KR100602764B1 - Ｉｃ 카드용 열가소성 수지 조성물 - Google Patents

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Abstract

IC 카드는 IC 기판, 열-융용 수지층, 및 표피 물질을 포함하며, 이러한 3 가지 성분은 서로 견고하게 결합되어 거의 층간박리되지 않으며, 엠보싱을 가능하게 한다. 하기 특정 폴리에스테르 및 폴리아미드를 포함하는 수지 조성물이 열-용융 수지로서 사용된다:
폴리에스테르: 폴리올 단위로서 시클로헥산디메탄올 단위를 갖는 포화 코폴리에스테르, 및 폴리아미드: 폴리아민 단위로서 하기 화학식 (1)로 표시되는 화합물로부터 유도되는 단위를 갖는 코폴리아미드:
Figure 112005000267318-pct00003
(1)
상기 식에서, 각 R은 수소 원자 또는 C1∼4의 알킬기이며, 단 4개의 R은 서로 동일하거나 상이할 수 있으며; Z는 수소 원자 또는 NH2R'기이며, 여기서 R'은 C1∼4의 알킬렌기이다.

Description

ＩＣ 카드용 열가소성 수지 조성물{THERMOPLASTIC RESIN COMPOSITION FOR IC CARDS}
본 발명은 IC 모듈이 고정된 베이스 필름(base film), 열가소성 수지층, 및 표피 물질을 포함하는 IC 카드에 관한 것으로, 상기 IC 모듈은 열가소성 수지층에 캡슐화된다. 본 발명에서, 특정 성분을 포함하는 열-용융 수지 조성물은 열가소성 수지로서 사용된다. 특히, 본 발명의 IC 카드는 비접촉식 IC 카드, 즉, 데이타 통신 및 드라이브 전원을 위한 내장 코일을 가지며 외부 프로세서와 접촉하지 않고도 원하는 기능을 수행하는 IC 카드로서, 또는 접촉식 카드의 기능과 비접촉식 카드의 기능이 조합된 조합 IC 카드로서 사용하기에 적합하다.
최근, 거대 기억 용량을 갖는 내장 IC 모듈을 갖는 IC 카드는 은행카드, 신용카드, ID 카드, 전화카드 등에 활용되고 있다.
특히, 데이터 및 전원이 전자파를 바탕으로하여 송신되거나/수신되는 비접촉식 IC 카드와, 접촉식 카드 및 비접촉식 카드 둘 모두로서 기능하는 조합식 IC 카드는 편리함으로 인해 더욱 광범위한 용도로 사용되기에 이르고 있다.
IC 카드의 기본 구조는 폴리이미드, 폴리(에틸렌 나프탈레이트), 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 등의 필름, 상기 필름에 고정된 IC 모듈, 및 IC 모듈을 덮고 있는 수지 코팅을 포함하는 시트-형태 구조이다. 폴리(비닐 클로라이드), 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 또는 폴리카보네이트로 만들어진 플라스틱 필름은 필요한 경우 수지 코팅위에 표피 물질로서 적용된다. 이러한 구조를 갖는 IC 카드는 일반적으로 하기 기술된 방법들에 의해 제조된다.
한 가지 방법으로, 베이스 필름에 고정된 IC 모듈(이하, IC 모듈이 고정된 베이스 필름을 IC 기판이라 칭함)을 UV-경화성 수지층에 위치시키고, UV-경화성 수지층의 표면을 표피 물질로 덮혀진 상태로 유지시키면서 이러한 UV-경화성 수지를 경화시켜서 IC 카드를 제조한다(예를 들어, JP-A-6-122297 참조). 그러나, UV-경화성 수지를 사용하는 이러한 방법은 경화된 수지가 통상 온도보다 높은 유리 전이 온도를 가지며 너무 강성이 되는 문제점을 가지며, 따라서 생성된 IC 카드를 엠보싱하면 균열 등을 초래한다. 또한, UV 경화는 중합반응에 의한 부피감소를 수반하며 잔여 스트레인을 초래하여 카드 변형 등을 일으키기 쉽다.
또 다른 방법은 열가소성 수지로부터 성형된 평평한 판에 오목한 부분(recess)을 형성시키고, 상기 오목한 부분에 IC 모듈을 위치시킨 후, 감압 접착제(pressure-sensitive adhesive)를 사용하여 평평한 판의 면에 상기 표피 판을 접착하는 것을 포함한다. 그러나, 이러한 방법은 제조 단계가 다루기 힘들고 접착된 시트가 엠보싱에서 벗겨지기 쉬운 문제점을 갖는다.
