KR20140017231A - 생분해성 카드 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 생분해성 카드 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세히는 시트에 인쇄 전 전처리제를 도포하여 시트가 부러지는 현상을 방지하고 인쇄 후 두 시트를 중간 접착제로 접착함으로써 카드의 물리적 기준에 미달하는 것을 방지할 수 있는 생분해성 카드 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 의한 생분해성 카드 제조방법은 생분해성 카드의 재료인 폴리락티드산 시트가 입고되면 전후면 시트에 전처리제를 코팅하는 단계와, 전처리제가 코팅된 전후면 시트에 인쇄를 시행하는 인쇄단계와, 상기 인쇄가 완성된 전후면 시트 사이에 중간 수성 접착제를 코팅하고 전후면 시트 바깥 면에는 오버코팅 접착제를 코팅하는 접착제 코팅단계와, 상기 전후면시트와 보호시트를 합치고 맞추는 정합단계와, 상기 합쳐진 시트를 열과 압력을 가해 결합시키는 라미네이팅 단계로 구성된다.

Description

생분해성 카드 및 그 제조방법 {Biodegradable card and the preparation method for the same}

본 발명은 생분해성 카드 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세히는 시트에 인쇄 전 전처리제를 도포하여 시트가 부러지는 현상을 방지하고 인쇄 후 두 시트를 중간 접착제로 접착함으로써 카드의 물리적 기준에 미달하는 것을 방지할 수 있는 생분해성 카드 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 현재 많이 유통되는 카드들은 일정한 두께와 크기를 가지고 있고 용도별로도 아주 다양하다. 예를 들면, 교통카드, 신용카드, 마그네틱카드, ID카드, IC카드 등이 많이 사용되고 있고, 그 외에도 셀 수도 없을 정도로 그 카드 종류가 많다. 개인별로 통상 많은 수의 카드를 보유하고 있고, 따라서 사용하지 않아 버려지거나 고장 나거나 기한의 경과로 버려지는 카드가 엄청난 수에 이른다.

이러한 카드들은 통상 700~800마이크로미터(㎛)의 두께의 염화비닐제가 사용되어지고 있으며, 이러한 염화비닐제의 의한 카드는, 약 500㎛의 백색 코어(베이스시트)기재에 양면에 소정의 인쇄를 한 후에 코어기재에 약 100㎛의 투명한 염화비닐 시트를 열 프레스방식에 의해 카드기재를 형성하고, 양면 혹은 한 면에 자기테이프를 소정의 위치에 붙인 투명한 염화비닐 수지를 거듭해 가열 가압프레스 한 것을 카드기재로 이용한 것이 대부분이다.

그러나, 상술한 바와 같이 제작된 카드들은 일반적인 석유화학계 제품이 갖는 환경오염의 문제점을 고스란히 내포하고 있다. 즉, 사용한 후 폐기물로써 소각 또는 매립 처리되며, 이와 같이 소각처리 할 경우에는 소각에 의한 고온의 연소열로 인해 소각로의 내구성의 문제와 더불어 연소가스등의 공해문제가 있으며, 매립처리 시에는 분해되지 않고 반영구적으로 쓰레기로 남아 있어서 자연환경에 악영향을 초래하고 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 생분해성 재질로 이루어진 카드가 개발되고 있는 실정이다. 가장 대표적인 생분해성 소재인 폴리락티드산(Polylactic acid; PLA)이 있는데, 이 재질 단독으로 얇은 시트형태의 기재가 만들어질 경우 재료 본래의 물성이 제한되어 강도, 특히 저온 충격강도, 고온 안정성, 휨(Bending) 특성이 불충분함으로써 사용범위도 제한될 수밖에 없다.

이러한 생분해성 재질을 이용한 카드의 문제점을 해결하기 위한 종래기술이 공지되어 있다. 대한민국등록특허공보 제10-0956437호는 폴리락티드산을 주 재질로 하여 생분해성 카드를 제조하는 방법을 제시하고 있고, 대한민국등록특허공보 제10-0891742호도 생분해성 수지를 이용하여 카드를 제작하는 방법을 제시하고 있다.

