CINTA METÁLICA O LAMINA CON RECUBRIMIENTO ELÉCTRICAMENTE CONDUCTOR, PROCESO PARA SU PRODUCCIÓN Y USOS La invención trata de un proceso para la producción de cintas metalizadas o láminas compuestos de material termoplástico con recubrimiento eléctricamente conductor
(antiestático) , de las cintas metalizadas y láminas y también de su uso . Técnica anterior Se sabe que artículos compuestos de plástico pueden acumular cargas eléctricas, por ejemplo por frotación. La carga eléctrica puede conducir a numerosos problemas. La tracción de partículas de suciedad o partículas de polvo aumenta, y esto puede conducir a suciedad inaceptable de los artículos. Las descargas indeseadas en películas fotográficas pueden conducir a marcas de descarga y hacer que las películas sean inservibles. El dispositivo electrónico, la carga estática y las descargas estáticas pueden conducir a un mal funcionamiento. Las personas pueden quedar expuestas a choques eléctricos en contacto con artículos compuestos de plástico. De hecho, en casos extremos, descargas eléctricas pueden ocasionar explosiones de polvo o inflamación de sustancias altamente inflamables. Para aplicaciones en sectores importantes por lo tanto es conveniente contrarrestar la carga estática de artículos compuestos de plástico a través de conexión a tierra en la forma de capas
eléctricamente conductora. EP-B 0 447 603 describe composiciones de recubrimiento antiestático que comprende una solución de silicato y una solución conductora. Las dos soluciones se mezclan para producir hidrólisis y policondensación que proporcionen las composiciones de recubrimiento mencionadas, las cuales tienen enlace químico entre el silicato y el material conductor. Las composiciones de recubrimiento son adecuadas de ese modo para la producción de pantallas antiestáticas, antideslumbramiento para reproducción de imágenes compuestas de un panel de vidrio o de un panel de plástico. US 4,571,361 describe cintas metalizadas de plástico antiestático. En el presente, las cintas metalizadas compuestas de, por ejemplo, acetato de celulosa o tereftalato de polietileno se recubren con sistemas de lacas polimerizables que pueden por ejemplo comprender partículas de óxido de estaño con antimonio. Esto da cintas metalizadas con recubrimientos resistentes a la abrasión y con resistencias superficiales bajas en el rango menos que o igual a 107 O. WO 96/40519 describe la producción continúa de láminas de plástico con una estructura mate decorativa grabada por medio de laminación de transferencia de una película de superficie decorativa a partir de una cinta
metalizada de refuerzo durante el proceso para extruir la lámina de plástico. EP-A 0 193 269 trata de sustratos que han sido recubiertos con partículas de sílice. El recubrimiento es muy uniforme con respecto al espesor de la capa, se adhiere excepcionalmente con firmeza al sustrato y tiene buenas propiedades antirreflejantes . US 5,106,710 describe un proceso electrográfico para la generación de imágenes a color en una impresora cuya operación utiliza un principio electrostático. En el presente, las cintas metalizadas de respaldo se recubren primero con las composiciones de recubrimiento para impresión pigmentadas líquidas, y éstas se secan, y la impresión entonces se transfiere a otra cinta metalizada o lámina. Objeto y logro del objeto Se sabe que los sustratos tales como los productos de vidrio o plástico pueden proporcionarse con capas inorgánicas que, por ejemplo, pueden tener propiedades antiestáticas. En el presente, los recubrimientos por lo general se aplican a la superficie del sustrato por medio de sistemas de laca, que pueden curarse a través de secado o polimerización. Esto da sustratos recubrimientos con propiedades totalmente satisfactorias con respecto a la resistencia a la abrasión y, por ejemplo, la conductibilidad eléctrica.
US 4,571,361 describe cintas metalizadas antiestáticas. En el presente, las cintas metalizadas compuestas de, por ejemplo, acetato de celulosa o tereftalato de polietileno se recubren con sistemas de laca polimerizable que pueden comprender, por ejemplo, partículas de óxido de estaño con antimonio. Esto proporciona cintas metalizadas con recubrimientos resistentes a la abrasión y con resistencias superficiales bajas en el rango más pequeño o igual a 107 O. Los sistemas de laca polimerizable se aplican primero a las cintas metalizadas a través de derrame, reparación galvánica o con laca, y se secan, y entonces se polimerizan a través de exposición a radiación ionizante. Las capas eléctricamente conductoras, con base en sistemas de laca polimerizables, pueden tener la desventaja de adherirse excepcionalmente con firmeza al sustrato y por lo tanto no tienen la capacidad de una idoneidad práctica para un proceso de transferencia. WO 96/40519 describe la producción continua de láminas de plástico con una estructura mate decorativa grabada por medio de laminación por transferencia de una película con superficie decorativa de una cinta metalizada de forro durante el proceso para extruir la lámina de plástico. No obstante, en el presente, las películas poliméricas son transferidas, y no deben encontrarse nada que señale la transferencia de cinta metalizada de capas eléctricamente conductoras sobre una base orgánica.
