ES2314712T3

ES2314712T3 - Proceso para el reciclado de componentes electronicos.

Info

Publication number: ES2314712T3
Application number: ES05789524T
Authority: ES
Inventors: Marc Husemann
Original assignee: Tesa SE
Current assignee: Tesa SE
Priority date: 2004-10-18
Filing date: 2005-09-29
Publication date: 2009-03-16
Anticipated expiration: 2025-09-29
Also published as: DE502005005832D1; EP1814703A1; JP2008517085A; WO2006042782A1; ATE412503T1; DE102004050949A1; EP1814703B1

Abstract

Proceso para el reciclado de componentes eléctricos y electrónicos, caracterizado por un paso de proceso, en el que se rompe la unión pegada de dos elementos del componente, generada por una masa adhesiva, para ello con aportación de energía se dilatan las partículas expandibles que se hallan dentro de la masa adhesiva y con esta dilatación revientan la unión pegada.

Description

Proceso para el reciclado de componentes electrónicos.

La invención se refiere a un proceso de reciclado de componentes eléctricos o electrónicos.

La eliminación o reutilización de componentes electrónicos es objeto de una normativa cada vez más estricta dentro de la legislación actual.

Por ejemplo, los componentes electrónicos que se llevan al desguace de la chatarra electrónica se destinan cada vez más al reciclado. Esto proceso no siempre es fácil de llevar a cabo y exige pasos costosos, que siempre conllevan un coste elevado. En ellos están desempeñando un papel importante las cintas adhesivas y en especial las cintas adhesivas por ambas caras. Por ejemplo, en el caso de los teléfonos móviles, se encuentran a menudo más de 70 aplicaciones distintas para las cintas adhesivas. Para el desguace y el reciclado de los distintos componentes tienen que romperse (soltarse) estas uniones pegadas. Por lo general, este proceso se presenta como relativamente difícil, porque las cintas adhesivas a lo largo de su vida útil adquieren una gran fuerza adhesiva y, por tanto, en el momento de separarse de la superficie, sobre la que están pegadas, normalmente se rompen. Por otro lado, los componentes que se pegan son cada vez más pequeños, de modo que raramente pueden separarse sin destruirlos.

En la bibliografía técnica patentaria se describen diversos mecanismos y conceptos para la separación.

En el documento EP 0 994 168 B1 se describen láminas de sustrato, que contienen zeolitas o geles de sílice inorgánicos finamente divididos. Por otro lado, la lámina adhesiva posee una absorción de agua extremadamente alta, entre el 5 y el 200%. Con la absorción de agua se reducen las fuerzas de adhesión. El inconveniente de este procedimiento es que los componentes electrónicos antes del proceso de reciclado nunca deberán exponerse al agua o una humedad ambiental elevada, lo cual normalmente no puede llevarse a la práctica.

En el documento WO 02/33018 se describen masas adhesivas que se reticulan por exposición a la radiación electrónica. Con la reticulación se reduce la fuerza de unión de la masa adhesiva. Estas masas adhesivas pueden contener además micropartículas expandibles térmicamente. Sin embargo, el concepto de la reticulación por radiación electrónica exige el uso aparatos muy costosos, que generan una radiación muy potente y por tanto pueden incluso alterar la estructura de un gran número de plásticos. Por ejemplo, las poliolefinas se reticulan también con la radiación electrónica y entonces ya no es posible fundirlas para reciclarlas.

Por lo demás existe un gran número de cintas adhesivas que tienen la propiedad de poder soltarse de nuevo. Por ejemplo, existen las cintas llamadas "dicing tapes", que cuando se exponen a la radiación UV pierden la fuerza adhesiva (US 2002/0091173 A) o las masas adhesivas aplicadas por serigrafía (EP 1 285 954 A1). Las "dicing tapes" tienen el inconveniente de que requieren la luz UV para despegarse. Pero, por lo general los componentes a pegar no son permeables a la luz UV, de modo que la luz UV no puede utilizarse para el proceso de reciclado. En cambio, estas masas adhesivas "removibles", aplicadas por serigrafía, tienen el inconveniente de que poseen poca fuerza para generar la unidad pegada. Por tanto, no pueden alcanzarse las fuerzas adhesivas especificadas y se corre el riesgo de que cuando se someten a un choque, en especial a temperaturas bajas, las uniones pegadas se rompen.

En el documento WO 2004/056156 se describe un adhesivo que contiene partículas nanométricas, que pueden calentarse por inducción para disolver el adhesivo.

El objetivo de la invención es desarrollar un procedimiento mejorado de reciclado de componentes eléctricos y electrónicos pegados, en el que pueda soltarse la unión pegada, sin tener que asumir los inconvenientes del estado de la técnica.

Existe, pues, demanda de una cinta adhesiva que pueda utilizarse con gran eficacia para el pegado de componentes electrónicos, despliegue una gran fuerza adhesiva y después, al término de la vida útil del componente electrónico, pueda activarse y quitarse fácilmente. La masa adhesiva debería presentar ya propiedades adhesivas adecuadas sin exponerse a la radiación electrónica.

