本申请是分案申请，原申请的申请号为201710022931.5，申请日为：2017年1月12日；发明创造名称：bopet水性带胶膜、卡及制备方法的分案申请。本发明涉及一种膜加工及水性胶水涂覆领域。
背景技术：
：目前国内生产银行卡和各种智能卡(如社保卡、加油卡、公路收费卡等等)，其表面使用的保护面层都是用pvc带胶膜，带胶一面也就是跟印刷油墨贴合面，所用胶水大都是水性的，因为环保无大气污染，生产安全性高。但是水性带胶膜的共性缺点是不耐湿热，跟油墨层的贴合附着力普遍不强，有的在使用过程中表层会剥开或破裂。搜集到几个国内厂商生产的pvc带胶膜，通过跟油墨测试卡热压后，测试卡基老化前后的剥离强度，发现老化前跟油墨色卡的每个颜色剥离强度都超过4.5n/cm以上的本来就不多，经60℃/95％rh/120小时老化后剥离强度会大大降低，一些颜色的剥离强度降到4.5n/cm以下是常事，也即不能满足客户的最低标准。而在国外有相当一部分智能卡制卡公司还是用油性带胶膜，他们认为油性带胶膜贴合牢度强，特别是德国kp公司的带胶膜，性能好，但对油墨品牌的通用适用性不强。从国外客户反馈的情况来看，高端的银行卡还是使用油性带胶膜质量有保证。然而，pvc卡基有不耐高温和收缩大的缺点，智能卡基材的维卡软化温度一般在75℃以下，特别是夏天在一些户外使用的接触式智能卡，因受高温卡材收缩变形，使芯片接触不良，影响正常使用。在国外已经开发出用bopet(双向拉伸pet)材质作为卡基的芯层，bopet芯层复合需要涂覆胶水，而面层还是用pvc带胶膜，但对带胶膜的胶水要求很高，必须要通过耐湿热老化后剥离强度达到要求才能使用。所以目前跟bopet芯层配套的面层带胶膜都是用德国kp的油性pvc带胶膜。国内的pvc带胶膜在湿热老化后都达不到要求。另外一个就是目前全世界使用的pvc带胶膜表层多不耐划伤，在制卡过程中由于表面划伤而使整张卡报废，报废率为8％-20％，要求越高的卡报废率越高，容易造成一定损失。pvc耐划伤膜难做有几方面原因，(1)pvc膜大多为压延加工，通过添加助剂方式来提高pvc膜表面的硬度或光滑度，如无机硅、有机硅、硅酮、蜡粉等等；但是目前的研究表明，量少了没什么效果，量多了会影响pvc膜的性能，如要求透明的变成乳白的，有的成本太高；(2)在普通pvc膜表面预涂耐划伤涂层，如在聚氨酯或丙烯酸涂料里加入二氧化硅、氧化铝等消光粉，提高薄膜表面硬度来达到抗划伤的效果。但是在银行卡上有几个后期制作的程序，那就是银行卡背面的签名条，还有是银行卡的卡号都是后期制作，是通过热转印方式打到卡保护膜表层，和卡膜是粘结在一起的，也包括凸字烫金的银行卡。实践证明只要在pvc膜表面涂无机材料来提高抗划伤性能的，要么打不上签名条和卡号，凸字烫金也打不上，要么不抗划伤，会划出白色条痕；所以现在使用的各种智能卡银行卡表面都不耐划伤，用指甲就能划出条痕。基于以上情况，为提升带胶膜档次，以及市场的需求，需要研发了一种耐湿热老化和抗划伤的高性能卡基面层带胶膜。技术实现要素：本发明的目的是提供一种带胶膜，以解决传统pvc膜不耐湿和不耐高温，易老化和划伤的技术问题。为了解决上述技术问题，本发明提供了一种带胶膜，包括：改性bopet膜，该改性bopet膜的一面涂覆有抗划伤涂料，并在其另一面涂覆有水性胶水。进一步，所述改性bopet膜采用三层结构，其中中间层为pet层，面层为改性bopet层；所述改性bopet层包括下列质量份数的组分：pet切片42～72份；pctg切片20～50份；硅母粒8份。