ES2175946T5

ES2175946T5 - Procedimiento de obtención continua, sin disolventes y sin masticación, de masas autoadhesivas sensibles a la presión, basadas en elastómeros no termoplásticos, así como de su aplicación en forma de recubrimiento para fabricar artículos autoadhesivos.

Info

Publication number: ES2175946T5
Application number: ES99906236T
Authority: ES
Inventors: Axel Burmeister; Sven Hansen; Frank Henke; Ralf Hirsch; Heiko Leydecker; Klaus Massow; Jochen Stähr
Original assignee: Tesa SE
Current assignee: Tesa SE
Priority date: 1998-02-18
Filing date: 1999-02-13
Publication date: 2011-05-05
Anticipated expiration: 2019-02-13
Also published as: DE59901494D1; US6780271B1; JP4399111B2; EP1056584B1; WO1999042276A1; EP1056584A1; DE19806609A1; EP1056584B2; JP2002503567A; ES2175946T3

Abstract

Procedimiento de fabricación en continuo, sin disolventes y sin masticación, de masa autoadhesivas (14) basadas en elastómeros no termoplásticos en una máquina que trabaja en continuo y posee una zona de alimentación (2) y una zona de fabricación de compuesto (5), que consta de a) introducción de los componentes sólidos de la masa autoadhesiva (14), como son elastómeros y resinas, en la zona de alimentación (2) de la máquina, eventualmente introducción de cargas de relleno, colorantes y/o reticulantes, b) transporte de los componentes sólidos de la masa autoadhesiva (14) de la zona de alimentación (2) a lazona defabricación de compuesto (5), c) adición de los componentes líquidos de la masa autoadhesiva, como son los plastificantes, reticulantes y/o otras resinas de pegajosidad, a la zona de fabricación del compuesto (5), d) fabricación de una masa autoadhesiva homogénea (14) en la zona de fabricación de compuesto (5) y e) descarga de la masa autoadhesiva.

Description

La presente invención se refiere a un procedimiento de obtención continua, sin disolventes y sin masticación, de masas autoadhesivas sensibles a la presión, basadas en elastómeros no termoplásticos, utilizando resinas de pegajosidad, plastificantes habituales del caucho, eventualmente cargas de relleno y reticulantes termoactivables y a su aplicación para fabricar artículos autoadhesivos, en especial cintas autoadhesivas de altas prestaciones. 10

Para el perfil de exigencias técnicas de los sistemas adhesivos sensibles a la presión y los correspondientes artículos adhesivos fabricados con ellos son de gran importancia dos fenómenos físicos, a saber, la adhesión y la cohesión de las capas del adhesivo. En el lenguaje técnico del sector, se entiende por adhesión tanto la fuerza adhesiva inmediata (tack) como la fuerza de resistencia al pelado (peelstrength) y que, por definición, describe los 15 términos de “autoadhesivo”, “adhesivos permanentes” y/o “cintas adhesivas sensibles a la presión”, es decir, el pegado permanente después de aplicar una “ligera presión inicial” (“pressure sensitive adhesives”).

Estas características se logran en particular con adhesivos permanentes basados en caucho natural al que se agregan resinas de pegajosidad (tackifier) y plastificantes de pesos moleculares relativamente bajos. 20

La segunda ventaja de los adhesivos permanentes es por definición que, después del uso, pueden volver a soltarse fácilmente sin dejar restos. Este comportamiento se debe en gran manera a las fracciones de caucho de alto peso molecular que intervienen como componente elastómero y confieren al sistema la firmeza necesaria en forma de cohesión (firmeza interna) para resistir los esfuerzos de cizallamiento, propiedad muy significativa sobre todo en 25 caso de usar los productos a temperaturas elevadas y/o a temperaturas elevadas. Mediante una reticulación adicional, por ejemplo la provocada por radiación ionizante, componentes resínicos reactivos u otros reticulantes químicos, puede potenciarse todavía más esta propiedad.

Las prestaciones de un adhesivo permanente dependerán por tanto en gran manera de la relación equilibrada que 30 exista entre sus propiedades de adhesión y de cohesión y también de la compatibilidad, homogeneidad y estabilidad de la mezcla de los componentes materiales de peso moleculares medios extremadamente altos y relativamente bajos, lo cual puede lograrse con relativa facilidad en el caso de fabricación en masa en las máquinas mezcladoras y amasadoras habituales del sector, con empleo simultáneo de disolventes.

35

En cambio, la fabricación de compuestos sin disolventes y su procesado en forma de masas autoadhesivas solamente ha logrado importarse en el caso de la aplicación en forma de elastómeros fusibles, también llamados termoplásticos.

El proceso de fabricación de la masa se realiza por lo general en extrusoras de doble husillo con una temperatura 40 de masa relativamente alta, mientras que el recubrimiento se efectúa normalmente con boquillas planas.

La ventaja que supone el uso de elastómeros termoplásticos estriba fundamentalmente en la simplificación del proceso de extensión o recubrimiento. Al prescindir de disolventes inflamables resultan también innecesarias las instalaciones de secado de alto consumo energético para evaporar y recuperar los disolventes así como el uso de 45 instalaciones eléctricas antideflagrantes. Las instalaciones de recubrimiento de “hotmelts” son compactas y permiten velocidades mucho mayores de extensión con rasqueta. Además, esta tecnología es ecológica, sin emisiones de disolventes. Según el estado de la técnica actual, para la fabricación de compuestos de elastómeros termoplásticos sin disolventes se utilizan ante todo copolímeros de bloque con segmentos de poliestireno. La ventaja de este tipo de compuestos estriba en que los segmentos de poliestireno que existen en el polímero 50 reblandecen por encima de los 100ºC, con lo cual disminuye en gran manera la viscosidad de la masa adhesiva y de esta manera se logra un procesado muy fácil. Una vez se ha enfriado a temperatura ambiente, los segmentos de poliestireno se vuelven a formar, confiriendo a los adhesivos permanentes basados en elastómeros termoplásticos una cierta resistencia al cizallamiento.

55

Los elastómeros termoplásticos pueden prepararse en forma de compuestos por extrusión con resinas de hidrocarburos que incrementan la pegajosidad, el resultado es impecable. De esta manera se logra con relativa facilidad el nivel deseado de fuerza adhesiva. Sin embargo, los adhesivos permanentes obtenidos son sensibles a temperaturas superiores a los 40ºC. Para las cintas autoadhesivas fabricadas con esta base es crítico este comportamiento de “fluencia” remanente en lo referente a una estabilidad al almacenaje ilimitado (bloqueo de las 60 bobinas apiladas, en especial cuando se transportan en zonas climáticas cálidas) y en lo referente a la aplicación en temperaturas elevadas de trabajo (por ejemplo en forma de cintas protectoras, empleadas durante el pintado de los automóviles, en cuyo caso tales cintas pierden su idoneidad para el uso incluso después de someterse a una

reticulación final, es decir, el adhesivo permanente se reblandece y ya no se garantiza una resistencia suficiente al cizallamiento para poder fijar los papeles que actúan como máscara protectora).

Por esta razón, los adhesivos fusibles permanentes conocidos, basados en copolímeros de bloque, solamente han podido imponerse como cintas de embalaje y como etiquetas que vayan a utilizarse a temperatura ambiente.

5

En cambio, con los elastómeros no termoplásticos, por ejemplo los de caucho natural, pueden lograrse las resistencias requeridas al cizallamiento, pero la fabricación y procesado sin disolventes de los adhesivos permanentes de caucho natural plantea a los técnicos unos problemas que hasta ahora no se han podido resolver.

Debido a las fracciones de caucho de peso molecular extremadamente elevado (Mw  1 millón), las masas auto-10 adhesivas sin disolventes resultan improcesables en la tecnología de los adhesivos permanentes fusibles, a menos que los cauchos empleados se sometan previamente a una degradación (descomposición) intensa para reducir su peso molecular, pero a raíz de esta degradación resulta también mermada su idoneidad para la fabricación de masas autoadhesivas de grandes prestaciones.

15

El proceso controlado e intencionado de degradación del caucho efectuado en la industria por acción combinada de esfuerzos de cizallamiento, temperatura y oxígeno del aire se denomina “masticación” (inglés: mastication) en la bibliografía técnica y normalmente se efectúa en presencia de auxiliares químicos que en la bibliografía técnica se conocen con los nombres de auxiliares de masticación o “peptizer”, más raramente se han llamado también “plastificantes químicos”. La etapa de masticación es necesaria en la tecnología del caucho para lograr una mejor 20 absorción de los aditivos.

La masticación debe considerarse como algo totalmente distinto de la degradación (inglés: degradation) o descom-posición que se produce en la masa fundida como consecuencia de las operaciones habituales efectuadas con polímeros sin disolventes, como puedan ser la preparación de mezclas, el acarreo y el recubrimiento. 25

La degradación incontrolada constituye a menudo un fenómeno molesto. Sin embargo, puede mantenerse dentro de límites reducidos creando una atmósfera de gas inerte.

