专利名称：Rfid标签用petg印刷片材及其制造工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于聚酯树脂领域，涉及一种用于RFID(RadiC) Frequency Identification，射频识别)电子标签的改性聚对苯二甲酸乙二醇酯(PETG)印刷片材及其 制造工艺。
背景技术：
本项目引证李振斌的“居民身份证用PETG卡基及其制造工艺”专利，专利号为 200410041031. 8。RFID标签用PETG印刷片材与李振斌的“居民身份证用PETG卡基及制造工艺”专 利技术关联性较大，都是采用PETG树脂为主原料，采用压延工艺。但由于制卡与印刷标签 两者采用不同技术标准，制作工艺不同，对基材技术指标要求也有较大的差异。第二代居民身份证是由印刷层、垫平层、承载层、保护面膜层压合成的，RFID天线、 电子芯片采用在承载层中开槽嵌入工艺。RFID标签采用印刷方式，制作RFID标签天线。将银膏(Ag Paste)作为金属材料， 使用丝网印刷在PETG印刷基材上形成天线、布线及电极，再同时实施称为“压力退火”的加 压处理以及120°C的热处理，制作RFID标签。这种工艺提高产品制造速度，也大幅降低了 RFID标签成本，同时也改变了印刷材料，需开发一种与RFID技术相配套的印刷片材。RFID标签印刷方式通常为整版印刷，即印刷层上的卡片数与inlay的芯片排版数 相等，印刷完以后再层压、冲切成卡。整版印刷对印刷质量要求很高，因为射频卡的芯片成 本高(市价几元 几十元)，如果整版的印刷层中有1 2张废品卡时，芯片的损失将是巨 大的，故要求印刷层的废卡率(包括色差、色斑、污点等)须控制在3%以内。必须开发适宜 RFID印刷方式的新材料。在高成品率上，由于智能标签本身的价值要高于普通印刷标签许多倍，所以给企 业带来高利润的同时，印刷品高成品率尤为重要。尤其是许多产品都要求多色UV墨印刷、 上光、上胶，印量大的标签大多数还采用卷到卷印刷或无接口印刷等方式加工，由于加工工 序多，也加大了成品的筛选难度。RFID标签用PETG印刷片材既有很好的印刷性，印刷中还能要保持张力稳定，保证 印刷累计套印误差降到最小，画面之间的间距产生误差小，适宜标签印刷后的复合和模切 工序要求。至于复合加工，它是智能标签加工中的关键工序，更显示出RFID印刷材料复合性 优点，RFID印刷片材复合性好，更能根据每个标签之间的尺寸张力变化而改变，还可以根据 工艺对薄膜类材料，适当调整拉伸参数增加标签间距一致性。纸质印刷材料复合加工效果 差、易剥离、易开裂，使用效果越来越难以与PET印刷材料相媲美。“居民身份证用PETG卡基及其制造工艺”开发了 PETG配方，采取五辊压延工艺，保 证了 PETG树脂良好的加工特性等优点，但存在产品成本高的缺陷。同时该专利没有涉及到 提高产品质量与产能的静电处理、电晕处理等工艺方法。
RFID标签在商品流通、跟踪以及物流管理中的应用广泛，逐步替代条型码技术，必 需大幅降低RFID标签制作成本，才能应用广泛。RFID标签用PETG印刷片材的润湿张力是影响印刷质量的一个重要指标，调控手段有调整产品配方、粗糙度等。但PETG树脂粒子拥有较高密度，耐化学药剂，很难获得满 足RFID标签制作要求的润湿张力。RFID用PETG印刷片材在生产过程中，易产生大量静电，特别是生产厚度低于 100 μ m的材料时，由于片材自身重量轻，因静电排异作用，片材飘浮，横切时打摞困难，造成 堆积，影响产品质量和产量。
发明内容
