EP1699891A1 - Schmelzkleber - Google Patents

Schmelzkleber

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Publication number
EP1699891A1
EP1699891A1 EP04804966A EP04804966A EP1699891A1 EP 1699891 A1 EP1699891 A1 EP 1699891A1 EP 04804966 A EP04804966 A EP 04804966A EP 04804966 A EP04804966 A EP 04804966A EP 1699891 A1 EP1699891 A1 EP 1699891A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
adhesive
adhesive film
resins
film according
test method
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP04804966A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Marc Husemann
Renke Bargmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tesa SE
Original Assignee
Tesa SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tesa SE filed Critical Tesa SE
Publication of EP1699891A1 publication Critical patent/EP1699891A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C09J2477/00—Presence of polyamide

Definitions

  • the invention relates to thermoplastic blends which are activated with an implant stamp at 150 ° C. and are used for bonding electrical modules to card bodies.
  • the adhesive must have good adhesion to polycarbonate, ABS, PVC and PET, but also good adhesion to the electrical module.
  • the adhesive is usually glued to epoxy materials, polyester or polyimides.
  • cyan acrylates were used as liquid adhesives, which have the advantage that optimal wetting of the card body and the electrical chip was achieved.
  • this technology is dying out because the processes are very slow. The solvent evaporated only slowly from the cavity of the card body, the syringes for dosing clogged when they stopped due to drying out and were also difficult to dose, and the liquid adhesive also needed a certain amount of time to harden. As a result, the quality of the bond was quite poor.
  • the requirements of end customers continue to increase.
  • the flatness of the electrical module with the card body is an important criterion, since otherwise the cards could no longer be read out.
  • This means that the implant temperatures are capped, e.g. PVC in particular tends to deform at implant temperatures above 170 ° C.
  • Another criterion is the requirement from the banking sector that the electrical modules cannot be removed without being destroyed. Accordingly, the internal cohesion of the adhesive must be very high, so that it does not split in the middle and the adhesion on both sides (card body + electrical module) is extremely high. At the same time, the adhesive must also have a very high level of flexibility, since the cards undergo torsion and bending tests after the implantation. The card material should preferably break before the adhesion to the card body and to the electrical module ceases. As a rule, not even marginal withdrawals are tolerated. Another criterion are temperature fluctuations and the influence of moisture, since these cards withstand both high and low temperatures in later use and sometimes have to survive one wash cycle.
  • the adhesive should not become brittle at low temperatures, should not liquefy at high temperatures and have a low tendency to absorb water.
  • Another requirement criterion is the processing speed due to the growing number of card requirements.
  • the adhesive should soften or melt very quickly so that the implantation process can be completed within a second.
  • the invention is based on the object of specifying an adhesive film for implanting electrical modules in a card body, which fulfills the criteria mentioned above and in particular at implant temperatures of 150 ° C. in the stamp for the different card bodies and electrical modules trains very high liability.
  • the object is achieved by an adhesive film consisting of a blend of thermoplastics T1 and T2, the adhesive system a) having a softening temperature of greater than 65 ° C. and less than 125 ° C. b) a memory module G ′ measured according to test method A at 23 ° C of greater than 10 7 Pas has c) a loss module G "measured at 23 ° C of greater than 10 6 Pas d) and a crossover of less than 125 ° C measured according to test method A.
  • the crossover temperature must be below 125 ° C, otherwise the adhesive would not flow and would therefore not optimally wet the card surface and the electrical module.
  • the curves of the storage module G 'and loss module G "intersect; physically this should be interpreted as a transition from elastic to viscous behavior.
  • the elastic component that is, the storage module G '
  • the viscous component that is, the loss modulus G "
  • the adhesive must between occurring loads Ensure card body and electrical module even under strong bends, therefore theologically optimized viscoelastic behavior is required.
  • thermoplastic blends improves the adhesion to the card body, which cannot be achieved with the singular thermoplastics.
  • the bonding of the electrical module 2 to a card body 3 is shown schematically in FIG. 1.
  • the inventive temperature-activatable adhesive 1 has a layer thickness between 10 and 100 ⁇ m in a preferred embodiment, and a layer thickness of 30 to 80 ⁇ m in a particularly preferred embodiment.
  • the heat-activatable adhesive consists of a blend of at least two thermoplastic materials T1 and T2.
  • thermoplastic materials T1 and T2 are selected independently of one another from the group of the following polymers: polyurethanes, polyesters, polyamides, ethylene vinyl acetates, synthetic rubbers, such as e.g.
  • Styrene soprene di- and triblock copolymers SIS
  • SBS styrene-butadiene di- and triblock copolymers
  • SEBS styrene-ethylene-butadiene di- and triblock copolymers
  • polyvinyl acetate polyimides, polyethers, copolyamides, copolyesters, polyolefins, e.g. Polyethylene, polypropylene, or poly (meth) acrylates.
  • the list is not exhaustive.
  • thermoplastic blends are selected from a polymer group, the polymers then differing in their chemical composition.
  • At least T1 or T2 should have an activation temperature below 125 ° C.
  • thermoplastic blend has a softening range between 65 and 125 ° C.
