ES2303918T3 - Cinta adhesiva. - Google Patents

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ES2303918T3 ES04009629T ES04009629T ES2303918T3 ES 2303918 T3 ES2303918 T3 ES 2303918T3 ES 04009629 T ES04009629 T ES 04009629T ES 04009629 T ES04009629 T ES 04009629T ES 2303918 T3 ES2303918 T3 ES 2303918T3
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Marc Dr. Husemann
Stephan Dr. Zollner
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Abstract

Cinta adhesiva, que consta de una masa adhesiva reticulada por radiación y un material de soporte sobre el que se aplica la masa adhesiva reticulada, seleccionándose el material de soporte del grupo que abarca tejidos, géneros de punto y vellones y siendo modificado por impregnación con un material y un posterior endurecimiento del material, caracterizada por el hecho de que el material es un material endurecible por UV - basado en un polímero de (met)acrilatos, acrilatos de uretano, cauchos sintéticos, resinas de melamina, cauchos sintéticos modificados o epoxiaxrilato, - mezclas de los mismos - o en forma de un prepolímero.

Description

Cinta adhesiva.
El invento hace referencia a una cinta adhesiva con alta resistencia a la rotura y alta reversibilidad, así como a un procedimiento para su fabricación.
Debido al número cada vez mayor de regulaciones medioambientales y a unos ciclos de utilización cada vez más cortos, también se exige a las cintas adhesivas unos requisitos cada vez mayores. De este modo, los automóviles o piezas electrónicas, por ejemplo, son reciclados en algunos países tras su uso. Puesto que a menudo las cintas adhesivas se emplean para pegar los distintos componentes, lo que se pretende es que al quitar los distintos componentes no queden residuos de la masa adhesiva y que la cinta adhesiva no se parta, por ejemplo rebobinando la masa adhesiva desde el soporte en el componente.
Para evitar estos inconvenientes pueden utilizarse distintos conceptos. Una posibilidad son las cintas adhesivas despegables, que pierden su fuerza de pegado por el estiramiento y de este modo pueden retirarse sin dejar residuos. A este respecto se remite, únicamente a modo de ejemplo, a la patente US-5.409.189. Sin embargo, estas cintas adhesivas, la mayoría de las veces fabricadas sobre la base de SIS, SBS o SEBS, no presentan una buena estabilidad de envejecimiento y temperatura, especialmente para ser empleadas en el ámbito industrial.
En la misma dirección apunta la US-6.120.867, pudiéndose utilizar en este caso también masas adhesivas normales en la unión de varias capas. De nuevo resulta desventajoso que se necesite una empuñadura o similar para estirar la cinta adhesiva y de este modo lograr el efecto despegable.
Además, también pueden utilizarse capas de fondo o láminas corroídas, así como láminas tratadas con Corona para reforzar la unión entre el soporte y la masa adhesiva.
En la US-5.436.063 se incluyen "partículas abrasivas" en un aglutinante, habiéndose preendurecido el aglutinante con por ejemplo radiación actínica para conseguir una unión más estable. No obstante, de acuerdo con este método, ninguna masa adhesiva se unía a materiales de soporte.
En la US-6.129.964, el material de soporte se modificó de forma precisa para lograr una debilitación de la unión compuesta por soporte y masa adhesiva.
La US-5.387.304-A revela un sistema de tres capas que consta de un material de soporte revestido por un lado con una masa adhesiva y por el otro lado con un material endurecible por UV. Como soporte se utilizan en particular soportes de láminas. El sistema está previsto para un endurecimiento activado por calor.
La EP-6.476.91-A revela una cinta adhesiva, en particular para envolver juegos de cables flexibles, compuesta por un soporte flexible y un revestimiento que presenta propiedades autoadhesivas, añadiéndose al soporte y/o al revestimiento un componente material endurecible por calentamiento. La cinta adhesiva presenta propiedades estables de forma después del endurecimiento.
Por lo tanto, el invento tiene como objetivo eliminar los inconvenientes del estado de la técnica. En particular, se detalla una cinta adhesiva con una alta resistencia a la rotura y una alta reversibilidad, así como un procedimiento para su fabricación.
Este objetivo se lleva a cabo por las características de las reivindicaciones 1 y 9. Configuraciones adecuadas de los inventos se desprenden de las características de las reivindicaciones de la 2 a la 8 y de la 10 a la 14.
Conforme al invento, se prevé una cinta adhesiva que consta de una masa adhesiva reticulada por radiación y un material de soporte sobre el que se aplica la masa adhesiva reticulada, modificándose el material de soporte por impregnación con un material endurecible por UV y un posterior endurecimiento del material endurecible por UV.
Gracias a esta modificación del material de soporte, se obtiene una cinta adhesiva con una alta resistencia a la rotura y una alta reversibilidad. Convenientemente, la cinta adhesiva está compuesta al menos por un vellón, tejido o soporte de papel que ha sido impregnado con un barniz endurecible por UV, con un polímero viscoelástico endurecible por UV o con un polímero elástico endurecible por UV, y una masa adhesiva endurecible con radiación actínica, reticulándose toda la unión con radiación actínica. La utilización del material endurecible por UV y su posterior endurecimiento dan lugar a una estabilización del material de soporte.
A continuación, se describen con más detalle los distintos componentes de la cinta adhesiva de acuerdo con el invento, es decir, el material endurecible por UV, el material de soporte y la masa adhesiva.
Material endurecible por UV
El material endurecible por UV, que a continuación también se denomina barniz UV o barniz, se basa en una forma de realización especialmente preferida de un polímero compuesto por (met)acrilatos, acrilatos de uretano, cauchos sintéticos, resinas de melamina, cauchos sintéticos modificados o epoxiacrilatos. Para estabilizar o endurecer el material de soporte, el barniz debería tener por lo menos una temperatura de transición vítrea superior a 10ºC después del endurecimiento, y en una forma de realización especialmente preferida superior a 25ºC. En una forma de realización del invento, se utilizan oligómeros o compuestos poliméricos que contienen por lo menos un enlace doble terminal. También pueden utilizarse mezclas.
Para el proceso de endurecimiento por UV, la mezcla contiene un fotoiniciador UV libre y/o un fotoiniciador UV copolimerizable y/o un fotoiniciador UV ya incluido en el oligómero o polímero.
Algunos fotoiniciadores útiles que pueden utilizarse de forma muy adecuada son éteres benzoicos, como por ejemplo éter metílico de benzoína y éter isopropil de benzoína, acetofenona sustituida, como por ejemplo 2,2-dietoxiacetofenona (a la venta como Irgacure 651 de la empresa Ciba Geigy®), 2,2-dimetoxi-2-fenil-1-feniletanona, dimetoxihidroxiacetofenona, \alpha-cetona sustituida, como por ejemplo 2-metoxi-2-hidroxipropiofenona, cloruro de sulfonilo aromático, como por ejemplo 2-cloruro de naftilsulfonilo, y oximas fotoactivas, como por ejemplo 1-fenil-1,2-propandiona-2-(O-etoxicarbonil)oxima.
Los fotoiniciadores mencionados anteriormente, otros utilizables y otros del tipo Norrish-I o Norrish-II pueden contener los siguientes restos: benzofenona, acetofenona, bencilo, benzoína, hidroxialquilfenona, fenilciclohexilcetona, antraquinona, óxido fosfínico de trimetilbenzoilo, metiltiofenilmorfolincetona, aminocetona, azobenzoína, tioxantona, hexarilbisimidazola, triazina y/o fluorenona, pudiendo estar sustituido cada uno de estos restos de forma adicional con uno o varios átomos de halógeno y/o uno o varios grupos alquilóxidos y/o uno o varios grupos amino o grupos hidróxidos. Fouassier proporciona una visión general representativa: "Photoinitiation, Photopolymerization and Photocuring: Fundamentals and Applications", Hanser-Verlag, Munich 1995. De forma complementaria, puede consultarse a Carroy et al. en "Chemistry and Technology of UV and EB Formulation for Coatings, Inks and Paints", Oldring (Hrsg.), 1994, SITA, Londres.
