包含交联聚合物组合物的信息承载卡及其制造方法

包含交联聚合物组合物的信息承载卡及其制造方法
【专利摘要】本发明提供了可交联的聚合物组合物、包含该交联组合物的用于信息承载卡的芯层、所得的信息承载卡及其制造方法。可交联的聚合物组合物包含液体或糊状的可固化的基础聚合物树脂和颗粒状的热塑性填料。所述基础聚合物树脂选自由尿烷丙烯酸酯、硅酮丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、尿烷、丙烯酸酯、硅酮和环氧树脂组成的组。所述颗粒状的热塑性填料可以是聚烯烃、聚氯乙烯(PVC)、氯乙烯与至少另一种单体的共聚物或聚酯如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、其化合物或共混物。
【专利说明】包含交联聚合物组合物的信息承载卡及其制造方法
[0001] 本申请要求2012年4月3日递交的U. S.临时申请61/619, 700号、2012年10月 9日递交的U.S.申请13/647, 982号和2012年10月10日递交的U.S.申请13/648, 805号 的权益，所述申请清楚地通过引用其全文并入本文。

【技术领域】
[0002] 所述公开内容涉及信息承载卡如智能卡。更具体地，所述公开主题涉及一种聚合 物组合物、包含该组合物的信息承载卡以及制造所述卡的方法。

【背景技术】
[0003] 信息承载卡提供了识别、认证、数据储存和应用处理。该类卡或零件包括钥匙卡、 身份证、电话卡、信用卡、银行卡、标记卡、条形码条、其它智能卡等。伴随着传统塑料卡的伪 造和信息诈骗，造成每年上百亿美元的损失。作为响应，信息承载卡正变得"更智能"以提 高安全性。智能卡技术提供了防止欺诈和降低所导致的损失的解决方案。
[0004] 信息承载卡通常包括包埋在热塑性材料如聚氯乙烯（PVC)中的集成电路（IC)。在 交易之前，信息已经输入并储存在集成电路中。使用中，信息承载卡以"接触"或"非接触" 的模式工作。在接触模式中，卡上的电子组件直接接触读卡器或其它信息接收器件以建立 电磁耦合。在非接触模式中，卡与读卡器件之间的电磁耦合通过远程电磁作用建立，无需物 理接触。将信息输入信息承载卡的IC中的过程也是以这两种模式之一工作。
[0005] 当信息承载卡变得"更智能"时，每个卡中储存的信息量通常会增加，且埋入的IC 的复杂性也会增加。所述卡也需要承受挠曲以保护敏感的电子组件不受损害以及在使用过 程中提供良好的耐久性。具有以低成本提高的生产力的相对容易和完全商业的方法也是所 希望的。


【发明内容】

[0006] 本发明提供了一种可交联的聚合物组合物、包含该交联组合物的用于信息承载卡 的芯层、由包含该交联组合物的用于信息承载卡的所述芯层形成的信息承载卡及其制造方 法。
[0007] 在有些实施方案中，可交联的聚合物组合物包含液体或糊状的可固化的基础聚合 物树脂和颗粒状的热塑性填料。该基础聚合物树脂选自由尿烷丙烯酸酯、硅酮丙烯酸酯、环 氧丙烯酸酯、丙烯酸酯和尿烷组成的组。丙烯酸酯的实例包括但不限于甲基丙烯酸酯。所 述颗粒状的热塑性填料可以是聚烯烃、聚氯乙烯（PVC)、包含PVC或氯乙烯共聚物的化合物 或共混物、氯乙烯与至少另一种单体的共聚物或聚酯如聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET)。在有 些实施方案中，所述氯乙烯共聚物中的所述至少另一种单体可以是乙烯基酯、乙酸乙烯酯 或乙烯基醚。所述可交联的聚合物组合物可以进一步包含至少一种固化剂。
