CN105593030A - 用于通过辐射固化制造信息携带卡的装置与方法以及形成的产品 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了利用辐射固化形成信息携带卡或信息携带卡的核心层的方法，以及构造为提供此辐射固化的装置。此方法包括提供限定至少一个腔体的载体层；提供支撑至少一个电子部件的嵌入层；以及将嵌入层的至少部分定位在至少一个腔体中。此方法还包括将辐射可交联聚合物组合物分配在嵌入层上方，并且照射辐射可交联聚合物组合物。

Description

用于通过辐射固化制造信息携带卡的装置与方法以及形成的产品
相关申请的交叉引用
本申请要求2013年8月21日提交的美国临时专利申请No.61/868,304以及2013年11月14日提交的美国临时申请序列号No.61/904,138的优先权，其全部内容通过引用的方式包含于此。
技术领域
本公开涉及诸如智能卡的信息携带卡。更具体地说，公开的主题涉及用于利用辐射固化制造信息携带卡或其核心层的装置与方法，以及形成的信息携带卡。
背景技术
信息携带卡提供了识别、认证、数据存储和应用处理。此卡或部件包括钥匙卡、身份证、电话卡、信用卡、银行卡、标签、条码条、其它智能卡等。与传统塑料卡相关的伪造与信息诈骗每年造成上百亿美元损失。作为应对，信息携带卡变得“更智能”以增强安全性。智能卡技术提供了用于防止诈骗与减少造成的损失的解决方案。
信息携带卡通常包括嵌入诸如聚氯乙烯(PVC)的热塑材料中的集成电路(IC)。在交易以前，信息被输入且存储在集成电路中。在使用中，信息携带卡以“接触”或“无接触”模式工作。在接触模式中，在卡上的电子部件被致使与读卡器或其它信息接收设备直接地接触以建立电磁联接。在非接触模式中，在无需物理接触的情况下，通过在一段距离处的电磁作用建立了卡与读卡设备之间的电磁联接。将信息输入到信息携带卡的IC中的处理也以此两种模式中的任一种工作。
当信息携带卡变得“更智能”时，存储在各卡中的信息量通常增加，并且嵌入的IC的复杂性也增加。此卡还需要经受弯曲以便在使用过程中防止损坏敏感电子部件并且提供良好的耐用性。此外期望具有以低成本的改进生产率的相对容易且全面的商业处理。
发明内容
本发明提供了用于利用辐射固化制造用于信息携带卡的核心层或信息携带卡的装置与方法。本公开还提供了用于信息携带卡的形成的核心层，以及信息携带卡。
在一些实施方式中，提供了用于形成信息携带卡或信息携带卡的核心层的方法。此方法包括以下步骤：提供限定至少一个腔体的载体层；提供支撑至少一个电子部件的嵌入层；以及将嵌入层的至少部分定位在至少一个腔体中。此方法还包括将辐射可交联聚合物组合物分配在嵌入层上方，并且照射辐射可交联聚合物组合物以形成交联聚合物组合物。
在一些实施方式中，载体层是包括至少一种热塑材料的第一热塑层。可以是液态或糊状物的辐射可交联聚合物组合物包括从由丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、硅树脂丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、硅树脂、聚氨酯和环氧树脂组成的组中选择的可固化前体。
在一些实施方式中，此方法包括将真空施加到辐射可交联聚合物组合物的步骤。此方法还包括在将辐射可交联聚合物组合物施加在嵌入层上方的步骤以后将第二热塑层布置在载体层上方。在一些实施方式中，此方法包括在嵌入层上方施加辐射可交联聚合物组合物以后在载体层上提供释放膜的步骤。
在照射(即，固化)辐射可交联聚合物组合物的步骤中，载体层、嵌入物与辐射可交联组合物在压力下被按压。通过朝向载体层的至少一侧，例如，载体层的两侧发射的辐射执行此固化。在一些实施方式中，此压力可以在从0.01MPa到3MPa的范围内。
此辐射包括可见光、紫外线(UV)、红外线(IR)与电子束(EB)中的至少一种，以及组合。在一些实施方式中，在室温下执行固化步骤。在一些实施方式中，在固化辐射可交联聚合物组合物的步骤中可以使用额外热量，例如适度热量。
在一些实施方式中，交联聚合物组合物提供了可印刷表面。此方法可以包括将字或图像直接地印刷在交联聚合物组合物上的步骤。交联聚合物组合物的部分可以布置在载体层的上表面上方，例如，覆盖载体层的上表面。
本公开还提供了包括所述的形成核心层的用于制造信息携带卡的方法。用于制造信息携带卡的方法还包括将至少一个热塑膜层压在信息携带卡的核心层的各侧上，或者将至少一个热塑膜结合在信息携带卡的核心层的各侧上。在本公开中提供的此方法在热敏信息携带卡的制造中是有用的。嵌入层包括至少一个热敏的电子部件。
本公开还提供了用于执行所述方法的装置。装置包括具有多个肋部与在两个相邻肋部之间的多个通道的至少一个至少一个支撑层、多个辐射源与辐射透明层。多个辐射源中的每个都布置在相应通道中并且构造为提供辐射。辐射透明层与至少一个支撑层联接并且构造为保护多个辐射源。此辐射包括可见光、紫外线(UV)、红外线(IR)与电子束(EB)中的至少一种，及其组合。例如，多个辐射源中的每个都包括构造为发射UV光的发光二极管(LED)。多个辐射源可以与电源连接。