Se han descrito diversos métodos de fabricación y procesado de adhesivos permanentes de caucho sin disolventes. 30

En la patente CA-698 518 se describe un procedimiento de fabricación en masa por adición de grandes porciones de plastificante y/o al mismo tiempo masticación intensa del caucho. Con este procedimiento pueden lograrse adhesivos permanentes de fuerza adhesiva extraordinaria, pero debido a la presencia de una fracción relativamente alta de plastificante o a la gran degradación de la estructura molecular del elastómero hasta quedar en un peso 35 molecular promedio Mw  1 millón, surgen problemas para alcanzar una resistencia al cizallamiento que sea suficiente para la aplicación, por más que seguidamente se efectúe una reticulación más intensa.

El uso de mezclas de polímeros, en las que el caucho natural no termoplástico se acompaña de copolímeros de bloque en una proporción de 1:1, constituye básicamente una solución de compromiso que no satisface porque no 40 aporta ni una gran resistencia al cizallamiento en caso de usar las cintas autoadhesivas a temperatura elevada, ni una mejora notable con respecto a las propiedades descritas en la patente.

El documento JP 07 324 182 A2 describe un procedimiento de varias etapas en el que una cinta adhesiva por ambas caras posee una capa adhesiva permanente basada en un adhesivo de resina acrílica y una segunda capa 45 de una mezcla de elastómero de isopreno-estireno, caucho natural y una resina de hidrocarburo no reactiva (Arkon P 100). Esta cinta actúa como cinta para la colocación de alfombras, en cuyo caso no se plantean exigencias elevadas de resistencia al cizallamiento a temperaturas elevadas.

Se describe también el uso de elastómeros no termoplásticos en el documento JP-07 331 197, en cuyo caso se 50 recurre a un caucho natural reactivo con isocianatos (poliisopreno injertado con ésteres de ácido maleico) de un peso molecular inferior a 1 millón junto con resinas de hidrocarburo alifático no reactivas, este caucho se reticula con isocianatos (por ejemplo con Desmodur CT), para lo cual se prerreticula mezcla a 150ºC durante cinco minutos, se extiende con rasqueta sobre una lámina de PET y se reticula definitivamente a 180ºC durante varios minutos (por ejemplo 15 minutos). Este procedimiento pone de manifiesto lo difícil que es lograr una buena reticulación 55 definitiva cuando el caucho natural ha sido objeto de una fuerte degradación durante el proceso de fabricación.

En la solicitud de patente JP-07 278 509 se solicita patente para una cinta autoadhesiva, en la que el caucho natural se ha masticado hasta quedar con un peso molecular medio Mw entre 100.000 y 500.000 con el fin de lograr una mezcla homogénea y aplicable a rasqueta del caucho con resinas de hidrocarburo, de colofonia, de derivados y 60 de terpenos, que pueden aplicarse fácilmente entre 140 y 200ºC y presentan una viscosidad de 10 a 50 x 103 cps, idónea para la extensión con rasqueta, pero que después exigen una dosis ESH extremadamente alta (40 Mrad) si se quiere garantizar la resistencia al cizallamiento que requiere el uso práctico. El sistema apenas es viable para

materiales de soporte, tales como papeles impregnados y/o encolados o soportes textiles de tipo celulosa, etc., ya que las grandes dosis de radiación requeridas dañan seriamente el soporte.

En las patentes WO 94 11 175, WO 95 25 774, WO 97 07 963 y también US-5,539,033, US-5,550,175 se describe con detalle el uso de cauchos exclusivamente no termoplásticos como componente elastómero de la formulación de adhesivos permanentes, debido la consiguiente reducción de costes que permiten por ejemplo los cauchos 5 naturales con respecto a los copolímeros de bloque del mercado, y debido a las propiedades excelentes, sobre todo la resistencia al cizallamiento del caucho natural y de los cauchos sintéticos equivalentes. En dichos documentos se describen los aditivos usuales de la técnica de los adhesivos permanentes, como son las resinas de pegajosidad (tackifier), los plastificantes y las cargas de relleno.

10

El procedimiento de fabricación publicado en cada caso se basa en una extrusora de doble husillo que, a través de los parámetros elegidos para el proceso, la masticación del caucho y la posterior adición gradual de los distintos aditivos, con una curva de temperaturas adecuada, permite la fabricación de un compuesto que es una mezcla homogénea de adhesivo permanente.

15

Se describe con detalle la etapa de masticación del caucho, que se realiza antes del proceso de fabricación propiamente dicho. La masticación es necesaria y característica del procedimiento elegido, porque es imprescindible en la tecnología elegida para la posterior incorporación de los demás componentes y para la extrusionabilidad de la masa mezcla resultante. Se describe también la alimentación de oxígeno del aire, recomendada por R. Brzoskowski, J.L. y B. Kalvani en Kunststoffe 80 (8), (1990), p. 922 y sig. para acelerar la 20 masticación del caucho.

Este procedimiento hace que sea imprescindible la etapa posterior de reticulación por radiación electrónica (ESH) así como el uso de sustancias reactivas que actúan como promotores de la ESH para lograr un rendimiento efectivo en reticulación. 25

Ambas etapas del procedimiento se han descrito en las patentes mencionadas, pero los promotores de ESH elegidos tienden a provocar reacciones molestas de reticulación química temperaturas elevadas, lo cual limita la utilización de determinadas resinas de pegajosidad.

30

Debido a las temperaturas de producto inevitablemente altas durante la preparación de compuestos en extrusora de doble husillo resulta inviable el uso de sustancias termoactivables, idóneas para reticular masas adhesivas, por ejemplo resinas fenólicas (eventualmente halogenadas) reactivas, sistemas de reticulación de azufre o que desprenden azufre, porque las reacciones de reticulación química que se desencadenan en el proceso se traducen en un fuerte aumento de la viscosidad, de modo que la masa adhesiva resultante sufre una gran merma en su 35 aptitud para la extensión o recubrimiento

.

Resumiendo se ha podido observar que todos los procedimientos conocidos se caracterizan por una degradación del caucho extremadamente intensa. En la elaboración posterior de las masas para fabricar cintas autoadhesivas, tal degradación tiene que contrarrestarse con condiciones de reticulación extremas, teniendo además como 40 consecuencia un perfil parcialmente restringido de aplicaciones, sobre todo en lo referente al uso de las cintas autoadhesivas resultantes a temperaturas elevadas.

Se conocen muchas máquinas para la fabricación y transformación en continuo de sistemas de polímeros sin disolventes. Los más frecuentes son máquinas de husillo, por ejemplo extrusoras de uno o de dos husillos de 45 distintas longitudes y dotaciones. Se emplean también para tal cometido amasadoras de los tipos más diversos que trabajan en continuo, por ejemplo también las combinaciones de amasadoras y máquinas de husillo o bien extrusoras de rodillos planetarios.

Las extrusoras de rodillos planetarios se conocen desde mucho atrás y se destinaron inicialmente a la 50 transformación de termoplásticos, por ejemplo de PVC, en cuyo caso alimentaban a las unidades posteriores, por ejemplo calandras o laminadoras de cilindros. Por la ventaja de su gran renovación superficial para el intercambio de material y de calor, que permite evacuar de forma rápida y efectiva la energía introducida por fricción, así como por corto tiempo de permanencia (residencia) y del estrecho margen de tiempos de permanencia se ha ampliado en los últimos años su campo de aplicación entre otros a los procesos de fabricación de compuestos, que exigen un 55 control estricto de la temperatura de proceso.

Las extrusoras con rodillos planetarios tienen, según el fabricante, distintas formas y tamaños. Según la productividad horaria deseada, el diámetro de los cilindros se sitúa por ejemplo entre 70 y 400 mm.

60

Las extrusoras de rodillos planetarios tienen por lo general una zona de alimentación y una zona de fabricación del compuesto. La zona de alimentación está equipada con un husillo de transporte, a este husillo se dosifican en continuo los componentes sólidos en su totalidad. El husillo de transporte acarrea el material hasta la zona de fabricación del compuesto. La zona de alimentación con husillo está con preferencia refrigerada, para evitar las

incrustaciones de materiales sobre el husillo. Sin embargo, existen también versiones sin husillo, en tal caso el material se alimenta directamente entre los cilindros central y los planetarios. No obstante, esto no es importante para la eficacia del procedimiento de la presente invención.

La zona de fabricación del compuesto consta de un rodillo central accionado y varios rodillos planetarios, que giran 5 dentro de un cilindro con engranaje oblicuo alrededor de un rodillo central. El número de revoluciones del rodillo central y por tanto la velocidad periférica de los rodillos planetarios puede variar, con lo cual se convierte en parámetro importante para controlar el proceso de fabricación de compuestos. Los materiales se amasan entre el rodillo central y los planetarios o bien entre los rodillos planetarios y el engranaje oblicuo de la zona de cilindros, de tal manera que por la energía de cizallamiento y la regulación exterior de temperatura constante se logra dispersar 10 los materiales obteniendo un compuesto homogéneo.

