KR20010019782A

KR20010019782A - 자기 카드

Info

Publication number: KR20010019782A
Application number: KR1019990036370A
Authority: KR
Inventors: 최호웅; 한기수
Original assignee: 장용균; 에스케이씨 주식회사
Priority date: 1999-08-30
Filing date: 1999-08-30
Publication date: 2001-03-15

Abstract

관능기의 0.5 내지 2.0 몰가 설폰산의 염(-SOO^-M⁺)으로 치환되고, 유리전이 온도(Tg)가 -30 내지 0℃인 폴리우레탄을 사용하여 자성체, 윤활제, 분산제 및 용제와 함께 자성도료를 제조함으로써 컬특성뿐만 아니라 자기 특성이 우수한 자기카드를 제공한다.

Description

자기 카드 {magnetic card}

본 발명은 폴리우레탄계 자기 카드에 관한 것이다.

자기 카드는 지하철 승차권, 전화 카드, 선불 카드 또는 신용 카드와 같이 현금 대용으로 사용되는 지불 대체수단 뿐 만아니라 통장용 스트라이프, 놀이 공원 이용권 또는 신분증과 같이 정보 기록용 매체로써 사용되는 것이다.

일반적으로, 자기 카드는 종이 또는 플라스틱 등의 기재 표면에 스트라이프 형태 또는 한쪽면 전체에 자성층을 설계하고 다른 부분 또는 자성층 위에 인쇄층을 마련하여, 글자나 그림 등을 인쇄하여 화상 정보 또는 광고 등을 기록하여 사용하고 있다.

상기 기재로는 종이, 폴리염화비닐, 폴리에틸렌테레프탈레이트와 같은 시트형상의 재료가 자기 카드의 용도에 따라 사용된다.

자성층은 폴리염화비닐, 폴리우레탄 또는 폴리염화비닐과 폴리우레탄 혼합물로 구성되는 바인더 수지와 α- 또는 γ-Fe₂O₃및 코발트 피착 Fe₂O₃등의 자성체를 기본 성분으로 하고, 필요에 따라 계면활성제, 슬립방지제, 결합제, 가소제, 왁스, 윤활제, 실리콘 오일 등의 성분을 첨가하며, 알콜계, 방향족 탄화수소계, 케톤계, 에스테르 또는 에테르계 용매로써 3본밀, 샌드밀, 볼밀 등에 의해 혼련 제조된다.

신용 카드나 전화 카드와 같은 자기 카드는 비디오 테이프와는 달리 두께가 70㎛ 이상의 폴리염화비닐 기재에 10㎛ 이상의 두께로 코팅되기 때문에 기재 성분인 폴리염화비닐 수지가 자기도막의 잔존 용매에의해 도막층으로 녹아들어 시간이 경화함에 따라 휘어지는 이른바 컬이 발생하게 된다.

자기 카드의 컬현상은 도막 두께와 도막을 구성하는 바인더의 유리전이 온도 등에 의해 발생되는데, 도막 두께가 얇을수록 컬의 발생 확율이 줄어들지만 자기 밀도 낮아 자성 기록이 어려워지는 문제가 발생하기 때문에 10㎛이상의 두께를 유지하여야 한다.

따라서 일정한 두께에서 컬현상을 방지하기 위해서는 도막을 구성하는 바인더의 유리전이온도를 조절하여야 하는데, 실온인 25℃ 보다 높은 유리전이 온도를 지니는 바인더인 염화비닐 수지나 니트로셀룰로즈계 수지를 사용한 자기 카드로는 컬현상을 개선하는 것이 불가능 하다.

그러므로 실온보다 낮은 유리전이온도를 지니는 바인더로는 폴리우레탄 수지가 사용될 수 있다.