De modo sorprendente y no previsible para los técnicos se alcanza este objetivo con un proceso que se describe en la reivindicación principal. Las reivindicaciones secundarias se refieren a desarrollos ulteriores del proceso así como a las uniones pegadas obtenidas en el proceso.

La invención se refiere, pues, a un proceso para el reciclado de componentes eléctricos y/o electrónicos, el proceso consta de un paso, en el que se suelta una unión pegada de dos elementos que forman el componente, realizada mediante una masa adhesiva, dilatando para ello las partículas expandibles que se hallan en dicha masa adhesiva y reventando de esta manera la unión pegada.

De modo muy ventajoso, la energía aportada es energía térmica.

De modo ventajoso pueden utilizarse aquellos medios expandibles, provistos de un medio de expansión, dicho medio de expansión tiene un punto de ebullición o un punto de sublimación superior por lo menos de 100ºC.

El proceso de despegado se realiza, pues, con ventaja por calentamiento de la masa adhesiva a una temperatura por lo menos de 100ºC.

El procedimiento de reciclado se representa de modo ilustrativo en las figuras 1 y 2. En la figura 1 se presenta una unión pegada de dos componentes electrónicos 1 y 2 y una capa de una masa adhesiva 3. En la masa adhesiva se han mezclado e integrado micropartículas térmicamente expandibles 4, de modo preferido, repartidas homogéneamente. En la masa adhesiva se integran con ventaja cargas de relleno activables mediante calentamiento por inducción (no se indican en la figura).

En el ejemplo se pegan los componentes electrónicos con una cinta de transferencia, cuya masa adhesiva contiene micropartículas térmicamente expandibles.

En la figura 2 se representa el proceso de despegado por calentamiento de la unión pegada:

Con aportación de energía, en especial térmica, las micropartículas se dilatan y revientan la unión pegada.

Los componentes electrónicos 1 y 2 pueden separarse sin destrucción después del proceso de calentamiento. El calentamiento se realiza con preferencia por inducción.

En el procedimiento de la invención pueden emplearse también cintas adhesivas por ambas caras con por lo menos un soporte (ver figura 3). El número 5 indica el material soporte.

Masa adhesiva

En principio pueden procesarse como sistemas de masa adhesiva para las cintas adhesivas por ambas caras de la invención todas las masas adhesivas ya conocidas por los expertos, descritas p.ej. en el manual "Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology" de Donatas Satas (van Nostrand, Nueva York, 1989). Con gran preferencia se emplean los adhesivos de tipo acrilato, caucho natural, caucho sintético, silicona y EVA.

Para la forma de ejecución ventajosa de la invención, en la que se emplea una cinta adhesiva por ambas caras con material soporte, la masa adhesiva existente en las caras del componente 1 puede ser idéntica o diferente de la masa adhesiva existente sobre las caras del componente 2. Pero, en cada caso, las masas adhesivas pertenecerán al grupo de sistemas adhesivos recién nombrados.

Para masas adhesivas de caucho natural se muele el caucho natural de un peso molecular (media ponderal) no inferior a aprox. 100.000 daltones, con preferencia no inferior a aprox. 500.000 daltones, y se aditiva.

En el caucho de caucho/caucho sintético como material de partida para el adhesivo existen, pues, amplias posibilidades de variación. Se pueden emplear cauchos naturales o cauchos sintéticos o cualquier mezcla de cauchos naturales y/o sintéticos; el caucho natural o el caucho sintético pueden elegirse entre todos los tipos disponibles, por ejemplo goma crepé, caucho RSS, ADS, TSR o CV, según el nivel requerido de pureza y viscosidad, y el caucho sintético o los cauchos sintéticos elegidos entre el grupo de los cauchos de estireno-butadieno (SBR) copolimerizados estadísticamente, los cauchos de butadieno, los cauchos de poliisopreno sintéticos (IR), los cauchos de butilo (IIR), los cauchos de butilo halogenado (XIIR), los cauchos acrílicos (ACM), los copolímeros de etileno/acetato de vinilo (EVA) y los poliuretanos y/o sus mezclas.

Además, para mejorar su procesabilidad, a los elastómeros termoplásticos se les puede añadir con preferencia una porción ponderal del 10 al 50% en peso de caucho, porcentaje referido al peso total del elastómero. De modo representativo cabe mencionar en este punto sobre todo los tipos de estireno-isopreno-estireno (SIS) y estireno-butadieno-estireno (SBS) que son especialmente compatibles.

En otra forma de ejecución ventajosa preferida de la invención se emplean con preferencia las masas adhesivas de (met)acrilato.

Las masas adhesivas de (met)acrilato, que pueden obtenerse mediante polimerización por radicales, están formadas por lo menos en un 50% del peso por un monómero acrílico elegido entre el grupo de compuestos basados en la siguiente fórmula general:

1

en la que R_{1} es H o CH_{3} y el resto R_{2} es H o CH_{3} o se elige entre el grupo formado por grupos alquilo saturados, ramificados o lineales, de 1 a 30 átomos de carbono.