그러나 이러한 종래기술에 의한 카드들은 폴리락티드산(PLA) 시트에 바로 UV 및 실크 인쇄를 할 경우 옵셋 및 실크인쇄의 유제 성분이 PLA의 식물성 기름 성분과 반응하여 시트가 부러지는 현상이 발생되는 문제점이 있고, 옵셋 UV 인쇄를 통과한 PLA 원단은 열에 상당히 민감하여 옵셋 인쇄장비에 장착된 UV 건조기를 통과할 경우 열에 의한 성분 변형이 발생하여 라미네이팅을 통한 자연접착이 카드의 물리적 기준에 미달하게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 생분해성 수지에 인쇄 UV 및 실크 인쇄 전에 전처리제를 도포함으로써 생분해성 수지가 부러지지 않도록 강도 기준을 만족할 수 있는 생분해성 카드 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 또 다른 목적은 생분해성 수지에 인쇄를 행한 후 접착제를 사용하여 전후면 시트를 접착하도록 함으로써 인쇄에 의해 발생된 약간의 변형에 의한 라미네이팅 접착 미달을 방지할 수 있는 생분해성 카드 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 또 다른 목적은 생분해성 수지에 인쇄를 행한 다음 수정 오버코팅 접착제를 전후면 시트에 도포하고 실크 공정을 진행함으로써 기름성분에 인쇄 후 잉크가 밀리는 현상을 방지하는 생분해성 카드 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로서 본 발명은, 생분해성 카드의 재료인 폴리락티드산 시트가 입고되면 전후면 시트에 전처리제를 코팅하는 단계; 전처리제가 코팅된 전후면 시트에 인쇄를 시행하는 인쇄단계; 상기 인쇄가 완성된 전후면 시트 사이에 중간 수성 접착제를 코팅하고 전후면 시트 바깥 면에는 오버코팅 접착제를 코팅하는 접착제 코팅단계; 상기 전후면시트와 보호시트를 합치고 맞추는 정합단계; 상기 합쳐진 시트를 열과 압력을 가해 결합시키는 라미네이팅 단계를 포함한다.

바람직하게는, 상기 중간 수성 접착제는 Urethane계 수지가 15~25중량%, Polyester계 수지가 15~25중량%, 물이 50~60중량%, 아이소프로필 알콜이 2~4중량%, 첨가제가 0.01~1중량%, 디크너가 2~3중량%이다.

바람직하게는, 상기 오버코팅 접착제는 Urethane계 수지가 10~20중량%, Polyester계 수지가 20~35중량%, 물이 40~60중량%, 첨가제가 0.01~1중량%, 디크너가 2~5중량%이다.

바람직하게는, 상기 라미네이팅 단계에서 그 온도가 90~120도 사이이다.

한편, 본 발명에 의한 생분해성 카드는 생분해성 카드의 재료인 폴리락티드산으로 이루어진 전후면 시트; 상기 전후면 시트의 인쇄될 바깥 면에 전처리제가 도포된 전처리제층; 상기 전후면 시트 사이에 코팅된 중간 수성 접착제층; 상기 전후면 시트의 전처리제층 바깥 면에 코팅된 오버코팅 접착제층을 포함한다.

상기한 바와 같은 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

(1) 생분해성 수지에 인쇄 UV 및 실크 인쇄 전에 전처리제를 도포함으로써 생분해성 수지가 부러지지 않도록 강도 기준을 만족할 수 있고 생분해성 수지 원단에 기름 성분이 남아 옵셋 인쇄 시 잉크가 시트에 안착이 잘 안 되는 것을 방지한다.

(2) 생분해성 수지에 인쇄를 행한 후 중간 수성 접착제를 사용하여 전후면 시트를 접착하도록 함으로써 인쇄에 의해 발생된 약간의 변형에 의한 라미네이팅 접착 미달을 방지할 수 있다.

(3) 생분해성 수지에 인쇄를 행한 다음 오버코팅 수성 접착제를 전후면 시트에 도포하고 실크 공정을 진행함으로써 기름성분에 인쇄 후 잉크가 밀리는 현상을 방지한다.

도 1은 본 발명에 의한 생분해성 카드의 분해 단면도이다.
도 2는 본 발명에 의한 생분해성 카드 제조방법에 대한 순서도이다.

상술한 본 발명의 목적, 특징 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 생분해성 카드 제조방법의 공정도가 도 2에 도시되어 있다. 도 1, 2를 참고하면, 생분해성 수지인 폴리락티드산 시트(PLA 시트)가 입고(S1)되면 실크인쇄 전처리를 실시한다(S2). 즉 PLA 시트 전후면 시트(10,20) 바깥 면에 전처리제를 코팅한다.

상기 전처리제는 본출원이 출원한 특허출원 제2011-0053051호에 기재되어 있는 것을 사용할 수 있고, 다른 물질이 있다면 성격에 맞으면 또한 사용할 수 있음은 물론이다.

이렇게 전처리제를 코팅함으로써 PLA 원단의 깨짐을 방지할 수 있고, 또한 PLA 원단에 기름 성분이 남아 있어 옵셋 인쇄 시 잉크가 시트에 안착이 잘 안되는데 이를 잡아주기 위하여 상기 전처리제를 도포한 것이다.

