8 \mum, como
las redes de difracción para hologramas, del orden de 5 hasta 500
\mum, como las lentes y prismas para la desviación de la luz y
también de estructuras palpables como trazos o rasgos del orden de
algunos milímetros. Una ventaja especial de este método es que las
estructuras de diferentes dimensiones pueden colocarse una junta a
otra en un molde para fundición inyectada y después ser moldeadas en
una calidad excepcional.
La impresión offset es un método de impresión
indirecto desarrollado de la litografía, en el cual la presión no
actúa directamente sobre el molde para fundición por inyección, sino
que por el soporte de impresión inicialmente sobre un cilindro
provisto de un trozo de caucho, que por su lado lleva la imagen
impresa por el lado derecho al molde. Puesto que la impresión
offset es un método de impresión plana en un plano se encuentran
trozos o piezas impresas y no impresas. En primer lugar se preparan
para que absorban la tinta impresora, y eliminen el agua; en las
piezas no impresas del soporte ocurre lo contrario.
Por técnica galvánica en un sentido concreto se
entiende el tratamiento superficial electroquímico de materiales,
es decir la separación electrolítica de capas delgadas metálicas
(raramente no metálicas) con la finalidad del embellecimiento, de la
protección de la corrosión, de la producción de materiales
compuestos con mejores propiedades y similares.
La galvanotécnica engloba ambos sectores
principales la galvanostegia y la galvanoplástica. La
galvanoplástica sirve para la fabricación o reproducción de
artículos por separación electrostática. Para ello se fabrica a
partir del molde original una impresión (negativo, forma hueca) de
yeso, cera, gutapercha, caucho de silicona, aleación metálica poco
fundida y un fotoresist estructurado e iluminado. La pieza fundida
se vuelve conductora eléctricamente y superficialmente (mediante la
precipitación química o la evaporación de metales) y luego como polo
negativo en el líquido de galvanizado se recubre con el metal que va
a ser separado (por ejemplo, Cu, Ni, Ag etc.; polo positivo). Tras
finalizar la electrolisis puede retirarse del molde la capa metálica
formada.
La erosión describe un procedimiento en la
técnica de acabado, en el cual se obtiene un molde de la pieza
deseado mediante la eliminación controlada de las partículas de la
superficie de la pieza como consecuencia del salto de chispas
eléctricas.
LIGA describe una combinación de la litografía
con la radiación del sincrotrón, el moldeo galvánico y el moldeo
para fabricar microestructuras para el circuito electrónico. La
ventaja del método reside en que estas microestructuras pueden ser
fabricadas con alturas estructurales de más de cientos de
micrómetros en unas dimensiones laterales mínimas del orden de
nanómetros.
El molde para fundición inyectada consta
preferiblemente de un polímero como silicona reticulada, PET
(tereftalato de polietileno) o bien un poliéster y/o un metal, por
ejemplo níquel.
Para una aplicación simple del molde este debe
tener un grosor de al menos 10 \mum además de la altura de la
estructura.
A continuación se indican por ejemplo métodos,
con los cuales se pueden fabricar las estructuras del molde para
fundición inyectada.
- -
- El molde puede tener como estructura una red de difracción con unas constantes de retícula o de la red de 1600 nm hasta 2100 nm para una profundidad de unos 1000 nm. Las redes de difracción de disponen de manera que en la irradiación con luz blanca se crea un trazo de diferentes colores. Las estructuras se crearán por una iluminación de la silueta en un fotoresist positivo y la posterior eliminación de las zonas no iluminadas en una lámina de silicona. Acto seguido éstas se humedecen con 100 nm de niquel para hacerlas conductoras, y seguidamente se tratan galvánicamente para tener un grosor total de 50 \mum con una deposición de níquel.
- -
- Por medio de la litografía de tono gris pueden crearse prismas con una longitud de cantos de 10 \mum y una altura de 7,5 \mum. El método es idéntico al anteriormente descrito a excepción de que para la iluminación se emplea una máscara de tono gris.
- -
- Por medio de un láser se dota a una lámina de poliéster de una topografía holográfica, que se repite siempre sobre la lámina, de manera que resulta una "impresión dispersa".
- -
- En un tubo de latón estirado se cortan por medio de un diamante las llamadas ranuras en V con un grosor de 20 \mum.
El molde se fija al rodillo en una variante
especialmente preferida del procedimiento por medio de una cinta
adhesiva que pega por las dos caras.
Preferiblemente se trata de una cinta adhesiva,
que presenta como soporte una película polimérica de polipropileno.
Alternativamente al polipropileno es posible el empleo de por
ejemplo PVC como material soporte.
Para el revestimiento de ambas superficies
externas del soporte se emplean dos composiciones adhesivas
distintas. En el lateral de la cinta adhesiva que se une a la capa
soporte de la placa de impresión, se extiende una composición
adhesiva de caucho natural ligeramente adherente. La composición
adhesiva presenta una fuerza de adherencia de 0,2 hasta 7 N/cm,
preferiblemente de 1 N/cm.
El otro revestimiento adhesivo consiste en una
capa fuertemente adhesiva que se basa preferiblemente en caucho
natural. Alternativamente también se puede emplear una composición
adhesiva a base de acrilatos convencionales. Este revestimiento se
caracteriza por una fuerza adhesiva de 2 hasta 6 N/cm,
preferiblemente de 4,5 N/cm.
Las fuerzas adhesivas indicadas se miden según
AFERA 4001.
