CN106700103B - 具有镭射效果的智能卡基材及其制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了具有镭射效果的智能卡基材及其制备工艺，采用UV光固化‑热固化双重固化工艺制备，在白色智能卡基材上涂覆聚氨酯预涂液，进入UV机的UV曝光区域曝光，形成聚氨酯不干胶涂层，再与具有镭射效果的PET膜经热复合辊热压固化复合，得到一种具有镭射效果的智能卡基材。所述聚氨酯预涂液的组分及各组分的质量百分数为：活性树脂单体0‑40%、可UV光‑热双重固化树脂10％‑40％、预聚体35‑80%、光引发剂0.3‑5%wt、分散剂0‑1%wt、流平剂0‑1%wt和消泡剂0.1‑3%。工艺无挥发物，无需经过加热烘干，符合绿色环保要求。制备的具有镭射效果的智能卡基材，在印刷效果上比之前的白色基材更亮丽明艳。

Description

具有镭射效果的智能卡基材及其制备工艺

技术领域

本发明属于高分子材料热复合技术领域，具体涉及一种具有镭射效果的智能卡基材及其制备工艺。

背景技术

自1972年法国人罗兰·莫雷诺(Roland Moreno)首先提出IC卡的设想，1976年法国布尔(Bull)公司研制出世界第一张IC卡以来，IC卡技术飞速发展，已经形成一涉及全球众多著名电子巨头的新兴技术产业。国际标准化组织(ISO，InternationalStandardization Organization)与国际电工委员会(IEC)的联合技术委员会(JTC1)为之制定了一系列的国际标准、规范，极大地推动了IC卡的研究和发展。目前，IC卡的应用已遍布全球。年发行量已远超过100亿张。

随着智能卡应用的普及，对卡基材料的用料的要求也在不断发展，除一些重要或者法定证件都需要有物理防伪手段以外，很多非重要的智能卡也需要有各种图案和文字进行装饰，而镭射全息印刷作为一种防伪性能高，装饰效果好的印刷手段，在防伪技术和装饰技术中得到了大量的使用。现在大量使用的是膜压法复制全息图。为了使压印的全息图便于在白光下观看，需要在压好的彩虹全息片的薄膜上再镀一层铝或者氧化物、硫化物，从而影响薄膜之间的粘合强度。有实验数据证明，用带有镭射印刷图案的PET薄膜和普通PET薄膜在同样制卡条件下制卡并进行剥离力测试，经过镭射印刷后PET与基材之间的粘合强度下降明显。因此，如何提高带有镭射印刷图案的PET薄膜与基材之间的粘合强度是生产具有镭射效果智能卡基材的关键。

铝或者氧化物、硫化物属于表面惰性材料，难以粘接，可以使用的粘合剂品种不多，而其中之一则是聚氨酯型UV光固化树脂。除与铝或者氧化物、硫化物具有优异的粘接性能以外，与其它传统粘合剂相比，在生产过程中此类粘合剂具有操作方便、固化速度快、生产效率高等优点，可在常温下数秒内彻底固化而不需加热或施以其它条件;由于UV 固化技术是体系100 %参加固化反应, 通常比传统溶剂型或水基粘合剂有较低的收缩率, 因而粘接强度更高。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有镭射效果的智能卡基材及其制备工艺，采用UV光固化-热固化双重固化工艺，利用UV光固化快速、高效、粘接强度高的特点，热固化可获得高分子量产品，提高产品的韧性，克服于UV光固化所得产品分子量低，韧性差的缺点，从而可以获得令人满意的具有镭射效果的智能卡基材。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

具有镭射效果的智能卡基材的制备工艺，采用UV光固化-热固化双重固化工艺制备，在白色智能卡基材上涂覆聚氨酯预涂液，进入UV机的UV曝光区域曝光，形成聚氨酯不干胶涂层，再与具有镭射效果的PET膜经热复合辊热压固化复合，得到一种具有镭射效果的智能卡基材。

