PROCEDIMIENTO PARA LA PREPARACIÓN DE UN MATERIAL COMPUESTO EN CAPAS DE POLICARBONATO.

Procedimiento para la fabricación de un material compuesto con al menos una primera capa de polímero (1) así como una segunda capa de polímero (5) respectivamente de un polímero de policarbonato basado en bisfenol A,

estando dispuesto entre las capas de polímero (1, 5) un componente (2, 3, 6, 7), con las siguientes etapas de procedimiento: a) el componente se dispone sobre la primera capa de polímero (1) o se inserta en una cavidad (8) de la primera capa de polímero (1), b) la primera capa de polímero (1) se recubre sobre la cara sobre la que o en la que el componente (2, 3, 6, 7) está dispuesto, al menos en la zona del componente (2, 3, 6, 7) con un preparado líquido que contiene un disolvente o una mezcla de disolventes así como un derivado de policarbonato basado en un dihidroxidifenilcicloalcano disustituido geminal, c) de forma opcional se realiza a continuación de la etapa b) una etapa de procedimiento de secado, d) a continuación de la etapa b) o etapa c) se aplica la segunda capa de polímero (5) sobre la primera capa de polímero (1), cubriendo el componente (2, 3, 6, 7), e) la primera capa de polímero (1) y la segunda capa de polímero (5) se laminan entre sí con presión a una temperatura de 120º C a 220º C y durante un periodo de tiempo definido

Campo de la invención

La invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de un material compuesto con al menos una primera capa de polímero así como una segunda capa de polímero respectivamente de un polímero de policarbonato basado en bisfenol A, estando dispuesto un componente entre las capas de polímero, con las siguientes etapas de procedimiento: el componente se dispone sobre la primera capa de polímero o se inserta en una cavidad de la primera capa de polímero, a continuación se aplica la segunda capa de polímero sobre la primera capa de polímero, cubriendo el componente, y se laminan entre sí la primera capa de polímero y la segunda capa de polímero con presión, a una temperatura elevada y durante un periodo de tiempo definido. La invención se refiere adicionalmente a un material compuesto que se obtiene de esta forma, al uso del procedimiento para la fabricación de un documento de seguridad y/o de valor, así como un documento de seguridad y/o de valor que se puede fabricar de esta forma.

Antecedentes de la invención y estado de la técnica

En la obtención de componentes electrónicos, de forma particular semiconductores integrados (ICs), pero también de módulos de chip, dispositivos de visualización, baterías, bobinas, condensadores, puntos de contacto, entre otros, en documentos basados en policarbonato (PC) aparece, por ejemplo, en estructuras de semiconductores delgadas el problema de la destrucción prematura o perjuicio a la vida útil del componente durante la laminación por sobrecarga o carga térmica y mecánica. En procedimientos conocidos del tipo citado al comienzo, por ejemplo, para la fabricación de PC-Smart-Cards durante el laminado de algunas láminas se realiza un posicionamiento de una lámina de PC directamente sobre el chip. En la forma de proceder establecida industrialmente se prensan conjuntamente los componentes de la tarjeta preparados previamente con acción simultánea de temperatura y presión dando un bloque “cuasi-monolítico”. El PC debido a sus coeficientes de transmisión térmica específicos así como su temperatura de transición vítrea Tg relativamente alta no se reblandece inmediatamente, impera directamente en el chip una presión mecánica elevada que conduce en la mayoría de los casos a destrucción mecánica del chip.

Para evitar este problema se conoce aplicar sobre los componentes electrónicos láminas autoadhesivas o bien elásticas, con lo que se pueden componer las láminas de PC con componentes intercalados, como chips, sin riesgo elevado de destrucción del componente para una carta. Por lo general estas capas adhesivas sin embargo son un punto de debilidad del montaje de tarjetas. Debido a que por los bordes de las tarjetas pueden difundir vapor de agua y aire ligeros y con ello conducir a una deslaminación perjudicial. También pueden conducir otras influencias ambientales, de forma particular altas temperaturas, pero también rápidos cambios de temperatura, a que la tarjeta se deshaga y con ello ya no se pueda usar más. Adicionalmente las láminas autoadhesivas con un grosor < 50 µm son de difícil manipulación a escala industrial y casi no flexibles, lo que conduce por ejemplo a rellenar cavidades. Lo mismo es válido para componentes con estructuras de difracción, por ejemplo, hologramas de volumen. Si se lamina el holograma directamente con una lámina de PC adicional en una tarjeta, esto se realiza en casos determinados con pérdidas cuantificables visualmente y por máquina de la calidad de síntesis del holograma, de forma particular de colores y de imágenes en 3 dimensiones. La mayoría de los hologramas de volumen basados en fotopolímero poseen un punto de reblandecimiento o una temperatura de transición vítrea Tg claramente inferior a 150º C. Si durante la laminación las láminas de PC aún duras al comienzo se prensan sobre el fotopolímero blando del holograma entonces se asienta el plano de Bragg y determinados elementos muestran desplazamientos de longitudes de onda. Por ejemplo, los elementos de imagen verdes se vuelven elementos de imagen amarillos etc. Ya en los hologramas se reduce claramente además del efecto en 3 dimensiones y los hologramas se muestran siempre en plano y en dos dimensiones y borrosos. También estos efectos radican en el problema de que el PC “duro” aparece sobre superficies rugosas y provoca estrés mecánico o deforma cuerpos blandos, por ejemplo, en un fotopolímero, con lo que estos componentes se ven perjudicados en su función.