그 다음, 옵셋인쇄를 진행하여 완료한다(S3). 옵셋인쇄는 평판인쇄의 일종으로 판에서 직접 종이, PVC 등의 인쇄 대상물에 인쇄하는 것이 아니라 인쇄판에서 잉크화상을 고무블랑켓(고무통) 표면에 옮기고, 그 잉크화상을 인쇄대상물에 옮기는 방법으로(물과 기름의 반발작용이 매개가 됨)인쇄함으로, 대상물에 직접 인쇄되지 않는 이유로 Off Set 인쇄라고 한다. 그 장점 4가지 색상으로 모든 색상표현이 가능하며 사진과 같은 정밀한 인쇄까지 가능하다. 자동화 인쇄기에 의존하므로 대량 생산 시 유리한 반면, 소량 시에는 인쇄단위 원가가 문제시 된다. 옵셋인쇄에는 UV잉크가 사용되는데, 인쇄의 특성상 일반잉크는 인쇄와 건조가 용이하지 않으므로 UV잉크를 사용하여 UV건조를 한다. 옵셋인쇄는 적정 실내 온, 습도 유지해야 하고, 인쇄판 이상유무 철저히 검사해야 하는데, 일반적으로 인쇄판은 8만장을 인쇄하면 인쇄판의 수명을 다한다.

이렇게 옵셋인쇄가 완료되면, 실크인쇄를 진행하여 완료한다(S4).

실크인쇄는 비단, 나일론 등의 망사를 스테인레스 틀에 펼친 뒤 고정시키고, 망사 위에 수공 혹은 광화학적 방법으로 판막을 만들어 놓고 그 위에 잉크를 부어 스퀴즈라는 주걱으로 스크린 안을 훑고 지나가면 잉크는 판막이 없는 부분의 망사를 통하여 인쇄가 되는 방식이다. 처음에는 망사를 비단으로 만들어 Silk 인쇄라는 명칭이 붙게 된 것이다. 이러한 실크인쇄는 접착성이 우수하고, 색상이 선명하며, 소량인쇄가 가능하고, 원가가 적게들며, 작업준비 시간이 짧기 때문에 특정부위 인쇄가 용이하나, 속도가 느린 단점이 있다. 주요작업으로는 소위 빼다인 바탕색작업, 심볼, 문자, 별색, 뻘, 발색 작업등이 있다.

접착제 코팅작업으로는 원단과 잉크의 분리를 막기 위한 언더코팅(Under coating)과 잉크와 오버레이(Overlay)와의 분리를 막기 위한 오버코팅(Over coating)이 있다. 말림 또는 변색이 부분적으로 발생할 수 있기 때문에 코팅작업이 완료된 반제품은 5일 이내에 인쇄 또는 프레스를 실시하여야 한다.

실크인쇄 오버코팅 공정에서, 옵셋인쇄가 완성된 전후면 시트(10,20) 사이에 중간 수성 접착제를 코팅하고 전후면 시트 바깥 면에는 오버코팅 접착제를 코팅한다(S5). 이렇게 접착제를 사용하게 된 이유는 PLA 원단이 옵셋인쇄 과정에서 UV건조기를 통과할 경우 열에 반응하여 자연접착이 되지 않게 되기 때문에 수성 접착제를 개발하여 물리적으로 접착을 하게 된 것이다.

상기 중간 수성 접착제는 아래의 표 1과 같다.

구성 성분 및 명칭	함유량(중량%)
Resin : Urethane계 수지 Polyester계 수지	15~25 15~25
Solvent: Water Isopropyl Alcohol	50~60 2~4
Additive : levelling Agent	0.01~1
Thickener	2~3

상기 오버코팅 접착제는 아래의 표 2와 같다.

구성 성분 및 명칭	함유량(중량%)
Resin : Urethane계 수지 Polyester계 수지	10~20 20~35
Solvent: Water	40~60
Additive : levelling Agent	0.01~1
Thickener	2~5

이렇게 실크인쇄가 완성되고 중간 수성 접착제와 오버코팅 접착제가 코팅된 상태에서 정합공정을 행한다(S6). 정합공정은 제조지시에 따라 각각의 원자재(인쇄물, Over-lay, In-lay)를 하나로 정합하는 공정으로써 제품의 기본품질(두께, 적층구조, 이물질유무, 전, 후면 인쇄물 일치 등)을 좌우한다. 정합은 통상 정합전기인두(약170℃ ; 4point)로 한다.

