層狀物特別是卡式層狀物及其制造方法

專利名稱：層狀物特別是卡式層狀物及其制造方法
技術領域：
本發明涉及層狀物，特別是卡式層狀物，如身份卡、信用卡等，包括至少兩層緊密連接在一起的薄膜，在兩層薄膜之間放置安全元件，以及可選地，放置識別元件，其中至少一層薄膜是半透明或完全透明的，從而可通過所述透明薄膜看到安全元件或識別元件，并且，其中至少一個安全元件由具有光衍射效應的三維結構形成，所述三維結構由漆或聚合物層的對應結構化表面產生，所述表面提供有改善所述結構可識別性的涂層。
本發明還涉及一種用于制造包括至少兩層薄膜的層狀物的工藝，薄膜中至少有一層是半透明或完全透明的，在兩層薄膜之間放置安全元件，以及可選地，放置識別元件，這些元件具有光衍射效應結構，其中在第一層薄膜上使用安全和/或識別元件，然后在加熱和加壓操作下第二層薄膜層壓于第一層薄膜的整個表面上。
背景技術：
例如，從WO95/09084中已知上述種類的層狀物，經常用于制造各種卡片，如身份卡、信用卡、卡式駕駛執照等。例如，相應的層狀物也可用于護照中的身份頁或用于要合理保護的文件的組成部分。在這一方面，對這種卡片或層狀物提出了某些要求。一方面，卡片的使用周期平均在5到30年之間。這些卡片還應當有高的機械穩定性，以及高的防刻劃、防磨損和防化學制品的性能。此外，應當可以為卡片提供可靠的保護以防止仿造和篡改。最后，對于卡片或類似種類的層狀物，經常有必要在制造卡片時或在卡片制造工序之后能夠通過通常用于個性化的工藝來實現個性化，例如在上面印刷或采用激光工藝標注卡片。
無論如何，與這類具有底層、然后將安全或識別元件放置在底層上的文件相比，將安全或識別元件放置在兩層之間的層狀物具有以下優點，即，通過將安全和識別元件安裝在兩個覆蓋層之間，在化學制品、磨損或直接偽造等方面基本上保護了安全和識別元件。
迄今為止，制造相應的層狀物包括這樣的過程，在印刷或轉移工藝中通常在第一薄膜上使用安全或識別元件，然后采用漆層覆蓋第一薄膜的整個表面區域或通過在第一薄膜上層壓的方式在第一薄膜上使用第二薄膜，其中的薄膜材料通常是不同的(例如見WO95/09084)。
該過程也有大量缺點。從而在一方面，該過程是在包括層狀物的卡片的情況下，通常只在應用到第一薄膜上的漆層中形成所述衍射結構或具有光衍射效應的結構紋路，在這一方面，由于漆層厚度薄并且由于所述具有光衍射效應的結構暴露，漆層很容易在制造過程發生破壞或污染。隨后通過層壓方式在第一薄膜上應用第二薄膜時，由于過高的溫度和壓力或剪切效應，具有光衍射效應的結構在層壓時存在著破壞或改變的危險，從而引起問題。因此，為了避免這一問題，為了在應用另一覆蓋層的輥壓層壓過程中保護具有光衍射效應結構的對溫度敏感的漆層，在60到160℃的有效材料溫度范圍僅采用很短時間的動作(少于1秒)。
上述過程也受一些嚴重缺點的影響，在這方面最嚴重的缺點是這樣低的溫度和相對短時間的動作僅僅在所述過程包括使用熔點相對低從而易于破壞的薄膜時對層狀物兩層薄膜彼此的固定連接才是充分的。已知過程的另一個缺點是放置在層狀物內部的安全或識別元件只能采用非常特別的物質，這些物質提供與兩層薄膜材料之間的良好連接，并且其自身具有高強度，因為只有這樣才可能防止有意或無意分開在二者之間包封安全和識別元件的層狀物兩層薄膜。為了防止無意分開而使得可以偽造，例如通過替換照片或薄膜之間的其它識別元件，也有必要確保薄膜之間的材料不會軟化，例如由熔化過程引起的軟化。然而這意味著對可用于安全和識別元件的材料涉及相當多的限制。
為了使得將兩層薄膜彼此分開更為困難，從WO95/09084已知在安全元件之間僅按選定區域(region-wise)的方式提供安全元件，在這種情況下在二者之間包封安全元件的薄膜形成彼此鄰接的關系。從而薄膜彼此可靠膠粘，WO95/09084提出了一種很特殊的材料結合方法。更具體地，一層薄膜是PVC薄膜，而另一層薄膜由非晶共聚酯形成。這樣的材料結合也受到一些缺點的影響，特別是不能達到經常所需的強度和抗溫度性能。PVC薄膜或非晶共聚酯的光學性能也經常不能滿足所需。

發明內容
因此，對于相應的層狀物，本發明目的是提出一種新的結構，一方面對于放置在薄膜之間的安全和識別元件的特性和化學成分提供很大的自由度，然而確保在一方面薄膜按在通常環境中不能被分開的方式彼此可靠膠粘，從而在層狀物的內部可靠保護安全和識別元件并幾乎完全排除偽造的可能。在另一方面，層狀物應當具有很好的光學和機械性能。本發明還試圖提出一種按特別有優勢的方式制造相應的層狀物的工藝。
根據本發明，為了實現這一目的，按權利要求1特征部分所提出的方法設計本說明書開頭部分所提出的那種層狀物。
