ES2320934T3 - Composicion adhesiva acuosa sensible a la presion y utilizacion de la misma. - Google Patents
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Abstract
Composición adhesiva acuosa sensible a la presión en la que un polímero acrílico sirve como componente principal y dicho polímero acrílico está dispersado en agua, conteniendo dicha composición adhesiva acuosa sensible a la presión: A) polímero acrílico obtenido por polimerización de una materia prima de monómero que incluye (met)acrilato de alquilo como monómero principal, un primer monómero funcional que presenta un primer grupo funcional a efectos de reaccionar con un grupo hidrazino, y un segundo monómero funcional que presenta un segundo grupo funcional a efectos de reaccionar con un grupo carbodiimida; B) un agente de reticulación basado en hidrazina en una cantidad comprendida entre 0,001 y 1 partes en masa con respecto a 100 partes en masa del polímero acrílico; y C) un agente de reticulación basado en carbodiimida en una cantidad comprendida entre 0,01 y 1 partes en masa con respecto a 100 partes en masa del polímero acrílico.
Description
Composición adhesiva acuosa sensible a la
presión y utilización de la misma.
La presente invención se refiere a una
composición adhesiva acuosa sensible a la presión que contiene un
polímero acrílico como componente principal, y a una lámina
adhesiva sensible a la presión que utiliza dicha composición.
Una composición adhesiva acuosa sensible a la
presión de tipo dispersión (acuosa) en la que se dispersa un
polímero acrílico en agua utiliza agua como medio de dispersión, y
en consecuencia resulta deseable desde el punto de vista de la
salud medioambiental, en comparación con una composición adhesiva
sensible a la presión basada en disolvente. Además, una composición
adhesiva acuosa sensible a la presión acrílica de este tipo
presenta la ventaja de que forma fácilmente una capa adhesiva
sensible a la presión con una mejor resistencia a disolvente y una
lámina adhesiva sensible a la presión que presenta dicha capa
adhesiva sensible a la presión.
En estas circunstancias, existe una demanda de
composiciones adhesivas acuosas sensibles a la presión que permitan
la formación de láminas adhesivas sensibles a la presión que
presenten un mejor rendimiento. Resultaría útil proporcionar una
composición acrílica adhesiva acuosa sensible a la presión adecuada
para una lámina adhesiva sensible a la presión, que puede exhibir
diversas propiedades, tales como resistencia de adherencia (fuerza
adhesiva sensible a la presión), resistencia de cohesión
(particularmente, resistencia de cohesión bajo condiciones de
temperatura elevada) en un nivel superior de un modo equilibrado, y
para preparar una lámina adhesiva sensible a la presión de este
tipo.
Tal como es conocido, una metodología para
mejorar la resistencia de cohesión de una capa adhesiva sensible a
la presión consiste en mezclar un agente de reticulación con una
composición adhesiva sensible a la presión. Por ejemplo, la
publicación de la solicitud de Patente japonesa No.
2003-096420 da a conocer una composición adhesiva
sensible a la presión de tipo emulsión, en la que un agente de
reticulación seleccionado entre compuestos de carbodiimida,
compuestos de oxazolina, compuestos de aziridina, compuestos de
hidrazina y similares, se mezcla con una emulsión de resina
acrílica obtenida mediante polimerización en dos etapas. La
publicación de solicitud de Patente japonesa No.
2003-327933 da a conocer un adhesivo acrílico
sensible a la presión de tipo emulsión, en el que un compuesto de
hidrazina, que sirve como agente de reticulación, se mezcla con una
emulsión de resina acrílica que presenta una elevada fracción de
gel. En todos los ejemplos descritos en los anteriores documentos,
se mezcla un único (un solo tipo de) agente de reticulación con la
emulsión de resina acrílica. La publicación de solicitud de Patente
japonesa No. 2005-113016 se refiere a una emulsión
de resina de agente de pegajosidad que es una mezcla dispersada en
agua de una resina de agente de pegajosidad y un agente de
reticulación capaz de reaccionar con la resina de agente de
pegajosidad.
Sin embargo, las técnicas convencionales para
mejorar la resistencia de cohesión mezclando un agente de
reticulación presentan una elevada probabilidad de empeorar
significativamente otras propiedades (por ejemplo, la fuerza
adhesiva sensible a la presión) a costa de la resistencia de
cohesión mejorada. En estos casos, incluso cuando se intenta
equilibrar la resistencia de cohesión con la fuerza adhesiva
sensible a la presión o una propiedad similar simplemente
aumentando/disminuyendo la cantidad de agente de reticulación
utilizado, resulta difícil satisfacer dichas propiedades al mismo
tiempo y en un nivel elevado.
Un objeto de la presente invención es dar a
conocer una lámina adhesiva sensible a la presión que puede exhibir
diversas propiedades, tales como fuerza adhesiva sensible a la
presión y resistencia de cohesión en niveles más elevados y de un
modo equilibrado. Otro objeto de la presente invención es dar a
conocer una composición adhesiva acuosa sensible a la presión
adecuada para formar una capa adhesiva sensible a la presión
utilizada para una lámina adhesiva sensible a la presión de este
tipo.
La presente invención da a conocer una
composición adhesiva acuosa sensible a la presión (de tipo
dispersión acuosa) en la que un polímero acrílico sirve como
componente principal, y dicho polímero acrílico se dispersa en
agua. La composición contiene un polímero acrílico (componente A)
obtenido por polimerización de una materia prima de monómero que
contiene un (met)acrilato de alquilo como monómero principal,
un primer monómero funcional que presenta un primer grupo funcional
para reaccionar con un grupo hidrazino, y un segundo monómero
funcional que presenta un segundo grupo funcional para reaccionar
con un grupo carbodiimida. Además, la composición contiene un
agente de reticulación basado en hidrazina (componente B). Además,
la composición contiene un agente de reticulación basado en
carbodiimida (componente C).
Las composiciones acrílicas adhesivas acuosas
sensibles a la presión (típicamente, composiciones adhesivas
sensibles a la presión de tipo emulsión acrílica) que contienen
dichas composiciones pueden dar lugar a un adhesivo sensible a la
presión (típicamente, una capa adhesiva sensible a la presión) con
un mejor rendimiento en comparación con composiciones adhesivas
acuosas sensibles a la presión que contienen únicamente un agente
de entre un agente de reticulación basado en hidrazina o un agente
de reticulación basado en carbodiimida. Es posible formar una capa
adhesiva sensible a la presión que alcance, por ejemplo, tanto una
fuerza adhesiva sensible a la presión como una resistencia de
cohesión (particularmente, una resistencia de cohesión bajo
condiciones de temperatura elevada) en un nivel más elevado y de un
modo equilibrado.
En una realización preferente de una composición
adhesiva sensible a la presión tal como se ha mencionado
anteriormente, la composición contiene un agente de reticulación
basado en hidrazina (componente B) y un agente de reticulación
basado en carbodiimida (componente C) en una proporción tal que el
número de moles del grupo funcional reticulable (que se refiere al
grupo funcional involucrado en las reacciones de reticulación)
contenidos en el agente de reticulación basado en carbodiimida
(componente C) es aproximadamente de 0,2 a 5 veces el número de
moles del grupo funcional reticulable contenido en el agente de
reticulación basado en hidrazina (componente B). Una composición
compuesta por los agentes de reticulación que contienen los grupos
funcionales reticulables en una relación molar comprendida dentro
del intervalo anterior, puede incrementar la ventaja de utilizar un
agente de reticulación basado en hidrazina y un agente de
reticulación basado en carbodiimida combinados. En el uso práctico,
por ejemplo, puede resultar posible formar una capa adhesiva
sensible a la presión que alcance un mejor equilibrio de
rendimiento en términos de una pluralidad de propiedades.
La cantidad de agente de reticulación basado en
hidrazina (componente B) contenida en una composición adhesiva
sensible a la presión, tal como se ha mencionado anteriormente, está
comprendida dentro del intervalo de 0,001 a 1 partes en masa con
respecto a 100 partes en masa de (A) el polímero acrílico. Además,
la cantidad de agente de reticulación basado en carbodiimida
(componente C) contenida en la composición adhesiva sensible a la
presión está comprendida dentro del intervalo de 0,01 a 1 partes en
masa con respecto a 100 partes en masa del polímero acrílico
(componente A). Una composición que contiene los agentes de
reticulación dentro de los intervalos anteriores con respecto al
polímero acrílico puede ser adecuada para formar una capa adhesiva
sensible a la presión que alcance un mejor equilibrio de
rendimiento en términos de una pluralidad de propiedades.
En una realización preferente, el número de
moles del primer grupo funcional contenido en el polímero acrílico
(el componente A) es de 1,5 veces o más (típicamente de 1,5 a 50
veces) el número de moles del grupo hidrazino contenido en el
agente de reticulación basado en hidrazina (el componente B). Una
composición que contiene el primer grupo funcional dentro del
intervalo anterior con respecto al grupo hidrazino puede incrementar
la eficacia de la reacción de reticulación entre el primer grupo
funcional y el agente de reticulación basado en hidrazina. En
consecuencia, se puede obtener más apropiadamente la ventaja de
utilizar el agente de reticulación basado en hidrazina y el agente
de reticulación basado en carbodiimida combinados.
En una realización preferente, el número de
moles del segundo grupo funcional contenido en el polímero acrílico
(el componente A) es aproximadamente 10 veces o más (típicamente, de
aproximadamente 10 a 300 veces) el número de moles del grupo
carbodiimida contenido en el agente de reticulación basado en
carbodiimida (el componente C). Una composición que contiene el
segundo grupo funcional dentro del intervalo anterior con respecto
al grupo carbodiimida puede incrementar la eficacia de la reacción
de reticulación entre el segundo grupo funcional y el agente de
reticulación basado en carbodiimida. En consecuencia, se puede
obtener más apropiadamente la ventaja de utilizar el agente de
reticulación basado en hidrazina junto con el agente de reticulación
basado en carbodiimida.
La composición adhesiva sensible a la presión
dada a conocer en el presente documento puede contener además un
agente de pegajosidad. Por ejemplo, la composición adhesiva sensible
a la presión contiene preferentemente un agente de pegajosidad con
un punto de reblandecimiento de aproximadamente 140ºC o mayor
(típicamente, de aproximadamente 140 a 180ºC). Una composición
adhesiva sensible a la presión que contiene un agente de
pegajosidad que presenta dicha propiedad puede dar lugar a capas
adhesivas sensibles a la presión con un mayor rendimiento. Es
posible formar capas adhesivas sensibles a la presión que alcancen,
por ejemplo, tanto una fuerza adhesiva sensible a la presión como
una resistencia de cohesión (particularmente, una resistencia de
cohesión bajo condiciones de temperatura elevada) en un nivel más
elevado y de un modo equilibrado.
Además, la presente invención da a conocer una
lámina adhesiva sensible a la presión provista de una capa adhesiva
sensible a la presión formada utilizando cualquiera de las
composiciones adhesivas acuosas sensibles a la presión dadas a
conocer en el presente documento. Una lámina adhesiva sensible a la
presión de este tipo puede alcanzar, en el uso práctico, un mejor
equilibrio de rendimiento en términos de una pluralidad de
propiedades. Es posible, por ejemplo, alcanzar tanto una fuerza
adhesiva sensible a la presión como una resistencia de cohesión
(particularmente, una resistencia de cohesión bajo condiciones de
temperatura elevada) en un nivel más elevado y de un modo
equilibrado.
Las figuras 1 y 2 muestran vistas de sección
transversal que ilustran esquemáticamente, cada una de ellas, un
ejemplo de configuración de una lámina adhesiva sensible a la
presión según la presente invención;
las figuras 3 y 4 muestran vistas de sección
transversal que ilustran esquemáticamente, cada una de ellas, un
ejemplo de configuración de una lámina adhesiva sensible a la
presión según la presente invención; y
las figuras 5 y 6 muestran vistas de sección
transversal que ilustran esquemáticamente, cada una de ellas, un
ejemplo de configuración de una lámina adhesiva sensible a la
presión según la presente invención.