El número de rodillos planetarios que giran dentro de cada cilindro puede variar y por tanto adaptarse a las necesidades del proceso. El número de rodillos influye en el volumen vacío que queda dentro de la extrusora de rodillos planetarios, el tiempo de permanencia del material en la máquina y determina además la superficie de 15 contacto para el intercambio de calor y de material. El número de rodillos planetarios influye en el resultado de la fabricación del compuesto a través de la energía de cizallamiento que se aplica. para un diámetro constante del cilindro de rodillos puede lograrse con un número mayor de rodillos una mejora homogeneización o bien una mayor productividad por unidad de tiempo.

20

El número máximo de rodillos planetarios que se pueden montar entre el rodillo central y el cilindro dependerá del cilindro y del diámetro de los rodillos planetarios empleados. Si se emplean diámetros grandes de rodillo se podrá lograr una productividad elevada a escala industrial; en cambio, si los diámetros de los rodillos planetarios son más pequeños se podrán montar en mayor número. Si el diámetro del rodillo central se sitúa por ejemplo en D = 70 mm pueden montarse hasta siete rodillos planetarios, mientras que si el diámetro se sitúa en D = 200 mm entonces 25 pueden girar a su alrededor hasta diez rodillos planetarios y si el diámetro es de D = 400 m se podrán montar por ejemplo 24 rodillos planetarios.

En este contexto se remite a las solicitudes de patente o bien a los modelos de utilidad DE 196 31 182, DE 94 21 955, DE 195 34 813, DE 195 18 255, DE 44 33 487, que constituyen una visión de conjunto del estado de la técnica 30 en el ámbito de las extrusoras de rodillos planetarios.

En el documento DE 39 08 415 A1 se describe además la transformación de mezclas de caucho o de mezclas similares al caucho con extrusora de rodillos planetarios. En una extrusora de rodillos planetarios se mastican y plastifican las partidas previas o las mezclas acabadas con el fin de entregarlas a la elaboración posterior en las 35 máquinas siguientes. Se describe también la fabricación de mezclas acabadas en la extrusora de rodillos planetarios: en este caso a las mezclas previas de caucho se les añaden por dosificación los sistemas de vulcanización y los demás componentes.

Es cometido de la presente invención poner a punto un procedimiento con el que puedan fabricarse en continuo y 40 sin disolventes, masas autoadhesivas sensibles a la presión, basadas en elastómeros no termoplásticos, empleando eventualmente componentes térmicamente reactivos, y con el que pueden recubrirse eventualmente en la misma cadena de producción, sin necesidad de masticar el caucho con merma de sus propiedades.

Este cometido se cumple con un procedimiento que se describe en la reivindicación principal. El objeto de las 45 reivindicaciones secundarias son las formas ventajosas de ejecución del procedimiento.

La invención se refiere por tanto a un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1.

De acuerdo con la invención, se utiliza en calidad de máquina que trabaja en continuo una extrusora de rodillos 50 planetarios, en cuyo caso la zona de fabricación del compuesto consta con preferencia por lo menos de dos, con preferencia especial de tres cilindros acoplados, pudiendo cada cilindro puede disponer de uno o varios circuitos separados de calentamiento/refrigeración para mantener la temperatura constante.

A diferencia de los demás procedimientos habituales de fabricación, en la extrusora de rodillos planetarios según el 55 procedimiento de la presente invención no tiene lugar masticación alguna de los elastómeros no termoplásticos que pueda redundar en detrimento de sus propiedades, ya que estos no se someten por separado a la acción de una energía elevada de cizallamiento, sino que siempre se procesan junto con uno o varios componentes líquidos. Estos componentes líquidos pueden ser plastificantes, por ejemplo aceites, o también resinas que no funden hasta llegado el procedimiento de fabricación del compuesto por acción de la energía de cizallamiento y/o de los circuitos 60 externos que mantienen la temperatura constante. Con la presencia de estos componentes líquidos se limita de tal manera el alcance de la energía de fricción que puede evitarse la masticación del caucho, es decir, la disminución del peso molecular de los elastómeros y pueden evitarse además las altas temperaturas consiguientes de fabricación de compuesto.

Las extrusoras de rodillos planetarios presentan además unas superficies extraordinariamente grandes en las que tiene lugar el intercambio de material y la renovación de superficie, con lo cual puede evacuarse rápidamente la energía de cizallamiento resultante de la fricción y de este modo se evitan las temperaturas altas de producto que constituyen un inconveniente.

5

La zona de alimentación del cilindro consta de un husillo de transporte, sobre el que se dosifican en continuo los componentes sólidos en su totalidad. El husillo de transporte acarrea el material hasta la zona de fabricación del compuesto. La zona de alimentación con husillo está con preferencia refrigerada para evitar la incrustación de materiales sobre el husillo. Sin embargo existen también formas de ejecución sin zona de husillo, en las que el material se alimenta directamente entre el rodillo central y los planetarios. No obstante, este hecho no tiene 10 importancia en cuanto a la eficacia del procedimiento de la presente invención.

Tal como se ha dicho antes, el número de rodillos planetarios incide mediante la energía de cizallamiento aplicada sobre el resultado de la fabricación del compuesto: en caso de diámetro constante de cilindro, aumentando el número de rodillos se logra una mejor homogeneización y dispersión o bien una mayor productividad por unidad de 15 tiempo. Según la presente invención, para lograr una buena relación entre los materiales a mezclar y la productividad se tienen que utilizar con preferencia por lo menos la mitad, con preferencia especial incluso 3/4 del número total de rodillos planetarios posibles.

Para el procedimiento según la presente invención es ventajoso utilizar una extrusora de rodillos planetarios, cuya 20 zona de fabricación de compuesto se haya prolongado por el acoplamiento de por lo menos dos cilindros de rodillos. De este modo se logra por un lado una dispersión completa de los componentes elastómeros a pesar de la presencia de componentes que reducen la fricción para evitar la masticación del caucho y se logra además la homogeneización y dispersión deseadas en condiciones de productividad económicamente viable; y por otro lado, el acoplamiento de cilindros de rodillos refrigerados/calentados con preferencia por separado para mantener la 25 temperatura constante permite conseguir una curva equilibrada de temperaturas del proceso, que permite la incorporación de sistemas de reticulantes termoactivables.

En la parte anterior de la zona de fabricación del compuesto de la extrusora de rodillos planetarios se calienta con ventaja a una temperatura superior al punto de fusión de las resinas empleadas, mientras que en la parte posterior 30 se enfría con ventaja para bajar la temperatura del producto. De este modo se mantiene el tiempo de permanencia de la masa autoadhesiva el menor tiempo posible a temperaturas elevadas, evitando la activación de los sistemas de reticulantes térmicos existentes dentro de la masa autoadhesiva.

Obviamente, cada cilindro puede estar dotado de forma distinta en cuanto a número y tipo de rodillos planetarios 35 para adaptarse mejor a las exigencias de formulación y de procedimiento existentes en cada caso.

Entre dos cilindros contiguos se monta en general un anillo de sujeción, a través de su sección libre pasa el rodillo central y mantiene fijos en su sitio a los rodillos planetarios del cilindro. Los anillos de sujeción pueden tener distintas secciones libres, con lo cual puede variarse la acumulación de producto retenido y el grado de llenado o 40 bien la cantidad de energía de cizallamiento aplicada, adaptándolos a las necesidades del proceso. Además, los anillos de sujeción pueden estar dotados de taladros radiales a través de los cuales pueden alimentarse líquidos, por ejemplo aceites plastificantes o incluso gases inertes, como son el nitrógeno, el argón, el dióxido de carbono, etc. a la zona de fabricación de compuesto de la extrusora de rodillos planetarios.

45

El rodillo central y cada uno de los cilindros deberían disponer con preferencia de uno o varios circuitos separados de refrigeración o calentamiento para mantener la temperatura constante, con el fin de mantener un régimen de temperaturas que permita la utilización de sistemas de reticulación termoactivables. En los casos en que no sea necesario, los circuitos de refrigeración y calefacción de los cilindros acoplados pueden unirse entre sí, con el fin de reducir al máximo el número de aparatos de refrigeración y calentamiento que mantienen la temperatura constante. 50

En el sentido de la invención, la zona de alimentación de la extrusora de rodillos planetarios y el rodillo central estará con preferencia sin calentar, al contrario, deberá enfriarse para evitar la incrustación de material sobre el husillo de transporte y garantizar un intercambio efectivo de calor con la masa de adhesivo.

55

En el procedimiento según la presente invención, todos los componentes sólidos, como son los elastómeros, cargas de relleno y aditivos, resinas, antioxidantes, etc. se dosifican a la vez en la zona de alimentación de la extrusora de rodillos planetarios. Estos productos pueden introducirse en la máquina mezcladora ya sea en forma de componentes separados, ya sea en forma de premezcla conjunta o incluso en forma de premezclas parciales. La dosificación de los componentes en forma de premezcla es particularmente indicada cuando los componentes 60 tienen formas de presentación similares o bien densidades aparentes similares, de este modo puede reducirse al mínimo el número de sistemas de dosificación. Las premezclas pueden prepararse de forma sencilla, por ejemplo en mezcladores de polvo. Para dosificar los distintos componentes sólidos son idóneos los sistemas de dosificación

de tipo volumétrico o gravimétrico en sus formas de ejecución usuales. Existe también la posibilidad de añadir los componentes líquidos o solo una parte de los mismos, por ejemplo el aceite plastificante, a una premezcla.

