ES2340204T3 - Procedimiento para la fabricacion de masas adhesivas de alta anisotropia. - Google Patents

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Abstract

Procedimiento para la obtención de masas autoadhesivas de alta anisotropía, el cual comprende como elementos de proceso, una alimentación de una masa adhesiva, un mecanismo de aplicación y un elemento de deposición, en donde entre la salida del mecanismo de aplicación y el punto de deposición sobre el elemento de soporte, se forma una banda fundida libre, de masa autoadhesiva, la cual experimenta un proceso de estiramiento, caracterizado porque, el estiramiento de la masa autoadhesiva en la banda fundida libre se regula mediante una relación activa Γ, la cual se caracteriza como la relación entre el tiempo activo Δt del proceso de estiramiento y el grado de estiramiento R, y el cual se ajusta a un valor de por lo menos 0,006 segundos2 ó a un valor de máximo 0,004 segundos2, en donde el tiempo activo Δt viene definido por la fórmula 2Lr/[vbanda(1+r)], en la cual L significa la longitud de la banda fundida, r la relación de estiramiento, y vbanda la velocidad de la banda fundida, y el grado de estiramiento R se define como la derivada respecto al tiempo de la relación de estiramiento r.

Description

Procedimiento para la fabricación de masas adhesivas de alta anisotropía.
La presente invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de masas autoadhesivas de alta anisotropía, la cual comprende una provisión de la masa, un mecanismo apropiado de aplicación y elementos apropiados de deposición, en donde durante el proceso se forma una banda fundida libre de masa autoadhesiva, la cual experimenta un proceso de estiramiento. Según la invención, el proceso de estiramiento de la banda fundida libre, se regula mediante la relación activa \Gamma, la cual se caracteriza por ser la relación entre el tiempo de actuación del proceso de estiramiento \Deltat y el grado de estiramiento R. Además la invención se refiere al empleo de las masas autoadhesivas anisótropas preparadas según la invención, en productos adhesivos por contacto.
Gracias a su permanente pegajosidad, los productos autoadhesivos encuentran múltiples campos de empleo, como por ejemplo en la industria transformadora y en la economía doméstica privada. Según la aplicación existen diferentes exigencias en la combinación de propiedades adhesivas y cohesivas de la masa autoadhesiva. Típicamente se puede controlar el perfil de propiedades exigidas a una masa autoadhesiva y con ello la utilidad para una o varias aplicaciones, mediante la selección de las primeras materias y de su formulación. Componentes principales en una receta para una masa autoadhesiva, son los polímeros con la suficiente baja temperatura de reblandecimiento y la suficientemente alta masa molar, las cuales permiten que la masa autoadhesiva tenga un carácter viscoelástico apropiado. Como ejemplos pueden mencionarse a este respecto, los cauchos y los poliacrilatos. Además, se pueden variar las propiedades de la masas autoadhesivas mediante el ajuste del estado de reticulación. Con ello se obtienen múltiples posibilidades, que permiten preparar masas autoadhesivas para dichas diferentes exigencias. Se ofrecen una gran cantidad de diferentes productos autoadhesivos, los cuales en parte se emplean como universales para numerosas diferentes aplicaciones, y en parte para especiales aplicaciones cortadas a la medida.
Junto a la influencia de las primeras materias tiene también una gran influencia la transformación de la masa autoadhesiva, sobre las propiedades finales del producto autoadhesivo. El fundamento de ello consiste en que la estructura de las primeras materias en la película de masa autoadhesiva recubierta pueda ser diferente de un proceso a otro proceso o según la conducción del proceso. Esto resulta a partir de los perfiles de la corriente característicos de un proceso de transformación dado, los cuales pueden conducir a la deformación y orientación de los correspondientes componentes de la formulación influenciables a este respecto, como son por ejemplo en particular, las cadenas de polímeros mediante el cizallamiento y/o estiramiento [M. Pahl, W. Gleissle, H.-M. Laun, Praktische Rheologie der Kunststoffe und Elastomere ("Reología práctica de los plásticos y elastómeros"), 4^{a} edición, 1995, ediciones VDI, Düsseldorf, pág. 337 y siguientes]. Un resultado de dicha deformación es la formación de cadenas poliméricas orientadas [I.M. Ward en Structure and Properties of Oriented Polymers ("Estructura y propiedades de los polímeros orientados"), I.M. Ward (Hrsg.), 2^{a} edición, 1997, Chapman & Hall, Londres]. El estado orientado está ligado a una anisotropía estructural. Por anisotropía se entiende aquella particularidad que hace que el valor de una propiedad física de un medio varíe según la dirección que se considere y presente diferentes valores, al contrario de la isotropía, que en todas las direcciones del espacio, es igual. Son de particular interés, las magnitudes ópticas, eléctricas, magnéticas o mecánicas pero también las magnitudes técnicas de adhesividad del
material.
Dentro de cualquier proceso de transformación el sistema autoadhesivo a transformar es sometido típicamente a una corriente fluida. Según la producción y la geometría del espacio ocupado por el sistema de masa autoadhesiva o del espacio puesto a disposición del sistema de masa autoadhesiva, se obtienen perfiles de corriente, los cuales son el fundamento, en diferente medida, de las corrientes de cizallamiento y/o corrientes de estiramiento. El carácter de corriente de cizallamiento domina siempre en el caso ideal de que no se cambien las limitaciones externas de la corriente de la masa autoadhesiva, a saber, por ejemplo, que no se cambien las paredes de los canales durante el transporte de la masa en una determinada longitud del recorrido. Una corriente tubular puede ser un ejemplo para este caso ideal. Por el contrario, una corriente expansiva se presenta siempre que los límites de la corriente convergen o divergen. Este es por ejemplo el caso de todos los tipos de rejuvenecimiento de una corriente. Raras veces una corriente pura de cizallamiento y una corriente pura de estiramiento predominan en los procesos reales. Antes bien, para una gran parte de segmentos de un proceso real de recubrimiento de una masa autoadhesiva, se parte de una superposición de una corriente de cizallamiento y una corriente de estiramiento.
La obtención de productos autoadhesivos comprende siempre un paso de recubrimiento, en el cual la masa autoadhesiva fluida, por ejemplo en forma de masa fundida o en solución o dispersión, es transformada en una forma plana. Dentro de este paso de transformación aparecen en una forma particularmente marcada, factores influyentes de cizallamiento y/o de estiramiento, sobre el fluido que se procesa. En el procedimiento clásico, las soluciones de la masa autoadhesiva se aplican por ejemplo mediante procedimientos con cilindros o con rasquetas sobre un material de soporte alimentado continuamente. El disolvente sirve a este respecto como auxiliar del proceso el cual ajusta las propiedades de fluidez, a saber la viscosidad pero también la elasticidad del material a transformar, de manera que en el recubrimiento resulta una capa de masa autoadhesiva de alta calidad superficial. Debido a los costes y a una creciente conciencia mundial, existe una tendencia a disminuir o eliminar completamente la cantidad de disolvente empleada en el proceso de transformación. Por este motivo fueron desarrollados en el pasado procedimientos de recubrimiento, en parte de los cuales se podía prescindir completamente del disolvente. Entre dichas tecnologías se cuentan por ejemplo los procedimientos de hotmelt y de extrusión, en los cuales las masas autoadhesivas se transforman a partir de las masas fundidas. Los componentes poliméricos de alto peso molecular en las formulaciones de masas autoadhesivas para ser transformadas, ponen particularmente altas exigencias a este respecto en los procedimientos, debido a su propiedad de presentar una alta viscosidad de fusión. Ejemplos de procedimientos de recubrimiento que se han descrito para recubrimientos libres de disolvente, están publicados en las patentes US 3.783.072 por Johnson & Johnson, en DE 199 05 935 por Beiersdorf así como en US 6.455.152, y en EP 622 127 por
3M.
En muchas aplicaciones de gran importancia, se emplean masas autoadhesivas a base de poliacrilato. Los poliacrilatos ofrecen al contrario de muchos otros elastómeros, la ventaja de que mediante la polimerización por radicales y el empleo de distintos comonómeros, puede ajustarse de manera flexible un perfil de propiedades exigido. Además, se caracterizan por una buena estabilidad frente a diferentes influencias externas. También para las masas autoadhesivas a base de poliacrilato se ha registrado en los últimos años una tendencia a los procedimientos de recubrimiento libres de disolvente y a los sistemas de masas autoadhesivas que pueden recubrirse exentas de disolvente. Ejemplos de ello están descritos en las patentes US 5.391.406 por National Starch, en EP 377 199 por BASF, en WO 93/09152 por Avery Dennison, en DE 39 42 232 y DE 195 24 250 por Beiersdorf así como en DE 101 57 154 por tesa
AG.
En principio, todas las formulaciones que contienen polímeros de cadena larga, presentan el potencial de formar estructuras anisótropas. Dichas estructuras pueden crearse por deformación, lo cual conduce a una orientación de los tramos de cadena y una orientación molecular. Ejemplos importantes en los cuales se aprovechan las especiales propiedades de los polímeros orientados, son las fibras artificiales orientadas uniaxialmente, así como las láminas de plástico orientadas tanto mono como biaxialmente. El sentido de un tramo adecuado de los citados materiales reside en dichas fibras y láminas principalmente en la optimización de las propiedades de tracción/estiramiento, como por ejemplo la flexibilidad o la resistencia al desgarre. Algunos procesos para la creación de orientación y fenómenos que están ligados con la orientación en las películas de material plástico, así como posibilidades para la medición de la orientación fueron compendiados por J. L. White y M. Cakmak [J. L. White, M. Cakmak, "Orientation" ("Orientación"); "Orientation Processes" ("Procesos de Orientación"), en la Enciclopedia de Ciencia e Ingeniería de polímeros, tomo 10, H. F. Mark, N.M. Bikales, C.G: Overberger, G. Menges, J.I. Kroschwitz (Hrsg.), 2a edición 1985, Wiley, Nueva York]. Para finalizar, puede consultarse a Mills [P.J. Mills in Structure and Properties of Oriented Polymers ("Estructura y propiedades de polímeros orientados"), I. M. Ward (Hrsg.) 2a edición, 1997, Chapman & Hall,
Londres].
