用于具有温度敏感的组分的薄膜的层压装置和层压方法以及由其制造的证件的制作方法
【专利摘要】本发明提出了一种用于通过层压将膜（7）施加到衬底（2）上的装置。这个装置具有加热机构（12，19），所述加热机构实现了使所述膜（7）的和/或所述衬底（2）的不同区域有针对性地经受不同的温度。因此也能够加工衬底或膜，所述衬底或膜包含温度敏感的组分例如基于细菌视紫红质的安全组分。对此所述加热机构包括多个加热元件（19），所述加热元件可分开操控，以至于加热面（12）的不同区域可以有针对性地以不同的面加热功率来加载。为了补偿在衬底或膜的表面中的不均匀性，所述装置能够具有与所述加热面相对置地设置的柔韧的配对面（21），所述配对面可以通过压力腔（22）气动地加载压力。总的来说，以这种方式制造具有温度敏感的安全特征的高安全性的证件，其特性满足对防篡改和防伪造的最高要求。
【专利说明】用于具有温度敏感的组分的薄膜的层压装置和层压方法以及由其制造的证件
【技术领域】
[0001]本发明涉及通过压力作用和热作用(层压)将薄膜施加到衬底上的一种装置和一种方法。所提出的装置和方法尤其适合于施加包含温度敏感组分的薄膜。温度敏感的组分特别能够是包含细菌视紫红质的组分，例如是安全特征或者基于细菌视紫红质的数据存储组分。所述装置和方法实现了，在施加薄膜之后尽管有对此必要的热应用但是这种组分保持其功能或者至少在一定时间后恢复其功能。它们因此尤其适合于制造下述证件，所述证件必须满足安全要求，例如护照的安全要求。此外本发明还涉及相应制造的证件。
【背景技术】
[0002]许多数据载体或者信息载体，例如身份证、用于护照的个人信息页，以及信用卡和类似的处理卡必须具有高的防伪造和防篡改的安全性。在护照的情况下，个人信息页原则上包含护照所有者的数据并且不仅能够采用用于护照的持有者证明的形式(所谓的数据页或者持有人页)，而且例如能够是签证页。
[0003]为了提高防伪造安全性，多个安全特征能够被集成在这样的数据载体之上或之中。对此例如从EP-A1-1380442中已知的是，这种安全特征安置在层构造中。一方面可见的、可借助肉眼验证的特征(所谓的一级特征或者等级-1-特征)，另一方面仅能借助辅助工具检测的特征(二级特征和三级特征或者说等级_2和等级-3-特征)被用作为安全特征以进行识别和验证。为了将安全特征施加到证件上，通常的做法是，通过层压法对衬底配备透明的一层或多层的膜。所述膜能够是传统的层压薄膜，所述层压薄膜在层压之后完全地保留在衬底上，但是它例如也能够是在膜传递过程中施加的所谓的薄型膜。这样被施加的层例如能够包含高品质的全息图如Kin egram?、体积全息图、2D/3D全息图、电子束全息
图或者其它的立体效果以及各种变型方案的组合。其它的可视觉获悉的安全组分也能够由标识或者基于被印刷的或者通过激光辐射可见的颜料(例如见EP-B1-1230092)的字符构成，所述标识或者字符能够通过其化学性质和特殊的施加方法并且按具体情况通过附加进行的数据加密满足最高的安全性要求。当然，另外的安全级别的安全特征，例如可机器读取的特征(三级或者等级-3-特征)也能够在所施加的层中实施。
[0004]在护照的情况下，在实践中主要在护照册的第一内页(扉页)上或者在第一张纸的前侧或者背侧上进行层压。这样的护照的制造划分为两个基本的步骤:第一步骤是制造具有识别数字的和可选地在关于证件的随后的持有者的个人信息页上的第一个人信息的护照册。在第二步骤中，在第一步骤中生成的护照册的坯件最终地被个人化。这个最后的个人化步骤通常是油墨叠印或者是个人数据例如护照的随后的持有者的姓名和出生日期的激光打印。在第二步骤的过程中，特别是在最高的安全级上的护照中，将所提到的膜施加在证件上，所述证件随后能够包含高品质的安全特征和安全组分。安全特征能够可选择地再次包含个人化数据。所施加的膜使得位于其下的衬底层在视觉上被获悉并且对于这个衬底层而言同时具有保护和安全功能，所述衬底层例如能够由纸或者塑料如聚碳酸酯构成。