Un objeto fue proporcionar un proceso que puede extruir cintas metalizadas o láminas compuestas de termoplástico y que pueden aplicar recubrimientos eléctricamente conductores de manera continúa. El recubrimiento eléctricamente conductor de las cintas metalizadas o láminas por lo menos debe tener resistencia de abrasión. El objeto se logra a través de un proceso para producción de cintas metalizadas o láminas compuestas de termoplástico con recubrimiento eléctricamente conductor (antiestático) por medio de los siguientes pasos del proceso: a) Recubrimiento en un solo lado de una cinta metalizada de forro compuesta de un termoplástico con una composición de laca con base en partículas de óxido de silicio y con base en partículas de semiconductor inorgánico en un solvente o una mezcla de solventes que, si es apropiado, puede también comprender un auxiliar de fluencia, por medio de reparación galvánica, pintado por aspersión o tratamiento por inmersión o recubrimiento continuo, y después secado del recubrimiento; b) Extrusión de una pieza extruida de un termoplástico cuya temperatura de ablandamiento es la misma que, o inferior que, la de termoplástico de la cinta metalizada de forro, en una planta de extrusión a
través de un molde de extrusión para láminas o cintas metalizadas con paquete de pulimentación-laminado descendente; c) Unir el lado recubierto de la cinta metalizada de forro y la pieza extruida del termoplástico extruido juntas en el doblez del paquete de pulimentación bajo presión y a una temperatura de laminación que no sea mayor que 5°C abajo del punto de ablandamiento de Vicat del termoplástico extruido, produciendo así un compuesto de la cinta metálica de forro recubierta con la pieza extruida; d) Desprendimiento de la cinta metálica de forro del compuesto a una temperatura que sea inferior al punto de ablandamiento de Vicat del termoplástico extruido por lo menos a 5°C, con lo cual el recubrimiento de la cinta metálica de forro permanece en el termoplástico extruido; e) Enfriamiento del tejido plástico a temperatura ambiente, si esto no ha ocurrido previamente en el paso d) . Funcionamiento de la invención La invención proporciona un proceso para cintas metalizadas o láminas compuestas de termoplástico con recubrimiento eléctricamente conductor (antiestático) , las piezas metálicas y las láminas y su uso.
Métodos de prueba Peso molecular Mw Peso molecular Mw (peso-promedio) por ejemplo se puede determinar a través de cromatografía por permeación con gel o por un método de luz dispersada (véase por ejemplo H.F. Mark y colaboradores, Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, 2a Edición, vol. 10, página 1 y siguientes, J. Wiley, 1989) . Punto de ablandamiento de Vicat El punto de ablandamiento de Vicat (VSP) se determina para DIN 306 B/50. Prueba de arrancamiento Un ejemplo del equipo que puede ser usado para determinar la adhesión del recubrimiento en DIN 53778 prueba de depuración en agua es el probador de depuración en agua M 105/A de Gardner. Resistencia superficial Un ejemplo del equipo que puede ser usado para determinar la resistencia de la superficie del recubrimiento para DIN EN 61302/IEC 61340 es un ohmiómetro SRM-110 de Wolfgang Warmbier. Medida de tamaño de partícula El tamaño de las partículas y la distribución de tamaño de partícula se pueden determinar por medio de un método de extinción por láser. Un Galay-CIS de L.O.T. GmbH se
puede usar en el presente y el método de prueba para la determinación del tamaño de partícula y de la distribución de tamaño de partícula se encuentra en el manual de usuario. El tamaño de partícula medio V50 es la media ponderal en la cual 50% por peso de las partículas tienen valores menores que o iguales a este valor y 50% por peso de las partículas en el presente tienen valores mayores o iguales a este valor. El proceso abarca por lo menos los pasos a) a e) Paso a) del proceso El paso a) del proceso incluye (por lo menos) recubrimiento de un solo dado de una cinta metálica de forro compuesta de un termoplástico con una composición de laca con base en partículas de óxido de silicio y en partículas de semiconductor inorgánico, en particular partículas de óxido de estaño adicionadas con antimonio o indio (partícula de óxido de estaño con indio o partículas de óxido de estaño con antimonio) en un solvente o mezcla de solventes que puede, si es apropiado, también comprender un auxiliar de fluencia. El proceso de recubrimiento de por lo menos un lado puede llevarse a cabo por medio de reparación galvánica, pintado por aspersión o tratamiento por inmersión
(recubrimiento de doble lado) o de preferencia a través de recubrimiento continuo de un solo lado (véase por ejemplo WO
96/40519) . Los métodos mencionados son conocidos para el experto en la técnica. Una vez que la composición de laca se
ha aplicado se seca para dar un recubrimiento sólido eléctricamente conductor o sólido antiestático. Cinta Metálica de Forro La cinta metálica de forro se compone de un termoplástico. Ejemplos de termoplásticos adecuados para la cinta metálica de forro son las poliamidas, policarbonatos, poliestirenos , poliésteres, tales como tereftalato de polietileno (PET) , donde estos también pueden ser modificados con glicol, y tereftalato de polibutileno (PBT) , copolímeros cicloolefínicos (COCs) , copolímeros de acrilonitrilo/ butadieno/ estireno y/o polimetacrilatos . Se prefiere el tereftalato de polietileno. El punto de ablandamiento de Vicat del plástico de la cinta metálica de forro debe ser por lo menos igual que, aunque de preferencia superior que, el del plástico extruido para la cintas metalizadas o láminas, en particular preferiblemente superior por lo menos a 10 °C, en particular superior de 10 a 80°C. Un ejemplo del grosor de la cinta metálica de forro es el rango de 20 µm a < 1 mm, en particular de 20 a 250 µm. El ancho de manera benéfica debe ser por lo menos igual que el de la tela de fusión extruida, aunque también puede ser más ancha o más angosta. Composición de laca para recubrimiento eléctricamente conductor La composición de laca comprende partículas de