Los monómeros se eligen con preferencia de tal manera que los polímeros resultantes puedan utilizarse a temperatura ambiente o a temperaturas más elevadas, en especial de tal manera que los polímeros resultantes tengan las propiedades adhesivas descritas en el manual "Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology" de Donatas Satas (van Nostrand, Nueva York, 1989).

En otra forma de ejecución ventajosa según la invención se elige la composición de comonómeros de tal manera que las masas adhesivas puedan utilizarse como masas adhesivas activables por calor.

Los polímeros pueden obtenerse con preferencia por polimerización de una mezcla de monómeros que se compone de ésteres de ácidos acrílicos y/o ésteres de ácidos metacrílicos y/o sus ácidos libres de la fórmula CH_{2} = CH(R_{1}) (COOR_{2}), en la que R_{1} = H o CH_{3} y R_{2} es una cadena alquilo de 1 a 20 átomos de C o bien es H.

Los pesos moleculares M_{w} de los poliacrilatos empleados se sitúan con preferencia en M_{w} \geq 200.000 g/mol (determinación del peso molecular por GPC).

En un modo muy preferido se emplean monómeros acrílicos o metacrílicos, que abarcan los ésteres de ácidos acrílico y metacrílico que tienen de 4 a 14 átomos de C, con preferencia de 4 a 9 átomos de C. Los ejemplos específicos, sin pretender que la enumeración sea exhaustiva, son el acrilato de metilo, el metacrilato de metilo, el acrilato de etilo, el acrilato de n-butilo, el metacrilato de n-butilo, el acrilato de n-pentilo, el acrilato de n-hexilo, el acrilato de n-heptilo, el acrilato de n-octilo, el metacrilato de n-octilo, el acrilato de n-nonilo, el acrilato de laurilo, el acrilato de estearilo, el acrilato de behenilo y sus isómeros ramificados, p.ej. el acrilato de isobutilo, el acrilato de 2-etilhexilo, el metacrilato de 2-etilhexilo, el acrilato de isooctilo, el metacrilato de isooctilo.

Otros grupos de compuestos que pueden utilizarse son los acrilatos o metacrilatos monofuncionales con cicloalquilalcoholes puenteados que constan por lo menos de 6 átomos de C. Los cicloalquilalcoholes pueden estar también sustituidos, p.ej. por grupos alquilo C1-C6, átomos de halógeno o grupos ciano. Los ejemplos específicos son el metacrilato de ciclohexilo, el acrilato de isobornilo, el metacrilato de isobornilo y el acrilato de 3,5-dimetilada-
mantilo.

En un modo de ejecución se emplean monómeros que llevan grupos polares, por ejemplo restos carboxilo, restos sulfona, ácido sulfónico, hidroxi, lactama, lactona, amida N-sustituida, amina N-sustituida, carbamato, epoxi, tiol, alcoxi, ciano, éter o similares.

Los monómeros moderadamente básicos son p.ej. las amidas N,N-dialquilsustituidas, p.ej. la N,N-dimetilacrilamida, la N,N-dimetilmetilmetacrilamida, la N-tert-butilacrilamida, la N-vinilpirrolidona, la N-vinil-lactama, el metacrilato de dimetilaminoetilo, el acrilato de dimetilaminoetilo, el metacrilato de dietilaminoetilo, el acrilato de dietilaminoetilo, la N-metilolmetacrilamida, la N-(butoximetil)metacrilamida, la N-metilolacrilamida, la N-(etoximetil)acrilamida, la N-isopropilacrilamida; pero esta enumeración no es exhaustiva.

Otros ejemplos preferidos son el acrilato de hidroxietilo, el acrilato de hidroxipropilo, el metacrilato de hidroxietilo, el metacrilato de hidroxipropilo, el alcohol alílico, el anhídrido maleico, el anhídrido itacónico, el ácido itacónico, el metacrilato de gliceridilo, el acrilato de fenoxietilo, el metacrilato de fenoxietilo, el metacrilato de 2-butoxietilo, el acrilato de 2-butoxietilo, el metacrilato de cianoetilo, el acrilato de cianoetilo, el metacrilato de glicerilo, el metacrilato de 6-hidroxihexilo, el ácido vinilacético, el acrilato de tetrahidrofurfurilo, el ácido \beta-acriloiloxipropiónico, el ácido tricloroacrílico, el ácido fumárico, el ácido crotónico, el ácido aconítico, el ácido dimetilacrílico; pero esta enumeración no es exhaustiva.

En otra forma de ejecución muy preferida se emplean como monómeros los ésteres vinílicos, los éteres vinílicos, los halogenuros de vinilo, los halogenuros de vinilideno, los compuestos vinílicos con ciclos y heterociclos aromáticos en posición \alpha. También aquí cabe citar algunos ejemplos no exclusivos: el acetato de vinilo, la vinilformamida, la vinilpiridina, el cloruro de vinilo, el cloruro de vinilideno y el acrilonitrilo.