Puede emplearse preferiblemente una cinta
adhesiva que pegue por los dos lados, en la que el soporte de la
cinta adhesiva sea una película de tereftalato de polietileno (PET)
y se apliquen a la lámina revestimientos adhesivos por los dos
lados.
La superficie de la película de tereftalato de
polietileno (PET) se vuelve rugosa por una o por las dos caras, al
menos parcialmente, al emplear un reactivo, que en especial produzca
un proceso de grabado, y/o la energía superficial de la superficie
de la película se vea incrementada de manera que se optimice el
anclaje de la composición sobre la película.
Por este motivo entre la película de tereftalato
de polietileno (PET) y al menos una composición adhesiva deberá
existir un soporte de espuma. Además resulta preferible que el
soporte espumado se componga de poliuretano, PVC o poliolefinas.
También se prefiere que las superficies del soporte espumado hayan
sido tratadas previamente, en especial con un tratamiento
corona.
La película de tereftalato de polietileno tiene
preferiblemente un grosor de 5 hasta 500 \mum, en particular de 5
hasta 60 \mum, especialmente de 23 \mum.
Para conseguir resultados muy buenos en la
rugosidad se recomienda emplear como reactivo el ácido
tricloroacético (Cl_{3}C-COOH) o bien el ácido
tricloroacético en combinación con compuestos cristalinos inertes,
preferiblemente compuestos de silicio, en particular
(SiO_{2})_{x}.
Los compuestos cristalinos inertes se incorporan
a la superficie de la lámina de PET para reforzar de este modo la
aspereza y la energía superficial.
Para ajustar tal como se desee las propiedades
de la cinta adhesiva, en particular la cohesión necesaria, es
posible añadir resinas adhesivas y materiales de relleno como las
resinas de hidrocarburos, los plastificantes, medios protectores
del envejecimiento o creta a las composiciones adhesivas.
Incluso en este caso se ha demostrado que lo más
preferible es emplear dos composiciones adhesivas distintas para el
revestimiento de ambas caras externas del soporte.
Entonces se recubre un lateral de la cinta
adhesiva de una composición adhesiva ligeramente adherente. La
composición adhesiva presenta una fuerza adhesiva de 0,5 hasta 5
N/cm, preferiblemente de 2,5 N/cm.
El otro revestimiento adhesivo se formará luego
a partir de una capa de mayor adherencia que será básicamente de
acrilato. Este revestimiento se caracteriza por una fuerza adhesiva
de 1 hasta 6 N/cm, preferiblemente de 4,5 N/cm. Las fuerzas
adhesivas indicadas se miden según AFERA 4001.
Las fuerzas adhesivas deseadas pueden variar
según el tipo y la cantidad de resina empleada así como del material
de relleno usado.
El molde para fundición inyectada se crear por
tanto preferiblemente de un rodillo o de una manga. Este consta
además de un polímero como la silicona reticulada y/o de PET y/o de
un metal. La profundidad de la estructura de la superficie del
molde se mantendrá entre 10 nm y 10.000 \mum.
En el procedimiento conforme a la invención el
polímero que va a ser estructurado se mantiene preferiblemente en
una masa fundida o totalmente estirado.
Se emplean preferiblemente como polímeros una
poliolefina como el polipropileno o el polietileno. Las poliolefinas
termoplásticas incluyen en particular al menos una poliolefina del
grupo de los polietilenos (por ejemplo, HDPE, LDPE, MDPE, LLDPE,
VLLDPE, copolímeros del etileno con comonómeros polares) y del grupo
de los polipropilenos (por ejemplo, homopolímeros de polipropileno,
copolímeros aleatorios de polipropileno o copolímeros en bloque de
polipropileno).
Se prefieren mezclas de distintas poliolefinaes
adecuadas.
En general son adecuados los termoplastos entre
los que se destacan todos los plásticos compuestos de moléculas
poliméricas reticuladas lineales o termolábiles, por ejemplo, las
poliolefinas, polímeros de vinilo, poliamidas, poliésteres,
poliacetatos, policarbonatos, en parte también los poliuretanos y
los ionómeros. Los termoplastos engloban también los polímeros cuyas
propiedades abarcan desde plásticos en serie hasta plásticos de alto
rendimiento (plásticos especiales). Un grupo de transición entre
ambos tipos de plásticos lo constituyen los polímeros conocidos como
termoplásticos técnicos. Una ojeada a sus representantes más
destacados nos lleva al cuadro de la figura 1.
El polímero es preferiblemente termoplástico,
una mezcla polimérica y /o un release unido a un polímero como el
N,N'-etilenbisestereamida.
Además el polímero puede mezclarse con
colorantes como el TiO_{2} o bien hollín y/o con materiales de
relleno como creta.
Como apoyo de la lámina polimérica existe
preferiblemente un soporte cerrado que se hace pasar sobre el
dispositivo y el rodillo y de ese modo el polímero o bien la
película polimérica se encuentra siempre fija entre el soporte del
proceso y el rodillo.
El polímero se puede conducir a través de un par
de rodillos previamente conectados, una extrusora a la hendidura
del rodillo de manera que se forme un rollo giratorio de polímero
(reborde).
Este rollo giratorio transporta por un lado una
inclusión de aire no metálica en forma de burbuja desde la
hendidura del rodillo hasta la superficie del reborde y por otro
lado procura que exista una reticulación homogénea del molde,
incluso cuando se tienen que moldear estructuras de distinta
configuración y al-
tura.
tura.
