KR20010012743A

KR20010012743A - 스마트 카드를 제조하는 방법

Info

Publication number: KR20010012743A
Application number: KR1019997010704A
Authority: KR
Inventors: 해리 제이. 3세 티파니
Original assignee: 카덱스, 인코포레이티드
Priority date: 1997-05-19
Filing date: 1998-04-07
Publication date: 2001-02-26
Also published as: CN1264331A; CA2289728C; WO1998052735A1; IL132745A0; EP0983136A1; US5955021A; AU6892198A; AU726884B2; JP3995723B2; NZ500776A; NO995662L; ID26533A; JP2001525968A; EP0983136A4; CA2289728A1; NO995662D0

Abstract

본 발명은 카드의 코아층이 되는 열경화성 물질(34)에 침지되는 동안 스마트 카드의 전자 부품(30, 32)을 지지하는 부분적으로 경화된 저수축 아교(42, 42', 62, 62')를 사용하여 제조될 수 있는 고품질 외측면(55, 58)을 가지는 스마트 카드에 관한 것이다.

Description

스마트 카드를 제조하는 방법 {METHOD FOR MAKING SMART CARDS}

스마트 카드를 제조하는 방법은 상당히 다양하다. 예를 들어, 유럽 특허 제 0 350 179호에는 전자 회로가 카드의 두 표면 층 상이에 도입되는 가소성 물질 층으로 봉입되어 있는 스마트 카드가 기재되어 있다. 이 방법은 또한 모울드의 측부에 대해 높은 인장력의 지지 구성원을 접합시키고, 이 측부에 대해 스마트 카드의 전자 부품을 배치시킨 후, 전자 부품을 봉입시키도록 모울드에 주조가능한 고분자 반응 물질을 주입하는 것을 포함한다.

유럽 특허 출원 제 95400365.3호에는 비접촉 스마트 카드를 제조하는 방법이 기재되어 있다. 이 방법은 강성 프레임을 사용하여 상부 열가소성 시이트 및 저부 열가소성 시이트 사이의 빈 공간에 전자 모듈을 배치하고 고정시킨다. 상기 프레임이 저부 열가소성 시이트에 기계적으로 부착된 후, 빈 공간은 중합가능한 수지 물질로 충전된다.

미국 특허 제 5,399,847호에는 세층으로 이루어진, 즉, 제 1 외층, 제 2 외층 및 중간층으로 이루어진 크레디트 카드가 기재되어 있다. 중간층은 열가소성 결합 물질의 주입에 의해 형성되어 스마트 카드의 전가 성분(예를 들어, IC 및 안테나)을 중간층 물질로 싼다. 상기 결합 물질은 바람직하게는 코폴리아미드의 배합물 또는 공기 접촉시에 고화되는 두개 이상의 화학적 반응 성분을 가지는 아교로 이루어진다. 상기 스마트 카드의 외층은 폴리비닐 클로라이드 또는 폴리우레탄과 같은 여러 고분자 물질로 이루어질 수 있다.

미국 특허 제 5,417,905호에는 플라스틱 크레디트 카드를 제조하는 방법이 기재되어 있으며, 이 방법에서는 두개의 쉘로 이루어진 모울드 기구가 폐쇄되어 이러한 카드를 제조하기 위한 캐비티를 규정하고 있다. 라벨 또는 이미지 지지체가 이러한 모울드 쉘에 배치된다. 이후, 모울드 쉘은 함께 취해져 열가소성 물질이 모울드에 주입되어 카드를 형성한다. 유입되는 가소성 물질은 각각의 모울드 면에 대해 라벨 또는 이미지 지지체를 떠민다.

미국 특허 제 5,510,074호에는 사실상 평행한 주요 측부를 가지는 카드 본체, 적어도 한 측부 상에 그래픽 성분을 가지는 지지 구성원, 및 칩에 고정된 접촉 어레이를 포함하는 전자 모듈을 가지는 스마트 카드를 제조하는 방법이 기재되어 있다. 이 제조 방법은 일반적으로 (1) 모울드에 지지 구성원을 배치하여 카드의 부피와 형태를 규정하는 단계; (2) 모울드를 제 1 주벽에 대해 지지시키는 단계; (3) 지지 구성원에 의해 점유되지 않은 부피의 일부를 충전시키기 위해 중공 공간에 의해 규정되는 부피에 열가소성을 물질을 주입시키는 단계 및 (4) 주입된 물질이 완전히 고화되기 전에 열가소성 물질에 적합한 위치로 전자 모듈을 삽입시키는 단계를 포함한다.

미국 특허 제 4,339,407호에는 특이적인 랜드(lands), 그루브(grooves) 및 보스(bosses)와 함께 특이적인 오리피스(orifices)를 가지는 벽이 있는 캐리어 형태의 전자 회로 봉입 장치가 기재되어 있다. 모울드의 벽부는 주어진 배열에서 회로 어셈블리를 지지한다. 캐리어의 벽은 약간 가용성인 물질로 이루어져 스마트 카드의 전자 회로의 삽입을 용이하게 한다. 상기 캐리어는 외측 모울드에 삽입가능하다. 이는 캐리어 벽이 서로를 향해 이동하게 하여 열가소성 물질이 주입되는 동안 성분들을 배열에 확실히 지지되게 한다. 캐리어 벽의 외측은 그 위에 돌출부를 가져 모울드 벽의 오목부와 결합되어 모울드내에 캐리어를 배치시키고 고정시킨다. 또한, 모울드는 트래핑된 기체를 방출되게 하는 홀을 갖는다.

미국 특허 제 5,350,553호에는 사출 성형기 상에 장식 패턴을 형성시키고, 그 안에 전자 회로 배치시켜 플라스틱 카드를 제조하는 방법이 기재되어 있다. 이 방법은 (a) 사출 성형기내 개구 모울드 캐비티 상에 필름을 도입하고 배치시키는 단계; (b) 필름이 제 위치에 고정되고 클램핑되도록 모울드 캐비티를 폐쇄시키는 단계; (c) 모울내 구멍을 통해 모울트 캐비티에 전자 회로칩을 삽입시켜 캐비티에 칩을 배치시키는 단계; (d) 열가소성 지지 조성물을 모울드 캐비티에 주입하여 단일화된 카드를 형성시키는 단계 및 (e) 이후 과다 물질을 제거하고, 모울드 캐비티를 개방하여 카드를 제거하는 단계를 포함한다.

미국 특허 제 4,961,893호에는 주요 특징이 집적 회로 칩을 지지하는 지지 요소에 있는 스마트 카드가 기재되어 있다. 지지 요소는 모울드 캐비티 내에 칩을 배치시키기 위해 사용된다. 카드 본체는 가소성 물질이 캐비티내에 주입되어 칩이 가소성 물질에 완전히 삽입되므로써 형성된다. 일부 구체예에서, 지지체의 엣지 영역은 각각의 모울드의 부하 베어링 면 사이에서 베어링된다. 지지 성분은 완성된 카드로부터 박리되는 필름이거나 카드의 구성 일부로서 남는 시이트일 수 있다. 지지 성분이 박리 필름인 경우, 이후, 그 안에 포함되는 어떠한 그래픽 성분도 카드 상에 옮겨지거나 보이게 남을 수 있다. 지지 성분이 카드의 구성 일부로서 남는 경우, 이후 이러한 그래픽 성분은 그 표면 상에 형성되어 카드 사용자에 보여질 수 있다.

미국 특허 제 5,498,388호에는 관통 개구를 가지는 카드 보오드를 포함하는 스마트 카드 장치가 기재되어 있다. 반도체 모듈은 이 개구로 도입된다. 수지가 개구에 도입되어, 수지 모울딩이 상기 반도체 모듈의 외측 접속을 위해 전극 말단 표면만이 노출되는 조건하에서 형성된다. 카드는 두개의 마주하는 모울딩 다이의 낮은 모울드 상에 관통 개구를 가지는 카드 보오드를 설치하고, 카드 보오드의 개구 상에 반도체 모듈을 설치하고, 저부 다이 상으로 유도되는 게이트를 가지는 상부 다이를 압박하고, 수지를 게이트를 통해 개구에 주입시키므로써 완료된다.

미국 특허 제 5,432,705호에는 디스크 본체에 일체로 결합되는 라미네이트 층과 열가소성의 주입 모울딩된 물질로 이루어진 디스크 본체를 가지는 디스크가 기재되어 있다. 이러한 라미네이트 층에는 외측의 투명한 라미나 및 내측으 백색의 불투명한 라미나를 포함한다. 이미지화 물질은 이들 라미나 사이에 게재된다.

이러한 선행 기술의 스마트 카드를 제조하는 방법은 모두 스마트 카드내로의 전자 부품, 모듈 또는 어셈블리의 적절한 배치 및 고정화와 어느 정도 관련되어 있다. 전자 부품이 적절하게 고정되지 않는 경우, 이들 성분은 다소 높은 열경화성 물질 주입 압력 하에서 열가소성 물질이 카드 형성, 또는 카드 코아 형성 캐비티에 주입될 때 임의로 위치로 이동될 것이다. 상기 기재된 선행 기술에서는 열가소성 물질의 주입 과정동안에 전자 부품을 배치하고 고정시키는 데 종종 사용되는 프레임 또는 지지체와 같은 여러 강성 지지 구성원의 사용을 나타내고 있다. 그러나, 이러한 열경화성 물질의 주입 동안에 제 자리에 이러한 전자 부품들을 보유시키기 위한 경질의 날카로운 본체를 가지는 비교적 큰, 기계적인 지지 장치의 사용은 문제점을 갖는다. 예를 들어, 이러한 비교적 큰 지지 장치(즉, 지지하고 있는 전자 부품에 비해 큰)의 본체는 흔히 충격, 변형력 및/또는 비틀림 힘에 의해 악영향을 받을 수 있으며, 이러한 경우에 카드는 정상(및 비정상) 사용에 접할 수 있다. 이러한 힘에 의한 손상을 최소화시키기 위해, 일부 경질의 정확히 규정된 본체에 의해 지지되는 전자 부품은 종종 이러한 스마트 카드의 코너에 배치된다. 이러한 위치 한정은 이러한 카드에 배치되는 전자 부품의 크기 및 갯수를 줄인다.

또한, 이러한 카드의 그 밖의 성분의 팽창 계수에 비해, 상대적으로 큰 지지 장치를 제조하는 데 사용되는 물질의 팽창 계수에서의 차이로 인해, 이러한 전자 부품 지지 장치가 포함되는 완성된 카드의 외측면에 변형이 종종 나타난다. 즉, 표면 변형은 제조 동안의 상이한 온도 및 압력에 따라 카드 본체내 이러한 지지 구성원의 존재로 인한 결과일 수 있다. 이러한 변형은 기껏해야 흉한 상태이고, 아무리 나빠도 카드를 특정의 카드 판독기의 카드 수용 리셉터클에 완전히 평평하게 놓이지 않게 하는 정도일 수 있다.

