BRPI0812823B1

BRPI0812823B1 - Estrutura, inserto, processos de fabricação de uma estrutura, de um inserto e de um documento de segurança

Info

Publication number: BRPI0812823B1
Application number: BRPI0812823-5A
Authority: BR
Inventors: Sandrine Rancien; Celine Desnous
Original assignee: Hid Global Cid Sas
Priority date: 2007-07-04
Filing date: 2008-07-04
Publication date: 2020-09-08
Also published as: EP2174270B1; CN101802849B; WO2009007659A2; WO2009007659A3; EP2174270A2; CN101802849A; BRPI0812823A2; FR2918485A1; US8963778B2; US20100321248A1; ES2344726T1; KR20100047250A; CA2693108A1; FR2918485B1

Abstract

montagem, inserto, processos de fabricação de uma montagem, de um inserto e de um documento de segurança, e, documento de segurança. a presente invenção se refere a uma montagem que compreende: - uma antena filar (5) que compreende pelo menos uma espira condutora, um primeiro suporte fibroso (2) sobre o qual se estende a antena, esse primeiro suporte compreendendo um papel cuchê que compreende "uma base fibrosa formada à razão de pelo menos 30°4 em massa na base fibrosa de 10 fibras naturais, a antena sendo solidarizada a uma face do suporte flexível, o papel compreendendo nessa face pelo menos uma camada de superfície que compreende pelo menos uma carga mineral e um ligante de revestimento. montagem de acordo com a reivindicação 1 a base fibrosa compreendendo em massa pelo menos 40°4, melhor 50%, ainda melhor 60%, 15 preferencialmente pelo menos 70°4, de fibras naturais, com de preferência uma proporção menor de firas naturais longas do que de curtas quando a base compreende fibras sintéticas, notadamente entre 5 e 25°4 de fibras sintéticas.

Description

ESTRUTURA, INSERTO, PROCESSOS DE FABRICAÇÃO DE UMA ESTRUTURA, DE UM INSERTO E DE UM DOCUMENTO DE SEGURANÇA

[0001] A presente invenção se refere a um inserto com dispositivo RFID que compreende uma antena filamentar, destinado a ser integrado por exemplo em um documento de segurança tal como um passaporte ou uma carteira de identidade.

[0002] As características procuradas para um inserto são as seguintes.

[0003] No plano da fabricação, a antena filamentar deve poder ser solidarizada a um substrato do inserto via uma camada de adesivo, um processo de afundamento por ultrassons ou um processo térmico.

[0004] No plano econômico, o inserto não deve perturbar a eficácia do dispositivo RFID que ele compreende e deve ser também um bom dissipador térmico do calor emitido pelo dispositivo RFID em funcionamento. Finalmente o dispositivo RFID deve ser protegido das descargas eletrostáticas.

[0005] No plano mecânico, o inserto deve ser relativamente plano para não criar sobre-espessura grande e o inserto deve ser suficientemente flexível para ser compatível com a rigidez do documento no qual ele é integrado. O inserto deve proteger mecanicamente a antena e eventualmente o componente eletrônico ligado à antena das tensões mecânicas de tipo impacto, flexão ou torção.

[0006] O inserto deve também proteger quimicamente a antena e eventualmente o componente eletrônico da umidade, a fim de prevenir qualquer fenômeno de corrosão.

[0007] O inserto deve poder ser tomado em sanduíche entre dois outros substratos que são a capa e a página de guarda do livrete no caso de um passaporte ou dois filmes plásticos no caso de uma carteira de identidade. Nos dois casos, é desejável que o inserto apresente em suas faces exteriores uma energia de superfície bastante elevada e uma capacidade de absorção suficiente para favorecer a montagem por colagem do inserto com outros substratos. De fato, qualquer tentativa de separação do inserto do documento no qual ele é integrado deve provocar um dano do inserto. Para a aplicação carteira de identidade, o inserto deve eventualmente ser imprimível e personalizável.

[0008] No plano da segurança, o inserto deve ser suficientemente coesivo e sólido para não se deslaminar espontaneamente na espessura ou se rasgar, isso durante o tempo de utilização do documento de segurança no qual ele é integrado.

[0009] O inserto deve também ser inviolável para prevenir qualquer retirada do dispositivo RFID por um fraudador tendo em vista utilizar o mesmo em um outro documento. Qualquer tentativa de falsificação do inserto por descolamento a seco, na temperatura, na água ou nos solventes deve ser impossível ou se traduzir por uma destruição do inserto e sobretudo do dispositivo RFID.

[0010] O pedido US 2005/0060637 divulga um inserto para documento de identificação que compreende uma estrutura multicamadas com um substrato que compreende no núcleo um chip e uma antena que formam um transponder e dois substratos exteriores feitos de plástico espumado, esses dois substratos tomando em sanduíche o substrato portador do transponder. Esse último é constituído por um material termoplástico notadamente à base de poliimida ou de um derivado. Os substratos feitos de plástico espumado são à base de poliolefina e notadamente de polietileno carregado de sílica. O substrato do transponder e um dos substratos exteriores são dotados de uma abertura para alojar o chip parcialmente em espessura e limitar qualquer sobre-espessura.

[0011] Um tal inserto não apresenta todas as propriedades procuradas acima enumeradas. De fato, ainda que a utilização para o inserto de substratos exteriores feitos de polietileno carregado de sílica seja mais favorável à fixação dos adesivos utilizados para a montagem ulterior em um documento de segurança do que um inserto em puro plástico, o inserto apresenta o inconveniente depois de montagem entre uma cobertura de passaporte e uma página de guarda de não oferecer uma inviolabilidade completamente satisfatória.

[0012] A separação do inserto da capa de passaporte, por descolamento a seco, é absolutamente possível sem provocar dano do inserto, pois a força de coesão do inserto é superior à força de adesão da capa sobre o inserto.