  • All of the previously known adhesive resins described in the literature can be used as tackifying resins to be added.
  • Representative are the pinene, indene and rosin resins, their disproportionated, hydrogenated, polymerized, esterified derivatives and salts, the aliphatic and aromatic hydrocarbon resins, terpene resins and terpene phenolic resins as well as C5, C9 and other hydrocarbon resins. Any combination of these and other resins can be used to adjust the properties of the resulting adhesive as desired.
  • thermoplastic In general, all (soluble) resins compatible with the corresponding thermoplastic can be used, in particular reference is made to all aliphatic, aromatic, alkylaromatic hydrocarbon resins, hydrocarbon resins based on pure monomers, hydrogenated hydrocarbon resins, functional hydrocarbon resins and natural resins. Attention is drawn to the presentation of the state of knowledge in the "Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology" by Donatas Satas (van Nostrand, 1989).
  • reactive resins are added to the thermoplastic blend.
  • a very preferred group includes epoxy resins.
  • the molecular weight M w The molecular weight M w .
  • Weight average of the epoxy resins varies from 100 g / mol up to a maximum of 10000 g / mol for polymeric epoxy resins.
  • the epoxy resins include, for example, the reaction product of bisphenol A and epichlorohydrin, the reaction product of phenol and formaldehyde (novolak resins) and epichlorohydrin, glycidyl ester, the reaction product of epichlorohydrin and p-amino phenol.
  • Preferred commercial examples include Araldite TM 6010, CY-281 TM, ECN TM 1273, ECN TM 1280, MY 720, RD-2 from Ciba Geigy, DER TM 331, DER TM 732, DER TM 736, DEN TM 432, DEN TM 438, DEN TM 485 from Dow Chemical, Epon TM 812, 825, 826, 828, 830, 834, 836, 871, 872, 1001, 1004, 1031 etc. from Shell Chemical and HPT TM 1071, HPT TM 1079 also from Shell Chemical.
  • Examples of commercial aliphatic epoxy resins are e.g. Vinyl cyclohexane dioxides such as ERL-4206, ERL-4221, ERL 4201, ERL-4289 or ERL-0400 from Union Carbide Corp.
  • novolak resins e.g. Epi-Rez TM 5132 from Celanese, ESCN-001 from Sumitomo Chemical, CY-281 from Ciba Geigy, DEN TM 431, DEN TM 438, Quatrex 5010 from Dow Chemical, RE 305S from Nippon Kayaku, Epicion TM N673 from DaiNipon Ink Chemistry or Epicote TM 152 from Shell Chemical.
  • Melamine resins such as e.g. Cymel TM 327 and 323 from Cytec.
  • Terpenophenol resins such as e.g. Use Arizona Chemical's NIREZ TM 2019.
  • Phenolic resins such as e.g. YP 50 by Toto Kasei, PKHC by Union Carbide Corp. and BKR 2620 from Showa Union Gosei Corp. deploy.
  • crosslinkers and accelerators can optionally be added to the mixture.
  • Suitable accelerators are e.g. Imidazoles, commercially available from 2M7, 2E4MN, 2PZ-CN, 2PZ-CNS, P0505, L07N from Shikoku Chem. Corp. or Curezol 2MZ from Air Products.
  • plasticizers can also be used.
  • plasticizers based on polyglycol ethers, polyethylene oxides, phosphate esters, aliphatic carboxylic acid esters and benzoic acid esters can be used here.
  • Aromatic carboxylic acid esters, higher molecular weight diols, sulfonamides and adipic acid esters can also be used.
  • fillers e.g. fibers, carbon black, zinc oxide, titanium dioxide, chalk, solid or hollow glass spheres, microspheres made of other materials, silica, silicates
  • nucleating agents e.g. fibers, carbon black, zinc oxide, titanium dioxide, chalk, solid or hollow glass spheres, microspheres made of other materials, silica, silicates
  • blowing agents e.g. in the form of primary and secondary antioxidants or in the form of light stabilizers.
  • polyolefins in particular poly- ⁇ -olefins, are used for the thermoplastics T1 or T2, at least one thermoplastic T1 or T2 having a softening temperature of greater than 65 ° C. and less than 125 ° C. and likewise after Solidify the bond again as it cools down.
  • Various heat-activatable poly- ⁇ -olefins are commercially available from Degussa under the trade name Vestoplast TM.
  • thermoplastic blends have static softening temperatures T ⁇ A or melting points T SA from 65 ° C. to 125 ° C.
  • the adhesive strength of these polymers can be increased by targeted additives.
  • polyimine or polyvinyl acetate copolymers can be used as additives that promote adhesion.
  • the heat-activatable adhesive is used in particular as an adhesive film for bonding electrical chip modules in card bodies, the respective adhesive layer forming very good adhesion to the card body and to the electrical chip module after the temperature activation.
  • thermo-elastic blends can be made from solution or in the melt. Solvents are preferred for the preparation of the blend in solution used in which at least one of the thermoplastics T1 or T2 exhibits good solubility. The known stirring units are used to produce the mixture. The entry of heat may also be necessary for this.
