CN104497506B - 一种用于智能卡的pha印刷膜片及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于智能卡的PHA印刷膜片及其制备方法，该膜片包括以下质量百分比的成分：PHA树脂30-40？wt%，PETG树脂48-55wt%，聚乙烯蜡1.1-2.5wt%，硫酸钙晶须1.4-2wt%，PETG树脂加工助剂2.6-3.5wt%，增塑剂0.1-0.4wt%，润滑剂0.1-1wt%，抗氧剂0.1-0.5wt%，增容剂4.5-5.6wt%，紫外线吸收剂0.3-0.5？wt%，抗静电剂0.3-0.5？wt%。该膜片采用压延法制备，本发明的印刷膜片能够消光，使智能卡形成柔和的哑光效果。
Description
技术领域
本发明属于热塑性聚酯技术领域，具体涉及一种用于智能卡的PHA印刷膜片及其制备方法。
背景技术
智能卡根据通讯接口方式，分成接触式IC卡(IntegratedCircuitCard集成电路卡，也称Smartcard智能卡)、非接触式RFID卡(RadioFrequencyIdentification射频识别卡)和双界面卡(同时具备IC卡和RFID卡通讯接口)，它们都是将微电子芯片嵌入基材，并完成卡片表面的印刷、面膜保护，最后层压合成的。因此智能卡是基材、印刷膜片和保护膜片依次层叠后压合制成。
智能卡成卡方式为整版印刷，即印刷膜片上的卡片数与inlay的芯片排版数相等，印刷完再层压、冲切成卡。整版印刷对印刷质量要求很高，IC芯片价格占智能卡总成本60％以上，而卡基材料占总成本不足5％，如果卡基材料因质量问题造成智能卡作废，损失较大，所以智能卡高成品率尤为重要。
PETG，是一种非结晶型共聚酯，是由对苯二甲酸(PTA)、乙二醇(EG)和1,4-环己烷二甲醇(CHDM)三种单体用酯交换法缩聚的产物，在其生产过程中，由于一定数量的乙二醇被CHDM所取代，可预防结晶化，进而改善加工制造和透明度。其制品高度透明，抗冲击性能优异，特别适宜成型厚壁透明制品，其加工成型性能极佳，能够按照设计者的意图进行任意形状的设计，可能采用传统的挤出、注塑、吹塑及吸塑等成型方法，可以广泛用于板材、片材、高性能收缩膜、瓶用及异型材等市场，同时其二次加工性能优良，可以进行常规机加工修饰。
PHA，聚羟基脂肪酸酯，现有技术的PHA薄膜一般用于一次性包装片、印刷片、装饰片，缺乏质量控制指标，还不能满足智能卡封装的特殊要求。
印刷是智能卡制作二次加工重要环节，印刷膜片表面粗糙度控制至关重要，过高粗糙度会影响印刷图案清晰度，过低粗糙度会影响油墨与印刷膜片的结合度。智能卡的印刷膜片涂布后表面析出物多，层合后剥离强度小；伸缩率大；表面气泡痕多，润湿张力小，无法精密印刷；表观缺陷导致适印性不佳；难以生产300微米厚度以下产品；遮光性差，易看到卡内镶嵌的IC芯片和天线。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种用于智能卡的PHA印刷膜片及其制备方法，印刷效果好，具备良好的粘合性能和挺度。
本发明采用以下技术方案：
一种用于智能卡的PHA印刷膜片，包括以下质量百分比的成分：PHA树脂30-40wt％，PETG树脂48-55wt％，聚乙烯蜡1.1-2.5wt％，硫酸钙晶须1.4-2wt％，PETG树脂加工助剂2.6-3.5wt％，增塑剂0.1-0.4wt％，润滑剂0.1-1wt％，抗氧剂0.1-0.5wt％，增容剂4.5-5.6wt％，紫外线吸收剂0.3-0.5wt％，抗静电剂0.3-0.5wt％，各成分质量百分比之和为100wt％。
作为优选，所述的PHA树脂为天津国韵生物材料有限公司的P34HB，所述的PETG树脂为美国伊士曼公司的GS2。
作为优选，所述的PETG树脂加工助剂为美国伊士曼公司的ADD2。