[0005]那么，在许多情况下，在生产护照或者另一个安全证件时的最后的步骤是对具有在上文中所提到的安全组分和按具体情况也具有个人数据的半透明的膜的层压。为了应用这样的膜，在市场上存在专用的设备，例如Diletta CPL180HD、安全印刷咨询(SecurityPrinting Consulting) SPS AL1200或者迪艾斯电子证件技术服务公司的(DigitalIdentification Solutions)DISPP380X。这种型号的设备在压力和提高的温度的条件下经由旋转或者划线法(Hubverfahren)将设有粘性覆层的薄膜层压到衬底上,在证件在这些设备上对齐、放置在这些设备上并且引入到这些设备中之后。可替选地，层压也能够无粘性地执行，那么其中使用特殊的薄膜材料和较高的温度。
[0006]在现有技术中通常力求达到，压力和温度条件在层压期间一定程度上保持不变。在此，虽然通常不可避免超出待层压的薄膜的范围的一定的温度不均匀性，但是一般而言是所不期望的。已知的设备的可达到的最大温度在160°C和250°C之间变动，其中通常的操作温度典型地是略低的，即主要在110°C和160°C之间；在具有基于聚碳酸酯(PC)的薄膜的无粘性的层压中，操作温度一般常常高于180°C。在这个范围中的温度必须依赖于材料，以便产生层压板，所述层压板在其附着方面满足安全性要求。W095/09084例如涉及，对于小于一分钟的时间温度在120°C和150°C之间的层压条件是“低的层压条件”。EP-A2-1516749甚至公开了对于层压过程而言超过190°C的温度。
[0007]所应用的压力同样能够是相当大的。因此通常使用超出200N/cm2的并且部分地直至超出500N/cm2的压力(参见EP-A2-1516749)。对于一些压力敏感的安全特征，通常的压力条件超过用于其功能维持的最大值。因此部分地采取保护措施。例如，压力敏感的RFID芯片常常被引入到层构造的窗口中，以至于载体(衬底)本身承受压力。这样的窗口构造例如在W0-A1-01/18748中描述。
[0008]相反，对于保护温度敏感的安全特征例如作为可视的安全特征并且作为可机器读取的安全特征具有特别重要的意义的视色素类蛋白而言，不存在满意的解决方案，即在维持视色素类蛋白的功能的条件下产生耐久的层压板。因此例如由对纯的细菌视紫红质-紫膜-复合物(BR-PM)的相位转移的测量得出，极限温度位于大约80°C (Eisenbach等,Curr.Top.Membr.Trans.(1979) 12:165-248 和 Hiraki 等,Biochim.Biophys.Acta(1981) 1647:12-28)，在所述极限温度中BR-PM-复合物至少暂时地(可逆地)失去其功能。这样低的极限温度不允许在维持BR-PM-复合物的功能的条件下根据传统的方法制造想要的层压板。另外的相位转移(也如在许多其它的蛋白质中)在大约100°C时被观察到并且是BR-PM-复合物的变性的结果，这引起包含BR-PM的安全特征的不可逆的功能损失。最后，从120°C起，分子复合物的热分解开始。即使借助于保护措施，但是在加工基于BR-PM-复合物的安全特征时不允许超过大约90°C至100°C的温度，即使是短期的也不允许O
【发明内容】
[0009]本发明的目的在于，提出一种用于利用温度和压力将一层或多层的膜施加到衬底上的装置，所述装置实现了，施加具有温度敏感的组分例如基于BR-PM-复合物的安全特征的膜，而不损坏所述温度敏感的组分。这个目的通过具有权利要求1的特征的装置来实现。
[0010]因此也公开了一种用于通过层压将膜施加到衬底上的装置，所述装置将具有加热机构，以便加热膜和/或衬底，并且所述装置具有挤压装置，以便实现具有温度敏感的组分的衬底或者膜的使用，加热机构构成为使膜和/或衬底的不同的预先限定的区域有针对性地经受不同的温度。
[0011]其他实施方式在从属权利要求中给出。
[0012]本发明实现了，将膜施加到衬底上，使得膜的和/或衬底的包含温度敏感的组分的区域不经受过高的温度，从而维持温度敏感的组分的功能。本发明同时实现了。使得膜和衬底在不包含温度敏感的组分的区域中以高的安全性持久地彼此连接。