  • the blends are then coated from solution or more preferably from the melt.
  • the solvent is previously removed from the thermoplastic blend.
  • the solvent is drawn off in a concentration extruder under reduced pressure, for which purpose, for example, single or twin screw extruders can be used, which preferably distill off the solvent in different or the same vacuum stages and have feed preheating. Coating is then carried out via a melt nozzle or an extrusion nozzle, the adhesive film possibly being stretched in order to achieve the optimum coating thickness.
  • thermoplastic blend is produced in the melt.
  • a kneader or a twin-screw extruder or a planetary roller extruder can be used to mix the resins.
  • the coating is then again carried out from the melt. It is coated via a melting nozzle or an extrusion nozzle, the adhesive film being stretched, if necessary, in order to achieve the optimum coating thickness.
  • the carrier materials for the thermoplastic blend are the materials which are familiar and customary to the person skilled in the art, such as films (polyester, PET, PE, PP, BOPP, PVC, polyimide), nonwovens, foams, woven and woven films and release paper (glassine, HDPE, LDPE) ,
  • the carrier materials should be equipped with a separating layer.
  • the separating layer consists of a silicone separating lacquer or a fluorinated separating lacquer.
  • the measurement was carried out using a rheometer from Rheometrics Dynamic Systems (RDA II).
  • the "Rheomatics Dynamical Analyzer” (RDA II) measures the torque that occurs when an oscillating shear is applied to a strip sample (deformation control).
  • the sample diameter was 8 mm, the sample thickness was between 1 and 2 mm.
  • the plate-on-plate was used Configuration (parallel plates), the temperature sweep from 0 to 150 ° C. was recorded at a frequency of 10 rad / s.
  • the iso-bending test is carried out analogously to the ISO / IEC standard 10373: 1993 (E) - section 6.1. The test is passed if a total of more than 4000 bends are reached.
  • Hand test D In the hand test, the chip card is bent by hand over one of the two corners, which are closer to the electrical module, until the card breaks or the module breaks. Then the test is passed. If the electrical module comes loose or pops out, the test is considered failed.
  • the softening temperatures are preferably determined using differential scanning calorimetry (DSC).
  • Griltex 9 E copolyester
  • Irostic 8304 HV thermoplastic polyurethane
  • Implantation of the electrical modules The implantation of the electrical modules into the card body was carried out with an implanter from Ruhlamat. The following materials were used.
  • Cooling step 1x 800 ms, 25 ° C pressure: 70 N per module

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Abstract

Klebstofffolie, bestehend aus einem Blend aus zwei Thermoplasten T1 und T2, wobei a) das Klebesystem eine Erweichungstemperatur von grösser 65 °C und kleiner 125 °C aufweist b) einen nach Testmethode A gemessenen Speichermodul G' bei 23 °C von grösser 107 Pas besitzt c) einen nach Testmethode A gemessenen Verlustmodul G'' bei 23 °C von grösser 106 Pas besitzt d) und einen nach Testmethode A gemessenen crossover von kleiner 125 °C aufweist.

Description

Beschreibung
Thermoplastische Blends zur Implantieruπq von elektrischen Modulen in einen Kartenkörper
Die Erfindung betrifft thermoplastische Blends, die mit einem Implantierstempel bei 150 °C aktiviert und zur Verklebung von elektrischen Modulen mit Kartenkörpern eingesetzt werden.
Zur Implantierung von elektrischen Modulen in Kartenkörpern sind im Stand der Technik bereits eine Vielzahl von Klebstofffolien oder Fügeverfahren bekannt. Ziel dieser Implantierungen ist die Herstellung von Telefonkarten, Kreditkarten, Parkautomatkarten, Versicherungskarten, etc.. Beispiele für die entsprechenden Verklebungsverfahren finden sich z.B. in den Patentschriften EP 0 842995 A, EP 1 078965 A und DE 19948 560 A.
In diesem Bereich der Verklebung steigen aber kontinuierlich die Anforderungen an das Klebesystem. So muss der Kleber eine gute Haftung auf Polycarbonat, auf ABS, PVC und PET aufweisen, aber ebenso eine gute Haftung zum elektrischen Modul. Hier wird in der Regel auf Epoxy-Materialien, Poyestern oder Poiyimiden verklebt. Früher wurden Cyan-Acrylate als Flüssigkleber eingesetzt, die den Vorteil aufweisen, dass eine optimale Benetzung des Kartenkörpers sowie des elektrischen Chips erzielt wurde. Diese Technologie ist aber im Aussterben begriffen, da die Prozesse sehr langsam sind. Das Lösemittel verdampfte nur langsam aus der Kavität des Kartenkörpers, die Spritzen zur Dosierung verstopften beim Stillstand durch Austrocknen und waren zudem schlecht dosierbar und der Flüssigkleber benötigte ebenfalls eine gewisse Zeit zum Aushärten. Als Resultat war die Qualität der Verklebung recht schlecht.