[0013] O pedido US 2006/0005050 descreve um inserto a integrar em um passaporte, esse inserto apresentando características físicas específicas para permitir tornar evidente qualquer tentativa de falsificação, notadamente por ocasião do descolamento. Essa evidencia de falsificação é trazida pela presença de zonas de fragilização no chip e pela utilização de uma cola com reservas para fixar a antena. O inserto é à base de material de tipo Teslin® ou Artysin®. No entanto, a antena não é integrada no inserto mas presente na superfície desse inserto. Essa antena pode eventualmente ser recoberta com uma camada de adesivo que não tem como função fazer barreira para a água. A antena e sua conexão no chip não soa portanto protegidas da umidade ligada às agressões exteriores ou à utilização de colas frias aquosas por ocasião da montagem ulterior nos documentos de segurança.

[0014] A publicação WO 2006/079904 divulga um inserto para documento de identificação que compreende uma estrutura bicamadas com duas camadas feitas de papel, cobertas em sua face interna com uma matéria plástica, o dispositivo RFID sendo tomado em sanduíche depois de montagem a quente entre as duas camadas feitas de matéria plástica. A matéria plástica revestida na face interna dos dois papéis é um material termoplástico tal como polietileno. Um tal inserto apresenta o inconveniente de ser violável notadamente por descolamento a quente. De fato, as duas camadas termoplásticas depois de montagem a quente podem ser de novo amolecidas ou fundidas permitindo assim a retirada do dispositivo.

[0015] O pedido US 20050212131 divulga um inserto para documento de identificação que compreende uma estrutura multicamadas que inclui o dispositivo RFID. Esse tipo de inserto apresenta o inconveniente de não ser plano e, por isso, é suscetível de criar uma sobre-espessura visível depois de integração em um documento de segurança.

[0016] O pedido WO 2006000849 descreve um inserto que compreende uma estrutura multicamadas com pelo menos duas camadas flexíveis e um substrato flexível interno de dimensões limitadas, no qual são posicionados um módulo e uma antena. Esse substrato e o dispositivo RFID são compensados em espessura por diferentes camadas intermediárias. A fim de tornar esse inserto inviolável e notadamente de evitar que o dispositivo RFID possa ser retirado por descolamento das camadas constitutivas do inserto, é proposto fazer furos confrontantes em cada uma das camadas constitutivas do inserto, exceto nas camadas externas flexíveis, e encher os mesmos com uma cola que oferece ao mesmo tempo uma resistência química e uma resistência mecânica, tal como uma cola epóxi, poliimida ou ativável UV. Essa publicação prevê também utilizar rebites plásticos ou metálicos no lugar da cola. As camadas externas podem ser constituídas por um material de base fibrosa ou de base plástica. Um tal inserto é relativamente complicado de realizar, devido ao número relativamente elevado de camadas em jogo e ao número de operações a efetuar.

[0017] A invenção visa propor um inserto para documento de segurança que corrige a totalidade ou parte dos inconvenientes precedentes e que seja confiável e relativamente simples de realização.

[0018] A invenção tem como objeto, de acordo com um de seus aspectos, uma estrutura que compreende: uma antena filamentar que compreende pelo menos uma espira condutora, um primeiro substrato fibroso sobre o qual se estende a antena, esse primeiro substrato compreendendo um papel revestido que compreende uma base fibrosa formada à razão de pelo menos 30% de fibras naturais em massa na base fibrosa, a antena sendo solidarizada a uma face do substrato flexível, o papel compreendendo nessa face pelo menos uma camada de superfície que compreende pelo menos uma carga mineral e um ligante de revestimento.

[0019] A base fibrosa pode compreender em massa pelo menos 40%, melhor 50%, ainda melhor 60%, preferencialmente 70%, de fibras naturais, com por exemplo uma proporção menor de fibras naturais longas do que de fibras curtas, notadamente quando a base fibrosa compreende uma porção relativamente elevada de fibras sintéticas.

[0020] De acordo com um outro exemplo, a base fibrosa pode compreender uma proporção menos elevada de fibras naturais curtas do que de fibras naturais longas, por exemplo 20% das fibras naturais são curtas e 80% das fibras naturais são longas.

[0021] Uma proporção elevada de fibras naturais apresenta a vantagem de oferecer uma base fibrosa mais coesiva, ainda que menos estável dimensionalmente.

[0022] A base fibrosa compreende vantajosamente também fibras sintéticas, de preferência fibras de uma matéria termoplástica, notadamente de uma poliamida, de um poliéster, de uma poliolefina e/ou uma mistura de tais fibras.

[0023] A base fibrosa compreende preferencialmente no máximo 70% de fibras sintéticas e de preferência entre 5 e 25% de fibras sintéticas, em massa na base fibrosa.

[0024] O teor mássico em fibras sintéticas na base fibrosa pode ser avaliado por exemplo por uma medição tridimensional por estereologia em corte bidimensional no microscópio eletrônico de varredura.

[0025] Várias imagens em corte podem ser adquiridas, no sentido de funcionamento da máquina (SM) de papel e no sentido transverso (ST).

[0026] O número de fibras sintéticas interceptadas pelo corte para cada imagem é contado para cada sentido de papel, a saber Nst e Nsm. O número médio de fibras sintéticas no papel é calculado por N = (Nst.Nsm)1/2.

[0027] O comprimento total L de papel contado é dado pela soma dos comprimentos das imagens contadas.

[0028] O número de fibras por metro linear de papel é dado por N/ml = N/L.

[0029] O peso de fibras ao m2 é calculado utilizando-se o título/densidade;massa linear (em dtex) e N/ml com o auxílio da fórmula seguinte: PesoFS/m2 = w = (PI/2)*N/ml*Título.

[0030] A taxa de fibras sintéticas é obtida dividindo-se esse peso pela gramatura da base fibrosa. De preferência, o número de imagens é suficiente para contar pelo menos 400 fibras sintéticas, a fim de reduzir a imprecisão do método.

[0031] As fibras naturais podem ser formadas na totalidade ou em parte por fibras celulósicas, notadamente ser em totalidade fibras celulósicas.

[0032] A base fibrosa pode compreender fibras de poliamida, as fibras de poliamida sendo por exemplo as únicas fibras sintéticas da base fibrosa. O comprimento médio das fibras sintéticas pode ser compreendido entre 3 e 10 mm, sendo por exemplo superior ou igual a 4 mm. O diâmetro médio das fibras sintéticas pode ser compreendido entre 0,9 e 4,2 dtex, por exemplo entre 0,9 e 3,3 dtex, melhor entre 1,2 e 2 dtex, sendo por exemplo igual a ± 30% àquele das fibras naturais.