El material soporte junto con la película
polimérica son extraídos seguidamente del rodillo, por ejemplo por
medio de un rodillo de tracción.
De este modo se pueden obtener laminados, en
especial cuando el material soporte es asimismo una lámina
polimérica.
Además la capa soporte se puede configurar de
películas (por ejemplo, de PUR, PE o PP, PET, PA), vellones,
tejidos, espumas, películas metálicas, materiales de unión,
algodones, laminados, películas espumadas, papel, etc..
Como capa soporte sirve asimismo una película de
poliolefinas que no está estirada y al menos contiene una
poliolefina del grupo de los polietilenos (por ejemplo, HDPE, LDPE,
MDPE, LLDPE, VLLDPE, copolímeros del etileno con comonómeros
polares) y del grupo de los polipropilenos (por ejemplo,
homopolímeros de polipropileno, copolímeros aleatorios de
polipropileno o bien copolímeros en bloque de polipropileno).
Se prefiere el empleo de mezclas de distintas
poliolefinas adecuadas.
Se pueden emplear según la invención películas
estiradas en dirección monoaxial y biaxial a base de poliolefinas,
luego películas a base de polietileno estirado o copolímeros
estirados, que contienen unidades de etileno y/o polipropileno.
El polipropileno estirado monoaxialmente se
caracteriza por una resistencia al desgarre muy elevada y un
estiramiento escaso en dirección longitudinal y se emplea por
ejemplo para fabricar Strapping Tapes. Se prefieren en particular
las películas estiradas monoaxialmente a base de polipropileno.
Los grosores de las películas estiradas
monoaxialmente a base de polipropileno se encuentran entre 5 \mum
y 500 \mum, en particular entre 5 y 60 \mum.
Las películas estiradas monoaxialmente son
básicamente de una sola capa, pero pueden fabricarse películas
estiradas monoaxialmente de varias capas. Se conocen las películas
de una, dos y tres capas y el número de capas puede ser incluso
mayor.
Se prefieren además películas estiradas
biaxialmente a base de polipropileno con un cociente de estiramiento
en dirección longitudinal entre 1:4 y 1:9, preferiblemente entre
1:4,8 y 1:6, así como un cociente de estiramiento en dirección
transversal entre 1:4 y 1:9, preferiblemente entre 1:4,8 y
1:8,5.
Por ejemplo un vellón de
metaloceno-polietileno es adecuado como material
soporte.
El vellón de
metaloceno-polietileno presenta las siguientes
características:
- -
- un peso superficial de 40 hasta 200 g/m^{2}, en particular de 60 hasta 120 g/m^{2}, y/o
- -
- un grosor de 0,1 hasta 0,6 mm, en particular de 0,2 hasta 0,5, y/o
- -
- una fuerza de tracción máxima - estiramiento longitudinal de 400 hasta 700% y/o
- -
- una fuerza de tracción máxima - estiramiento transversal de 250 hasta 550%.
Como material soporte se pueden emplear todos
los soportes textiles como artículos de mallas, tejidos, géneros de
punto o vellones, donde se entiende por "vellón" aquella
configuración plana de tejido conforme a EN 29092 (1988).
Asimismo se pueden emplear tejidos y géneros
discontinuos con forro. Este tipo de tejidos se mencionan en EP 0
071 212 B1. Los tejidos discontinuos son un cuerpo de capas con una
capa protectora de un vello de fibra o de filamento, una capa
inferior y entre estas capas un haz de fibras de sujeción que se
distribuyen sobre la superficie del cuerpo de capas. Existen de un
modo opcional según EP 0 071 212 B1 en las fibras de sujeción
partículas de rocas inertes, como por ejemplo, arena, gravas o
similares. Las fibras de sujeción que se extienden por la capa de
partículas y la capa protectora y la capa inferior están unidas unas
a otras.
Los tejidos o géneros discontinuos se han
descrito en dos artículos que corresponden a la revista
"kettenwirk-praxis 3/93", 1993, páginas 59
hasta 63 "Géneros discontinuos de género Raschel" y a otro
artículo de la misma revista, "kettenwirk-praxis
1/94",1994 páginas 73 hasta 76 y a cuyo contenido se hace
referencia en este escrito.
Como materiales para el vellón se usan fibras
cortadas reforzadas pero también vellones de filamentos, de
hilatura, "meltblown" que sirven básicamente para reforzar.
Como métodos posibles de refuerzo para los vellones se conocen la
fijación mecánica, térmica así como química. En las fijaciones
mecánicas las fibras se mantienen juntas debido a la fluidización,
turbulencia de cada una de las fibras, debido al entrelazado de los
haces de fibras o por el cosido de fibras adicionales y mediante
los procesos térmicos así como químicos se consiguen uniones de
fibra-fibra de tipo adhesivo (con aglutinantes) o
cohesivo (sin aglutinante). Estos se encuentran limitados por la
fórmula adecuada y el tipo de proceso y se restringen a puntos
locales de fibras, de manera que se configure una red estable
tridimensional al conseguir una estructura determinada en el
vellón.
Preferiblemente se obtienen vellones que se
refuerzan mediante un entrelazado o por un recosido con fibras
distintas.