因此，根據本發明，對于那些通常形成層狀物或卡片的覆蓋層的薄膜，只涉及那些起固定作用的薄膜，這意味著與薄膜膠粘較差的材料也可用于安全或識別元件。然而，根據本發明的配置對薄膜彼此分開提供了可靠的保護，因而對破壞安全或識別元件提供了保護。根據本發明，第一次提出了將聚碳酸酯(PR)(一種機械性能和光學性能良好的材料)薄膜用作覆蓋層，其中在PC薄膜之間可包封安全或識別元件，其材料在聚碳酸酯薄膜上的膠粘性能通常較差。因此，應用具有光衍射效應的結構、可在印刷工藝中應用的漆或可變形的漆層或聚合物層可用于安全或識別元件。令人震驚的是發現只要將那些結構壓制在合適的漆或聚合物中，不管是否經過層壓過程，更特殊地，即使為了將兩層薄膜層壓在一起在較高的溫度下工作較長時間，都可保持位于薄膜之間、具有光衍射效應的結構。此外，合適材料的安全元件等可特別減少PC薄膜之間的膠粘劑，從而實際上可在試圖假造或偽造制品時產生“所需斷裂位置”(desired-rupture location)。
根據本發明，層狀物的一個必要特征是發現細小圖形元件或字母數字字符，這些元件和字符在層狀物的連續表面區域形成安全元件或可選地形成識別元件。由于這些元件的最大線寬或點尺寸小于5mm，優選尺寸在0.1到3.0mm之間，由于這顯然使得兩個薄片彼此分開更為容易，從而使得在將卡片等彎折時薄片可以在一個方向上相對移動，如同根據WO95/09084的卡片中特別示例的情形。此外，對于在安全元件等上具有光衍射效應的示例結構也沒有由薄膜互相移動而引起改變或破壞的危險。
為了確保包封安全元件以及可選的識別元件的薄膜彼此緊密膠粘在一起，兩層薄膜在比例至少為25％的總表面積彼此直接相鄰就足夠了，也就是說，在層壓時兩層薄膜彼此直接熔合在一起。在這種情形下，不可能不造成破壞卻采用特殊的手段將薄膜彼此分開。
然而，為了提供即使在相應的機械行為等之后也能很好地識別由精細元件或字母數字型字符形成的安全元件和可選的識別元件并且不會損壞，根據本發明提出在含有精細元件或字母數字型字符的連續表面區域中，包封安全元件和可選的識別元件的薄膜按表面區表面積65％到95％的比例彼此直接相鄰，也就是說在完成的層狀物中彼此熔合。
根據本發明所提供的，在層狀物是卡片形式時，如果沿卡片邊緣寬度至少為3mm，優選為3到10mm的區域沒有安全元件或識別元件，那么這提供了卡片邊緣沿其邊緣有一個區域的優點，其中兩層PC薄膜在整個表面積上連接在一起，藉此在一方面使得強迫分開薄膜更為困難，而在另一方面可靠地保證濕氣、化學物質等不會經由缺乏密封整體性的位置滲入兩層薄膜之間的空間。
可通過金屬化按本質上常見的方式形成涂層，所述涂層改善具有光衍效應結構的可識別性，所述結構形成至少一個安全元件。例如，很薄的金屬層，優選為鋁層可在整個表面積或按選定區域的方式通過氣相沉積應用到具有光衍射效應的結構上。然而，尤其有優勢的是，根據本發明，具有光衍射效應結構的反射增強涂層由透明材料形成，與鄰近涂層和在觀察方向上位于涂層之前的材料相比，涂層具有明顯不同的折射率，在這方面透明涂層和相鄰材料的折射率之差至少是0.3，優選為至少0.5。對具有光衍射效應的結構使用透明涂層材料的優點是任何在觀察方向上位于具有光衍射效應結構之后的元件以及相應的涂層是可見的。特別希望的是層狀物的兩層覆蓋薄膜也是透明的，因為然后層狀物可用于例如涂上任何包含信息項的物質，例如與使用者個人相關的細節。應當感謝的是不必將所有的具有光衍射效應的結構上涂上透明的反射增強材料。相反地，也可以只是在某些具有光衍射效應的結構上提供透明涂層，然而是在可應用金屬化形式的通常涂層的其它結構的情形下。特別是可考慮將可由氣相沉積制作的通常的絕緣層、例如TiO2或ZnS作為透明涂層。
進而希望的是，在至少一個安全元件的可改善識別性的三維結構涂層和每一層薄膜之間至少放置一層漆層或聚合物層，也就是說，希望的是，對于要放置的三維結構在其兩面有這種特性的一層。在這種設計結構中，即使在將兩層薄膜層壓在一起時使用較高的壓力，這種放置非常可靠地保證了不會改變這個或這些安全元件的三維結構。
本技術的陳述提供通過印刷或漆涂布過程直接在一層薄膜上應用安全或識別元件的同時，根據本發明更傾向于由(本質上已知的)轉移薄膜裝飾層形成至少一個安全和/或識別元件，特別的，所述轉移薄膜是熱壓薄膜。使用相應的熱壓薄膜提供很多的優點。特別是為不同的安全或識別元件提供了高度的可靠性。此外，在使用熱壓薄膜時，具有光衍射效應的結構通常一定包封在兩層漆層或聚合物層之間，從而特別是在漆層或熱壓薄片完全硬化或反應達到完全固化的狀態時不必擔心在層壓過程中由于壓力效應而改變形狀。熱壓薄膜還可以幾何結構變化很大的形式應用于薄膜，在這方面可取決于所用熱壓薄膜的特性和構造形成安全元件和識別元件。也可以使用包括作為進一步安全手段的磁性層或例如熒光色的熱壓薄膜。最后，使用熱壓薄膜的一個基本優點是(取決于熱壓薄膜裝飾層的構造和結構)也可以制作對于本發明所必需的安全元件或識別元件的非常精細的圖形，然后在這種情形下仍然可以借助于薄膜在中部空間連接在一起來實現層狀物的高穩定性，所述中部空間是由熱壓薄膜裝飾層所留出的空余處。
