KR20160054650A - 바이오매스 합성수지를 이용한 스마트카드의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 생분해성 바이오매스와 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate) 수지가 합성된 시트를 합지(合紙)하고 열을 가하면서 라미네이팅(laminating)하여 제조한 스마트카드에 관한 것으로서 특히, 저온성형이 가능하면서 성형시간을 단축시킬 수 있고, 탄소배출량을 획기적으로 줄여 친 환경 카드를 구현할 수 있도록 한 발명에 관한 것이다.
전술한 본 발명의 특징은, 전분계 또는 당분계 바이오매스 20~30중량％와 합성수지인 폴리에틸렌 테레프탈레이트 70~80중량％를 혼합하는 단계; 상기 혼합물을 캘린더가공(calendering)하여 바이오매스 합성수지시트를 형성하는 단계: 바이오매스 합성수지시트로 구성된 0.20~0.30t 두께의 인레이시트(11)에 안테나코일(21)을 열 접착하여 배선(配線)하는 단계; 상기 인레이시트(11)의 상부에는 바이오매스 합성수지시트로 구성된 0.10~0.20t 두께의 전면인쇄지(12a)와 0.05~0.01t 두께의 상부코팅지(13a)를 인레이시트(11)의 하부에는 0.10~0.20t 두께의 후면인쇄지(12b)와 0.05~0.01t 두께의 하부코팅지(13b)를 적층하여 합지(合紙)하는 단계; 합지된 바이오매스 합성수지시트들을 120~130℃의 온도와 300~650psi의 압력을 가하여 20~25분간 라이네이팅 하는 단계; 라미네이팅이 완료된 시트를 냉각시키고, 안테나코일(21)의 접점에 IC칩(20)을 부착하는 단계; 일체로 열 접착된 바이오매스 합성수지시트를 절단하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 바이오매스 합성수지를 이용한 스마트카드의 제조방법에 의하여 달성될 수 있는 것이다.

Description

바이오매스 합성수지를 이용한 스마트카드의 제조방법 및 바이오매스 합성수지를 이용한 스마트카드{a smart card card process using biomass synthetic resins and biomass synthetic resins smart card card}

본 발명은 생분해성 바이오매스와 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate) 수지가 합성된 시트를 합지(合紙)하고 열을 가하면서 라미네이팅(laminating)하여 제조한 바이오매스 합성수지를 이용한 스마트카드에 관한 것으로서 특히, 저온성형이 가능하면서 성형시간을 단축시킬 수 있고, 탄소배출량을 획기적으로 줄여 친 환경 카드를 구현할 수 있도록 한 발명에 관한 것이다.

일반적으로 스마트카드(Smart Card)는 마이크로프로세서와 메모리를 내장하고 있는 집적회로 기억소자(IC Chip)를 통하여 정보의 저장과 처리를 수행할 수 있는 보안성과 기능성이 강화된 카드를 말하며, 일반적으로 보안이 요구되는 신용카드 및 교통카드, ID카드에 널리 사용되고 있다.

현재 사용되고 있는 스마트카드의 소재는 PVC, 폴리카보네이트, 폴리에스테르 등으로 구성되어 원유와 같은 화석자원으로부터 얻어지는 것으로서 폐기물로 처리하면 다량의 이산화탄소를 배출시켜 지구 온난화의 주범이기도 하며, 특히 스마트카드를 폐기할 때 소각하면 나쁜 환경호르몬을 함유하고 있는 다이옥신이 발생되어 인체에 나쁜 영향을 주는 등의 폐단이 발생되었다.

종래에는 공개실용신안공보 제20-2009-0004431호 "환경보호 카드"(선행기술1) 및 등록특허공보 제10-1239506호 "바이오매스 유래 적층 플라스틱 성형체의 제조방법"(선행기술2)이 제안된 바 있다.

상기 선행기술1은 카드 중간재와 계면활성제의 복합재료로 이루어지고, 카드 중간재는 생물을 분해할 수 있는 복수의 내부막편을 가지며, 내부막편은 폴리 유산수지 조성물을 주요 베이스로 하고 PCL 수지를 보조 베이스로 하여 혼합한 것을 특징으로 하는 환경보호 카드이다.

그러나, 선행기술1과 같이 폴리유산을 사용하는 경우에는 환경문제를 해결할 수는 있지만 폴리유산 카드는 일정시간이 지나면 내열성, 내마모성 및 충격강도가 급격하게 저하되어 쉽게 부러지므로 스마트카드로 사용하기에는 적합하지 않았다.