Hier zeigen sich die Schmelzhaftkleber den Flüssigkiebern deutlich überlegen. Dennoch ist die Auswahl an geeigneten Verbindungen auch hier sehr eingeschränkt, da sehr hohe Anforderungen an diese Fügetechnik gestellt werden. Eine Einschränkung sind die sehr unterschiedlichen Materialien, die verklebt werden müssen. Durch die sehr unterschiedlichen Polaritäten von PC, PVC, PET, ABS, Epoxy und Polyimid ist es unmöglich ein einzelnes Polymer zu finden, welches auf allen Materialien gleich gut haftet. Eine Möglichkeit zur Steigerung der Adhäsion auf verschiedenen Substraten ist die Mischung von verschiedenen Klebstoffen. Aber auch hier besteht das Problem, eine stabile Mischung zu erzielen, die sich nicht nach mehreren Wochen phasensepariert und somit die Adhäsion wiederum verschlechtert. Dies gilt insbesondere auch für längere Lagerungen bei erhöhten Temperaturen.
Weiterhin steigen die Anforderungen der Endkunden immer weiter an. So ist z.B. die Ebenheit des elektrischen Moduls mit dem Kartenkörper ein wichtiges Kriterium, da ansonsten die Karten nicht mehr ausgelesen werden könnten. Dies bedingt, dass die Implantiertemperaturen nach oben begrenzt sind, da z.B. insbesondere PVC bei Implantiertemperaturen von oberhalb 170°C zu Verformungen neigt.
Ein weiteres Kriterium ist die Anforderung aus dem Bankenbereich, dass die elektrischen Module nicht zerstörungsfrei sich entfernen lassen. Dementsprechend muss die innere Kohäsion des Klebers sehr hoch sein, so dass er nicht in der Mitte spaltet und die Haftung zu beiden Seiten (Kartenkörper + elektrisches Modul) extrem hoch ist. Gleichzeitig muss der Kleber auch eine sehr hohe Flexibilität aufweisen, da die Karten nach der Implantierung Torsionstests und Biegetest durchlaufen. Bevorzugt sollte erst das Kartenmaterial brechen bevor die Haftung zum Kartenkörper und zum elektrischen Modul aussetzt. In der Regel werden noch nicht einmal Abhebungen am Rand geduldet. Ein weiteres Kriterium sind Temperaturschwankungen und der Einfluss von Feuchtigkeit, da diese Karten in der späteren Benutzung sowohl hohe als auch tiefe Temperaturen stand halten und zum Teil auch einmal einen Waschdurchgang überstehen müssen. Dementsprechend sollte der Kleber bei tiefen Temperaturen nicht verspröden, bei hohen Temperaturen nicht verflüssigen und eine geringe Tendenz zur Aufnahme von Wasser besitzen. Ein weiteres Anforderungskriterium ist durch die wachsende Anzahl des Kartenbedarfs die Verarbeitungsgeschwindigkeit. Der Kleber sollte sehr schnell erweichen oder Aufschmelzen, damit der Implantierprozess innerhalb einer Sekunde abgeschlossen werden kann. Der Erfindung liegt in Anbetracht dieses Standes der Technik die Aufgabe zu Grunde, eine Klebstofffolie zum Implantieren von elektrischen Modulen in einen Kartenkörper anzugeben, welche die oben genannten Kriterien erfüllt und insbesondere bei Implantiertemperaturen von 150°C im Stempel zu den unterschiedlichen Kartenkörpern und elektrischen Modulen eine sehr hohe Haftung ausbildet.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch eine Klebstofffolie, bestehend aus einem Blend aus Thermoplasten T1 und T2, wobei das Klebesystem a) eine Erweichungstemperatur von größer 65 °C und kleiner 125 °C aufweist b) einen nach Testmethode A gemessenen Speichermodul G' bei 23 °C von größer 107 Pas besitzt c) einen nach Testmethode A gemessenen Verlustmodul G" bei 23 °C von größer 106 Pas besitzt d) und einen nach Testmethode A gemessenen crossover von kleiner 125 °C aufweist.
Die crossover-Temperatur muss unterhalb 125 °C liegen, da ansonsten der Kleber nicht fließfähig werden würde und somit nicht die Kartenoberfläche sowie das elektrische Modul optimal benetzen würde. Am crossover-Punkt schneiden sich die Kurven von Speichermodul G' und Verlustmodul G"; physikalisch ist dies als Übergang von elastischem zu viskosem Verhalten zu interpretieren.
Weiterhin muss der elastische Anteil, also der Speichermodul G' bei größer 107 Pas und der viskose Anteil, also der Verlustmodul G" bei größer 106 Pas liegen, da ansonsten keine optimale Flexibilität des Klebers gewährleistet wird. Der Kleber muss die auftretenden Belastungen zwischen Kartenkörper und elektrischem Modul auch unter starken Verbiegungen gewährleisten. Daher ist ein Theologisch optimiertes viskoelastisches Verhalten erforderlich.
Durch die erfindungsgemäße Mischung der thermoplastischen Blends wird eine Verbesserung der Adhäsion zum Kartenkörper erreicht, die mit den singularen Thermoplasten nicht zu erreichen ist.