óxido de silicio y partículas de semiconductor inorgánico, de preferencia partículas de óxido de estaño inorgánicamente adicionadas o partículas de óxido de indio, en una relación por peso desde 1:9 a 9:1. El tamaño de partícula primario de partículas de semiconductor inorgánico adecuadas (óxidos de metal eléctricamente conductores) se encuentra en el rango de 1 a 80 nm. Las partículas de semiconductor inorgánico también pueden estar presentes en el estado no dispersos como agregados y aglomerados de las partículas primarias y de los agregados, el tamaño de partícula de los aglomerados en el presente es de 2000 nm ó hasta 1000 nm. El tamaño de los agregados es hasta 500 nm, de preferencia hasta 200 nm. El tamaño de partícula media de las partículas de semiconductor inorgánico o de las partículas de óxido de metal primario pueden determinarse con la ayuda de un microscopio electrónico por transmisión y en el caso de las partículas primarias generalmente se encuentran en el margen de 5 a 50 nm, preferiblemente de 10 a 40 nm y en particular preferiblemente de 15 a 35 nm. Otros métodos adecuados para determinar el tamaño de partícula media son el método de absorción de Brunauer-Emmertt-Teller (BET) o la difractometría radiográfica (XRD) . Las partículas primarias pueden estar presentes como agregados o como aglomerados. Los agregados son partículas secundarias unidas de manera durable
por medio de puentes de sinterizar. Los agregados no pueden separarse a través de procesos de dispersión. Ejemplos de partículas de semiconductor inorgánico adecuadas (óxidos de metal) son los nanomateriales de óxido de estaño con antimonio o los nanomateriales de óxido de estaño con indio (ITOs) , que tienen conductividad eléctrica particularmente buena. Las variantes adicionadas de los óxidos de metal mencionados también son adecuadas. Productos apropiados se obtienen en gran pureza por medio del proceso de precipitación o el proceso sol-gel y se pueden obtener comercialmente de diversos productores. Los tamaños de partícula primaria medios se encuentran en el margen de 5 a 80 nm. Los productos comprenden cierta proporción de aglomerados y agregados compuestos de partículas individuales. Los aglomerados son partículas secundarias que se mantienen unidas a través de fuerzas de Van der Waals y pueden separarse a través de procesos de dispersión. Es preferible utilizar una solución coloidal de partículas de Si02. de 1 a 2% por peso de Si02 y 2.5 a 7.5% por peso de otras partículas inorgánicas preferiblemente están presentes en un solvente o mezcla de solvente, que si es apropiado, también comprende auxiliar de fluencia y agua. Por ejemplo, la concentración de auxiliar de fluencia presente puede ser de 0.01 a 2% por peso, preferiblemente de 0.1 a 1% por peso.
Para los fines de la presente invención, el término inorgánico significa que la proporción de carbono en el recubrimiento inorgánico es a lo sumo 25% por peso, preferiblemente a lo sumo 17% por peso y muy en particular preferiblemente a lo sumo 10% por peso, con base en el peso del recubrimiento inorgánico. Esta variable se puede determinar a través de análisis elemental. Los aglutinantes orgánicos, cuando estos son, no obstante, aglutinantes orgánicos exclusivamente no polimerizantes, de preferencia están ausentes, o, si no están presentes en lo absoluto, sólo están presentes en cantidades muy pequeñas, no críticas. Las composiciones de laca que comprenden componentes orgánicos polimerizantes de acuerdo con US 4,571,361 (Kawaguchi y colaboradores, 18 de febrero de 1986) son exclusiones o excepciones, en particular en el sentido del texto de la reivindicación 1 de US 4,571,361. Las composiciones de laca que comprenden ingredientes o, respectivamente, sustancias que tienen enlaces insaturados que cuando se exponen a irradiación pueden iniciar un proceso de polimerización o se polimerizan son por lo tanto exclusiones o excepciones. Los aglutinantes en el sentido de US 4,571,361 que comprenden ingredientes o, respectivamente, sustancias que tienen enlaces insaturados que cuando se exponen a irradiación pueden iniciar un proceso de
polimerización o polimerizarse por lo tanto están ausentes o son exclusiones o excepciones. Las composiciones de laca de acuerdo con US 4,571,361 son inadecuadas para los fines de la invención ya que desarrollan excesiva adhesión por virtud del proceso de polimerización en la cinta metálica de forro y en el proceso de la invención son entonces prácticamente incapaces de transferir a la pieza extruida polimérica. De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, es posible utilizar condensados de silano que comprenden una solución coloidal de partículas de Si02. Estas soluciones se pueden obtener a través del proceso Sol-gel, en particular condensando tetraalcoxisilanos o/y tetrahalosilanos . Las composiciones de recubrimiento acuosas normalmente se preparan a partir de los compuestos de Si02 antes mencionados utilizando agua en cantidad suficiente para hidrólisis, es decir, más que 0.5 mol de agua por de los grupos dirigidos para hidrólisis, por ejemplo grupos alcoxi, para hidrolizar compuestos de órgano silicio, preferiblemente utilizando catálisis acida. Ejemplos de ácidos que pueden agregarse son los ácidos inorgánicos, tales como ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, ácido fosfórico, ácido nítrico, etc., o ácidos orgánicos, tales como ácidos carboxílicos, ácidos sulfónicos, etc., o intercambiadores de iones ácidos,