El husillo de la zona de alimentación se encarga de transportar los materiales introducidos al primer cilindro de rodillos de la extrusora de rodillos planetarios. Entre dos cilindros contiguos pueden introducirse a través de taladros 5 practicados en los anillos de sujeción los componentes líquidos, por ejemplo aceites plastificantes, resinas elásticas o masas resínicas fundidas. A través de la cantidad de líquido añadido antes de aplicar energía de cizallamiento se puede influir en la degradación de los elastómeros y en la temperatura de fabricación de la masa adhesiva sensible a la presión. Por ejemplo, se logra una degradación especialmente pequeña del peso molecular de los elastómeros cuando ya se ha añadido un plastificante antes de aplicar cualquier forma de energía de fricción, es decir cuando se 10 añade el plastificante a una premezcla de sólidos o bien cuando se dosifica el aceite plastificante en continuo entre el husillo de transporte y el primer cilindro de rodillos. También es posible el reparto de los componentes líquidos en forma de alimentación llamada dividida (split-feed) a lo largo de todo el procedimiento, siendo de este modo otro parámetro que permite controlar el proceso en lo referente a la degradación del elastómero y a la temperatura del producto. 15

El procedimiento de la presente invención permite fabricar masas autoadhesivas de grandes prestaciones y en especial en combinación con una unidad posterior de recubrimiento y reticulación permite fabricar cintas autoadhesivas de altas prestaciones al tiempo que permite lograr ventajas económicas especiales.

20

Consta básicamente de las etapas de proceso ya descritas anteriormente que pueden llevarse a cabo de forma óptima en una atmósfera de gas inerte para evitar la degradación oxidante de los polímeros.

En la primera etapa del procedimiento se fabrica sin disolventes en una extrusora de rodillos planetarios una masa con los elastómeros y los aditivos ya conocidos, necesarios para fabricar masas autoadhesivas, como son cargas 25 de relleno, antioxidantes, plastificantes y resinas de pegajosidad, para ello la temperatura final de la masa se situará por debajo de 150ºC, con preferencia por debajo de 130ºC, con preferencia muy especial entre 70 y 110ºC. El período total de permanencia de la masa en la extrusora de rodillos planetarios no debería superar un valor de tres minutos. La masa adhesiva “hotmelt” resultante presenta una viscosidad situada entre 300 y 1500 Pa·s, en especial una viscosidad entre 800 y 1200 Pa·s a 130ºC y un gradiente de cizallamiento de 100 rad/s. 30

En una segunda etapa de procedimiento que se realiza en la extrusora de rodillos planetarios con ventaja en combinación con la etapa de fabricación del compuesto, la masa adhesiva “hotmelt” sensible a la presión, fabricada según la invención, se extiende sin disolvente sobre un soporte de tipo cinta mediante un dispositivo aplicador.

35

Según la viscosidad de la masa autoadhesiva serán idóneos diversos procedimientos para extender el adhesivo sobre soporte de tipo cinta.

Según el procedimiento de la presente invención, la desgasificación se lleva a cabo con vacío con preferencia en máquinas de husillo que al mismo tiempo pueden superar las pérdidas de presión de las tuberías y de la boquilla de 40 recubrimiento. Para ellos son especialmente preferidas las extrusoras de un husillo que disponen además de una regulación de presión de modo que el recubrimiento o extensión de masa adhesiva sobre los materiales soporte en forma de cinta puede efectuarse con un margen muy pequeño de variación.

El recubrimiento de los materiales soporte de tipo cinta con masa autoadhesiva fabricada con el procedimiento de la 45 invención se realiza con la utilización de máquinas aplicadoras de rodillos o con calandras de recubrimiento de varios cilindros, que constan con preferencia de tres, con preferencia especial de cuatro cilindros aplicadores, en cuyo caso la masa adhesiva se pasa entre una o varias hendiduras entre cilindros antes de extenderse sobre el material en forma de cinta con el fin de dar el grosor deseado. Este procedimiento de aplicación es preferido en especial cuando la viscosidad de la masa autoadhesiva supera un valor de 5000 Pa·s con un gradiente de 50 viscosidad de 1 rad/s, porque en este caso la extensión del material con boquillas de extrusión ya no podría proporcionar la exactitud exigida para dicha extensión de masa.

En función del tipo de material tipo cinta que se quiera recubrir, la extensión puede realizarse en el mismo sentido del avance de la cinta o en sentido opuesto. 55

El recubrimiento es posible en máquinas de extensión de cilindros o en calandras de recubrimiento de varios cilindros a una temperatura inferior a 100ºC, de modo que pueden extenderse también masas autoadhesivas que contienen reticulantes termoactivables. Con el fin de eliminar al máximo la presencia de burbujas de gas en la masa adhesiva que se extiende puede instalarse una desgasificación con vacío entre la extrusora de rodillos planetarios y 60 el dispositivo aplicador, por ejemplo una cámara de vacío, una extrusora con desgasificación o un dispositivo similar.

En combinación con la fabricación de la masa adhesiva y su aplicación sobre el soporte tiene lugar con ventaja en una tercera etapa del proceso la reticulación de dicha masa autoadhesiva sobre el soporte mediante radiación ionizante, por ejemplo radiación electrónica, de modo que la cinta autoadhesiva resultante sea resistente al cizallamiento y estable a la temperatura. Para la reticulación pueden utilizarse también rayos UV, en este caso tienen que añadirse a la masa autoadhesiva los correspondientes promotores UV. 5

Para lograr unas prestaciones además mejores o en el caso de soportes sensibles a ESH, la reticulación puede tener lugar también empleando reticulantes termoactivables y aplicando la temperatura idónea.

El calentamiento de la masa adhesiva “hotmelt” sensible a la presión que se necesita para ello puede realizarse con 10 técnicas ya conocidas, en especial con túneles de alta temperatura, pero también con lámparas infrarrojas o con campos magnéticos alternantes de alta frecuencia, por ejemplo HF, UHF o microondas.

La reticulación de la masa adhesiva “hotmelt” sensible a la presión puede efectuarse también por una combinación de radiación ionizante y de reticulantes químicos termoactivables. 15

Se obtiene una masa autoadhesiva sensible a la presión y muy resistente al cizallamiento, cuyas propiedades son similares y equiparables a las de las masas autoadhesivas obtenidas por procedimientos con disolventes.

Con el procedimiento de la presente invención se pueden procesar sin disolventes prácticamente sin excepción 20 todos los componentes de las masas autoadhesivas basadas en cauchos, componentes que ya son conocidos y se han descrito en la bibliografía técnica.

El elastómero no termoplástico se elige con ventaja entre el grupo de los cauchos naturales o los cauchos sintéticos o bien está constituido por una mezcla discrecional de cauchos naturales y/o cauchos sintéticos, en cuyo caso el 25 caucho natural o los cauchos naturales pueden elegirse básicamente entre todos los tipos comerciales, por ejemplo los tipos crepé, RSS, ADS, TSR o CV, según el nivel de pureza y viscosidad que se necesite, y el caucho sintético o los cauchos sintéticos pueden elegirse entre el grupo de los cauchos de estireno-butadieno (SBR) copolimerizados estadísticamente, los cauchos de butadieno (BR), el poliisopreno sintético (IR), los cauchos butilo (IIR), los cauchos de butilo halogenado (XIIR), los cauchos acrílicos (ACM), los copolímeros de etileno-acetato de vinilo (EVA), los 30 poliuretanos y/o sus mezclas.

Además, para mejorar su procesado, se pueden añadir a los elastómeros no termoplásticos del 10 al 50 % en peso de elastómero termoplásticos, porcentaje referido a la cantidad total de elastómeros

. 35

A título de ejemplo cabe mencionar en este punto sobre todo los tipos de estireno-isopreno-estireno (SIS) y de estireno-butadieno-estireno (SBS) que son especialmente compatibles.

Como resinas de pegajosidad pueden utilizarse todas las resinas de pegajosidad sin excepción ya conocidas previamente y descritas en la bibliografía técnica. Cabe mencionar a título representativo las resinas de colofonia, 40 sus derivados desproporcionados, hidrogenados, polimerizados y esterificados así como sus sales, las resinas de hidrocarburos alifáticos y aromáticos, las resinas terpénicas y las resinas terpenofenólicas. Pueden utilizarse todas las combinaciones discrecionales de estas y otras resinas, para ajustar según se desee las propiedades de la masa adhesiva final. Se remite explícitamente a la descripción del estado técnico según el “Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology”, de Donatas Satas (van Nostrand, 1989). 45

Como plastificantes pueden utilizarse todas las sustancias plastificantes conocidas en la tecnología de cintas adhesivas. Entre ellas se encuentra por ejemplo los aceites parafínicos y nafténicos, los oligómeros (funcio-nalizados) tales como los oligobutadienos, oligoisoprenos, los cauchos de nitrilo líquidos, las resinas terpénicas líquidas, los aceites y grasas vegetales y animales, los ftalatos y los acrilatos funcionalizados. 50

Con vistas a la reticulación química inducida térmica pueden utilizarse en el procedimiento de la presente invención todos los reticulantes químicos termoactivables ya conocidos, por ejemplo los sistemas acelerados de azufre o de generadores de azufre, los sistemas de isocianato, las resinas de melamina, de formaldehído y las resinas de fenol-formaldehído (eventualmente halogenadas) o bien los sistemas de reticulación de resina fenólica reactiva o de 55 diisocianato con los activadores correspondientes, las resinas de poliéster y las resinas acrílicas así como las combinaciones de las mismas.

