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CN108430758A - 用于制造包括窗口的多层结构的透光层的方法和具有这种透光层的多层 - Google Patents

用于制造包括窗口的多层结构的透光层的方法和具有这种透光层的多层 Download PDF

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CN108430758A CN201580084996.1A CN201580084996A CN108430758A CN 108430758 A CN108430758 A CN 108430758A CN 201580084996 A CN201580084996 A CN 201580084996A CN 108430758 A CN108430758 A CN 108430758A
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Abstract

为了制造具有清晰窗口(30)的多层结构(28)，提供了一种透光塑料材料层(12)。该透光层(12)具有通过压印形成的具有额外厚度的区域(15)。透光层(12)覆盖有具有窗口(25)的至少一个补偿层(22)，其中具有额外厚度的区域(15)与窗口(25)是一致的。其它层(24)可以与透光层(12)和补偿层(22)进行层压。

Description

用于制造包括窗口的多层结构的透光层的方法和具有这种透 光层的多层
本发明涉及在用于制造包括透光窗口的多层结构的方法领域中的改进。这种透光的窗口可以是透明的，例如用于具有层压结构的安全文件或卡片中，以增加仿造和伪造它们的难度。
图1示出了在这种现有技术制造方法中使用的多层结构。它包括
-包括热塑性材料的透明基板1，
-具有窗口3的补偿层2以及
-位于透明基板1上方的窗口3中的透明贴片4。
在层压之前，其它层5可以堆叠在这种结构的一侧或两侧上。公开号为WO 2013/038361的专利申请公开了相同或相似的多层结构。
这种结构的制造工艺需要各种层的精确对准，这为这种制造工艺增加了一些复杂性。而且，这些复杂的附加工艺步骤增加了制造时间和成本。
在公开号为WO 2014/203199A1的专利申请中公开了另一种制造方法。在该方法中，具有窗口的层与由热塑性材料制成的透明层进行层压。具有窗口的层和透明层都将是最终多层结构的一部分，如其将被使用的。但是，用这种方法获得的这种多层结构可能具有缺陷和变形。
本发明的目的在于简化和/或改进这种类型的制造方法。
该目的至少部分地通过根据权利要求1的用于制造包含在包括至少一个透光窗口的多层结构中的透光层的方法来实现。事实上，由于权利要求1的方法，透光层由具有额外厚度的区域制成，其更容易地插入并对准相邻层中制成的窗口或切口。具有额外厚度的区域可以充分地填充该窗口或切口，以避免在窗口中使用贴片。此外，被加热以使透光材料在其腔中流动的图案化板被移除并且不是最终结构的一部分。图案化板的材料能够根据其功能特别选择，即形成腔，在该腔内透光材料能够流动以成形具有额外厚度的区域。
权利要求1的制造方法的其它特征和/或优点是权利要求2至10的目的。
根据另一方面，本发明是根据权利要求11至15中任一项的用于制造包括透光层的多层结构的方法。
根据另一方面，本发明是根据权利要求16或17的半成品。
根据另一方面，本发明是根据权利要求18至22中任一项的多层结构。
根据另一方面，本发明是根据权利要求23至26中任一项的安全制品。
根据下面的描述和参考附图，本发明的其它特征和优点将变得明显，其中：
-图1是在现有技术方法中使用的层堆叠的示意性横截面图；
-图2是根据本发明制造的具有清晰窗口的卡的示例的示意性前视图；
-图3是在层压之前插入在图案化片和覆盖片之间的透光层的示意性横截面图；
-图4是图3的透光层的示意性横截面图，具有由层压导致的具有额外厚度的区域；