A continuación, se describen realizaciones
preferentes de la presente invención. Nótese que las materias que
no son las materias referidas en el presente documento y resultan
necesarias para llevar a cabo la presente invención pueden ser
consideradas materias de diseño por la persona experta en la técnica
en base a la técnica convencional en el sector. La presente
invención se puede llevar a cabo en base al contenido dado a conocer
en el presente documento y al conocimiento técnico común dentro de
este sector.
El polímero acrílico (componente A) que
constituye una composición adhesiva acuosa sensible a la presión
dada a conocer en el presente documento es un copolímero obtenido
por polimerización de una materia prima de monómero predeterminada.
La materia prima de monómero contiene (met)acrilato de
alquilo, concretamente éster (met)acrílico de alcohol
alquílico, como monómero principal (constituyente monomérico
principal). En el presente documento, el término "ácido
(met)acrílico" incluye tanto el ácido acrílico como el
ácido metacrílico. La expresión "contiene (met)acrilato de
alquilo ... como monómero principal" significa que la proporción
de (met)acrilato de alquilo contenida (la cantidad total de
todos los (met)acrilatos de alquilo contenidos cuando dos o
más tipos están contenidos) en la cantidad total de la materia
prima de monómero es mayor del 50% en masa. La proporción del
contenido de (met)acrilato de alquilo puede ser, por ejemplo,
de más del 50% en masa hasta el 99% en masa de la materia prima
total de monómero. Es preferente una materia prima de monómero que
presenta (met)acrilato de alquilo en una proporción
comprendida entre aproximadamente 70 y 99% en masa, y es aún más
preferente una materia prima de monómero que lo presenta en una
proporción comprendida entre aproximadamente 80 y 98% en masa. La
proporción de (met)acrilato de alquilo en la materia prima de
monómero puede ser de aproximadamente 90 a 98% en masa.
Habitualmente, esta proporción se corresponde prácticamente con la
proporción de copolimerización de (met)acrilato de alquilo
en polímero acrílico obtenida por polimerización de la materia prima
de monómero.
El (met)acrilato de alquilo que
constituye una materia prima de monómero puede ser de uno o dos o
más tipos seleccionados a partir de compuestos representados por la
siguiente fórmula química (1):
(1)CH_{2}=C(R^{1})COOR^{2}
en la que R^{1} es un átomo de
hidrógeno o un grupo metilo, y R^{2} es un grupo alquilo que tiene
de 1 a 20 átomos de carbono. Específicamente, los ejemplos de
R^{2} incluyen un grupo metilo, un grupo etilo, un grupo propilo,
un grupo isopropilo, un grupo butilo, un grupo isobutilo, un grupo
pentilo, un grupo isopentilo, un grupo hexilo, un grupo heptilo, un
grupo 2-etilhexilo, un grupo isooctilo, un grupo
isononilo y un grupo isodecilo. Entre estos, los grupos alquilo que
presentan de 2 a 14 átomos de carbono (en adelante dicho intervalo
de átomos de carbono se representará mediante
"C_{2-14}") son preferentes, y los grupos
alquilo que presentan C_{2-10} (por ejemplo, un
grupo butilo, un grupo 2-etilhexilo, o similares)
son más
preferentes.
En una realización preferente, el éster
(met)acrílico de alcohol alquílico que presenta
C_{2-10} (más preferentemente
C_{4-8}) en un R^{2} de la fórmula química (1)
anterior constituye aproximadamente el 70% en masa o más (más
preferentemente, aproximadamente el 90% en masa o más) de la
cantidad total de (met)acrilato de alquilo contenido en la
materia prima de monómero. Esencialmente, todos los
(met)acrilatos de alquilo contenidos en la materia prima de
monómero pueden ser (met)acrilatos de alquilo
C_{2-10} (más preferentemente, de alquilo
C_{4-8}). Por ejemplo, la materia prima de
monómero puede contener, como (met)acrilato de alquilo,
únicamente acrilato de butilo, únicamente acrilato de
2-etilhexilo, o ambos compuestos acrilato de butilo
y acrilato de 2-etilhexilo. En una materia prima de
monómeros que contiene acrilato de butilo y/o acrilato de
2-etilhexilo como (met)acrilato de alquilo,
la proporción (relación de masas) entre el acrilato de butilo (BA) y
el acrilato de 2-etilhexilo (2EHA) puede ser, por
ejemplo, de BA/2EHA = 0/100 a 100/0 (preferentemente de 0/100 a
70/30, más preferentemente de 5/95 a 60/40).
La materia prima de monómero contiene uno o dos
o más primeros monómeros funcionales seleccionados entre compuestos
que presentan un primer grupo funcional que puede reaccionar con un
grupo hidrazino (por ejemplo, un agente de reticulación basado en
hidrazina que presenta una fracción estructural representada por
-NHNH_{2}, particularmente -CONHNH_{2}). Dicho primer monómero
funcional puede presentar uno o dos o más (por ejemplo, uno o dos,
típicamente uno) primeros grupos funcionales en la molécula. Los
ejemplos del primer grupo funcional incluyen un grupo ceto y un
grupo aldehído. Resulta particularmente preferente utilizar un
primer monómero funcional que presenta, como mínimo, un grupo ceto
en la molécula.
El primer monómero funcional es típicamente un
monómero etilénicamente insaturado que presenta uno o dos o más
grupos etilénicamente insaturados, tales como un grupo acriloilo, un
grupo metacriloilo (en adelante, "grupo (met)acriloilo"
se refiere colectivamente a los grupos acriloilo y metacriloilo) y
un grupo vinilo en la molécula. El primer monómero funcional que
presenta una buena copolimerizabilidad con (met)acrilato de
alquilo se puede utilizar preferentemente. Por ejemplo, se puede
utilizar preferentemente como primer monómero funcional un monómero
etilénicamente insaturado que presenta el primer grupo funcional y
el grupo (met)acriloilo (más preferentemente, grupo
acriloilo) en la molécula.
Ejemplos específicos de monómeros etilénicamente
insaturados que presentan un grupo aldehído incluyen acroleina,
metacroleina, formil estireno o similares. Ejemplos específicos de
monómeros etilénicamente insaturados que presentan un grupo ceto
incluyen: compuestos que presentan un grupo (met)acriloilo y
un grupo ceto (por ejemplo, grupo acetilo) en la molécula, tal como
acrilamida de diacetona, metacrilamida de diacetona, acrilato de
diacetona, metacrilato de diacetona, (met)acrilato de
acetoacetoximetil, (met)acrilato de
2-(acetoacetoxi)etilo (concretamente, éster de ácido
acetoacético de (met)acrilato de
2-hidroxietilo), (met)acrilato de
2-acetoacetoxipropilo,
butanodiol-1,4-acrilato-acetilacetato
(concretamente, éster 4-acetoxibutílico de ácido
acrílico); vinil alquil cetonas (por ejemplo,
vinil-C_{1-7} alquil cetonas) tal
como vinil metil cetona, vinil etil cetona y vinil isobutil cetona;
y acetoacetato de alilo, acetoacetato de vinilo, vinil
acetoacetamida y similares. Se pueden utilizar como primer monómero
funcional uno o dos o más monómeros etilénicamente insaturados
seleccionados entre dichos monómeros etilénicamente insaturados. En
términos de reactividad hacia el agente de reticulación basado en
hidrazina descrito a continuación, resulta preferente utilizar un
primer monómero funcional que presenta un grupo -COCH_{3} (por
ejemplo, un grupo -CH_{2}COCH_{3}) en la molécula. Los ejemplos
de los primeros monómeros funcionales que presentan un grupo
-COCH_{3} incluyen acrilamida de diacetona, metacrilamida de
diacetona, acrilato de diacetona, metacrilato de diacetona o
similares. Un ejemplo particularmente preferente del primer monómero
funcional incluye la acrilamida de diacetona.
La materia prima de monómero contiene además uno
o dos o más segundos monómeros funcionales seleccionados entre
compuestos se pueden reaccionar con el grupo carbodiimida (por
ejemplo, un agente de reticulación basado en carbodiimida que
presenta una estructura representada por -N=C=N-). Dicho segundo
monómero funcional puede tener uno o dos o más (por ejemplo, uno o
dos, y típicamente uno) segundos grupos funcionales en la molécula.
Los ejemplos del segundo grupo funcional incluyen un grupo
carboxilo, un grupo amino y un grupo hidroxilo (típicamente, un
grupo hidroxilo alcohólico). Resulta particularmente preferente
utilizar el segundo monómero funcional que presenta, como mínimo,
un grupo carboxilo en la molécula.
El segundo monómero funcional es típicamente un
monómero etilénicamente insaturado que presenta uno o dos o más
grupos etilénicamente insaturados, tales como un grupo
(met)acriloilo y un grupo vinilo en la molécula. El segundo
monómero funcional que presenta una buena copolimerizabilidad con
(met)acrilato de alquilo se puede utilizar preferentemente.
Por ejemplo, se puede utilizar preferentemente como segundo monómero
funcional un monómero etilénicamente insaturado que presenta el
segundo grupo funcional y el grupo (met)acriloilo (más
preferentemente, grupo acriloilo) en la molécula.
Ejemplos específicos de monómeros etilénicamente
insaturados que presentan un grupo carboxilo incluyen: ácidos
monocarboxílicos etilénicamente insaturados, tales como ácido
acrílico, ácido metacrílico, ácido crotónico; y ácidos
dicarboxílicos etilénicamente insaturados, tales como ácido maleico,
ácido itacónico, ácido citracónico o similares, y anhídridos de los
mismos. Ejemplos específicos de monómeros etilénicamente insaturados
que presentan un grupo amino incluyen: (met)acrilatos de
N-alquilaminoalquilo, tales como
(met)acrilato de N-metilaminoetilo,
(met)acrilato de N-etilaminoetilo,
(met)acrilato de
N-t-butilaminoetilo; y
(met)acrilatos de N,N-dialquilaminoalquilo,
tales como (met)acrilato de
N,N-dimetilaminoetilo, (met)acrilato de
N,N-dietilaminoetilo. Ejemplos específicos de
monómeros etilénicamente insaturados que presentan un grupo
hidroxilo incluyen: (met)acrilatos de hidroxialquilo, tales
como (met)acrilato de 2-hidroxietilo,
(met)acrilato de 2-hidroxipropilo,
(met)acrilato de 3-hidroxipropilo y
(met)acrilato de 2-hidroxibutilo; alcohol
vinílico; alcohol alílico; N-metilolacrilamida y
similares. Se pueden utilizar como segundo monómero funcional uno o
dos o más monómeros etilénicamente insaturados seleccionados entre
dichos monómeros etilénicamente insaturados. Por ejemplo, se pueden
utilizar preferentemente los ácidos monocarboxílicos etilénicamente
insaturados mencionados anteriormente. Particularmente, resulta
preferente utilizar ácido acrílico y/o ácido metacrílico
(particularmente ácido acrílico).
En una composición adhesiva sensible a la
presión dada a conocer en el presente documento, la proporción del
primer monómero funcional en la cantidad total de la materia prima
de monómero anterior (en otras palabras, la proporción de
copolimerización del primer monómero funcional en el polímero
acrílico anterior) puede ser de aproximadamente 0,01% en masa o
mayor (preferentemente, de aproximadamente 0,1% en masa o mayor).
Por ejemplo, resulta preferente una materia prima de monómero que
contiene el primer monómero funcional en un intervalo de
aproximadamente 0,01 a 5% en masa (más preferentemente de
aproximadamente 0,1 a 2% en masa).
La proporción del segundo monómero funcional en
la cantidad total de la materia prima de monómero (en otras
palabras, la proporción de copolimerización del segundo monómero
funcional en el polímero acrílico anterior) puede ser de
aproximadamente 0,1% en masa o mayor (preferentemente de de
aproximadamente 0,5% en masa o mayor, y más preferentemente de
aproximadamente 1% en masa o mayor). Por ejemplo, resulta preferente
utilizar una materia prima de monómero que contiene el segundo
monómero funcional en un intervalo de aproximadamente 0,1 a 15% en
masa (más preferentemente de aproximadamente 0,5 a 10% en masa, aún
más preferentemente de aproximadamente 1 a 10% en masa).
