MX2014010148A - Uso de una pelicula de adhesivo reactivo latente para la union adhesiva de aluminio eloxado a plastico. - Google Patents
Uso de una pelicula de adhesivo reactivo latente para la union adhesiva de aluminio eloxado a plastico.Info
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Abstract
Para unir con adhesivo aluminio eloxado a plástico, un producto que tiene por lo menos una capa de una película de adhesivo reactivo latente que tiene un componente termoplástico que tiene un punto de fusión T (fusión) de tal manera que 35°C = T (fusión) = 90°C, en particular 40°C = T (fusión) = 60°C, y contiene grupos funcionales que pueden reaccionar con el isocianato y un componente que contiene isocianato que se dispersa en forma de partículas en el componente termoplástico y se desactiva esencialmente en la región de la superficie de la partícula, en donde las partículas tienen una temperatura de inicio de T (inicio) de tal manera que 40°C = T (inicio) = 100°C, en particular 45°C = T (inicio) = 90°C, particularmente preferiblemente 45°C = T (inicio) = 75°C; en donde T (inicio) = T (fusión) . Se emplean laminados de aluminio eloxado con el producto de adhesivo y plástico mencionado anteriormente, en particular, en la industria electrónica, por ejemplo, en teléfonos móviles o computadoras portátiles.
Description
USO DE UNA PELICULA DE ADHESIVO REACTIVO LATENTE PARA LA UNION ADHESIVA DE ALUMINIO ELOXADO A PLASTICO
DESCRIPCION DE LA INVENCION
La invención se refiere al uso de un producto que tiene por lo menos una capa de una película de adhesivo reactivo latente que comprende un componente termoplástico, que comprende grupos funcionales que son capaces de reaccionar con isocianato, y un componente que contiene isocianato, que está en la dispersión de partículas en el componente termoplástico y se desactiva sustancialmente en la región de la superficie de la partícula. La invención se refiere además a un método para producir un elemento laminar que tiene por lo menos una capa de adhesivo y por lo menos un soporte temporal o que tiene por lo menos dos capas de adhesivo y por lo menos un portador permanente, con por lo menos una capa de adhesivo que es una película de adhesivo reactivo latente que consiste de una formulación reactiva latente que comprende un componente termoplástico, que comprende grupos funcionales que son capaces de reaccionar con isocianato, y un componente que contiene isocianato, el cual está en la dispersión de partículas en el componente termoplástico y se desactiva sustancialmente en la región de la superficie de partículas.
En dispositivos electrónicos de consumo modernos frecuentemente es necesario para varios componentes, que
Ref.: 250465
tienen en algunos casos solamente anchuras puntales muy bajas que se unen entre sí. En este caso, las resistencias de unión de las cintas adhesivas sensibles a presión son frecuentemente insuficientes, por lo tanto se hace necesario en tales casos frecuentemente recurrir a adhesivos líquidos reactivos. El uso de adhesivos líquidos, sin embargo, conlleva ciertas desventajas, que están ligadas con la molestia de olor considerable. Por otra parte, los adhesivos líquidos son difíciles de manejar. En consecuencia, se busan sistemas adhesivos que tienen una presión de vapor baja y están disponibles en forma sustancialmente de dos dimensiones para procesamiento puro. Una opción es la de las películas que se activan con calor (HAF, por sus siglas en inglés) . Puesto que los sustratos que van a unirse entre sí incluyen sustratos sensibles al calor, existe el requerimiento de ofrecer HAF que se puede procesar incluso a muy bajas temperaturas (T <100°C) .
Un tipo de unión adhesiva para la que se ha desarrollado cada vez más demanda en los últimos años en particular en el segmento de electrónica - por ejemplo, en los teléfonos móviles o los llamados ordenadores portátiles - es la unión adhesiva de aluminio eloxado y plástico. Aluminio eloxado es cada vez más importante como material decorativo para los dispositivos electrónicos. El llamado alumnio eloxado o bien aluminio anodizado, es decir, aluminio procesado utilizando
el proceso Eloxal, es aluminio en cuya superficie una capa protectora oxídica se ha formado por oxidación anódica del aluminio. Aquí, en contraste con las técnicas de electroposición, la capa protectora no se deposita sobre la pieza de trabajo; en cambio, un óxido o hidróxido se forma por la conversión de la capa superior de metal. Por lo tanto, tiene particularmente una buena conexión con el aluminio. Se forma una capa de 5 hasta 25 µt? de espesor, que protege las capas subyacentes de la corrosión durante el tiempo que no se forman huecos en esta capa, como resultado de daños mecánicos, por ejemplo. Una desventaja de aluminio eloxado es su sensibilidad térmica. Debido a que el óxido de aluminio tiene un coeficiente de expansión diferente que del propio aluminio, y es frágil, la capa de óxido de aluminio, bajo el efecto de calor incluso a temperaturas alrededor de 100 °C, desarrolla grietas de tensión - en otras palabras, los huecos no deseados mencionados anteriormente se producen en la capa protectora. La tensión térmica incluso en este rango de temperatura, por otra parte, resulta en defectos visuales, un fenómeno no deseado de elementos decorativos.
Para la fuerza de unión sobre un sustrato, esto es particularmente las propiedades superficiales químicas y físicas que son críticas en relación con el sustrato. En lo que se refiere al anclaje de una capa adhesiva sobre su superficie, por lo tanto, aluminio eloxado es más como una
cerámica (grupos de óxido de aluminio y grupos de hidróxido de aluminio) que un metal, con los desafíos específicos asociados con el anclaje de las capas adhesivas en cerámica, y tiende a presentar menos de los desafíos asociados con el anclaje de las capas adhesivas sobre los metales.
La presión en caliente de troqueles HAF es ahora una práctica establecida y conocida, por ejemplo, para la unión adhesiva de módulos de chip en tarjetas con chip. La unión adhesiva caliente de las cubiertas de teléfono celular de policarbonato para una sección de aluminio decorativo se describe en DE 10 2005 035 905 del solicitante. En este caso, se emplean temperaturas de presión de 180°C. El aluminio eloxado es demasiado sensible al calor para temperaturas de unión de 180°C, y, por lo tanto, esto tampoco es explícitamente establecido en la descripción.
