ES2343888T3 - Metodo y aparato para pegar y despegar superficies de contacto adhesivas. - Google Patents

Metodo y aparato para pegar y despegar superficies de contacto adhesivas. Download PDF

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Peter Bain
Giovanni Manfre
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De Bonding Ltd
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Abstract

Método para pegar y despegar dos o más superficies o soportes o capas de un sistema adhesivo, comprendiendo el sistema adhesivo una composición adhesiva en su(s) superficie(s) pegada(s), estando colocada la composición entre dichas superficies o soportes o capas, y comprendiendo la composición adhesiva un agente adhesivo y/o un imprimador y/o un limpiador en su superficie de contacto y dispersadas en la misma, dos especies de microesferas termoexpansibles que tienen una diferencia en la temperatura de activación de entre 20-100ºC, en el que una primera especie de microesferas está asociada con el curado y el pegamiento y tiene un diámetro de sección transversal mayor que una segunda especie de microesferas que está asociada con el despegamiento, con el fin de despegar el sistema se proporciona un nivel de potencia suficiente de radiación térmica y/o energía térmica que se concentra sobre las superficies adhesivas de modo que se expande el segundo conjunto más pequeño de microesferas en las capas adhesivas y/o de imprimador y/o de limpiador y se provoca así el debilitamiento de las fuerzas adhesivas de superficie en la superficie de contacto de dichas capas en el sistema adhesivo.

Description

Método y aparato para pegar y despegar superficies de contacto adhesivas.
La presente invención se refiere a un sistema y un método de mejora de la unión o pegamiento de dos o más superficies entre sí y a un método para desprenderlas o despegarlas y a un aparato para ello. El método y aparato de la invención es de uso particular, aunque no exclusivo, en las industrias automovilística, aeronáutica, náutica, de la decoración, el envasado y la construcción para pegar y despegar de manera adhesiva superficies de contacto adhesivas de paneles, bastidores, películas, juntas, placas, cristales o cualquier otro artículo de este tipo que necesite pegarse entre sí y/o separarse; en algunos casos el sistema y método de despegamiento de la presente invención puede aplicarse a un adhesivo. La presente invención puede aplicarse también en odontología y cirugía en las que se desea empastar un empaste dental o en la sustitución de articulaciones óseas. El sistema de la presente invención puede usar también las microesferas térmicamente expansibles como vehículo o transportador para otros agentes o su superficie de envuelta de expansión y ayudar de ese modo en su dispersión dentro de una matriz u otros sistemas, incluyendo la industria de la limpieza
o pueden usarse para dispersar/mezclar partículas multifuncionales y/o nanopartículas para evitar su aglomeración.
Antecedentes de la invención
Se conoce a partir de la técnica anterior unir piezas de carrocería de coches entre sí, por ejemplo, remachándolas o soldándolas por puntos entre sí y más recientemente mediante láser. Una tendencia reciente en la industria automovilística es usar una construcción modular para los vehículos, mediante lo cual se conectan/unen/pegan módulos individuales para formar la carrocería principal del vehículo y las piezas asociadas. Normalmente, los paneles de la carrocería o puertas del coche se sueldan y/o remachan entre sí con el fin de lograr una unión fuerte de las dos piezas. La soldadura usa un calor intenso para fundir una o más de las superficies de contacto de las piezas y necesita realizarse por especialistas conscientes de los riesgos del calor intenso, tanto para sí mismos como para las piezas del coche. El calor intenso puede provocar que la superficie del sustrato se deforme o se funda y se requiere una gran habilidad para garantizar que únicamente las secciones/partes/puntos que necesitan soldarse reciben realmente el calor de modo que se minimice el posible daño por calor a otras piezas. Con el fin de desprender estas piezas remachadas/soldadas, se requiere una intensa fuerza mecánica.
Se conoce también en la técnica anterior usar composiciones adhesivas para efectuar la unión segura de dos superficies/sustratos de componentes de vehículos. Se han usado ampliamente composiciones adhesivas o pegamentos para sujetar parabrisas a bastidores aplicando el adhesivo a una o ambas superficies de los componentes y alineándolas de modo que las superficies se pegan/unen entre sí. Normalmente, las composiciones adhesivas contienen agentes de curado con el fin de promover o acelerar el proceso de solidificación del adhesivo. Los agentes de curado pueden activarse por calor o humedad y se incluyen en la composición de modo que reticulan o polimerizan el adhesivo líquido dando una forma sólida y acelerando así el proceso de pegamiento químico. Con el fin de desprender el/los componente(s) adhesivo(s) pegado(s), puede aplicarse una fuerza termomecánica para separarlos. Por ejemplo, el caso de desprender un parabrisas de un bastidor que se pega firmemente en su sitio a medida que el sellante adhesivo se endurece, normalmente implica que el mecánico de cristales de automóviles retire el parabrisas (habitualmente en forma intacta) usando un dispositivo que comprende un hilo de corte o cuchillas especiales para cortar/serrar el caucho endurecido a lo largo de la periferia del parabrisas. Este proceso requiere una fuerza física importante para separar estructuralmente la fuerza de cohesión del adhesivo y puede conducir a afecciones musculoesqueléticas en los propios mecánicos como resultado de lesión por esfuerzo repetitivo. Problemas adicionales asociados con este método son que los hilos de corte pueden sobrecalentarse debido a la fricción, adicionalmente los propios hilos pueden romperse. En la industria automovilística, está convirtiéndose en habitual, en un esfuerzo por minimizar el peso del vehículo, mejorar el rendimiento y reducir el consumo de petróleo, emplear adhesivos para pegar otros componentes del coche tales como paneles exteriores de puerta a bastidores, por consiguiente el uso de composiciones adhesivas está haciéndose más generalizado en este área de la tecnología. Además, a medida que se implemente la nueva directiva de final de la vida útil del vehículo ("End of Life Vehicle", (ELV)), hay una necesidad de desprender o despegar adhesivos en la industria automovilística de modo que se desmonten y reciclen piezas de coches tales como cristales unidos, paneles y así sucesivamente de un modo rápido, económico, seguro y si es posible, reutilizable. Por tanto, hay una necesidad de mejoras para despegar diversas superficies.
Se han producido comercialmente microesferas termoplásticas térmicamente expansibles durante varios años y se han usado como cargas en polímeros, pinturas, masillas, plastisoles, tintas de impresión y como cargas en papel, cartón y explosivos. El documento WO 95/24441 describe un sustituto para las espumas de poliuretano en forma de una composición adhesiva para rellenar piezas de la caja del vehículo y proporcionar insonorización que incluye un 5-15% de microesferas expansibles que encapsulan alcanos. El documento WO 00/75254 también describe composiciones adhesivas y adhesivas/de imprimador que comprenden microesferas termoexpansibles, la activación por calor de las microcápsulas crea una presión a lo largo de las superficies de contacto en las que la composición se ha aplicado que reduce el pegamiento adhesivo de la superficie y la tensión de corte o rasgado del material adhesivo. La reducción en el pegamiento químico y/o físico de la adhesión en la superficie de contacto de las dos superficies pegadas se debe al efecto de las microesferas expandidas de modo que pueden describirse como que pueden despegarse sin fractura cohesiva cuando están en su estado expandido. Las microesferas presentes en la superficie de contacto cambian la estructura de la superficie adhesiva de pegamiento para crear un despegamiento instantáneo cuando se les suministra el desencadenante apropiado. La energía de la superficie de despegamiento es aproximadamente un tercio inferior a la energía de fractura cohesiva.