Habitualmente, la composición de dicha materia
prima de monómero corresponde prácticamente a la proporción de
copolimerización de cada monómero en el polímero acrílico, obtenida
por polimerización de la materia prima de monómero. Nótese que una
proporción de copolimerización preferente del primer monómero
funcional se puede determinar considerando la cantidad de agente de
reticulación basado en hidrazina (componente B) utilizada, que se
describe a continuación. Similarmente, una proporción de
copolimerización preferente del segundo monómero funcional se puede
determinar considerando la cantidad de agente de reticulación basado
en carbodiimida (componente C) utilizada, que se describe a
continuación.
La materia prima de monómero puede contener otro
monómero (componente copolimérico) como componente opcional además
del (met)acrilato de alquilo anteriormente mencionado, el
primer monómero funcional, y el segundo monómero funcional. "Otro
monómero" puede ser uno o dos o más monómeros seleccionados de
entre diversos tipos de monómeros etilénicamente insaturados,
incluidos: monómeros etilénicamente insaturados que presentan un
grupo amida, tales como (met)acrilamida,
N,N-dimetil(met)acrilamida,
N-metoximetil(met)acrilamida,
N-butoximetil(met)acrilamida; ésteres
vinílicos, tales como acetato de vinilo y propionato de vinilo;
compuestos vinílicos aromáticos, tales como estireno,
-metilestireno y vinil tolueno; ésteres (met)acrílicos de
alcoholes cíclicos, tales como (met)acrilato de
ciclopentilo, (met)acrilato de ciclohexilo y
(met)acrilato de isobornilo; monómeros etilénicamente
insaturados que presentan un grupo epoxi, tales como
(met)acrilato de glicidilo y alil glicidil éter, monómeros
etilénicamente insaturados que presentan un grupo alcoxisilil,
tales como (met)acrilatos de
3-(met)acriloiloxipropiltrimetoxisilano,
3-(met)acriloiloxipropiltrietoxisilano, viniltrimetoxisilano;
(met)acrilatos polifuncionales, tales como
di(met)acrilato de etilenglicol,
di(met)acrilato de dipropilenglicol,
di(met)acrilato de hexanodiol,
di(met)acrilato de neopentilglicol,
tri(met)acrilato de trimetilolpropano,
tri(met)acrilato de tetrametilolmetano y
hexa(met)acrilato de dipentaeritritol; monómeros
etilénicamente insaturados que presentan un grupo ciano, tales como
(met)acrilonitrilo; N-(met)acriloilmorfolina; y
N-vinil-2-pirrolidona.
En una materia prima de monómero que contiene dicho "otro
monómero", la proporción del otro monómero (la proporción total
en el caso en que la materia prima de monómero contiene dos o más
tipos de otros monómeros) en la materia prima de monómero puede
ser, por ejemplo, de aproximadamente 10% en masa o menor. Esta
proporción puede ser de aproximadamente el 5% en masa de la materia
prima de monómero o
menor.
menor.
Los polímeros acrílicos, tales como el
componente A de las composiciones dadas a conocer en el presente
documento, se obtienen típicamente mediante polimerización en
emulsión de las materias primas de monómero anteriores. Los
procedimientos para la polimerización en emulsión no están
particularmente limitados, y se pueden alcanzar de maneras
similares a los procedimientos generales convencionalmente conocidos
que utilizan apropiadamente, por ejemplo, diversos métodos
convencionales para añadir monómeros, condiciones de polimerización
(temperatura de polimerización, tiempo de polimerización, presión
de polimerización, o similares), y materiales (iniciador de
polimerización, tensoactivos o similares). Por ejemplo, como métodos
para añadir monómeros se pueden utilizar cualquier método de carga
en una porción (en el que toda la materia prima de monómero se
introduce en el reactor de polimerización a la vez), métodos de
adición gradual, métodos de adición de porciones, o similares. Una
porción o toda la cantidad de materia prima de monómero se puede
emulsionar con antelación y, a continuación, suministrar dicha
emulsión al reactor.
Como temperatura de polimerización, se puede
utilizar una temperatura, por ejemplo, de 20 a 100ºC (típicamente,
de 40 a 80ºC). Los ejemplos de iniciadores de la polimerización
incluyen, aunque sin limitarse a los mismos, iniciadores azo tales
como 2,2'-azobisisobutironitrilo, disulfato de
2,2'-azobis(2-metilpropionamidina),
dihidrocloruro de
2,2'-azobis(2-amidinopropano),
dihidrocloruro de
2,2'-azobis[2-(5-metil-2-imidazolin-2-il)propano],
2,2'-azobis(N,N'-dimetilenisobutilamidina),
o
2,2'-azobis[N-(2-carboxietil)-2-metilpropionamidina]
hidrato; persulfatos tales como persulfato de potasio o persulfato
de amonio; iniciadores peróxido, tales como peróxido de benzoilo,
hidroperóxido de t-butilo o peróxido de hidrógeno;
e iniciadores redox, tales como combinaciones de un persulfato e
hidrogenosulfito de sodio, o combinaciones de un peróxido y
ascorbato de sodio. La cantidad de iniciador de polimerización
utilizada es, por ejemplo, de aproximadamente 0,005 a 1 partes en
masa con respecto a 100 partes en masa de la materia prima de
monómero.
Los ejemplos de agentes emulsionantes incluyen
agentes emulsionantes aniónicos, tales como lauril sulfato de
sodio, lauril sulfato de amonio, dodecilbenzensulfonato de sodio,
polioxietilenalquil éter sulfatos de sodio,
polioxietilenalquilfenil éter sulfatos de amonio, o
polioxietilenalquilfenil éter sulfatos de sodio; y agentes
emulsionantes no iónicos, tales como polioxietilenalquil éteres o
polioxietilenalquilfenil éteres. Estos agentes emulsionantes se
pueden utilizar individualmente o en una combinación de dos o más
tipos de los mismos. La cantidad de agente emulsionante utilizada
es, por ejemplo, de aproximadamente 0,2 a 10 partes en masa
(preferentemente de aproximadamente 0,5 a 5 partes en masa) con
respecto a 100 partes en masa de la materia prima de monómero.
Se pueden utilizar para la polimerización, allí
donde se puedan aplicar, diversos agentes de transferencia de
cadena convencionales. Dichos agentes de transferencia de cadena
pueden ser uno o dos o más tipos seleccionados entre mercaptanos,
tales como dodecil mercaptano (dodecanotiol), glicidil mercaptano,
2-mercaptoetanol, ácido mercaptoacético,
tioglicolato de 2-etilhexilo o
2,3-dimetilcapto-1-propanol.
La cantidad de agente de transferencia de cadena utilizada es, por
ejemplo, de aproximadamente 0,001 a 0,5 partes en masa con respecto
a 100 partes en masa de la materia prima de monómero.
Aunque sin limitarse a ello, un polímero
acrílico obtenido mediante una polimerización en emulsión de este
tipo puede tener, por ejemplo, una relación de masas de materia
insoluble en acetato de etilo (el contenido insoluble en acetato de
etilo o fracción de gel) menor de aproximadamente 15% en masa, que
permanece después de extraerse el polímero con acetato de etilo.
Cuando el polímero se extrae con THF, el peso molecular promedio en
peso del contenido soluble en THF (la materia soluble en THF) en
términos de poliestireno estándar puede ser, por ejemplo, de
aproximadamente 50 x 10^{4} a 90 x 10^{4}. Un polímero acrílico
cuya fracción de gel y/o cuyo peso molecular promedio en peso del
contenido soluble en THF estén dentro de los intervalos anteriores
se puede reticular mediante un agente de reticulación basado en
hidrazina y un agente de reticulación basado en carbodiimida a
efectos de obtener una capa adhesiva sensible a la presión con un
mayor rendimiento.
Nótese que el polímero acrílico contenido en las
composiciones adhesivas acuosas sensibles a la presión dadas a
conocer en el presente documento no se limita a los obtenidos por
polimerización en emulsión. Las composiciones adhesivas sensibles a
la presión se pueden formar dispersando el polímero acrílico, que se
obtiene, por ejemplo, por polimerización en solución,
fotopolimerización, polimerización de carga o similares, en agua,
utilizando un emulsionante cuando resulta adecuado.
El agente de reticulación basado en hidrazina,
como componente B que constituye la composición dada a conocer en
el presente documento, puede consistir típicamente en diversos
compuestos de hidrazida (por ejemplo, compuestos ácidos de
hidrazida que presentan una fracción estructural representada por
-CONHNH_{2}) que presentan dos o más (por ejemplo, de dos a
cuatro, y típicamente dos) grupos hidrazino (-NHNH_{2}) en la
molécula, como un grupo funcional reticulable. Los ejemplos de
dichos compuestos de hidrazida incluyen: dihidrazidas de ácido
dicarboxílico saturado, tales como dihidrazida de ácido oxálico,
dihidrazida de ácido malónico, dihidrazida de ácido succínico,
dihidrazida de ácido glutárico, dihidrazida de ácido adípico,
dihidrazida de ácido pimélico, o dihidrazida de ácido sebácico;
dihidrazidas de ácido dicarboxílico insaturado, tales como
dihidrazida de ácido maleico, dihidrazida de ácido fumárico o
dihidrazida de ácido itacónico; y similares. Se puede utilizar un
compuesto seleccionado entre este tipo de compuestos de hidrazida, o
dos o más compuestos combinados. De entre estos compuestos, los
ejemplos preferentes son dihidrazida de ácido glutárico, dihidrazida
de ácido adípico y dihidrazida de ácido pimélico. Aunque sin
limitarse particularmente a ello, resulta preferente utilizar un
compuesto de hidrazida cuyo peso molecular por grupo hidrazino es
aproximadamente de 70 a 100 en términos de reactividad y
operatividad. Por ejemplo, se puede utilizar preferentemente
dihidrazida de ácido adípico.
Dicho agente de reticulación basado en hidrazina
se utiliza típicamente añadiéndolo a una dispersión acuosa de
polímero acrílico. Preferentemente, por ejemplo, a una dispersión en
agua de polímero acrílico (emulsión de polímero acrílico),
preparada a partir de una materia prima de monómero mencionada
anteriormente mediante polimerización en emulsión, se añade y se
mezcla un agente de reticulación basado en hidrazina. Los
procedimientos para añadir un agente de reticulación basado en
hidrazina no están particularmente limitados. Por ejemplo, un
agente de reticulación basado en hidrazina se puede añadir como tal
(típicamente en estado sólido, y por ejemplo en forma de un polvo),
como solución de agente de reticulación basado en hidrazina (por
ejemplo, una solución acuosa) preparada disolviendo un agente de
reticulación basado en hidrazina en un disolvente apropiado, o como
dispersión acuosa (por ejemplo, emulsión), en la que un agente de
reticulación basado en hidrazina o una solución en disolvente
orgánico del mismo se dispersa en agua.
Un agente de reticulación basado en carbodiimida
como componente C que constituye las composiciones dadas a conocer
en el presente documento puede estar típicamente constituido por
diversos compuestos de carbodiimida (compuestos de
policarbodiimida) con uno o dos o más (por ejemplo, de dos a diez)
grupos de carbodiimida (-N=C=N-) en la molécula como grupo
funcional reticulable. Además, dado que la carbodiimida (HN=C=NH) es
tautomérica con la cianamida (NC-NH_{2}), el
concepto de agente de reticulación basado en carbodiimida descrito
en el presente documento incluye compuestos que presentan uno o dos
o más grupos cianamida (NC-NH-) en la molécula, y
compuestos que presentan un total de dos o más del grupo o grupos
cianamida (NC-NH-) y grupo o grupos carbodiimida
(-N=C=N-) en la molécula. En consecuencia, un agente de reticulación
basado en carbodiimida como componente (C) puede ser un compuesto
que presenta en la molécula uno o dos o más grupos funcionales
reticulables seleccionados entre el grupo carbodiimida (-N=C=N-) y
el grupo cianamida (NC-NH-). Se puede utilizar un
solo tipo de estos compuestos, o dos o más tipos combinados.
