ES2291527T3 - Film con un adhesivo a base de copolimeros en bloque hidrogenados, para proteger superficies pintadas. - Google Patents
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Abstract
Film autoadhesivo de protección superficial para aplicar sobre superficies pintadas, constituido por una capa soporte simple o múltiple, sobre todo poliolefínica, y una capa autoadhesiva, caracterizado porque la masa autoadhesiva tiene la siguiente composición: 30 hasta 70% en peso de uno o varios elastómeros a base de copolímeros en bloque que llevan bloques poliméricos formados por compuestos vinílicos aromáticos (bloques A), preferentemente estireno, y otros formados por polimerización de 1, 3-dienos (bloques B), preferentemente butadieno e isopreno o sus productos de hidrogenación, así como 30 hasta 70% en peso de resinas taquificantes, de las que al menos la mitad son resinas adherentes líquidas con un punto de reblandecimiento menor de 25ºC, medido con el método de anillo y bola.
Description
Film con un adhesivo a base de copolímeros en
bloque hidrogenados, para proteger superficies pintadas.
La presente invención se refiere a un film
protector autoadhesivo, para proteger superficies de vidrio,
cerámica, acero inoxidable, vidrio de policarbonato o acrílico y,
sobre todo, superficies pintadas.
Para proteger superficies no pintadas hay muchos
productos. En cambio, hasta la fecha, las superficies pintadas
raramente se tapan con filmes protectores autoadhesivos, sobre todo
si aún están frescas y por endurecer.
La conservación y protección de vehículos
durante el transporte del fabricante hasta el comerciante ya es una
práctica habitual desde hace tiempo.
El procedimiento convencional para la
conservación de automóviles es la aplicación de ceras de parafina
en capas de 5 hasta 20 \mum de grosor. Sin embargo se ha
demostrado que una capa tan delgada y a menudo irregular - sobre
todo en las superficies horizontales de los vehículos, como el capó,
el techo y la tapa del maletero - no proporciona una protección
suficiente frente a los factores externos, como por ejemplo la
lluvia ácida y la acción corrosiva de los excrementos de los
pájaros.
El sellado con cera parafínica tiene el gran
inconveniente de que debe eliminarse con chorro de vapor,
tensio-activos o disolventes. La recuperación y
eliminación de los residuos según las disposiciones medioambientales
requiere un equipamiento complejo y ocasiona costes muy
elevados.
Un desarrollo actual en el ámbito de la
protección de automóviles durante el transporte es el uso de fundas
que cubren todo el vehículo, sobre el cual se ajustan exactamente
por retractilado térmico.
Estas soluciones a base de fundas son muy
costosas y requieren mucho trabajo para poner la funda y
retractilarla y, sobre todo, para entrar en el coche enmascarado.
Para ello se han previsto aberturas con cierre de cremallera, que
deben abrirse y cerrarse con pérdida de tiempo. La vista queda muy
mermada para maniobrar y tanto la suciedad atrapada como el roce
inevitable matean la pintura en algunas partes. Hasta la fecha no se
ha podido imponer esta solución.
En su lugar, durante los últimos años, cada vez
se usan más los filmes autoadhesivos protectores de superficies que
se aplican temporalmente y están especialmente previstos para
proteger vehículos nuevos durante el transporte. En comparación con
las ceras ofrecen mucha más protección mecánica y química, y en
comparación con las fundas tienen la ventaja de ser más económicas y
rápidas de aplicar.
Los requisitos básicos para un film protector de
superficies pintadas de vehículos son
- -
- buena protección de la pintura contra agentes químicos y mecánicos;
- -
- resistencia a la intemperie durante el periodo total de la cadena de transporte, desde el fabricante hasta el comerciante, que puede ser de algunos meses según la distancia. Por lo tanto un film de este tipo tiene que poder arrancarse de una pieza, sin dejar restos de masa adhesiva sobre la pintura, incluso después de una prolongada exposición a la luz solar;
- -
- suficiente adhesión inicial, para que en casos de geometría complicada no se desprenda prematuramente;
- -
- adherencia final equilibrada, por una parte, para que se adhiera con seguridad (incluso con fuerte viento de marcha o con lluvia) y, por otra parte, para que pueda arrancarse sin mucho esfuerzo o sin ninguna rotura. Lo ideal sería tener desde el inicio la adhesión deseada. Sin embargo, en la práctica, la adherencia es más débil al comienzo y luego aumenta con el tiempo y sobre todo con la temperatura, lo cual se designa en el lenguaje técnico como "fijación";
- -
- compatibilidad con la pintura, lo cual significa que la superficie pintada no debe presentar ningún defecto en forma de depósitos o deformaciones, después de retirar el film protector. Las deformaciones son huellas que aparecen en la pintura, por una parte, como contornos de los bordes del film, burbujas de aire atrapadas y arrugas, o, por otra parte, como zonas mateadas bajo la superficie pegada;
- -
- gran estabilidad al UV, para que la masa adhesiva no se descomponga a la intemperie, perdiendo su adherencia o reaccionando con la superficie pintada.
En el caso de superficies pintadas no expuestas
a la intemperie, por ejemplo muebles barnizados, la gran
estabilidad al UV del film protector no tiene tanta importancia.
Según el estado técnico, como materiales del
film para cubrir pinturas de vehículos se emplean en general
poli-olefinas o sus mezclas, que suelen ir
combinadas con agentes fotoprotectores y dióxido de titanio.
Como masas autoadhesivas se usan diversos
sistemas, que adolecen sin excepción de defectos.