Uno de los problemas asociados con la industria automovilística es que al final de la vida útil del vehículo (ELV) la mayoría de los componentes del vehículo (más del 85%) tienen que desprenderse y retirarse del vehículo de modo que puedan desecharse de manera segura o reciclarse en procesos separados y especializados. El desechar vehículos al final de su vida puede requerir mucho tiempo, ser peligroso para la salud y el medio ambiente y ser caro puesto que es necesario desprender los artículos interiores, cuadros de instrumentos, paneles, paneles exteriores de puertas, placas, bastidores, unidades de luz y otros componentes de este tipo unos de otros.
Un método y aparato para llevar a cabo un método que permita un desprendimiento rápido, idealmente en unos pocos minutos, sin degradación de materiales tóxicos de una manera eficaz y segura de tales componentes ofrecería una ventaja inmediata con respecto a la técnica anterior, no sólo en la industria automovilística sino en cualquier campo en el que se desee desprender dos superficies/sustratos que se han adherido (pegado entre sí) por medio de un sistema de pegamiento adhesivo que puede estar presente en cualquiera de un componente adhesivo y/o imprimador y/o limpiador del sistema.
Se prevé que el método de la presente invención pueda usarse en muchas áreas diversas en las que se usan microesferas, por ejemplo y sin limitación, en la limpieza e higiene, odontología, medicina quirúrgica, fabricación de equipamiento deportivo, muebles y acabados, especialmente papel pintado decorativo y otras situaciones en las que se desea desprender más de una superficie. El aumento del volumen de las microesferas expandidas puede usarse también para ayudar a transportar y dispersar agentes depositados en su superficie mitigando así el problema de la aglomeración y agentes responsables de la aglomeración, un fenómeno asociado con una disminución de la actividad funcional.
Exposición de la invención
Un método para pegar y despegar dos o más superficies o soportes o capas de un sistema adhesivo, comprendiendo el sistema adhesivo una composición adhesiva en su(s) superficie(s) pegada(s), estando colocada la composición entre dichas superficies o soportes o capas, y comprendiendo la composición adhesiva un agente adhesivo y/o un imprimador y/o un limpiador en su superficie de contacto y dispersadas en la misma, dos especies de microesferas termoexpansibles que tienen una diferencia en la temperatura de activación de entre 20-100ºC, en el que una primera especie de microesferas está asociada con el curado y pegamiento y tiene un diámetro de sección transversal mayor que una segunda especie de microesferas que está asociada con el despegamiento, con el fin de despegar el sistema se proporciona un nivel suficiente de potencia de radiación térmica y/o energía térmica que se concentra sobre las superficies adhesivas de modo que se expande el segundo conjunto más pequeño de microesferas en las capas adhesivas y/o de imprimador y/o de limpiador y se provoca así el debilitamiento de las fuerzas adhesivas de superficie en la superficie de contacto de dichas capas en el sistema adhesivo.
Preferiblemente, el debilitamiento de las fuerzas adhesivas en la superficie de contacto de dichas capas no provoca una fractura cohesiva o degradación de la matriz, especialmente una degradación tóxica de la matriz.
Preferiblemente, el método incluye además la etapa de curar la composición adhesiva antes del despegamiento proporcionando un nivel de potencia de radiación térmica y/o conducción térmica y/o energía térmica que pasa a través de la composición adhesiva de modo que el contenido de las microesferas expandidas se filtra o migra a través de sus envueltas porosas a la matriz de la composición.
Preferiblemente, las microesferas usadas en el curado están distribuidas uniformemente en la matriz adhesiva.
La presente invención difiere de la técnica anterior en que el sistema adhesivo que comprende microesferas termoexpansibles en la superficie de contacto del limpiador y/o imprimador no se calienta directamente sino que las propias microesferas reciben energía en forma de radiación térmica a partir de una fuente IR o UV o fuente eléctrica y/o conducción térmica a partir de la superficie del artículo que va a pegarse. Se ha encontrado sorprendentemente que no es necesario calentar todo el sistema/composición adhesivo/a ya que las microesferas parecen absorber preferentemente la radiación térmica a partir de IR y que ciertas microesferas pueden expandirse a una temperatura inferior a la de la composición. Se ha encontrado que ciertas microesferas, cuando se exponen a energía IR, se expanden a aproximadamente 40ºC menos que el adhesivo en el que están mezcladas. De este modo, se ha encontrado de manera inesperada que no es necesario calentar la composición adhesiva con el fin de expandir las microesferas, sino en su lugar se calientan las propias microesferas. Por consiguiente, esto proporciona la ventaja adicional de minimizar el consumo de energía y reducir el riesgo de daño a los sustratos pegados.
La referencia en el presente documento a un sistema adhesivo pretende incluir una composición adhesiva que comprende al menos un agente adhesivo con o sin un imprimador y/o un limpiador o agente de curado o disolvente o cualquier otro material que está incluido para efectuar la adhesión de una o más superficies entre sí o bien como capas o bien como estructuras tipo "sándwich". La composición adhesiva lleva incrustada o soporta las microesferas y en el caso de la capa adhesiva que es comparable con el tamaño de las microesferas ambos lados de la capa adhesiva pueden verse afectados por las microesferas y activarse desde ambos lados.
La referencia en el presente documento a un limpiador y/o imprimador pretende incluir cualquier tratamiento de superficie para promover la adhesión de adhesivos y/o sellantes.
La presente invención proporciona un método para despegar un sistema adhesivo en el que el sistema comprende microesferas termoexpansibles dispersadas en una composición adhesiva, estando colocada la composición entre dos o más superficies del sistema y opcionalmente un método de curado de la misma composición.
A lo largo de esta memoria descriptiva y las reivindicaciones que siguen, a menos que el contexto requiera lo contrario, se entenderá que la palabra "comprenden" o variaciones tales como "comprende" o "que comprende" implican la inclusión de un número entero establecido o grupo de números enteros pero no la exclusión de cualquier otro número entero o grupo de números enteros.
Un método según cualquier reivindicación anterior que comprende curar una composición adhesiva y/o despegar el mismo adhesivo en su superficie pegada, estando colocada la composición entre dos o más superficies de soportes o capas, y comprendiendo la composición adhesiva un adhesivo y/o limpiador y/o imprimador en su superficie de contacto y dispersadas en la misma microesferas termoexpansibles, comprendiendo el método las etapas:
(i)
activar un método de curado de la composición proporcionando un primer nivel de potencia de radiación térmica y/o conducción térmica y/o energía térmica que pasa a través de la composición adhesiva de modo que el contenido de las microesferas expandidas se filtra o migra a través de sus envueltas porosas a la matriz de la composición y;
(ii)
despegar las superficies de contacto adhesivas de las mismas superficies de soportes o capas proporcionando un segundo nivel de potencia de radiación térmica y/o conducción térmica y/o energía térmica que se concentra sobre las superficies adhesivas de modo que se expanden las microesferas en las capas adhesiva y/o de limpiador y/o de imprimador y se provoca así el debilitamiento de las fuerzas adhesivas de superficie en la superficie de contacto de la composición adhesiva.
Preferiblemente, en la etapa de curado, las microesferas liberan su contenido uniformemente a la matriz adhesiva.
El método de la presente invención puede comprender por tanto dos fases o estadios distintos que no sólo pueden controlarse sino que en la práctica se realizan en dos puntos de tiempo diferentes. Se apreciará también que el sistema adhesivo puede usar cada una de las distintas fases de manera aislada, es decir, puede usarse sólo para despegar un sistema adhesivo según el primer aspecto de la invención o puede realizarse con la misma composición adhesiva de modo que se cura y se despega el mismo sistema que en el segundo aspecto de la invención.
La fase de curado se produce después o inmediatamente tras la deposición de la composición adhesiva y la fase de despegamiento puede realizarse normalmente días, semanas, meses o años más tarde de la fase de curado. Con esto en mente, es importante que las microesferas usadas para el curado puedan permanecer latentes, es decir, que su contenido no se filtre a la matriz de composición o al material antes de su aplicación; la fase de despegamiento se produce en las superficies de contacto del limpiador y/o imprimador pero no hasta que las microesferas se activen mediante la aplicación de energía térmica provocada u ordenada por un usuario.