Este tipo de vellones reforzados se fabrican por
ejemplo en máquinas de coser del tipo "Malivlies" de la empresa
Karl Meyer, asimismo Malimo, y se obtienen en Naue Fasertechnik y
Techtex GMBH. Un Malivlies se caracteriza porque un vellón de fibra
transversal se ve reforzado por la formación de mallas a base de
fibras del vellón.
Como soporte puede emplearse además un vellón
del tipo Kunit o Multiknit. Un vellón kunit se caracteriza porque
del tratamiento de un vellón de fibra de orientación longitudinal se
pasa a una configuración superficial que por un lado presenta mallas
y por el otro pliegues de fibras extremas o almas de mallas, pero ni
posee fibras ni configuraciones de fibras reforzadas. Un tipo de
vellón de este estilo se fabrica por ejemplo en máquinas de coser
del tipo "kunitvlies" de la empresa Karl Mayer ya desde hace
tiempo. Otra característica a destacar de este vellón consiste en
que como vellón de fibra longitudinal puede adquirir elevadas
fuerzas de tracción en dirección longitudinal. Un vellón multiknit
se caracteriza a diferencia del vellón kunit, en que el vellón
experimenta un refuerzo debido al pinchado por ambos lados con
agujas tanto en el lado superior como en el inferior.
Finalmente los vellones de coser son adecuados
como producto previo a la formación de una cinta adhesiva. Un vellón
de coser está configurado por un material de vellón con una
diversidad de costuras que transcurren en paralelo. Estas costuras
se forman por el cosido de los hilos que se cruzan. Para este tipo
de vellón se conocen las máquinas del tipo "Maliwatt" de Karl
Mayer, antes Malimo.
Lo preferible es un vellón de fibra cortada, que
en un primer paso se fija previamente por tratamiento mecánico o
bien un vellón húmedo, que ha sido tratado hidrodinámicamente, donde
entre un 2% y un 50% de las fibras del vellón son fibras fundibles,
en particular entre un 5% y un 40% de las fibras del vellón.
Un vellón de este tipo se caracteriza porque las
fibras se colocan húmedas o por ejemplo un vellón de fibra cortada
se refuerza previamente por la formación de mallas de fibras del
vellón o por el cosido o tratamiento con chorros de agua o aire.
En un segundo paso se realiza la termofijación,
en la que la resistencia del vellón se incrementa todavía más por la
fusión de las fibras fundibles.
La fijación del soporte del vellón puede hacerse
también sin aglutinante, por ejemplo, mediante el estampado en
caliente con cilindros estructurados, por lo que pueden manipularse
propiedades como la resistencia, el grosor, la densidad,
flexibilidad entre otras por medio de la presión, temperatura y
tiempo de tratamiento y geometría del estampado.
Para el aprovechamiento de los vellones conforme
a la invención tiene interés la fijación adhesiva de vellones
fijados previamente o en húmedo, de manera que ésta puede realizarse
mediante la adición de aglutinante en forma pastosa, sólida,
líquida, espumosa. Las formas principales de presentación son
múltiples, por ejemplo, aglutinante sólido como polvo , como lámina
o como rejilla o en forma de fibras unidas. Los aglutinantes
líquidos se disuelven en agua o en disolventes orgánicos o se
aplican como dispersiones. Se prefieren las dispersiones para la
fijación adhesiva, eligiéndose: Duroplastos en forma de dispersiones
de resinas fenólicas o de melamina, elastómeros como dispersiones
de cauchos naturales o sintéticos o bien la mayoría son dispersiones
de termoplastos como acrilatos, acetatos de vinilo, poliuretanos,
sistemas de estireno-butadieno, PVC, entre otros así
como sus copolímeros. En un caso normal se trata de dispersiones
estabilizadas aniónicas o no ionógenas, en casos especiales puede
tratarse de dispersiones catiónicas.
El tipo de aplicación de aglutinante puede
realizarse según la tecnología actual y se puede hallar por ejemplo
en talleres estándar de revestimiento o de técnica del vellón como
"materiales de vellón" (Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 1982)
o bien
Textiltechnik-Vliesstoff-erzeugung''(Arbeitsgeberkreis
Gesamttextil, Eschborn, 1996).
Para vellones reforzados mecánicamente, que ya
presentan una resistencia a la unión suficiente, se ofrece el
pulverizado unilateral de un aglutinante para modificar las
propiedades de la superficie.
Además del ahorrativo proceso con el aglutinante
este tipo de modo de actuación reduce claramente el consumo de
energía para el secado. Puesto que no se necesitan cilindros de
estrangulación y las dispersiones se mantienen predominantemente en
la zona superior del material de vellón, puede evitarse un
endurecimiento no deseado y una rigidez del vellón. Para una rigidez
adhesiva suficiente del soporte de vellón se añade aglutinante del
orden del 1% hasta del 50%, en particular del 3 hasta del 20%,
respecto al peso del vellón de fibra.
La adición de aglutinante puede llevarse a cabo
ya en la fabricación del vellón, en la fijación previa mecánica o
en una etapa del proceso especial, de manera que ésta pueda
realizarse inline ó off-line. Tras la adición del
aglutinante debe crearse un estado temporal para el aglutinante, en
el cual éste sea adhesivo y una las fibras de forma adhesiva - eso
puede conseguirse durante el secado de dispersiones por ejemplo,
pero también durante el calentamiento, donde se dan otras
posibilidades de variación a través del uso parcial o superficial de
la presión. La activación del aglutinante puede efectuarse en
canales de secado conocidos, con la selección adecuada del
aglutinante pero también mediante la radiación infrarroja, la
radiación UV, los ultrasonidos, la radiación a frecuencia elevada o
similares. Para la posterior aplicación final es importante pero no
necesariamente obligatorio que el aglutinante haya perdido su
adherencia hacia el final del proceso de fabricación del vellón.
