MXPA06007084A - Adhesivo de termoinpregnacion. - Google Patents

Abstract

La presente invencion se refiere a una pelicula adhesiva que consiste de un termoplastico y opcionalmente una o mas resinas. De acuerdo con la invencion: a) el sistema adhesivo tiene una temperatura de reblandecimiento que es mayor que 65 degree C y menor que 125 degree C; b) un indice de flujo de fusion (ISO 1133) que es mayor que 3 y menor que 100 cm3/10 minutos, c) un modulo de almacenamiento G', medido de acuerdo con el metodo de prueba A, a 23 degree C que es mayor que 107 Pas, d) un modulo de perdida G'', medido de acuerdo con el metodo de prueba A, a 23 degree C que es mayor que 106 Pas; e) y un cruzamiento, medido de acuerdo con el metodo de prueba A, menor que 125 degree C.

Description

ADHESIVO DE TERMOIMPREGNACION DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a un adhesivo de termoimpregnación termoplástico opcionalmente con resina reactiva, el cual se activa en implantación de temperaturas de 150°C y se usa para unir módulos eléctricos a cuerpos de tarjeta. Con relación a la implantación de módulos eléctricos en cuerpos de tarjeta la técnica previa ya ha descrito una multiplicidad de métodos de unión u hojas adhesivas. El objeto de tales implantaciones es producir' tarjetas telefónicas, tarjetas de crédito, tarjetas para máquina de aparcamiento, tarjetas de seguros, etc. Los ejemplos de los métodos de unión de adhesivo correspondientes se encuentran por ejemplo en las patentes EP 0 842 995 A, EP 1 078 965 A, y DE 199 48 560 A. En este campo de unión de adhesivo, sin embargo, el impedimento continuamente se presenta en cuanto a los requerimientos impuestos en el sistema adhesivo. Por ejemplo, el adhesivo se debe adherir bien á policarbonato, a ABS, PVC, y PET, y también al módulo eléctrico. La unión generalmente es a materiales epoxi, poliésteres o poliimidas. En un tiempo se usaron ciano acrilatos como adhesivos líquidos, y tienen la ventaja de óptimo humedecimiento tanto del cuerpo de Ref. 173239 tarjeta como del chip eléctrico. Esta tecnología, sin embargo, está extinta, puesto que las operaciones son muy lentas . La evaporación del solvente de la cavidad en el cuerpo de tarjeta fue lenta; las boquillas de medición se llegaron a bloquear durante el tiempo muerto, como un resultado del secado, y también fueron de pobre capacidad de medición; y el adhesivo líquido igualmente requirió un cierto tiempo de curado. Como un resultado, la calidad de la unión de adhesivo fue indudablemente pobre. En este punto se prueba que los adhesivos de termoimpregnación son marcadamente superiores a sus contrapartes líquidas. No obstante, también, la sección de compuestos adecuados es muy limitada, debido a los requerimientos exigentes impuestos en su técnica de unión. Una restricción involucra los materiales muy diferentes que se deben unir. Debido a las polaridades muy diferentes de PC, PVC, PET, ABS, epoxi, y poliimida, es imposible encontrar un polímero único el cual se adhiera igualmente bien a todos los materiales . Además, los requerimientos impuestos por los usuarios finales están aumentando cada vez más. Por ejemplo, la planeidad del módulo eléctrico con el cuerpo de tarjeta es un criterio importante, puesto que de otra forma podría no ser posible más tiempo leer las tarjetas. Esto implica un límite superior en las temperaturas de implantación, puesto que, por ejemplo, el PVC en particular tiende a desformarse- a temperatura de implantación arriba de 170°C. Otro criterio es el requerimiento del sector banquero que los módulos eléctricos no deberán ser capaces de ser removidos sin destrucción. En consecuencia, la cohesión interna del adhesivo debe ser muy alta, de modo que no se divide por la mitad y la adhesión a cualquier lado (cuerpo de tarjeta + módulo eléctrico) es extremadamente alta. Al mismo tiempo, sin embargo, el adhesivo