專利名稱：制造安全物品的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造安全物品(security item)如帶有安全標(biāo)記的安全證書或安全卡片的方法。
塑料卡片付諸應(yīng)用已有多年。一般存在兩種類型。第一種主要用于金融的卡片是由PVC制成的。白色的PVC芯被印刷上裝飾或安全標(biāo)記。該芯可由雙面印刷的一片組成，或者由正面裝飾印在一片上而反面的印在另一片上的兩片組成。將透明的層壓薄膜涂在正反面并隨后將該三或四層的“夾心物”放在壓機高度拋光的金屬板之間，在熱和壓力下多層熔合在一起。該方法是勞動密集型的且耗能。壓制法產(chǎn)生扭曲，必需復(fù)雜的定位設(shè)備以確保每個卡片在正確的位置被沖切。芯片和層壓片之間存在的印刷油墨通常對層合物之間的粘接有不利影響。這導(dǎo)致分層的危險并降低卡片的彎曲應(yīng)力。
所得卡片經(jīng)證明是金融卡可接受的，其壽命為大約2年。在需要長壽命如10年之處它們是不太成功的，因為隨著老化PVC傾向于變脆并開裂。PVC基金融卡的個人化通常包括壓印個人資料，這將應(yīng)力引入到卡結(jié)構(gòu)中，可對卡壽命產(chǎn)生不利影響?，F(xiàn)在由于環(huán)境原因PVC被認(rèn)為是不受歡迎的。為了克服PVC的缺陷，已經(jīng)引入了聚酯和聚碳酸酯卡。它們是更加昂貴的，要求在更高的溫度下進(jìn)行層壓并因此更加耗能。這些聚合物中只有某些級別的聚合物能得到可壓紋的卡。但是，只有金融卡市場要求壓紋；對于不需要壓紋的許多其它應(yīng)用如身份證--另一種個人化技術(shù)正在得到應(yīng)用。
JP-A-8-290539描述了適用于磁卡且特別適用于pin ball卡的聚酯多層薄膜。特別是描述了由聯(lián)合擠塑層壓的雙軸取向聚酯薄膜形成的層壓聚酯薄膜，該薄膜的一層在一面的至少最外層上含有白色顏料并且至少一層含有發(fā)射熒光的顆粒。在該現(xiàn)有技術(shù)文件中所述類型卡用于通行牌等并且一般厚度為大約250微米。一般通過在表面上印刷來裝飾它們。
當(dāng)卡用作身份證時，有關(guān)持有者的一系列個人信息需要加到卡上。除了文字項目如名字和出生日期外，還需要持有者的照片，可能還要附有生物統(tǒng)計學(xué)標(biāo)識符如指紋。這些個人數(shù)據(jù)必須能夠抵抗欺騙性進(jìn)攻，因為更改可使持卡人以外的人使用該卡。許多年來一直使用所謂的“袋”型身份證。在該情況中，將一張附有照片的安全打印紙密封在透明袋中，該袋由邊四周被熱封的折疊透明塑料片組成。一般這種卡可使用10年。但是，它們正越來越不受歡迎，因為它們?nèi)狈VC卡清潔的外觀并且不符合磁卡或智能卡的國際標(biāo)準(zhǔn)。這類卡中所用的透明熱封塑料層壓薄膜一般由帶有粘接促進(jìn)層的雙軸取向聚酯形成。該層可通過擠涂或通過共擠塑高熔點聚酯和低熔點聚酯隨后進(jìn)行雙軸取向而施加。
根據(jù)本發(fā)明，制造安全物品的方法包括共擠塑具有不同特性的至少兩種聚合物塑料以形成底物，兩種材料均未雙軸取向；并在底物上提供安全標(biāo)記。
生產(chǎn)共擠塑底物得到許多優(yōu)點。兩種塑料材料之間非常好的結(jié)合使它們比常規(guī)安全物品更難分離。這在塑料材料作為共擠塑重疊層時尤為重要。
我們意識到上述材料且特別是JP-A-8-290539所述的那些的一個顯著缺點是使用了雙軸取向的聚酯。盡管雙軸取向賦予薄膜一些強度，但它也具有將分子拉在一起的效果以致特別難以使某些標(biāo)記材料，特別是升華染料穿透它們。而且，雙軸取向塑料薄膜很少能獲得大于250微米的厚度。因此它們不適于本發(fā)明所涉及的許多應(yīng)用領(lǐng)域。
使用具有不同特性的塑料材料還有另一個優(yōu)點。這些特性可源自不同塑料材料的使用但在優(yōu)選方法中這些特性是通過在一種或多種塑料材料中包含了安全添加劑而得到的，這種添加劑任選是可機檢的。在一個實例中，可在一層中引入熒光材料，該層一般為重疊結(jié)構(gòu)物的暴露層，以便如果有人試圖要移動該層以便例如接觸下面的標(biāo)記，則當(dāng)通過產(chǎn)生熒光驗證物品時會變得明顯。通常熒光在光學(xué)輻照下是看不見的，因此它可提供隱藏的安全性。