Los reticulantes se activan con preferencia a una temperatura superior a 50ºC, en especial a una temperatura comprendida entre 100 y 160ºC, con preferencia muy especial entre 110 y 140ºC. 60

La excitación térmica del reticulante puede provocarse también por rayos IR o bien por campos alternantes de alta energía.

Por lo demás, una cinta autoadhesiva puede fabricarse mediante la masa adhesiva fusible y sensible a la presión, por aplicación sobre el material en forma de cinta de una masa autoadhesiva por lo menos por una de sus dos caras.

Como materiales soporte en forma de cinta para las masas autoadhesivas fabricadas y procesadas con arreglo a la 5 presente invención son idóneos en función de la finalidad de uso de la cinta adhesiva todos los soportes conocidos, provistos eventualmente del tratamiento superficial adecuado de tipo químico o físico por la cara que recibe la masa adhesiva, así como de tratamiento antiadhesivo físico o de recubrimiento por el reverso. A título de ejemplo cabe citar en este punto los papeles plisados y los no plisados, las láminas de polietileno, de polipropileno monoorientado o de polipropileno biorientado, las láminas de poliéster, de PVC y de otros tipos, las espumas en forma de cinta, por 10 ejemplo las espumas de polietileno y de poliuretano, los tejidos, los géneros de punto y los tejidos no tejidos (= vellones). Finalmente, el material en forma de cinta puede ser una material provisto de un recubrimiento antiadhesivo por ambas caras, por ejemplo papeles antiadhesivos o láminas antiadhesivas. El grosor de la masa autoadhesiva depositada sobre el material en forma de cinta puede situarse entre 10 µm y 2000 µm, con preferencia entre 15 y 150 µm. 15

Para finalizar, la masa adhesiva puede depositarse sobre el papel antiadhesivo con un grosor de 800 a 1200 µm. Una capa adhesiva de este tipo, sobre todo después de la reticulación, puede actuarse en múltiples casos como cinta autoadhesiva por ambas caras y sin soporte.

20

Debido al alto peso molecular de los elastómeros no masticados existe por primera vez la posibilidad en el procedimiento de la presente invención ya sea de prescindir por completo de la reticulación de la masa adhesiva sensible a la presión, ya sea de efectuar una reticulación eficaz con una radiación de alta energía, que permite por ejemplo los usos de alta temperatura de las cintas adhesivas fabricadas por este procedimiento, sin que para ello sean necesarios promotores. Además, la curva de temperaturas puede realizarse ahora por primera vez en niveles 25 bajos, permitiendo de este modo el uso de reticulantes termoactivables en la fabricación de masas autoadhesivas sin disolventes, basadas en elastómeros no termoplásticos.

Las masas autoadhesivas fabricadas según el procedimiento de la invención son muy resistentes al cizallamiento. Los cauchos empleados no se someten a masticación, sin embargo en etapas concretas de la fabricación pueden 30 surgir procesos de degradación que, con todo, no merman de forma persistente las propiedades de la masa autoadhesiva. Además, tales procesos pueden limitarse y controlarse con el procedimiento de la presente invención.

La invención se describe con mayor detalle con los ejemplos siguientes, pero tales ejemplos no limitan la 35 invención en ningún sentido.

Los métodos de ensayo utilizados se caracterizan brevemente a continuación.

La fuerza adhesiva (resistencia al pelado) de las masas se determina con arreglo a AFERA 4001.

40

La resistencia al cizallamiento de las masas adhesivas analizadas se determina con arreglo a PSTC 7

(Holding Power). Todos los valores indicados se determinan a temperatura ambiente y aplicando fuerzas de 10 ó 20 N, con una superficie pegada de 20 x 13 mm2. Los resultados se indican en minutos de tiempo de retención.

En los ejemplos se utiliza una extrusora de rodillos planetarios de la empresa ENTEX Rust & Mitschke. El diámetro 45 de un cilindro de rodillos es de 70 mm, su longitud de trabajo puede variarse entre 400 y 1200 mm. Una de las configuraciones de extrusora de rodillos planetarios, utilizada en los ejemplos siguientes, se presenta en la figura 1.

La extrusora de rodillos planetarios tiene una zona de alimentación o llenado (2) y una zona de fabricación de compuesto (5), que consta de tres cilindros de rodillos (5a-5c) dispuestos uno detrás de otro. Dentro de un cilindro, 50 los rodillos planetarios (7) accionados por el giro del rodillo central (6) mezclan los materiales que se hallan entre el rodillo central (6) y los rodillos planetarios (7) o bien los materiales que se encuentran entre los rodillos planetarios (7) y la pared del cilindro (5a-5c). La velocidad de giro del rodillo central (6) puede regularse en continuo hasta las 110 revoluciones por minuto.

55

Al final de cada cilindro de rodillos (5a-5c) se halla un anillo de sujeción (8) que mantiene fijos en su sitio los rodillos planetarios (7).

A través del orificio de alimentación (1) se introducen todos los componentes sólidos de la masa autoadhesiva sin disolventes, por ejemplo los elastómeros, resinas, cargas de relleno, antioxidantes, etc. sobre el husillo de 60 transporte (3) de la zona de alimentación (2) de la extrusora de rodillos planetarios. El husillo de transporte (3) acarrea los materiales hasta el rodillo central (6) del primer cilindro de rodillos (5a). Para mejorar la alimentación de materiales entre el rodillo central (6) y los rodillos planetarios (7) se utilizan en el primer cilindro de rodillos (5a) seis rodillos planetarios (7) de longitudes alternantes diferentes.

El husillo de transporte (3) interiormente hueco y el rodillo central (6) están unidos entre sí por accionamiento de fricción y disponen de un circuito común de calentamiento y refrigeración para mantener la temperatura constante. Cada cilindro de rodillos (5a-5c) de la zona de fabricación de compuesto (5) dispone de dos circuitos separados para mantener constante la temperatura. La zona de alimentación (2) se refrigera a través de otro circuito de calentamiento y refrigeración. Como medio de calentamiento se utiliza agua a presión, para la refrigeración se 5 utiliza agua con una temperatura comprendida entre 15 y 18ºC.

La dosificación separada de líquidos, por ejemplo de aceite plastificante, o de reticulantes se realiza a través del anillo de inyección (4) del primer cilindro de rodillos (5a) o bien a través de los taladros practicados en los anillos de sujeción (8a, 8b) o bien combinando ambas posibilidades. 10

La temperatura de la masa autoadhesiva se determina mediante una sonda ubicada en una ranura en la salida de producto (9).

El procedimiento de la presente invención se ilustra además con otras figuras, sin por ello pretender limitar la 15 presente invención de forma innecesaria.

La figura 2 muestra el recorrido de la masa autoadhesiva desde la extrusora de rodillos planetarios previa, hasta el momento de recubrir el material soporte y

20

la figura 3 presenta una visión de conjunto del procedimiento en una forma de ejecución especialmente ventajosa.

Según la figura 2, el macarrón (11) de masa autoadhesiva procede de la extrusora de rodillos planetarios previa, y penetra en la extrusora de transporte (12). En esta última se elimina el aire de la masa autoadhesiva con vacío a través de un orificio (16) y se transporta hacia una boquilla de aplicación provista de un canal de reparto en forma 25 de plancha de planchar (13), con la cual se extiende la masa autoadhesiva sobre el material soporte (15) que se desplaza sobre un rodillo de refrigeración (14).

La figura 3 presenta finalmente una visión de conjunto del procedimiento en una forma de ejecución especialmente ventajosa. En la primera etapa del proceso tiene lugar la fabricación del compuesto de masa autoadhesiva (28) en 30 una extrusora de rodillos planetarios (21). La masa autoadhesiva (28) final se transporta a una bomba de masa fundida (22) que trasiega la masa autoadhesiva (28) hasta el dispositivo de rodillos de extensión.

Después de la fabricación del compuesto en atmósfera de gas inerte se monta una extrusora de desgasificación (23) con el fin de lograr una masa autoadhesiva sin burbujas de aire (28) entre la bomba de masa fundida (22) y el 35 dispositivo de rodillos de extensión de la misma.

El dispositivo de cilindros de extensión o aplicación está formado por un rodillo dosificador (24), un rodillo con rasqueta (25) que regula el grosor de la capa de autoadhesivo (28) que se deposita sobre el material soporte (29) y un rodillo de transporte (26). Finalmente, sobre un rodillo receptor (27) se combinan la masa autoadhesiva (28) y el 40 material soporte (29), formando un laminado (30).

