ES2273053T3 - Cinta autoadhesiva antiestatica. - Google Patents
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Abstract
Cinta autoadhesiva antiestática con estructura multicapa formada por una capa soporte y como mínimo una capa de auto- adhesivo, caracterizada porque al menos lleva adicionalmente una capa de imprimación eléctricamente conductora entre la capa soporte y, como mínimo, una capa de autoadhesivo.
Description
Cinta autoadhesiva antiestática.
La presente invención se refiere a una cinta
autoadhesiva antiestática de simple o doble cara, con una estructura
multicapa formada por una capa soporte y al menos una capa
autoadhesiva.
En la era de la industrialización las cintas
autoadhesivas son materiales de proceso ampliamente difundidos. Es
en la industria de los ordenadores, sobre todo, donde las cintas
autoadhesivas deben cumplir requisitos muy elevados. Además de
emitir poco gas, las cintas autoadhesivas deberían poderse usar en
un amplio margen de temperaturas y no generar cargas eléctricas al
retirarlas. Dicha carga eléctrica puede dañar mucho los aparatos
eléctricos especialmente sensibles. Estas exigencias son básicas,
p.ej., para el pegado de obleas de silicio. Por lo tanto hay una
gran demanda de cintas autoadhesivas antiestáticas. En la patente US
6,255,423 p.ej. se describe un ejemplo especial de una cinta
autoadhesiva antiestática.
Aparte de la industria de ordenadores, las
cintas autoadhesivas antiestáticas también pueden emplearse muy bien
para uniones reposicionables. En tal caso, por regla general, el
problema es que al retirar la cinta autoadhesiva corriente se
vuelven a formar unas cargas que dificultan la reposición del
pegado, ya que entonces la cinta autoadhesiva es repelida
electrostáticamente por el substrato. Este problema se agrava cuando
se usan cintas autoadhesivas con un material soporte fino y ligero
recubierto con poca masa adhesiva. El problema puede resolverse con
cintas autoadhesivas antiestáticas.
Para fabricar cintas autoadhesivas antiestáticas
se utilizan por regla general materiales soporte antiestáticos. En
las patentes US 5,108,463, US 5,137,542, US 5,328,716 y US
5,560,753, p.ej., se describen ejemplos de materiales soporte
antiestáticos. Sin embargo estos materiales soporte antiestáticos
son demasiado caros. Las propiedades que debe cumplir un material
soporte pueden obtenerse de manera más sencilla y económica con
otros materiales. Por lo tanto no es ventajoso fabricar el soporte
con material conductor.
En la patente US 3,163,968 se describe una cinta
autoadhesiva que lleva grafito en la superficie como material
eléctricamente conductor y que por lo tanto posee propiedades
antiestáticas. En la patente US 3,377,264 se reivindica una capa
eléctricamente conductora formada por un metal o por una lámina
metálica. En la patente US 5,061,294 se reivindican polímeros
conjugados dopados, para proporcionar conductividad eléctrica y
aumentar con ello las propiedades antiestáticas.
Sin embargo, las capas conductoras aplicadas
sobre la superficie de la cinta autoadhesiva o los materiales
conductores incorporados a la masa autoadhesiva influyen en las
características adherentes de la masa, lo cual no es deseable.
En la patente US 3,942,959 se describen resinas
eléctricamente conductoras que se hallan en una estructura de tipo
sandwich, entre dos capas de resina no eléctricamente conductoras.
Para mejorar la conductividad eléctrica se usan pigmentos metálicos,
sales metálicas o aleaciones metálicas. De este modo resulta un
método de aplicación muy complejo.
Por tanto, el objeto de la presente invención es
disponer de masas autoadhesivas antiestáticas, en las cuales se
eviten los inconvenientes del estado técnico.
Para resolver este objetivo se prevé al menos
una capa eléctricamente conductora adicional intercalada entre la
capa soporte y una capa autoadhesiva en la cinta autoadhesiva del
tipo citado en la introducción.
La presente invención se basa en la idea de
tratar el soporte con una imprimación eléctricamente conductora, es
decir, prever una capa adicional eléctricamente conductora sobre el
soporte, por encima de la cual se aplica luego una capa
autoadhesiva. Esta medida puede efectuarse por una cara, por ambas
caras o incluso solo sobre partes del
soporte.
soporte.
Por tanto la presente invención se refiere a
cintas autoadhesivas antiestáticas de simple o doble cara que, como
se ilustra a continuación más detalladamente en la figura 1, constan
de un material soporte con una imprimación eléctricamente conductora
y una capa de masa autoadhesiva; o bien de un material soporte con
una imprimación eléctricamente conductora y dos masas autoadhesivas,
según la figura 2; o de un material soporte con dos imprimaciones
eléctricamente conductoras y dos masas autoadhesivas, según la
figura 3.
La capa eléctricamente conductora puede llevar
partículas eléctricamente conductoras, con preferencia de metal, de
materiales eléctricamente dopados o de polímeros eléctricamente
conductores. Estas partículas eléctricamente conductoras pueden
estar, por ejemplo, incluidas en polímeros. El contenido de estas
partículas es con preferencia de 5 hasta 60% en peso, con mayor
preferencia de 10 hasta 50% en peso.
La capa eléctricamente conductora también puede
contener materiales eléctricamente conductores repartidos de modo
homogéneo, con preferencia materiales dopados eléctricamente,
polímeros eléctricamente conductores o sales orgánicas
eléctricamente conductoras, en una cantidad preferente del 5 hasta
el 60, con mayor preferencia del 10 al 50% en peso.
Se prefiere especialmente el uso de polímeros
conjugados eléctricamente conductores en la capa de imprimación
eléctricamente conductora, sobre todo de
3,4-PEDT.
En una forma de ejecución especialmente
ventajosa se emplean masas autoadhesivas con capacidad de
recuperación elástica. En lo sucesivo estas masas autoadhesivas
también se denominan masas autoadhesivas anisotrópicamente
orientadas o masas autoadhesivas orientadas.
Las masas autoadhesivas anisotrópicamente
orientadas tienden a recuperar el estado inicial, por "elasticidad
entrópica", tras estirarlas en una determinada dirección.
En una forma de ejecución preferida, la masa
autoadhesiva aplicada sobre la imprimación eléctricamente conductora
presenta una contracción que puede determinarse según el ensayo B
por la contracción del film libre y que debería ser como mínimo del
3%. En desarrollos preferidos se usan masas autoadhesivas, cuya
contracción es como mínimo del 30%, muy preferentemente del 50% por
lo menos.
Como sistemas de masa autoadhesiva para las
cintas autoadhesivas antiestáticas según la presente invención se
usan adhesivos de acrilato, caucho natural, caucho sintético,
silicona o EVA. De dicho grupo son especialmente ventajosas las
masas autoadhesivas de acrilato. Naturalmente el proceso también
puede llevarse a cabo con todas las otras masas autoadhesivas
conocidas del especialista, p.ej. las que figuran en el "Handbook
of Pressure Sensitive Adhesive Technology" de Donatas Satas (van
Nostrand, Nueva York 1989).
Para masas adhesivas de caucho natural, el
caucho se muele hasta un peso molecular (ponderal medio) no inferior
a unos 100.000 Dalton, preferentemente no inferior a 500.000 Dalton,
y se aditiva.