también debe tener una flexibilidad muy alta, puesto que después de la implantación las tarjetas pasan a través de pruebas de torsión y una prueba de flexión. Preferiblemente, el material de tarjeta debe romperse antes de cualquier falla de adhesión al cuerpo de tarjeta y al módulo eléctrico. En general, no son tolerados aún casos de levantamiento en el borde. Un criterio adicional son las fluctuaciones de temperatura y el efecto de humedad, puesto que en el transcurso de su uso subsiguiente estas tarjetas deben soportar tanto temperaturas altas como bajas y en algunos casos son aún requeridas para sobrevivir un tránsito a través del lavado. En consecuencia, el adhesivo debe no llegar a ser quebradizo a bajas temperaturas, debe no derretirse a altas temperaturas, y debe poseer una baja predisposición a absorber agua. Un criterio de requerimiento adicional, debido a los números crecientes de demanda de tarjetas, es la velocidad de procesamiento. El adhesivo debe reblandecerse o fundirse muy rápidamente, de modo que la operación de implantación se puede concluir dentro de un segundo. El objeto sobre el cual se basa la invención, en vista de esta técnica previa, es aquel de la especificación de una hoja adhesiva para implantar módulos eléctricos en un cuerpo de tarjeta, la hoja cumple los criterios especificados anterior y desarrolla adhesión muy alta - a los diferentes cuerpos de tarjeta y módulos eléctricos en el troquel en particular a temperaturas de implantación de 150°C. De conformidad con la invención, el objeto se logra por medio de una hoja adhesiva compuesta de un termoplástico y opcionalmente una o más resinas, en donde el sistema adhesivo a) tiene una temperatura de reblandecimiento mayor que 65 °C y menor que 125°C, b) un índice de flujo de fusión mayor que 3 y menor que 100 cm3/10 minutos (medido en analogía con ISO 1133 a T = 150°C y 2.16 kg) , c) un módulo de almacenamiento G' a 23°C, como se mide por el método de prueba A, mayor que 107 Pas. d) un módulo de pérdida G" a 23 °C, como se mide por el método de prueba A, mayor que 106 Pas . e) y un cruzamiento (identidad de módulo de almacenamiento con módulo de pérdida) , como se mide por el método de prueba A, de menos de 125°C. El sistema adhesivo activable por temperatura, en virtud de las propiedades reológicas, tiene un comportamiento de flujo optimizado. Además, la temperatura de cruzamiento debe estar por debajo de 125°C, puesto que de otra forma el adhesivo no llegará a ser fluido y por lo tanto no podría proporcionar humedecimiento óptimo ya sea de la superficie de tarjeta o del módulo eléctrico . En el punto de cruzamiento existe intersección de las curvas de módulo de almacenamiento G' y módulo de pérdida G" ; físicamente esto se puede interpretar como la transición de comportamiento elástico a viscoso. Además, el componente elástico, es decir, el módulo de almacenamiento G' , debe ser mayor que 107 Pas, y el componente viscoso, es decir, el módulo de pérdida G" , debe ser mayor que 10s Pas, puesto que de otra forma el adhesivo no es asegura con flexibilidad óptima. El adhesivo debe asegurar las cargas que ocurren entre el cuerpo de tarjeta y módulo eléctrico aún bajo casos de severa distorsión. Por esto la necesidad de un comportamiento viscoelástico reológicamente optimizado. El Índice de flujo de fusión debe .estar entre 3 y 50 cm lO minutos. A un número de menos de 3 cm3/10 minutos, la superficie de tarjeta no se humedece adecuadamente. A números mayores que 50 cm3/10 minutos, el adhesivo se comprime durante la implantación. La unión de adhesiva del módulo eléctrico 2 a un cuerpo de tarjeta 3 se representa esquemáticamente en la figura 1) . El adhesivo activable por temperatura 1 de la invención posee un espesor de capa de entre 10 y 100 µm en una versión preferida y un espesor de capa de 30 a 80 µm en una versión particularmente preferida.