세번째 방법은 IC 기판을 열-용융 수지층에 캡슐화시키고, 수지층의 전면 및/또는 후면에 표피 물질을 배치시키는 것을 포함한다(JP-A-11-134465 참조). 이러한 특허 문헌에 에틸렌/비닐 아세테이트 공중합체, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리올레핀, 열가소성 엘라스토머 등이 열-용융 수지로서 사용될 수 있으며 바람직한 수지는 이러한 중합체 중 어느 하나와 이소시아네이트기를 갖는 우레탄 중합체를 포함하는 반응성 열-용융 수지라고 기술되어 있다.
세번째 방법에 따르면, IC 카드 제조 단계는 UV 조명기가 필요치 않으며 IC 모듈이 비교적 용이한 조작에 의해 수지층에 혼입될 수 있으므로 비교적 간단하다. 그러나, IC 모듈이 캡슐화되어 있는 열-용융 수지층과 IC 기판 또는 표피 물질 사이의 접착력은 충분치 않으며, IC 모듈 캡슐화를 위한 조작에 너무 많은 시간이 소요되는 문제점을 가지고 있다. 또한, 이러한 방법으로 얻어진 IC 카드는 깊은 엠보싱(deep embossing)에 적합하지 않다.
본 발명의 목적은 상기 기술된 세번째 방법에 의해 제조된 IC 카드, 예를 들어 IC 기판, 열-용융 수지층 및 표피 물질을 포함하는 IC 카드와 관련된 문제점을 해결하는 데에 있다.
상기 기술된 문제들을 극복하기 위해 집중적인 연구를 수행하였다. 결과적으로, IC 칩과 코일을 포함하는 부분이 장착된 기판, 즉, IC 기판을 열-용융 수지층을 통해 표피 물질에 적층하여 얻어진 IC 카드는 특정 코폴리에스테르 수지와 특정 코폴리아미드 수지를 포함하는 열가소성 수지 조성물을 포함한 열-용융 수지를 사용함으로써 표피 물질과 IC 기판 사이에 매우 높은 접착력을 가지며, 엠보싱에 균열 또는 박리 현상이 발생하지 않는 것으로 밝혀졌다. 본 발명은 이러한 결과를 바탕으로 완성되었다.
본 발명은 폴리올 단위로서 시클로헥산디메탄올 단위를 갖는 포화 코폴리에스테르 수지와 폴리아민 단위로서 하기 화학식 (1)로 표시되는 화합물로부터 유도된 단위를 갖는 코폴리아미드 수지를 포함하는 IC 카드용 열가소성 수지 조성물을 제공한다:
Figure 112004022929204-pct00001
(1)
상기 식에서, 각각의 R은 수소 원자 또는 C1∼4의 알킬기고, 단, 상기 4개의 R은 동일하거나 다를 수 있으며; Z는 수소 원자 또는 NH2R'기이며, 여기서 R'은 C1∼4의 알킬렌기이다.
또 다른 양태에서, 본 발명은 또한 IC 모듈이 고정된 베이스 필름(IC 기판), 열가소성 수지층 및 표피 물질을 포함하며 상기 IC 모듈이 열가소성 수지층에 캡슐화되어 있는 IC 카드로서, 열가소성 수지가 포화 코폴리에스테르 및 코폴리아미드 수지를 포함하는 열가소성 수지 조성물인 것을 특징으로 하는 IC 카드를 제공한다.
본 발명은 하기에서 더욱 상세히 설명한다.
상술한 바와 같이, 시클로헥산디메탄올 단위를 갖는 포화 코폴리에스테르 수지와 화학식 (1)로 표시되는 화합물로부터 유도되는 단위를 갖는 코폴리아미드 수지를 포함하는 열가소성 수지 조성물은 본 발명에서 IC 기판용 캡슐화 수지로서 사용된다. 본 발명에서 열가소성 수지 조성물은 가열시에 용융되는 열-용융 수지 조 성물이다. 이하, 이러한 열가소성 수지 조성물을 종종 열-용융 수지 조성물로 칭할 것이다.