在此装置中，至少一个支撑层可以由诸如铝、铝合金、不锈钢的金属、或者任何其它适当金属或其组合制成。辐射透明层可以包括玻璃、UV透明陶瓷或者诸如聚(甲基丙烯酸甲酯)和聚碳酸酯的透明聚合物。至少一个支撑层可以与辐射透明层联接，使得其间具有柔韧层。柔韧层可以包括含氟聚合物，例如，聚四氟乙烯(PTFE)。
本公开还提供了用于执行所述方法的系统。此系统包括装置的底部与装置的顶部。底部与顶部中的每个包括具有多个肋部与在两个相邻肋部之间的多个通道的至少一个支撑层、多个辐射源与辐射透明层。多个辐射源中的每个都布置在相应通道中并且构造为提供辐射。辐射透明层与至少一个支撑层联接并且构造为保护多个辐射源。在一些实施方式中，在底部中的辐射透明层与在顶部中的辐射透明层面向彼此，并且构造为固化使辐射可交联聚合组合物布置在其间的分层结构。此辐射可以包括可见光、UV、IR、EB、及其组合中的至少一个。例如，多个辐射源中的每个可以包括构造为发射UV光的LED。
此系统可以包括连接到多个辐射源的电源。电源可以将直流电(DC)直接地供给到多个辐射源，或者可以包括将交流电(AC)转换成直流电的变压器。至少一个支撑层可以由诸如铝、铝合金、不锈钢的金属，或者任意其它适当金属或其组合制成。辐射透明层可以包括玻璃、UV透明陶瓷或者诸如聚(甲基丙烯酸甲酯)和聚碳酸酯的透明聚合物。至少一个支撑层可以与辐射透明层联接，其间具有韧性层，例如，含氟聚合物层。
在一些实施方式中，此系统还包括布置在底部中的辐射透明层与顶部中的辐射透明层之间的间隔件。间隔件具有用于容纳分层结构的厚度。分层结构可以是被制造的信息携带卡或信息携带卡的核心层。间隔件构造为提供信息携带卡或核心层的预定最终厚度。
在一些实施方式中，此系统还包括压力单元，此压力单元构造为在压力下按压分层结构同时照射辐射可交联聚合物组合物。此压力可以在从0.01MPa到3MPa的范围内。
附图说明
当结合附图阅读时，通过下面的详细描述最佳地理解本公开。应该强调的是，根据通常实践，附图的多个特征不一定按照比例。在一些情形中，为了清楚起见，多个特征的尺寸任意地延展或减小。贯穿说明书与附图，相同的附图标记指示相同的特征。
图1-图6示出了根据一些实施方式的在形成信息携带卡的核心层的示例性处理中的不同步骤处的分层结构的横截面视图。
图1示出了使至少一个腔体可选地布置在释放膜上方的第一热塑层的剖面图。
图2是在嵌入层部分或完全地布置在图1的第一热塑层的腔体内部以后的此结构的横截面视图。
图3是在可交联聚合物组合物分配在腔体内部的嵌入层上方以后的图2的结构的横截面视图。
图4是在释放膜布置在图3的结构上方以后形成结构的横截面视图。
图5示出了根据一些实施方式从两侧受到UV辐射的图4的结构。
图6是根据图1-图6中的结构和图7中的步骤制造的信息携带卡的示例性核心层的横截面视图。
图7是示出根据一些实施方式的包括辐射固化步骤的形成信息携带卡的核心层或信息携带卡的示例性过程的流程图。
图8示出了在一些实施方式中用于信息携带卡的示例性嵌入层。
图9是在一些实施方式中具有用于构造为提供辐射的装置的肋部与通道的示例性框架的横截面视图。
图10是图9的框架的自上而下的视图。
图11是使多个辐射源布置在通道中的图9的框架的横截面视图。
图12是图11的框架的自上而下的视图。
图13是根据一些实施方式的构造为提供辐射的装置的底部的横截面视图。
图14是图13中示出的装置的底部的自上而下的视图。
图15是根据一些实施方式的构造为提供辐射的装置的顶部的横截面视图。
图16是在一些实施方式中具有用于辐射源的一定的通道定向的装置的顶(或上)部的自上而下的视图。
图17示出了根据一些实施方式的在用于制造信息携带卡的核心层或信息携带卡的方法中使用的示例性装置。示例性装置包括图13的底部与图15的顶部。
图18示出了在压紧下的图17的示例性装置。
具体实施方式
预期结合附图阅读示例性实施例的该描述，附图被视为整个书面描述的部分。在描述中，诸如“下”、“上”、“水平”、“垂直”、“上方”、“下方”、“向上”、“向下”、“顶部”、“底部”及其派生词(例如，“水平地”、“向下”、“向上”等)的相对术语应被解释为涉及如当时在讨论中的附图中所描述或所示的定向。这些相对术语是为了便于描述并且不要求装置在特定的定向上被构造或操作。与附接、联接等相关的术语(诸如“连接”、“互连”)涉及其中结构直接或通过中间结构间接地固定或附接到彼此的关系，以及可移动或刚性附接或关系，除非另外明确地描述之外。
为了简洁起见，除非明确地另外陈述，否则贯穿本说明书涉及的“信息携带卡”或“智能卡”旨在至少包括钥匙卡、身份证、电话卡、信用卡、银行卡、电源卡、标签、条形码条、包括集成电路(IC)的任何部分等。“信息携带卡”或“智能卡”还包括多种形状，其包括但不限于长方形片、圆形片、条带、杆或环。“信息携带卡”或“智能卡”还包括“接触”和“非接触”两种模式的任何信息携带部分。“信息携带卡”或“智能卡”还包括具有或不具有车载电源供给的任何信息携带卡。包括电源供给的信息携带卡也称作为“电源卡”。
在图1-图6和图9-图18中，相同的物件通过相同的附图标记指示，并且为了简洁起见，不再重复上面参照前述附图提供的结构的描述。参照图1-图6中描述的示例性结构与图9-图19中描述的装置与系统描述了图7中描述的方法。
1.用于制造信息携带卡的方法：
