CN1594430A - 居民身份证用petg卡基及其制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种居民身份证用PETG卡基及其制造工艺。所述的PETG卡基配方包含GS2型PETG树脂、ADD2型PETG树脂、RSC5型钛白粉，其制造工艺包含原料准备、高搅、低搅、行星挤出机塑炼、五辊压延出片、引离拉伸、冷却、牵引、卷取、切割步骤。该PETG卡基无毒、耐老化、性能好、使用寿命长，采用该制造工艺制造PETG卡基可达到较好的性能。
Description
技术领域
本发明属于改性聚对苯二甲酸乙二醇酯加工领域，特别是涉及一种居民身份证用PETG卡基，本发明还涉及该PETG卡基的制造工艺。
背景技术
PETG(改性聚对苯二甲酸乙二醇酯)是PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)经乙二醇改性的非结晶共聚脂，现有的PETG的加工一般采用热成型工艺生产饮料瓶、包装瓶、桶等，或采用挤出流延、吹塑、拉伸等工艺生产PETG膜、片材，产品主要用于生产食品、药品、玩具、五金包装。
采用吹塑、流延拉伸工艺生产的PETG片材尽管具有优良的物理机械性能、耐化学性能、气密性能、加工性能及耐低温性能，并有不易破碎、无异嗅、无毒、透明度高等优点，但采用流延、吹塑、拉伸工艺生产产品有流纹、厚度不均，热收缩率大，无法控制产品粗糙度等缺陷，产品有流纹及无法控制粗糙度影响产品的印刷性能和作防伪标识处理；产品厚度不均和热收缩率过大，产品层合(热合)后，在作用力影响下，易变形、翘曲，故采用用流延、吹塑、拉伸工艺生产产品不能用于制卡。
PVC卡基使用的原料为PVC(聚氯乙烯)树脂是一种含氯产品，它的废弃物处理不当，极易产生二恶英污染环境；PVC、ABS卡基在见光、高温、低温等条件下易发生分解、变色变形、碎化，有应力白化等现象，使用寿命短，一般为二年，无法满足身份证使用期限至少为10年的要求。
第二代居民身份证是由多层卡基材料热合组成，材料必须有较好的热合性，保证身份证使用中不开裂、不剥离起层。
发明内容
本发明的目的是提供一种无毒、耐老化、性能好、使用寿命长的居民身份证用PETG卡基。
本发明另一个目的是提供上述PETG卡基的制造工艺。
本发明的技术方案是根据PETG的特点，选择PETG树脂为主要原料，采用新工艺——五辊压延工艺加工制造PETG卡基，用于封装电子芯片制作第二代居民身份证。
PETG是细粒球型结构，比起圆柱状粒子圆粒拥有较高密度，耐化学药剂，在高温加工时会导致PETG聚酯链断裂，引起树脂分子量减少和最终产品物性降低；同时PETG材料有着较强黏性，易粘辊，产品熔融性不如PVC及ABS材料，产品易出现流纹，难以控制熔融压力，生产制程变数大，本发明研制新配方，保证PETG有较好的压延加工性能，同时生产控制技术参数确定是实施该项目的关键技术。
PETG压延成型过程中，由于原料的分解，在片材表面形成大量气泡，冷却后形成凹坑，印刷时会出现白点(斑)，造成印刷次品，影响印刷质量。为解决这一缺陷，本发明在工艺上采用行星排气挤出机，既满足了工艺上脱泡要求，又使得塑化料可以通过皮带输送机连续送至压延机连续生产，这样使料温的均一性增加，减少产品流痕现象。再者，本工艺加装割气泡装置，在产品成型辊(三号辊)前加装割气泡导轮，使得卡基内气泡被大量挤出释放，与加装前相比减少气泡90％，大大提高卡基的表面印刷性能。
PETG原料需粉碎至40-60目，才能产生较好的塑化效果，如颗粒过筛目数过小，它比起圆柱状粒子圆粒拥有较高密度，耐化学药剂，在挤出机塑炼中，形成粒料核，塑炼不均，压延后产品粗糙度大，无法满足使用要求。