teniendo por lo general en el presente pH de la reacción de hidrólisis de 2 a 4.5, preferiblemente 3. La composición de recubrimiento de preferencia comprende partículas inorgánicas en la forma de 1 a 2% por peso, preferiblemente de 1.2 a 1.8% por peso, de Si02 y de 2.5 a 7.5% por peso, preferiblemente de 3 a 7% por peso, en particular preferiblemente de 4 a 6% por peso de partículas de óxido de estaño con indio o preferiblemente partículas de óxido de estaño con antimonio en agua como solvente. El pH de preferencia se ha fijado dentro del margen de alcalinidad a fin de que las partículas no se aglomeren. El tamaño de partícula de estas partículas de óxido no es importante, aunque la transparencia es, no obstante dependiente del tamaño de la partícula. El tamaño de las partículas de preferencia es a lo sumo de 300 y en particular se encuentran dentro del margen de 1 a 200 nm, preferiblemente de 1 a 50 nm. La combinación de las partículas de Si02 con las partículas de óxido de estaño con antimonio parece tener un efecto sinergístico que conduce a recubrimientos cuya conductividad eléctrica es particularmente bueno cuando se les compara con recubrimientos que utilizan sólo partículas de óxido de estaño con antimonio. De acuerdo con un aspecto particular de la presente invención, la solución coloidal de preferencia se aplica en pH mayor que o igual a 7.5, en particular mayor que o igual a
8 y en particular preferiblemente mayor que o igual a 9. Las soluciones coloidales básicas son menos caras que las soluciones acidas. Además, es particularmente fácil guardar soluciones coloidales básicas de partículas de óxido, y guardarlas por un período largo. Las composiciones de laca o las composiciones de recubrimiento descritas anteriormente se pueden obtener comercialmente con la marca Ludox® (Grace, Worms) , Levasil® Bayer, Leverkusen) ; Klebosol® (Clariant) . Es preferible que el auxiliar de fluencia mencionado también esté presente a fin de promover buena distribución de las partículas, por ejemplo, en una concentración desde 0.1 a 1% por peso, preferiblemente de 0.3 a 0.5% por peso. La composición de laca se puede mezclar a partir de componentes individuales antes de usar. Como ejemplo, es posible usar una solución de óxido de estaño con antimonio comercialmente disponible o suspensión en agua (solución 1) de concentración de 10 a 15% por peso y mezclar esto con una solución de sílice sol lista para usar (solución 2) y con una solución de diluyente
(solución 3) . La solución de sílice sol puede inicialmente tener una forma concentrada, por ejemplo puede comprender partículas de Si02 en el rango de tamaño de 10 a 100 nm,
preferiblemente de 7 a 50 nm, y puede tomar la forma de una solución acuosa o respectivamente, la suspensión que se ha hecho alcalina y cuya concentración es de 20 a 30%. La solución concentrada puede a su vez ajustarse a la forma de una solución lista para usarse (solución 2) de concentración de aproximadamente 30% en H20. Es preferible agregar un auxiliar de dispersión o un auxiliar de fluencia. Por ejemplo, los surfactantes son adecuados y la adición de [alcohol graso + 3 óxido de etileno, Genapol X 80] se prefiere. La composición de recubrimiento puede incluir otros auxiliares junto con el auxiliar fluencia que tiene grupos aniónicos, ejemplos son los auxiliares de fluencia no iónicos. Entre estos, se da particular preferencia a los etoxilados y en particular es posible en el presente utilizar los esteres, o de otro modo alcoholes y fenoles que tienen grupos etoxi. Entre estos se encuentran los etoxilados de nonilfenol, entre otros. Los etoxilados en particular incluyen de 1 a 20, en particular de 2 a 8 , grupos etoxi. El radical hidrofóbico de los alcoholes etoxilados y los esteres preferiblemente comprende de 1 a 40, preferiblemente de 4 a 22, átomos de carbono, y estos sirven en el presente utilizar ya sea radicales de alcohol y/o éster lineales o de otro modo ramificados.
Los productos de este tipo se pueden obtener comercialmente, por ejemplo con la marca ®Genapol X80. La adición de auxiliares de fluencia no iónicos se restringe a una cantidad que no tiene sustancialmente acción desfavorable en el recubrimiento antiestático. La cantidad agregada a la composición de recubrimiento generalmente será de 0.01 a 4% por peso, en particular de 0.1 a 2% por peso, de uno o más auxiliares de fluencia no iónicos, con base en el peso total de la composición de recubrimiento. Como diluyente (solución 3) , se puede hacer el uso de agua desmineralizada que ha sido ajustada a aproximadamente 9.0 de pH utilizando NaOH. De nuevo en el presente, un auxiliar de fluencia puede favorablemente estar presente. Los auxiliares de fluencia que tienen por lo menos un grupo aniónico son conocidos para los expertos en la técnica, y estos auxiliares de fluencia por lo general tienen grupos carboxi, grupos sulfonato y/o grupos sulfatos. Estos auxiliares de fluencia de preferencia incluyen por lo menos un grupo de sulfonato. Los auxiliares de fluencia que tienen por lo menos un grupo aniónico incluyen auxiliares de fluencia aniónicos y auxiliares de fluencia anfotéricos, que también incluyen un grupo catiónico junto con un grupo aniónico. Entre estos, se da preferencia a los auxiliares de fluencia aniónicos. Usando los auxiliares de fluencia aniónicos es en particular posible productos plásticos
conformables . Los auxiliares de fluencia que tienen por lo menos un grupo aniónico preferiblemente incluyen de 2 a 20, en particular preferiblemente de 2 a 10 átomos de carbono, y el radical orgánico en el presente puede comprender ya sea grupos alifáticos o de otro modo aromáticos. De acuerdo con un aspecto particular de la presente invención, se hace uso de auxiliares de fluencia aniónicos que incluyen un radical de alquilo o de cicloalquilo que tiene de 2 a 10 átomos de carbono. Los auxiliares de fluencia que tienen por lo menos un grupo aniónico pueden tener otros grupos polares, por ejemplo grupos carboxi, tiocarboxi o imino, éster carboxílico, éster carbónico, éster tiocarboxílico, éster ditiocarboxílico, éster tiocarbónico, éster ditiocarbónico y/o ditiocarbonamida. Particularmente es preferible utilizar auxiliares de fluencia de la fórmula (I)