De la referencia bibliográfica EP 0688839 A2 se conocen de por sí policarbonatos basados en un dihidroxidifenilcicloalcano disustituido geminal. En este estado de la técnica se usan aquellos policarbonatos como aglutinantes de tintas de serigrafía. De esta referencia bibliográfica se desprenden también procedimientos para la fabricación de tales policarbonatos. Esta referencia bibliográfica se recoge en su totalidad en el contenido publicado de la presente solicitud.

Problema técnico de la invención

La invención se basa por tanto en el problema técnico de proporcionar un procedimiento para la laminación de un componente sensible a la temperatura y/o la presión entre dos capas de polímeros de un policarbonato, en el que se reduce o se evita un daño o perjuicio del componente, asegurando en consecuencia una alta integridad y durabilidad del material compuesto producido.

Fundamentos de la invención y formas de realización preferidas

Para la solución de este problema técnico la invención describe un procedimiento para la fabricación de un material compuesto con al menos una primera capa de polímero así como una segunda capa de polímero respectivamente de un polímero de policarbonato basado en bisfenol A, estando dispuesto entre las capas de polímero un componente, con las etapas de procedimiento siguientes: a) el componente se dispone sobre la primera capa de polímero o se inserta en una cavidad de la primera capa de polímero, b) la primera capa de polímero se recubre sobre la cara sobre la que o en la que el componente está dispuesto, al menos en la zona del componente con un preparado líquido que contiene un disolvente o una mezcla de disolventes así como un derivado de policarbonato basado en un dihidroxidifenilcicloalcano disustituido geminal, c) de forma opcional se realiza a continuación de la etapa b) una etapa de procedimiento de secado, d) a continuación de la etapa b) o etapa c) se aplica la segunda capa de polímero sobre la primera capa de polímero, cubriendo el componente, e) la primera capa de polímero y la segunda capa de polímero se laminan entre sí con presión a una temperatura de 120º C a 220º C o 220º C y durante un periodo de tiempo definido.

La invención se basa en el conocimiento de que los derivados de policarbonato usados de acuerdo con la invención ya a temperaturas por debajo del punto de reblandecimiento habitual de materiales de policarbonato para láminas y otras capas (policarbonatos basados en bisfenol A, Tg aprox. 150º C) pueden fluir y al mismo tiempo son altamente compatibles con materiales de policarbonato para láminas como, por ejemplo, en láminas de Makrofol®. La capacidad de fluir ya a menores temperaturas que las temperaturas de laminación normales conduce a que los componentes se carguen menos mecánicamente en la zona del comienzo de la laminación, en donde ya se aplica una presión que calienta el material compuesto de capas en laminación pero aún no por encima de la temperatura de laminación. La alta compatibilidad muestra que la capa aplicada de acuerdo con la invención con un derivado de policarbonato se une con los materiales de policarbonato de láminas dando una unión monolítica. Ópticamente ya no se detecta un límite de capa entre los materiales tras la laminación. La laminación cuidadosa con el componente en relación con la alta compatibilidad puede, sin pretender unirse a teoría alguna, también en función de que de forma sorprendente pueda tener lugar en el derivado de policarbonato tras un primer calentamiento un cambio de fase, aumentar consecuentemente la temperatura de transición vítrea Tg a valores que se aproximan a los del policarbonato basado en bisfenol A.

Los derivados de policarbonato usados de acuerdo con la invención permiten como resultado la unión o bien laminación con integración de componentes sensibles a presión y temperatura, comportándose el derivado de policarbonato tras acción de la temperatura (por ejemplo, en la laminación) como un policarbonato “puro” basado en bisfenol A.