一些实施方式提供了用于形成信息携带卡或信息携带卡的核心层的方法。此方法可以包括以下步骤，包括：提供限定至少一个腔体的载体层；提供支撑至少一个电子部件的嵌入层；以及将嵌入层的至少部分定位在至少一个腔体中。此方法还包括将辐射可交联聚合物组合物分配在嵌入层上方，并且利用诸如可见光、UV、IR、EB或其组合的辐射照射(即，固化)辐射可交联聚合物组合物以形成交联聚合物组合物。
载体层可以是包括至少一种热塑材料的第一热塑层。辐射可交联聚合物组合物包括从含有丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、硅树脂丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、硅树脂、聚氨酯、环氧树脂等的组选择的可固化前体。辐射可交联聚合物组合物可以是液体或糊状，并且可以在分配在嵌入层上方以后被脱气。
在一些实施方式中，可以在将辐射可交联聚合物组合物布置在嵌入层上方以后，将第二热塑层、或释放膜、或二者布置在载体层上方。在固化步骤中，载体层、嵌入层与辐射可交联组合物可以在压力下被按压。辐射可以是可见光、UV、IR、EB中的至少一个及其组合。
在一些实施方式中，交联聚合组合物提供了可印刷表面。此方法可以包括将字或图像直接地印刷在交联聚合物组合物的表面上的步骤。交联聚合物组合物的一部分可以布置在载体层的上表面上方，例如，覆盖载体层的上表面。
此方法可以用于制造可以是热敏性的信息携带卡或其核心层。嵌入层包括至少一个热敏电子部件。此方法还可以被用于制造具有高密度电子部件的信息携带卡。一个实例是生物信息携带卡。另一个实例是具有嵌入层的信息携带卡，此嵌入层具有构造为显示一次性密码(OTP)的至少一个电子部件。在一些实施方式中，嵌入层包括至少一个LCD部件。嵌入层还可以包括电子墨水显示部件、电致变色部件、电泳部件或有机发光二极管(OLED)、或者任何其它适当的电子部件、或其组合。
根据嵌入层与腔体的相对尺寸，至少一个电子部件可以部分地或者完全地布置在载体层上方的腔体内部。嵌入层还可以包括至少一片金属、陶瓷、含金属材料、含陶瓷材料、塑料等。
在2013年3月13日提交的美国专利申请No.13/801,630以及在2013年3月13日提交的美国专利申请No.13/801,677中公开了用于制造本公开中的信息携带卡的核心层与形成的信息携带卡的一般方法，其通过整体引用的方式包含于此。
在图7的步骤41处，提供载体层6(例如，第一热塑层)。载体层6具有至少一个腔体。
参照图1，限定至少一个腔体7(或开口)的载体层6布置在释放膜2上方。在一些实施方式中，释放膜2是可选的。在一些实施方式中，不使用释放膜2。释放膜2的实例包括但不限于在商标名下的聚四氟乙烯片、任何其它含氟聚合物、硅树脂、氟聚合物或硅树脂涂层薄膜。在一些实施方式中，释放膜2可以包括两个释放膜，例如，第二释放膜布置在第一释放膜上方。两个释放膜可以由相同材料形成。在一些实施方式中，使用至少一个可呼吸释放膜。可呼吸释放膜的实例是硅树脂涂层纸(例如，在商标名“Ifyoucare”下从RegencyWrapscompany可获得的硅树脂涂层、原色的羊皮纸烘焙纸)。释放膜2的另一个实例是从新泽西帕特森的PatersonPaperCompany可获得的羊皮纸(27-81T或35-81T)。
载体层6可以由一层或多层热塑膜成型或层压。适合用于在形成载体层6的材料的实例包括聚氯乙烯(PVC)、氯乙烯的共聚物、聚烯烃、聚碳酸酯、聚酯、聚酰胺、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)等。载体层6可以是PVC、或者氯乙烯与诸如乙烯基醚、乙烯基酯或乙酸乙烯酯的另一种单体的共聚物，或者PVC与氯乙烯聚合物的合成物或混合物。可以从诸如维吉尼亚州的戈登维尔的KlocknerPentaplastofAmerica,Inc.以及中国的ShijiazhuangEurochemCo.Ltd的供给商可获得适于用于本发明的PVC膜的实例。可以在商标名下从DowChemicalCompany，以及在商标名下从德国路德维希港的BASF获得此共聚物树脂的实例。是氯乙烯和乙酸乙烯酯的共聚物。等级包括YYNS-3、VYHH和VYHD。是氯乙烯和乙烯基异丁基醚的共聚物。级别包括MP25、MP35、MP45与MP60。全部这些聚合物树脂可以作为细粉末被供给。可以添加这些共聚物的粉末以改变用于膜的PVC树脂。可以通过模切一个或多个热塑膜并且然后层压与加热一个或多个热塑膜形成具有至少一个腔体7的载体层6。例如，厚度可以在0.025mm到0.5mm的范围内的一个热塑性膜被切割有孔并且布置在厚度可以在0.025mm到0.25mm的范围内的另一个热塑膜上方。两个膜然后被层压以形成具有至少一个腔体7的第一热塑层6。
在图7的步骤42处，提供支撑至少一个电子部件10的嵌入层8。在步骤43处，嵌入层8的至少部分布置在载体层6的至少一个腔体7中。