所述白色智能卡基材为聚氯乙烯，厚度为150-300μm。

聚氨酯预涂液的涂布量为20-200g/m²。最佳涂布量为80-100 g/m²。

所采用涂布方式可以为刮刀式、辊式、喷雾涂布、帘式涂布或狭缝式涂布方式中的一种。

所述聚氨酯预涂液的组分及各组分的质量百分数为：

活性树脂单体0-40%、可UV光-热双重固化树脂10％-40％、预聚体35-80%、光引发剂0.3-5%wt、分散剂0-1%wt、流平剂0-1%wt和消泡剂0.1-3%。

所述的活性树脂单体为可UV固化的活性单体，如上海华谊公司的丙烯酸羟乙酯、丙烯酸丁酯等；

所述的可UV光-热双重固化树脂为同时具有可UV光固化-热固化基团的树脂；如光固化基团可以为丙烯酸基团，热固化基团可以为异氰酸酯基团，如4-氰基-2-氨基羟丙酯甲苯，其结构式为：

；

所述的预聚体为可光固化的聚氨酯丙烯酸酯树脂预聚体，如聚酯型聚氨酯丙烯酸酯、多官能团聚氨酯丙烯酸酯等，其中聚酯型聚氨酯丙烯酸酯可采用台湾长兴化学工业股份有限公司的615-100，6148T-85和美国沙多玛公司的PRO1289、CN704等，多官能团聚氨酯丙烯酸酯可采用台湾长兴化学工业股份有限公司的8000A，美国沙多玛公司的CN966H90、CN966J75等；

所述的光引发剂为可溶于甲苯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯等物质，并易与树脂混溶的紫外光引发剂，如德国CIBA精化有限公司的2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮（HMPF）和2,4,6(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦、二苯基-(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧磷（TPO）等；

所述的分散剂为非有机硅类的分散剂，如德国毕克公司的BYK -110等；

所述的流平剂为丙烯酸酯类的的流平剂，如德国毕克公司的BYK-358 、BYK-358N等；

所述的消泡剂为非有机硅类的消泡剂，如德国毕克公司的BYK -055等。

采用的UV机的线功率100-500w/cm。

所采用的热复合辊的加热温度范围为50-100℃，线速度为0-30m/min。

具有镭射效果的PET膜的厚度可以在10-25μm之间。

本发明采用的活性树脂单体为可UV固化的活性单体，作用在于降低涂层粘度，提高涂层流平性；可UV光-热双重固化树脂为同时具有可UV光固化-热固化基团的树脂，例如4-氰基-2-氨基羟丙酯甲苯，光固化基团可以为丙烯酸基团，热固化基团可以为异氰酸酯基团；作用在于为涂层提供有效的力学性能和热粘接性能；所采用的预聚体为可光固化的聚氨酯丙烯酸酯树脂预聚体，如聚酯型丙烯酸聚氨酯，作用在于赋予涂层良好的韧性和强度。在具体实施过程中，首先在光引发剂作用下，活性树脂单体、可UV光-热双重固化树脂，预聚体中的双键断键形成交联结构；由于反应时间短，UV引发的交联反应所形成的基本为低聚体，此时材料处于半固化状态，具有一定的粘接能力；然后在进入热固化阶段，在温度作用下预聚体和可UV光-热双重固化树脂中的异氰酸酯基团与侧羧基和单体中的端羟基发生反应，形成交联网络，从而大幅度提高基材之间的粘接强度。

有益效果：

本发明采用UV光固化-热固化双重固化工艺，利用UV光固化快速、高效、粘接强度高的特点，热固化可获得高分子量产品，提高产品的韧性，克服于UV光固化所得产品分子量低，韧性差的缺点，从而可以获得令人满意的具有镭射效果的智能卡基材。

本发明的制备工艺无挥发物，无需经过加热烘干，符合绿色环保要求。制备的具有镭射效果的智能卡基材，完全不需要制卡设备做任何改动，但在印刷效果上比之前的白色基材更亮丽明艳，适合高端客户的使用需求。

附图说明

图1 本发明具有镭射效果智能卡基材的制备工艺流程图。

具体实施方式

以下以具体实施例来说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围不限于此。所述百分比均为质量百分比。

