WO2000030864A1 - Verfahren zur herstellung einer mehrschichtigen ausweiskarte aus kunststoff - Google Patents

Verfahren zur herstellung einer mehrschichtigen ausweiskarte aus kunststoff Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a method for producing a multilayer identification card.
  • ID cards are widely used as check and bank cards or as access authorization cards for mobile radio systems. They consist of at least one card core layer, which is printed on at least one side, and a cover layer applied to the printed side of the card core layer. These card layers are bonded together in the lamination process.
  • adhesive coatings are used which contain at least one additive which increases the friction between the cover layer and the card core layer, as a result of which the formation of a sliding film is prevented.
  • the additives silica (Si0 2 ), silicates and calcium carbonate (CaCO 3 ) have proven to be particularly effective for this.
  • the flow behavior of the adhesive coating can thus be favorably influenced when used further under pressure and temperature in the lamination process.
  • the adhesive coatings themselves are preferably a thermoplastic adhesive, for example based on polyamides, polyesters or polyurethanes or their copolymers.
  • only silica or only silicate or only calcium carbonate is added to the adhesive formulations as an additive.
  • the so-called multiple-use production - in contrast to the production of single cards - is preferably used in a known manner, as a result of which the throughput is much greater than that of the production of single cards.
  • multiple-use production the use of multiple-use sheets (covered card core layer sheets, adhesive-coated cover sheet sheets), each with a large number of individual elements, is used for the production of a large number of laminated card bodies.
  • the printed card core layer sheets have a large number of identical printed images.
  • the individual card bodies are obtained by punching them out of the sheet.
  • the layers or sheets have to be laid on top of each other before the lamination. For the method according to the invention, it makes no difference whether single-card production or multiple-use production is carried out.

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Abstract

Beschrieben ist ein Verfahren zur Herstellung von mehrschichtigen Ausweiskarten aus Kunststoff, wobei die Ausweiskarte mindestens einen einseitig bedruckten Kartenkern (1A) aufweist, auf dem eine Deckschicht (1B) angeordnet ist. Zwischen dem Kartenkern (1A) und der darauf befindlichen Druckschicht ist eine Klebebeschichtung angeordnet; ebenso befindet sich eine Klebebeschichtung zwischen der Deckschicht (1B) und der Druckschicht. Diese Klebebeschichtungen weisen nun mindestens einen Zusatzstoff auf, der die Viskosität der Klebebeschichtung bei hohen Temperaturen erhöht, wodurch beim Laminieren dieses mehrschichtigen Kartenaufbaus zu einem Kartenverbund ein Verzug der Deckschicht und/oder der Kartenkernschicht (1A) gegenüber der Druckschicht verhindert wird.

Description

Titel: Verfahren zur Herstellung einer mehrschichtigen Ausweiskarte aus Kunststoff
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer mehrschichtigen Ausweiskarte. Derartige Ausweiskarten sind als Scheck- und Bankkarten oder als Zugangsberechtigungskarten für Mobilfunksysteme stark verbreitet. Sie bestehen aus mindestens einer Kartenkemschicht, die wenigstens auf einer Seite bedruckt ist, und einer auf der bedruckten Seite der Kartenkemschicht aufgebrachten Deckschicht. Diese Kartenschichten werden im Laminationsverfahren miteinander verbunden.
Die Deckschicht, die meistens transparent ausgebildet ist, haftet über eine Klebebeschichtung auf der bedruckten Kartenkemschicht, und dient u.a. dem Schutz des Druckes sowie als Träger für zusätzliche Informationen, die z.B. im Thermo transferdruckverfahren aufgebracht werden.
