JP2931614B2 - 多層複合材料 - Google Patents

多層複合材料

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Description

【発明の詳細な説明】 第1の層:厚さ0.01〜0.3mmの高度に透明な熱可塑性
材料の層、 第2の層:厚さ5〜50μmの装飾インクおよび/また
は厚さ5〜50μmの接着層、 第3の層:0.1〜30重量%の顔料を含む厚さ0.05〜0.5m
mの熱可塑性材料の層、 第4の層:0〜30%の顔料を含む厚さ0.05〜0.8mmの高
弾性の熱可塑性ポリウレタンの層、 第5の層:0.1〜30重量%の顔料を含む厚さ0.05〜0.5m
mの熱可塑性材料の層、 第6の層:厚さ5〜50μmの装飾インク層および/ま
たは厚さ5〜50μmの接着層、 第7の層:厚さ0.01〜0.3mmの高度に透明な熱可塑性
材料、 から成り、層3および5は随時取り付けるものとするこ
とを特徴とする厚さ0.3〜2mmの多層複合材料に関する。
本発明の多層複合材料は好ましくはクレジット・カー
ドおよび身分証明書のカードの製造に使用される。
層1および7は例えば下記のプラスチックから成るこ
とができる。
芳香族ポリカーボネート、好ましくは分子量wが2
5,000〜200,000、好ましくは30,000〜120,000の範囲の
もの。
平均分子量wが15,000〜50,000の線状ポリアリーレ
ンスルフォン(ドイツ特許公告明細書第30 10143号参
照)。
セルロースを脂肪族モノカルボン酸無水物、例えば酢
酸無水物と酪酸無水物または酢酸無水物とプロピオン酸
無水物でエステル化する公知方法で得られる熱可塑性セ
ルロースエステル。適当なセルロースエステルは一般に
若干のヒドロキシル基を含み、酸化により漂白すること
ができる(ドイツ特許公開明細書第37 19 879号参
照)。
スチレン/アクリロニトリル共重合体、例えば分子量
wが10,000〜600,000のもの。
ポリアルキレンテレフタレート、例えば市販のポリエ
チレンテレフタレート。
熱可塑性ABSグラフト共重合体、例えば50〜70%のグ
ラフト生成物と95〜30重量%の熱可塑性スチレン/アク
リロニトリル共重合体。グラフト生成物は例えばスチレ
ンとアクリロニトリルとをゴムの存在下において重合さ
せた反応生成物である。これらの生成物は一般に乳化重
合によって得られ、5〜80重量%のゴムを含んでいる。
使用されるゴムはポリブタジエン、天然ゴム、ブタジエ
ン/アクリロニトリル共重合体、ブタジエン/スチレン
共重合体、アクリレート重合体、ビニルエーテル重合
体、EPDM三元重合体であることができる。ABSグラフト
ゴムは公知であり、例えばウルマンス(Ullmanns)のエ
ンチクロペディー・デル・テクニッシェン・ヘミー(Eu
cycylopdie der technishen Chemie)19巻277頁以
降、およびその中に挙げられた文献に記載されている。
ポリオレフィンおよびポリアミドも適している。勿論層
1および7に対し熱可塑性材料は透明でなければならな
い。
層3および5は、同一の熱可塑性材料から成るもので
あってもよいが、顔料を含んでいる。それらは、装飾イ
ンキ層2および6の支持体として働く。或る場合には、
層3および5はなくてもよい。しかし、その場合には、
装飾層は層4に直接に取りつけられなければならない。
層3および5に対しては勿論熱可塑性材料は透明でな
くてもよい。従ってこの場合には選択の余地は大きい。
層2および6はアクリロニトリル、PVC、セルロース
エステルまたはこれらの混合物をベースにした市販のス
クリーン印刷またはオフセット印刷用のインク層であ
る。これらの層または顔料および/または染料を含む紫
外線によって交叉結合し得るアクリレート・インクから
成ることもできる。層3および5の性質により、この層
にはさらに接着層を加える必要がある。接着層は交叉結
合剤(イソシアネート、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹
脂)を含みまたは含まないポリアクリレートをベースに
したものであることができる。特に適した装飾用インク
層はポリウレタンをベースにしたものである。
適当なポリウレタン・インク層2および6をつくるた
めには、好ましくは線状ポリエステルポリウレタンの水
性乾性分散物、および好ましくは線状ポリエステルポリ
ウレタンから成り随時交叉結合剤として作用する比較的
高官能性をもったポリイソシアネートを含む有機溶液の
乾性分散物を使用し、これに対応する着色剤、および随
時濃化剤、例えばメチルセルロースを加えることができ
る。適当なポリウレタン分散物は例えば線状ポリエステ
ルジオール、芳香族または脂肪族ジイソシアネート、お
よび随時米国特許第3,479,310号またはドイツ特許公告
明細書第14 95 847号記載の方法でつくられた通常の連
鎖伸長剤をベースにしたものである。ドイツ特許公開明
細書第28 04 609号記載の方法でつくられたカルボキシ
レート基およびスルフォン基を含む好ましくは線状ポリ
エステルポリウレタンの分散物は特に適している。好適
な線状ポリエステルポリウレタンの有機溶液を使用する
場合には、非イオン性の線状ポリエステルポリウレタン
を適当な溶媒中に含む溶液が好ましい。これらのポリウ
レタンは好ましくは(i)芳香族イソシアネート、例え
ば2,4−および/または2,6−ジイソシアナートトルエ
ン、4,4′−ジイソシアナートジフェニルメタン、ヘキ
サメチレンジイソシアネート、イソフォロンジイソシア
ネート、1,5−ジイソシアナートナフタレンまたはこれ
らの混合物、(ii)分子量(w)が1,000〜4,000の範
囲にあるポリエステルジオール、特にアジピン酸と適当
なグリコール、例えばエチレングリコール、1,4−ジヒ
ドロキシブタン、1,6−ジヒドロキシヘキサンおよびこ
れらの混合物とをベースにしたもの、および随時(ii
i)連鎖伸長剤、例えば上記グリコールを、NCO:OH当量
比として0.9:1〜1.1:1、好ましくは0.95:1〜1:1の割合
で、随時ポリエステルジオール1モル当たり0.1〜2モ
ルの連鎖伸長剤または連鎖伸長剤混合物を用いて反応さ
せて得られる反応生成物である。この種のポリエステル
ポリウレタンに対する適当な溶媒は例えば酢酸エチル、
酢酸ブチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケ
トンまたはこれらの混合物である。これらの分散物また
は溶液は一般に固体分含量10〜40重量%で使用される。
多くの場合、少量の比較的高い官能性をもつポリイソシ
アネート、例えばトリス(6−イソシアナートヘキシ
ル)−ビューレットを上記溶液に加え、最終的に得られ
るポリウレタン・フィルムの機械的性質を改善すること
ができる。本発明に適した上記のポリウレタンフィルム
をベースにした装飾用インク層を使用する場合には、こ
の装飾インク層は温度および圧力の影響下で接着機能を
果すから、さらに接着層を必要としない。
この温度は好ましくは110〜130℃の範囲であり、圧力
は2〜10バールの範囲にある。
中間層2および6はオフセット印刷法、グラビア印刷
法またはスクリーン印刷法のいずれかで被覆することが
できる。
随時使用される接着層2および6はスクリーン印刷法
またはローラ被覆器により装飾インク層3および5に被
覆される。
樹脂ベースとしてポリウレタンを使用する場合、中間
層2および6は室温では完全に指触乾燥状態の熱可塑性
層である。他の装飾インク層を使用する場合、このとき
に使用しなければならない接着層は室温で指触乾燥の状
態にはない。
本発明においてスクリーン印刷とはフレームのうえに
広げられたスクリーン布を通してインクまたはペイント
を押し出す方法を意味する。スクリーン布のメッシュは
原図に依存して部分的に閉じている。スクリーン布の残
りの穴は印刷すべきパターンに対応して開いている。
オフセット印刷はアルミニウムまたは亜鉛の板のよう
な印刷すべきパターンの担体を突起した区域の上にのせ
たインクで被覆し、インク層をフラット・ベッド機では
ゴムの毛布で、ローラ・オフセット機ではローラにより