[0033] A utilização de fibras sintéticas na base fibrosa traz as propriedades seguintes:

- resistências ao rasgamento e à tração elevadas,
- flexibilidade,
- estabilidade dimensional, o que evita que uma variação dimensional grande demais dos dois substratos e sobretudo do substrato que recebe a antena possa provocar uma modificação inaceitável das freqüências de funcionamento do dispositivo RFID com o qual a antena pode ser acoplada ou ligada,
- inserção da antena por ultrassons mais fácil, pois possibilidade de deslocamento das fibras sintéticas sob a pressão do fio de antena.

[0034] O primeiro substrato pode ser desprovido de cargas na massa da base fibrosa, o que pode melhorar a coesão da base fibrosa.

[0035] A base fibrosa do primeiro substrato pode compreender um ligante, natural ou sintético. Esse ligante da base fibrosa pode ser vantajosamente escolhido entre os polímeros termoplásticos de temperatura de transição vítrea Tg inferior ou igual a +20°C, melhor a 10°C, para trazer flexibilidade.

[0036] Em um exemplo de execução, as fibras da base fibrosa são ligadas com um ligante precipitado em massa, o ligante da base fibrosa sendo por exemplo escolhido entre os polímeros de Tg inferior ou igual a -10°C, sendo por exemplo escolhido entre os copolímeros estireno butadieno, os polímeros acrílicos e os acetatos de vinila e seus copolímeros.

[0037] Em um outro exemplo de execução da invenção, o ligante da base fibrosa é por exemplo introduzido na base fibrosa por tratamento de superfície, o ligante da base fibrosa sendo escolhido por exemplo entre os polímeros de Tg inferior ou igual a +10°C, o ligante da base fibrosa compreendendo por exemplo um ligante natural, notadamente amido, ou sintético, notadamente álcool polivinílico ou um polímero estireno acrílico, por exemplo de Tg próxima de 7°C.

[0038] O ligante da base fibrosa é eventualmente associado a um agente amaciante. Esse último pode ser escolhido entre a glicerina, a uréia ou a uréia nitrato.

[0039] A presença de um ligante flexível na massa ou na superfície da base fibrosa flexível e eventualmente de um agente amaciante traz as propriedades seguintes:

- flexibilidade,
- coesão interna para oferecer ao inserto a resistência à deslaminação suficiente,
- efeito tampar poros para manter na superfície do substrato flexível a camada de superfície à base de ligante de revestimento e de cargas.

[0040] A base fibrosa pode compreender ou não cargas minerais. A presença de cargas na base fibrosa pode permitir ganhar em flexibilidade do substrato flexível mas pode fazer perder em coesão interna. A presença de cargas pode melhorar a estabilidade dimensional do substrato e, pode melhorar assim a estabilidade da antena por ocasião do processo de laminação a quente dos dois substratos do inserto ou por ocasião da utilização final do inserto em função das condições de temperatura e de umidade externas.

[0041] A carga na base fibrosa é de preferência de natureza mineral, sendo por exemplo escolhida entre os carbonatos, notadamente de cálcio, o talco, o caulim, os silicatos de alumínio, o dióxido de titânio e suas misturas. A base fibrosa pode compreender entre 0 e 25%, por exemplo 0 e 20%, em peso de carga mineral.

[0042] O ligante de revestimento compreende vantajosamente uma matéria termoplástica, a quantidade de matéria termoplástica sendo por exemplo ajustada para obter no revestimento uma concentração inferior ou igual a 20 g/m2 seco, melhor inferior ou igual a 10 g/m2 seco, o ligante de revestimento da camada de superfície podendo por exemplo compreender um polímero ou um copolímero de natureza estireno butadieno, acrílico, estireno acrílico ou vinílico.

[0043] A camada de superfície de pelo menos um dos substratos pode ser à base de um polímero ou de um copolímero termoplástico, e de preferência de uma dispersão de polímero flexível de Tg < 20°C e de cargas minerais, de preferência de uma carga mineral que tem uma capacidade de absorção relativamente elevada (absorção de óleo de acordo com DIN EN ISO 787-5), quer dizer superior a 30 ml/100 g.

[0044] A presença de um revestimento à base de ligante polimérico termoplástico e de cargas minerais pelo menos na superfície do substrato sobre o qual é posicionada a antena permite uma inserção por afundamento e colagem mais fácil da antena por ultrassons.

[0045] Uma camada de superfície à base de ligante polimérico termoplástico e de cargas apresenta um comportamento na temperatura e uma rigidez suficiente para permitir uma boa inserção de um fio de antena, quer dizer uma boa fixação da antena sobre/no substrato para um bom desenrolar da antena, que pode ser quantificado por um nível de força de arrancamento mínimo, e um nível de penetração da antena no substrato satisfatório para limitar as sobre-espessuras locais no inserto.

[0046] Cargas na superfície do papel, em uma taxa de emprego inferior a 20 g/m2 seco de preferência, melhoram também a transmissão da energia ultrassonora.

[0047] O revestimento à base de ligante polimérico termoplástico e de cargas minerais pelo menos na superfície do substrato sobre o qual é posicionada a antena proporciona uma energia de superfície e uma capacidade de absorção mais elevadas do substrato, que favorecem o espalhamento e a penetração de um adesivo, e portanto a aderência ulterior do adesivo ativável a quente, utilizado no processo de montagem dos dois substratos flexíveis do inserto mas também a montagem ulterior por colagem a frio ou a quente do inserto com outros materiais, por exemplo uma capa e uma página de guarda de um livrete de passaporte, ao mesmo tempo em que oferece uma segurança satisfatória em caso de tentativa de separação do conjunto.

[0048] Cargas absorventes na superfície do papel com um grau de absorção de óleo superior a 30 ml/100 g, como por exemplo sílicas (por exemplo de grau de absorção de 200-300 ml/100 g), silicatos de alumínio e de sódio (por exemplo de grau de absorção de 80 ml/100 g), hidratos de alumina (grau de absorção de 30-55 ml/100 g), dióxido de titânio e suas misturas favorecem o espalhamento e a penetração do adesivo.