本发明的目的是提供一种印刷适应性能好、印刷天线光洁清晰、可在低温下迅速 固化、附着力和抗弯折性强、加工RFID标签成品率高，低成本的RFID标签用PETG印刷片 材。本发明另一个目的是提供上述片材的成型方法。本发明的目的是通过下列措施来实现的一种RFID标签用PETG印刷片材，其配方中包含下列重量份的原料GS2型PETG树脂100份，ADD2型PETG树脂10 20份，钛白粉10 15份，纳米级 碳酸钙(CaCO3) 10 16份。所述的RFID标签用PETG印刷片材，其中钛白粉需用金红石RFC5型钛白粉，具有 较高的光泽度和较佳分散性，二氧化钛含量大于95%，平均粒径小于0. 17微米。所述的RFID标签用PETG印刷片材，其中纳米级碳酸钙(CaCO3)需用SP-100型。 SP-100表现出常规粒子所不具有的表面效应与小尺寸效应，平均粒径为20 IOOnm之间， 是普通碳酸钙粒径的数十分之一，表面经过活性处理，活化率高；白度较高，可适用于浅色 制品。所述的RFID标签用PETG印刷片材，其配方中还可以包含下列重量份的原料紫外线吸收剂3 5份，抗氧剂6 8份，润滑剂1 3份，抗静电剂0. 1 0. 5 份。所述的RFID标签用PETG印刷片材，其中紫外线吸收剂是低挥发性苯并三唑紫外 吸收剂；优选紫外线吸收剂3039或紫外线吸收剂234。所述的RFID标签用PETG印刷片材，其中抗氧剂是一种具有良好相溶性的高效低 色污的抗氧剂；优选抗氧剂168、抗氧剂1010或抗氧剂1076。所述的RFID标签用PETG印刷片材，其中润滑剂型号为WAX-E (瑞士科莱恩公司提 供)，E是蒙旦蜡的一种。所述的RFID标签用PETG印刷片材，其中抗静电剂型号为HSl，为赫司特 (H0STASTAT)公司生产。上述RFID标签用PETG印刷片材的制造工艺，包含下列步骤a.原料准备按配方称取原料，其中GS2型PETG树脂、ADD2型PETG树脂粉碎至 40 60目，干燥；b.高速搅拌原料加热熔融，温度控制为85 102°C，搅拌，高搅一速为800 900转/分钟，搅拌时间10 15分钟，高搅二速为1600 1800转/分钟，搅拌时间3 5分 钟，高搅三速为800 900转/分钟，搅拌时间10 15分钟； c.低速搅拌温度控制为40 53°C，60 80转/分钟搅拌，搅拌时间15 20分 钟；d.行星排气挤出机塑炼温度控制为160 190°C ；其中真空站抽气量为60m7h，真空度达到60mbar，负压为0. lbar, 60m7h。e.五辊压延出片压延辊温度控制为1号辊150 170°C，2号辊150 170°C，3 号辊 170 190°C，4 号辊 185 195°C，5 号辊 155 165°C ；f.引离拉伸引离辊温度控制为第一组120 130°C，第二组115 125°C，第三 组105 115°C，第四组90 100°C，第五组70 80°C ；g.冷却冷却辊温度控制为第一组60 70°C，第二组50 60°C，第三组40 50 "C ；冷却工序后加装静电消除器，型号ES_2025感应式静电棒，工作电压AC220V，输 出电压0 5KV，长度1800_ ；h.牵引、卷取；牵引工序加装电晕处理器及静电消除器；电晕处理器型号QX308，工作电压 AC380V，频率18 30kHz，幅宽1800mm ；静电消除器型号ES_2025感应式静电棒；i.横切方正度倾斜偏差彡1. 2mm/m ；横切前加装静电消除器，型号ES_2025感应式静电棒；j.分切根据用户要求，分切包装。本发明的优点1、产品成本低采用本发明产品配方生产的RFID标签用PETG印刷片材成本低，可 以降低RFID标签的制作成本。2、产品质量好，利用本发明工艺生产的RFID标签用PETG印刷片材润湿张力、印刷 适应性能好、印刷天线光洁清晰、可在低温下迅速固化、附着力和抗弯折性强、加工RFID标 签成品率高，质量稳定优异，有利于提高RFID标签的质量。为增加RFID印刷片材的表面印刷适应性(润湿张力)，在引离工序，加装电晕处 理器，采用高频高压对片材表面进行处理，由于高压电使空气中的氧高度电离而产生臭氧 (O3)，使片材表面受到氧化处理，在活性点生成极性基因，使分子极性增大，表面张力提高， 对油墨产生很强的亲和力、吸引力，增加油墨的印刷牢度。同时，当片材通过高压电场时，电 子流对片材表面进行强有力的冲击，其表面产生密集的凹凸不平的微纹，使其面粗化，提高 印刷片材润湿张力。