[0013]在本文中，层压理解为任意下述方法，在所述方法中将一层或多层的膜在压力和温度作用下施加到衬底上并且所述膜至少局部地持久地与衬底连接。膜和/或衬底能够设置有温度活化和/或压力活化的粘合剂，但是这样的粘合剂也能够取消。所谓的转移法也理解为层压法，在所述转移法中，膜在层压之前位于载体上，将所述膜连同载体一起层压到衬底上并且紧接着去除载体。
[0014]特别地，加热结构能够构成为，使得所述加热机构使膜的和/或衬底的第一区域在挤压之前或者在挤压期间经受至少一个预定的第一温度，而所述加热机构使膜的和/或衬底的第二区域在挤压之前或者挤压期间经受下述温度，所述温度比所述第一温度低至少10°c，优选低至少20°C，甚至更佳地低至少30°C或者甚至40°C。第一温度特别能够被选择得足够高，以便使膜在第一区域中持久地与衬底连接。通常这个温度为至少110°C，优选为至少120°C并且也能够根据应用为至少140°C或者甚至160°C，在无粘性的层压中甚至大于180°C。对于具有BP-PM-复合物的应用，第二温度应尽可能低于100°C，优选低于95°C，更佳地低于90°C，尤其优选低于80°C，以便确保维持BR-PM-复合物的功能。但是对于其它类型的温度敏感的组分，第二温度也能够采用其它的值。
[0015]优选第一区域基本上完全地(在膜的平面中观察，也就是说二维地观察)围绕第二区域。因此特别可实现一种围绕温度敏感的组分的稳定的边缘复合结构(Randverbund)。这保证了所产生的证件的稳定性，即使在第二区域中的衬底和膜之间的连接与在第一区域中的这种连接相比持久性更低。
[0016]从现有技术中已知用于层压设备的多种不同的构造方式，并且本发明不受限于特定的构造方式。与具体构造方式无关地，加热机构优选限定用于加热膜和/或衬底的加热面。加热面优选基本上是平坦的(也就是说，它限定了主平面，组分可能能够从所述主平面突出或者在主平面中能够具有凹陷部，但是其中所述主平面本身不是弯曲的)；但是加热面也能够是成拱形的并且特别例如具有圆柱体的形状。装置因此优选具有控制机构，所述控制机构操控加热机构，使得加热面在第一区域中至少被加热到预定的第一温度上，并且在第二区域中采用下述温度，所述温度比所述第一温度低至少10°c，优选低至少20°C。在此不仅第一区域而且第二区域设置为，实际地加热衬底和/或膜，也就是说，这些区域不是加热面的边缘区域，所述边缘区域在正常工作中完全不参与层压过程。关于第一和第二温度的优选的绝对值，在上文中所提到的考虑是适合的。特别地，再次优选的是，第一区域基本上完全地围绕第二区域。如果加热面具有圆柱体的形状，那么至少优选的是，第一区域横向于输送方向在两侧连接到第二区域上。
[0017]加热机构优选不仅包括单一的加热元件，而且包括多个加热元件，并且所述装置因此具有控制机构，以便分开地操控不同的加热元件，以至于可以有针对性地以不同的面加热功率加载加热面的不同的区域，以便这样在加热面的不同的区域中有针对性地产生不同的温度。
[0018]特别地，能够将加热元件彼此分开地(单独地或者以两个或多个组)控温地控制，也就是说，控制机构因此具有多个控制器，以便分开地控制不同的加热元件的功率。
[0019]一个或者多个加热元件能够分别与加热面的特定区域共同作用，以便加热这些区域。能以这样的方法分开地被加热的区域能够以规则的二维的图案设置，特别以矩阵状的、三角形的或者六角形的图案设置。但是所述区域也能够不规则地设置。如果所述区域以一定图案设置，那么所述图案优选基本上覆盖整个加热面；但是所述图案也能够仅存在于加热面的一部分中。以该方式可使装置适应于温度敏感组分的不同要求。
[0020]加热元件能够通过功率半导体、特别是功率晶体管形成，所述加热元件的废热在这种情况下被用于有针对性的加热。为此，功率半导体能够与冷却体连接，所述功率半导体的表面分别形成加热面的一部分或者所述表面本身再次与加热面连接。但是功率半导体也能够直接地被引入到形成加热面的体部中或者以其他方式与该体部连接，特别是利用商用标准的导热膏来连接。功率半导体具有如下优势，即它能以简单的方式来操控和控制并且由于其低的热容而示出短的反应时间。代替功率半导体，也可使用通常的欧姆电阻或者其它的已知类型的电加热元件，例如电热芯、厚层加热元件或者薄层加热元件。