[0008] 在其它实施方案中，可交联的聚合物组合物包含液体或糊状的可固化的基础聚合 物树脂和包含氯乙烯和至少另一种单体的共聚物的颗粒状的热塑性填料。所述至少另一种 单体可以是乙烯基酯、乙酸乙烯酯或乙烯基醚。所述可固化的基础聚合物选自由尿烷丙烯 酸酯、酯丙烯酸酯、硅酮丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、丙烯酸酯、硅酮、尿烷和环氧树脂组成的 组。丙烯酸酯的实例包括但不限于甲基丙烯酸酯。该可交联的聚合物组合物可以进一步包 含至少一种固化剂。该类组合物在固化反应之后转变成交联的聚合物组合物。
[0009] 在又一个实施方案中，用于信息承载卡的芯层包含交联聚合物组合物，其包含基 础聚合物树脂和颗粒状的热塑性填料。该基础聚合物树脂选自由尿烷丙烯酸酯、硅酮丙烯 酸酯、环氧丙烯酸酯、丙烯酸酯、硅酮、尿烷和环氧树脂组成的组。所述颗粒状的热塑性填料 可以是聚烯烃、聚氯乙烯（PVC)、包含PVC或氯乙烯共聚物的化合物或共混物、氯乙烯与至 少另一种单体的共聚物或聚酯如聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET)。用于信息承载卡的芯层可 以进一步包含嵌入层，所述嵌入层具有至少一个有源或无源电子组件，例如集成电路（IC)。 在一些实施方案中，所述交联聚合物组合物直接与嵌入层上的所述至少一个IC接触。在另 外的实施方案中，信息承载卡包含如上所述的芯层和交联聚合物组合物。
[0010] 本发明提供了用于形成信息承载卡的芯层的方法。在一个实施方案中，所述方法 包括如下步骤：形成具有至少一个孔洞的第一热塑性层、将印刷线路板（PCB)的嵌入层部 分或完全沉积到所述至少一个孔洞中和将可交联的聚合物组合物分配在所述至少一个孔 洞内的嵌入层上。在有些实施方案中，该方法中使用的所述可交联的聚合物组合物包含液 体或糊状的可固化的基础聚合物树脂和颗粒状的热塑性填料。在其它实施方案中，制造芯 层的方法进一步包括用速干胶将嵌入层固定在第一热塑性层上。在进一步的实施方案中， 制造芯层的方法进一步包括在预定温度下在压力下加热所述层结构的步骤。
[0011] 本发明还提供了用于制造信息承载卡的方法，其包括形成本发明的所述信息承载 卡的芯层。所述方法可以进一步包含在所述卡的芯层的每一面热层压可印刷的热塑性膜和 透明的热塑性膜。

【专利附图】

【附图说明】
[0012] 当结合附图阅读时，由下面的详细描述可以最好地理解本发明的内容。要强调的 是：根据惯例，附图的各种特征不必按比例。在有些情况下，为了清楚，各种特征的尺寸是任 意扩大或减小的。在整个说明书和附图中，同样的数字表示同样的特征。
[0013] 图1-6说明了根据有些实施方案在形成信息承载卡的芯层的示例性方法中在不 同步骤的层状结构的横截面视图。
[0014] 图1说明了第一隔离膜的横截面视图。
[0015] 图2说明了在图1的第一隔离膜上设置的第二隔离膜的横截面视图。
[0016] 图3说明了在图2的两个隔离膜上设置的具有至少一个孔洞的第一热塑性层的截 面视图。
[0017] 图4是在嵌入层部分或完全地设置在图3的所述第一热塑性层中之后各层的横截 面视图。
[0018] 图5是在可交联的聚合物组合物分配在孔洞内的嵌入层上之后图4的各层的横截 面视图。
[0019] 图6是在图5的各层上放置了第三和第四隔离膜之后所得各层的横截面视图。
[0020] 图7是流程图，其说明了根据有些实施方案形成信息承载卡的芯层的示例性方 法。
[0021] 图8是信息承载卡的示例性芯层的横截面视图，所述卡根据图1-6中的结构和图 7中的步骤制造。