Las masas autoadhesivas basadas en caucho
natural tienen una adherencia inicial bastante buena y pueden
despegarse sin dejar residuos. De todos modos estas masas no son
estables al envejecimiento, aunque se hayan expuesto por poco
tiempo a la radiación UV. Como consecuencia, al cabo de unos meses
de exposición a la intemperie - como es corriente en la práctica -
quedan sobre la pintura unos restos muy grasientos o endurecidos
como una capa de
barniz.
barniz.
En la patente US 5,612,136 A1 se menciona un
film protector con una masa autoadhesiva a base de acrilato. Las
masas de poliacrilato son muy estables al UV, pero las masas de
poliacrilato sin reticular tratadas en una cámara de clima cíclico
solo tienen una compatibilidad parcial con las superficies pintadas.
Además, las masas de poliacrilato tienden de manera inoportuna a
fijarse fuertemente, es decir, al cabo de cierto tiempo resulta muy
difícil arrancar el film. Si estas masas están muy reticuladas, ya
sea químicamente o por radiaciones, resultan más fáciles de
arrancar, pero por otra parte producen muchas deformaciones,
permanentes y claramente visibles, sobre la superficie pintada.
El film con un adhesivo de
poli(etileno-acetato de vinilo) (EVAc)
expuesto en la patente DE 195 32 220 A1 tiene mejores propiedades de
adherencia que los dos sistemas arriba descritos. Los filmes
protectores con masas de EVAc alcanzan al cabo de poco tiempo
buenos valores de adherencia y garantizan una gran adhesión contra
un inoportuno despegado espontáneo durante el transporte. Por otro
lado, la resistencia de la unión con las masas de poliacrilato y la
mayor fuerza que se requiere para despegarla tras el uso representa
una desventaja, pues el film adhesivo raramente puede arrancarse
sin que se rompa. En general el efecto sobre las pinturas protegidas
es pequeño. Sobre todo hay que destacar la importancia de la
estabilidad al UV.
Después del almacenamiento las masas
autoadhesivas a base de poliisobutileno (de poliisobutileno
homopolímero o de caucho butilo) se pueden despegar mucho más
fácilmente, pero tras un tratamiento en una cámara climática su
adhesión sobre las pinturas corrientes en la industria del automóvil
es en parte tan baja, que, cuando hay esfuerzos bruscos, como el
aleteo producido por el viento de la marcha, el pegado no alcanza la
resistencia exigida en la práctica. En concreto, por acción de la
humedad, la adherencia del film suele disminuir en tal medida, que
se despega del vehículo durante el transporte, con lo cual ya no hay
ninguna protección y además existe el peligro de que el film vuele
sobre el parabrisas de los vehículos que vienen detrás.
Además, esta masa autoadhesiva no presenta
ninguna compatibilidad con los perfiles habituales en la
construcción de automóviles ni con los plastificantes que contienen
estas juntas: al despegar el film protector de los perfiles de las
ventanillas quedan residuos del adhesivo sobre la goma. Estos
artículos adhesivos están descritos en las patentes EP 0 519 278 A1,
JP 95-325285 A y US 5,601,917 A1.
La patente EP 0 519 278 A1 describe un film de
este tipo para proteger automóviles, formado por un soporte
revestido de un adhesivo sensible a la presión, a base de caucho,
sobre todo de poliisobutileno, que posee un módulo de elasticidad
dinámico de 2 x 10^{5} hasta 7 x 10^{6} dyn/cm^{2}, que en
unidades SI corresponde a un valor de 2 x 10^{4} hasta 70 x
10^{4} Pa, determinado a 60ºC.
Los ensayos de aplicación técnica realizados con
un film autoadhesivo de este tipo demuestran una buena
compatibilidad con las superficies pintadas. Sin embargo después del
tratamiento en una cámara climática, su adherencia sobre las
pinturas habituales en la industria del automóvil es tan baja que el
pegado no siempre alcanza la resistencia exigida en la práctica.
El envejecimiento de los poliisobutilenos
también es un inconveniente. Los poliisobutilenos son vulnerables al
envejecimiento por radiación UV, que reduce considerablemente la
cohesión. Como consecuencia quedan restos sobre la pintura después
de desenmascarar. Por este motivo, el film protector a base de
poliisobutileno que se encuentra en el mercado está muy pigmentado,
para alejar al máximo de la masa adhesiva el efecto destructor de la
luz. Sin embargo, en los bordes la masa adhesiva está expuesta
directamente a la luz UV, lo cual provoca muchos residuos. Para
evitarlo se añaden antioxidantes y agentes fotoprotectores HALS al
poliisobutileno. Estos aditivos están descritos en la patente US
5,601,917 A1.
La masa adhesiva descrita en la patente DE 197
42 805 A1 está basada en un copolímero formado por al menos dos
olefinas distintas de 2 hasta 12 átomos de carbono, así como un
dieno. Preferentemente se emplean terpolímeros de
etileno-propileno-dieno (EPDM). Los
polímeros no polares de
etileno-propileno-dieno se
caracterizan por una buena estabilidad a la intemperie y al UV, por
lo cual son excelentes como masa adhesiva para filmes protectores de
superficies. Los terpolímeros descritos en la patente tienen una
viscosidad Mooney ML (1+4) a 125ºC menor de 50.
Los exámenes de varias muestras de EPDM han
demostrado que la capacidad de adhesión de los polímeros de EPDM
disminuye al aumentar la viscosidad Mooney, de modo que solo los
tipos con una viscosidad Mooney ML (1+4) 125ºC inferior a 30 poseen
una suficiente pegajosidad inherente. Sin embargo la cohesión de
estos tipos de EPDM es demasiado pequeña para su aplicación como
masa adhesiva temporal (de manera análoga a la patente WO 96/37568
A1); la consecuencia son los restos de masa adhesiva sobre la
superficie de pintura después de la exposición a la intemperie.