根據本發明還提供了至少一個單層或多層形式的安全和/或識別元件，在具有精細元件的連續表面區之外提供標記之類的元件。這種標記之類的元件具有易于轉移并在層狀物中表示特別明顯的記號的優點。
(至少在加工時)為了改善安全和/或識別元件在至少一層薄膜上的膠粘力，根據本發明可具有這樣的優點，至少一個安全和/或識別元件在表面上有一膠粘層，在這種情形下當然也可在兩個表面上提供這種膠粘層。這種膠粘層通常一定存在于商品上可得到的熱壓或層狀物薄膜以及標記之類的元件中。在本發明的情形下，即使膠粘層沒有或沒有緊密地粘附在薄膜材料上也沒有關系，因為事實上兩層薄膜首先通過薄膜彼此直接相鄰的區域連接起來了。
根據本發明的發展，希望的是在至少一層薄膜上提供與安全和/或識別元件成對齊關系(in register relationship)的膠粘應用層，藉此可改善層狀物中的膠粘力。然而對齊關系的膠粘應用層也可有這樣的目的，即在刻蝕過程中裝飾層僅在先前的膠粘應用層區維持在薄膜上粘附的范圍內幫助修正熱壓薄膜裝飾層的刻蝕。
還可以在層狀物的至少一層薄膜的自由表面上提供覆蓋整個或部分表面區的涂層。這一涂層在一方面的作用是消除覆蓋層的表面凸凹不平。然而也可將涂層用于如印刷、簽字區、磁條、保護層等情形。完成的層狀物也可通過例如合適的印刷工藝來實現個性化。也可以假想應用另外的保護層，特別是在層狀物的一個或兩個自由面上涂上涂層。
本發明還涉及制造上述所述結構的層狀物的工藝，其中在第一薄膜上應用安全和/或識別元件，然后通過層壓在熱和壓力作用下在整個表面積上施加第二薄膜。根據本發明提供了按這種方式進行的這種工藝，即聚碳酸酯用于薄膜，即在轉移或層壓過程中應用到第一薄膜安全元件，包括至少兩層硬化或固化的透明漆層或聚合物層以及一層用于改善結構可識別性的透明涂層，并且可選地包括識別元件，其中安全和/識別元件覆蓋層狀物至多65％的總表面積，然后使形成的層狀放置經受熱處理，從而使兩導層薄膜在沒有安全或識別元件的互相鄰近的區域熔合在一起。
根據本發明的工藝具有可實際使用而不會有問題的優點，其中兩層薄膜之間的可靠連接可由在連接兩層薄膜時合理控制供熱來保證。由于存在著可能在兩層之間包封具有光衍射效應的結構的漆層或聚合物層以及用于改善可識別性的涂層，不管是否有長時間的熱處理，所述過程可靠地提供了保護，具有光衍射效應的結構在兩層薄膜彼此層壓在一起時不會損壞或改變。所述操作過程也具有設備成本相當低的優點。
由于使用聚碳酸酯薄膜，希望熱壓薄膜在170以210℃的溫度下作用1到60分鐘的時間，優選時間為10到50分鐘。在這樣高的溫度下連接在一起的聚碳酸酯薄膜層狀物由于高的機械和熱穩定性而非常突出，因此可達到比迄今為止的通常壽命要長得多的使用壽命。
最后根據本發明，在工藝中在應用安全和/或識別元件之前，至少在第一薄膜上按選定區域的方式、最好按與至少某些元件成對齊關系提供底層或膠粘應用層。使用從在襯底上應用光變安全元件本質上已知的預印刷底層或膠粘劑，特別是按模鍛薄膜的形式，具有這樣的優點，即按這種方法相應薄膜的表面可能特別光滑，從而具有光衍射效應的結構的動作也不會被覆蓋層表面的不平整或凸凹不平所影響。這一點非常重要，因為這些薄膜的粗糙表面通常位于層狀物的內部，通常安全或識別元件放置在PC薄膜的粗糙表面上。此外，正如應當感謝的，這樣的底層或膠粘層也可用于改善一方面是薄片的表面和另一方面是相應的安全和/或識別元件之間的膠粘力。


在下文中參考附圖所作的描述將揭示本發明進一步的特征、細節和優點。
圖1示例表示包括根據本發明的層狀物的身份卡；圖2表示沿圖1中線II-II截取的截面圖；圖3是圖2中由箭頭III所標示的卡片區域放大圖；圖4至6按截面示意圖表示薄膜與安全和識別元件部分的不同放置和結合，視圖并不是真實比例，特別是在各層厚度方面；圖7是類似圖1的視圖，表示身份卡等的第二實施例；圖8是沿圖7中線VIII-VIII截取的截面圖；圖9是沿圖7中線IX-IX截取的截面圖，其中類似于圖4至圖6，圖8和圖9不是真實比例。
具體實施例方式
圖2和3清楚地表示出圖1至3所示的身份卡包括下層薄膜1和上層薄膜2，其中兩層薄膜都是聚碳酸酯。
