CN114311918A - 可降解环保卡片及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种可降解环保卡片及其制备方法，可降解环保卡片包括第一印刷层、芯片层、至少两层热熔胶膜以及第二印刷层，芯片层用于放置有芯片，芯片层和至少两层热熔胶膜设置在第一印刷层与第二印刷层之间，第一印刷层与芯片层之间和芯片层与第二印刷层之间分别设置有热熔胶膜，芯片层的厚度为0.15mm～0.50mm，环保卡片的厚度为0.5mm～1.5mm；第一印刷层、芯片层以及第二印刷层的材质均为PLA，采用以上方案，PLA是一种生物可降解材料，通过控制环保卡片的整体厚度以及芯片层的厚度，可实现卡片的可降解，实现对环境的友好；使用热熔胶膜进行粘合，可克服PLA材料太脆导致卡片易断裂的问题，提升环保卡片性能。
Description
技术领域
本发明涉及片材制备领域，具体是涉及一种可降解环保卡片及其制备方法。
背景技术
聚氯乙烯(PVC)是世界上产量最大的通用塑料，广泛应用于日用品、工业制品、包装膜、管材等方面。其中在日常生活中，常用的卡片如身份证、银行卡、公交卡、校园卡等卡片，几乎都是由PVC制成。建设每人每年遗弃一至两张卡，我国每年将由此排放上万吨PVC。由于PVC的稳定性，使其难以被降解，对环保不友好，从而近年来越来越多PVC制品被限制使用，如塑料袋、吸管等，并且涌现了许多环保的替代品，因此现由环保材料制作卡片也势在必行。
发明内容
本发明的第一目的是提供一种对环境友好的可降解环保卡片。
本发明的第二目的是提供一种上述可降解环保卡片的制备方法。
为了实现上述的第一目的，本发明提供的可降解环保卡片包括第一印刷层、芯片层、至少两层热熔胶膜以及第二印刷层，芯片层用于放置有芯片，芯片层和至少两层热熔胶膜设置在第一印刷层与第二印刷层之间，第一印刷层与芯片层之间和芯片层与第二印刷层之间分别设置有热熔胶膜，芯片层的厚度为0.15mm～0.50mm，环保卡片的厚度为0.5mm～1.5mm；第一印刷层、芯片层以及第二印刷层的材质均为PLA。
由上述方案可见，PLA是一种生物可降解材料，采用PLA材料代替PVC材料，并且通过控制环保卡片的整体厚度以及芯片层的厚度，可实现卡片的可降解，实现对环境的友好；在环保卡片各片材之间分别使用热熔胶膜进行粘合，热熔胶膜的柔韧性较好，可克服PLA材料太脆导致卡片易断裂的问题，从而实现环保卡片在耐用度和可弯曲度等性能得到提升。
进一步的方案是，热熔胶膜的材质可为EVA或TRU，热熔胶膜的厚度为0.05mm～0.2mm。
可见，在上述厚度范围内的热熔胶膜可实现片材之间的牢固粘结的同时，保证环保卡片的可弯曲性能处于良好状态。
进一步的方案是，芯片层与第一印刷层之间或/和芯片层与第二印刷层之间设置有填充层，填充层的材质为PLA。
可见，当第一印刷层、芯片层和第二印刷层叠加形成的卡片过薄时，可增加填充层保证环保卡片位于一定范围的厚度内，保证环保卡片的耐用性能。
进一步的方案是，填充层的厚度为0.1mm～0.5mm。
可见，环保卡片内设置有上述范围厚度的填充层可保证环保卡片的可降解程度，从而实现对环境友好这一目的。
进一步的方案是，填充层与第一印刷层之间和填充层与芯片层之间分别设置有热熔胶膜。
可见，环保卡片中的每一层片材的接触面上分别设置有热熔胶膜，使得相邻的两层片材之间完成粘接。
进一步的方案是，第一印刷层朝向芯片层的一面上设置有第一纹路；芯片层朝向第一印刷层的一面与芯片层朝向第二印刷层的一面分别设置有第二纹路；第二印刷层朝向芯片层的一面设置有第三纹路。
可见，在环保卡片的每一层片材的接触面上分别设置有纹路，该纹路可使热熔胶膜热熔后渗透进入纹路的沟壑中，从而提升各层片材的粘合效果。
进一步的方案是，第一纹路、第二纹路和第三纹路上分别形成有多个波峰和波谷，其中相邻的两个波峰之间或相邻的两个波谷之间的平均距离为0.1mm～2mm，相邻的一个波峰与一个波谷之间的平均高度为0.01mm～0.1mm。
可见，满足上述范围内的波峰波谷设置结构与热熔胶膜相互配合，使热熔胶膜可进入纹路的沟壑的同时，纹路内的热熔胶膜完成两层片材的粘合。