参照图2，嵌入层8的至少一部分布置在载体层6的至少一个腔体7内部。嵌入层8部分地或完全地布置在腔体7内部。嵌入层8可以通过热结合、粘结剂结合、或者任何其它适当方法固定在载体层6的表面上。在一些实施方式中，嵌入层8或者载体层6的表面可以是粘性的而不需要将嵌入层8固定在载体层6的表面上。嵌入层8包括嵌入或表面安装在支撑膜12上的至少一个有源或无源电子部件10。嵌入层8可以包括印刷电路板(PCB)。电子部件10可以嵌入或表面安装在PCB支撑材料上。支撑膜12的实例包括但不限于聚酰亚胺、诸如PET的聚酯、诸如FR-4的玻璃填充的环氧树脂片。具有全部部件的印刷电路板(PCB)简写为PCBa。为了简洁起见，在本公开中对PCB的参照将理解为包含包括PCBa的PCB。在嵌入层8内部的电子部件10的实例包括但不限于有源或无源电子部件，例如，集成电路(IC)、用于“电源卡”的电池、天线、以及诸如发光二极管(LED)的功能部件。在一些实施方式中，电子部件10构造为显示一次性密码(OTP)。电子部件10经由导线或迹线14相互连接。支撑膜12可以是基于聚合物的介电材料。在一些实施方式中，嵌入层8可以包括固定在聚合物膜(诸如PVC膜)的小件上的部件(诸如电池)，并且然后包括部件与聚合物膜的嵌入层8可以布置在第一热塑层6中的腔体中。
嵌入层8可以相对于第一热塑层6中的腔体的尺寸具有任意尺寸。嵌入层8可以部分地或完全地布置在此腔体中。在一些实施方式中，在第一热塑层6上的腔体的尺寸大于嵌入层8的尺寸。嵌入层8可以完全地布置在此腔体中。在一些实施方式中，在第一热塑层6中的腔体的尺寸基本上等于或者略微大于PCB的嵌入层6的尺寸。腔体的形状通常与嵌入层8的形状匹配。在一些实施方式中，在第一热塑层6上的至少一个腔体的尺寸小于嵌入层8的尺寸。至少一个腔体的尺寸基本上等于或者略微大于PCB的嵌入层8的一部分。例如，一个腔体的形状与尺寸可以与一个电子部件10匹配。电子部件10的实例包括但不限于电池、天线、或有源或无源电子部件，例如嵌入层8中的集成电路(IC)。在一些实施方式中，嵌入层8包括金属块或金属片、陶瓷、含金属材料、含陶瓷材料、塑料等。用于此块或片板的适当材料的实例包括但不限于铂、铜、钨、含金属粉末材料、氧化铝、二氧化硅、以及含陶瓷粉末材料。此块或片可以为一定的颜色或重量，具有一定可视或其它感官特性。
在一些实施方式中，嵌入层8包括电子部件10，此电子部件构造为提供可以是热敏、压敏或二者的信息携带卡。热敏部件可以经受150摄氏度以下的最大温度，例如在70-120摄氏度的范围内。热敏电子部件10包括但不限于LCD部件、电子墨水显示部件、电致变色部件、电泳部件、有机发光二极管(OLED)、或者任何其它适当的电子部件、或者其组合。热敏信息携带卡的实例包括但不限于LCD、电泳显示器、电子墨水显示器、电致变色显示器、生物信息卡。一个实例是生物信息携带卡。另一个实例是具有嵌入层的信息携带卡，此嵌入层具有构造为显示一次性密码(OTP)的至少一个电子部件。
图8示出了用于生物计量信息携带卡的示例性嵌入层30。嵌入层30包括印刷电路板(PCB)。嵌入层30可以包括接触垫32、生物计量传感器或传感器垫33、用于生物计量传感器33的密封边框34、用于电子部件的垫迹线36、连接迹线37、将生物计量传感器连接到PCB的连接器38、以及用于生物计量传感器33的连接器迹线39。在一些实施方式中，可以切开并且暴露诸如接触垫32与生物计量传感器33的一些部分。生物计量信息携带卡可以是具有接触模式的智能卡。连接迹线37可以用于接触由生物计量读取器供给的能量以便卡致动。
在图7的步骤44处，辐射可交联聚合物组合物16分配在嵌入层8上方。
参照图3，辐射可交联聚合物组合物16分配在载体层6以及腔体7内部的嵌入层8的上方。在一些实施方式中，辐射可交联聚合物组合物16还可以分配在腔体7外部的载体层6上方。组合物16可以包括以液体或糊状形式的可固化前体。此可固化前体可以是丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、硅树脂丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、聚氨酯、环氧树脂、硅树脂等。
在辐射可交联聚合物组合物16中的可固化前体可以包括单体、低聚体或者具有功能基的预聚物。前体是在正常固化条件下的可交联物，包括但不限于诸如紫外(UV)光的辐射，以及连同热量的辐射。可固化前体可以是液体或糊状形式。其粘度可以在1-100,000cps的范围内。在一些实施方式中，可固化前体是聚氨酯丙烯酸酯。这些可固化前体易于通过特定的化学供应商可获得。这些供应商的实例包括但不限于康涅狄格州的托灵顿的DymaxCorporation以及宾夕法尼亚州的艾克斯顿的SartomerUSA,LLC。
辐射可交联聚合物组合物16在一些实施方式中可以是未填充的，并且在另一些实施方式中包括填充物或其它添加剂。可交联聚合物组合物可以包括大约0.5wt.％到大约80wt.％范围内的填充物。填充物可以是无机或有机填充物。例如，填充物可以是颗粒热塑填充物，诸如聚烯烃、聚氯乙烯(PVC)、氯乙烯以及至少另一个单体的共聚物、或者诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的聚酯。在一些实施方式中，在氯乙烯共聚物填充物中的至少另一个单体可以是乙烯基酯、醋酸乙烯酯和乙烯基醚。颗粒热塑填充物可以是包括热塑树脂的合成物或混合物，例如包括PVC或改性的PVC的合成物或混合物。在商标名UCARTM下从DowChemicalCompany，以及在商标名LaroflexTM下从德国路德维希港的BASF可获得此共聚物的实例。UCARTM是氯乙烯和乙酸乙烯酯的共聚物。等级包括YYNS-3、VYHH和VYHD。LaroflexTM是氯乙烯和乙烯基异丁基醚的共聚物。级别包括MP25、MP35、MP45与MP60。通常以细粉末的形式提供全部这些聚合树脂。可以通过一个或多个相应单体的悬置或乳液聚合或者通过固体塑料的粉碎来获得颗粒热塑填充物。通过实例并且非限定地，颗粒形式可以具有任意尺寸。颗粒可以在0.5-200微米的范围内。在一些实施方式中，颗粒在1-1000nm的范围内。