在層狀物中至少有一層薄膜必須是透明的，在本實施例中至少是上層薄膜2，從而確保可以識別位于兩層薄膜1和2之間的元件，所述元件在本實施例中是安全印花3、帶有光衍射效應結構的安全元件4、身份卡持有人的照片5、帶有身份卡持有人姓名的手跡區或板6和帶有可識別注冊序列號的手跡區或板7。
在本實施例中，安全元件4表示申請人所在公司的標志，包括多個部分，即外環8、半圓區9、三角區10以及例如位于環8和區9、10之間的透明保留區11，例如所述外環8由平整的反射表面形成，所述半圓區9上安裝有第一衍射結構，所述三角區10具有第二結構，所述第二結構具有光衍射效應并與所述區9的結構不同。
所示實施例的安全元件4包含由熱壓薄膜裝飾層形成的標記之類的元件，其中從圖3中可以看到安全元件4的基本結構。圖3所示的安全元件4包括透明的漆層或聚合物層12，其中在制造安全元件4時復制出具有光衍射效應的區9和10。透明的漆層或聚合物層12在區8、9和10中提供，帶有改善所述結構可識別性的涂層13，一旦應用到空余表面上通常作為相應的安全元件的保護層。例如涂層13可是一層金屬層，如在真空中由氣相沉積制作的一層鋁層。然而，涂層13也可能是透明絕緣層的形式，如TiO2或ZnS，只要能夠保證所述涂層13的折射率與漆層或聚合物層12的折射率以及在相反一側與涂層13相鄰的漆層或聚合物層14的折射率相差足夠大即可。也可(部分)結合去金屬化層和絕緣層。漆層或聚合物層12和14的進一步細節結合對圖4到6的描述加以說明。
最后，安全元件也有一層膠粘層15，通過所述膠粘層將安全元件14固定在下層薄膜1上。
由于區8、9、10和11的結構不同，取決于各自的視角和光的入射角度，觀察者按本質上已知的方式接收不同的的光效應，從而使得偽造更為困難或不可能。
在圖3中，以波形或矩形柵格區的形式圖解說明了區9和10的結構。實際上各個區的結構基本上可以更為復雜。對于本技術領域的人員有多種熟知的選擇。
安全印花3也可包括一種通常形式的直接應用在下層薄膜1上的印花，如在制造紙幣時采用的印花。然而，對于安全印花3也很容易有這樣的可能，不是直接在薄膜1上提供安全印花3，而是或是通過特殊的熱壓薄膜應用安全印花3，或是以相應的轉移薄膜特別是熱壓薄膜的可分開層的形式、或者以標記之類的元件的形式將安全印花3和具有光衍射效應的結構8、9和10結合形成一個共同的安全元件。
如圖1所示，安全印花3包括多個獨立的線30，在本實施例中所述線30沿對角方向延伸，其中安全印花3的線30覆蓋了連續表面區31。形成安全印花的線30線寬較細并且其結構和放置如圖2的區3所示，兩層薄膜1和2在線30之間分別直接彼此相鄰。也可提供其它元件代替安全印花3的線30，例如具有光衍射效應的結構，然而，在這種情況下那些精細元件的結構和放置必須是所述元件在一個方向上的最大線寬或點尺寸小于5.0mm，最好在0.1到3mm之間。此外，安全元件或識別元件覆蓋不超過連續表面區31總表面積的50％。例如在如圖1所示卡片的情形下，也可提供線寬大約0.3mm、相互間距大約1mm的線。
例如，關于照片5的工藝可是這樣的，即通過合適的膠粘劑將相應的照片膠合在1上。然而，也可在薄膜1上提供可適于由光化學或通過高能照射例如激光刻蝕來改變的物質，從而將照片5直接記錄在下層薄膜1的內表面上。例如可通過燙印將圖象印在上面。
關于手跡區6和7，也有涂布手跡的不同可能方法。例如，區6和7中的手跡可以直接印刷到下層薄膜1上或以傳統的熱轉移工藝來涂布。然而，關于區6和7中的手跡，對于卡片也可能是由改變卡片下層薄膜1的表面來形成手跡。關于手跡區6的姓名和照片5，應當特別對工藝加以考慮，使得只能在基本完成卡片或層狀物之后可以制作照片5以及應用姓名6，也就是說，例如通過激光照射來制作，所述激光照射無破壞性地穿過透明的上層薄膜2并相應地被下層薄膜1中的物質吸收，最終導致下層薄膜1由熱引起改變。
如果通過在區6和/或7中印刷來涂布手跡或者通過熱轉移工藝來涂布，例如通過合適的薄膜，應當注意確保手跡的線寬在最佳范圍，也就是說小于5mm，線寬最好在0.1到3.0mm之間。此外，在手跡區6和7中的手跡字符覆蓋的總表面積小于手跡區總表面積的50％，從而兩層薄膜在合適大小的表面區中直接彼此相鄰并因此也能直接連接在一起。
最后，圖3也表示出在下層薄膜1空余的下側16處按選定區域的方式提供附加的涂層17，下層薄膜1在圖示實施例中是不透明的，所述涂層17覆蓋在下側16處，例如可包含磁條和簽字板等。
現在，在制作如圖1所示卡片時的步驟是這樣的，無論如何，安全印花3和可能包括多項的安全元件4或者以單個卡片的形式、或者以較大張的形式按常規方式應用到下層薄膜1上，隨后將較大張切成卡片。此外，同時或在應用安全元件3和4之后將照片5和區6和/或7中的標記應用到相應的下層薄膜表面上。