La primera fase o estadio es el curado. El curado se genera mediante una primera especie de microesferas térmicamente expansibles dispersadas en la matriz de perlas adhesivas. La primera especie encapsula dentro de su envuelta de plástico o copolímero un agente de soplado y un agente de curado mezclados preferiblemente entre sí y puede incluir además opcionalmente un catalizador o activador. El agente de curado se dispersa en la matriz adhesiva cuando se suministra suficiente radiación térmica y/o conducción térmica y/o energía térmica y/o energía eléctrica a esta primera especie de microesferas de modo que se provoca su expansión térmica y se permite que su contenido se filtre o migre o pase o se transfiera o se libere a través o por la porosidad de la envuelta expandida. El contenido de esta primera especie de microesferas térmicamente expansibles se libera a la matriz adhesiva a una cierta temperatura especificada que es normalmente inferior a la de la segunda especie de microesferas térmicamente expansibles que se emplean para efectuar el despegamiento de la superficie de contacto. La segunda especie de microesferas, es decir, las que se activan a una temperatura normalmente elevada y diferente a la de la primera especie, se proporciona preferiblemente como una combinación en las superficies de contacto del limpiador y/o imprimador de las composiciones adhesivas para facilitar la separación de las superficies. Alternativamente, las microesferas usadas en el despegamiento pueden proporcionarse como una combinación en el propio adhesivo, especialmente en sistemas adhesivos que requieren un bajo espesor o una fina capa de composición adhesiva comparable con el tamaño de la microesfera, de este modo las microesferas pueden activarse desde ambas superficies de contacto de la capa.
Se apreciará que las microesferas pueden estar presentes dispersadas por toda una composición adhesiva o pueden estar presentes en una capa de imprimador o de limpieza o en una capa de pintura de modo que cuando se suministra energía térmica para expandir las microesferas, cambian la estructura de superficie del material en el que están dispersadas para crear un efecto de despegamiento instantáneo.
La presente invención se basa en proporcionar energía en forma de radiación y/o conducción térmica y/o calentamiento eléctrico a las microesferas de cualquiera o ambas fases del método del primer y segundo aspecto de la invención. La conducción térmica y el calentamiento eléctrico de las microesferas para el despegamiento se proporcionan a través del contacto con la superficie del sustrato o mediante corriente eléctrica o haciendo pasar calor a través del sistema o composición adhesiva. Se apreciará que también pueden emplearse microondas u ondas supersónicas como fuente térmica.
En la presente memoria descriptiva, la acción de pegar se refiere al proceso fisicoquímico de adhesión durante el proceso de curado y particularmente este pegamiento en la presente memoria descriptiva se aumenta adicionalmente creando una superficie rugosa o irregular aumentada en el área de la superficie de contacto especialmente mediante las microesferas termoexpansibles de las microesferas de despegamiento en su estado inicial mezcladas en el limpiador y/o imprimador. Por consiguiente, de manera ventajosa la presente invención puede no sólo aumentar la velocidad de curado sino también reforzar las propiedades adhesivas de la composición en las superficies de contacto.
Las microesferas de despegamiento están suspendidas en la composición situadas o flotando en la superficie más superior y tienen un tamaño adecuado con la intención de crear un área de superficie aumentada rugosa o irregular y por tanto proporcionan una resistencia a la tensión y mecánica superior en comparación con una adhesivo sin microesferas.
El despegamiento se refiere a la rotura física de la formulación química en el sistema adhesivo y a la rotura de las fuerzas de pegamiento químico en las superficies de contacto.
La expansión de las microesferas en la superficie de contacto aumenta su volumen de modo que las microesferas rellenan todo el espacio de la superficie y sustancialmente rellenan u ocupan la superficie completa de la superficie de contacto, permitiendo así la rotura de las fuerzas de pegamiento en la superficie de contacto o las capas de la superficie de contacto.
En la presente memoria descriptiva, el proceso de curado se refiere a un proceso separado y distinto del proceso de pegamiento y despegamiento descrito anteriormente en el presente documento. El fin del proceso de curado es principalmente conferir resistencia estructural mecánica a la composición adhesiva y pegamiento químico a una superficie de contacto, no afecta al volumen de la perla de adhesivo sino que afecta al comportamiento mecánico de la perla y al pegamiento químico en la superficie de contacto.
Preferiblemente, dentro de la envuelta de encapsulación de la primera especie de microesferas usadas para el curado, el activador del curado puede mezclarse con líquido de soplado y opcionalmente un catalizador de modo que cuando se activa mediante energía térmica el contenido pasa a través de la envuelta porosa de las microesferas expandidas soportadas por la filtración del gas en expansión. En el caso de un activador de la filtración del agente de soplado, su acción de curado se distingue del proceso tras la distribución uniforme en la matriz adhesiva. Esto puede lograrse mediante radiación UV en el caso de activadores que son fotorradicales o fotoiones, por consiguiente en este caso la filtración del activador ayuda a la uniformidad de la mezcla dentro de la matriz.
Preferiblemente, el agente de expansión se selecciona del grupo que comprende un gas expansible, un agente volátil, un agente de sublimación, agua, un agente que concentra agua o un agente explosivo.
Preferiblemente, el adhesivo es poliuretano o poli(cloruro de vinilo) o un polímero MS o una resina epoxídica o cualquier otro adhesivo adecuado en el que pueden dispersarse las microesferas y que se desea reforzar o curar más rápidamente. Por tanto, cuando las microesferas se usan en situaciones dentales, el adhesivo es una mezcla de empaste dental y cuando se usan en situaciones quirúrgicas puede ser un cemento de tipo óseo.
Preferiblemente, las microesferas que encapsulan el agente de curado de la primera especie de microesferas se activan a una temperatura diferente en comparación con la de la segunda especie, preferiblemente la temperatura de activación de la primera especie es inferior a la de la segunda especie y la diferencia de temperatura es de entre 20 y 100ºC.
Preferiblemente, la segunda especie de microesferas o de despegamiento se activa en un intervalo de temperatura de aproximadamente 30 a 250ºC y más preferiblemente a de aproximadamente 110 a 200ºC. Preferiblemente, el segundo conjunto de microesferas encapsulan un agente de expansión y son de diámetro de sección transversal más pequeño que la primera especie de microesferas.
Se apreciará que en el primer aspecto de la invención sólo se requiere la segunda especie de microesferas y opcionalmente puede incluir la primera especie mientras que en el segundo aspecto de la invención el sistema adhesivo comprende ambas especies de microesferas.
En una realización de la invención en la que las microesferas se usan en la industria de la limpieza y especialmente como adyuvantes de dispersión para polvos de lavado, la temperatura de activación estará en el extremo inferior del intervalo, probablemente en la región de 30 a 80ºC, una temperatura compatible con el agua caliente doméstica.
En otra realización de la invención en la que las microesferas se usan en empastes dentales, el intervalo de temperatura de activación está en la región de 40 a 70ºC, una temperatura compatible con las condiciones orales.
A partir de lo anterior se apreciará que el intervalo de temperatura de activación depende de los requisitos de los usuarios y que como tal la temperatura de activación de las microesferas no pretende limitar el alcance de la solicitud puesto que es la metodología de despegamiento en una superficie de contacto la que constituye la esencia de la invención y opcionalmente el curado de antemano.
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La envuelta de la microesfera está compuesta normalmente por una mezcla de copolímero acrílico y PMMA que hasta la fecha ha impedido su posible uso por debajo de aproximadamente 80ºC. Se propone adaptar la composición de la envuelta incluyendo plásticos tales como polipropileno, PVC y/o polietileno, de este modo las microesferas pueden expandirse a temperaturas mucho más bajas y así encontrar uso con el método de la presente invención en situaciones dentales, médicas y de limpieza (polvo de lavado).