Una ventaja adicional de la invención es que... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la fabricación de un material compuesto con al menos una primera capa de polímero (1) así como una segunda capa de polímero (5) respectivamente de un polímero de policarbonato basado en bisfenol A, estando dispuesto entre las capas de polímero (1, 5) un componente (2, 3, 6, 7), con las siguientes etapas de procedimiento:

a) el componente se dispone sobre la primera capa de polímero (1) o se inserta en una cavidad (8) de la primera capa de polímero (1),

b) la primera capa de polímero (1) se recubre sobre la cara sobre la que o en la que el componente (2, 3, 6, 7) está dispuesto, al menos en la zona del componente (2, 3, 6, 7) con un preparado líquido que contiene un disolvente o una mezcla de disolventes así como un derivado de policarbonato basado en un dihidroxidifenilcicloalcano disustituido geminal,

c) de forma opcional se realiza a continuación de la etapa b) una etapa de procedimiento de secado,

d) a continuación de la etapa b) o etapa c) se aplica la segunda capa de polímero (5) sobre la primera capa de polímero (1), cubriendo el componente (2, 3, 6, 7),

e) la primera capa de polímero (1) y la segunda capa de polímero (5) se laminan entre sí con presión a una temperatura de 120º C a 220º C y durante un periodo de tiempo definido.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en donde el componente (2, 3, 6, 7) es un componente electrónico (2, 3, 7)

o un holograma de volumen (6).

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, en donde el derivado de policarbonato presenta un peso molecular medio (ponderado) de al menos 10.000, preferiblemente de 20.000 a 300.000.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el derivado de policarbonato contiene unidades estructurales de carbonato funcionales de fórmula (I).

**(Ver fórmula)**

en la que

R1 y R2 significan independientemente uno de otro hidrógeno, halógeno, preferiblemente cloro o bromo, alquilo C1C8, cicloalquilo C5-C6, arilo C6-C10, preferiblemente fenilo, y aralquilo C7-C12, preferiblemente fenil-alquilo C1-C4, de forma particular bencilo, m significa un número entero de 4 a 7, preferiblemente 4 ó 5, R3 y R4 significan para cada X seleccionable individualmente, independientemente uno de otro, hidrógeno o alquilo C1-C6 X significa carbono y n un número entero mayor de 20, con la condición de que en al menos un átomo X, R3 y R4 signifiquen simultáneamente alquilo.

5. Procedimiento según la reivindicación 4, en donde R3 y R4 en 1 a 2 átomos X, de forma particular sólo en un átomo X, son simultáneamente alquilo y/o en donde R3 y R4 son metilo y/o en donde los átomos X en la posición alfa respecto al átomo de C sustituido con difenilo (C1) no están sustituidos con dialquilo y/o en donde los átomos X en la posición beta respecto a C1 están disustituidos con alquilo y/o en donde m = 4 ó 5.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 4 ó 5, en donde el derivado de policarbonato se basa en 4,4'(3,3,5-trimetilciclohexano-1,1-diil)difenol, 4,4'-(3,3-dimetilciclohexano-1,1-diil)difenol, o 4,4'-(2,4,4trimetilciclopentano-1,1-diil)difenol.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, en donde el derivado de policarbonato contiene un copolímero constituido particularmente por unidades monoméricas M1 basadas en bisfenol A así como unidades monoméricas M2 basadas en dihidroxidifenilcicloalcano disustituido geminal, preferiblemente de 4,4'-(3,3,5trimetilciclohexano-1,1-diil)difenol, siendo la relación molar M2/M1 preferiblemente mayor de 0,3, de forma particular mayor de 0,40, por ejemplo mayor de 0,50.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7 estando la temperatura en la etapa e) en el intervalo de 120º C a 220º C.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 8, en donde la primera capa de policarbonato (1) y la segunda capa de policarbonato (5) presentan una temperatura de transición vítrea Tg de más de 145º C.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 9, en el que el grosor de la primera capa de policarbonato

(1) y de la segunda capa de policarbonato (5), igual o distinto, se encuentra en el intervalo de 10 a 1000 µm, de forma particular de 20 a 200 µm, y/o en donde el grosor medido en direcciones ortogonales respecto a una superficie principal de una capa de policarbonato (1, 5) del componente se encuentra en el intervalo de 0,1 a 50 µm, de forma particular de 1 a 30 µm.

11. Material compuesto que se obtiene según una de las reivindicaciones 1 a 10.

12. Material compuesto que contiene una primera capa de policarbonato (1), una segunda capa de policarbonato (5), un componente (2, 3, 6, 7) dispuesto entre la primera capa de policarbonato (1) y la segunda capa de policarbonato (5) y una capa intermedia (4) que une la primera capa de policarbonato (1) con la segunda capa de policarbonato (5) que contiene un derivado de policarbonato basado en un dihidroxidifenilcicloalcano disustituido geminal, estando unidas entre sí respectivamente las capas de policarbonato (1, 5) y la capa intermedia (4) por unión de materiales.

13. Uso de un procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 10 para la fabricación de un documento de seguridad y/o de valor, en el que se unen directa o indirectamente simultáneamente con, o antes o después de la fabricación del material compuesto la primera capa de policarbonato (1) y/o la segunda capa de policarbonato (5) con al menos otra capa, por ejemplo, una capa de impresión.

14. Documento de seguridad y/o de valor que se obtiene según la reivindicación 13.

15. Documento de seguridad y/o de valor que contiene un material compuesto según la reivindicación 11 ó 12 así como al menos una capa de impresión.