ES2324218T3 - Utilizacion de una pelicula de adhesivo para implantar modulos electricos en el cuerpo de una tarjeta. - Google Patents
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Abstract
Empleo de una lámina adhesiva para el pegado de un módulo-chip en el cuerpo de una tarjeta, presentando como mínimo dos capas adhesivas (i) y (ii), en donde como mínimo las dos capas (i) y (ii) de la lámina adhesiva se diferencian entre sí químicamente.
Description
Utilización de una película de adhesivo para
implantar módulos eléctricos en el cuerpo de una tarjeta.
La presente invención se refiere al empleo de
una película adhesiva para el pegado de módulos (chips) eléctricos
en el cuerpo de tarjetas.
Para la implantación de módulos eléctricos en el
cuerpo de tarjetas se conocen desde hace tiempo a nivel de la
técnica, una variedad de láminas adhesivas o procedimientos de
ensamblado. El objeto de estas implantaciones es la confección de
tarjetas telefónicas, tarjetas de crédito, tarjetas para
aparcamientos, tarjetas de aseguradoras, etc. En las declaraciones
de patente EP 842 995, EP 1 078 965 y DE 199 48 560, se encuentran,
por ejemplo, algunos ejemplos de los aludidos procedimientos de
pegado.
En esta especialidad del pegado aumentan
continuamente las condiciones exigidas al sistema adhesivo.
Consecuentemente el adhesivo debe ofrecer una buena adherencia al
policarbonato, al ABS, al PVC y PET, pero también una buena
adherencia al módulo eléctrico. En el caso que nos ocupa, por regla
general se ha de pegar sobre materiales epoxídicos y sobre
poliimidas. Anteriormente se empleaban los acrilatos de cianuro como
adhesivos líquidos, que ofrecían la ventaja de conseguir una
humectación óptima del cuerpo de la tarjeta así como del chip
eléctrico. Esta tecnología esta sin embargo en fase de extinción
dado que se trataba de procedimientos muy lentos. El disolvente
tardaba mucho en evaporar desde el interior del cuerpo de la
tarjeta, las jeringas para la dosificación se obstruían durante las
pausas debido a que secaba el producto y hacían difícil la
dosificación, y por otra parte los adhesivos líquidos necesitaban
además un determinado tiempo para endurecer. A consecuencia de ello
la calidad del pegado dejaba mucho que desear.
En este caso parece que los autoadhesivos en
fase fundida aventajan claramente a los adhesivos líquidos. Sin
embargo, la selección de uniones apropiadas, también aquí estaba muy
limitada, dado que a esta técnica de unión se le solicitan unas
condiciones muy exigentes. Los muy distintos materiales que deben
pegarse representan una limitación. Debido a las polaridades tan
variadas del PC (policarbonato), PVC (cloruro de polivinilo), PET
(tereftalato de polietileno), ABS (Copolímeros de
acrilonitrilo-butadieno-estireno),
compuestos epoxídicos y poliimidas, resulta imposible encontrar un
polímero único que presente por igual una buena adherencia con
todos los materiales.
Además las condiciones que reclaman los clientes
finales son cada vez más exigentes. Así por ejemplo, la lisura del
módulo eléctrico junto con el cuerpo de la tarjeta es un importante
factor, de lo contrario las tarjetas ya no podrán volver a leerse.
Esto obliga a que las temperaturas de implantación se limiten hacia
arriba, de lo contrario se producirán deformaciones.
Otro criterio es la exigencia impuesta por los
bancos, en cuanto a que los módulos eléctricos no puedan retirarse
sin deteriorarse. Consecuentemente la cohesión interna del adhesivo
debe ser muy elevada, de modo que este no se separe por la mitad y
la adherencia por ambos partes (cuerpo de la tarjeta y módulo
eléctrico) sea extremadamente alta. Simultáneamente, el adhesivo
debe presentar también una flexibilidad muy elevada, dado que las
tarjetas después de la implantación han de superar ensayos de
torsión y flexión. Preferentemente el material con el que se
confeccionan las tarjetas debería romper antes de que falle la
adherencia al cuerpo de la tarjeta y al módulo eléctrico. Por regla
general no cabe esperar defectos en el margen.
Otro criterio es el que imponen las oscilaciones
de temperatura y la influencia de la humedad, dado que estas
tarjetas en su utilización posterior tienen que soportar altas y
también bajas temperaturas, e incluso algún proceso de lavado.
Consecuentemente el adhesivo no debe volverse quebradizo a bajas
temperaturas, ni pasar al estado líquido a elevadas temperaturas,
presentando una mínima tendencia a la admisión de agua. Otro
criterio exigible consiste en la velocidad de elaboración derivado
de la cifra creciente que refleja la demanda de tarjetas. El
adhesivo debe reblandecer o fundir muy rápidamente, para que el
proceso de implantación tenga lugar dentro de un segundo.
La presente invención, en consideración al
estado actual de la técnica tiene como objeto, perfeccionar la
implantación de módulos eléctricos en el cuerpo de una tarjeta, para
lo cual deberán cumplirse los arriba mencionados criterios y en
especial para los distintos cuerpos de tarjeta y módulos eléctricos,
proporcionando en cada caso una muy elevada adherencia.
Según la presente invención el objeto perseguido
se alcanzará, empleando una lámina adhesiva, configurada por dos
capas, en donde una de las capas presenta una muy buena adherencia a
los distintos cuerpos de tarjeta y la otra capa tiene una muy buena
adherencia al módulo eléctrico. Véase para ello, la fig. 1, en donde
se muestran:
- 1
- un módulo eléctrico
- 2
- el cuerpo de la tarjeta
- 3
- la capa de adhesivo (i)
- 4
- la capa de adhesivo (ii)
Las capas de adhesivo (i) y (ii) pueden ser del
mismo espesor de capa o de distinto espesor de capa. La unión por
pegado en su conjunto presenta en una forma de ejecución preferente
un espesor de capa entre 10 y 125 \mum. En otra forma de ejecución
preferente la capa de adhesivo (i) es de 5 y 90 \mum, siendo la
capa de adhesivo (ii) así mismo de 5 y 90 \mum.
En otra forma de ejecución de la presente
invención puede existir entre las dos capas de adhesivo (i) y (ii)
otra ("tercera") capa (en adelante también denominada "capa
intermedia"), concretamente capa de imprimación, de bloqueo y/o
de soporte, si bien, estas funciones también pueden reunirse en una
o varias de las otras capas. Comparar, en este sentido, la fig. 2,
en donde las designaciones corresponden a las figs. 1 y 5 y
representan una capa intermedia (imprimación/capa de
bloqueo/soporte).
El espesor de capa de las capas intermedias se
sitúa en una forma de realización preferente entre 0,5 y 100 \mu.
Los espesores de adhesivo (i) y (ii) de las otras capas intermedias
se diferencian en cuanto a su composición química.
\vskip1.000000\baselineskip
La capa de adhesivo (i), destinada para el
pegado del módulo eléctrico, debe presentar una buena adherencia
sobre los materiales epoxídicos y las poliimidas.
En una forma de ejecución preferente se emplean
con esta finalidad materiales termoplásticos, que debido a su
fusión consiguen una buena humectación de las superficies epoxídicas
o de poliimida. En este caso se prefiere especialmente el empleo de
los siguientes polímeros: poliéster, poliamida, copoliamida,
copoliéster.
Indicados en el sentido de la presente invención
están, sin embargo, poliuretanos, acetato de
vinilo-etileno, cauchos sintéticos, como por
ejemplo, di y tri copolímeros bloque(SIS) de
estireno-isopreno, di y tri copolímeros bloque de
estireno-butadieno (SEBS), acetato de polivinilo,
poliamida, poliéter, copoliamidas, copoliéster, poliolefinas, como
por ejemplo, polietileno, polipropileno y poli(meta)
acrilatos.
La capa (i) comprende masas adhesivas, que bajo
efectos de temperatura y opcionalmente presión se vuelven
autoadhesivas y que tras el pegado y enfriado adquieren por
endurecido una alta fuerza de adherencia sobre materiales de
poliamida o epoxídicos. La fuerza de adherencia se prefiere sea
especialmente tan alta, que tras el proceso de implantación el
módulo eléctrico ya no pueda retirarse jamás sin romperse. Según la
temperatura de implantación estas masas adhesivas activables
térmicamente presentan distintas temperaturas estáticas de
transición vítrea T_{G,A} o un punto de fusión T_{S,A}. En una
gama muy preferida se sitúan T_{G,A} ó T_{S,A} en el orden de
+55 y 150ºC.
Para optimizar las características técnicas de
pegado y de la gama de activación pueden emplearse resinas
promotoras de adherencia o bien resinas reactivas, preferentemente
sin que se provoque una reacción entre estas resinas y la masa
adherente.