en la cual X es independientemente un átomo de oxígeno o de azufre, Y es un grupo de la fórmula OR2, SR2 ó NR2, en la cual R2 es independientemente un grupo alquilo que tiene de 1 a 5 , preferiblemente de 1 a 3 , átomos de carbono, y R3 es un grupo
alquileno que tiene de 1 a 10, preferiblemente de 2 a 4 , átomos de carbono, y M es un catión, en particular un ion metálico álcali, en particular potasio o sodio o un ion de amonio . Con base en el peso total de la composición de recubrimiento de 0.01 a 1% por peso, en particular de 0.03 a 0.1% por peso, de uno o más auxiliares de fluencia que tiene por lo menos un grupo aniónico generalmente se agregarán a la composición de recubrimiento. Los compuestos de este tipo pueden en particular obtenerse de Raschig AG con la marca Raschig OPX® ó Raschig DPS®, y en una concentración desde 0.1 a 1% por peso, preferiblemente de 0.4 a 0.6% por peso, por ejemplo. A fin de obtener una composición de recubrimiento lista para usar, de preferencia debe empezarse mezclando las soluciones 2 y 3, por ejemplo en una relación de 1:1 a 1:2, por ejemplo 1:1.5 y después mezclar la mezcla con la solución 1 en una relación de aproximadamente 1:1. Secado de la composición de laca en la cinta metálica de forro Una vez que la cinta metálica de forro se ha recubierto por medio de reparación galvánica, pintado por aspersión, tratamiento por inmersión o recubrimiento continuo, la composición de laca se seca. Esto puede llevarse a cabo por ejemplo en una temperatura que varía entre 50 y
200°C, preferiblemente de 80 a 120°C, y la temperatura en el presente necesita ser apropiada a la resistencia térmica de la cinta metálica de forro. Un tiempo de secado de 0.1 a 5 horas, preferiblemente de 2 a 4 horas, normalmente es suficiente para obtener un recubrimiento casi completamente duro. Después de la fase de secado, una fase de reposo, por ejemplo de 12 a 24 horas a temperatura ambiente, se puede insertar a fin de asegurar el endurecimiento completo antes de dar otro uso a la cinta metálica de forro. Debido a que la capa de laca ha sido producida a partir de una solución que tiene un contenido de sólidos compuesto de partículas inorgánicas, el recubrimiento se compone de una red tridimensional continua que está compuesta de estructura de forma esférica y necesariamente tiene cierto contenido de cavidades. Esta estructura en principio se conoce a partir de EP-A 0 193 269. Paso b) del proceso El paso b) del proceso incluye la extrusión de un pieza extruida de un termoplástico cuyo punto de ablandamiento es el mismo que, o inferior a, el del termoplástico de la cinta metálica de forro, en una planta de extrusión a través de un molde de extrusión de ranura para laminar o cintas metalizadas con paquete de pulimentación-laminación descendente. Plástico extruido
El termoplástico extruido de preferencia es termoplástico amorfo, en particular metacrilato de polimetilo, metacrilato de polimetilo modificado por choque, un policarbonato, un poliestireno, un plástico de acrilonitrilo de estireno, cloruro de polivinilo, poliolefina transparente, un plástico de acronitrilo-butadieno-estireno (ABS) ó una mezcla (combinación) de diversos termoplásticos. El termoplástico extruido amorfo particularmente es de preferencia un metacrilato de polimetilo cuyo punto de ablandamiento de Vicat se encuentra entre 85 y 110 °C, mientras que la temperatura de laminación usada es de 80 a 140°C. Los plásticos de metacrilato de polimetilo son homopolímeros o copolímeros compuestos de por lo menos 80% por peso de metacrilato de metilo y, si es apropiado, hasta 20% por peso de otros monómeros copolimerizables con metacrilato de metilo. En particular, los metacrilatos de polimetilo están compuestos desde 80 a 100% por peso, preferiblemente desde 90 a 99.5% por peso, de unidades de metacrilato de metilo polimerizadas por una vía de radicales libres y, si es apropiado, desde 0 a 20% por peso, preferiblemente desde 0.5 a 10% por peso, de otros comonómeros capaces de polimerización por radicales libres, por ejemplo metacrilatos de alquilo con 1 a 4 átomos de carbono, en particular acrilato de metilo, acrilato de etilo
o acrilato de butilo. La masa molar promedio (peso-promedio) Mw de la matriz de preferencia se encuentra en el rango de 90,000 a 200,000 g/mol, en particular de 100,000 a 150,000 g/mol (Mw determinándose por medio de cromatografía por permeación con gel con referencia al metacrilato de polimetilo como la norma de calibración) . Como ejemplo, la masa molar Mw se puede determinar a través de cromatografía por permeación con gel o por un método de dispersión de luz (véase, por ejemplo, H.F. Mark y colaboradores, Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, 2a Edición, vol. 10, página 1 y siguientes, J. Wiley, 1989) . Un copolímero preferido se compone desde 90 a 99.5% por peso de metacrilato de metilo y desde 0.5 a 10% por peso de acrilato de metilo. Los puntos de ablandamiento de Vicat VSP (ISO 306-B50) se pueden encontrar en el rango de por lo menos 90 °C, preferiblemente de 95 a 112 °C. Coextrusión En casos individuales, puede ser conveniente otra mejora en la adhesión o en la durabilidad de la adhesión del recubrimiento eléctricamente conductor. El termoplástico utilizado puede ser un factor limitante en el presente. En ese caso, otra capa de otro termoplástico puede aplicarse por medio coextrusión del plástico en cuestión, en aquel lado que se quiere para la transferencia del recubrimiento eléctricamente conductor. Usando este método, es posible