作为优选，所述的增塑剂为己二酸丙二醇聚酯或癸二酸丙二醇聚酯。
作为优选，所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺或油酰胺。
所述的抗氧剂是一种具有良好相容性的高效低色污的抗氧剂，优选抗氧剂168或抗氧剂264。抗氧剂264为C15H24O，抗氧剂168为三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯。
所述的增容剂为带有高反应活性的环氧官能团的苯乙烯类反应型树脂，优选上海日之升新技术发展有限公司的SAG005。
所述的紫外线吸收剂为低挥发性紫外线吸收剂，优选邻羟基苯甲酸苯酯或2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。
作为优选，所述的抗静电剂为聚氧乙烯烷基胺。
上述用于智能卡的PHA印刷膜片的制备方法，包括下列步骤：
(1)称取原料混合均匀，其中，PHA树脂、PETG树脂粉碎至70-80目后干燥；
(2)加热熔融后高速搅拌，搅拌温度为85-95℃，高速搅拌分三阶段：第一阶段为800-900转/分钟，搅拌时间为5-8分钟，第二阶段为1600-1800转/分钟，搅拌时间为3-4分钟，第三阶段为800-900转/分钟，搅拌时间为3-5分钟；
(3)低速搅拌，搅拌温度为40-50℃，搅拌速度为60-80转/分钟，搅拌时间为15-20分钟；
(4)行星排气挤出机塑炼：温度控制在110-165℃，其中一级110-140℃、二级135-165℃；螺杆转速为25-45rpm；真空站抽气量为60m3/h，真空度为60mbar，负压为0.1bar；
(5)五辊压延出片：辊速5-25m/分钟，速比为1.15-1.25，压延辊温度分别为：1号辊110-140℃、2号辊110-140℃、3号辊120-160℃、4号辊140-175℃、5号辊145-160℃；
(6)引离拉伸：引离辊温度为：第一组120-130℃，第二组115-125℃，第三组105-115℃，第四组90-100℃，第五组70-80℃；
(7)冷却：冷却温度为：第一组60-70℃，第二组50-60℃，第三组40-50℃；循环水冷却；
(8)牵引、卷取；
(9)照相检测，自动分拣或标识；
(10)切割：方正度倾斜偏差≤1.2mm/m。
其中，原料粉碎采用中国专利申请号为“2013201822894”的“一种高效磨粉***”，提高单位产量，并能减少磨粉焦料的产生。熔融塑化采用行星式排气挤出机，加装中国专利申请号为“2009202843552”的“一种可降低大气污染挥发物及气体的真空分离装置”，减少助剂挥发物对片材表观质量影响，并保证现场操作环境。在三号辊上加装中国专利申请号为“2010201132857”的“割气泡机”，采用脱气泡工艺，减少气泡痕产生。以“照相检测及其分拣***”代替人工分拣，可以有效提高不合格品检出率和分拣效率。
作为优选，印刷膜片的厚度为120μm±5μm。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
1、本发明在现有技术的基础上，加设高效磨粉、挤出机真空站、割气泡机、照相检测入自动分拣装置等生产控制方法，能有效降低产品的废品率，提高产出率。采用电子照相检测替代人工检测，标准客观，减少人为误差，提高产品合格率，下游制卡企业智能卡封装成品率高。
2、本发明的印刷膜片能够消光，使智能卡形成柔和的哑光效果。
3、本发明遮光性好，可以遮蔽智能卡内部镶嵌的IC芯片和天线，使智能卡外表美观。
4、由于印刷需3－5种油墨套色，因此必须经过3－5次加热(烘干)，过大收缩率或收缩率不匀会使图案套色不准，从而影响印刷质量，本发明的收缩率小，仅10％～11％。
附图说明
图1是本发明制造工艺流程图。
具体实施方式
下面结合对本发明作进一步详细介绍。