Die Verklebung des elektrischen Moduls 2 mit einem Kartenkörper 3 ist in Fig 1 schematisch dargestellt. Der erfinderische Temperatur-aktivierbare Kleber 1 besitzt in einer bevorzugten Auslegung eine Schichtdicke zwischen 10 und 100 μm, in einer besonders bevorzugten Auslegung eine Schichtdicke von 30 bis 80 μm. Hitze-aktivierbare thermoplastische Blends
Der Hitze-aktivierbare Kleber besteht aus einem Blend von mindestens zwei thermoplastischen Materialien T1 und T2.
In einer bevorzugten Auslegung werden zwei unterschiedliche thermoplastische Polymere miteinander vermischt. Das Mischverhältnis der beiden Thermoplasten T1 und T2 beträgt zwischen 5:95 (T1 : T2) und 95:5 (T1 : T2). In einer bevorzugten Auslegung beträgt das Mischverhältnis zwischen 10:90 (T1 : T2) und 90:10 (T1:T2). In einer sehr bevorzugten Auslegung werden die thermoplastischen Materialien T1 und T2 unabhängig voneinander aus der Gruppe der folgenden Polymere gewählt: Polyurethane, Polyester, Polyamide, Ethylenvinylacetate, Synthesekautschuke, wie z.B. Styrolisopren Di- und Triblockcopolymere (SIS), Styrolbutadien Di- und Triblockcopolymere (SBS), Styrolethylenbutadien Di- und Triblockcopolymer (SEBS), Polyvinylacetat, Polyimide, Polyether, Copolyamide, Copolyester, Polyolefine, wie z.B. Polyethylen, Polypropylen, oder Poly(meth)acrylate. Die Aufzählung besitzt keinen Anspruch auf Vollständigkeit.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung werden thermoplastische Blends aus einer Polymergruppe gewählt, wobei sich dann die Polymere in ihrer chemischen Zusammensetzung unterscheiden.
Zur Erreichung der Aktivierungstemperatur unterhalb 125 °C sollte zumindest T1 oder T2 eine Aktivierungstemperatur unterhalb 125 °C besitzen.
Der thermoplastische Blend besitzt einen Erweichungsbereich zwischen 65 und 125 °C.
Weiterhin besitzt zumindest eines der Thermoplasten T 1 oder T2 a) einen nach Testmethode A gemessenen Speichermodul G' bei 23 °C von größer 107 Pas b) einen nach Testmethode A gemessenen Verlustmodul G" bei 23 °C von größer 106 Pas c) und einen nach Testmethode A gemessenen crossover von kleiner 125 °C Zur Optimierung der klebtechnischen Eigenschaften und des Aktivierungsbereiches lassen sich optional Klebkraft-steigernde Harze oder Reaktivharze hinzusetzen. Der Anteil der Harze beträgt zwischen 2 und 50 Gew.-% bezogen auf den thermoplastischen Blend.
Als zuzusetzende klebrig machende Harze sind ausnahmslos alle vorbekannten und in der Literatur beschriebenen Klebharze einsetzbar. Genannt seien stellvertretend die Pinen-, Inden- und Kolophoniumharze, deren disproportionierte, hydrierte, polymerisierte, veresterte Derivate und Salze, die aliphatischen und aromatischen Kohlenwasserstoffharze, Terpenharze und Terpenphenolharze sowie C5-, C9- sowie andere Kohlenwasserstoffharze. Beliebige Kombinationen dieser und weiterer Harze können eingesetzt werden, um die Eigenschaften der resultierenden Klebmasse wunschgemäß einzustellen. Im allgemeinen lassen sich alle mit dem entsprechenden Thermoplasten kompatiblen (löslichen) Harze einsetzen, insbesondere sei verwiesen auf alle aliphatischen, aromatischen, alkylaromatischen Kohlenwasserstoffharze, Kohlenwasserstoffharze auf Basis reiner Monomere, hydrierte Kohlenwasserstoffharze, funktioneile Kohlenwasserstoffharze sowie Naturharze. Auf die Darstellung des Wissensstandes im „Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology" von Donatas Satas (van Nostrand, 1989) sei ausdrücklich hingewiesen.
In einer weiteren Ausführung werden dem thermoplatischen Blend Reaktivharze hinzugegeben.
Eine sehr bevorzugte Gruppe umfasst Epoxy-Harze. Das Molekulargewicht Mw
(Gewichtsmittel) der Epoxy-Harze variiert von 100 g/mol bis zu maximal 10000 g/mol für polymere Epoxy-Harze.
Die Epoxy-Harze umfassen zum Beispiel das Reaktionsprodukt aus Bisphenol A und Epichlorhydrin, das Reaktionsprodukt aus Phenol und Formaldehyd (Novolak Harze) und Epichlorhydrin, Glycidyl Ester, das Reaktionsprodukt aus Epichlorhydrin und p-Amino Phenol.
Bevorzugte kommerzielle Beispiele sind z.B. Araldite™ 6010, CY-281™, ECN™ 1273, ECN™ 1280, MY 720, RD-2 von Ciba Geigy, DER™ 331, DER™ 732, DER™ 736, DEN™ 432, DEN™ 438, DEN™ 485 von Dow Chemical, Epon™ 812, 825, 826, 828, 830, 834, 836, 871, 872,1001, 1004, 1031 etc. von Shell Chemical und HPT™ 1071, HPT™ 1079 ebenfalls von Shell Chemical.