Otra forma especial de fijación adhesiva
consiste en que la activación del aglutinante se realice a través de
la disolución o del hinchamiento. En principio las mismas fibras o
bien una mezcla de fibras especiales pueden asumir la función del
aglutinante. Puesto que para la mayoría de fibras poliméricas este
tipo de disolventes resulta problemático por cuestiones de tipo
ambiental, este método raramente se emplea.
Como materiales de partida para los soportes
textiles se han previsto fibras de poliéster, polipropileno, viscosa
o algodón. Pero la presente invención no se limita a los materiales
mencionados sino que se pueden emplear una multitud de otras fibras
para la fabricación del vellón.
Los tejidos a base de mallas son tejidos
fabricados a partir de uno o varios hilos o sistemas de hilos por la
formación de mallas (lazos o bucles de hilos) a diferencia de los
material tejido (tejidos), en el cual la superficie se fabrica
mediante el cruce de dos sistemas de hilos (hilos de trama y de
urdimbre) y los vellones (compuestos de fibras), en los cuales un
copo fibroso suelto se refuerza mediante calor, cosido o chorros de
agua.
El material de mallas se puede dividir en
géneros de punto en los cuales los hilos transcurren
perpendicularmente al tejido y en géneros en los cuales los hilos
presentan una dirección longitudinal. Los tejidos de mallas se
caracterizan por una estructura determinada ya que las mallas pueden
ensancharse a lo largo y a lo ancho y tienen la capacidad de volver
a su estado inicial. Son resistentes al uso.
Una configuración especial del soporte consiste
en emplear papeles o láminas que se hayan dotado de alguna sustancia
antiadhesiva y por un lado estén recubiertos de una composición
adhesiva que encontrará de cara al polímero que va a ser
estructurado.
Por ejemplo, se puede emplear un soporte de
papel con un grosor de 1,1 hasta 1,25 g/cm^{3}, donde el soporte
de papel presenta básicamente un lado superior y uno inferior.
El soporte de papel está provisto de un
revestimiento de plástico en el lado superior y el lado inferior,
por lo que al menos se aplica una capa antiadhesiva a uno de los dos
revestimientos de plástico existentes.
Preferiblemente el soporte de papel presenta un
grosor de 1,12 hasta 1,2 g/cm^{3}, en particular 1,14 hasta 1,16
g/cm^{3}.
El soporte de papel presenta preferiblemente un
peso superficial de 40 hasta 120 g/m^{2}, en particular de 50
hasta 110 g/m^{2} y muy especialmente de 60 hasta 100
g/m^{2}.
En otra configuración preferida el soporte de
papel es un papel glasina muy compacto que en su lateral superior e
inferior está provisto de un revestimiento de plástico, en el que
sobre ambos revestimientos de plástico se aplica una capa
antiadhesiva, en particular un revestimiento de silicona.
Como revestimiento de plástico se emplean
especialmente poliolefinas como la LDPE, HDPE, mezclas de las
mencionadas, por ejemplo, MDPE, PP ó PET. Se prefiere en particular
la LDPE.
Los lados poli revestidos del soporte de papel
de LDPE o HDPE se fabrican tanto en brillo como en mate.
Se aplica preferiblemente un revestimiento de
plástico de 5 hasta 30 g/m^{2}, en particular de 10 hasta 25
g/m^{2}, muy especialmente de 15 hasta 20 g/m^{2}. En el caso de
poliéster la aplicación puede ser de 2 hasta 3 g/m^{2}.
Además una configuración sorprendente se crea
cuando se emplean como capas adhesivas silicona, parafina, teflón o
ceras. Se pueden emplear también capas separadoras libres de
silicona como por ejemplo las "non Silicone" de Fa. Rexam, o
bien capas pobres en silicona como por ejemplo las "lo ex" de
Fa. Rexam.
Según el campo de aplicación del material
separador conforme a la invención es posible configurar por separado
las capas antiadhesivas a ambos lados del material separador y
ajustar por separado las propiedades separadoras en ambas caras
(controlled release).
Preferiblemente se emplea silicona revestida sin
disolvente.
Además se prefiere aplicar la silicona revestida
libre de disolvente con 0,8 hasta 3,7 g/m^{2}, preferiblemente
1,3 hasta 3,2 g/m^{2}, en especial 1,8 hasta 2,8 g/m^{2}.
Pero también son posibles sistemas que contienen
disolvente y ciertamente con una cantidad a aplicar de 0,3 hasta 1
g/m^{2}.
Además de acuerdo con la invención se incluye
una película polimérica que se ha fabricado según el método conforme
a la invención así como la utilización de ésta como soporte en una
cinta adhesiva, que se ha fabricado con ayuda de una composición
autoadhesiva especialmente sensible a la presión, de forma que se
aplica la composición adhesiva por un lado a la lámina polimérica y
a la superficie no estructurada.
Seguidamente la cinta adhesiva se puede arrollar
a un rodillo.
Como masas adhesivas se pueden emplear
básicamente todas las composiciones adhesivas conocidas con una
fuerza de adherencia suficientemente grande a la base que va a ser
recubierta.