일부 스마트 카드는 열가소성물질의 주입 공정 동안에 카드 형성 캐비티가 홀더(및 이에 따라 이들 홀더가 지지하는 전자 부품도)를 고정 위치시키도록 여러 아교(기계적 상호접속 록킹 장치보다)를 사용하므로써 이러한 지지 장치의 크기 및/또는 본체를 감소시키는 것으로 상기 문제를 다루었다. 그러나, 이러한 홀더 장치를 고정시키기 위한 아교의 사용은 또 다른 일련의 문제를 발생시켰다. 이들 문제점은 이러한 전자 부품 홀더를 제자리에 고정시키는 데 사용되는 보통 대부분의 시판되는 급속 경화 아교가 고수축성을 특징으로 한다는 사실과 관련된다. 또한, 홀더가 열경화성 물질이 유입되므로써 영향받는 경우에 비교적 큰 홀더를 고정시키는 데는 비교적 많은 양의 아교가 요구된다. 이러한 홀더를 제자리에 고정시키는 데 요구되는 비교적 다량의 고수축 아교의 사용은 수축시키고, 그러하지 않는 경우에는 이러한 아교가 도포되는 플라스틱 시이트 또는 층 영역을 변형시키는 경향이 있다. 더욱이, 스마트 카드의 표면층(들)을 제조하는 데 사용되는 플라스틱 시이트(예를 들어, 폴리비닐 클로라이드의 시이트)의 내표면상의 주름과 같은 변형에 의해 생성된 힘은 이러한 시이트 물질의 상대적으로 얇은 (예를 들어, 약 0.075 내지 약 0.25mm)의 본체를 통해 전달된다. 이러한 힘은 종종 스마트 카드의 외측면이 국부적으로 파형이거나, 구부러지거나, 심지어 주름지게 되는 원인이 된다. 특정 허용치를 넘는 경우에, 이러한 파형, 구부러짐 또는 주름과 같은 변형은 스마트 카드 산업에는 허용될 수 없다. 따라서, 많은 기술들이 이러한 유형의 변형을 적어도 최소화시키고자 개발되어 왔다. 불행히도, 이러한 변형은 특히 스마트 카드가, 대부분의 스마트 카드의 외측면을 형성하는 플라스틱 물질(예를 들어, PVC)의 얇은 시이트에 비교적 큰 홀더 장치를 아교로 접착시키는 여러 고속 아교 접착 방법을 사용하여 제조되는 경우에 계속해서 문제되고 있다.

발명의 요약

본 발명의 스마트 카드(예를 들어, 크레디트 카드, 개인 신원 카드, 액세스 관리, 전화 카드 등) 및 이를 제조하는 방법은 우선적으로 이후 보다 상세히 기재되는 아교 및 아교 접착 방법의 사용을 기초로 한다. 그러나, 본 발명의 아교 및 아교 접착 방법의 이점은 특정한 기타 특이적인 물질 및 제조 방법을 사용하므로써 증대되고 증진될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 아교 및 아교 접착 방법의 이점은 (1) 이후 상세히 기술하게 될 특정 "저온", "저압" 형성 방법, (2) 이러한 스마트 카드내 전자 부품의 특정 배치, (3) 특정 열경화성 물질 흐름 게이트의 구조, 및 (4) 본 발명의 스마트 카드의 코아 영역을 형성하는 데 요구되는 양을 과량으로 하여 주입될 수 있는 열경화성 물질을 수용하기 위한 모울드내 특정 리셉터클을 사용하므로써 더욱 증진될 수 있다. 어떠한 경우에도, 본 발명의 스마트 카트는 특히 고품질의 외측면을 특징으로 한다. 본원 명세서에서 용어 "고품질"은 실질적으로 평평한 표면(즉, 파형, 구부러짐, 주름 또는 패인 표시가 없는 표면)임을 의미하는 것으로 이해해야 한다.

본 발명의 스마트 카드는 내측면 및 외측면을 가지는 상부층, 내측면과 외측면을 가지는 저부층 및 상부층과 저부층 사이에 게재되는 중심층 또는 코아층으로 이루어진다. 이러한 세층은 모두 코아층을 형성하는 데 사용되는 열경화성 고분자 물질과 상부층과 저부층이 제조되는 물질 간의 결합 작용에 의해 단일화된다. 본 발명의 몇몇 바람직한 구체예에서, 이러한 결합 작용은 이후 상세히 설명될 상부 층 및/또는 저부층의 내측면을 여러 가지로 처리하므로써 증대될 수 있다.

본 발명의 전자 부품(예를 들어, 컴퓨터 칩, 안테나, 캐피시터 등)은 카드의 중심층 또는 코아층을 구성하는 열경화성 고분자 물질에 삽입된다. 따라서, 이러한 전자 부품은 본 발명의 완성된 스마트 카드의 외측면의 일부를 형성하지 않는다. 다시, 이러한 종류의 카드는 종종 "비접촉" 스마트 카드로 언급된다. 전자 부품은 안테나 성분을 통해 스마트 카드의 본체를 통해 수용된(그리고, 일부 경우에는 투과된) 전자기파를 통해 연통한다. 광범위한 용도를 목적으로, 이러한 스마트 카드는 매우 정확한 표준 규격으로 제조되어야 한다. 예를 들어, ISO 표준 7810에서는 공칭 길이가 85.6mm이고, 폭이 53.98mm이고, 두께가 0.76mm일 것을 요한다.

전술된 스마트 카드를 제조하는 본 발명의 방법을 상세히 설명하기 전에, 본원 발명의 기재에 있어서, 용어 "상부" 및 "하부", "상부" 또는 "저부" 층은 상대적인 것으로 간주되어야 함을 주목해야 한다. 즉, 이들 용어는 카드를 제조하는 데 사용되는 모울드 쉘의 상대적 위치를 의미하는 것임을 의미한다. 따라서, 이러한 요어는 절대적인 위치 또는 배향을 의미하지 않아야 한다. 그러나, 본 발명은 본 발명의 스마트 카드를 제조하기 위해 우선되는 특정의 상대적인 위치를 갖는다. 예를 들어, 특정 액체 또는 반액체 아교의 사용은 상술된 방법에 있어서 특히 중요한 역할을 하기 때문에, 용어 "저부"는 일부 경우에 특정한 바람직한 위치를 의미할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 아교는 바람직하게는 궁극적으로 카드의 "저부층"이 되는 물질(예를 들어, PVC)의 시이트의 "상부면" 상에 카드의 전자 부품(안테나, 칩, 캐패시터 등)를 배치하는 데 사용된다. 이러한 바람직한 면은 이러한 전자 부품이 우선적으로 놓여 지거나 다르게는 분배되는 경우에 본 발명의 액체 또는 반액체 아교에 대한 중력의 효과에 의한 것이다.

이와 같이 상부/저부가 명명될 수 있으므로써, 상기 기재된 비접촉 스마트 카드를 제조하는 방법은 반응 사출 성형기(이후 독립적으로 "RIM"으로서 언급된다)를 사용할 것이다. 이러한 성형기는 이후 상세히 설명될, 본 발명의 스마트 카드의 두개의 주요 외측면층을 구성하는 고분자 물질(예를 들어, PVC)의 하나 이상이 시이트 상의 저온 저압 형성 작업을 수행할 수 있는 상부 모울드 쉘 및 저부 모울드 쉘과 관련된 것이다. 이러한 상부 및 저부 모울드 쉘은 고분자 물질의 성형 기술에 있어 당해 기술자들에게 널리 공지된 방식으로 협력한다. 그러나, 본 발명의 특정 방법에 사용하기 위해, 하나 이상의 RIM 모울드 쉘, 예를 들어, 상부 모울드 쉘은 두개의모울드 쉘 사이에 형성된 냉각된 저압 상태의 전구 스마트 카드 본체의 두께 및 주위 전반을 부분적으로 규정하는 하나 이상의 캐비티를 가질 것이다.

또한, 본 발명의 용어 "전구 스마트 카드 본체"(이는 "과잉"의 고분자 물질의 본체를 포함할 것이다)의 사용은 주어진 마감된 스마트 카드에 대한 특정의 규정된 크기(예를 들어, ISO 표준 7810에 따라 길이 85.6mm, 폭 53.98mm)에 맞게 과잉의 고분자 물질를 제거하고(예를 들어, 전구 카드 본체를 트리밍(trimming)하므로써), 전구 카드 본체를 잘라내므로써 제조되는 "완성된" 스마트 카드와, 이러한 성형 장치에 의해 형성된 개략적으로 규정된 카드 본체를 구별하기 위한 것이다. 이러한 규정된 크기로의 절삭은 절삭/트리밍 작업중 하나로 과잉의 물질을 제거할 수 있다. 또한, 당해 기술자들은 통상적인 제조 작업으로 이러한 카드를 제조하는 데 사용되는 성형 장치가 이러한 카드를 여러개 동시에 제조하기 위해 다수의 캐비티(예를 들어, 2, 4, 6, 8 등)를 가지는 모울드 쉘을 가지는 것이 매우 바람직할 것임을 인지할 것이다.

또한, 당해 기술자들은 본 발명에서 "고분자물질", "가소성 물질", "열가소성 물질" 및 "열경화성 물질"과 같은 용어의 사용이 각각 사실상 광범위한 물질을 의미함을 인지할 것이다. 이와 같이, 본 발명에서 사용된 고분자 물질은 일반적으로 두가지 하위범주 중 하나, 즉, 열가소성 물질 또는 열경화성 물질에 해당할 것이다. 열가소성 물질(피복 물질과 같은)은 다른 중합체 분자에 부착되지 않은 측쇄 또는 기를 가지는 긴 분자(선형이거나 분지된)로 구성된다. 결과적으로, 열가소성 물질은 반복적으로 가열 및 냉각에 의해 연화 및 경화될 수 있어 이러한 물질은 형성되거나 냉각되어 최종의 목적하는 형태로 고화될 수 있다. 일반적으로 말하자면, 이러한 열이 유도된 형성 작업 동안에는 인지될 정도의 화학 변화는 전혀 일어나지 않는다. 대조적으로, 열경화성 물질(수지와 같은)은 중합화 동안에 긴 분자 간에 화학적 가교를 형성하는 화학적 반응성 부분을 갖는다. 이러한 선형 중합체는 함께 결합되어 입체 화학적 구조를 형성한다. 따라서, 일단 열경화성 수지가 경화되면, 형성된 물질은 적어도 어느 정도의 화학적 가교를 변성시키지 않고는 가열에 의해 연화될 수 없다.

고분자 물질의 한 형태(열가소성 또는 열경화성)가 본 발명의 스마트 카드의 상부층 및/또는 저부층에 사용될 수 있다. 따라서, 상부 및 저부층이 형성될 수 있는 물질과 관련된 본 발명의 일반적인 용어 "고분자 물질"의 사용은 열가소성 물질 뿐만 아니라 열경화성 물질을 포함하는 것으로 이해해야 한다. 그러나, 열경화성 중합체가 본 발명의 스마트 카드의 중심층 또는 코아층을 형성시키는 데 매우 바람직하다. 이러한 바람직한 면에는 몇개의 이유가 있다. 예를 들어, 열경화성 중합체는 일반적으로 상부 및 저부층이 바람직하게 형성되는 물질(예를 들어, PVC)과 결합한다. 열경화성 중합체는 또한 용이하게 입수할 수 있는, 본 발명의 저온 저압 형성 작업에 사용하기에 매우 적합한 액체 단량체-중합체 혼합물, 또는 부분적으로 중합된 성형 화합물일 수 있다.

본 발명의 상부 및 저부층을 제조하는 데 사용될 수 있는 몇몇 대표적인 고분자 물질(열가소성 또는 열경화성)로는 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐 디클로라이드, 폴리비닐 아세테이트, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌-테레프탈레이트, 폴리우레탄, 아크롤로니트릴 부타디엔 스티렌, 비닐 아세테이트 공중합체, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 에폭시 및 실리콘이 포함된다. 이러한 상부 및 저부층은 또한 폴리카르보네이트, 셀룰로오스 아세테이트 및 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트 함유 물질로부터 제조될 수 있다. 그러나, 본 발명의 상부 및 저부층이 형성될 수 있는 모든 고분자 물질중 폴리비닐 클로라이드는 이러한 물질의 시각적인 불투명성에 대해 투명함과 프린팅 수용능 및 상대적으로 저렴한 비용으로 인해 특히 바람직하다.