El agente de reticulación basado en carbodiimida
descrito anteriormente puede ser un compuesto de carbodiimida que
presenta una fracción estructural representada, por ejemplo, por la
siguiente fórmula química (2):
(2)-(R^{11}-N=C=N)_{n}-
en la que R^{11} es uno o dos o
más tipos seleccionados entre: grupos alquileno, tales como
hexametileno, 2,2,4-trimetilhexametileno; grupos
orgánicos bivalentes que presentan dos grupos alquilo enlazados a un
anillo aromático, tal como xilileno, representado por la fórmula
química
-CH_{2}-C_{6}H_{4}-CH_{2}- y
tetrametilxilileno, representado por
-C(CH_{3})_{2}-C_{6}H_{4}-C(CH_{3})_{2}-;
y grupos orgánicos bivalentes que presentan un anillo
cicloalquílico, tal como xilileno hidrogenado, representado por
-CH_{2}-C_{6}H_{10}-CH_{2}-
y
metilen-bis-4,1-ciclohexileno,
representado por
-C_{6}H_{10}-CH_{2}-C_{6}H_{10}-,
y similares. Los compuestos de carbodiimida que presentan dicha
fracción estructural se pueden preparar mediante procedimientos que
incluyen, por ejemplo, condensación por descarboxilación de los
correspondientes compuestos de diisocianato. En la anterior fórmula
(2), n es un valor que corresponde al grado de polimerización (grado
promedio de polimerización) en la condensación por
descarboxilación, y puede ser, por ejemplo, de aproximadamente 2 a
10. Aunque sin limitarse particularmente a ello, resulta preferente
utilizar un agente de reticulación basado en carbodiimida cuyo peso
molecular por grupo funcional reticulable (típicamente, un grupo
carbodiimida) es aproximadamente de 150 a 750 (preferentemente de
aproximadamente 200 a 650, y más preferentemente de aproximadamente
300 a 600), en términos de reactividad y
operatividad.
\newpage
Además, el agente de reticulación basado en
carbodiimida anterior puede ser un compuesto de carbodiimida
representado, por ejemplo, por la siguiente fórmula química
(3):
(3)R^{21}-N=C=N-R^{22}
en la que cada uno de los R^{21}
y R^{22} pueden ser cualquier grupo seleccionado entre: un átomo
de hidrógeno; grupos alquilo, tales como un grupo propilo; grupos
cicloalquilo, tales como un grupo ciclohexilo; y grupos orgánicos
monovalentes que contienen un anillo aromático, tales como un grupo
p-toluoilo. Los ejemplos específicos de dichos
compuestos de carbodiimida incluyen carbodiimida de
diciclohexilmetano, carbodiimida de diciclohexilo, carbodiimida de
tetrametilxilileno y carbodiimidas modificadas por
urea.
Los ejemplos de agentes de reticulación basados
en carbodiimida comercialmente disponibles que se pueden utilizar
preferentemente como componente C incluyen la serie
"Carbodilite", disponible a través de Nisshinbo Industries,
Inc. Cualquiera de los tipos solución en agua de la serie (por
ejemplo, "V-04," "V-02," y
"V-02-L2"), los tipos emulsión
("E-01" y "E-02"), los
tipos disolvente ("V-01,"
"V-03," "V-07," y
"V-09"), y los tipos sin disolvente
("V-05") se pueden utilizar como componente C.
De entre estos, se utilizan preferentemente los tipos de solución
en agua; por ejemplo, se puede utilizar preferentemente el
"V-04".
Dicho agente de reticulación basado en
carbodiimida se utiliza típicamente añadiéndolo a una dispersión
acuosa de polímero acrílico. Preferentemente, por ejemplo, a una
dispersión en agua de polímero acrílico (emulsión de polímero
acrílico), preparada a partir de una materia prima de monómero
mencionada anteriormente mediante polimerización en emulsión, se
añade y se mezcla un agente de reticulación basado en carbodiimida.
Los procedimientos para añadir un agente de reticulación basado en
carbodiimida no están particularmente limitados. Por ejemplo, un
agente de reticulación basado en carbodiimida se puede añadir como
tal (típicamente en estado sólido, y por ejemplo en forma de
polvos), como solución de agente de reticulación basado en hidrazina
(por ejemplo, una solución acuosa) preparada disolviendo un agente
de reticulación basado en carbodiimida en un disolvente apropiado,
o como dispersión acuosa (por ejemplo, emulsión), en la que un
agente de reticulación basado en carbodiimida o una solución en
disolvente orgánico del mismo se dispersa en agua.
Las composiciones adhesivas acuosas sensibles a
la presión dadas a conocer en el presente documento contienen un
polímero acrílico tal como se ha mencionado anteriormente
(componente A) como componente principal, y son composiciones en
las que el polímero acrílico se dispersa en agua. En este caso, la
expresión "contiene un polímero acrílico ... como componente
principal" significa que la proporción en masa del polímero
acrílico con respecto a los compuestos no volátiles (contenido
sólido) contenidos en la composición adhesiva acuosa sensible a la
presión es mayor del 50% en masa. La proporción en masa del polímero
acrílico con respecto al contenido sólido de la composición puede
ser mayor de 70% en masa. La proporción de compuestos no volátiles
con respecto a dicha composición adhesiva acuosa sensible a la
presión (es decir, el contenido sólido de la composición) puede
estar incluido, por ejemplo, dentro del intervalo de aproximadamente
30 a 80% en masa (típicamente de aproximadamente 40 a 70% en
masa).
El contenido (relación de mezcla) de agente de
reticulación basado en hidrazina (componente B) en las composiciones
adhesivas sensibles a la presión dadas a conocer en el presente
documento puede estar comprendido, en base al contenido de
compuestos no volátiles, dentro del intervalo de aproximadamente
0,001 a 1 partes en masa con respecto a 100 partes en masa del
polímero acrílico (componente A). Si el contenido es demasiado bajo,
es probable que la resistencia de cohesión del adhesivo sensible a
la presión sea insuficiente. Si el contenido es demasiado alto, es
probable que la fuerza adhesiva sensible a la presión (resistencia
de adherencia) sea insuficiente. Una composición adhesiva sensible
a la presión que contiene de aproximadamente 0,02 a 0,2 partes en
masa del agente de reticulación basado en hidrazina con respecto a
100 partes en masa del polímero acrílico puede dar lugar a capas
adhesivas sensibles a la presión con un mayor rendimiento en
combinación con la utilización del agente de reticulación basado en
carbodiimida.
El contenido (relación de mezcla) de agente de
reticulación basado en carbodiimida (componente C) puede estar
comprendido, en base al contenido de compuestos no volátiles, dentro
del intervalo de aproximadamente 0,01 a 1 partes en masa con
respecto a 100 partes en masa del polímero acrílico (componente A).
Si el contenido es demasiado bajo, es probable que la resistencia
de cohesión del adhesivo sensible a la presión sea insuficiente. Si
el contenido es demasiado alto, es probable que la fuerza adhesiva
sensible a la presión (resistencia de adherencia) sea insuficiente.
Una composición adhesiva sensible a la presión que contiene de
aproximadamente 0,05 a 0,5 partes en masa del agente de
reticulación basado en carbodiimida con respecto a 100 partes en
masa del polímero acrílico puede dar lugar a capas adhesivas
sensibles a la presión con un mayor rendimiento en combinación con
la utilización del agente de reticulación basado en hidrazina.
Aunque sin limitarse particularmente a ello, el
contenido total de agente de reticulación basado en hidrazina y
agente de reticulación basado en carbodiimida puede estar
comprendido dentro del intervalo de aproximadamente 0,02 a 2 partes
en masa con respecto a 100 partes en masa del polímero acrílico. Si
el contenido total es demasiado bajo, es probable que la
resistencia de cohesión del adhesivo sensible a la presión sea
insuficiente. Si el contenido es demasiado alto, es probable que la
fuerza adhesiva sensible a la presión (resistencia de adherencia) y
la adhesividad (pegajosidad) sean insuficientes. La composición
adhesiva sensible a la presión que presenta un contenido total de
agente de reticulación basado en hidrazina y de agente de
reticulación basado en carbodiimida dentro del intervalo de
aproximadamente 0,1 a 1 partes en masa (preferentemente de
aproximadamente 0,1 a 0,5 partes en masa) con respecto a 100 partes
en masa del polímero acrílico puede dar lugar a capas adhesivas
sensibles a la presión con un mayor rendimiento.
Un contenido preferente del agente de
reticulación basado en hidrazina también se puede determinar con
respecto a la cantidad (el número de moles) del primer grupo
funcional del polímero acrílico contenido en la composición.
Específicamente, resulta preferente una composición adhesiva
sensible a la presión que contiene un agente de reticulación basado
en hidrazina en una relación tal que el número de moles del primer
grupo funcional (típicamente, un grupo ceto) contenido en el
polímero acrílico es de aproximadamente 1,2 veces o más (por
ejemplo, de aproximadamente 1,2 a 150 veces, preferentemente de
aproximadamente 1,2 a 100 veces) preferentemente de aproximadamente
1,5 veces o más (típicamente de aproximadamente 1,5 a 50 veces, por
ejemplo de aproximadamente 1,5 a 15 veces), más preferentemente de
aproximadamente 2 veces o más (por ejemplo, de aproximadamente 2 a
10 veces) el número de moles del grupo funcional reticulable (grupo
hidrazino) contenido en el agente de reticulación basado en
hidrazina. La relación de copolimerización del primer monómero
funcional y/o la relación de mezcla del agente de reticulación
basado en hidrazina se pueden determinar a efectos de que cumplan
dicha relación (la relación molar entre el grupo hidrazino y el
primer grupo funcional).
Además, el contenido preferente del agente de
reticulación basado en carbodiimida también se puede determinar con
respecto a la cantidad (el número de moles) del segundo grupo
funcional del polímero acrílico contenido en la composición.
Específicamente, resulta preferente una composición adhesiva
sensible a la presión que contiene un agente de reticulación basado
en carbodiimida en una relación tal que el número de moles del
segundo grupo funcional (por ejemplo, grupo carboxilo) contenido en
el polímero acrílico es de aproximadamente 2 veces o más (por
ejemplo, de aproximadamente 2 a 2.000 veces), más preferentemente de
aproximadamente 10 veces o más (típicamente de aproximadamente 10 a
1.000 veces, por ejemplo de aproximadamente 10 a 300 veces), más
preferentemente de aproximadamente 30 veces o más (por ejemplo, de
aproximadamente 30 a 200 veces) el número de moles del grupo
funcional reticulable (grupo carbodiimida) contenido en el agente de
reticulación basado en carbodiimida. La relación de
copolimerización del segundo monómero funcional y/o la relación de
mezcla del agente de reticulación basado en carbodiimida se pueden
determinar a efectos de que cumplan dicha relación (la relación
molar entre el grupo carbodiimida y el segundo grupo funcional).
En general, la reactividad entre el grupo
carboxilo y el grupo carbodiimida es significativamente mayor que
la reactividad entre el grupo amino o el grupo hidroxilo y el grupo
carbodiimida. En consecuencia, en una composición adhesiva sensible
a la presión en la que está presente una cantidad suficiente del
grupo carboxilo (por ejemplo, el número de moles es, como mínimo,
dos veces o más, y preferentemente de aproximadamente 10 veces o
más) con respecto al número de moles del grupo carbodiimida
contenido en el agente de reticulación basado en carbodiimida, se
considera que la reacción de reticulación a través del agente de
reticulación basado en carbodiimida tiene lugar principalmente
entre el grupo carbodiimida y el grupo carboxilo. En este caso,
incluso cuando la materia prima de monómero presenta una composición
que contiene un monómero que contiene un grupo hidroxilo y/o un
monómero que contiene un grupo amino además de un monómero que
contiene un grupo carboxilo, se considera que el contribuyente real
como segundo monómero funcional es principalmente sólo el monómero
que contiene un grupo carboxilo. En consecuencia, el monómero que
contiene un grupo hidroxilo y el monómero que contiene un grupo
amino, contenidos en la materia prima de monómero, se pueden
considerar como los "otros monómeros" mencionados
anteriormente. En una realización preferente de las composiciones
adhesivas sensibles a la presión dadas a conocer en el presente
documento, el número de moles del grupo carboxilo contenido en el
polímero acrílico es de aproximadamente 10 a 300 veces
(preferentemente, de 30 a 200 veces) el número de moles del grupo
carbodiimida contenido en el agente de reticulación basado en
carbodiimida.