为实现上述的第二目的，本发明提供的可降解环保卡片制备方法制备得到如上述的可降解环保卡片，制备方法包括以下步骤：
芯片安装步骤：将芯片和感应线圈设置在PLA片材中，形成芯片层；层压步骤：按照第一印刷层、热熔胶膜、芯片层、热熔胶膜和第二印刷层的顺序进行叠放，将叠放整齐的材料放入层压机中，层压温度为80℃～220℃，层压时间为60s～240s，层压压力为0.1MPa～1.0MPa。
进一步的方案是，制备方法包括纹路层压步骤，纹路层压步骤在芯片安装步骤与层压步骤之间进行；纹路层压步骤：将特氟龙胶布上的纹路转印至PLA片材上。
进一步的方案是，在纹路层压步骤中，将特氟龙胶布贴在层压机的层压板上，使用具有纹路的特氟龙胶布上的纹路通过层压机层压PLA片材，层压时间为60s～240s，层压温度为80℃～150℃，层压压力为0.1MPa～1.0MPa。
附图说明
图1是本发明可降解环保卡片实施例的结构示意图。
图2是本发明可降解环保卡片实施例中弯曲性能测试示意图。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
具体实施方式
本发明的可降解环保卡片可用于作为身份证、银行卡、公交卡、校园卡等卡片，可降解环保卡片通过多层PLA片材的叠加层压形成，PLA材料是一种生物降解材料，通过将卡片控制在0.5mm～1.5mm，芯片层的厚度控制在0.15mm～0.50mm中，实现卡片的可降解，对环境更友好。
参见图1，可降解环保卡片包括第一印刷层1、芯片层2、至少两层热熔胶膜3和第二印刷层4，芯片层2用于放置有芯片，芯片层2和至少两层热熔胶膜3设置在第一印刷层1与第二印刷层4之间，第一印刷层1与芯片层2之间和芯片层2与第二印刷层4之间分别设置有一层热熔胶膜3。
第一印刷层1与第二印刷层4作为环保卡片的上下两个表面，第一印刷层1与第二印刷层4远离芯片层2的侧壁上分别因印刷有图案。
热熔胶膜3的作用是用在热熔后产生粘性，将相邻的两个片材粘合；热熔胶膜3的材质可为EVA或TRU，热熔胶膜3的厚度为0.05mm～0.2mm。
芯片层2的厚度为0.15mm～0.50mm，环保卡片的厚度为0.5mm～1.5mm。若是在环保卡片制备的过程当中，环保卡片的厚度达不到0.5mm～1.5mm这一范围，芯片层2与第一印刷层1之间或/和芯片层2与第二印刷层4之间分别设置有填充层55，填充层5与第一印刷层1之间、填充层5与芯片层2之间和填充层5与第二印刷层4之间分别设置有热熔胶膜3，通过热熔胶膜3进行相邻的片材之间进行粘合。进一步地，填充层5的厚度为0.1mm～0.5mm。
第一印刷层1、填充层5、芯片层2以及第二印刷层4均为PLA片材或PLA薄膜。PLA是一种生物可降解材料，采用PLA材料代替PVC材料，并且通过控制环保卡片的整体厚度以及芯片层2的厚度，可实现卡片的可降解，实现对环境的友好；在环保卡片各片材之间分别使用热熔胶膜3进行粘合，热熔胶膜3的柔韧性较好，可克服PLA材料太脆导致卡片易断裂的问题，从而实现环保卡片在耐用度和可弯曲度等性能得到提升。
为了提高热熔胶膜3的粘合效果，第一印刷层1、填充层5、芯片层2与第二印刷层4接触热熔胶膜3的一面上分别设置有纹路，其中在第一印刷层1朝向芯片层2的一面上设置有第一纹路11；芯片层2朝向第一印刷层1的一面与芯片层2朝向第二印刷层4的一面分别设置有第二纹路21；第二印刷层4朝向芯片层2的一面设置有第三纹路41，填充层5朝向与其相邻的片材的接触面上设置有第四纹路51。第一纹路11、第二纹路21、第三纹路41和第四纹路51以相同的方案进行加工，由于纹路加工中的不可控因素，各纹路之间可能存在差异。第一纹路11、第二纹路21、第三纹路41和第四纹路52可分别为规则纹路或不规则纹路，纹路的设置使得片材的表面凹凸不平，形成多个波峰111和波谷112，其中相邻的两个波峰111之间的平均距离L1和相邻的两个波谷112之间平均距离L2分别为0.1mm～2mm，相邻的两个波峰为：以某一波峰为中心，选其外周与其间距最小的波峰为其相邻的波峰；相邻的两个波谷为：以某一波谷为中心，选其外周与其间距最小的波谷为其相邻的波谷。相邻的一个波峰与一个波谷之间的平均高度L3为0.01mm～0.1mm，相邻的一个波峰与一个波谷则为以某一波峰或峰谷为中心，选其外周与其间距最小的波谷或波峰为其相邻的波谷或波峰。纹路的设置可使热熔胶膜3热熔后渗透进入纹路的沟壑中，从而提升各层片材的粘合效果。