En otra forma de ejecución se utilizan fotoiniciadores con un doble enlace copolimerizable. Como fotoiniciadores son idóneos los fotoiniciadores de Norrish-I y de Norrish-II. Cabe mencionar como ejemplos el acrilato de benzoína y la benzofenona acrilada de la empresa UCB (Ebecryl® P 36). En principio pueden copolimerizarse todos los fotoiniciadores que los expertos ya conocen, que puedan reticular al polímero mediante el mecanismo de radicales cuando se expone a la radiación UV. Una visión de conjunto de los posibles fotoiniciadores que se pueden utilizar, porque pueden funcionalizarse en el doble enlace, se encontrará en Fouassier: "Photoinititation, Photopolymerization and Photocuring: Fundamentals and Applications", editorial Hanser, Munich, 1995. A título complementario se remite también a Carroy y col., "Chemistry and Technology of UV and EB Formulation for Coatings, Inks and Paints", Oldring (coordinador), 1994, SITA, Londres.

En otra forma preferida de ejecución se añaden a los comonómeros descritos los monómeros que tienen una temperatura de transición vítrea estática elevada. Como componentes son indicados los compuestos vinílicos aromáticos, p.ej. el estireno, sin embargo son preferidos los núcleos aromáticos compuestos por módulos de C_{4} a C_{18} y que pueden contener heteroátomos. Los ejemplos especialmente preferidos son la 4-vinilpiridina, la N-vinilftalimida, el metilestireno, el 3,4-dimetoxiestireno, el ácido 4-vinilbenzoico, el acrilato de bencilo, el metacrilato de bencilo, el acrilato de fenilo, el metacrilato de fenilo, el acrilato de t-butilfenilo, el metacrilato de t-butilfenilo, el acrilato y el metacrilato de 4-bifenilo, el acrilato y el metacrilato de 2-naftilo así como las mezclas de los monómeros correspondientes; esta enumeración no pretende ser exhaustiva.

Aumentando la porción aromática se eleva el índice de refracción de la masa adhesiva y se minimiza la dispersión entre el vidrio LCD y la masa adhesiva, causada p.ej. por una luz externa.

Como desarrollo ulterior pueden añadirse resinas a las masas adhesivas. Como resinas de pegajosidad que pueden añadirse cabe mencionar sin excepción todas las resinas adhesivas ya conocidas previamente y que se han descrito en la bibliografía química. Cabe mencionar a título representativo las resinas de pineno, indeno y colofonia, sus derivados desproporcionados, hidrogenados, polimerizados y esterificados y sus sales, las resinas de hidrocarburos alifáticos y aromáticos, las resinas terpénicas y las resinas terpenofenólicas así como las resinas de hidrocarburos C5, C9 y otras. Pueden utilizarse todas las combinaciones de estas y otras resinas para ajustar las propiedades de la masa adhesiva resultante a los valores deseados. En general pueden utilizarse todas las resinas compatibles (solubles) con los poliacrilatos, se remite en especial a todas las resinas de hidrocarburos alifáticos, resinas de hidrocarburos alquilaromáticos, resinas de hidrocarburos basadas en monómeros puros, resinas de hidrocarburos hidrogenados, resinas de hidrocarburos funcionales y resinas naturales.

Se remite explícitamente a la descripción del estado de la técnica del manual "Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology" de Donatas Satas (van Nostrand, 1989).

Pueden añadirse también plastificantes opcionales, otras cargas de relleno (p.ej. fibras, negro de humo, óxido de cinc, creta, esferillas de vidrio macizas y huecas, microesferillas de otros materiales, ácido silícico, silicatos), agentes formadores de gérmenes cristalinos, materiales eléctricamente conductores, p.ej. polímeros conjugados, polímeros conjugados dopados, pigmentos metálicos, sales metálicas, grafito, etc., auxiliares de mezclado y/o antioxidantes, p.ej. en forma de antioxidantes primarios y secundarios o en forma de filtros de protección contra la luz solar.

En el caso de masas adhesivas calentables por inducción es necesaria la adición por lo menos de un material de relleno ferro- o ferrimagnético o superparamagnético o piezoeléctrico, que, cuando se expone a un campo eléctrico o magnético cambiante, desarrolla calor. Por tanto, una forma preferida de ejecución de la estructura plana está dotada de tales masas adhesivas, que contienen

(a) por lo menos un componente adhesivo y

(b) por lo menos un material de relleno ferromagnético, ferrimagnético, superparamagnético o piezoeléctrico.

En caso de aplicar campos eléctricos cambiantes son idóneos como materiales de relleno todos los compuestos piezoeléctricos, p.ej. el cuarzo, la turmalina, el titanato de bario, el sulfato de litio, el tartrato potásico, el tartrato sódico, el tartrato sódico-potásico, el etilenodiaminotartrato; los ferroeléctricos con estructura de perowskita y sobre todo el titanato de plomo-circonio.