En otro diseño especialmente preferible, el barniz UV contiene un reticulador. En este caso, preferiblemente pueden utilizarse compuestos de vinilo difuncionales o multifuncionales, prefiriéndose especialmente acrilatos y metacrilatos difuncionales y multifuncionales. Un ejemplo concreto es por ejemplo el hexandioldiacrilato (HDDA). Pero además, para la reticulación también pueden utilizarse epóxidos difuncionales o multifuncionales. En este caso, resultan especialmente adecuados los derivados del bisfenol A diepoxizados.
En otro diseño preferido del invento, como barniz endurecible por UV se utiliza lo que se conoce con el nombre de prepolímero. Por prepolímero se entiende una mezcla de polímeros y monómeros que poseen una viscosidad similar al jarabe. En una realización especialmente preferida, se inicia una polimerización convencional, pero ésta tan sólo se lleva a cabo hasta una cierta conversión. La viscosidad del barniz UV viene predeterminada por la conversión de la polimerización. Por lo general, con conversiones de entre aprox. un 10 y un 30% se consiguen buenas viscosidades de encolado. La polimerización puede iniciarse de forma térmica o por medio de una luz UV.
Si se aplica un método de polimerización radical, como iniciadores de polimerización se utilizan ventajosamente compuestos habituales que forman radicales, como por ejemplo peróxidos, compuestos azoicos y peroxosulfatos. También resultan muy apropiadas las mezclas de iniciadores.
En caso de que tenga lugar una polimerización iniciada por UV, entonces se utilizan compuestos que forman radicales bajo luz UV. Dichos fotoiniciadores UV pueden operar de acuerdo con Norrish I o Norrish II. Fouassier proporciona de nuevo una visión general representativa: "Photoinitiation, Photopolymerization and Photocuring: Fundamentals and Applications", Hanser-Verlag, Munich 1995. De forma complementaria puede consultarse a Carroy et al. en "Chemistry and Technology of UV and EB Formulation for Coatings, Inks and Paints", Oldring (Hrsg.), 1994, SITA, Londres. Pero aparte de los fotoiniciadores mencionados anteriormente también pueden añadirse generadores de fotocationes (PAG), que liberan cationes bajo luz UV. En este caso, el barniz no es endurecido por medio de un mecanismo radical, sino por medio de un mecanismo catiónico.
Para los prepolímeros UV, de un modo especialmente preferido se utilizan acrilatos y metacrilatos como monómeros y comonómeros. Tras la polimerización y la reticulación, los polímeros poseen preferiblemente una temperatura de transición vítrea superior a 25ºC y se basan en los siguientes monómeros:
Monómeros acrílicos o metacrílicos, que abarcan éster de ácido acrílico o metacrílico con grupos alquilo que constan de entre 1 y 20 átomos C, preferiblemente entre 1 y 16 átomos C. Ejemplos específicos, sin pretender limitarlos con esta lista, son metilacrilato, metilmetacrilato, etilacrilato, etilmetacrilato, n-butil acrilato, n-butil metacrilato, n-pentil acrilato, n-hexil acrilato, n-hexil metacrilato, n-heptil acrilato, n-octil acrilato, n-octil metacrilato, n-nonil acrilato, lauril acrilato, estearil acrilato, behenil acrilato y sus isómeros ramificados, como por ejemplo isobutil acrilato, 2-etilhexil acrilato, 2-etilhexil metacrilato, isooctil acrilato, isooctil metacrilato.
Otras clases de compuestos a utilizar son acrilatos y/o metacrilatos monofuncionales de alcoholes cicloalquilos puenteados, compuestos por lo menos de 6 átomos C. Los alcoholes cicloalquilos también pueden estar sustituidos, por ejemplo por alquilo C1-6, halógeno o ciano. Ejemplos específicos son ciclohexil metacrilato, isobornil acrilato, isobornil metacrilato y 3,5-dimetil adamantil acrilato.
En una forma de realización se utilizan monómeros que llevan grupo polar como carboxilo, ácido sulfónico y fosfónico, hidroxi, lactama y lactona, amida N-sustituida, amina N-sustituida, carbamato, epoxi, tiol, éter, alcoxi, ciano o similar.
Monómeros básicos moderados son por ejemplo amidas N,N dialquil sustituidas, como por ejemplo N,N-dimetilacrilamida, N,N-dimetil metacrilamida, N-terc-butilacrilamida, N-vinil pirrolidona, N-vinil lactama, dimetilaminoetilmetacrilato, dimetilaminoetilacrilato, dietilaminoetilmetacrilato, dietilaminoetilacrilato, N-metilolmetacrilamida, N-(butoximetil)metacrilamida, N-metilolacrilamida, N-(etoximetil)acrilamida, N-isopropilacrilamida, no siendo concluyente esta lista.
Otros ejemplos preferidos son hidroxietil acrilato, hidroxipropil acrilato, hidroxietil metacrilato, hidroxipropil metacrilato, alcohol alílico, anhídrido de ácido maleico, anhídrido de ácido itacónico, ácido itacónico, gliceridil metacrilato, fenoxietilacrilato, fenoxietilmetacrilato, 2-butoxietil metacrilato, 2-butoxietil acrilato, cianoetil metacrilato, cianoetil acrilato, gliceril metacrilato, 6-hidroxihexil metacrilato, ácido acético de vinilo, tetrahidrofurfuril acrilato, ácido propiónico de \beta-acritoitoxi, ácido tricloroacrílico, ácido fumárico, ácido crotónico, ácido aconítico, ácido dimetilacrílico, no siendo concluyente esta lista.
En otro diseño especialmente preferido, como monómeros se utilizan éster de vinilo, éter de vinilo, halogenuros de vinilo, halogenuros de vinilideno, compuestos de vinilo con ciclos aromáticos y heterociclos en posición \alpha. En este caso también se mencionan algunos ejemplos de forma no exclusiva: acetato de vinilo, formamida de vinilo, piridina de vinilo, éter etilvinílico, cloruro de vinilo, cloruro de vinilideno y acrilonitrilo.
En otro diseño preferido, a los comonómeros descritos se añaden monómeros que poseen una alta temperatura de transición vítrea estática. Como componentes resultan apropiados compuestos de vinilo aromáticos, como por ejemplo estireno, estando compuestos los núcleos aromáticos preferiblemente de C4 a C18 y pudiendo contener también heteroátomos. Ejemplos especialmente preferidos son 4-piridina de vinilo, N-ftalamida de vinilo, metil estireno, 3,4-dimetoxiestireno, ácido 4-vinilbenzoico, acrilato de bencilo, metacrilato de bencilo, fenilacrilato, fenilmetacrilato, t-butilfenil acrilato, t-butilfenil metacrilato, 4-bifenil acrilato y metacrilato, 2-naftil acrilato y metacrilato, así como mezclas de dichos monómeros, no siendo concluyente esta lista.
Además, en otro diseño especialmente preferido se utilizan fotoiniciadores con un enlace doble copolimerizable. Como fotoiniciadores resultan adecuados fotoiniciadores Norrish-I y II. Algunos ejemplos son por ejemplo acrilato de benzoína y una benzofenona acrilizada de la empresa UCB (Ebecryl P 36® y Ebecryl P 38®). Esta lista no pretende ser exhaustiva.
Material de soporte
Como material de soporte para la cinta adhesiva pueden utilizarse todos los soportes textiles conocidos, como tejidos, géneros de punto o vellones, entendiéndose por "vellón" por lo menos tejidos textiles de acuerdo con EN 29092 (1988), así como vellones cosidos y sistemas similares.