然后，在至少帶有安全元件3和4的下層薄膜上應用上層薄膜2，然后按這樣的方式連接兩個覆蓋層1和2，即薄膜1和2在空余區、也就是說在既沒有安全元件3和4也沒有照片5和文字6、7的區域熔合在一起。為了保證上層薄膜可靠地膠粘在下層薄膜1上，有必要確保層狀物或每一個卡片至少25％的總表面積沒有安全元件3、4或識別元件5、6、7。
應當感謝的是認為空余區也包括安全印花3的單個線條之間或者手跡區6、7單個字母之間的區域。在安全印花3的連續表面區31和也可看作是連續區的手跡區6、7中，薄膜1、2按分別占各自連續表面區6、7和31的65到95％的表面積比例彼此直接相鄰。
非常希望安全和識別元件3到11分別按這樣的方式放置在薄膜1、2之間，即沿卡片的邊緣28，圖1中由虛線所指示的區29保留著而沒有安全和識別元件3到11。區29的寬度b至少是3mm，優選為從3到10mm。該“空余”區29的優點在于使兩層薄膜1、2沿卡片邊緣28可靠地連接在一起，從而濕氣、化學物質等不能滲入薄膜1、2之間夾層空間。
上層薄膜2平放在下層薄膜1上。因此，必須在足夠長的時間里施加足夠高的熱效應，從而可靠地保證兩層薄膜1、2在其邊界區域彼此合適地熔合在一起。在這方面發現在將聚碳酸酯用于兩層薄膜1和2時，在170到210℃的溫度范圍加壓5到60分鐘給出很好的結果。盡管經過這樣的高溫處理，包封在漆層或聚合物層12和14之間的區9和10之中帶有光衍射效應的結構沒有受損或破壞。也可以提供上層薄膜2的透明度沒有不利的削弱或只是削弱到無關緊要的程度。
按上述方式制作由層狀物形成的卡片對于偽造基本上是安全的。它特別保證了兩層薄膜1、2不會彼此分開，除非引起必然可檢測到的損壞。尤其至關重要的是兩層薄膜1和2在空余區的熔合意味著那些層實際上不能在那里彼此分開。最多是在安全或識別元件所處位置處分開。然而，在這種情形下，應當計算到由于在將兩層薄膜連接在一起時應用的條件，安全或識別元件對兩層薄膜也有較好的膠粘力，從而在試圖分開兩層薄膜時也會損壞這些元件。
在圖2和3中上層薄膜2的表面18也表示成相對不平整。實際上由于在層壓操作時所采用的溫度和壓力，薄膜2的自由表面基本上是平整的。
正如根據本發明可采用的，圖4到6圖示一些多層放置的例子。
在所有的情形下，都有包括聚碳酸酯的下層薄膜1，事實上在這方面所采用的薄膜厚度大約在50到200μm之間。
為了改善下層薄膜1上相應的安全元件19、19a、19b的膠粘力，希望先通過印刷在隨后膠粘安全元件19、19a、19b的區域將合適的底漆或膠粘劑20應用到下層薄膜1上，在這方面如圖5所示，也可以通過印刷在上層薄膜2上涂布相應的膠粘劑20a。例如膠粘劑20、20a可包括已知類型的熱封膠粘劑，但也可以是對壓力敏感的冷膠粘劑。
在圖4到6所示的實施例中，安全元件19、19a、19b的構造不同，在這一方面圖4實施例與圖5和6中的實施例不同之處在于圖4的層狀物有多個安全元件19或安全元件的多個部分，形成精細的字母數字型字符元件。希望圖4所示的安全元件19放置在正如參考圖7將進行更詳細描述的連續表面區，并且最大寬度s、s’(在一個方向上)小于5mm。優選地，寬度s、s’在0.1到3.0mm之間。安全元件19在決定于寬度s、s’的方向的橫向上可以是任意尺寸。只要保證在各自的連續表面區內，表面區比例為65到95％的表面積沒有安全元件19，從而在這方面PC薄膜1、2直接彼此相鄰并且直接彼此熔合。
圖4所示安全元件19包括熱壓薄膜的裝飾層，已知該裝飾層實質上就起著裝飾的目的。
在本實施例中，安全元件19包括兩層保護漆層21、22。內保護漆層22與與一層復制漆層23相鄰。在復制漆層23中刻出具有光衍射效應的結構，所述結構提供有一層涂層24改善它的可識別性。例如涂層24具有反射增強效應，例如可是由氣相沉積制作的金屬層，然而優選為合適的透明絕緣層，例如TiO2，或者是部分去金屬化的區，在這方面涂層24和在查看方向上位于涂層之前的各層之間折射率的差異有必要至少達到0.3，優選為0.5。至于最后一層，圖4所示熱壓薄膜的裝飾層具有熱塑性熱熔膠粘層25。然而，如果如圖4所示下層薄膜1上已經載有合適的膠粘劑20，也可以提供相應的漆層或聚合物層代替所述熱熔膠粘層25。