3、产品产出率高，本发明在原有专利技术基础上，加设挤出机真空站、电晕处理装 置、除静电装置等生产控制方法，并优化生产控制参数等，能有效降低产品废品率，提高产 出率。4、使用范围的变化第二代居民身份证基材(PETG卡基)采用嵌入封装天线工艺， 主要用于制作第二代身份证。RFID标签采用印刷方式，制作RFID标签天线，满足RFID标签 高速、低成本制作工艺要求，主要用于制作RFID标签。 5、PETG树脂在挤出成型时，由于原料的分解，在挤出机端口产生部分有害气体，对挤出岗位操作人员有一定职业危害，本发明采用抽真空空工艺，减少挤出料夹裹的气泡，满足了工艺脱泡要求，同时也大大降低废气危害，保证职工健康。
图1是本发明制造工艺流程图。其中Δ代表电晕处理器，〇代表静电处理器。
具体实施例方式以下实施例对本发明作进一步阐明。下列实施例中生产设备采用意大利“R0D0LF0”公司“F”型五辊压廷生产线(辊 筒用轴交叉法)，在压延辊三号辊加装割气泡装置，挤出机采用德国贝斯托夫行星排气挤出 机.本工艺采用电加热。实施例中每份为100kg，PETG树脂采用美国伊士曼公司产品。实施例1配方100份GS2型PETG树脂，10份ADD2型PETG树脂，15份金红石RFC5型钛白 粉，15份纳米级碳酸钙(CaCO3) SP-100, 5份紫外线吸收剂3039，8份抗氧剂168，2份润滑剂 WAX-Ε,Ο. 03份抗静电剂HS1。制造工艺a.原料准备按配方称取原料，PETG原料粉碎至40目，干燥；b.高速搅拌原料加热熔融，温度控制为102°C，高搅一速控制在900转/分钟，搅 拌10分钟，高搅二速控制在1800转/分钟，搅拌3分钟，高搅三速控制在900转/分钟，搅 拌10分钟；c.低速搅拌温度控制为53°C，80转/分钟搅拌，搅拌时间15分钟；d.行星排气挤出机塑炼温度控制为160°C，同时，采用真空站抽真空，抽气量为 60m7h，真空度达到 60mbar，负压为 0. Ibar，60m7h。e.五辊压延出片压延辊温度控制为1号辊1601，2号辊1601，3号辊1851，4 号辊 195°C，5 号辊 165°C ；f.引离拉伸引离辊温度控制为第一组120°C，第二组115°C，第三组105°C，第 四组90°C，第五组70°C ；g.冷却冷却辊温度控制为第一组60°C，第二组50°C，第三组40°C ；冷却工序后 加装静电消除器，静电消除器(ES-2025感应式静电棒，下同)工作电压AC220V，输出电压 0 5KV，长度 1800mm ；h.牵弓丨、卷取；牵引工序加装电晕处理器及静电消除器，电晕处理器(型号 QX308)工作电压 AC380V,频率 18 30kHz，幅宽 1800mm ；i.横切方正度倾斜偏差< 1. 2mm/m，横切工序前加装静电消除器。j.分切最终可根据用户要求，分切包装。实施例2配方100份GS2型PETG树脂，13份ADD2型PETG树脂，12份金红石RFC5型钛白 粉，12份纳米级碳酸钙(CaCO3) SP-100。制造工艺
a.原料准备按配方称取原料，PETG原料粉碎至50目，干燥；b.高速搅拌原料加热熔融，温度控制为100°C，高搅-速控制在900转/分钟，搅拌12分钟，高搅二速控制在1700转/分钟，搅拌5分钟，高搅三速控制在900转/分钟，搅 拌10分钟；c.低速搅拌温度控制为50°C，70转/分钟搅拌，搅拌时间20分钟；d.行星排气挤出机塑炼温度控制为180°C，同时，采用真空站抽真空，抽气量为 60m7h，真空度达到 60mbar，负压为 0. Ibar，60m7h。e.五辊压延出片压延辊温度控制为1号辊1601，2号辊1601，3号辊1901，4 号辊 190°C，5 号辊 160°C ；f.引离拉伸引离辊温度控制为第一组120°C，第二组120°C，第三组110°C，第 四组95°C，第五组75°C ；g.冷却冷却辊温度控制为第一组60°C，第二组50°C，第三组40°C ；冷却工序后 加装静电消除器，静电消除器(ES-2025感应式静电棒，下同)工作电压AC220V，输出电压 0 5KV，长度 1800mm ；h.牵弓丨、卷取；牵引工序加装电晕处理器及静电消除器，电晕处理器(型号 QX308)工作电压 AC380V,频率 18 30kHz，幅宽 1800mm ；i.横切方正度倾斜偏差< 1. 2mm/m，横切工序前加装静电消除器。j.分切最终可根据用户要求，分切包装。