其它可用的安全添加劑包括光致可變材料、磁性材料、激光可寫材料和反斯托克斯材料。另一種可能性包括顆粒或纖維形式的材料，其在各片塑料中的分布可由適當(dāng)?shù)臋z測系統(tǒng)測定。這可形成允許每個卡被唯一識別的機檢系統(tǒng)的基礎(chǔ)。例如，被測定的分布可隨后被儲存在該物品的其它處作為安全數(shù)據(jù)。
在更復(fù)雜的安排中，不同的添加劑可包含在不同的層中。
安全標(biāo)記可以各種方式提供。目前優(yōu)選的方法是通過使用一種或多種油墨以及可升華染料將安全標(biāo)記印刷在載體如紙上。隨后使該載體與底物表面接觸并加熱以引起染料升華、轉(zhuǎn)移給底物并在底物中擴散。在另一個方法中，可使用含有或不含可升華染料的油墨將安全標(biāo)記直接印刷在底物上。在另一個選擇方法中，可將含有可升華染料的油墨直接印刷在底物上，隨后加熱使染料擴散到底物中。
當(dāng)可升華染料用于安全和/或個人化標(biāo)記(personalisedindicia)時，特別是對于重疊層還可獲得其它優(yōu)點，因為可使它們擴散穿過一層以便至少標(biāo)記相鄰層并且優(yōu)選擴散到相鄰層中。這將高度保證防偽，因為任何更改標(biāo)記的企圖均需要移走第一層及第二層的至少一部分，這將是易于檢測的。
在大多數(shù)情況下，塑料材料都將以重疊層被共擠塑。但是，在某些情況下，一種塑料材料可被共擠塑為并靠另一種塑料材料的條帶。因此所得底物將被至少兩種并排共擠塑的塑料材料所限定。不同的材料又可包含不同的添加劑來增強安全性。
在一個優(yōu)選的這類排列中，條帶在兩種其它材料之間被橫向共擠塑。以這種方法所得底物可具有安全纖維等的效果。一般兩種其它擠塑材料是由同一種材料形成的，因此底物是作為夾層結(jié)構(gòu)被擠塑的。
在某些情況下，可將線條引入到共擠塑物中。盡管這可以在共擠塑模頭的上游進(jìn)行，但優(yōu)選在共擠塑塑料材料之后和在底物固結(jié)之前引入線條以將該線條引入到底物中。一般在共擠塑材料之后，它們將被加入到壓延系統(tǒng)中而線條可緊接在該系統(tǒng)的上游引入。
線條本身可以任何常規(guī)形式構(gòu)造并且可包括例如光致可變結(jié)構(gòu)如衍射光柵或全息圖并且/或者可在一面上被至少部分金屬化。任何其它常規(guī)鈔票型線條均可使用。
線條可由PET或PET/PBT層合物制成，PET中直接壓紋。線條可用線結(jié)構(gòu)壓紋以得到光致可變效果并且/或者限定增加的表面積以提供與共擠塑材料的強結(jié)合。
可提供適當(dāng)?shù)恼澈蟿┮栽鰪娊Y(jié)合。線條的基體材料(聚合物)具有比底物材料更高的熔點是重要的。
當(dāng)使用可升華染料時，使用線條的另一個優(yōu)點是提供了安全標(biāo)記(如果使用則還有個人化標(biāo)記)以后，它們不僅能擴散到底物中而且也擴散到線條材料中。
線條也可通過使用微型擠出機在將其傳遞到壓延輥之前形成。這種形式的線條一般由優(yōu)選的底物材料及上述適當(dāng)?shù)陌踩砑觿┬纬伞碜匀廴诰酆衔锏臒嵋鹁€條材料的足夠軟化以保證其和塑料片之間的熔合。
一般所有擠塑的塑料材料都是相同的，具有長期耐用性的優(yōu)選材料為聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)及其合金。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)該材料不僅本身耐用而且可得到共擠出層之間非常好的結(jié)合。但是，在某些情況下，其它塑料材料可被擠出，例如聚碳酸酯、聚丙烯和PET。當(dāng)使用相同材料時，可通過使用不同添加劑來區(qū)分它們。
只帶有安全標(biāo)記安全物品就可使用，例如作為流通的物品。但是，本發(fā)明特別關(guān)注身份證等的生產(chǎn)，該方法進(jìn)一步包括在底物上提供有關(guān)安全物品持有人的個人化標(biāo)記。以與安全標(biāo)記類似的方式提供個人化標(biāo)記是方便的。因此，個人化標(biāo)記可使用噴墨打印機等用含有一種或多種可升華染料的油墨印刷在載體如紙上。隨后使用與安全標(biāo)記相同的方法使這些染料進(jìn)行轉(zhuǎn)移并擴散到底物中。上述與安全標(biāo)記相關(guān)的其它技術(shù)也可用于提供個人化標(biāo)記。