-图5是在最终的卡中层压有补偿层和终饰层、具有额外厚度的区域的透光层的示意性横截面图；
-图6是根据本发明方法的另一实施例获得的、类似于图5的多层结构的示意性横截面图；以及
-图7是根据本发明方法的另一实施例获得的、类似于图5或6的多层结构的示意性横截面图。
在附图中，相同的附图标记表示相同的元件。
下面参照身份证应用来解释本发明。然而，应该理解，本发明可以用于其它应用，诸如智能卡、护照、徽章等，并且特别是当需要透视部分或窗口时。
图2示出了具有透视窗口11(其可以是清晰的或透明的窗口，或者更一般地是透光窗口)的卡10。
参照图3至5描述了根据本发明的方法的示例。根据该示例，首先实现插入物或嵌入物。如图3所示的，为了获得卡10，制造工艺包括压印中间层或嵌入物。因此，提供透光层12。这种透光层12由透光塑料材料制成，透光塑料材料包括但不限于以下化合物之一：聚碳酸酯(PC)、聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯乙二醇(PETg)、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(PETf)、聚乳酸(PLA)、聚乙烯(PE)或聚酯碳酸酯(PEC)。透光层12能够是不同层的堆叠。透光层12的初始厚度(在压印和层压之前)例如在100μm至650μm的范围内。
然后将透光材料层12布置在图案化的板、片或层14之间。选择这些图案化板(或覆盖它们)的材料例如以便在其压印之后不粘附透光材料层12。例如通过冲压在这种图案化板中制造开口。布置覆盖片或板18以便分别覆盖每个图案化板14及其开口。然后获得腔16。每个腔16朝向透光材料层12的相应主表面开口。用于形成图案化板14和覆盖片18的材料包括但不限于以下化合物列表：纸、金属和内衬塑料薄膜。
如图4所示，然后将层12、板14和片18的堆叠层压在层压板26之间，用于压印透光材料层12。该第一层压工艺包括紧随冷循环的热压循环。例如，当透光材料是聚碳酸酯时，在热压循环期间，利用从160℃到195℃的温度和从17到110N/cm2的压力，对透光材料加压15到45mn的持续时间。更一般地说，对于除了聚碳酸酯之外的其它材料，在热压循环期间中，可以利用从120℃到195℃的温度和从17到110N/cm2的压力，对透光材料加压15到45mn的持续时间。在热压循环之后，透光材料已经流入腔16中。例如，当透光材料是聚碳酸酯时，在冷压循环期间，利用从15℃到25℃的温度和从50到220N/cm2的压力，对层12、14和18的堆叠加压13到45mn的持续时间。冷循环允许“冻结”透光材料层12并限制其收缩。
替选地，根据未示出的实施例，不在图案化板14的整个厚度上冲压开口16。在这种情况下，更确切地说，腔或中空部16在图案化板的厚度的一部分上被蚀刻或铣削。然后覆盖片18和/或层压板26变成可选的。换句话说，它们都是图案化板14的一部分。然后将图案化板定位在透光材料层的上方，使得每个腔朝向透光材料层的相应主表面开口。
在热压循环之后，透光材料已经流入腔16中。在透光材料层12较薄的第一区域13中，透光材料层12的最终厚度接近层压之前的层12的初始厚度(即，在0至20μm更薄的范围内)。在透光材料层12最厚的第二区域15中，透光材料层12的最终厚度比第一区域13的厚度厚10％到80％。透光材料层12因此具有基本对应于腔16的深度的额外厚度(与第一区域13相比在第二区域15中)。
在该第一层压工艺之后，图案化板14和覆盖片18与透光材料层12分离并且从透光材料层12中移除。然后释放了透光材料层12的两个主表面。可能地，图案化板14和覆盖片18的材料使得透光材料层12的这些主表面具有用于改进与其它层的内聚力的受控的粗糙度。
透光材料层12及其额外厚度区域15随后用于第二层压工艺，以制造图5所示的最终卡结构。
