智能卡卡基材料概述

1、智能卡卡基材料概述1引言 智能卡又称IC卡，指在其中封装了集成电路芯片的卡片。IC卡具有存储容量大、数据安全性高、防伪性好、应用设备成本低、技术成熟等特点，在金融、公安、交通、通讯、服务、医疗等各个领域都得到了广泛的应用。 自1984年法国将IC卡用于电话卡并取得了巨大的成功以来，IC卡已经取得到巨大的发展。中国于1993年开始启动金卡工程，技术和市场都已比较成熟。 制作IC卡的塑料片材称为卡基材料，现通用的卡基材料主要有ABS(丙烯腈一丁二烯一苯乙烯1、PVC(聚氯乙烯)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PC(聚碳酸酯)、PETG(改性PET)等。目前使用最广泛的卡基材料是PVC，但由于PV

2、C中含有氯元素，此类材料不利于环境保护。近年来，随着新材料的不断推出和IC卡技术的快速发展，卡基材料的用料也在不断变化，一些环保耐高温、并可长期保存的新型卡基材料相继推出，如：PETG、PC、PCPBT等，每种材料都有不同的特点，应该根据不同的需求加以选择。 2卡基材料介绍 21PVC材料 PVC(聚氯乙烯)颗粒状胶料是多组份的塑料，因为各组份的含量不同，外观差异很大。有透明材料，也有不透明材料：有的柔软有弹性，耐折迭；也有硬质刚性机械性能优良的材料。大部分的PVC有轻微毒性，但也有食品级的PVC胶颗粒。 PVC可分为软质PVC和硬质PVC。硬质PVC的表面硬度、拉伸强度、刚性等都接近于工程材

3、料的指标。软PVC一般用于壁纸、地板、天花板以及皮革的表层。硬质PVC低温变脆，对应变敏感，变形后不能完全复原：软质PVC低温变硬，热稳定性差，受热降解(见表1)。 在各种新型卡基材料逐渐推广应用的同时，PVC卡基材料仍然占有很大比例的市场份额，这是因为其生产成本较低，各种性能优越，PVC薄膜几乎不用经过任何处理就能印刷、热压成型，所以依然得到很大应用，PVC材料适用于卡表面需要印刷磁条，签名或者凸字和全息标志的IC卡。但其环保性差，高温时会释放出含HCL气体对环境造成危害，业界已经开始逐步淘汰PVC卡基材料。 随着塑料工业的发展，出现了一些PVC的复合材料，如：PVCABS、PVCPET、P

4、VCPE等，其性能较PVC有所改善。 2. 2PET PET是热塑性聚合物，由对苯二甲酸和乙二醇经酯化反应聚合而成，是一种结晶型聚酯，有明显的熔点，250时熔化，360时分解：一般加工温度为280一320(见表1)；PET是一种无色透明硬度较高且韧的材料因此是生产照像底片的基材，也可用来生产录音磁带，录像带。PET薄膜材料比重低，不吸湿，绝缘性和透明度高，机械性能优越，加工形变小，相埘耐磨性较好，抗化学腐蚀性好，制作的卡片表面光洁度高，使用寿命长，同时PET又属于环保材料。南于以上这些 优点，PET材料被大量应用在证卡制作行业。 PET薄膜材料由双向拉伸工艺加工而成。经双向拉伸后，最初无定形状

5、态下的大分子链沿拉伸方向取向产生结晶，薄膜各个位置分子链的变形情况不太一致，越靠近中心线方向的分子链变形越小取向方向也不太相同大体方向沿着中心线逐渐向两边靠近，偏离角度的大小与拉伸比成正比。所以PET材料在使用过程中要配对使用，如不注意材料内应力方向，卡体两面高分子材料的变形方向不一致就会造成卡体的翘曲。 PET材料原始状态并不适合印刷与热压粘结，需要经过表面处理使PET表面变得易于印刷和粘合，目前的研究多集中在改善其抗静电性印刷适应性，粘合性等当面。 表面改性的处理方式主要通过电晕、涂胶、光接枝的方法使其表面功能化。达到可以印刷和粘合的目的。 目前市面上普通的PET保护膜大部分是在PET表面

6、涂布一层热熔胶如EVA，还有一些是通过表面光聚合接枝技术，在PET表面合成一种低熔点聚酯化合物，达到改善印刷性和粘合性的目的。杜邦公司有一种成型PET保护膜，商品名称为MELINEXPETF3368该薄膜是采用特殊工艺改变PET结晶状态，并与普通PET薄膜共挤出制成。这种卡基材料可支持多种印刷技术，在120左右与卡体快速粘合粘合过程不可逆。这种材料在欧洲和美国得到大批量使用，但由于其成本太高，国内只有一些重要的法定证件在使用。 因为PET薄膜很多时候需要打印或者印刷图案，所以其表面静电处理也是研究的热点所在，根据PET薄膜的具体使用要求，可以在PET薄膜材料表面喷涂或者淋洒防静电液、防静电颗粒

7、或者涂布防静电涂层来解决这些问题。公安部第一研究所在这方面有着丰富的经验一些防静电技术已经在大规模制证过程中得到使用取得了很到的防静电效果。 23ABS ABS由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种单体合成，是一种表面具有较高光泽的淡黄色不透明颗粒ABS是非结晶性材料，比重略重于水(见表1)。ABS材料刚性较大、抗拉强度中等：具有良好的耐化学腐蚀性和表面硬度、良好的韧性与耐冲击性、易加工、流动性强、易于印刷和染色。 改变ABS中三种单体的比例及两相中分子结构可制得不同型号的ABS材料，各种型号的材料性能上也存在很大不同。一般来说，各种型号的ABS材料都具有良好的光泽硬度大坚韧，刚性，机械性能适中等特点。