Se apreciará que cuando se usan microesferas tanto para curar el adhesivo como para pegar/despegar las microesferas en las superficies de contacto, se requiere una diferencia de temperatura suficiente de modo que los dos procesos puedan lograrse sin solaparse y por tanto se prefieren intervalos de temperatura distintos. Se apreciará también que la composición puede comprender también microesferas termoexpansibles que encapsulan más de un agente diferente o combinaciones de agentes y que cada conjunto o especie de microesferas puede expandirse de manera diferente cuando se expone a temperaturas adecuadas de modo que la composición puede pasar a través de un conjunto de procesos definidos según la temperatura aplicada que puede especificarse. Por consiguiente, el método de la presente invención puede aplicarse igualmente para pegar y despegar, por ejemplo, papel pintado que requerirá una baja activación térmica o puede usarse para pegar y despegar piezas de vehículos que requerirá una activación térmica relativamente superior.
Preferiblemente, la razón de la proporción de la primera especie de microesferas que encapsulan el agente de curado u otro con respecto a la de la segunda especie que encapsula el agente de despegamiento será variable y se apreciará que la proporción puede seleccionarse según los requisitos del usuario o para la aplicación particular en mente y por tanto no debe limitar el alcance de la solicitud.
Preferiblemente, la segunda especie de microesferas puede recubrirse con un material negro u oscuro adecuado para aumentar la densidad óptica y por tanto prevenir la penetración de luz UV para degradar el adhesivo, en esta realización el "desencadenante" sería una fuente térmica generada eléctricamente o por IR. En un ejemplo, cuando el método y la composición son para su uso con la colocación de cristales de vehículos, la frita puede recubrirse con microesferas recubiertas con un material oscuro con el fin de reducir adicionalmente la penetración de luz UV y reducir la degradación del adhesivo.
Se apreciará que recubriendo las microesferas con un material negro, éste actúa reduciendo la densidad óptica de la frita sobre el parabrisas o, si se desea, la impresión estereográfica. Se ha encontrado que es necesario recubrir la microesfera con el material apropiado ya que el recubrimiento afecta a su porosidad. Por tanto, cuando las microesferas se expanden, la porosidad de la frita se ve afectada y en la práctica, esto crea una barrera frente a la radiación UV. Las microesferas expansibles, en virtud de la porosidad de su superficie de envuelta esférica, pueden usarse ventajosamente para dispersar nanopartículas y por tanto prevenir o minimizar la aglomeración durante el mezclado de una composición de dispersión que incluye un plástico de curado y un disolvente. De este modo, tras la evaporación del disolvente, las microesferas pueden actuar como dispersante para evitar la aglomeración de nanopartículas.
En esta realización de la invención, es decir, el recubrimiento de la envuelta de las microesferas con agentes adicionales, las microesferas no expandidas pueden recubrirse con agentes dependiendo de los requisitos del usuario. Por ejemplo, las microesferas no expandidas pueden recubrirse con, por ejemplo y sin limitación:
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un monómero que va a catalizarse mediante radiación UV u otras energías para lograr una adhesión mejorada en una matriz de polímero
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nanopartículas para mejorar su distribución y/o su dispersión.
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Moléculas que crean barreras frente a, por ejemplo, ondas electromagnéticas, productos químicos, degradación por O_{2} en la industria de envasado de alimentos de modo que se evita que se echen a perder prematuramente, ondas acústicas y de sonido, calor o cualquier otra función para la que se desea crear una barrera.
Estas funciones funcionan sobre la superficie expandida que puede comprender hasta 10 m^{2} para sólo 1 gramo de microesferas presentes en la matriz. Se cree que la presente invención puede usarse para mejorar la dispersión de, por ejemplo y sin limitación, perfumes, fragancias y/o agentes de limpieza en un disolvente tal como agua. También puede usarse para mejorar la administración de productos farmacéuticos y otros agentes de este tipo. También puede usarse como barrera para evitar la aglomeración de nanopartículas y similares. Además, pueden usarse nanoeliminadores como barrera frente a la atmósfera y de ese modo prevenir el deterioro de alimentos en el interior de películas de envasado o cajas/cartones de papel.
En una realización de la invención, la envuelta de las microesferas puede recubrirse con moléculas adecuadas sobre su superficie o pueden encapsularse de modo que las microesferas actúan como un "vehículo" o "transportador" para potenciar el efecto de la molécula portada, y de este modo las microesferas pueden mejorar la eficacia y dispersión de las moléculas portadas. Se prevé que las microesferas, en esta realización, pueden usarse siguiendo los principios tal como se exponen:
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las microesferas pueden usarse como vehículo para dispersar una molécula portada en su recubrimiento o que encapsula en una molécula mayor.
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Las microesferas pueden actuar como barrera física o química.
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Las microesferas preparan moléculas para que se dispersen de manera uniforme, fácil y más inmediata.
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Las microesferas pueden actuar como soporte en el que la fotocatálisis es eficaz ya que la molécula actúa como una película muy fina sobre la superficie de la microesfera expandida.
En resumen, la envuelta de las microesferas puede recubrirse con o encapsular diversos materiales haciéndolos multifuncionales y útiles para abordar muchos problemas y de uso en muchas áreas diferentes. Tal como se estableció anteriormente, las microesferas pueden recubrirse con o encapsular o bien un monómero y/o nanopartículas o bien un detergente u oro y estas entidades pueden distribuirse sobre la superficie de las microesferas en su estado no expandido y ser multifuncionales. Se ha utilizado el cambio en volumen de las microesferas de modo que su superficie se convierte en hasta diez veces mayor que su superficie inicial de modo que pueden lograrse, a partir de un único gramo de microesfera en la matriz, aproximadamente 0,5 m^{2} y si se usan microesferas de una capacidad de expansión diferente, por ejemplo, de hasta 100 veces el volumen en expansión, pueden lograrse entre 6 y 10 m^{2} de superficie. En una realización de este tipo, las microesferas pueden usarse para dispersar las partes de los materiales, es decir, el monómero y/o las nanopartículas que están en su superficie. En la práctica, se ha encontrado que puede evitarse la aglomeración cuando la microesfera no expandida o inicial se carga con nanopartículas de 20 nm de diámetro, en el estado no expan-
dido en el que las nanopartículas permanecen sobre la superficie de la envuelta se logró una distribución del 76%.
En este sentido, las microesferas actúan como un vehículo para preparar las partículas recubiertas para dispersarse en el estado salvaje con el fin de reducir el tiempo de su dispersión y obtener una distribución uniforme sobre la superficie de la microesfera expandida. Por consiguiente, es posible lograr una superficie que alcanzará la misma longevidad con las mismas partículas debido a que la envuelta reduce el espesor aunque los materiales que están en la superficie de las microesferas expandidas siguen siendo los mismos.
Las microesferas también pueden usarse según una segunda observación crítica porque tienden a convertirse en una barrera para la radiación electromagnética y también una barrera frente a las ondas acústicas que pasan a través de una matriz de este tipo que las contiene. Pueden ser también una barrera frente a la degradación atmosférica en la industria de envasado de alimentos.
Las microesferas pueden usarse también para prevenir la aglomeración, es decir, la aglutinación entre sí de moléculas, un problema asociado con la industria de la limpieza.
Preferiblemente, la radiación térmica y/o conducción térmica o energía eléctrica proporcionada a las microesferas se proporciona a partir de un medio que comprende una fuente de ondas electromagnéticas tales como radiación IR o UV, o a partir de un horno de convección o a partir de medios eléctricos tales como una batería o un láser o a partir de una fuente ultrasónica o a partir de gas o aire o a partir de luz blanca.
