CINTA PARA MAZOS DE CABLES.

Una cinta adhesiva que comprende:

(a) Un material de soporte de tela no tejida tendida por vía húmeda que comprende fibras sintéticas y fibras de celulosa,

en el que la relación de fibras sintéticas a fibras de celulosa es de 4:1 a 1:4, y el material de soporte de tela no tejida está unido químicamente usando un aglomerante; y

(b) Un adhesivo

Cinta para mazo de cables.

La presente invención se refiere a una cinta adhesiva que contiene una tela no tejida tendida por vía húmeda como material de soporte. La cinta es espacialmente útil como cinta para mazos de cables para uso en la industria automovilística.

Antecedentes

Las cintas de adhesivo sensible a la presión (PSA, por sus siglas en inglés) se usan ampliamente en la industria automovilística para fabricar montajes de mazos de cables. Se aplican diferentes adhesivos a soportes y vehículos especializados, tales como películas, espumas y tejidos, para proporcionar productos que cumplen diversos requisitos. Aunque las cintas con PSA representan sólo una fracción del coste total de componentes, son críticas para la fabricación de montajes de mazos de cables automovilísticos con una buena relación entre coste y eficacia. En el año 2003 se usaron más de 150 millones de metros cuadrados de cinta de mazo de cables en la industria automovilística en todo el mundo.

El sistema de mazo de cables promedio de un vehículo consiste en aproximadamente 1.000 metros de cable y discurre desde el compartimento del motor a través de todo el área de pasajeros hasta el maletero. Estos entornos distintos requieren cintas con capacidades de actuación diversas. Por ejemplo, las cintas usadas en el compartimento del motor deben ser resistentes a líquidos y temperaturas elevadas. Los mazos en el interior del panel de instrumentos, paneles de las puertas y zonas aéreas requieren cintas que atenúen el ruido, la vibración y la aspereza, para minimizar los crujidos y traqueteos causados por el movimiento de los mazos de cables a velocidades elevadas.

La temperatura es una preocupación muy importante en las aplicaciones automovilísticas. Para montajes de mazos de cables, las temperaturas de automoción se dividen por regla general en cuatro intervalos. T1, aplicaciones que no superan los 85ºC. T2, aplicaciones en el intervalo de 86 a 105ºC. T3, incluye temperaturas en el intervalo de 106 a 125ºC, y T4, aplicaciones que implican temperaturas de 126 a 150ºC.

En general, las cintas que usan adhesivos de caucho y caucho modificado son mejores para aplicaciones T1 y T2. Los adhesivos acrílicos actúan bien en el intervalo de temperaturas T3/T4. Las siliconas son ideales para temperaturas de T4 o superiores.

Se usan varios tipos de soportes en las cintas de mazos de cables automovilísticos. Los materiales de soporte se seleccionan en base a los requisitos de la aplicación. Soportes habituales incluyen PVC, tejidos de algodón, tejidos recubiertos, fieltro, tejidos de poliéster y tejidos de vidrio. Algunos soportes y sistemas adhesivos son también retardadores de la llama.

El PVC recubierto con adhesivo se usa ampliamente para la retención de acabados y cierres, en los que los temas del crujido y el traqueteo no son una preocupación.

Las cintas de tela proporcionan las protecciones a los crujidos y traqueteos más económicas y se usan para retención de cierres y envoltura de mazos del interior de las puertas, paneles de instrumentos y zonas aéreas. Las cintas de telas recubiertas se usan para protección de empalmes de terminaciones y divisiones de cables, debido a su elevada resistencia a la humedad. Estas últimas cintas de tela proporcionan una significativamente mejor resistencia a la abrasión comparadas con las cintas de PVC. Las cintas de telas retardadoras de la llama ofrecen beneficios de actuación en las aplicaciones en el compartimento del motor.

Según un estudio conciso realizado por R.C. Lilly en el año 2003 (Web Exclusive: Pressure Sensitive Tapes in Wire Harness Assembly, Ronald C. Lilly, 1 de junio de 2003, www.assemblymag.com/CDA/Articles/Web_Exclusive/ e9a1a455ed5c9010VgnV CM100000f932a8c0): "Las cintas de adhesivo hechas de fieltro y materiales no tejidos proporcionan la mayor protección frente al ruido, pero también son las más caras. Se usan en poca cantidad en aplicaciones que requieren extremo silencio, tales como paneles de instrumentos y mazos de zonas aéreas en vehículos de lujo".

Las cintas de PSA usadas en montajes de mazos automovilísticos se seleccionan en base a la aplicación, la localización del montaje dentro del vehículo, y los requisitos de actuación. La selección de cinta se realiza por el fabricante de los mazos, conforme a las especificaciones del OEM (por sus siglas en inglés, fabricante del equipamiento original) para asegurar un funcionamiento fiable del vehículo y una seguridad del vehículo en todo su periodo de vida.