本发明可降解环保卡片制备方法为依次进行以下步骤：
印刷步骤：在第一印刷层1、第二印刷层4远离芯片层2的印刷面上使用平板印刷机、塑胶印刷机或UV打印机等装置进行印刷；
芯片安装步骤：通过激光切割机将芯片和感应线圈镶嵌在PLA片材中，或者直接将标签形态的RFID标签粘贴在作为芯片层2的PLA材料上，从而形成芯片层2；
在纹路层压步骤中，将特氟龙胶布贴在层压机的层压板上，使用具有纹路的特氟龙胶布上的纹路通过层压机层压各PLA片材的接触面，层压时间为60s～240s，层压温度为80℃～150℃，层压压力为0.1MPa～1.0MPa；
层压步骤：按照第一印刷层1、热熔胶膜3、芯片层2、热熔胶膜3和第二印刷层4的顺序进行叠放，将叠放整齐的材料放入层压机中，层压温度为80℃～220℃，层压时间为60s～240s，层压压力为0.1MPa～1.0MPa；若是还需要添加填充层5，将填充层5设置在第一印刷层1与芯片层2之间或/和第二印刷层4与芯片层2之间，填充层5与其相邻的片材之间分别设置有热模胶膜；
剪切步骤：将经过层压步骤的多层片材使用切割机切成所需的卡片形状。
下面结合实施例对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。
实施例1
选取三个厚度0.32mm的PLA片材，将其裁切为382mm*180mm的片材，分别作为第一印刷层、芯片层和第二印刷层的片材。按照上述制备方法制备得到实施例1中的环保卡片，其中在纹路层压步骤中，特氟龙胶布进行层压，层压温度为100℃，层压压力为0.5MPa，层压时间为200秒；相邻的两个波峰之间或相邻的两个波谷之间的平均距离为1mm，相邻的一个波峰与一个波谷之间的平均高度为0.05mm。在层压步骤中层压温度80℃，层压压力0.5MPa，层压时间120秒。
实施例2
选取三个厚度0.32mm的PLA片材，将其裁切为382mm*180mm的片材，分别作为第一印刷层、芯片层和第二印刷层的片材。按照上述制备方法制备得到实施例2中的环保卡片，其中在纹路层压步骤中，特氟龙胶布进行层压，层压温度为80℃，层压压力为0.5MPa，层压时间为240秒；相邻的两个波峰之间或相邻的两个波谷之间的平均距离为0.1mm，相邻的一个波峰与一个波谷之间的平均高度为0.1mm。在层压步骤中层压温度220℃，层压压力0.5MPa，层压时间60秒。
实施例3
选取三个厚度0.32mm的PLA片材，将其裁切为382mm*180mm的片材，分别作为第一印刷层、芯片层和第二印刷层的片材。按照上述制备方法制备得到实施例3中的环保卡片，其中在纹路层压步骤中，特氟龙胶布进行层压，层压温度为150℃，层压压力为1MPa，层压时间为60秒；相邻的两个波峰之间或相邻的两个波谷之间的平均距离为2mm，相邻的一个波峰与一个波谷之间的平均高度为0.01mm。在层压步骤中层压温度80℃，层压压力0.5MPa，层压时间60秒。
对比例1
选取三个厚度0.32mm的PLA片材，将其裁切为382mm*180mm的片材，分别作为第一印刷层、芯片层和第二印刷层的片材。对比例1的制备方法和实施例1的制备方法大致相同，不同之处在于：对比例1中不使用热熔胶膜，将三层上述片材直接层压，层压温度为100℃，层压压力为0.5MPa，层压时间为300秒。
对比例2
选取三个厚度0.32mm的PLA片材，将其裁切为382mm*180mm的片材，分别作为第一印刷层、芯片层和第二印刷层的片材。对比例1的制备方法和实施例1的制备方法大致相同，不同之处在于：对比例1中不使用粗糙的特氟龙胶布在片材上压出纹路，直接按照第一印刷层、热熔胶膜、芯片层、热熔胶膜、第二印刷层的顺序，对片材进行层压，在层压步骤中层压温度80℃，层压压力0.5MPa，层压时间120秒。
下面对实施例1-3和对比例1、2中的环保卡片进行弯曲性能测试，测试结果见表1。