Beispiele für kommerzielle aliphatische Epoxy-Harze sind z.B. Vinylcyclohexandioxide, wie ERL-4206, ERL-4221, ERL 4201, ERL-4289 oder ERL-0400 von Union Carbide Corp.
Als Novolak-Harze können z.B. eingesetzt werden, Epi-Rez™ 5132 von Celanese, ESCN-001 von Sumitomo Chemical, CY-281 von Ciba Geigy, DEN™ 431, DEN™ 438, Quatrex 5010 von Dow Chemical, RE 305S von Nippon Kayaku, Epicion™ N673 von DaiNipon Ink Chemistry oder Epicote™ 152 von Shell Chemical.
Weiterhin lassen sich als Reaktivharze auch Melamin-Harze einsetzen, wie z.B. Cymel™ 327 und 323 von Cytec.
Weiterhin lassen sich als Reaktivharze auch Terpenphenolharze, wie z.B. NIREZ™ 2019 von Arizona Chemical einsetzen.
Weiterhin lassen sich als Reaktivharze auch Phenol harze, wie z.B. YP 50 von Toto Kasei, PKHC von Union Carbide Corp. und BKR 2620 von Showa Union Gosei Corp. einsetzen.
Weiterhin lassen sich als Reaktivharze auch Polyisocyanate, wie z.B. Coronate™ L von Nippon Polyurethan Ind. , Desmodur™ N3300 oder Mondur™ 489 von Bayer einsetzen.
Um die Reaktion zwischen den beiden Komponenten zu beschleunigen, lassen sich auch optional Vernetzer und Beschleuniger in die Mischung zu additivieren.
Als Beschleuniger eignen sich z.B. Imidazole, kommerziell erhältlich unter 2M7, 2E4MN, 2PZ-CN, 2PZ-CNS, P0505, L07N von Shikoku Chem. Corp. oder Curezol 2MZ von Air Products.
Weiterhin lassen sich auch Amine, insbesondere tert.-Amine zur Beschleunigung einsetzen. Neben Reaktivharzen lassen sich auch Weichmacher einsetzen. Hier können in einer bevorzugten Ausführung der Erfindung Weichmacher auf Basis, Polyglykolethern, Polyethylenoxiden, Phosphatestern, aliphatische Carbonsäureester und Benzoesäureester eingesetzt werden. Weiterhin lassen sich auch aromatische Carbonsäureester, höhermolekulare Diole, Sulfonamide und Adipinsäureester einsetzen.
Weiterhin können optional Füllstoffe (z.B. Fasern, Ruß, Zinkoxid, Titandioxid, Kreide, Voll- oder Hohlglaskugeln, Mikrokugeln aus anderen Materialien, Kieselsäure, Silikate), Keimbildner, Blähmittel, Compoundierungsmittel und/oder Alterungsschutzmittel, z.B. in Form von primären und sekundären Antioxidantien oder in Form von Lichtschutzmitteln zugesetzt sein.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Haftklebebandes werden für die Thermoplaste T1 oder T2 Polyolefine, insbesondere Poly-α-olefine eingesetzt, wobei mindestens ein Thermoplast T1 oder T2 einen Erweichungstemperatur von größer 65 °C und kleiner 125 °C aufweist und sich ebenfalls nach der Verklebung während des Abkühlens wieder verfestigen. Von der Firma Degussa sind unter dem Handelsnamen Vestoplast™ unterschiedliche Hitze-aktivierbare Poly-α-olefine kommerziell erhältlich.
Die thermoplatischen Blends weisen in einer bevorzugten Ausführungsform statische Erweichungstemperaturen Tε A oder Schmelzpunkte TS A von 65 °C bis 125 °C auf. Die Klebkraft dieser Polymere kann durch gezielte Additivierung gesteigert werden. So lassen sich z.B. Polyimin- oder Polyvinylacetat-Copolymere als klebkraftfördernde Zusätze verwenden.
Der Hitze-aktivierbare Kleber dient insbesondere als Klebstofffolie zur Verklebung von elektrischen Chipmodulen in Kartenkörpern, wobei die jeweilige Klebschicht eine sehr gute Haftung zum Kartenkörper und zum elektrischen Chipmodul nach der Temperaturaktivierung ausbildet.