Asimismo, pueden emplearse tejidos y géneros separadores con forro. Dichos tejidos separadores se dan a conocer en la EP-007.121.2-B1. Los tejidos separadores son compuestos estratificados en forma de estera con una capa de recubrimiento compuesta por un vellón de fibras o filamentos, una capa base y fibras de soporte sueltas o en haces presentes entre estas capas, que, distribuidas por la superficie del compuesto estratificado, están punzonadas por la capa de partículas y unen entre sí la capa de recubrimiento y la capa base. Como característica adicional, pero no necesaria, de acuerdo con la EP-007.121.2-B1, en las fibras de soporte existen partículas inertes de roca, como por ejemplo arena, grava o similar.
Las fibras de soporte punzonadas por la capa de partículas mantienen la capa de recubrimiento y la capa base a una distancia entre sí y están unidas a la capa de recubrimiento y a la capa base.
Los tejidos o géneros separadores se describen, entre otros, en dos artículos, a saber (1) en el artículo "Raschelgewirkte Abstandsgewirke" (Géneros separadores Raschel) de la revista especializada "kettenwirk-praxis 3/93", 1993, páginas 59 a 63, y (2) en el artículo "Raschelgewirkte Abstandsgewirke" (Géneros separadores Raschel) de la revista especializada "kettenwirk-praxis 1/94", 1994, páginas 73 a 76, a cuyo contenido se hace referencia en el presente y el cual forma parte de esta publicación y este invento.
Como vellones se tienen en cuenta especialmente vellones de fibras cortadas compactadas, pero también vellones de filamentos, meltblown e hilados, que la mayoría de las veces tienen que ser compactados de forma adicional. Como posibles métodos de compactación de vellones se conocen la compactación mecánica, térmica y química. Si con las compactaciones mecánicas las fibras la mayoría de las veces se unen de forma puramente mecánica arremolinando las fibras individuales, entrelazando haces de fibras o cosiendo hilos adicionales, con el procedimiento tanto térmico como químico pueden conseguirse uniones fibra-fibra adhesivas (con aglutinante) o cohesivas (sin aglutinante). Éstas, con una formulación y dirección del proceso adecuados, pueden limitarse únicamente o por lo menos principalmente a puntos de unión de fibras, de tal modo que a pesar de conservar la estructura suelta y abierta en el vellón se forma una red estable y tridimensional.
Especialmente ventajosos han resultado los vellones que en particular están compactados por un sobrecosido con hilos separados o por un entrelazado.
Dichos vellones compactados se fabrican por ejemplo en máquinas de coser y tricotar del tipo "malivlies" de la empresa Karl Meyer, anteriormente Malimo, que pueden adquirirse, entre otras, en las empresas Naue Fasertechnik y Techtex GmbH. Un malivlies se caracteriza por el hecho de que un vellón de fibras transversales se compacta por la formación de mallas de fibras del vellón.
Como soporte además puede utilizarse un vellón del tipo Kunit o Multiknit. Un vellón Kunit se caracteriza por el hecho de que se deriva del procesamiento de un vellón con fibras orientadas longitudinalmente para formar un tejido, que en un lado presenta mallas y en el otro lado presenta almas de malla o pliegues de fibras de pelo, pero que no posee ni hilos ni tejido prefabricado. Este tipo de vellón también hace mucho tiempo que se fabrica por ejemplo en máquinas de coser y tricotar del tipo "vellón Kunit" de la empresa Karl Mayer. Otro rasgo característico de este vellón consiste en que, como vellón de fibras longitudinales, puede absorber altas fuerzas de tracción. Frente al vellón Kunit, un vellón Multiknit se caracteriza por el hecho de que el vellón experimenta una compactación por la perforación en ambos lados con agujas, tanto en la parte superior como en la parte inferior.
Por último, los vellones cosidos también son adecuados como producto semielaborado para crear una cinta adhesiva de acuerdo con el invento. Un vellón cosido se forma a partir de un material de vellón con un gran número de costuras que discurren en paralelo entre sí. Estas costuras se producen al coser o tricotar hilos textiles continuos. Para este tipo de vellón se conocen máquinas de coser y tricotar del tipo "Maliwatt" de la empresa Karl Mayer, anteriormente Malimo.
También resulta especialmente ventajoso un vellón de fibras cortadas que en el primer paso es precompactado por un tratamiento mecánico o que es un vellón húmedo creado de forma hidrodinámica, siendo entre un 2% y un 50% de las fibras del vellón de fibras fundidas, en particular entre un 5% y un 40% de las fibras del vellón.
Un vellón de este tipo se caracteriza por el hecho de que las fibras se crean de forma húmeda o por ejemplo un vellón de fibras cortadas se precompacta por la formación de mallas de fibras del vellón o por punzonado, cosido o tratamiento con chorro de aire y/o de agua.
En un segundo paso se realiza la termofijación, aumentando de nuevo la resistencia del vellón gracias a la recarga por fusión o unión por fusión de las fibras fundidas.
La compactación del soporte de vellón también puede lograrse sin aglutinante, por ejemplo por medio de estampación en caliente con rodillos estructurados, pudiéndose controlar por medio de presión la temperatura, el tiempo de espera y las propiedades geométricas de estampación, como resistencia, grosor, densidad y flexibilidad, entre otros.
Para utilizar vellones en el marco de este invento, resulta especialmente interesante la compactación adhesiva de vellones precompactados mecánicamente o creados en húmedo. Para el procedimiento de acuerdo con el invento, puede ser ventajoso si esto, de forma adicional, se lleva a cabo añadiendo aglutinante en estado sólido, líquido, espumoso o pastoso. En principio, son posibles muchas formas de aplicación, por ejemplo aglutinantes sólidos como polvos a añadir gradualmente, como lámina o como cuadrícula o en forma de fibras de unión. Los aglutinantes líquidos se disuelven en agua o disolventes orgánicos o pueden aplicarse como dispersión. Principalmente, para la compactación adhesiva se seleccionan dispersiones de unión: duroplásticos en forma de dispersiones de resina fenólica o resina melamímica, elastómeros como dispersiones de cauchos naturales o sintéticos o, la mayoría de las veces, dispersiones de termoplásticos, como acrilatos, acetatos de vinilo, poliuretanos, sistemas de estireno-butadieno y PVC, entre otros, así como sus copolímeros. En este sentido, en caso normal se trata de dispersiones estabilizadas aniónicas o no ionógenas, pero en casos especiales también pueden ser ventajosas las dispersiones catiónicas.
El tipo de aplicación del aglutinante puede llevarse a cabo de acuerdo con el estado de la técnica, y puede consultarse por ejemplo en la bibliografía básica sobre revestimiento o sobre técnica de vellones, como "Vliesstoffe" (Vellones) (Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 1982) o "Textiltechnik-Vliesstofferzeugung" (Creación de vellones en la técnica textil) (Arbeitgeberkreis Gesamttextil, Eschborn, 1996).
La adición del aglutinante se realiza preferiblemente durante la fabricación del vellón, durante la precompactación mecánica o también en un paso separado del proceso, pudiéndose realizar éste in-line o off-line. Después de añadir el aglutinante, de forma temporal debe generarse para el aglutinante un estado en el que éste se vuelva pegadizo y una las fibras de forma adhesiva. Esto puede conseguirse durante el secado por ejemplo de dispersiones, pero también por calentamiento, habiendo otras posibilidades de variación por medio de una aplicación de presión laminar o parcial. La activación del aglutinante puede realizarse en canales de secado conocidos, pero con la sección del aglutinante adecuado también por medio de radiación infrarroja, radiación UV, ultrasonido, radiación de alta frecuencia o similar. Para la posterior aplicación final resulta útil, aunque no imprescindible, que el aglutinante haya perdido su adhesividad una vez terminado el proceso de fabricación del vellón. Resulta ventajoso que por medio del tratamiento térmico se eliminen componentes volátiles, como sustancias fibrosas adicionales, y de este modo se cree un vellón con valores fogging favorables, de tal modo que al utilizar una masa adhesiva pobre en fogging pueda fabricarse una cinta adhesiva con valores fogging especialmente favorables.