粉碎后的原料需经干燥，PETG原料中的水分子在高温加工时会导致PETG聚酯链断裂，引起树脂分子量减少和最终产品物性降低，容易引起产品物理性能不达要求。
本发明的目的是通过下列措施来实现的：
一种居民身份证用PETG卡基，其配方中包含下列重量份的原料：
GS2型PETG树脂100份，ADD2型PETG树脂25-35份，钛白粉10-15份。
所述的居民身份证用PETG卡基，其配方中还可以包含下列重量份的原料：
紫外线吸收剂3-5份，抗氧剂6-8份。
所述的居民身份证用PETG卡基，其中钛白粉需用金红石RSC5型钛白粉，具有较高的光泽度和较佳分散性，二氧化钛含量大于95％，平均粒径小于0.17微米。
所述的居民身份证用PETG卡基，其中紫外线吸收剂可以是低挥发性苯并三唑紫外吸收剂。
所述的居民身份证用PETG卡基，其中紫外线吸收剂型号可以是紫外线吸收剂3039或紫外线吸收剂234。
所述的居民身份证用PETG卡基，其中抗氧剂可以是一种具有良好相溶性的高效低色污的抗氧剂。
所述的居民身份证用PETG卡基，其中是抗氧剂型号可以是抗氧剂168、抗氧剂1010或抗氧剂1076。
一种居民身份证用PETG卡基的制造工艺，包含下列步骤：
a.原料准备：按配方称取原料，GS2型PETG树脂、ADD2型PETG树脂粉碎至40-60目，干燥；
b.高速搅拌：加热熔融，温度控制为85-102℃，搅拌，高搅一速为800-900转/分钟，搅拌时间10-15分钟，高搅二速为1600-1800转/分钟，搅拌时间3-5分钟，高搅三速为800-900转/分钟，搅拌时间10-15分钟；
c.低速搅拌：温度控制为40-53℃，60-80转/分钟搅拌，搅拌时间15-20分钟；
d.行星排气挤出机塑炼：温度控制为160-190℃；
e.五辊压延出片：压延辊温度控制为：1号辊150-170℃，2号辊150-170℃，3号辊170-190℃，4号辊185-195℃，5号辊155-165℃；
f.引离拉伸：引离辊温度控制为：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℃；
g.冷却：冷却辊温度控制为：第一组60-70℃，第二组50-60℃，第三组40-50℃；
h.牵引、卷取；
i.切割：方正度倾斜偏差≤1.2mm/m。
本发明的优点：
1、使用年限长：目前用于制卡的卡基有PVC卡基和ABS卡基，在见光、高温、低温等条件下易发生分解、变色变形、碎化，有应力白化等现象，使用寿命短，一般为二年，无法满足身份证使用期限至少为10年的要求。本发明材质新，采用的是PETG原料，PETG是PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)经乙二醇改性的非结晶共聚脂，具有优良的物理机械性能、耐化学性能、气密性能、耐低温性能。并有耐老化性好，不易破碎、无异嗅、无毒、透明度高、有良好的抗白化现象，同时还具有耐高温(150度-200度)特性，使用寿命长，在10年以上。
2、环保性能好：PVC卡基使用的原料为PVC(聚氯乙烯)树脂是一种含氯产品，它的废弃物处理不当，极易产生二恶英污染环境；PETG卡基是一种环保型材料，容易回收、燃烧后只生成二氧化碳和水，而不会污染环境。
3、技术性能优：采用本发明配方及制造工艺可使PETG卡基技术性能指标达到以下要求：
外观：
a.表面平整光洁、色泽均匀；无油污、杂质灰尘；无皱褶、凹坑、气泡、孔洞；无纹路、黄线、波状条纹；四周无毛边现象。
b.每张材料上不允许存在直径大于0.5mm以上的黑点杂质；直径0.3mm--0.5mm黑点杂质不超过1个。