进一步，所述抗划伤涂料包括下列质量份数的组分：进一步，所述水性胶水包括下列质量份数的组分：优选的，所述水性胶水中去离子水的质量份数为10份，所述阴离子型单组份自交联型水性树脂为85～90份，所述乙烯丙烯酸共聚物分散体为10～15份。又一方面，本发明还提供了一种卡。所述卡包括：pvc芯层，在pvc芯层涂覆有印刷油墨的一面贴合所述的带胶膜；其中印刷油墨与水性胶水相贴合。第三方面，本发明还提供了一种改性bopet膜的制备方法。所述改性bopet膜采用aba三层结构，其中中间层为pet层，面层为改性bopet层；所述制备方法如下：将pet切片脱湿、干燥后进入b层挤出系统；按质量份数将pet切片42～72份、pctg切片20～50份和硅母粒8份混合后进入a层挤出系统；将上述两种组分依次通过aba模头、铸片系统形成aba三层结构的改性bopet膜。进一步，所述脱湿、干燥系统适于对空气进行冷却过滤，经脱湿塔脱湿，脱湿后的空气经加热器加热直接进入干燥塔底部，对pet切片进行结晶干燥；在脱湿过程中，脱湿加热器设定温度为150℃；硫化床设定温度为175℃，入口压力2-6kpa；干燥塔设定温度为160℃，入口压力1-8kpa；以及在干燥过程中，干燥用加热器设定温度175℃。第四方面，本发明还提供了一种带胶膜的制备方法，具体步骤如下：在权利要求7所述改性bopet膜的制备方法的基础上，对形成的aba三层结构的改性bopet膜依次进行纵向拉伸、在线单面涂覆抗划伤涂料、横向拉伸、收卷。进一步，在所述bopet膜的另外一面，离线涂覆适于与油墨贴合的水性胶水；所述水性胶水包括下列质量份数的组分：本发明的有益效果是，本发明的带胶膜综合性能好，表面抗划伤，提高客户制卡成品率；耐湿热且剥离强度高，适用油墨范围较广，方便客户选择印刷油墨和降低成本；使用水性胶水，对环境友好。附图说明下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。图1为本发明中卡的结构示意图；图2为图1中a位置为在放大20万倍后的显微镜照片。具体实施方式现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。本发明的带胶膜的主材选用改性bopet膜，而且涂层是用环保的水性胶水。由于油性胶有苯类和酮类等有机溶剂，挥发性大，涉及到环保和安全问题，设备投资问题；而且油性带胶膜真正能做的好的技术被国外少数公司掌握，油性带胶膜也存在剥离力衰减比水性带胶膜快的缺点，对油墨色卡也有匹配问题；并且一种带胶膜并不是能适应多数油墨的色卡，因此，也会对客户在选择油墨上增加难度和成本。因此，对于卡膜的测试要求，首先是带胶膜跟油墨测试卡热压条件，温度/压力/时间，140℃/10mpa/25分钟，冷却条件10mpa/10分钟；要求老化前剥离强度测试，带胶膜跟油墨剥离(90度角)时：a、不能咬底或跳动，b、不能漏胶(即剥离测试时胶水不能部分或全部留在油墨上)，c、每个颜色剥离强度≥4.5n/cm；同样要求老化(条件60℃/95％rh/120小时)后剥离强度测试，带胶膜跟油墨剥离时：a、不能咬底或跳动，b、不能漏胶，c、每个颜色剥离强度≥4.5n/cm，d抗划伤没有统一测试标准，制卡企业一般就是用指甲划，划不出明显条痕就是合格，或者铅笔硬度不小于1h。bopet带胶膜基膜的选择，由于pet材料的表面能低，一般是通过电晕或预涂胶方式来提高后加工的附着力，而电晕容易衰减，特别是在高温下，电晕过的膜表面极性衰减非常快。