\newpage
En el ejemplo 1 de la patente DE 197 42 805 A1
se describe un film protector autoadhesivo con una masa adhesiva
formada por un EPDM con una viscosidad Mooney ML (1+4) 125ºC de 28 y
un agente fotoprotector. Con este film protector se alcanza una
adherencia de 0,4 N/cm, suficientemente elevada, sobre una
superficie pintada con PU.
No obstante, una desventaja considerable, debida
al bajo peso molecular del polímero, es que después de un
almacenamiento a temperatura elevada (90ºC) ya no es posible
despegar este film protector de la superficie pintada, sin dejar
residuos. A temperaturas de despegado ligeramente altas, como 40ºC,
esta masa adhesiva ya falla completamente y se traspasa a toda la
superficie pintada. Cuando se despega el film a una velocidad de 20
m/min., equivalente a la práctica, se observa un fuerte incremento
de las fuerzas de arrancado (4,3 N/cm) y residuos de masa por toda
la superficie pintada. En cambio, cuando el film protector se
arranca de superficies pintadas de ensayo a una velocidad baja, como
0,3 m/min. (según norma AFERA 4001 o DIN EN 1939), solo se observan
restos puntuales de masa y adherencias de 2,3 N/cm después del
tratamiento en la cámara climática.
Sin embargo en la práctica los vehículos se
desenmascaran a mayores velocidades de despegado, como mínimo de 15
hasta 30 m/min., y por tanto la medición de las fuerzas de
adherencia según norma AFERA 4001 o DIN EN 1939 no es relevante en
la práctica. Con estos métodos de medición es imposible valorar la
idoneidad de un film protector autoadhesivo.
En los ejemplos 2 y 4 de la descripción, la
fuerte fijación se intenta neutralizar reticulando la masa adhesiva
mediante radiación electrónica o UV. De este modo se alcanza una
adherencia sobre pintura (a la velocidad de despegado de 0,3 m/min.)
de 2,2 N/cm, después del tratamiento en cámara climática. El valor
correspondiente tras el tratamiento en la cámara climática y a una
velocidad de despegado de 20 m/min. es de 3,4 N/cm. Con la
reticulación se consigue un aumento de la cohesión de la masa
adhesiva, que evita la permanencia de restos sobre la superficie de
pintura después del despegado. La mayor cohesión de la masa adhesiva
también se refleja en la ausencia de residuos cuando el film
protector se despega a temperaturas de hasta 60ºC de chapas de
ensayo pintadas. Pero por otra parte la masa adhesiva queda
relativamente dura con la reticulación, lo cual produce importantes
deformaciones en la superficie pintada y una adherencia inicial
insuficiente de 0,2 N/cm.
Otro ejemplo es una masa adhesiva basada en
poli-\alpha-olefinas (patente DE
197 30 193 A1). En el caso de este film protector de superficies
también se observa una considerable discrepancia entre las fuerzas
de adherencia a menor y mayor velocidad de despegado. En este caso,
de manera similar a la patente DE 197 42 805 A1, en los ejemplos
solo se usan polímeros con una viscosidad Mooney ML (1+4) 125ºC
inferior a 50. Por tanto, como consecuencia de la baja cohesión,
también se observa una fuerte fijación y restos de masa adhesiva
sobre la superficie de pintura. Las fuerzas de despegado son
superiores a 3,2 N/cm.
La patente WO 96/37568 A1 describe el uso de
poli-hexenos o de polioctenos para una adhesivo no
polar sensible a la presión. Aunque los polímeros descritos en los
ejemplos desarrollan una baja fijación, a causa de su menor
cohesión, el bajo peso molecular de los polímeros de este tipo que
se hallan en el comercio también produce residuos, que intentan
evitarse con la adición de otros polímeros, denominados ahí "cold
flow restricting agent" ("agente limitador de fluencia en
frío"). Sin embargo los citados adhesivos aún son demasiado poco
cohesivos para la práctica y por lo tanto dejan residuos después de
la exposición a la intemperie, sobre todo, cuando la cinta adhesiva
se encoge por la acción del calor.
Mucho más estables al UV que los
poliisobutilenos son los adhesivos constituidos por copolímeros en
bloque de estireno-dieno hidrogenados, como los que
están descritos en la patente JP 08 027 444 A1. Es ventajosa la gran
cohesión de estas masas adhesivas, sobre todo a temperaturas
moderadas, debida a la formación de dominios.
Un inconveniente fundamental de dichos
copolímeros en bloque es la dureza de estas masas adhesivas, que es
tan alta debido a los dominios de estireno. En este tipo de masas
adhesivas la elevada dureza da lugar a graves deformaciones y
alteraciones de la pintura, sobre todo tras largo tiempo de
almacenamiento.
Como base no polar para masas adhesivas que
tengan cohesión suficiente para la protección de superficies solo
son aptos los polímeros de las clases de los poliisobutilenos y de
los cauchos butílicos, de los copolímeros en bloque de estireno
hidrogenados, así como de los copolímeros y terpolímeros de
etileno/propileno.
El objetivo de la presente invención es
aprovechar las ventajas del sistema de masas adhesivas a base de
copolímeros en bloque de estireno, o sea buena adherencia inicial,
gran seguridad del pegado y baja fijación, y hallar una posibilidad
de disminuir claramente la desventaja fundamental de las fuertes
deformaciones de la pintura, sin menoscabo de las ventajas, para
disponer, partiendo de dichas masas adhesivas, de un film protector
de superficies, concretamente durante el transporte de automóviles
de nueva fabricación.
Este objetivo se resuelve mediante un film
protector autoadhesivo como el expuesto en la reivindicación
principal. El objeto de las reivindicaciones secundarias son los
desarrollos ventajosos del film protector autoadhesivo y las
posibilidades especiales de aplicación.