Cuando se parte de caucho/caucho sintético como
material para el adhesivo, hay muchas posibilidades de variación,
bien del grupo de los cauchos naturales o de los cauchos sintéticos
o bien de cualquier mezcla de cauchos naturales y/o sintéticos. El
caucho o los cauchos naturales pueden elegirse básicamente entre
todas las calidades disponibles, como por ejemplo los tipos crepé,
RSS, ADS, TSR o CV, según el grado requerido de pureza y viscosidad;
el caucho o los cauchos sintéticos del grupo de los cauchos de
estireno-butadieno estadísticamente copolimerizados
(SBR), de los cauchos de butadieno (BR), de los poliisoprenos
sintéticos (IR), de los cauchos de butilo (IIR), de los cauchos de
butilo halogenados (XIIR), de los cauchos de acrilato (ACM), de los
copolímeros de etileno con acetato de vinilo (EVA) y de los
poliuretanos y/o de sus mezclas. También preferentemente, se pueden
agregar cauchos para mejorar la elaboración de los elastómeros
termoplásticos, en una proporción del 10 hasta el 50% en peso
respecto al contenido total de elastómero. En este punto cabe
mencionar como ejemplo, sobre todo, los tipos de
estireno-isopreno-estireno (SIS) y
de estireno-butadieno-estireno (SBS)
especialmente compatibles.
En una forma de ejecución especialmente
preferida según la presente invención se emplean masas autoadhesivas
de (met)acrilato.
Las masas autoadhesivas de (met)acrilato
-que se pueden obtener por polimerización radicalaria- constan como
mínimo de un 50% en peso de al menos un monómero acrílico del grupo
de compuestos basados en la siguiente fórmula general:
donde R_{1} = H o CH_{3} y el
radical R_{2} = H o CH_{3}, o está escogido entre los grupos
alquilo saturados, ramificados o lineales, de 1 - 30 átomos de
C.
Los monómeros se escogen preferentemente de
manera que los polímeros resultantes puedan usarse como masas
autoadhesivas a temperatura ambiente o a temperaturas más altas,
sobre todo de tal modo, que los polímeros resultantes tengan
características adherentes conforme al "Handbook of Pressure
Sensitive Adhesive Technology", de Donatas Satas (editorial van
Nostrand, Nueva York 1989).
En otra forma de ejecución de la presente
invención la composición de los comonómeros se escoge de tal modo,
que las masas autoadhesivas puedan usarse como adhesivos
térmicamente activables.
En otra forma de ejecución de la presente
invención como adhesivo también se pueden utilizar masas
autoadhesivas eléctricamente conductoras.
Las masas moleculares M_{w} de los
poliacrilatos utilizados son con preferencia de M_{w} \geq
200.000 g/mol.
En un proceso muy preferido se usan monómeros
acrílicos o metacrílicos formados por ésteres del ácido acrílico o
metacrílico con grupos alquilo de 4 hasta 14 átomos de C,
preferentemente de 4 hasta 9 átomos de C. Como ejemplos concretos
cabe mencionar (sin pretender limitarse a esta relación): acrilato
de metilo, metacrilato de metilo, acrilato de etilo, acrilato de
n-butilo, metacrilato de n-butilo,
acrilato de n-pentilo, acrilato de
n-hexilo, acrilato de n-heptilo,
acrilato de n-octilo, metacrilato de
n-octilo, acrilato de n-nonilo,
acrilato de laurilo, acrilato de estearilo, acrilato de behenilo, y
sus isómeros ramificados, p.ej. acrilato de isobutilo, acrilato de
2-etilhexilo, metacrilato de
2-etil-hexilo, acrilato de
isooctilo, metacrilato de isooctilo.
Otro tipo de compuestos utilizables son los
acrilatos o met-acrilatos monofuncionales de
cicloalquilalcoholes puenteados formados por al menos 6 átomos de C.
Los cicloalquilalcoholes también pueden ir sustituidos, p.ej. con
grupos alquilo C1-6, átomos de halógeno o grupos
ciano. Son ejemplos específicos: metacrilato de ciclohexilo,
acrilato de isobornilo, metacrilato de isobornilo y acrilato de
3,5-dimetiladamantilo.
En un proceso se usan monómeros que llevan
grupos polares, como restos carboxilo, ácidos sulfónico y fosfónico,
radicales hidroxilo, lactama y lactona, amido
N-sustituido, amino N-sustituido,
carbamato, epoxi, tiol, alcoxi, ciano, éter o similares.
Son monómeros moderadamente básicos p.ej. las
N,N-dialquilamidas como p.ej.
N,N-dimetilacrilamida,
N,N-dimetil-metacrilamida,
N-terc.-butilacrilamida,
N-vinilpirrolidona,
N-vinil-lactama,
dimetilaminoetilmetacrilato,
dimetilamino-etilacrilato,
dietilaminoetilmetacrilato,
dietilaminoetil-acrilato,
N-metilolmetacrilamida,
N-(butoximetil)metacril-amida,
N-metilolacrilamida,
N-(etoximetil)acrilamida,
N-iso-propilacrilamida, aunque esta
relación no es excluyente.
Otros ejemplos preferidos son: acrilato de
hidroxi-etilo, acrilato de hidroxipropilo,
metacrilato de hidroxietilo, metacrilato de hidroxipropilo, alcohol
alílico, anhídrido maleico, anhídrido itacónico, ácido itacónico,
metacrilato de gliceridilo, acrilato de fenoxietilo, metacrilato de
fenoxi-etilo, metacrilato de
2-butoxietilo, acrilato de
2-butoxi-etilo, metacrilato de
cianoetilo, acrilato de cianoetilo, metacrilato de glicerilo,
metacrilato de 6-hidroxihexilo, ácido vinilacético,
acrilato de tetrahidrofurfurilo, ácido
\beta-acri-loiloxipropiónico,
ácido tricloroacrílico, ácido fumárico, ácido crotónico, ácido
aconítico, ácido dimetilacrílico, pero esta relación no es
excluyente.
En otro proceso muy preferido, como monómeros se
utilizan ésteres vinílicos, éteres vinílicos, halogenuros de vinilo,
halogenuros de vinilideno, compuestos vinílicos con ciclos
aromáticos y heterociclos en posición \alpha. También aquí cabe
mencionar algunos ejemplos no excluyentes: acetato de vinilo,
vinilformamida, vinilpiridina, etilviniléter, cloruro de vinilo,
cloruro de vinilideno y acrilonitrilo.
Asimismo, en otro procedimiento se utilizan
foto-iniciadores con un doble enlace
copolimerizable. Como foto-iniciadores son adecuados
los de tipo Norrish I y II, p.ej. acrilato de benzoína y una
benzofenona acrilada de la firma UCB (Ebecryl P36®). En principio
pueden copolimerizarse todos los fotoiniciadores conocidos del
especialista que son capaces de reticular el polímero según un
mecanismo radicalario bajo radiación UV. En Fouassier:
"Photoinititation, Photopolymerization and Photocuring:
Fundamentals and Applications", editorial Hanser, Munich 1995,
figura un resumen sobre foto-iniciadores
utilizables, que se pueden funcionalizar con un doble enlace. Como
complemento cabe mencionar Carroy y otros, en "Chemistry and
Technology of UV and EB Formulation for Coatings, Inks and
Paints", Oldring (editor), 1994, SITA, Londres.
En otro procedimiento preferido, a los
comonómeros descritos se les añaden monómeros que poseen una
temperatura estadística de transición vítrea elevada. Como
componentes de este tipo son adecuados los compuestos vinílicos
aromáticos, como p.ej. el estireno. Los núcleos aromáticos constan
preferentemente de 4 a 18 C y también pueden llevar heteroátomos.
Son ejemplos especialmente preferidos:
4-vinilpiridina, N-vinilftalimida,
metilestireno, 3,4-dimetoxiestireno, ácido
4-vinilbenzoico, acrilato de bencilo, metacrilato de
bencilo, acrilato de fenilo, metacrilato de fenilo, acrilato de
t-butilfenilo, metacrilato de
t-butilfenilo, acrilato y metacrilato de
4-bifenilo, acrilato y metacrilato de
2-naftilo, así como mezclas de dichos monómeros,
aunque esta relación no es conclu-
yente.
yente.