Otra forma especial de compactación adhesiva consiste en que la activación del aglutinante se realiza mediante disolución o remojo. En principio, en este caso las propias fibras o fibras especiales mezcladas también pueden adoptar la función del aglutinante. Sin embargo, puesto que para la mayoría de las fibras polímeras estos disolventes son dudosos desde el punto de vista medioambiental o problemáticos en su manejo, este procedimiento se aplica más bien en contadas ocasiones.
Como materiales básicos para el soporte textil se prevén en particular fibras de poliéster, polipropileno, viscosa o algodón. Sin embargo, el presente invento no se limita a los materiales citados, sino que para fabricar el vellón pueden utilizarse un gran número de otras fibras, evidentes para el especialista sin tener que intervenir de forma inventiva.
No obstante, también resulta adecuado un material de soporte compuesto por papel, un laminado, una lámina (por ejemplo PP, PE, PET, PA), gomaespuma o una lámina espumada.
Puede conseguirse una baja inflamabilidad de las cintas adhesivas añadiendo medios protectores contra las llamas al soporte (de vellón) y/o a la masa adhesiva. Estos medios pueden ser compuestos bromorgánicos, en caso necesario con sinergistas como el trióxido de antimonio, utilizándose sin embargo preferiblemente fósforo rojo, compuestos fosfororgánicos, minerales o intumescentes, como el polifosfato de amonio, solos o junto con sinergistas en cuanto a la ausencia de halógenos de la cinta adhesiva.
Los géneros de punto son tejidos textiles fabricados con uno o varios hilos o sistemas de hilos formando mallas (bucles de hilos), a diferencia de los géneros tejidos (tejidos), en los que la superficie se fabrica cruzando dos sistemas de hilos (hilos de urdimbre e hilos de trama), y de los vellones (material de compuesto fibroso), en los que un velo de fibra suelto se compacta mediante calor, punzonado, cosido o chorros de agua.
Los géneros de punto pueden dividirse en géneros de punto en los que los hilos discurren en sentido transversal por el textil y en géneros de punto en los que los hilos discurren a lo largo del textil. En principio, los géneros de punto son textiles elásticos y suaves gracias a su estructura de malla, ya que las mallas pueden estirarse a lo largo y a lo ancho y tienen tendencia a volver a su posición de reposo. Son muy resistentes en caso de un material de alta calidad.
Pero además de vellones y soportes, para la cinta adhesiva de acuerdo con el invento también pueden utilizarse soportes basados en papel. Como soporte de papel pueden utilizarse todos los materiales de papel conocidos. Aparte de papeles gráficos pueden utilizarse papeles de color, papeles de impresión profunda, papeles offset, papeles de impresión de tipo universal o papeles transparentes, sin que esta lista pretenda ser exhaustiva. Además, los soportes de papel también pueden diferenciarse por su gramaje, utilizándose preferiblemente gramajes de entre 30 y 250 g/m^{2}. Por lo demás, se emplean papeles impresos por una o por las dos caras, papeles de una, dos o tres capas, papeles brillantes, mates o ultrafinos, papeles que contienen pasta de madera o papeles basados en una mezcla de fibras ecológicas, papeles reciclados, papeles con distintas sustancias de relleno o papeles basados en celulosas. Algunos fabricantes de los papeles mencionados anteriormente son por ejemplo las empresas Steinbeis, Neusiedler, Zanders o Meerssen & Palm. Además, también pueden utilizarse papeles craft, como los que se emplean por ejemplo en las cintas adhesivas de crepé de tesa.
Masa adhesiva
Como masa adhesiva pueden utilizarse de un modo especialmente ventajoso sistemas adhesivos reticulables con radiación actínica, como por ejemplo pegamentos de acrilato, caucho natural, caucho sintético, silicona o EVA. De este grupo son especialmente ventajosas las masas adhesivas de acrilato. Pero por supuesto, también pueden emplearse todas las demás masas adhesivas reticulables por radiación conocidas por el especialista, como las mencionadas por ejemplo en el "Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology" de Donatas Satas (van Nostrand, Nueva York 1989).
De acuerdo con el invento, para una cinta adhesiva se utilizan sistemas adhesivos reticulables, pudiéndose equipar la cinta adhesiva con una capa autoadhesiva en una o las dos caras.
En una forma de realización especialmente preferida, se utilizan masas adhesivas de acrilato que poseen una temperatura de transición vítrea inferior a 20ºC y que se basan en los siguientes monómeros:
Monómeros acrílicos o metacrílicos, que abarcan éster de ácido acrílico y metacrílico con grupos alquilos que constan de entre 4 y 14 átomos C, preferiblemente entre 4 y 9 átomos C. Algunos ejemplos específicos, sin pretender limitarlos con esta lista, son metilacrilato, metilmetacrilato, etilacrilato, n-butil acrilato, n-butil metacrilato, n-pentil acrilato, n-hexil acrilato, n-heptil acrilato, n-octil acrilato; n-octil metacrilato, n-nonil acrilato, lauril acrilato, estearil acrilato, behenil acrilato y sus isómeros ramificados, como por ejemplo isobutil acrilato, 2-etilhexil acrilato, 2-etilhexil metacrilato, isooctil acrilato, isooctil metacrilato.
Otras clases de compuestos a utilizar son acrilatos y/o metacrilatos monofuncionales de alcoholes cicloalquilos puenteados, compuestos por lo menos de 6 átomos C. Los alcoholes cicloalquilos también pueden estar sustituidos, por ejemplo por alquilo C1-6, halógeno o ciano. Ejemplos específicos son ciclohexil metacrilato, isobornil acrilato, isobornil metacrilato y 3,5-dimetil adamantil acrilato.
En una forma de realización se utilizan monómeros que llevan grupo polar como carboxilo, ácido sulfónico y fosfónico, hidróxido, lactama y lactona, amida N-sustituida, amina N-sustituida, carbamato, epóxido, tiol, éter, alcóxido, ciano o similar.
Monómeros básicos moderados son por ejemplo amidas N,N dialquil sustituidas, como por ejemplo N,N-dimetilacrilamida, N,N-dimetil metacrilamida, N-terc-butilacrilamida, N-vinil pirrolidona, N-vinil lactama, dimetilaminoetilmetacrilato, dimetilaminoetilacrilato, dietilaminoetilmetacrilato, dietilaminoetilacrilato, N-metilolmetacrilamida, N-(butoximetil)metacrilamida, N-metilolacrilamida, N-(etoximetil)acrilamida, N-isopropilacrilamida, no siendo concluyente esta lista.
Otros ejemplos preferidos son hidroxietil acrilato, hidroxipropil acrilato, hidroxietil metacrilato, hidroxipropil metacrilato, alcohol alílico, anhídrido de ácido maleico, anhídrido de ácido itacónico, ácido itacónico, gliceridil metacrilato, fenoxietilacrilato, fenoxietilmetacrilato, 2-butoxietil metacrilato, 2-butoxietil acrilato, cianoetil metacrilato, cianoetil acrilato, gliceril metacrilato, 6-hidroxihexil metacrilato, ácido acético de vinilo, tetrahidrofurfuril acrilato, ácido propiónico de \beta-acritoitoxi, ácido tricloroacrílico, ácido fumárico, ácido crotónico, ácido aconítico, ácido dimetilacrílico, no siendo concluyente esta lista.