De modo sorprendente e inesperado, incluso para
el especialista, un film protector autoadhesivo con un soporte de
una o varias capas, sobre todo poliolefínicas, y una capa
autoadhesiva presenta las características necesarias para la
protección de superficies pintadas.
\global\parskip0.930000\baselineskip
La masa autoadhesiva del film protector está
constituida de la forma siguiente:
- \bullet
- 30 hasta 70% en peso de uno o más elastómeros a base de copolímeros en bloque y
- \bullet
- 30 hasta 70% en peso de resinas taquificantes, de las cuales al menos la mitad son resinas adhesivas líquidas con un punto de reblandecimiento menor de 25ºC, medido con el método de anillo y bola.
Como elastómeros se utilizan los basados en
copolímeros en bloque que llevan bloques poliméricos formados por
compuestos vinílicos aromáticos (bloques A), preferentemente
estireno, y otros bloques formados por polimerización de
1,3-dienos (bloques B), preferentemente butadieno e
isopreno o, sobre todo para masas adhesivas estables al UV, sus
productos hidrogenados. Según la presente invención pueden
emplearse tanto bloques de homopolímeros como de copolímeros. Los
copolímeros en bloque resultantes pueden llevar bloques B iguales o
diferentes. Los copolímeros en bloque pueden presentar la estructura
lineal A-B-A; también pueden
emplearse copolímeros en bloque de forma radial, así como
copolímeros multibloque lineales y en forma de estrella.
Como componentes adicionales puede haber
copolímeros dibloque A-B. Según la presente
invención también pueden usarse copolímeros en bloque de compuestos
vinílicos aromáticos e isobutileno. Todos los polímeros mencionados
se pueden emplear solos o mezclados entre sí.
En lugar de los copolímeros en bloque de
estireno también se pueden usar bloques poliméricos basados en otros
homopolímeros y copolímeros que lleven compuestos aromáticos
(preferiblemente compuestos aromáticos de C-8 hasta
C-12) con temperaturas de transición vítrea de
aprox. > 75ºC, como por ejemplo bloques aromáticos que contengan
\alpha-metilestireno.
En lugar de los copolímeros en bloque de
estireno-butadieno y de
estireno-isopreno y sus productos hidrogenados, por
tanto de copolímeros en bloque de
estireno-etileno/butileno y de
estireno-etileno/propileno, también se pueden usar
según la presente invención copolímeros en bloque, y sus productos
de hidrogenación, con otros bloques poliméricos de polidieno, como
por ejemplo copolímeros de varios dienos 1,3 diferentes. Igualmente
pueden usarse según la presente invención copolímeros en bloque
funcionalizados, como por ejemplo copolímeros en bloque de estireno
modificados con anhídrido maleico o con silano.
Según una forma de ejecución excelente de la
presente invención los elastómeros están mayormente hidrogenados en
el bloque central, sobre todo totalmente hidrogenados.
Otros aditivos típicamente utilizables son:
- \bullet
- antioxidantes primarios, como por ejemplo fenoles estéricamente impedidos,
- \bullet
- antioxidantes secundarios, como por ejemplo fosfitos o tioéteres,
- \bullet
- estabilizadores de proceso, como por ejemplo captadores de radicales C,
- \bullet
- agentes fotoprotectores, como por ejemplo absorbentes de UV, aminas estéricamente impedidas,
- \bullet
- aditivos coadyuvantes de la transformación, así como
- \bullet
- dado el caso, otros polímeros, preferentemente de naturaleza elastómera. Entre otros son apropiados los elastómeros basados solamente en hidrocarburos, por ejemplo copolímeros saturados de etileno-propileno, caucho de etileno-propileno.
Las masas adhesivas según la presente invención,
a base de copolímeros en bloque de estireno hidrogenados, están
ajustadas a una consistencia mucho más blanda que las masas
adhesivas conocidas, pero a pesar de ello poseen una cohesión
suficiente.
Como los copolímeros en bloque de estireno no
son adherentes por naturaleza, para conferirles pegajosidad hay que
añadirles resinas taquificantes.
Como taquificantes para estas masas
autoadhesivas suelen usarse resinas adherentes hidrogenadas como
componente principal, debido a la estabilidad al UV especialmente
requerida para las pinturas de automóvil.
Se prefieren entre otros
- \bullet
- los polímeros hidrogenados del diciclopentadieno (por ejemplo Escorez de la serie 5300, de Exxon Chemicals),
- \bullet
- los polímeros hidrogenados de compuestos aromáticos, preferentemente C-8 y C-9 (por ejemplo, de las series Regalite y Regalrez, Hercules Inc.//de la serie Arkon P de Arakawa), que pueden resultar de la hidrogenación de polímeros formados a partir de fracciones aromáticas puras o bien de la hidrogenación de polímeros basados en mezclas de distintos compuestos aromáticos,
\global\parskip1.000000\baselineskip
- \bullet
- los polímeros parcialmente hidrogenados de compuestos aromáticos C-8 y C-9 (por ejemplo las series Regalite y Regalrez, de Hercules Inc.//Arkon M, de Arakawa),
- \bullet
- las resinas politerpénicas hidrogenadas (por ejemplo Clearon M, de Yasuhara),
- \bullet
- los polímeros hidrogenados de C-5/C9 (como por ejemplo el ECR-373, de Exxon Chemicals),
- \bullet
- los derivados de diciclopentadieno hidrogenados selectivamente y modificados con aromáticos (por ejemplo los Escorez de la serie 5600, de Exxon Chemicals), así como
- \bullet
- resinas a base de colofonia hidrogenadas y parcialmente hidrogenadas (por ejemplo Foral, Foralyn, de Hercules// Hydrogral, de DRT).