弯曲性能测试的方法：施加外力使卡片弯曲直至卡片被破坏，参见图2，测量在卡片被破坏时各卡片的弯曲角度θ，弯曲角度θ越小说明卡片越不能被弯曲，弯曲性能越差。
表1弯曲性能测试结果
| 序号 | 卡片被破坏时的弯曲角度 |
| 实施例1 | 90° |
| 实施例2 | 90° |
| 实施例3 | 90° |
| 对比例1 | 无法成型 |
| 对比例2 | 30° |
由表1数据可知，实施例1-3中的环保卡片通过适当的制备条件制备得到弯曲性能好的环保卡片，但是对比例1未使用热熔胶膜，卡片整体均为PLA材质，因此对比例1没有使用热熔胶膜对相邻的片材进行粘合，使得卡片无法成型，而对比例2中环保卡片由于未压制纹路，导致各片材之间无法有效粘合，从而对比例2中的环保卡片的热熔胶膜的粘合效果不如实施例1-3中的环保卡片，弯曲性能更差。
最后需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和更改，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.可降解环保卡片，其特征在于，包括：第一印刷层、芯片层、至少两层热熔胶膜以及第二印刷层，所述芯片层用于放置有芯片，所述芯片层和至少两层所述热熔胶膜设置在所述第一印刷层与所述第二印刷层之间，所述第一印刷层与所述芯片层之间和所述芯片层与所述第二印刷层之间分别设置有所述热熔胶膜，所述芯片层的厚度为0.15mm～0.50mm，所述环保卡片的厚度为0.5mm～1.5mm；
所述第一印刷层、所述芯片层以及所述第二印刷层的材质均为PLA。
2.根据权利要求1所述的可降解环保卡片，其特征在于：
所述热熔胶膜的材质可为EVA或TRU，所述热熔胶膜的厚度为0.05mm～0.2mm。
3.根据权利要求1所述的可降解环保卡片，其特征在于：
所述芯片层与所述第一印刷层之间或/和所述芯片层与所述第二印刷层之间设置有填充层，所述填充层的材质为PLA。
4.根据权利要求3所述的可降解环保卡片，其特征在于：
所述填充层的厚度为0.1mm～0.5mm。
5.根据权利要求3所述的可降解环保卡片，其特征在于：
所述填充层与所述第一印刷层之间和所述填充层与所述芯片层之间分别设置有所述热熔胶膜。
6.根据权利要求1至5任一项所述的可降解环保卡片，其特征在于：
所述第一印刷层朝向所述芯片层的一面上设置有第一纹路；所述芯片层朝向所述第一印刷层的一面与所述芯片层朝向所述第二印刷层的一面分别设置有第二纹路；所述第二印刷层朝向所述芯片层的一面设置有第三纹路。
7.根据权利要求6所述的可降解环保卡片，其特征在于：
所述第一纹路、第二纹路和第三纹路上分别形成有多个波峰和波谷，其中相邻的两个所述波峰之间或相邻的两个波谷之间的平均距离为0.1mm～2mm，相邻的一个所述波峰与一个所述波谷之间的平均高度为0.01mm～0.1mm。
8.可降解环保卡片制备方法，其特征在于：制备得到如权利要求1至7任一项所述的可降解环保卡片，所述制备方法包括以下步骤：
芯片安装步骤：将芯片和感应线圈设置在PLA片材中，形成所述芯片层；
层压步骤：按照所述第一印刷层、所述热熔胶膜、所述芯片层、所述热熔胶膜和所述第二印刷层的顺序进行叠放，将叠放整齐的材料放入层压机中，层压温度为80℃～220℃，层压时间为60s～240s，层压压力为0.1MPa～1.0MPa。
9.根据权利要求8所述的可降解环保卡片制备方法，其特征在于：
所述制备方法包括纹路层压步骤，所述纹路层压步骤在所述芯片安装步骤与所述层压步骤之间进行；
所述纹路层压步骤：将特氟龙胶布上的纹路转印至所述PLA片材上。
10.根据权利要求9所述的可降解环保卡片制备方法，其特征在于：
在所述纹路层压步骤中，将所述特氟龙胶布贴在层压机的层压板上，使用具有纹路的所述特氟龙胶布上的纹路通过层压机层压所述PLA片材，层压时间为60s～240s，层压温度为80℃～150℃，层压压力为0.1MPa～1.0MPa。
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