[0049] A face do papel que recebe a antena pode receber um adesivo, o adesivo podendo apresentar uma pegajosidade natural ou acionada por exemplo por exposição a uma radiação UV ou calor, depois de sua colocação, a pegajosidade persistindo por exemplo 60 segundos depois de sua colocação. O adesivo é por exemplo colocado por pulverização, impressão, notadamente serigrafia, ou por um sistema de agulha ou transferência.

[0050] O adesivo pode ser reticulável a quente ou reticulável sob UV ou EB, o adesivo podendo compreender ou não um agente de reticulação, o adesivo derivando por exemplo de um acrilato uretano e compreendendo um agente de reticulação, o agente de reticulação por exemplo sendo de tipo isocianato.

[0051] O adesivo pode ser colocado pleno festo ou recobrir somente uma parte da face do primeiro substrato flexível, em uma região que se estende sob a antena.

[0052] A estrutura pode compreender um componente eletrônico RFID, por exemplo um módulo ligado à antena ou acoplado eletromagneticamente a essa última. O componente pode ser alojado pelo menos particularmente em um rasgo do primeiro substrato.

[0053] A invenção tem ainda como objeto, de acordo com um outro de seus aspectos, um inserto que compreende uma estrutura tal como definida acima, que compreende um segundo substrato fibroso superposto e colado ao primeiro, a antena sendo situada entre os dois substratos.

[0054] Os substratos podem compreender dois rasgos respectivos superpostos pelo menos parcialmente, nos quais é disposto um componente eletrônico, por exemplo um módulo RFID que compreende um chip de circuito integrado, esse módulo apresentando por exemplo uma base alargada encimada por um relevo.

[0055] O componente pode ser ligado eletricamente às extremidades da antena ou acoplado eletromagneticamente a essa última.

[0056] Os furos podem ser transpassantes.

[0057] O segundo substrato pode ter uma composição idêntica ao primeiro, sendo eventualmente de gramatura diferente do primeiro. A espessura total das diferentes camadas superpostas do inserto pode ser substancialmente igual à espessura do módulo.

[0058] O segundo substrato pode compreender um adesivo ativável, por exemplo a quente, quer dizer que exerce uma função adesiva a quente na presença ou não de um agente de reticulação.

[0059] A invenção tem ainda como objeto, de acordo com um outro aspecto, um processo de fabricação de uma estrutura tal como definida acima, que compreende a etapa que consiste em colocar o fio de antena sobre o primeiro substrato.

[0060] O processo pode compreender a etapa que consiste em cobrir o primeiro substrato flexível com um adesivo antes da colocação do fio de antena em cima.

[0061] A fixação do fio de antena sobre o primeiro substrato pode ser efetuada por compressão (notadamente no caso em que a antena é solidarizada com o primeiro substrato via um adesivo), termocompressão, ou por ultrassons.

[0062] Esse adesivo pode apresentar uma pegajosidade acionada por uma radiação UV. Nesse caso, o processo pode por exemplo compreender a etapa que consiste em expor localmente o adesivo a uma radiação UV, por exemplo ao mesmo tempo ou imediatamente antes da colocação do fio de antena.

[0063] Esse adesivo pode apresentar uma pegajosidade acionada pelo calor.

[0064] Os dois substratos podem ser unidos através de um adesivo feito de polímero ou copolímero reativo, ativável na temperatura, com ou sem pressão, esse adesivo sendo encolado sob a forma fluida sobre um dos substratos.

[0065] O segundo substrato pode também ser revestido com um adesivo reativo, ativável a quente, por exemplo com um poliuretano reativo ou com um acrilato reativo.

[0066] O segundo substrato pode ser revestido com um adesivo que compreende um agente de reticulação, por exemplo de natureza melamina, isocianato ou epóxi.

[0067] O primeiro e/ou o segundo substrato podem ser revestidos com adesivo em linha, por ocasião da fabricação do substrato, por exemplo graças a um dispositivo de tipo Twin HSM.

[0068] A utilização para a montagem dos dois substratos de um adesivo á base de polímero reativo, mono ou bi-componente e de preferência de um adesivo de base poliuretano ou de base copolímero acrilato adicionado de um agente de reticulação, por exemplo de natureza epóxi, melamina ou isocianato, traz as propriedades seguintes:

- uma resistência mecânica aumentada que torna mais difícil a deslaminação do inserto em condições normais de utilização,
- uma barreira à umidade da junta de adesivo, para impedir os fenômenos de corrosão,
- uma inviolabilidade tanto por descolamento a seco, quanto a quente (110°C - 130°C), ou depois de imersão em produtos químicos (água, solvente, etc.),
- uma flexibilidade do inserto que permite não enrijecer excessivamente o documento de segurança.

[0069] A invenção tem ainda como objeto um documento de segurança que compreende um inserto tal com o definido acima.

[0070] Em um exemplo de execução da invenção, o primeiro substrato compreende fibras sintéticas feitas de matéria termoplástica, por exemplo fibras de uma poliamida, de um poliéster e/ou de uma poliolefina. O comprimento e o diâmetro dessas fibras poderão depender notadamente das propriedades mecânicas que se deseja conferir ao substrato. Por exemplo, no caso notadamente em que se deseja que o substrato seja resistente ao rasgamento, pode ser útil incorporar uma certa proporção de fibras de poliamida de comprimento compreendido entre 3 e 10 mm. O diâmetro das mesmas é por exemplo próximo daquele das fibras de madeira e/ou de algodão utilizadas no substrato, para favorecer a planura do substrato, o diâmetro sendo por exemplo compreendido entre 0,9 e 4,2 dtex, por exemplo entre 0,9 e 3,3 dtex, e por exemplo próximo de 1,7 dtex (13,8 micrômetros).

[0071] As fibras feitas de matéria termoplástica podem ser dispersas de modo homogêneo na camada fibrosa. Um tal substrato pode compreender entre 0 e 70% de fibras sintéticas e de preferência entre 5 e 25%, pode não ter carga em massa na base fibrosa ou tê-la de acordo com o compromisso procurado entre a coesão interna, a rigidez e a estabilidade dimensional.