La composición adhesiva de la cinta adhesiva
puede constar de una masa adhesiva a base de caucho y acrilato. Se
prefieren composiciones adhesivas a base de dispersiones de
acrilato, en particular composiciones adhesivas a base de
copolímeros en bloque de
estireno-isopreno-estireno. Estas
tecnologías de las masas adhesivas son conocidas y se emplean en la
industria de las cintas adhesivas.
La cantidad de masa adhesiva que se aplica al
material soporte es preferiblemente de 15 a 60 g/m^{2}. En otro
modelo preferido se ajusta la cantidad para cada capa en 20 hasta 30
g/m^{2}.
La fabricación de cintas adhesivas se puede
llevar a cabo según métodos conocidos. Una revisión acerca del
método de fabricación habitual la hallamos por ejemplo en "Coating
Equipment" de Donatas Satas en el Handbook of Pressure Sensitive
Adhesive Technology, segunda edición, editado por Donatas Satas, Van
Nostrand Reinhold New York, pp. 767-808. Los
métodos conocidos para el secado y cortado de cintas adhesivas se
pueden encontrar asimismo en el Handbook of Pressure Sensitive
Adhesive Technology, páginas 809-874.
Como composición adhesiva la más adecuada consta
de una mezcla en caliente de acrilatos que presenta un valor K de
cómo mínimo 20, preferiblemente mayor a 30 (medido respectivamente
en una solución al 1% en peso de toluol, 25ºC), que se obtiene por
concentración de una solución de dicha masa hasta un sistema que se
manipula como una masa fundida.
El proceso de concentrado puede tener lugar en
las calderas equipadas del modo apropiado o en extrusoras, en
particular se prefiere una extrusora de desgasificado.
Una composición adhesiva de este tipo se muestra
en la DE 43 13 008 C2. De esta composición de acrilato fabricada de
este modo se extrae totalmente el disolvente en una etapa
intermedia.
El valor K se determina análogamente al DIN 53
726.
Adicionalmente se eliminan otros componentes
volátiles. Tras el revestimiento de la masa fundida estas
composiciones todavía presentan un pequeño porcentaje en
componentes volátiles. Por lo que todas pueden ser aceptadas en las
fórmulas de monómeros reivindicadas en la patente anteriormente
indicada. Otra ventaja de las composiciones descritas en la patente
es que se observa que éstas presentan un elevado valor K y por tanto
un peso molecular elevado. El experto sabe que los sistemas con
elevado peso molecular pueden reticularse de forma más eficaz. Por
lo que desciende el porcentaje en componentes volátiles.
La solución de la composición puede contener 5
hasta un 80% en peso, en particular 30 hasta un 70% en peso de
disolvente.
Preferiblemente se emplean disolventes
habituales en el comercio, en particular hidrocarburos, cetonas,
alcoholes y/o ésteres de bajo punto de ebullición.
Además se prefieren extrusoras de una hélice, de
dos hélices o de varias hélices con una o en particular dos o
varias unidades de desgasificación.
En la composición adhesiva a base de masa
fundida de acrilato pueden polimerizarse derivados de benzoina, así
por ejemplo, acrilato de benzoina o metacrilato de benzoina, éster
de ácido acrílico o metacrílico. Este tipo de derivados de benzoina
se ha descrito en la EP 0 578 151 A.
Las masas adhesivas a base de una masa fundida
de acrilato pueden ser reticuladas por rayos UV. Sin embargo,
también son posibles otros tipos de reticulación, por ejemplo, la
reticulación por rayos de electrones.
En un modelo muy especial se emplearán como
composiciones adhesivas los copolimerizados de ácido
(met)acrílico y sus ésteres con 1 hasta 25 átomos, el ácido
maleico, fumárico y/o itacónico y/o sus ésteres, las
(met)acrilamidas sustituidas, el anhídrido de ácido maleico y
otros compuestos de vinilo, como los ésteres de vinilo, en
particular el acetato de vinilo, los alcoholes y/o éteres de
vinilo.
El contenido en disolvente residual debería ser
inferior al 1% en peso.
Por ejemplo se ha descrito la siguiente
composición adhesiva en la que se copolimerizan las siguientes
mezclas monoméricas (cantidades en % en peso) en la solución. Los
porcentajes de polimerización oscilan entre un 60% y un 80% en peso
de la mezcla monomérica así como entre un 20 y un 40% en peso de
disolvente con benzina 60/95 y acetona.
Los disolventes se liberarán del oxígeno en los
habituales frascos de reacción de vidrio o acero (con enfriador por
reflujo, unidad de medición de la temperatura del agitador del
inducido y tubo conductor del gas) inicialmente mediante el lavado
con nitrógeno y luego se llevarán a ebullición.
Mediante la adición de 0,1 hasta 0,4% en peso de
un iniciador azoico o peróxido habitual para la polimerización
radical, como por ejemplo el peróxido de dibenzoilo o el
azoisobutironitrilo, se desencadena la polimerización. Durante el
periodo de polimerización de aproximadamente 20 horas se diluye
varias veces con más disolvente según el aumento de la viscosidad,
de manera que las soluciones poliméricas preparadas presentan un
contenido en materia sólida entre el 25 y el 65% en peso.
Las composiciones así fabricadas se mezclan de
nuevo según se precise y sea lo adecuado y tras la eliminación del
disolvente se aplican tal como se ha descrito en EP 0 621 326
A1.