Ejemplos

Ejemplos comparativos de 1 a 3 45

Los ejemplos de 1 a 3 muestran la eficacia de una extrusora de rodillos planetarios en lo tocante al caudal de material que puede lograrse utilizando varios cilindros de rodillos dispuestos de forma consecutiva para el procedi-miento de la presente invención de fabricación sin disolventes de masas autoadhesivas basadas en elastómeros no termoplásticos. Se utiliza una extrusora de rodillos planetarios como la descrita esquemáticamente en la figura 1. Con la misma formulación y manteniendo constantes las demás condiciones se hace trabajar la extrusora de 50 rodillos planetarios en cada caso con uno, dos o tres cilindros de rodillos, estando cada cilindro equipado con 6 rodillos planetarios y entre cada extremo del cilindro se halla un anillo de sujeción con una sección libre de 44 mm. La velocidad de giro del rodillo central es de 100 revoluciones por minuto. Se determina la productividad máxima (Qmáx) de cada configuración de la extrusora de rodillos planetarios hasta lograr un compuesto mezclado homogéneo. 55

En los ejemplos de 1 a 3 se emplea la formulación modelo A. En este ejemplo y en los siguientes se emplean elastómeros no termoplásticos en forma granulada con un tamaño medio de partícula de 8 mm. Para mantener el granulado apto para la dosificación se espolvorea con talco. Para la fabricación del granulado se emplea un molino de cuchillas de la empresa Pallmann. (phr = per hundred resin) 60

Formulación modelo A

A: Componente partes en peso [phr]

: NR Air Dried Sheets 100

: óxido de cinc activo 11,4

: Escorez® 1202 43,6

: Dercolyte® S115 20

: Resin 731 D® 50,9

: Ondina® G 33 8

: Lowinox® AH 25 2,5

: suma 236,4

Con todos los componentes de la formulación se prepara una premezcla en una mezcladora de polvo de 50 kg de capacidad, introduciéndolos con un dosificador volumétrico en la zona de alimentación de la extrusora de rodillos planetarios. Por los circuitos de refrigeración del rodillo central y de la zona de alimentación (TK1 y TK2) circula agua fría, cada partes de rodillos se calienta a 100ºC. La tabla presenta la productividad máxima conseguida en función del número de cilindros de rodillos. 5

Ejemplo comparativo: número de cilindros Qmáx [kg/h]

1
1: 45

2
2: 62

3
3: 83

Ejemplo 4

Para la fabricación de cintas máscara (masking tapes) sobre una base de soporte de papel se utiliza la formulación a de los ejemplos 1-3. La masa se fabrica en la extrusora de rodillos planetarios de modo similar al ejemplo 3. La temperatura de la masa en la salida es de 112ºC. La masa adhesiva así obtenida se extiende inmediatamente 10 después del proceso de fabricación con un grosor de capa de 40 µm sobre un soporte de papel ligeramente plisado, impregnado por los procedimientos habituales del sector y dotado de las capas conocidas de arranque (release) e de imprimación (primer), cuyo peso por unidad de superficie es de 68 g/m2. El recubrimiento o extensión de la masa adhesiva se realiza con un dispositivo aplicador del tipo calandra de 4 rodillos de la empresa Farrel con una anchura de trabajo de 1200 mm con alimentación de dicha masa mediante una extrusora de transporte de un 15 husillo. El recubrimiento se efectúa en el sentido del avance de la cinta, es decir, con un rodillo receptor (de caucho) que guía la cinta se transporta el adhesivo de un tercer rodillo de la calandra que determina la cantidad a depositar sobre el papel plisado.

El adhesivo que sale de la extrusora de transporte se acarrea con una cinta transportadora alternando a la 20 hendidura superior entre los rodillos de la calandra. Ajustando la hendidura existente entre los dos rodillos superiores de la calandra se logra una dosificación de masa que genera una película de adhesivo de 2 a 3 cm de grosor. El tercer rodillo recoge esta película de adhesivo preformada y la configura en la cantidad deseada de adhesivo a depositar ajustando la hendidura que existe junto al tercer rodillo. El tercer rodillo entrega el adhesivo con la velocidad de la cinta y en el mismo sentido de avance que ella sobre el sustrato guiado por el rodillo receptor. 25

Entre los rodillos se ajusta una velocidad diferencial en una proporción de 6:1. Todos los rodillos se mantienen a una temperatura constante de 113ºC. La velocidad de extensión del recubrimiento es de 150 m/min.

La cinta adhesiva resultante posee una fuerza adhesiva de 3,5 N/cm, tiempos de resistencia al cizallamiento (10 N) 30 de > 1000 min y una idoneidad para cinta de tapa cuando se aplican por poco tiempo picos de temperatura de hasta 80ºC.

La masa adhesiva aplicada sobre la cinta adhesiva así preparada se reticula después del recubrimiento con radiación electrónica. La exposición a la radiación se efectúa en un aparato acelerador de escaneo de la empresa 35 POLYMER PHYSIK de Tübinga (Alemania) con un voltaje de aceleración de 175 kV y una dosis de radiación de 20 kGy.

Para una fuerza adhesiva invariable aumentan los tiempos de resistencia al cizallamiento medidos de igual manera (10 N) hasta > 5000 min y la cinta resultante presenta una idoneidad como cinta de tapa que puede someterse por 40 breve tiempo a picos de temperatura de hasta 120ºC.

Ejemplo 5

Para fabricar un cinta máscara (masking tape) de alta temperatura se utiliza la formulación modelo B. 45

Formulación B

B: Componente partes en peso [phr]

: NR Air Dried Sheets 100

: óxido de cinc activo 11,4

: ácido esteárico 1,1

: Escorez® 1202 20

: Dercolyte® S115 43,6

: Resin 731 D® 50,9

: Ondina® G 33 8

: Lowinox® AH 25 2,5

: Rhenogran® S 80 3,1

: Rhenogran® ZEPC 80 4,4

: Rhenocure® HX 0,5

: suma 245,5

La fabricación de la masa se realiza en una extrusora de rodillos planetarios de la figura 1 con tres cilindros de rodillos. El primer cilindro tiene seis rodillos planetarios, el segundo y el tercero tienen siete rodillos planetarios. La velocidad de giro del rodillo central se fija en 110 rpm.

5

Por los circuitos de refrigeración de 1 a 3 y de 7 a 8 circula agua fría de 18ºC. Los circuitos de 4 a 6 se calientan a 95ºC. La temperatura de la masa al salir de la extrusora es de 99ºC.

Todos los componentes se mezclan previamente y se introducen en la zona de alimentación de la extrusora de rodillos planetarios en continuo en forma de premezcla con un caudal de 66 kg/h. 10

Inmediatamente después del proceso de obtención, la masa adhesiva resultante se aplica con un grosor de capa de 55 µm sobre un papel soporte de plisado medio, impregnado por procedimientos habituales del sector, dotado con capas ya conocidas de arranque y de imprimación y provisto de un peso por unidad de superficie de 85 g/m2.

15

El recubrimiento o extensión de la masa adhesiva se realiza de modo similar al ejemplo 4 sobre una anchura de trabajo de 550 mm. Todos los cilindros se mantienen a una temperatura constante de 113ºC. La velocidad de extensión de la masa adhesiva es de 60 m/min.

La masa adhesiva aplicada sobre la cinta adhesiva así preparada se reticula después de su extensión con radiación 20 electrónica según el método del ejemplo 4. La dosis de radiación es de 25 kGy.

La banda adhesiva resultante posee una fuerza adhesiva de 4,5-5 N/cm, un período de resistencia al cizallamiento (10 N) superiores a 10.000 min y una idoneidad como cinta de tapa para resistir por breve tiempo picos de temperatura de hasta 140ºC. 25

Ejemplo 6

El adhesivo de la cinta adhesiva fabricada con arreglo al ejemplo 5 no se reticula con radiación electrónica, sino que se reticula química por acción de la temperatura. 30

La reticulación tiene lugar en un túnel de vulcanización con un tiempo de residencia efectivo de 4 min a 120ºC.

La resistencia térmica de la cinta así obtenida aumenta hasta 160ºC.

35

Ejemplo 7

La siguiente formulación modelo C se utiliza para fabricar prototipos de cintas de embalaje basados en láminas.

Formulación modelo C

C: Componente partes en peso [phr]

: SMR L 100

: Dercolyte® S 115 104

: ASM Lowinox® AH 25 2

: suma 206

Los componentes recién mencionados se introducen en continuo y por separado a través de sistemas volumétricos de dosificación en la zona de alimentación de una extrusora de rodillos planetarios. Los demás parámetros de 40 proceso son los mismos que los del ejemplo 4. La temperatura del producto en la salida de la extrusora es de 122ºC.

Inmediatamente después del proceso de fabricación, la masa adhesiva obtenida se extiende con un grosor de 20 µm sobre una lámina de BOPP de 30 µm de grosor, usual en el sector, que está dotada de una capa de imprimación usual en el sector, basada en isocianato, y de una capa de arranque, usual en el sector, basada en carbamato.