[0072] Em um exemplo de execução da invenção, a base fibrosa do primeiro substrato é ligada com um polímero sintético precipitado em massa de Tg < 20°C e por exemplo com um polímero flexível de Tg da ordem de -20°C, que pode ser precipitado in situ sobre as fibras de acordo com processos conhecidos no estado da arte.

[0073] Em um outro exemplo de execução da invenção, a base fibrosa do primeiro substrato é ligada com um polímero sintético de Tg < 20°C introduzido por tratamento de superfície size presse ou por impregnação e por exemplo com um polímero flexível de Tg da ordem de 7°C, que oferece ao mesmo tempo flexibilidade e pouco engorduramento dos rolos de size presse ou da impregnadora. Esse ligante pode ser associado a um agente amaciante tal como a uréia nitrato para aumentar ainda mais a flexibilidade do substrato flexível.

[0074] Em um outro exemplo de execução da invenção, a base fibrosa do primeiro substrato é ligada com um ligante natural hidrófilo tal como por exemplo o álcool polivinílico ou o amido, introduzido por tratamento de superfície size presse ou por impregnação. Esse ligante pode ser adicionado de agente amaciante, por exemplo de glicerina, para aumentar a flexibilidade do substrato flexível.

[0075] Em um exemplo de execução da invenção, um dos substratos do inserto apresenta pelo menos em uma de suas faces um revestimento que compreende um ligante termoplástico e cargas minerais. Esse ligante poderá ser escolhido entre os ligantes sintéticos, que incluem os polímeros ou os copolímeros acrílicos, vinílicos, estireno butadieno, estireno butadieno acrilonitrila.

[0076] Em um exemplo de execução da invenção, o adesivo que permite solidarizar a antena e o primeiro substrato é à base de polímero. Esse adesivo é de preferência escolhido de maneira a apresentar naturalmente ou sob início de uma radiação por exemplo UV ou calor, uma pegajosidade suficiente para manter a antena por ocasião de seu desenrolar sobre o substrato flexível antes da montagem com o segundo substrato. Esse adesivo é de preferência isento de água e não apresenta acidez para não induzir fenômeno de corrosão do fio da antena. O adesivo pode ser por exemplo à base de acrilato uretano ou de epóxi.

[0077] Em um exemplo de execução da invenção, o segundo substrato é revestido em toda sua superfície com um adesivo feito de polímero reativo, ativável a quente e notadamente a uma temperatura da ordem de 140°C. Esse adesivo é de preferência isento de água e não apresenta acidez para não induzir fenômeno de corrosão do fio da antena. O adesivo preferido é um poliuretano reativo ou um copolímero acrilato com uma resina melamina.

[0078] A invenção tem ainda como objeto, de acordo com um outro de seus aspectos, um processo de fabricação de um documento de segurança que compreende a etapa que consiste em unir um inserto tal como definido acima com um livrete ou pelo menos um filme, notadamente com uma cola a frio, em especial uma cola vinílica ou acrílica, ou um adesivo ativável a quente.

[0079] A invenção poderá ser melhor compreendida com a leitura da descrição que vai se seguir, de exemplos de execução não limitativos dessa última, e com o exame do desenho anexo.

[0080] A figura 1 é um corte esquemático na espessura de um exemplo de inserto realizado de acordo com a invenção.

[0081] As figuras 2 e 3 são esquemas em blocos que ilustram exemplos de execução de processos de acordo com a invenção.

[0082] Foi representado na figura 1 um inserto 1 realizado de acordo com a invenção.

[0083] Esse inserto 1 compreende um primeiro substrato fibroso 2, um componente eletrônico tal como um módulo 3 por exemplo, um segundo substrato fibroso 4 e uma antena filamentar 5 feita de cobre com uma película dotada de um verniz termosselável.

[0084] O módulo 3 compreende no exemplo considerado uma base 7, também chamada lead frame, e um relevo 8 que aloja um chip RFID, um tal relevo sendo ainda chamado de potting.

[0085] A antena 5 é conectada eletricamente em suas extremidades a contatos respectivos situados na base 7, de um lado e de outro do relevo 8. Em uma variante não ilustrada, a antena é somente acoplada eletromagneticamente ao módulo.

[0086] Os primeiro e segundo substratos 2 e 4 são ligados por uma camada de ligação 10 que compreende um ou vários adesivos.

[0087] O primeiro substrato 2 compreende um rasgo 11 que acolhe a base 7 e o segundo substrato um rasgo 13 que acolhe o relevo 8. Os rasgos 11 e 13 são janelas de dimensões diferentes no exemplo considerado.

[0088] Agora vão ser descritos fazendo-se referência às figuras 2 e 3 exemplos de processo de fabricação do inserto 1.

[0089] O processo da figura 2 compreende etapas 100 e 101 de fabricação de bases fibrosas em bobina, em uma máquina de papel, e etapas 102 e 103 de revestimento dessas bases fibrosas a fim de realizar um primeiro e um segundo substratos fibrosos revestidos em duas faces.

[0090] O primeiro substrato fibroso 2 é recortado no formato de produção em uma etapa 104 e depois a janela 11 é recortada na etapa 105 para alojar a base do módulo na espessura desse primeiro substrato.

[0091] A antena 5 é inserida por ultrassons em uma etapa 106, com uma conexão do módulo 3 às duas extremidades da antena.

[0092] A técnica de inserção por ultrassons permite uma penetração do fio de antena com fusão local do substrato e inserção por pressão do fio de antena nesse substrato e sua retenção sobre o substrato depois de resfriamento.

[0093] Os fios de antenas utilizados mais especialmente no caso dos dispositivos RFID que funcionam a 13,56 MHz são por exemplo aqueles vendidos pela empresa Elektrisola. Esses fios de cobre apresentam em geral um verniz isolante e eventualmente um verniz termosselável como película externa. Esse verniz termosselável pode tomar diferentes naturezas, como por exemplo um polímero termoplástico de tipo poliamida, e de acordo com os vernizes utilizados, as condições de inserção do fio podem variar em temperatura.