根据高分子化学的一般原理，辐射可交联聚合物组合物16还可以包括至少一种固化剂。此辐射可交联聚合物组合物16在固化后成为固态交联组合物18。优选地，在一些实施方式中，此交联组合物18比载体层6更加柔性。例如，可交联组合物16包括用于辐射固化的第一固化剂以及可选地包括用于辐射固化的第二固化剂。在固化或交联反应过程中，此可交联组合物转换成固态交联聚合物组合物。此交联聚合物组合物18在本技术领域中还称为“热固性聚合物”或“热固体”以使其与热塑聚合物区分。
适当可交联聚合组合物16的实例包括但不限于含有诸如丙烯酸酯或聚氨酯丙烯酸酯的可固化前体的剂型。此剂型的实例包括但不限于从康涅狄格州的托灵顿的DymaxCorporation可获得的X-685-31-1和X-685-31-2。X-685-31-1是包括丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸羟乙酯、2-丙烯酸-2-羟基-3-苯氧基丙酯、过苯甲酸叔丁酯和光引发剂的剂型。其粘度是1047cP。X-685-31-2也是包括丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸羟乙酯、2-丙烯酸-2-羟基-3-苯氧基丙酯、过苯甲酸叔丁酯和光引发剂的剂型。其粘度是1025cP。这些实例仅旨在描述根据本发明的实施方式，并且如此不应被解释为在权利要求上施加限制。
辐射可交联聚合物组合物16可以包装在注射器中并且利用标准分配装置或设备分配以用于粘合剂、密封剂、密封胶和灌封胶。可以根据腔体与嵌入层8的体积计算与控制待分配的可交联组合物16的数量。
在图7的步骤45处，可以将释放膜2(或2’)或第二热塑层布置在载体层6上方。参照图4，如所述的释放膜2布置在图3的结构上方。释放膜2可以是任意类型的释放膜，并且可以与在载体6下面的释放膜2相同。在图3的结构上方的释放膜的实例包括但不限于透气硅树脂涂层纸、诸如PTFE的含氟聚合物片。释放膜2可以是透明、半透明或不透明的但是对于UV或者其它辐射是透明或半透明的。在一些实施方式中，释放膜2可以包括两个释放膜。在一些实施方式中，释放膜2是从新泽西帕特森帕的PatersonPapersCompany可获得的羊皮纸(27-81T或35-81T)。人们惊奇地发现诸如羊皮纸(27-81T或35-81T)的半透明膜可以分散诸如UV的辐射以导致可交联组合物16的均匀固化。在一些实施方式中，不使用释放膜2。
替代释放膜2，第二热塑层(未示出)布置在载体层6上方。在一些实施方式中，第二热塑层与释放膜2可以布置在载体层6上方。第二热塑层包括从聚氯乙烯、氯乙烯的共聚物、聚烯烃、聚碳酸酯、聚酯、聚酰胺、和ABS共聚物选择的热塑材料。第二热塑层可以与第一热塑层(载体层)6相同。其厚度可以在0.025mm到0.25mm的范围内。如果使用，那么此热塑层成为核心层的一部分。第二热塑层可以是透明、半透明或不透明的但是对于UV或者其它辐射是透明或半透明的。
在分配在载体层6上方以后或者在步骤45以后，辐射可交联聚合物组合物16可以在真空室中被脱气。真空可以施加在真空室中的可交联聚合物组合物16上。此压力范围在10Pa到1000Pa的范围内。此真空可以保持0.5到10分钟，优选为1-3分钟。在周期结束时释放真空。一个或多个周期可以用于实现无气泡样本。在低温下，优选地在室温下执行真空处理。
在图7的步骤46处，利用诸如UV、IR、可见光、e光束(EB)、或其组合的辐射来固化辐射可交联聚合物组合物16。
参照图4和图5，图4的夹置结构在压力下布置，并且在如图17和图18中的所述的装置中以辐射照射。如图18中示出的，间隔件68可以用于控制在载体层6上方的可交联聚合物组合物16的最终厚度，以及由此控制信息携带卡的核心层或信息携带卡的整体厚度。通过朝向载体层的至少一侧(即，载体层的一侧或两侧)发射一种辐射来执行此固化。此压力可以在从0.01MPa到3MPa的范围内。
一种类型的辐射可以是可见光、UV、IR、EB中的至少一个、及其组合。例如，可以使用UV。在一些实施方式中，使用具有在350-400nm的范围内的波长的UV。固化时间可以在从10秒到60秒的范围内。在一些实施方式中，可以在室温或在35-40℃的温度下执行固化。在一些其它实施方式中，可以在固化步骤中使用额外热量，例如在80℃以下、例如在从50℃到80℃的范围内的温度处的适度热量。