将补偿层22和终饰层24铺设在透光材料层12之上(首先将补偿层22铺设在透光材料层12之上，并且然后将终饰层24分别铺设在每个补偿层22之上)。补偿层22的功能是对层12的额外厚度进行补偿，以便获得基本上平坦的表面以在其上铺设终饰层24。补偿层22和终饰层24例如由与用于层12的材料兼容的塑料材料制成。例如，如果层12是聚碳酸酯材料，则补偿层22和终饰层24也可以是所需厚度内的聚碳酸酯材料，以便达到最终的目标卡厚度。例如，层12是透明的并且在第一区域13中厚度为340μm，补偿层22是白色的且厚度为100μm，并且终饰层24是透明的并且各自由两个厚度分别为50和100μm的层制成(如将在以下更详细地描述的图7所示)。
每个补偿层22具有与第二区域15(即透光材料层12的具有额外厚度的区域)一致的窗口25。容易将透光材料层12的第二区域15与窗口25对准，因此简化并使制造工艺更高效。实际上，透光材料层12的第二区域15的额外厚度能够用于邻接窗口25的边缘。换句话说，窗口25由透光材料层12的第二区域15填充。即使由于公差，在第二区域25的边缘和窗口25的边缘之间存在小的间隙，但这不会具有任何后果，因为在第二层压工艺中，可能的间隙将被填充(透光材料和/或补偿层22的材料将流动或渗入到该间隙中)。
在第二层压工艺之后，层12、22、24的该堆叠形成多层结构(或层压件)28。当然，仅层12和22就能够形成足以满足其它应用或目的多层结构。
利用上述制造工艺，同时制造几个卡10并在多层结构28中切去所制造的卡以制成最终的卡。该制造工艺允许在可重复、高效和成本有效的工艺内制成具有精确对准的多层结构。
根据本发明，窗口内的透光塑料材料的对准是准确的，并且大于窗口的安全特征的应用不会变形，然而在现有技术中的贴片的情况下，不准确的对准将引起窗口边界处的安全特征的变形。
根据图6所示的另一实施例，透光材料层由相同的透光材料的两个层12a和12b制成。最初，这些透光材料层12a和12b是分离的。然后，在参照图3的上述步骤之前，天线40(图6上的圆点表示天线线圈的横截面)和芯片50插入在透光材料层12a和12b之间。该方法的后续步骤与上述的相似。层12a和12b之间的虚线12c仅表示层12a和12b实际上是分离的，但是当然在制成具有额外厚度区域15的单个透光材料层的层压步骤之后，不存在实体的物质。
图7示出了本发明方法的另一个实施例。在该图中，透光材料层12插入在补偿层22和终饰层24之间。对于该示出的示例，在覆盖多层结构28的同一侧的两个终饰层24之间插入安全元件51。该安全元件51能够具有尺寸比窗口30相应的尺寸更大或更小的形状。安全背景52也能够施加在一个层上或插入在多层结构28的两个层之间。对于该示出的示例，在多层结构28的每一侧上，在面向补偿层22的终饰层24上施加安全背景52。例如，在所示出的多层结构28中，层12是透明的并且在第一区域13中厚度为340μm，补偿层22是白色的且厚度为100μm，并且终饰层24是透明的并且各自由厚度分别为50和100μm的两个层制成(较薄的是内部的层)。
能够设想上述方法的许多变型。例如
-在多层结构28的每一侧上对应于第二区域15的透视窗口30能够具有不同的形状和/或大小；
-层12的透光塑料材料能够批量着色(mass-colored)。
层12和/或多层结构28能够用于许多应用，例如：
-根据一个应用，层12不包含任何智能部件，在这种情况下，数据能够存储在插入在终饰层之间的磁条中(如图7所示的安全背景52)；
-根据另一应用，层12被插入在多层结构28中，其将在与窗口30不同的区域中铣削，用于将芯片模块附接到用于与读卡器进行接触通信的端子；
-根据另一种应用，如已经参照图6所描述的，天线和芯片被插入在层12中，用于制成非接触式卡；
-根据另一种应用，在层压在多层结构中之前，将天线插入在构成层12的两个层之间，并且铣削腔，在该腔内，具有端子的芯片模块将被附接并连接到天线以制成双接口卡；
-根据另一应用，如已经参照图6所描述的，天线和芯片插入到层12中，并且在多层结构28中铣削出腔，以容纳具有端子的芯片模块并实现混合卡。