[0094] O segundo substrato fibroso 4 é encolado em uma etapa 110 por cobertura com um adesivo, por exemplo um adesivo reativo a quente, com aplicação eventual de um filme protetor de baixa energia de superfície para evitar qualquer bloqueio do tempo da estocagem e do recorte antes da etapa de laminação. Depois de encolamento, o segundo substrato fibroso 4 é recortado no formato de produção na etapa 111 e a janela 13 é recortada na etapa 112 para alojar o relevo 8 do módulo na espessura desse segundo substrato fibroso.

[0095] Os primeiro e segundo substratos fibrosos são unidos por laminação em uma etapa 120, por exemplo por passagem em prensa a 140°C durante 10 minutos, sob uma pressão por exemplo de 20 kg/cm2, a fim de permitir por exemplo uma reticulação do adesivo colocado por cobertura sobre o segundo substrato fibroso.

[0096] O conjunto pode ser recortado em uma etapa 121 no formato final.

[0097] No processo da figura 3, depois de revestimento da base fibrosa do primeiro substrato flexível 2, a janela 11 destinada a alojar a base 7 do módulo 3 é recortada e depois um adesivo é colocado na etapa 130 sobre a face destinada a receber a antena. Esse adesivo é um adesivo com pegajosidade natural ou acionada, que pode ser pulverizado ou colocado por impressão ou transferência, pelo menos no local em que a antena será colocada sobre o primeiro substrato flexível.

[0098] A etapa 132 corresponde à inserção do módulo 3 na janela 11 e à fixação da antena sobre o adesivo colocado na etapa 130, o módulo 3 sendo conectado à antena.

[0099] O segundo substrato fibroso 4 sofre na etapa 140 um encolamento por cobertura com um adesivo que é por exemplo um adesivo reativo a quente, com aplicação de um acamada de liberação eventual.

[00100] Em seguida, na etapa 141, a janela 13 é recortada e na etapa 150, os primeiro e segundo substratos fibrosos são unidos de maneira referenciada, para posicionar as janelas 11 e 13 confrontantes, e depois o conjunto pode ser recortado na etapa 151 antes de ser laminado em uma etapa 152 por passagem em prensa, por exemplo a 140°C durante 10 minutos, para permitir uma reticulação do adesivo do segundo substrato fibroso e eventualmente uma reticulação daquele colocado sobre o primeiro substrato fibroso. Na etapa 153, o conjunto é recortado no formato final.

[00101] Agora vão ser descritos exemplos de formação dos constituintes do inserto.

Exemplos propostos

[00102] Os substratos fibrosos realizados nos exemplos 1 a 6 convêm especialmente bem para a realização de um inserto de acordo com a invenção, tal como aquele representado na figura 1 por exemplo.

[00103] Os insertos dos exemplos 1 e 2 podem ser fabricados de acordo com o processo da figura 2 e aqueles dos exemplos 3 a 6 se acordo com o processo da figura 3.

Exemplo 1

[00104] O primeiro substrato flexível 2 é fabricado na máquina de papel de modo a que o substrato compreenda uma base fibrosa composta por cerca de 21% seco em massa em relação ao papel acabado de fibras sintéticas feitas de poliamida, de cerca de 4 mm de comprimento e de cerca de 1.7 dtex de diâmetro, e por cerca de 56% de fibras celulósicas. As fibras celulósicas são compostas por 75% em número de fibras curtas (provenientes de árvores folhudas) e por 25% em número de fibras longas (provenientes de árvores resinosas).

[00105] O substrato compreende também cerca de 13% em peso em relação ao papel acabado de pelo menos uma carga mineral, introduzida ou no refino, ou mais tarde na misturadora. A carga mineral é por exemplo caulim.

[00106] A base fibrosa depois de formação em folha é tratada em superfície na máquina de papel por um sistema de size press. O banho de size press contém um ligante, por exemplo polivinil álcool, à altura de 4% em peso seco em relação ao banho, um agente amaciante, por exemplo glicerina à altura de 15% em peso seco em relação ao banho, e pigmentos, por exemplo caulim à altura de 4% em peso seco em relação ao banho, ou seja um extrato seco final de 23%.

[00107] Por ocasião da impregnação em size press, o papel é impregnado de cerca de 40 g/m2 de banho úmido, ou seja uma retomada seca de cerca de 9 g/m2.

[00108] A base fibrosa é em seguida coberta em suas duas faces através de uma revestidora lâmina de ar, com uma polpa de revestimento que compreende 30 partes de ligante de revestimento de tipo estireno acrílico e 100 partes de uma mistura de pigmentos à base de carbonato de cálcio, hidrato de alumina e silicato de sódio.

[00109] A colocação de camada sobre o substrato é da ordem de 10 +/- 2 g/m2 seco por face, por exemplo.

[00110] Esse substrato revestido oferece uma boa resistência ao rasgamento graças à presença das fibras sintéticas de 4 mm. Ele oferece também uma certa flexibilidade devido à presença das fibras sintéticas, das cargas em massa e em superfície, e da glicerina.

[00111] Finalmente, devido à presença da camada de superfície que compreende pelo menos um ligante termoplástico, ele oferece uma boa aptidão para a inserção de uma antena por ultrassons assim como, devido à presença de cargas ditas absorventes como o silicato e o hidrato de alumina, uma capacidade de absorção e uma energia de superfície favoráveis a uma contracolagem ulterior.

[00112] O segundo substrato é realizado em máquina de papel e em revestidora com uma composição de mesma natureza mas com uma espessura e portanto uma gramatura diferente.

[00113] O segundo substrato é revestido com um adesivo reativo a quente, por exemplo à base de poliuretano reativo, que oferecerá uma montagem com o primeiro substrato e laminação a quente, todas as qualidades esperadas notadamente de inviolabilidade para prevenir qualquer retirada do dispositivo RFID por um fraudador tendo em vista utilizá-lo em um outro documento.