En el caso de usar el sistema adhesivo como protector en papel decorativo, el despegamiento puede efectuarse mediante por ejemplo un secador de pelo o una plancha doméstica.
Tal como se apreciará, la radiación IR es una onda electromagnética que sólo se convierte en térmica cuando se absorbe por un cuerpo con ciertas propiedades sobre el que se dirige la radiación IR. Así, un sistema que emplea radiación IR sólo se convierte en un sistema "térmico" cuando el haz IR se absorbe por el cuerpo. Por consiguiente, una radiación IR se convierte en una fuente de calentamiento cambiando las ondas electromagnéticas IR de 800-2600 nm hasta radiación térmica de 3000-7000 nm y conducción térmica. En la presente invención, las microesferas termoexpansibles se calientan principalmente mediante radiación IR o UV y/o térmica y no mediante conducción térmica a partir de por ejemplo un panel de metal.
En el caso de usar espectro de radiación IR como fuente de energía, se proporcionará en forma de una o más lámparas o en forma de fibras ópticas o placas o varillas ópticas. La radiación IR se transformará en radiación térmica de la superficie interna, de por ejemplo un panel, en el lado de calentamiento que depende fuertemente de la temperatura lograda por la superficie expuesta del panel. La potencia de la radiación térmica depende de la T exp 4 de los paneles de superficie que no está dentro del intervalo bajo de radiación IR como la lámpara, pero con radiación IR térmica de aproximadamente 3000-7000 nm. Se apreciará que el calentamiento mediante conducción depende de muchos parámetros tales como la conductividad térmica del material de las superficies o paneles, el limpiador-imprimador y la composición de la capa de adhesivos.
En el caso de usar un calentamiento eléctrico como fuente de calentamiento para expandir las microesferas, el calentamiento eléctrico puede generarse mediante la corriente eléctrica que pasa a través de un panel que se convierte en un resistor. En una realización de la invención, hilos/filamentos/hebras de aluminio o acero o microhilos o microfibras de carbono u otras fibras eléctricamente conductoras tales como fibras de vidrio recubiertas con metal están incrustadas en la composición adhesiva, especialmente en la superficie de contacto adhesiva de modo que se crea una jaula de Faraday. Los microhilos se dispersan en el adhesivo para crear una maraña o disposición poligonal de conductores eléctricos. Esta maraña permite que se forme un gran número de pequeños anillos eléctricos en tres dimensiones alrededor de las microesferas expansibles cuya expansión puede provocarse a una cierta temperatura máxima. Este fenómeno se denomina tunelización para la corriente eléctrica.
Preferiblemente, el microhilo o las fibras se mezclan con el adhesivo y pueden tener aproximadamente 100 \mum de longitud y entre 2-20 \mum de diámetro. En un ejemplo, las fibras de carbono podrían ser de 5-10 \mum de diámetro y 50-100 \mum de longitud. Se cree que con el fin de efectuar la tunelización la composición debe comprender de manera ideal aproximadamente un 0,5-10% en volumen de los microhilos y de manera más preferible aproximadamente un 1-3% en volumen. Se apreciará que el % en volumen de microesferas dentro de la composición afecta al número de contactos que forman puentes entre sí y que esto puede seleccionarse según los requisitos de un usuario.
Preferiblemente, las microesferas termoexpansibles pueden proporcionarse incrustadas o recubiertas sobre una cinta o malla o película o pueden proporcionarse unidas a un hilo o filamento o fibra; alternativamente pueden estar unidas a una superficie de contacto de uno o ambos componentes que se desea curar y/o separar. La primera especie de microesferas puede proporcionarse en el volumen interno de materiales adhesivos además de la segunda especie de microesferas del sistema de despegamiento en la superficie de contacto.
Preferiblemente, la superficie de contacto del limpiador y/o imprimador adhesiva que comprende las microesferas de la segunda especie puede proporcionarse en una trayectoria o un canal o una ranura o una línea o círculos concéntricos predefinidos proporcionados sustancialmente alrededor de la periferia de una o ambas de las superficies de contacto de los artículos que se desea despegar. En otra realización de la invención, pueden proporcionarse como una pluralidad de tiras o puntos diferenciados lubricados adecuadamente en las superficies de contacto.
Preferiblemente, la profundidad y amplitud o el espesor y la anchura de la composición adhesiva pueden ser uniformes o pueden variar según se requiera en áreas de por ejemplo un panel de puerta que requiere un pegamiento más fuerte en un área específica.
Se apreciará que la provisión del adhesivo en una forma de punto o trayectoria continua y a diferente espesor y anchura requiere ventajosamente menos uso y desperdicio de materiales adhesivos.
Según un tercer aspecto de la invención, se proporciona un método de unión o pegamiento de dos o más superficies entre sí que comprende:
(i)
aplicar una composición adhesiva tal como se describió anteriormente en el presente documento a una o más superficies de contacto de cada uno o todos los artículos que van a pegarse entre sí; y
(ii)
suministrar suficiente radiación térmica y/o conducción térmica a la composición a través del contacto con una o más superficies de contacto de cada artículo que va a unirse entre sí de modo que se provoca que una proporción de las microesferas termoexpansibles se expanda y opcionalmente libere además un agente de curado o catalizador a la composición.
Preferiblemente, el agente de activación o curado liberado se distribuye uniformemente en la matriz adhesiva de modo que pueden activarse con su propio sistema de energía tal como polimerización y/o reticulación o activación por UV de fotorradicales y/o fotoiones.
Por consiguiente, la presente invención proporciona un enfoque único con respecto a los métodos de la técnica anterior de uniones de superficies de plástico-plástico, plástico-metal, metal-metal, cerámica-metal, aluminio-aluminio, aluminio-plástico, material compuesto-metal, material compuesto-plástico, material compuesto-cerámica, papel-pared, empaste-diente, articulación artificial-hueso y similares puesto que la composición no está directamente dirigida mediante por ejemplo un haz IR o UV transparente a uno del panel de tipo "sándwich" sino que en su lugar la composición se calienta mediante radiación térmica y/o conducción térmica de la superficie de contacto o su subsuperficie.
Preferiblemente, el método incluye una cualquiera o más de las características descritas anteriormente en el presente documento.
En particular, se ha encontrado mediante experimentación, investigando parámetros de la lámpara IR tales como reflexión, potencia y espectro óptico del haz del rayo, que con el fin de que la radiación IR se absorba por el agente de soplado y su mezcla, tiene que estar adaptada para expandir la microesfera a una temperatura antes de la degradación de la matriz en la que está incrustada la microesfera o antes de la degradación del sistema adhesivo, en el que están incrustadas las microesferas en la superficie de contacto del imprimador y/o limpiador. De este modo, pueden evitarse ventajosamente agentes tóxicos, debidos a la degradación del adhesivo, incluso con adhesivos de PU.
Según un aspecto adicional de la invención, se proporciona un método para desprender dos superficies que se han pegado entre sí que comprende suministrar suficiente radiación térmica y/o conducción térmica a una superficie que tiene recubierta sobre la misma o unida a la misma la composición descrita anteriormente en el presente documento, suministrándose la energía térmica a una o ambas superficies de contacto de cada artículo que va a desprenderse/separarse de modo que se provoca que una proporción de las microesferas termoexpansibles libere un agente de expansión en la composición.
Preferiblemente, el método incluye una cualquiera o más de las características descritas anteriormente en el presente documento.
Resultará evidente que en la presente invención se evitan interacciones químicas y que el método de la presente invención se basa en la tecnología de ingeniería física para permitir y facilitar un sistema de curado que necesita mezclar el activador del curado mediante una distribución uniforme en un cierto momento según las órdenes en el proceso de fase de pegamiento adhesivo y ventajosamente también pueden diferenciarse zonas en las que las microesferas termoexpansibles pueden mezclarse adecuadamente. En principio, las microesferas termoexpansibles actúan como depósitos microscópicos de los activadores del curado que son neutros o inertes hasta un cierto momento en el que se rompen o aumentan su volumen de tal manera que se inicia la filtración del activador a través de su envuelta como pared porosa, en estado líquido o gaseoso, de modo que puede difundir uniformemente a la matriz adhesiva transportada por el gas del agente de soplado.