포화 코폴리에스테르 수지:
본 발명의 열-용융 수지 조성물의 성분으로 기능하는 포화 코폴리에스테르 수지는 하나 이상의 폴리카복실산과 하나 이상의 폴리올의 축합반응으로 얻어지며 필수적인 폴리올 단위로서 시클로헥산디메탄올 단위를 갖는다. 시클로헥산디메탄올 단위의 비율은 바람직하게는 포화 코폴리에스테르 수지에서 전체 폴리올 단위를 기준으로 하여 20 내지 80 몰%이다.
(폴리카복실산)
바람직한 폴리카복실산은 각각 6 내지 16개의 탄소원자를 갖는 방향족 디카복실산, 지방족 디카복실산, 및 지환족 디카복실산이다. 이러한 카복실산의 디알킬 에스테르, 예를 들어 디메틸 에스테르 및 디에틸 에스테르는 또한 폴리카복실산으로 사용될 수 있다.
방향족 디카복실산의 바람직한 예는 테레프탈산, 이소프탈산, 프탈산 무수물, α-나프탈렌디카복실산, 및 β-나프탈렌디카복실산을 포함한다.
지방족 디카복실산의 바람직한 예는 옥살산, 숙신산, 글루타르산, 말론산, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산, 세바스산, 운데실렌산, 도데칸디오산, 및 이합체산을 포함한다.
지환족 디카복실산의 바람직한 예는 1,4-시클로헥산디카복실산, 테트라히드로프탈산 무수물, 헥사히드로프탈산 무수물, 및 수소화된 이합체산을 포함한다.
접착 강도의 관점으로부터, 이러한 화합물 중 바람직한 폴리카복실산은 테레프탈산과 이의 에스테르이다. 폴리에스테르 수지에서 테레프탈산 단위의 비율은 바람직하게는 전체 폴리카복실산 단위를 기준으로 하여 30 몰% 이상이다. 테레프탈산 단위의 비율이 30 몰% 미만인 경우, 수지는 부착력과 경도가 충분치 않아 감소된 접착 강도를 초래한다.
다른 폴리카복실산의 바람직한 예는 트리멜리트산 및 피로멜리트산과 같은 3 이상의 염기도를 갖는 폴리카복실산을 포함한다. 하나 이상의 이러한 산이 폴리에스테르를 합성하는 동안 겔화를 야기시키지 않고 접착 강도를 손상시키지 않는 양으로 사용될 수 있다. 3 이상의 염기도를 갖는 하나 이상의 폴리카복실산으로부터 유도된 단위의 비율은 바람직하게는 전체 폴리카복실산 단위를 기준으로 하여 5 몰% 이하이다.
(폴리올)
시클로헥산디메탄올 외에 폴리올의 바람직한 예는 각각 2 내지 16개의 탄소원자를 갖는 지방족 글리콜과 지환족 글리콜을 포함한다.
지방족 글리콜의 바람직한 예는 에틸렌 글리콜, 1,2-프로필렌 글리콜, 1,3-프로필렌 글리콜, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 1,8-옥탄디올, 1,9-노난디올, 네오펜틸 글리콜, 3-메틸펜탄디올, 2,2,3-트리메틸펜탄디올, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 및 디프로필렌 글리콜을 포함한다.
지환족 글리콜의 바람직한 예는 수소화된 비스페놀 A를 포함한다.
다른 바람직한 폴리올은 글리세롤, 트리메틸올에탄, 트리메틸올프로판, 및 펜타에리트리톨과 같은 3가 이상의 알코올을 포함한다. 이러한 하나 이상의 폴리올로부터 유도된 단위의 비율은 바람직하게는 전체 폴리올 단위를 기준으로 하여 5 몰% 이하이다.
시클로헥산디메탄올 외에 특히 바람직한 폴리올은 에틸렌 글리콜이다.
포화 코폴리에스테르 수지는 통상적인 방법에 의해 쉽게 제조될 수 있다. 사용가능한 방법의 예는 출발 물질과 촉매를 반응기에 주입하고, 표적 반응 산물의 용융점 이상의 온도에서 가열하는 용융 중합 방법; 출발 물질을 표적 반응 산물의 용융점 보다 낮은 온도에서 중합하는 고체상 중합 방법; 및 용매를 사용하는 용액 중합 방법을 포함한다. 이러한 방법들 중 어떠한 것도 사용할 수 있으나, 본 발명의 목적을 위해 적합한 폴리에스테르를 얻고 수익적인 면으로부터 용융 중합 방법이 바람직하다. 이러한 방법에서, 표적 중합체는 에스테르교환 또는 직접적 에스테르화 반응에 의해 생성될 수 있다.