Für die Kartenschichten - Kartenkernschichten wie auch Deckschichten - kommen verschiedene Materialien in Betracht: z.B. Polyvinylchlorid (PVC), Polycarbonat (PC), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Polyethylenterephthalat (PET, PETG, PETF). Die Wahl der Materialien und damit der Kartenaufbau hängt von verschiedenen Faktoren ab. Diese Faktoren sind bspw.: die gewünschten mechanischen Eigenschaften der herzustellenden Ausweiskarte, das Verhalten bei hohen und niedrigen Temperaturen, die Frage der Bedruckbarkeit, die Frage der Laserbeschriftbarkeit sowie wirtschaftliche und ökologische Vorgaben.
Je nachdem, welcher Kartenaufbau gewählt wurde, sind unterschiedliche Laminationsparameter (Temperatur und Druck, Zeit) erforderlich. Diese hängen insbesondere davon ab, welches Material für die Kartenkernschichten verwendet wird.
Nun ist es bekannt, auf die zu bedruckende Kartenkemschicht vor dem Bedrucken eine Klebebeschichtung (Haftvermittler, Haftgrund) aufzubringen, die eine bessere Haftung der Druckfarbe bewirken soll, d.h. das Bedrucken erfolgt auf einer klebebeschichteten Kartenkemschicht und nicht unmittelbar auf der Kartenkemschicht. Diese Vorgehensweise - das Bedrucken auf einer klebebeschichteten Kartenkemschicht - ist insbesondere beim sogennanten digitalen Druckverfahren auf Kunststoffolien notwendig. Beim digitalen Druckverfahren wird das auf die zu bedruckende Kunststoffolie aufzubringende Druckbild mit der Dmckfarbe temporär, z.B. mit Hilfe von selektiven elektrostatischen Aufladungen, auf die Druckwalze aufgebracht. Dieses bspw. von Laserdruckern bekannte digitale Druckverfahren ist für die Bedruckung von Kunststoffolien für die Ausweiskartenherstellung erst seit kurzer Zeit bekannt. Die hierbei verwendeten Druckfarben und Druckparameter sind von den bisher klassischer Weise verwendeten Druckverfahren (Offset- und Siebdruck) in diesem Bereich verschieden, worin die Notwendigkeit für das Bedrucken auf einer klebebeschichteten Kartenkemschicht begründet liegt.
Bei der Lamination einer derart aufgebauten mehrschichtigen Ausweiskarte tritt nun insbesondere bei höheren Laminationstemperaturen (> 120° C) folgendes Problem auf: Und zwar kommt es oberhalb einer bestimmten Laminationstemperatur in unverwünschter Weise zu einem Verzug (Verschiebung, Verschwimmen) der Klebebeschichtungen einschließlich der zwischen diesen eingeschlossenen Dmckschicht gegenüber der Deckschicht und der Kartenkemschicht. Die herkömmlicherweise verwendeten Klebebeschichtungen bilden quasi einen Gleitfilm zwischen der Kartenkemschicht und der Deckschicht. Dieses Phänomen läßt sich auf die Theologischen Eigenschaften der verwendeten Materialien zurückführen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine mehrschichtige Ausweiskarte der einleitend beschriebenen Art so herzustellen, daß der vorstehend beschriebene Verzug nicht auftritt.
Erfindungsgemäß werden Klebstoffbeschichtungen verwendet, die mindestens einen Zusatzstoff enthalten, der die Reibung zwischen der Deckschicht und der Kartenkemschicht erhöht, wodurch die Ausbildung eines Gleitfilms verhindert wird. Als hierfür besonders wirksam haben sich die Zusatzstoffe Silica (Si02), Silikate und Calciumcarbonat (CaCO3) erwiesen. Das Fließverhalten der Klebebeschichtung läßt sich so bei der weiteren Verwendung unter Druck und Temperatur im Laminationsverfahren günstig beeinflussen. Bei den Klebstoffbeschichtungen selbst handelt es sich vorzugsweise um einen thermoplastischen Klebstoff, z.B. auf der Basis von Polyamiden, Polyestern oder Polyurethanen oder deren Copolymeren. Dabei wird in einer Ausführungsform den KlebstofformuHemngen nur Silica oder nur Silikat oder nur Calciumcarbonat als Zusatzstoff beigement. In einer alternativen Ausführungsform ist es vorgesehen, in die Klebstofformulierungen ein Gemisch aus zwei oder mehreren Zusatzstoffen einzuarbeiten. Die Oberflächen der verwendeten Zusatzstoffe können außerdem chemisch modifiziert sein, wodurch bspw. die Einbettung der Zusatzstoffe in das Material der Klebstoffbeschichtung verbessert wird. So ist es bspw. bei der Verwendung von Silica (Si02) als Zusatzstoff vorgesehen, Silica mit unterschiedlichen Silanbeschichtungen einzusetzen. Als Silica kommen die natürlich vorkommenden Silica, wie Sand, Quarz oder Quarzit, oder die synthetischen Silica in Betracht.