본 발명의 도입에 가장 바람직한 열경화성 물질은 폴리우레탄, 에폭시 및 불포화 폴리에스테르 고분자 물질이다. 보다 구체적으로는, 프로필렌 옥사이드 또는 트리클로로부틸렌 옥사이드로부터 유도된 폴리올과 이소시아네이트의 축합 반응에 의해 제조된 폴리우레탄이 특히 바람직하다. 본 발명의 방법에 사용될 수 있는 여러 폴리에스테르 중에서, "에틸렌계 불포화된"으로 추가로 특징될 수 있는 폴리에스테르가 적합한 단량체(또한, 에틸렌 불포화기를 함유하는) 및 상부 및 저부층이 형성되는 물질광의 이중 결합을 통해 가교되는 능력으로 인해 특히 바람직하다. 본 발명의 실시에 보다 바람직한 에폭시 물질은 에피클로로히드린 및 비스페놀 A, 또는 에피클로로히드린 및 지방족 폴리올(예를 들어, 글리세롤)로부터 제조된 물질일 것이다. 이러한 물질은 본 발명의 상부 및 저부 층이 형성되는 보다 바람직한 물질(예를 들어, 폴리비닐 클로라이드)중 일부와의 결합능으로 인해 특히 바람직하다. 이들 세가지 일반적인 종류의 열경화성 물질(즉, 폴리우레탄, 에폭시 및 불포화 폴리에스테르)은 또한 본 발명의 카드 본체의 카드 영역에서 흉한 "인공물질" 형성하게 되는 본 발명의 보다 바람직한 아교(예를 들어, 다양한 시아노아크릴레이트 기재 아교)와 화학적으로 반응하는 경향이 없기 때문에 바람직하다.

이후, 본 발명의 "저온 저압 형성 조건"과 같은 용어의 사용은 일반적으로 주입되는 고분자 액체 또는 반액체 물질의 온도가 냉각이 이루어지는 가소성 시이트 물질의 열왜곡 온도보다 낮으며, 압력은 약 500psi 미만인 형성 조건을 의미하는 것으로 이해해야 한다. 본 발명의 보다 바람직한 몇몇 구체예에서, 본 발명의 방법에 사용되는 냉각 형성 온도는 모울딩되는 가소성 시이트 물질의 열왜곡 온도보다 적어도 100℉ 미만일 것이다. 보다 구체적인 예로서, 많은 폴리비닐 클로라이드(PVC) 물질의 열왜곡 온도는 약 230℉이다. 따라서, 본 발명의 이러한 PVC 시이트의 냉각 형성에 사용되는 온도는 바람직하게는 약 (230-100℉)130℉ 이하일 것이다.

본 발명의 보다 바람직한 저온 저압 형성 과정은 바람직하게는 약 대기압 내지 약 500psi의 압력하에서 온도가 약 56℉ 내지 약 160℉인 열가소성 고분자 물질의 주입을 포함할 것이다. 보다 바람직하게는, 본 발명의 카드의 중심 또는 코아 영역으로 주입되는 열경화성 중합체의 온도는 바람직하게는 약 80 내지 120psi의 주입 압력하에서 약 65℉ 내지 약 70℉일 것이다. 본 발명의 매우 바람직한 일부 구체예에서, 액체 또는 반액체 열경화성 고분자 물질은 이러한 바람직한 온도 및 압력 조건하에서 약 0.1 내지 50g/초/카드 형성 캐비티의 유속으로 주어진 카드 형성 캐비티에 주입될 것이다. 또한, 당해 기술자들은 본 발명의 낮은 온도 및 압력 조건이 종래의 많은 고속 스마트 카드 라미네이션 또는 사출 성형 제조 작업에서 사용되는 훨씬 더 높은 온도(예를 들어, 200℉ 내지 1000℉) 및 압력(예를 들어, 500 내지 20,000 psi)와는 크게 대조된다.

다음으로, 본 발명의 상대적으로 저온 저압 형성 조건의 사용은 주어진 게이트(즉, 각각의 개별적인 카드 형성 캐비티를 가지는 러너(runner)를 연결시키는 경로)가 종래의 고온 고압 작업에 사용되는 게이트보다 클 것으로 요할 수 있는 것으로 이해해야 한다. 본 발명의 게이트는 바람직하게는 종래의 게이트보다 상대적으로 커서 본 발명의 저온 저압 형성 조건하에서 주입되는 열경화성 물질을 신속하게 통과시킬 수 있다. 유사하게, 러너(즉, 각각의 개별적인 게이트에 열경화성 물질의 공급원으로부터 공급되는 모울드 시스템의 주요 열경화성 물질의 공급 경로)는 일반적으로 다중 게이트 또는 복합 어레이일 것이며, 따라서, 본 발명의 방법에 사용되는 비교적 냉각된 온도(예를 들어, 56℉ 내지 160℉) 및 비교적 낮은 압력(예를 들어, 대기압 내지 500psi)에서 복합 시스템에 다수의 게이트/카드 형성 캐비티(예를 들어, 4 내지 8개의 캐비티)를 동시에 공급할 수 있어야 한다. 또한, 이 시점에서는 본 발명의 낮은 온도 및 압력 조건하에서도 불구하고 고분자 열경화성 물질의 유속은 카드 형성 캐비티당 약 10초 이하(바람직하게는 약 3초 미만)로 주어진 카드 형성 캐비티를 완전하게 충전시킬 정도이어야 한다. 카드 형성 캐비티의 충전 시간은 1초 미만인 것이 훨씬 더 바람직하다. 이러한 조건에 비추어, 본 발명의 스마트 카드 제조 방법의 특정 바람직한 구체예는 게이트를 사용할 것이며, 게이트의 폭은 형성하려는 카드의 리이딩 엣지(즉, 게이트와 연결되는 카드 엣지)의 길이의 대부분이 될 것이다. 본 발명에서는 주어진 게이트의 폭이 리이딩 엣지(또는 다수개의 엣지 - 다수개의 게이트가 동일한 카드 형성 캐비티를 충전시키는 데 사용될 수 있다)의 약 20% 내지 약 200%인 것이 바람직하다. 즉, 스마트 카드의 "게이트가 있는" 엣지(들)가 형성된다.

본 발명에서는 형성되는 카드 본체의 리이딩 엣지에서의 단부 또는 인접부인 비교적 협소한 코아 영역에 비교적 광범위한 유입영역으로부터 테이퍼링되는 게이트를 사용하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 이러한 게이트는 열경화성 물질 공급 러너와 유체 연통되는 비교적 큰 직경(예를 들어, 약 5 내지 약 10mm)의 주입구로부터, 게이트가 궁극적으로 본 발명의 완성된 카드의 중심 또는 코아가 되는 간로 열경화성 물질을 공급하는 비교적 좁은 직경(예를 들어, 0.10 mm)의 게이트/카드 엣지일 것이다. 또 다른 실시예에 의해, 본 발명에서는 약 7.0mm의 초기 직경에서 약 0.13의 최소 직경으로 테이퍼링되는 것이 본 발명의 바람직한 저온 저압 주입 조건 하에서 특히 우수한 결과를 산출할 것으로 밝혀졌다.

본 발명의 아교 및 아교 접착 방법과 함께 이점으로 사용될 수 있는 또 다른 임의적인 특징은 빈 공간으로부터 공기 및/또는 기타 기체(예를 들어, 대부분의 고분자 열경화성 물질을 제형하는 데 사용되는 성분이 함께 혼합되는 경우에 일어나는 발열 화학 반응에 의해 형성된 기체)를 소멸시키기 위해 본 발명의 상부층과 저부층 사이의 빈 공간에 적절하게 주입될 수 있는 "과잉" 고분자 물질을 수용하기 위한 하나 이상 리셉터클을 가지는 모울드 쉘을 사용하는 것이다. 이러한 열경화성 성분은 빈 공간에 주입되기 직전에(예를 들어, 약 30초 전에) 혼합되는 것이 바람직하다.

본 발명의 아교 및 아교 접착 방법의 사용 결과를 증진시키기 위해 사용될 수 있는 또 다른 임의적인 과정은 (1) 상부층과 저부층의 내측면과 주입되는 열가소성 물질 간의 결합 작용을 조장하고/하거나 증진시키는 처리의 사용, (2) 카드의 주요 표면에서 보여지는 문자숫자식/그래픽 정보를 나타내는 필름의 사용, (3) 불투명도 촉진(또는 억제) 필름 또는 층의 사용, (4) 선행 성형 작업(예를 들어, 본원 명세서에 기재되는 것들과 같은 전술의 종래식의 "고온" 성형 작업 또는 전술의 "저온" 성형 작업)에 의해 적어도 부분적으로 예비성형된 상부층 또는 저부층의 사용 및 (5) 열경화성 물질에 불투명도 촉진 안료의 사용이 포함될 수 있다. 또한, 본 발명의 제조 과정으로 형성된 스마트 카드의 외측면이 이후 문자숫자식/그래픽 정보를 나타내기 위해 엠보싱되거나 프린팅될 수 있는 것으로 인지될 수 있다.

본 발명의 방법에서 사용되는 아교는 "저수축성" 아교로서 가장 잘 특징된다. 이러한 점에서, 주어진 아교의 "경화" 양(보통 "수축" 양과 관련된다)은 여러 가지 방법으로 측정되거나 적어도 접근될 수 있다. 예를 들어, 아교의 경화도는 흔히 아교의 부피 감소로 측정된다. 또한, 경화량은 흔히 아교가 경화 결과로서 수반되는 밀도에서의 증가에 의해 측정된다. 이러한 현상을 측정하는 데 사용되는 방법에 무관하게, 본 발명에서 용어 "저수축 아교"의 사용은 부피에서 15% 를 초과하여 감소(또는 밀도에서의 증가)하지 않는 아교를 의미하는 것으로 이해할 수 있다.

본 발명에서는 "저수축" 요건에 최상으로 부합하는 보다 바람직한 여러 아교 중에는 특정 시아노아크릴레이트 접착제(흔히, "CA"로 언급된다) 및 특정 "UV 경화성" 아교가 포함되나, 이로 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 본 발명에서는 여러 CA가 단순히 대기에 노출되므로써 약 40 미만(일부 경우에서는 약 5초 미만) 후에 경화되는 것으로 밝혀졌다. 이러한 아교는 또한 부분적으로 경화된 아교에 결합되는 전자 부품이 제자리에 남아 있으면서, 본 발명의 방법에 사용되는 저온 저압 조건하에서 열경화성 물질에 침지되는 정도로 0.1 내지 약 5.0초가 지나 "부분적으로 경화"될 것이다. 사실상, 본 명에서에서 사용되는 용어 "부분적으로 경화된 아교"는 본 발명의 전반적인 공정의 열경화성 중합체 주입 단계 동안(그러나, 또한 열경화성 중합체에 침지되는 경우에 경화되는 것을 추가로 포함한다)에 전자 부품 또는 전자 부품 포함 어셈블리를 제자리에 지지할 수 있는 아교를 의미하는 것으로 이해할 수 있다.

이러한 부분적 경화는 일반적으로 새로 분배되는 저수축 아교의 주위의 "외피"의 형성으로 입증될 것이다. 즉, 이러한 외피는 저수축 아교의 여전한 반액체 바디를 둘러싸면서 동시에 이러한 부분적으로 경화된 상태로 존재할 것이다. 이러한 많은 CA형 아교에 대한 보다 상세한 설명은 본원에서 참고문헌으로 인용되는 문헌의 기술적 데이타에 제시되어 있다[참조: "Proto(등록상표명) 및 Pronto Plus(등록상표명) Instant Adhesives" published in May 1996 by 3M Adhesive Systems Industrial Tape and Specialties Division, 3M Center, Building 220-7E-01, St. Paul, MN 55144-1000].

그 밖의 여러 종류의 아교도 본 발명의 방법에 사용될 수 있다. 그러나, 많은 경우에 "인공" 에너지 공급원(즉, 주위 열 및/또는 빛 이외의 에너지 공급원)으로 노출되므로써 적어도 부분적으로 경화되어야 할 필요가 있을 수 있다. 예를 들어, 이러한 인공 에너지 공급원은 주어진 파장의 전자기파를 산출시키는 능력에 의해 특징될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 아교는 약 200 내지 약 400 nm의 파장을 가지는 전자기파를 방출하는 에너지 공급원에 노출되므로써 보다 신속하게 경화될 수 있다. 이러한 아교는 흔히 "UV 가교성 아교"로 언급된다. 당해 기술자들에게 공지되어 있는 전력 공급된 UV 및/또는 마이크로파를 발생 장치가 이러한 200-400nm파 형성 장치로서 사용될 수 있다. 260-270nm파 형성 장치의 사용이 특정한 이러한 UV 경화성 아교중 일부를 사용하는 경우에 훨씬 더 바람직하다.