[0022] 图9是根据有些实施方案的信息承载卡的示例性芯层的横截面视图，所述卡具有 用于嵌入体的完全开放的孔洞。
[0023] 图10是图9的信息承载卡的示例性芯层的俯视图。
[0024] 图11是根据有些实施方案的信息承载卡的示例性芯层的横截面视图，所述卡具 有接近于嵌入体大小的开放的嵌入体孔洞。
[0025] 图12是图11的信息承载卡的示例性芯层的俯视图。
[0026] 图13是根据有些实施方案的信息承载卡的示例性芯层的横截面视图，所述卡具 有部分用于嵌入体的窗口孔洞。
[0027] 图14是图13的信息承载卡的示例性芯层的俯视图。
[0028] 图15-18说明了根据有些实施方案使用速干胶用于将示例性嵌入层固定在热塑 性层上的示例性方法。
[0029] 图15是根据有些实施方案的示例性嵌入层的俯视图。
[0030] 图16说明了在切割之后在其支持层上带有孔的图15的示例性嵌入层的俯视图。
[0031] 图17说明了在热塑性层上设置的图16的示例性嵌入层的俯视图。
[0032] 图18说明了根据有些实施方案图17的示例性嵌入层的俯视图，所述层使用速干 胶固定在所述热塑性层上。
[0033] 图19是流程图，其说明了根据有些实施方案将嵌入层固定在热塑性层上的示例 性方法。
[0034] 图20-24说明了根据有些实施方案在制造示例性信息承载卡的示例性方法的不 同步骤的层结构的横截面视图。
[0035] 图20是透明膜的横截面视图。
[0036] 图21是在图20的透明膜上设置的可印刷膜的横截面视图。
[0037] 图22是在图21的两个膜上设置示例性的芯层之后层结构的横截面视图。
[0038] 图23是在图22的层结构上设置了第二可印刷膜之后所得层结构的横截面视图。
[0039] 图24是在图23的层结构上设置了第二透明膜之后所得层结构的横截面视图。
[0040] 图25是流程图，其说明了制造示例性信息承载卡的示例性方法。
[0041] 图26是示意图，其说明了根据有些实施方案在示例性的制造方法过程中用于多 个信息承载卡的示例性芯层结构。

【具体实施方式】
[0042] 示例性实施方案的描述旨在结合所述附图阅读，所述附图被认为是整个书面说明 书的一部分。在所述说明书中，有关的术语如"下部的"、"上部的"、"水平的"、"垂直的"、"以 上"、"以下"、"上"、"下"、"顶部"和"底部"以及其衍生词（例如，"水平地"、"向下地"、"向 上地"等）应当解释为是指如当时描述的或如讨论的附图中所示的方向。这些有关的术语 是为了描述方便并不要求构成任何装置或以特定的方向操作。关于连接、耦合等的术语，如 "连接的"和"互相连接的"指的是其中各结构直接或间接地通过插入结构以及可移动的或 刚性连接或关联而固定或相互连接，除非另外明确说明。
[0043] 为简便起见，除非另外明确声明，贯穿此说明书中的"信息承载卡"或"智能卡"旨 在包括至少钥匙卡、身份证、电话卡、信用卡、银行卡、电源卡、标记卡、条形码条和包含集成 电路（IC)的任何零件等。"信息承载卡"或"智能卡"还包括各种形状，包括但不限于长方 形片、圆形片、条、棒和环。"信息承载卡"或"智能卡"还包括"接触"和"非接触"模式的任 何信息承载卡。"信息承载卡"或"智能卡"还包括具有或不具有板上电源的任何信息承载 卡。包含电源的信息承载卡也称为"电源卡"。
[0044] 1.可交联的聚合物组合物：