以下实施例中采用的2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮（HMPF）购自于德国CIBA精化有限公司，聚酯型聚氨酯丙烯酸酯6148T-85 、多官能团聚氨酯丙烯酸酯8000A均购自台湾长兴化学工业股份有限公司，聚酯型聚氨酯丙烯酸酯PRO1289、多官能团聚氨酯丙烯酸酯CN966H90购自美国沙多玛公司，流平剂BYK-358、分散剂BYK110、消泡剂BYK -055均购自德国毕克公司；4-氰基-2-氨基羟丙酯甲苯购自绵阳彩馥兰科技有限公司。

实施例1

UV光固化-热固化聚氨酯预涂液配制，组分及各各组分的质量百分数为：

丙烯酸羟乙酯 36%、4-氰基-2-氨基羟丙酯甲苯 17%、聚酯型聚氨酯丙烯酸酯6148T-85 22%、多官能团聚氨酯丙烯酸酯8000A 23.5%、光引发剂 2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮（HMPF）0.7%、 流平剂BYK-358 0.3%、消泡剂BYK -055 0.5%。

按配方将上述原料加入高速分散机中搅拌15min，转速为1500rpm，搅拌完成后预涂液成为澄清透明的液体，将预涂液从高速分散剂中转出至密封的深色或不锈钢贮槽中。

镭射智能卡基材制备

将厚度为300μm的PVC基材通过具有张力控制的放卷机导出至涂布装置，放卷机张力控制为4N，速度为8m/min。涂胶采用辊式涂布方式进行，涂胶量为100g/m²，涂胶胶种为前述工艺配制的聚氨酯预涂液。涂胶完成后，PVC基材进入温度为50℃的烘道中进行流平处理，停留时间为3min。接着PVC基材进入UV机的UV曝光区，UV灯线功率为100w/cm，此时预涂液完成UV光固化工艺，其物理形态由液态转变为半固态。曝光完成后，PVC基材进入热复合辊，热复合辊温度为85℃，同时厚度为25μm的镭射PET膜也由张力为4N的放卷装置导入至热复合辊，通过辊筒的挤压作用将镭射PET膜和PVC基材粘贴成为一个整体，同时完成热固化作用，此时预涂液的物理形态转变为具有较好强度和韧性的固态胶层，可以将PVC基材和镭射PET膜牢固地粘接成为一个整体。热复合完成后，基材通过带有张力控制的收卷装置收卷，完成镭射效果智能卡基材的制备。所得到的智能卡基材，PVC基材与PET薄膜之间的剥离强度为15N/cm。而采用普通粘接剂的智能卡基材，PVC基材与PET薄膜之间的剥离强度为8N/cm。

实施例2

UV光固化-热固化聚氨酯预涂液配制，组分及各各组分的质量百分数为：

4-氰基-2-氨基羟丙酯甲苯 20%、聚酯型聚氨酯丙烯酸酯6148T-85 20%、多官能团聚氨酯丙烯酸酯8000A 56%、光引发剂 2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮（HMPF）3%、 流平剂BYK-358 0.3%、分散剂BYK110 0.2%、消泡剂BYK -055 0.5%。

按配方将上述原料加入高速分散机中搅拌15min，转速为1500rpm，搅拌完成后预涂液成为澄清透明的液体，将预涂液从高速分散剂中转出至密封的深色或不锈钢贮槽中。

镭射智能卡基材制备

将厚度为300μm的PVC基材通过具有张力控制的放卷机导出至涂布装置，放卷机张力控制为4N，速度为10m/min。涂胶采用辊式涂布方式进行，涂胶量为80g/m²，涂胶胶种为前述工艺配制的聚氨酯预涂液。涂胶完成后，PVC基材进入温度为50℃的烘道中进行流平处理，停留时间为3min。接着PVC基材进入UV机的UV曝光区，UV灯线功率为100w/cm，此时预涂液完成UV光固化工艺，其物理形态由液态转变为半固态。曝光完成后，PVC基材进入热复合辊，热复合辊温度为85℃，同时厚度为25μm的镭射PET膜也由张力为4N的放卷装置导入至热复合辊，通过辊筒的挤压作用将镭射PET膜和PVC基材粘贴成为一个整体，同时完成热固化作用，此时预涂液的物理形态转变为具有较好强度和韧性的固态胶层，可以将PVC基材和镭射PET膜牢固地粘接成为一个整体。热复合完成后，基材通过带有张力控制的收卷装置收卷，完成镭射效果智能卡基材的制备。所得到的智能卡基材，PVC基材与PET薄膜之间的剥离强度为17N/cm。而采用普通粘接剂的智能卡基材，PVC基材与PET薄膜之间的剥离强度为8N/cm。