Adhesivo activable por calor El adhesivo activable por calor sirve, en particular, como una hoja adhesiva para unir módulos de chip eléctricos en cuerpos de tarjeta, la capa adhesiva respectiva desarrolla muy buena adhesión al cuerpo de tarjeta y al módulo de chip eléctrico después de la activación con temperatura. Para la unión del módulo eléctrico, el adhesivo activable por calor posee buena adhesión a materiales epoxi, poliésteres, y poliimidas, y para la unión a cuerpos de tarjeta posee buena adhesión a PC, ABS, PVC, y PET. En una versión muy preferida se emplean materiales termoplásticos para este propósito, tales como poliuretanos, poliésteres, poliamidas, etileno-acetatos de vinilo, cauchos sintéticos, tales como copolímeros de dibloque y tribloque de estireno- isopreno (SIS) , copolímeros de dibloque y tribloque de estireno-butadiento (SBS) , copolímeros de dibloque ' y tribloque de estireno-etileno-butadieno (SEBS) , acetato de polivinilo, poliimidas, poliéteres, copoliamidas, copoliésteres, poliolefinas, tales como polietileno, polipropileno, o poli (met) acrilatos, por ejemplo. La enumeración no establece derechos de integridad. Los polímeros poseen un intervalo ' de reblandecimiento de entre 65 y 125°. Para optimizar las propiedades adhesivas técnicas y el intervalo de activación es posible agregar resinas reactivas o resinas que mejoran la resistencia a unión. La proporción de las resinas está entre 2% y 50% en peso basado en el termoplástico. Las resinas de pegajosidad para adición que se pueden usar incluyen, sin excepción, todas las resinas de pegajosidad que son ya conocidas y descritas en la literatura. Las representativas que se pueden mencionar incluyen las resinas de pineno, resinas de indeno, y colofonias, sus derivados desproporcionados, hidrogenados, polimerizados y esterificados y sales, las resinas de hidrocarburo alifático y aromático, resinas de terpeno, y resinas terpenfenólicas, y también resinas de hidrocarburo de C5 , C9 y otros . Cualquiera de las combinaciones deseadas de estas y resinas adicionales se puede usar para ajustar las propiedades del adhesivo resultante de conformidad con los requerimientos. Generalmente hablando es posible usar todas las resinas que son compatibles con (solubles en) el termoplástico; se puede hacer referencia en particular a todas las resinas alifáticas, aromáticas, y alquilaromáticas , resinas de hidrocarburo basadas en monómeros únicos, resinas de hidrocarburo hidrogenado, resinas de hidrocarburo funcional, y resinas neutrales. La atención expresa se dirige a la representación del estado de conocimiento en el "Handook of Pressure Sensitive Adhesive Technology" de Donatas Satas (van Nostrand, 1989) . En una modalidad adicionalmente preferida, las resinas reactivas se adicionan al adhesivo activable por calor. Un grupo muy preferido incluye resinas epoxi . El Mw (peso promedio) de peso molecular de las resinas epoxi varía de 100 g/mol hasta un máximo de 10000 g/mol para resinas epoxi poliméricas . Las resinas epoxi incluyen, por ejemplo, el producto de reacción de bisfenol A y epiclorohidrina, el producto dé reacción de fenol y formaldehído (resinas novolak) y epiclorohidrina, esteres de glicidilo, el producto de reacción de piclorohidrina y p-aminofenol. Los ejemplos comerciales preferidos son Araldite™1 60,10, CY-281MR, ECN™ 1273, ECN™ 1280, MY 720, RD-2 de Ciba Geigy, DER™ 331, DER™ 732, DER™ 736, DEN™ 432, DEN™ 438, DEN™ 485 de Dow Chemical, Epon™ 812, 825, 826, 828, 830, 834, 836, 871, 872, 1001, 1004, 1032 etc. de Shell Chemical, y HPT™ 1071, HPT™ 1079 igualmente de Shell Chemical. Los ejemplos de resinas epoxi alifáticas comerciales son dióxidos de vinilciclohexano, tales como ERL-4206, EL-4221, ERL-4201, ERL-4289 o ERL-0400 de Union Carbide Corp. Los ejemplos de resinas novolak las cuales se pueden usar incluyen Epi-Rez™ 5132 de Celanese, ESCN-001 de Sumitomo Chemical, CY-281 de Ciba Geigy, DEN™ 431, DEN™ 438, Quatrex 5010 de Dow Chemical, RE 305S de Nippon Kayaku, Epiclon™ N673 de DaiNipon Ink Chemistry o Epicote™ 152 de Shell Chemical. Como resinas reactivas es posible, además, usar resinas de melamina, tales como Cymel™ 327 y 323 de Cytec . Como resinas reactivas también es posible, además, usar resinas terpen-fenólicas, tal como NIREZ™ 2019 de Arizona Chemical. Como resinas reactivas también es posible, además, usar resinas fenólicas, tales como YP 50 de Toto Kasei, PKHC de Union Carbide Corp., y BKR 2620 de Showa Union Gosei Corp. Como resinas reactivas también es posible, además, usar poliisocianatos, tales como Corónate™ L de Nippon Polyurethan Ind. y Desmodur™ N3300 o Mondur™ 489 de Bayer. Para acelerar la reacción entre dos componentes también es posible, opcionalmente, adicionar reticuladores y aceleradores en la mezcla. Los ejemplos de aceleradores adecuados incluyen imidazoles, comercialmente disponibles como 2M7, 2E4MN, 2PZ- CN, 2PZ-CNS, P0505, L07N de Shikoku Chem. Corp. O Curezol 2MZ de Air Products . Además, también es posible usar aminas, especialmente aminas terciarias, para aceleración. Además de resinas reactivas, también es posible emplear plastificantes. En este punto, en una modalidad preferida de la invención, los plastificantes basados en éteres de poliglicol, óxidos de polietileno y esteres de fosfato se pueden usar, como pueden ser esteres carboxilicos alifáticos y esteres benzoico. Además, también es posible usar esteres carboxílicos aromáticos, dioles de masa molecular relativamente alta, sulfonamidas, y esteres adípicos . Una posibilidad adicional es agregar opcionalmente rellenadores (por ejemplo, fibras, negro de humo, óxido de zinc, dióxido de titanio, tiza, esferas de vidrio sólidas o huecas, microesferas hechas de otros materiales, sílice, silicatos), nucleadores, expansores, agentes de composición y/o inhibidores de envejecimiento, en la forma por ejemplo de antioxidantes primarios y. secundarios o de estabilizadores de luz . En una modalidad adicionalmente preferida de la cinta adhesiva sensible a la presión de la invención, se hace uso para la capa (1) de poliolefinas, especialmente poli-a-olefinas, las cuales tienen un intervalo de reblandecimiento mayor que 65 °C y menor que 125 °C y las cuales igualmente se vuelven a solidificar después de la unión adhesiva, en el transcurso del enfriamiento. La compañía Degussa produce un número de diferentes poli- -olefinas activables por calor comercialmente disponibles bajo la marca registrada Vestoplas't™. En una modalidad preferida, los adhesivos activables por calor tienen temperaturas de reblandecimiento estático Ts,a o puntos de fusión Tm,a de 65°C a 125 °C. La resistencia a la adherencia de estos polímeros se puede elevar por medio de adición controlada. Por consiguiente es posible, por ejemplo, usar copolímeros de poliimina o copolímeros de acetato de polivinilo como aditivos promotores de resistencia a la adherencia.