装飾すべき基質のうえに転写する間接印刷法である[文
献:ブロックハウス・エンサイクロペディア(Brockhus
Encyclopedia)1955年版第8巻530頁]。
インク層の厚さは5〜50μmである。
高度の弾性をもった層4は好ましくはショアAかたさ
が80〜90、ショアDかたさが50〜70の範囲にある熱可塑
性ポリウレタンから成っている。本発明に用いるのに適
した高度の可撓性をもった熱可塑性ポリウレタンの剪断
モジュラスは−60〜+160℃において103〜101MPaの範囲
にある。
これらの特に適した熱可塑性ポリウレタンはポリエス
テル、ポリエーテルおよびポリエーテルカーボネートウ
レタンからつくることができる。
適当なポリエーテルウレタンはドイツ特許第23 02 56
4号記載の方法でつくることができる。適当なポリエス
テルウレタンはドイツ特許公開明細書第28 42 806号記
載の方法で得ることができる。適当なポリエーテルカー
ボネート ウレタンはドイツ特許公開明細書第22 48 372号記載
の方法でつくられる。
本発明の多層複合材料をつくるためには、層3および
5を層4の構成材料のフィルムに、対応する材料を積層
化してつくられた穿孔フィルムで被覆するか、注形、ナ
イフ被覆または同時押し出しにより層をつくることによ
り被覆する。次いでこのようにしてつくられた粗製シー
トに層2および6を上記印刷法により被覆する。最後に
層1および7を高温において、好ましくは対応する穿孔
フィルムに押し付けて被覆する。このようなフィルムの
製造法は公知である(例えばドイツ特許公開明細書第25
17 033号および同第25 31 240号参照)。問題のフィル
ムは両側を研磨することもでき、また片側を研磨し片側
をマット仕上げにすることもできる。層1および7に対
するフィルムはポリカーボネート、ポリアルキレンテレ
フタレート、PVC、セルロースエステルまたはSANから成
っていることが好ましい。
層3および5はポリカーボネートまたはポリカーボネ
ートとABSとの混合物、ポリアルキレンテレフタレート
または熱可塑性ポリウレタンから成っていることが好ま
しい。
実施例 1 ショアかたさが85で20℃における剪断モジュラスが8
×100MPaの厚さ250μmのポリエーテルカーボネートウ
レタンのフィルムの両側を、ビスフェノールAをベース
にした芳香族ポリカーボネート(濃度0.5g/mlで25℃に
おいてCH2Cl2注で測定したηrelが1.31)の熔融物で押
し出し被覆法により被覆し、冷却ローラを通して複合材
料を取り出す。ポリカーボネート熔融物に対する溝穴ダ
イス型の間隙は取り出し速度10m/分においてポリカーボ
ネート層の厚さが200μmになるように調節する。ポリ
カーボネート原料は顔料としてTiO2を15%含んでいる。
このようにしてつくられた三層フィルムの両側に、水
性ポリウレタン分散物をベースにしたスクリーン印刷用
インクを用いてスクリーン印刷法により装飾パターンを
被覆する。
この装飾複合フィルムを高度に透明な芳香族ポリカー
ボネート(濃度0.5g/mlで25℃においてCH2Cl2中で測定
したηrelが1.32)のフィルムの間に挟み(これらのポ
リカーボネートフィルムの片方には磁性片を取り付ける
ことができる)、全体を110℃で2バールの圧力をかけ
て成形プレスすることにより、複合材料の両側に高度に
透明なポリカーボネートフィルムを0.05mmの厚さで被覆
する。
この複合材料から公知方法でクレジット・カードの素
材を打ち抜くことができる。
識別符号およびコードは標準の自動エンボッシング機
により公知方法でエンボッシングされる。
このようにしてつくられたクレジット・カードは曲が
りが0.5mmより少なく、耐熱性は100℃より高く、動的曲
げ疲労強度は100,000回よりも大であった。
実施例 2 ショアDかたさが60で剪断モジュラスが100℃におい
て2×101MPaの厚さ0.4mmの熱可塑性ポリエステルポリ
ウレタンを使用し実施例1の方法で複合材料をつくっ
た。
この熱可塑性ポリウレタンフィルムを実施例1の方法