芯层遮光率：≥85％；
面层的透光率≥90％
维卡软化温度：74℃-77℃(负荷1Kg)
芯层的加热收缩率：≤25％
面层的加热收缩率：≤31％
材料结合强度：6N/cm或断裂
表面张力：≥35mN/m
表面粗糙度：1.0μm≤Ra≤1.6μm
色差：ΔE≤1
4、使用范围的变化：第二代居民身份证基材(PETG卡基)主要用于制作第二代身份证，采用吹塑、流延法生产的PETG膜用于产品包装，PVC、ABS卡基多用于制作信用卡、SIM卡、IC卡等，也不能制作第二代居民身份证。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
以下实施例对本发明作进一步阐明。
下列实施例中生产设备：采用意大利“RODOLFO”公司“F”型五辊压延生产线(辊筒用轴交叉法)，在压延辊三号辊加装割气泡装置，挤出机采用德国贝斯托夫行星排气挤出机。本工艺采用电加热。
实施例中每份为100kg，PETG树脂采用美国伊士曼公司产品(也可采用韩国SK公司产品替代)。
实施例1
GS2型PETG树脂100份，ADD2型PETG树脂35份，金红石RSC5型钛白粉15份，紫外线吸收剂3039 5份，抗氧剂168 8份。
制造工艺：按配方称取原料，PETG原料粉碎至40目，干燥；加热熔融，温度控制为102℃，高搅一速控制在900转/分钟，搅拌10分钟，高搅二速控制在1800转/分钟，搅拌3分钟，高搅三速控制在900转/分钟，搅拌10分钟；温度控制为53℃，80转/分钟搅拌，搅拌时间15分钟；行星排气挤出机塑炼：温度控制为160℃；五辊压延出片，压延辊温度控制为：1号辊160℃，2号辊160℃，3号辊185℃，4号辊195℃，5号辊165℃；进行引离拉伸，引离辊温度控制为：第一组120℃，第二组115℃，第三组105℃，第四组90℃，第五组70℃；冷却，冷却辊温度控制为：第一组60℃，第二组50℃，第三组40℃；牵引、卷取；切割，方正度倾斜偏差≤1.2mm/m。
实施例2
GS2型PETG树脂100份，ADD2型PETG树脂25份，金红石RSC5型钛白粉10份，紫外线吸收剂234 3份，、抗氧剂1010 6份。
制造工艺：按配方称取原料，PETG原料粉碎至40目，干燥；加热熔融，温度控制为90℃，进行高搅，高搅一速为850转/分钟，搅拌时间15分钟，高搅二速为1700转/分钟，搅拌时间4分钟，高搅三速为850转/分钟，搅拌时间15分钟；低搅60转/分钟，搅拌时间20分钟，温度控制为50℃；行星排气挤出机塑炼，温度控制为170℃；五辊压延出片，压延辊温度控制为：1号辊150℃，2号辊150℃，3号辊180℃，4号辊190℃，5号辊160℃；引离拉伸，引离辊温度控制为：第一组130℃，第二组115℃，第三组105℃，第四组95℃，第五组75℃；冷却，冷却辊温度控制为：第一组60℃，第二组50℃，第三组40℃；牵引、卷取；切割，方正度倾斜偏差≤1.2mm/m。
实施例3
GS2型PETG树脂100份，ADD2型PETG树脂30份，金红石RSC5型钛白粉12份，紫外线吸收剂3039 4份，抗氧剂1076 7份。
制造工艺：按配方称取原料，PETG原料粉碎至40目，干燥；加热熔融，高搅一速为800转/分钟，搅拌时间12分钟，高搅二速为1600转/分钟，搅拌时间5分钟，高搅三速为800转/分钟，搅拌时间10分钟，高搅温度控制为85℃；低搅70转/分钟，搅拌时间18分钟，温度控制为40℃；行星排气挤出机塑炼，温度控制为160℃；五辊压延出片，压延辊温度控制为：1号辊150℃，2号辊155℃，3号辊175℃，4号辊190℃，5号辊155℃；引离拉伸，引离辊温度控制为：第一组120℃，第二组115℃，第三组105℃，第四组90℃，第五组70℃；冷却，冷却辊温度控制为：第一组60℃，第二组50℃，第三组40℃；牵引、卷取；切割，方正度倾斜偏差≤1.2mm/m。