Als Silikat wird vorzugsweise Talkum verwendet. Als Calciumcarbonat kommen die natürlichen Calciumcarbonate, wie Kreide oder Kalkstein, oder die synthetisch gefällten Calciumcarbonate in Betracht.
Der Gewichtsprozentanteil der Zusatzstoffe an den Klebstoffbeschichtungen beträgt mindestens 0,1% und höchsten 60%.
Die verwendeten Zusatzstoffe haben eine vergleichsweise große Oberfläche bezogen auf ihr Gewicht. Die Ketteranoleküle der Klebstoffbeschichtungen werden durch die Zusatzstoffe in ihrer Beweglichkeit beeinträchtigt. Außerdem kommt es zu einer Anlagerung von Polymersegmenten der Klebstoffbeschichtung an die Oberfläche der Zusatzstoffe, wodurch auch benachbarte Polymersegmente der Klebstoffbeschichtung hinsichtlich ihrer Beweglichkeit eingeschränkt werden. Insgesamt kann man sagen, daß durch die Anwesenheit der Zusatzsoff die Rheologie der Klebebeschichtung mit Blick auf die Laminationstemperarur dahingehend verändert wird, daß die Viskosität der Klebstoffbeschichtung in für den vorliegenden Verwendungsfall positiver Weise erhöht wird. Anhand der beiden Zeichnungen soll die Erfindung nachfolgend veranschaulicht werden. Es zeigt:
Fig.1 die zu laminierenden Kartenschichten in Explosionsdarstellung zwischen den
Laminationsblechen einer Laminationspresse, Fig.2 einen vergrößerten Ausschnitt im Bereich Deckschicht/Kartenlcemschicht.
In Fig.l sind die zu laminierenden Kartenschichten - zur Verdeutlichung beabstandet voneinander - zwischen den Laminationsblechen (2) einer Laminationspresse dargestellt. Der Kartenaufbau besteht aus zwei jeweils einseitig bedruckten, klebebeschichten Kartenkernschichten (1A,1A*) und zwei klebstoffbeschichteten Deckschichten (1B,1B*), die den bedruckten Kartenkern (1) in „Sandwich-Bauweise" zwischen sich einschließen. Die hinsichtlich dem der Erfindung zugrunde liegenden Problem kritische Grenzfläche (Deckschicht/Kartenkemschicht) ist hier also zweimal vorhanden.
Zur Herstellung des erfmdungsgemäß laminierten Kartenkörpers wird in bekannter Weise bevorzugt die sogenannte Mehrfachnutzenfertigung - im Unterschied zur Einzelkartenfertigung - eingesetzt, wodurch der Durchsatz gegenüber der Einzelkartenfertigung sehr viel größer ist. Bei der Mehrfachnutzen-Fertigung werden für jede Kartenschicht Melrrfachnutzen-Bogen (bedmckte Kartenkemschicht-Bogen, klebstoffbeschichtete Deckschicht-Bogen) mit jeweils einer Vielzahl von Einzelelementen zur Herstellung einer Vielzahl von laminierten Kartenkörpern eingesetzt. Für diesen Zweck weisen die bedruckten Kartenkemschicht-Bogen eine Vielzahl identischer Druckbilder auf - Nach der Lamination werden die Einzelkartenkörper durch Ausstanzen aus dem Bogen erhalten. Sowohl in der Einzelkartenfertigung als auch in der Mehrfachnutzen-Fertigung sind die Schichten bzw. Bogen passgenau vor der Lamination übereinanderzulegen. Für das erfindungsgemäße Verfahren macht es keinen Unterschied, ob Einzelkartenfertigung oder Mehrfachnutzen-Fertigung durchgeführt wird.