实施例3

UV光固化-热固化聚氨酯预涂液配制，组分及各各组分的质量百分数为：

4-氰基-2-氨基羟丙酯甲苯 40%、多官能团聚氨酯丙烯酸酯CN966H90 52%、光引发剂 2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮（HMPF）3%、 流平剂BYK-358 1.0 %、分散剂BYK1101.0%、消泡剂BYK -055 3.0%。

按配方将上述原料加入高速分散机中搅拌15min，转速为1500rpm，搅拌完成后预涂液成为澄清透明的液体，将预涂液从高速分散剂中转出至密封的深色或不锈钢贮槽中。

镭射智能卡基材制备

将厚度为300μm的PVC基材通过具有张力控制的放卷机导出至涂布装置，放卷机张力控制为4N，速度为10m/min。涂胶采用辊式涂布方式进行，涂胶量为80g/m²，涂胶胶种为前述工艺配制的聚氨酯预涂液。涂胶完成后，PVC基材进入温度为50℃的烘道中进行流平处理，停留时间为3min。接着PVC基材进入UV机的UV曝光区，UV灯线功率为100w/cm，此时预涂液完成UV光固化工艺，其物理形态由液态转变为半固态。曝光完成后，PVC基材进入热复合辊，热复合辊温度为85℃，同时厚度为10μm的镭射PET膜也由张力为4N的放卷装置导入至热复合辊，通过辊筒的挤压作用将镭射PET膜和PVC基材粘贴成为一个整体，同时完成热固化作用，此时预涂液的物理形态转变为具有较好强度和韧性的固态胶层，可以将PVC基材和镭射PET膜牢固地粘接成为一个整体。热复合完成后，基材通过带有张力控制的收卷装置收卷，完成镭射效果智能卡基材的制备。所得到的智能卡基材，在剥离力测试过程中，PET薄膜断裂，表明粘接力已大于薄膜断裂强度。而采用普通粘接剂的智能卡基材，PVC基材与PET薄膜之间的剥离强度为8N/cm。

实施例4

UV光固化-热固化聚氨酯预涂液配制，组分及各各组分的质量百分数为：

4-氰基-2-氨基羟丙酯甲苯 40%、多官能团聚氨酯丙烯酸酯CN966H90 52%、光引发剂 2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮（HMPF）3%、 流平剂BYK-358 1.0 %、分散剂BYK1101.0%、消泡剂BYK -055 3.0%。

按配方将上述原料加入高速分散机中搅拌15min，转速为1500rpm，搅拌完成后预涂液成为澄清透明的液体，将预涂液从高速分散剂中转出至密封的深色或不锈钢贮槽中。

镭射智能卡基材制备

将厚度为300μm的PVC基材通过具有张力控制的放卷机导出至涂布装置，放卷机张力控制为4N，速度为10m/min。涂胶采用辊式涂布方式进行，涂胶量为80g/m²，涂胶胶种为前述工艺配制的聚氨酯预涂液。涂胶完成后，PVC基材进入温度为50℃的烘道中进行流平处理，停留时间为3min。接着PVC基材进入UV机的UV曝光区，UV灯线功率为100w/cm，此时预涂液完成UV光固化工艺，其物理形态由液态转变为半固态。曝光完成后，PVC基材进入热复合辊，热复合辊温度为85℃，同时厚度为25μm的镭射PET膜也由张力为4N的放卷装置导入至热复合辊，通过辊筒的挤压作用将镭射PET膜和PVC基材粘贴成为一个整体，同时完成热固化作用，此时预涂液的物理形态转变为具有较好强度和韧性的固态胶层，可以将PVC基材和镭射PET膜牢固地粘接成为一个整体。热复合完成后，基材通过带有张力控制的收卷装置收卷，完成镭射效果智能卡基材的制备。所得到的智能卡基材，PVC基材与PET薄膜之间的剥离强度为38N/cm。。而采用普通粘接剂的智能卡基材，PVC基材与PET薄膜之间的剥离强度为8N/cm。