Según la fórmula y las propiedades de los
aditivos se realizan las mezclas o bien antes o bien después de la
concentración en los aparatos adecuados para
ello.
ello.
Se fabrica una masa de composición monomérica
que corresponde a la fórmula siguiente:
Peso % | |
2-etilhexilacrilato | 21 |
n-butilacrilato | 21 |
tert.butilacrilato | 50 |
ácido acrílico | 8 |
Además se puede emplear una composición adhesiva
a base de cauchos naturales o cauchos sintéticos o bien de cualquier
mezcla de cauchos naturales y/o cauchos sintéticos, de manera que el
caucho natural o los cauchos naturales puedan ser elegidos de todas
las calidades existentes como, por ejemplo, de los tipos CV, TSR,
RSS, ADS, Crepe, según el grado de viscosidad y pureza, y el caucho
sintético o los cauchos sintéticos del grupo de cauchos de
estireno-butadieno copolimerizados estadísticamente
(SBR), de cauchos de butadieno (BR), de poliisopreno sintético (IR),
de cauchos de butilo(IIR), de cauchos de butilo halogenados
(XIIR), de cauchos de acrilato (ACM), de copolímeros de
etileno-acetato de vinilo (EVA) y de poliuretanos
y/o de sus mezclas.
Además se pueden emplear cauchos para mejorar la
manipulación de elastómeros termoplásticos con una proporción en
peso del 10 hasta del 50% respecto al porcentaje total en
elastómero.
Se mencionan aquí en particular los tipos del
estireno-isopreno-estireno (SIS) y
estireno-butadieno-estireno
(SBS).
Como resinas adherentes se emplean sin excepción
alguna todas las resinas adhesivas descritas en la literatura y ya
conocidas. Se mencionan las resinas de colofonia, sus derivados
hidratados, polimerizados, esterificados y sus sales, las resinas
de hidrocarburos alifáticos y aromáticos, las resinas de terpeno y
las resinas fenólicas de terpeno. Cualquier combinación de estas y
otras resinas se puede emplear para ajustar como se desee las
propiedades de la composición adhesiva resultante. Todo ello se
expresa con detalle en el "Handbook of Pressure Sensitive
Adhesive Technology" de Donatas Satas (van Nostrand,
1989).
1989).
La resina hidrocarbonada es el término que se
emplea para los polímeros de color pardo intenso hasta incoloros,
termoplásticos con una masa molar en general < 2000.
Pueden dividirse según su procedencia en tres
grandes grupos: En resinas de petróleo, de alquitrán de hulla y de
terpeno. Las resinas de alquitrán de hulla más importantes son las
resina de cumarona-indeno. Las resinas de
hidrocarburos se obtienen por polimerización de los compuestos
insaturados que se aíslan de las materias primas.
Las resinas de hidrocarburos se obtienen por
polimerización de monómeros como el estireno o bien por
policondensaciones (determinadas resinas de formaldehído) de
polímeros accesibles con una escasa masa molar. Las resinas de
hidrocarburos son productos con un margen de ablandamiento entre
límites amplios (a 20ºC resinas de hidrocarburos líquidas) hasta
>200ºC y una densidad de aproximadamente 0,9 hasta 1,2
g/cm^{3}.
Son solubles en disolventes orgánicos como los
ésteres, éteres, cetonas e hidrocarburos clorados e insolubles en
alcoholes y agua.
Por resina de colofonia se entiende una resina
natural que se obtiene de la resina bruta de las coníferas. Se
distinguen tres tipos de colofonia: resina de bálsamo como residuo
de destilación del aceite de terpentina, resina de la raíz como
extracto de las rizomas de las coníferas y resina de talol, del
residuo de destilación del aceite de talol. La que tiene mayor
importancia es la resina de bálsamo.
La colofonia es un producto transparente, frágil
de color rojo a pardo. Es insoluble en agua pero soluble en muchos
disolventes orgánicos como los hidrocarburos alifáticos (clorados) y
aromáticos, los ésteres, éteres y cetonas así como en aceites
vegetales y minerales. El punto de ablandamiento de la colofonia se
encuentra entre 70 y 80ºC.
La colofonia es una mezcla de aprox. un 90% de
ácidos de resina y un 10% de sustancias neutras (éster de ácido
graso, alcoholes de terpeno e hidrocarburos). Los ácidos de resina
de colofonia más importantes son los ácidos carboxílicos
insaturados de fórmula C20H3002, ácido abiético, neoabiético,
levopimárico, pimárico, isopimárico y de palustrina, además de ácido
abiético hidratado y deshidratado.
Las proporciones de estos ácidos varían
dependiendo de la procedencia de la colofonia.
Como plastificantes pueden emplearse todas las
sustancias plastificantes conocidas en la tecnología de las cintas
adhesivas. Entre ellos se encuentran los aceites parafínicos y
nafténicos, los oligómeros (funcionalizados) como el óligobutadieno,
óligoisopreno, los cauchos de nitrito líquidos, las resinas de
terpeno líquidas, los aceites vegetales y animales y las grasas, los
ftalatos, los acrilatos funcionalizados.
Para fines de reticulación química inducida
térmicamente se emplean todos los reticulantes químicos previamente
conocidos activables térmicamente como los sistemas acelerados de
azufre o que aportan azufre, los sistemas de isocianatos, las
resinas reactivas de melamina, formaldehído y fenólicas de
formaldehído (opcionalmente halogenadas) o bien sistemas de
reticulación de diisocianatos o de resinas fenólicas con los
correspondientes activadores, resinas epoxidadas de poliéster y
acrilato así como sus combinaciones.