상기 선행기술2는 블로우 성형된 적층 플라스틱 성형체로서, 적어도 1층의 구성 성분 중 25중량％ 이상이 바이오매스 유래 플라스틱이고, 다른 층이 폴리올레핀 수지이며, 성형 후 상온에서부터 5~20℃/분으로 승온하고, 85~100℃의 환경하에서 3~10 분간 유지하고, 10~15℃/분으로 서냉하는 어닐링 처리를 행한 것을 특징으로 하는 바이오매스 유래 적층 플라스틱 성형체의 제조 방법이다.

그러나, 선행기술2는 블로우 성형할 때 플라스틱 성형체를 다층으로 형성하되 1층은 바이오매스 유래 플라스틱이고, 다른 층은 폴리올레핀 수지로 형성하여 접착제층으로 접착한 구성이므로 바이오매스와 플라스틱을 혼합하여 1층의 평면시트로 형성하는 본 발명과는 기술구성이 상이하다.

본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 창안한 것으로서, 그 목적은 생분해성 바이오매스와 합성수지가 합성된 시트를 합지(合紙)하고 라미네이팅(laminating)하여 저온성형이 가능하면서도 성형시간을 단축시킬 수 있고, 탄소배출량을 획기적으로 감소시킬 수 있는 바이오매스 합성수지를 이용한 스마트카드의 제조방법 및 바이오매스 합성수지를 이용한 스마트카드를 제공함에 있는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 전분계 또는 당분계 바이오매스 20~30중량％와 합성수지인 폴리에틸렌 테레프탈레이트 70~80중량％를 혼합하는 단계; 상기 혼합물을 캘린더가공(calendering)하여 바이오매스 합성수지시트를 형성하는 단계: 바이오매스 합성수지시트로 구성된 0.20~0.30t 두께의 인레이시트(11)에 안테나코일(21)을 열 접착하여 배선(配線)하는 단계; 상기 인레이시트(11)의 상부에는 바이오매스 합성수지시트로 구성된 0.10~0.20t 두께의 전면인쇄지(12a)와 0.05~0.01t 두께의 상부코팅지(13a)를 인레이시트(11)의 하부에는 0.10~0.20t 두께의 후면인쇄지(12b)와 0.05~0.01t 두께의 하부코팅지(13b)를 적층하여 합지(合紙)하는 단계; 합지된 바이오매스 합성수지시트들을 120~130℃의 온도와 300~650psi의 압력을 가하여 20~25분간 라이네이팅 하는 단계; 라미네이팅이 완료된 시트를 냉각시키고, 안테나코일(21)의 접점에 IC칩(20)을 부착하는 단계; 일체로 열 접착된 바이오매스 합성수지시트를 절단하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 바이오매스 합성수지를 이용한 스마트카드의 제조방법에 의하여 달성될 수 있는 것이다.

이상에서 상술한 바와 같은 본 발명은, 생분해성 바이오매스와 합성수지가 혼합된 시트들을 합지(合紙)하고 열을 가하면서 라미네이팅 과정을 거쳐 제조되는 본 발명의 스마트카드는 약 120℃의 저온에서도 성형이 가능하여 성형시간을 단축시킬 수 있을 뿐 아니라 생분해성 소재에 의하여 자연에서도 쉽게 분해되어 지구의 환경오염을 방지할 수 있어 탄소배출량을 획기적으로 줄일 수 있는 친 환경 카드를 구현할 수 있는 동시에 카드의 재질이 생분해성 바이오매스가 포함된 합성수지로 형성하더라도 내열성, 내마모성 및 충격강도가 높은 고품질·고기능성의 스마트카드를 구현하고, 환경오염을 방지할 수 있는 것으로서 대외 경쟁력이 우수한 환경 친화적인 스마트카드를 제공할 수 있는 등의 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 제조방법에 의하여 완성된 스마트카드의 분해 사시도,
도 2는 본 발명의 제조방법에 의하여 완성된 스마트카드의 사시도.

이하, 상기한 목적을 달성하기 위한 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

실시예

펠릿(pellet) 원료로 가공한 바이오매스 20~30중량％와 합성수지인 폴리에틸렌 테레프탈레이트 20~30중량％를 고르게 혼합하는 단계를 실시하였다.

상기 바이오매스는 곡물, 감자, 옥수수 등의 전분계 원료 또는 사탕수수, 사탕무와 같은 당분계 원료 중에서 하나를 선택하여 사용하였다.