此外，如果塑料底物之一是由激光可寫添加劑提供的，則安全標(biāo)記和個人化標(biāo)記中的一種或兩種皆可由激光寫技術(shù)提供。特別是在一對重疊層形成底物的情況下，一層可通過另一層暴露于激光束下，如果較低的一層含有適當(dāng)?shù)奶砑觿┎牧蟿t它就可被標(biāo)記。
本發(fā)明特別適用于這類應(yīng)用，因為可以容易地獲得厚度為400微米或更厚的物品，因此本發(fā)明特別適用于制造標(biāo)稱厚度為760微米的金融卡。
本發(fā)明一般用于鈔票、支票(銀行或旅行者的)、債券、股票、執(zhí)照、某些類型的身份證、智能卡、護(hù)照、簽證、存折、憑單、契約、防偽封條和標(biāo)簽、品牌認(rèn)證標(biāo)簽等。實際上任何基于塑料材料的安全物品均可使用本發(fā)明。當(dāng)然，如果需要彈性物品如鈔票，則應(yīng)該挑選適當(dāng)?shù)乃芰喜牧希缇郾?br> 現(xiàn)在將參考


一些根據(jù)本發(fā)明方法的實例，其中圖1為進(jìn)行一個方法實例的設(shè)備實例簡圖2為通過圖1所示設(shè)備進(jìn)行共擠塑的橫截面簡圖；圖3為類似于圖2的第二個實例圖；圖4為共擠塑的第三個實例的簡圖；圖5為共擠塑第四個實例的橫截面圖；并且圖6為完成的身份證的草圖。
在圖1中圖示的設(shè)備包括第一和第二擠塑材料供應(yīng)系統(tǒng)1、2，分別包括螺桿進(jìn)料裝置(未給出)，將由供料斗3、4供應(yīng)的塑料材料加入到擠塑模頭5中。在這個實例中，兩種塑料材料作為共擠塑物9以圖2所示的重疊層6、7形式從模頭5中擠出。應(yīng)該注意到未對擠出物進(jìn)行橫向拉伸，因此擠出物不是雙軸取向的且優(yōu)選是未取向的。每層都包括PBT，層7厚度約為30微米而層6厚度約為700微米。隨后將共擠塑層6、7加入到壓延機組8中，共擠塑物9延伸到其周圍直到在10被拉入壓片機(未給出)，在壓片機中切割壓延堆垛并以層堆積。
由線軸12將鈔票型線條11送入壓延機組8中以結(jié)合到共擠塑層合物中。線條11一般由PET制成或包括PET/PBT層合物并且可被賦予任何常規(guī)的鈔票安全特征如全息圖或衍射光柵、明碼報文、金屬噴鍍(部分或全部)等。優(yōu)選線條11至少用線結(jié)構(gòu)物壓紋以提高其表面積，獲得與共擠塑塑料的強結(jié)合。此外，如圖2所示纖維優(yōu)選配有粘接層13。線條在其反面還可具有包括可機讀的數(shù)字信息的特征。
一旦完成共擠塑，則將其送入安全印刷位置，在此將諸如彩虹印刷、縮微文本、扭索狀裝飾花紋等的安全標(biāo)記加到層7的上表面。如上述，首先以常規(guī)方式使用適合特定類型的安全標(biāo)記所涉及的印刷技術(shù)將安全標(biāo)記印刷在紙載體上。印刷技術(shù)的實例包括平印、凹板印刷、活板印刷、照相凹板印刷和苯胺印刷。使用一種或多種含有可升華染料的油墨進(jìn)行印刷并隨后讓這些油墨與壓成板的共擠塑物接觸。然后使用熱(和壓力)引起染料通過層7擴散入層6，如圖2的14處所示。層7的厚度為約30微米，油墨或染料一般可擴散的總深度為約50微米。
從圖2可見為了改變安全標(biāo)記而要移動層7的任何嘗試都會失敗，因為標(biāo)記擴展到了層6中。
通過在供給模頭5的一種或多種塑料材料中提供一種或多種添加劑可獲得重要的安全特征。例如，層7所用材料中可加入紫外反應(yīng)性熒光材料，在光譜的紫外區(qū)于非光照射(non-optical radiation)下檢驗時產(chǎn)生紅色熒光。這通常是裸眼檢驗不到的而只有在非光輻照下檢驗才是明顯的。如果層7被摩擦等除去并用表觀上類似的材料替代，所得層合物在非光輻照下將由于沒有紅色熒光而明顯不同。通過在層6中引入一種不同的熒光材料，例如當(dāng)在非光輻照照射時發(fā)出綠色熒光的材料可獲得另外的安全性。在兩層中引入不同特性的其它技術(shù)已在較早時提過。