En otra forma de realización especialmente preferida, como monómeros se utilizan éster de vinilo, éter de vinilo, halogenuros de vinilo, halogenuros de vinilideno, compuestos de vinilo con ciclos aromáticos y heterociclos en posición \alpha. En este caso también se mencionan algunos ejemplos de forma no exclusiva: acetato de vinilo, formamida de vinilo, piridina de vinilo, éter etilvinílico, cloruro de vinilo, cloruro de vinilideno y acrilonitrilo.
En otra forma de realización preferida, a los comonómeros descritos se añaden monómeros que poseen una alta temperatura de transición vítrea estática. Como componentes resultan apropiados compuestos de vinilo aromáticos, como por ejemplo estireno, estando compuestos los núcleos aromáticos preferiblemente de C4 a C18 y pudiendo contener también heteroátomos. Ejemplos especialmente preferidos son 4-piridina de vinilo, N-ftalamida de vinilo, metil estireno, 3,4-dimetoxiestireno, ácido 4-vinilbenzoico, acrilato de bencilo, metacrilato de bencilo, fenilacrilato, fenilmetacrilato, t-butilfenil acrilato, t-butilfenil metacrilato, 4-bifenil acrilato y metacrilato, 2-naftil acrilato y metacrilato, así como mezclas de dichos monómeros, no siendo concluyente esta lista.
Además, en otra forma de realización especialmente preferida se utilizan fotoiniciadores con un enlace doble copolimerizable. Como fotoiniciadores resultan adecuados fotoiniciadores Norrish-I y II. Algunos ejemplos son por ejemplo acrilato de benzoína y una benzofenona acrilizada de la empresa UCB (Ebecryl P 36®). Esta lista no es completa. En principio, pueden copolimerizarse todos los fotoiniciadores conocidos por el especialista que pueden reticular el polímero por medio de un mecanismo radical bajo radiación UV. Fouassier proporciona una visión general sobre posibles fotoiniciadores utilizables que pueden funcionalizarse con un enlace doble en: "Photoinititation, Photopolymerization and Photocuring: Fundamentals and Applications", Hanser-Verlag, Munich 1995. De forma complementaria, puede consultarse a Carroy et al. en "Chemistry and Technology of UV and EB Formulation for Coatings, Inks and Paints", Oldring (Hrsg.), 1994, SITA, Londres.
Para masas adhesivas de caucho natural, el caucho natural se muele y se aditiva hasta un peso molecular (peso molecular medio) no inferior a aproximadamente 100.000 dalton, preferiblemente no inferior a 500.000 dalton. También pueden utilizarse masas adhesivas de caucho sintético reticulables por haces electrónicos.
Para la reticulación UV, a las masas adhesivas que se utilizan en la cinta adhesiva de acuerdo con el invento se añaden de forma opcional fotoiniciadores que absorben UV. Algunos fotoiniciadores útiles, que se emplean de forma muy adecuada, son éteres benzoicos, como por ejemplo éter metílico de benzoína y éter isopropil de benzoína, acetofenona sustituida, como por ejemplo 2,2-dietoxiacetofenona (a la venta como Irgacure 651 de la empresa Ciba Geigy®), 2,2-dimetoxi-2-fenil-1-feniletanona, dimetoxihidroxiacetofenona, \alpha-cetona sustituida, como por ejemplo 2-metoxi-2-hidroxipropiofenona, cloruro de sulfonilo aromático, como por ejemplo 2-cloruro de naftilsulfonilo, y oximas fotoactivas, como por ejemplo 1-fenil-1,2-propandiona-2-(O-etoxicarbonil)oxima.
Los fotoiniciadores mencionados anteriormente, otros utilizables y otros del tipo Norrish-I o Norrish-II pueden contener los siguientes restos: benzofenona, acetofenona, bencilo, benzoína, hidroxialquilfenona, fenilciclohexilcetona, antraquinona, óxido fosfínico de trimetilbenzoilo, metiltiofenilmorfolincetona, aminocetona, azobenzoína, tioxantona, hexarilbisimidazola, triazina y/o fluorenona, pudiendo estar sustituido cada uno de estos restos de forma adicional con uno o varios átomos de halógeno y/o uno o varios grupos alquiloxi y/o uno o varios grupos amino o grupos hidroxi. Fouassier proporciona una visión general representativa: "Photoinitiation, Photopolymerization and Photocuring: Fundamentals and Applications", Hanser-Verlag, Munich 1995. De forma complementaria, puede consultarse a Carroy et al. en "Chemistry and Technology of UV and EB Formulation for Coatings, Inks and Paints", Oldring (Hrsg.), 1994, SITA, Londres.
Para fabricar cintas adhesivas, a estos elastómeros se añaden reticuladores de forma opcional: En este sentido, algunas sustancias reticulantes adecuadas son en particular (met)acrilatos difuncionales y multifuncionales o compuestos de vinilo terminales difuncionales o multifuncionales.
Además, para fabricar masas adhesivas, estos elastómeros se mezclan de forma opcional con por lo menos una resina.
Como resinas adherentes a añadir, pueden utilizarse sin excepción todas las resinas adhesivas conocidas previamente y descritas en la bibliografía si presentan por lo menos una compatibilidad parcial con el elastómero. A modo de representación, se mencionan las resinas de pineno, indeno y colofonia, sus derivados y sales desproporcionados, hidratados, polimerizados, esterificados, las resinas de hidrocarburo alifáticas y aromáticas, resinas terpénicas y resinas terpenfenólicas, así como resinas C5, C9 y otras resinas de hidrocarburo. Puede utilizarse cualquier combinación de estas y otras resinas para configurar las propiedades de la masa adhesiva resultante según se desee. Se hace referencia expresa a la exposición del estado de la técnica en el "Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology" de Donatas Satas (van Nostrand, 1989).
Por lo demás, las masas adhesivas pueden mezclarse con uno o varios aditivos, como antioxidantes, productos antisolares, agentes antiozono, ácidos grasos, resinas, plastificantes, agentes expansores, germinadores y aceleradores.
Además, pueden rellenarse con una o varias sustancias de relleno, como fibras, hollín, óxido de zinc, dióxido de titanio, microbolas, ácido silícico, silicatos y tiza, siendo posible también la adición de isocianatos sin bloqueo.
En caso de caucho/caucho sintético, como material base para la masa adhesiva hay amplias posibilidades de variación, ya sea del grupo de los cauchos naturales o de los cauchos sintéticos o ya sea de una mezcla cualquiera de cauchos naturales y/o cauchos sintéticos, pudiéndose seleccionar el caucho natural o los cauchos naturales básicamente de todas las calidades posibles, como por ejemplo tipos crepé, RSS, ADS, TSR o CV, según el nivel de pureza y viscosidad requerido, y el caucho sintético o los cauchos sintéticos del grupo de los cauchos estireno-butadieno (SBR) copolimerizados estadísticamente, de los cauchos de butadieno (BR), de los poliisoprenos sintéticos (IR), de los cauchos butil (IIR), de los cauchos butil halogenizados (XIIR), de los cauchos de acrilato (ACM), de los copolímeros de etileno acetato de vinilo (EVA) y de los poliuretanos y/o sus mezclas.
También preferiblemente, para mejorar la procesabilidad, a los cauchos pueden añadirse elastómeros termoplásticos con un porcentaje de peso de entre un 10 y un 50 por ciento en peso, a saber en relación con la proporción total de elastómero. En este punto, a modo de representación se mencionan sobre todo los tipos especialmente compatibles estireno-isopreno-estireno (SIS) y estireno-butadieno-estireno (SBS).
Como plastificantes también a añadir, pueden utilizarse todas las sustancias plastificantes conocidas por la tecnología de cintas adhesivas. Algunas de ellas son, entre otras, los aceites parafínicos y naftécnicos, oligómeros (funcionalizados) como oligobutadienos, oligoisoprenos, cauchos nitrílicos líquidos, resinas terpénicas líquidas, aceites y grasas vegetales y animales, ftalatos y acrilatos funcionalizados.