参照图6，在剥离释放膜2(如果使用)以后，形成用于信息携带卡的核心层。可交联聚合物组合物16成为固态的交联聚合物组合物18。不同的附图标记仅用于区分的目的，即使它们可能共有相同的化学组合物。参照图6，信息携带卡的示例性核心层22包括第一热塑层(载体层)6、嵌入层8、以及交联聚合物组合物18。嵌入层8包括电子部件10，例如，至少一个印刷电路板(PCB)、支撑膜12与互连件14。电子部件10，诸如电池与有源或无源电子部件10与互连件14连接。电子部件10嵌在支撑膜12上。交联聚合物组合物18填充在载体层6上的腔体与嵌入层8内部的间隙以及剩余空间。在一些实施方式中，交联聚合物组合物18与电子部件10的外表面直接地接触。嵌入层8可以相对于载体层6中的腔体的尺寸具有任意尺寸。嵌入层8可以部分地或完全地布置在此腔体中。
在一些实施方式中，信息携带卡的核心层可以包括用于嵌入物的完全打开的腔体。在第一热塑层6上的腔体的尺寸大于嵌入层8的尺寸。在一些实施方式中，此腔体接近但是略微小于信息携带卡的尺寸。嵌入层8完全地布置在此腔体中。腔体的形状可以与嵌入层8的形状不相同。在一些实施方式中，开口嵌入腔体接近嵌入层8的尺寸。在第一热塑层6上的腔体的尺寸基本上与嵌入层8的尺寸相同或略微大于嵌入层8的尺寸。腔体的形状与嵌入层8的形状匹配。在此构造中，嵌入层8可以完全地布置在载体层6上的腔体内部。在一些实施方式中，信息携带卡的示例性核心层包括部分地用于地用于嵌入物的窗腔体。在第一载体层6上的至少一个腔体的尺寸小于嵌入层8的尺寸。至少一个腔体的尺寸基本上与嵌入层8的部分相同或者略微大于嵌入层8的一部分。嵌入层的一部分可以被切开以便形成一个或多个孔，使得电子部件10可以适配到孔的一个中。还可以将嵌入层8中的电子部件10从载体层6的一侧插入。在制造过程中，可以从第一热塑层6的另一侧施加用于交联聚合物组合物18的可交联组合物16。
交联聚合物组合物18的一部分可以布置在载体层6的上表面上方，例如，覆盖载体层6的上表面。在载体层6的上表面上方的交联聚合物组合物18的部分的厚度可以是任意厚度，例如，在1微米到100微米范围内的厚度。
交联聚合物组合物18可以提供可印刷表面。在步骤47处，文字或图像可以直接地印刷在交联聚合物组合物18的表面上。
一些实施方式提供了包括所述的形成核心层的用于制造信息携带卡的方法。如图7的步骤48中所示，用于制造信息携带卡的方法还包括将至少一个热塑膜层压或结合在信息携带卡的核心层的各侧上。可以使用热层压或粘结剂结合。在粘结剂结合的处理中，可以使用任何适当的粘结剂。
至少一个热塑膜的实例包括但不限于可印刷热塑膜、透明膜及其组合。此膜可以有PVC、PET或任意其它适当的聚合物膜制成。在一些实施方式中，可印刷膜是成像接收层，并且可以不是透明的并且可以包含白色颜料。在一些其它实施方式中，文字或图像可以直接地印刷在交联聚合物组合物18上并且可以不使用额外的可印刷膜。在印刷处理以前，在一些实施方式中可以不需要表面处理。在其它实施方式中，表面处理还可以被用于改进两层之间的粘合。表面处理方法的实例包括但不限于等离子体处理或者电晕处理。
在一些实施方式中，可以使用称为“反向印刷技术”的技术。透明膜的一侧可以印刷有白色颜料的薄层，该薄层可以包括印刷的文字或图像。印刷表面与如上所述的核心层结合或层压。透明膜的另一侧面可以是如信息携带卡的上表面的光泽表面。
描述的方法在热敏信息携带卡的制造中是有用的。嵌入层包括至少一个热敏的电子部件。此信息携带卡可以具有不同尺寸。在一些实施方式中，信息携带卡可以具有按照ISO/IEC7810标准的尺寸。例如，用于大部分银行卡与身份证的ID-1类型智能卡具有85.6x53.98mm的尺寸。
利用一个信息携带卡描述上面的实例仅用于示范。在制造核心层或信息载体卡的制造处理中，核心层片可以包括用于多个信息携带卡的多个单元。在制造过程中或制造以后，此片可以切割成多个核心层或者多个信息携带卡。
2.用于制造信息携带卡或其核心层的装置与系统
参照图17和图18，一些实施方式提供了用于执行所述方法的装置或系统。图9-图18示出了制造此装置或系统的方法。
参照图9和图10，设有具有多个肋部51以及在两个相邻肋部之间的多个通道53的至少一个支撑层52。支撑层52可以由诸如铝、铝合金、不锈钢的金属、或者任何其它适当金属或其组合制成。肋部51是细长脊部。通道53是如图9中所示的远离支撑层52的一侧机加工的浅的沟槽。如图10中所示，肋部51与通道53可以是彼此平行的。
参照图11和图12，多个辐射源54各自布置在一个相应通道53中并且构造为提供诸如UV、IR、可见光、EB的辐射，以及任何其它辐射或其组合。多个辐射源54可以通过线56并联或串联连接，并且然后通过线58与电源(未示出)连接。电源可以将直流电(DC)直接地供给到多个辐射源，或者可以包括将交流电(AC)转换到直流电的变压器。可以利用任何适当的另选布置来连接与驱动辐射源54。在一些实施方式中，多个辐射源54中的每个都包括构造为发射UV光的LED。UV光可以具有特定波长或波长范围(例如，450-400nm)。波长可以定制为与辐射可交联聚合物组合物16的固化化学匹配。在利用UV的固化处理过程中，辐射源54可以不发出热量。辐射源54可以构造为提供可选地提供适度热量的IR。