Como resinas promotoras de adherencia a emplear,
pueden utilizarse las ya conocidas y descritas en la bibliografía
de las resinas adherentes. En representación de ellas pueden
mencionarse, las resinas de pineno, indeno y colofónia, así como
tambien sus derivados esterificados, polimerizados, hidrogenados,
desproporcionados y sus sales, las resinas de hidrocarburos
alifáticos y aromáticos, las resinas de terpeno o trementina y las
resinas de fenol terpeno como C5-, C9-, así como otras resinas e
hidrocarburos. Pueden emplearse combinaciones discrecionales de
estas y de otras resinas, a fin de ajustar a voluntad las
características de las masas adhesivas resultantes. En general
pueden emplearse todas las resinas que sean compatibles (solubles)
con los correspondientes termoplásticos, recomendando especialmente
a todas las resinas de hidrocarburos, alifáticos, aromáticos,
alquil-aromáticos, hidrocarburos a base de
monómeros puros, resinas hidrogenadas de hidrocarburos, resinas de
hidrocarburos funcionales, como las resinas naturales. Sobre la
presentación del nivel actual de la Ciencia se ha informado
ampliamente en el "Handbooof Pressure Sensitive Adhesive
Technology" de Donatas Satas (de Nostrand, 1989).
Por otra parte, pueden emplearse como masas
adhesivas para la capa (i), también, adhesivos activables
térmicamente que consisten en un elastómero y como mínimo en una
resina reactiva.
Como elastómero, en este caso se emplean
preferentemente, los cauchos, policloroisopreno, poliacrilatos,
caucho-nitrilo, caucho-nitrilo
epoxidado, etc. Como resinas reactivas, están indicadas, por
ejemplo, las resinas fenólicas, las resinas epoxídicas, las resinas
de melamina, las resinas con funciones de isocianato o las mezclas
de las arriba mencionadas resinas. En combinación con los sistemas
reactivos tienen cabida así mismo un gran número de otras resinas,
materiales de carga, catalizadores, agentes protectores contra el
envejecimiento etc.
Un grupo que tiene muchas preferencias comprende
las resinas epoxídicas. El peso molecular (peso promedio Mw) de la
resina epoxi varia de 100 g/mol hasta un máximo de 10.000 g/mol para
polímeros de resinas epoxi.
Las resinas epoxídicas comprenden por ejemplo el
producto de reacción del bisfenol A y de la epiclorhidrina, el
producto de reacción del fenol y formaldehído(resina Novolak)
y epiclorhidrina, éster de glicidilo, el producto de reacción de la
epiclorhidrina y p-amino fenol.
Como ejemplos comerciales preferentes tenemos,
por ejemplo, Araldite^{TM} 6010, Cy -281^{TM}, ECN^{TM}
1273, ECN^{TM} 1280, MY 720, RD-2 de Ciba Geigy,
DER^{TM} 331, DER^{TM} 732, DER^{TM} 736, DEN^{TM} 432,
DEN^{TM} 438, DEN^{TM} 485 de Dow Chemical, Epon^{TM} 812,
825, 826, 828, 830, 836, 871, 872, 1001, 1004, 1031 etc. De Shell
Chemical y HPT^{TM} 1071, HTP^{TM} 1079 también de Shell
Chemical.
Entre los ejemplos para las resinas epoxídicas
alifáticas comerciales figuran, el dióxido de vinilciclohexano,
como ERL-4206, ERL-4221, ERL 4201,
ERL 4289 o bien ERL-0400 de la Union Carbide
Corp.
Como resinas Novolak pueden emplearse, por
ejemplo, Epi-Rez^{TM} 5132 de Celanese,
ESCN-001 de Sumitomo Chemical,
CY-281 de Ciba Geigy, DEN^{TM} 431, DEN^{TM}
438, Quatrex 5010 de Dow Chemical, RE 305S de Nippon Kayaku,
Epiclon^{TM} N 673 de DaiNipon Ink Chemistry, o bien,
Epicote^{TM} 152 de Shell Chemical.
Además, como resinas reactivas pueden emplearse
también resinas de melamina, como por ejemplo, Cymel^{TM} 327 y
323 de Cytec.
Además, como resinas reactivas pueden también
emplearse las resinas de fenol-terpeno, como por
ejemplo,
NIREZ^{TM} 2019 de Arizona Chemical
NIREZ^{TM} 2019 de Arizona Chemical
Además, como resinas reactivas pueden también
emplearse las resinas fenólicas, como por ejemplo, YP 50 de Toto
Kasei, PKHC de UNion Carbide Corp. y BKR 2620 de Showa Union Gosei
Corp.
Además, como resinas reactivas también pueden
emplearse, los poliisocianatos, como por ejemplo, Coronate^{TM}L
de Nipón Polyurethan Ind., Desmodur^{TM} N 3300, o bien, Mondur
489^{TM} de Bayer.
En otra forma de realización preferente se
emplean masas adhesivas a partir de poli(meta) acrilato. Con
mucha preferencia se emplean los polímeros, que proviene como
mínimo de los siguientes monómeros.
a1) 70 a 100% en peso de éster del ácido
acrílico y/o éster del ácido metacrílico y/o sus ácidos libres de
la siguiente fórmula
CH2 =
C(R1)(COOR2),
en donde son, R1 = H y/o CH3 y R2 =
H y/o cadenas alquílicas con 1 a 30 átomos de
carbono.
Además para la obtención del polímero opcional
se emplean los siguientes monómeros.
a2) hasta el 30% en peso de monómeros olefínicos
insaturados con grupos funcionales.
En una forma de ejecución con mucha preferencia
se emplean para los monómeros a1), monómeros acrílicos que
comprenden el éster del ácido acrílico y metacrílico con grupos
alquilo conteniendo de 1 a 14 átomos de carbono. Ejemplos
específicos, sin pretender imponer ninguna limitación con su
enumeración, son el acrilato de metilo, metacrilato de metilo,
acrilato de etilo, metacrilato de etilo, acrilato de propilo,
metacrilato de propilo, acrilato de n-butilo,
metacrilato de n-butilo, acrilato de
n-pentilo, acrilato de n-hexilo,
metacrilato de n-hexilo, acrilato de
n-heptilo, acrilato de n-octilo,
acrilato de n-nonilo, acrilato de laurilo, acrilato
de esteartilo, metaxrilato de estearilo, acrilato de venlo y sus
isómeros ramificados, como por ejemplo el acrilato de
2-etilhexilo. Otras clases de uniones a emplear, que
así mismo se emplearan en cantidades mínimas en a1), son los
metacrilatos de ciclohexilo, el acrilato de isobornilo y el
metacrilato de isobornilo.
En una alternativa preferente se emplean para
a2) monómeros acrílicos según la siguiente formula general.
en donde, R1 = H y/o CH3 es un
resto -OR2 representa o contiene un grupo funcional, que apoya una
siguiente reticulación UV de la masa autoadhesiva, que por ejemplo,
en una forma de realización especialmente preferida presenta un
efecto
H-Donor.
Ejemplos especialmente preferentes para el
componente a2) son los acrilatos de hidroxietilo, los acrilatos de
hidroxipropilo, los metacrilatos de hidroxietilo, los metacrilatos
de hidroxipropilo, alcohol alhilo, anhídrido del ácido maleinico,
anhídrido del ácido itacónico, ácido itacónico, archilamida y
metacrilato de gliceridilo, acrilato de bencilo, metacrilato de
bencilo, acrilato de fenilo, metacrilato de fenilo, acrilato de
t-butilfenilo, metacrilato de
t-butilafenilo, acrilato de fenoxietilo, metacrilato
de fenoxietilo, metacrilato de 2-butoxietilo,
acrilato de 2-butoxietilo, metacrilato de
dimetilaminoetilo, acrilato de dimetil amino etilo, metacrilato de
dietil amino etilo, acrilato de dietilaminoetilo, metacrilato de
cianoetilo, acrilato de cianoetilo, metacrilato de glicerilo,
metacrilato de 6-hidroxihexilo, acrilamida
N-terbutilo, metacrilamida
N-metilol, metacrilamida N-(butoximetilo),
acrilamida de metilol, acrilamida N-metilol,
archilamida N-(etoximetilo), archilamida
N-isopropilo, ácido vinilacético, acrilato
tetrahidrofurfurilo, ácido
\beta-acriloiloxipropiónico, ácido
tricloracrílico,ácido fumárico, ácido protónico, ácido aconítico,
ácido dimetil-acrílico, con los que terminamos esta
relación que no pretende ser restrictiva.
En otra forma de ejecución preferente se emplean
para el componente a2) compuestos vinílicos aromáticos, cuyo núcleo
aromático preferente consiste en elementos básicos C_{4} a
C_{18} y puede contener también hétero átomos. Ejemplos
especialmente preferidos son: estireno,
4-vinilpiridina, N-vinilpiridina,
N-vinilftalimida, metilestireno,
3,4dimetoxiestireno, ácido 4-vinilbezoico, por citar
algunos con los que esta relación no pretende ser restrictiva.
Para la polimerización se seleccionan los
monómeros de modo que los polímeros resultantes se puedan emplear
como masas adhesivas activables térmicamente, especialmente del
tipo, que los polímeros resultantes presenten las propiedades que
se correspondan con el contenido del "Handbook of Pressure
Sensitive Adhesive Technology" de Donatas Satas (de Nostrand,
New Cork 1989). Para estas aplicaciones la temperatura estática de
transición vítrea de los polímeros resultantes se sitúa
preferentemente por encima de 30ºC.