본 발명의 방법에 사용될 수 있는 많은 UV 경화성 저수축 아교 중에서 아크릴레이트 성분을 가지는 아교를 사용하는 것이 특히 바람직하다. 우레탄을 기재로 하는 아크릴레이트 함유 아교는 본 발명의 방법중 일부에 특히 유용할 수 있다. 예를 들어, 우레탄 기재 아크릴레이트 아교(Loctite Corporation of Rocky Hill, Connecticut, under their Designation Loctite 3104(등록상표))가 상당히 유리하게 사용될 수 있다.

사용되는 아교의 유형에 무관하게, 본 발명의 "부분 경화" 단계는 약 0.1 내지 약 5.0초의 기간 지나 후에 일어나는 것이 가장 바람직할 것이다. 부분적 경화 시간이 3초 미만인 것이 훨씬 더 바람직하다. 그러나, 이러한 부분 경화 공정의 상당한 신속함에도 불구하고, 본 발명의 저수축 아교는 매우 바람직하게는 본 발명의 스마트 카드의 저부층(또는 상부층)의 내측면상에서 하나 이상의 작은 더미 또는 덩어리, 또는 반구체의 형태로 사용되어야 한다. 이러한 아교 더미(들)는 전자 부품에 적용되어 카드의 저부(또는 상부)층의 내측면에 설정된 위치로 아교 접착된다. 본 발명의 방법의 몇몇 훨씬 더 바람직한 구체예에서는, 상기와 같은 둘 이상의 아교 더미가 사요되어 안테나가 구성 요소가 되는 전자 부품의 모듈 또는 어셈블리의 안테나 요소의 두 영역을 지지하는 데 사용될 것이다. 이러한 보다 바람직한 구체예에서, 둘 이상의 아교 더미는 아교가 도포되는 층(예를 들어, 저부층)의 표면 상에 "받침대형" 형상으로 전자 부품(예를 들어, 안테나)를 지지할 것이다. 이러한 아교가 저부층의 내측면에 분배되는 경우(예를 들어, 방울로서), 아교는 일반적으로 중력 및 표면 장력 현상의 영향하에서, 더미와 같은 또는 반구체와 같은 구조가 될 것으로 추정된다.

이러한 보다 바람직한 구체예에서, 이러한 아교 더미의 부피는 매우 적을 것이다(예를 들어, 1cc 미만, 바람직하게는 0.1cc 미만, 매우 바람직하게는 약 0.01 cc 내지 약 0.001cc). 또한, 본원에서는 본 발명의 전자 부품을 고정시키는 데 요구되는 아교의 부피는 "고온 고압" 주입 공정 동안에 전자 부품을 제자리에 고정시키는 데 사용되는 종래의 지지 장치를 지지하는 데 요구되는 아교의 부피보다 상당히 적은 것으로 인지될 수 있다. 어떠한 경우에도, 본 발명에서는 약 0.007cc 부피의 아교 방울이 본 발명의 부분 경화 및 이에 수반되는 저온 저압 주입 단계 동안에 전자 부품을 제자리에 지지하는 데 특히 적합한 높이 또는 두께를 가지는 아교 더미를 산출할 것으로 밝혀졌다. 상부층과 저부층 간의 빈 공간의 높이(즉, 코아층의 두께)에 있어서, 본 발명에서는 부분 경화시 그 높이(예를 들어, 반구형 아교체의 수직 반경)가 약 0.20mm 내지 약 0.01mm인 아교 더미가 특히 우수한 결과를 제공하는 것으로 밝혀졌다. 아교체의 높이 또는 두께가 약 0.075 내지 약 0.13mm인 것이 훨씬 더 바람직하다.

또한, 일반적으로, 이러한 새로 분배된 아교체 상에 놓이게 되는 전자 부품은 아교체에 어느 정도 "함몰"될 것이다. 사실상, 몇몇 예에서, 전자 부품은 "부분 경화"되기 전에 아교체에 적절하게 기계적으로 압박될 수도 있다. 어떠한 경우에도, 본 발명에서는 본 발명의 스마트 카드의 전자 부품이 아교가 놓이게 되는 시이트 물질 층과 인접 접촉하지 않게 되는 것이 바람직하다. 따라서, 아교는 전자 부품이 저부층과의 직접 접촉으로 "함몰"되지 않을 정도로 부분적으로 경화해야 한다. 이러한 바람직함은 본 발명에서 밝혀진, 이러한 전자 부품이 본 발명의 카드의 코아 층을 형성하는 열경화성 물질내에 사실상 완전히 침지되는 경우에 비틀림 힘 및/또는 충격에 보다 잘 보호된다는 사실에 기인한다. 즉, 본 발명에서는 아교 "받침대" 배열로 전자 부품(들)을 셋팅하여 열경화성 물질이 아교가 놓이게 되는 상부층 물질과 전자 부품의 저부 사이의 공간을 충전시킬 수 있게 한다. 본 발명의 아교 접착 방법을 사용하는 실시예에 의해서만, 안테나부가 아교의 두개의 더미 사이의 거리를 "브릿징"하거나 "스패닝(spanning)"하여 유입되는 열경화성 물질을 안테나 아래의 공간 뿐만 아니라 아테나 위 및 주변의 공간을 용이하게 충전시킬 수 있다. 본 발명의 전자 부품이 중력의 영향하에서 아교의 새롭게 놓여진 더미로 어느 정도"침몰"될 것이라는 사실을 고려하면, 본 발명은 전자 부품이 결국 일반적으로 아교가 접착되는 층 물질 시트의 내측면으로부터 약 0.01 내지 약 20mm 떨어진(예를 들어, "위로") 거리에서 "부분적으로 경화된"아교(본원에서는 "부분적으로 경화된"이라는 용어로 사용된다)에 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 여러 훨씬 더 발마직한 구체예에서, 이러한 전기 부품은 최종적으로 약 0.075 내지 약 0.13mm의 간격으로 스마트 카드의 아교 접촉 층 위에 세워 배치되어 전기 부품을 빈 공간 상이의 중심 영역에 근접하여 배치하고, 이에 따라 본 발명의 완성된 스마트 카드의 상부층과 저부층 사이에 놓여 있는 경화된 열경화성 물질의 코아의 중심 영역에 근접하여 배치한다.

본 발명의 아교의 물리적 위치, 아교의 정확한 용량, 아교의 수축율 또는 아교가 물리적으로 접촉하게 되는 실제 전기 부품과는 무관하게, 본 발명의 저수축 아교는 또한 추가로 약 0.1 내지 약 40 후에(훨씬 바람직하게는 약 0.1 내지 약 5초 후에) "적어도 부분적으로 경화되는", 그러나 바람직하게는 완전하게는 경화되지 않는 능력으로 특징된다. 보다 바람직하게는, 3초 미만에 적어도 부분적으로 경화되어야 한다. 또한, 본 명세서에서 있어서, "적어도 부분적으로 경화"라는 표현은 아교가 전자 부품을 제자리에 지지할 수 있으며, 전자 부품이 사용되는 주입 압력(예를 들어, 80 내지 120psi의 주입 압력) 하에서 고분자 열경화성 물질에 침지될 정도로 경화되고, 이후 "완전히" 경화되면서 열경화성 중합체에 침지되는 것을 의미하는 것으로 이해할 수 있다. 보다 높은 열경화성 물질 주입 압력을 사용하므로써 일반적으로 보다 강력하게 부분 경화시킬 수 있을 것이다. 또한, 아교가 열경화성 물질에 침지되기 전에 완전하게 경화되는 것은 완전한 경화가(저수축 아교에 의해서인 경우에도) 아교가 도포되게 되는 시이트 또는 층 물질(예를 들어, PVC)에 손상을 입힐 수 있기 때문에 바람직하지 않다.

이후, 본 발명의 부분적으로 경화된 아교의 더미(아교는 CA 형 아교 또는 UV 경화성 아교, 또는 이외의 다른 유형의 아교일 수 있다)는 열경화성 물질 중에 침지됨에 의해서 및/또는 비교적 오랜 시간, 예를 들어 본 발명의 전체 공정 중 주입 단계 동안에 전자 부품을 제자리에 지지시킬 수 있을 정도로 아교가 "부분적으로 경화되는 바람직한 시간인 5초 이하보다 훨씬 긴 시간 동안 열경화성 물질에 체류시키므로써 경화된다. 사실상, 이러한 열경화성 물질에 있어서 많은 "부분적으로 경화되는" 아교의 완전한 경화는 수시간, 심지어 수일이 걸리 수 있다. 이와 같이 고분자 열경화성 물질에 침지되는 경우에, 이러한 부분적으로 경화되는 아교의 "최종 경화"(예를 들어, 아교에 진행되는 전체 경화의 최종 90% 정도)는 아교가 열경화성 중합체에 침지되기 전에 완전히 건조되게 되는 경우에 시이트 물질에 일어날 수 있는 손상에 비교하여, 아교가 도포되는 고분자 물질의 시이트를 거의 손상시키지 않을 것이다. 본 명세서에서, 본 발명의 "부분적으로 경화되는" 아교는 카드의 상부층과 저부층 사이의 빈 공간으로 주입되는 열경화성 물질에 아교가 침지된 후, 전체 경화의 약 10 내지 약 90%가 경화될 수 있다. 다른 관점에서 언급하면, 아교는 열경화성 물질에 침지되기 전에 약 10 내지 약 90%가 부분적으로 경화될 수 있다.

또한, 본 발명의 아교의 경화는 일반적으로 일반식 C= 1- e^tK(상기 식에서, C는 아교에서 일어나는 전체 경화율이고, t는 시간(초)이고, K는 비례 상수이고, e = 2.7183이다)의 대수 함수에 따라 일어나는 것으로 인지될 수 있다. 사실상, 본 발명에서는 아교가 열경화성 물질에 침지되기 전에 발생하는 경화율이 경화 경화율의 10% 내지 90%가 되도록 아교를 부분적으로 경화시키고자 한다. 또한, 이러한 관점에서, 많은 열경화성 중합체는 본 발명의 상부층 및 저부층 사이의 빈 공간에 주입된 후 약 24시간 후에 경화될 수 있는 것으로 인지될 수 있다. 따라서, 열경화성 물질은 아교가 경화되기 전에 완전히 될 수도 그러하지 않을 수도 있다.

바람직하게는, 이러한 저수축 아교는 또한 결국 카드의 중심층이 되는 주입된 열경화성 물질과 화학적으로 결합하게 되므로써 본 발명의 카드의 중심 또는 코아 층에 소위 어떠한 "인공물질"도 발생시키지 않는다는 사실로 특징될 것이다. 즉, 이러한 가교 물질은 바람직하게는 (1) 경화된 열경화성 중합체의 색과는 상당히 다른 색을 가지거나 (2) 열가소성 저부/상부층에 기포를 발생시키는, 열경화성 고분자 물질과의 화학 반응 생성물을 형성시키지 않을 것이다.

본 발명의 스마트 카드를 제조하는 방법은 또한 임의적인 특징으로서 하나 이상의 가스 배기 과정 및/또는 하나 이상의 과잉 중합체 물질 수용 리셉터클의 사용을 포함할 수 있다. 보다 바람직하게는, 이러한 리셉터클은 카드 형성 캐비티당 하나 이상 존재할 수 있다. 상기 가스 배기 및/또는 과잉 물질 수용 리셉터클의 존재는 가스(예를 들어, 공기 및 고분자 물질 형성 성분의 일반적인 화학 발열 반응과 관련된 기체 반응물) 및 소량의 유입되는 열경화성 고분자 물질 자체가 본 발명의 저온 저압 형성 작업 동안에 각각의 빈 공간으로부터 빠져나와 이러한 리셉터클에 수용되게 하고/하거나 모울드 시스템으로부터 완전히 분출되게 할 것이다. 이러한 가스 배기 과정 및 과잉 물질 리셉터클은 일반적으로 이외의 경우에 고분자 물질의 주입 동안 빈 공간에 가스를 잡아두므로써 일어날 수 있는 결함을 예방하는 역할을 한다.