Para facilitar su posterior elaboración, las
masas autoadhesivas se pueden mezclar con resinas. Como resinas de
tipo taquificante se pueden utilizar sin excepción todas las resinas
adherentes ya conocidas y descritas en la literatura. Como ejemplo
pueden mencionarse las resinas de pineno, indeno y colofonia, y sus
derivados desproporcionados, hidrogenados, polimerizados,
esterificados y sales; las resinas de hidrocarburo alifáticas y
aromáticas; las resinas terpénicas y terpenofenólicas, así como las
resinas de hidrocarburo C5, C9 y otras. Se puede usar cualquier
combinación de estas y otras resinas para ajustar a medida las
características de la masa autoadhesiva resultante. En principio se
pueden emplear todas las resinas compatibles (solubles) con los
respectivos poli-acrilatos, mereciendo especial
mención todas las resinas de hidrocarburo alifáticas, aromáticas y
alquil-aromáticas, las resinas de hidrocarburo
basadas en monómeros puros, las resinas de hidrocarburo
hidrogenadas, las resinas de hidrocarburo funcionales y las resinas
naturales. Se remite expresamente al estado técnico expuesto en el
"Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology", de
Donatas Satas (van Nostrand, Nueva York 1989).
Además, opcionalmente, pueden añadirse
plastificantes, otras cargas (como p.ej. fibras, negro de humo,
óxido de cinc, creta, esferas de vidrio macizas o huecas,
microesferas de otros materiales, sílice, silicatos), agentes
nucleantes, materiales eléctricamente conductores, como p.ej.
polímeros conjugados, polímeros conjugados dopados, pigmentos
metálicos, partículas metálicas, sales metálicas, grafito, etc.,
agentes hinchantes, coadyuvantes de mezcla y/o antioxidantes, p.ej.
de tipo primario y secundario, o en forma de productos
fotoprotectores.
Asimismo pueden añadirse reticulantes y
promotores de la reticulación. Como reticulantes adecuados para la
reticulación por haces de electrones o por UV pueden mencionarse,
por ejemplo, los acrilatos bi- o monofuncionales, los isocianatos
bi- o monofuncionales (también en forma bloqueada), o los epóxidos
bi- o monofuncionales.
Para una reticulación opcional con luz UV, a las
masas autoadhesivas de poliacrilato se les puede añadir
foto-iniciadores absorbentes de UV. Como
fotoiniciadores resultan muy apropiados los éteres de la benzoína,
como p.ej. benzoín-metiléter, benzoínisopropiléter;
acetofenonas sustituidas, como p.ej.
2,2-dietoxiacetofenona (vendida por la firma Ciba
Geigy® como Irgacure 651®),
2,2-dimetoxi-2-fenil-1-fenil-etanona,
dimetoxihidroxiacetofenona; \alpha-cetoles
sustituidos, como p.ej.
2-metoxi-2-hidroxipropiofenona;
cloruros de sulfonilo aromáticos, como p.ej. cloruro de
2-naftilsulfonilo, y oximas fotoactivas, como p.ej.
1-fenil-1,2-propanodion-2-(O-etoxicarbonil)oxima.
Los fotoiniciadores arriba citados y otros
fotoiniciadores usables, más otros del tipo Norrish I o II, pueden
llevar los siguientes restos: benzofenona, acetofenona, bencilo,
benzoína, hidroxialquilfenona, fenilciclohexilcetona, antraquinona,
trimetilbenzoilfosfinóxido, metiltiofenilmorfolincetona,
aminocetona, azobenzoína, tioxantona,
hexarilbis-imidazol, triazina o fluorenona; y a su
vez cada uno de estos restos puede ir sustituido con uno o más
átomos de halógeno y/o uno o más grupos alquiloxi y/o uno o más
grupos amino o hidroxilo. En Fouassier: "Photoinititation,
Photopolymerization and Photocuring: Fundamentals and
Applications", editorial Hanser, Munich 1995, figura un resumen
representativo. Como complemento cabe consultar Carroy y otros, en
"Chemistry and Technology of UV and EB Formulation for Coatings,
Inks and Paints", Oldring (editor), 1994, SITA, Londres.
La imprimación eléctricamente conductora se
aplica sobre un material soporte por una o ambas caras. Como
materiales soporte son apropiados de manera especialmente preferente
las láminas de tipo polimérico, p.ej. de PE, PP,
poli-imidas, poliamidas, BOPP, PET, PVC, PUR o
Nylon. Pero también se pueden imprimar velos o tejidos.
En principio, como sustancia básica de la
imprimación son adecuadas p.ej. las resinas fenólicas con al menos
un componente de caucho.
Como componente de caucho pueden emplearse
cauchos naturales, cauchos de butilo y numerosos cauchos sintéticos,
de los que solo a modo de ejemplo cabe citar los copolímeros de
acrilonitrilo-butadieno,
acrilonitrilo-butadieno-estireno,
estireno-butadieno-estireno,
estireno-etileno, butileno-estireno,
policloropreno, polibutadieno, poliisopreno, los copolímeros de
estireno-isopreno-estireno y mezclas
de los mismos.
Entre las resinas fenólicas útiles cabe
mencionar p.ej. las de fenol-formaldehído, que
comercializa la firma Union Carbide con las marcas UCAR
BKR-2620 y UCAR CK-1635. Las
imprimaciones preferidas llevan p.ej. 40 hasta aproximadamente 120
partes de resina fenólica por 100 partes de componente de
caucho.
En otra forma de ejecución preferida se usan
poli-(met)acrilatos como materiales de imprimación. Las
imprimaciones pueden contener otros aditivos, como p.ej. resinas,
antioxidantes y colorantes.
Además forma parte de la imprimación un material
eléctricamente conductor. Como materiales eléctricamente conductores
pueden emplearse, sin limitarse a esta enumeración, partículas
metálicas, metales en polvo o pigmentos metálicos, esferas
metálicas, fibras metálicas, en que los metales son, p.ej., níquel,
oro, plata, hierro, plomo, estaño, cinc, acero inoxidable, bronce y
cobre. También resultan útiles p.ej. las aleaciones de plomo/estaño
de diferentes composiciones, como las que vende p.ej. la firma
Sherrit Gordon, Ltd. Asimismo se añaden polímeros eléctricamente
conductores, como p.ej. politiofenos, politiofenos sustituidos,
polietilendioxitiofenos, polianilina, polianilinas sustituidas,
poli(parafenileno), poliparafenilenos sustituidos,
polipirrol, polipirroles sustituidos, poliacetilenos, poliacetilenos
sustituidos, poli-(sulfuros de fenilo), poli(sulfuros de
fenilo) sustituidos, polifuranos, polifuranos sustituidos,
poli(alquilfluoreno), poli(alquilfluorenos)
sustituidos, así como mezclas de los polímeros arriba mencionados.
Para mejorar la conductividad se pueden añadir los llamados
dopantes. En este caso pueden emplearse distintas sales metálicas o
ácidos de Lewis o bien electrófilos. Como ejemplos sin pretensión de
exclusividad cabe mencionar el ácido
p-toluensulfónico o el ácido canforsulfónico.
En otra forma de ejecución preferida de la
presente invención el diámetro de las cargas eléctricamente
conductoras es menor que el espesor de la capa de imprimación.
En otra forma de ejecución, como materiales
eléctricamente conductores se pueden usar compuestos de carbono,
como p.ej. C-60. Mediante un dopado adecuado con
estos compuestos también se puede mejorar la conductividad
eléctrica.
Otros polímeros eléctricamente conductores
incluyen el poli-(cloruro de vinilbenciltrimetilamonio) y compuestos
análogos, como los citados p.ej. en la patente US 5,061,294.
\newpage
No obstante, como sustancias eléctricamente
conductoras también pueden emplearse sales higroscópicas, como las
descritas en la patente US 4,973,338.
