[发明专利]生物高分子材料卡片膜的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种卡片膜，尤其是涉及一种利用压延法进行原料改性的生物高分子材料卡片膜的制造方法。

背景技术

塑料卡片之商业化已有数十年历史，其应用范围包括“信用卡”、“IC智能卡”、“贵宾卡”、“游戏卡”、“电话卡”、“天线磁卡”等，应用量虽愈来愈大，但造成环境污染也愈来愈严重。因为现今所用的塑料卡，百分之九十以上都是用PVC材料制成。众所周知，PVC是一种不环保的材料，欧洲与日本都立法逐渐限制PVC塑料的发展。而小小的一张PVC卡用完后即遭人们任意丢弃，根本不容易回收处理。故而塑料卡片已成为地球上一种隐藏的环境污染物质，为了解决这一种日益严重的公害，研究出一种可以完全降解的生物基材卡片是一项正确而且又十分迫切的方案。然而，由于业界技术尚未成熟，迄今还没有成功可以商业化的生物塑料卡大量问市。

塑料卡通常由两片芯膜(Core film，又称中层膜)与两片表层膜(Overlay film)经加温与加压贴合而成，如用T-Die挤出法制膜其生产速度与产品质量较慢，如采用压延法生产，其产速快，所制出的制品厚度分布均匀，展平性(layflat)又佳，是目前效益最好的塑料卡片膜制造方法。故而现今世界上主要的塑料卡片膜供应厂商多用压延机设备。此套压延机是依据硬质PVC的加工特性而设计出的，其典型的制程包括：(a)高速混合机，(b)低速冷拌机，(c)塑化挤出机(大多是行星单螺杆)，(e)引取装置，(f)冷却轮装置，(g)测厚仪装置，(h)捲曲装置。这套压延加工PVC塑料膜的生产方式已有四十多年以上的历史，其间只有少数厂家有能力将压延机的设备做部分更改，而用来生产硬质PVC以外的塑料膜。例如中国专利CN1090554即用修改后的压延机生产聚丙烯(PP)合成纸，而美国专利US7438841B2即利用压延机来生产聚酯薄膜。又中国专利CN100503218C即用压延法来生产共聚酯片材。

但PP与聚酯薄膜和PVC材料一样是不可降解，仍然解决不了塑料卡片的环保问题。故开发可生物降解的生物高分子膜来取代PVC、PP与聚酯片材是非常必要的。

事实上从公元2000年后就有厂家试图用压延机来制造生物高分子材料的卡片膜，但截至目前，仍没有人能成功地做出成品，原因是生物高分子材料，如PLA或聚羟基脂肪酸酯(PHA)或聚羟基丁酸（PHB）)的特性与加工性完全不同于传统的石油化学塑料，如PVC、PP、ABS、聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯(PETG)等。

PLA(聚乳酸)是现今各种生物高分子材料中来源最丰富，且价格较合理的一种。因此我们选择它作为卡片膜基材。但由于PLA有下述之缺点(a)刚性高、易脆，(b)拉伸加工后之热收缩率大，(c)吸水性强，(d)加工温度范围窄等，故需做改性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生物高分子材料卡片膜的制造方法。

本发明包括以下步骤：

1）制备改性聚乳酸(PLA)树脂；

2）将步骤1）得到的改性聚乳酸(PLA)树脂除湿干燥后，喂入压延机系统的塑化挤出机，挤出条状塑化物，再送入压延轮本体，辊压成薄膜；

3）将步骤2）得到的薄膜引入压花装置进行压花，再将薄膜表面进行电晕处理后，即得生物高分子材料卡片膜。

在步骤1）中，所述改性聚乳酸(PLA)树脂按质量百分比的组成可为：聚乳酸(PLA)树脂37%～87.5%；软性降解材料5%～30%；填充料2%～20%；颜料4%～10%；增强纤维0%～10%；抗氧化剂0.05%～1%；加工助剂0.5%～2.0%；全部原料为100%；所述制备改性聚乳酸(PLA)树脂的具体方法可将全部原料按比例混合后送入双螺杆进行熔混造粒；或将全部原料磨碎后送入高速混合机内混炼成均匀料；

所述软性降解材料可选自一般淀粉、改性淀粉、热塑性淀粉粒子、天然橡胶、可生物降解的聚己内酯(PCL)、可生物降解的共聚酯(如BASF之Ecoflex)等中的一种；

所述填充料可选自碳酸钙(CaCO₃)、滑石粉(Talc)、高岭土、硅灰石等中的一种；这些填料在PLA卡片膜配方中更适当的添加比率是3%～15%；

所述颜料可选自二氧化钛等，所述二氧化钛可采用金红石型TiO₂等，依卡片膜之白度与遮蔽力要求而定，有时也会另外添加极少量的蓝色或紫色颜料，使白色PLA卡片膜不带有黄味；

所述增强纤维可选自纤维素纤维、麻纤维、稻米壳、其它植物的茎或梗等中的至少一种；