La activación de diferentes activadores es posible por la diferenciación de la temperatura de activación para las microesferas termoexpansibles, de este modo es posible efectuar el curado de la composición adhesiva a diferentes fases en el proceso en diferentes áreas y además con órdenes aplicadas y específicas que hacen el proceso global más controlable y con rendimientos multifuncionales.
La presente invención proporciona ventajosamente un proceso de curado que puede controlarse porque no depende de una reacción química tal como polimerización, reticulación, cristalización, gelificación o cualquier otra transición de fase.
Según un aspecto aún adicional de la invención, se proporciona un método para despegar una composición adhesiva, estando presente la composición en una superficie de contacto y estando colocada entre dos o más superficies de cristales de vehículos o panel(es) o pieza(s) de vehículos, comprendiendo la composición un adhesivo o limpiador y/o imprimador y microesferas termoexpansibles dispersadas en la misma, teniendo las microesferas un diámetro de entre 10-50 \mum y un intervalo de temperatura de activación de entre 110-210ºC y encapsulando al menos un agente de soplado, efectuándose el despegamiento mediante exposición de las microesferas a un nivel de potencia de radiación térmica y/o energía térmica que da como resultado una temperatura recibida por las microesferas en el intervalo de 110-210ºC.
Preferiblemente, el método incluye además la etapa de curar la composición adhesiva antes del despegamiento proporcionando microesferas de 30-50 \mum y un intervalo de temperatura de activación de entre 50-100ºC, encapsulando las microesferas un agente de curado y/o catalizador y/o activador y efectuando el curado mediante exposición de las microesferas a un nivel de potencia de radiación térmica y/o energía térmica que da como resultado una temperatura recibida por las microesferas en el intervalo de 50-100ºC.
Según un aspecto aún adicional de la invención, se proporciona un método de curado de un adhesivo y para despegar el mismo adhesivo de cristales o paneles o piezas de automóviles que comprende aplicar una composición que comprende un adhesivo y microesferas termoexpansibles dispersadas en el mismo, teniendo un primer conjunto de microesferas un diámetro de entre 30-50 \mum y un intervalo de temperatura de activación de entre 50-100ºC y teniendo un segundo conjunto de microesferas un diámetro de entre 10-50 \mum y un intervalo de temperatura de activación de entre 110-210ºC, estando presente el segundo conjunto de microesferas en una superficie de contacto del adhesivo o limpiador y/o imprimador, estando colocada la composición entre dos o más superficies del/de los cristal(es) o
panel(es) o pieza(s) y:
(i)
activándose el curado de la composición exponiéndola a un primer nivel de potencia de radiación térmica y/o energía térmica que da como resultado una temperatura recibida por las microesferas en el intervalo de 50-100ºC; y
(ii)
despegándose el sistema adhesivo en sus superficies de contacto exponiéndolo a un primer nivel de potencia de radiación térmica y/o energía térmica que da como resultado una temperatura recibida por las microesferas en el intervalo de 110-210ºC.
Tal como se mencionó anteriormente en el presente documento, las etapas de curado y despegamiento pueden realizarse de manera aislada con la misma composición o pueden despegarse con o sin una fase de curado, el requisito de una etapa de curado no pretende limitar el alcance de la solicitud.
El sistema en la etapa (i) activa el curado de la composición adhesiva, exponiéndola a un primer nivel de potencia de radiación térmica y/o conducción térmica o una energía térmica. Esta energía térmica pasa a través del sistema adhesivo hasta las microesferas; de ese modo el contenido de las microesferas expandidas se filtra o migra a través de la porosidad de la envuelta de las microesferas. El espesor de la envuelta se reduce debido a su estado expandido. Su contenido se filtra o migra a la matriz de la composición adhesiva liberando así un agente de curado o catalizador o activador a la matriz. Este proceso se produce posteriormente a la deposición del adhesivo sobre el vidrio o las placas.
El sistema en la etapa (ii) despega las superficies de contacto adhesivas del mismo cristal o panel o pieza tratado con el método (i), exponiéndolas a un segundo nivel de potencia de radiación térmica y/o conducción térmica y energía eléctrica térmica. Este segundo nivel de potencia activa las microesferas de modo que se expanden y de ese modo debilitan y/o despegan las fuerzas adhesivas del sistema de superficie a una temperatura ventajosamente inferior a la temperatura de degradación de la composición del sistema adhesivo.
Se apreciará que la etapa (i) puede producirse justo tras la deposición del adhesivo en perlas y desencadenar la expansión de las microesferas para generar la filtración del vidrio de soplado que contiene los catalizadores de la matriz adhesiva en un proceso de curado; la etapa (ii) puede producirse tras 10 a 15 años. Esta segunda etapa puede activar las microesferas latentes exponiendo las superficies adhesivas a un segundo nivel de potencia de energía mediante radiación IR o sistemas eléctricos que generan energía térmica.
La presente invención proporciona un método elegante para curar y despegar el mismo adhesivo. Cada fase es una operación diferenciada que puede realizarse hasta 10 años o más, más tarde puesto que las microesferas pueden permanecer latentes en la composición hasta que se activan por orden de un estímulo apropiado, por ejemplo radiación IR o energía térmica generada eléctricamente.
La invención se describirá ahora a modo de ejemplo sólo con referencia a las siguientes figuras en las que:
la figura 1A muestra una fotografía de microscopio electrónico de una superficie superior de una superficie de contacto que va a pegarse;
la figura 1B muestra una fotografía de microscopio electrónico de una maraña de microhilos y microesferas termoexpansibles;
la figura 1C muestra una vista con mayor aumento de la figura 1B y un microhilo;
la figura 1D muestra una vista alternativa de la figura 1C y un microhilo;
la figura 2 muestra una vista en planta esquemática de una disposición de microcápsula y película; y
la figura 3 muestra una vista en perspectiva frontal de un panel exterior y bastidor de puerta de vehículo con un recorrido conductor in situ.
La figura 4 muestra una pluralidad de posibles superficies de contacto en el sistema adhesivo de la presente invención.
Descripción detallada de la invención
Con referencia a la figura 1A, se muestra una fotografía de microscopio electrónico de la superficie de una superficie de contacto imprimador-adhesivo recubierta con la composición y las microesferas según la presente invención: pueden observarse las microesferas 1 sobresaliendo por encima de la superficie, proporcionando así una superficie rugosa o irregular. Hay huecos entre las microesferas. Sin embargo, estos huecos o vacíos se rellenan una vez que las microesferas se han expandido, de modo que la superficie se hará más uniforme y por tanto podrá despegarse. En la figura 1B, se muestra una fotografía de microscopio electrónico de una maraña de microhilos y también son visibles microesferas intercaladas. Tal como se describió anteriormente, hilos/filamentos/hebras de aluminio o acero, microfibras de carbono, fibras de vidrio recubiertas con metal o microhilos están incrustados en la composición adhesiva, especialmente en la superficie de contacto adhesiva de modo que se crea una jaula de Faraday. Los microhilos se dispersan en el adhesivo para crear una maraña de conductores eléctricos. Esta maraña permite que se forme un gran número de pequeños anillos eléctricos en tres dimensiones alrededor de las microesferas cuya expansión puede provocarse a una temperatura máxima. Las figuras 1C y 1D son figuras de microscopio electrónico a mayores aumentos.