En una forma de ejecución muy preferida se
polimeriza etilendioxitiofeno con una sal de
hierro-III en una dispersión de acrilato. Esta
dispersión se aplica seguidamente como imprimación sobre el material
soporte y se seca.
Los materiales eléctricamente conductores se
añaden en proporciones del 3-60 por ciento en peso,
con mayor preferencia entre 10 y 50 por ciento en peso, respecto a
la imprimación, sobre todo en forma sólida, p.ej. pulverizada. No
obstante su contenido no debe superar una cantidad que haga perder
el efecto de la imprimación. Con cantidades excesivas de sustancia
eléctricamente conductora, la imprimación eléctricamente conductora
puede perder su efecto promotor de la adherencia.
El espesor de capa de la imprimación
eléctricamente conductora está comprendido 0,5 \mum y 25 \mum,
con preferencia entre 1 y 10 \mum.
Las imprimaciones eléctricamente conductoras
pueden aplicarse en solución, dispersión o en estado fundido. Para
aumentar la cohesión interna puede ser ventajoso reticular la
imprimación. La reticulación puede tener lugar térmicamente, por
radiación UV o por haces de electrones.
Los monómeros para la polimerización se escogen
de manera que los polímeros resultantes se puedan utilizar como
masas autoadhesivas a temperatura ambiente o a temperaturas
superiores, sobre todo, de modo que los polímeros resultantes posean
propiedades adherentes según el "Handbook of Pressure Sensitive
Adhesive Technology", de Donatas Satas (van Nostrand, Nueva York
1989).
A fin de que los polímeros alcancen una
temperatura de transición vítrea T_{G} < 25ºC preferida para
las masas autoadhesivas, según lo antedicho, los monómeros y su
composición cuantitativa se escogen muy preferentemente y
ventajosamente, de tal manera, que la ecuación de Fox (G1)
(véase T.G. Fox, Bull. Am. Phys. Soc. 1 (1956) 123) dé como
resultado el valor de T_{G} deseado para el polímero.
(G1)\frac{1}{T_{G}} = \sum\limits
_{n} \frac{W_{n}}{T_{G, \
n}}
En ella, n representa el número correlativo de
los monómeros empleados, W_{n} la fracción másica de cada monómero
n (% en peso) y T_{G, \ n} la temperatura de transición vítrea en
ºK correspondiente al homopolímero de cada monómero n.
Para preparar las masas autoadhesivas de
poli(met)-acrilato se efectúan ventajosamente
polimerizaciones radicalarias convencionales. En las
polimerizaciones de propagación radicalaria se usan con preferencia
sistemas iniciadores que contienen adicionalmente otros iniciadores
radicalarios para la polimerización, sobre todo del tipo azoico o
peróxido, que se descomponen formando radicales. En principio son
adecuados todos los iniciadores usuales para acrilatos, conocidos
del especialista. La producción de radicales centrados en C está
descrita en Houben Weyl, Methoden der Organischen Chemie (Métodos de
química orgánica), vol. E 19a, p. 60-147. Estos
métodos se emplean preferentemente de manera análoga.
Son ejemplos de fuentes radicalarias los
peróxidos e hidroperóxidos y los compuestos azoicos. Algunos
ejemplos no excluyentes de iniciadores radicalarios típicos dignos
de mención son: peroxodisulfato potásico, peróxido de dibenzoílo,
hidroperóxido de cumeno, peróxido de ciclohexanona,
di-t-butil-peróxido,
azodiisobutironitrilo, peróxido de ciclohexilsulfonilacetilo,
percarbonato de diisopropilo, peroctoato de
t-butilo, benzopinacol. Según una forma de ejecución
muy preferida, como iniciador radicalario se usa
1,1'-azo-bis-(hexa-hidrobenzonitrilo)
(Vazo 88® de la firma DuPont) o azodiisobutironitrilo (AIBN).
Los pesos moleculares medios M_{w} de las
masas autoadhesivas resultantes de la polimerización radicalaria se
escogen muy preferentemente de manera que estén comprendidos en un
intervalo de 200.000 hasta 4.000.000 g/mol; para su uso posterior
como adhesivo termofusible eléctricamente conductor de recuperación
elástica, se preparan específicamente masas autoadhesivas con pesos
moleculares medios M_{w} de 4.000.000 hasta 1.400.000 g/mol. El
peso molecular medio se determina por cromatografía de exclusión de
tamaños (GPC) o por espectrometría de masas asistida mediante
matriz, con desorción/ionización por láser
(MALDI-MS).
La polimerización puede llevarse a cabo en masa,
en presencia de uno o varios disolventes orgánicos, en presencia de
agua o en mezclas de disolventes orgánicos con agua. Se procura que
las cantidades de disolvente empleadas sean lo más bajas posible.
Son disolventes orgánicos apropiados los alcanos puros (p.ej.
hexano, heptano, octano, isooctano), los hidrocarburos aromáticos
(p.ej. benceno, tolueno, xileno), los ésteres (p.ej. acetato de
etilo, acetato de propilo, de butilo o hexilo), los hidrocarburos
halogenados (p.ej. clorobenceno), los alcanoles (p.ej. metanol,
etanol, etilenglicol, etilenglicolmonometiléter) y los éteres (p.ej.
dietiléter, dibutiléter) o mezclas de los mismos. Las reacciones de
polimerización en medio acuoso pueden realizarse con un codisolvente
hidrófilo miscible con agua, a fin de garantizar que la mezcla
reaccionante esté en una fase homogénea durante la conversión del
monómero. Los codisolventes útiles para la presente invención se
escogen ventajosamente del siguiente grupo, formado por alcoholes
alifáticos, glicoles, éteres, glicoléteres, pirrolidinas,
N-alquilpirrolidinonas,
N-alquil-pirrolidonas,
polietilenglicoles, polipropilenglicoles, amidas, ácidos
carboxílicos y sus sales, ésteres, sulfuros orgánicos, sulfóxidos,
sulfonas, derivados alcohólicos, derivados de hidroxiéteres,
aminoalcoholes, cetonas y similares, así como derivados y mezclas de
los mismos.
El tiempo de polimerización es de 2 a 72 horas,
en función del rendimiento y de la temperatura. Cuanto mayor se
pueda escoger la temperatura de la reacción, es decir cuanto mayor
sea la estabilidad térmica de la mezcla reaccionante, tanto menor
será la el tiempo de reacción.
Para iniciar la polimerización es esencial
aportar calor, a fin de que los iniciadores se descompongan
térmicamente. Para ello, la polimerización se puede iniciar
calentando entre 50 y 160ºC, según el tipo de iniciador.
Para su obtención también puede resultar
ventajoso polimerizar las masas autoadhesivas de
(met)acrilato en masa. Para ello es especialmente adecuada la
técnica de la prepolimerización. La polimerización se inicia con luz
UV, pero solo se prosigue hasta un grado de conversión de
aproximadamente 10-30%. A continuación, este jarabe
polimérico puede soldarse en láminas (en el caso más sencillo
cubitos de hielo) y después polimerizarse en agua hasta un
rendimiento elevado. Estas perlas pueden servir luego de adhesivo
termofusible de acrilato, empleando preferiblemente para el proceso
de fusión materiales laminares compatibles con el poliacrilato. En
este método de preparación también se pueden añadir los materiales
termoconductores, antes o después de la polimerización.
Para preparar las masas autoadhesivas de
poliacrilato también se pueden usar métodos de polimerización
radicalaria controlada y polimerizaciones vivas.
Para su preparación, en una forma de ejecución
preferida, la masa autoadhesiva se aplica en solución. En caso de
masas autoadhesivas de reticulación térmica, con aporte de calor se
elimina el disolvente, p.ej. en un canal de secado, y se inicia la
reacción de polimerización.