DE 10 2009 006 935 Al del solicitante describe películas que se activan con calor que comprenden un portador no tejido para la unión de metales y plásticos. Entre los sustratos listados está el aluminio anodizado (eloxado) . Se da preferencia al uso de materiales termoplásticos que tienen una temperatura de fusión de más de 85 °C. Incluso esta temperatura, sin embargo, es demasiado alta para la unión de aluminio eloxado. Los poliuretanos termoplásticos son establecidos, aunque no explícitamente los obtenidos de dispersión acuosa. Aunque los isocianatos se pueden emplear
como resinas reactivas, no se indica ningún tratamiento particular de los isocianatos. Este componente de resina reactiva también se menciona como un componente para la adición al poliuretano termoplástico; la propia matriz termoplástica no es un sistema reactivo.
WO 93/25599 Al (Thomas Abend) describe formulaciones para sistemas de poliuretano reactivos latentes que comprenden poliisocianatos desactivados, que tienen reactividad a temperaturas superiores a 55°C, y que comprenden polímeros a temperaturas superiores que a 40°C se pueden fundir y son capaces de reaccionar con isocianato. Estas formulaciones se pueden revestir sobre sustratos, que entonces pueden ser unidos . También pueden estar conformados en la forma de una película libre de portador, que después se puede laminar a un sustrato para ser unidos. Los sistemas adhesivos de este tipo sirven para la unión, sellado, laminación, o el recubrimiento de madera, plásticos, metales, vidrio, textiles, estructuras laminares sintéticas, tarjetas, papel y láminas. Estos materiales no se definen con mayor detalle. No hay ninguna mención de una combinación de plástico/metal. Tampoco hay ninguna referencia al aluminio eloxado.
J. Büchner, W. Henning, Adhásion, 2007, 51 (6) , 16-21 describe procesos de secado para dispersiones acuosas de poliuretano reactivas latentes, y también enfoques de presión para la unión adhesiva de dos sustratos. Ejemplos de
sustratos citados son PVC, cuero y MDF (fibra de madera de densidad media) . No hay ninguna mención de unión adhesiva de combinaciones de metal/plástico y aluminio eloxado.
DE 10 2010 013 145 Al (Lohmann) describe adhesivos que son activables por calor y reactivos latentes. A temperatura ambiente tienen una ligera pegajosidad y todavía exhiben adhesividad durante un cierto tiempo después del calentamiento y el enfriamiento inicial. Estos adhesivos se basan preferiblemente en poliuretanos . Sustratos indicados para la unión incluyen metales y plástico, sin particularización adicional, y hay referencia a la aplicación de los plásticos sensibles a calor de unión en la industria electrónica. No se ha establecido una combinación de plástico/metal; no se menciona aluminio eloxado.
WO 99/29755 (Thomas Abend) describe sistemas de adhesivo de poliuretano reactivo a base de dispersiones de poliuretano acuosas. Partículas de poliisocianato son dispersadas en la matriz de un poliuretano termoplástico, que todavía porta grupos funcionales para la reacción con isocianatos, que se desactivan en su superficie. A una primera temperatura, el poliuretano termoplástico se funde. A una temperatura por encima de esta, se disuelve la superficie de la partícula desactivada y los grupos isocianato son capaces de reaccionar con los grupos funcionales del poliuretano termoplástico. Los sustratos apropiados para la unión adhesiva son, en general,
metales, plásticos, vidrio, madera, compuestos de madera, cartón, películas/láminas, estructuras laminares sintéticas y textiles. La posibilidad de combinación de materiales no se menciona, y no se hace ninguna referencia al aluminio eloxado.
Ninguno de los textos indicados ofrece una solución para la unión adhesiva de aluminio eloxado al plástico. Por lo tanto continua la búsqueda, por un medio apropiado de unión adhesiva de aluminio eloxado a plástico, que puede ser proporcionado sustancialmente en forma de dos dimensiones, que se puede aplicar a un sustrato (aluminio eloxado o plástico) a una temperatura baja por encima de la temperatura ambiente, en este caso, a una temperatura incluso por debajo de 85°C, y que en términos técnicos pasa la llamada prueba de expulsión después de prensado térmico al segundo sustrato (plástico o aluminio eloxado) , y logra esto no solamente antes, sino también después de almacenamiento en humedad/calor específicos. Estos requerimientos son típicos para la calificación de las uniones adhesivas en el segmento de la electrónica de consumo.
La unión de un plástico polar (por ejemplo, policarbonato o PMMA) a un sustrato impermeable a la humedad (en el presente caso, aluminio eloxado) alberga dificultades especiales. Laminados compuestos de este tipo son severamente tensionados en almacenamiento en humedad/calor, ya que el plástico polar es capaz de tomar una cantidad considerable de
humedad del ambiente. Esta humedad presiona sobre la superficie de la película de adhesivo que está en contacto con el sustrato plástico. Hasta cierto punto, la película adhesiva es capaz de tomar la humedad del plástico y emitirla al medio ambiente otra vez. En un enlace de plástico/aluminio eloxado, sin embargo, esta humedad es incapaz de escapar sobre el área superficial completa, en lugar de ser capaz de escapar sólo a través de las caras de extremo, porque la película adhesiva está respaldada por un sustrato impermeable a la humedad (aluminio eloxado) . Existe el riesgo de desprender la película adhesiva a nivel local y parcialmente de la superficie de plástico - un fenómeno no deseado. Por lo tanto, se puede concluir que un medio apropiado de unión por adhesivo es un adhesivo que por si mismo tiene un contenido de humedad bastante bajo y no se obtiene de la dispersión a base de agua, con la que, a pesar de secado, existe la posibilidad de humedad residual sustancial.