코폴리아미드 수지:
포화 코폴리에스테르 수지와 함께 본 발명에서 열-용융 수지 조성물을 구성하는 코폴리아미드 수지는 하나 이상의 폴리카복실산과 하나 이상의 폴리아민의 축합반응에 의해 얻어지며 필수적인 폴리아민 단위로서 화학식 (1)로 표시되는 화합물(이하, 피페라진 화합물이라 칭함)로부터 유도되는 단위를 갖는다. 폴리아미드 수지에서 피페라진 화합물 단위의 비율은 바람직하게는 전체 폴리아민 단위를 기준으로 하여 20 내지 60 몰%이다.
(폴리카복실산)
바람직한 폴리카복실산은 각각 6 내지 16개의 탄소원자를 갖는 방향족 디카복실산, 지방족 디카복실산, 및 지환족 디카복실산이다. 이러한 카복실산의 디알킬 에스테르, 예를 들어 디메틸 에스테르 및 디에틸 에스테르가 또한 폴리카복실산으로 사용될 수 있다.
방향족 디카복실산의 바람직한 예는 테레프탈산, 이소프탈산, 프탈산 무수물, α-나프탈렌디카복실산, 및 β-나프탈렌디카복실산을 포함한다.
지방족 디카복실산의 바람직한 예는 옥살산, 숙신산, 글루타르산, 말론산, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산, 세바스산, 운데실렌산, 도데칸디오산, 및 이합체산을 포함한다.
지환족 디카복실산의 바람직한 예는 1,4-시클로헥산디카복실산, 테트라히드록프탈산 무수물, 헥사히드로프탈산 무수물, 및 수소화된 이합체산을 포함한다.
본 발명에서 더욱 바람직한 폴리카복실산은 6 내지 16개의 탄소원자를 갖는 선형 지방족 디카복실산이다. 특히, 아디프산, 아젤라산, 세바스산, 및 도데칸디오산이 바람직하다.
(폴리아민)
본 발명에서 코폴리아미드 수지는 필수적인 단위로서 화학식 (1)로 표시되는 피페라진 화합물로부터 유도되는 단위를 갖는다. 피페라진 화합물의 바람직한 예는 피페라진, 2-메틸피페라진, 및 1-(2-아미노에틸)피페라진을 포함한다.
이러한 피페라진 화합물 외에 바람직한 폴리아민은 2개 내지 20개의 탄소원자를 갖는 선형 지방족 디아민, 지환족 디아민, 및 방향족 디아민이다.
지방족 디아민의 바람직한 예는 에틸렌디아민, 1,3-디아미노프로판, 1,4-디아미노부탄, 1,6-헥사메틸렌디아민, 데카메틸렌디아민, 및 옥타데카메틸렌디아민을 포함한다.
지환족 디아민의 바람직한 예는 비스(p-아미노시클로헥실)메탄, 비스(p-아미노시클로헥실)프로판, 비스(3-메틸-4-아미노시클로헥실)메탄, 1,3-비스(아미노메틸)시클로헥산, 1,4-비스(아미노메틸)시클로헥산, 및 이소포론디아민을 포함한다.
방향족 디아민의 바람직한 예는 m-자일일렌디아민 및 p-자일일렌디아민을 포함한다.
열-용융 수지 조성물:
본 발명의 열-용융 수지 조성물에서, 코폴리아미드 수지에 대한 포화 코폴리에스테르 수지의 비율은 바람직하게는 90 중량부/10 중량부 내지 10 중량부/90 중량부, 더욱 바람직하게는 90 중량부/10 중량부 내지 30 중량부/70 중량부이다. 10 중량부 미만의 코폴리아미드 수지의 비율은 접착성을 감소시키는 결과를 초래하며, 90 중량부를 초과한 이의 비율은 엠보싱을 위한 성형성 및 적합성과 같은 가공성이 감소되는 결과를 초래한다.
본 발명에서 포화 코폴리에스테르 수지 또는 코폴리아미드 수지는 이들의 중합반응에 의해 형성된 폴리에스테르-폴리아미드 공중합체일 수 있다. 이러한 경우, 바람직한 단량체의 종류 및 바람직한 단량체의 비율은 상기와 같다.
본 발명에서 열-용융 수지 조성물은 접착성과 성형성을 갖는다. 조성물은 바람직하게는 25℃에서 측정하여 5 ×108 Pa 이상이고 5 ×109 Pa 이하인 저장탄성률을 갖는 성형물을 제공한다. 성형된 물체의 저장탄성률이 상기 범위를 벗어난 경우, IC 카드는 엠보싱에 대한 적합성이 감소될 가능성이 있다.