Para preparar masas autoadhesivas orientadas,
los polímeros arriba descritos se aplican de modo preferente como
sistemas termofusibles (es decir, en estado fundido). Por lo tanto
en el proceso de elaboración puede ser preciso eliminar el
disolvente de la masa autoadhesiva. Para ello pueden usarse en
principio todos los métodos conocidos del especialista. Un método
muy preferido es la concentración en una extrusora de simple o doble
husillo. La extrusora de doble husillo se puede accionar en sentido
paralelo o contrario. El disolvente o el agua se destila
preferentemente a través de varias fases de vacío. Además se
calienta en contracorriente según la temperatura de destilación del
disolvente. Los contenidos residuales de disolvente son
preferentemente < 1%, con mayor preferencia < 0,5% y sobre
todo < 0,2%. El adhesivo termofusible se continúa elaborando en
estado fundido.
En una forma de ejecución preferida, la
orientación dentro de la masa autoadhesiva se produce mediante el
proceso de aplicación. Para aplicarla como adhesivo termofusible, y
por tanto para orientarla, pueden emplearse diversos métodos de
recubrimiento. En una de las formas de ejecución las masas
autoadhesivas eléctricamente conductoras se aplican mediante un
rodillo y la orientación se produce por estiramiento. En el
"Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology", de
Donatas Satas (van Nostrand, Nueva York 1989), se describen
distintos métodos de recubrimiento a rodillo. En otra forma de
ejecución, la orientación se consigue por recubrimiento a través de
una boquilla de producto fundido. En este caso se puede distinguir
entre procesos con y sin contacto; la orientación de la masa
autoadhesiva se puede lograr en el interior de la boquilla de
aplicación, gracias a su diseño, o mediante un proceso de
estiramiento tras la salida de la boquilla. La orientación puede
ajustarse libremente. La relación de estiramiento puede regularse
p.ej. mediante el ancho de la ranura de la boquilla. Siempre se
produce un estiramiento cuando el espesor de la película de adhesivo
aplicada sobre el material soporte es menor que el ancho de la
ranura de la boquilla.
Según otro procedimiento preferido, la
orientación se alcanza mediante el recubrimiento por extrusión. El
recubrimiento por extrusión se realiza preferentemente mediante una
boquilla extrusora. Las boquillas de extrusión utilizadas pueden
provenir ventajosamente de una de las tres categorías siguientes:
boquilla en forma de T, en forma de cola de pez o en forma de arco.
Cada uno de estos tipos se diferencia por la forma de su canal de
flujo. Con la forma de la boquilla de extrusión también se puede
generar una orientación dentro de la masa autoadhesiva termofusible.
En tal caso -por analogía con el recubrimiento mediante boquilla de
producto fundido- también se puede conseguir una orientación a la
salida de la boquilla, estirando el film de cinta autoadhesiva.
Para fabricar masas autoadhesivas de
(met)acrilato orientadas el recubrimiento sobre un soporte se
efectúa preferentemente con una boquilla de arco, de manera que
mediante un movimiento relativo de la boquilla respecto al soporte
se forma una capa de polímero sobre el soporte.
El tiempo intermedio entre el recubrimiento y la
reticulación conviene que sea breve. Según un procedimiento
preferido se reticula transcurridos menos de 60 minutos, en otro de
mayor preferencia tras menos de 3 minutos y en otro de máxima
preferencia se reticula en línea tras menos de 5 segundos.
Los mejores efectos orientativos se consiguen
por deposición sobre una superficie fría. Para ello, durante el
proceso de recubrimiento, el material soporte debería refrigerarse
directamente mediante un rodillo. El rodillo puede enfriarse con una
película líquida/de contacto, por fuera o por dentro, o con un gas
refrigerante. El gas refrigerante también puede utilizarse para
enfriar la masa autoadhesiva que sale de la boquilla de
recubrimiento. En un procedimiento preferido, el rodillo se humecta
con un medio de contacto que se halla entre el rodillo y el material
soporte. Más adelante se describen formas de ejecución preferidas
para la implementación de esta técnica.
Para este procedimiento se puede usar tanto una
boquilla de producto fundido como una boquilla de extrusión. En un
procedimiento muy preferido el rodillo se enfría a la temperatura
ambiente y en otro procedimiento de máxima preferencia por debajo de
10ºC. El rodillo debe girar sincronizadamente.
Según otro método de este método de preparación
el rodillo se utiliza además para la reticulación de la masa
autoadhesiva orientada.
Para la reticulación UV se irradia con luz
ultravioleta de onda corta en una región de longitud de onda de 200
hasta 400 nm según el fotoiniciador empleado, utilizando sobre todo
lámparas de mercurio de presión alta o media, con una potencia de 80
hasta 240 W/cm. La intensidad de radiación se ajusta al
correspondiente rendimiento cuántico del
foto-iniciador UV, al nivel de reticulación que debe
regularse y, si es preciso, al grado de orientación.
Además, en una forma de ejecución preferida,
estas masas autoadhesivas se pueden reticular con haces de
electrones. Como sistemas típicos de radiación se pueden usar los de
cátodo lineal, de escáner y de cátodo segmentado, siempre que se
trate de aceleradores de haces de electrones. En Skelhorne, Electron
Beam Processing, in Chemistry and Technology of UV and EB
formulation for Coatings, Inks and Paints, vol. 1, 1991, SITA,
Londres, se halla una descripción detallada del estado técnico y los
parámetros más importantes de proceso. Los voltajes típicos de
aceleración están comprendidos en el margen de 50 kV a 500 kV,
preferentemente de 80 kV a 300 kV. Las dosis de radiación empleadas
oscilan entre 5 y 150 kGy, sobre todo entre 20 y 100 kGy.
No obstante también pueden emplearse ambos
métodos de reticulación u otros que permitan irradiar con elevada
energía.
Según otro procedimiento de preparación
preferido, las masas autoadhesivas orientadas se aplican sobre un
rodillo provisto de un medio de contacto, que permite enfriar la
masa autoadhesiva con gran rapidez. Luego se lamina ventajosamente
sobre el material soporte.
Como medio de contacto también puede usarse un
material capaz de establecer un contacto entre la masa autoadhesiva
y la superficie del rodillo, sobre todo un material que rellene los
espacios huecos entre el material soporte y la superficie del
rodillo (como por ejemplo desigualdades en la superficie del
rodillo, burbujas). Para implementar esta técnica se recubre un
rodillo refrigerante giratorio con un medio de contacto. Según un
procedimiento preferido, como medio de contacto se escoge un
líquido, como p.ej. agua.
Al agua como medio de contacto se le pueden
añadir, por ejemplo, alquilalcoholes como etanol, propanol, butanol,
hexanol, sin pretender limitarse a dichos ejemplos. También son muy
ventajosos, en concreto, los alcoholes de cadena más larga, los
poliglicoles, las cetonas, las aminas, los carboxilatos, los
sulfonatos y análogos. Muchos de estos compuestos rebajan la tensión
superficial o aumentan la conductividad.
La tensión superficial también se puede
disminuir añadiendo pequeñas cantidades de tensioactivos no iónicos
y/o aniónicos y/o catiónicos al medio de contacto. En el caso más
sencillo se pueden usar detergentes comerciales o soluciones
jabonosas, preferentemente a una concentración de algunos g/l en
agua, como medio de contacto. Sobre todo son adecuados los
tensioactivos especiales que también pueden emplearse a baja
concentración. Como ejemplos cabe mencionar tensioactivos de
sulfonio (p.ej.
\beta-di(hidroxialquil)sulfonio) y
también, por ejemplo, sales amónicas de ácidos nonilfenilsulfónicos
etoxilados o copolímeros en bloque, sobre todo dibloque. Para ello
se remite especialmente al estado técnico de "tensioactivos" en
la enciclopedia Ullmann de Química Industrial, sexta edición,
publicación electrónica 2000, editorial Wiley-VCH,
Weinheim 2000.