[00114] O inserto assim realizado oferece uma boa resistência às tentativas de falsificação a seco, a quente e nos solventes, apresenta uma boa flexibilidade e uma coesão suficiente para prevenir qualquer deslaminação espontânea. Por outro lado, esse inserto apresenta as qualidades de superfície que convêm a uma colagem com uma cola fria vinílica ou acrílica tal como utilizada atualmente para a integração entre a capa e a página de guarda de um livrete de passaporte.

Exemplo 2

[00115] O inserto é realizado com substratos flexíveis de mesma formulação que no exemplo 1, com exceção da ausência de cargas em massa e de uma modificação do banho da size press que contém um ligante de revestimento, por exemplo PVA à altura de 4% em peso seco em relação ao banho, um agente amaciante, por exemplo glicerina à altura de 15% em peso seco em relação ao banho e um produto de colagem de superfície de base acrílica à altura de 4% em peso comercial em relação ao banho.

[00116] A flexibilidade do inserto obtida é um pouco menos do que no exemplo precedente devido á ausência de cargas mas a resistência à falsificação por descolamento assim como a coesão do inserto são melhoradas pois a coesão interna de cada um dos substratos flexíveis é maior.

Exemplo 3

[00117] O inserto é realizado com substratos flexíveis de mesma formulação que no exemplo 1, com exceção do banho de size press que é substituído por um banho de impregnadora que compreende unicamente um látex flexível como ligante, por exemplo um látex estireno acrílico de Tg igual a 4°C, que permite conferir ao mesmo tempo flexibilidade e coesão ao substrato.

[00118] Um adesivo é aplicado sobre o primeiro substrato flexível com o auxílio de um sistema de pulverização equipado com bico.

[00119] Esse adesivo, utilizado para solidarizar a antena e o primeiro substrato fibrosos, é por exemplo um adesivo de base acrilato uretano que apresenta no estado úmido uma pegajosidade suficiente para reter a antena. Esse adesivo pode compreender também um agente de reticulação de tipo isocianato para permitir a reticulação do adesivo por ocasião da operação ulterior de laminação a quente.

[00120] O segundo substrato é revestido com um adesivo reativo a quente, por exemplo à base de copolímero acrilato, que é compatível com o adesivo do primeiro substrato com o qual ele estará confrontante ao nível da antena.

[00121] O inserto depois de montagem e laminação apresenta todas as qualidades esperadas notadamente de inviolabilidade, para prevenir qualquer retirada do dispositivo RFID por um fraudador tendo em vista utilizá-lo em um outro documento. Ele apresenta também uma coesão interna muito grande ao mesmo tempo em que tem uma grande flexibilidade.

[00122] Por outro lado, esse inserto, graça à presença das camadas carregadas na superfície dos substratos, oferece qualidades de superfície que convêm a uma colagem com uma cola fria vinílica ou acrílica tal como utilizada atualmente para a integração entre a capa e a página de guarda de um livrete de passaporte.

Exemplo 4

[00123] O inserto é realizado com um primeiro e um segundo substratos flexíveis de mesma formulação que no exemplo 3, com exceção do banho de size press que compreende uréia nitrato como agente amaciante além do látex flexível como ligante da base fibrosa.

Exemplo 5

[00124] O inserto é realizado com um primeiro e um segundo substratos de mesma formulação que no exemplo 3, mas o ligante da base fibrosa é introduzido por precipitação das partículas de ligante in situ sobre as fibras, por ocasião da formação da folha, de modo a conferir flexibilidade ao substrato.

[00125] As partículas de ligante são por exemplo partículas de látex carregadas anionicamente, que precipitam por interações iônicas sobre fibras que levam cargas catiônicas.

[00126] As fibras de celulose sendo carregadas anionicamente, aditivos tais como a poliamidaamina epicloridrina podem ser fixados previamente sobre as fibras para modificar sua carga.

[00127] As partículas de látex de Tg baixa, inferior a -10°C, trazem flexibilidade ao material ao mesmo tempo em que não geram problema de engorduramento na impregnadora.

[00128] Se a taxa de látex introduzida na base fibrosa é suficientemente alta, por exemplo de pelo menos 20% em massa na base fibrosa o tratamento de superfície do substrato pode ser realizado com outros ligantes de superfície, por exemplo um PVA, e esse ligante não terá tendência a enrijecer o substrato.

Exemplo 6

[00129] O primeiro substrato flexível é fabricado na máquina de papel de modo a que o substrato compreenda uma mistura fibrosa com 100% de fibras celulósicas.

[00130] O substrato compreende também cerca de 20% em peso em relação ao papel acabado de pelo menos uma carga mineral, introduzida ou no refino, ou mais tarde na misturadora. A carga mineral é por exemplo caulim.

[00131] A mistura fibrosa depois de formação em folha é impregnada a fundo na máquina de papel por um sistema de impregnadora.

[00132] O banho de impregnadora contém um ligante, por exemplo látex sintético de tipo estireno acrílico de Tg próxima de 4°C, à altura de 15% em peso seco em relação ao banho, um agente amaciante, por exemplo uma mistura de uréia e de nitrato, à alturas respectivas de 10% e 15% em peso seco em relação ao banho ou seja um extrato seco final de 23%.

[00133] Por ocasião da impregnação em impregnadora, o papel é impregnado de cerca de 70 g/m2 de banho úmido, ou seja uma retomada seca de cerca de 21 g/m2.

[00134] O substrato fibroso é em seguida revestido em suas duas faces através de uma revestidora de lâmina de ar, com uma polpa de revestimento que compreende 30 partes de ligante de tipo estireno acrílico e 100 partes de uma mistura de pigmentos à base de silicato de sódio. A colocação de camada sobre o substrato é da ordem de 10 +/- 2 g/m2 seco por face.

[00135] O adesivo destinado à retenção da antena sobre o primeiro substrato é aplicado sob a forma de cordões sobre o primeiro substrato por exemplo com o auxílio de um sistema de agulha, na zona da antena. O adesivo utilizado é por exemplo um adesivo á base de epóxi, que apresenta uma pegajosidade suficiente para reter a antena durante alguns segundos, antes que ela seja recoberta pelo segundo substrato flexível.