Proceso de producción Para el procesamiento adicional de la unión adhesiva de módulos eléctricos a cuerpos de tarjeta, el adhesivo activable por calor se debe hacer disponible en un papel de liberación o un forro de liberación. El revestimiento puede tomar lugar desde la solución o, muy preferiblemente, desde la fusión. Para la aplicación desde la fusión un poco del solvente -si el polímero está en solución- se retira preferiblemente en un extrusor de concentración bajo presión reducida, lo cual se puede realizar usando, por ejemplo, extrusores de tornillo único o dos tornillos, los cuales preferiblemente destilan el solvente en diferentes o idénticas etapas de vacío y poseen un pre-calentador de alimentación. El revestimiento luego toma lugar vía un troquel de fusión o un troquel de extrusión, con la película de adhesivo siendo estirada si se desea para lograr el espesor de revestimiento óptimo. El mezclado de las resinas se puede realizar usando un mezclador o un extrusor de dos tornillos para mezclado. Los materiales de respaldo usados para el adhesivo son los materiales habituales familiares para el trabajador experto, tales como películas (poliésteres, PET, PE, BOPP, PVC, poliimida) , no tejidos, espumas, telas tejidas, y películas tejidas, y también papel de liberación (papel cristal, HDPE, LDPE) . Los materiales de respaldo deben haber sido proporcionados con una capa de liberación. En una versión muy preferida de la invención la capa de liberación está compuesta de un barniz de liberación de silicona o de un barniz de liberación fluorado.