La composición adhesiva sensible a la presión
dada a conocer en el presente documento puede contener un agente de
reticulación basado en hidrazina y un agente de reticulación basado
en carbodiimida en una relación tal que la relación molar entre el
grupo hidrazino contenido en el agente de reticulación basado en
hidrazina y el grupo carbodiimida contenido en el agente de
reticulación basado en carbodiimida (grupo hidrazino:grupo
carbodiimida) es aproximadamente 1:0,1 a 1:100. La composición
contiene el agente de reticulación basado en hidrazina y el agente
de reticulación basado en carbodiimida preferentemente en una
relación molar de aproximadamente 1:0,2 a 1:5 (en otras palabras,
el número de moles del grupo carbodiimida contenido en el agente de
reticulación basado en carbodiimida es de aproximadamente 0,2 a 5
veces el número de moles el grupo hidrazino contenido en el agente
de reticulación basado en hidrazina), y más preferentemente en una
relación molar de aproximadamente 1:0,2 a 1:3. La relación de
mezcla del agente de reticulación basado en hidrazina y del agente
de reticulación basado en carbodiimida se pueden determinar a
efectos de que cumplan dicha relación molar.
Aunque sin limitarse particularmente a ello, la
composición adhesiva sensible a la presión dada a conocer en el
presente documento puede ser una composición adhesiva sensible a la
presión que contiene el agente de reticulación basado en hidrazina
y el agente de reticulación basado en carbodiimida en una relación
tal que el número total de moles del grupo hidrazino y el grupo
carbodiimida contenido en los agentes de reticulación de la misma
es de aproximadamente 0,5 a 5 milimoles (por ejemplo, de
aproximadamente 1 a 2 milimoles) con respecto a 100 g del polímero
acrílico.
Además, la invención dada a conocer en el
presente documento incluye un procedimiento para preparar una
composición adhesiva acuosa sensible a la presión, que se describe
a continuación. El procedimiento de preparación es un procedimiento
para preparar una composición adhesiva acuosa sensible a la presión
en la que un polímero acrílico sirve como componente principal y
dicho polímero acrílico se dispersa en agua, incluyendo dicho
procedimiento:
preparar una dispersión en agua (típicamente,
una emulsión) de polímero acrílico obtenida por polimerización de
una materia prima de monómero que contiene (met)acrilato de
alquilo como monómero principal, un primer monómero funcional que
presenta un primer grupo funcional a efectos de reaccionar con un
grupo hidrazino, y un segundo monómero funcional que presenta un
segundo grupo funcional a efectos de reaccionar con un grupo
carbodiimida;
determinar una cantidad de mezcla del agente de
reticulación basado en hidrazina;
determinar una cantidad de mezcla del agente de
reticulación basado en carbodiimida; y
mezclar las cantidades determinadas del agente
de reticulación basado en hidrazina y del agente de reticulación
basado en carbodiimida en la dispersión acuosa mencionada
anteriormente. Aplicando dicho procedimiento, se puede preparar
eficazmente cualquiera de las composiciones adhesivas acuosas
sensibles a la presión dadas a conocer en el presente documento. La
cantidad de mezcla del agente de reticulación basado en hidrazina y
del agente de reticulación basado en carbodiimida se pueden
determinar de tal modo que una o dos o más de las relaciones de
mezcla de cada agente de reticulación con respecto a 100 partes en
masa del polímero acrílico, la relación molar entre el grupo
hidrazino y el primer grupo funcional, la relación molar entre el
grupo carbodiimida y el segundo grupo funcional, y la relación
molar entre el grupo hidrazino y el grupo carbodiimida, estén
comprendidas dentro del anterior intervalo preferente.
La composición adhesiva sensible a la presión
dada a conocer en el presente documento puede contener también un
agente de pegajosidad además de los anteriores componentes A a C.
Como agente de pegajosidad, se pueden utilizar uno o dos o más
tipos seleccionados de entre diversas resinas de agente de
pegajosidad, tales como resinas basadas en colofonia, resinas de
derivados de colofonia, resinas de petróleo, resinas basadas en
terpenos, resinas fenólicas o resinas basadas en cetonas. Los
ejemplos de las resinas basadas en colofonia anteriores incluyen
colofonias tales como goma de colofonia, colofonia de madera y
colofonia de aceite de resina; colofonias estabilizadas (por
ejemplo, colofonias estabilizadas preparadas sometiendo las
colofonias a desproporción o hidrogenación), colofonias
polimerizadas (por ejemplo, multímeros, típicamente dímeros de las
colofonias), colofonias modificadas (por ejemplo, colofonias
modificadas por ácidos insaturados, en las que la colofonia se
modifica mediante ácidos insaturados tales como ácido maleico, ácido
fumárico o ácido (met)acrílico), y similares. Los ejemplos
de las anteriores resinas de derivados de colofonia incluyen resinas
basadas en colofonia modificadas por ésteres, resinas basadas en
colofonia modificadas por fenoles y compuestos esterificados de las
mismas, y similares. Los ejemplos de las anteriores resinas de
petróleo incluyen resinas de petróleo alifáticas, resinas de
petróleo aromáticas, resinas de petróleo copoliméricas, resinas de
petróleo alicíclicas, hidruros de las mismas y similares. Los
ejemplos de resinas basadas en terpenos incluyen resinas de
\alpha-pineno, resinas de
\beta-pineno, resinas de terpeno modificadas con
compuestos aromáticos, resinas de terpeno-fenol y
similares. Los ejemplos de resinas basadas en cetonas incluyen
resinas basadas en cetonas obtenidas por condensación de cetonas
(por ejemplo, una cetona alifática tal como metil etil cetona,
metilisobutilcetona o acetofenona; y cetonas alicíclicas, tales
como ciclohexanona o metilciclohexanona) y formaldehído.
Por ejemplo, se puede utilizar un agente de
pegajosidad que presenta un punto de reblandecimiento de
aproximadamente 140ºC o mayor (típicamente, de 140 a 180ºC) a
efectos de aumentar la resistencia de cohesión bajo un entorno de
temperatura elevada. Los ejemplos de agentes de pegajosidad
comercialmente disponibles que presentan un punto de
reblandecimiento tal como se ha descrito anteriormente, aunque sin
limitarse a los mismos, incluyen marcas registradas tales como
"Super Ester E-865," "Super Ester
E-865NT," "Super Ester
E-650," "Super Ester
E-786-60," "Tamanol
E-100," "Tamanol E-200,"
"Tamanol 803L," "Pensel D-160," "Pensel
KK", disponibles a través de Arakawa Chemical Industries, Ltd.;
marcas registradas como "YS Polyster S," "YS Polyster T,"
"Mighty Ace G", disponibles a través de Yasuhara Chemical Co.,
Ltd. Utilizando un agente de pegajosidad que presenta un punto de
reblandecimiento de aproximadamente 160ºC o mayor (típicamente, de
160 a 180ºC), se puede obtener una composición adhesiva sensible a
la presión que presenta capas adhesivas sensibles a la presión con
un mejor rendimiento. Por ejemplo, se puede obtener un adhesivo
sensible a la presión que alcanza un mejor equilibrio de
rendimiento entre la resistencia de cohesión bajo condiciones de
temperatura elevada y una o dos o más de las otras propiedades (por
ejemplo, la fuerza adhesiva sensible a la presión) a un nivel más
elevado. Dichos agentes de pegajosidad se pueden utilizar
individualmente o en una combinación de dos o más tipos de los
mismos.
Un agente de pegajosidad de este tipo se utiliza
típicamente añadiéndolo a una dispersión acuosa de polímero
acrílico. Preferentemente, por ejemplo, a una dispersión en agua de
polímero acrílico (emulsión de polímero acrílico), preparada a
partir de una materia prima de monómero mencionada anteriormente
mediante polimerización en emulsión, se añade y se mezcla un agente
de pegajosidad. Los procedimientos para añadir el agente de
pegajosidad no están particularmente limitados. En general, el
agente de pegajosidad se añade apropiadamente en forma de
dispersión acuosa (emulsión de agente de pegajosidad), estando
dispersado el agente de pegajosidad en agua.
El contenido (relación de mezcla) de agente de
pegajosidad puede ser, en base al contenido de compuestos no
volátiles (contenido sólido), por ejemplo, de aproximadamente 100
partes en masa o menor con respecto a 100 partes en masa del
polímero acrílico (componente A). En general, el contenido es
apropiadamente de aproximadamente 50 partes en masa o menor (por
ejemplo, de aproximadamente 10 a 50 partes en masa). El límite
inferior del contenido de agente de pegajosidad no está
particularmente limitado. Sin embargo, en general, cuando el
contenido en agente de pegajosidad es de aproximadamente 1 parte en
masa o mayor con respecto a 100 partes en masa del polímero
acrílico, se puede obtener un mejor resultado.
Como componente opcional, un componente
polimérico distinto del componente A anterior se puede mezclar con
las composiciones adhesivas sensibles a la presión dadas a conocer
en el presente documento. Preferentemente, dicho componente
polimérico es un polímero que presenta propiedades de goma o
elastómero, y los ejemplos del mismo incluyen copolímero de etileno
y acetato de vinilo, goma acrílica, goma natural (NR), goma de
isopreno (IR), goma de estireno y butadieno (SBR), goma de
cloropreno (CR), goma de butilo (IIR), goma de etileno y propileno
(EPM, EPDM), poliisobutileno, copolímero de
estireno-etileno-butileno-estireno
(SEBS), copolímero de acrilonitrilo-butadieno
(NBR), copolímeros de bloque de
estireno-butadieno-estireno (SBS),
copolímeros de bloque de
estireno-isopreno-estireno (SIS),
polivinil alquil éter (por ejemplo, polivinil isobutil éter), y
similares. Estos componentes poliméricos se pueden utilizar
individualmente o en una combinación de dos o más tipos de los
mismos.
Dicho componente polimérico, por ejemplo, en
forma de emulsión en la que el componente polimérico se dispersa en
agua, puede ser utilizado mezclándolo con la dispersión acuosa del
anterior polímero acrílico. En general, el contenido (relación de
mezcla) del componente polimérico es, en base al contenido de
compuestos no volátiles (contenido sólido), apropiadamente de
aproximadamente 50 partes en masa o menor (por ejemplo, de
aproximadamente 5 a 50 partes en masa) con respecto a 100 partes en
masa del polímero acrílico (componente A).
Una composición adhesiva sensible a la presión
tal como se ha descrito anteriormente puede contener un ácido o una
base (agua de amoníaco o similar), que se utiliza con el propósito
de ajustar el pH o similar. Como ejemplos de otros componentes
opcionales que pueden estar contenidos en la composición, se
incluyen diversos aditivos comunes en el ámbito de las
composiciones adhesivas acuosas sensibles a la presión, tales como
modificadores de la viscosidad, agentes niveladores,
plastificantes, sustancias de relleno, colorantes tales como
pigmentos y tintes, estabilizantes, agentes antisépticos y agentes
antienvejecimiento. Además, la composición dada a conocer en el
presente documento puede contener también agentes de reticulación
distintos de los componentes B y C descritos anteriormente, según
sea necesario, a menos que el efecto de la presente invención se
reduzca significativamente. Los ejemplos de agentes de reticulación
incluyen agentes de reticulación de isocianato, agentes de
reticulación epoxi, agentes de reticulación de oxazolina, agentes de
reticulación de aziridina y agentes de reticulación de quelatos
metálicos. Como aditivos, agentes de reticulación o similares, se
pueden utilizar agentes convencionalmente conocidos mediante
procedimientos comunes, y, dado que los mismos no caracterizan
específicamente la presente invención, se omiten las descripciones
detalladas de los mismos.
La lámina adhesiva sensible a la presión según
la presente invención comprende una capa adhesiva sensible a la
presión formada utilizando cualquier composición adhesiva sensible a
la presión dada a conocer el presente documento. La lámina adhesiva
sensible a la presión puede ser una lámina adhesiva sensible a la
presión con un substrato que presenta dicha capa adhesiva sensible
a la presión en una o ambas superficies de un substrato de tipo
lámina (soporte), o una lámina adhesiva sensible a la presión sin
substrato que presenta la capa adhesiva sensible a la presión sobre
un revestimiento antiadherente. El concepto de lámina adhesiva
sensible a la presión descrito en el presente documento puede
contener láminas adhesivas sensibles a la presión designadas cinta
adhesiva sensible a la presión, sello adhesivo sensible a la presión
o película adhesiva sensible a la presión. La capa adhesiva
sensible a la presión no se limita a una capa adhesiva sensible a la
presión formada continuamente, y puede ser una capa adhesiva
sensible a la presión formada según un patrón regular o aleatorio,
tal como un patrón de puntos, un patrón de rayas y similares.