tomar un primer plástico en el cual, para una aplicación particular, las propiedades del material no logran una cierta adhesión o durabilidad de la adhesión del recubrimiento eléctricamente conductor y aplicar una capa que está compuesta de un segundo plástico y que permite mejor adhesión o durabilidad de adhesión del recubrimiento eléctricamente conductor y cumple de ese modo con el aumento de requisitos. Particularmente buena transferencia o adhesión del recubrimiento eléctricamente conductor se logra en particular con plásticos cuyo punto de ablandamiento de Vicat es igual a o inferior a 120°C. Los plásticos dentro de este rango por lo tanto tienen particularmente buena idoneidad como capas de coextrusión en plásticos con punto de ablandamiento de Vicat mayor que 120°C. Las combinaciones de plástico respectivas en el presente tienen como fin la adhesión adecuada entre sí. La adhesión entre las dos capas puede medirse por medio de una máquina de prueba universal (máquina de prueba de tracción) , separando las dos capas una de otra en una configuración de prueba de pelado con probeta angular de 180°. Para esto, las muestras de preacondicionan durante 16 horas a 23 °C y 50% de humedad relativa. La prueba se lleva a cabo bajo las mismas condiciones. El ensayo de pelado con probeta angular de 180° es conocido para el experto en la técnica o para los practicantes del análisis. El ancho de la tira de muestra de
prueba es de 15 mm. La velocidad de prueba es 100 mm/min. La fuerza promedio se determina durante la separación progresiva de las dos capas. La adhesión adecuada de las capas coextruidas puede por ejemplo estar presente cuando los valores medidos para esta fuerza de pelado son mayores que o iguales a ÍN, mayores que o iguales a 5N, mayores que o iguales a 15N ó mayores que o iguales a 30N. Planta de extrusión La planta de extrusión incluye en particular un molde de extrusión de ranuras para láminas o cintas metalizadas y un paquete de pulimentación-laminación descendente . Una planta de extrusión es entre otras cosas un extrusor en el cual el plástico para las láminas o cintas metalizadas se funde primero en la forma de bolitas y, como masa fundida, se transporta por medio de un sistema de transportador de tornillo sinfín en el molde extrusión de ranuras. En el molde extrusión de ranuras, la masa fundida de plástico se distribuye a través de lo ancho antes de que la masa fundida a su vez emerja como pieza extruida del molde de extrusión de ranuras. Utilizando el método conocido por si mismo en el presente, es posible aplicar condiciones de proceso, temperatura y rendimientos adecuados para el plástico respectivo o para adaptar procedimientos a partir de aquellos conocidos para los expertos en la técnica. Las
plantas de extrusión apropiadas son bien conocidas (véase DE-A 37 41 793M EP 0 418 681 A2 ) . La pieza extruida emergente entra al doblez del paquete de pulimentación que se forma por dos rodillos opuestos, el paquete de rodillos de pulimentación. Debido a que el doblez de paquete de pulimentación se fija para ser más angosto que la pieza extruida, la pieza extruida se alisa bajo presión en el doblez. Los rodillos simultáneamente tienen la tarea de enfriar la pieza extruida de manera controlada, y por lo tanto tienen por lo general control de temperatura. La corriente descendente del doblez paquete de pulimentación puede ser lo que se conoce como un calibrador, que enfría la pieza extruida abajo del punto de ablandamiento. El equipo de calibrador se conoce por ejemplo de DE-C 32 44 953 (= EP-B 0 158 951) o de DE 198 04 235 (= EP-A 0 936 052) . La pieza extruida continuamente emergente puede enrollarse como cinta metálica o, en el caso de las láminas puede cortarse apropiadamente a lo largo. Paso c) del proceso El paso c) del proceso incluye unir juntas el lado cubierto de la cinta metálica de forro y la pieza extruida del termoplástico extruido en el doblez del paquete de pulimentación y a una temperatura de laminación que no es mayor que 5°C abajo del punto de ablandamiento de Vicat del termoplástico extruido, y que es preferiblemente arriba del
punto de ablandamiento de Vicat del termoplástico extruido, produciendo así un compuesto de cinta metálica de forro recubierta con la pieza extruida. El método para unir el lado recubierto de la cinta metálica de forro y la pieza extruida del termoplástico extruido juntas en el doblez del paquete de pulimentación consta en alimentar la cinta metálica de forro en el doblez. Por virtud de las fuerzas en el doblez, el lado recubierto de la cinta metálica de forro y un lado de la pieza extruida se presionan juntas en el doblez. Esto produce un compuesto de la cinta metálica de forro recubierta con la pieza extruida. Como por ejemplo, la temperatura de la pieza extruida cuando sale del molde de extrusión de ranuras puede encontrarse en el rango de 200 a 280°C. La temperatura en la cual el paquete de pulimentación se ha fijado o la temperatura de laminación, es decir, ya sea la temperatura de ambos rodillos de paquete de pulimentación o la temperatura por lo menos del rodillo en el lado de la cinta metálica de forro en el proceso, no es más de 5°C abajo del punto de ablandamiento del Vicat del termoplástico extruido. La temperatura del rodillo en el lado de la cinta metálica de forro en el proceso, o de ambos rodillos, es de preferencia por lo menos la temperatura del punto de ablandamiento de Vicat de termoplástico extruido, o es 5, 10, 15, 20 ó 30°C arriba del mismo, o de 5 a 30°C arriba de los anteriores. Si
sólo la temperatura del rodillo en el lado de la cinta metálica de forro en el proceso se ajusta de manera apropiada, la temperatura del rodillo contrario de preferencia debe diferir en no más de 30 °C de aquel del rodillo que tiene control de temperatura según la invención. En el caso de la extrusión de cintas metalizadas cuyo espesor es menor que 1 mm, por ejemplo de 50 a 500 µm, es preferible que rodillos de paquete de pulimentación tengan un control de temperatura apropiado. En el caso de láminas cuyo espesor de 1 mm o más, la temperatura del rodillo del lado de la pieza extruida en el proceso es en general relativamente no crítica. El control de temperatura del paquete de pulimentación o de la temperatura de laminación del paquete de pulimentación mantiene la pieza extruida en una condición viscosa en la cual los polímeros probablemente en alguna medida entrelazados con la capa eléctricamente conductora de la cinta metálica de forro. Este enlace es en general que la adhesión de la capa eléctricamente conductora con la cinta metálica de forro. Paso d) del proceso En el paso d) del proceso, cinta metálica de forro se desprende del compuesto en una temperatura de fusión que está abajo del punto de ablandamiento del Vicat del termoplástico extruido en por lo menos 10 °C, preferiblemente de 20 a 50 °C. El recubrimiento de la cinta metálica de forro