Un procedimiento mediante el cual puede crearse la orientación deseada y con ello la anisotropía estructural en películas de plástico termoplástico, implica el estiramiento de una banda fundida, a saber la película de masa libre entre el dispositivo de recubrimiento y el elemento de deposición. Un procedimiento de esta clase se describe por ejemplo en la patente US 6.299.821 de ExxonMobil, en la patente DE 36 35 302, y en la patente EP 515 863 de Hoechst, así como en la patente DE 33 26 056 de Clopay. Otro procedimiento mediante el cual puede crearse una orientación, consiste en el estiramiento de una película de masa libre mediante cilindros que giran a diferente velocidad. Este procedimiento está descrito por ejemplo en la patente EP 523 542 por Hoechst. También en las masas autoadhesivas se puede crear una orientación por procesos en los cuales se extiende una banda fundida. Sin embargo las formulaciones de películas por un lado y las masas autoadhesivas por otro lado, representan sistemas de transformación diferentes en su transformabilidad. Mientras que los termoplásticos y en particular los de base polimérica parcialmente cristalina en el enfriamiento por lo menos parcialmente se reticulan físicamente, en las masas autoadhesivas de tipo elastómero, no cambia el comportamiento de las fases al enfriar.
Algunos procedimientos que se describen para la obtención de masas autoadhesivas anisótropas, como por ejemplo, las patentes DE 100 52 955 y DE 101 57 154 de tesa AG, enseñan que los procedimientos con cilindros y con toberas de fusión, estas últimas como procedimientos de contacto o como procedimientos sin contacto, o de preferencia los procedimientos de extrusión, pueden ser aprovechados correspondientemente. Como parámetros de procedimiento importantes que conducen a la creación de orientación y con ella la anisotropía en una película de masa autoadhesiva recubierta, pueden citarse el estiramiento de la película de masa autoadhesiva, la variación de la velocidad de la banda, el grueso de capa de la película de masa autoadhesiva, la duración entre el paso de recubrimiento y la reticulación química y la temperatura de los cilindros de recubrimiento así como en el caso del recubrimiento con toberas, además la forma del moldeo de la tobera en arco y la distancia de los labios a la salida de la
tobera.
Así, se puede aprovechar ventajosamente la influencia del proceso de transformación y en particular su efecto de orientación sobre las propiedades, también para los productos autoadhesivos. En la patente DE 100 52 955 de tesa AG, se describe el empleo de masas autoadhesivas anisótropas para productos troquelados. La extrusión de una masa fundida conduce a una anisotropía estructural que puede ser "congelada" en el proceso de reticulación subsiguiente al recubrimiento. Se obtienen masas autoadhesivas con una anisotropía mecánica que por lo tanto pueden ser empleadas ventajosamente en aplicaciones especiales. Además, en las patentes US 5.866.249 y US 6.632.522 de 3M, se describen masas autoadhesivas anisótropas, las cuales presentan fuerzas adhesivas que dependen de la dirección de estiramiento y con ello parecen interesantes para aplicaciones especiales. Para aplicaciones especiales y nuevas propiedades es también especialmente atractiva la existencia de masas autoadhesivas anisótro-
pas.
\newpage
La invención tiene como objetivo, el desarrollar un procedimiento de obtención mediante la creación de anisotropía en masas autoadhesivas en el grado máximo posible obtenible. Debe tratarse de procedimientos que hagan posible de forma patente la generación de mayores anisotropías en las películas de masas autoadhesivas, que las que se alcanzan en el estado actual de la técnica.
Se descubrió sorprendentemente que este objetivo puede conseguirse cuando el procedimiento para la obtención de masas autoadhesivas en procedimientos de extensión, se regula por una relación \Gamma definida ajustada ventajosamente, la cual se caracteriza por la relación entre el tiempo de acción \Deltat del proceso de estiramiento y el grado de estiramiento R de la banda fundida.
De esta forma, pueden obtenerse masas autoadhesivas orientadas, en las cuales el proceso de estiramiento en la banda fundida en la operación de recubrimiento está configurado de una manera nueva mediante el ajuste de la relación activa \Gamma, conduciendo así a una nueva creación óptima de anisotropía. Mediante el procedimiento según la invención, como se representa además en detalle en la descripción, los ejemplos y las reivindicaciones, se obtienen de manera ventajosa productos autoadhesivos que contienen la masa autoadhesiva con una anisotropía
mayor.
El procedimiento según la invención para la obtención de masas autoadhesivas con un alto grado de anisotropía, comprende la alimentación de la masa adhesiva con la conducción de los componentes individuales del sistema autoadhesivo comprendidos los dispositivos adecuados de mezcla y alimentación, los mecanismos adecuados de aplicación y los elementos de deposición. Según la invención pueden emplearse todos aquellos procesos de transformación para la obtención de masas autoadhesivas, que generen una banda libre fundida (una película fundida). De preferencia se emplea una mezcla fundida exenta de disolvente, y el recubrimiento de un material de soporte. La banda fundida libre se forma entre la salida del mecanismo de aplicación y el punto de deposición sobre el elemento de soporte, y por regla general tiene lugar allí un proceso de estiramiento. El procedimiento se caracteriza según la invención, porque el proceso de estiramiento de la banda fundida libre se caracteriza por la relación activa \Gamma, la cual se define como la relación entre el tiempo activo \Deltat y el grado de estiramiento R, es influenciado adecuadamente y así puede regularse la producción de masas autoadhesivas de alta anisotropía.
El tiempo activo \Deltat, se define por la fórmula 2Lr/[V_{banda}(1+r)], en la cual L es la longitud de la película fundida, r es la relación de estiramiento y v_{banda} es la velocidad de la película fundida. El grado de estiramiento R se define como una derivación temporal de la relación de estiramiento r. Acerca de los componentes individuales, se describirá más adelante con más detalle.
El procedimiento para la obtención de masas autoadhesivas de elevada anisotropía, se efectúa de preferencia escogiendo los parámetros de tal manera que la relación activa \Gamma sea alta, y tenga un valor de por lo menos 0,006 s^{2}, de preferencia por lo menos 0,008 s^{2}.
Otra versión de la invención ha escogido un valor pequeño de la relación, como máximo 0,004 s^{2}, de preferencia como máximo 0,002 segundos^{2}.
Para la obtención según la invención de masas autoadhesivas anisótropas se emplean procesos de recubrimiento los cuales comprenden la alimentación de la masa adhesiva, un mecanismo de aplicación, un medio sobre el cual se deposita la película de masa autoadhesiva, y opcionalmente una estación de reticulación.
La figura 1 muestra esquemáticamente diferentes segmentos preferidos del procedimiento, en los cuales tiene lugar la presente descripción, y los cuales simbolizan el curso del procedimiento según la invención. En la misma,
significan:
(1)
introducción de la masa adhesiva;
(2)
mecanismo de aplicación o dispositivo de recubrimiento;
(3)
banda fundida;
(4)
cilindros de enfriamiento;
(5)
de empleo opcional, medio a recubrir, conducido por separado;
(6)
de empleo opcional, estación de reticulación;
(7)
rendija de salida;
(8)
punto de aplicación.
\newpage
El detalle (8) debe entenderse como la proyección de la propia línea de contacto, la cual se obtiene por el contacto de la banda fundida, o sea, en principio una superficie sobre otra superficie, a saber la superficie de un cilindro de enfriamiento u opcionalmente el medio de soporte empleado para recubrir.
La representación esquemática de la figura 1 debe considerarse como una variante preferente y no como una forma exclusiva de deposición de esta invención. Antes bien, la disposición relativa de segmentos individuales entre sí, así como su forma, puede ser distinta a la representada. Los ángulos y las medidas no están representados a
escala.
Los procedimientos según la invención se refieren a todos los procesos de transformación para masas autoadhesivas, en los cuales está implicada una banda fundida en el proceso de recubrimiento. Como banda fundida (detalle (3)) de la figura 1) en el sentido de la presente invención, se entiende una película de masa autoadhesiva libre, de por lo menos dos caras, que se encuentra entre la rendija de salida (detalle (7)) del mecanismo de aplicación o dispositivo de recubrimiento (detalle 2) por una parte, y el punto de contacto (detalle 8)) con el elemento a recubrir por otra parte. Como elemento de deposición se entiende, en el sentido de esta invención, el detalle (4) opcionalmente en combinación con el detalle (5). Mediante la elección de una diferencia de velocidades entre la corriente de la masa a la salida del mecanismo de aplicación y el punto de contacto tiene lugar un proceso de estiramiento. Este proceso de estiramiento va unido a una deformación más o menos marcada de la película de masa autoadhesiva. La naturaleza de la deformación está dada esencialmente por el alargamiento. El estiramiento de la película puede ser aprovechado para ajustar el grueso de la capa, cuando no se dispone de una rendija de salida con la medida deseada o bien no se emplean rendijas de salida más pequeñas por otros motivos, como por ejemplo una improcedente formación de presión en el mecanismo de recubrimiento. Adicionalmente, aparece en el interior de la película también una orientación molecular de los componentes de la formulación estructuralmente anisótropos así como una laminación de la cadena de moléculas poliméricas flexibles, de manera que se obtiene como resultado una película de una masa autoadhesiva anisótropa. La anisotropía alcanza en el punto de contacto un valor máximo. Mediante el procedimiento según la invención, este valor máximo de la anisotropía en el punto de contacto se maximiza de nuevo, lo cual conduce a una mejora de las propiedades anisótropas de la masa autoadhesiva y/o de uno o de varios de sus
componentes.
En los procedimientos según la invención, la masa autoadhesiva es sometida, durante el paso de recubrimiento dentro de la banda fundida, esencialmente a un alargamiento planar. Para un proceso de alargamiento planar de un fluido incompresible, es válido que aquella dimensión de un elemento volumétrico del fluido, paralela a la dirección del alargamiento (en el procedimiento, la dirección de la máquina), aumenta en la misma relación en que otra dimensión disminuye (en el procedimiento, la dirección perpendicular, el grueso de la película), mientras que la tercera dimensión (en el procedimiento, la dirección transversal, el ancho de la banda), permanece inalterable. Un estiramiento de esta clase, de la banda fundida, viene dado por la relación entre la rendija de salida D (detalle (7) de la figura 1) del mecanismo de aplicación y el grueso de capa d de la película de la masa autoadhesiva en el punto de contacto (detalle (8) de la figura 1). Esta relación recibe el nombre de relación de estiramiento
r
\vskip1.000000\baselineskip
(1)r = D/d = v_{banda}/v_{o}
\vskip1.000000\baselineskip
En la ecuación (1), v_{banda} es la velocidad de la banda, y v_{o} es la velocidad de la película de la masa auto adhesiva en el punto (7). Cuánto mayor es el valor de la relación de estiramiento, tanto mayor es el esfuerzo de estiramiento de la película de masa autoadhesiva en la banda fundida. Esto explica la influencia cualitativa del grueso de la capa de la película de la masa autoadhesiva en el punto de contacto y de la rendija de salida del mecanismo de aplicación. En una variante de ejecución de la invención, se ajusta previamente por este motivo el parámetro de la relación de estiramiento de tal manera que también de el se deriva un gran efecto con respecto a la creación de una mayor orientación y un alargamiento de la cadena. En una versión preferida del procedimiento de la invención se escogen los parámetros altura de la rendija de la tobera D y grueso de capa d de la película de la masa autoadhesiva en el punto de contacto, de tal manera que se obtenga como resultado la mayor relación de estiramiento posible. Las relaciones de estiramiento según la invención son por lo menos de 2:1, de preferencia por lo menos 4:1, con la mayor preferencia por lo menos 6:1.