In Fig. 2 ist der Ausschnitt (A) aus Fig. 1 vergrößert dargestellt. Man erkennt die Klebstoffbeschichtung (1B0) auf der Deckschicht (1B) sowie die Klebstoffbeschichtung (IAO) und die Druckfarbschicht (1A1) auf der Kartenkemschicht (1A). In den Klebstoffbeschichtungen (1B0,1A0) befinden sich nun die Zusatzstoffe (Z), die verhindern, daß sich während der Lamination zwischen der Deckschicht (IBO) und der Kartenkemschicht (1 A) ein Gleitfilm ausbildet.
Die Dicke der Druckfarbschicht (1 A01) beträgt bspw. zwischen 2μm und 10 μm. Die Dicke der Deckschicht (IB) - ohne Klebstoffbeschichtung (IBO) - beträgt bspw. zwischen 40μm und 50μm. Die Dicke der Klebstoffbeschichtung (IBO) auf der Deckschicht (IB) liegt zwischen 0,1 bis 20 μm. Die Dicke der Klebebeschichtung (IAO) auf der Kartenkemschicht (1A) liegt zwischen 0,1 und 10 μm. Die Dicke der Kartenkemschicht (1A) selbst beträgt ca. 300 μm.
Der Verfahrensablauf zur Herstellung der mehrschichtigen Ausweiskarte ist nun wie folgt: In einem 1. Schritt wird die unbedruckte Kartenkemschicht (1A) bereitgestellt. Dann wird in einem 2. Schritt auf diese Kartenkemschicht (1A) die Klebebeschichtung (1) mit den Zusatzstoffen (Z) vollflächig aufgebracht. Dabei wird die Klebebeschichtung (IAO) vorzugsweise in flüssiger Form mittels Walzen gleichmäßig auf der Kartenkemschicht (1A) verteilt. Nach dem Trocknen und Aushärten der Klebebeschichtung (1 A) erfolgt dann in einem 3. Schritt das Bedrucken dieser klebebeschichteten Kartenkemschicht (1A) im digitalen Druckverfahren. Anschließend wird dann in einem 4. Schritt die Deckschicht (IB) bereitgestellt, auf der sich ebenfalls eine Klebebeschichtung (1B0) mit Zusatzstoffen (Z) befindet. Dabei wird zur Herstellung dieser klebebeschichteten Deckschicht (IB) die Klebebeschichtung (1B0) vorzugsweise in flüssiger Form mittels Walzen gleichmäßig auf der Deckschicht (IB) verteilt und anschließend getrocknet und ausgehärtet. In einem 5. Schritt werden die Kartenschichten (IB, 1A, IB*, 1A*) positionsgenau übereinandergelegt und schließlich im letzten Schritt in eine Laminationspresse gebracht, wo sie unter Druck und Wärme miteinander verbunden werden.
Anstatt eine klebebeschichtete Deckschicht zu verwenden, kann auf die bereits bedruckte Kartenkemschicht auch in einem separaten Schritt nur eine Klebebeschichtung mit Zusatzstoffen (Z) aufgebracht werden und anschließend darauf dann eine Deckschicht ohne Klebebeschichtung aufgebracht werden. Auch in diesem Fall erfolgt das Aufbringen der Klebebeschichtung vorzugsweise in flüssiger Form (z.B. als lösungsmittelhaltige Klebstofforumilierung oder als wäßrige Dispersion) mittels Walzen gleichmäßig auf die bedruckte Kartenkemschicht.