通常安全元件19的各層大面積地應用到一層承載薄膜上，所述承載薄膜在這里未示出，應將之想像為在安全元件19遠離膠粘層25的一面上。然后安全元件應用到下層薄膜1上按以下方式起作用，即帶有膠粘層25或相應的漆層的熱壓薄膜平放在下層薄膜的相應一面上，然后采用根據所需安全元件結構所設計的工具，特別是壓頭(ram)，在熱和壓力的作用下壓在該面上。在抽去承載薄膜時，將形成安全元件19的熱壓薄膜裝飾層區和相應于壓頭等的凸起區粘附在下層薄膜1提供有膠粘劑的區20上。在中部的空間，與承載薄膜一起抽去裝飾層。按這種方法可以制造出安全元件19非常精細的圖形結構。
在將安全元件19應用到聚碳酸酯的下層薄膜1上后，上層PC薄膜2平放在上面并與之壓緊。上層薄膜2有利的厚度為大約50到200μm。在這方面圖4引起錯誤的印象，更為具體地，這是因為下層薄膜上的熱熔膠粘層20厚度僅為大約2到5μm，同時安全元件的總厚度僅為大約3到10μm。結果，那樣為了在二者之間可靠地形成適當的連接，在安全元件19之間的中部空間上層薄膜2支撐在下層薄膜1上不會引起問題。
圖5所示實施例具有標記之類結構的安全元件19a。額外地，在這里同樣為了改善上層薄膜2的膠粘力，在安全元件19a的區域上層薄膜2也提供有熱熔膠粘涂層，在這種情形下，膠粘層20、20a基本上厚度為2到5μm。
從中模鍛或切出安全元件19a的薄膜基本上與形成安全元件19的熱壓薄膜相同。然而一個不同是提供了額外的承載層26，例如是聚酯層，所述承載層只是為了便于處理，當然也可忽略，如同圖1所示卡片的安全元件4的情形。如果有層26，元件19a的厚度基本上要大于安全元件19。例如安全元件19a的厚度在20到60μm之間。
關于圖5所示實施例，也應當提及其中并沒有整個表面積上提供所述結構的涂層24，而是按給定精細圖形的形式、或者按結合不同介質增強反射的形式僅在部分表面積上提供。在部分表面積上制作涂層的工藝廣為人知。
最后圖6表示特殊用途的實施例，其中安全元件19b由標簽(sticker)形成，所述實施例與圖5中的安全元件19a的不同之處在于額外地將膠粘劑27放在承載層26的自由面上，例如所述承載層是聚酯薄膜。例如，圖6所示安全元件19b的厚度為50到80μm之間。
借助于標簽19b兩面的膠粘劑，在應用安全元件19b之前，原則上可以在薄膜1、2的相應表面上先提供膠粘劑。此外，由于主要借助于薄膜1、2在安全元件19、19a、19b之間的空余區域處直接熔合在一起來獲得安全，在原則上也可應用于圖4和5中的膠粘層20、20a。然而有必要保證PC薄膜1、2在至少占層狀物總表面積比例25％的區域彼此直接支持并彼此熔合在一起。
通常，關于根據本發明所制作的層狀物，還應當注意的是在某些條件下，可能希望在使用時完全或部分朝外的一面提供完成的層狀物或形成覆蓋層的單表面材料，并帶有例如可用于簽字板的涂層。此外也可按附加安全元件的形式或為了使從層狀物制得的卡片個性化提供表面印花，也就是說應用關于卡片持有人的卡片信息。
圖7到9表示根據本發明的層狀物的另一個實施例，涉及與圖1到3的實施例相比有一個稱為承載層100的附加層的卡片。承載層100可針對使用者個性化，其中為了這個目的，承載層，例如一片相應的紙板或顏料卡片，在其使用時蓋住的表面132上支撐與各個用戶相配的元件，例如照片105和帶有使用者姓名的手跡區106。
然后，在圖7到9所示的卡片的承載層100上覆蓋原則上與圖1到3的層狀物相對應的層狀物，所述層狀物標識為標號133。
層狀物133也包括兩層聚碳酸酯的薄膜101和102。在兩層薄膜之間提供有安全元件104，安全元件一方面由安全印花103組成，另一方面由具有光衍射效應的不同區域組成，其中，安全印花103與具有光衍射效應的安全元件104相鄰，形成整個安全元件131。關于整個安全元件131的結構和放置，可以參考根據圖1到3對印花區3和安全元件4以及薄膜1和2之間的放置所進行的相應描述。
此外，圖7所示的卡片有例如寫滿序號的手跡區107。可在薄膜101和102形成層狀物之前例如由印刷在薄膜101上形成所述序號107。
與圖1到3所示卡片相比，圖7到9所示卡片的特征在于照片105和卡片持有者的姓名106不是在兩層薄膜101、102之間放置，而是在承載層100和薄膜101之間放置。
現在，作為附加的安全手段，在整個安全元件131和手跡區107外由點劃線134指示的連續表面區域為覆蓋姓名區106和照片105的層狀物133提供了以較精細的圖形元件119和119’的形式在薄膜101和102之間提供了額外的保護。
在圖7到9的圖示實施例中，以寬線119和窄線119’的形式提供了圖形元件，其中因為薄膜101和102彼此適合地緊密膠粘，在一方面，有必要保證圖形元件119、119’的線寬或點尺寸在一個方向上小于5mm，特別有利的尺寸在0.1到3mm之間。在另一方面，有必要保證在由點劃線134指示的表面區域135(圖7)中比例至少為50％的表面區域沒有被精細圖形元件119、119’所覆蓋。所希望的是，圖形元件119、119’覆蓋連續表面區135的比例僅為5到35％，在剩余的表面區域也就是說大約65％到95％的薄膜101和102彼此直接支撐并可通過熔合彼此直接連接起來。