以下实施例中采用的压延成型机为意大利RODOLFO公司F型五辊压延成型机(轴交叉法)，三号压延辊加装了割气泡装置，挤出机采用德国贝斯托夫行星式排气挤出机，加热方式为电加热。
实施例中所用PHA树脂为天津国韵生物材料有限公司提供，PETG树脂为美国伊士曼公司GS-2型，PETG树脂加工助剂为美国伊士曼公司ADD2型。片材的尺寸通过压延辊辊间距控制，为了便于性能比较，以下实施例中控制片材厚度为120μm。
实施例1
一种用于智能卡的PHA印刷膜片，包括以下质量百分比的成分：PHA树脂40wt％，PETG树脂48wt％，聚乙烯蜡1.1％，硫酸钙晶须2wt％，PETG树脂加工助剂3.5wt％，增塑剂0.1wt％，润滑剂0.1wt％，抗氧剂0.1wt％，增容剂4.5wt％，紫外线吸收剂0.3wt％，抗静电剂0.3wt％。
所述的增塑剂为己二酸丙二醇聚酯。
所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺。
所述的抗氧剂是抗氧剂168。
所述的增容剂为上海日之升新技术发展有限公司的SAG005。
所述的紫外线吸收剂为邻羟基苯甲酸苯酯。
所述的抗静电剂为聚氧乙烯烷基胺。
上述用于智能卡的PHA印刷膜片的制备方法，包括下列步骤：
(1)称取原料混合均匀，其中，PHA树脂、PETG树脂粉碎至70-80目后干燥；
(2)加热熔融后高速搅拌，搅拌温度为85-95℃，高速搅拌分三阶段：第一阶段为800-900转/分钟，搅拌时间为5-8分钟，第二阶段为1600-1800转/分钟，搅拌时间为3-4分钟，第三阶段为800-900转/分钟，搅拌时间为3-5分钟；
(3)低速搅拌，搅拌温度为40-50℃，搅拌速度为60-80转/分钟，搅拌时间为15-20分钟；
(4)行星排气挤出机塑炼：温度控制在110-165℃，其中一级110-140℃、二级135-165℃；螺杆转速为25-45rpm；真空站抽气量为60m3/h，真空度为60mbar，负压为0.1bar。
(5)五辊压延出片：辊速5-25m/分钟，速比为1.15-1.25，压延辊温度分别为：1号辊110-140℃、2号辊110-140℃、3号辊120-160℃、4号辊140-175℃、5号辊145-160℃；
(6)引离拉伸：引离辊温度为：第一组120-130℃，第二组115-125℃，第三组105-115℃，第四组90-100℃，第五组70-80℃；
(7)冷却：冷却温度为：第一组60-70℃，第二组50-60℃，第三组40-50℃；循环水冷却；
(8)牵引、卷取；
(9)照相检测，自动分拣或标识；
(10)切割：方正度倾斜偏差≤1.2mm/m。
实施例2
一种用于智能卡的PHA印刷膜片，包括以下质量百分比的成分：PHA树脂30wt％，PETG树脂55wt％，聚乙烯蜡2.5wt％，硫酸钙晶须1.4wt％，PETG树脂加工助剂2.6wt％，增塑剂0.4wt％，润滑剂1wt％，抗氧剂0.5wt％，增容剂5.6wt％，紫外线吸收剂0.5wt％，抗静电剂0.5wt％。
所述的增塑剂为癸二酸丙二醇聚酯。
所述润滑剂为油酰胺。
所述的抗氧剂是抗氧剂264。
所述的增容剂为上海日之升新技术发展有限公司的SAG005。
所述的紫外线吸收剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。
所述的抗静电剂为聚氧乙烯烷基胺。
上述用于智能卡的PHA印刷膜片的制备方法，包括下列步骤：
(1)称取原料混合均匀，其中，PHA树脂、PETG树脂粉碎至70-80目后干燥；
(2)加热熔融后高速搅拌，搅拌温度为85-95℃，高速搅拌分三阶段：第一阶段为800-900转/分钟，搅拌时间为5-8分钟，第二阶段为1600-1800转/分钟，搅拌时间为3-4分钟，第三阶段为800-900转/分钟，搅拌时间为3-5分钟；