[0021]加热面由于所必需的高的导热能力优选由金属、特别是铝、铜合金或者其它的具有高的导热能力的材料构成。原则上所述加热面分配有配对面，所述配对面与所述加热面相对置地安装并且构成为，使得衬底和膜被压到加热面上。这个配对面也能够是平坦的或者成拱形的、特别是圆柱体状的。但是优选这个配对面与加热面互补并且是基本上平坦的。配对面原则上能够由金属、塑料或者任意的其它材料构成。但是为了即使在加热面的和/或待层压的证件不平坦的情况下也确保挤压力的均匀分布，有利的是，配对面是柔韧的并且优选是有弹性的。它特别能够气动地加载气压，以便形成所必需的挤压力。对此装置能够具有相应的压力腔和压缩器，所述压力腔部分地通过配对面来限定。控制机构因此能够构成为，操控在压力腔中的压力。控制机构特别能够操控至少一个阀。术语“柔韧的”可理解为，配对面基于其材料选择和其它的设计方案能够匹配于加热面的和置入在加热面和配对面之间的组分的不平坦。作为材料，特别是能够考虑塑料如具有或者不具有织物填料的软质PVC (聚氯乙烯)、PP/EPDM (聚丙烯塑料/乙丙橡胶)、I3U (聚氨酯)、TPE-E或者橡胶。这样的材料的肖氏硬度A的范围例如能够在20和80之间，优选在30和70之间，特别优选在30和50之间。弹性模量(在拉紧时测量)优选低于lOOMPa，特别是在0.3MPa至30MPa的范围中，尤其优选低于IOMPa或者甚至低于3MPa。这样柔韧的配对面即使在加热面不能在不同的区域中被加热到不同的温度上时也是有利的。与此相应地，本发明总体上也涉及一种借助于层压将一层或多层的膜施加到载体上的装置，所述装置具有可加热的加热面和与所述加热面相对置地设置的柔韧的并且优选有弹性的配对面，以便将膜和衬底一起压到加热面上。
[0022]根据第二个方面，本发明提供了一种用于通过层压对衬底装备膜的方法。这个方法包括如下步骤:
[0023]提供衬底和膜；以及
[0024]在温度作用下将所述膜压到衬底上，其中在挤压期间膜和/或衬底的不同的区域有针对性地经受不同的温度。特别地，根据本发明的方法能够通过下述方式来实施:由加热面加热膜和/或衬底。在此加热面能够通过多个加热元件在不同的区域中有针对性地加载不同的面加热功率。特别地，不同的加热元件的功率能够借助于多个独立的控制器来分开地控温地控制。
[0025]该方法能够借助于如在上文中所提出的装置来完成或者也能够借助于其它装置来完成。上文中的考虑结合根据本发明的装置就意义而言同样地适合于所提出的方法。特别地，优选的是，膜的和/或衬底的第一区域在挤压期间经受至少一个预定的第一温度，以便使膜在第一区域中持久地与衬底连接，并且膜和/或衬底的第二区域在挤压期间经受下述温度，所述温度比所述第一温度低至少10°c，优选低至少20°C，根据应用低至少30°C或者甚至40°C。绝对温度的值在此优选如在上文中已经提出的那样选择。
[0026]根据本发明的方法尤其适合于如下情况，在所述情况中膜和/或衬底具有至少一个温度敏感的组分。膜和/或衬底因此在挤压期间在不同的区域中有针对性地经受不同的温度，使得维持所述温度敏感的组分的功能。如果温度敏感的组分包含视色素类蛋白例如细菌视紫红质并且特别是BR-PM-复合物，那么所述膜和/或衬底优选在包含温度敏感的组分的区域中经受最高100°C的温度，更佳地最高95°C的温度，优选最高90°C的温度，尤其优选最高80°C，而在不包含温度敏感的组分的区域中，经受至少110°C，尤其至少120°C的温度，根据应用也经受高于140°C、160°C或者甚至高于180°C的温度。
[0027]根据另一个方面，本发明涉及一种证件，所述证件具有衬底和通过层压与所述衬底连接的膜，其中所述证件根据在上文中所提出的方法来制造。