Para alcanzar una temperatura de transición
vítrea T_{G,A} \geq30ºC, según los anteriormente mencionados
monómeros se buscarán preferentemente los del tipo y composición
cuantitativa de mezcla de monómeros seleccionados ventajosamente en
cuanto según la fórmula Fox (G1)(véase T.G. Fox, Bull. AmPhys. Soc.
1(1958)123) que proporciona el deseado valor
T_{G,A} para el polímero.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
En ésta, n representa el número de orden sobre
los monómeros empleados, W_{n} la parte de la masa de cada uno de
los monómeros n (en % del peso) y T_{G,n} la correspondiente
temperatura de transición vítrea del homopolímero de los
correspondientes monómeros n en K.
Para el anclaje de los polímeros térmicamente
activables de la capa (i) puede ser conveniente, que el polímero se
a tratado con Corona o Plasma antes de efectuar el revestimiento.
Para el tratamiento plasma atmosférico están indicados, por
ejemplo, los aparatos de la firma Plasmatreat. Por otra parte, para
el proceso y para el anclaje de la capa (i) con la capa (ii) puede
ser conveniente efectuar un anclaje químico, como pudiera ser, como
por ejemplo, mediante una imprimación.
En otra forma de realización preferente de la
cinta autoadhesiva a la que se refiere la presente invención, se
emplean poliolefinas, concretamente las
poli-\alpha olefinas, en cuanto la capa (i), que
presentan una gama de reblandecimiento superior de 30ºC e inferior
a 150ºC y que tanto después del pegado, durante el enfriado
solidifican de nuevo. Las masas autoadhesivas activables de
poliolefinas presentan en una forma de ejecución preferente
temperaturas estáticas de transición vítrea T_{G,A}, o
temperaturas de fusión T_{S,A} de +65ºC hasta 140ºC. La fuerza de
adherencia de estos polímeros puede incrementarse aditivos
adecuados. Así, por ejemplo, podrán emplearse, como aditivos
promotores de adherencia los co-polímeros de acetato
de polivinilo.
Para conseguir la deseada temperatura estática
de transición vítrea T_{G,A} o temperatura de reblandecimiento
T_{S,A} los monómeros a emplear, así como sus cantidades también
aquí se seleccionaran preferentemente de forma que al aplicar
fórmula Fox(G1) resulte la deseada temperatura.
A parte de los monómeros, o bien, la composición
de los co-monómeros, para el control de la
temperatura de transición vítrea puede variarse el peso molecular
(Peso promedio Mw). Para ajustar una baja temperatura estática de
transición vítrea T_{G,A} o bien, punto de reblandecimiento
T_{S,A} se emplearán polímeros con un peso molecular medio o bajo
(promedio de peso (Mw). Así mismo pueden mezclarse entre si,
polímeros de bajo peso molecular y polímeros de alto peso
molecular. En formas de realización especialmente preferentes se
emplean polietileno polipropeno, polihexeno, copolímerizados del
polietileno, de polipropeno, de polibuteno o de polihexeno.
De la firma Degussa y bajo la marca comercial
Vestoplast^{TM} se distribuyen comercialmente diversas
poli-\alpha olefinas activables térmicamente. Se
ofrecen tipos ricos en propeno bajo la denominación
Vestoplast^{TM} 703, 704, 708, 750, 751, 792, 828, 888, ó 891.
Estos presentan puntos de fusión T_{S,A} de 99 hasta 162ºC. Por
otra parte, se pueden obtener comercialmente también, tipos ricos en
butano, bajo la denominación: Vestoplast^{TM} 308, 408, 508, 520,
y 608. Estos poseen puntos de fusión entre 84 y 157ºC.
Otros ejemplos para masas autoadhesivas
activables térmicamente se describen en las patentes US 3,326,741,
US 3,639 500, US,4,404,246, US 4,452,955, US 4,545,843, US 4,880,683
y US 5,593,759. En estas se indican así mismo otras masas
autoadhesivas activables térmicamente.
La capa adhesiva (ii) se selecciona en la
medida, en que esta se distingue de la capa (i)(i) por su
composición química. La capa adhesiva (ii) presenta una muy buena
adherencia con el PC y/o ABS y/o PET y/o PVC. En una forma de
ejecución muy preferente, la fuerza de adherencia a estos materiales
es tan alta, que el módulo eléctrico que ya no se puede retirar del
cuerpo de la tarjeta sin romperse. Según la temperatura de
implantación, las masas adhesivas activables térmicamente presentan
para la capa adhesiva (ii) distintas temperaturas estáticas de
transición vítrea T_{G,A} o bien un punto de fusión T_{S,A}. En
un ámbito muy preferente la T_{G,A} o la T_{S,A} se sitúan en
el orden entre +55ºC y 150ºC.
En una forma de ejecución preferente se emplean
para esta aplicación materiales termoplásticos, que a causa de su
fusión consiguen una buena humectación para las superficies de las
tarjetas. En este caso se prefieren especialmente los siguientes
polímeros: Poliuretanos y/o cauchos sintéticos, como por ejemplo,
copolimeros di y tri bloque de estireno-isopreno
(SIS), copolímeros di y tri bloque de estireno butadieno (SBS),
copolímeros di y tri bloque estireno etileno butadieno (SEBS).
Además pueden emplearse según la presente
invención también poliéster, poliamidas, acetato de vinilo etileno,
acetato de polivinilo, poliímidas, poliéteres, copoliamidas,
copoliésteres, poliolefinas, como por ejemplo, polietileno,
polipropileno y/o poli(meta)acrilatos.
Para optimizar las características técnicas
adhesivas y del campo de activación pueden intervenir resinas
promotoras de adherencia, o bien, resinas reactivas.
Como resinas promotoras de adherencia para
agregar se emplean sin excepciones todas las resinas adherentes
previamente conocidas y las que se describen en la literatura. En su
representación cabe mencionar las resinas de pineno, indeno y
colofónia, así como sus derivados ésterificados, polimerizados,
hidrogenados, desproporcionados y sus sales, las resinas de los
hidrocarburos alifáticos y aromáticos, las resinas de terpeno, y las
resinas de fenolterpeno, así como C-5, C9, así como
otras resinas de hidrocarburos. Combinaciones discrecionales de
estas y de otras resinas, pueden emplearse para ajustar a voluntad
las características de las masas adhesivas resultantes. En general
se emplean todas las resinas con los respectivos termoplásticos
compatibles (solubles), especialmente deben recomendarse todas las
resinas hidrocarburos alifáticos, aromáticos, alquilaromáticos,
resinas de hidrocarburos a base de monómeros puros, resinas de
hidrocarburos hidrogenadas, resinas de hidrocarburos funcionales,
así como las resinas naturales. En cuanto a la descripción del
estado de la ciencia se debe llamar expresamente la atención al
"Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology" de Donatas
Satas (de Nostrand 1989).
En otra forma de ejecución preferente se emplean
los adhesivos activables térmicamente que consisten en un
elastómero y como mínimo una resina reactiva. Como elastómero se
utilizan en este caso, preferentemente, cauchos, policlorisoprenos,
poliacrilatos, cauchos nitrilo, cauchos nitrilo epoxidados, etc.
Como resinas reactivas están indicadas por ejemplo las resinas
fenólicas, las resinas epoxidicas, las resinas de melamina, resinas
con funciones isocianato, o bien, mezclas de las arriba mencionadas
resinas. En combinación con los sistemas reactivos cabe emplear así
mismo un gran número de otras resinas, materiales de carga,
catalizadores, agentes de protección contra el envejecimiento,
etc.
Un grupo muy recomendable comprende las resinas
epoxi. El peso molecular (peso promedio Mw) de la resina epoxi
varia de 100 g/mol hasta máximo 10000 g/mol para las resinas de
polímeros epoxi.
Las resinas epoxi comprenden, por ejemplo, el
producto de reacción del bisfenol A y epiclorhidrina, el producto
de reacción del fenol y formaldehído (resina Novolak) y
epiclorhidrina, éster de glicidilo, el producto de reacción de la
epiclorhidrina y fenol p-amino.
Entre las sugerencias comerciales preferentes se
hallan, por ejemplo,: Araldite^{TM} 6010,
CY-281^{TM}, ECN 1273, ECN 1280, MY 720,
RD-2 de Ciba Geigy, DER^{TM} 331, DER^{TM} 732,
DER^{TM} 736, DEN^{TM} 432, DEN^{TM} 438, DEN^{TM} 485 de
Dow Chemical, Epon^{TM} 812, 825, 826, 828, 830, 834, 836, 871,
872,1001, 1004, 1031 etc. de Shell Chemical y HPT^{TM} 1071,
HPT^{TM} 1079 también de Shell Chemical.
Ejemplos para las resinas distribuidas
comercialmente como epoxi-alifáticas son, por citar
algunas, el dióxido de vinilciclohexano, como
ERL-4206, ERL-4221, ERL 4201,
ERL-4289 o bien ERL-0400 de Union
Carbide Corp.