Se ha encontrado, además, que en el caso de los metales y en particular para el aluminio eloxado, la humedad puede tender a deslizarse entre la superficie del aluminio eloxado, en otras palabras, típicamente la capa de cerámica de 5µ??? hasta 25 µt? de espesor, y la superficie de la película adhesiva, posiblemente conduce a una falla del buen rendimiento de unión. La unión de aluminio eloxado al plástico, por lo tanto, impone un requerimiento
particularmente exigente sobre cualquier solución de unión que es encontrada. Un medio de unión apropiado para el sistema de metal de aluminio/plástico puede no necesariamente ser empleado, puesto que el óxido de aluminio de la capa superficial sobre el aluminio eloxado tiene propiedades completamente diferentes del aluminio metálico, que es, por ejemplo, mucho más frágil que el último.
Sorprendentemente, se ha encontrado que un producto que tiene por lo menos una capa de una película de adhesivo reactivo latente que comprende un componente termoplástico, que tiene una temperatura de fusión T (fusión) en donde 35°C < T (fusión) < 90°C, más particularmente 40°C = T (fusión) = 60°C, y que comprende grupos funcionales que son capaces de reaccionar con isocianato, y un componente que contiene isocianato, que está presente en la dispersión de partículas, especialmente con división fina (que tiene una distribución de tamaño de partícula con d50 < 50 µp?, más particularmente < 15 µt?) , en el componente termoplástico y se desactiva sustancialmente en la región de la superficie de la partícula, las partículas que tienen una temperatura de inicio T (inicio) de 40°C = (inicio) = 100°C, más particularmente 45°C = T (inicio) = 90°C muy preferiblemente 45°C = T (inicio) = 75°C, y con T (inicio) = T (fusión) , son muy apropiadas para la unión con adhesivo de aluminio eloxado al plástico. Después del prensado térmico, existe el
requisito de resistencia de unión de aluminio eloxado al plástico, tanto antes como después del almacenamiento en humedad/calo .
T (fusión) aquí es la temperatura de fusión del componente termoplástico, y T (inicio) es la temperatura a la cual los grupos isocianato de las partículas en dispersión en el componente termoplástico están habilitadas para reaccionar con los grupos funcionales del poliuretano termoplástico.
Tales películas de adhesivo reactivo latente se basan preferiblemente en el llamado poliuretano reactivo latente de 1 K, obtenido de la dispersión acuosa de poliuretano, preferiblemente Dispercoll U® de Bayer AG. Las películas de adhesivo reactivo latente comprenden un componente termoplástico, que tiene una temperatura de fusión, T (fusión) y comprende grupos funcionales que son capaces de reaccionar con isocianato, y también un componente que contiene isocianato, que está en dispersión particularmente, especialmente con división fina (preferiblemente que tiene una distribución de tamaño de partícula con d50 < 50 µp?, más particularmente <15 µta) , en el componente termoplástico y que está desactivado sustancialmente en la región de la superficie de la partícula. Las partículas tienen una temperatura de inicio, T (inicio) , para las que T (fusión) = T (inicio) . T (fusión) es entre 35°C y 90°C, preferiblemente entre 40°C y 60°C. T (inicio) está entre 40°C y 100°C,
preferiblemente entre 45°C y 90°C, muy preferiblemente entre 45°C y 75°C. Las películas de adhesivo reactivo latente son preferiblemente no pegajosas a temperatura ambiente, con el fin de asegurar una buena (re)posicionabilidad, como ya se ha establecido para otros sistemas HAF en las operaciones de procesamiento.
Con particular preferencia, T (fusión) < T (inicio) , ya que de esta manera es posible de forma fiable evitar una activación no deseada de la reacción de reticulación durante la producción del producto adhesivo en forma de banda.
Empleados con preferencia como componentes termoplásticos son compuestos que son funcionalizados con grupos OH y/o NH2. Muy preferiblemente, el componente termoplástico comprende por lo menos un uretano de poliéster semicristalino.
La película de adhesivo reactivo latente comprende preferiblemente una dispersión de poliuretano de alta masa molecular aniónico, como componente termoplástico, que tiene una temperatura de fusión T (fusión) con 35°C = T (fusión) = 90°C, más particularmente 40°C = T (fusión) = 60°C, y que comprende grupos funcionales que son capaces de reaccionar con el isocianato - en la forma, por ejemplo, de productos disponibles en el comercio de la familia Dispercoll U mencionada anteriormente, tales como Dispercoll U53, Dispercoll U54, Dispercoll U56, Dispercoll U 8755, Dispercoll U XP 2815, Dispercoll VP KA 8758, Dispercoll U XP 2682,
Dispercoll U XP 2701, Dispercoll U XP 2702, Dispercoll U XP 2710 y/o Dispercoll BL XP 2578 (Dispercoll es una marca registrada de Bayer AG) .
La película de adhesivo reactivo latente comprende además preferiblemente compuestos de diisocianato de tolileno (compuestos TDI) , tales como Dispercoll BL XP 2514 (dímero TDI) y/o Aqualink U (dispersión de dímero TDI) bloqueado y/o diisocianatos de isoforona (IPDI) , tales como Aqualink 0 (dispersión de trímero IPDI bloqueado) , como componente que contiene isocianato, que está en la dispersión de partículas, más particularmente con división fina, en el componente termoplástico y se desactiva sustancialmente en la región de la superficie de la partícula. Los diisocianatos se emplean en la forma, por ejemplo, de la suspensión acuosa del isocianato sólido reactivo latente respectivo. Aqualink está disponible de la Compañía Aquaspersions . Particularmente, en combinación con dispersiones de poliuretano de alta masa molecular aniónico como componente termoplástico (tales como los productos Dispercoll U indicados) los productos de diisocianato mencionados anteriormente pueden utilizarse como componentes reticulantes .
La película de adhesivo reactivo latente puede comprender adicionalmente otros ingredientes de formulación. Estos incluyen espesantes, agentes humectantes, antiespumantes , rellenos (por ejemplo, rellenos térmicamente
conductores) , pigmentos, catalizadores, inhibidores de envejecimiento, estabilizadores de luz, y otros polímeros para el establecimiento de propiedades adhesivas específicas. Propiedades adhesivas específicas se pueden establecer, por ejemplo, mediante la mezcla de dispersiones acuosas de polímeros amorfos (por ejemplo, uretanos de poliéter o poliacrilatos) y/o mediante la mezcla de dispersiones de resina acuosa (especialmente a base de ásteres de rosina) .