实施例5

UV光固化-热固化聚氨酯预涂液配制，组分及各各组分的质量百分数为：

丙烯酸羟乙酯 36%、4-氰基-2-氨基羟丙酯甲苯 20%、聚酯型聚氨酯丙烯酸酯PRO1289 35%、、光引发剂 2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮（HMPF）5.0%、 流平剂BYK-3580.3%、消泡剂BYK -055 0.2%。

按配方将上述原料加入高速分散机中搅拌15min，转速为1500rpm，搅拌完成后预涂液成为澄清透明的液体，将预涂液从高速分散剂中转出至密封的深色或不锈钢贮槽中。

镭射智能卡基材制备

将厚度为300μm的PVC基材通过具有张力控制的放卷机导出至涂布装置，放卷机张力控制为4N，速度为8m/min。涂胶采用辊式涂布方式进行，涂胶量为100g/m²，涂胶胶种为前述工艺配制的聚氨酯预涂液。涂胶完成后，PVC基材进入温度为50℃的烘道中进行流平处理，停留时间为3min。接着PVC基材进入UV机的UV曝光区，UV灯线功率为100w/cm，此时预涂液完成UV光固化工艺，其物理形态由液态转变为半固态。曝光完成后，PVC基材进入热复合辊，热复合辊温度为85℃，同时厚度为25μm的镭射PET膜也由张力为4N的放卷装置导入至热复合辊，通过辊筒的挤压作用将镭射PET膜和PVC基材粘贴成为一个整体，同时完成热固化作用，此时预涂液的物理形态转变为具有较好强度和韧性的固态胶层，可以将PVC基材和镭射PET膜牢固地粘接成为一个整体。热复合完成后，基材通过带有张力控制的收卷装置收卷，完成镭射效果智能卡基材的制备。所得到的智能卡基材，PVC基材与PET薄膜之间的剥离强度为10N/cm。而采用普通粘接剂的智能卡基材，PVC基材与PET薄膜之间的剥离强度为8N/cm。

Claims (5)

1.具有镭射效果的智能卡基材的制备工艺，其特征在于：采用UV光固化-热固化双重固化工艺制备，在白色智能卡基材上涂覆聚氨酯预涂液，进入UV机的UV曝光区域曝光，形成聚氨酯不干胶涂层，再与具有镭射效果的PET膜经热复合辊热压固化复合，得到一种具有镭射效果的智能卡基材；所述白色智能卡基材为聚氯乙烯，厚度为150-300μm；所述聚氨酯预涂液的组分及各组分的质量百分数为：活性树脂单体36-40wt％、可UV光-热双重固化树脂10-40wt％、预聚体35-80wt％、光引发剂0.3-5wt％、分散剂0-1wt％、流平剂0-1wt％和消泡剂0.1-3wt％；聚氨酯预涂液的涂布量为20-200g/m²；采用的UV机的线功率为100-500W/cm条件下，曝光时间5-7秒；所采用的热复合辊加热温度范围为50-100℃，线速度为0-30m/min；所述活性树脂单体为可UV固化的活性单体；所述的可UV光-热双重固化树脂为同时具有可UV光固化-热固化基团的树脂，所述的预聚体为可光固化的聚氨酯丙烯酸酯树脂预聚体。

2.根据权利要求1所述的具有镭射效果的智能卡基材的制备工艺，其特征在于：具有镭射效果的PET膜厚度为10-25μm。

3.根据权利要求1所述的具有镭射效果的智能卡基材的制备工艺，其特征在于：所述的分散剂为非有机硅类的分散剂。

4.根据权利要求1所述的具有镭射效果的智能卡基材的制备工艺，其特征在于：所述的消泡剂为非有机硅类的消泡剂。

5.权利要求1至4任意一项所述制备工艺制备得到的具有镭射效果的智能卡基材。

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