Los reticulantes son activados preferiblemente a
temperaturas superiores a 50ºC, en particular a temperaturas de
100ºC hasta 160ºC, muy especialmente a temperaturas de 110ºC hasta
140ºC.
La excitación térmica del agente reticulante
puede efectuarse mediante radiación IR o bien por otros campos de
acción electromagnética altamente energéticos.
Además el criterio de la invención abarca una
película polimérica como la que se puede obtener en un método de los
descritos con detalle anteriormente.
La lámina o película polimérica conforme a la
invención se puede emplear como soporte de un revestimiento
especialmente autoadhesivo. Este último se puede seleccionar del
grupo anteriormente indicado.
Claims (13)
1. Método para la producción de películas
poliméricas nano/microestructuradas en el que un polímero es guiado
dentro de una ranura, formada por un rodillo y un dispositivo que
ejerce una contrapresión, el polímero es presionado a través de la
ranura, el polímero tras pasar la ranura se extiende sobre el
rodillo en forma de película, que está envuelto por un molde para
fundición inyectada que está provisto de un relieve, que equivale
al negativo de la estructura superficial que se va a fabricar sobre
la lámina polimérica y donde la profundidad de la estructura de la
superficie del molde se encuentra entre 10 nm y 10.000 \mum, de
manera que la superficie próxima al rodillo de la lámina polimérica
se moldea según el relieve,
la lámina polimérica se crea sobre un material
soporte, que es conducido por el lado del polímero que se aleja del
rodillo dentro de la ranura formada por el rodillo y el dispositivo,
y en la superficie del rodillo el polímero forma un reborde
giratorio entre el material soporte y el molde en la ranura
formada, que se caracteriza porque el dispositivo es un
rascador.
2. Procedimiento para fabricar láminas o
películas poliméricas nano/microestructuradas, en el cual un
polímero es guiado dentro de una ranura, formada por un rodillo y un
dispositivo que ejerce una contrapresión, el polímero es presionado
a través de la ranura, el polímero tras pasar la ranura se extiende
sobre el rodillo en forma de película, que está envuelto por un
molde para fundición inyectada que está provisto de un relieve, que
equivale al negativo de la estructura superficial que se va a
fabricar sobre la lámina polimérica y donde la profundidad de la
estructura de la superficie del molde se encuentra entre 10 nm y
10.000 \mum, de manera que la superficie próxima al rodillo de la
lámina polimérica se moldea según el relieve,
la lámina polimérica se crea sobre un material
soporte, que es conducido por el lado del polímero que se aleja del
rodillo dentro de la ranura formada por el rodillo y el dispositivo,
y en la superficie del rodillo el polímero forma un reborde
giratorio entre el material soporte y el molde en la ranura
formada, que se caracteriza porque el material soporte es
guiado dentro del rodillo tras pasar la ranura formada por el
rodillo y el dispositivo, y el dispositivo es un rascador.
3. Procedimiento conforme a la reivindicación 1
ó 2, que se caracteriza porque el rodillo se calienta o se
enfría.
4. Procedimiento conforme al menos una de las
reivindicaciones 1 a 3, que se caracteriza porque, el
dispositivo se calienta a una temperatura por encima del punto de
fusión del polímero empleado.
5. Procedimiento conforme al menos una de las
reivindicaciones anteriores, que se caracteriza porque el
molde es dotado del relieve a través del chorreado por arena, el
grabado en ácido, el aporte de láser, el método litográfico, la
presión offset, el método galvánico, LIGA, el cortado, fresado y/o
la erosión.
6. Procedimiento conforme al menos una de las
reivindicaciones anteriores, que se caracteriza porque, el
molde consta de un polímero como la silicona reticulada o el
PET.
7. Procedimiento conforme al menos una de las
reivindicaciones anteriores, que se caracteriza porque, el
molde se compone de un metal.
8. Procedimiento conforme al menos una de las
reivindicaciones anteriores, que se caracteriza porque, el
molde se crea a partir de un rodillo o de una manga.
9. Procedimiento conforme al menos una de las
reivindicaciones anteriores, que se caracteriza porque, el
molde se fija al rodillo por medio de una cinta adhesiva que pega
por los dos lados pero puede despegarse.
10. Procedimiento conforme al menos una de las
reivindicaciones anteriores, que se caracteriza porque, para
soportar la lámina polimérica existe un soporte del proceso
encerrado en sí que es guiado a través del dispositivo y del
rodillo de manera que el polímero o la lámina polimérica está
continuamente situado entre el soporte del proceso y el rodillo.
11. Procedimiento conforme al menos una de las
reivindicaciones anteriores, que se caracteriza porque, el
polímero es termoplástico, se encuentra en una forma fundida o
ablandada, es una mezcla polimérica y/o un release unido al
polímero tal como el NN'-etilenbisestearamida.
12. Procedimiento conforme al menos una de las
reivindicaciones anteriores, que se caracteriza porque, el
polímero se fusiona con colorantes como el TiO_{2} o el negro de
carbono y/o con rellenos como la tiza.
13. Procedimiento conforme al menos una de las
reivindicaciones anteriores, que se caracteriza porque,
después de su estructurado, el polímero se somete a la reticulación,
por ejemplo, por medio de una radiación ionizante.
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