提供線條11得到進(jìn)一步的安全性，因為這些線條難以偽造并且當(dāng)企圖磨損層7時它們?nèi)菀妆黄茐?。而且，線條11與層7的暴露表面是隔開的，因此層7是光滑的。
在某些情況下，線條11可只用力被壓入層7以與層7的表面成為一個平面，如圖3所示。
在迄今為止描述的實例中，材料都是以重疊形式擠出的。在另一個實例中，材料可并列擠出?？梢赃@種方式擠出兩種或多種這樣的材料，圖4說明了需要三個分立的擠出機的三種材料的共擠塑，三個擠出機通向一個模頭。這樣得到由較寬的條帶21、22在各自一邊的中央條帶20。像前面一樣隨后這種共擠塑的橫向排列物被壓延，然后如在14所示進(jìn)行安全印刷并擴散。
在優(yōu)選的實例中，條帶20與條帶21、22的光學(xué)響應(yīng)不同，而條帶21、22又可提供彼此相同或不同的光學(xué)響應(yīng)。一般條帶21、22是不透明的以便攜帶安全印刷。條帶20-22一般均由相同的聚合物如PBT制成。
圖5顯示了另一個實例，是圖2和4所示實例的結(jié)合。由此，四種不同的材料被共擠出產(chǎn)生一個基層23，重疊其上的是一對側(cè)面條帶24、25和中央條帶26。像前面一樣提供安全印刷14，它擴散到層23中，并且包括線條11。
可通過將所得共擠塑板分成分立的單元而大量生產(chǎn)安全物品并且一般對于大規(guī)模生產(chǎn)，這種單元將沿擠塑網(wǎng)橫向擴展及沿著板縱向擴展。
如果將安全物品做成安全卡或其它攜帶個人化標(biāo)記的身份證，則將安全印刷的材料送入個人化站點。在此個人化信息如持有者的姓名36和照片37加到材料的暴露表面上(圖6)。這種信息可以方便地以與安全標(biāo)記基本相同的方式提供。因此，個人化信息將通過使用例如噴墨打印機用包括一種或多種可升華染料的油墨打印在紙上并隨后與安全物品的表面接觸。然后通過使用熱讓可升華染料擴散到安全物品中。這種擴散顯著增加了終產(chǎn)品的安全性。
在圖6中可見安全線條11偏向身份證的一面而照片37與安全線條交迭。這提供了額外的安全性，因為擴散后用于照片的染料將擴散到纖維中使得更難替換照片。
應(yīng)該注意到與傳統(tǒng)的安全卡等相反，不必提供保護(hù)外罩。因為染料通過一層擴散到另一層，非常難以改變其標(biāo)記，同時該卡耐通常使用時的摩擦等。還發(fā)現(xiàn)PBT基卡非常耐用并且可通過大量彎曲試驗，比當(dāng)前國際標(biāo)準(zhǔn)的要求高出一百倍以上。
權(quán)利要求
1．制造安全物品的方法，該方法包括共擠塑具有不同特性的至少兩種聚合物塑料材料以形成底物，兩種材料均未雙軸取向；并在底物上提供安全標(biāo)記。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中將塑料材料共擠塑為重疊的層。
3．根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中所述層之一的厚度為20-40微米。
4．根據(jù)權(quán)利要求2或權(quán)利要求3的方法，其中所述層之一的厚度大約為700微米。
5．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述塑料材料之一被共擠塑為并靠另一種塑料材料的條帶。
6．根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中所述條帶是在兩種其它材料之間橫向共擠塑的。
7．根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中所述兩種其它擠塑材料是通過相同的擠塑方法形成的。
8．根據(jù)上述權(quán)利要求任意一項的方法，其中安全物品的厚度不小于400微米。
9．根據(jù)上述權(quán)利要求任意一項的方法，材料包括不同的聚合物。
10．根據(jù)上述權(quán)利要求任意一項的方法，其還包括在共擠塑物中引入線條。
11．根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中線條是在共擠塑塑料材料之后并在底物固結(jié)之前引入的，以便將線條引入到底物中。