En una realización de la invención, las microesferas (1) y los microhilos (2) pueden unirse a un filamento o película o hilo o fibra (4) conductor continuo. Se suministra energía al filamento (2) conductor a partir de una fuente (3) de energía, la fuente de energía puede proporcionarse en forma de energía térmica o potencia eléctrica y transmitirse a las microcápsulas mediante radiación térmica y/o conducción térmica. Por tanto, la microcápsula no recibe energía directamente de la fuente de energía sino en su lugar a través de la superficie del componente o panel que va a pegarse, por ejemplo las microesferas pueden calentarse mediante radiación térmica y/o conducción térmica del panel, dirigida directamente mediante una lámpara de radiación IR enfocada sobre la superficie abierta/expuesta. Aún en una realización adicional de la invención las microcápsulas (1) pueden recubrirse sobre una malla o haz de filamentos/hilos/fibras conductores o recubrirse sobre una cinta o material tejido. Las microesferas (1) pueden proporcionarse en una forma dispuesta previamente o pueden pulverizarse o pintarse poco antes de su uso. Una vez que se confiere suficiente conducción y/o radiación térmica a las microesferas, pueden activarse a una temperatura seleccionada de modo que se acelera y/o efectúa la unión en el estado inicial y el despegamiento en el estado expandido. En la segunda fase, conteniendo las microesferas un agente de soplado mezclado con un activador del curado en el caso de dos superficies que ya se han unido entre sí mediante un adhesivo, puede hacerse que se expandan y liberen su contenido a una temperatura seleccionada diferente y que liberen un agente de expansión tal como un gas, un agente que puede producir sublimación, agua, un agente explosivo que contiene un agente activador. La expansión resultante provoca un despegamiento o un pegamiento más rápido de las dos superficies unidas.
En el caso de unir un panel exterior (B) de puerta de vehículo a un bastidor (A) como en la figura 3, las microesferas pueden proporcionarse en trayectorias predefinidas a lo largo del perímetro del artículo que se desea unir. La trayectoria (5) puede ser en forma de un canal o una ranura en la que la composición adhesiva puede verterse/pulverizarse o las microesferas pueden proporcionarse ya unidas en forma de una malla o cinta o tira que puede colocarse apropiadamente en cualquiera o ambos del panel exterior (B) o bastidor (A). El bastidor (A) y/o panel exterior (B) de puerta está dotado de una pluralidad de medios (6) y (7) de unión conductores respectivamente que pueden estar conectados a una fuente de energía. Una vez que se activa la fuente de energía y las microesferas reciben suficiente conducción y/o radiación térmica, por ejemplo a partir de una lámpara IR de la presente invención, pueden expandirse y liberar su contenido para efectuar la unión a una temperatura seleccionada o para provocar el despegamiento a una temperatura seleccionada diferente. De este modo y de manera conveniente, la adhesión de dos superficies y la separación de las mismas pueden lograrse sin recurrir a procesos químicos o físicos usando el mismo sistema y aparato. Además y ventajosamente, el sistema puede controlarse puesto que las microesferas en el sistema adhesivo se seleccionarán según los requisitos del usuario de los métodos de curado y pegamiento y despegamiento.
Con referencia a la figura 4, se muestra una representación de una pluralidad de diferentes superficies de contacto que van a incluirse dentro del alcance del método de la presente invención. Por ejemplo, el cristal (11) del vehículo con el limpiador y/o imprimador (10), el limpiador y/o imprimador (10) con el adhesivo (12), el adhesivo (12) con un imprimador o una pintura (13) y el imprimador o la pintura (13) con la pieza de metal o similar (8).
Se apreciará que la invención tiene una amplia aplicación en muchos campos diferentes de la tecnología en los que se requiere unir y desprender dos superficies entre sí por ejemplo y sin limitaciones, superficies tales como plásticos, metal, cerámica, fibra de vidrio y/o materiales compuestos de los mismos, y que los ejemplos de la presente memoria descriptiva no pretenden limitar el alcance de la solicitud.
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Ejemplos
Con referencia a la tabla a continuación, se han sometido a prueba diversas muestras de composiciones de microesferas. Se apreciará que los intervalos de temperatura de activación dependen de los usos previstos y como tales de qué tipo de energía térmica puede aplicarse para curar/pegar/despegar. Se ha encontrado que una composición típica para colocar directamente cristales de automóviles comprende aproximadamente un 3% de microesferas en el limpiador y un 5% en el imprimador para adhesivos termoendurecibles y un 5-10% para adhesivos termoplásticos. Para superficies de metal pegadas la composición debe estar en el intervalo del 5-10% en sus superficies de superficie de contacto en ausencia de un imprimador. En el caso en el que la capa adhesiva es de un espesor comparable al diámetro de la microesfera y puede activarse en ambos lados de la capa, se requiere aproximadamente un 5% de microesferas.
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1
2

Claims (33)

1. Método para pegar y despegar dos o más superficies o soportes o capas de un sistema adhesivo, comprendiendo el sistema adhesivo una composición adhesiva en su(s) superficie(s) pegada(s), estando colocada la composición entre dichas superficies o soportes o capas, y comprendiendo la composición adhesiva un agente adhesivo y/o un imprimador y/o un limpiador en su superficie de contacto y dispersadas en la misma, dos especies de microesferas termoexpansibles que tienen una diferencia en la temperatura de activación de entre 20-100ºC, en el que una primera especie de microesferas está asociada con el curado y el pegamiento y tiene un diámetro de sección transversal mayor que una segunda especie de microesferas que está asociada con el despegamiento, con el fin de despegar el sistema se proporciona un nivel de potencia suficiente de radiación térmica y/o energía térmica que se concentra sobre las superficies adhesivas de modo que se expande el segundo conjunto más pequeño de microesferas en las capas adhesivas y/o de imprimador y/o de limpiador y se provoca así el debilitamiento de las fuerzas adhesivas de superficie en la superficie de contacto de dichas capas en el sistema adhesivo.
2. Método según la reivindicación 1, en el que el nivel de potencia de radiación térmica y/o conducción térmica y/o energía térmica que pasa a través de la composición adhesiva provoca que el contenido de las microesferas expandidas se filtre o migre a través de sus envueltas porosas al interior de la matriz de la composición.
3. Método según cualquier reivindicación 1 ó 2, en el que la primera especie de microesferas encapsula un agente de soplado.
4. Método según cualquier reivindicación anterior, que comprende curar una composición adhesiva y/o despegar la misma composición adhesiva en su superficie pegada, estando colocada la composición entre dos o más superficies de soportes o capas, y comprendiendo la composición adhesiva un adhesivo y/o limpiador y/o imprimador en su superficie de contacto y dispersadas en la misma microesferas termoexpansibles, comprendiendo el método las etapas de:
(i) activar un método de curado de la composición proporcionando un primer nivel de potencia de radiación térmica y/o conducción térmica y/o energía térmica que pasa a través de la composición adhesiva de modo que el contenido de las microesferas expandidas se filtra o migra a través de sus envueltas porosas al interior de la matriz de la composición y;
(ii) despegar las superficies de contacto adhesivas de las mismas superficies de soportes o capas proporcionando un segundo nivel de potencia de radiación térmica y/o conducción térmica y/o energía térmica que se concentra sobre las superficies adhesivas de modo que se expanden las microesferas en las capas adhesivas y/o de limpiador y/o de imprimador y se provoca así el debilitamiento de las fuerzas adhesivas de superficie en la superficie de contacto de la composición adhesiva.
5. Método según la reivindicación 4, en el que la etapa (i) se realiza tras la deposición de la composición adhesiva y la etapa (ii) se realiza días, semanas, meses o años más tarde.
6. Método según cualquier reivindicación anterior, en el que las microesferas comprenden una envuelta copolimérica que encapsula un agente de expansión para el despegamiento de las microesferas y un agente de curado o catalizador mezclado con un agente de expansión para la etapa del curado de las microesferas.