由于制卡需要140℃的层压工艺，所以在电晕面直接涂胶是没用的，附着力会低，因此采用预涂过的bopet膜用作带胶膜基膜，预涂料为耐高温的聚氨酯丙烯酸涂料。以下为在普通的bopet膜上涂常规带胶膜胶水配方和测试结果，首先选用达华油墨色卡(4色)，测试剥离强度数据和现象分析。水性胶水配方组成：以下是用带预涂的bopet膜，在预涂料上面再离线涂聚氨酯胶水，跟达华油墨测试卡(4色)热压后测试数据：从以上数据可以看出bopet带胶膜难做的原因，剥离强度小，有个别颜色不合格。从现象来看胶水粘在了油墨上，说明胶水跟bopet的附着力不强，这里包括了pet材料本身的原因，也有胶水与pet材料不匹配的因素，为了解决上述技术问题，首先对pet原料进行改性。实施例1本发明提供了一种带胶膜，包括：改性bopet膜，该改性bopet膜的一面涂覆有抗划伤涂料，并在其另一面涂覆有水性胶水。所述改性bopet膜采用三层结构，其中中间层为pet，面层为改性bopet层；所述改性bopet层包括下列质量份数的组分：pet切片42～72份；pctg切片20～50份；硅母粒8份。其中，pet切片例如但不限于采用辽阳石化的pet切片bd48，特性粘度为0.71；所述pctg切片例如但不限于采用jn200为韩国sk的pctg切片，是一种chdm(1，4环己烷二甲醇)含量超过50％的无定型聚酯，拉伸强度为53mpa，断裂伸长率为340％；所述硅母粒例如但不限于采用ma101为辽阳石化的硅母粒，含0.5％二氧化硅，主要用作bopet膜生产过程防粘。可选的，改性bopet膜采用aba三层结构，且三层结构中的中间层为pet层，第一和/或第三层为改性bopet层。具体的，一种改性bopet膜的制备方法，具体步骤如下：将pet切片脱湿、干燥后进入b层挤出系统；按质量份数将pet切片42～72份、pctg切片20～50份和硅母粒8份混合后进入a层挤出系统；将上述两种组分依次通过aba模头、铸片系统形成aba三层结构的改性bopet膜。在上述改性bopet膜的制备方法的基础上，所述带胶膜的制备方法如下：对形成的aba三层结构的改性bopet膜依次进行纵向拉伸(纵向拉伸系统)、涂覆机在线单面涂覆抗划伤涂料(涂料烘干温度108℃-235℃，干燥在横向拉伸烘箱中实现)、横向拉伸(横向拉伸系统)、收卷。进一步，在所述bopet膜的另外一面，离线涂覆适于与油墨贴合的水性胶水(在抗划伤涂料涂覆完成后，在另一涂覆机上完成另一面涂覆，且涂覆后进入烘箱的干燥温度控制在60℃-70℃)。所述水性胶水的组分在以下实施例中加以说明。每段主要工艺如下：脱湿、干燥系统：脱湿是对空气进行冷却过滤，经脱湿塔脱湿，脱湿后的空气经加热器加热直接进入干燥塔底部，对pet切片进行结晶干燥。主要参数：脱湿系统加热器设定温度为150℃；硫化床设定温度为175℃，入口压力2-6kpa；干燥塔设定温度为160℃，入口压力1-8kpa；干燥系统用加热器设定温度175℃。挤出系统：主(b层)、辅(a层)挤出机都为双螺杆挤出，带抽真空系统。主要参数：主机加热温度270～285℃，真空室温度220℃，过滤器、熔体管温度278～282℃；计量泵温度280℃，转速13rpm。铺机加热温度270～285℃，真空室温度220℃，过滤器、熔体管温度278～282℃；计量泵温度280℃，转速20rpm。aba模头、铸片系统：模头温度278℃；铸片辊速度22m/min,冷却温度20～25℃。纵向拉伸系统：拉伸辊温度65～83℃，远红外加热功率10～35kw，拉伸倍数3.2，拉伸后冷却温度22～42℃。