[00136] O adesivo é por exemplo um adesivo que reticula sob UV. Graças a uma fibra óptica dotada de um diodo eletroluminescente, o adesivo pode ser submetido à radiação UV ao mesmo tempo ou imediatamente antes que a antena seja desenrolada sobre o primeiro substrato flexível, o que provoca sua reticulação.

[00137] O segundo substrato foi revestido previamente com um adesivo reativo a quente, por exemplo à base de poliuretano reativo que compreende um agente de reticulação latente, o adesivo sendo reticulável por aporte de calor.

[00138] Por ocasião da laminação a quente e sob pressão dos dois substratos flexíveis de modo a tomar em sanduíche a antena, o adesivo em toda a superfície do segundo substrato se reticula e cria uma montagem que apresenta as resistências mecânicas, químicas e térmicas.

[00139] A invenção não está limitada aos exemplos que acabam de ser descritos.

[00140] Particularidades de execução desses exemplos podem se combinar dentro de variantes não ilustradas.

[00141] A expressão ‟que compreende” deve ser entendida como sendo sinônimo de ‟que compreende pelo menos um”, exceto se o contrário estiver especificado.

Claims

Estrutura compreendendo:
- - uma antena (5) que compreende pelo menos uma espira condutora,
- - um primeiro substrato fibroso (2) sobre o qual se estende a antena, esse primeiro substrato compreendendo um papel revestido que compreende uma base fibrosa, a antena sendo fixada a uma face do substrato flexível por meio de um dentre uma camada adesiva, um método de afundamento por ultrassom ou um método térmico, o papel compreendendo nessa face pelo menos uma camada de superfície, a antena (5) sendo uma antena filamentar, a estrutura caracterizada pelo fato de que o substrato fibroso do papel revestido ou primeiro substrato fibroso é formado à razão de pelo menos 30% em massa na base fibrosa de fibras naturais, de fibras sintéticas, e em que camada de superfície compreende pelo menos uma carga mineral e um ligante de revestimento.
Estrutura de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a base fibrosa compreende em massa pelo menos 40%, preferencialmente 50%, ainda preferencialmente 60%, mais preferencialmente pelo menos 70%, de fibras naturais.
Estrutura de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que a base fibrosa compreende uma proporção menor de fibras naturais longas do que de curtas quando a base fibrosa compreende fibras sintéticas, notadamente entre 5 e 25% de fibras sintéticas.
Estrutura de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que a base fibrosa compreende uma proporção menos elevada de fibras naturais curtas do que de fibras naturais longas, notadamente 20% das fibras naturais são curtas e 80% das fibras naturais são longas.
Estrutura de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que o ligante de revestimento compreende uma matéria termoplástica.
Estrutura de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que a quantidade de matéria termoplástica na camada de superfície é inferior ou igual a 20 g/m2 em peso seco, preferencialmente a 10 g/m2 em peso seco.
Estrutura de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que o ligante da base fibrosa é precipitado em massa.
Estrutura de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que o ligante da base fibrosa é introduzido na base fibrosa por tratamento de superfície.
Estrutura de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que o ligante da base fibrosa é escolhido entre os copolímeros estireno butadieno e os polímeros acrílicos.
Estrutura de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada pelo fato de que a base fibrosa compreende um agente amaciante.
Estrutura de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizada pelo fato de que a carga na camada de superfície é escolhida entre as cargas minerais, notadamente os carbonatos, em especial de cálcio, o talco, o caulim, o hidrato de alumina, o dióxido de titânio, o silicato de sódio e suas misturas, a carga sendo de preferência uma carga absorvente que tem uma capacidade de absorção superior ou igual a 10 ml/100 g.
Estrutura de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizada pelo fato de que o ligante de revestimento da camada de superfície compreende um polímero ou um copolímero de natureza estireno butadieno, acrílico, estireno acrílico ou vinílico.
Estrutura de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizada pelo fato de que ela compreende sobre a face do papel que recebe a antena um adesivo.
Estrutura de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de que o adesivo apresenta uma pegajosidade, natural ou acionada, notadamente por radiação UV ou EB, depois de sua colocação.
Estrutura de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato de que o adesivo é reticulável a quente.
Estrutura de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 15, caracterizada pelo fato de que o adesivo é colocado pleno festo.
Estrutura de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 15, caracterizada pelo fato de que o adesivo recobre somente uma parte da face do primeiro substrato flexível, em uma região que se estende sob a antena.
Inserto caracterizado pelo fato de que ele compreende:
- - uma estrutura do tipo definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 17,
- - um segundo substrato fibroso (40) superposto e aderido ao primeiro, a antena sendo situada entre ambos substratos.
Inserto de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que os substratos compreendem dois rasgos respectivos (11, 13) superpostos pelo menos parcialmente, e nos quais é disposto um módulo RFID incluindo um chip de circuito integrado.
Inserto de acordo com a reivindicação 18 ou 19, caracterizado pelo fato de que o segundo substrato (4) tem uma composição idêntica ao primeiro (2).
Inserto de acordo com qualquer uma das reivindicações 18 a 20, caracterizado pelo fato de que o segundo substrato compreende um adesivo ativável.
Processo de fabricação de uma estrutura do tipo definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 17, caracterizado pelo fato de que compreende a etapa que consiste em colocar o fio de antena sobre o primeiro substrato.
Processo de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que compreende a etapa que consiste em cobrir o primeiro substrato flexível com um adesivo antes da colocação do fio de antena em cima.
Processo de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que a fixação do fio de antena sobre o primeiro substrato é efetuada por termocompressão ou por ultrassons.
Processo de fabricação de um inserto, caracterizado por incluir as etapas de:
- - produzir uma estrutura do tipo definido em uma qualquer uma das reivindicações 1 a 17,
- - fixar sobre a estrutura um segundo substrato, a antena sendo situada entre os dois substratos.
Processo de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que o segundo substrato é revestido com um adesivo e os primeiro e segundo substratos são laminados a quente.
Processo de fabricação de um documento de segurança caracterizado pelo fato de que compreende a etapa de unir um inserto do tipo definido em qualquer uma das reivindicações 13 a 21 com um livrete ou pelo menos um filme, notadamente com uma cola a frio, em especial uma cola vinílica ou acrílica, ou com um adesivo ativável a quente.