[0028]根据另一个方面，本发明涉及一种证件，所述证件具有衬底和通过层压与所述衬底连接的膜，其中所述膜和/或衬底具有至少一个温度敏感的组分。在此衬底和膜在包含温度敏感的组分的区域中以与在不包含温度敏感的组分的区域中不同的方式彼此连接。术语“以不同的方式”在此理解为，该术语包括如下情况，其中在所提到的区域中的连接虽然通过相同的作用机制(例如相同的粘附剂)来制造，但是具有不同的强度(例如所述连接的不同的分离力或者不同的微观结构)。但是该术语也包括如下情况，其中温度敏感的区域与其余的区域完全不同地连接，例如，仅在温度敏感的区域中存在粘附剂或者在不同的区域中存在不同的粘附剂。特别地，也能够完全省去温度敏感的组分的区域中的连接。温度敏感的组分特别能够形成证件的安全特征。但是它也能够携带其它类型的例如可光学读取的数据。特别地，温度敏感的元件包含视色素类蛋白、特别是细菌视紫红质。
[0029]所述证件例如是下述证件的一个:
[0030]身份证、驾驶证、健康卡、预付卡或者其他卡式的证件；或者
[0031]具有至少一个个人信息页，特别是具有持有者页和/或至少一个签证页的护照，所述个人信息页包括衬底和膜。
【专利附图】
【附图说明】
[0032]本发明的优选的实施方式在下文中根据附图来描述，所述附图仅用于阐释这些实施方式并且不可解释为是限制性的。在附图中:
[0033]图1示出具有层压薄膜或者转移薄膜的护照与具有进纸槽的待命的层压装置；
[0034]图2示出具有层压薄膜或者转移薄膜的护照与具有加热的进纸屉的待命的层压装置；
[0035]图3示出层压装置的实例；
[0036]图4示出用于施加层压薄膜的原理图；
[0037]图5示出用于施加薄型膜与紧接着去除载体薄膜的原理图；
[0038]图6示出用于施加薄型膜与紧接着去除基于纸的硅化的载体的原理图；
[0039]图7示出用于层压薄膜的层构造的原理图；
[0040]图8示出用于转移膜的层构造的原理图；
[0041]图9示出具有被缝合的层压薄膜的翻开的护照册；
[0042]图10示出具有被置入的转移薄膜的翻开的护照册；
[0043]图11示出具有集成在所选择的层中的BR-PM的多层的层压薄膜的或者多层的薄型膜的原理图；
[0044]图12示出包含BR-PM的薄型膜直接在层压到包含BR-PM的个人信息页上之前的原理图；
[0045]图13示出加热面的可分开地被加热的子组分的矩阵结构；
[0046]图14示出加热面的可分开地被加热的子元件的类似蜂巢的结构；
[0047]图15示出具有以布局调整形式的子部件的加热面的实施方案；
[0048]图16示出与图15相比具有相反的温度比的、以布局调整形式的子部件的加热面的实施方案；
[0049]图17示出用于具有分开的控制电路的加热元件的实施例的示意性的侧视图；
[0050]图18示出加热面的背侧的示意性的视图，所述加热面具有多个安装在其上的呈晶体管形式的加热元件，其中虚线表示，晶体管均匀地分布在整个背侧上；以及
[0051]图19示出具有加热元件、加热面、被引入的个人信息页、层压膜/转移膜和柔性的配对挤压面的层压空间的示意性的横截面。
【具体实施方式】
[0052]在优选的实施方式中，本发明用于将具有视色素类蛋白、特别是BR-PM的薄膜施加到衬底上。对此提出一种层压方法，所述层压方法一方面满足关于分层性能、视觉上干净的外形也就是说在面上均匀的透明度、无气泡等的准则，以用于高安全性的安全证件例如护照，并且所述层压方法另一方面确保维持待使用的视色素类蛋白特别是BR-PM的功能。功能可理解为在用光照射时视色素类蛋白在确定的反应时间之内的颜色变化。这个功能是对于其作为在视觉上可感觉到的安全特征的能力以及其作为光学的数据存储器或者三级特征的能力而言的先决条件。对于在视觉上的特征的良好的可感知性而言，特别是在内部空间中，具有适合的频率组成部分的强光源，例如LED光源或者卤素光源能够是有用的(在这种情况下视觉上的特征成为二级特征)。