이에 따라, 일본국 공개 특허 특개평4-57214에서는 알콜계 용매에 가용성인 폴리우레탄을 바인더로 사용하여 컬성과 접착성이 우수한 자기 카드를 제공하였으나, 폴리우레탄은 자성 도료 제조시 염화비닐 수지나 니트로셀룰로즈계 수지에 비해 분산이 원활하게 이루어지지 않아 출력이 저하되는 문제가 발생하였다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로, 생산 공정에서 분산성이 우수하고, 최종 제품에서의 컬 발생이 없으며 코팅성과 출력특성의 저하가 없는 자기카드를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 폴리우레탄을 바인더로 사용하는 자기카드에 있어서, 폴리우레탄이 전체 관능기의 0.5 내지 2.0 몰가 설폰산의 염(-SOO^-M⁺)으로 치환되고, 폴리우레탄의 유리전이 온도(Tg)가 -30 내지 0℃인 것을 사용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 사용되어지는 폴리우레탄은 설폰산(-SOO^-M⁺)의 염(鹽)을 폴리올의 관능기로 포함하고 있는데, 설폰산의 염은 설폰산(-SOOH)에서 수소가 K⁺, Na⁺등과 같은 1가 양이온 금속으로 염화(鹽化)된 것으로써, 바인더의 분산성을 향상시키는 역할을 하게되어 자기 카드의 출력을 향상시켜준다.

설폰산의 염은 강한 앙카(anchor)그룹으로써의 작용을 하기 때문에 카르복실기와 같은 다른 산기(酸基)에 비해 자성 도료의 분산성과 자기 출력을 향상시키는 역할을 하게된다.

이때, 설폰산의 염은 전체 관능기 가운데 0.5 내지 2.0 몰인 것이 바람직한데, 0.5몰미만이 치환된 경우에는 분산성이 나쁘며, 2.0몰를 초과하여 치환된 경우에는 치환된 설폰산의 염이 불순물로 작용하게되어 출력이 저하되는 문제가 발생하게 된다.

한편, 폴리우레탄의 유리전이 온도는 -30 내지 0℃인 것을 사용하는 것이 바람직한데, -30℃보다 낮은 유리전이 온도의 폴리우레탄을 사용하는 경우에는 도막의 탄성이 너무 높아 자성 기록이 용이하게 이루어지지 않게 되고, 0℃를 초과하는 폴리우레탄을 사용하는 경우에는 컬 현상이 발생하게 된다.

본 발명에서 사용되어지는 폴리우레탄은 폴리올로는 방향족 또는 지방족 폴리올을 이소시아네이트로는 메틸렌비스(4-페닐이소시아네이트)(이하 MDI계라고 함)를, 사슬연장제로는 1,4-부탄디올을 사용하여 생성된 중량 평균 분자량이 5,000내지 20,000인 폴리우레탄이 바람직하다.

이하 실시예에 의하여 본 발명을 더욱 자세하게 설명하기로 하나, 하기의 실시예는 본 발명의 예시일 뿐, 본 발명이 하기의 실시예로 인하여 제한되는 것은 아니다.

<실시예1＞

항자력이 2500Oe인 자성체 24.8중량부에 대해 관능기로써 설폰산 나트륨을 1함유하고 유리전이온도(Tg)가 0℃인 폴리우레탄 바인더 6.62중량부, 알루미나 0.74중량부, 부틸스테아레이트 0.25 중량부, 미리스틱 산 0.25중량부, 카본블랙 0.74 중량부, 아이소시아네이트 경화제 1.64중량부, 메틸에틸케톤 21.7중량부, 톨루엔 21.7중량부 및 사이클론 핵사논 21.7중량부를 볼밀에 넣고 4시간 동안 교반하여 자성 도료를 제조하고, 그라비아 인쇄기에서 70.0㎛의 폴리에스테르 필름에 건조 두께가 10.0㎛가 되도록 도포하여 자기카드를 제조한 다음, 컬특성과 자기 특성을 평가하여 그 결과를 표1에 나타내었다.

<실시예2＞

실시예1과 동일한 장치와 방법을 사용하되, 설폰산 나트륨을 1함유하고 유리전이온도(Tg)가 -30℃인 폴리우레탄 바인더를 사용하여 자기카드를 제조한 다음, 컬특성과 자기 특성을 평가하여 그 결과를 실시예1과 함께 표1에 나타내었다.

<비교실시예1＞

실시예1과 동일한 장치와 방법을 사용하되, 산 또는 염을 함유하는 관능기가 없으며 유리전이온도(Tg)가 0℃인 폴리우레탄 바인더를 사용하여 자기카드를 제조한 다음, 컬특성과 자기 특성을 평가하여 그 결과를 실시예1과 함께 표1에 나타내었다.