5

La masa adhesiva procedente de la extrusora de transporte se extiende con un dispositivo rígido de aplicación de 2 rodillos. La extensión de la película adhesiva sobre la cara de la lámina provista de imprimación se efectúa directamente. Entre el primer rodillo de aplicación que guía la cinta y el segundo se ajusta una hendidura de extensión en función del grosor de capa que quiere depositarse. El primer rodillo se mantiene a una temperatura constante de 100ºC, el rodillo que guía la cinta a una temperatura de 90ºC. La masa adhesiva procedente de la 10 extrusora de transporte presenta una temperatura de 120ºC. El recubrimiento se efectúa con una velocidad de 50 m/min.

Las cintas adhesivas así obtenidas poseen una fuerza adhesiva de 3-4 N/cm, un período de resistencia al cizallamiento (20 N) de > 10.000 min y son idóneas como cintas adhesivas para fines de embalaje. 15

Ejemplo 8

Para fabricar cintas adhesivas por ambas caras con soporte de lámina se usa la siguiente formulación modelo D.

Formulación modelo D

D: Componente partes en peso [phr]

: caucho ADS 100

: Dercolyte® S 115 104

: Sunpar® Oil 2280 2

: ASM Lowinox® AH 25 2

: suma 208

La fabricación de la masa se realiza de modo similar al ejemplo 7. Además, el plastificante líquido se dosifica en 20 continuo a través del anillo de inyección, situado antes del primer cilindro de rodillo, mediante una bomba de émbolo de membrana. La temperatura del producto en la salida es de 105ºC. El caudal de producto (productividad) es de 68 kg/h.

Inmediatamente después de su fabricación se aplica la masa adhesiva así obtenida con un grosor de capa de 2 x 25 40 µm sobre una lámina de E-PVC comercial de 38 µm de grosor.

La extensión se efectúa con un dispositivo aplicador descrito en el ejemplo 5. La masa adhesiva se aplica indirectamente sobre la lámina de E-PVC con un rodillo de giro inverso. El recubrimiento se deposita con una velocidad de 50 m/min. El rodillo aplicador gira con una velocidad del 85 % de la velocidad de avance de la cinta. El 30 rodillo 1 y el rodillo 2 se mantienen a una temperatura de 100 y 80ºC, respectivamente. El rodillo que guía la cinta se mantiene a una temperatura de 30ºC. Inmediatamente después del recubrimiento se tapa la cara adhesiva con un papel siliconado por ambas caras. El conjunto de ambos se recubre después por el mismo procedimiento empleado para la primera cara y se guarda enrollado en bobinas.

35

Las cintas adhesivas así obtenidas poseen una fuerza adhesiva de 7,5 N/cm y un período de resistencia al cizallamiento (10 N) de > 5.000 min, son idóneas en su condición de cintas adhesivas por ambas caras para las finalidades más diversas, por ejemplo para el pegado de clichés en la industria gráfica.

Ejemplo 9 40

Para fabricar una cinta de doble cara para la colocación de alfombras, basada en un soporte de tejido, se utiliza la siguiente formulación modelo E.

Formulación modelo E

E: Componente partes en peso [phr]

: SMR L 100

: Escorez® 1202 55

: Dercolyte® S 135 55

: Wingtack® 10 15

: Zinkoxyd Harzsiegel® 22

: ASM Lowinox® AH 25 2

: suma 247

La fabricación de la masa se realiza en una extrusora de rodillos planetarios que tiene la misma configuración del ejemplo 5, con una velocidad de rodillo central de 95 rpm. Los anillos de sujeción después del primer cilindro de rodillos y después del segundo están provistos de taladros radiales para poder dosificar líquidos a través de ellos. Las secciones libres de los dos anillos de sujeción son en este ejemplo de 46 y 44 mm, respectivamente.

5

Con los circuitos de 4 a 6 se calientan los cilindros de rodillos a una temperatura constante de 105ºC, por los circuitos de 1 a 3 y de 7 a 8 circula agua fría de una temperatura de 15ºC.

La dosificación de los componentes de la formulación, excepto las resinas Escorez y Dercolyte, se efectúa a través de dosificadores volumétricos separados. Con las dos resinas mencionadas se prepara una premezcla en un 10 mezclador de polvo, a continuación se dosifica dicha premezcla. La resina elástica y viscosa Wingtack 10 se calienta previamente a 60ºC para facilitar su dosificación, alimentándose a través de una tubería provista de calefacción eléctrica al anillo de inyección anterior al primer cilindro de rodillos. Se emplea como bomba dosificadora una bomba de émbolo de doble acción, cuyo depósito de reserva está provisto de un doble encamisado calefactado y aislado térmicamente y se mantiene a una temperatura constante de 60ºC. La 15 temperatura del producto en la salida es de 109ºC. La productividad es de 65 kg/h.

Inmediatamente después del proceso de obtención se aplica la masa adhesiva así obtenida sobre un tejido de celulosa comercial (densidad de hilos 19/17) por ambas caras, con un grosor de capa de 2 x 120 µm.

20

La fabricación de una cinta de doble cara para colocación de alfombras, basada en soporte textil, se realiza por recubrimiento de transferencia. Un papel desmoldeante siliconado por ambas caras se recubre directamente por el procedimiento del ejemplo 4 con una capa de 120 µm. En una máquina de doblado se le agrega el tejido de celulosa en bruto comercial y la unión de ambos se recubre también directamente en una segunda operación por la cara libre con una capa de adhesivo de 120 µm de grosor. La temperatura de la masa adhesiva es de 103ºC. Los 25 rodillos empleados para la aplicación tienen una temperatura constante de 90ºC. El tejido de celulosa en bruto se alimenta a través de una máquina calefactada de doblado, cuyo primer rodillo presenta una capa superficial siliconada y el segundo rodillo que guía la cinta se mantiene a una temperatura constante de 80ºC. El recubrimiento se extiende con una velocidad de 30 m/min.

30

Las cintas adhesivas así obtenidas poseen una fuerza adhesiva de >7 N/cm y un tiempo de resistencia al cizallamiento (10 N) de más de 200 min, son idóneas en su condición de cintas adhesivas por ambas caras para los fines más diversos, en especial para trabajos de colocación de alfombras.

Ejemplo 10 35

Para fabricar cintas adhesivas de uso general con diversos soportes de tejido se utiliza la siguiente formulación modelo F.

Formulación modelo F

F: Componente partes en peso [phr]

: SMR L 70

: Cariflex® IR 305 30

: Escorez® 1202 55

: Picco® 5120 55

: Wingtack® 10 50

: Sunpar® Oil 2280 15

: ZnO Harzsiegel® 50

: ASM Butyl Zimate® 2

: suma 325

Para fabricar esta masa autoadhesiva se utiliza la misma disposición experimental que en el ejemplo 9 40

Se prepara en cada caso una premezcla con las dos resinas sólidas, con los dos componentes pulverulentos y con los dos elastómeros, estas premezclas se alimentan por separado con un dosificador volumétrico a la zona de alimentación de la extrusora de rodillos planetarios. El aceite plastificante se añade con una bomba de émbolo de membrana a través del anillo de inyección situado antes del primer cilindro de rodillos, la resina elástica 45 precalentada a 60ºC se introduce a través del anillo de sujeción situado después del primer cilindro de rodillos mediante una bomba dosificadora de émbolo de doble acción. La dosificación de todos los componentes se efectúa de modo que la productividad sea de 62 kg/h. La temperatura del producto en la salida es de 105ºC.

Con la masa adhesiva resultante se recubre un tejido mixto de poliéster y algodón de una densidad de hilos de 22/10 provisto de una capa de polietileno de 80 µm lamina encima y que está dotada por el reverso de un barniz de arranque (release) de carbamato, usual en el sector, el grosor de la capa adhesiva aplicada es de 120 µm.

La fabricación de cintas sobre tejido para usos generales se realiza con arreglo al procedimiento del ejemplo 4. En 5 lugar de la banda de soporte de papel se emplea en este caso un tejido mixto de poliéster y algodón y la lámina de polietileno que se guían con el rodillo receptor y sobre el tejido mixto de poliéster y algodón se deposita con una calandra de rodillos una capa de adhesivo de 120 µm. El recubrimiento se efectúa con una velocidad de 155 m/min y con una anchura de trabajo de 1200 mm. Los rodillos de recubrimiento giran con una relación de 6:1.

10

La cinta así obtenida tiene una fuerza adhesiva de >5 N/cm y es idónea en calidad de cinta adhesiva de uso general para las finalidades más diversas.

Ejemplo 11

15

Se prepara una masa adhesiva con arreglo a la formulación modelo G.

Formulación modelo G

G: Componente Partes en peso [phr]

: SMR L 100

: ácido esteárico 1,1

: Escorez® 1202 55

: Dercolyte® S 135 55

: Wingtack® 10 15

: óxido de cinc activo® 22

: ASM Lowimox® AH 25 2

: Rhenogran® S 80 4,4

: Rhenogran® ZEPC 80 4,4

: Rhenocure® HX 0,6

: suma 259,5

La fabricación de la masa se realiza en una extrusora de rodillos planetarios de la figura 1 con tres cilindros de rodillos y una dotación de rodillos planetarios igual a la del ejemplo 5. La velocidad del rodillo central se ajusta a 100 rpm. 20

Para fabricar las masas autoadhesivas provistas de reticulante térmico se hace circular agua fría de 16ºC por los circuitos de 1 a 3 y de 7 a 8, mientras que los circuitos de 4 a 5 se mantienen a 110ºC y el circuito 6 se mantiene a 95ºC. Con este régimen de temperaturas se obtiene una masa que al salir presenta una temperatura de 98ºC.