[0045] 根据本发明形成的可交联的聚合物组合物通常包含液体或糊状的可固化的基础 聚合物树脂和颗粒状的热塑性填料。所述基础聚合物树脂可以选自由尿烷丙烯酸酯、酯丙 烯酸酯、硅酮丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、丙烯酸酯和尿烷组成的组。所述丙烯酸酯可以是甲 基丙烯酸酯。所述颗粒状的热塑性填料可以是聚烯烃、聚氯乙烯（PVC)、氯乙烯与至少另一 种单体的共聚物或聚酯如聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET)。所述颗粒状热塑性填料可以是包 含热塑性树脂的化合物或共混物，例如包含PVC或氯乙烯共聚物的化合物或共混物。所述 氯乙烯共聚物中的所述至少另一种单体可以是乙烯基酯、乙酸乙烯酯或乙烯基醚。
[0046] 所述基础聚合物树脂可以是具有官能团的低聚物或预聚物。所述基础聚合物可以 是在常规固化条件，包括但不限于加热、辐射如紫外（UV)光、湿气和其它合适的条件下可 交联的。所述基础聚合物可以是液体或糊状。其粘度可以在1-100, OOOcps范围内。在有 些实施方案中，所述基础聚合物树脂是尿烷丙烯酸酯。这些聚合物树脂可从专门的化学品 供应商容易地得到。这些供应商的例子包括但不限于Torrington的Dymax Corporation， Exton 的 CT 和 Sartomer USA，LLC，PA。
[0047] 适合于本发明的颗粒状热塑性填料可以是在加热时将熔融的任何聚合物。热塑性 填料的实例包括但不限于聚烯烃、PVC、聚酯、共聚物、三元共聚物等。提供适当结果的粉末 状聚合物可以是包含PVC或改性PVC的化合物或共混物。所述颗粒状热塑性填料的一个合 适的实例包含氯乙烯和至少另一种单体的共聚物，所述另一种单体可以是乙烯基酯、乙酸 乙烯酯或乙烯基醚。氯乙烯与所述至少另一种单体的比率可以是任何比率。该共聚物的 实例由Dow Chemical Company以商品名UCAR?和由德国Ludwigshafen的BASF以商品名 Laroflex?可得。UCARTM是氯乙烯和乙酸乙烯酯的共聚物。所述等级包括YYNS-3、VYHH和 VYHD。Laroflex?是氯乙烯和乙烯基异丁基醚的共聚物。所述等级包括MP25、MP 35、MP45 和MP60。所有这些聚合物树脂通常以细粉末的形式供应。热塑性填料的一个实例是用氯乙 烯和至少另一种单体如乙烯基酯、乙酸乙烯酯或乙烯基醚的共聚物改性的PVC。在该实例 中，PVC与所述共聚物的比率可以在99:1-1:99范围内，且在有些实施方案中在95:5-80:20 范围内。
[0048] 颗粒状热塑性填料可通过一种或多种相应的单体悬浮聚合或乳液聚合或通过固 体塑料粉碎得到。所述固体聚合物的粉碎可以通过机械方法、冷冻研磨法、溶液法或任何 其它合适的方法完成。所述颗粒形式可以是示例且不限制的任何大小；所述颗粒可以在 0.5-200微米范围内。在有些实施方案中，所述颗粒在I-IOOOnm范围内。
[0049] 基于聚合物化学的一般原则，所述可交联的聚合物组合物可以进一步包含至少一 种固化剂。在有些实施方案中，所述组合物包含双重固化机理。例如，所述可交联的组合物 包含用于热固化的第一固化剂和用于辐射固化的第二固化剂。在所述固化或交联反应过程 中，该可交联的组合物转变为固体交联的聚合物组合物。该交联聚合物组合物在本领域也 称为"热固的"聚合物或"热固性的"以将其与热塑性聚合物区别开来。在有些实施方案中， 所述可交联的聚合物组合物包含约20wt% -约99. 5wt%的范围，且优选在约50wt% -约 95wt%范围内的基础聚合物。所述可交联的聚合物组合物通常包含约0. 5wt% -约80wt% 的范围，且优选在约5wt% -约50wt%范围内的颗粒状热塑性填料。在有些实施方案中， 所述可交联的聚合物组合物包含约65wt% -约99. 5wt%的范围，且优选在约80wt% -约 95wt%范围内的基础聚合物。所述可交联的聚合物组合物通常包含约0. 5wt% -约35wt% 的范围，且优选在约5wt% -约20wt%范围内的颗粒状热塑性填料。