상기에 기술된 폴리에스테르 수지 또는 폴리아미드 수지 외의 수지, 무기 충전제, 다양한 안정제, 및 그 밖의 성분이 본 발명의 성능을 감소시키지 않는 한은 다양한 목적, 예를 들어 접착 개선을 위해 열-용융 수지 조성물에 혼입될 수 있다.
상기 기술된 폴리에스테르 수지 또는 폴리아미드 수지 외 수지의 바람직한 예는 에폭시 수지(예를 들어, 비스페놀 A 에폭시 수지 및 크레솔-노볼락 에폭시 수지), 방향족-개질 테르펜 수지, 페녹시 수지, 코우마론-인덴 수지, 스티렌 수지(스티렌 및 스티렌과 공중합될 수 있는 하나 이상의 단량체로부터 형성된 스티렌 공중합체 수지를 포함), α-메틸스티렌 수지, 로진 수지, ABS, 폴리카보네이트, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)(PET), 폴리(부틸렌 테레프탈레이트)(PBT), 및 폴리(비닐 클로라이드)(PVC)를 포함한다.
무기 충전제의 바람직한 예는 각각 10 ㎛ 이하의 평균 입자 직경을 갖는 칼슘 카보네이트, 산화아연, 산화티타늄, 활석, 점토, 및 퓸드 실리카의 분말을 포함한다. 혼입되는 무기 충전제의 양은 바람직하게는 본 발명의 전체 수지 100 중량부 당 60 중량부 이하이다.
안정제의 바람직한 예는 폴리카보디이미드와 같은 가수분해 억제제 및 장애된 페놀(hindered phenol)과 같은 산화방지제를 포함한다.
상기 기술된 성분들로 구성되는 열-용융 수지 조성물의 유리 전이 온도는 바람직하게는 -40℃ 내지 65℃이다. 열-용융 수지 조성물의 연화점은 바람직하게는 100℃ 내지 200℃이다.
열-용융 수지 조성물의 제조에 있어서, 포화 코폴리에스테르 수지 및 코폴리아미드 수지를 용융시키고 이들 수지의 연화점 이상의 온도에서 혼합시키는 것이 바람직하다. 혼합 장치의 예는 가열기가 장착된 수직 교반 기계, 단일- 또는 이중-스크류 압출기 및 반죽기형 가열 혼합기를 포함한다.
성분들을 함께 혼합시킨 후에, 생성된 수지 조성물을 펠릿화하거나 시트로 성형한다. 열-용융 수지 조성물의 펠릿을 공급물질로서 T-다이를 갖는 용융 압출기를 이용하여 압출 성형을 수행하는 경우, 시트가 형성될 수 있다.
IC 기판 및 표피 물질:
본 발명에서, IC 기판 상의 IC 모듈은 열-용융 수지 조성물 층에 캡슐화되며, 표피 물질이 열-용융 수지 조성물 층 위에 추가로 적용된다. 이렇게, 본 발명에 따라 IC 카드를 제조한다.
표피 물질의 바람직한 예는 PET, PETG(에틸렌 글리콜 및 시클로헥산디메탄올을 테레프탈산과 축합반응시켜 얻어지는 코폴리에스테르), PVC, 폴리카보네이트, ABS, 및 나일론을 포함한다. 이러한 수지로 제조된 시트에 알루미늄과 같은 금속 포일을 적층시켜서 얻어진 시트가 또한 사용될 수 있다. 표피 물질의 두께는 바람직하게 100 ㎛ 내지 150 ㎛이다.
IC 기판에서 베이스 시트의 재료의 예는 PET, 폴리(에틸렌 나프탈레이트), 폴리이미드, 폴리(페닐렌 설파이드), PVC, 유리-에폭시 필름, BT 수지 필름을 포함한다. 베이스 시트의 두께는 바람직하게는 50 ㎛ 내지 100 ㎛이다.
IC 카드를 제조하는 방법:
본 발명의 IC 카드의 전형적인 구체예는 예를 들어 표피 물질/열-용융 수지층/IC 기판/열-용융 수지층/표피 물질을 포함하는 구조와 같은 다중층 구조를 갖는다. 그러나, 본 발명의 IC 카드의 구조는 다중층 구조에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다.