De preferencia, se consiguen estas relaciones de estiramiento mediante una rendija de salida D particularmente grande. Esta rendija de salida es en el sentido de esta invención de preferencia por lo menos de 150 \mum de ancho, con particular preferencia por lo menos de 300 \mum de ancho, muy preferentemente por lo menos de 600 \mum de
ancho.
\newpage
El grueso de capa d de la masa autoadhesiva depende del producto deseado y de preferencia está por regla general entre 1 \mum y 2000 \mum, con particular preferencia entre 5 \mum y 1000 \mum.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
TABLA 1
\vskip1.000000\baselineskip
1
2
Efectivamente, el alargamiento planar representa un caso ideal para la deformación que aparece. En los procesos reales, tiene lugar típicamente junto a una reducción del grueso de la capa, una cierta contracción de la película de la masa autoadhesiva durante el estiramiento, es decir un rejuvenecimiento del ancho de la capa de la masa auto-adhesiva después de la salida del dispositivo de recubrimiento. Cuando esta contracción es pequeña en comparación con el ancho de banda en el proceso de recubrimiento, entonces puede efectuarse la descripción del proceso de estiramiento mediante el formalismo del alargamiento planar en una buena aproximación. Están también todos aquellos procesos según la invención que contienen el estiramiento de una banda fundida los cuales presentan además una contracción de la película de la masa autoadhesiva.
Como magnitudes de ajuste preferidas de la invención, que pueden emplearse ventajosamente para conseguir mayores valores de la anisotropía de las masas autoadhesivas en los procesos de recubrimiento, se descubrió sorprendentemente la longitud de la banda fundida. Esta magnitud del proceso incluye por una parte el tiempo de espera de la masa autoadhesiva en la banda fundida \Deltat ("tiempo de acción") así como por otra parte el grado de estiramiento R. Según la invención, se da preferencia por este motivo a la influencia de la longitud de la banda fundida sobre estas dos magnitudes de procedimiento, para que se alcance el valor máximo de la anisotropía para las masas autoadhesivas. La ventajosa utilidad descubierta sorprendentemente de la longitud de la banda fundida para dar solución al objetivo de poner a disposición unas masas autoadhesivas con una mayor anisotropía, debe sustentar y hacer plausible un inserto en forma de fórmula en el posterior transcurso de esta descripción.
El inserto de la invención, en particular la longitud de la banda fundida, es particularmente ventajosa para emplear como magnitud de ajuste, puesto que dicha longitud en la técnica del proceso, a saber antes del principio del proceso, se puede ajustar fácilmente mediante la puesta en marcha del mecanismo de aplicación en una correspondiente posición relativa al medio de soporte, mientras que otros parámetros del proceso como por ejemplo la velocidad de la banda, a menudo pueden estar limitados por otros datos, como por ejemplo la dosis de irradiación alcanzable en la estación de reticulación. Es igual, según la invención, que se cambien simultáneamente dos o más parámetros siempre que se incluya la longitud de la banda fundida. De esta manera son posibles diferentes ajustes, los cuales todos son ampliaciones ventajosas preferidas del procedimiento según la invención.
\newpage
Ya ha sido mencionado que la longitud de la banda fundida influye sobre dos magnitudes del procedimiento, a saber, el tiempo activo y el grado de estiramiento. Ambas magnitudes del procedimiento tienen una diferente influencia sobre la creación de anisotropía en las masas autoadhesivas durante el procesado. Por este motivo puede utilizarse la longitud de la banda fundida de dos maneras, según la invención.
Parte de esta invención la constituyen por este motivo variantes del procedimiento en las cuales la longitud de la banda fundida en el proceso está predeterminada que sea particularmente larga. Esto influye ventajosamente sobre el tiempo activo \Deltat, como se menciona en el posterior transcurso de la descripción más exactamente. Una banda fundida larga según la invención, conduce a tiempos activos con tendencia a ser más altos. Un tiempo activo creciente hace posible la formación de un grado de anisotropía más alto en las masas autoadhesivas.
Dentro del tiempo de acción \Deltat, se ofrece al carácter deformante del proceso de estiramiento la posibilidad de interrelacionar con la masa autoadhesiva o con uno o varios de sus componentes, y con ello actuar sobre la creación de anisotropía. Por este motivo pueden emplearse también ventajosamente todos los procedimientos de recubrimiento en el sentido de esta invención, que presenten un tiempo de espera particularmente largo de la masa autoadhesiva durante el proceso de estiramiento, a saber, en la banda fundida. Cuanto más larga es la banda fundida tanto más largo es también el tiempo de acción \Deltat con una velocidad constante de la banda.
La magnitud de este suplemento según la invención plausiblemente, es aquel incremento de tiempo, durante el cual un elemento volumétrico de la masa autoadhesiva se encuentra en la banda fundida. Este incremento de tiempo recibe el nombre, a este respecto, de tiempo activo \Deltat, y viene dado para el punto de contacto (detalle (8) de la figura 1), por la ecuación
(2)\Delta t = 2Lr/[v_{banda}\ (1+r)]
En la ecuación (2), L representa la longitud de la banda fundida, v_{banda} representa la velocidad de la banda, y r representa la relación de estiramiento. La ecuación (2) puede deducirse a partir de consideraciones para el movimiento uniformemente acelerado (ver para ello por ejemplo H. Stocker (editor), Taschenbuch der Physik ("Manual de Física"), 2ª edición, 1994, editorial Harri Deutsch, Frankfurt a.M. página 12). Los fundamentos están constituidos por las dos leyes del movimiento:
(3)s(t) = at^{2}/2 + v_{0}t + s_{0}
y
(4)v(t) = at + v_{0}
en donde s(t) es la coordenada del lugar en función del tiempo, a es la aceleración, v_{0} es la velocidad al comienzo del proceso en cuestión, o sea a la salida de la película de la masa autoadhesiva del dispositivo de recubrimiento, s_{0} = 0 es un valor fijo, y v(t) es la velocidad en función del tiempo. Mediante el empleo de la ecuación (4) se puede eliminar a en la ecuación (3). Considerando el punto de contacto (8) de la figura 1, entonces t se omite en \Deltat, s(t=\Deltat) en L, y v(t= \Deltat) en la v_{banda}. Si se emplean estas condiciones marginales, entonces se deduce según consideraciones
algebraicas:
(5)L = v_{banda} \Delta t (r+1)/2r
de donde se puede deducir la ecuación (2) como ecuación de determinación para el tiempo activo. Las fórmulas aquí citadas deben servir para el aclaramiento del propósito de esta invención. Para el experto es evidente que el proceso de estiramiento puede deducirse del caso ideal del movimiento uniformemente acelerado. No solamente pertenecen a la invención aquellos procedimientos que corresponden completamente a la descripción anterior, sino también aquellas otras versiones que están definidas en la descripción y en las reivindicaciones.
En el sentido de la invención, es particularmente ventajoso ajustar de manera positiva eventualmente también todos los otros parámetros de proceso que tienen un efecto positivo sobre la creación de anisotropía. Como ejemplo, puede citarse a este respecto una alta relación de estiramiento. Esta configuración inventiva se puede desarrollar todavía más ventajosamente, empleando en el proceso una velocidad de la banda reducida a una medida óptima en combinación con una producción adecuada igualmente reducida, de manera apropiada a la velocidad de la banda, de manera que mediante estos parámetros de procedimiento el tiempo de acción aumenta. La banda fundida cuando es particularmente larga, permite que estos parámetros de influencia puedan actuar óptimamente sobre la masa autoadhesiva o uno o varios de sus componentes, de manera que éstos puedan crear ventajosamente mediante esta vía según la invención, un alto grado de anisotropía.
Según la invención, el tiempo activo es ventajosamente por lo menos de 0,01 segundos, con particular preferencia por lo menos de 0,1 segundos, con la mayor preferencia por lo menos de 0,25 segundos.
En el sentido de la invención, la longitud de la banda fundida es de preferencia ventajosamente mayor de 40 mm, con particular preferencia mayor de 75 mm, y muy preferentemente mayor de 100 mm.
En la exposición preferente de esta invención antes descrita ha sido descrita la influencia de la longitud de la banda fundida sobre la creación de anisotropía en las masas autoadhesivas. En cualquier sentido ya se ha citado una banda fundida particularmente larga como ventajosa en el sentido de la invención.
Sin embargo, es posible en otra configuración ventajosa de esta invención, obtener también la deseada optimizada creación de anisotropía en masas autoadhesivas empleando una banda fundida particularmente corta.
Parte de esta invención la constituyen por lo tanto también procedimientos en los cuales la longitud de la banda fundida está configurada particularmente corta. De esta forma influye de preferencia sobre el grado de estiramiento R, como es evidente en el posterior transcurso de la descripción. Una corta longitud de la banda fundida conduce a grados de estiramiento altos. Mediante grados de estiramiento más altos se puede crear según la invención, un grado mayor de anisotropía en la masa autoadhesiva.