Para la aplicación de campos magnéticos cambiantes son idóneos en especial los metales del tipo aluminio, cobalto, hierro, níquel o sus aleaciones así como los óxidos metálicos del tipo n-maghemita (\gamma-Fe_{2}O_{3}), la n-magnetita (Fe_{3}O_{4}), las ferritas de la fórmula general MeFe_{2}O_{4}, en la que M significa un metal bivalente del grupo formado por el manganeso, el cobre, el cinc, el cobalto, el níquel el magnesio, el calcio y el cadmio. Son especialmente preferidas las partículas superparamagnéticas de tamaño nanométrico, las llamadas "partículas de dominio único" (single-domain-particles), porque con ellas se logra una velocidad de calentamiento muy alta (véase WO 02/12409 A1).

Para conseguir que sea notable el efecto de calentamiento inductivo de la masa adhesiva puede ajustarse la cantidad de cargas de relleno añadidas, es decir, la porción ponderal de las cargas de relleno dentro de la masa adhesiva. El grado de relleno debería situarse entre el 1 y el 30% en peso. En una forma preferida de ejecución se emplea del 2 al 20% en peso de cargas de relleno. La temperatura a conseguir y la velocidad de calentamiento dependen del grado de relleno. Aumentando el porcentaje de cargas de relleno se consiguen temperaturas más elevadas. La limitación de la temperatura, de modo similar al efecto PTC, viene indicada por la temperatura Curie del material de relleno. Cuando se alcanza esta temperatura, el material pierde sus propiedades ferro-, ferri- o para-magnéticas, de modo que seguir calentando por inducción no sirve de nada.

El material de relleno inductivo se dilata con gran ventaja por lo menos en una dirección en el espacio, dicha dilatación no será superior a 500 nm, con preferencia no superior a 200 nm, con preferencia especial no superior a
50 nm.

Otra mejora puede conseguirse con la adición por lo menos de una carga de relleno de alta capacidad térmica, en especial de una capacidad térmica superior a 0,7 J/gK. Gracias a la función equilibradora (tampón), esto conduce a una igualación del comportamiento de calentamiento a una evacuación prolongada del calor, una vez finalizado el proceso activo de generación de calor. Las cargas de relleno de capacidad térmica elevada son p.ej. el aluminio, el berilio, el boro, el calcio, el hierro, el grafito, el potasio, el cobre, el magnesio, el fósforo y los compuestos de las elementos citados, en especial el óxido y el cloruro de aluminio, el carbonato cálcico, el cloruro cálcico, el sulfato de cobre, la magnetita, la hematita, el carbonato y el cloruro magnésico, el cloruro de fósforo, el óxido de fósforo.

En otra forma muy preferida de ejecución de la invención se integran en la masa adhesiva por mezclado partículas metálicas o con gran preferencia agujas metálicas. En una forma muy preferida de ejecución se añade hierro en forma metálica. Las agujas metálicas poseen una longitud máxima un 50% superior al grosor de capa de la masa adhesiva. Con las agujas aumenta una vez más la cohesión de la masa adhesiva, de modo que durante el proceso de separación no es fácil que la masa adhesiva se separe y presenta una cohesión más elevada para el paso del desencolado (debonding).

Las cargas de relleno que son activas por inducción pueden mezclarse con los monómeros antes de la polimerización y/o una vez finalizada la polimerización. Las cargas de relleno se añaden a una mezcla fundida de los materiales adhesivos a mezclar con preferencia después de la polimerización.

Pueden añadirse además reticulantes y promotores de reticulación. Los reticulantes idóneos para la reticulación por exposición a la radiación electrónica y a la luz UV son por ejemplo los acrilatos bi- o multi-funcionales, los isocianatos bi- o multi-funcionales (también en forma bloqueada) o los epóxidos bi- o multi-funcionales. Pueden añadirse también reticulantes activables térmicamente, p.ej. ácidos de Lewis, quelatos metálicos o isocianatos multifuncionales.

Para la reticulación opcional con luz UV pueden añadirse fotoiniciadores que absorban la luz UV a las masas adhesivas. Los fotoiniciadores útiles, que se emplean muy bien, son los éteres de benzoína, p.ej. el éter metílico de la benzoína y el éter isopropílico de la benzoína, las acetofenonas sustituidas, p.ej. la 2,2-dietoxiacetofenona (producto comercial: p.ej. Irgacure® 651 de la empresa Ciba Geigy), la 2,2-dimetoxi-2-fenil-1-feniletanona, la dimetoxihidroxiacetofenona, las \alpha-cetonas sustituidas, p.ej. la 2-metoxi-2-hidroxipropiofenona, los cloruros de sulfonilo aromáticos, p.ej. el cloruro de 2-naftilsulfonilo y las oximas fotoactivas, p.ej. la 1-fenil-1,2-propanodiona-2-(O-etoxicarbonil)oxima.