IC 카드의 제조를 위해, 열-용융 수지 조성물의 시트를 표피 물질과 IC 기판 사이에 끼우고 이러한 결합체를 가열압축시키거나 열간압연하는 방법이 사용될 수 있다. 이러한 방법에서, 모든 구성 물질을 겹쳐놓고 일괄적으로 가열-압축시키거나, 구성 물질을 2 이상의 열-압축 조작을 통한 성형을 수행하기 위해 개별적으로 가열-압축을 수행할 수 있다. 또한, 물질을 적층시키기 위해 구성 물질을 열적층기로 가열되는 롤 사이의 닙(nip)에 삽입할 수 있다. 또한, 단지 한 번 또는 2번 이상의 가열-압축을 수행할 수 있다.
성형 온도는 바람직하게는 열-용융 수지층이 100∼200℃로 가열되도록 선택된다. 성형시간은 바람직하게는 물질과 사용된 표피 물질 및 IC 기판의 재료 및 성형 특성 및 대기 온도를 고려하여 적당하게 선택되어진다.
열-용융 수지층의 두께는 IC 기판 상에 장착되는 IC를 포함하는 전자부품의 높이를 고려하여 2 ㎛ 내지 1 ㎜(더욱 바람직하게는 5∼600 ㎛)로 조절된다.
적용:
본 발명의 IC 카드는 신용카드, 은행카드, ID카드, 통신 티켓, 전화카드, 운전면허증, 고속도로 사용료 카드, 여권, 보험카드 등으로 사용될 수 있다. 접촉식 또는 비접촉식에 관련하여, 본 발명의 IC 카드는 코일형 안테나를 내부에 갖는 비접촉식 IC 카드로서 사용하기에 적합하다.
본 발명은 실시예 및 비교예에 의하여 하기에 기술될 것이다. 열-용융 수지 조성물 및 IC 카드는 특성 측정을 위한 방법에 의해 평가되었으며, 평가방법은 하기 설명된다.
열-용융 수지 조성물의 특성 측정:
외관 : 시각 검사
용융점 : JIS K-6810 "폴리아미드 수지 성형 물질의 검사 방법"에 따라, 수지에 대한 용융 개시 온도 및 용융 종결 온도 사이에 개재하는 온도를 열 블록 타입 마이크로 용융점 장치를 가지고 2℃/분으로 측정하였다.
용융 지수 : JIS K-7210 "열가소성 플라스틱에 대한 흐름 특성 검사 방법"에 따라 측정하였다. 이러한 검사에서 실린더 온도는 210℃였고 하중은 10 kgf였다.
카드 성능 시험 방법:
표면 평활도 : 50 ㎛의 두께를 갖는 폴리이미드 기판을 표피 물질로서 PETG(테레프탈산, 에틸렌 글리콜, 및 시클로헥산디메탄올로부터 형성된 코폴리에스테르)의 두 개의 시트(두께 100 ㎛) 사이에 삽입하였다. 280 ㎛-두께의 시트로 성형된 열-용융 수지를 폴리이미드 기판과 상부 표피 물질 사이와, 폴리이미드 기판과 하부 표피 물질 사이에 삽입하였다. 즉, 성분 물질을 PETG/열-용융 수지/폴리이미드 기판/열-용융 수지/PETG의 순서로 겹치게 하였다. 이러한 결합체를 온도 150℃, 압력 0.25 MPa, 성형 시간 5분의 조건하에서 가열압축하여 성형하였다. 생성된 다중층 구조물을 85.5 ㎜ ×54 ㎜로 잘라서 IC 카드(이하 시험용 IC 카드라 칭함)를 얻었다. 카드를 냉각시킨 후, 이의 표면 상태를 육안으로 검사하였다.
엠보싱에 대한 적합성: 시험용 IC 카드를 엠보서(embosser)로 엠보싱하여 3개 줄 각각에 20 개의 "8"자를 찍었다. 엠보싱 카드를 JIS X-6305에 따라 휨에 대해 시험을 하였다. 또한 엠보스의 높이를 측정하였다.
박리 강도
(결합 방법) 280 ㎛의 두께를 갖는 열-용융 수지 시트를 25 ㎛의 두께를 갖는 폴리이미드 필름과 100 ㎛의 두께를 갖는 PETG 시트(EASTER 6763, Eastman Chemical사 제조) 사이에 끼웠다. 핫 프레스를 사용하여, 생성된 결합체를 온도 150℃, 압력 0.25 Mpa, 및 성형 시간 5 분의 조건하에 함께 가열-결합시켜서 시험편을 제조하였다.