Los productos adhesivos que tienen por lo menos una capa de una película de adhesivo reactivo latente en línea con la definición anterior, tales como preferiblemente Dispercoll U, son apropiados, de manera sorprendente, para la unión adhesiva de aluminio eloxado y plástico, a pesar del hecho de que los materiales a base de poliuretano son obtenidos de la dispersión acuosa y el sistema por lo tanto puede tener agua adicional, lo que inevitablemente sería realmente trabajar contra la estabilidad y durabilidad de la unión adhesiva.
En el caso de que el producto de la invención, por lo menos una capa de una película de adhesivo reactivo latente, que tiene un espesor de capa de entre por lo menos 10 µ?? y como máximo 500 µt?, preferiblemente entre por lo menos 20 µta y un máximo de 250 µp?.
Los productos de la invención son productos adhesivos de ambos lados. Productos de este tipo que comprenden por lo menos una película de adhesivo reactivo latente se emplean
más simplemente en forma de una sola capa, aplicada sobre un material portador despegable (temporal) . Los materiales portadores temporales apropiados son todos láminas de liberación y papeles de liberación que se conocen del arte previo y están acondicionados en uno o ambos lados con una capa de liberación. Se prefieren los papeles siliconados. Los papeles también se pueden revestir sobre uno o ambos lados con polietileno o polipropileno. También es posible que dos capas de un material de portador despegable sea empleado, con ambos la cara y el reverso de la película adhesiva que está alineada, incluso si el producto no está en una forma enrollada.
Los productos que comprenden por lo menos una película de adhesivo reactivo latente también pueden comprender un material portador adicional, que permanece en el producto, incluso después de la unión (portador permanente) . Apropiados para este propósito son igualmente láminas y papeles, pero también gasas, telas tejidas y tejidos de punto. Las superficies de estos materiales portadores pueden en cada caso independientemente uno de otro haber sido pretratadas químicamente (cebador, plasma) y/o físicamente (corona, flama, plasma) con el fin de permitir particularmente anclaje eficaz de la película de adhesivo reactivo latente en el material portador. Se prefieren materiales no tejidos. Una capa portadora permanente reduce cualquier tendencia, por parte de la película adhesiva que se aprieta lateralmente
desde la línea de unión en el estado fundido bajo condiciones de presión (en este sentido, ver DE 10 2009 006 935 Al) .
Empleadas como membranas portadoras no tejidas, en este caso son preferidas estructuras laminares compuestas de fibras individuales. En este contexto, es posible utilizar todas las membranas no tejidas definidas de acuerdo con la norma DIN EN 29092. La membrana no tejida consiste de fibras sueltas, que todavía no están unidas una a otra. La resistencia resulta de la adhesión de fibra inherente. Se hace también una distinción entre los materiales no tejidos consolidados y no consolidados. Las fibras se distribuyen estadísticamente. Las telas no tejidas pueden ser diferenciadas por los materiales de fibra. Materiales de fibra empleados pueden ser fibras minerales, tales como vidrio, lana mineral, o basalto, por ejemplo, fibras animales, tales como seda o lana, por ejemplo, fibras vegetales, tales como algodón, por ejemplo, celulosa, fibras químicas, tales como poliamida, polipropileno, sulfuro de polifenileno, poliacrilonitrilo, poliamida, olitetrafluoroetileno, aramida o poliéster, por ejemplo, o mezclas de las sustancias mencionadas anteriormente. Las fibras pueden consolidarse mecánicamente mediante inserción de agujas o chorros de agua, químicamente por la adición de aglutinantes, o térmicamente por el reblandecimiento en una corriente de gas apropiada, entre rodillos calentados, o bien en una corriente de vapor.
En una modalidad muy preferida de la invención, se utilizan materiales no tejidos a base de celulosa. El peso base de los materiales no tejidos es preferiblemente entre 4 y 100 g/m2, más preferiblemente entre 10 y 70 g/m2. Tales materiales no tejidos están disponibles comercialmente, por ejemplo, de la Compañía Gatfelter. El espesor de estos materiales no tejidos es preferiblemente entre 20 y 100 µp?, muy preferiblemente entre 30 y 60 µp?.
Los productos adhesivos con portadores permanentes pueden tener capas de película de adhesivo reactivo latente de diferente espesor y/o preferiblemente, capas de película de adhesivo reactivo latente de tipo diferente en la cara y el reverso. Cuando se emplean diferentes capas de película de adhesivo reactivo latente, ambas de ellas cumplen con los requerimientos de película de adhesivo reactivo latente en los términos indicados. Con sistemas de este tipo también es posible que una de las capas de adhesivas no sea reactiva latente, pero en lugar sea, por ejemplo, termoplástica, activable por calor y/o pegajosa.
Los productos que comprenden por lo menos una película de adhesivo reactivo latente así pueden ser empleados en una forma de capas o en múltiples capas sin soporte permanente. Con preferencia, la capa superior y, muy preferiblemente, la capa inferior, también son cada una, una capa de película de adhesivo reactivo latente, siendo posible que estas películas
difieran respecto al espesor y/o tipo. Cuando se emplean diferentes capas de película de adhesivo reactivo latente, ambas cumplen con los requerimientos de película de adhesivo reactivo latente en los términos indicados. Con sistemas de este tipo existe también la posibilidad de que una de las capas adhesivas - capas adhesivas exteriores, por ejemplo -no sean reactivas latentes, sino en su lugar, por ejemplo, sean termoplásticas , activable por calor y/o pegajosas.
Los productos adhesivos de múltiples capas que comprenden portadores permanentes pueden tener espesores de 50 \i hasta 1000 µt?, preferiblemente de 75 ym hasta 300 µp?.