Los líquidos mencionados también pueden usarse
como medio de contacto, sin adición de agua, solos o combinados
entre sí.
Para mejorar las propiedades del medio de
contacto (por ejemplo para aumentar la resistencia al cizallamiento,
reducir la transferencia de tensioactivos o análogos a la superficie
del recubrimiento y por tanto mejorar las posibilidades del producto
final) se pueden agregar al medio de contacto y/o a los aditivos
utilizados sales, geles y sustancias similares, que incrementen la
viscosidad.
Además el rodillo puede ofrecer una superficie
macroscópicamente lisa o algo estructurada. Ha resultado ventajoso
que el rodillo posea una superficie estructurada, concretamente una
rugosidad superficial. Con ello puede mejorar la humectación por el
medio de contacto.
El proceso de recubrimiento funciona
especialmente bien cuando el rodillo se puede temperar, con
preferencia en un intervalo de -30 hasta 200ºC, sobre todo de 5
hasta 25ºC.
\newpage
El medio de contacto se aplica preferentemente
sobre el rodillo. Para ello puede emplearse un segundo rodillo que
toma el medio de contacto y humecta de manera continua el rodillo de
recubrimiento. No obstante también se puede aplicar sin establecer
contacto, por ejemplo mediante pulverización.
Para la variante del proceso de elaboración, en
que el rodillo se usa simultáneamente con radiación electrónica,
p.ej., se emplea un rodillo metálico con toma de tierra capaz de
absorber los electrones producidos y por tanto los rayos X
generados.
Para impedir su corrosión, el rodillo suele
estar revestido de una capa protectora, la cual se elige de manera
que se humecte bien con el medio de contacto. En general la
superficie es conductora, pero también puede ser conveniente
recubrirla con una o más capas de material aislante o
semiconductor.
Cuando el medio de contacto es un líquido, se
puede proceder de modo excelente, usando un segundo rodillo, dotado
ventajosamente de una superficie humectable o absorbente, que se
moja o se impregna en un baño con el medio de contacto y, al rozar
con el primer rodillo, le aplica o extiende un film de dicho medio
sobre su superficie.
En un procedimiento preferido, la masa
autoadhesiva se aplica y reticula directamente sobre el rodillo
provisto del medio de contacto. Entonces pueden emplearse a su vez
los métodos y aparatos descritos para la reticulación UV y para la
reticulación con haces de electrones. Una vez terminada la
reticulación, la masa autoadhesiva se transfiere al material soporte
imprimado. Se pueden utilizar los materiales soporte imprimados ya
mencionados.
La permanencia de la orientación en el interior
de la masa autoadhesiva depende del proceso de recubrimiento. La
orientación se puede regular p.ej. mediante la temperatura de la
boquilla y del recubrimiento, y también mediante el peso molecular
del polímero.
El grado de orientación puede ajustarse
libremente mediante la anchura de la ranura de la boquilla. Cuanto
más grueso sea el film de masa autoadhesiva que sale de la boquilla,
más fuertemente podrá estirarse la masa para formar una película más
delgada de masa autoadhesiva sobre el material soporte. Aparte de
con la regulación libre de la anchura de la boquilla, este proceso
de estiramiento también puede ajustarse libremente mediante la
velocidad de la cinta de material soporte que recibe la masa.
Además, la orientación de la masa autoadhesiva
se puede medir con un polarímetro, por dicroísmo infrarrojo o por
dispersión de rayos X. Es sabido que, en mucho casos, las masas
autoadhesivas de acrilato sin reticular solo conservan la
orientación durante algunos días. El sistema se relaja en reposo o
durante el almacenamiento, perdiendo su dirección preferente. Este
efecto se puede reforzar claramente reticulando después del
recubrimiento. La relajación de las cadenas poliméricas orientadas
converge hacia cero y las masas autoadhesivas orientadas pueden
mantener su dirección preferente sin merma, durante un largo periodo
de tiempo.
Según un método preferido, el grado de
orientación se determina midiendo la contracción del film libre
(véase el ensayo B).
Además del procedimiento descrito, la
orientación también se puede alcanzar después del recubrimiento. En
este caso se usa preferiblemente un material soporte dilatable e
imprimado, de modo que la masa autoadhesiva se estira con la
dilatación del soporte. Aquí también pueden utilizarse masas
autoadhesivas aplicadas de manera convencional en solución o en
dispersión acuosa. Según un procedimiento preferido, esta masa
autoadhesiva estirada se reticula después con radiación
actínica.
La figura 1 muestra varias posibles estructuras
de producto en el marco de la presente invención:
Las cintas autoadhesivas antiestáticas de la
presente invención constan de una capa de lámina soporte (a), de una
capa de imprimación eléctricamente conductora (b) y de la capa de
masa autoadhesiva (c). La capa de masa autoadhesiva tiene un espesor
comprendido entre 5 \mum y 1 mm, preferentemente entre 25 y 200
\mum. En una forma de ejecución preferida, la masa autoadhesiva se
puede cubrir con un papel o lámina de separación para usarla como
rollo cinta autoadhesiva. En otra forma de ejecución preferida, el
lado del material soporte que en la figura 1 está dirigido hacia
abajo va provisto de una capa de separación. En una forma de
ejecución preferida, como material de separación se emplean
polímeros basados en silicona o fluorados.
Las cintas autoadhesivas antiestáticas de la
presente invención constan de una capa de lámina soporte (a), de una
capa de imprimación eléctricamente conductora (b) y de dos capas de
masa autoadhesiva (c) y (d) (fig. 2). Las capas de masa autoadhesiva
(c) y (d) tienen un espesor comprendido entre 5 \mum y 1 mm,
preferentemente entre 25 y 200 \mum. En una forma de ejecución muy
preferida (c) y (d) son idénticas. En una forma de ejecución muy
preferida, la cinta autoadhesiva puede cubrirse con un papel o
lámina de separación para poder usarla en forma de rollo.
Las cintas autoadhesivas antiestáticas de la
presente invención constan de una capa de lámina soporte (a), de dos
capas de imprimación eléctricamente conductora (b) y (b') y de dos
capas de masa autoadhesiva (c) y (d) (fig. 3). En una forma de
ejecución muy preferida (b) y (b') son idénticas. Las capas de masa
autoadhesiva (c) y (d) tienen un espesor comprendido entre 5 \mum
y 1 mm, preferentemente entre 25 y 200 \mum. En una forma de
ejecución muy preferida (c) y (d) son idénticas. En una forma de
ejecución muy preferida, la cinta autoadhesiva puede cubrirse con un
papel o lámina de separación para poder usarla en forma de
rollo.
La presente invención se ilustra seguidamente
con experimentos a modo de ejemplo.
Se emplearon los siguientes métodos de
ensayo.
El peso molecular medio M_{w} y la
polidispersión PD se determinaron mediante cromatografía de gel.
Como eluyente se empleó THF con 0,1% en vol. de ácido
trifluoroacético. La medición se efectuó a 25ºC. Como precolumna se
utilizó PSS- SDV, 5 \mu, 10^{3} Å, DI 8,0 mm x 50 mm. Para la
separación se usaron las columnas PSS-SDV, 5 \mu,
10^{3} así como 10^{5} y 10^{6}, con DI 8,0 mm x 300 mm. La
concentración de muestra fue de 4 g/l y el caudal de 1,0 ml por
minuto. Se midió frente a patrones de PMMA.
Paralelamente a la dirección de recubrimiento
del adhesivo termofusible se recortaron tiras de al menos 30 mm de
ancho y 20 cm de largo. Para gramajes de 100 g/m^{2} se laminaron
4 tiras superpuestas y para los de 50 g/m^{2} 8 tiras, con el fin
de obtener espesores de capa comparables. Después, la pieza
resultante se recortó exactamente a 20 mm de anchura y en cada uno
de sus extremos se pegaron unas tiras de papel a una distancia de 15
cm. La muestra así preparada se suspendió luego verticalmente a
temperatura ambiente y se controló la variación de longitud con el
tiempo, hasta que cesó de encogerse. La diferencia entre el valor
inicial y el valor final de longitud, referida a la longitud
inicial, se indicó como el porcentaje de contracción.