25

Todos los componentes sólidos se mezclan previamente para formar una premezcla dosificable, que se introduce en continua en la zona de alimentación de la extrusora de rodillos planetarios. La resina líquida Wingtack 10 se añade precalentada con bomba de émbolo dosificador, de modo similar al ejemplo 9. Para que el tiempo de residencia a altas temperaturas del reticulante térmico Rhenocure HX sea lo más breve posible, se dosifica este producto en continuo a través del segundo anillo de sujeción, es decir, antes de entrar en el tercer cilindro de 30 rodillos, mediante una bomba peristáltica. En este ejemplo se trabaja con una productividad de 75 kg/h.

Inmediatamente después del proceso de fabricación se aplica la masa adhesiva resultante sobre un papel desmoldeante normal, provisto de capa de arranque (release) por ambas caras. El espesor aplicado de capa adhesiva es de 1000 µm. 35

El papel desmoldeante siliconado por ambas caras se recubre directamente con 1000 µm por el método del ejemplo PACK. La extensión de la masa adhesiva se realiza con una velocidad de 30 m/min.

A continuación se efectúa la reticulación en un túnel de vulcanización con un tiempo efectivo de residencia de 4 40 min/80ºC.

El papel desmoldeante recubierto que resulta constituye una banda adhesiva por ambas caras de múltiples usos. Puede utilizarse por ejemplo como auxiliar de montaje, para dar un acabado autoadhesivo a las piezas que forman una unión o a perfiles así como para transferir la capa adhesiva a otros soportes. 45

Ejemplo 12

La fabricación de cintas adhesivas por ambas caras con soporte textil para la colocación de alfombras se realiza con la siguiente formulación modelo H.

Formulación modelo H

H: Componente Partes en peso [phr]

: Caucho ADS 100,0

: Hercurez C 54,9

: Escorez 1202 41,4

: Plastificante Nipol 17,5

: Óxido de cinc activo 7,5

: Silitin Z 86 24,7

: Ácido esteárico 1,0

: ASM Lowinox AH 25 2,5

: suma 249,5

La fabricación de la masa autoadhesiva tiene lugar en una extrusora de rodillos planetarios según la figura 1, provista de tres cilindros de rodillos y con una dotación de rodillos planetarios como la definida en el ejemplo 5. La 5 extrusora de rodillos planetarios trabaja con una velocidad de 110 rpm en el rodillo central.

Por los circuitos de refrigeración de 1 a 3 y el 8 circula agua fría de 16ºC. Por los circuitos de calentamiento de 4 a 5 circula agua a 120ºC y por los circuitos 6 y 7 circula agua a 100ºC. De este modo, la masa al salir de la extrusora de rodillos planetarios presenta una temperatura de 112ºC. 10

De modo similar al ejemplo 11 se mezclan todos los componentes sólidos para formar una premezcla dosificable, que se introduce en el orificio de alimentación de la extrusora de rodillos planetarios. El plastificante Nipol es viscoso, por ello se calienta previamente a 75ºC para dosificarlo mejor y se introduce a través del anillo de sujeción anterior al segundo cilindro de rodillos mediante una bomba dosificadora de émbolo de doble acción, igual que en el 15 ejemplo 9. La productividad se ajusta a 81 kg/h.

La masa adhesiva se extiende mediante un recubrimiento transfer sobre las dos caras de una espuma de polietileno comercial de un grosor de capa de 1000 µm y con una densidad volumétrica de 95 kg/m3, la cantidad de adhesivo aplicada por unidad de superficie es de 2 x 55 g/m2. 20

La fabricación de una cinta adhesiva por ambas caras para la colocación de alfombras se realiza sobre un soporte textil. Se recubre directamente un papel desmoldeante siliconado por ambas caras con un grosor de capa de 55 µm con arreglo al procedimiento del ejemplo 8. Con una máquina de doblar se une directamente este material con la espuma de PE y en una segunda operación se recubre también directamente la cara libre de la espuma PE con una 25 capa de 55 µm de adhesivo. La temperatura de la masa adhesiva es de 100ºC. Los rodillos de extensión de la masa adhesiva se mantienen a una temperatura constante de 90ºC. La espuma de PE se alimenta a través de una máquina de doblar calefactada, cuyo primer rodillo posee un recubrimiento superficial siliconado y el segundo rodillo de doblar, que guía la cinta, se mantiene a una temperatura constante de 80ºC. La extensión de la masa adhesiva se realiza con una velocidad de 30 m/min. 30

Las cintas adhesivas obtenidas poseen una fuerza adhesiva de >3,5 N/cm y tiempos de resistencia al cizallamiento (10 N) de >250 min. Son cintas adhesivas por ambas caras, con propiedades para compensar tolerancias y para aislar térmicamente, idóneas por tanto para las finalidades más diversas.

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Claims

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento de fabricación en continuo, sin disolventes y sin masticación, de masa autoadhesivas (14) basadas en elastómeros no termoplásticos en una máquina que trabaja en continuo y posee una zona de alimentación (2) y una zona de fabricación de compuesto (5), la máquina siendo una extrusora de rodillos 5 planetarios (21), cuya zona de fabricación de compuesto (5) consta con preferencia de por lo menos dos, con preferencia especial de tres cilindros de rodillos (5a-5c) acoplados entre sí, que consta de

a) introducción de los componentes sólidos de la masa autoadhesiva (14), como son elastómeros y resinas, en la zona de alimentación (2) de la máquina, eventualmente introducción de cargas de relleno, colorantes 10 y/o reticulantes,

b) transporte de los componentes sólidos de la masa autoadhesiva (14) de la zona de alimentación (2) a la zona de fabricación de compuesto (5),

c) adición de los componentes líquidos de la masa autoadhesiva, como son los plastificantes, reticulantes y/o otras resinas de pegajosidad, a la zona de fabricación del compuesto (5), 15

d) fabricación de una masa autoadhesiva homogénea (14) en la zona de fabricación de compuesto (5) y

e) descarga de la masa autoadhesiva (14), la masa autoadhesiva (14) extendiéndose sobre un material (15) en forma de cinta, y el recubrimiento del material en forma de cinta (15) efectuándose con un dispositivo de rodillos o calandra (24, 25, 26, 27), para ello la masa autoadhesiva (14) se pasa por una o varias hendiduras entre rodillos antes de entregarse sobre el material en forma de cinta (15) con el fin de ajustarla al grosor deseado. 20
2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque cada cilindro de rodillos (5a-5c) de la extrusora de rodillos planetarios (21) tiene por lo menos la mitad, con preferencia más de 3/4 del número de rodillos planetarios (7) posibles.

25
3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque con vacío se eliminan las burbujas de aire de la masa autoadhesiva (14), una vez se ha descargado de la máquina.
4. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque entre la máquina y el dispositivo de recubrimiento se instala una bomba de masa fundida o una extrusora para el transporte de la masa adhesiva, en especial una 30 extrusora con desgasificación (23), que funciona con una velocidad o presión regulables, en especial con una presión regulable.
5. Procedimiento según las reivindicaciones de 1 a 4, caracterizado porque el material recubierto (30) es reticulado en una operación posterior al recubrimiento. 35
6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque el material recubierto (30) se reticula con radiación electrónica sin promotores.
7. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque el material recubierto (30) se reticula 40 térmicamente.
8. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la masa autoadhesiva (14) cuando sale de la máquina presenta una temperatura de menos de 150ºC, con preferencia de menos de 130ºC, con preferencia especial entre 70 y 110ºC. 45
9. Procedimiento según por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los elastómeros no termoplásticos se eligen entre el grupo de los cauchos naturales, los cauchos de estireno-butadieno (SBR) copolimerizados estadísticamente, los cauchos de butadieno (BR), el poliisopreno sintético (IR), los cauchos butilo (IIR), los cauchos de butilo halogenado (XIIR), los cauchos acrílicos (ACM), los copolímeros de etileno-acetato de 50 vinilo (EVA), las poliolefinas y los poliuretanos y/o sus mezclas.
10. Procedimiento según por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque a los elastómeros no termoplásticos se les añaden elastómeros termoplásticos en una fracción ponderal comprendida entre el 10 y el 50 % en peso. 55
11. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el reticulante se elige entre el grupo de los sistemas de azufre, de sistemas acelerados de azufre, de sistemas de resinas fenólicas reactivas y de sistemas de reticulantes diisocianato.

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12. Procedimiento según por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los reticulantes pueden activarse térmicamente y con preferencia se activan a temperaturas superiores a 50ºC, con preferencia a temperaturas comprendidas entre 100 y 160ºC, y con preferencia muy especial a temperaturas comprendidas entre 110 y 140ºC.