El grado de estiramiento R tiene una influencia sobre el grado de anisotropía creada en la masa autoadhesiva en el punto de contacto, puesto que éste actúa directamente sobre el transcurso y la efectividad en el tiempo del proceso de alargamiento y con ello sobre la deformación de la película de la masa autoadhesiva. Cuanto mayor es el grado de estiramiento tanto mayor es el grado de anisotropía que puede alcanzarse en principio. En una versión preferida de esta invención tiene lugar la regulación de la creación de anisotropía en la película de la masa autoadhesiva, mediante el grado de estiramiento y aquí especialmente también mediante el ajuste de la longitud de la banda fundida. En conjunto, el grado de estiramiento representa la desviación en el tiempo de la relación de estiramiento r. Se puede reproducir para el punto de contacto (detalle (8) en la figura 1) mediante:
(6)R = v_{banda}\ (r-1)/(Lr)
en donde v_{banda} representa la velocidad del medio de soporte, L es la longitud de la banda fundida, y r es la relación de estiramiento. Como la ecuación (2), la ecuación (6) resulta también de consideraciones a los movimientos uniformemente acelerados. El grado de estiramiento R en el punto de contacto (detalle (8) de la figura 1), en la cual t = \Deltat, s(t=\Deltat) = L, y v(t=\Deltat) = v_{banda}, depende a este respecto solamente de la velocidad diferencial que existe en la banda fundida, o sea \Deltav = v_{banda} - v_{0}. Para este punto puede formularse:
(7)R = \Delta v/L = (V_{banda} - Vo)/L
En lugar de v_{0} se emplea v_{banda}/r, de manera que finalmente resulta la ecuación (6). Como antes para el tiempo activo, las fórmulas aquí expuestas se basan en la suposición de que el proceso inventivo se puede representar mediante un movimiento uniformemente acelerado. Sin embargo está exposición sirve solamente para corroborar el propósito de esta invención, y para aclararla. La utilización de estas formulas para este propósito no limita la cantidad de los procesos que pueden emplearse según la invención, sobre aquellos procedimientos, que pueden describirse completamente mediante las mismas. Antes bien, existen también otros procedimientos según la invención, como por ejemplo, todos aquellos que se definen mediante las otras versiones de la descripción y reivindicaciones.
En el sentido de la invención, es particularmente ventajoso para la creación de una alta anisotropía, de preferencia, ajustar también de forma optimizada todos los otros parámetros del proceso, que tienen un efecto positivo sobre la misma. Como ejemplo, puede citarse a este respecto, una alta relación activa. En lugar de ésta, o también adicionalmente, puede escogerse ventajosamente también una alta velocidad de la banda.
Según la invención se emplean grados de estiramiento los cuales por lo menos son de 1 segundo^{-1}, de preferencia por lo menos 10 segundos^{-1}, con la mayor preferencia de 25 segundos^{-1}.
En el sentido de esta invención, en esta preferida configuración de la invención, la longitud de la banda fundida tiene un valor inferior a 40 mm, de preferencia inferior a 25 mm y con la mayor preferencia, inferior a 15 mm.
En la parte precedente de esta descripción se ha mostrado de una manera nueva y ventajosa, como mediante la longitud de la banda fundida en un proceso de recubrimiento, puede influirse sobre la creación de anisotropía en masas autoadhesivas. A este respecto, la longitud de la banda fundida tiene un efecto distinto sobre la magnitud del tiempo activo y el grado de estiramiento, ambos por si mismos, pero también en combinación con el otro, y/o opcionalmente también, en combinación con otros parámetros del procedimiento, y conduce a la aparición de anisotropía en las masas autoadhesivas. Estas dos magnitudes pueden ahora, como ya se ha indicado, unificarse al nuevo criterio, a la relación activa \Gamma según la invención, la cual viene dada por la ecuación:
(8)\Gamma = \Delta t/R
\newpage
Si se introducen en la ecuación (8) las correspondientes ecuaciones determinantes para el tiempo activo, la ecuación (2) y el grado de estiramiento o sea la ecuación (7), entonces \Gamma toma la forma:
(9)\Gamma = 2\ (Lr)^{2}/[v_{cinta}^{2} (r^{2} - 1)]
En correspondencia a las versiones descritas precedentemente, tiene lugar un aumento del tiempo activo a mayores grados de anisotropía. Según la ecuación (8) son pues todos los procedimientos de recubrimiento para las masas autoadhesivas según la invención, que se describen con valores de \Gamma lo suficientemente grandes, como también aquellos procedimientos que se caracterizan por valores de \Gamma particularmente pequeños.
Según la invención, todos los procedimientos de recubrimiento para masas autoadhesivas, para las cuales puede ser formulada una relación activa \Gamma según la invención, son por lo menos de 0,006 segundos^{2}, de preferencia por lo menos de 0,008 segundos^{2}, en correspondencia a las versiones y aproximaciones descritas anteriormente.
Según la invención, además de todos los procedimientos de recubrimiento para masas autoadhesivas, para las cuales puede ser formulada una relación activa \Gamma según la invención, son como máximo de 0,004 segundos^{2}, de preferencia como máximo de 0,002 segundos^{2}, en correspondencia a las versiones y aproximaciones descritas anterior-
mente.
La ecuación (9) muestra claramente la influencia de la longitud de la banda fundida L sobre la relación activa según la invención. Además, se reconoce a partir de la ecuación (9) que también los parámetros del procedimiento, velocidad de la banda v_{banda} y la relación de estiramiento r, tienen una importante influencia sobre la relación activa \Gamma según la invención. Estos parámetros se eligen por lo tanto ventajosamente en combinación con la longitud de la banda fundida en el procedimiento de recubrimiento de tal manera, que también a partir de ellos se deriva un efecto óptimo sobre \Gamma, y con ello la creación de anisotropía en masas autoadhesivas.
La presente invención se refiere ventajosamente de preferencia, a masas autoadhesivas, las cuales en estado crudo, es decir en un estado químico o con rayos químicos sin reticular, representan fluidos no newtonianos de una naturaleza en particular de estructura viscosa. Los fluidos no newtonianos que presentan una viscosidad estructural se caracterizan porque muestran por encima de grados críticos de cizallamiento, una dependencia del grado de cizallamiento, de la viscosidad. El comportamiento viscoso estructural está unido a un cambio de la estructura de los componentes individuales de la formulación, en particular los polímeros de cadena larga en cambios del estado de fluidez. Para los polímeros se puede describir este comportamiento como un modelo que cambia la estructura molecular según el estado de la corriente de manera que se logra una resistencia a la corriente disminuida frente al polímero sin deformar. Esto tiene lugar para una cadena individual mediante el estiramiento así como también mediante una orientación molecular. El extremo envolvente de una cadena polimérica se puede representar en general como un elipsoide. El estiramiento de la cadena está ligado a un cambio de la geometría del elipsoide como por ejemplo, un alargamiento (figura 2), y la orientación, con la alineación de varios de dichos elipsoides a lo largo de una dirección preferente (figura 3). Acerca de las posibilidades de cuantificación del estiramiento de la cadena y la orientación molecular y cómo estas magnitudes pueden ser utilizadas como criterio para la anisotropía, puede consultarse el parágrafo "Ejemplos". Cuando cambia el estado de la corriente, entonces la estructura de las cadenas poliméricas y la orientación se adaptan a las nuevas relaciones dadas. Los procedimientos de orientación y los estiramientos de las cadenas son procesos de relajación opuestos, de forma que al mantener el proceso de fluidez u otra estimulación externa tiene lugar una reestructuración de la masa autoadhesiva y en consecuencia se ajusta de nuevo el estado de equilibrio estructural, el cual predomina desde el principio del procedimiento de fluidez. Esta "contrarreacción" tiene lugar solamente cuando el sistema mantiene una cierta movilidad interna. Es decisivo para el comportamiento a la orientación, al estiramiento de la cadena y a la relajación de los polímeros en masas autoadhesivas, un comportamiento reológico no lineal en condiciones estacionarias, pero también en condiciones transitorias, puesto que el sistema de masas autoadhesivas en procesos reales se mueve típicamente en un perfil de corriente cambiante. En una buena aproximación, el comportamiento reológico de dichas masas autoadhesivas se describe mediante cuatro parámetros materiales, el módulo de la meseta G_{N}^{0}, el tiempo de relajación más largo T_{D}, el grado de enmarañamiento por cadena del polímero Z y la máxima maleabilidad de la cadena \lambda_{max}. Una más exacta descripción de estas magnitudes viene dada por Fang et al. [J. Fang, M. Kröger, H. C. Öttinger, J. Rheol., 2000, 44, 1293].
En general, el estado anisótropo se caracteriza por la existencia de orientación y estiramiento de la cadena. El grado alcanzable de anisotropía depende de la clase y composición de la masa autoadhesiva. No solamente porque los fenómenos aquí descritos de orientación y relajación, como todos los procesos reológicos, dependen significativamente de la temperatura, la temperatura constituye una magnitud influyente importante para la evolución y la posible formación de anisotropía. En el sentido de esta invención, el recubrimiento se efectúa de preferencia a temperaturas lo más bajas posible. Según la invención, las temperaturas de recubrimiento dependen de la clase de masa autoadhesiva con la que se recubre, y se escogen de manera que el material al abandonar el aparato de recubrimiento se encuentra en un régimen fluido de estructura viscosa. Típicamente, estas temperaturas de recubrimiento se encuentran entre 25ºC y 250ºC, de preferencia entre 50ºC y 200ºC. La temperatura de los cilindros de enfriamiento (detalle (4) de la figura 1) se escoge igualmente lo más baja posible. Según la invención se prefieren temperaturas como máximo de 60ºC, de preferencia como máximo 30ºC. Es ventajoso, en una versión de la invención, que la película de masa autoadhesiva se enfríe en un punto cualquiera después de abandonar el mecanismo de aplicación, de preferencia con un medio refrigerante de cualquier tipo y/o con un aparato de refrigeración de cualquier
clase.
La alimentación de la masa adhesiva en el procedimiento según la invención tiene lugar mediante un aparato habitual de alimentación de medios viscosos, de preferencia mediante una extrusionadora corriente para manipulación de plásticos así como en la industria de bandas adhesivas, u otro dispositivo apropiado para ablandar/fundir y alimentar medios termoplásticos. Estos pueden ser por ejemplo, en la industria de adhesivos, los habituales bombos de fusión, prefundidores, bombas de fusión, u otros órganos de fusión y alimentación, en donde pueden emplearse combinaciones de dichos diferentes elementos. Con la denominación de extrusionadora se entienden en el sentido de esta descripción, también otros órganos apropiados de los órganos de fusión y alimentación antes citados. También, puede utilizarse según la invención, la combinación de extrusionadora y bomba de fusión puesto que en este caso es ventajoso para mejorar la constancia de la alimentación. Los proveedores de dichas bombas de fusión son por ejemplo, las firmas Maag (Zürich, Suiza) o Witte (Itzehoe, Alemania).