La lámina adhesiva sensible a la presión dada a
conocer en el presente documento puede tener una sección transversal
con la estructura mostrada esquemáticamente en las figuras 1 a 6.
Las figuras 1 y 2 muestran ejemplos de configuración de un tipo de
adhesivo sensible a la presión de doble cara de una lámina adhesiva
sensible a la presión con un substrato. La lámina adhesiva sensible
a la presión (11) mostrada en la figura 1 presenta una capa adhesiva
sensible a la presión (2) en ambas superficies del substrato (1), y
tiene una configuración en la que cada capa adhesiva sensible a la
presión (2) está protegida por un revestimiento antiadherente (3),
en el que, como mínimo, la cara situada sobre la capa adhesiva
sensible a la presión sirve como superficie de liberación. La
lámina adhesiva sensible a la presión (12) mostrada en la figura 2
presenta una capa adhesiva sensible a la presión (2) en ambas
superficies del substrato (1), y tiene una configuración en la que
una de las capas adhesivas sensibles a la presión está protegida
por el revestimiento antiadherente (3), cuyas dos superficies
sirven como superficie de liberación. Dicha lámina adhesiva sensible
a la presión (12) se puede configurar de tal modo que, tras
arrollar la lámina adhesiva sensible a la presión (12), la otra capa
adhesiva sensible a la presión colinde con la superficie posterior
del revestimiento antiadherente (3), de tal modo que la otra capa
adhesiva sensible a la presión está también protegida por el
revestimiento antiadherente (3).
Las figuras 3 y 4 muestran ejemplos de
configuración de cintas adhesivas sensibles a la presión sin
substrato. La lámina adhesiva sensible a la presión (13) mostrada
en la figura 3 presenta una configuración en la que cada superficie
de la capa adhesiva sensible a la presión (2) sin substrato está
protegida por el revestimiento antiadherente (3), en el que, como
mínimo, la cara situada sobre la capa adhesiva sensible a la presión
sirve como superficie de liberación. La lámina adhesiva sensible a
la presión (14) mostrada en la figura 4 tiene una configuración en
la que una superficie de la capa adhesiva sensible a la presión (2)
sin substrato está protegida por el revestimiento antiadherente
(3), cuyas ambas superficies sirven como superficie de liberación,
y en el que, tras arrollar la lámina adhesiva sensible a la presión,
la otra capa adhesiva sensible a la presión (2) colinda con el
revestimiento antiadherente (3), y de este modo también está
protegida por el revestimiento antiadherente (3).
Las figuras 5 y 6 muestran ejemplos de
configuración de un tipo de adhesivo sensible a la presión de una
sola cara de una lámina adhesiva sensible a la presión con un
substrato. La lámina adhesiva sensible a la presión (15) mostrada
en la figura 5 presenta una capa adhesiva sensible a la presión (2)
en una superficie del substrato (1), y tiene una configuración en
la que la superficie (superficie adhesiva) de la capa adhesiva
sensible a la presión (2) está protegida por el revestimiento
antiadherente (3), en el que, como mínimo, la cara situada sobre la
capa adhesiva sensible a la presión sirve como superficie de
liberación. La lámina adhesiva sensible a la presión (16) mostrada
en la figura 6 presenta una capa adhesiva sensible a la presión (2)
en una superficie del substrato (1). La otra superficie del
substrato (1) sirve como superficie de liberación, y, tras arrollar
la lámina adhesiva sensible a la presión (16), la otra superficie
colinda con la capa adhesiva sensible a la presión (2) y la
superficie (superficie adhesiva) de la capa adhesiva sensible a la
presión está protegida por la otra superficie del substrato
(1).
Como substrato constituyente de dicha lámina
adhesiva sensible a la presión, dependiendo de la aplicación de la
lámina adhesiva sensible a la presión, se puede seleccionar y
utilizar un substrato apropiado entre, por ejemplo, películas
plásticas tales como películas de polipropileno, películas de
copolímero de etileno/propileno, películas de poliéster o películas
de cloruro de polivinilo; substratos espumados, tales como espumas
de poliuretano o espumas de polietileno; papeles, tales como papel
kraft, papel rizado o papel japonés; telas, tales como telas de
algodón o telas de fibra discontinua; telas no tejidas, tales como
telas no tejidas de poliéster o telas no tejidas de vinilon; y
hojas metálicas, tales como hojas de aluminio u hojas de cobre. Se
pueden utilizar películas no estiradas o estiradas (estiradas
uniaxialmente o biaxialmente) como película plástica. La cara del
substrato sobre la que se aplica la capa adhesiva sensible a la
presión puede haber sido sometida a tratamientos de superficie
tales como revestimiento de imprimación o tratamiento de descarga
corona. Aunque el grosor del substrato se puede seleccionar
adecuadamente según las aplicaciones, habitualmente está comprendido
entre 10 \mum y 500 \mum (típicamente de 10 \mum a 200
\mum).
Las capas adhesivas sensibles a la presión se
pueden formar, por ejemplo, aplicando (típicamente por
recubrimiento) cualquiera de las composiciones acuosas adhesivas
sensibles a la presión dadas a conocer en el presente documento
sobre un substrato o un revestimiento antiadherente y secando la
composición. La composición adhesiva sensible a la presión se puede
aplicar sobre el substrato con cualquier revestidor convencional,
tal como un revestidor de rodillo de grabado, un revestidor de
rodillo inverso, un revestidor de rodillo de contacto superior, un
revestidor de rodillo de inmersión, un revestidor de barra, un
revestidor de cuchillo o un revestidor de pulverización. Sin
limitarse particularmente a ello, el grosor del revestimiento de la
composición adhesiva sensible a la presión puede ser tal que el
grosor de la capa adhesiva sensible a la presión formada tras el
secado está comprendido, por ejemplo, entre 2 \mum y 150 \mum
(típicamente entre 5 \mum y 100 \mum). A efectos de acelerar la
reacción de reticulación y de mejorar la productividad, o similares,
la composición adhesiva sensible a la presión se seca
preferentemente mediante calentamiento. Aunque depende del tipo de
substrato, habitualmente se puede utilizar una temperatura de
secado, por ejemplo, de aproximadamente 40 a 120ºC. En el caso de
la lámina adhesiva sensible a la presión con un substrato, la capa
adhesiva sensible a la presión se puede formar aplicando
directamente la composición adhesiva sensible a la presión sobre el
substrato, y la capa adhesiva sensible a la presión formada sobre
el revestimiento antiadherente se puede transferir al
substrato.
El adhesivo sensible a la presión
(concretamente, el adhesivo sensible a la presión tras la
reticulación) que constituye la capa adhesiva sensible a la presión
obtenida de este modo puede ser un adhesivo sensible a la presión
cuya relación de masas de la materia insoluble en acetato de etilo
(el contenido insoluble en acetato de etilo o fracción de gel) que
permanece tras la extracción del adhesivo sensible a la presión con
acetato de etilo es de aproximadamente 15% en masa o mayor, pero de
70% en masa o menor. La capa adhesiva sensible a la presión cuyo
adhesivo sensible a la presión tiene una fracción de gel del 20% en
masa o mayor, pero del 50% en masa o menor, puede alcanzar el mejor
equilibrio entre diversas propiedades (por ejemplo, la resistencia
de adherencia y la resistencia de cohesión) a un nivel más elevado.
Aunque sin limitarse particularmente a ello, el peso molecular
promedio del contenido soluble en la extracción con THF puede ser,
por ejemplo, de aproximadamente 10 x 10^{4} a 80 x 10^{4}
(preferentemente de aproximadamente 20 x 10^{4} a 60 x 10^{4})
en términos de poliestireno estándar.
La lámina adhesiva sensible a la presión
proporcionada por la presente invención puede ser una lámina
adhesiva sensible a la presión de alto rendimiento que materializa
simultáneamente las diversas propiedades a un nivel elevado. Por
ejemplo, la lámina adhesiva sensible a la presión puede ser una
lámina adhesiva sensible a la presión que alcance, por ejemplo,
tanto una fuerza adhesiva sensible a la presión como una resistencia
de cohesión (particularmente, una resistencia de cohesión bajo
condiciones de temperatura elevada) en un nivel más elevado y de un
modo equilibrado. En este caso, la resistencia de cohesión bajo
condiciones de temperatura elevada se puede evaluar, por ejemplo,
midiendo el poder de adhesión (poder de adhesión a alta temperatura)
a 80ºC, tal como se describe a continuación. Según una realización
preferente de la lámina adhesiva sensible a la presión dada a
conocer en el presente documento, además de en la fuerza adhesiva
sensible a la presión y la resistencia de cohesión, como mínimo en
una propiedad (preferentemente en las dos) de entre la resistencia
a la repulsión (pelado de borde) y las características de repulsión
de la lámina adhesiva sensible a la presión que presenta un
substrato espumado (en adelante designadas "características de
repulsión de espuma"), se puede alcanzar la excelencia. La
resistencia a la repulsión es una propiedad que puede servir como
índice o guía que indica la adhesividad de una lámina adhesiva
sensible a la presión a una superficie curvada o similar (la
capacidad de adherirse siguiendo la forma de la superficie del
adherente), y se puede identificar, por ejemplo, mediante un ensayo
de resistencia de repulsión descrito a continuación. Las
características de repulsión de espuma son características que
pueden ser un índice que indica la propiedad adhesiva de superficie
rugosa de una lámina adhesiva sensible a la presión, y se pueden
identificar, por ejemplo, mediante un ensayo de características de
repulsión de espuma descrito a continuación.
La razón por la que se manifiestan estos
excelentes efectos no es necesariamente conocida, pero se asume tal
como sigue a continuación. La composición adhesiva sensible a la
presión dada a conocer en el presente documento utiliza la
combinación de un agente de reticulación basado en hidrazina y un
agente de reticulación basado en carbodiimida en una composición
adhesiva sensible a la presión de tipo dispersión acuosa
(típicamente de tipo emulsión), en la que un polímero acrílico se
dispersa en agua. En el polímero acrílico se incorporan un primer
grupo funcional, a efectos de que reaccione con el agente de
reticulación basado en hidrazina, y un segundo grupo funcional, a
efectos de que reaccione con el agente de reticulación basado en
carbodiimida. En este caso, el primer grupo funcional (típicamente
un grupo ceto) y el segundo grupo funcional (típicamente un grupo
carboxilo) difieren mucho en su hidrofilia. Por ejemplo, en una
emulsión acuosa de polímero acrílico, es probable que el grupo
carboxilo que tiene una elevada hidrofilia se agrupe alrededor de la
superficie (cerca de la interfase con la fase acuosa) de las
partículas de emulsión. Es probable que el grupo ceto que tiene una
hidrofilia baja se distribuya dentro de las partículas. Mezclando
una combinación de un agente de reticulación basado en hidrazina y
un agente de reticulación basado en carbodiimida con dicha emulsión
de polímero acrílico, se puede optimizar (típicamente uniformándose
en mayor grado) el equilibrio entre la densidad de reticulación
dentro de las partículas de emulsión y la que existe entre las
partículas de fusión. Parece ser que esto permite un mejor
rendimiento de la capa adhesiva sensible a la presión formada a
partir de la composición.
A continuación, se describen algunos ejemplos en
relación con la presente invención. Nótese que los términos
"partes" y "%", en la siguiente descripción, se refieren a
la masa, a menos que se indique lo contrario.
Los pesos moleculares promedio se midieron en
términos de poliestireno estándar utilizando cromatografía de
permeación sobre gel (GPC) (fabricado por Tosoh Corporation),
denominación de modelo de "HLC-8120GPC", en
las siguientes condiciones:
Concentración de la muestra: 0,2% (solución de
THF)
Cantidad de inyección de muestra: 10 \mul
Eluyente: THF
Velocidad de flujo: 0,6 ml/min.