A continuación, se describe con más detalle la estructura de las cintas adhesivas de acuerdo con el invento, sin que el invento se vea limitado a estas formas de realización. Las cintas adhesivas de acuerdo con el invento pueden estar estructuradas en particular como se indica a continuación:
(a) cintas adhesivas de una capa, compuestas por una capa adhesiva y un material de soporte ya definido;
(b) cintas adhesivas de varias capas, que como capa adhesiva están revestidas por una o las dos caras por lo menos en un soporte ya definido.
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(a) Cintas adhesivas de una capa
Las estructuras de una capa están compuestas únicamente por una capa de masa adhesiva, que está aplicada sobre un material de soporte. Para su utilización como cinta adhesiva, puede ser ventajoso si la masa adhesiva se cubre con un papel antiadhesivo, de tal modo que la cinta adhesiva puede desenrollarse de un modo más sencillo. En una forma de realización preferida, se utilizan papeles antiadhesivos revestidos con polidimetilsiloxano (Glassine, HDPE, LDPE).
En un diseño menos preferido, el material de soporte podría volver a revestirse al dorso con un barniz separador para de este modo garantizar que la cinta adhesiva se desenrolle fácilmente.
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(b) Cintas adhesivas de varias capas
Por lo demás, basándose en el material de soporte, el barniz UV y la masa adhesiva, también pueden fabricarse cintas adhesivas de varias capas, por ejemplo sistemas de dos capas, de tres capas o incluso de múltiples capas.
En la realización más sencilla, con la masa adhesiva de acuerdo con el invento se crea una cinta adhesiva de dos caras, revistiéndose el material de soporte ya especificado en las dos caras con las mismas o distintas masas adhesivas, pudiéndose diferenciar las masas adhesivas también con respecto a su aplicación de masa.
En caso de que las masas adhesivas estén muy reticuladas o sean poco adhesivas, puede ocurrir que estas cintas adhesivas de dos caras no necesiten papel antiadhesivo para desenrollarse.
En otra forma de realización, puede ser muy ventajoso si se utiliza por lo menos un papel antiadhesivo para cubrir. En una forma de realización preferida, se utilizan papeles antiadhesivos revestidos con polidimetilsiloxano (Glassine, HDPE, LDPE). En caso de que tan sólo se utilice un papel antiadhesivo, en un diseño preferido el papel antiadhesivo posee una graduación en la siliconización, y de este modo distintas fuerzas separadoras a ambos lados.
Para sistemas de varias capas, puede ser oportuno introducir otro material de soporte en la unión o una tercera masa adhesiva. Como materiales de soporte adicionales resultan adecuadas por ejemplo las más distintas láminas, como por ejemplo poliéster, PET, PE, PP, BOPP, poliamida, polimida, poliuretanos o PVC. Pero también pueden utilizarse vellones, espumas, tejidos o láminas tejidas como materiales de soporte adicionales.
Conforme al invento, además se prevé un procedimiento para fabricar una cinta adhesiva, que consta de los siguientes pasos:
(a) Impregnación de un material de soporte con un material endurecible por UV;
(b) Revestimiento del material de soporte impregnado con un material endurecible por UV con una masa adhesiva que reticula por radiación;
(c) Endurecimiento del material endurecible por UV antes o después de revestir el material de soporte con la masa adhesiva que reticula por radiación; y
(d) Reticulación de la masa adhesiva.
Convenientemente, el material de soporte se somete a un baño de inmersión, y al hacerlo se impregna con el material endurecible por UV. La cantidad aplicada del material endurecible por UV depende por una parte de la composición del material de soporte y por otra parte del tiempo de contacto. Para revestir la superficie del material de soporte únicamente se necesitan tiempos de contacto muy cortos (< 1 seg.). Para la impregnación total del material de soporte se prefieren tiempos de contacto más largos (1-5 seg.). Además, reduciendo la viscosidad de flujo del material endurecible por UV también puede minimizarse el tiempo de contacto. La masa adhesiva se reviste en el material de soporte modificado, y a continuación es reticulada con radiación actínica. La utilización del material endurecible por UV y su posterior endurecimiento dan lugar a una estabilización del material de soporte. Por lo tanto, a continuación el material endurecible por UV también se denomina material estabilizador del soporte.
En una forma de realización del invento, el material endurecible por UV y estabilizador del soporte se aplica como solución o como jarabe directamente con una rasqueta de aplicación. En otro diseño, el material endurecible por UV y estabilizador del soporte se aplica en el procedimiento de pulverización. En otro diseño especialmente preferido, el material endurecible por UV y estabilizador del soporte se aplica sobre el material de soporte como hotmelt poco viscoso.
Para acelerar el proceso de impregnación del soporte, puede ser ventajoso presionar el material endurecible por UV con un rodillo de presión contra el soporte. Esto ocurre cuando el material endurecible por UV y estabilizador del soporte tiene propiedades adhesivas o pegajosas, preferiblemente con un rodillo siliconizado.
En caso de que el material endurecible por UV y estabilizador del soporte todavía contenga disolventes, por ejemplo disolventes orgánicos o agua, puede ser ventajoso dotar de calor al soporte antes del revestimiento con la masa adhesiva para eliminar el disolvente. Esto ocurre de un modo especialmente preferido por medio de un paso por un canal de calor/canal seco, por medio de un lado calentable o por medio de una radiación que genera calor.
En otra forma de realización preferida, el material endurecible por UV y estabilizador del soporte es preendurecido con luz UV. Para la radiación, dependiendo del fotoiniciador UV utilizado en el material endurecible por UV y estabilizador del soporte, se selecciona un espectro de longitud de onda preferido. Por lo general, se endurece con radiación UV-A, UV-B o UV-C, estando compuesta normalmente la radiación UV por un espectro de estas tres zonas. Sin embargo, para el procedimiento de acuerdo con el invento también puede ser ventajoso si se suprime un cierto rango de longitud de onda, por ejemplo por medio de filtros. Para la radiación, preferiblemente se utilizan radiadores de mercurio de media presión con una intensidad de radiación de hasta 240 W/cm^{2}. Los correspondientes radiadores están disponibles comercialmente por ejemplo por parte de las empresas Eltosch, Fusion o Arcure. Los radiadores UV pueden estar dispuestos en forma de red en un canal o alrededor de un rodillo. Para evacuar el calor generado durante la radiación UV, resulta especialmente ventajoso si el soporte es guiado por un rodillo refrigerador durante la radiación UV. En otras formas de realización, el soporte también es guiado por un rodillo refrigerador antes y/o después de la radiación UV.
Otra parte del procedimiento de acuerdo con el invento es que, a continuación, la masa adhesiva se aplica sobre el material de soporte modificado. En una forma de realización preferida, esto sucede desde la fundición como sistema 100%. En este caso, la masa adhesiva puede aplicarse desde la tobera de fusión (por ejemplo tobera GID) o por la tobera de extrusión. Según la viscosidad de la masa adhesiva se prefieren ciertos procedimientos. Para masas adhesivas muy viscosas (por ejemplo masas adhesivas basadas en caucho) resultan apropiados juegos de rodillos de aplicación o calandrias. Las masas adhesivas poco viscosas (por ejemplo masas adhesivas de acrilato) se revisten preferiblemente por medio de una tobera. Para aplicar la película adhesiva puede ser necesario utilizar uno de los siguientes procedimientos: (1) la película adhesiva se vuelve a presionar con un rodillo; (2) durante el proceso de revestimiento, la película adhesiva es presionada con una cuchilla de aire contra el soporte; (3) gracias a una caja de vacío se evita que penetre aire entre el soporte y la masa adhesiva; o (4) gracias a una carga electrostática de la película adhesiva, la masa adhesiva se presiona contra el soporte.