涂覆机：机头采用喷涂刮棒方式，可以单面或双面涂覆，喷头流量1.1～1.2m3/h。横向拉伸系统：预加热108℃，拉伸温度120～124℃，定型温度190～235，冷却温度50～100℃。关于改性bopet膜各组分的具体配比实施方式如下表所示：实施方式一实施方式二实施方式三实施方式四bd4842526272jn20050403020ma1018888烫牢度好好好差对拉膜实验线使用辽阳石化的labtechl(莱伯泰科)流延线和bruckner(布鲁克纳)双向拉伸线，流延模头为aba结构，拉伸后的薄膜为50微米，首先对实施方式一至四配方的bopet膜进行了银行卡签名条的热转印对比，烫金机温度设定170℃，热压时间为0.5秒钟。其中实施方式一至三配方膜能烫牢，实施方式四配方膜烫牢度稍差。判断签名条是否烫牢一般是用3m胶带粘在上面，然后拉胶带，看签名条是否被粘到3m胶带上；或者用指甲刮，看能否把签名条刮下来。对实施方式一至三配方膜进行单面涂抗划伤涂料测试，以观察抗划伤效果，以及测试其表面能否能烫上签名条。所述抗划伤涂料包括下列质量份数的组分：其中，配方中的丙烯酸乳液例如但不限于采用美国陶氏的丙烯酸乳液3208，含有聚氧乙烯辛烷基苯酚醚，含量5～10％；配方中的水性树脂例如但不限于采用国产的耐高温高硬度水性树脂pud-1531，35％固含，是一种胶黏剂；配方中的耐磨手感剂例如但不限于采用国产耐磨手感剂a80，是一种固含100％聚醚改性有机硅；配方中的爽滑手感剂例如但不限于采用国产抗划伤爽滑手感剂a50d，含62％有机硅氧烷。关于抗划伤涂料各组分的具体配比实施方式如下表所示：实施方式一实施方式二实施方式三实施方式四去离子水80808080320810151510pud-1590105510a80210.50a50d011.52铅笔硬度f1h2h2h耐划伤跟硬度是相对的，表面滑也能达到耐划伤的效果，由于制作本带胶膜最后对应的产品是银行卡，因此其表面的爽滑性是主要的，故在涂层的厚度趋向薄，以降低成本，并在烫金或热转印签名条时越容易贴合牢，也能缩短烫印时间提高效率。改性bopet膜中实施方式二和实施方式三中的改性bopet膜与pvc白色卡基材(作为pvc芯层)140℃热压后，能满足抗划伤要求，同时满足烫金和签名条热转印贴合牢度。将上述改性bopet膜使用抗划伤涂料中实施方式二和三构成的抗划伤bopet膜进行了120小时的湿热老化实验，测试结果稳定，硬度未受到影响。在bopet膜的非抗划伤面涂水性胶水，并与中山达华油墨色卡层压热贴，然后做湿热老化前后的bopet膜跟油墨间的剥离强度测试。具体的，抗划伤涂料配制需要可调高速分散搅拌机，根据配方，计量称重，按顺序分别加入去离子水、3208、pud-1531、a80、a50d到搅拌罐，并且边加边搅拌，转速200-500转/分钟，搅拌15-20分钟。可选的，抗划伤涂料使用10号线棒进行涂覆。所述水性胶水包括下列质量份数的组分：其中，配方中去离子水和异丙醇都为溶剂；配方中阴离子型单组份自交联型水性树脂例如但不限于采用日本三井的阴离子型单组份自交联型水性树脂ws-6021，主要指标固含30％，玻璃化温度tg40℃,干膜拉伸强度50mpa，伸长率750％；配方中乙烯丙烯酸共聚物分散体例如但不限于采用美国麦可门的乙烯丙烯酸共聚物分散体4983r，主要指标固含25％，玻璃化温度tg-35℃,干膜拉伸强度20mpa，伸长率860％；配方中可能用到固化剂，封闭型异氰酸酯，固含量30～85％，nco含量4～11％，解封温度120～140℃。配方中抗粘剂可能含有蜡浆或硅粉中的一种或两种，在涂膜干燥后起防反粘作用。