Temperatura de medición: 40ºC
Columna: TSKgel
GMH-H(S)
Detector: detector diferencial de índice de
refracción
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
1
En un reactor equipado con un condensador, una
entrada de nitrógeno, un termómetro y un agitador, se introdujeron
0,1 partes de
2,2'-azobis[N-(2-carboxietil)-2-metilpropionamidina]
hidrato (iniciador de polimerización) (se utilizó el nombre
comercial "VA-057", disponible a través de Wako
Pure Chemical Industries, Ltd.) y 35 partes de agua sometida a
intercambio iónico, y la mezcla resultante se agitó durante una hora
bajo nitrógeno. Mientras se mantenía a 60ºC, se añadió
progresivamente a dicha mezcla gota a gota, a lo largo de tres
horas, una emulsión preparada emulsionando 30 partes de acrilato de
butilo, 70 partes de acrilato de 2-etilhexilo, 4
partes de ácido acrílico (el segundo monómero funcional que tiene
el grupo carboxilo como segundo grupo funcional), 0,5 partes de
acrilamida de diacetona (el primer monómero funcional que tiene el
grupo ceto como primer grupo funcional, y en adelante a veces
designado "DAAM"), 0,04 partes de dodecanotiol (agente de
transferencia de cadena) y 2 partes de laurilsulfato de sodio
polioxietileno (agente emulsionante) con 40 partes de agua sometida
a intercambio iónico (es decir, una emulsión de una materia prima de
monómero), favoreciéndose de este modo la polimerización en
emulsión. Tras completarse la adición de la emulsión de la materia
prima de monómero, la mezcla se mantuvo adicionalmente a la misma
temperatura durante tres horas para su envejecimiento. Se añadió
agua de amoníaco al 10% a efectos de ajustar el pH de la emulsión a
un valor de 7,5. De este modo, se obtuvo una dispersión acuosa
(emulsión) del polímero acrílico (componente A).
El peso de la materia sólida (W_{1} mg)
obtenida secando una cantidad apropiada de la emulsión de polímero
acrílico (en adelante, designada a veces "emulsión de polímero
acrílico (I)") se midió a temperatura ambiente. Además, la
materia sólida obtenida anteriormente se sumergió en acetato de
etilo a temperatura ambiente durante 7 días. A continuación, la
materia insoluble se extrajo y se secó a 130ºC durante 2 horas. Se
midió el peso de la materia insoluble seca (W_{2} mg). Cuando
estos valores medidos se sustituyeron en la siguiente fórmula, se
determinó que la relación de masas de la materia insoluble en
acetato de etilo (contenido insoluble en acetato de etilo o
fracción de gel) era de aproximadamente 9,6%.
Contenido
insoluble en acetato de etilo (%) = (W_{2}/W_{1}) x
100
Además, se sumergió la materia sólida en THF a
temperatura ambiente (típicamente 23ºC) durante 7 días a efectos de
eluir el contenido soluble en THF y a continuación se extrajo por
filtración la materia insoluble en THF a efectos de preparar una
muestra (la solución de THF que contenía el contenido soluble en THF
en una concentración de 0,2%) para la medición del peso molecular.
El peso molecular promedio en términos de poliestireno estándar se
midió del modo mencionado anteriormente, y fue de aproximadamente
78,3 X 10^{4}.
A la emulsión de polímero acrílico (I), se
añadió una emulsión de un agente de pegajosidad (se utilizó el
nombre comercial "Super Ester E-865NT",
dispersión acuosa de una resina de colofonia con un punto de
reblandecimiento de 160ºC, disponible a través de Arakawa Chemical
Industries, Ltd.) En una proporción de 20 partes (en base al
contenido sólido) con respecto a 100 partes del polímero acrílico.
Además, se añadió dihidrazida de ácido adípico (peso molecular por
grupo hidrazino de aproximadamente 87; en adelante, designada a
veces como "ADH") como agente de reticulación basado en
hidrazina (componente B) en una proporción de 0,002 partes por 100
partes del polímero acrílico. Además, se añadió el nombre comercial
"Carbodilite V-04", producto de Nisshinbo
Industries, Inc. (Un agente de reticulación basado en carbodiimida
de tipo solución acuosa que contiene un compuesto de carbodiimida
cuyo peso molecular por grupo de carbodiimida es de aproximadamente
334; en adelante, designado a veces "V-04") en
una proporción de 0,4 partes (en base al contenido sólido, y en
adelante calculado del mismo modo) por 100 partes de polímero
acrílico a efectos de obtener una composición adhesiva sensible a la
presión según el
ejemplo 1.
ejemplo 1.
La composición adhesiva sensible a la presión se
aplicó a un revestimiento antiadherente preparado tratando papel
sin pulpa mecánica con un agente de liberación de silicona. La capa
resultante se secó a 100ºC durante 3 minutos, de tal modo que se
formó una capa adhesiva sensible a la presión de aproximadamente 70
\mum de grosor sobre el revestimiento antiadherente, obteniéndose
de este modo una lámina adhesiva sensible a la presión sin
substrato. Además, una película de tereftalato de polietileno (PET)
de 38 \mum de grosor se adhirió a la capa adhesiva sensible a la
presión a efectos de preparar una lámina adhesiva sensible a la
presión (lámina adhesiva sensible a la presión con sustrato de PET)
con una capa adhesiva sensible a la presión de 70 \mum de grosor
sobre substrato de PET.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
2
La cantidad de ADH añadida a la emulsión de
polímero acrílico (I) fue de 0,04 partes con respecto a 100 partes
del polímero acrílico, y la cantidad de V-04 añadida
fue de 0,3 partes con respecto a 100 partes del polímero acrílico.
De forma similar al ejemplo 1 en otros aspectos, se obtuvo una
composición adhesiva sensible a la presión según el ejemplo 2.
Utilizando esta composición y siguiendo un protocolo similar al
ejemplo 1, se preparó una lámina adhesiva sensible a la presión sin
substrato y una lámina adhesiva sensible a la presión que tenía la
capa adhesiva sensible a la presión sobre substrato de PET.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
3
La cantidad de ADH añadida a la emulsión de
polímero acrílico (I) fue de 0,04 partes con respecto a 100 partes
del polímero acrílico. De forma similar al ejemplo 1 en otros
aspectos (concretamente, la cantidad de V-04
añadida fue de 0,4 partes con respecto a 100 partes del polímero
acrílico), se obtuvo una composición adhesiva sensible a la presión
según el ejemplo 3. Utilizando esta composición y siguiendo un
protocolo similar al ejemplo 1, se preparó una lámina adhesiva
sensible a la presión sin substrato y una lámina adhesiva sensible
a la presión que tenía la capa adhesiva sensible a la presión sobre
substrato de PET.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
4
La cantidad de ADH añadida a la emulsión de
polímero acrílico (I) fue de 0,08 partes con respecto a 100 partes
del polímero acrílico, y la cantidad de V-04 añadida
fue de 0,2 partes con respecto a 100 partes del polímero acrílico.
De forma similar al ejemplo 1 en otros aspectos, se obtuvo una
composición adhesiva sensible a la presión según el ejemplo 4.
Utilizando esta composición y siguiendo un protocolo similar al
ejemplo 1, se preparó una lámina adhesiva sensible a la presión sin
substrato y una lámina adhesiva sensible a la presión que tenía la
capa adhesiva sensible a la presión sobre substrato de PET.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
5
La cantidad de ADH añadida a la emulsión de
polímero acrílico (I) fue de 0,1 partes con respecto a 100 partes
del polímero acrílico, y la cantidad de V-04 añadida
fue de 0,1 partes con respecto a 100 partes del polímero acrílico.
De forma similar al ejemplo 1 en otros aspectos, se obtuvo una
composición adhesiva sensible a la presión según el ejemplo 5.
Utilizando esta composición y siguiendo un protocolo similar al
ejemplo 1, se preparó una lámina adhesiva sensible a la presión sin
substrato y una lámina adhesiva sensible a la presión que tenía la
capa adhesiva sensible a la presión sobre substrato de PET.
\newpage
Ejemplo comparativo
1
En el presente ejemplo comparativo, se preparó
una composición adhesiva sensible a la presión que contenía
proporcionalmente la misma cantidad de agente de reticulación basado
en hidrazina que el ejemplo 5, pero sin agente de reticulación
basado en carbodiimida, y se prepararon láminas adhesivas sensibles
a la presión utilizando dicha composición. Específicamente, se
añadieron 0,1 partes de ADH a la emulsión de polímero acrílico (I)
con respecto a 100 partes del polímero acrílico. No se añadió
V-04. De forma similar al ejemplo 1 en otros
aspectos, se obtuvo una composición adhesiva sensible a la presión
según el ejemplo comparativo 1. Utilizando esta composición y
siguiendo un protocolo similar al ejemplo 1, se preparó una lámina
adhesiva sensible a la presión sin substrato y una lámina adhesiva
sensible a la presión que tenía la capa adhesiva sensible a la
presión sobre substrato de PET.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo comparativo
2
De forma similar al ejemplo comparativo 1,
excepto que la cantidad de ADH añadida a la emulsión de polímero
acrílico (I) fue de 0,2 partes, se preparó una composición adhesiva
sensible a la presión que contenía agente de reticulación basado en
hidrazina, pero no agente de reticulación basado en carbodiimida.
Utilizando esta composición y siguiendo un protocolo similar al
ejemplo 1, se preparó una lámina adhesiva sensible a la presión sin
substrato y una lámina adhesiva sensible a la presión que tenía la
capa adhesiva sensible a la presión sobre substrato de PET.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo comparativo
3
En el presente ejemplo comparativo, se preparó
una composición adhesiva sensible a la presión que contenía
proporcionalmente la misma cantidad de agente de reticulación basado
en carbodiimida que en los ejemplos 1 y 3, pero sin agente de
reticulación basado en hidrazina, y se prepararon láminas adhesivas
sensibles a la presión utilizando dicha composición.
Específicamente, del mismo modo que en el ejemplo 1, excepto que se
omitió la acrilamida de diacetona (el primer monómero funcional) de
la composición de la materia prima de monómero utilizado en el
ejemplo 1, se llevó a cabo una polimerización en emulsión y se
añadió amoníaco acuoso al 10% a efectos de ajustar el pH de la
emulsión a un valor de 7,5. De este modo, se obtuvo una dispersión
acuosa (emulsión) del polímero acrílico (componente A).
Para esta emulsión de polímero acrílico (en
adelante, denominada a veces "emulsión de polímero acrílico
(II)"), cuando la relación de masas del contenido insoluble en
acetato de etilo y el peso molecular promedio del contenido soluble
en THF se determinaron de un modo similar a la emulsión de polímero
acrílico (I); la relación de masas del contenido insoluble fue de
aproximadamente 1,1%, y el peso molecular promedio fue de
aproximadamente 81,3 x 10^{4}.
A la emulsión de polímero acrílico (II) se
añadieron 0,04 partes de V-04 con respecto a 100
partes del polímero acrílico. No se añadió ADH. De forma similar al
ejemplo 1 en otros aspectos, se obtuvo una composición adhesiva
sensible a la presión según el ejemplo comparativo 3. Utilizando
esta composición y siguiendo un protocolo similar al ejemplo 1, se
preparó una lámina adhesiva sensible a la presión sin substrato y
una lámina adhesiva sensible a la presión que tenía la capa
adhesiva sensible a la presión sobre substrato de PET.
Las láminas adhesivas sensibles a la presión sin
substrato (concretamente, la capa adhesiva sensible a la presión
formada sobre el revestimiento antiadherente) y las láminas
adhesivas sensibles a la presión con substrato de PET preparadas en
cada uno de los ejemplos y ejemplos comparativos anteriormente
mencionados, se sometieron a envejecimiento almacenándose en un
entorno a 50ºC durante tres días desde el momento de su preparación.
A continuación, se sometieron al siguiente ensayo de
evaluación.
Por otro lado, en cada uno de los ejemplos y
ejemplos comparativos anteriormente mencionados, se extrajo una
cantidad apropiada de muestra de la capa adhesiva sensible a la
presión que constituye la lámina adhesiva sensible a la presión sin
substrato tras el envejecimiento, y se midió la masa de la muestra
(W_{3} mg). Además, dichas muestras se sumergieron en acetato de
etilo a temperatura ambiente durante 7 días. A continuación, la
materia insoluble se extrajo y se secó a 130ºC durante 2 horas. Se
midió el peso de la materia insoluble seca (W_{4} mg). Estos
valores medidos se sustituyeron en la siguiente fórmula a efectos de
determinar la relación de masas de la materia insoluble (contenido
insoluble o fracción de gel).