参照图13和图14，设有辐射透明层64与间隔件68。辐射透明层64可以包括玻璃、塑料或UV透明陶瓷，诸如从马萨诸塞州伯灵顿的SurmetCorportion可获得的商标名下的氧氮化铝。还可以使用诸如聚(甲基丙烯酸甲酯)和聚碳酸酯的透明聚合物。在商标名PLEXIGLASS下的聚(甲基丙烯酸甲酯)是众所周知的。从SABIC的商标名下可获得聚碳酸酯。辐射透明层64可以具有光滑的加工表面。辐射透明层64与至少一个支撑层52联接并且构造为保护多个辐射源54。至少一个支撑层52可以与辐射透明层64联接使得其间具有柔韧层62。柔韧层62可以包括含氟聚合物，例如，聚四氟乙烯。
图13中示出的结构可以是装置的底部。间隔件68可以布置在辐射透明层64上方。间隔件68可以是结合在辐射透明层64的周边上的可移除带或膜，并且具有用于容纳诸如核心层的分层结构或者如图18中所述的待制造的信息携带卡的厚度。
参照图15，与图13和图14中的底部类似，可以为本公开的系统提供装置的顶部。底部还包括具有多个肋部51与在两个相邻肋部之间的多个通道53的至少一个支撑层52、多个辐射源54与辐射透明层64。多个辐射源54中的每个都布置在一个相应通道53中并且构造为提供辐射。辐射透明层64与至少一个支撑层52联接并且构造为保护所述多个辐射源54并且提供光滑表面。此辐射可以包括可见光、UV、IR、EB中的至少一个、及其组合。例如，多个辐射源54中的每个都可以包括构造为发射紫外(UV)光的发光二极管(LED)。如图16中所示，肋部51与通道53可以彼此平行，并且能够在与图14的底部相同或不同的定向中。
参照图17，图13和图14的底部与图16和图17的顶部可以装配在一起以形成系统72中的装置70。在各部分中的辐射透明层64可以面向彼此并且构造为固化在其间布置辐射可交联聚合物组合物16的分层结构20。
参照图18，系统72可以包括具有两个按压板74的压力单元，此两个按压板构造为在压力下按压分层结构20同时利用一种辐射固化辐射可交联聚合物组合物16。此压力可以在从0.01MPa到3MPa的范围内。在一些实施方式中，装置70的顶部或底部固定在相应的按压板74上。系统72可以包括连接到多个辐射源的电源54。如所描述的，系统72可以包括布置在底部中的辐射透明层64与顶部面中的辐射透明层64之间的间隔件68。间隔件68可以是结合在装置70的顶部或底部中的辐射透明层64上的膜、片或带。间隔件68具有用于容纳分层结构20的厚度。分层结构20是所述被制造的信息携带卡或信息携带卡的核心层。间隔件68构造为提供信息携带卡或信息携带卡的核心层的预定最终厚度。在系统72中，具有平滑表面的辐射透明层64可以提供形成的核心层或者信息携带卡的平滑表面。
在制造过程中，包括装置70的系统72与分层结构20装配在一起。可以相应地执行图7中的方法40的步骤41-46。可以在压力下按压分层结构20并且照射一段时间期间(例如，在10秒到60秒的范围内)分层结构20。可以关闭辐射源54并且可以释放压力。在移除分层结构20以后，可以执行此处理的另一个周期。在一些实施方式中，制造处理是批处理。在一些实施方式中，制造处理可以是连续自动制造。
制造用于信息携带卡的核心层的重要要求是在顶部与底部上实现非常平滑的共面表面，使得覆盖片被施加并且层压，几乎没有卡图形以及最终产品的可视变形。在其它处理中使用的传统封装材料发生热膨胀与收缩，导致核心层的翘曲，以及粗化或变型的共面表面。
在本公开中描述的方法提供了最小收缩并且产生了非常平滑与共面表面，具有良好修剪与受控的厚度。此方法还提供了优点，其包括但不限于生产率增加、尤其用于热敏部件的低温与低压(LTLP)处理、以及产品设计与制造的灵活性。
尽管已经根据示例性实施方式描述了该主题，但是不限于此。此外，所附权利要求应该广义地理解为包括本领域中的技术人员可以作出的其它变型与实施方式。

Claims (38)

1.一种用于形成信息携带卡或信息携带卡的核心层的方法，其包括：
提供限定至少一个腔体的载体层；
提供支撑至少一个电子部件的嵌入层；
将所述嵌入层的至少一部分定位在所述至少一个腔体中；
将辐射可交联聚合物组合物分配在所述嵌入层上；以及
照射所述辐射可交联聚合物组合物。
2.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述载体层是包括至少一种热塑材料的第一热塑层。
3.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述辐射可交联聚合物组合物包括可固化前体，所述可固化前体选自丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、硅树脂丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、硅树脂、聚氨酯和环氧树脂；并且
所述辐射可交联聚合物组合物是液体或糊状物。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括：
将真空施加到所述辐射可交联聚合物组合物。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括：
在将所述辐射可交联聚合物组合物施加在所述嵌入层上方以后，将第二热塑层布置在所述载体层上方。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括：