可选的，水性胶水涂刮线棒为30号线棒。所述水性胶水具有耐湿热性好，附着力强，容易短时间烘干，收卷不会反粘，并且与印刷油墨相结合后能有效提高油墨的剥离强度，进而提高了带胶膜与印刷油墨的剥离强度，其具体效果在实施例2中进行详细说明。具体的，胶水配制需要可调高速分散搅拌机，根据配方，计量称重，按顺序分别加入去离子水、异丙醇、ws-6021、4983r、固化剂、抗粘剂到搅拌罐，并且边加边搅拌，转速200-500转/分钟，搅拌15-20分钟。具体水性胶水配方的实施方式如下表所示：将改性bopet膜中实施方式二配方做成的bopet膜(简称b膜)，分别涂上述七个配方制成的胶水后，跟中山达华油墨色卡层压，湿热老化前后的带胶膜剥离强度测试数据和现象分析：水性胶水对应的实施方式一通过达华油墨测试卡(4色)颜色红绿蓝深蓝老化前剥离强度n/cm11.811.010.310.1老化后剥离强度n/cm9.38.56.64.3水性胶水对应的实施方式二通过达华油墨测试卡(4色)颜色红绿蓝深蓝老化前剥离强度n/cm12.512.711.511.6老化后剥离强度n/cm11.19.87.34.8水性胶水对应的实施方式三通过达华油墨测试卡(4色)颜色红绿蓝深蓝老化前剥离强度n/cm10.79.310.19.1老化后剥离强度n/cm10.38.87.64.7水性胶水对应的实施方式四通过达华油墨测试卡(4色)颜色红绿蓝深蓝老化前剥离强度n/cm11.110.910.910.1老化后剥离强度n/cm9.99.57.85.6水性胶水对应的实施方式五通过达华油墨测试卡(4色)颜色红绿蓝深蓝老化前剥离强度n/cm10.38.89.38.7老化后剥离强度n/cm9.88.58.27.4水性胶水对应的实施方式六通过达华油墨测试卡(4色)颜色红绿蓝深蓝老化前剥离强度n/cm11.210.210.09.9老化后剥离强度n/cm10.59.79.48.7水性胶水对应的实施方式七通过达华油墨测试卡(4色)对上次测试数据进行分析说明：实施方式一对应的配方中1份抗粘剂，涂胶干燥后膜表面有点粘；实施方式二对应的配方涂胶干燥后膜表面还有一点点粘，抗粘剂量还不够；实施方式二至六分别对应的配方涂胶干燥后胶膜表面不粘。每个配方在层压后测试老化前剥离强度效果理想，油墨面无漏胶无跳动，但是经过120小时老化后实施方式一至四对应的配方中剥离强度下降较多，特别是深蓝色油墨，被胶水溶胀过度，油墨层被破坏，所以在剥离会引起跳动，剥离强度自然就小。实施方式五至七对应的配方的带胶膜跟油墨的剥离强度比较稳定，耐湿热老化后的强度也比较好，无跳动无漏胶。以下是用涂有实施方式六对应的配方的胶水的b膜与武汉天喻油墨色卡(12色)层压后，湿热老化前后的剥离强度测试数据：水性胶水对应的实施方式六通过天喻油墨测试卡(12色)说明：水性胶水对应的实施方式六制成的b膜与天喻油墨测试卡(12色)热压后，老化前所有指标都合格，老化后也是都合格的，符合最小剥离强度≥4.5n/cm的标准，有的颜色是远超标准。本高性能bopet水性带胶膜可以广泛用于智能卡、银行卡等卡基材料，其采用改性的bopet薄膜，具有耐高温性好，收缩率小，抗划伤(涂覆)，性价比高等优点，可以替代同价位的pvc带胶膜；改性bopet带胶膜比petg带胶膜在价格上更是有显而易见的优势，在性能上完全可以替代；胶水方面采用拉伸强度大、断裂伸长率大、耐湿热性好的水性胶水，适应油墨广，耐老化、高剥离强度。