El producto puede ser convertido en forma de membrana como producto en rollo, como producto en láminas, o como troquelados. Las películas de adhesivo reactivo latente son preferiblemente no pegajosas a temperatura ambiente, ya que el material se puede convertir muy ventajosamente incluso sin un portador temporal (por ejemplo, troquelado) y proporcionado para la operación de procesamiento adicional. Una modalidad pegajosa, sin embargo, también es concebible y ventajosa.
Los procesos para preparar las formulaciones para películas de adhesivo reactivo latente se describen en WO 99/29755 Al o en el EP 1 172 390 Al, por ejemplo. Una dificultad que existe es que las condiciones de secado para la dispersión acuosa se deben seleccionar de manera que el
sistema adhesivo reactivo latente no exhibe inicio en estas circunstancias. Para más información y una propuesta de solución, consulte Adhesión 2007, 51(6), 16-21. Una posibilidad para la producción de las películas de adhesivo reactivo latente es la aplicación, como se describe en WO 99/29755 Al, de la dispersión acuosa a un portador temporal o permanente. Esta aplicación se lleva a cabo convencionalmente usando racletas o boquillas. Esto es seguido por el secado. Esto último puede ocurrir en un sistema de circulación forzada o en un túnel de secado. Particularmente ventajosa, y que no se describe en esta descripción, es la técnica conocida como secado por suspensión, en la que las láminas son corridas en zig-zag alrededor de varillas dispuestas con un desplazamiento de uno encima de otro en dos filas, de este modo logrando la utilización del espacio eficaz en el secado en combinación con un tiempo de residencia de alto secado y, sin embargo, una alta velocidad de revestimiento. Una descripción más detallada de secado por suspensión se puede encontrar en EP 2151484 Al. La temperatura de recubrimiento es, ventajosamente, temperatura ambiente. La temperatura de secado, ventajosamente, no excede T (fusión) . Sólo 45°C son suficientes para el secado adecuado de una dispersión acuosa, siempre que el cambio adecuado de aire en la operación de secado y tiempo de residencia de ensamble de secado adecuado es asegurado.
Cuando se emplea un portador permanente en la forma de una tela tejida, de gasa o de punto, más particularmente en la forma de una tela no tejida, el material portador es laminado, después de la operación de revestimiento, a la película de adhesivo reactivo latente, que consiste de capa de adhesivo y portador temporal. La operación se lleva a cabo con calor a una temperatura por debajo de la temperatura de inicio del sistema reactivo, y ventajosamente en o por encima de la temperatura de fusión del material termoplástico. Por lo tanto, puede ser necesario calentar la película de adhesivo reactivo latente antes de la operación de laminado. Esto puede hacerse, por ejemplo utilizando fuentes de IR o rodillos de calentamiento. Cuando se utiliza un material no tejido portador, la elección de la temperatura y de la presión de laminación se puede utilizar para variar la profundidad de penetración en el material no tejido portador.
Cuando se usa un portador permanente, es necesario proporcionar el segundo lado del portador, así como también con una capa de adhesivo con el fin de proporcionar un producto adhesivo por ambos lados . El recubrimiento en el lado opuesto del material de soporte tiene lugar en un segundo paso. El procedimiento para esto puede parecerse al del revestimiento en el primer paso, con la primera capa, que consiste en soporte temporal, película de adhesivo reactivo latente, y portador permanente, después es laminada sobre la
segunda capa con calentamiento. Alternativamente, la segunda capa de la película de adhesivo reactivo latente puede ocurrir directamente sobre el otro lado del portador permanente de la primera capa. Una vez más, la profundidad de penetración en la tela no tejida portadora, en donde se utiliza, se puede variar por medio de la temperatura y la presión de laminación. Las reglas que se aplican aquí son las mismas que las empleadas para la primera laminación.
La formulación utilizada para la segunda capa de adhesivo puede ser la misma que la utilizada para la primera capa de adhesivo. También es posible utilizar un sistema adhesivo reactivo latente diferente o bien emplear un adhesivo sensible a presión. El adhesivo apropiado se puede seleccionar independiente del sustrato que va a unirse.
En su forma más simple, el producto de la invención se construye de una capa adhesiva con un soporte temporal. Si se emplea un soporte permanente, se requieren por lo menos dos capas adhesivas. Además de esta construcción más simple, cualquier otra combinación con capas adhesivas adicionales y/o capas portadoras son concebibles. En particular, cada una de las capas adhesivas puede estar protegida con un portador temporal para el transporte hasta la etapa de procesamiento.
El uso de la invención se refiere a la unión adhesiva de un aluminio eloxado a un plástico. El aluminio eloxado puede ser compactado, sin compactar y/o coloreado. Un ejemplo de un
aluminio eloxado es E6EV1. Para los componentes de electrónica de consumo, las partes de plástico se basan preferiblemente en plásticos que se pueden procesar mediante moldedo por inyección. Este grupo abarca en consecuencia, por ejemplo, ABS, PC, mezclas de ABS/PC, PMMA, poliamidas, poliamidas reforzadas con fibra de vidrio, cloruro de polivinilo, fluoruro de polivinileno, acetato de celulosa, copolímeros de cicloolefina, polímeros de cristal de líquido (LCP, por sus siglas en inglés) , polilactida, poliéter cetonas, polieterimida, polietersulfona, polimetacriloilmetilimida, polimetilpenteno, polifenileter, sulfuro de polifenileno, poliftalamida , poliuretanos , acetato de polivinilo, copolímeros de estireno acrilonitrilo, poliacrilatos y polimetacrilatos , polioximetileno, copolímeros de estireno-acrilonitrilo-éster acrílico, polietileno, poliestireno, polipropileno, o poliésteres (por ejemplo, PBT, PET) . La lista no pretende ser completa. Los componentes pueden tomar cualquier forma arbitraria necesaria para la producción de un componente o revestimiento para artículos de electrónica de consumo. En la forma más simple, que son planos. Por otra parte, sin embargo, los componentes de 3 dimensiones son totalmente habituales. Los componentes pueden asumir cualquiera de una amplia variedad de funciones, como carcasas, ventanas o elementos de refuerzo, por ejemplo. Con gran preferencia los plásticos utilizados son de policarbonato P MA, o ABS.