Ejemplos Métodos de Prueba: Reología A) La medición se realizó usando un reómetro de Rheometrics Dynamic Systems (RDA II) . El Rheomatics Dynamical Analyser (RDA II) midió el par de torsión el cual ocurre cuando un cizallamiento oscilante se aplicó a una muestra retirada (control de deformación) . El diámetro de muestra fue 8 mm, el espesor de muestra entre 1 y 2 mm. La medición se realizó usando la configuración placa en placa (placas parelelas) . La curva de temperatura se registró desde 0 a 150°C con una frecuencia de 10 rad/s.

Iso- flexión B) La prueba de iso-flexión se realizó en analogía con el estándar Iso/IEC 10373:1993 (E) - sección 6.6. La prueba se pasa si un total de más de 4000 flexiones se logran.

Prueba de flexión extrema C) En la prueba de flexión extrema un recorte de 3 cm de ancho, con el módulo eléctrico situado en el centro, se cortó de la tarjeta inteligente y luego se prensaron conjuntamente 10 x desde una anchura de 3 cm a una anchura de 2.5 cm. La prueba se pasa si el módulo eléctrico no llega a estar separado.

Prueba manual D) En la prueba manual la tarjeta inteligente se dobló con la mano sobre una de las dos esquinas situada cercana al módulo eléctrico, a un grado tal que la tarjeta se rompe o el módulo se rompe. La prueba en este caso se pasa. Si el módulo eléctrico llega a estar separado o torcido, la prueba se falla.

MFI E) El índice de flujo de fusión, MFI, se realizó en analogía con ISO 1133 (Procedimiento B, velocidad de flujo de volumen MVR) . La prueba se realizó a 150°C a 2.16 kg.

Otros métodos de prueba Las masas molares se determinaron por mediciones de CPG (cromatografía de permeación de gel) . Preparación de una solución de la muestra en tetrahidrofurano con una concentración de 3 g/l; disolución a temperatura ambiente por 12 horas; posteriormente, filtración de la solución a través de un filtro desechable de 1 µm, adición de aproximadamente 200 ppm de tolueno como estándar interno. Usando un muestreador automático, 20 µl de la solución se sometieron a "cromatografía como sigue: una columna 103© de 50 mm de largo es seguida por una columna 106®, una 104®, y una 103©, cada una con una longitud de 300 mm. El eluyente usado es tetrahidrofurano, el cual se bombeó a una velocidad de flujo de 1.0 ml/min. Las columnas se calibraron con estándares de poliestireno, la detección tomo lugar por la medición del cambio en el índice refractivo con - la ayuda de un refractómetro diferencial Shodex Rl 71) . Las temperaturas de reblandecimiento se determinaron preferiblemente por vía de calorimetría de exploración diferencial (CDE) .

Investigaciones : Referencia 1) Película de poliamida XAF 34.408 de Collano-Xiro Referencia 2) Película PU XAF 36.304 de Collano Xiro Ejemplo 1) Se mezclaron Griltex 9 E (copoliéster) de EMS- Grilltech + 25% en peso de EPR 0191 (resina epoxi, resina de bisfenol A con intervalo de reblandecimiento de 60 °C) de Bakelite en un mezclador registrador de Haake a aproximadamente 130°C por 15 minutos a 25 rpm. El adhesivo activable por calor se extruyó posteriormente a 140°C entre dos hojas de papel de liberación de papel cristal siliconizado a 60 µm. De acuerdo con el método de prueba E) el MFI fue 30 cm3/10 minutos.