En otra forma de realización del invento, la masa adhesiva también puede revestirse como solución o como dispersión. En este caso, es necesario eliminar el disolvente orgánico o el agua después del proceso de revestimiento. De un modo especialmente preferido, esto sucede por medio de un paso por un canal de calor/canal seco, por medio de un lado calentable o por medio de una radiación que genera calor.
Otra parte del procedimiento de acuerdo con el invento es la posterior irradiación con radiación actínica. En un diseño especialmente preferido, se irradia con luz UV. Otras posibilidades de irradiación abarcan radiación \gamma, radiación X y radiación con haces de electrones (ESH). En principio, pueden aplicarse todos los métodos de irradiación que son capaces de crear una reticulación dentro de la masa adhesiva. De un modo especialmente preferido, la reticulación se desarrolla por medio de un mecanismo radical o un mecanismo catiónico.
Para irradiar con electrones se utilizan dispositivos de irradiación típicos, como por ejemplo sistemas de cátodos lineales, sistemas de escáner y/o sistemas de cátodos segmentados, siempre y cuando se trate de aceleradores de haces electrónicos. Puede encontrarse una descripción detallada del estado de la técnica y los parámetros más importantes del procedimiento en Skelhorne, Electron Beam Processing, in Chemistry and Technology of UV and EB formulation for Coatings, Inks and Paints, Vol. 1, 1991, SITA, Londres. Los voltajes típicos de aceleración se sitúan en el rango comprendido entre 50 kV y 500 kV, preferiblemente 80 kV y 300 kV. Las dosis de dispersión aplicadas oscilan entre 5 y 150 kGy, en particular entre 20 y 100 kGy.
En una forma de realización muy ventajosa del procedimiento de acuerdo con el invento, las cintas adhesivas son irradiadas con radiación ultravioleta en un rango de longitud de onda de entre 200 y 400 nm. La reticulación de las masas adhesivas fusibles de acuerdo con el invento se lleva a cabo de un modo favorable por medio de una breve radiación UV con lámparas de mercurio habituales de alta presión o de baja presión con una potencia de por ejemplo entre 80 y 240 W/cm. Puede resultar oportuno adaptar la potencia del radiador a la velocidad orbital o atenuar parcialmente la órbita en caso de desplazamiento lento para reducir su carga térmica. El tiempo de irradiación depende del tipo de construcción y la potencia del respectivo radiador.
Además, forma parte del procedimiento de acuerdo con el invento que la potencia de radiación de la radiación UV o electrónica se selecciona de tal modo que el material de soporte y la masa adhesiva son atravesados por la radiación. De este modo, la radiación que reticula y endurece provoca en un paso una estabilización del soporte, una reticulación de la masa adhesiva y una estabilización de la unión de soporte y masa adhesiva.
A continuación, el invento se explica con más detalle por medio de ejemplos, sin que el invento se limite a estos ejemplos.
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Ejemplos Métodos de ensayo
Se han utilizado los siguientes métodos de ensayo:
A. Fuerza adhesiva
La comprobación de la resistencia a las peladuras (fuerza adhesiva) se realizó de acuerdo con PSTC-1. Sobre el soporte específico se aplica una capa adhesiva de 50 \mum de espesor. Una tira de 2 cm de ancho de esta muestra se pega en una placa de acero por medio de un arrollamiento doble realizado tres veces por medio de un rodillo de 2 kg. La placa se fija y la tira adhesiva se tensa por su extremo libre en una máquina para ensayos de tracción con un ángulo de peladura de 180º con una velocidad de 300 mm/min.
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B. Reversibilidad
Para comprobar la reversibilidad, se lleva a cabo el método de ensayo A de forma análoga. Tras fijar la tira adhesiva de 2 cm de ancho en una placa de policarbonato, esta placa se sujeta y la tira adhesiva se tensa en el ángulo de 135º con una velocidad de 10 m/min a 60ºC y un 50% de humedad. El ensayo se supera si en la placa de policarbonato no quedan residuos de masa y la unión de la cinta adhesiva entre soporte y masa adhesiva se mantiene y no se
parte.
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Fabricación de muestras para ensayo
Las muestras para ensayo se fabricaron como se explica a continuación:
1. Fabricación de los barnices UV Barniz 1
Se desgasificó una mezcla de 5 g de ácido acrílico, 20 g de n-butil metacrilato, 50 g de butilacrilato, 15 g de metilmetacrilato y 10 g de Novares TK 90^{TM} (empresa VFT Rüttgers), se saturó con nitrógeno y se llenó y se plastificó en una bolsa de polietileno excluyendo el oxígeno. La bolsa de PE posee una capa interior siliconizada y está revestida de aluminio por fuera. A continuación, el reactor se irradió con una fuente Co60 con 100 krad/h y una dosis total de 15 krad. El jarabe se mezcló con un 0,5 por ciento en peso de Esacure KIP 150^{TM} (empresa Lamberti) y a continuación se reutilizó como jarabe UV.
Barniz 2
Un reactor de vidrio 2 L convencional para polimerizaciones radicales fue dotado con una lámpara UV por el Dr. Hönle y con un agitador de hélice y se llenó con 28 g de ácido acrílico, 100 g de butil metacrilato, 232 g de 2-etilhexil acrilato, 40 g de metilmetacrilato, 0,5 g de Irgacure 651® (empresa Ciba Spezialitätenchemie) y 200 g de acetona/isopropanol (97 : 3). Después de 45 minutos de conducción de gas nitrógeno removiendo, la mezcla de monómeros en el reactor fue irradiada a intervalos con luz UV a un ritmo de 2 minutos. Al aumentar la temperatura interna hasta 45ºC e incrementar la viscosidad se manifestó la polimerización avanzada. Con una conversión de aproximadamente un 20% (después de un control por medio de NIR, con respecto a la conversión de los enlaces dobles), la reacción se detuvo conduciendo oxígeno. A continuación, el prepolímero se reutilizó como jarabe UV.
Barniz 3
Se mezcló Ebecryl 245® de la empresa UCB Chemicals con un 0,5% de Irgacure 651® de la empresa Ciba Spezialitätenchemie y un 10% de N-butilacrilato. A continuación, la mezcla se reutilizó como barniz UV.
2. Fabricación de las masas adhesivas Ejemplo 1
Un reactor 10 L convencional para polimerizaciones radicales se llenó con 60 g de ácido acrílico, 1800 kg de 2-etilhexil acrilato, 20 g de anhídrido de ácido maleico, 120 g de N-ispropilacrilamida y 666 g de acetona/isopropanol (98/2). A los 45 minutos de conducción de gas nitrógeno removiendo, el reactor se calentó hasta 58ºC y se añadieron 0,6 g de 2,2-azobisisobutironitrilo (AIBN) disueltos en 20 g de acetona. A continuación se calentó el baño calefactor exterior hasta 70ºC y la reacción se llevó a cabo de forma constante con esta temperatura externa. A los 45 min de tiempo de reacción se añadieron 0,2 g de Vazo 52® de la empresa DuPont disueltos en 10 g de acetona. A los 70 min de tiempo de reacción se volvieron a añadir 0,2 g de Vazo 52® de la empresa DuPont disueltos en 10 g de acetona, a los 85 min de tiempo de reacción se agregaron 0,4 g de Vazo 52® de la empresa DuPont disueltos en 400 g de acetona/isopropanol (98/2). A la 1:45 h se añadieron 400 g de acetona/isopropanol (98/2). A las 2 h se agregaron 1,2 g de 2,2'-azobisisobutironitrilo (AIBN) disueltos en 20 g de acetona. A las 5, 6 y 7 h se añadieron respectivamente 2 g de diciclohexildioxipercarbonato (Perkadox 16® de la empresa Akzo Nobel) disueltos en respectivamente 20 g de acetona. A las 7 h de tiempo de reacción se diluyó con 600 g de acetona/isopropanol (98/2). La reacción se interrumpió tras 24 h de tiempo de reacción enfriándola hasta temperatura ambiente. Una vez enfriada, se añadieron 10 g de isopropiltioxantona (Speedcure ITX® de la empresa Rahn) y se disolvió completamente. A continuación, el polímero fue liberado del disolvente calentando hasta 60ºC y creando un vacío (10 torr).