[0050] 在有些实施方案中，可交联的聚合物组合物包含液体或糊状的可固化的基础聚合 物树脂和包含氯乙烯和至少另一种单体的共聚物的颗粒状的热塑性填料。所述至少另一 种单体可以是乙烯基酯、乙酸乙烯酯或乙烯基醚。热塑性填料的一个实例是用氯乙烯和至 少另一种单体如乙烯基酯、乙酸乙烯酯或乙烯基醚的共聚物改性的PVC。PVC与所述共聚 物的比率可以在99:1-1:99范围内，和在有些实施方案中在95:5-80:20范围内。所述可 固化的基础聚合物选自由尿烷丙烯酸酯、酯丙烯酸酯、硅酮丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、硅酮、 丙烯酸酯、尿烷和环氧树脂组成的组。所述基础聚合物树脂可以是具有官能团的低聚物或 预聚物。所述基础聚合物可以是在常规固化条件，包括但不限于加热、福射如紫外（UV)光、 湿气和其它合适的条件下可交联的。所述基础聚合物可以是液体或糊状。其粘度可以在 1- 100, OOOcps范围内。在有些实施方案中，优选官能性丙烯酸酯如尿烷丙烯酸酯。在其它 实施方案中，所述基础聚合物树脂可以是环氧树脂、硅酮和尿烷。在有些实施方案中，用于 柔性化的或柔性的环氧树脂的制剂优选于刚性环氧树脂。该类聚合物树脂可从专门的化学 品供应商容易地得到。
[0051] 实施例：
[0052] 下面的实施例仅用来说明根据本发明的实施方案，并且如此不应当解释为对所述 权利要求范围的限制。
[0053] 下面的实施例包括热塑性填料（粉末1)和包含基础聚合物树脂的制剂。粉末1 是由Hmil厚的聚（氯乙烯）（PVC)膜机械粉碎的细粉末。提供适当的粉末1的PVC膜的 一个实例由德国的KI0ckner Pentaplast GmbH & Co. KG 以商品名 Pentacard PVC(乙 烯基）膜得到，其为用氯乙烯与乙酸乙烯酯的共聚物改性的PVC。所述粉末在使用之前 用L 0-0· 05mm的筛进行筛分。包含基础聚合物树脂的制剂来自Torrington的Dymax Corporation，CT。包含基础聚合物树脂的该制剂的实例包括Multi-cure? 9-20676、 9-20557和6-625-SV01。Multi-cure? 9-20676是可见光或UV-可固化的尿烷丙烯酸 酯制剂，其包含丙烯酸异冰片基酯、尿烷甲基丙烯酸酯低聚物、丙烯酸酯低聚物、丙烯酸 2- (2-乙氧基乙氧基）乙基酯、甲基丙烯酸2-羟基乙基酯、丙烯酸、过氧化苯甲酸叔丁酯和 光引发剂。其粘度为400cP，且其沸点为205°C。
[0054] Multi-cure? 9-20557是尿烷丙烯酸酯或丙烯酸酯化的尿烷制剂，其包含丙烯酸 异冰片基酯、尿烷甲基丙烯酸酯低聚物、丙烯酸2-(2-乙氧基乙氧基）乙基酯、甲基丙烯酸 2-羟基乙基酯、丙烯酸、过氧化苯甲酸叔丁酯和光引发剂。其粘度为2300cP，且其沸点为 120°C。其为具有第二热固化特征的UV/可见光可固化的。
[0055] Multi-cure? 6-625-SV01是尿烷丙烯酸酯或丙烯酸酯化的尿烷制剂，其包含丙 烯酸异冰片基酯、尿烷甲基丙烯酸酯低聚物、甲基丙烯酸2-羟基乙基酯、丙烯酸、马来酸、 过氧化苯甲酸叔丁酯、光引发剂和环氧树脂（〈1%)。其粘度为10, OOOcP。其为具有第二热 固化特征的UV/可见光可固化的。