Para los filmes protectores de superficies
expuestas al UV se emplean principalmente resinas de hidrocarburo
hidrogenadas.
Para aquellas aplicaciones en que la resistencia
a la luz UV no es tan determinante también se pueden utilizar
resinas taquificantes no hidrogenadas, bien solas o añadidas a la
resina taquificante hidrogenada.
Para reducir la fuerza de adherencia de las
cintas adhesivas reversibles, pensando en un posterior
desenmascaramiento, se usan con frecuencia masas adhesivas con una
parte muy alta de elastómero (superior al 60%). Sin embargo, cuanto
mayor es la proporción de elastómero, más dura es también la masa
adhesiva. Una masa adhesiva dura produce en general unas
deformaciones muy fuertes en la pintura; por tanto las masas
adhesivas deben ajustarse a una consistencia más blanda. En general
los plastificantes convencionales, como por ejemplo los aceites
minerales, no reducen solamente la dureza de las masas adhesivas,
sino también su cohesión, y por lo tanto el desenmascaramiento
suele ser difícil, porque quedan restos de masa adhesiva. El uso de
aceites plastificantes es especialmente crítico sobre superficies
pintadas, porque pueden penetrar en la pintura y causar
deformaciones.
La presente invención resuelve sorprendentemente
el problema mediante el empleo de resinas líquidas.
Las resinas líquidas se usan ordinariamente como
aditivos de las resinas sólidas, para rebajar la temperatura de
transición vítrea. Las masas adhesivas según la presente invención
están basadas en copolímeros en bloque de estireno que llevan,
principalmente o exclusivamente, resinas líquidas como componente
resínico.
De este modo se pueden hacer masas adhesivas
mucho más blandas que las de tipo corriente a base de copolímeros en
bloque de estireno, pero manteniendo una cohesión elevada. Al
contrario que los aceites plastificantes, las mencionadas resinas
líquidas tienden a migrar mucho menos hacia dentro de la
pintura.
Como las fuerzas de adherencia son mucho más
bajas que en el caso de las resinas sólidas, no suelen utilizarse
mezclas de copolímeros en bloque de estireno que solo lleven resinas
líquidas como componente taquificante. No obstante, para los filmes
protectores de superficies, una menor fuerza de adherencia es
precisamente ventajosa.
Como resinas líquidas son adecuadas tanto las
resinas de hidrocarburo hidrogenadas (por ejemplo Regalrez 1018,
Hercules // Escorez 5040, ECR 143, Exxon) como las no hidrogenadas
(por ejemplo Wingtack 10, Goodyear // Hercures A 10, Hercures C 10,
Hercules) y derivados de colofonia hidrogenados (por ejemplo
Staybelite Ester 3E, Hercules //
Hydrogal M, DRT) o no hidrogenados (por ejemplo Abalyn, Hercolyn D, Hercules // Bevipale 30, Arizona). De ninguna manera se tendrían que usar resinas cuyo bajo punto de reblandecimiento se deba al solo hecho de ir mezcladas con aceite, como es el caso de la mayoría de resinas terpénicas líquidas.
Hydrogal M, DRT) o no hidrogenados (por ejemplo Abalyn, Hercolyn D, Hercules // Bevipale 30, Arizona). De ninguna manera se tendrían que usar resinas cuyo bajo punto de reblandecimiento se deba al solo hecho de ir mezcladas con aceite, como es el caso de la mayoría de resinas terpénicas líquidas.
Las resinas líquidas según la presente invención
son resinas adhesivas que tienen un punto de reblandecimiento menor
de 25ºC medido con el método de anillo y bola.
El método de anillo y bola es el que suele
usarse para determinar los puntos de reblandecimiento. Los detalles
se pueden obtener de las normas ASTM E 28 y DIN EN 1238, las cuales
se toman aquí expresamente como referencia.
Las masas adhesivas de la presente invención
llevan 50 hasta 200 partes de resina sobre 100 partes de
elastómero. Como mínimo un 50% de la parte de resina,
preferentemente más del 75%, con mayor preferencia más del 90%, con
total preferencia el 100%, está formado por resinas líquidas.
También preferentemente, en el caso de las
resinas adhesivas líquidas se trata de resinas de hidrocarburo
hidrogenadas.
Así pues se ha demostrado que resulta
especialmente ventajoso no utilizar ningún aceite plastificante.
Una ventaja especial de los sistemas formados
por copolímero(s) en bloque de estireno y resina(s)
líquida(s) es que desarrollan una fijación muy baja sobre el
substrato. Las resistencias del pegado al cabo de una media hora y
tras 3 días de almacenamiento a 90ºC difieren muy poco. Por lo tanto
cuando se usan sobre pinturas de vehículos, puede procederse al
transporte poco tiempo después de la aplicación, sin temer que el
film protector se despegue con el viento de la marcha. Por otro
lado, la fuerza de adherencia no aumenta sustancialmente tras un
tiempo de almacenamiento prolongado, lo cual facilita el
desenmascaramiento.
Otra ventaja frente a otros sistemas es la
posibilidad de ajustar con exactitud las fuerzas de adherencia. La
variación y la combinación de elastómeros, así como el empleo de
resinas líquidas como componente único o bien mezcladas, y también
la posibilidad de incorporar pequeñas concentraciones de resinas
adherentes sólidas permite adaptar exactamente la fuerza de
adherencia a las condiciones requeridas.
Aun empleando solamente un elastómero y una
resina líquida, mediante la relación entre ambos componentes puede
variarse en gran medida las fuerzas de adherencia. Entonces hay que
procurar no usar una proporción de resina demasiada elevada, porque
con ello se resiente la cohesión.