Por lo tanto, la invención además proporciona un laminado que consiste de
- un elemento de aluminio eloxado,
- un producto adhesivo de doble lado que tiene por lo menos una capa de una película de adhesivo reactivo latente; que comprende un componente termoplástico, que tiene una temperatura de fusión T (fusión) , en donde 35°C = T (fusión) = 90°C, más particularmente 40°C T (fusión) = 60°C, y que comprende grupos funcionales que son capaces de reaccionar con isocianato y un componente que contiene isocianato, que está presente en la dispersión de partículas, especialmente con división fina, en el componente termoplástico y se desactiva sustancialmente en la región de la superficie de la partícula, las partículas que tienen una temperatura de inicio T (inicio) de 40°C < T (inicio) < 100°C, en particular 45°C < T (inicio = 90°C, más preferiblemente 45°C = T (inicio) = 75°C, y con T (inicio) = T (masa fusión) , y
- un sustrato de plástico.
Las partes de plástico pueden haber sido pintadas o recubiertas. Pinturas utilizadas para la funcionalización/modificación de la superficie de los plásticos son, por ejemplo, revestimientos antireflejantes, revestimientos antihuellas, revestimientos antirayado o grabados decorativos (conocidos como impresión en el reverso) . Además, los plásticos también pueden haber sido decorados con capas (inorgánicas) , tales
como capas conductoras. Una capa conductora particular es óxido de indio y estaño. Estas pinturas y capas son en algunos casos sensibles al calor y por lo tanto necesitan el uso de productos adhesivos que pueden ser procesados a baja temperatura.
Para la aplicación - a modo de ejemplo - en artículos de electrónica de consumo, los productos adhesivos con por lo menos una capa de una película de adhesivo reactivo latente son habitualmente además procesados en troquelados . Estos troquelados se producen ya sea por un proceso de corte por láser, por troquelado de cama plana, o por troquelado rotativo. El troquelado habitualmente tiene las dimensiones de la parte de aluminio eloxado, pero también puede ser algo más pequeño, con el fin de permitir una ligera compresión durante la operación de unión adhesiva.
En su forma más simple, el troquelado del producto adhesivo con por lo menos una capa de una película de adhesivo reactivo latente se coloca manualmente sin portadores temporales, usando pinzas, por ejemplo, en la parte de aluminio eloxado o entre los componentes a ser ensamblados .
En una versión adicional, el troquelado del producto adhesivo que tiene por lo menos una capa de una película de adhesivo reactivo latente, después de colocarse sobre el aluminio eloxado, se trata con una fuente de calor, elevando así la adherencia del troquelado al aluminio eloxado. En el
caso más sencillo, la fuente de calor utilizada puede ser una fuente de IR, una plancha, o una placa caliente. Para esta operación es ventajoso si el troquelado es acondicionado con un material portador temporal, con el fin de evitar que la película adhesiva se pegue a la herramienta y/o a la fuente de calor.
En una modalidad adicional ventajosa, la parte de aluminio eloxado se coloca sobre el troquelado del producto adhesivo que tiene por lo menos una capa de una película de adhesivo reactivo latente. La colocación ocurre en el lado abierto. Todavía localizado en el reverso está el material portador temporal . Se usa una fuente de calor entonces para introducir calor a través del aluminio eloxado en el producto adhesivo que tiene por lo menos una capa de una película de adhesivo reactivo latente. Esto hace que el producto adhesivo sea pegajoso, en este caso, viscoso, y se adhiere más fuertemente al aluminio eloxado que al portador temporal . El calentamiento acurre a través del aluminio eloxado.
Una versión preferida utiliza una prensa de calentamiento para introducir el calor. El pistón de la prensa de calentamiento en este caso se fabrica de aluminio, latón o bronce, por ejemplo, y está adaptado en su conformación, en general, a los contornos de la parte metálica y/o a las dimensiones del troquelado. Con el fin de asegurar el posicionamiento preciso del troquelado en la
parte de aluminio eloxado, se emplea generalmente la conformación de las partes que son adaptadas a los contornos de los componentes que van a ser unidos, evitando así deslizamiento. Pernos guía en la parte de conformación y los orificios de guía correspondientes en el material portador temporal del producto adhesivo tiene por lo menos una capa de una película de adhesivo reactivo latente se puede utilizar para asegurar el posicionamiento preciso entre el troquelado y la parte de aluminio eloxado. Otras opciones de posicionamiento son concebibles. Después de la activación por calor, la parte de aluminio eloxado con el producto adhesivo laminado que tiene por lo menos una capa de una película de adhesivo reactivo latente se elimina de la parte de conformación. Toda la operación también puede ser transferida a un proceso automático.
La invención, por lo tanto, también proporciona un método para la unión adhesiva de una parte de aluminio eloxado a una parte de plástico, que comprende los siguientes pasos :
a) fijar el componente de plástico sobre un componente de conformación;
b) colocar la parte de aluminio eloxado para ser unida, con un producto adhesivo de doble lado que tiene por lo menos una capa de una película de adhesivo reactivo latente que comprende un componente termoplástico, que tiene una
temperatura de fusión T (fusión) , en donde 35°C = T (fusión) es = 90°C, más particularmente, 40°C = T(fusión) = 60°C, y que comprende grupos funcionales que son capaces de reaccionar con isocianato y un componente que contiene isocianato, que está presente en la dispersión de partículas, especialmente con división fina, en el componente termoplástico y se desactiva sustancialmente en la región de la superficie de la partícula, las partículas tienen una temperatura de inicio T (inicio) de 40°C T (inicio) = 100°C, más particularmente 45°C < T (inicio) < 90°C, más preferiblemente 45°C = T (inicio) 75°C, y con T (inicio) = T (fusión) , en el componente de plástico;
c) aplicar presión y temperatura, en particular por medio de un pistón de prensa de calentamiento;
d) eliminación de los componentes unidos desde el componente de conformación,
esto también es posible, alternativamente para enfriamiento, para ser realizado entre el paso c) y el paso d) .