Como procedimiento de aplicación en el sentido de esta invención, se emplea de preferencia una tobera de ranura. Los tipos de tobera de extrusión empleadas de preferencia según la invención se clasifican en las categorías de tobera en T, tobera en cola de pez, y tobera en percha. Los tipos citados se diferencian por la configuración del canal de fluido, del cual resultan diferentes tiempos de espera y estrategias de distribución. Para la preparación de recubrimientos anisótropos a base de poliacrilatos se emplean de preferencia toberas en percha, como ofrecen por ejemplo las firmas Extrusion Dies, Inc (Chippewa Falls, USA) o Reiffenhaüser (Troisdorf, Alemania). Sin embargo pueden emplearse también en el sentido según la invención, otros procedimientos de recubrimiento que trabajan con una banda fundida, como por ejemplo el procedimiento Hotmelt Curtain-Coating ("recubrimiento hotmelt de cortina") (de la firma Inatech, Langenfeld, Alemania, o la firma Nordson, Lüneburg, Alemania). Igualmente pueden citarse combinaciones de un dispositivo de extrusión y un procedimiento con cilindros o un procedimiento derivado de la aplicación con cilindros, como dispositivos planos u otros mecanismos con banda fundida los cuales mediante un dispositivo de extrusión aprovechan una predosificadora de fusión en una ranura de la calandra. Como ejemplos pueden citarse aquí las instalaciones Roller-Head de la firma Troester, Hannover, o las instalaciones de láminas de plástico e instalaciones de placas de plástico de la firma Kuhne, St. Augustin.
La película de masa adhesiva aplicada en forma plana se aplica de preferencia en el procedimiento según la invención sobre un material de soporte o de liberación.
En principio pueden emplearse para la fabricación de láminas de soporte todos los polímeros formadores de película y capaces de ser extrusionados. En una versión preferida se emplean poliolefinas. Las poliolefinas preferidas se preparan a partir de etileno, propileno, butileno y/o hexileno, en donde cada vez pueden polimerizarse los monómeros puros o pueden copolimerizarse las mezclas de los citados monómeros. Mediante el procedimiento de polimerización y mediante la elección de los monómeros se pueden regular las propiedades físicas y mecánicas de la lámina del polímero, como por ejemplo, la temperatura de reblandecimiento y/o la resistencia al
desgarro.
En otra versión preferida de esta invención se emplean polivinilacetatos. Los polivinilacetatos pueden contener juntamente con el acetato de vinilo también el alcohol vinílico como comonómero, en donde la parte libre de alcohol puede variar entre amplios límites. En otra versión preferida de esta invención se emplean poliésteres como lámina de soporte. En una versión particularmente preferida de esta invención se emplea el poliéster a base de polietilentereftalato (PET). En otra versión preferida de esta invención se emplea el polivinilcloruro (PVC) como lámina. Para aumentar la estabilidad a la temperatura, estas láminas pueden contener componentes poliméricos que se preparan con el empleo de comonómeros de refuerzo. Además, las películas pueden ser reticuladas con rayos en el curso del proceso según la invención, para obtener una mejora de dichas propiedades. Cuando se emplea el PVC como materia prima de la película, se pueden obtener opcionalmente componentes para plastificar (plastificantes). En otra versión preferida de esta invención se emplean poliamidas para la obtención de películas. Las poliamidas pueden consistir en un ácido dicarboxílico y una diamina o de varios ácidos dicarboxílicos y diaminas. Junto a los ácidos dicarboxílicos y diaminas pueden emplearse también ácidos carboxílicos y aminas de funciones superiores también en combinación con los ácidos dicarboxílicos y diaminas antes citados. Para lograr la rigidez de la película se emplean de preferencia monómeros de partida cíclicos, aromáticos, o heteroaromáticos. En otra versión preferida de esta invención se emplean polimetacrilatos para la obtención de películas. En este caso, puede regularse mediante la elección de los monómeros (metacrilatos y en parte también acrilatos), la temperatura de transición vítrea de las películas. Además los polimetacrilatos pueden contener también aditivos, para aumentar por ejemplo la flexibilidad de las películas o aumentar o disminuir la temperatura de transición vítrea o minimizar la formación de segmentos cristalinos. En otra versión preferida de esta invención, se emplean policarbonatos para la obtención de películas. Además, en otra versión de esta invención, pueden emplearse polímeros y copolímeros basados en vinilaromatos y vinilheteroaromatos para la obtención de películas de soporte. Para la obtención de un material en forma de película pueden emplearse también aquí aditivos y otros componentes añadiéndolos, para mejorar las propiedades formadoras de película, disminuir la tendencia a la formación de segmentos cristalinos y/o mejorar adecuadamente las propiedades mecánicas o también eventualmente, empeorarlas.
Para la preparación de láminas de liberación de empleo preferente pueden emplearse igualmente polímeros como formadores de película y capaces de ser extrusionados. Las láminas de liberación consisten en una versión preferida de la invención, en una lámina de soporte, la cual está provista por ambas caras de un barniz de liberación, el cual está basado de preferencia en silicona. En una versión muy preferida de la invención, los barnices de liberación están escalonados, es decir, los valores de separación se diferencian sobre la cara superior y la cara inferior. De esta manera la desenrollabilidad del producto autoadhesivo por las dos caras o el producto intermedio a autoadhesivo está garantizada. En una versión preferida de esta invención, se emplean poliolefinas como materiales de soporte para la lámina de liberación. Poliolefinas preferidas se preparan a partir de etileno, propileno, butileno y/o hexileno, en donde cada vez los monómeros puros pueden ser polimerizados o se copolomerizan a partir de mezclas de los monómeros citados. Mediante el procedimiento de polimerización y mediante la selección de los monómeros se pueden regular las propiedades físicas y mecánicas de las láminas de polímero, como por ejemplo la temperatura de reblandecimiento y/o la resistencia al desgarro.
Además entran en cuestión diversos papeles, opcionalmente también en combinación con un recubrimiento estabilizante por extrusión como material de soporte para materiales de liberación. Todos los soportes de liberación mencionados adquieren sus propiedades antiadherentes mediante uno o varios pasos de recubrimiento por ejemplo, con un recubrimiento a base de silicona. A este respecto, la aplicación puede efectuarse por una cara o por las dos caras.
La película conformada por la tobera de recubrimiento, se aplica a una distancia de recubrimiento sobre el soporte o material de liberación que de ahora en adelante recibirá solamente el nombre de material de soporte. A este respecto la distancia entre el punto de salida del mecanismo de aplicación y el punto de contacto sobre el elemento de aplicación es mayor que el grueso de capa en el punto de contacto. Se forma una banda fundida, cuya geometría queda fijada por la distancia del punto de salida del mecanismo de aplicación (detalle (7) en la figura 1) y el punto de aplicación (detalle (8) en la figura 1) sobre el elemento de aplicación, opcionalmente sobre el material de soporte. La línea de aplicación se crea mediante una técnica de aplicación habitual, la cual puede efectuarse por ejemplo mediante un cuchillo de aire apropiado, una caja de vacío -eventualmente en combinación con un cuchillo de aire- o mediante dispositivos electrostáticos de aplicación. El soporte así recubierto se conduce de preferencia mediante unos cilindros propulsados, enfriables o atemperados. Sin embargo también puede colocarse la banda fundida por ejemplo en cintas de transporte, cuerpos rotativos recubiertos de antiadherente o cilindros provistos de una capa fluida, y aplicarse sobre el material de soporte en una subsiguiente unidad de aplicación ("estación de forrado").
El procedimiento según la invención puede contener opcionalmente un canal térmico, de manera que la película de masa autoadhesiva recubierta pueda ser sometida a una cierta temperatura. El calor puede ser generado por ejemplo por una calefacción eléctrica y/o una radiación infrarroja. De preferencia, en el sentido de esta invención, no se calienta la banda entre la aplicación de la banda fundida sobre el medio de soporte y el paso de reticulación, para no acelerar así la relajación del estado anisótropo creado.
Es particularmente ventajoso cuando en el paso de recubrimiento está eventualmente conectado un paso de reticulación, el cual se ocupa de que el estado anisótropo de la película autoadhesiva se "congele", antes de que la relajación pueda conducir de manera notable, a que este estado se destruya. Para la misma finalidad puede también emplearse un paso de reticulación durante el paso de recubrimiento. Son particularmente adecuados los procedimientos de reticulación química con rayos, los cuales emplean rayos UV y/o rayos de electrones. Es importante a este respecto el tiempo de duración entre el depósito de la película autoadhesiva libre sobre el medio de soporte y el momento de la reticulación, puesto que en este periodo de tiempo aparece la relajación. Una estación de reticulación está, según la invención, integrada en el proceso cuando el proceso de reticulación actúa después de un período de tiempo entre la salida de la masa del mecanismo de aplicación y la reticulación como máximo de 25 segundos, de preferencia como máximo de 10 segundos, sobre la película de masa autoadhesiva. Sin embargo puede también emplearse cualquier forma de reticulaciones térmicas, también diferentes reticulaciones de este tipo y también en combinación con procedimientos de reticulación químicos con rayos para fijar la anisotropía.
Como masas autoadhesivas pueden también emplearse polímeros lineales, en forma de estrella, ramificados, insertados u otra clase de polímeros configurados, de preferencia homopolímeros, copolímeros estadísticos o copolímeros de bloque, que presenten una masa molar por lo menos de 100.000 g/mol, de preferencia por lo menos de 250.000 g/mol, con la mayor preferencia por lo menos de 500.000 g/mol. Se prefiere una polidispersibilidad, expresada como cociente de la masa media y la cantidad media de la distribución de masas molares de por lo menos 2. De preferencia además, la temperatura de reblandecimiento es inferior a 20ºC. Como masa molar, debe entenderse a ese respecto, la media de peso de la distribución de masas molares, como por ejemplo es asequible mediante investigaciones cromatográficas de permeación sobre gel. Por temperatura de reblandecimiento debe entenderse a este respecto, la temperatura cuasiestática de transición vítrea para sistemas amorfos y la temperatura de fusión para sistemas semicristalinos, la cual por ejemplo puede ser determinada mediante mediciones calorimétricas diferenciales dinámicas. Una vez se han determinado los valores numéricos de las temperaturas de reblandecimiento entonces se refieren éstas a sistemas amorfos sobre la temperatura del punto medio de la etapa vítrea y en el caso de los sistemas semicristalinos se refieren sobre la temperatura en el máximo tono térmico durante la fase de
transición.
Como masas autoadhesivas pueden emplearse todas las masas autoadhesivas conocidas por el experto, en particular sistemas a base de acrilato, caucho natural, caucho sintético, etilvinilacetato. También según la invención, se emplean combinaciones de estos sistemas.
Como ejemplos, pero sin pretender ninguna limitación, pueden citarse como ventajosos en el sentido de esta invención, copolímeros estadísticos a partir de ésteres no funcionalizados, \alpha,\beta- no saturados, y copolímeros estadísticos a partir de alquilviniléteres no funcionalizados. Se prefiere emplear los alquilésteres \alpha,\beta- no saturados de estructura general
(I)CH_{2}=CH(R^{1})\ (COOR^{2})
en donde R^{1} = H ó CH_{3} y R^{2} = H ó radicales alquilo lineales, ramificados, o anulares, saturados o insaturados, de 1 a 30, en particular de 4 a 18 átomos de carbono.