Mediante el empleo de elastómeros no
hidrogenados, mezclados incluso con elastómeros hidrogenados,
pueden alcanzarse fuerzas de adherencia muy elevadas, aunque solo
sirve para aquellas aplicaciones en que la estabilidad al UV de la
masa adhesiva tiene un papel secundario.
La cohesión de las masas adhesivas es tan
elevada, que incluso después de un almacenamiento a temperaturas
altas (90ºC, véanse más abajo los ejemplos), no se aprecian restos
de masa sobre la pintura tras el desenmascaramien-
to.
to.
Después del tratamiento en cámara climática el
film protector puede despegarse de superficies pintadas, sin dejar
restos, a velocidades de arrancado de 20 m/min. y fuerzas de
adherencia de 2,3 hasta 3,6 N/cm. Además es posible despegar el
film protector sin dejar restos, tras el almacenamiento en cámara
climática hasta una temperatura de al menos 50ºC.
La fuerza de adherencia sobre acero está
preferentemente comprendida entre 0,1 y 2 N/cm, especialmente entre
0,3 y 1 N/cm.
Dichas masas autoadhesivas pueden aplicarse
disueltas sobre una lámina soporte y también pueden coextruirse con
la capa soporte y otras capas auxiliares.
Como capa soporte del adhesivo sirve
preferentemente una lámina de poliolefina termoplástica no estirada,
que lleve 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, copolímeros aleatorios o copolímeros en
bloque del propileno).
Preferentemente se utilizan mezclas de varias
poli-olefinas adecuadas, a fin de poder optimizar
las propiedades mecánicas y térmicas, así como el brillo, el
comportamiento de extrusión, el anclaje del adhesivo, etc.
Como capa soporte resulta especialmente idónea
una lámina de poliolefina termoplástica no estirada que contiene al
menos un copolímero en bloque de propileno. El contenido de
copolímero en bloque de propileno es de un 10 hasta un 95%
(peso/peso) del film protector.
Este tipo de filmes se pueden fabricar en
plantas de soplado o, preferiblemente, en plantas de moldeo
(mediante tecnología de molde en T), sin estirar (tensar) la lámina
en dirección monoaxial o biaxial con rodillos o marcos. Cuando se
sopla una lámina de tal tipo hay que mantener la orientación lo más
baja posible, graduando la velocidad de extracción, la relación de
soplado y el perfil de temperatura.
En la literatura, los copolímeros en bloque de
propileno empleados (también conocidos como polipropileno
resistente al impacto) están descritos en la Encycl. Polym. Sci.
Technol. 13, pág. 479 y Sigtes. (1988) y en la Enciclopedia Ullmann
de química industrial A21, pág. 529 y sigtes. (1992). Como ejemplos
de marcas comerciales cabe mencionar Propathene GSF 113 (ICI), 411
GA 05 (Amoco), PMA 6100 (Montell), Stamylan P (DSM), BD 801 F
(Borealis), Daplen FFC1012 (PC), Novolen 2309 L.
Estos copolímeros en bloque se diferencian entre
sí básicamente por su índice de fluidez (= MFI = MFR) y su contenido
de comonómero. El índice de fluidez influye de manera contrapuesta
en la resistencia del film y en la reología del producto fundido.
Para elaborar el film protector de la presente invención resulta
favorable un índice de fluidez comprendido entre 0,8 y 15 g/10 min.
(ISO 1133 (A/4) a 230ºC y 2,16 kg), a fin de cumplir las exigencias
de viscosidad y de resistencia a la rotura por un lado y de
capacidad de transformación (velocidad de producción y uniformidad
del espesor de las láminas coextruidas) por otro. El margen
preferido es de 4 hasta 10 g/10 min. En este producto la
coextrusión es un procedimiento apropiado para incorporar la capa
promotora de adherencia durante la fabricación del film.
La elección del índice de fluidez del copolímero
en bloque de propileno y de los demás componentes termoplásticos de
la receta del film es importante cuando la lámina soporte y el
adhesivo se unen por coextrusión. El contenido en comonómero de los
copolímeros en bloque de propileno determina la flexibilidad, la
resistencia al impacto-tracción y la estabilidad
térmica del film protector elaborado con ellos. El film protector
según la presente invención lleva preferentemente un copolímero en
bloque de propileno con 3 hasta 15% (peso/peso) de etileno como
comonómero. La resistencia al impacto-tracción según
la norma DIN 53448 debería ser como mínimo de 1000 mJ/mm^{2} tanto
a lo largo como a lo ancho.
Como componentes auxiliares pueden usarse por
ejemplo polietilenos (como por ejemplo HDPE, LDPE, MDPE, LLDPE,
VLLDPE), copolímeros del etileno o propileno con comonómeros
polares, homopolímeros o copolímeros aleatorios de propileno, para
ajustar con mayor exactitud las propiedades (mecánicas, térmicas u
otras como brillo, anclaje del adhesivo, comportamiento de
extrusión, etc.). Es particularmente ventajosa la combinación de
varios polipropilenos, sobre todo de diferente flexibilidad e
índice de fluidez, como por ejemplo copolímero en bloque flexible
con homopolímero de PP o con un tipo duro de copolímero en bloque,
porque la viscosidad, la estabilidad térmica y la fluidez pueden
adaptarse mejor a las necesidades que mediante el empleo de un único
copolímero en bloque. Para que la estabilidad térmica sea
suficiente, el contenido de propileno en una capa del film debería
ser al menos del 65% (peso/peso). En el caso de un film multicapa
se trata de la capa responsable de la resistencia, que por lo tanto
contiene la proporción más alta de polipropileno (en general también
es la que tiene el mayor espesor), y no de una eventual capa
promotora de adherencia.