(접착 성능); 시험편을 JIS K-6854(접착제에 대한 박리/접착 강도 시험 방법)에 따라 평가하였다. 측정온도는 23℃였으며, 인장률은 200 ㎜/분이었다. 측정 전에, 검사되는 시험편을 하루 동안 23℃의 대기 및 50% RH에서 방치하여 조절하였다.
실시예 1
코폴리아미드 수지의 합성:
0.3 몰의 피페라진, 0.7 몰의 에틸렌디아민, 및 1.0 몰의 도데칸디오산을 교반기, 질소 주입 튜브, 증류 튜브 및 온도계가 장착된 4구 플라스크에 주입하였다. 혼합물을 질소 가스 스트림에서 교반시키면서 120∼150℃의 온도에서 3 시간동안 환류시켰다. 이러한 혼합물을 200℃까지 점차적으로 가열하면서 1 시간에 걸쳐 물을 증류시켰다.
계속적으로, 6 ×10-3 몰의 인산을 혼합물에 첨가하였다. 생성된 혼합물을 220℃로 가열하고, 감압을 5 mmHg로부터 시작하였다. 혼합물을 3 시간에 걸쳐 240℃로 가열하여 중합반응을 종결시켰다. 마지막 진공도는 0.05 mmHg이었다. 얻어진 수지는 연노랑색의 외관과 115∼125℃의 용융점, 및 75 g/10 분(210℃)의 용융 지수를 갖는다. 이러한 수지를 코폴리아미드 수지 A라 칭하였다.
열-용융 수지 조성물:
50 중량부의 코폴리아미드 수지 A를 전체 폴리올 단위를 기준으로 하여 40 몰%의 시클로헥산디메탄올 단위를 함유한 50 중량부의 폴리에스테르 수지 EASTER 6763(상표명; Eastman Chemical사 제조)와 배합하였다. 이러한 배합물과 함께 접착 촉진제로서 15 중량부의 테르펜-페놀 YS Polyster T115(Yasuhara Chemical사 제조) 및 5 중량부의 산화티타늄 CR50(Ishihara Sangyo사 제조)을 이중-스크류 압출기를 이용하여 혼합하였다. 생성된 압출물을 물로 냉각시키고 펠렛화하였다. 이로부터 150℃ 핫 프레스를 이용하여 280 ㎛-두께 필름을 제조하였다. 이러한 필름을 이용하여 상기 기술된 결합 방법에 의해 PET로 덮혀진 카드를 제조하였다. 이러한 카드를 표면 평활도, 접착 성능 및 엠보싱에 대한 적합성에 대해 조사하였다. 얻어진 결과는 표 1에 나타내었다.
실시예 2
0.3 몰의 피페라진, 0.7 몰의 헥사메틸렌디아민, 0.5 몰의 세바스산, 및 0.5 몰의 도데칸디오산을 주입하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 코폴리아미드 수지 B를 얻었다. 얻어진 수지는 연노랑 외관, 100∼105℃의 용융점, 및 50 g/10 분(210℃)의 용융 지수를 지녔다.
열-용융 수지 조성물을 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하고 평가하였다. 얻어진 결과는 표 1에 나타내었다.
실시예 3
열-용융 수지 조성물 제조에서 접착 촉진제의 첨가를 생략하는 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하였다. 동일한 방법으로 성능들을 평가하였다. 얻어진 결과는 표 1에 나타내었다.
비교예 1
피페라진 대신에 헥사메틸렌디아민을 사용하는 것을 제외하고 실시예 1와 동일한 방법으로 코폴리아미드 수지를 합성하였다. 결과적으로, 코폴리아미드 수지 C를 얻었다. 이러한 수지는 연노랑색의 외관, 110∼120℃의 용융점, 및 60 g/10 분(210℃)의 용융 지수를 지녔다. 열-용융 수지 조성물을 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하고 평가하였다. 얻어진 결과는 표 1에 나타내었다.
비교예 2
코폴리아미드 수지 A를 혼입시키지 않고 EASTER (Eastman Chemical사 제조)의 양을 100 중량부로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 열-용융 수지 조성물을 제조하였다. 상기 방법과 동일한 방법으로 성능을 평가하였다. 얻어진 결과는 표 1에 나타내었다.