Estas cintas tienen que cumplir requisitos específicos para actuar bien durante la aplicación y un ciclo de vida de un coche. Entre las funciones que estas cintas tienen que cumplir las más importantes son la contención de cables y empalmes. Se conocen tres formas principales de envolver cables para construir un mazo de cables: (i) en espiral, mejor descrita como helicoidal, (ii) en bandera, y (iii) envoltura en clip. Dependiendo del nivel de amortiguación del sonido, resistencia ala abrasión y protección frente a la temperatura requeridos, se usará una de estas tres técnicas de envoltura de cables. Durante la producción de los mazos de cables, las cintas se aplican principalmente de forma manual y, por lo tanto, deben tener características de desenrollado definidas y sistemáticas, buena maleabilidad y flexibilidad y deben ser rasgables a mano. Algunos operarios la rasgan dirección transversal, otros tienden a romper la cinta estirando longitudinalmente. Cuando se estiran, las cintas muestran habitualmente un comportamiento descrito como rizado, en el que la tensión conduce a la deformación en forma de U o S. Este rizado aumenta el riesgo de debilitamiento y, por tanto, se tiene que minimizar.

Durante la vida útil de un coche, las cintas de adhesivo sensible a la presión deben mantener una adhesión a los cables excelente durante muchos años. Además de una fuerte adhesión a un amplio abanico de cables, se requieren propiedades mecánicas apropiadas. Resistencia al envejecimiento, resistencia a los líquidos de automoción, amortiguación de sonido y una capacidad de resistir la abrasión excelentes son propiedades clave. Si las cintas se emplean en el compartimento de pasajeros, son cada vez más importantes propiedades como bajo olor y empañado. En última instancia, un producto de cinta de mazo de cables debe cumplir las expectativas de coste de los usuarios.

Es necesario que las cintas adhesivas para aplicaciones de mazos de cables automovilísticos cumplan un amplio intervalo de criterios de funcionamiento durante la aplicación y durante el ciclo de vida de un vehículo. La Tabla 1 siguiente lista las necesidades más importantes del cliente y las traslada a parámetros físicos y químicos. Es evidente que la composición del material de soporte influye de forma crítica en cada aspecto del comportamiento del producto final.

(Tabla pasa a página siguiente)

Las cintas basadas en materiales tejidos, tejidos ligados mediante costura como Maliwat (documento EP 0 716 137) o telas no tejidas perforadas con agujas como Malivlies (documento EP 0 716 136), se conocen en el mercado desde hace varios años. Las telas tejidas o tricotadas ofrecen una excelente adecuabilidad para cintas de mazos, pero tienen una peor relación entre coste y eficacia que las telas no tejidas debido a un procedimiento de fabricación más complejo y más lento. Hoy en día su uso se está volviendo más y más antieconómico.

El uso de tecnología de tendido por vía húmeda para producir materiales para cintas para áreas de aplicación comercial se conoce en la industria desde hace mucho tiempo. Este tipo de telas no tejidas se ha usado durante años en el área de las cintas de envoltura de cables, es decir, tiras no adhesivas de longitud considerable. Ya en 1964, Copeland describió en el documento US 3 121 021 la ventaja de telas no tejidas unidas de forma química para cintas para aplicaciones médicas. Según esta patente, se pueden hacer también materiales portadores adecuados por procedimientos de tendido por vía húmeda. El producto resultante, Micropore®, fue comercializado por 3M durante más de 40 años.

La fabricación de telas no tejidas por vía húmeda fue descrita en detalle por B.P. Thomas en 1993 (Thomas, B.P., A Review of Wet-Laid Nonwovens: Manufacturing and Markets, INDA-TECH 93, 247-264 (1993)). Según este resumen exhaustivo, las telas no tejidas tendidas por vía húmeda se producen a partir de un procedimiento...

1. Una cinta adhesiva que comprende:

(a) Un material de soporte de tela no tejida tendida por vía húmeda que comprende fibras sintéticas y fibras de celulosa, en el que la relación de fibras sintéticas a fibras de celulosa es de 4:1 a 1:4, y el material de soporte de tela no tejida está unido químicamente usando un aglomerante; y

(b) Un adhesivo

2. La cinta adhesiva según la reivindicación 1, caracterizada porque las fibras sintéticas son fibras de poliéster.

3. La cinta adhesiva según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque las fibras de celulosa son fibras de pulpa de madera.

4. La cinta adhesiva según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la relación en peso de fibras a aglomerantes es de 80:20 a 20:80.

5. La cinta adhesiva según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la longitud de fibra de las fibras de celulosa y las fibras sintéticas está en el intervalo de 1 a 20 mm.

6. La cinta adhesiva según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el aglomerante químico comprende uno o más agentes aglomerantes seleccionados de homopolímeros o copolímeros acrílicos.

7. La cinta adhesiva según la reivindicación 6, caracterizada porque el aglomerante químico es una mezcla de un polímero acrílico y un copolímero estireno-acrílico.

8. La cinta adhesiva según la reivindicación 7, caracterizada porque la relación del polímero acrílico al copolímero estireno-acrílico es de 4:1 a 1:4.

9. La cinta adhesiva según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la tela no tejida tendida por vía húmeda se consolida por entrecruzamiento mediante chorros de agua a velocidad elevada.

10. La cinta adhesiva según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el adhesivo se selecciona de acrilatos y composiciones de caucho natural o sintético.

11. Un procedimiento para fabricar una cinta adhesiva según se ha definido en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende la etapa de recubrir la tela no tejida tendida por vía húmeda con el adhesivo.

12. El uso de la cinta adhesiva según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, como una cinta de mazo de cables en la industria automovilística.