Para medir la orientación al cabo de un tiempo
prolongado, las masas autoadhesivas aplicadas y orientadas se
guardaron como muestras de cinta durante un largo periodo y luego se
analizaron.
Se separa del rollo una tira de cinta
autoadhesiva de 13 mm de ancho, a 50 m/min. Esta tira se acerca a 1
cm del extremo inferior de una lámina de PET no cargado, de 30 cm de
largo, 3 cm de ancho y 16 \mum de espesor, suspendida
verticalmente. La prueba se considera superada cuando la lámina no
es atraída por la cinta autoadhesiva ni se pega a ella.
Polímero
1
En un reactor convencional de 200 l para
polimerizaciones radicalarias se introdujeron 2.400 g de acrilamida,
64 Kg de acrilato de 2-etilhexilo, 6,4 Kg de
N-isopropil-acrilamida y 53,3 Kg de
acetona/isopropanol (95:5). Tras 45 minutos de pasar gas nitrógeno a
través de la mezcla en agitación se calentó el reactor hasta 58ºC y
se añadieron 40 g de 2,2'-azoisobutironitrilo
(AIBN). A continuación se calentó el baño exterior a 75ºC y la
reacción se llevó a cabo constantemente a esta temperatura externa.
Tras 1 h de reacción se añadieron otra vez 40 g de AIBN. A las 5 h y
a las 10 h se diluyó cada vez con 15 Kg de acetona/isopropanol
(95:5). A las 6 y 8 h se añadieron cada vez 100 g de
peroxidicarbonato de diciclohexilo (Perkadox 16®, de la firma Akzo
Nobel) disueltos respectivamente en 800 g de acetona. La reacción se
interrumpió a las 24 h y se enfrió a la temperatura ambiente. La
determinación del peso molecular según el ensayo A dio un M_{w} =
754.000 g/mol para una polidispersión M_{w}/M_{n} = 5,3.
Polímero
2
En un reactor convencional de 200 l para
polimerizaciones radicalarias se introdujeron 1.200 g de acrilamida,
74 Kg de acrilato de 2-etilhexilo, 4,8 Kg de
N-isopropil-acrilamida y 53,3 Kg de
acetona/isopropanol (95:5). Tras 45 minutos de pasar gas nitrógeno a
través de la mezcla en agitación se calentó el reactor hasta 58ºC y
se añadieron 40 g de 2,2'-azoisobutironitrilo
(AIBN). A continuación se calentó el baño exterior a 75ºC y la
reacción se llevó a cabo constantemente a esta temperatura externa.
Tras 1 h de reacción se añadieron otra vez 40 g de AIBN. A las 5 h y
a las 10 h se diluyó cada vez con 15 Kg de acetona/isopropanol
(95:5). A las 6 y 8 h se añadieron cada vez 100 g de
peroxidicarbonato de diciclohexilo (Perkadox 16®, de la firma Akzo
Nobel) disueltos respectivamente en 800 g de acetona. La reacción se
interrumpió a las 24 h y se enfrió a la temperatura ambiente. La
determinación del peso molecular según el ensayo A dio un M_{w} =
812.000 g/mol para una polidispersión M_{w}/M_{n} = 5,8.
Las masas autoadhesivas disueltas se
concentraron en una extrusora Bersdorff, a un caudal aproximado de
40 Kg/h y a una temperatura de unos 115ºC. El contenido residual de
disolvente tras la concentración quedó por debajo del 0,5% en peso.
Luego, mediante una boquilla de extrusión de arco, con una ranura de
300 \mum y una anchura de aplicación de 33 cm, se recubrió una
lámina de PET de 12 \mum, provista de una capa de silicona
(polidimetilsiloxano) de 1,5 g/m^{2}, a una temperatura
determinada (temperatura de la masa) y a una velocidad de la cinta
de 10 m/min. Con un gramaje de 50 g/m^{2} (aprox. una capa de masa
autoadhesiva de 50 \mum de espesor) se ajustó una relación de
estiramiento de 6:1.
La lámina de PET siliconada se transporta sobre
un rodillo de acero refrigerado a 5ºC que gira en el mismo sentido.
Por tanto, el film de masa autoadhesiva se enfría enseguida, al
depositarse sobre la lámina de PET.
En el proceso en línea, la cinta autoadhesiva se
reticula con haces de electrones, tras un trecho de unos 5 m de
banda.
La reticulación mediante radiación electrónica
se efectuó con un aparato de la firma Electron Crosslinking AB, de
Halmstad, Suecia. Para ello, la cinta autoadhesiva recubierta se
pasó sobre un rodillo refrigerante estándar bajo la ventana Lenard
del acelerador. En la zona de irradiación el oxígeno del aire se
barrió con nitrógeno puro. La velocidad de la cinta fue de 10 m/min.
en todos los casos. Se irradió con una tensión de aceleración de 200
kV.
Para determinar la contracción y por tanto el
grado de orientación de la masa se empleó el ensayo B.
A 100 g de dispersión de poli(acrilato de
butilo) (PLEX 4124 D, de la firma Röhm, contenido en sólidos = 59%)
se agregan 20 g de 3,4-etilendioxitiofeno (Bayer AG)
y 1,5 g de p-toluensulfonato de hierro (III).
La mezcla se aplicó con una barra sobre una
lámina de PET de 12 \mum de espesor, se seca 1 h a temperatura
ambiente y luego 1 h a 60ºC. El espesor de la capa de imprimación
después del secado fue de aprox. 1,5 \mum. Para las cintas
autoadhesivas de doble cara, la lámina de PET se recubrió igualmente
por ambas caras con la misma imprimación e idéntico espesor.
Se procedió de manera análoga a i). Como
material soporte se usó una lámina de PET de 12 \mum de espesor,
previamente imprimada. Todos los parámetros del proceso (velocidad
de la cinta, temperatura de recubrimiento, relación de estiramiento,
masa autoadhesiva de poliacrilato, dosis de reticulación) se
mantuvieron constantes. Para elaborar las cintas autoadhesivas,
dicha lámina de PET se recubrió, se reticuló y luego la cara
autoadhesiva se cubrió con un papel separador poliolefínico (PE) de
120 \mum, siliconado por ambos lados con 1,4 g/m^{2} de
polidimetilsiloxano de la firma Loparex, o con un papel separador de
pergamino de 100 \mum, siliconado solamente por un lado.
En la segunda etapa, sobre la otra cara de la
lámina de PET se laminó la masa autoadhesiva ya reticulada
resultante de i) presionándola con un rodillo y despegando a
continuación la lámina de PET siliconada. Por último la cinta
autoadhesiva de doble cara se enrolló.
La segunda etapa de trabajo se omitió al
preparar la muestra adherente por una sola cara. Para las cintas
autoadhesivas de doble cara se emplearon láminas de PET imprimadas
por los dos lados y para las una sola cara láminas de PET imprimadas
solo por un lado, laminando luego la masa autoadhesiva sobre el lado
imprimado.
Las masas autoadhesivas disueltas se aplicaron
sobre un papel separador poliolefínico (PE) de 120 \mum,
siliconado por ambos lados con 1,4 g/m^{2} de polidimetilsiloxano
de la firma Loparex, o sobre un papel separador de pergamino de 100
\mum, siliconado solo por un lado (método de aplicación: extensión
con barra). El disolvente se eliminó en un canal de secado, a través
de varias zonas de temperatura, calentando a 50ºC en la primera
zona, luego a 80ºC y en las tres últimas zonas a 100ºC. La velocidad
de la cinta fue de 10 m/min. Tras la eliminación térmica de los
disolventes, se pegó encima la lámina de PET de 12 \mum de
espesor. En una segunda etapa, la lámina de PET de este compuesto se
recubrió a su vez con masa autoadhesiva disuelta. El disolvente se
eliminó térmicamente. Por último la cinta autoadhesiva de doble cara
se enrolló.