8、因为其易于印刷及电镀等表面处理并且尺寸稳定较好，所以适合做卡基材料。ABS用做卡基材料的一个缺点就是不能加印凸字，此外ABS耐候性较差，容易老化褪色变脆手机SIM卡使用的是PVC+ABS混合料。这种材料可以在在手机内较高温度环境中使用，如果卡体的使用环境要求耐热，阻燃，一般会使用ABS卡基材料。 24PC及其合金材料 1)PC(聚碳酸脂)刚硬坚韧，具有高透明性表面有较高的光泽，机械强度接近尼龙：耐冲击，耐高温，不耐摩擦，不耐 应力开裂(见表1)，在蒸汽和许多有机容剂中能溶胀，并导致应力开裂。PC材料具有很高的加工温度，对层压制卡设备有较高的要求，美国的一些证卡使用PC材料的比较多，国内也有卡厂

9、用PC生产一些高端卡。因为PC含碳量高并且高温没有有害气体释放，PC材料可以用来进行激光刻蚀防伪。 2)PC合金材料，相对PC来说PC合金材料由于其良好的加工性能得到广泛的应用，PCPBT是PC与PBT的共混材料，保留了两者的优点：抗高温形，抗应力开裂，表面硬度较高，较高的刚性和韧性。这种材料主要用来制作大型或精密仪器外壳，如手机外壳或者是汽车仪表盘等，其薄膜材料也可以用来作卡基材料，具有良好的印刷及环保性。美国GE公司与日本三菱公司都有该材料的薄膜产品这种材料在日本的卡片上大量使用。 还有一种是PCABS塑料：PCABS即有ABS的易加丁性又有PC良好的机械性和热稳定性，具有较高的表面硬度，

10、较高的刚性和韧性，较高的抗应力开裂性：机械性能介于ABS与PC之间。这种卡基材料相对来说用的比较少。 25PETG PETG是一种南1、4一环己烷二甲醇(CHDM)对乙二醇(EG)与对苯二甲酸(TPA)缩聚聚酯(PET)进行共聚改性得到的聚酯，是一种非晶型共聚酯材料透明度高、高抗冲、具有较高的硬度和良好的低温韧性。广泛应用于板片材、高性能收缩膜、异型材、玩具、食品、高档包装材料等领域。 PETG在证卡行业得到了越来越多的应用，原因是其具有较低的加丁温度(100左右)，较高的机械强度和优异的柔韧性，比PVC透明度高，光泽好，容易印刷并且具有环保优势。 在欧洲、美国、El本，PETG材料广泛应用于

11、电子支付及身份识别证件。Visa已认可PETG为其卡基材料。国内一些高档证卡及重要的法定证件已开始用PETG作卡基材料。 世界上生产PETG树脂的厂家主要是伊斯曼公司和SK公司。生产卡基材料的厂家都是购买PETG树脂及配方通过压延或者是流延的方式加T成板材、片材、薄膜等，国内做PETG材料的厂家目前有四家，都是采用进口伊斯曼的树脂生产卡基材料。 26纸质卡基材料 因为IC卡里面包含芯片和线圈卡基材料的作用之一便是在外力作用时保护芯片和线圈不受损害。而纸由于硬度低、不耐弯曲、易皱折撕裂、不防水、不耐油污、不耐摩擦等缺点，在IC卡上较少使用。但纸张最重要的一个优点就是其良好的印刷适应性和低廉的成本

12、，现有的一些防伪印刷方式必须在纸上才能实现，纸基材料也可以通过印刷的方式来制作天线，可降低制卡成本并提高制卡效率。 由于纸基材料的以上特点，在卡片的使用频率不是很高，使用时问不是很长的情况下，考虑到纸质材料的成本及良好的印刷性能也可以用纸来作为卡基材料，在一些旅行证件上面由于特殊防伪手段的需要，往往也用纸基材料制作。 随着造纸技术及材料科学的不断发展，出现了各式各样的满足不同要求的特种纸。如美国的TESLIN复合纸：该材料由聚烯烃与SiO2复合而成既有纸的性能又有塑料的性能，具有多微细孔、高填充、高防水、高吸附等特性材料柔软且强度高、可经模具压制成形。美国的护照、军人证用TESLIN制作的欧洲

13、一些国家采用这种材料做电子旅行证件的INLAY；优泊纸(YUPO)是以聚丙烯为主要原材料的合成纸。兼备纸张与塑膜的优点，在商业印刷膜内标签、包装及信息用纸、证卡等各个领域都有很大应用；DURASOFFP纸荷兰SMARTRAC公司产品由聚乙烯与二氧化硅及其他添加剂合成SMARTRAC主要用其来制作INLAY。 以上提到的各种高性能合成纸都有以下共同特点： 外观精美，印刷性优良；耐水、耐油、耐腐蚀；优良的耐久性；宽泛的温度适用性：尺寸稳定性好；不易撕裂；容易与油墨、碳粉、胶粘剂结合；很好的环保性。 由于以上材料即具有纸的优点又有塑料的优点，在证卡领域正在得到越来越广泛的应用。 2.7其它 从广义上说电子标签也是一种智能卡，标签的可选材料范围很广：除了以上提到的材料外，还有PU(聚氨酯)、PP(聚丙烯)等，在一些特定作业环境下，电子标签对承载材料有很高的要求，一些T程塑料如PPS、PPO、PSF、PEN等都可作为电子标签的承载材料。 3小结 智能卡属于高科技行业，该行业包括射频、材料、胶粘剂、印刷、防伪等各个不同的领域任何一种技术的提高都会给证卡行业带来很大的发展。卡基材料的选择要考虑市场供应、材料的性价比及证卡要实现的功能和应用场合，在选定一种卡基材料前，最简单