El film también puede estar formado
ventajosamente por una mezcla de
- -
- 40 partes en peso hasta 70 partes en peso de polietileno,
- -
- 20 partes en peso hasta 40 partes en peso de polipropileno,
- -
- 8 partes en peso hasta 15 partes en peso de dióxido de titanio,
- -
- 0,3 partes en peso hasta 0,7 partes en peso de estabilizantes fotoprotectores.
De las 40 partes en peso hasta 70 partes en peso
de polietileno en el film, 30 partes en peso hasta 50 partes en
peso son preferentemente de polietileno antichoque.
Para las láminas soporte se prefiere un espesor
de 20 hasta 80 \mum, incluyendo, dado el caso, una capa promotora
de adherencia intercalada entre la capa soporte y la capa de
adhesivo.
La flexibilidad de la lámina soporte influye en
la deformabilidad durante la aplicación del film protector; la
fuerza a un 10% de elongación no debería superar 25 N/15 mm,
preferiblemente 16 N/15 mm, tanto en dirección longitudinal como en
dirección transversal (ensayo de tracción según DIN EN ISO
527-7-5). Por tanto las láminas
soporte no tienen que ser estiradas. El estiramiento incrementa
tanto la fuerza al 10% de elongación, que se pierde la capacidad de
adaptación.
Dado el caso, para que la lámina soporte tenga
la estabilidad requerida a la intemperie es prioritario agregar
agentes fotoprotectores. Su función consiste principalmente en
evitar la fragilización de la lámina soporte. Estos agentes
fotoprotectores están descritos en el Manual de aditivos para
plásticos, de Gaechter y Müller, Munich 1979, en
Kirk-Othmer (3.) 23,615 - 627, en Encycl. Polym.
Sci. Technol. 14,125 - 148 y en Ullmann (4.) 8, 21; 15,529, 676.
Para el film protector de la presente invención son especialmente
idóneos los agentes fotoprotectores HALS. La cantidad de agente
fotoprotector debería ser al menos del 0,15% en peso,
preferiblemente de al menos 0,30% en peso respecto a la lámina
soporte.
Es ventajoso, aunque no necesario, el uso de
antioxidantes para la lámina (por ejemplo Irganox 1010 o
tris-nonilfenil-fosfito). En la
patente EP 0 763 584 A1 se mencionan otros absorbentes de UV,
fotoprotectores y antioxidantes adecuados.
La estabilidad a la luz de la lámina soporte
puede mejorarse todavía más añadiendo dióxido de titanio. Para las
propiedades mecánicas y la homogeneidad del grado de blancura son
ventajosas adiciones de 5 hasta 15% en peso de dióxido de
titanio.
En el margen de 290 a 360 nm la permeabilidad al
UV del film protector es preferentemente menor de aprox. 1%, con
preferencia menor de aprox. 0,1%, debido al efecto conjunto de
agentes fotoprotectores y pigmentos.
Los filmes protectores así elaborados tienen
buena adherencia sobre varias pinturas corrientes en la industria
del automóvil, de manera que el film protector no se despega del
vehículo por efecto del viento, ni por la tensión debida al pegado
sobre las superficies curvas. Además la masa autoadhesiva da
suficiente resistencia al pegado, especialmente durante los
primeros minutos posteriores a la aplicación, con lo cual el film
protector ya puede exponerse a un viento de marcha intenso (de hasta
160 km/h) al cabo de una media hora, por ejemplo.
Por lo tanto, el film según la presente
invención es adecuado para proteger la capa reciente de acabado de
los automóviles durante el montaje o el transporte, o las
superficies recién pintadas durante el proceso de fabricación y el
transporte. El film protector ya se puede pegar media hora después
del paso de las superficies pintadas por el horno, sin que surja
ningún inconveniente, aunque en este momento la pintura aún no haya
endurecido totalmente.
\newpage
\global\parskip0.950000\baselineskip
Además, el film protector de la presente
invención se caracteriza porque en los automóviles se puede aplicar
con gran anchura sobre el capó, el techo y la tapa del maletero, y
porque gracias a su deformabilidad se adapta muy bien a las
superficies planas e incluso algo curvadas. Esto permite proteger
las superficies horizontales, que están más expuestas a la
suciedad. Las zonas estrechas, como por ejemplo el resalte de la
puerta debajo de las ventanillas, el área de entrada o el
parachoques, se pueden cubrir fácilmente. La protección de
superficies verticales del vehículo está especialmente indicada
durante su montaje.
El film protector es estable a la luz del sol,
al calor y al frío; a la intemperie tiene como mínimo una
estabilidad de medio año. Tampoco las máximas cuotas de radiación
solar, como las que hay por ejemplo en Florida, provocan el fallo o
el desprendimiento del film protector. La permeabilidad
extremadamente baja al UV del film protector favorece la resistencia
del adhesivo a la acción del sol.
Además, si se compara con la conservación
mediante ceras, la resistencia del film protector garantiza una
protección inmejorable contra suciedades como los excrementos de los
pájaros y contra daños producidos por ligeras acciones de tipo
mecánico. El film protector se puede reciclar material o
energéticamente, sobre todo porque está exento de halógenos.
Justamente por su gran nivel de adherencia,
aunque luego puedan despegarse con facilidad tras un almacenamiento
prolongado, los filmes de la presente invención son adecuados para
proteger la capa de acabado reciente de vehículos automóviles, así
como piezas de vehículos recién pintadas, contra ensuciamientos y
deterioros durante el montaje, el transporte y el
almacenamiento.
Los filmes de la presente invención, además de
su idoneidad ya citada para proteger superficies de automóviles,
también se pueden utilizar de manera excelente para proteger
superficies de vidrio, cerámica, acero inoxidable, vidrio de
policarbonato o vidrio acrílico, y especialmente superficies
pintadas.