Verfahren zur Herstellung
Die thermolastischen Blends können aus Lösung oder in der Schmelze hergestellt werden. Für die Herstellung des Blends in Lösung werden bevorzugt Lösemittel eingesetzt, in denen zumindest eines der Thermoplasten T1 oder T2 eine gute Löslichkeit autweist. Zur Herstellung der Mischung werden die bekannten Rühraggregate eingesetzt. Hierfür kann auch der Eintrag von Wärme erforderlich sein. Anschließend werden die Blends aus Lösung oder mehr bevorzugt aus der Schmelze beschichtet. Für die Beschichtung aus der Schmelze wird dem thermoplastischen Blend zuvor das Lösungsmittel entzogen. In einer bevorzugten Ausführung wird das Lösemittel in einem Aufkonzentrationsextruder unter vermindertem Druck abgezogen, wozu beispielsweise Ein- oder Doppelschneckenextruder eingesetzt werden können, die bevorzugt das Lösemittel in verschiedenen oder gleichen Vakuumstufen abdestillieren und über eine Feedvorwärmung verfügen. Dann wird über eine Schmelzdüse oder eine Extrusionsdüse beschichtet, wobei gegebenenfalls der Klebefilm gereckt wird, um die optimale Beschichtungsdicke zu erreichen.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung wird der thermoplastische Blend in der Schmelze hergestellt. Für die Vermischung der Harze kann ein Kneter oder ein Doppelschneckenextruder oder ein Planetwalzenextruder eingesetzt werden. Die Beschichtung erfolgt dann wiederum aus der Schmelze. Es wird über eine Schmelzdüse oder eine Extrusionsdüse beschichtet, wobei gegebenenfalls der Klebefilm gereckt wird, um die optimale Beschichtungsdicke zu erreichen.
Als Trägermaterialien für den thermoplastischen Blend werden die dem Fachmann geläufigen und üblichen Materialien, wie Folien (Polyester, PET, PE, PP, BOPP, PVC, Polyimid), Vliese, Schäume, Gewebe und Gewebefolien sowie Trennpapier (Glassine, HDPE, LDPE) verwendet. Die Trägermaterialien sollten mit einer Trennschicht ausgerüstet sein. Die Trennschicht besteht in einer sehr bevorzugten Auslegung der Erfindung aus einem Silikontrennlack oder einem fluorierten Trennlack.
Beispiele
Testmethoden:
Rheologie A)
Die Messung wurde mit einem Rheometer der Fa. Rheometrics Dynamic Systems (RDA II) durchgeführt. Der „Rheomatics Dynamical Analyser" (RDA II) misst das auftretende Drehmoment bei Aufbringen einer oszillierenden Scherung auf eine Streifenprobe (Deformationssteuerung). Der Probendurchmesser betrug 8 mm, die Probendicke betrug zwischen 1 und 2 mm. Es wurde mit der Platte-auf-Platte-Konfiguration (parallele Platten) gemessen. Es wurde der Temperatur-Sweep von 0 bis 150 °C mit einer Frequenz von 10 rad/s aufgenommen.
Iso-Bending B)
Der Iso-Bending Test wird analog der Iso/IEC-Norm 10373 : 1993 (E) - section 6.1 durchgeführt. Der Test gilt als bestanden, wenn insgesamt mehr als 4000 Biegungen erreicht werden.
Extrem-Biegetest C)
Im Extrembiegetest wird ein 3 cm breiter Ausschnitt mit dem elektrischen Modul in der Mitte liegend aus der Chipkarte ausgeschnitten und dann 10 x von 3 cm Breite auf 2.5 cm Breite zusammengedrückt. Der Test gilt als bestanden, wenn das elektrische Modul sich nicht herauslöst.
Handtest D) Im Handtest wird die Chipkarte mit der Hand über eine der beiden Ecken, die näher zum elektrischen Modul liegen, so weit gebogen, bis dass die Karte bricht oder das Modul bricht. Dann gilt der Test als bestanden. Falls das elektrische Modul sich löst oder herausspringt, gilt der Test als nicht bestanden.
Übrige Testmethoden
Die Bestimmung der Erweichungstemperaturen erfolgt bevorzugt über die Differential Scanning Calorimetry (DSC).
Molmassenbestimmungen erfolgten über GPC-Messungen (Gelpermeationschromato- grafie). (Herstellung einer Lösung der Probe in Tetrahydrofuran mit einer Konzentration von 3g/l; Lösungsvorgang 12 Stunden bei Raumtemperatur; danach Filtration der Lösung durch einen 1μm Einmalfilter, Zusatz von ca. 200 ppm Toluol als interner Standard. Mittels eines Autosampiers werden 20μl der Lösung wie folgt chromatografiert: Nach einer lö^Ä Säule von 50 mm Länge folgen eine 106Ä, eine 104Ä und eine 103Ä Säule mit jeweils einer Länge von 300mm. Als Eluent dient Tetrahydrofuran, das mit einer Flussrate von 1,0ml/min gepumpt wird. Die Kalibrierung der Säulen erfolgt mit Polystyrolstandards, die Detektion erfolgt über die Messung der Änderung des Brechungsindex mit Hilfe eines Shodex Differentialrefraktometers Rl 71).
Untersuchungen
Referenz 1)
Polyamidfolie XAF 34.408 der Fa. Collano-Xiro
Referenz 2) PU-Folie XAF 36.304 der Fa. Collano Xiro
Referenz 3)
Copolymer Grilltex 1519 der Fa. EMS-Grilltex
Referenz 4)
Copolyamid Grilltex 1500 der Fa. EMS-Grilltex
Beispiel 1)
30 Gew.-% Griltex 1616 E (Copolyester) der Fa. EMS-Griltech und 70 Gew.-% Platamid 2395 (Copolyamid) der Fa. Atofina wurden in einem Meßkneter der Fa. Haake bei ca. 130 °C und 15 Minuten bei 25 U/min. abgemischt. Die Hitze-aktivierbare Klebemasse wurde anschließend zwischen zwei Lagen silikonisiertem Glassine-Trennpapier auf 60 μm ausgepresst bei 140 βC.