で、芳香族ポリカーボネート60重量部およびポリブチレ
ンテレフタレート40重量部から成り顔料を10%含む配合
物で全体の厚さが650μmになるように被覆した。
この複合フィルムの両側をオフセット印刷法で紫外線
により交叉結合可能なインクで被覆し、次いで当量の脂
肪族イソシアネートを加えたOH基を含む遊離アクリル酸
接着剤で被覆する。接着剤を被覆したフィルムの両側に
両軸延伸した厚さ50μmのPETPフィルムを用いて積層化
する。このPETPフィルムの片方には磁性片が含まれてい
る。このフィルムを実施例1の方法で加工する。
エンボッシングを行った後、カードの曲がりが0.5mm
より少なく、耐熱性は120℃より高く、動的曲げ疲労強
度は100,000回よりも大であった。
実施例 3 TiO2顔料を20%含む0.4mmの厚さのポリエステルウレ
タン・フィルム(ショアAかたさ85)の両側をコロナ処
理し、本発明方法による脂肪族ポリエステルウレタンを
ベースにした好適なスクリーン印刷インクで印刷する。
このように装飾を施されたフィルムを、両側に厚さ0.2m
mの高度に透明な芳香族ポリカーボネートのフィルムを
使用して実施例1記載の高温プレス成形法により積層化
する。ポリカーボネートフィルムの片方には磁性片を取
り付ける。
以後の処理は実施例1と同じである。このようにして
つくられたクレジット・カードは曲がり0.5mmより少な
く、耐熱性は100℃より高く、動的曲げ疲労強度は100,0
00回よりも大であった。
本発明の主な特徴及び態様は次の通りであった。
1.第1の層:厚さ0.01〜0.3mmの高度に透明な熱可塑性
材料の層、 第2の層:厚さ5〜50μmの装飾インク層および/ま
たは厚さ5〜50μmの接着層、 第3の層:0.1〜30重量%の顔料を含む厚さ0.05〜0.5m
mの熱可塑性材料の層、 第4の層:0〜30%の顔料を含む厚さ0.05〜0.8mmの熱
可塑性ポリウレタンの層、 第5の層:0.1〜30重量%の顔料を含む厚さ0.05〜0.5m
mの熱可塑性材料の層、 第6の層:厚さ5〜50μmの装飾インク層および/ま
たは厚さ5〜50μmの接着層、 第7の層:厚さ0.01〜0.3mmの高度に透明な熱可塑性
材料、 から成り、層3および5は随時取り付けるものとする厚
さ0.3〜2mmの多層複合材料。
2.層4がポリエーテルカーボネート/ポリエステルウレ
タンまたはポリエーテルウレタンである上記第1項記載
の複合材料。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ベルナー・バルデンラート ドイツ連邦共和国デー5000ケルン1・マ ーストリヒターシユトラーセ 40 (56)参考文献 実開 平1−127779(JP,U) 実開 昭58−15072(JP,U) 実開 昭61−47677(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B32B 1/00 - 35/00 B42D 15/10

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1の層:厚さ0.01〜0.3mmの高度に透明
    な熱可塑性材料の層、 第2の層:厚さ5〜50μmの装飾インク層および/また
    は厚さ5〜50μmの接着層、 第3の層:0.1〜30重量%の顔料を含む厚さ0.05〜0.5mm
    の熱可塑性材料の層、 第4の層:0〜30%の顔料を含む厚さ0.05〜0.8mmの熱可
    塑性ポリウレタンの層、 第5の層:0.1〜30重量%の顔料を含む厚さ0.05〜0.5mm
    の熱可塑性材料の層、 第6の層:厚さ5〜50μmの装飾インクおよび/または
    厚さ5〜50μmの接着層、 第7の層:厚さ0.01〜0.3mmの高度に透明な熱可塑性材
    料、 から成り、層3および5は随時取り付けるものとするこ
    とを特徴とする厚さ0.3〜2mmの多層複合材料。
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