在所述嵌入层上方分配所述辐射可交联聚合物组合物以后，在所述载体层上提供释放膜。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，在照射所述辐射可交联聚合物组合物的所述步骤中，
所述载体层、所述嵌入层与所述辐射可交联组合物在压力下被按压；并且
利用朝向所述载体层的至少一侧发射的辐射照射所述辐射可交联聚合物组合物。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，利用朝向所述载体层的两侧发射的辐射照射所述辐射可交联聚合物组合物。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述压力在从0.01MPa到3MPa的范围内。
10.根据权利要求7所述的系统，其中，利用可见光、紫外线(UV)、红外线(IR)与电子束(EB)中的至少一种照射所述辐射可交联聚合物组合物。
11.根据权利要求7所述的方法，其中，在照射所述辐射可交联聚合物组合物的所述步骤中使用额外热量。
12.根据权利要求1所述的方法，还包括：
在由所述辐射可交联聚合物组合物形成的交联聚合物组合物的表面上直接地打印字或图像。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述可交联聚合物组合物的部分布置在所述载体层的上表面上方。
14.一种用于制造信息携带卡的方法，其包括根据权利要求1所述的形成信息携带卡的核心层。
15.根据权利要求14所述的方法，还包括将至少一个热塑膜层压在所述信息携带卡的核心层的各侧上。
16.根据权利要求14所述的方法，还包括将至少一个热塑膜结合在所述信息携带卡的核心层的各侧上。
17.根据权利要求14所述的方法，其中，所述嵌入层包括至少一个热敏的电子部件。
18.一种装置，包括：
至少一个支撑层，其具有多个肋部与两个相邻肋部之间的多个通道；
多个辐射源，所述多个辐射源中的每个都布置在一个相应通道中并且构造为提供辐射；以及
辐射透明层，其与所述至少一个支撑层联接并且构造为保护所述多个辐射源。
19.根据权利要求18所述的装置，其中，所述辐射包括可见光、紫外线(UV)、红外线(IR)与电子束(EB)中的至少一种。
20.根据权利要求18所述的装置，其中，所述多个辐射源中的每个都包括构造为发射紫外线(UV)光的发光二极管(LED)。
21.根据权利要求18所述的装置，其中，所述多个辐射源与电源连接。
22.根据权利要求18所述的装置，其中，所述至少一个支撑层由铝、铝合金、不锈钢、或者任何其它适当金属或其组合制成。
23.根据权利要求18所述的装置，其中，所述辐射透明层包括玻璃、UV透明陶瓷、聚(甲基丙烯酸甲酯)、或聚碳酸酯。
24.根据权利要求18所述的装置，其中，所述至少一个支撑层与所述辐射透明层联接，使得其间具有柔韧层。
25.根据权利要求24所述的装置，其中，所述柔韧层包括含氟聚合物。
26.一种系统，包括：
装置的底部；以及
装置的顶部，其中，所述底部与所述顶部中的每个都包括:
至少一个支撑层，其具有多个肋部与两个相邻肋部之间的多个通道；
多个辐射源，所述多个辐射源中的每个都布置在一个相应通道中并且构造为提供辐射；以及
辐射透明层，其与所述至少一个支撑层联接并且构造为保护所述多个辐射源，
并且
在所述底部中的所述辐射透明层以及在所述顶部中的所述辐射透明层面向彼此，并且构造为固化使辐射可交联聚合组合物布置在其间的分层结构。
27.根据权利要求26所述的系统，其中，所述辐射包括可见光、紫外线(UV)、红外线(IR)与电子束(EB)中的至少一种。
28.根据权利要求26所述的系统，其中，所述多个辐射源中的每个都包括构造为发射紫外线(UV)光的发光二极管(LED)。
29.根据权利要求26所述的系统，还包括连接到所述多个辐射源的电源。
30.根据权利要求29所述的系统，其中，所述电源将直流电(DC)直接地供给到所述多个辐射源，或者包括将交流电(AC)转换成直流电的变压器。
31.根据权利要求26所述的系统，其中，所述至少一个支撑层由铝、铝合金、不锈钢、或者任何其它适当金属或其组合制成。
32.根据权利要求26所述的系统，其中，所述辐射透明层包括玻璃、UV透明陶瓷、聚(甲基丙烯酸甲酯)、或聚碳酸酯。
33.根据权利要求26所述的系统，其中，所述至少一个支撑层与所述辐射透明层联接，其间具有柔韧层。
34.根据权利要求26所述的系统，其中，所述柔韧层包括含氟聚合物。
35.根据权利要求26所述的系统，还包括布置在所述底部中的所述辐射透明层与所述顶部面中的所述辐射透明层之间的间隔件，并且所述间隔件具有用于容纳分层结构的厚度。
36.根据权利要求26所述的系统，其中，所述分层结构是被制造的信息携带卡或信息携带卡的核心层，并且所述间隔件构造为提供信息携带卡或信息携带卡的核心层的预定最终厚度。
37.根据权利要求26所述的系统，还包括构造为在压力下压紧所述分层结构同时利用一种辐射固化所述辐射可交联聚合物组合物的压力单元。
38.根据权利要求26所述的系统，其中所述压力在从0.01MPa到3MPa的范围内。
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