实施例2如图1所示，在实施例1基础上，本发明还提供了一种卡，包括：pvc芯层1，在pvc芯层1涂覆有印刷油墨的一面贴合有所述的带胶膜3；印刷油墨与水性胶水相贴合。图1中印刷油墨构成油墨层2，带胶膜3中改性bopet膜32的上、下面分别对应抗划伤涂料33、水性胶水层31。图2为图1中a位置为在放大20万倍后的显微镜照片；其中l1对应的是水性胶水层31的区间，l2为油墨层2对应的区间，l3为pvc芯层1对应的区间。从图2中，可以看出，所述水性胶水能够穿透油墨层2，并与印刷油墨发生部分交联，并与pvc芯层1的表面形成深色条纹，即构成水性胶水、油墨与pvc表面的结合面，通过三者的融合交联，提高了带胶膜与印刷油墨的剥离强度。以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。当前第1页1 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技术特征：1.一种改性bopet膜的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
将pet切片脱湿、干燥后进入b层挤出系统；
按质量份数将pet切片42～62份、pctg切片30～50份和硅母粒8份混合后进入a层挤出系统；
将上述两种组分依次通过aba模头、铸片系统形成aba三层结构的改性bopet膜。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
所述脱湿、干燥系统适于对空气进行冷却过滤，经脱湿塔脱湿，脱湿后的空气经加热器加热直接进入干燥塔底部，对pet切片进行结晶干燥；
在脱湿过程中，脱湿加热器设定温度为150℃；硫化床设定温度为175℃，入口压力2-6kpa；干燥塔设定温度为160℃，入口压力1-8kpa；以及
在干燥过程中，干燥用加热器设定温度175℃。
3.一种带胶膜的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
在权利要求1所述改性bopet膜的制备方法的基础上，对形成的aba三层结构的改性bopet膜依次进行纵向拉伸、在线单面涂覆抗划伤涂料、横向拉伸、收卷。
4.根据权利要求3所述的胶膜的制备方法，其特征在于，
在所述bopet膜的另外一面，离线涂覆适于与油墨贴合的水性胶水；
所述水性胶水包括下列质量份数的组分：
去离子水10～20份；
异丙醇pia0～10份；
阴离子型单组份自交联型水性树脂85～90份；
乙烯丙烯酸共聚物分散体10～15份；
固化剂7份；
抗粘剂3.5份。
5.根据权利要求3所述的胶膜的制备方法，其特征在于，
所述抗划伤涂料包括下列质量份数的组分：
去离子水80份；
丙烯酸乳液10～15份；
水性树脂5～10份；
耐磨手感剂0～1份；
爽滑手感剂1～2份。
技术总结本发明涉及一种改性BOPET膜的制备方法及带胶膜的制备方法，本改性BOPET膜的制备方法包括：将Pet切片脱湿、干燥后进入B层挤出系统；按质量份数将Pet切片42～62份、PCTG切片30～50份和硅母粒8份混合后进入A层挤出系统；将上述两种组分依次通过ABA模头、铸片系统形成ABA三层结构的改性BOPET膜。本发明的带胶膜综合性能好，表面抗划伤，提高客户制卡成品率；耐湿热且剥离强度高，适用油墨范围较广，方便客户选择印刷油墨和降低成本；使用水性胶水，对环境友好。
技术研发人员：茹正伟;茹小伟
受保护的技术使用者：常州百佳年代薄膜科技股份有限公司
技术研发日：2017.01.12
技术公布日：2020.06.09