En el paso c) , se aplican presión y temperatura. Esto se hace a través de un pistón de calentamiento que consiste en un material que posee buena conductividad térmica. Ejemplos de materiales ventajosos incluyen cobre, latón, bronce y aluminio. Sin embargo, también se pueden emplear otros metales o aleaciones. Por otra parte, el pistón de prensa de
calentamiento debe preferiblemente tomar la forma de la cara superior de la parte de metal. Esta forma puede ser a su vez una forma de 2 dimensiones o 3 dimensiones. La presión se aplica ventajosamente a través de un cilindro neumático. Su aplicación no necesita, sin embargo, ocurrir necesariamente a través de la presión del aire. También son posibles, por ejemplo, dispositivos de prensado hidráulico o ajustadores electromecánicos que operan a través de husillos, por ejemplo. Puede ser ventajoso, además, introducir presión y temperatura un número de veces, con el fin de aumentar el rendimiento operativo por serialización o el principio de rotación, por ejemplo. En este caso, los pistones de prensa de calentamiento no necesitan todos ser operados con la misma temperatura y/o la misma presión. Además, los tiempos de contacto seleccionados de los pistones también pueden ser diferentes .
Con respecto a los métodos de prueba establecidos :
Pruejba de expulsión:
La prueba de expulsión proporciona información sobre la resistencia de unión de un producto adhesivo por ambos lados en la dirección de la capa de adhesivo normal. Para la prueba, un sustrato de plástico circular con un diámetro de 21 mm está unido al producto adhesivo bajo investigación en un marco de metal. El marco de metal tiene un orificio circular con un diámetro de 9 mm. El producto adhesivo tiene
igualmente un diámetro de 21 mm y en consecuencia se perfora o corta a la medida. El sustrato de plástico empleado es una placa de PC. El formato de la placa de metal excede el formato de la placa de plástico, permitiendo que el ensamble sea colocado en una mesa extendida por medio de regiones salientes de la placa de metal.
Utilizando un pistón cilindrico (diámetro de 7 mm) sujetado en una máquina de prueba de tracción, se ejerce presión sobre la placa de plástico a través del orificio en el metal, y de esta manera se ejerce una fuerza en la junta unida. La velocidad de prueba es de 10 mm/s. La fuerza a la que el sustrato de plástico es separado del marco de metal es registrada. La fuerza se basa en el área del pistón, lo que resulta en resistencia a la expulsión en unidades de N/mm2. La muestra de pruebas de productos adhesivos pasa la medición si la fuerza de expulsión es más de 1 N/mm2. Las condiciones de prueba son 23°C y humedad relativa del 50%.
Almacenamiento en humedad/calor :
Para el almacenamiento en humedad/calor, laminados unidos se colocan en un gabinete acondicionado, de la Compañía Weiss, por ejemplo, que se hace operar a 60°C y 95% de humedad atmosférica relativa. El tiempo de almacenamiento es de 72 horas.
Laminados de plástico/aluminio eloxado cumplen con objetivo establecido de la siguiente manera:
Ejemplos
Ejemplo 1: Una película de adhesivo reactivo latente se produce de 100 partes de Dispercoll U XP 2682, 13 partes de Dispercoll BL XP 2514, y 1.5 partes de Borchigel 0625. Los ingredientes de formulación se mezclaron como una dispersión acuosa en un vaso de precipitados de vidrio con un agitador de ancla a 60 1/min durante un período de 15 minutos a temperatura ambiente. El contenido de sólidos se ajustó a 46% en peso por adición de agua desmineralizada.
Una tabla de revestimiento de laboratorio con una cuchilla de racleta se utilizó para producir un revestimiento sobre papel siliconizado y revestido con polietileno de doble lado. Especímenes de prueba resultantes se dejaron primero al aire a temperatura ambiente durante 30 minutos y después se secaron en una cabina de secado de aire forzado a 45°C durante 20 minutos. Los especímenes tenían un espesor de capa de 100 µp?.
Utilizando un troquel de hierro, fueron producidos troquelados de cinta adhesiva circulares con un diámetro de 21 mm de la película adhesiva de una sola capa. Un troquel en cada caso se colocó entre un disco de plástico (policarbonato) y un sustrato de aluminio eloxado (E6EV1) y
este ensamble fue presionado en una prensa de calentamiento de laboratorio a una temperatura de pistón de 80 °C y 3 bares durante 120 segundos.
La prueba de extracción dio 2.6 N/mm2 para el espécimen reciente y 1.1 N/mm2 para el espécimen almacenado a 60°C y 95% de humedad .
Ejemplo 2: Una película de adhesivo reactivo latente se produce de 100 partes de Dispercoll U XP 2702, 11 partes de Dispercoll BL XP 2514, y 1.5 partes de Borchigel 0625. Los ingredientes de formulación se mezclaron como una dispersión acuosa en un vaso de precipitados de vidrio con un agitador de ancla a 60 1/min (60 revoluciones por minuto) durante un período de 15 minutos a temperatura ambiente. El contenido de sólidos se ajustó a 46% en peso por adición de agua desmineralizada.
Una tabla de revestimiento de laboratorio con una cuchilla de racleta se utilizó para producir un revestimiento sobre papel siliconado y recubierto con polietileno por ambos lados. Especímenes de muestras resultantes se dejaron primero al aire a temperatura ambiente durante 30 minutos y después se secaron en un armario de secado de aire forzado a 45°C durante 20 minutos. Los especímenes tenían un espesor de capa de 100 µ?.
Utilizando un troquel de hierro, fueron producidos troquelados de cinta adhesiva circulares con un diámetro de
21 mm de la película adhesiva de una sola capa. Un troquelado en cada caso fue colocado entre un disco de plástico (policarbonato) y un sustrato de aluminio eloxado (E6EV1) y este ensamble en una prensa de calentamiento de laboratorio a una temperatura de pistón de 90 °C y 3 bar durante 120 segundos .
La prueba de extracción dio 2.2 N/mm2 para la muestra reciente y 1.9 N/mm2 para el espécimen almacenado a 60°C y 95% de humedad.