Beispiel 2)
50 Gew.-% Griltex 1365 E (Copolyester) der Fa. EMS-Griltech und 50 Gew.-% Griltex 1442 (Copolyester) der Fa. EMS-Griltech wurden in einem Meßkneter der Fa. Haake bei ca. 130 °C und 15 Minuten bei 25 U/min. abgemischt. Die Hitze-aktivierbare Klebemasse wurde anschließend zwischen zwei Lagen silikonisiertem Glassine-Trennpapier auf 60 μm ausgepresst bei 140 °C. Beispiel 3)
80 Gew.-% Griltex 9 E (Copolyester) der Fa. EMS-Grilltech und 20 Gew.-% Irostic 8304 HV (Thermoplastisches Polyurethan) der Fa. Huntsman wurden in einem Meßkneter der Fa. Haake bei ca. 130 °C und 15 Minuten bei 25 U/min. abgemischt. Die Hitze- aktivierbare Klebemasse wurde anschließend zwischen zwei Lagen silikonisiertem Glassine-Trennpapier auf 60 μm ausgepresst bei 140 °C.
Implantierung der elektrischen Module Die Implantierung der elektrischen Module in den Kartenkörper erfolgte mit einem Implanter der Fa. Ruhlamat. Es wurden folgende Materialien eingesetzt.
Elektrische Module: Nedcard Dummy N4C-25C, Tape-Type: 0232-10 PVC-Karten: Fa. CCD ABS-Karte: Fa. ORGA
In einem ersten Schritt werden über eine Zweiwalzenkaschieranlage der Fa. Storck GmbH die Beispiele 1 bis 3 mit 2 bar auf den Modulgurt der Fa. Nedcard kaschiert. Dann werden die elektrischen Module in die passende Kav'ität des Kartenkörpers implantiert. Es wurden folgende Parameter für alle Beispiele angewendet:
Heizschritte: 1 Stempeltemperatur: 150°C Zeit: 1 x 2 s
Kühlschritt: 1x 800 ms, 25°C Druck: 70 N pro Modul
Ergebnisse:
Die mit den erfinderischen Klebemassen hergestellten Chipkarten wurden nach den Testmethoden B, C und D ausgetestet. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 dargestellt. Tabelle 1 kann entnommen werden, dass alle erfinderischen Beispiele die wichtigsten Kriterien für eine Chipkarte bestanden haben und somit sehr gut zur Verklebung von elektrischen Modulen auf Kartenkörpern geeignet sind.
Tab. 2
Die Referenzmuster in Tabelle 2 sind dagegen bedeutend schlechter und bestehen insbesondere auf ABS Kartenmaterialien nicht die Testmethoden. Die rheologischen Eigenschaften sind in der folgenden Tabelle 3 aufgelistet.
Tab. 3

Claims

Patentansprüche
1. Klebstofffolie, bestehend aus einem Blend aus zwei Thermoplasten T1 und T2, wobei a) das Klebesystem eine Erweichungstemperatur von größer 65 °C und kleiner 125 °C aufweist b) einen nach Testmethode A gemessenen Speichermodul G' bei 23 °C von größer 107 Pas besitzt c) einen nach Testmethode A gemessenen Verlustmodul G" bei 23 °C von größer 106 Pas besitzt d) und einen nach Testmethode A gemessenen crossover von kleiner 125 °C aufweist.
2. Klebstofffolie nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke zwischen 10 und 100 μm, besonders bevorzugt zwischen 30 und 80 μm beträgt.
3. Klebstofffolie nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Thermoplasten T1 und T2 solche aus den Gruppen der Copolyamide, Polyethylvinylacetate, Polyvinylacetate, Polyolefine, Polyurethane und Copolyester gewählt werden
4. Klebstofffolie nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich als Reaktivharze Epoxid-, und/oder Phenol- und/oder Novolak-Harze eingesetzt werden.
5. Verwendung einer Klebstofffolie nach einem der vorstehenden Ansprüche zur Verkiebung von Chipmodulen in Kartenkörpern.
6. Verwendung einer Klebstofffolie nach einem der vorstehenden Ansprüche zur Verklebung auf Polyimid-, Polyester oder Epoxy-basierenden Chipmodulen und auf PVC, ABS, PET, PC, PP oder PE Kartenkörpern.
7. Verfahren zur Herstellung eines Hitze-aktivierbaren Klebebandes, durch gekennzeichnet, dass eine Klebstofffolie nach den Ansprüchen 1 bis 4 auf ein Releasepapier oder einen Releasefilm beschichtet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Hitze-aktivierbare Klebeband gestanzt wird.
9. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangen Ansprüche, dadurch ^gekennzeichnet, dass das Hitze-aktivierbare Klebeband mit einer Implantierstempeltemperatur von 150 °C verarbeitet wird.
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