实施例4
GS2型PETG树脂100份，ADD2型PETG树脂35份，金红石RSC5型钛白粉20份。
制造工艺：按配方称取原料，PETG原料粉碎至40目，干燥；加热熔融，温度控制为95℃，进行高搅，高搅一速为850转/分钟，搅拌时间10分钟，高搅二速为1600转/分钟，搅拌时间5分钟，高搅三速800转/分钟，搅拌时间12分钟；低搅80转/分钟，搅拌时间20分钟，温度控制为53℃；行星排气挤出机塑炼，温度控制为160℃；五辊压延出片：压延辊温度控制为：1号辊155℃，2号辊155℃，3号辊175℃，4号辊185℃，5号辊160℃；引离拉伸，引离辊温度控制为：第一组120℃，第二组115℃，第三组105℃，第四组90℃，第五组75℃；冷却，冷却辊温度控制为：第一组60℃，第二组50℃，第三组45℃；牵引、卷取；切割，方正度倾斜偏差≤1.2mm/m。
Claims (8)
1、一种居民身份证用PETG卡基，其特征是配方中包含下列重量份的原料：
GS2型PETG树脂100份，ADD2型PETG树脂25-35份，钛白粉10-15份。
2、根据权利要求1所述的居民身份证用PETG卡基，其特征是配方中还可以包含下列重量份的原料：
紫外线吸收剂3-5份，抗氧剂6-8份。
3、根据权利要求1所述的居民身份证用PETG卡基，其特征是钛白粉需用金红石RSC5型钛白粉，具有较高的光泽度和较佳分散性，二氧化钛含量大于95％，平均粒径小于0.17微米。
4、根据权利要求2所述的居民身份证用PETG卡基，其特征是紫外线吸收剂可以是低挥发性苯并三唑紫外吸收剂。
5、根据权利要求2或4所述的居民身份证用PETG卡基，其特征是紫外线吸收剂可以是紫外线吸收剂3039或紫外线吸收剂234。
6、根据权利要求2所述的居民身份证用PETG卡基，其特征是抗氧剂可以是一种具有良好相溶性的高效低色污的抗氧剂。
7、根据权利要求2或6所述的居民身份证用PETG卡基，其特征是抗氧剂可以是抗氧剂168、抗氧剂1010或抗氧剂1076。
8、一种居民身份证用PETG卡基的制造工艺，其特征是包含下列步骤：
a.原料准备：按配方称取原料，GS2型PETG树脂、ADD2型PETG树脂粉碎至40-60目，干燥；
b.高速搅拌：加热熔融，温度控制为85-102℃，搅拌，高搅一速为800-900转/分钟，搅拌时间10-15分钟，高搅二速为1600-1800转/分钟，搅拌时间3-5分钟，高搅三速为800-900转/分钟，搅拌时间10-15分钟；
c.低速搅拌：温度控制为40-53℃，60-80转/分钟搅拌，搅拌时间15-20分钟；
d.行星排气挤出机塑炼：温度控制为160-190℃；
e.五辊压延出片：压延辊温度控制为：1号辊150-170℃，2号辊150-170℃，3号辊170-190℃，4号辊185-195℃，5号辊155-165℃；
f.引离拉伸：引离辊温度控制为：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℃；
g.冷却：冷却辊温度控制为：第一组60-70℃，第二组50-60℃，第三组40-50℃；
h.牵引、卷取；
i.切割：方正度倾斜偏差≤1.2mm/m。
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