Contenido
insoluble en acetato de etilo (%) = (W_{4}/W_{3}) x
100
Como resultado, la relación de masas del
contenido insoluble fue de aproximadamente 49,3% en la lámina
adhesiva sensible a la presión según el ejemplo 1, de
aproximadamente 46,6% en el ejemplo 2, de aproximadamente 48,8% en
el ejemplo 3, de aproximadamente 45,7% en el ejemplo 4, y de
aproximadamente 44,6% en el ejemplo 5. Además, la relación de masas
del contenido insoluble fue de aproximadamente 41,6% en la lámina
adhesiva sensible a la presión según el ejemplo comparativo 1, de
aproximadamente 59,5% en el ejemplo comparativo 2 y de
aproximadamente 46,4% en el ejemplo comparativo 3.
La lámina adhesiva sensible a la presión con
substrato de PET se cortó a una medida de 20 mm de anchura y 100 mm
de longitud a efectos de preparar una pieza de ensayo. A una placa
inoxidable de SUS304 como adherente, se unió con presión la pieza
de ensayo mediante movimiento alternativo de un rodillo de 2 kg una
sola vez. El resultado obtenido se dejó a 23ºC durante 30 minutos.
A continuación, se midió la resistencia de adherencia (N/20 mm de
anchura) utilizando un medidor de ensayo de tracción con una
velocidad de tensión de 300 mm/min y un ángulo de liberación de
180ºC en un entorno de medición a 23ºC con una humedad relativa del
50%, de acuerdo con JIS Z0237.
La lámina adhesiva sensible a la presión con
substrato de PET se cortó a una medida de 10 mm de anchura y 100 mm
de longitud a efectos de preparar una pieza de ensayo. A una placa
de baquelita como adherente, se unió con presión la pieza de ensayo
mediante movimiento alternativo de un rodillo de 2 kg una sola vez a
lo largo del área de unión de 10 mm de anchura y 20 mm de longitud.
La placa de baquelita se mantuvo colocada durante 30 minutos en un
entorno a 80ºC. A continuación, se aplicó una carga de 500 g al
extremo libre de la pieza de ensayo y se midió el lapso de tiempo
(minutos) hasta que la pieza de ensayo cayó de la placa de
baquelita en un entorno a 80ºC, de acuerdo con JIS Z0237.
Se preparó una pieza de ensayo adhiriendo la
lámina adhesiva sensible a la presión sin substrato, en la que la
capa adhesiva sensible a la presión se proporcionó en el
revestimiento antiadherente, sobre una lámina de aluminio de 0,5 mm
de grosor, 10 mm de anchura y 90 mm de longitud. La longitud de la
pieza de ensayo se curvó en un arco dispuesto alrededor de una
varilla redonda de 50 mm de diámetro. A continuación, el
revestimiento antiadherente se extrajo de la pieza de ensayo a
efectos de exponer la capa adhesiva sensible a la presión, y se
unió mediante presión a una placa de polipropileno utilizando un
laminador. El resultado se mantuvo en un entorno a 23ºC durante 24
horas, y a continuación se calentó a 70ºC durante 2 horas. A
continuación, se midió la altura (mm) de la parte final de la pieza
de ensayo que se había deslizado de la superficie de la placa de
polipropileno.
La lámina adhesiva sensible a la presión sin
substrato, en la que la capa adhesiva sensible a la presión se
proporcionó sobre el revestimiento antiadherente, se unió utilizando
un rodillo de mano sobre una lámina de espuma de uretano (nombre
comercial "ECS foam", disponible a través de Inoac Corporation)
de 10 mm de grosor, y se preparó una pieza de ensayo cortándola a
un tamaño de 10 mm de anchura y 50 mm de longitud. El revestimiento
antiadherente se extrajo de la pieza de ensayo a efectos exponer la
capa adhesiva sensible a la presión. Mediante movimiento
alternativo de un rodillo de 2 kg, la pieza de ensayo se unió
mediante presión en un área de 10 mm de anchura y 10 mm de longitud
sobre una cara de una placa de resina de copolímero de
acrilonitrilo-butadieno-estireno
(placa ASB) de 2 mm de grosor. A continuación, la parte restante de
la pieza de ensayo (10 mm de anchura y 40 mm de longitud) se curvó
y se unió a la otra cara de la placa ABS. El resultado se mantuvo en
un entorno a 23ºC durante 24 horas, y a continuación se mantuvo en
un entorno a 70ºC durante 2 horas. A continuación, se midió la
altura (mm) de la parte final de la pieza de ensayo de deslizado de
la placa de ABS en dicha cara (la cara del área de unión de 10 mm
de anchura y 10 mm de longitud).
Los resultados de los ensayos de evaluación
anteriores se muestran en la tabla 1 junto con la composición
aproximada de la composición adhesiva sensible a la presión
utilizada para preparar cada lámina adhesiva sensible a la presión.
En la tabla, "I" y "II" en la columna "Tipo de
emulsión" se refieren a los tipos de emulsión de polímero
acrílico utilizados para preparar cada composición adhesiva sensible
a la presión. Los valores en la columna "-N=C=N-/-NHNH_{2}"
se refieren a las relaciones molares entre el grupo hidrazino y el
grupo carbodiimida contenidos en cada composición adhesiva sensible
a la presión. Los valores en la columna "DAAM/-NHNH_{2}" se
refieren a las relaciones molares entre el grupo ceto derivado de la
acrilamida de diacetona y el grupo hidrazino contenidos en cada
composición adhesiva sensible a la presión.
Tal como se muestra en la tabla 1, todas las
láminas adhesivas sensibles a la presión según los ejemplos 1 a 5
satisficieron la condición de una fuerza adhesiva sensible a la
presión de 12 N/20 mm o mayor (más específicamente, de
aproximadamente 14 N/20 mm o mayor) y de un poder de adherencia a
alta temperatura de 50 minutos o mayor. Además, todas las láminas
adhesivas sensibles a la presión según los ejemplos exhibieron
excelentes propiedades, de tal modo que, en el ensayo de
resistencia a la repulsión anterior, la altura (altura final de
pelado) de la parte final de la pieza de ensayo deslizada de la
superficie de la placa de polipropileno fue de 2 mm o menor (más
específicamente, de 1 mm o menor), y en el anterior ensayo de
características de repulsión de espuma, la altura (altura de pelado
de espuma) de la parte final de la pieza de ensayo deslizada de la
placa ABS fue de 5 mm o menor. Particularmente, las láminas
adhesivas sensibles a la presión según los ejemplos 2, 4 y 5
satisficieron la condición de una fuerza adhesiva sensible a la
presión de 14 N/20 mm o mayor y de un poder de adherencia a alta
temperatura de 720 minutos (es decir, 12 horas) o mayor. Además,
estas láminas adhesivas sensibles a la presión exhibieron
excelentes propiedades, de tal modo que la altura final de pelado en
el ensayo de resistencia a la repulsión fue de 0,5 mm o menor y la
altura de pelado de espuma en el ensayo de características de
repulsión de espuma fue de 3 mm o menor.
Por otro lado, las láminas adhesivas sensibles a
la presión según los ejemplos comparativos 1 a 3 carecían de
equilibrio en diversos aspectos de su rendimiento. Por ejemplo,
cuando los valores objetivo se fijaron a 12 N/20 mm o mayores para
la fuerza adhesiva sensible a la presión, 50 minutos o mayor para el
poder de adherencia a alta temperatura, 2 mm o menor para la
resistencia a la repulsión (altura final de pelado), y 5 mm o menor
para las características de repulsión de espuma (altura de pelado de
espuma), en ninguno de los ejemplos comparativos se satisficieron
todos los valores objetivo.
Tal como se ha descrito anteriormente, las
composiciones adhesivas acuosas sensibles a la presión de acuerdo
con la presente invención permiten la formación de capas adhesivas
sensibles a la presión capaces de alcanzar una diversidad de
propiedades (por ejemplo, fuerza adhesiva sensible a la presión y
resistencia de cohesión) en un nivel elevado y de un modo
equilibrado. Por ejemplo, es posible formar una lámina adhesiva
sensible a la presión que incluye una capa adhesiva sensible a la
presión relativamente gruesa (por ejemplo, con un grosor de
aproximadamente 50 \mum a 100 \mum) que exhibe una fuerza
adhesiva sensible a la presión (resistencia de adherencia) mayor y
una resistencia de cohesión (poder de adhesión) suficiente para uso
práctico. Las composiciones de acuerdo con la presente invención
son adecuadas para preparar láminas adhesivas sensibles a la presión
que tienen una capa adhesiva sensible a la presión de este tipo,
por ejemplo, una lámina adhesiva sensible a la presión de doble
cara (incluida cinta adhesiva de doble cara). Además, las
composiciones adhesivas acuosas sensibles a la presión de acuerdo
con la presente invención permiten la formación de láminas adhesivas
sensibles a la presión en un buen equilibrio de fuerza adhesiva
sensible a la presión, resistencia de cohesión bajo condiciones de
temperatura elevada, capacidad de reseguimiento de una superficie
(adhesividad a superficie curvada) sobre los adherentes, y
propiedad adhesiva sobre superficie rugosa. Aprovechando estas
propiedades, una lámina adhesiva sensible a la presión de este tipo
se utiliza preferentemente, por ejemplo, como cinta adhesiva
sensible a la presión para materiales de acabado de interiores de
vehículos (lámina adhesiva sensible a la presión de doble cara para
fijar material de acabado de interiores de vehículos, o
similares).
Claims (11)
1. Composición adhesiva acuosa sensible a la
presión en la que un polímero acrílico sirve como componente
principal y dicho polímero acrílico está dispersado en agua,
conteniendo dicha composición adhesiva acuosa sensible a la
presión:
A) polímero acrílico obtenido por polimerización
de una materia prima de monómero que incluye (met)acrilato
de alquilo como monómero principal, un primer monómero funcional que
presenta un primer grupo funcional a efectos de reaccionar con un
grupo hidrazino, y un segundo monómero funcional que presenta un
segundo grupo funcional a efectos de reaccionar con un grupo
carbodiimida;
B) un agente de reticulación basado en hidrazina
en una cantidad comprendida entre 0,001 y 1 partes en masa con
respecto a 100 partes en masa del polímero acrílico; y
C) un agente de reticulación basado en
carbodiimida en una cantidad comprendida entre 0,01 y 1 partes en
masa con respecto a 100 partes en masa del polímero acrílico.
2. Composición, según la reivindicación 1, en la
que el agente de reticulación basado en hidrazina y el agente de
reticulación basado en carbodiimida están contenidos en una
proporción tal que el número de moles del grupo funcional
reticulable contenido en el agente de reticulación basado en
carbodiimida es de 0,2 a 5 veces el número de moles del grupo
funcional reticulable contenido en el agente de reticulación basado
en hidrazina.
3. Composición, según las reivindicaciones 1 ó
2, en la que el número de moles del primer grupo funcional
contenido en el polímero acrílico es 1,5 veces o más el número de
moles de grupo hidrazino contenido en el agente de reticulación
basado en hidrazina.
4. Composición, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, en la que el número de moles del segundo
grupo funcional contenido en el polímero acrílico es 10 veces o más
el número de moles de grupo carbodiimida contenido en el agente de
reticulación basado en carbodiimida.
5. Composición, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, en la que el primer grupo funcional es un
grupo ceto.
6. Composición, según la reivindicación 5, en la
que el primer monómero funcional es acrilamida de diacetona.
7. Composición, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, en la que el segundo grupo funcional es un
grupo carboxilo.
8. Composición, según la reivindicación 7, en la
que el segundo monómero funcional es ácido (met)acrílico.
9. Composición, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8, que contiene además un agente de pegajosidad
que presenta un punto de reblandecimiento de 140ºC o mayor.
10. Composición, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 9, en la que el polímero acrílico es un
polímero acrílico obtenido aplicando la materia prima de monómero a
una polimerización en emulsión.
11. Lámina adhesiva sensible a la presión, que
comprende una capa adhesiva sensible a la presión formada utilizando
la composición adhesiva acuosa sensible a la presión, según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10.
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