在圖示實施例中，圖形元件119、119’由類似于圖4到6中形成的安全元件19、19a、19b的衍射結構形成。
例如，圖形元件119、119’包括兩層漆層112、114，在兩層漆層之間包封著相應的具有光衍射效應的結構。所述結構提供有改善所述結構可辨別性的涂層113，例如增強反射以使之更為清晰可見。
如同圖7的實施例，圖形元件119、119’覆蓋在姓名區106和照片105上，元件119、119’是透明的。正如上文中結合圖1到3的實施例在原理上所進行的描述那樣，這由包括絕緣材料的涂層113來實現，例如氣相沉積的TiO2。
此外，圖7所示卡片的特性是邊緣區域129沒有任何安全元件之類的東西，從而薄膜101和102適于在邊緣區域129緊密連接在一起，并且可靠地防止濕氣等滲入薄膜101和102之間。
在制作圖7所示的卡片時，在一方面，在工藝的第一步，在承載層100上提供照片105以及可能地手跡區106中持有人的姓名。因此在這方面承載層100分別適應于身份卡片等的持有者。
為了保護的目的，然后在帶有照片105和姓名106的承載層100上覆蓋制作好的層狀物133，因為所有的身份卡片等的結構可以是相同的。應當注意的是層狀物133顯然也能夠個性化，至少可改變層狀物之間手跡區107的序號，這對于層狀物的所述結構很有可能，因為手跡區107的序號在薄膜101和102形成疊層之前通過印刷來應用，因此易于改變。
關于安全和識別元件的結構，根據本發明的層狀物具有很大的優勢，因為本發明提供了可將非常精細的結構用于安全或識別元件，因此有充分的自由度。令人驚異的是，已經發現在根據本發明的層狀物的情形下，兩層薄膜即使在只有較小間距的時候也能連接在一起，也就是說，例如所包封的元件之間有細線或小直徑的點等。盡管使用較高的溫度將聚碳酸酯薄膜層壓在一起，也可能使用熱壓膜形式的安全元件，所述熱壓薄膜使用通常用于這一目的、也就是說其中的安全元件的漆層，由于所使用的漆層的性能，以前曾經假定只能在60到160℃的有效材料溫度范圍內和在漆層上僅采用很短時間動作的情況下才能實現此應用。
權利要求
1.一種層狀物，特別是卡式層狀物，例如身份卡、信用卡等，包括至少兩層固定連接在一起的薄膜(1，2；101，102)，在兩層薄膜之間放置有安全元件(3，4，19，19a，19b；103，104，119，119’)和可選的識別元件(5，6，7；105，106，107)，其中至少一層薄膜(2，102)是半透明或全透明的，使得可以從所述透明薄膜(2，102)看到安全元件和可選的識別元件(3到7，19，19a，19b；103到107，119，119’)，此外，其中由漆層或聚合物層(12，14；112，114)相應結構的表面制作而成的、具有光衍射效應的三維結構形成至少一個安全元件(19，19a、19b；119，119’)，在所述表面上提供有改善所述結構可識別性的涂層(13，24；113)，其特征在于在層狀物至少一個連續表面區(31；135)，由至少一層油墨層或漆層(12，14；112，114)通過在一個方向上最大線寬或點尺寸(s，s’)小于5.0mm的精細圖形元件(30；119；119’)或字母數字型字符形成安全元件和可選的識別元件(3到7，19，19a，19b；103到107，119，119’)，安全元件或可選的識別元件按以下方式放置，即包封安全元件和可選的識別元件的薄膜(1，2；101，102)在連續表面區(31；135)總表面積至少50％的部分彼此直接相鄰，所述相鄰的薄膜(1，2；101，102)由成分基本相同的聚碳酸酯(PC)組成并在其接觸表面區熔合在一起。
2.如權利要求1所述的層狀物，其特征在于形成安全元件和可選識別元件的線(30；119，119’)的線寬(s，s’)在0.1到3.0mm之間。
3.如權利要求1或權利要求2所述的層狀物，其特征在于包封安全元件和可選的識別元件(3到7，19，19a，19b；103到107，119，119’)的薄膜(1，2；101，102)在層狀物總表面積至少25％的部分彼此直接相鄰。
4.如前述任一項權利要求所述的層狀物，其特征在于在具有精細元件(30；119，199’)或字母數字型字符(6，7；107)的連續表面區(31；135)中，包封安全元件或可選的識別元件(3到7，19，19a，19b；103到107，119，119’)的薄膜(1，2；101，102)在表面區(31；135)表面積65％到95％的部分彼此直接相鄰。