Los monómeros que se emplean muy preferentemente en el sentido de la estructura general (I), comprenden los ésteres acrílicos y metacrílicos con grupos alquilo, que tienen de 4 a 18 átomos de carbono. Ejemplos específicos para los correspondientes compuestos son, sin pretender con ello limitar su enumeración, el acrilato de n-butilo, acrilato de n-pentilo, acrilato de n-hexilo, acrilato de n-heptilo, acrilato de n-octilo, acrilato de n-nonilo, acrilato de laurilo, acrilato de estearilo, metacrilato de estearilo, sus isómeros ramificados como por ejemplo el acrilato de 2-etilhexilo y el acrilato de isooctilo así como monómeros cíclicos como por ejemplo el acrilato de ciclohexilo o acrilato de norbornilo y acrilato de isobornilo.
Igualmente pueden emplearse como monómeros los ésteres de los ácidos acrílico y metacrílico, los cuales contienen radicales aromáticos, como por ejemplo el acrilato de fenilo, acrilato de bencilo, acrilato de benzoína, metacrilato de fenilo, metacrilato de bencilo o metacrilato de benzoína.
Además puede emplearse opcionalmente monómeros de vinilo a partir de los siguientes grupos: ésteres vinílicos, éteres vinílicos, haluros de vinilo, haluros de vinilideno, así como compuestos de vinilo que contienen ciclos o heterociclos aromáticos en posición \alpha. Para los monómeros de vinilo pueden emplearse opcionalmente los monómeros escogidos que según la invención puede emplearse: acetato de vinilo vinilformamida, vinilpiridina, etilviniléter, 2-etilhexilviniléter, butil-viniléter, cloruro de vinilo, cloruro de vinilideno, acrilo-nitrilo, estireno y \alpha-metilestireno.
Otros monómeros que pueden emplearse según la invención son el metacrilato de glicidilo, acrilato de glicidilo, alilglicidiléter, metacrilato de 2-hidroxietilo, acrilato de 2-hidroxietilo, metacrilato de 3-hidroxipropilo, acrilato de 3-hidroxipropilo, metacrilato de 4-hidroxibutilo, acrilato de 4-hidroxibutilo, ácido acrílico, ácido metacrílico, ácidos itacónico y sus ésteres, ácido crotónico y sus ésteres, ácido maleico y sus ésteres, ácido fumárico y sus ésteres, anhídrido maleico, metacrilamida así como los derivados N-alquilados, acrilamida así como los derivados N-alquilados, N-metilolmetacrilamida, N-metilolacrilamida, alcohol vinílico, 2-hidroxietilviniléter, 3-hidroxipropilviniléter y 4-hidroxibutilviniléter.
En el caso del caucho o del caucho sintético como material de partida para las masas autoadhesivas se dan otras posibilidades de variación, bien sea a partir del grupo de los cauchos naturales o bien del grupo de los cauchos sintéticos, o a partir de una mezcla cualquiera de cauchos naturales y/o cauchos sintéticos, en donde el caucho natural o los cauchos naturales pueden escogerse fundamentalmente de todas las calidades obtenibles, como por ejemplo, los tipos Crepe, RSS, ADS, TSR o CV según el necesario nivel de pureza y viscosidad, y el caucho sintético o los cauchos sintéticos a partir del grupo de los estadísticamente copolimerizados cauchos estireno-butadieno (SBR), caucho de butadieno (BR), los poliisoprenos sintéticos (IR), los cauchos butílicos (IIR), los cauchos butílicos halogenados (XIIR), los cauchos de acrilato (ACM), los copolímeros de acetato de etilenvinilo (EVA) y los poliuretanos y/o sus mezclas.
Además, pueden añadirse cauchos para mejorar la transformabilidad, de preferencia de elastómeros termoplásticos con una parte en peso del 10 hasta el 50% en peso referida a la proporción total de elastómeros. Interinamente pueden citarse en este punto ante todo los tipos particularmente compatibles de poliestireno-poliisopreno-poliestireno (SIS) y poliestireno-polibutadieno-poliestireno (SBS).
Como resinas para dar pegajosidad opcionalmente empleables pueden emplearse sin excepción todas las resinas adhesivas previamente conocidas y descritas en la literatura. Pueden citarse como representativas las resinas de colofonia, sus derivados no proporcionados, hidratados, polimerizados, esterificados, y sales, la resinas de hidrocarburos alifáticos y aromáticos, resinas terpénicas y resinas terpenofenol. Pueden emplearse cualesquiera combinaciones de éstas y otras resinas, para ajustar las propiedades de la masa adhesiva resultante, según se desee.
Todos los plastificantes opcionalmente empleables pueden emplearse a partir de las substancias autoadhesivas conocidas en la tecnología de las bandas autoadhesivas. Entre ellos se encuentran los aceites parafínicos y nafténicos, oligómeros (funcionalizados) como los oligobutadienos y oligoisoprenos, cauchos de nitrilo líquidos, resinas terpénicas liquidas, grasas y aceites vegetales y animales, ftalatos y acrilatos funcionales. Las masas autoadhesivas, como las citadas anteriormente, pueden contener además otros componentes como por ejemplo aditivos reológicamente activos, catalizadores, iniciadores, estabilizadores, compatibilizadores, reactivos de copulación, reticuladores, antioxidantes, otros agentes protectores del envejecimiento, agentes protectores de la luz, agentes ignífugos, pigmentos, colorantes, substancias de carga y/o agentes esponjantes, así como disolventes opcionales.
Las masas autoadhesivas anisótropas obtenidas mediante el procedimiento según la invención, se pueden emplear para la obtención de diferentes productos autoadhesivos. En la figura 4 se representan productos autoadhesivos obtenidos según la invención. Cada capa de los productos autoadhesivos obtenidos según la invención puede ser espumada a elección.
En el caso más sencillo, un producto autoadhesivo según la invención consta de una masa autoadhesiva formada de una sola capa (construcción 1). La construcción 1 puede cubrirse opcionalmente por una cara o por las dos caras con un revestimiento antiadherente, por ejemplo una lámina antiadherente o un papel antiadherente. El grueso de capa de la masa autoadhesiva está típicamente entre 1 \mum y 2000 \mum, de preferencia entre 5 \mum y 1000 \mum.
La masa autoadhesiva puede encontrarse además sobre un soporte, en particular un soporte en forma de una lámina o de un papel (construcción 2). El soporte puede tratarse previamente en correspondencia con el estado actual de la técnica, sobre la cara que muestra la masa autoadhesiva, de manera que se logra por ejemplo una mejora del anclaje de la masa autoadhesiva. Igualmente, la cara puede estar provista de una capa funcional la cual puede actuar por ejemplo como una capa barrera. La cara posterior del soporte, según el estado actual de la técnica, puede ser previamente tratada correspondientemente o de manera que por ejemplo, se logre una acción antiadherente. La cara posterior del soporte puede además estar impresa. La masa autoadhesiva puede opcionalmente estar cubierta con un papel antiadherente o una lámina antiadherente. La masa autoadhesiva presenta un grueso de capa típico entre 1 \mum y 2000 \mum, de preferencia entre 5 \mum y 1000 \mum.
En el caso de la construcción 3, se trata de un producto autoadhesivo por las dos caras, el cual como capa central contiene por ejemplo una lámina de soporte, un papel de soporte, una superficie textil plana o una espuma de soporte. En la construcción 3 se emplean como capa superior e inferior, masas autoadhesivas según la invención de la misma o distinta clase y/o del mismo o distinto grueso de capa. El soporte puede a este respecto ser correspondientemente tratado previamente según el estado actual de la técnica sobre una o sobre las dos caras del, de manera que por ejemplo se logre una mejora del anclaje de la masa autoadhesiva. Igualmente pueden estar provistas ambas caras con una capa funcional, la cual por ejemplo actúa como capa barrera. Las capas autoadhesivas pueden opcionalmente estar cubiertas con un papel antiadherente o una lámina antiadherente. De manera típica, las capas de masa autoadhesiva presentan, independientemente una de otra, gruesos de capa entre 1 \mum y 2000 \mum, de preferencia entre 5 \mum y 1000 \mum.
Como otro producto autoadhesivo por las dos caras, la construcción 4 es una variante según la invención. Una capa de masa autoadhesiva según la invención lleva sobre una cara otra capa de masa autoadhesiva, la cual puede ser de cualquier naturaleza y por lo tanto no necesita ser según la invención. La construcción de este producto autoadhesivo puede estar cubierta opcionalmente con una o dos láminas antiadherentes o papeles antiadherentes. Las capas de masa autoadhesiva presentan, independientemente una de otra, gruesos de capa típicamente entre 1 \mum y 2000 \mum, de preferencia entre 5 \mum y 1000 \mum.
Como en la construcción 4, se trata también en la construcción 5 de un producto autoadhesivo por las dos caras, el cual contiene la masa autoadhesiva según la invención, así como otra cualquiera. Ambas capas de masa autoadhesiva están sin embargo separadas entre sí en la construcción 5 por un soporte, una lámina de soporte, un papel de soporte, una superficie textil plana, o una espuma de soporte. El soporte puede a este respecto estar pretratado correspondientemente sobre una o sobre ambas caras según el estado actual de la técnica, de manera que por ejemplo se logre una mejora del anclaje de la masa autoadhesiva. Igualmente pueden estar provistas una o ambas caras con una capa funcional, la cual puede actuar por ejemplo como una capa barrera. Las capas de masa autoadhesiva pueden opcionalmente estar cubiertas con un papel antiadherente o una lámina antiadherente. Las capas de masa autoadhesivas presentan independientemente entre sí, gruesos de capa típicamente entre 1 \mum y 2000 \mum, de preferencia entre 5 \mum y 1000 \mum.
El producto autoadhesivo según la invención, de la construcción 6, contiene una capa de materiales según la invención como capa central, la cual está provista en ambos lados de una masa autoadhesiva cualquiera, de la misma o diferente clase. Una o las dos caras de la capa central pueden estar provistas de una capa funcional la cual puede actuar por ejemplo como capa barrera. En las capas auto-adhesivas externas, no se necesita emplear ninguna masa autoadhesiva según la invención. Las capas de masa autoadhesiva externas pueden opcionalmente estar cubiertas con papeles antiadherentes o láminas antiadherentes. Las capas de masa autoadhesiva externas presentan, independientemente entre sí, gruesos de capa típicamente entre 1 \mum y 2000 \mum, de preferencia entre 5 \mum y 1000 \mum. El grueso de la capa central está típicamente entre 1 \mum y 2000 \mum, de preferencia entre 5 \mum y 1000 \mum.