<비교실시예2＞

실시예1과 동일한 장치와 방법을 사용하되, 카르복실산을 1함유하고 유리전이온도(Tg)가 -5℃인 폴리우레탄 바인더를 사용하여 자기카드를 제조한 다음, 컬특성과 자기 특성을 평가하여 그 결과를 실시예1과 함께 표1에 나타내었다.

<비교실시예3＞

실시예1과 동일한 장치와 방법을 사용하되, 설폰산 나트륨을 1함유하고 유리전이온도(Tg)가 67℃인 폴리염화비닐 바인더를 사용하여 자기카드를 제조한 다음, 자기카드를 제조한 다음, 컬특성과 자기 특성을 평가하여 그 결과를 실시예1과 함께 표1에 나타내었다.

	바인더	관능기	관능기함량	바인더Tg	컬특성	자기특성
실시예1	폴리우레탄	-SOO^-Na⁺	1.0몰	0℃	○	0.92
실시예1	폴리우레탄	-SOO^-Na⁺	1.0몰	-30℃	◎	0.91
비교예1	폴리우레탄	없음	0몰	0℃	○	0.85
비교예2	폴리우레탄	-COOH	1.0몰	-5℃	○	0.87
비교예3	폴리염화비닐	-SOO^-Na⁺	1.0몰	67℃	×	0.92

- 컬특성

자기 카드를 대기중에서 7일간 방치한 다음, 카트의 휘는 정도를 육안으로 관측하여 아래 기준에 따라 평가하였다.

◎ : 우수

○ : 보통

× : 나쁨

- 자기 특성

시료 진동형 자기측정기 (Vibration Sample Magnetometer, VSM)을 이용하여, 파이렉스봉에 카드를 직경이 0.5㎜로 절단하여 부착한 다음 잔류 자속밀도(Br)와 최대 자속밀도(Bm)를 측정하여, Bm과 Br의 비로써 자기 특성을 평가하였으며, 1에 가까울 수록 분산성이 우수한 것으로 평가하였다.

실시예 1 내지 실시예 2 및 비교실시예 1 과 비교실시예 3과 같은 방법에 의해 제조한 반응 조건과 시험 방법에 의하여 측정한 결과는 표1의 내용과 같다.

관능기의 0.5 내지 2.0 몰가 설폰산의 염(-SOO^-M⁺)으로 치환되고, 유리전이 온도(Tg)가 -30 내지 0℃인 폴리우레탄을 사용한 실시예 1 내지 실시예 2의 경우, 컬이 발생하지 않고 자기 특성이 우수한 것으로 나타났다.

이에 반해, 폴리우레탄을 사용하였지만 관능기의 0.5 내지 2.0 몰가 설폰산의 염(-SOO^-M⁺)으로 치환되지 않은 비교 실시예1 및 비교실시예2의 경우 컬특성은 개선되었지만 자기특성이 불량한 것으로 나타났고, 관능기의 0.5 내지 2.0 몰가 설폰산의 염(-SOO^-M⁺)으로 치환은 되었지만, 유리전이 온도(Tg)가 67인 폴리염화비닐을 사용한 비교실시예3의 경우 자기특성은 우수하였지만 컬특성이 불량한 것으로 나타났다.

상기된 것처럼 본 발명은, 관능기의 0.5 내지 2.0 몰가 설폰산의 염(-SOO^-M⁺)으로 치환되고, 유리전이 온도(Tg)가 -30 내지 0℃인 폴리우레탄을 사용하여 자성체, 윤활제, 분산제 및 용제와 함께 자성도료를 제조함으로써 컬특성뿐만 아니라 자기 특성이 우수한 자기카드를 제공할 수 있다.

본 발명은 일 실시예로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에 통상의 지식을 지니는 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

Claims

폴리우레탄을 바인더로 사용하는 자기카드에 있어서, 폴리우레탄이 폴리올의 관능기 가운데 0.5 내지 2.0 몰가 설폰산의 염(-SOO^-M⁺)으로 치환되고, 폴리우레탄의 유리전이 온도(Tg)가 -30 내지 0℃인 것을 사용하는 것을 특징하는 자기카드.
제1항에 있어서, 폴리우레탄이 방향족 또는 지방족 폴리올과 이소시아네이트메틸렌비스(4-페닐이소시아네이트)와, 1,4-부탄디올 사슬연장제를 사용하여 생성되어 중량 평균 분자량이 5,000내지 20,000인 것을 특징하는 자기카드.