(3)低速搅拌，搅拌温度为40-50℃，搅拌速度为60-80转/分钟，搅拌时间为15-20分钟；
(4)行星排气挤出机塑炼：温度控制在110-165℃，其中一级110-140℃、二级135-165℃；螺杆转速为25-45rpm；真空站抽气量为60m3/h，真空度为60mbar，负压为0.1bar。
(5)五辊压延出片：辊速5-25m/分钟，速比为1.15-1.25，压延辊温度分别为：1号辊110-140℃、2号辊110-140℃、3号辊120-160℃、4号辊140-175℃、5号辊145-160℃；
(6)引离拉伸：引离辊温度为：第一组120-130℃，第二组115-125℃，第三组105-115℃，第四组90-100℃，第五组70-80℃；
(7)冷却：冷却温度为：第一组60-70℃，第二组50-60℃，第三组40-50℃；循环水冷却；
(8)牵引、卷取；
(9)照相检测，自动分拣或标识；
(10)切割：方正度倾斜偏差≤1.2mm/m。
实施例3
一种用于智能卡的PHA印刷膜片，包括以下质量百分比的成分：PHA树脂37.1wt％，PETG树脂50wt％，聚乙烯蜡1.7wt％，硫酸钙晶须1.6wt％，PETG树脂加工助剂2.9wt％，增塑剂0.3wt％，润滑剂0.5wt％，抗氧剂0.3wt％，增容剂4.8wt％，紫外线吸收剂0.4wt％，抗静电剂0.4wt％。
所述的增塑剂为癸二酸丙二醇聚酯。
所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺。
所述的抗氧剂是抗氧剂264。
所述的增容剂为上海日之升新技术发展有限公司的SAG005。
所述的紫外线吸收剂为邻羟基苯甲酸苯酯。
所述的抗静电剂为聚氧乙烯烷基胺。
上述用于智能卡的PHA印刷膜片的制备方法，包括下列步骤：
(1)称取原料混合均匀，其中，PHA树脂、PETG树脂粉碎至70-80目后干燥；
(2)加热熔融后高速搅拌，搅拌温度为85-95℃，高速搅拌分三阶段：第一阶段为800-900转/分钟，搅拌时间为5-8分钟，第二阶段为1600-1800转/分钟，搅拌时间为3-4分钟，第三阶段为800-900转/分钟，搅拌时间为3-5分钟；
(3)低速搅拌，搅拌温度为40-50℃，搅拌速度为60-80转/分钟，搅拌时间为15-20分钟；
(4)行星排气挤出机塑炼：温度控制在110-165℃，其中一级110-140℃、二级135-165℃；螺杆转速为25-45rpm；真空站抽气量为60m3/h，真空度为60mbar，负压为0.1bar。
(5)五辊压延出片：辊速5-25m/分钟，速比为1.15-1.25，压延辊温度分别为：1号辊110-140℃、2号辊110-140℃、3号辊120-160℃、4号辊140-175℃、5号辊145-160℃；
(6)引离拉伸：引离辊温度为：第一组120-130℃，第二组115-125℃，第三组105-115℃，第四组90-100℃，第五组70-80℃；
(7)冷却：冷却温度为：第一组60-70℃，第二组50-60℃，第三组40-50℃；循环水冷却；
(8)牵引、卷取；
(9)照相检测，自动分拣或标识；
(10)切割：方正度倾斜偏差≤1.2mm/m。
对比例1
与实施例1相同，不同在于：不加聚乙烯蜡。
性能测试
对上述3个实施例和对比例1进行性能对比测试，结果见表1。
表1