비교예 3
코폴리아미드 수지 A를 혼입시키지 않고 폴리에스테르 수지로서 Toagosei Chemcial Industry Co., Ltd에 의해 제조된 100 중량부의 Aronmelt PES-111(용융점 125℃; MI, 190℃에서 50 g/10 분)을 혼입시키는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 열-용융 수지 조성물을 제조하였다. 상기와 동일한 방법으로 성능들을 평가하였다. 얻어진 결과는 표 1에 나타내었다.
비교예 4
코폴리에스테르 수지를 혼입시키지 않고 코폴리아미드 수지 B를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 열-용융 수지 조성물을 제조하였다. 상기와 동일한 방법으로 성능들을 평가하였다. 얻어진 결과는 표 1에 나타내었다.
본 발명의 IC 카드는 열-용융 수지층이 표피 물질과 IC 기판에 높은 강도로 부착되기 때문에 엠보싱 등에서 외부 힘이 가해지는 경우에도 층간박리가 발생하지 않는다. 또한, 본 발명의 IC 카드는 우수한 표면 평활도를 갖는다.
더욱이, 다중층 IC 카드의 제조에 사용되는 본 발명의 열-용융 수지 조성물은 복잡하지 않는 방법으로 제조될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면, IC 카드 생산 비용은 절감될 수 있다. 특히, 비교적 복잡한 내장 IC 모듈을 갖는 비접촉식 IC 카드가 높은 품질을 달성하면서 본 발명에 따라 용이하게 제조될 수 있다.
실시예 비교예
1 2 3 1 2 3 4
조성물 코폴리아미드수지A 피페라진 단위 함유 50 - 50 - - - -
코폴리아미드수지B 피페라진 단위 함유 - 50 - - - - 100
코폴리아미드수지C 피페라진 단위 비함유 - - - 50 - - -
EASTER 6763(시클로헥산디메탄올 단위를 갖는 코폴리에스테르) 50 50 50 50 100 - -
Aronmelt PES-111(코폴리에스테르 수지) - - - - - 100 -
YS 폴리에스테르T115 15 15 - 15 15 15 15
산화티타늄 CR-50 5 5 5 5 5 5 5
접착제의 용융점(℃) 120 100 120 122 125 120 110
용융 지수(g/10 분) 90 75 80 110 120 55 85
저장탄성률(25℃에서의 Pa) 1.56×109 8.8×108 1.92×109 1.09×109 1.82×109 3.5×108 1.15×109
표면 평활도 양호 양호 양호 양호 양호 불량 양호
엠보싱 높이(mm) 0.45 0.44 0.48 0.45 0.45 0.07 0.48
엠보싱 후 휨(mm) 1.26 1.15 1.29 1.25 1.30 0.95 2.2
접착성능 박리강도(폴리이미드/PETG)(N/25mm) 7.8 6.2 4.0 0.2 0.2 <0.1 3.8

Claims (4)

  1. 폴리올 단위로서 시클로헥산디메탄올 단위를 갖는 포화 코폴리에스테르 수지와 폴리아민 단위로서 하기 화학식 (1)로 표시되는 화합물로부터 유도된 단위를 갖는 코폴리아미드 수지를 포함하는 IC 카드용 열가소성 수지 조성물;
    Figure 112004022929204-pct00002
    (1)
    상기 식에서, 각각의 R은 수소 원자 또는 C1-4의 알킬기이며, 단 4개의 R은 동일하거나 서로 다를 수 있으며; Z는 수소 원자 또는 NH2R'기이며, 여기서 R'은 C1-4의 알킬렌기이다.
  2. 제 1항에 있어서, 폴리올 단위에서 시클로헥산디메탄올 단위의 비율이 20 내지 80 몰%이며, 폴리아민 단위에서 화학식 (1)로 표시되는 화합물로부터 유도된 단위의 비율은 20 내지 60 몰%임을 특징으로 하는 IC 카드용 열가소성 수지 조성물.
  3. 제 1항 또는 2항에 있어서, 성형체의 25℃에서의 저장탄성률이 5 ×108 Pa 이상임을 특징으로 하는 IC 카드용 열가소성 수지 조성물.
  4. IC 모듈이 고정된 베이스 필름, 열가소성 수지층, 및 표피 물질을 포함하고, IC 모듈이 열가소성 수지층에 캡슐화된 IC 카드로서, 열가소성 수지층이 제 1항 또는 제 2항의 열가소성 수지 조성물을 포함하는 IC 카드.
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