Los fotoiniciadores antes mencionados y otros que puedan utilizarse así como otros del tipo Norrish I o Norrish II pueden contener restos de los tipos siguientes: benzofenona, acetofenona, bencilo, benzoína, hidroxialquilfenona, fenilciclohexilcetona, antraquinona, óxido de trimetilbenzoilfosfina, metiltiofenilmorfolinacetona, aminocetona, azobenzoína, tioxantona, hexarilbisimidazol, triazina o fluorenona; cada uno de estos restos puede estar además sustituido por uno o más átomos de halógeno y/o uno o más grupos alquiloxi y/o uno o más grupos amino o grupos hidroxi. Una visión de conjunto representativa se encontrará en el manual de Fouassier: "Photoinititation, Photopolymerization and Photocuring: Fundamentals and Applications", editorial Hanser, Munich, 1995. A título complementario se remite también a Carroy y col., "Chemistry and Technology of UV and EB Formulation for Coatings, Inks and Paints", Oldring (coordinador), 1994, SITA, Londres.

Microesferillas expandibles

Como microesferillas expandibles pueden utilizarse diversos reactivos. En el caso más simple se emplean compuestos inorgánicos, que sometidos a una temperatura elevada, se descomponen liberando gases. Los ejemplos de ello son el hidrogenocarbonato amónico, el hidrogenocarbonato sódico, el sulfito amónico, el borhidruro sódico o las azidas.

Pueden utilizarse también como reactivos de espumación orgánicos los alcanos, los alcanos fluorados, los hidrocarburos fluor-clorados. Estos reactivos no se descomponen, sino que a una temperatura determinada empiezan a hervir. Pueden utilizarse también compuestos azoicos, p.ej. el azobisisobutironitrilo, o hidrazinas, p.ej. la p-toluenosulfonilhidrazida, o semicarbazidas, p.ej. la p-toluenosulfonilsemicarbazida, o triazoles o compuestos N-nitroso.

En una forma de ejecución especialmente preferida, los agentes espumantes se incorporan a las micropartículas. Estas micropartículas están formadas por una cubierta sólida y un núcleo, que contiene a los agentes espumantes. En una forma preferida de ejecución de la invención, la cubierta está formada por copolímeros de cloruro de vinilo/acrilonitrilo o por polivinilalcoholes, o por polivinilbutirales o por poli(metacrilatos de metilo) o por poliacrilonitrilos o por poli(cloruro de vinilo), o por poliestireno o por cualquier material posible que puede expandirse o descomponerse provocando la dilatación térmica del espumante y que contiene al agente espuma dentro del núcleo antes de que tenga lugar la activación por la temperatura.

En una forma preferida de ejecución, las micropartículas presentan una curva de distribución estrecha de diámetros. El diámetro medio de las micropartículas debería ser menor que el grosor de la capa de masa adhesiva. La porción de micropartículas dentro de la masa adhesiva se situará entre el 2 y el 75% en peso. En una forma muy preferida de ejecución se emplean del 10 al 40% en peso de micropartículas expandibles.

Estructura de la cinta adhesiva como producto Cintas adhesivas sin soporte

En una forma ventajosa de ejecución de la invención se emplean cintas adhesivas sin soporte permanente, en especial cintas de transferencia (transfer-tapes). En este caso se deposita por recubrimiento la masa adhesiva, que contiene partículas térmicamente expandibles, sobre un papel antiadhesivo o una lámina antiadhesiva y se enrolla con ventaja en forma de bobina de cinta adhesiva. En algunas formas de ejecución especiales puede ser necesario que la cinta adhesiva se dote de dos forros (liner). Las cintas adhesivas con doble forro tienen la ventaja de que es más fácil cortar la cinta adhesiva en piezas menores por troquelado. Eventualmente puede utilizarse un segundo forro de arranque (release-liner) además del doble forrado. En una forma preferida de ejecución, el grosor de capa de la masa adhesiva se sitúa entre 5 y 1000 \mum, con mayor preferencia entre 10 y 200 \mum.

Cintas adhesivas con soporte

En otra forma ventajosa de ejecución de la invención se utilizan cintas adhesivas por ambas caras con un material soporte. En este caso, el grosor de capa de las dos masas adhesivas se sitúa con ventaja entre 5 y 1000 \mum, con mayor preferencia entre 10 y 200 \mum. En este caso, las masas adhesivas pueden tener el mismo grosor de capa o distintos grosores de capa. Se emplea además un material soporte. Los materiales soporte de tipo lámina tienen con preferencia un grosor de capa entre 4 y 250 \mum, con mayor preferencia entre 6 y 100 \mum. Para los soportes de tipo no tejido (non-woven), el grosor de capa puede situarse en estado original entre 10 \mum y 1000 \mum. Debido al proceso de fabricación (p.ej. laminación de la masa adhesiva en caliente) en algunos casos puede comprimirse el material soporte, de modo que el grosor de capa del soporte puede ser diferente del grosor de capa original (reducción).