Claims

Patentansprüche
1) Verfahren zur Herstellung einer mehrschichtigen Ausweiskarte aus Kunststoff, wobei die herzustellende Karte mindestens eine λvenigstens einseitig bedruckte Kartenkemschicht (1A) aufweist, wobei auf der bedmckten Seite der Kartenkemschicht (1A) eine Deckschicht (IB) aufgebracht ist, bestehend aus den folgenden Verfahrensschritten: a) Bereitstellung der unbedruckten Kartenkemschicht (1A) b) Aufbringen einer Klebebeschichtung (IAO) auf die Kartenkemschicht (1A) c) das Bedrucken der klebebeschichteten Kartenkemschicht (1A), d) das Bereitstellen einer Deckschicht (IB) auf der sich eine Klebebeschichtung (IBO) befindet, e) das positionsgenaue Übereinanderlegen der Kartenschichten (1A, IB), f) das Einbringen der positionsgenau übereinandergelegten Kartenschichten (1A, IB) in eine Laminationspresse, wo die Kartenschichten (1 A, IB) unter Druck und Wärme miteinander verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß
Klebebeschichtungen (IAO, IBO) verwendet werden, die mindestens einen Zusatzstoff (Z) aufweisen, der die Reibung zwischen der Deckschicht (IB) und der Kartenkemschicht (1A) erhöht.
2) Verfahren zur Herstellung einer mehrschichtigen Ausweiskarte aus Kunststoff, wobei die herzustellende Karte mindestens eine wenigstens einseitig bedruckte Kartenkemschicht (1A) aufweist, wobei auf der bedmckten Seite der Kartenkemschicht (1A) eine Deckschicht (IB) aufgebracht ist, bestehend aus den folgenden Verfahrensschritten: a) die Bereitstellung der unbedruckten Kartenkemschicht (1 A) b) Aufbringen einer Klebebeschichtung (IAO) auf die Kartenkemschicht (1A) c) das Bedrucken der klebebeschichteten Kartenkemschicht (1 A), d) das Aufbringen einer zweiten Klebebeschichtung (IBO) auf die bedruckte Kartenkemschicht (1A), e) das Bereitstellen einer Deckschicht (IB), f) das positionsgenaue Übereinanderlegen der Kartenschichten (1 A, IB), g) das Einbringen der positionsgenau übereinandergelegten Kartenschichten (1A, IB) in eine Laminationspresse, wo die Kartenschichten (1 A, IB) unter Dmck und Wärme miteinander verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß
Klebebeschichtungen (IAO, 1A1) verwendet werden, die mindestens einen die Reibung zwischen der Deckschicht (IB) und dem Kartenkern erhöhenden Zusatzstoff (Z) aufweisen.
3) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebstoffbeschichtungen (IAO, IBO) als Zusatzstoff (Z) Silica (Si02) aufweisen.
4) Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, daddurch gekennzeichnet, daß die Klebstoffbeschichtungen (IAO, IBO) als Zusatzstoff (Z) Silikat aufweisen. 5) Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebstoffbeschichtungen (IAO, IBO) als Zusatzstoff (Z) Calciumcarbonat aufweisen.
6) Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewichtsprozentanteil der Zusatzstoffe (Z) an den Klebstoffbeschichtungen (IAO, IBO) zwischen 0,1% und 60% beträgt.
7) Mehrschichtige Ausweiskarte aus Kunststoff bestehend aus
- mindestens einer Kartenkemschicht (1 A) mit wenigstens einer einseitig aufgebrachten Klebebeschichtung (IAO), auf der sich eine Dmckschicht (1A1) befindet,
- einer weiteren Klebebeschichtung (1B0), die zwischen der Dmckschicht (1 AI) und einer Deckschicht (IB) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebebeschichtungen (IAO, 1B0) mindestens einen Zusatzstoff (Z) aufweisen, der die
Viskosität der Klebebeschichtungen (IAO, 1B0) bei hohen Temperaturen erhöht.
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