测试结果表明，本发明的PHA智能卡印刷膜片遮光率为93.7％～94.6％，光泽度为15.4～16.1，伸缩率为10％～11％，层合后的剥离强度为13.9N/cm～15.3N/cm，而对比例1的遮光率为76.3％，光泽度为36，伸缩率为30％，层合后的剥离强度为3.5N/cm。因此，本发明的剥离强度明显大于对比例1，不易剥离开裂；遮光率高、光泽度较低，表面呈哑光光泽；伸缩率较小，可以避免卷曲损坏；表面孔洞、杂质、晶点等缺陷尺寸小于0.3mm，个数≦1个/m2。聚乙烯蜡大大提高了印刷膜片的剥离强度、遮光率，降低印刷膜片的伸缩率。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方案，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种用于智能卡的PHA印刷膜片，其特征在于，包括以下质量百分比的成分：PHA树脂30-40wt%，PETG树脂48-55wt%，聚乙烯蜡1.1-2.5wt%，硫酸钙晶须1.4-2wt%，PETG树脂加工助剂2.6-3.5wt%，增塑剂0.1-0.4wt%，润滑剂0.1-1wt%，抗氧剂0.1-0.5wt%，增容剂4.5-5.6wt%，紫外线吸收剂0.3-0.5wt%，抗静电剂0.3-0.5wt%，各成分质量百分比之和为100wt%；所述的PETG树脂加工助剂为美国伊士曼公司的ADD2型助剂。
2.根据权利要求1所述的用于智能卡的PHA印刷膜片，其特征在于，所述的增塑剂为己二酸丙二醇聚酯或癸二酸丙二醇聚酯。
3.根据权利要求1所述的用于智能卡的PHA印刷膜片，其特征在于，所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺或油酰胺。
4.根据权利要求1所述的用于智能卡的PHA印刷膜片，其特征在于，所述的抗氧剂是抗氧剂168或抗氧剂264。
5.根据权利要求1所述的用于智能卡的PHA印刷膜片，其特征在于，所述的增容剂为上海日之升新技术发展有限公司的SAG005。
6.根据权利要求1所述的用于智能卡的PHA印刷膜片，其特征在于，所述的紫外线吸收剂为邻羟基苯甲酸苯酯或2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。
7.根据权利要求1所述的用于智能卡的PHA印刷膜片，其特征在于，所述的抗静电剂为聚氧乙烯烷基胺。
8.基于权利要求1所述的用于智能卡的PHA印刷膜片的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：
（1）称取原料混合均匀，其中，PHA树脂、PETG树脂粉碎至70-80目后干燥；
（2）加热熔融后高速搅拌，搅拌温度为85-95℃，高速搅拌分三阶段：第一阶段为800-900转/分钟，搅拌时间为5-8分钟，第二阶段为1600-1800转/分钟，搅拌时间为3-4分钟，第三阶段为800-900转/分钟，搅拌时间为3-5分钟；
（3）低速搅拌，搅拌温度为40-50℃，搅拌速度为60-80转/分钟，搅拌时间为15-20分钟；
（4）行星排气挤出机塑炼：温度控制在110-165℃，其中一级110-140℃、二级135-165℃；螺杆转速为25-45rpm；真空站抽气量为60m3/h，真空度为60mbar，负压为0.1bar；
（5）五辊压延出片：辊速5-25m/分钟，速比为1.15-1.25，压延辊温度分别为：1号辊110-140℃、2号辊110-140℃、3号辊120-160℃、4号辊140-175℃、5号辊145-160℃；
（6）引离拉伸：引离辊温度为：第一组120-130℃，第二组115-125℃，第三组105-115℃，第四组90-100℃，第五组70-80℃；
（7）冷却：冷却温度为：第一组60-70℃，第二组50-60℃，第三组40-50℃；循环水冷却；
（8）牵引、卷取；
（9）照相检测，自动分拣或标识；
（10）切割：方正度倾斜偏差≤1.2mm/m。
9.根据权利要求8所述的用于智能卡的PHA印刷膜片的制备方法，其特征在于，印刷膜片的厚度为120μm±5μm。
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