따라서, 이러한 본 발명의 일면에서는 상부 및 저부 모울드가 각각 (a) 본원의 공정에서 사용되는 냉각 형성 조건하에서 액체 또는 반액체 열경화성 고분자 물질로 빈 공간을 완전히 충전하고, (b) 카드 형성 캐비티로부터 소량의 고분자 물질을 광잉 물질 리셉터클로 유도하고/유도하거나 (c) 빈 공간에서의 가스를 과잉 물질 리셉터클레로 유도하고/하거나 이러한 가스를 모울드 시스템 밖으로 유도하기에(예를 들어, 상부 및 저부 모울드 쉘이 합치되는 분할 라인에서 모울드 밖으로 이러한 가스를 유도하기에) 충분한 압력에서 모울드 분할 라인 주변 또는 립 영역에서 스마트 카드의 상부 및 저부층에 대해 접하는 방법으로 본 발명의 스마트 카드의 상부와 저부층 사이의 빈 공간에 유동성 액체 또는 반액체 성형가능한 고분자 물질을 주입하는 것을 포함한다. 따라서, 본 발명의 방법에 사용되는 모울드 립 압력은 열가소성 물질이 주입되는 압력을 유지하기에 충분하여 상부와 저부 사이의 빈 공간을 완전히 충전시키도록(예를 들어, 약 대기압 내지 200psi)하여야 하나, 소량의 열경화성 물질과 어떠한 가스도 분할 라인에서 모울드 시스템 밖으로 분출되거나 뿜어져 나오게 되어야 한다. 즉, 이러한 바람직한 구체예에서, 본 발명의 "과잉" 물질 리셉터클을 필요하지 않으며, 바람직하게는 빈 공간으로 주입되는 과잉 물질을 전부를 수용하지 않을 것이다. 과잉 열경화성 물질 및/또는 가스는 또한 바람직하게는 상부 모울드 립과 저부 모울드 립이 도 3c에서의 분할 라인(7)에 의해 도시된 바와 같이 서로에 대해 접해 있거나, 도 3a에서 도시된 바와 같이 상부층(24) 및 저부층(26)에 대해 접해 있는 분할 라인에서 전체 모울드 시스템으로부터 소멸된다. 사실상, 유입되는 액체 또는 반액체 열경화성 고분자 물질은 빈 공간을 완전히 충전시키고, 전자 부품을 침지시키고, 상부층과 저부층 사이의 빈 공간에 존재하는 공기를 빈 공간 밖으로 내보내고, 여러 바람직한 경우에서는 모울드 시스템 밖으로 오나전히 내보낸다. 이러한 모든 작용은 다르게는 열경화성 고분자 물질이 고화되어 본 발명의 카드의 코아 영역을 형성할 때 이러한 기체가 열경화성 고분자 물질에 붙잡히게 되는 경우에 형성될 수 있는 표면의 "패인 표시" 및/또는 봉입된 기포와 같은 표면 결함을 제거하는 역할을 한다.

끝으로, 본 발명의 방법에 사용되는 상부 및/또는 저부층이 본 발명의 스마트 카를 제조하는 데 사용되는 모울드 시스템에 놓여지기 전에 캐비티 함유 형태로 적어도 부분적으로 성형될 수 있는 것으로 인지되어야 한다. 따라서, 본 명세서dp 언급되는 "저온 저압" 성형 작업은 이러한 층 또는 시이트 물질이 처리되는 전체 성형 작업중 일부일 수 있다. 따라서, 예를 들어, 본 명세서의 저온 저압 성형 과정은 본 발명의 스마트 카드의 성형된 상부층에 의한 전체 성형의 일부만을 제공할 수 있다. 그러나, 본 발명의 보다 바람직한 구체예에서, 상부층이 대부분, 예를 들어, 50% 이상, 보다 바람직하게는 본 발명의 저온 저압 성형 작업에 의해 처리되는 전체 성형 전부일 것이다(성형 작업에 의해 형성되는 캐비티의 용량에서의 변화에 의해 규정되는 바와 같이).

청구의 범위에서 청구되는 본 발명의 상부층, 전자 부품이 매봉되는 코아층 및 저부층을 가지는 스마트 카드를 제조하는 방법은 (1) 전자 부품을 스마트 카드의 저부층의 내측면에 연결하도록 하나 이상의 저수축 아교의 더미를 사용하여 저부층/저수축 아교/전자 부품 어셈블리를 형성하는 단계; (2) 저수축 아교를 부분적으로 경화시켜 저부층/부분적으로 경화된 아교/전자 부품 어셈블리를 형성시키는 단계; (3) 저부층/부분적으로 경화된 아교/전자 부품 어셈블리를 저부 모울드에 배치시키는 단계; (4) 상부층을 상부 모울드에 배치시키는 단계; (5) 상부층과 저부층 사이의 빈 공간을 형성시키는 방식으로 저부 모울드에 대해 상부 모울드를 폐쇄시키는 단계; (6) (a) 전자 부품이 부분적으로 경화된 아교에 의해 제자리에 유지되고, (b) 하나 이상의 스마트 카드 층이 모울드 장치의 캐비티에 적어도 부분적으로 저온 저압 모울딩되고, (c) 가스 및 과잉 고분자 물질이 빈 공간 밖으로 유도되고, (d) 전자 부품이 부분적으로 경화된 아교가 완전히 경화되기 전에 열경화성 고분자 물질로 봉입되고, (e) 열경화성 고분자 물질이 상부층과 저부층 모두와 결합하여 단일화된 전구 스마트 카드 본체를 생성하도록 하는 온도 및 압력에서 열경화성 고분자 물질을 빈 공간에 주입하는 단계; (7) 모울드 장치로부터 단일화된 전구 스마트 카드 본체를 제거하는 단계 및 (8) 목적하는 치수로 전구 스마트 카드를 트리밍하여 스마트 카드를 제조하는 단계를 포함한다. 본 명세서에서 기재된 이 밖의 선택적인 과정이 상기 바람직한 공정을 증진 및 향상시키기 위해 추가로 사용되어 보다 우수한 표면 품질 특성을 가지는 스마트 카드를 제조할 수 있다.

스마트 카드(smart card)는 은행카드, ID 카드, 전화 카드 등으로서 사용된다. 이러한 스마트 카드는 스마트 카드의 전자 부품과 카드 판독기 또는 기타 수용 장치 간의 전자기 커플링(직접적인 물리적 접촉에 의해서 또는 전자기파에 의해서)의 사용을 기초로 한다. 이러한 커플링은 판독 모드를 단독으로 또는 읽기/쓰기 모드를 수행하는 데 사용될 수 있다. 이러한 카드는 일반적으로 샌드위치 어레이에 수개의 플라스틱 시이트 층을 어셈블리하므로써 제조된다. 소위 "비접촉" 스마트 카드(즉, 전자 부품이 물리적 접촉에 의해서보다는 전자기파에 의해 접촉되는 스마트 카드)의 경우에, 중합가능한 수지의 중심층은 예를 들어, 카드 본체를 통해 전자기파를 수용할 수 있는 유도 코일형 안테나에 접속된 1C 칩을 포함할 수 있는 전기 모듈을 완전히 봉입시킨다.

도 1은 본 발명의 스마트 카드를 제조하는 데 사용될 수 있는 가소성 물질(예를 들어, PVC)의 층 또는 시이트의 절단 측면도이다. 이 도면은 종래 기술 이전(도 1a) 및 이후(도 1b)로 도시되어 있으며, "도수축"아교가 가소성 물질의 상기 층 상에서 경화된다.

도 2는 본 발명의 기술에 따라제조된 스마트 카드의 절단 측면도이다.

도 3a 및 3b는 본 명세서의 스마트 카드의 제 1 바람직한 구체예를 제조하는 데 설치된 모울드 장치의 절단 측면도이며, 여기에서 특정 스마트 카드 부품은 액체 고분자 물질이 카드의 상부층과 저부층 사이에 주입되기 전(도 3a) 및 후(도 3b)로 도시되며, 고분자 물질은 상부층과 저부층 사이의 빈 공간에 주입되고, 이로써 고분자 물질로 빈 공간을 충전하고, 상부 모울드의 카드 형성 캐비티의 외형에 따라 스마트 카드의 상부층을 냉각 형성한다.

도 3c은 본 발명의 또 다른 바람직한 구체예를 도시한 것으로, 도 3a에 도시된 모울드 장치에 과잉 고분자 물질 및/또는 가스 수용 리셉터클이 추가로 제공된다. 도 3d은 도 3c에 도시된 모울드 시스템에 본 방법의 냉각 형성 저압 조건 하에서 열경화성 고분자 물질을 주입한 결과를 도시한 것이다.

도 3e는 본 발명의 또 다른 바람직한 구체예를 도시한 것으로, 본 발명의 카드의 시이트 또는 층 성분이 과잉 물질 수용 리셉터클의 전면 엣지에서 종료하는 것을 도시한 것이다. 도 3f는 빈 공간(및 과잉 물질 리셉터클)이 열경화성 고분자 물질의 주입에 의해 충전된 후의 도 3e에 도시된 시스템을 도시한 것이다.

도 4는 본 명세서에 따른 제 2 구체예를 형성하는 모울드 장치의 절단 측면도로, 상부층 및 저부층 둘 모두가 각각의 모울드 캐비티에 냉각 형성된다.

도 5는 모울드 장치가 도 3d에 총괄적으로 도시된 시스템에 의해 형성된 전구 스마트 카드 본체로부터 제거됨을 도시한 절단면도이다.

도 6은 본 발명의 열경화성 물질의 주입을 위한 여러 비교가 되는 게이트의 절단면 및 단면도를 도시한 것이다.

도 7은 다수(즉, 4개)의 스마트 카드를 동시에 제조할 수 있는 모울드 장치 시스템을 도시한 것이다.

도 1a는 도 1b와 대조가 된다. 사실상, 도 1b는 본 명세서의 스마트 카드 제조 방법에 의해 해소된 문제점을 도시한 것이다. 결국, 도 1a는 상부면(12) 및 저부면(14)을 가지는 가소성 물질의 시이트 또는 층(10)(예를 들어, 폴리비닐 클로라이드, 폴리우레탄 등의 시이트 또는 층)을 절삭된 단면도로 도시한 것이다. 이러한 시이트는 일반적으로 두께가 약 0.075mm 내지 약 0.25mm일 것이다. 액체 또는 반액체 고수축 아교(16)의 더미, 방울 또는 덩어리는 도 1a에 도시된 바와 같이 가소성 시이트(10)의 상부면(12)에 바로 전에 분배된 상태를 도시한 것이다. 도 1a에 도시된 바로 전에 분배된 아교의 더미(16)는 초기 폭이 W₁인 것으로 도시되어 있다. 이와는 대조적으로, 도 1b는 도 1a에 도시된 아교의 더미(16)가 보다 작은 경화된 아교의 더미(16')로 경화된 결과를 도시하고 있다. 도 1b에 도시된 경화된 아교 더미(16')의 폭(W₂)은 도 1a에서의 새롭게 놓여진 액체 또는 반액체 아교 더미의 폭(W₁)보다 상당히 작다. 단순화시킬 목적으로, 새로 분배된 고수축 아교 더미의 원래 폭(W₁)의 감소 또는 수축(즉, ΔW₁)은 도 1b에서는 아교 더미의 외측상에 치수 "1/2 ΔW"와 이와 비교되는 상기 경화된 아교 더미(16')의 우측상에 "1/2 ΔW"로 표시된다. 이러한 경화는 또한 원래 아교 더미(16)의 부피에서의 감소로 도시된다. 예를 들어, 부피에서의 감소는 많은 고수축 아교에서 20 내지 30% 정도로 높을 수 잇따.