Los productos autoadhesivos según la invención se emplean ventajosamente de tal manera que la anisotropía estructural que existe en los mismos se aprovecha para efectos ópticos, eléctricos, electrónicos, optoelectrónicos, magnéticos, técnicos, mecánicos y/o adhesivos técnicos. Pueden emplearse de preferencia en forma de objetos troquelados o de bandas autoadhesivas.
En la parte anterior de esta descripción se ha mostrado que la longitud de la banda fundida puede utilizarse ventajosamente y según la invención, como magnitud reguladora para el ajuste de una mayor anisotropía en masas autoadhesivas durante el recubrimiento. En el proceso de transformación puede ser ventajoso variar también otros parámetros del proceso. Como ejemplo de ello, puede citarse la velocidad del proceso. Estos parámetros del proceso tienen eventualmente una influencia sobre los grados de anisotropía logrados en el proceso en las masas autoadhesivas. Para lograr unas propiedades constantes del producto es sin embargo necesario generar siempre una masa anisotropicamente uniforme en la masa autoadhesiva. Forma parte de esta invención, el emplear la longitud de la banda fundida como magnitud de compensación, de manera que la masa autoadhesiva presente el grado de anisotropía original, aunque puedan cambiar los otros parámetros del proceso. Por otra parte puede emplearse la longitud de la banda fundida, para generar diferentes grados de anisotropía manteniendo constantes las otras condiciones del procedimiento, como por ejemplo una rendija de salida de masa constante.
En particular, se preparan productos autoadhesivos según la invención en donde las propiedades anisótropas ópticas, eléctricas, electrónicas, optóelectrónicas, térmicas, mecánicas y/o adhesivas técnicas, se utilizan por lo menos en una capa basada sobre las masas autoadhesivas anisótropas.
La invención debe aclararse más exactamente a la vista de los ejemplos, sin que deba limitarse a los mismos.
Ejemplos de versiones
Se obtuvieron ejemplos de procedimientos según la invención, para la creación de altos grados de anisotropía en masas autoadhesivas, mediante estimulaciones por ordenador, a saber, mediante evaluación de los resultados de cálculos de elementos finitos (FE). Las simulaciones representan experimentos en el ordenador y por lo tanto son comparables con los resultados experimentales. La forma técnica de proceder de la simulación se describe a continuación [ver también T. Dollase et al., contribución a PSCT TECH XXVII Conferencia Global, Orlando, 2004].
Como fundamento de las simulaciones sirve el suplemento de cálculo desarrollado por Feigl, Laso y Öttinger, que con el nombre de CONNFFESSIT (Calculation of Non-Newtonian Flow: Finite Elements and Stochastic Simulation Technique) ("Cálculo de flujos no newtonianos: elementos finitos y técnica de simulación probabilística") se publicó [K. Feigl, M. Laso, H. C. Öttinger, Macromolecules ("Macromoléculas"). 1995, 28, 3261]. Para la ejecución de los cálculos se recorrieron siete etapas. En primer lugar se efectuó la definición del diseño del proceso de obtención a investigar, de los parámetros del proceso, y de la clase de materiales a procesar. A continuación, se tomó para los materiales a investigar como entrada para las simulaciones, el perfil reológico experimental. A continuación se adaptaron los datos reológicos a un sistema de comparación constitutivo elegido especialmente. Además, se dispusieron redes FE, para las geometrías del proceso anteriormente definidas. En combinación con los parámetros del proceso como la temperatura y producción, se determinaron en estas redes de FE, mediante cálculos numéricos, campos de de temperatura, campos de velocidad y campos de gradiente de velocidad. Finalmente se puede simular un proceso de transformación, haciendo fluir un elemento volumétrico de la masa autoadhesiva a través del campo de velocidad, y experimentando según el lugar del proceso diferentes temperaturas y gradientes de velocidad. Estas influencias externas conducen a que el material, en correspondencia a su comportamiento reológico, se reestructure. En la última etapa de la simulación se obtienen datos de la anisotropía en forma de orientación molecular y del estiramiento de la cadena.
A continuación, se exponen dos ejemplos y un ejemplo comparativo los cuales aclaran y justifican las ventajas preferidas de estas versiones de la invención. Para los tres ejemplos se efectúan simulaciones según el proceso descrito más arriba. Los datos para la reología de los sistemas de masas autoadhesivas comprenden análisis dinamicomecánicos para la investigación del comportamiento viscoelástico lineal frente al cizallamiento, medidas del comportamiento del flujo estacionario bajo cizallamiento, del comportamiento del flujo en función del tiempo al comienzo de una nueva exigencia de cizallamiento a emplear así como del comportamiento del flujo en función del tiempo frente al alargamiento. Otros datos, cuyas determinaciones experimentales están en el fundamento y que se introdujeron como magnitudes materiales de las simulaciones, fueron la dependencia de la densidad respecto a la temperatura, la conductividad térmica y la capacidad térmica específica. Estos datos fueron adaptados a un sistema de ecuaciones constitutivo, que es particularmente apropiado para la descripción del comportamiento no lineal del flujo de masas fundidas enmarañadas de polímero [H. C. Öttinger, J. Rheol., 1999, 43, 1461; J. Fang, M. Kröger, H. C. Öttinger, J. Rheol., 2000, 44, 1293]. El resultado fueron cuatro magnitudes materiales G_{N}^{0}, Z, T_{D} y \lambda_{max} así como su función de la temperatura.
Después de establecer las redes de FE para las geometrías del proceso deseadas, y calcular los campos de la temperatura, velocidad y gradiente de velocidad, se empezaron las estimulaciones FE propiamente dichas. Para ello se consideró un sistema que contenía 30.000 cadenas de polímeros, y se siguió un proceso de flujo simulativo, de cómo cambió la estructura de este conjunto estadístico durante el proceso, es decir como apareció la anisotropía o respectivamente como se relajó. El conjunto estadístico se colocó en el centro de la corriente de la masa al final de la entrada de la masa y en la zona de entrada del dispositivo de recubrimiento. Durante las simulaciones FE se movió el conjunto a lo largo de las líneas de corriente que resultaron de los campos de velocidad calculados previamente. La anisotropía en forma de estiramiento de las cadenas y la orientación molecular se registró incrementadamente en los puntos a lo largo de las líneas de corriente. Fueron decisivos los valores que se encontraron para los diferentes procesos investigados y para las masas autoadhesivas investigadas en el punto de contacto sobre el soporte de deposición (punto 8 de la figura 1). Valores altos de la orientación molecular y estiramiento de la cadena, significan que sobre la deposición del proceso efectuada se crean altos grados de anisotropía, y por el contrario si se implican pequeños valores, la deposición del proceso efectuada es solamente limitada, o bien no conduce en absoluto a una estructura anisótropa de la masa autoadhesiva.
Para poder cuantificar la anisotropía y con ello poder comparar entre sí los resultados de diferentes maneras de conducir el proceso, se necesitan datos numéricos que describan numéricamente el estiramiento de la cadena y la orientación molecular. Cada uno de estos dos fenómenos sirve como otra magnitud de descripción independiente en principio, para la anisotropía. Ambos fenómenos siguen a este respecto la misma tendencia, a saber que una alta cantidad significa un alto grado de anisotropía.
La descripción del estiramiento de la cadena tiene lugar en un modelo de una sola cadena. Para el estiramiento de una cadena, se define en un estado de equilibrio, el valor de \lambda = 1. En este estado, el extremo envolvente es una cadena polimérica como ya se ha considerado (un elipsoide como está representado en la figura 2), caracterizada mediante los valores a, b y c, a mitad de los ejes, que en general presentan diferentes valores. El estiramiento de la cadena conduce a una deformación del elipsoide de manera que los valores a mitad de los ejes, toman los valores a', b' y c'. La cadena puede estirarse hasta un máximo, como viene dado previamente mediante la magnitud del material \lambda_{max}. La magnitud \lambda, la cual describe el estado del estiramiento de la cadena, puede tomar cualquier valor de 1 a \lambda_{max}.
La orientación molecular se cuantifica mediante el empleo de valores propios del tensor de orientación. El inserto comprende un modelo de múltiples cadenas. En el mismo se promedia para un conjunto la orientación de todos los elipsoides, y se investiga una eventual dirección preferente media. El tensor de orientación se tensa cuando la deformación aparece en la dirección de la máquina mediante tres vectores propios, los cuales son en esencia paralelos a la dirección de la máquina, paralelos a la dirección transversal, o respectivamente paralelos a la dirección normal. La relación \Omega del valor propio que describe el valor del vector propio a lo largo de la dirección de la máquina y el valor propio que expresa el valor del vector propio a lo largo de la dirección transversal, es una medida cuantitativa de la orientación molecular. El valor \Omega va desde el valor 1 en el estado isótopo hasta el valor \infty (infinito) en el estado completamente orientado.
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Ejemplo comparativo
Un poliacrilato exento de resina según la patente DE 39 42 232, se recubrió a 170ºC mediante una tobera de extrusión con un distribuidor tipo colgador con un ancho útil de 350 mm, sobre un papel antiadherente siliconado. La rendija de la tobera midió 300 \mum y la longitud de los labios de la tobera, 60 mm. La velocidad de la banda fue de 50 metros/minuto, la aplicación de la masa 75 g/m^{2}, y la producción, 73 kilos/hora. La longitud de la banda fundida fue de 40 mm.
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Ejemplo 1
Un poliacrilato como el empleado también en el ejemplo comparativo, se recubrió a 170ºC mediante una tobera de extrusión con un distribuidor tipo percha, con un ancho de trabajo de 350 mm, sobre un papel antiadherente siliconado. La medida de la rendija de la tobera fue de nuevo de 300 \mum y la longitud del labio de la tobera, de 60 mm. La velocidad de la banda fue de 50 metros/minuto, la aplicación de la masa, de 75 g/m^{2} y la producción, de 73 kilos/hora. La longitud de la banda fundida fue de 20 mm.
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Ejemplo 2
Un poliacrilato como se ha empleado también en el ejemplo comparativo y en el ejemplo 1, se recubrió a 170ºC mediante una tobera de extrusión con un distribuidor tipo colgador con un ancho útil de 350 mm sobre un papel antiadherente siliconado. La rendija de la tobera midió de nuevo 300 \mum y la longitud de los labios de la tobera 60 mm. La velocidad de la banda fundida fue de 50 metros por minuto, la aplicación de la masa 75 g/m^{2} y la producción 73 kilos/hora. La longitud de la banda fundida fue de 80 mm.