Como resinas Novolak, pueden emplearse, por
ejemplo, Epi-Rez^{TM} 5132 de Celanese,
ESCN-001 de Sumitomo Chemical,
CY-281 de Ciba Geigy, DEN^{TM} 431, DEN^{TM}
438, Quatrex 5010 de Dow Chemical, RE 305S de Nippon Kayaku,
Epiclon^{TM} N673 de DaiNipon Ink Chemistry o bien Epicote^{TM}
152 de Shell Chemical.
Por otra parte pueden emplearse como resinas
reactivas también las resinas de melamina, como por ejemplo,
Cymel^{TM} 327 y 323 de Cytec.
Por otra parte pueden emplearse como resinas
reactivas también las resinas de fenol-terpeno, como
por ejemplo, NIREZ^{TM} 2019 de Arizona Chemical.
Por otra parte pueden emplearse como resinas
reactivas también las resinas fenólicas, como por ejemplo, YP 50 de
Toto Kasei, PKHC de Union Carbide Corp., y BKR 2620 de Showa UNion
Gosei Corp.
Por otra parte pueden emplearse como resinas
reactivas también las resinas de poliisocianato, como por ejemplo,
Coronate^{TM}L de Nipón Polyurethan Ind., Desmodur^{TM} N3300, o
bien Mondur^{TM} 489 de Bayer.
Para acelerar la reacción entre ambos
componentes, pueden agregarse a la mezcla reticulantes y
acelerantes.
Como acelerantes están indicados, por ejemplo,
los imidazoles, distribuidos comercialmente bajo las marcas 2M7,
2E4MN, 2PZ-CN, 2PZ-CNS, P0505, L07N
de Shikoku Chem.Corp. o bien, Curezol 2MZ de Air Products.
Por otra parte se emplean también aminas,
especialmente las aminas terciarias, como acelerantes.
En una forma de ejecución preferente se emplean
masas adhesivas a base de polimetacrilato. Con mucha preferencia se
emplean polímeros que como mínimo contienen los siguientes
monómeros.
a3) 70 hasta 100% en peso del éster del ácido
acrílico y/o éster del ácido metacrílico y/o sus ácidos libres de
la siguiente fórmula
CH2 =
C(R1)(COOR2),
en donde son, R1 = H y/o CH3 y R2 =
H y/o cadena alquílica con 1 a 30 átomos de
C.
Además se emplean opcionalmente para la
elaboración de polímeros los siguientes monómeros:
a4) hasta el 30% en peso de monómeros
insaturados olefínicos con grupos funcionales.
En una forma de ejecución muy preferente se
emplean para los monómeros a3) monómeros acrílicos incluyendo el
éster del ácido acrílico y el éster del ácido metacrílico con grupos
alquílicos que consisten en 1 hasta 14 átomos de C. Ejemplos
específicos, sin pretender que esta enumeración sea restrictiva,
son: el acrilato de metilo, metacrilato de metilo, acrilato de
etilo, metacrilato de etilo, acrilato de propilo, metacrilato de
propilo, acrilato de n-butilo, metacrilato de
n-butilo, acrilato de n-pentilo,
acrilato de n-hexilo, metacrilato de
n-hexilo, acrilato de n-heptilo,
acrilato de n-octilo, acrilato de
n-nonilo, acrilato de laurilo, acrilato de
estearilo, metacrilato de estearilo, acrilato de behenilo, y sus
isómeros ramificados, como por ejemplo, el acrilato de
2-etilhexilo. Otras clases de uniones a emplear, que
también pueden agregarse en pequeñas cantidades en a3), son el
metacrilato de ciclohexilo, el acrilato de isobornilo y el
metacrilato de isobomilo.
En una variante perfeccionada para a4) se
emplean monómeros acrílicos según la siguiente fórmula general,
en donde son, R1 = H y/o CH_{3} y
el resto -OR_{2} un grupo funcional representado o contenido, que
refuerza una subsiguiente reticulación de la masa autoadhesiva, que
por ejemplo, presenta en una forma de configuración especialmente
preferente un efecto
H-Donor.
Ejemplos especialmente preferentes para los
componentes a4) son el acrilato de hidroxietilo, acrilato de
hidroxipropilo, metacrilato de hidroxietilo, metacrilato de
hidroxipropilo, alcohol alilo, anhídrido del ácido maleínico,
anhídrido del ácido itacónico, ácido itacónico, acrilamida y
metacrilato de glicerililo, acrilato de bencilo, metacrilato de
bencilo, acrilato de fenilo, metacrilato de fenilo, acrilato de
t-butil fenilo, metacrilato de
t-butilafenilo, acrilato de fenoxietilo, metacrilato
de fenoxietilo, 2-Butoxyethyl metacrilato de
2-butoxietilo, acrilato de
2-butoxietilo, metacrilato de dimetilaminoetilo,
acrilato de dimetilaminoetilo, metacrilato de dimetilaminoetilo,
acrilato de dietilaminoetilo, metacrilato de cianoetilo, acrilato de
cianoetilo, metacrilato de glicerilo, metacrilato de
6-hidroxihexilo, acrilamida N-ter
butilo, metacrilamida N-metilol, metacrilamida
N-(butoximetilo), N-Methylol acrilamida
N-metilol, acrilamida de N-(etoximetilo),
acrilamida de N-isopropilo, ácido vinilácetico,
acrilato de tetrahidrofufurilo, ácido
\beta-Acriloiloxipropiónico, ácido
tricloracrílico, ácído fumárico, ácido crotónico, ácido aconítico,
ácido dimetilacrílico, componen una relación que no pretende ser en
ningún caso excluyente.
En otra forma preferente de ejecución se emplean
para el componente a4) combinaciones de vinilo aromático, en donde
el núcleo aromático preferentemente lo constituyen elementos base
C4- hasta C18 y también pueden contener hetero átomos. Ejemplos
especialmente preferidos son: estireno,
4-vinilpiridina, N-vinilftalimida,
Metilestireno,
3,4-di-metoxiestireno, ácido
4-vinilbenzóico, relación que por supuesto tampoco
pretende ser excluyente.
Para la polimerización se seleccionarán
monómeros de forma que los polímeros resultantes puedan emplearse
como masas adhesivas activables térmicamente, especialmente de forma
que, los polímeros resultantes exhiban características adherentes
de acuerdo con el "Handbook of Pressure Sensitive Adhesive
Technology" de Donatas Satas (de Nostrand, New Cork 1989). Para
estas aplicaciones la temperatura estática de transición vítrea del
polímero resultante conveniente que se sitúe por encima de 30ºC.
Para alcanzar una temperatura de transición
vítrea T_{G,A} los polímeros de T_{G,A}\geq 30ºC según los
anteriormente mencionados monómeros serán muy preferidos, la forma
de ser seleccionados y la composición cuantitativa de la mezcla
monomérica se seleccionará de forma conveniente, para que según la
fórmula Fox (G1) (véase T.G. Fox, Bull. Am. Physs. Soc. 1 (1956)
123) resulte el deseado valor T G,A para el polímero.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
n donde n representa el número de
orden para los monómeros empleados, Wn la parte de la masa de los
respectivos monómeros n (en peso %) y T_{G,N} la correspondiente
temperatura de transición vítrea del homopolímero procedente del
correspondiente monómero n en
K.
En otra forma de ejecución preferente de la
cinta autoadhesiva a la que se refiere la presente invención, se
emplean poliolefinas, concretamente,
poli-\alpha-olefinas, en lo que
respecta a la capa (i), que presentan una gama de reblandecimiento
superior a 30ºC e inferior a 150ºC, y que también después del pegado
durante el enfriamiento, solidifican de nuevo. Las masas
autoadhesivas de poliolefinas activables presentan en una forma de
ejecución preferente temperaturas estáticas de transición vítrea o
temperaturas de fusión de T_{S,A} de +65ºC a 140ºC. La fuerza
adherente de estos polímeros puede incrementarse mediante aditivos
apropiados. Así es como se admite el empleo, por ejemplo de los
copolímeros de Poliimina o de acetato de polivinilo como aditivos
promotores de la adherencia.
Para conseguir la deseada temperatura estática
de transición vítrea T_{G,A} o bien el punto de fusión T_{S,A}
han de seleccionarse los monómeros a emplear, así como sus
cantidades, también en este caso, preferentemente de forma que al
aplicar la fórmula fox(G1) resulte la temperatura
deseada.
A parte de los monómeros o bien de las
composiciones de los comonómeros para el control de la temperatura
de transición vítrea el peso molecular (peso promedio Mw) puede
variar. Para fijar una temperatura estática baja de transición
vítrea T_{G,A} o bien temperatura de fusión T_{S,A}, se
emplearan polímeros con un peso molecular medio o bajo (peso
promedio Mw). Así mismo pueden mezclarse entre sí polímeros de bajo
y alto peso molecular. En formas de ejecución especialmente
preferentes se emplean polietileno, polipropeno, polibuteno,
polihexeno, o bien copolimerizados de polietileno, polipropeno, o
polihexeno.