5.如前述任一項權利要求所述的層狀物，其特征在于在卡片形結構的情形下，沿卡片邊緣寬度(b)至少為3mm、優選為3到10mm的區域(29；129)沒有安全元件或識別元件(3到7，19，19a，19b；103到107，119，119’)。
6.如前述任一項權利要求所述的層狀物，其特征在于形成至少一個安全元件(19；119，119’)、具有光衍射效應結構的涂層(13；113)用于改善所述結構的可識別性，所述涂層由透明材料形成，所述透明材料的折射率與鄰近該涂層、在觀察方向上位于該涂層之前的材料明顯不同。
7.如權利要求6所述的層狀物，其特征在于所述涂層(13；113)與相鄰材料之間的折射率之差至少為0.3，優選為至少0.5。
8.如前述任一項權利要求所述的層狀物，其特征在于在至少一個安全元件(19；119，119’)三維結構的涂層(13；113)和各薄膜(1，2；101，102)之間放置有至少一層漆層或聚合物層(12，14；112，114)。
9.如前述任一項權利要求所述的層狀物，其特征在于至少一個安全和/或識別元件(4，19；104)由轉移薄膜、特別是熱壓薄膜的裝飾層形成。
10.如前述任一項權利要求所述的層狀物，其特征在于在具有精細元件(30；119，199’)的連續表面區(31；135)之外提供有至少一個單層或多層標記型表面元件形式的安全和/或識別元件(131)。
11.如權利要求9或權利要求10所述的層狀物，其特征在于至少一個安全和/或識別元件(4，19；19a，19b)在表面上有膠粘層(15，25，27)。
12.如前述任一項權利要求所述的層狀物，其特征在于在至少一層薄膜(1，2)上提供有與安全和/或識別元件(19，19a)成對齊關系的膠粘劑(20，20a)。
13.根據前述任一項權利要求所述的層狀物，其特征在于在至少一層薄膜(1)的自由表面(16)的整個表面區或部分表面區上提供有涂層，例如提供印花、簽字區、磁條(17)和保護層等。
14.一種制作包括至少兩層薄膜(1，2；101，102)的根據前述任一權利要求的層狀物(133)的工藝，在兩層薄膜中至少有一層薄膜(2；101，102)是半透明或全透明的，在兩層薄膜之間放置有安全元件(4，19，19a，19b；104，119，119’)和可選的識別元件(5，6，7；107)，所述元件具有光衍射效應結構(9，10，23)，其中在第一薄膜(1；101)上應用安全和/或識別元件(3到7，19；103，104，107，119，119’)，然后在熱和壓力作用下在整個表面區上通過層壓來施加第二薄膜(2；102)，其特征在于將聚碳酸酯用于薄膜，在轉移或層壓工藝中，在第一薄膜(1；101)上應用安全元件(4，19；104，119，119’)以及可選的識別元件(5，7；107)，所述安全元件包括至少兩層硬化或固化的透明漆層或聚合物層(12，14；112，114)和一層用于改善所述結構的可識別性的透明涂層(13；133)，其中安全元件和/或識別元件覆蓋層狀物總表面積至多65％的部分，然后施加第二薄膜(2；102)，然后對形成的層狀結構(133)進行熱處理，使得兩層薄膜(1，2；101，102)在沒有安全或識別元件的互相鄰接區域熔合在一起。
15.如權利要求14所述的工藝，其特征在于熱壓操作在170到210℃的溫度下作用1到60分鐘的時間，優選為10到50分鐘。
16.如權利要求14或權利要求15所述的工藝，其特征在于在應用安全和/或識別元件(3到7，19，19a；103，104，107，119，119’)之前，至少在第一薄膜(1)上按選定區域的方式、優選按與給定的某些元件成對齊的關系提供底層或膠粘劑(20，20a)。
全文摘要
本發明涉及一種層狀物，特別是卡式層狀物，如身份卡、信用卡等。所述層狀物包括至少兩層彼此緊密附著的薄膜，在兩層薄膜之間有安全元件和從一層薄膜可見的可選識別元件。至少一個安全元件被設置成具有衍射效應的三維結構。本發明的目的是提高這類層狀物的耐用性并使偽造更為困難。為了實現這一目的，包封安全元件以及可選識別元件的薄膜彼此直接相鄰，并覆蓋層狀物總表面積至少25％的部分以及包含寬度或點尺寸小于5mm的元件的連續表面積至少50％的部分，從而所述相鄰薄膜由成分基本一致的聚碳酸酯組成，并在其接觸表面附近熔合在一起。
文檔編號G06K19/077GK1418151SQ01806648
公開日2003年5月14日 申請日期2001年3月16日 優先權日2000年3月17日
發明者托馬斯·格里貝爾, 路德維格·布萊姆, 阿奇姆·漢森 申請人:Ovd基尼格拉姆股份公司