7. Método según la reivindicación 6, en el que el agente de expansión se selecciona del grupo que comprende un gas expansible, un agente volátil, un agente de sublimación, agua, un agente que atrae agua o un agente explosivo.
8. Método según la reivindicación 6, en el que las microesferas que encapsulan el agente de curado tienen un diámetro de sección transversal mayor que las que encapsulan el agente de expansión.
9. Método según cualquier reivindicación anterior, que comprende además un activador del curado.
10. Método según la reivindicación 9, en el que el activador del curado se activa mediante una energía térmica aplicada o mediante su propia energía.
11. Método según cualquier reivindicación anterior, en el que el adhesivo es poliuretano o poli(cloruro de vinilo) o un polímero MS o una resina epoxídica.
12. Método según cualquier reivindicación anterior, en el que las microesferas se activan en un intervalo de temperatura de 45 a 220ºC para la fase de despegamiento.
13. Método según cualquier reivindicación anterior, en el que las microesferas usadas para despegar las microesferas que encapsulan el agente de expansión comprenden el 3-5% en peso del limpiador y el 5-10% en peso del imprimador en la superficie de contacto adhesiva.
14. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 12, en el que las microesferas usadas en el curado que encapsulan el agente de curado o catalizador comprenden el 2-3% en peso de la composición.
15. Método según cualquier reivindicación anterior, en el que la radiación térmica y/o conducción térmica proporcionada a las microesferas se proporciona por un medio que comprende una fuente de radiación electromagnética IR o UV, o a partir de un horno de convección o a partir de medios eléctricos, una batería o un láser o a partir de una fuente ultrasónica o a partir de un gas o a partir de una luz blanca o microondas u ondas sónicas.
16. Método según la reivindicación 15, en el que en el caso de usar radiación IR, se proporciona como una longitud de onda de entre 800-1400 nm a 2000-6000 nm y concentra radiación térmica sobre las microesferas con el fin de alcanzar su temperatura de expansión de activación antes que la temperatura de degradación de la matriz adhesiva.
17. Método según cualquier reivindicación anterior, en el que las microesferas termoexpansibles se proporcionan incrustadas en o recubiertas sobre una cinta o malla o película o unidas a un hilo o filamento o fibra.
18. Método según cualquier reivindicación anterior, en el que las microesferas están recubiertas con un material negro.
19. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, en el que las microesferas están recubiertas con o encapsulan un monómero y/o con nanopartículas dispersadas en la envuelta inicial porosa de la microesfera.
20. Método según cualquier reivindicación anterior, en el que las microesferas actúan como vehículo o transportador o portador o barrera o adyuvante de dispersión o adyuvante para prevenir la aglomeración de partículas o nanopartículas usadas en la industria de la limpieza, en una mezcla que comprende un aglutinante y disolvente, encapsulando las microesferas o bien un agente deseado o bien estando recubiertas con él.
21. Método según cualquier reivindicación anterior, en el que las microesferas se dispersan en una disposición de microhilos de modo que se forma una disposición poligonal.
22. Método según la reivindicación 21, en el que los microhilos tienen 100-200 \mu de longitud.
23. Método según la reivindicación 22, en el que los microhilos tienen 2-20 \mu de diámetro.
24. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 21 a 23, en el que la composición comprende entre el 1-10% en volumen de microhilos.
25. Método según cualquier reivindicación anterior, en el que las microesferas termoexpansibles están unidas a una superficie de contacto de uno o más de los componentes que se desean unir y/o separar o sobre una superficie interna de los componentes o en una superficie de contacto del limpiador y/o imprimador de dichos componentes.
26. Método según cualquier reivindicación anterior, en el que la composición adhesiva que comprende las microesferas se proporciona de una manera continua o discontinua predefinida o en puntos en una trayectoria o un canal o una ranura o una línea o círculos concéntricos proporcionados sustancialmente alrededor de la periferia de una o ambas de las superficies de contacto de los artículos que se desea unir o desprender.
27. Método según cualquier reivindicación anterior, en el que la profundidad y amplitud o espesor y anchura de la composición adhesiva pueden ser uniformes o pueden variar según se requiera en áreas de la(s) superficie(s) que necesitan unirse o desprenderse.
28. Método según cualquier reivindicación 1 ó 4, para unir o pegar dos o más superficies entre sí que comprende:
(i) aplicar una composición adhesiva que comprende un agente adhesivo y/o un imprimador y o una composición limpiadora a una o más de las superficies de contacto de cada uno o todos los artículos que van a pegarse entre sí; y
(ii) suministrar suficiente radiación térmica y/o conducción térmica a la composición adhesiva/de imprimador a través del contacto con una o más de las superficies de contacto de cada uno o todos los artículos que van a pegarse entre sí en sus superficies de contacto de modo que se provoca que una proporción de las microesferas termoexpansibles se expanda y libere un agente de soplado de curado a la composición adhesiva durante el proceso de pegamiento.
29. Método para desprender o despegar dos o más superficies que se han pegado entre sí que comprende suministrar suficiente radiación térmica y/o conducción térmica a una superficie que tiene recubierta sobre la misma o unida a la misma la composición definida en cualquiera de la reivindicación 1 o la reivindicación 4, suministrándose la energía térmica a una o más de las superficies de contacto de cada artículo que van a desprenderse/separarse de modo que se provoca que las microesferas termoexpansibles aumenten de volumen y se conviertan en un activador de presión de modo que se despegan las superficies de contacto del sistema de adhesión.
30. Método según la reivindicación 1, para despegar una composición adhesiva, estando presente la composición en una superficie de contacto y estando colocada entre dos o más superficies de cristales de vehículos o panel(es) o pieza(s) de vehículos, comprendiendo la composición un adhesivo o limpiador y/o imprimador y microesferas termoexpansibles dispersadas en la misma, teniendo las microesferas un diámetro de entre 10-50 \mum y un intervalo de temperatura de activación de entre 110-210ºC y encapsulando al menos un agente de soplado, efectuándose el despegamiento exponiendo directamente las microesferas al nivel de potencia de radiación térmica y/o energía térmica que da como resultado una temperatura recibida por las microesferas en el intervalo de 110-210ºC.
31. Método según la reivindicación 30, que comprende además curar la composición adhesiva que comprende proporcionar microesferas de 30-50 \mum de diámetro un intervalo de temperatura de activación de entre 50-100ºC, encapsulando las microesferas un agente de curado y/o catalizador y/o activador y efectuándose el curado mediante la exposición de las microesferas al nivel de potencia de radiación térmica y/o energía térmica que da como resultado una temperatura recibida por las microesferas en el intervalo de 50-100ºC.
32. Método según cualquier reivindicación 1 ó 4, en el que las superficies pegadas son cristales o paneles o piezas de automóviles y en el que la composición adhesiva comprende un primer conjunto de microesferas que tienen un diámetro de entre 30-50 \mum y un intervalo de temperatura de activación de entre 50-100ºC y un segundo conjunto de microesferas que tienen un diámetro de entre 10-50 \mum y un intervalo de temperatura de activación de entre 110-210ºC, estando presente el segundo conjunto de microesferas en una superficie de contacto del adhesivo o limpiador y/o imprimador, estando colocada la composición entre dos o más superficies del/de los cristal(es) o panel(es) o
pieza(s) y:
(i) activándose el curado de la composición exponiéndola a un primer nivel de potencia de radiación térmica y/o energía térmica que da como resultado una temperatura recibida por las microesferas en el intervalo de 50-100ºC; y
(ii) despegándose el sistema adhesivo en sus superficies de contacto exponiéndolas a un primer nivel de potencia de radiación térmica y/o energía térmica que da como resultado una temperatura recibida por las microesferas en el intervalo de 110-210ºC.
33. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 30 a 32, para la retirada de cristales o paneles o piezas de vehículos al final del proceso de vida del vehículo.
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