De la firma Degusta bajo la marca comercial
Vestoplast^{TM} se distribuyen comercialmente diversas marcas de
poli-\alpha-olefinas activables
térmicamente. Así mismo se ofrecen, tipos ricos en propeno bajo las
denominaciones: Vestoplast^{TM} 703, 704, 708, 750, 751, 792,
828, 888, ó 891. El punto de fusión T_{S,A} de estos tipos oscila
de 99 hasta 162ºC. Por otra parte se distribuyen comercialmente
tipos ricos en butano bajo la denominación Vestoplast^{TM} 308,
408, 508, 520 y 608, estos presentan puntos de fusión T_{S,A}
desde 84 a 157ºC.
Otros ejemplos referentes a masas autoadhesivas
activables térmicamente se describen en las patentes US 3 326 741,
US 3 639 500, US 4,404 246, US 4 452 955, US 4 404 3345, US 4
545,843, US 5 593 759. En estas se informa así mismo sobre otras
masas autoadhesivas térmicamente activables.
\vskip1.000000\baselineskip
Además de las capas (i) y (ii) se han previsto
otra o varias capas ("capas intermedias"), especialmente capas
de imprimación, bloqueo, y/o soporte, en donde estas funciones
también pueden reunirse en una o en varias de las otras capas.
Especialmente conveniente consiste en prever una capa
intermedia.
La capa intermedia debe ofrecer una buena
adherencia con las capas adherentes (i) y (ii). Con esta finalidad
pueden emplearse materiales autoadhesivos o bien materiales
termoplásticos. En otra forma de ejecución preferente se emplea una
imprimación.
Como imprimación están bien indicados todos los
materiales obtenibles comercialmente con esta finalidad y conocidos
por los especialistas. De modo que en una forma de ejecución
preferente se emplean: Sarane, Aziridina o bien, combinaciones de
estos. Como imprimación reactiva se utiliza un Aziridin
multifuncional, o bien, isocianato, en donde la imprimación puede
mezclarse por agitando en una matriz.
Como combinaciones de polímeros o
pre-polímeros, que resultan apropiadas como
imprimaciones pueden emplearse también combinaciones con grupos de
ácido carbónico. Entre los polímeros mas indicados se encuentran,
por ejemplo, los poliuretanos, los copolímeros de
acrilato-poliuretano, los copolímeros o terpolímeros
de polialquilenos, polialquidienos, ésteres de poliacrilato,
esteres de polialquilo, ésteres de polivinilo con ácido acrílico o
ácido metacrílico.
Ejemplos en cuanto a copolímeros son los
copolímeros de ácido acrílico-polietileno, los
copolímeros de ácido metacrílico-polietileno, los
terpolímeros del ácido acrílico/el ácido metacrílico polietileno,
copolímeros del ácido acrílico/metacrilato de metilo, copolímeros
del ácido metacrílico/polibutadieno, copolímeros del ácido
acrílico/cloruro de vinilo, y mezclas de los mismos. Los polímeros y
copolímeros preferidos son los poliuretanos, los copolímeros del
ácido acrílico/polietileno, los copolímeros del ácido metacrílico,
polietileno. Las características pueden variar según el número de
grupos del ácido carbónico.
Por otra parte las imprimaciones pueden contener
grupos reactivos. Los compuestos reticulables para las
correspondientes mezclas disponen preferentemente de grupos
multifuncionales. Esto significa que las combinaciones presentan
una funcionalidad superior o igual a 2.
Entre los reticulantes apropiados figuran, por
ejemplo, las aziridinas polifuncionales, las carbodiimidas
multifuncionales las resinas de melamina y epóxidicas
multifuncionales. Los reticulantes usados preferentemente son la
Aziriidina polifuncional, como por ejemplo el propionato
tris-(B-(N-aziridinilo)tripropano,
propionato-tris-(B-(aziridinilo)pentaeritritol,
y éster 1,3 propandiilo-2
metil-2-2etil-2((3-(2-metil-1-aziridinilo)-1-oxopropoxi)
metilo).
Alternativamente pueden también emplearse
imprimaciones con grupos hidroxi ó aminos.
Por otra parte para el endurecido pueden también
emplearse agentes ligantes. Los ligantes líquidos se disuelven en
agua, en disolventes orgánicos o bien se aplicarán como
dispersiones. Preferentemente se elegirán para el espesado del
adhesivo, las dispersiones de ligantes: Duroplastos en forma de
dispersiones de resinas fenólicas o de melamina, elastómeros en
dispersión, cauchos naturales o sintéticos o bien mayormente
dispersiones de termoplásticos, como las de acrilatos, de acetato
de vinilo, poliuretano, sistemas estireno-butadieno,
PVC y otros, así como sus copolímeros. En casos normales se trata
en este caso de dispersiones estabilizadas aniónicas o no
ionógenas, si bien en casos especiales pueden ser también una
ventaja utilizar dispersiones catiónicas.
Como material soporte, por ejemplo, para la capa
o capas intermedias se pueden emplear en este caso los materiales
usuales usados por el especialista, como láminas (poliéster, PET,
PE, PP, BOPP, PVC, poliamida, polimetacrilato, PEN, PVB, PVF,
poliamida), fieltros, espumas tejidos a la plana y láminas
tejidas.
Para los materiales termoplásticos se preferirá
especialmente el empleo de los siguientes polímeros, si bien su
enumeración no pretende ser en absoluto restrictiva: Poliuretanos,
poliésteres, poliamidas, acetato de etileno-vinilo,
cauchos sintéticos, así como, copolímeros di y tri bloques de
isopreno-estireno, (SIS), copolímeros di y tri
bloques de butadieno-estireno(SBS),
copolímeros di y tri bloques de
butadieno-estireno-etileno (SEBS),
acetato de polivinilo, poliimidas, poliésteres, copoliamidas,
copoliésteres, poliolefinas, como por ejemplo, polietileno,
polipropileno o poli(meta)acrilatos.
La capa intermedia (imprimación, capa de
bloqueo, soporte) comprende además masas adhesivas, se vuelven
adherentes bajo los efectos de la temperatura y opcionalmente de la
presión y que tras el pegado y enfriamiento al endurecer adquieren
una alta fuerza de adherencia con las capas de adhesivo (i) y
(ii).
Estas masas adhesivas activables térmicamente
presentan diversas temperaturas estáticas de transición vítrea
T_{G,A}, o bien, temperatura de fusión T_{S,A}. En una gama muy
preferida se sitúa la T_{G,A} o la T_{S,A} entre +25ºC y
250ºC.
Para optimizar las características adherentes y
la gama de activación se pueden emplear resinas promotoras de la
adherencia ó resinas reactivas.
Como resinas promotoras de la adherencia a
emplear tenemos las resinas adherentes anteriormente mencionadas y
las que se han descrito en la bibliografía. En su representación
mencionaremos: las resinas de pineno, indeno y colofónia, cuyos
derivados ésterificados, polimerizados, hidrogenados y
desproporcionados, así como sus sales, y los hidrocarburos
alifáticos y aromáticos, resinas terpénicas, y las resinas de
fenol-terpeno como C5-, C9- así como otras resinas
de hidrocarburos. Combinaciones discrecionales de estas y otras
resinas, también pueden emplearse para ajustar a voluntad las
características de las masas adhesivas resultantes.
En general pueden emplearse todas las resinas
que sean compatibles (solubles) con los correspondientes
termoplásticos, llamando mucho la atención a todas las resinas de
hidrocarburos alifáticos, aromáticos,
alquil-aromáticos, resinas de hidrocarburos a base
de monómeros puros, resinas de hidrocarburos hidrogenados, resinas
de hidrocarburos funcionales, así como a las resinas naturales.
En la exposición sobre el nivel de la Ciencia,
en el "Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology" de
Donatas Satas (de Nostrand, 1989) se informa detalladamente.
En otra forma preferida de ejecución se emplean
para la capa intermedia adhesivos térmicamente activables, que
consisten como mínimo en un elastómero y en una resina activable. En
este caso, como elastómero, se emplean preferentemente, cauchos,
policloroisopreno, poliacrilatos, cauchos-nitrilo,
cauchos nitriloepoxidados, etc. Como resinas reactivas están
indicadas, por ejemplo, las resinas fenólicas, las resinas
epoxidicas, resinas de melamina, resinas con funciones isocianato,
o bien, mezclas de las anteriormente mencionadas resinas. En
combinación con los sistemas reactivos existe también la posibilidad
de emplear un gran número de otras resinas, materiales de carga,
catalizadores, agentes para la protección del envejecimiento,
etc.
Un grupo con muchas preferencias comprende las
resinas epóxi. El peso molecular (peso promedio Mw) de la resina
epóxi varia de 100 g/mol hasta un máximo de 10000 g/mol para resinas
epóxi poliméricas.
Las resinas epóxi comprenden, por ejemplo, el
producto de reacción del bisfenol A y de la epiclorhídrina, el
producto de reacción del fenol y del formaldehído (resina Novolak) y
epiclorhidrina, éster de glicidilo, el producto de reacción de la
epiclorhidrina y p-amino-fenol.