Ejemplo 3: Una película de adhesivo reactivo latente fue producido de 100 partes de Dispercoll U56, 20 partes de Aqualink. D, y 1.5 partes de Borchigel 0625. Los ingredientes de formulación se mezclaron como una dispersión acuosa en un vaso de precipitados de vidrio con un agitador de ancla a 60 1/min durante un período de 15 minutos a temperatura ambiente. El contenido de sólidos se ajustó a 46% en peso por adición de agua desmineralizada.
Una mesa de revestimiento de laboratorio con una cuchilla de racleta se utilizó para producir un recubrimiento sobre sobre papel siliconado y recubierto con polietileno por ambos lados. Especímenes de muestras resultantes se dejaron primero al aire a temperatura ambiente durante 30 minutos y después se secaron en un armario de secado de aire forzado a 45 °C durante 20 minutos. Los especímenes tenían un espesor de capa de 100 µ??.
Utilizando un troquel de hierro, se produjeron troquelados de cinta adhesiva circulares con un diámetro de 21 mm de la película adhesiva de una sola capa. Un troquelado en cada caso se coloca entre un disco de plástico (policarbonato) y un sustrato de aluminio eloxado (E6EV1) y este ensamble se prensó en una prensa de calentamiento de laboratorio a una temperatura de pistón de 90°C y a 3 bar durante 240 segundos.
La prueba de extracción dio 1.9 N/mm2 para el espécimen reciente y 1.5 N/mm2 para el espécimen almacenado a 60°C y 95% de humedad
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 (14)
1. El uso de un producto que tiene por lo menos una capa de una película de adhesivo reactivo latente que comprende un componente termoplástico, que tiene una temperatura de fusión T (fusión) , en donde 35°C = T (fusión) < 90°C, más particularmente 40°C = T (fusión) = 60°C, y que comprende grupos funcionales que son capaces de reaccionar con isocianato, y un componente que contiene isocianato, que está presente en la dispersión de partículas en el componente termoplástico y se desactiva sustancialmente en la región de la superficie de la partícula, las partículas que tienen una temperatura de inicio T (inicio) de 40°C = T (inicio) = 100°C, y con T (inicio) > T (fusión) , para unir adhesivamente aluminio eloxado al plástico.
2. El uso de conformidad con la reivindicación 1, donde las partículas tienen una temperatura de inicio T (inicio) de 45°C = T (inicio) = 90°C, más particularmente de 45°C = T (inicio) < 75°C.
3. El uso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, donde T (inicio) > T (fusión) .
4. El uso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, donde el componente termoplástico es un compuesto funcionalizado con grupos OH y/o NH2.
5. El uso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, donde el espesor de capa de la película de adhesivo reactivo latente es entre 10 ym y 500 µta, más particularmente entre 20 m y 250 pm.
6. El uso de conformidad con donde cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde el producto comprende además por lo menos un portador temporal y/o por lo menos un portador permanente.
7. El uso de conformidad con la reivindicación 6, donde por lo menos un soporte permanente es una lámina, un papel, una malla, una tela tejida o una tela de tejido de punto o punto, esto es posible para la superficie del portador que ha sido pretratada químicamente y/o físicamente.
8. El uso de conformidad con la reivindicación 6, donde por lo menos un portador temporal es una lámina de liberación acondicionada por un solo lado o ambos lados, más particularmente siliconada, o un papel de liberación acondicionado por un solo lado o ambos lados, más particularmente siliconado.
9. El uso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, donde la película de adhesivo reactivo latente es pegajosa a temperatura ambiente.
10. El uso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, donde la película de adhesivo reactivo latente es no pegajosa a temperatura ambiente.
11. El uso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, donde el producto es de múltiples capas y/o tiene un portador permanente, el producto tiene un espesor de 50 um hasta 1000 um, más particularmente de 75 um hasta 300 um.
12. El uso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones l a 11, donde el portador permanente es químicamente o físicamente pretratado antes de su revestimiento.
13 . Un laminado caracterizado porque consiste de - un elemento de aluminio eloxado, - un producto adhesivo de ambos lados que tiene por lo menos una capa de una película de adhesivo reactivo latente que comprende un componente termoplástico, que tiene una temperatura de fusión T ( fusión) , en donde 35 °C = T ( fusión) = 90 °C, más particularmente 40 °C = T ( fusión) = 60 °C, y que comprende grupos funcionales que son capaces de reaccionar con isocianato, y un componente que contiene isocianato, que está presente en la dispersión de partículas en el componente termoplástico y se desactiva sustancialmente en la región de la superficie de la partícula, las partículas tienen una temperatura de inicio T ( inicio) de 40 °C < T ( inicio) < 100 °C, más particularmente de 45°C = T ( inicio) < 90 °C , y con T ( inicio) > T ( fusión) , y - un sustrato de plástico .
14 . Un método para unir en forma adhesiva una parte de aluminio eloxado a una parte de plástico , caracterizado porque comprende los siguientes pasos : a) fijar el componente de plástico en un componente de conformacio ; b) colocar la parte de aluminio eloxado que será unido, con un producto adhesivo de ambos lados que tiene por lo menos una capa de una película de adhesivo reactivo latente que comprende un componente termoplástico, que tiene una temperatura de fusión T (fusión) en donde 35°C = T (fusión) , más particularmente 40°C = T (fusión) = 60 °C, y que comprende grupos funcionales que son capaces de reaccionar con isocianato y un componente que contiene isocianato, que está presente en la dispersión de partículas en el componente termoplástico y se desactiva sustancialmente en la región de la superficie de partícula, las partículas tienen una temperatura de inicio T (inicio) de 40°C = T (inicio) = 100°C, más particularmente 45°C = T (inicio) = 90°C, más preferiblemente 45° < T (inicio) < 75°C, y con T (inicio) > T (fusión) , en el componente de plástico; c) aplicar presión y temperatura, en particular por medio de un pistón de prensa de calentamiento; d) eliminar los componentes unidos desde el componente de conformación, esto también es posible, alternativamente para enfriamiento, para ser realizado entre el paso c) y el paso d) .
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