Ejemplo 2
Un reactor 10 L convencional para polimerizaciones radicales se llenó con 60 g de ácido acrílico, 1800 kg de 2-etilhexil acrilato, 20 g de anhídrido de ácido maleico, 120 g de N-isopropilacrilamida y 666 g de acetona/isopropanol (97/3). A los 45 minutos de conducción de gas nitrógeno removiendo, el reactor se calentó hasta 58ºC y se añadieron 0,6 g de 2,2-azobisisobutironitrilo (AIBN) disueltos en 20 g de acetona. A continuación se calentó el baño calefactor exterior hasta 70ºC y la reacción se llevó a cabo de forma constante con esta temperatura externa. A los 45 min de tiempo de reacción se añadieron 0,2 g de Vazo 52® de la empresa DuPont disueltos en 10 g de acetona. A los 70 min de tiempo de reacción se volvieron a añadir 0,2 g de Vazo 52® de la empresa DuPont disueltos en 10 g de acetona, a los 85 min de tiempo de reacción se agregaron 0,4 g de Vazo 52® de la empresa DuPont disueltos en 400 g de acetona/isopropanol (97/3). A la 1:45 h se añadieron 400 g de acetona/isopropanol (97/3). A las 2 h se agregaron 1,2 g de 2,2'-azobisisobutironitrilo (AIBN) disueltos en 20 g de acetona. A las 5, 6 y 7 h se añadieron respectivamente 2 g de diciclohexildioxipercarbonato (Perkadox 16® de la empresa Akzo Nobel) disueltos en respectivamente 20 g de acetona. A las 6 h de tiempo de reacción se diluyó con 600 g de acetona/isopropanol (97/3). La reacción se interrumpió tras 24 h de tiempo de reacción enfriándola hasta temperatura ambiente. Una vez enfriada, se añadieron 10 g de Irgacure 651® de la empresa Ciba Spezialitätenchemie y se disolvió completamente. A continuación, el polímero fue liberado del disolvente calentando hasta 60ºC y creando un vacío (10 torr).
3. Vellón
Se revistió a ambos lados en un vellón Maliwatt de 50 \mum de espesor como material de soporte.
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4. Fabricación de cintas adhesivas
El vellón fue sometido a un baño de inmersión con el correspondiente barniz. A continuación, fue irradiado una vez a 10 m/min con un radiador de mercurio de media presión de la empresa Eltosch (120 W/cm). Seguidamente, la masa adhesiva de la fusión (a aproximadamente 150ºC), directamente después del procedimiento de revestimiento por extrusión, fue aplicada sobre el soporte impregnado por una tobera de 300 \mum (anchura de ranura). La aplicación de la masa fue de 50 g/m^{2}. Mediante carga electrostática, la película de la masa adhesiva se presionó contra el soporte del vellón. A continuación se irradió repetidas veces con un radiador de mercurio de media presión de la empresa Eltosch (120 W/cm) o se endureció con un dispositivo de endurecimiento por haces electrónicos.
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Cintas adhesivas fabricadas
Producto 1:
Cinta adhesiva del ejemplo 1 y barniz 1. Se irradió 8 x con luz UV con una velocidad orbital de 20 m/min.
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Producto 2:
Cinta adhesiva del ejemplo 1 y barniz 2. Se irradió 8 x con luz UV con una velocidad orbital de 20 m/min.
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Producto 3:
Cinta adhesiva del ejemplo 1 y barniz 3. Se irradió 8 x con luz UV con una velocidad orbital de 20 m/min.
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Producto 4:
Cinta adhesiva del ejemplo 2 y barniz 1. Se endureció con 230 kV de voltaje de aceleración y una dosis de 40 KV.
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Propiedades de los productos del 1 al 4
Después de fabricar las muestras para ensayo, en primer lugar se midió la fuerza adhesiva al acero de todos los productos del 1 al 4 de acuerdo con el ensayo A. Todos los valores se determinaron a temperatura ambiente y se enumeran en la tabla 1.
TABLA 1
1
Para determinar la reversibilidad, se llevó a cabo el ensayo B en placas de policarbonato a 60ºC, ya que a temperatura ambiente muchas cintas adhesivas pueden superar este ensayo. De la tabla 2 puede deducirse que el ensayo es superado por todos los productos fabricados según el procedimiento de acuerdo con el invento. Como referencia se midieron algunas cintas adhesivas de tesa a la venta que no superan este ensayo.
3

Claims (13)

1. Cinta adhesiva, que consta de una masa adhesiva reticulada por radiación y un material de soporte sobre el que se aplica la masa adhesiva reticulada, seleccionándose el material de soporte del grupo que abarca tejidos, géneros de punto y vellones y siendo modificado por impregnación con un material y un posterior endurecimiento del material, caracterizada por el hecho de que el material es un material endurecible por UV
- basado en un polímero de (met)acrilatos, acrilatos de uretano, cauchos sintéticos, resinas de melamina, cauchos sintéticos modificados o epoxiaxrilato,
- mezclas de los mismos
- o en forma de un prepolímero
2. Cinta adhesiva de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que la masa adhesiva reticulada por radiación es una masa adhesiva reticulada por radiación actínica.
3. Cinta adhesiva de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizada por el hecho de que la masa adhesiva reticulada es una masa adhesiva de acrilato con una temperatura de transición vítrea inferior a 20ºC.
4. Cinta adhesiva de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizada por el hecho de que la masa adhesiva de acrilato se basa en una composición de copolímeros que consta de ésteres de ácido acrílico o de ácido metacrílico con grupos alquilo que presentan entre 4 y 14 átomos de carbono.
5. Cinta adhesiva de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que el material endurecible por UV es un barniz endurecible por UV, un polímero viscoelástico endurecible por UV o un polímero elástico endurecible por UV.
6. Cinta adhesiva de acuerdo con una de las reivindicaciones de la 1 a la 4, caracterizada por el hecho de que el material endurecible por UV es un barniz endurecible por UV con una temperatura de transición vítrea después del endurecimiento superior a 10ºC.
7. Cinta adhesiva de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que el material de soporte está revestido por una o las dos caras con una masa adhesiva reticulada.
8. Procedimiento para fabricar una cinta adhesiva, que consta de los siguientes pasos:
(a) Impregnación de un material de soporte seleccionado del grupo que abarca tejidos, géneros de punto y vellones con un material endurecible por UV;
(b) Revestimiento del material de soporte impregnado con un material endurecible por UV con una masa adhesiva que reticula por radiación;
(c) Endurecimiento del material endurecible por UV antes o después de revestir el material de soporte con la masa adhesiva que reticula por radiación; y
(d) Reticulación de la masa adhesiva.
9. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado por el hecho de que una masa adhesiva que reticula por radiación actínica se utiliza como masa adhesiva.
10. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado por el hecho de que el endurecimiento del material endurecible por UV y la reticulación de la masa adhesiva que reticula por radiación se realizan por medio de radiación actínica después de revestir el material de soporte con la masa adhesiva.
11. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado por el hecho de que el material endurecible por UV se preendurece por medio de radiación UV antes del paso (b).
12. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 y 11, caracterizado por el hecho de que la potencia de radiación de la radiación actínica se selecciona de tal modo que el material de soporte impregnado con el material que reticula por UV y la masa adhesiva son atravesados por la radiación.
13. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones de la 8 a la 12, caracterizado por el hecho de que como material endurecible por UV se utilizan un barniz endurecido por UV, un polímero viscoelástico endurecido por UV o un polímero elástico endurecido por UV.
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