Entre los ejemplos comerciales preferentes
figuran, por ejemplo, Araldite^{TM} 6010,
CY-281^{TM}, ECN^{TM} 1273, ECN^{TM} 1280, MY
720, RD-2 de Ciba Geigy, DER^{TM} 331, DER^{TM}
732, DER^{TM} 736, DEN^{TM} 432, DEN^{TM} 438, DEN^{TM} 485
de Dow Chemical, Epon^{TM} 812, 825, 826, 828, 830, 834, 836, 871,
872,1001, 1004, 1031 etc. de Shell Chemical y HPTTM 1071,
HPT^{TM} 1079, también von Shell Chemical.
Entre los ejemplos comerciales de las resinas
epóxi alifáticas figuran, por ejemplo, el dióxido de
vinilciclohexano, como ERL-4206,
ERL-4221, ERL 4201, ERL-4289 o bien
ERL-0400 de la Union Carbide Corp.
Como resina Novolak puede emplearse, por
ejemplo, Epi-Rez^{TM} 5132 de Celanese,
ESCN-001 de Sumitomo Chemical,
CY-281 de Ciba Geigy, DENTM 431, DENTM 438, Quatrex
5010 de Dow Chemical, RE 305S de Nippon Kayaku, Epidon^{TM} N673
de DaiNipon Ink Chemistry o bien, Epicote^{TM} 152 de Shell
Chemical.
Por otra parte, como resinas reactivas se pueden
emplear también las resinas de melamina, como por ejemplo,
Cymel^{TM} 327 y 323 de Cytec.
Por otra parte, como resinas reactivas también
se emplean las resinas fenol-terpénicas, como por
ejemplo, NIREZ 2019 de Arizona Chemical.
Así mismo pueden emplearse como resinas
reactivas, también, las resinas fenólicas, como por ejemplo, YP 50
de Toto Kasei, PKHC de Union Carbide Corp. Y BKR 2620 de Showa Union
Gosei Corp.
Tambien como resina reactiva pueden intervenir
los poliisocianatos, como por ejemplo Coronate^{TM} L de Nippon
Polyurethan Ind., Desmodur^{TM} N3300 oder Mondur^{TM} 489 de
Bayer.
Para acelerar la reacción entre los dos
componentes, pueden agregarse reticulantes y acelerantes en la
mezcla.
Como acelerantes están indicados por ejemplo,
Imidazole, distribuido comercialmente como, 2M7, 2E4MN,
2PZ-CN 2PZ-CNS, P0505, L07N de
Shikoku Chem. Corp. ó bien, Curezol 2MZ de Air Products.
Por otra parte pueden emplearse también como
acelerantes aminas, concretamente las aminas terciarias.
En otra forma de ejecución preferente para la
capa intermedia se emplean masas adhesivas o masas adhesivas
térmicamente activables a base de poli(meta)acrilato.
Muy indicados están los polímeros que contienen como mínimo de los
siguientes monómeros.
a5) 70 hasta 100% en peso de éster del ácido
acrílico y/o éster del ácido metacrílico y/o sus ácidos libres con
la siguiente fórmula
CH2 =
C(R1)(COOR2),
en donde son: R1 = H y/o CH3 y R2 =
H y/o cadenas de alquileno con 1 hasta 30 átomos de
C.
Para la elaboración de polímeros pueden
emplearse opcionalmente los siguientes monómeros:
a6) hasta el 30% en peso de monómeros olefínicos
insaturados con grupos funcionales.
En una forma de ejecución muy preferente se
emplean para los monómeros a5) monóneros acrílicos incluyendo el
éster del ácido acrílico y el éster del ácido metacrílico con grupos
alquilo con 1 hasta 14 átomos C. Ejemplos específicos, sin que ello
suponga ninguna restricción son: el acrilato de metilo, el
metacrilato de metilo, acrilato de etilo, metacrilato de etilo,
acrilato de propilo, metacrilato de propilo,
n-acrilato de butilo, metacrilato de
n-butilo, acrilato de n-pentilo,
acrilato de n-hexilo, metacrilato de
n-hexilo, acrilato de n-heptilo,
acrilato de n-octilo, acrilato de
n-nonilo, acrilato de laurilo, acrilato de
estearilo, metacrilato de estearilo, acrilato de vehenilo, y sus
isómeros ramificados, como por ejemplo,2 acrilato de
etil-hexilo. Otras clases de uniones que pueden
intervenir, que también pueden agregarse en pequeñas cantidades
bajo a1) son: el metacrilato de ciclohexilo, el acrilato de
isobornilo y el metacrilato de isobornilo.
En una variante preferente se emplean para a5)
monómeros acrílicos según la siguiente fórmula general.
en donde es, R1 = H y/o CH3, y el
resto -OR2 representa o contiene un grupo funcional que en una
subsiguiente reticulación UV refuerza la masa autoadhesiva, que,
por ejemplo, en una forma de realización especialmente preferente
presenta un efecto
H-Donor.
Ejemplos especialmente indicados para el
componente a6) son el acrilato de hydroxiethilo, acrilato de
hidroxipropilo, metacrilato de hidroxietilo, metacrilato de
hidroxipropilo, alcohol de alilo, anhídrido del ácido maleínico,
anhídrido del ácido itacónico, ácido itacónico, acrilamida y
metacrilato de gliceridilo, acrilato de bencilo, metacrilato de
bencilo, acrilato de fenilo, metacrilato de fenilo, acrilato de
t-butil-fenilo, metacrilato de
t-butil-fenilo, acrilato de
fenoxietilo, metacrilato de fenoxietilo, metacrilato de
2-butoxietilo, acrilato de 2 butoxietilo,
metacrilato de dimetilaminoetilo, acrilato de
dimetilaminoetilo,metacrilato dietilaminoetilo, acrilato de
dietilaminoetilo,metacrilato de cianoetilo, acrilato de cianoetilo,
metacrilato de glicerilo, metacrilato de
6-hidroxihexilo, acrilamida de
N-ter-butilo, metacrilamida de
N-metilol, metacrilamida de N-(butoximetilo),
acrilamida de n-metilol-acrilamida
de n-etoximetilo, acrilamida de
n-isopropilo, ácido vinil-acético,
acrilato de tetrahidrofurfurilo, ácido
\beta-acriloiloxipropiónico, ácido
tricloroacrílico, ácido fumárico, ácido protónico, ácido
acronítico, ácido dimetil-acrílico, relación que se
facilita, también en este caso sin ningún ánimo de ser
excluyente.
En otra forma de ejecución preferente, para el
componente a6) se emplean combinaciones vinílicas aromáticas, en
donde el núcleo aromático consta preferentemente de sillares
C-4 hasta C18 y también de hetero átomos. Entre los
ejemplos especialmente preferidos figuran: el estireno, la piridina
4-vinilo, la ftalimida de N-vinilo,
estireno de metilo, estireno de 3,4-dimetoxi, ácido
4-vinilbenzóico, también todos relacionados de
forma no excluyente.
Para la polimerización se seleccionan monómeros
de modo que los polímeros resultantes puedan emplearse como masas
adhesivas activables o como masas autoadhesivas de forma que los
polímeros resultantes presenten características acordes con el
"Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology" de Donatas
Satas (de Nostrand, New York 1989).
Para la utilización como masas adhesivas
térmicamente activables la temperatura estática de transición vítrea
del polímero resultante se sitúa preferentemente por encima de
30ºC. Para la aplicación como masas autoadhesivas la temperatura de
transición vítrea deseada T_{G,A} se sitúa por debajo de 15ºC.
Para alcanzar la temperatura de transición
vítrea deseada, según lo dicho anteriormente, los monómeros se
seleccionaran de forma muy preferente y las composiciones
cuantitativas de las mezclas monoméricas se seleccionaran
convenientemente de modo que resulte para el polímero el valor
T_{G,A} deseado según la fórmula Fox(G1)(ver T.G. Fox.
Bull. Am. Phys. Soc. 1(1956)123)
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
En la que n representa el número de orden de los
monómeros empleados, W_{n} la parte de la masa del correspondiente
monómero n (% en peso) y T_{G,n} la respectiva temperatura de
transición vítrea del homopolímero de los correspondientes monómeros
n en K.
En cuanto al anclaje puede ser ventajoso tratar
el polímero con Corona o Plasma antes de efectuar el revestimiento.
Para el tratamiento Plasma atmosférico, están indicados, por
ejemplo, los aparatos de la firma Plasmatreat.
En otra forma de realización preferente de la
cinta autoadhesiva a la que hace referencia la presente invención,
se emplean poliolefinas para la capa intermedia, concretamente
poli-\alpha-olefinas, que en el
mejor de los casos presenten una gama de reblandecimiento superior
a 30ºC e inferior a 150ºC y que así mismo después del pegado,
durante el enfriamiento endurezcan de nuevo. Las masas adhesivas
activables de poliolefinas, presentan en una forma de ejecución
preferente temperaturas estáticas de transición vítrea T_{g,A} o
bien, puntos de fusión T_{S,A} de + 65ºC hasta 140ºC. La fuerza
adherente de estos polímeros puede incrementarse mediante una
aditivación apropiada. De esta forma pueden emplearse, por ejemplo,
copolímeros de poliiminas o acetato de polivinilo a modo de
aditivos promotores de adherencia.