전술된 바와 같이, "고수축" 아교에 대한 "저수축" 아교의 개념은 또한 새로 부여된 상태의 아교의 밀도에 대한 경화된 아교의 밀도의 증가와 관련하여 다루어질 수 있다. 또한, 본 명세서에 있어서, 이러한 둘 중 어느 하나의 변화(부피에서의 감소 또는 밀도에서의 증가)는 %로 표현될 수 있으며, 또 다른 변화율이 사용될 수도 있다. 즉, 단순화를 목적으로, 새로 분배된 또는 경화되지 않은 형태에 대한 경화된 아교의 부피 감소(도는 밀도 증가)에서의 주어진 변화율은 실질적으로 본 명세서의 목적과 동일한 것으로 간주될 수 있다. 따라서, 부피에 있어서 10%가 감소된 아교(즉, 10% "수축된" 아교)는 또한 이러한 %가 주어진 경우에 전부 정확하게 일치하는 것은 아니지만 밀도에 있어서 10% 증가된 아교로서 간주될 수 있다.

아교의 수축율 정도에 대한 기술 이외에, 이루어지게 되는 관점은 고수축 아교와 관련된 경화 방법은 도 1a에 도시된 아교 더미(16)가 초기폭(W₁)(여기에서, 아교 더미는 반액체이거나 점성 상태이다)을 가지는 것으로 여겨질 수 있는 초기 크기로부터 최종 폭(W₂)(여기에서, 경화된 아교(16')는 사실상 고체 상태로 존재한다)으로 수축되게 하며, 이러한 고수축도(예를 들어, 약 15% 초과 - 20 내지 30% 정도로 높은)는 가소성 물질의 층 또는 시이트의 상부면(12)을 "주름잡혀진 상태" 또는 그 밖의 변형된 형태, 예를 들어, 도 1b의 항목(18)로 표시된 것들과 같은 주름 형태가 되게 한다는 점이다. 이러한 변형 작용은 가소성 물질(10)의 비교적 얇은 층(예를 들어, 두께가 0.075 내지 0.25mm)으로 힘을 가한다. 이러한 힘은 가소성 물질(10)의 상기층의 저부면(14)에 전달된다. 이러한 전달된 힘은 이어서 가소성 물질층(10)의 저부면(14)에서 변형(20)(굴곡, 구부러짐, 파장, 주름 등)의 원인이 된다. 또한, 평평한 매끄러운 표면(14)으로부터의 이러한 일탈은 스마트 카드 산업에서는 바람직하지 않은 변형으로 간주되어 가능한한 완전히 최소화시키고자 한다. 결론적으로, 상기와 같은 파장, 구부러짐, 주름 등이 없는 스마트 카드 표면의 달성은 본 발명의 방법의 주요 목적 중 하나이다.

도 2는 본 명세서의 설명에 따라 제조된 스마트 카드(22)의 절단 측면도이다. 완성된 형태에 있어서, 이러한 스마트 카드는 상부층(24), 저부층(26) 및 스마트 카드의 전자 부품(예를 들어, 안테나(30), 컴퓨터 칩(32) 등)이 경화시 완성된 스마트 카드의 중심 또는 코아층을 구성하는 열경화성 고분자 물질(34)(예를 들어, 최의 액체 또는 반액체 열경화 수지)에 삽입되는 중심 또는 코아층(28)로 이루어질 수 있다. 최종적으로 스마트 카드의 중심층(28)이 되는 열경화성 물질(34)은 상부층(24)과 저부층(26) 사이의 빈 공간(36)에 주입된다. 이렇게 주입된 고분자 물질(34)은 본 발명의 방법에 사용되는 비교적 저온 저압 형성 조건 항에서 주입될 수 있어야 한다.

어떠한 경우에도, 이러한 열경화 고분자 물질은 상부층(24)의 내측면(38)과 저부층(26)의 내측면(40) 사이에 규정된 빈 공간(36)에 주입되어 충전될 것이다. 경화시, 중심층(28)의 고분자 물질은 상부층(24)의 내측면(38)과 저부층(26)의 내측면(40)과 결합하거나 그렇지 않는 경우에는 접착하여 단일화된 카드 본체를 제조하여야 한다. 이러한 접착은 여러 방법중 하나로 상부층 및 저부층의 내측면(38 및 40)을 처리하여 보조될 수 있다. 예를 들어, 당해 공지된 결합제가 사용되어 코아층 형성 열경화성 물질 및 상부층 및 저부층이 형성되는 물질(예를 들어, PVC) 사이에 결합력을 증진시킬 수 있다. 실시예에서는 기본 프라이머 제품 4475(등록상표명)(Minnesota Mining and Manufacturing 사 제조)이 특히 상부층 또는 저부층 물질이 PVC인 경우에 이러한 결합 증진 목적으로 사용될 수 있다. 상부층 및/또는 저부층의 내측면에 적용될 수 있는 또 다른 처리에는 플라즈마 코로나(plasma corona) 처리 및 산 에칭(acid etching)이 포함될 수 있다.

스마트 카드의 두께(39)는 열경화성 물질이 본 명세서의 저온 저압 형성 방법의 일부로서 빈 공간(36)에 주입됨에 따라 모울드면(도 2에서는 도시되지 않음)의 배치에 의해 규정된다. 사실상, 상부층가 저부층 사이의 빈 공간으로의 열경화성 물질의 주입은 다른 경우에 전자 부품에 의해 또는 전자 부품이 배치되는 저수축 아교 더미에 의해 점유되지 않는 빈 공간(36) 부분을 충전시킨다.

도 2는 또한 상부 및/또는 저부층(24 및/또는 26)의 내측면에 어떻게 문자식 숫자 및/또는 그래픽 정보 및 디자인이 있는 필름의 스트립에 제공될 수 있는가를 도시한 것이다. 따라서, 상부층이 PVC와 같은 반투명 고분자 물질로 이루어지는 경우에, 문자숫자식/그래픽 정보는 카드 사용자에게 보일 수 있을 것이다. 예를 들어, 도 2에서 문자숫자식/그래픽 정보가 들어 있는 필름 스트립(41)은 상부층(24)의 내측면(38) 상에 배치되는 것으로 도시되어 있다. 이러한 층의 내측면에는 또한 카드 본체의 불투명도를 증가(또는 감소)시키는 기능이 있어 전자 부품이 카드 본체를 통해 보여지지 않게 하는 필름 층 또는 코우팅과 같은 물질의 층이 제공될 수 있다.

스마트 카드의 전자 부품(예를 들어, 안테나(30), 칩(32) 등)은 본 발명의 저수축 아교(42)의 하나 이상의 방울 또는 덩어리를 사용하므로써 저부층(26)의 내측면(40) 위에 배치되는 것이 바람직하다. 매우 바람직하게는, 전자 부품은 도 2에서 일반적으로 제안된 방식으로 아교(42, 42' 등)의 두개 이상의 더미의 상부에 배치되어 유입되는 액체 또는 반액체 고분자 물질이 이러한 전자 부품 아래를 흐를 뿐만 아니라 그 위와 측부로부터 전자 부품을 침지시킬 것이다. 즉, 본 발명의 보다 바람직한 구체예에서, 아교의 더미(들)는 전자 부품이 배치되는 하나 이상의 "받침대(들)"로서의 역할을 하여 전자 부품의 하측이 저부층(26)의 상부면(40)과 직접 접촉하지 않게 되도록 하고, 오히려 유입되는 열가소성 물질(34)에 침지된다. 이러한 상황은 전자 부품이 굴곡 및/비틀림 힘을 보다 잘 저항하도록 하여, 스마트 카드가 주 외측면의 한면 또는 두면 모두, 또는 4개의 외측 엣지면 중 하나에 접할 수 있게 된다. 본 발명의 보다 바람직한 몇몇 구체예에서는, 이러한 전자 부품(예를 들어, 안테나(32))이 저부층(26)의 내측면(40) 위로 약 0.075mm 내지 약 0.13mm의 거리 만큼 떨어져 아교에 의해 배치될 것이다.

도 3a 및 3b는 스마트 카드를 제조하기 위한 본 발명의 제 1 바람직한 구체예를 도시하는 것으로 대조된다. 즉, 도 3a는 본 발명의 특히 바람직한 구체예를 도시한 것으로, PVC와 같은 가소성 물질(24)의 평평한 상부층 또는 시이트가 본 명세서의 설명에 따라 저온 저압이 형성되기 이전의 상태로 도시되어 있다. 즉, 도 3a는 고분자 물질이 주입되기 직전의 모울드 장치 셋업을 도시한 것이며, 여기에서 평평한 상부층(24)(예를 들어, PVC의 평평한 시이트)은 이것이 초기에 상부 모울드(44)의 카드 형성 캐비티 하에 배치된 상태로 도시되어 있으며, 저부층(26)(예를 들어, 또 다른 PVC의 평평한 시이트)는 이것이 저부 모울드(46) 위에 배치된 상태로 도시되어 있다. 그러나, 본 발명의 방법의 몇몇 덜 바람직하지만 여전히 가능한 구체예에서, 상부층(24)은 상부 모울드에서 카드 형성 캐비티의 전체 윤곽으로 예비성형되거나, 바람직하게는 적어도 부분적으로 예비성형될 수 있다. 비교로서, 저부 모울드(46)는 상부 모울드(44)에서의 캐비티와 비교될 만한 캐비티를 전혀 가지고 있지 않다. 도 3b는 상부층 및 저부층(24 및 26) 사이의 빈 공간(36)에 열경화 고분자 물질을 주입하는 효과를 도시한 것이다. 따라서, 도 3b는 상부 모울드(44)에 카드 형성 캐비티(64)로 성형된 후의 상부층(24)을 도시한 것이다. 액체 또는 반액체 열가소성 또는 열경화 고분자 물질(34)을 주입하기 위한 노즐(48)이 상부층(24)의 내측면(38)과 저부층(26)의 내측면(40) 사이에 규정되는 빈 공간(36)으로 유도되는 오리피스(49)로 삽입되는 상태를 도시한 것이다. 상부층의 상부면과 저부 카드의 저부면 사이의 거리는 거리(50)로 표시된다. 빈 공간(36)은 병렬된 상부층(24) 및 저부층(26)의 좌측단부(52)에서 우측단부(54)로 연장되는 것으로 도시된다. 즉, 도 3a에서는, 상부층(24)의 외측면(55)가 상부 모울드(44)의 카드 형성 캐비티(64)의 내측면(56)과 접촉하지 않은 상태이다. 대조적으로, 저부층(26)의 외측면(58)은 사실상 평평하고 저부 모울드(46)의 내측면(60)과 접해 있는 것으로 도시되어 있다.

도 3a 및 3b에서는 모두, 스마트 카드의 전자 부품(예를 들어, 안테나(30), 칩(32) 등)이 저부층(26)의 내측면(40) 위에 배치되는 것으로 도시되어 있다. 실시예에 의해서, 이러한 전자 부품은 본 출원인의 저수축 아교의 두개의 작은 덩이 또는 덩어리(62) 상에 받들여지는 것으로 도시되어 있다. 이러한 아교 받침대는 전자 부품을 저부층의 내측면(40) 위로(예를 들어, 약 0.075mm 내지 약 0.13mm) 훨씬 더 잘 지지하여 유입되는 열경화 고분자 물질(34)이 전자 부품 하의 영역 뿐만 아니라 이러한 전자 부품 상의 영역을 침범할 수 있다. 또한, 이러한 아교 받침대 배열은 전자 부품하에서 열경화 고분자 물질의 존재가 카드의 외측면(즉, 저부층의 외측 및/또는 상부면의 외측)에 의해 수용될 수 있는 어떠한 힘 또는 충격에 대해 이러한 전자 부품의 보호능을 증가시키는 경향이 있기 때문에 바람직하다.