정합공정을 거친 재료는 합쳐진 시트를 열과 압력을 가해 결합시키는 라미네이팅 공정을 거치게 된다(S7). 열과 압력을 가해 결합시키기 때문에 프레스 공정이라고도 한다. 라미네이팅 공정은 정합이 완료된 시트와 시트를 경면판위에 위치시킨 후 열과 압력 그리고 일정한 러닝타임(running time)으로 프레스(합지)하여 하나의 완성품을 만드는 공정이다. 원자재의 재질에 따라 Vicat온도가 다르므로 각각 별도의 조건으로 프레스를 실시하게 된다. 기존의 PVC 카드 제조의 경우에는 140~165도에서 작업이 이루어지게 되나, 여기서 PLA를 원단으로 사용하기 때문에 90~120도에서 작업이 이루어지게 된다. 그 이상의 온도를 유지하면 열에 한 번 반응하면 깨짐이 발생하기 때문이다.

프레스(라미네이팅)가 끝난 시트는 이제 카드로서의 기본 구조는 다 갖춘 셈이다. 따라서 3X8(24장)또는 3X9(27장) 단위로 레이아웃(Layout)이 잡혀 있는 시트에서 각각의 카드로 따내는 작업이 펀칭(Punching) 작업이다(S8).

그 다음, 스템핑 공정을 행한다(S9). 펀칭작업을 통해 카드가 시트로부터 분리되면 일단 카드로서의 형태는 기본적으로 갖추게 된다. 그러나 카드의 디자인상 전면에 홀로그램(Hologram)이나 레인보우(Rainbow) 후면 서명판(Signature Panel)이 부착 될 경우가 있다. 이 경우, 일단 카드 검수를 통해 불량카드를 선별제거 후 홀로그램, 서명판, 레인보우 등을 추가하여 부착하게 된다.

스템핑 공정 후, 카드가 완성되면 검사하고 출하한다(S10).

도 1을 참고하면, 카드 제조 시의 카드에 코팅되는 전처리제층(11,21)과 접착제층(11,12,13,21,22)의 코팅층 구조를 잘 알 수 있다. 도시된 바와 같이 코어(core)인 전후면 시트(10,20)에 바깥 면에 전처리제층(11,21)이 형성되고, 인쇄가 이루어진 다음, 그 위에 각각 오버코팅제층(12,22)이 코팅되며, 전면 시트(10)의 내면에는 중간 수성 접착제층(13)이 형성된다. 물론 중간 수성 접착제층(13)은 후면 시트(20)의 내면에 형성할 수도 있다. 전후면 시트(10,20) 외면에는 각각 인쇄를 보호하기 위한 보호시트(Over-lay)(30,40)가 접착된 구성을 예로 들었다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

10 : 전면 시트 11, 21 : 전처리제층
12, 22 : 오버코팅제층 13 : 중간 수성 접착제층
20 : 후면 시트 30, 40 : 보호시트

Claims (5)

1. 생분해성 카드의 재료인 폴리락티드산 시트가 입고되면 전후면 시트에 전처리제를 코팅하는 단계;
   전처리제가 코팅된 전후면 시트에 인쇄를 시행하는 인쇄단계;
   상기 인쇄가 완성된 전후면 시트 사이에 중간 수성 접착제를 코팅하고 전후면 시트 바깥 면에는 오버코팅 접착제를 코팅하는 접착제 코팅단계;
   상기 전후면시트와 보호시트를 합치고 맞추는 정합단계;
   상기 합쳐진 시트를 열과 압력을 가해 결합시키는 라미네이팅 단계;
   를 포함하는 생분해성 카드 제조방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 중간 수성 접착제는 Urethane계 수지가 15~25중량%, Polyester계 수지가 15~25중량%, 물이 50~60중량%, 아이소프로필 알콜이 2~4중량%, 첨가제가 0.01~1중량%, 디크너가 2~3중량%인 생분해성 카드 제조방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 오버코팅 접착제는 Urethane계 수지가 10~20중량%, Polyester계 수지가 20~35중량%, 물이 40~60중량%, 첨가제가 0.01~1중량%, 디크너가 2~5중량%인 생분해성 카드 제조방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 라미네이팅 단계에서 그 온도가 90~120도 사이인 생분해성 카드 및 그 제조방법.
5. 생분해성 카드의 재료인 폴리락티드산으로 이루어진 전후면 시트;
   상기 전후면 시트의 인쇄될 바깥 면에 전처리제가 도포된 전처리제층;
   상기 전후면 시트 사이에 코팅된 중간 수성 접착제층;
   상기 전후면 시트의 전처리제층 바깥 면에 코팅된 오버코팅 접착제층;
   을 포함하는 생분해성 카드.
   
   
   

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