Para alcanzar la temperatura estática deseada de
transición vítrea T_{G,A} o temperatura de fusión T_{S,A} se
seleccionarán los monómeros empleados, así como sus cantidades
también de forma que al aplicar la fórmula Fox(G1) resulte
la temperatura deseada.
A parte de los monómeros o de las composiciones
co-monoméricas para el control de la temperatura de
transición vítrea, puede variarse el peso molecular (peso promedio
Mw). Para ajustar una temperatura de transición vítrea T_{G,A}
estática ó una temperatura de fusión T_{S,A}, inferior, se emplean
polímeros con un peso molecular (peso promedio Mw) medio ó
inferior. También pueden mezclarse entre sí polímeros de bajo peso
molecular con otros de alto peso molecular. En formas de ejecución
preferentes se emplean: polietileno, polipropileno, polibuteno,
polihexeno, o bien, polimerizados de polietileno, polipropeno,
polibuteno, ó polyhexeno.
De la firma Degusta, bajo la marca comercial
Vestoplast^{TM} se distribuyen diversas
poli-\alpha-olefinas activables
tèrmicamente. Así se ofrecen tipos ricos en propeno bajo las
denominaciones Vestoplast^{TM} 703, 704, 708, 750, 751, 792, 828,
888 o 891. Estos presentan puntos de fusión T_{S,A} de 99 hasta
162ºC. Además se puede disponer también de tipos ricos en butano,
bajo las marcas Vestoplast^{TM} 308, 408, 508, 520 y 608. Estos
tienen puntos de fusión T_{S,A} entre 84ºC hasta 157ºC.
Otros ejemplos de masas autoadhesivas activables
térmicamente se describen en las patentes US 3,326,741, US
3,639,500, US 4,404,246, US 4,452,955, US 4,4043345, US 4,545,843,
US 4,880,683 y US 5,593,759. En estas se advierte también de otras
masas autoadhesivas activables térmicamente.
Las masas adhesivas multicapa térmicamente
activables pueden elaborarse siguiendo diversos procedimientos. En
uno de ellos muy preferente, las capas (i), (ii) y la capa
intermedia (en) es conducida mediante un procedimiento de
coextrusión simultáneamente a través de una boquilla de coextrusión.
La coextrusión de la capa intermedia (en) tiene lugar
opcionalmente, según la estructura del producto.
Según otro procedimiento las masas adhesivas
(i), (ii) y la capa intermedia (en) se aportan por separado. En una
primera fase, la masa adherente (i) se aplica recubriendo un papel
separador o un forro separador o bien un forro de proceso. El
revestimiento puede realizarse en solución o en fase fundida. En el
revestimiento en solución se opera preferentemente empleando una
técnica con rasqueta, como es usual en la manipulación de masas
adhesivas en solución, para lo cual en este caso pueden emplearse
todas las técnicas de rasqueta usadas por los especialistas. Para
la preferida aplicación de la masa en fase fundida, caso de que el
polímero se disponga en solución, se extraerá el disolvente,
preferentemente en una extrusora de concentración bajo presión
reducida, para lo cual se podrá emplear, por ejemplo, una extrusora
de mono o doble husillo, en donde destilar preferentemente el
disolvente en varias o en una sola fase de vacío, disponiendo de un
dispositivo de alimentación precaldeado. Luego se efectúa el
revestimiento mediante una boquilla de fusión o una boquilla de
extrusión, en donde dado el caso la película adhesiva es estirada
para conferirle el espesor optimo de revestimiento.
En un segundo paso la masa adhesiva (ii) ya
provenga en solución o en fase fundida se aplica sobre la masa
adhesiva (i).
Para el revestimiento a partir del producto en
solución se emplean preferentemente disolventes, que no disuelven
ni activan la capa (i). Se prefiere, como sucede usualmente con la
elaboración de las masas adhesivas en solución, operar con la
técnica de la rasqueta, para lo que pueden emplearse todas las
técnicas conocidas de este método por los especialistas. Para la
aplicación a partir de la masa fundida, caso de que el polímero se
disponga en solución, se extraerá el disolvente preferentemente en
una extrusora de concentración bajo presión reducida, para lo cual,
por ejemplo, puede emplearse una extrusora de mono o doble usillo,
que preferentemente destile el disolvente en varias o en una misma
fase de vacío y que disponga de un dispositivo de alimentación con
precaldeo. Entonces se efectúa el revestimiento mediante una
boquilla de fusión o una boquilla de extrusión, en donde dado el
caso, la película adhesiva es estirada para conferirle el espesor
óptimo de revestimiento. Para una estructura multicapa con
capa(s) intermedia(s),
en el segundo paso, la(s) capa(s) intermedia(s) se aplica revistiendo la capa de adhesivo (i) en solución o en fase fundida. Opcionalmente en un segundo paso también se aplica un revestimiento sobre la capa adhesiva (ii) ya sea en solución o en fase fundida y luego se dobla con la capa (i).
en el segundo paso, la(s) capa(s) intermedia(s) se aplica revistiendo la capa de adhesivo (i) en solución o en fase fundida. Opcionalmente en un segundo paso también se aplica un revestimiento sobre la capa adhesiva (ii) ya sea en solución o en fase fundida y luego se dobla con la capa (i).
En un tercero procedimiento las capas
individuales se revisten por separado y a continuación se doblan
conjuntamente. El revestimiento separado de las masas adhesivas (i)
y (ii) y de la capa intermedia (en) puede efectuarse ya sea en
solución como en fase fundida, realizándose siguiendo el
procedimiento anteriormente descrito. A continuación las capas se
doblan conjuntamente. Para ello conviene emplear un sistema de
rodillos caldeables. Mediante la aplicación de calor, las capas
adhesivas (i) y (ii) y en según que casos la(s)
capa(s) intermedia(s) mejoran claramente el anclaje y
la adherencia.
Generalmente para el perfeccionamiento del
anclaje, puede ser necesario dar a una dos o todas las capas un
tratamiento Corona y/o Plasma y/o Llama. Así mismo puede aplicarse
cualquier otro método para aumentar la tensión superficial, como
por ejemplo el tratamiento con ácido -cromo- azufre ó ácido
tricloracético, o bien, ácido trifluoracético.
Después del revestimiento de las masas adhesivas
a las capas (i) y/ó (ii) y/o de la(s) capa(s)
intermedia(s), puede ser necesario reticular las capas.
Para la reticulación opcional con luz UV las
masas adhesivas para las capas (i) y/o (ii) y/o la(s)
capa(s) inter-
media(s) se agregarán fotoiniciadores absorbentes de UV. Los fotoiniciadores idóneos que pueden usarse perfectamente, son: éter-benzoínicos, como por ejemplo, éter benzoin-metílico y éter benzoin isopropílico, acetofenona sustituida, como por ejemplo, acetofenona 2,2-dietoxi (distribuida como Irgacure 651® de la firma Ciba Geigi®), 1-feniletanona 2,2 dimetoxi-2-fenilo, acetofenona dimetoxihidroxi, \alpha cetola substituida, como por ejemplo propiofenona 2-metoxi-2-hidroxi, cloruro de sulfonilo aromático, como por ejemplo, cloruro de sulfonilo 2-naftilo, y oximas fotoactivas, como por ejemplo, oxima de 2-(O-etoxicarbonilo) 1-fenil-1-2-propandion.
media(s) se agregarán fotoiniciadores absorbentes de UV. Los fotoiniciadores idóneos que pueden usarse perfectamente, son: éter-benzoínicos, como por ejemplo, éter benzoin-metílico y éter benzoin isopropílico, acetofenona sustituida, como por ejemplo, acetofenona 2,2-dietoxi (distribuida como Irgacure 651® de la firma Ciba Geigi®), 1-feniletanona 2,2 dimetoxi-2-fenilo, acetofenona dimetoxihidroxi, \alpha cetola substituida, como por ejemplo propiofenona 2-metoxi-2-hidroxi, cloruro de sulfonilo aromático, como por ejemplo, cloruro de sulfonilo 2-naftilo, y oximas fotoactivas, como por ejemplo, oxima de 2-(O-etoxicarbonilo) 1-fenil-1-2-propandion.
Los arriba mencionados y otros fotoiniciadores
indicados del tipo Norrish I y Norrish II pueden contener los
siguientes restos: benzofenona, acetofenona, benzilfenona,
benzoinfenona, hidroxialkilfenona, cetona de
fenil-ciclohexilo, antraquinona, óxido de
trimetilbenzoilfosfina, cetona de metil tiofenilo, morfolina,
aminocetona, azobenzoina, tioxantona, hexarilbisimidazol, triazina,
o bien restos de fluorenona, en donde cada uno de estos restos puede
sustituirse adicionalmente con uno o varios átomos de halógenos y/o
uno o varios grupos alquiloxi y/o uno o varios grupos amina o
grupos hidróxi. Un resumen general representativo lo facilita
Fouassier: "Foto-iniciación,
Foto-polimerización y Foto-curado:
Fundamentos y aplicaciones", Hanser-Verlag,
München 1995. Como complemento puede extraerse de Carroy et
al. en "Chemistry and Technology of UV and EB Formulation for
Coatings, Inks and Paints", Oldring (Hrsg.), 1994, SITA, London
zu Rate.