Como materiales soporte de la masa adhesiva se emplean los materiales corrientes y habituales que los expertos ya conocen, por ejemplo láminas (poliéster, PET, PE, PP, BOPP, PVC), no tejidos, espumas, tejidos y láminas con tejido. En una forma especialmente preferida se emplean soporte que tienen una resistencia a la tracción de más de 20 N/15 mm (según norma ISO 527-3). El soporte debería tener una resistencia a la temperatura superior a 125ºC, es decir, a esta temperatura no debería producirse ninguna deformación. En una forma especialmente preferida se utilizan tejidos o vellones (no tejidos). Estos tienen la ventaja de que la masa adhesiva puede penetrar en el soporte y, por tanto, conseguir un anclaje óptimo en dicho soporte. De este modo, durante el reciclado, cuando se desguazan los componentes, no se producen roturas de la cinta adhesiva.

Componentes electrónicos

En el sector eléctrico y electrónico se pegan grandes cantidades de componentes y elementos, que, una vez finalizada su vida útil, sería deseable reciclar de nuevo. Un grupo de ellos es el formado p.ej. por las pantallas LCD, en este caso se pegan las pantallas de vidrio, los componentes de PC, las láminas de polarización, etc. Una vez finalizada la utilización de estas pantallas sería deseable poder separar de nuevo los materiales clasificándolos. Esto se consigue de forma sobresaliente con el procedimiento de la invención.

Otro ejemplo de uniones pegadas del sector eléctrico y electrónico son los teléfonos móviles. Aquí existe igualmente un gran número de aplicaciones, p.ej. el pegado de la pantalla en la carcasa, o el pegado del micrófono, del altavoz, del paquete de la batería, etc. Estos componentes se fabrican con los materiales más diversos y tienen propiedades en algunos casos completamente diferentes. También en este caso sería deseable poder realizar la separación clasificando los componentes con arreglo al procedimiento de esta invención.

Otro ejemplo de pegado en el sector eléctrico y electrónico son las cámaras digitales. También aquí, según el modelo, se pegan entre diferentes plásticos y metales. A menudo se encuentran en ellas por ejemplo componentes pegados sobre la carcasa de aluminio (placa de la marca, empuñadura, etc.).

Además de los ámbitos de aplicación ejemplares existe otro número copioso de grupos de productos del sector eléctrico y electrónico que en el futuro tendrán que reciclarse y en los que se emplean cintas adhesivas por ambas caras. A título de ejemplo cabe mencionar los televisores (LCD + plasma), los ordenadores de formato pequeño (palmtops), los ordenadores portátiles de viaje, los ordenadores de sobre mesa, los reproductores de DVD, los sistemas de navegación, etc.

Procedimiento

El pegado de las cintas adhesivas por las dos caras se realiza por procesos convencionales ya conocidos, aplicando presión.

Cuando los componentes electrónicos tienen que desguazarse para el reciclado, entonces se calienta la unión pegada. Esto puede realizarse con ventaja según la invención, para ello se introduce el componente completo en una estufa y se calienta.

El calentamiento se realiza con preferencia por lo menos a 120ºC y durante un período por lo menos de 5 minutos.

Opcionalmente, con anterioridad, puede efectuarse un proceso de desguace del componente, separando las piezas que no contienen ninguna cinta adhesiva.

Una vez alcanza la temperatura, los componentes se sacan de la estufa. Gracias a la expansión térmica, la unión pegada ha reventado. Se enfría a temperatura ambiente y se pueden separar ya fácilmente los distintos elementos.

En otra forma de ejecución de la invención pueden calentarse por inducción las masas adhesivas que contienen cargas de relleno del tipo partículas de hierro o agujas de hierro. En este caso pueden calentarse específicamente la masa adhesiva y el proceso de separación se consigue de nuevo gracias a las micropartículas expandibles. Se provoca con preferencia la inducción empleando un cambio variable de alta frecuencia, de modo preferido un horno de inducción.

Ejemplos Métodos de ensayo A. Fuerza adhesiva

El ensayo de la resistencia al pelado (fuerza adhesiva) se realiza con arreglo a la norma PSTC-1. Sobre una plancha de acero se coloca la cinta adhesiva en forma de tira de 2 cm de anchura. La cinta adhesiva lleva una lámina de refuerzo de PET de 25 \mum.

El pegado se realiza pasando un rodillo de 2 kg por encima de la cinta, ida y vuelta, tres veces. Se fija la plancha y se arranca la tira autoadhesiva por su extremo libre con un dinamómetro que actúa desde un ángulo de pelado de 180º con una velocidad de avance de 300 mm/min.

B. Fuerza adhesiva y almacenaje térmico

Se procede de modo similar al descrito en el apartado A. Se calienta la muestra pegada a 120ºC durante 5 minutos. A continuación se determina la fuerza adhesiva de igual manera que en el apartado A.