权利要求
一种RFID标签用PETG印刷片材，其特征在于配方中包含下列重量份的原料GS2型PETG树脂100份，ADD2型PETG树脂10～20份，钛白粉10～15份，纳米级碳酸钙10～16份。
2.根据权利要求1所述的RFID标签用PETG印刷片材，其特征在于钛白粉为金红石 RFC5型钛白粉。
3.根据权利要求1所述的RFID标签用PETG印刷片材，其特征在于纳米级碳酸钙的型 号为SP 100型。
4.根据权利要求1所述的RFID标签用PETG印刷片材，其特征在于配方中还包含下列 重量份的原料紫外线吸收剂3 5份，抗氧剂6 8份，润滑剂1 3份，抗静电剂0. 1 0. 5份。
5.根据权利要求4所述的RFID标签用PETG印刷片材，其特征在于紫外线吸收剂为低 挥发性苯并三唑紫外吸收剂；优选为紫外线吸收剂3039或紫外线吸收剂234。
6.根据权利要求4所述的RFID标签用PETG印刷片材，其特征在于抗氧剂为抗氧剂 168、抗氧剂1010或抗氧剂1076。
7.根据权利要求4所述的RFID标签用PETG印刷片材，其特征在于润滑剂为WAX-E型 润滑剂。
8.根据权利要求4所述的RFID标签用PETG印刷片材，其特征在于抗静电剂为HSl型 抗静电剂。
9.如权利要求1或4所述RFID标签用PETG印刷片材的制造工艺，包含下列步骤a.原料准备按配方称取原料，其中GS2型PETG树脂、ADD2型PETG树脂粉碎至40 60目，干燥；b.高速搅拌原料加热熔融，温度控制为85 102°C，搅拌，高搅一速为800 900转 /分钟，搅拌时间10 15分钟，高搅二速为1600 1800转/分钟，搅拌时间3 5分钟， 高搅三速为800 900转/分钟，搅拌时间10 15分钟；c.低速搅拌温度控制为40 53°C，60 80转/分钟搅拌，搅拌时间15 20分钟；d.行星排气挤出机塑炼温度控制为160 190°C；其中真空站抽气量为60m3/h，真空度达到60mbar，负压为0. lbar，60m3/h。e.五辊压延出片压延辊温度控制为1号辊150 1701，2号辊150 1701，3号辊 170 190°C，4 号辊 185 195°C，5 号辊 155 165°C ；f.引离拉伸引离辊温度控制为第一组120 130°C，第二组115 125°C，第三组 105 115°C，第四组90 100°C，第五组70 80°C ；g.冷却冷却辊温度控制为第一组60 70°C，第二组50 60°C，第三组40 50°C；冷却工序后加装静电消除器；h.牵引、卷取牵引工序加装电晕处理器及静电消除器；i.横切方正度倾斜偏差<1. 2mm/m ；横切前加装静电消除器；j.分切根据用户要求，分切包装。
10.根据权利要求9所述的制造工艺，其特征在于电晕处理器为QX308型电晕处理器； 静电消除器为ES-2025感应式静电棒。
全文摘要
本发明属于聚酯树脂领域，公开了RFID标签用PETG印刷片材及其制造工艺。该RFID标签用PETG印刷片材的配方中包含下列重量份的原料GS2型PETG树脂100份，ADD2型PETG树脂10～20份，钛白粉10～15份，纳米级碳酸钙10～16份。该产品成本低、质量好、产品产出率高。
文档编号G06K19/02GK101798446SQ20091002472
公开日2010年8月11日 申请日期2009年2月11日 优先权日2009年2月11日
发明者张道远, 李振斌 申请人:江苏华信塑业发展有限公司