도 3a에서, 상부 모울드(44)는 주입 과정 동안에 형성시키려는 스마트 카드의 상부의 표면 윤곽을 규정하는 캐비티(64)를 가지는 것을 도시한 것이다. 결국, 액체 또는 반액체 열경화 고분자 물질(34)의 주입은 상부층(24)이 상부 모울드(44)의 캐비티(64) 저온 저압 형성되는 압력 및 온도 조건하에서 이루어져야 한다. 도 3b는 본 명세서의 저온 저압 형성 과정이 사실상 어떻게 상부층(24)의 상부면(55)이 상부 모울드(44)에서의 카드 형성 캐비티(64)의 구조와 합치되는 가를 도시하고 있다. 또한, 저부층(26)의 저부면(58)은 저부 모울드(46)의 사실상 평평한 내측면(60)에 대해 성형된다. 이는 본 명세서의 스마트 카드를 제조하는 데 특히 바람직한 배열이다.

도 3a 및 도 3b에서, 상부 모울드(44)의 전방 립 영역(66) 및 저부 모울드(46)의 전방 립 영역(68)이 사실상 두개의 모울드 (44 및 46)의 상기 립 영역에서 상부층(24)과 저부층(26) 사이의 거리(36)(즉, 빈 공간의 폭)을 규정하는 거리(70)(상부층과 저부층(24 및 26)을 고려하여)에 의해 서로 이격되어 있는 상태를 도시하고 있다. 이러한 거리(70)는 열경화 고분자 물질(34)이 카드의 전체 길이(예를 들어, 좌측(52)으로부터 우측(54)에 이르는)에 걸쳐 있는 빈 공간(36)에 주입될 수 있다. 도 3a에 도시된 시스템의 우측상에 셋팅된 모울드 장치의 대응 거리(70')는 좌측 상의 대응 거리(70)와는 상이할 수 있다. 어떠한 경우에도, 거리(70')는 상부 모울드(44)의 후방 립(66')을 통과하는 상부층(24)의 내측면(38)과 저부 모울드(46)의 후방 립(68')을 통과하는 저부층(26)의 내측면(40) 사이에 규정된 거리(36')가 매우 작으나 여전히 한정적이 되도록 되어야 한다. 즉, 이러한 매우 작은 거리(36')는 상부층과 저부층(24 및 26) 사이에 원래 존재하는 빈 공간(36)에 있는 가스(72)(예를 들어, 공기, 고분자 성분 반응 생성물 가스 등) 및 과잉 고분자 물질이 빈 공간(36)으로부터 배출되도록 충분히 크면서 열경화 고분자 물질을 주입하는 데 사용되는 주입 압력을 유지시키기에 충분히 작아야 한다. 사실상, 거리(36')는 바람직하게는 액체 고분자 물질(34)의 얇은 층 자체도 빈 공간(36) 밖으로 내뿜어지거나 분출되기에 충분히 큰 크기여서, 빈 공간(36)내에 체류하거나 발생되는 모든 기체가 빈 공간 밖, 사실상은 모울드 시스템 밖으로 분출되도록 한다. 따라서, 이러한 모든 가스(72)는 유입되는 액체 열경화성 물질(34)에 의해 완전히 대체된다. 이러한 가스 배기 기술은 궁극적으로(즉, 열경화성 물질의 경화시) 중심층(28)을 포함하는 열경화성 물질(34)의 본체에 가스 기포가 형성되지 않도록 하는 역할을 한다.

도 3c 및 3d은 도 3a 및 3b에 일반적으로 도시된 공정의 훨씬 더 바람직한 구체예를 나타낸다. 도 3a 및 3b에서, 상부층(24) 및 저부층(26)의 후방 또는 우측(54)은 각각의 모울드(44 및 46) 밖으로 돌출하고 있는 상태를 도시한 것이다. 결과적으로, 가스(72)(공기 및 화학 반응 생성 가스) 및 "과잉" 고분자 물질(즉, 빈 공간(36)을 충전시키는 데 요구되는 과잉의 고분자 물질(34))이 모울드(44 및 46)로부터 분출되거나 배기된다. 상기 모울드 및 배기 배열은 다른 주입 물질로 작용하는 것보다 일부 열경화 주입 물질(및 일부 상부층 및 저부층 물질)로 더 잘 작용할 수 있다. 그러나, 또한 본 발명에서는 몇몇 경우에, 도 3a 및 3b에 도시된 전체 모울드 시스템이 때로는 어떠한 방식으로 또는 다르게 스마트 카드의 연속적인 제조를 방해하는 고화된 과잉의 고분자 물질의 잔류 본체가 남게 된다. 사실상, 이러한 배열은 때로는 이를 제조하는 데 사용되는 고속 모울딩 작업의 연속 사이클로 고품질 스마트 카드를 제조하는 데 도움이 되지 않는 "부당한" 조건으로 전체 모울드 장치를 남겨둔다.

도 3c 및 3d에 도시된 구체예는 상기 문제점을 바로 잡는 데 사용될 수 있다. 과잉 물질 리셉터클 캐비티(74)를 가지는 상부 모울드(44)를 사용하므로써 상기 문제점을 바로 잡을 수 있다. 이러한 과잉 물질 리셉터클 캐비티(74)의 기능은(1) 빈 공간에의 고분자 물질(34)의 주입에 의해 빈 공간(36)으로부터 퍼어징된 과잉 열경화성 물질 및 가스(76)(공기, 화학 반응물 가스)를 수용하고 보유하는 것이다. 사실상, 본 발명의 보다 바람직한 몇몇 구체예에서, 과잉 중합체 물질(34')은 적절하게 빈 공간(36)에 주입되어 이와 같이 않은 경우에 카드의 중심층(28)에 잡혀져 있거나 동반되어 있는 기체를 배출시킬 것이다. 본 출원인의 과잉 물질 주입 과정은 도 3d에 일반적으로 표시되어 있는 방식으로 과잉 고분자 물질(34')에 이러한 가스의 일부를 잡아둘 수 있거나, 이러한 가스의 일부 또는 전부는 모울드 시스템으로부터 화살표(72)의 방향으로 제시되는 바와 같이 분할 라인(77)에서 배기될 수 있다. "과잉 열경화성 물질(34')"는 궁극적으로 이러한 "전구" 카드로부터 트리밍되어 "완성된" 카드를 형성한다. 또한, 본 발명의 방법중 이러한 바람직한 구체예에서, 상부층(24)은, 상부층(24)이 카드 형성 캐비티(64)로 모울딩되는 동일한 일반적인 방식으로 과잉 물질 리셉터클(74)의 상부 영역(78)으로 모울딩된다.

또한, 대조적으로, 도 3e 및 3f는 상부층(24) 및 저부층(26)만이 과잉 물질 리셉터클(74)의 전방 엣지(80)로 연장되어 있는 본 발명의 또 다른 바람직한 구체예를 도시한 것이다. 따라서, 상부층(24)은 도 3d에 도시된 경우에 있을 때 과잉 물질 리셉터클로 모울딩되지 않는다. 이러한 구체예에서, 잡혀져 있는 가스(76) 및 과잉 고분자 물질(34')은 도 3b에 도시되어 있는 공정에 있는 경우에서와 같이 모울드 캐비티 시스템으로부터 완전히 배출되는 것이 아니라 오히려 리셉터클(74)에 "포획"되어 있어 그 자체가 또한 전체 모울드 캐비티 시스템에 잔류한다. 또한, 도 3f에서 상부층(24)의 상부(55)는 도 3d에 도시된 시스템에서 작용하는 바와 같이 리셉터클(74)의 측면(80')으로 연장되지 않음이 주목되어야 한다. 과잉 고분자 물질(34')에 잡혀 있지 않는 이러한 가스(72)는 바람직하게는 모울드 시스템으로부터 분할 라인(77)에서 배기될 수 있다.

도 4는 저부 모울드(46)에, 상부 모울드(44)가 이러한 캐비티(64)를 가지는 방식으로 캐비티(82)가 제공된 본 발명의 다소 덜 바람직한 하지만 여전히 중요한 구체예를 도시한 것이다.

도 5는 도 3d에 도시된 유형의 절반 완성 또는 전구 스마트 카드가 모울드 시스템으로부터 제거되는 것을 보여주고 있다. 섹션 라인(84-84 및 86-86)은 각각 전구 스마트 카드의 좌측단 및 우측단이 어떻게 절단 또는 트리밍되어 완성된 스마트 카드의 선명한 엣지와 정확한 치수를 만들어 낼 수 있는 가를 보여준다. 예를 들어, ISO 표준 7810은 이러한 카드가 74 내지 85mm일 것을 요한다.

도 6a 내지 6e는 열경화 고분자 물질이 주입되어 주어진 스마트 카드를 형성할 수 있는 여러 게이트를 대조적으로 도시한 것이다. 예를 들어, 도 6a는 보통 팬(fan)형 게이트로서 언급되는 선행 기술의 게이트 구조 Q, R, S, T를 도시하고 있다. 용어 "팬"은 열경화 고분자 물질(34)이 여러 형태로 다양한 게이트를 공급하는 러너(94)로부터 주입되는 게이트의 팬과 같은 일반적인 구조를 말한다. 이러한 팬형 게이트 구조는 종래의 고온 고압 모울딩 과정에 자주 사용된다. 유입되는 열경화 고분자 물질(34)를 수용하기 위한 주입구(88)이 제공되어 있는 팬(Q, R, S, T)의 최소 부분이 도시되어 있다. 도 6a 및 6AA에 도시되어 있는 바와 같이, 주입구(88)는, 게이트가 형성시키려는 스마트 카드의 일반적인 윤곽선(S, T, U, V)를 형성하는 캐비티로 공급하는 영역에서의 팬의 폭(92)(즉, 지점 S에서 지점 T에 이르는 거리)에 비해 상대적으로 작은 직경(90)을 갖는다.

이와는 대조적으로 도 6d 내지 6e에서는 본 출원인 게이트 구조를 도시하고 있다. 여기에서는, 도 6b 내지 6e에서는 도시되어 있지 않은 상술된 방식으로 이러한 게이트가 테이퍼링되는 것이 바람직하는 것이 인지될 수 있다. 어떠한 경우에도, 본 출원인의 게이트의 직경은 종래의 스마트 카드 성형 방법에서 사용된 게이트에 비해 상당히 크다. 예를 들어, 이러한 종래 시스템의 주입구(88)의 직경(90)은 7.0mm 정도일 수 있으면서 지점 S에서 T에 이르는 라인을 따르는 팬의 폭(이는 또한 형성되는 크레디트 카드의 공칭 폭이다)은 약 54mm(ISO 표준 7810의 각 요건에 따름)이다. 따라서, 도 6AA에 도시된 단면도에서 보여지는 바와 같이, 주요 고분자 물질 공급 러너(94)로부터 게이트(96)에 이르는 도 6A의 종래의 주입구(88)의 직경은 형성되는 카드의 엣지의 폭(92)의 약 1/10이다. 이러한 상대적인 치수(상기 게이트에 의해 제공되는 카드의 엣지와 같은 폭의 1/10인 게이트)는 고온 고압 형성 조건이 열가소성 물질에 적용되는 대부분의 종래의 제조 방법을 만족시킨다. 예를 들어, 몇몇 종래 기술의 방법에서는 500 내지 20,000psi의 압력에서 200℉ 초과 내지 1000℉에 이르는 온도에서 고분자 물질을 주입한다. 이러한 고온 및 고압 조건은 본 출원인의 방법에서 사용되는 저온 및 저압 조건과는 상당히 다르다.