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Preparación de las probetas para los ensayos Masa adhesiva

En un reactor convencional de vidrio de 2 l para polimerizaciones por radicales se introducen 80 g de ácido acrílico, 350 g de acrilato de 2-etilhexilo, 40 g de acrilato de isobornilo y 366 g de una mezcla 1:1 de acetona/bencina de límite de ebullición 60-95ºC. Después de mantener una corriente de gas nitrógeno burbujeando a través de la mezcla reaccionante con agitación durante 45 minutos se calienta el contenido del reactor a 58ºC y se le añaden 0,2 g de azoisobutironitrilo (AIBN, Vazo^{TM} 64, de la empresa DuPont) disueltos en 10 g de acetona. A continuación se calienta el baño exterior a 75ºC y se efectúa la reacción manteniendo constante esta temperatura exterior. Después de un tiempo de reacción de 1 h se añaden otros 0,2 g de AIBN disueltos en 10 g de acetona. Después de un tiempo de reacción de 5 horas se añaden 0,8 g de peroxidicarbonato de bis-(4-tert-butilciclohexanilo) (Perkadox^{TM} 16, de la empresa Akzo Nobel) disueltos en 10 g de acetona. Pasadas 6 horas se diluye la mezcla con 100 g de bencina de límites de ebullición 60/95ºC. Después de un período de reacción de 7 horas se añaden otros 0,8 g de peroxidicarbonato de bis-(4-tert-butilciclohexanilo) (Perkadox^{TM} 16, de la empresa Akzo Nobel) disueltos en 10 g de acetona. Pasadas 10 horas se diluye la mezcla con 150 g de bencina de límites de ebullición 60/95ºC. Después de un período de 24 h se interrumpe la reacción y se enfría la mezcla reaccionante a temperatura ambiente.

A continuación se mezcla el poliacrilato con un 10% en peso de micropartículas (diámetro: 25 \mum, varianza: 1,5%; agente espumante: isobutano; la cubierta es una mezcla 67/31/2 de acrilonitrilo/metacrilonitrilo/metacrilato de metilo) y con un 0,6% en peso de acetilacetonato de aluminio (III) (solución al 3% en acetona), se dispersan los aditivos, se ajusta el contenido de sólidos al 30% diluyendo con bencina de límites de ebullición 60/95ºC y después, con esta solución, se recubre un papel cristal antiadhesivo de silicona de la empresa Laufenberg y se seca a 40ºC durante una noche.

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Ejemplo 1

Se utiliza la masa adhesiva del modo descrito como cinta de transferencia (transfer-tape). El grosor de capa es de 35 \mum.

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Ejemplo 2

Se lamina la masa adhesiva sobre ambas caras de una lámina PET de 12 \mum de la empresa Mitsubishi. El grosor de capa depositada sobre cada cara es de 35 \mum.

Resultados

A continuación se indican las propiedades adhesivas técnicas de los materiales de los ejemplos 1 y 2 (tabla 1).

TABLA 1

2

Los datos recogidos en la tabla 1 ponen de manifiesto que, después del acondicionado térmico, las fuerzas adhesivas disminuyen sustancialmente.

En otro ensayo se pega sobre la carcasa de policarbonato de un teléfono móvil una pieza troquelada en forma de marco rectangular con masa adhesiva del ejemplo 2 y sobre la cara exterior de este marco se pega una plancha rectangular de PMMA. A continuación se calienta este montaje en una estufa de secado durante 5 minutos. Después se saca la pieza de la estufa y se enfría a temperatura ambiente. Resulta muy fácil separar la carcasa del teléfono móvil de la plancha de PMMA.

Claims

1. Proceso para el reciclado de componentes eléctricos y electrónicos, caracterizado por un paso de proceso, en el que se rompe la unión pegada de dos elementos del componente, generada por una masa adhesiva, para ello con aportación de energía se dilatan las partículas expandibles que se hallan dentro de la masa adhesiva y con esta dilatación revientan la unión pegada.

2. Proceso según la reivindicación 1, caracterizado porque la energía aportada es energía térmica.

3. Proceso según la reivindicación 2, caracterizado porque a la masa adhesiva se le añaden cargas de relleno activables por inducción y la aportación se energía se realiza por calentamiento inductivo, en especial dentro de un horno de inducción.

4. Proceso según por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque como partículas expandibles se emplean aquellas que están formadas por una sustancia expandible.

5. Proceso según por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque como partículas expandibles se emplean aquellas que están formadas por una cubierta sólida y un núcleo, dicho núcleo se llena con una sustancia expandible.

6. Proceso según por lo menos una de las reivindicaciones 4 ó 5, caracterizado porque como sustancia expandible se emplean compuestos inorgánicos, que, por aportación de calor, liberan gases, en especial el hidrogenocarbonato amónico, el hidrogenocarbonato sódico, el sulfito amónico, el borhidruro sódico y/o las azidas.

7. Proceso según por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque como sustancia expandible se emplean reactivos orgánicos de espumación, alcanos, alcanos fluorados y/o hidrocarburos fluor-clorados.

8. Proceso según por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque como sustancia expandible se emplean compuestos azoicos, hidrazinas, semicarbazidas y/o triazoles.

9. Componente eléctrico o electrónico, que contiene por lo menos una unión pegada de dos elementos, que están unidos entre sí mediante una cinta adhesiva dotada por lo menos de una capa de masa adhesiva, caracterizado porque la masa adhesiva contiene partículas expandibles, que se dilatan cuando se realiza una aportación de energía.

10. Componente según la reivindicación 9, que contiene partículas activables por inducción.