Ejemplo 2) Se extruyó Griltex 9 E (copoliéster) de EMS-Grilltech a 140°C entre dos hojas de papel de liberación de papel cristal siliconizado a 60 µm. De acuerdo con el método de prueba E) el MFI fue 18 cm3/10 minutos.

Ejemplo 3) Se mezclaron Platamid 2395 (copoliamida) de Atofina + 20% en peso de EPR 0191 (resina epoxi, resina de bisfenol A con intervalo de reblandecimiento de 60°C) de Bakelite en un mezclador registrador de Haake a aproximadamente 130°C por 15 minutos a 25 rpm. El adhesivo activable por calor se extruyó posteriormente a 140°C entre dos hojas de papel de liberación de papel cristal siliconizado a 60 µm. De acuerdo con el método de prueba E) el MFI fue 16 cm3/10 minutos.

Implantación de módulos eléctricos Los módulos eléctricos se implantaron en el cuerpo de tarj eta usando un implantador de Ruhlamat . Los materiales empleados fueron como sigue : Módulos eléctricos: Nedcard Dummy N4C-25C, Tipo de Cinta: 0232-10 Tarjeta de PVC: CCD Tarjeta de ABS: ORGA En una primera etapa los ejemplos 1 a 3 se laminaron a 2 bar sobre el módulo doblado de Nedcard, usando un laminador de dos rodillos de Storck GmbH. Los módulos eléctricos luego se implantaron en la cavidad apropiada en el cuerpo de tarjeta. Los parámetros empleados fueron como sigue para todos los ej emplos : Etapa de calentamiento: 1 Temperatura de troquel: 150°C Tiempo: 1 x 2 s Etapa de enfriamiento: l x 800 ms, 25°C Presión: 70 N por módulo Resultados: Las tarjetas inteligentes producidas usando los adhesivos de la invención se probaron por los métodos B, C, y D. Los resultados se describen en la tabla 1.

Tabla 1 De la tabla 1 es evidente que todos los ejemplos de la invención cumplen los criterios principales de una tarjeta inteligente y por lo tanto son muy adecuados para unir adhesivamente módulos eléctricos a cuerpos de tarjeta. Sus propiedades reológicas se listan en la tabla 2 posterior.

Tabla 2 Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (7)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :

1. Hoja adhesiva, que está compuesta de un termoplástico y opcionalmente una o más resinas, caracterizada porque a) el sistema adhesivo tiene una temperatura de reblandecimiento mayor que 65°C y menor que 125°C, b) un índice de flujo de fusión (ISO 1133) mayor que 3 y menor que 100 cm3/l0 minutos, c) un módulo de almacenamiento G' a 23 °C, como se mide por el método de prueba A, mayor que 107 Pas, d) un módulo de pérdida G" a 23 °C, como se mide por el método de prueba A, mayor que 106 Pas, e) y un cruzamiento, como se mide por el método de prueba A, menor que 125 °C.

2. Hoja adhesiva de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el espesor de capa está entre 10 y 100 µm, con preferencia particular entre 30 y 80 µm.

3. Hoja adhesiva de conformidad con al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque los termoplásticos usados son con preferencia particular copoliamidas, acetatos de polietil-vinilo, acetatos de polivinilo, poliolefinas, poliuretanos, y copoliésteres.

4. Hoja adhesiva de conformidad con al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la resina reactiva usada comprende resinas epoxi, y/o resinas fenólicas y/o resinas novolak.

5. Uso de una hoja adhesiva de conformidad con alguna de las reivindicaciones anteriores para unir módulos de chip en cuerpos de tarjeta.

6. Uso de una hoja adhesiva de conformidad con alguna de las reivindicaciones anteriores para unir módulos de chip a base de poliimida-poliéster o epoxi y sobre cuerpos de tarjeta de PVC, ABS, PET, PC, PP o PE.

7. Método para producir una cinta adhesiva activable por calor, caracterizado porque una hoja adhesiva de conformidad con las reivindicaciones 1 a 4 se reviste sobre un papel de liberación o una película de liberación.