상기 바이오매스 원료와 합성수지원료의 혼합단계에서는 바이오매스 합성수지 혼합물에 대해 실리카(silica)나 탄산칼슘으로 구성된 무기질 첨가제 4~8중량％, 마그네슘이나 칼슘스테아린으로 구성된 분산제 0.5~2중량％ 및 폴리에틸렌 계열 왁스 0.5~2중량％ 가 더 포함되도록 하여 혼합물을 구성할 수 있다.

상기 혼합단계에 첨가되는 무기질 첨가제, 분산제 및 왁스는 혼합물의 결속력을 강하게 유지하여 내열성, 내마모성 및 충격강도를 높여줄 수 있도록 하는 역할을 한다.

이어서, 상기 혼합물을 2개의 가열된 롤(roll) 사이에 주입하면서 압연하여 시트(seat)를 성형하는 캘린더가공(calendering)을 실시하여 바이오매스 합성수지시트를 성형하는 단계를 실시하였다.

이어서, 바이오매스 합성수지시트로 구성된 0.20~0.30t 두께의 인레이시트(11)에 안테나코일(21)을 열 접착하여 배선(配線)하는 단계를 실시하였다.

상기 단계에서는 직경 0.11t의 동선(銅線)으로 구성된 안테나코일(21)을 초음파 가열하여 바이오매스 합성수지가 살짝 용융되면서 안테나코일(21)이 배선되도록 하는 임베딩(embedding) 가공법을 사용하였다.

이어서, 상기 인레이시트(11)의 상부에는 바이오매스 합성수지시트로 구성된 0.10~0.20t 두께의 전면인쇄지(12a)와 0.05~0.01t 두께의 상부코팅지(13a)를 인레이시트(11)의 하부에는 0.10~0.20t 두께의 후면인쇄지(12b)와 0.05~0.01t 두께의 하부코팅지(13b)를 적층하여 가지런히 합지(合紙)하는 단계를 실시하였다.

이어서, 합지된 바이오매스 합성수지시트들을 라미네이팅기에 넣고 120~130℃의 온도와 300~650psi의 압력을 가하여 20~25분간 라이네이팅 하는 단계를 실시하였다.

상기 단계의 보다 구체적인 실시예는 라미네이팅기의 열판이 가열되어 되어 상승되는 초기시간은 8~10분, 압력은 300PSI가 상한 값이고, 세팅(setting)된 온도에 도달되면 1차 가열은 2분간 압력은 450PSI이며 2차 가열은 10~25분으로 압력은 650PSI이다.

이어서, 라미네이팅이 완료된 시트를 냉각시키고, 안테나코일(21)의 접점에 IC칩(20)을 부착하는 단계를 실시하였다.

냉각작업의 구체적인 실시예는 히팅 작업이 완료되면 냉각판으로 이동하여 1차 압력은 750PSI로 2분 작업 후 2차 냉각에 들어가고 2차 압력은 850PSI이다.

상기 IC칩(20)은 인쇄배선 위에 직접 붙이는 칩(Chip)인 듀얼인터페이스 COB를 사용하였다. 물론, 상기 전면인쇄지(12a)와 상부코팅지(13a)에는 COB가 통과될 수 있도록 구멍(20a)이 뚫려져 있다.

이어서, 일체로 열 접착된 바이오매스 합성수지시트를 프레스기로 펀칭(punching)하여 카드의 외형을 이루도록 절단하는 단계를 실시하여 바이오매스 합성수지를 이용한 스마트카드(10)의 제조를 완료하였다.

전술한 제조과정에 의하여 완성된 바이오매스 합성수지를 이용한 스마트카드(10)는, 전분계 또는 당분계 바이오매스 20~30중량％와 합성수지인 폴리에틸렌 테레프탈레이트 70~80중량％의 혼합물을 캘린더가공(calendering)하여 바이오매스 합성수지시트로 구성된 0.20~0.30t 두께의 인레이시트(11)를 형성하고, 인레이시트(11)에는 안테나코일(21)이 열 접착되어 배선(配線)되며, 상기 인레이시트(11)의 상부에는 바이오매스 합성수지시트로 구성된 0.10~0.20t 두께의 전면인쇄지(12a)와 0.05~0.01t 두께의 상부코팅지(13a)가 차례로 적층되고, 상기 인레이시트(11)의 하부에는 0.10~0.20t 두께의 후면인쇄지(12b)와 0.05~0.01t 두께의 하부코팅지(13b)가 차례로 적층되며, 인레이시트(11)의 상,하부에 합지된 바이오매스 합성수지시트들은 가열 및 가압되어 일체로 열 접착되고, 안테나코일(21)의 접점에는 IC칩(20)을 부착된 구성으로 되어 있다.