Para ambos ejemplos y para el ejemplo comparativo se calculó la relación \Gamma y se registraron los datos del estiramiento de la cadena \lambda y de la orientación \Omega obtenidos en la simulación, en el punto 8 (ver figura 1). Los valores están compendiados en la tabla 2.
TABLA 2
3
Los ejemplos muestran que una relación \Gamma modificada según la invención mediante el proceso, en comparación con el modo de conducir la referencia mediante la selección según la invención de los parámetros del procedimiento, conduce de dos maneras a una anisotropía aumentada en la masa autoadhesiva investigada. En el ejemplo 1, para el subrayado de una ventajosa versión de esta invención se redujo la longitud de la banda fundida frente a la referencia a 20 mm según la invención. Con ello se obtuvo un alto grado de estiramiento y a consecuencia de ello una pequeña relación \Gamma según la invención de 0,002 s^{2}. Tanto el estiramiento de la cadena como también la orientación molecular se pueden mejorar mediante esta versión del proceso de recubrimiento. La segunda versión ventajosa de esta invención se aclara en el ejemplo 2. Al contrario del ejemplo de comparación, la longitud de la banda fundida aumenta ahora a 80 mm según la invención. Con ello se prolonga el tiempo activo y la relación \Gamma aumenta a un valor alto según la invención de 0,020 s^{2}. Como en el ejemplo 1, también aquí, aunque también se logró sobre otros según la invención, resultaron valores elevados del estiramiento de la cadena y de la orientación molecular.
Relación de los números de referencia
1.
Entrada de la masa
2.
Mecanismo de aplicación o dispositivo de recubrimiento
3.
Banda fundida
4.
Cilindros de enfriamiento
5.
Soporte de aplicación opcionalmente utilizable alimentado por separado
6.
Estación de reticulación opcionalmente utilizable
7.
Rendija de salida
8.
Punto de aplicación.

Claims (26)

1. Procedimiento para la obtención de masas autoadhesivas de alta anisotropía, el cual comprende como elementos de proceso, una alimentación de una masa adhesiva, un mecanismo de aplicación y un elemento de deposición, en donde entre la salida del mecanismo de aplicación y el punto de deposición sobre el elemento de soporte, se forma una banda fundida libre, de masa autoadhesiva, la cual experimenta un proceso de estiramiento,
caracterizado porque,
el estiramiento de la masa autoadhesiva en la banda fundida libre se regula mediante una relación activa \Gamma, la cual se caracteriza como la relación entre el tiempo activo \Deltat del proceso de estiramiento y el grado de estiramiento R, y el cual se ajusta a un valor de por lo menos 0,006 segundos^{2} ó a un valor de máximo 0,004 segundos^{2}, en donde el tiempo activo \Deltat viene definido por la fórmula 2Lr/[v_{banda}(1+r)], en la cual L significa la longitud de la banda fundida, r la relación de estiramiento, y v_{banda} la velocidad de la banda fundida, y el grado de estiramiento R se define como la derivada respecto al tiempo de la relación de estiramiento r.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque, la relación activa \Gamma se ajusta a un valor de por lo menos 0,006 segundos^{2}, de preferencia a un valor de por lo menos 0,008 segundos^{2}.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque, para la masa autoadhesiva de la banda fundida, la relación \Gamma se cumple de tal forma, que la longitud de la banda fundida es alta y por lo menos es de 40 mm, de preferencia por lo menos 75 mm y con la mayor preferencia por lo menos 100 mm.
4. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque, la relación activa \Gamma se ajusta a un valor como máximo de 0,004 segundos^{2}, de preferencia a un valor de como máximo de 0,002 segundos^{2}.
5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 ó 4, caracterizado porque, para la masa autoadhesiva de la banda fundida, la relación \Gamma tiene lugar de manera que la longitud de la banda fundida es pequeña y como máximo tiene 40 mm, de preferencia 25 mm, y con la mayor preferencia como máximo, 15 mm.
6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque, el tiempo activo \Deltat tiene un valor de por lo menos 0,01 segundos, de preferencia por lo menos 0,1 segundos, con particular preferencia por lo menos 0,25 segundos.
7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque, la masa autoadhesiva de la banda fundida tiene un grado de estiramiento R de por lo menos 1 segundo^{-1}, de preferencia por lo menos 10 segundos^{-1}, con particular preferencia por lo menos 25 segundos^{-1}.
8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque, la relación de estiramiento r de la masa autoadhesiva en la banda fundida, la cual está definida mediante D/d = v_{banda}/v_{o}, en donde D significa la altura de la rendija de salida del mecanismo de aplicación, y d es el grueso de capa de la película de la masa autoadhesiva depositada sobre el elemento de soporte, así como v_{o} es la velocidad en la rendija de salida, por lo menos de 2:1, de preferencia por lo menos 4:1, con particular preferencia por lo menos 6:1.
9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque, la altura de la rendija de salida D es por lo menos de 150 \mum, con particular preferencia por lo menos 300 \mum, y muy preferentemente por lo menos 600 \mum.
10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque, el grueso de capa d de la masa autoadhesiva está de preferencia entre 1 \mum y 2000 \mum, con particular preferencia entre 5 \mum y 1000 \mum.
11. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque, la temperatura de recubrimiento está entre por lo menos 25ºC y como máximo 250ºC, de preferencia entre por lo menos 50ºC y como máximo 200ºC.
12. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque, la película de la masa autoadhesiva, después de que ya ha abandonado el mecanismo de aplicación, se enfría, de preferencia mediante el paso de un medio de enfriamiento de cualquier clase y/o un dispositivo de enfriamiento de cualquier clase.
13. Procedimiento según la reivindicación 12, caracterizado porque, para el enfriamiento se emplean unos cilindros refrigerados, que funcionan a una temperatura de como máximo 60ºC, de preferencia como máximo 30ºC.
14. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque, como dispositivo de alimentación de la masa se emplean sistemas tales que, individualmente o en combinación, ablandan suficientemente, según sea necesario, los autoadhesivos fundidos, de preferencia exentos de disolvente, o por lo menos los equilibran térmicamente y los transportan, de preferencia sistemas de fusión a tambor, dispositivos de prefusión y/o extrusionadoras, eventualmente acopladas a bombas de masa fundida.
15. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 14,caracterizado porque, como mecanismo de aplicación se emplea una unidad de recubrimiento, que como proceso sin contacto forma una banda fundida, constituida de preferencia por toberas de rendija, como por ejemplo toberas de extrusión o toberas de recubrimiento de cortina, como por ejemplo, las toberas de colada.
16. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado porque, como medio de deposición se emplean de preferencia rodillos o cuerpos cilíndricos, apropiados para conducir una banda de material, en donde el punto de contacto puede encontrarse o bien sobre un punto cualquiera de la superficie de un cuerpo cilíndrico individual o en la ranura entre dos cilindros y en donde la película de masa autoadhesiva libre o bien se deposita directamente sobre un material de soporte o se deposita en primer lugar sobre una superficie antiadherente apropiada y solamente es transferida en el curso de procesos posteriores sobre un material de soporte.
17. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizado porque, después de que la película de la masa autoadhesiva se ha depositado sobre el medio de deposición, ésta se seca de preferencia en un túnel de secado.
18. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 17, caracterizado porque, el paso de recubrimiento va seguido de un paso de reticulación de la masa autoadhesiva anisótropa, en donde el proceso de reticulación es de preferencia como máximo de 25 segundos, después de la deposición de la película de la masa autoadhesiva sobre el medio de deposición, con más preferencia como máximo 10 segundos después de la deposición de la película de la masa autoadhesiva sobre el punto de contacto, de preferencia mediante irradiación UV, rayos de electrones y/o energía térmica.
19. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 17, caracterizado porque, durante el paso de recubrimiento tiene lugar una reticulación de la masa autoadhesiva anisótropa, de preferencia mediante irradiación UV, rayos de electrones y/o energía térmica.
20. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 19, caracterizado porque, las masas autoadhesivas, en las condiciones del proceso, a la salida del mecanismo de aplicación constituyen fluidos no newtonianos con carácter de estructura viscosa.
21. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 20, caracterizado porque, la masa autoadhesiva
-
presenta una estructura lineal, ramificada, injertada u otra,
-
es de preferencia un homopolímero, un copolímero estadístico o un copolímero en bloques,
-
tiene una masa molar de por lo menos 100.000 g/mol, de preferencia por lo menos 250.000 g/mol, con más preferencia como mínimo 500.000 g/mol, y/o
-
tiene una temperatura de reblandecimiento de preferencia como máximo de 20ºC.
22. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 21, caracterizado porque, la masa autoadhesiva se basa sobre copolímeros de acrilato, cauchos naturales, cauchos sintéticos o copolímeros etileno-acetato de vinilo, o mezclas de los mismos.
23. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 22, caracterizado porque, la masa autoadhesiva contiene otros componentes como por ejemplo, resinas, plastificantes, aditivos de actividad reológica, catalizadores, iniciadores, estabilizadores, compatibilizadores, reactivos de copulación, reticulantes, antioxidantes, otros agentes de protección contra el envejecimiento, agentes protectores de la luz, agentes ignífugos, pigmentos, colorantes, cargas y/o agentes de esponjamiento así como opcionalmente disolventes.
24. Procedimiento para el ajuste de una anisotropía definida en las masas autoadhesivas durante su obtención, el cual procedimiento comprende como elementos del proceso, una alimentación de la masa, un dispositivo de aplicación y un elemento de deposición, en donde entre la salida del mecanismo de aplicación y el punto de contacto sobre el elemento de deposición se forma una banda fundida libre de la masa autoadhesiva, la cual experimenta un proceso de estiramiento, caracterizado porque, el estiramiento de la masa autoadhesiva en la banda fundida libre está regulada mediante una relación activa \Gamma, la cual se caracteriza por la relación entre el tiempo activo \Deltat del proceso de estiramiento y el grado de estiramiento R, en donde el tiempo activo \Deltat está definido por la fórmula 2Lr/[v_{banda}(1+r)], en la cual L significa la longitud de la banda fundida, r la relación de estiramiento, y v_{banda} la velocidad de la banda fundida, y el grado de estiramiento R se define como la derivada respecto al tiempo de la relación de estiramiento r.
25. Procedimiento según la reivindicación 24, caracterizado porque, para asegurar anisotropías elevadas, se utiliza la longitud de la banda fundida libre como variable de regulación.
26. Procedimiento según la reivindicación 24 ó 25, caracterizado porque, para asegurar anisotropías elevadas se emplea una relación de estiramiento alta de la banda fundida libre como variable de regulación.
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