12．根據(jù)上述權(quán)利要求任意一項的方法，其中在擠塑塑料材料之后將擠出物壓延。
13．根據(jù)權(quán)利要求12的方法，當(dāng)根據(jù)權(quán)利要求11時，其中線條是在壓延步驟的上游引入的。
14．根據(jù)權(quán)利要求10-13任意一項的方法，其中線條定義光致可變結(jié)構(gòu)物如衍射光柵或全息圖。
15．根據(jù)權(quán)利要求10-14任意一項的方法，其中線條在一個表面上至少被部分金屬化。
16．根據(jù)權(quán)利要求10-15任意一項的方法，當(dāng)根據(jù)權(quán)利要求2-4任意一項時，其中線條是在塑料材料的重疊的層之間提供的。
17．根據(jù)上述權(quán)利要求任意一項的方法，其中塑料材料至少一種包括安全添加劑。
18．根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中安全添加劑是可機檢的。
19．根據(jù)權(quán)利要求17或權(quán)利要求18的方法，其中安全添加劑包括熒光材料、光致可變材料、磁性材料、激光可寫材料及反斯托克斯材料中的一種或多種。
20．根據(jù)權(quán)利要求17-19任意一項的方法，其中每種塑料材料均包括不同的安全添加劑。
21．根據(jù)上述權(quán)利要求任意一項的方法，其中至少一種塑料材料為PBT。
22．根據(jù)上述權(quán)利要求任意一項的方法，其中安全標(biāo)記是使用一種或多種可升華染料提供的，該方法還包括使染料擴散到底物中。
23．根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其中安全標(biāo)記是在載體上提供的，讓該載體與底物接觸，隨后使染料從載體中轉(zhuǎn)移并擴散到底物中。
24．根據(jù)權(quán)利要求22或權(quán)利要求23的方法，其中可升華染料包含在油墨或有機調(diào)色劑中。
25．根據(jù)上述權(quán)利要求任意一項的方法，其中安全標(biāo)記是通過照相凹板印刷、平印、凹板印刷、活板印刷或苯胺印刷方法印刷在載體或底物上的。
26．根據(jù)權(quán)利要求22-25任意一項的方法，當(dāng)根據(jù)權(quán)利要求2-4任意一項時，其中擴散步驟包括使染料擴散穿透過一層以至少標(biāo)記相鄰的層。
27．根據(jù)權(quán)利要求26的方法，其中染料擴散入相鄰層。
28．根據(jù)上述權(quán)利要求任意一項的方法，其還包括在底物上提供有關(guān)安全物品持有人的個人化標(biāo)記。
29．根據(jù)權(quán)利要求28的方法，其中個人化標(biāo)記是使用可升華染料在載體上提供的，讓該載體與底物接觸，隨后使染料從載體中轉(zhuǎn)移并擴散到底物中。
30．安全物品，其包括形成底物的具有不同特性的至少兩種聚合物塑料材料的共擠塑物，兩種材料均未雙軸取向；以及底物上的安全標(biāo)記。
31．根據(jù)權(quán)利要求30的安全物品，其中安全標(biāo)記是由已擴散到底物中的一種或多種可升華染料形成的。
32．根據(jù)權(quán)利要求31的安全物品，其中共擠塑物包括至少兩種重疊的塑料材料，安全標(biāo)記定義已擴散穿透過重疊層之一以至少標(biāo)記相鄰層的染料。
33．由根據(jù)權(quán)利要求30-32任意一項的安全物品形成的身份證，該身份證攜帶有關(guān)持證人的個人化標(biāo)記。
34．根據(jù)權(quán)利要求28或權(quán)利要求29制造的身份證。
全文摘要
制造安全物品的方法,該方法包括共擠塑具有不同特性的至少兩種聚合物塑料材料(6,7)以形成底物,兩種材料均未雙軸取向;并在底物上提供安全標(biāo)記(14)。
文檔編號B29C47/04GK1300252SQ99806029
公開日2001年6月20日 申請日期1999年3月3日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月10日
發(fā)明者C·E·查特文, C·J·菲斯 申請人:德拉魯國際有限公司