En principio también es posible reticular las
capas con chorros de electrones. Los dispositivos típicos que
pueden emplearse para la irradiación son los sistemas de cátodos
lineales, sistemas de escaneado, o bien, sistemas de segmentos
catódicos, tratándose a menudo de acelerantes de segmentos
catódicos. Una amplia descripción del nivel de la técnica y de los
parámetros mas importantes del procedimiento se encuentran en
Skelhorne, "Electron Beam Processing", en Chemistry and
Technology de UV y EB Formulation for Coatings, Inks and Paints,
Vol. 1, 1991, SITA, London. Las tensiones de aceleración típicas se
sitúan en la gama entre 50 kV y 500 kV preferentemente entre 80 kV
y 300 kV. Las cajas de dispersión empleadas oscilan entre 5 y 150
kGy, especialmente entre 20 y 100 kGy.
En otra forma de ejecución resulta ventajoso
reticular las capas térmicamente.
Como materiales soporte para las masas adhesivas
multicapa se utilizan los materiales corrientes y usuales empleados
por los especialistas, como laminas de (poliéster, PET, PE, PP,
BOPP, PVC, Poliimida), velos, espumas, tejidos y láminas tejidas
como papel separador (Glassine, HDPE, LDPE). Los materiales soporte
se proveen de una capa de separación. La capa de separación, en una
forma de ejecución muy preferente de la presente invención,
consiste en una laca separadora de silicona, o bien, en una laca
separadora fluorada.
A parte de esto forma parte de la presente
invención una unidad de pegado consistente en un cuerpo de tarjeta,
una lámina adhesiva como mínimo de dos capas, tal como se represento
anteriormente y que fue descrita para aplicarse según el presente
invento y un módulo tipo chip.
El ensayo de curvado Iso se realiza de forma
análoga al método Iso/IEC 10373: 1993
\euroSección 6.1. El ensayo se da por superado cuando en total se han efectuado más de 4000 flexiones.
En el ensayo de curvado extremo un recorte de 3
cm de ancho se comprime conjuntamente con el módulo eléctrico
situado en el centro, recortado de la tarjeta chip y luego 10 x de 3
cm de ancho por 2,5 cm de ancho. El ensayo se da por superado,
cuando el módulo eléctrico no se desprende.
En el ensayo manual, la tarjeta chip es curvada,
con la mano, por uno de ambos extremos, situados mas próximos al
modulo eléctrico, hasta que la tarjeta o bien el módulo rompen.
Entonces el ensayo se considera superado. Si el módulo eléctrico se
desprende o salta, el ensayo se considera como no superado.
Todos los nombres comerciales describen los
productos, tal como el día preferente en que comercialmente fueron
adquiridos.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
1)
Tesa HAF 8405® (Espesor de la capa de masa
adhesiva 30 \mum, a base de un caucho nitrilo y una resina
fenólica,
= capa adherente (ii)) se reviste con una extrusora de un solo husillo SIG provista de una boquilla de extrusión Breyer(ranura de 300 \mum) a 170ºC con una capa de adhesivo tesa HAF 8440® (capa adhesiva 45 \mum a base de copoliamida no reactivable, = capa adhesiva (i)). El compuesto se hace pasar antes de enrollarse por un rodillo enfriador.
= capa adherente (ii)) se reviste con una extrusora de un solo husillo SIG provista de una boquilla de extrusión Breyer(ranura de 300 \mum) a 170ºC con una capa de adhesivo tesa HAF 8440® (capa adhesiva 45 \mum a base de copoliamida no reactivable, = capa adhesiva (i)). El compuesto se hace pasar antes de enrollarse por un rodillo enfriador.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
2)
Tesa HAF 8405® (Espesor de la capa de masa
adhesiva 30 \mum, a base de un caucho nitrilo y una resina
fenólica, = capa adherente(ii)) se reviste con una extrusora
de un solo husillo SIG provista de una boquilla de extrusión Breyer
(ranura de 300 \mum) a 170ºC con un copoliéster
(Grilltex^{TM}1616, de la firma EMS-Grilltex= capa
adhesiva (i)). El espesor de capa del copoliéster alcanza en su
totalidad 50 \mum El compuesto se hace pasar antes de enrollarse
por un rodillo enfriador.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
3)
El poliuretano (Pearlthane^{TM} D 12 F75, de
la firma Danquinsa= Capa adhesiva (ii)) se aplica por revestimiento,
calentado y bajo presión a 170ºC sobre un papel separador
recubierto, aproximadamente, con 1,5 g/m^{2} de siloxano de
polidimetilo. El espesor de capa de la capa adhesiva (ii) alcanzó
después del revestimiento 40 \mum. A continuación en un segundo
paso se recubre con tesa HAF 8440 (capa de adhesivo de 45 \mum a
base de copoliamida = capa adhesiva (i)) aplicándola sobre la capa
(ii). El compuesto se hace pasar antes de enrollarse por un rodillo
enfriador.
\vskip1.000000\baselineskip
La implantación del módulo eléctrico en el
cuerpo de la tarjeta se realiza con un dispositivo implantador de
la firma Rhulamat. Insertar el módulo en posición de ensayo.
Para ello se emplearon los siguientes
materiales.
El módulo eléctrico: Nedcard Dummy, cinta tipo.
0232-10
Tarjetas de PVC: Firma CCD
Tarjeta de ABS: firma ORGA
\vskip1.000000\baselineskip
En un primer paso se doblan en un tren de
doblado de dos cilindros de la firma Storck GMBH los ejemplos de 1
a 3 con 2 bar de presión sobre la faja-módulo de la
firma Nedcard. Aquí debe tenerse en cuenta que la capa de adhesivo
(i) sea aplicada recubriendo directamente la faja módulo.
A continuación se implantan los módulos
eléctricos en la cavidad correspondiente del cuerpo de la
tarjeta.
Para todos los ejemplos se emplearon los
siguientes parámetros:
Paso en caliente: 2
Temperatura de la estampa: 190ºC
Tiempo: 2 x 1s
Paso de enfriamiento: 1x800 ms, 25ºC
Presión: 70N por módulo
Las tarjetas chip confeccionadas con las masas
adhesivas a las que hace referencia la presente invenciones
ensayaron aplicando los métodos de ensayo A, B y C. Los resultados
se exponen en la tabla 1.
\vskip1.000000\baselineskip
Puede deducirse que todos los ejemplos,
referencia de la presente invención, satisficieron los criterios
más importantes exigibles a una tarjeta chip de ahí que estén
perfectamente indicados para el pegado de módulos eléctricos sobre
cuerpos de tarjetas.
Claims (8)
1. Empleo de una lámina adhesiva para el pegado
de un módulo-chip en el cuerpo de una tarjeta,
presentando como mínimo dos capas adhesivas (i) y (ii), en donde
como mínimo las dos capas (i) y (ii) de la lámina adhesiva se
diferencian entre sí químicamente.
2. Empleo según la reivindicación 1,
caracterizado porque, el producto adhesivo de las capas (i)
y/o (ii) es un autoadhesivo.
3. Empleo, como mínimo, según una de las
anteriores reivindicaciones, caracterizado porque, una capa
(i) presenta una elevada compatibilidad de pegado con los
materiales epoxi y/o poliimidas y la otra capa (ii) una elevada
compatibilidad de pegado con policarbonato, polietileno,
polipropileno, plásticos copolímeros de
acrilonitrilo-butadienoestireno, tereftalato de
polietileno y/o cloruro de polivinilo.
4. Empleo, como mínimo, según una de las
anteriores reivindicaciones, caracterizado porque, la capa
(i) se ha confeccionado a partir de polímeros termoplásticos,
concretamente a base de poliésteres, poliamidas, copoliésteres, y/o
copoliamidas.
5. Empleo, como mínimo, según una de las
anteriores reivindicaciones, caracterizado porque la capa
(ii) es a base de poliuretano y/o caucho, especialmente caucho
sintético.
6. Empleo, como mínimo, según una de las
anteriores reivindicaciones, caracterizado porque, la capa
(ii) basada en sistemas térmicamente activables, concretamente en
un elastómero y como mínimo una resina reactiva, para lo cual se
emplean especialmente, cauchos, policloroisopreno, poliacrilatos
cauchos nitrilo y/o caucho nitrilo epoxidado como elastómeros y/o
resinas fenólicas, resinas epoxi, resinas de melamina y/o resinas
con función de isocianato solas o en combinación con otras
empleadas como resinas reactivas.
7. Empleo, como mínimo, según una de las
anteriores reivindicaciones, caracterizado porque, entre la
capa (i) y la capa (ii) se encuentran una u otras varias capas,
concretamente una o varias capas de imprimación, bloqueo y/o
soporte.
8. Dispositivo para el pegado consistente en un
cuerpo de tarjeta, como mínimo, una lámina adhesiva de dos capas
según cualquiera de las anteriores reivindicaciones y un módulo tipo
chip.
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DE10339199 | 2003-08-22 |
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