en el presente permanece en el termoplástico extruido, o es transferido al mismo, las temperaturas antes mencionadas se presentan inmediatamente después del doblez o de otro modo a cierta distancia del doblez. La cinta metálica de forro puede llevarse a cabo inmediatamente que se ha llegado al paquete de pulimentación o de preferencia no hasta cierta distancia de que el paquete de pulimentación o el doblez han sido alcanzados. Por ejemplo, la cinta metálica de forro puede desprenderse a una distancia desde 10 a 100 cm hacia abajo del doblez por medio de un rodillo reflector cuando la temperatura de fusión está debajo del punto de ablandamiento de Vicat del termoplástico extruido desde aproximadamente 20 a 50 °C. El desprendimiento en esta región o límites de temperatura son benéficos para la confiabilidad del proceso. No obstante, la cinta metálica también, si es apropiado, desprenderse de la tela enfriada de cinta metálica o de lámina . Paso e) del proceso En el paso e) del proceso, la tela de plástico se enfría a temperatura ambiente, por ejemplo, debajo de 50 °C, ó de 20 a 40°C, si esto no ha ocurrido previamente en el paso d) . Esto da cintas metalizadas o láminas con recubrimiento eléctricamente conductor y por ejemplo, un paso de acabado puede seguir a través de enrollamiento de la cinta metálica o corte a longitud de las láminas para dimensiones
comercialmente disponibles. Recubrimiento de doble cara El recubrimiento puede, si se requiere, ser un proceso además de doble cara, que consta de alimentar cinta metálica de forro apropiadamente recubiertas en ambos lados del doblez del paquete de pulimentación de una manera correspondiente a algo como una imagen de espejo y transferir las capas a ambos lados de la pieza extruida. Cintas metalizadas y láminas La invención proporciona una cinta metálica o lámina extruida capaz de producción a través del proceso de la invención, que se caracteriza en que está compuesta de un termoplástico y un recubrimiento eléctricamente conductor cuya resistencia superficial es menor que o igual a 1010 O, donde el incremento en esta resistencia superficial después de 5000 ciclos de una prueba de escobilla para DIN 53 778 es no mayor que una potencia de diez. Por ejemplo, el espesor de las cintas metalizadas puede estar en el margen de 50 µm a < 1 mm, en particular de 60 a 250 µm. Como ejemplo, el espesor de las láminas puede encontrarse en el margen de 1 mm a 200 mm, en particular de 3 a 30 mm. Las dimensiones convencionales de ancho y longitud para láminas y cintas metalizadas se encuentran en el margen
de 500 a 2000 x 2000 a 6000 mm (ancho x longitud) . El proceso de recubrimiento inorgánico puede llevarse a cabo en uno o más lados, como una función de la aplicación de interés. El producto plástico obtenible por el proceso de invención tiene un recubrimiento eléctricamente conductor cuya resistencia superficial es menor que 1010 O, preferiblemente mayor que o igual que 109 O, pero menor que 1010 O, particularmente de preferencia mayor que o igual a 108 O pero menor que 109 O, en particular mayor que o igual a 107 O aunque menor que 108 O, específicamente mayor que o igual a 106 O pero menor que 107 O. Como ejemplo, la resistencia superficial de recubrimiento puede determinarse para DIN EN 613402/IEC 61340 utilizando un ohmiómetro SRM-110 de Wolfgang Warmbier. Este tipo de dispositivo de medición normalmente indica un valor por ejemplo menor que 1010 O para la resistencia superficial, y lo que esto significa es mayor que o igual a 109 O pero menor que 1010 O. Ningún efecto de Tyndall que indique calima es perceptible. Los efectos de interferencia por colores que indican distribución de capa no uniforme no pueden percibirse, o apenas si pueden percibirse, en las superficies recubiertas . El producto plástico de preferencia se compone de
un metacrilato de polimetilo, es decir de un polímero principalmente compuesto de metacrilato de metilo o de un poliestireno. El plástico puede comprender aditivo y auxiliares tales como modificadores por choque, pigmentos, rellenos, absorbedor de rayos ultravioleta, etc. El producto plástico también puede ser traslúcido o transparente. El espesor de capa del recubrimiento eléctricamente conductor se encuentra en el margen de 200 a 5000 nm, preferiblemente de 250 a 1000 nm, de preferencia particularmente en el margen de 300 a 400 nm. El aumento de la resistencia superficial de la superficie eléctricamente conductora, inorgánicamente recubierta de la cinta metálica o lámina después de 5000 ciclos de una prueba de escobilla para DIN 53 778 no es más que una potencia de diez. En particular, los ejemplos de los valores que pueden obtenerse después de una prueba de escobilla no son más que mayores que o iguales a 1010 O pero menores que 1011 O, preferiblemente no más que mayores que o iguales a 109 O pero menores que 1010 O, particularmente de preferencia no más que mayores que o igual a 108 O pero menores que 109 O, en particular no más que mayor a o igual a 107 O pero menor que 108 O, y muy particularmente de preferencia no más que mayor que o igual a 106 O pero menor que 107 O. Un ejemplo del equipo que se puede usar para