[0056] 示例性的制剂实施例1-4示于表1中。
[0057] 表 1
[0058]

【权利要求】
1. 可交联的聚合物组合物，其包含： 液体或糊状的可固化的基础聚合物树脂，所述基础聚合物树脂选自由尿烧丙締酸醋、 醋丙締酸醋、娃酬丙締酸醋、环氧丙締酸醋、甲基丙締酸醋和尿烧组成的组；和 颗粒状的热塑性填料。
2. 根据权利要求1所述的可交联的聚合物组合物，其中所述可固化的基础聚合物是尿 烧丙締酸醋。
3. 根据权利要求1所述的可交联的聚合物组合物，其进一步包含至少一种固化剂。
4. 根据权利要求3所述的可交联的聚合物组合物，其中所述至少一种固化剂包含用于 热固化的第一固化剂和用于福射固化的第二固化剂。
5. 根据权利要求1所述的可交联的聚合物组合物，其中所述颗粒状的热塑性填料是聚 締姪。
6. 根据权利要求1所述的可交联的聚合物组合物，其中所述颗粒状的热塑性填料包含 聚氯己締（PVC)。
7. 根据权利要求1所述的可交联的聚合物组合物，其中所述颗粒状的热塑性填料包含 氯己締与至少另一种单体的共聚物。
8. 根据权利要求7所述的可交联的聚合物组合物，其中所述颗粒状的热塑性填料包含 氯己締与至少一种选自由己締基醋、己酸己締醋和己締基離组成的组的另一种单体的共聚 物。
9. 根据权利要求8所述的可交联的聚合物组合物，其中所述颗粒状的热塑性填料是用 氯己締与至少一种选自由己締基醋、己酸己締醋和己締基離组成的组的另一种单体的共聚 物改性的PVC。
10. 根据权利要求1所述的可交联的聚合物组合物，其中所述颗粒状的热塑性填料是 聚醋。
11. 根据权利要求10所述的可交联的聚合物组合物，其中所述颗粒状的热塑性填料是 聚对苯二甲酸己二醇醋（PET)。
12. 根据权利要求1所述的可交联的聚合物组合物，其包含在约0. 5wt % -约80wt %范 围内的颗粒状的热塑性填料。
13. 根据权利要求1所述的可交联的聚合物组合物，其包含在约5wt% -约50wt%范围 内的颗粒状的热塑性填料。
14. 根据权利要求1所述的可交联的聚合物组合物，其包含在约0. 5wt% -约35wt%范 围内的颗粒状的热塑性填料。
15. 根据权利要求1所述的可交联的聚合物组合物，其包含在约5wt% -约20wt%范围 内的颗粒状的热塑性填料。
16. 可交联的聚合物组合物，其包含： 液体或糊状的可固化的基础聚合物树脂，和 颗粒状的热塑性填料，其包含氯己締与至少另一种单体的共聚物。
17. 根据权利要求16所述的可交联的聚合物组合物，其中所述可固化的基础聚合物选 自由尿烧丙締酸醋、娃酬丙締酸醋、环氧丙締酸醋、甲基丙締酸醋、娃酬、尿烧和环氧树脂组 成的组。
18. 根据权利要求16所述的可交联的聚合物组合物，其中所述颗粒状的热塑性填料包 含氯己締与至少一种选自由己締基醋、己酸己締醋和己締基離组成的组的另一种单体的共 聚物。
19. 根据权利要求18所述的可交联的聚合物组合物，其中所述颗粒状的热塑性填料是 用氯己締与至少一种选自由己締基醋、己酸己締醋和己締基離组成的组的另一种单体的共 聚物改性的PVC。
20. 根据权利要求16所述的可交联的聚合物组合物，其进一步包含至少一种固化剂。
【文档编号】C08L27/06GK104470988SQ201380026484
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2013年3月27日 优先权日:2012年4月3日
【发明者】马克·A·考克斯 申请人:X卡控股有限公司, 马克·A·考克斯