Seguidamente, la presente invención se ilustra
por medio de ejemplos, sin pretender limitarla a ellos.
Todos los filmes de los ejemplos fueron
preparados recubriendo un soporte poliolefínico, tratado previamente
por descarga corona, con las soluciones en tolueno de cada receta de
adhesivo. El soporte tenía 60 \mum de espesor y la siguiente
composición:
- -
- 60 partes del copolímero en bloque de propileno Daplen FFC 2012 (PCD)
- -
- 25 partes del homopolímero de propileno Daplen KFC 201 (PCD)
- -
- 6,3 partes del LDPE Lupolen 1840 H (Elenac)
- -
- 8,4 partes de dióxido de titanio
- -
- 0,3 partes del agente fotoprotector UV Tinuvin 770 (Ciba-Geigy).
El espesor de la capa autoadhesiva, una vez
seca, fue de 15 \mum respectivamente, con lo cual el espesor total
de la muestra era de 85 \mum.
En la parte superior de la tabla 1 se indican
las recetas de los ejemplos según las reivindicaciones y ejemplos
comparativos.
Las muestras se pegaron formando tiras sobre
chapas pintadas con PU-1C (Duraclear II, de BASF).
Las muestras se evaluaron según los siguientes criterios:
- 1.
- Fuerza de despegado de la pintura después de 30 min. a temperatura ambiente.
- 2.
- Fuerza de despegado de la pintura después de tres días de almacenamiento a 90ºC.
- 3.
- Valoración técnica de las alteraciones de la pintura.
Las fuerzas de adherencia se determinaron bajo
un ángulo de arranque de 180º según la norma AFERA 4001. En este
caso como substratos de prueba se usaron planchas de acero y chapas
de ensayo pintadas con pintura de PU. En una variante del ensayo
para determinar la fuerza de adherencia, las tiras de prueba de 15
mm de anchura se arrancaron de una chapa pintada con pintura de PU a
una velocidad de 20 m/min. bajo un ángulo de 180º a una temperatura
de 23ºC \pm 1ºC y una humedad relativa de 50% \pm 5%.
\global\parskip1.000000\baselineskip
La valoración técnica sobre las alteraciones de
la pintura del vehículo sirve para acreditar que el film cumple
satisfactoriamente los requisitos técnicos de una buena
compatibilidad con la pintura.
\vskip1.000000\baselineskip
Todos los ejemplos presentan una buena
adherencia inicial después de 30 min. de almacenamiento a la
temperatura ambiente, tomándose como "bueno" en los ensayos
prácticos un valor de aprox. \geq 0,8 N/cm. La fuerza de
adherencia después de 3 días de almacenamiento a 90ºC solo es
ligeramente mayor que la adherencia inicial. Tal como demuestran los
dos primeros ejemplos, la fuerza de adherencia se puede ajustar
fácilmente a las exigencias concretas.
Como las fuerzas de adherencia son diferentes
sobre distintas pinturas, queda abierta la posibilidad de regular el
nivel de la fuerza de adherencia, de manera que se ajuste
respectivamente a los diversos substratos.
Al contrario que las primeras muestras, las dos
últimas se consideran incorrectas en los ensayos de aplicación
técnica, porque las alteraciones de la pintura son demasiado
fuertes.
Claims (11)
1. Film autoadhesivo de protección superficial
para aplicar sobre superficies pintadas, constituido por una capa
soporte simple o múltiple, sobre todo poliolefínica, y una capa
autoadhesiva, caracterizado porque la masa autoadhesiva tiene
la siguiente composición:
- 30 hasta 70% en peso
- de uno o varios elastómeros a base de copolímeros en bloque que llevan bloques poliméricos formados por compuestos vinílicos aromáticos (bloques A), preferentemente estireno, y otros formados por polimerización de 1,3-dienos (bloques B), preferentemente butadieno e isopreno o sus productos de hidrogenación, así como
- 30 hasta 70% en peso
- de resinas taquificantes, de las que al menos la mitad son resinas adherentes líquidas con un punto de reblandecimiento menor de 25ºC, medido con el método de anillo y bola.
2. Film protector autoadhesivo según la
reivindicación 1, caracterizado porque los elastómeros están
mayormente, sobre todo totalmente, hidrogenados en el bloque
central.
3. Film protector autoadhesivo según las
reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque la proporción de
resinas líquidas en la parte total de resina es del 90%, sobre todo
del 100%.
4. Film protector autoadhesivo según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque las resinas
taquificantes líquidas son resinas de hidrocarburo hidrogenadas.
5. Film protector autoadhesivo según al menos
una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque
no se usa ningún aceite plastificante.
6. Film protector autoadhesivo según al menos
una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque
el espesor de la capa soporte está comprendido entre 20 y 80 \mum,
incluyendo, si es necesario, una capa promotora de adhesión
intercalada entre la capa soporte y la capa de adhesivo.
7. Film protector autoadhesivo según al menos
una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque
la capa soporte contiene, como mínimo, un agente fotoprotector en
una cantidad de al menos 0,15% en peso.
8. Film protector autoadhesivo según al menos
una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque
la permeabilidad a la luz UV del film protector en un margen de
longitud de onda comprendido entre 290 y 360 es inferior al 1%.
9. Método para elaborar un film protector
autoadhesivo según al menos una de las reivindicaciones anteriores,
mediante la coextrusión simultánea de la capa de adhesivo, de la
capa soporte y de las otras capas auxiliares.
10. Uso de un film protector, según al menos una
de las reivindicaciones anteriores, sobre superficies recién
pintadas de automóviles o piezas de automóvil como protección
durante el montaje o el transporte.
11. Uso de un film protector, según al menos una
de las reivindicaciones anteriores, para proteger superficies
sensibles de pintura, metal, plástico o vidrio.
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