도 6a에서 도시된 것과 같은 이러한 종래의 러너 게이트 시스템과는 대조적으로, 비교적 저온 저압 조건을 사용하므로써 제조되는 스마트 카드를 제조하기 위해 도 6b 내지 6e에 도시된 바와 같은 본 출원인의 게이트 시스템은 비교적 넓은 게이트에 의해 특징된다. 본 발명에서는 본원에서 기술되는 방법에 사용되는 저온 저압 조건(예를 들어, 56 내지 100℉ 및 대기압 내지 200 psi) 하에서, 고품질의 전구 카드(이에 따라 완성된 카드도)가 게이트(96')에 대한 주입구(88')의 폭 또는 직경(90')이 종래 제조 방법에 사용되는 것보다 상당히 넓은 경우에 제조되는 것으로 밝혀졌다. 결국, 도 6b 내지 6e는 출원인의 "넓은 게이트" 개념의 4가지 변형을 도시한 것이다. 예를 들어, 도 6 b에서, 주입구 또는 게이트(88')의 직경은 형성되는 전구 카드 직경(92')의 약 50%이다. 도 6c에서, 주입구 또는 게이트(88')의 폭(90')은 전구 카드의 폭(지점 S'에서 T'까지의 거리)의 약 80%이다. 도 6d에서, 주입구 또는 게이트(88')의 폭(90') 및 전구 크레디트 카드(S', T', U', V')의 폭(92')(지점 S'에서 T'까지의 거리)는 실질적으로 동일하다. 도 6e는 카드 모울딩 시스템을 도시한 것으로, 게이트의 폭(80')은 전구 스마트 카드(S', T', U', V')의 엣지의 폭(92')(지점 S'에서 T'까지의 거리)보다 크다. 일반적으로, 본 발명에서는, 최상의 결과가 게이트의 폭(90')이 게이트에 의해 제공되는 전구 카드의 엣지의 폭(지점 S'에서 T'까지의 거리)의 약 25 내지 약 200%인 경우에 얻어지는 것으로 밝혀졌다. 이는 주입구의 폭(도 6a에서 지점 Q에서 지점 R까지의 거리)이 보통 상기 게이트에 의해 제공되는 카드의 엣지의 폭(지점 S 에서 지점 T까지의 거리)의 약 10% 미만인 대부분의 종래(고온/고압) 시스템과는 매우 대조적이다.

도 7는 본 명세서의 몇몇 바람직한 구체예에 따라 수행되는 성형 과정을 도시한 것으로, 네가지의 크레디트 카드가 시스템에 동시에 성형되고 있으며, 이 시스템에서 단지 예시로서, 가장 인접하는 두개의 캐비티(주입 노즐(48)에 인접하는)에 전구 카드의 폭(지점 102에서 지점 104까지의 거리)의 약 절반인 폭(예를 들어, 지점 98에서 지점 100까지의 거리)를 가지는 각각의 게이트(96')를 거쳐 유입되는 열경화 고분자 물질이 공급되고, 반면 두개의 보다 원거리(즉, 주입 노즐(48)로부터 보다 멀리 있는) 카드 형성 캐비티는 전구 카드 자체의 폭(102 내지 104)와 사실상 동일한 넓이의 주입구 및 게이트를 갖는다. 도 7에 도시된 점선(106)은 엣지가 (주어진 크기로) 트리밍하여(그리고 과잉 물질 리셉터클(74)에서 과잉 열경화성 물질을 제거하여) 완성된 스마트 카드(예를 들어, ISO 표준 7810에 따라 길이가 85mm이고, 폭이 54mm인 카드)를 제조한 후의 마감된 스마트 카드의 윤곽을 도시한 것이다. 이러한 카드는 더욱 주요 외측면에, 예를 들어 당해 기술자들에게 공지된 여러 프린팅 및/또는 필름 도포 방법에 의해 문자숫자식/그래픽정보를 도입시켜 "완성"될 수 있다.

본 발명은 여러 특정 실시예 및 특별한 아교 및 아교 접착 방법을 사용하는 개념에 따른 내용으로 기술되었지만, 본 발명이 하기 청구범위에 의해서만 그 범위가 제한되는 것으로 이해해야 한다.

Claims

상부층, 전자 부품이 매봉되는 코아층 및 저부층을 포함하는 스마트 카드를 제조하는 방법에 있어서,

(1) 저수축 아교의 하나 이상의 더미(mound)를 사용하여 전자 부품을 스마트 카드의 저부층의 내측면에 연결시키므로써 저부층/저수축 아교/전자부품 어셈블리를 형성시키는 단계;

(2) 저수축 아교 더미를 부분적으로 경화시켜 저부층/부분적으로 경화된 아교/전자 부품 어셈블리를 형성시키는 단계;

(3) 저부층/부분적으로 경화된 아교/전자 부품 어셈블리를 저부 모울드에 배치시키는 단계;

(4) 상부층을 상부 모울드에 배치시키는 단계;

(5) 상부층과 저부층 사이의 빈 공간을 형성시키는 방식으로 저부 모울드에 대해 상부 모울드를 폐쇄시키는 단계;

(6) (a) 전자 부품과 부분적으로 경화된 아교의 더미가 열경화성 물질에 침지되어 있는 동안 전자 부품이 부분적으로 경화된 아교에 의해 제자리에 유지되고, (b) 하나 이상의 스마트 카드 층이 모울드 장치의 캐비티에 적어도 부분적으로 저온 저압 모울딩되고, (c) 가스 및 과잉 고분자 물질이 빈 공간 밖으로 유도되고, (d) 전자 부품이 부분적으로 경화된 아교가 완전히 경화되기 전에 열경화성 고분자 물질로 봉입되고, (e) 열경화성 고분자 물질이 상부층과 저부층 모두와 결합하여 단일화된 전구 스마트 카드 본체를 생성하도록 하는 온도 및 압력에서 열경화성 고분자 물질을 빈 공간에 주입하는 단계;

(7) 모울드 장치로부터 단일화된 전구 스마트 카드 본체를 제거하는 단계 및

(8) 목적하는 치수로 전구 스마트 카드를 트리밍하여 스마트 카드를 제조하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 전자 부품이 저부층과 물리적으로 접촉하게 되지 않음을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 전자 부품이 저부층보다 적어도 0.01mm 위에 배치됨을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 전자 부품이 안테나이고, 안테나는 저부층보다 0.01mm 위에서 안테나를 지지하는 두개 이상의 아교 더미로 받쳐짐을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 저수축 아교가 약 5초 미만 경과시 부분적으로 또는 완전히 경화될 수 있는 시아노아크릴레이트 접착제형 아교임을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 저수축 아교가 약 5초 미만 경과시 부분적으로 또는 완전히 경화될 수 있는 UV 경화성 아교임을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 저수축 아교가 약 3초 미만 경과시 10% 이상 경화됨을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 저수축 아교가 열경화성 물질에 침지되는 동안에 약 10 내지 약 90% 경화됨을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상부층의 내측면과 저부층의 내측면이 상부층과 열경화성 물질간 및 저부층과 열경화성 물질 간의 강한 결합이 용이하게 형성되도록 처리됨을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상부층의 내측면과 저부층의 내측면이 결합제로 서로 코우팅 처리됨을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상부층의 내측면과 저부층의 내측면이 코로나 방전 공정으로 처리됨을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 열경화성 물질이 약 대기압 내지 약 500psi의 압력에서 빈 공간에 주입됨을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 열경화성 물질이 약 80 내지 약 120psi의 압력에서 빈 공간에 주입됨을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 열경화성 물질이 약 56℉ 내지 약 100℉의 온도에서 빈 공간에 주입됨을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 열경화성 물질이 약 65℉ 내지 약 70℉의 온도에서 상부층과 하부층 사이의 빈 공간에 주입됨을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 문자숫자식/그래픽 정보를 포함하는 필름이 상부층의 내측면에 도포됨을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 불투명성 방지 물질의 층이 상부층의 내측면과 저부층의 내측면에 도포됨을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 전자 부품이 칩에 전기적으로 접속되는 안테나임을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상부층 및 저부층이 각각 고분자 물질로 된 평평한 시이트로부터 형성됨을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상부층이 하나 이상의 카드 형성 캐비티로 예비성형됨을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상부층이 상부 모울드의 카드 형성 캐비티로 모울딩되고, 저부층이 저부 모울드의 사실상 평평한 표면에 대해 모울딩됨을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 열경화성 물질이 폴리우레탄임을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 열경화성 물질이 에폭시임을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 열경화성 물질이 불포화 폴리에스테르임을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 빈 공간이 그 폭이 게이트에 의해 제공되는 전구 카드의 엣지 폭의 약 25% 이상인 게이트에 의해 충전됨을 특징으로 하는 방법.
상부층, 전자 부품이 매봉되는 코아층 및 저부층을 포함하는 스마트 카드를 제조하는 방법에 있어서,

(1) 부피가 약 0.1cc 미만인 저수축 아교의 하나 이상의 더미를 사용하여 전자 부품을 스마트 카드의 저부층의 내측면으로부터 약 0.075 내지 약 0.13mm로 배치시키므로써 저부층/저수축 아교/전자부품 어셈블리를 형성시키는 단계;

(2) 저수축 아교 더미를 약 5초 미만 경과시에 전체 경화의 약 10 내지 약 90%로 경화시켜 저부층/부분적으로 경화된 아교/전자 부품 어셈블리를 형성시키는 단계;

(3) 저부층/부분적으로 경화된 아교/전자 부품 어셈블리를 저부 모울드에 배치시키는 단계;

(4) 상부층을 상부 모울드에 배치시키는 단계;

(5) 상부층과 저부층 사이의 빈 공간을 형성시키는 방식으로 저부 모울드에 대해 상부 모울드를 폐쇄시키는 단계;

(6) (a) 전자 부품과 부분적으로 경화된 아교의 더미가 열경화성 물질에 침지되어 있는 동안 전자 부품이 부분적으로 경화된 아교에 의해 제자리에 유지되고, (b) 하나 이상의 스마트 카드 층이 상부 모울드 장치의 캐비티에 적어도 부분적으로 저온 저압 모울딩되고, (c) 가스 및 과잉 고분자 물질이 빈 공간 밖으로 유도되고, (d) 전자 부품이 부분적으로 경화된 아교가 완전히 경화되기 전에 열경화성 고분자 물질로 봉입되고, (e) 열경화성 고분자 물질이 상부층과 저부층 모두와 결합하여 단일화된 전구 스마트 카드 본체를 생성하도록 하는 약 65℉ 내지 약 70℉의 온도 및 약 80psi 내지 약 120psi의 압력에서 열경화성 고분자 물질을 빈 공간에 주입하는 단계;

(7) 모울드 장치로부터 단일화된 전구 스마트 카드 본체를 제거하는 단계 및

(8) 목적하는 치수로 전구 스마트 카드를 트리밍하여 스마트 카드를 제조하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 방법.
상부층, 전자 부품이 매봉되는 코아층 및 저부층을 포함하는 스마트 카드에 있어서, 스마트 카드가 코아층의 소정의 위치에 전자 부품을 지지하도록 제공되는 하나 이상의 저수축 아교 더미를 추가로 포함함을 특징으로 하는 스마트 카드.
제 27 항에 있어서, 저수축 아교 더미가 저부층의 약 0.01mm 위로 전자 부품을 배치시킴을 특징으로 하는 스마트 카드.
제 27 항에 있어서, 상부층과 코아층 사이에 결합제 및 저부층과 코아층 사이에 결합제를 추가로 포함함을 특징으로 하는 스마트 카드.
제 27 항에 있어서, 상부층과 코아층 사이에 배치되는 문자숫자식/그래픽 정보를 포함하는 필름을 추가로 포함함을 특징으로 하는 스마트 카드.
제 27 항에 있어서, 상부층과 코아층 사이에 배치되는 불투명성 증가층 물질 및 불투명성 증가 안료가 제공되는 열경화성 물질을 추가로 포함함을 특징으로 하는 스마트 카드.
제 27 항에 있어서, 스마트 카드의 주요 외측면 상에 배치되는 문자숫자식/그래픽 정보를 추가로 포함함을 특징으로 하는 스마트 카드.
상부층, 전자 부품이 매봉되는 코아층 및 저부층을 포함하는 스마트 카드에 있어서, 스마트 카드가 저부층의 내측면 위로 약 0.075 내지 약 0.13mm가 되는 위치에 전자 부품이 지지되도록 제공되는 부피가 약 0.1cc 미만인 하나 이상의 저수축 아교 더미를 추가로 포함함을 특징으로 하는 스마트 카드.