전술한 구성으로 이루어진 본 발명은, 생분해성 바이오매스와 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지가 합성된 시트를 사용하여 스마트카드(10)를 합지(合紙)하고 열을 가하면서 라미네이팅하는 제조과정에 의하여 완성된 본 발명의 스마트카드는 120~130℃의 저온에서도 성형이 가능하여 성형시간을 단축시킬 수 있을 뿐 아니라 생분해성 소재에 의하여 자연에서도 쉽게 분해되어 지구의 환경오염을 방지할 수 있고, 탄소배출량을 획기적으로 줄일 수 있는 친 환경 카드를 구현할 수 있는 것이다.

또한, 본 발명의 제조과정에 의하여 완성된 스마트카드(10)의 재질이 생분해성 바이오매스가 포함된 합성수지로 형성하더라도 내열성, 내마모성 및 충격강도가 높은 고품질·고기능성의 스마트카드를 구현하면서도 생분해성 소재에 의하여 환경오염을 방지할 수 있는 것으로서 대외 경쟁력이 우수한 환경 친화적인 스마트카드를 제공할 수 있는 것이다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

10 : 스마트카드 11 : 인레이시트
12a : 전면인쇄지 12b : 후면인쇄지
13a : 상부코팅지 13b : 하부코팅지
20 : IC칩 20a : 구멍
21 : 안테나코일

Claims (4)

1. 전분계 또는 당분계 바이오매스 20~30중량％와 합성수지인 폴리에틸렌 테레프탈레이트 70~80중량％를 혼합하는 단계;
   상기 혼합물을 캘린더가공(calendering)하여 바이오매스 합성수지시트를 형성하는 단계:
   바이오매스 합성수지시트로 구성된 0.20~0.30t 두께의 인레이시트(11)에 안테나코일(21)을 열 접착하여 배선(配線)하는 단계;
   상기 인레이시트(11)의 상부에는 바이오매스 합성수지시트로 구성된 0.10~0.20t 두께의 전면인쇄지(12a)와 0.05~0.01t 두께의 상부코팅지(13a)를 인레이시트(11)의 하부에는 0.10~0.20t 두께의 후면인쇄지(12b)와 0.05~0.01t 두께의 하부코팅지(13b)를 적층하여 합지(合紙)하는 단계;
   합지된 바이오매스 합성수지시트들을 120~130℃의 온도와 300~650psi의 압력을 가하여 20~25분간 라이네이팅 하는 단계;
   라미네이팅이 완료된 시트를 냉각시키고, 안테나코일(21)의 접점에 IC칩(20)을 부착하는 단계;
   일체로 열 접착된 바이오매스 합성수지시트를 절단하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 바이오매스 합성수지를 이용한 스마트카드의 제조방법.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 바이오매스 원료와 합성수지원료의 혼합단계에서는 바이오매스 합성수지 혼합물에 대해 실리카(silica)나 탄산칼슘으로 구성된 무기질 첨가제 4~8중량％, 마그네슘이나 칼슘스테아린으로 구성된 분산제 0.5~2중량％ 및 폴리에틸렌 계열 왁스(P-WAX) 0.5~2중량％가 더 포함되도록 한 것을 특징으로 하는 바이오매스 합성수지를 이용한 스마트카드의 제조방법.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 바이오매스의 원료는 곡물, 감자, 옥수수, 사탕수수, 사탕무 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 바이오매스 합성수지를 이용한 스마트카드의 제조방법.
   
4. 전분계 또는 당분계 바이오매스 20~30중량％와 합성수지인 폴리에틸렌 테레프탈레이트 70~80중량％의 혼합물을 캘린더가공(calendering)하여 바이오매스 합성수지시트로 구성된 0.20~0.30t 두께의 인레이시트(11)를 형성하고, 인레이시트(11)에는 안테나코일(21)이 열 접착되어 배선(配線)되며, 상기 인레이시트(11)의 상부에는 바이오매스 합성수지시트로 구성된 0.10~0.20t 두께의 전면인쇄지(12a)와 0.05~0.01t 두께의 상부코팅지(13a)가 차례로 적층되고, 상기 인레이시트(11)의 하부에는 0.10~0.20t 두께의 후면인쇄지(12b)와 0.05~0.01t 두께의 하부코팅지(13b)가 차례로 적층되며, 인레이시트(11)의 상,하부에 합지된 바이오매스 합성수지시트들은 가열 및 가압되어 일체로 열 접착되고, 안테나코일(21)의 접점에는 IC칩(20)을 부착된 것을 특징으로 하는 바이오매스 합성수지를 이용한 스마트카드.

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