Claims (27)

1.一种用于制造用于多层结构(28)的透光层(12)的方法，所述多层结构(28)包括至少一个窗口(30)，所述方法包括以下步骤：
a)提供具有初始厚度的至少一个透光塑料材料层(12)，
其特征在于，所述方法还包括：
b)提供具有至少一个腔(16)的图案化板(14)，所述腔(16)的尺寸对应于所述至少一个窗口(30)，
c)利用所述图案化板(14)覆盖所述至少一个透光塑料材料层(12)的至少一个区域，所述腔(16)朝向所述至少一个透光塑料材料层(12)的第一表面开口，
d)将所述图案化板(14)压靠在所述至少一个透光塑料材料层(12)的第一表面上，以便在所述至少一个透光塑料材料层(12)中至少形成第一区域(13)和第二区域(15)，所述第二区域(15)对应于所述腔(16)并且与所述第一区域(13)相比具有额外厚度，
e)从所述至少一个透光塑料材料层(12)的第一表面移除所述图案化板(14)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述腔(16)是穿过所述图案化板(14)的整个厚度的开口。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，当将所述图案化板(14)压靠在所述至少一个透光塑料材料层(12)的第一表面上时，提供覆盖板(18)以覆盖所述开口，使得所述图案化板(14)布置在所述覆盖板(18)和所述至少一个层(12)之间，一旦形成所述第二区域(15)，就移除所述图案化板(14)和所述覆盖板(18)。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述腔(16)是所述图案化板(14)中的中空部。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述至少一个透光塑料材料层(12)是包含在以下列表中的热塑性塑料：聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、改性聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乳酸、聚乙烯和聚酯碳酸酯。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括至少一个热压循环。
7.根据前述权利要求所述的方法，包括利用从120℃到195℃的温度和从17到110N/cm2的压力，对所述至少一个透光塑料材料层(12)和所述图案化板(14)进行15到45mn的持续时间的热压循环。
8.根据前述权利要求所述的方法，在所述热压循环之后，包括至少一个冷压循环。
9.根据前述权利要求所述的方法，在热压循环之后，包括利用从15℃到25℃的温度和从50到220N/cm2的压力进行13到45mn的持续时间的冷压循环。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述至少一个透光塑料材料层(12)由热塑性聚合物或热网状聚合物制成，所述热塑性聚合物或热网状聚合物的玻璃化转变温度为-100℃至300℃，并且优选50℃至190℃。
11.一种用于制造多层结构(28)的方法，包括以下步骤：
-提供从根据前述权利要求之一所述的方法获得的至少一个透光塑料材料层(12)，
-提供补偿层(22)，所述补偿层(22)具有在所述补偿层(22)的整个厚度上切出的至少一个窗口(25)，以及
-利用先前形成的所述至少一个透光塑料材料层(12)的第二区域(15)以及补偿层(22)的与所述第二区域(15)一致的窗口(25)，将所述补偿层(22)铺设在所述至少一个透光塑料材料层(12)的第一区域的至少一部分之上，以及
-对包括所述至少一个透光塑料材料层(12)和所述补偿层(22)的多层进行层压，以获得所述多层结构(28)。
12.根据前述权利要求所述的方法，还包括：在所述多层结构(28)中切出至少一张卡(10)，或者护照页或护照的至少一部分。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，将两个透光塑料材料层层压在一起，以形成所述至少一个透光塑料材料层(12)。
14.根据前述权利要求所述的方法，其中，在层压以形成所述至少一个透光塑料材料层(12)之前，将选自用于非接触式通信的芯片(50)和天线(40)组成的列表中的至少一个元件插入在两个透光塑料材料层之间。
15.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其中，所述至少一个透光塑料材料层(12)通过在选自用于非接触式通信的芯片(50)和天线(40)组成的列表中的至少一个元件周围注塑而制成。
16.一种用于制造多层结构的半成品，其由至少具有第一区域(13)和第二区域(15)的一个透光塑料材料层(12)组成，所述第二区域(15)与所述第一区域(13)整体形成，所述第二区域(15)与所述第一区域(13)相比具有额外厚度并且在其整个厚度上形成单一且均匀的层。
17.根据前述权利要求所述的半成品，其中，将选自用于非接触式通信的芯片(50)和天线(40)组成的列表中的至少一个元件插入在所述透光塑料材料层(12)中。
18.根据权利要求16或17所述的半成品，其中，所述透光塑料材料层(12)由热塑性材料制成。
19.一种多层结构，包括：
-至少具有第一区域(13)和第二区域(15)的至少一个透光塑料材料层(12)，所述第二区域(15)与所述第一区域(13)整体形成，所述第二区域(15)与所述第一区域(13)相比具有额外厚度并且在其整个厚度上形成单一且均匀的层，
-至少一个补偿层(22)，用于利用在所述补偿层(22)的整个厚度上切出的至少一个窗口(25)，补偿所述至少一个透光塑料材料层(12)的额外厚度，其中利用所述至少一个透光塑料材料层(12)的第二区域(15)以及与所述第二区域(15)一致的所述补偿层(22)的窗口(25)，将所述补偿层(22)铺设在所述至少一个透光塑料材料层(12)的第一区域(13)的至少一部分之上。
20.根据前述权利要求所述的多层结构，还包括至少一个终饰层(24)，所述至少一个终饰层(24)覆盖所述补偿层(22)的至少一部分以及所述至少一个透光塑料材料层(12)的第二区域(15)。
21.根据权利要求19或20所述的多层结构，包括位于所述至少一个透光塑料材料层(12)的每一侧上的补偿层(22)，每个补偿层(22)具有在所述补偿层(22)的整个厚度上切出的、与所述第二区域(15)一致的窗口(25)。
22.根据权利要求19至21中任一项所述的多层结构，包括选自由以下组成的列表中的至少一个元件：用于非接触式通信的芯片(50)、用于接触式通信的芯片、用于双接口的芯片和天线(40)。
23.根据权利要求22所述的多层结构，其中，所述元件至少部分地嵌入在所述至少一个透光塑料材料层(12)中。
24.一种安全制品，包括根据权利要求19至23中任一项所述的多层结构，并且选自由以下组成的列表：护照、护照页、身份证、驾驶执照、交通卡、通行卡、硬币、娱乐场硬币、娱乐场匾、信用卡、支付卡、纸币、凭证和安全标签。
25.根据权利要求24所述的安全制品，包括嵌入所述至少一个透光塑料材料层(12)中或施加在所述至少一个透光塑料材料层(12)上的安全元件。
26.根据权利要求24或25所述的安全制品，包括插入在两个层之间或施加在层上的安全元件(51、52)，该层选由以下组成的列表：所述至少一个透光塑料材料层(12)、所述至少一个补偿层(22)和终饰层(24)。
27.根据权利要求25或26所述的安全制品，其中，所述安全元件包括在由以下组成的列表中：安全线、箔片、贴片、印刷品、金属化品和脱金属化品。
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