La segunda etapa de trabajo se omitió al
preparar la muestra adherente por una sola cara. Para las cintas
autoadhesivas de doble cara se emplearon láminas de PET imprimadas
por los dos lados y para las una sola cara láminas de PET imprimadas
solo por un lado, laminando luego la masa autoadhesiva sobre el lado
imprimado.
El polímero 1 se concentra según i) y luego
según ii) se aplica 2 x 100 g/m^{2} sobre una lámina de PET de 12
\mum de espesor. La temperatura de recubrimiento fue de 150ºC. Se
reticuló con una dosis de radiación electrónica de 30 kGy.
El polímero 1 se mezcla en solución con 2% en
peso de Genomer 4212® (poliuretandiacrilato de la firma Rahn) y con
30% en peso de DT 110 (resina terpenofenólica de la firma DRT).
A continuación se concentra según i) y luego
según ii) se aplica 2 x 100 g/m^{2} sobre una lámina de PET de 12
\mum de espesor imprimada por ambos lados. La temperatura de
recubrimiento fue de 150ºC. Se reticuló con una dosis de radiación
electrónica de 70 kGy.
El polímero 2 se mezcla en solución con 2% en
peso de Genomer 4212® (poliuretandiacrilato de la firma Rahn), con
30% en peso de Novares TK 90® (resina de hidrocarburo
C5-C9 de la firma VFT Rüttgers) y 8% en peso de
Reofos 65® (oligofosfato de la firma Great Lake Chemicals). A
continuación se concentra según i) y luego según ii) se aplica 2 x
50 g/m^{2} sobre una lámina de PET de 12 \mum de espesor
imprimada por los dos lados. La temperatura de recubrimiento fue de
120ºC. Se reticuló con una dosis de radiación electrónica de 60
kGy.
El polímero 1 se aplica en solución según iii)
con 2 x 100 g/m^{2} sobre una lámina de PET de 12 \mum de
espesor imprimada por ambos lados. La temperatura de secado fue como
máximo de 100ºC. Se reticuló con una dosis de radiación electrónica
de 30 kGy.
El polímero 1 se aplica en solución según iii)
con 100 g/m^{2} sobre una lámina de PET de 12 \mum de espesor
imprimada por un solo lado. La temperatura de secado fue como máximo
de 100ºC. Se reticuló con una dosis de radiación electrónica de 30
kGy.
El polímero 1 se aplica en solución según iii)
con 100 g/m^{2} sobre una lámina de PET de 12 \mum de espesor.
La temperatura de secado fue como máximo de 100ºC. Se reticuló con
una dosis de radiación electrónica de 30 kGy.
En una primera etapa se prepararon 2 polímeros
con un peso molecular medio M_{w} de aproximadamente 800.000
g/mol. Con estas masas autoadhesivas se elaboraron las cintas
autoadhesivas 1 hasta 5. Se analizaron cintas autoadhesivas de
simple y doble cara, usando como material soporte una lámina de PET
de 12 \mum de espesor imprimada con
3,4-polietilendioxi-tiofeno. Como
material comparativo se elaboró la cinta autoadhesiva 6, sin
imprimación eléctricamente conductora. Para averiguar el efecto del
antiestático se examinaron a fondo estas cintas autoadhesivas.
En un primer examen se averiguó el grado de
orientación de cada masa autoadhesiva. Para ello se determinó la
contracción del film libre según el método de ensayo B. Los valores
medidos están resumidos en la tabla 1.
| Ejemplo | Contracción del film libre (ensayo B) |
| 1 | 66% |
| 2 | 62% |
| 3 | 56% |
| 4 | 0% |
| 5 | 0% |
| 6 | 0% |
Todas las masas autoadhesivas aplicadas en
estado fundido presentan una contracción. En cambio las masas
autoadhesivas aplicadas en solución no muestran ninguna contracción
y, por tanto, ninguna orientación.
Para juzgar el comportamiento antiestático se
llevó a cabo el ensayo C. Los resultados están resumidos en la
siguiente tabla 2:
| Ejemplo | Comportamiento antiestático (ensayo C) |
| 1 | superado |
| 2 | superado |
| 3 | superado |
| 4 | superado |
| 5 | superado |
| 6 | no superado |
De las mediciones se desprende que todas las
cintas autoadhesivas dotadas de la imprimación eléctricamente
conductora superan el ensayo del comportamiento antiestático. Solo
la muestra comparativa 6 no supera este ensayo. Además, la
estructura según la presente invención permite conferir propiedades
antiestáticas tanto a las cintas autoadhesivas de una sola cara,
como a las de doble cara. Asimismo, las buenas propiedades
antiestáticas no quedan afectadas por la composición de las masas
autoadhesivas. Se probaron dos polímeros diferentes y se realizaron
distintas mezclas con resinas. Los ejemplos 1-3
también pueden emplearse de manera excelente como piezas
troqueladas antiestáticas.
Claims (10)
1. Cinta autoadhesiva antiestática con
estructura multicapa formada por una capa soporte y como mínimo una
capa de autoadhesivo, caracterizada porque al menos lleva
adicionalmente una capa de imprimación eléctricamente conductora
entre la capa soporte y, como mínimo, una capa de autoadhesivo.
2. Cinta autoadhesiva antiestática según la
reivindicación 1, caracterizada porque la capa de imprimación
eléctricamente conductora lleva partículas eléctricamente
conductoras, con preferencia de metal, de materiales eléctricamente
dopados o de polímeros eléctricamente conductores.
3. Cinta autoadhesiva antiestática según la
reivindicación 1, caracterizada porque la capa de imprimación
eléctricamente conductora contiene materiales eléctricamente
conductores, con preferencia materiales eléctricamente dopados,
polímeros eléctricamente conductores o sales orgánicas
eléctricamente conductoras, en una cantidad preferente de 5 hasta
60, con mayor preferencia de 10 hasta 50% en peso.
4. Cinta autoadhesiva antiestática según una
de las reivindicaciones 1 hasta 3, caracterizada porque la
capa de imprimación eléctricamente conductora lleva polímeros
conjugados eléctricamente conductores, sobre todo
3,4-PEDT.
5. Cinta autoadhesiva antiestática según una
de las reivindicaciones 1 hasta 4, caracterizada porque la
capa del autoadhesivo contiene una masa autoadhesiva de
poliacrilato, preferentemente a base de metacrilato.
6. Cinta autoadhesiva antiestática según una
de las reivindicaciones 1 hasta 5, caracterizada porque la
capa del autoadhesivo presenta una contracción.
7. Cinta autoadhesiva antiestática según una
de las reivindicaciones 1 hasta 6, caracterizada porque tiene
la siguiente estructura multicapa:
capa autoadhesiva/capa soporte/capa
autoadhesiva.
8. Cinta autoadhesiva antiestática según una
de las reivindicaciones 1 hasta 6, caracterizada porque tiene
la siguiente estructura multicapa:
capa autoadhesiva/capa de imprimación
eléctricamente conductora/capa soporte/capa de imprimación
eléctricamente conductora/capa autoadhesiva.
9. Cinta autoadhesiva antiestática según una
de las reivindicaciones 1 hasta 6, caracterizada porque tiene
la siguiente estructura multicapa:
capa autoadhesiva/capa de imprimación
eléctricamente conductora/capa soporte/capa autoadhesiva.
10. Uso de la cinta autoadhesiva antiestática
según una de las reivindicaciones 1 a 9 para elaborar piezas
troqueladas.
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