determinar la adhesión del recubrimiento a través de la prueba de depuración en agua para DIN 53 778 es un probador de depuración en agua M 105/A de Gardner. Como ejemplo, las películas o láminas de la invención se pueden utilizar para alojamientos, de equipo, o para cintas metalizadas de laminación, para laminación de componentes que van a ser usados en cuartos limpios, por ejemplo en laboratorios microbiológicos, en hospitales, o en cuartos para producción de pastillas o chips de computadoras para cubiertas de máquina, para incubadoras, para pantallas, para pantallas de visualización y coberturas de pantallas visualizadoras, para pantallas de proyección inversa, para aparatos médicos y para dispositivos eléctricos. La cinta metálica o lámina de la invención pueden proporcionarse con otras capas en el lado opuesto al recubrimiento eléctricamente conductor. Las otras capas se pueden aplicar posteriormente a través de recubrimiento por laca o extrusión, o de otro modo durante el proceso de extrusión de la invención a través de laminación o coextrusión. Las otras capas pueden proporcionar funcionalidades que van más allá de la conductibilidad eléctrica, por ejemplo coloración, resistencia a rayones, o resistencia mecánica. Efectos benéficos de la invención El proceso de la invención permite la producción
continua de cintas metalizadas o láminas en el proceso de extrusión con recubrimiento eléctricamente conductor. Las cintas metalizadas o láminas difieren en la estructura interior del recubrimiento eléctricamente conductor de los recubrimientos de la técnica anterior, porque a consecuencia del contacto íntimo del recubrimiento con la pieza extruida en estado fundido es que ocurre entrelazamiento molecular o interpenetración. Por lo tanto, el recubrimiento es muy resistente a la abrasión. El recubrimiento transferido del sustrato recubierto al producto plástico polimérico durante su polimerización es de alta calidad. Ningún efecto Tyndall, que indicaría calima, es perceptible. Los efectos de interferencia arco iris que indican distribución no uniforme de las capas no es perceptible, o apenas se pueden percibir, en la superficie recubierta. La resistencia a la abrasión es aceptable a buena. Ejemplos Ejemplo 1 (invención) 25 partes por peso de sílice sol aniónico
(contenido de sólidos 30%; Levasil® obtenible de Bayer AG) con 0.4 partes por peso de un alcohol de ácido graso etoxilado (® Genapol X80) se elaboraron para preparar 100 partes por peso con agua desmineralizada y se mezclaron en una relación de 1:1.5 con una solución compuesta de 0.5
partes por peso de la sal de potasio del éster 3 -sulfopropilo de ácido O-etil-ditiocarbónico; ® Raschig OPX obtenible de Raschig AG se preparó con solución acuosa de NaOH en 9.5 de pH para dar 100 partes por peso. 50 partes por peso de esta primera solución se mezclaron con 50 partes por peso de una solución de óxido de estaño con antimonio (12 % de concentración en agua; obtenible de Leuchtstoffwerk Breitungen GmbH) . La laca resultante se recubrió entonces mediante proceso manual de reparación galvánica en una cinta metálica con espesor de 50 µm compuesta de tereftalato de polietileno (PET, ® Melinex 401 obtenible de DuPont Teijin Films) . La resistencia superficial mostrada por el lado recubierto de la cinta metálica después del proceso de recubrimiento fue < 107O. La cinta metálica resultante se introdujo entonces durante la producción de una lámina de espesor de 3 mm compuesta de metacrilato de polimetilo (PMMA, copolímero compuesto de 96% de metacrilato de metilo y 4% por peso de acrilato de metilo con un punto de ablandamiento de Vicat 103°C de acuerdo con Campus 4.5, medido a 10°C/min.) en una planta de extrusión con molde ranura, en el doblez del paquete de pulimentación, junto con el PMMA extruido, dirigiéndose entonces el lado recubierto hacia el PMMA. El molde de ranura se controló a temperatura de 260 °C. El
diámetro de los rodillos que forman el doblez de pulimentación fue 100 mm y estos tenían una temperatura controlada a 110 °C. La velocidad de despegue para las láminas resultantes fue 0.5 m/min. Una vez que el compuesto llegó a temperatura ambiente, la cinta metálica de forro compuesta de PET desprendió a su vez. El recubrimiento se transfirió de la cinta metálica a la lámina de PMMA. La resistencia superficial mostrada por el lado recubierto de la lámina después del proceso de recubrimiento fue mayor que o igual a 106O y menor que 107O. Las láminas recubiertas de ese modo se sometieron entonces a la prueba de depuración en agua para DIN 53778 e incluso después de 5000 ciclos su resistencia superficial permaneció siendo mayor que o igual a 107O y menor que 108O. La lámina mostró buenas propiedades ópticas. Ejemplo Comparativo 1 El Ejemplo 1 se repitió, aunque esta vez la temperatura de los rodillos del paquete de pulimentación se redujo a 90 °C. La resistencia superficial mostrada por el lado recubierto de la lámina después del proceso de recubrimiento fue mayor que o igual a 106O y menor que 107O, y su calidad óptica fue comparable con la del Ejemplo 1. La adhesión del recubrimiento probó tener durabilidad similar a la del ejemplo 1 y su resistencia superficial después de 5000 ciclos fue de igual modo mayor
que o igual a 108O y menor que 109O. Ejemplo 2 (de la invención) El Ejemplo 1 se repitió, pero esta vez la temperatura del molde de ranura se redujo a 240°C. La resistencia superficial mostrada por el lado recubierto de la lámina después del proceso de recubrimiento fue mayor que o igual a 106O y menor que 107O, y su calidad óptica fue comparable con la del Ejemplo 1. La adhesión del recubrimiento probó tener una durabilidad similar a la del Ejemplo 1 y su resistencia superficial después de 5000 ciclos fue de igual manera mayor que o igual 107O y menor que 108O. Ejemplo comparativo 2 El Ejemplo 2 se repitió, pero esta vez la temperatura de los rodillos del paquete de pulimentación se redujo a 90°C. La resistencia superficial mostrada por el lado recubierto de la lámina después del proceso de recubrimiento fue mayor que o igual a 106O y menor que 107O y su calidad óptica fue comparable con la del Ejemplo 1. La adhesión del recubrimiento probó ser considerablemente menos durable que la del Ejemplo 2 y su resistencia superficial después de 200 ciclos fue mayor que o igual a 1010O y menor que 1011O.