[0053]图1的实施例示意性地示出具有操作元件5的层压器4。安全证件I (在这里是护照)包含个人信息页，所述个人信息页形成衬底2。个人信息页被被引入到进纸槽3中。这个构造方式的原型也在图3中示出。在图2中示意性地图解说明了一种变型方案，所述变型方案具有可移出的加热面，所述加热面被集成到屉6中。这个屉容纳完全以正确的方式引入的证件，例如在正确的部位上翻开的具有被缝合的层压薄膜的护照。这个设备变型方案具有易于清洁的优点。众多其它的变型方案是可考虑的。因此可以考虑一种设备变型方案，所述设备变型方案在很大程度上自动地工作，也就是说，以非个人化的形式经由输送机构获得待层压的证件例如护照册并且在实现层压之后并且如果需要的话在紧接着分离载体薄膜之后将证件自动地提供给另一个加工步骤。这种构型和其它构型的层压器原则上早已从现有技术中已知。
[0054]图4图解说明了通过“传统的”层压施加封页薄膜7。这能够利用适合的粘附剂(特别是温度活化的热溶胶)进行或者无粘性地进行。所使用的通过层压过程施加的封页薄膜7例如由PET (聚对苯二甲酸乙二醇酯)，PC (聚碳酸酯)，或者PVC (聚氯乙烯)构成并且通常在朝向衬底2的侧上具有商用标准的粘附剂的覆层，所述商用标准的粘附剂例如是赢创德固赛(Evonik-Degussa)的丙烯酸树脂(Degalan)型号或者CTS的Beva型号。在用于当前的方法的封页薄膜中关于材料的选择，原则上不存在对于市面标准的薄膜的限制。典型的薄膜厚度在5 μ m和100 μ m之间，例如在市场上可买到厚度23 μ m的薄膜。
[0055]替代用于传统的层压的薄膜，也能够使用所谓的转移薄膜，也就是说具有在上面承载的薄的、一层或者多层的膜(“薄型膜”)的载体薄膜。在这种情况下在薄型膜施加到衬底上之后去除载体薄膜。在转移薄膜的情况下，除了由塑料例如由PET构成的载体薄膜，具有硅分离层的纸载体也是常用的。具有塑料载体的典型的转移薄膜8的层构造在图5中图解说明。薄型膜8d经由中间层8b，8b’与塑料载体8a连接。在揭下载体8a时，中间层Sb保留在载体上，而中间层Sb’(“释放”)保留在薄型膜8d上，也就是说，中间层Sb，Sb’保证了薄型膜与载体的干净的分离。具有纸载体的典型的转移薄膜8的层构造在图6中图解说明。在这里，载体8a和薄型膜8d经由硅分离层Sc连接，所述硅分离层在揭下时保留在载体上。在层压和去除载体之后，薄型膜8d因此保留在衬底上并且如果需要的话中间层的残留物保留在衬底上。
[0056]如在图7中图解说明的，层压薄膜7本身再次由多个层7a组成，其中这些层能够由不同的材料构成并且能够满足不同的功能。特别地，所选择的层能够具有安全特征。最下面的层通常是粘附层。如在图8中所图解说明的，这同样也适用于转移薄膜8的所谓的薄型膜8d，所述薄型膜能够由多个层Se组成。
[0057]层压薄膜在护照册中的可能的滑动通常通过如下方式来防止，即层压薄膜在层压之前就已缝合在护照册中的相应的部位上。这在图9中图解说明。层压薄膜在这里被缝合到护照册I中，使得层压薄膜可直接施加到形成衬底2的个人信息页上。多个其它的护照页例如签证页9跟随着个人信息页。
[0058]在转移薄膜中，载体组成部分在完成层压后必须再次被去除。因此转移薄膜8相反通常不固定地置入并且通过设备中的止挡边来防止滑动(图10 )。
[0059]层压薄膜7或者转移薄膜8特别能够具有一个或多个具有基于BR-PM的安全特征的层。这对于层压薄膜7这种情况而言示例性地在图11中图解说明。在这里所述层之一携带基于BR-PM的安全特征10。基于BR-PM的安全特征10也能够附加地或者可替选地存在于衬底上，如这在图12中所描述的。在此常规的个人化组分11 (例如由印刷油墨构成的字母和符号)通常也主要存在于衬底上。与温度敏感的组分是否仅存在于衬底上或衬底中、仅存在于待施加的膜中或者不仅存在于衬底上/中而且存在于膜中无关的是，必须采取特别的措施，以便避免这个组分的损坏或者功能损伤。[0060]对此层压器能够具有加热面12，所述加热面设计为，使得这个加热面的不同的子区域可通过相应地可分开地控制的加热元件来加热。可分开地加热的子区域对此能够按照矩阵形式设置(图13的正方形区域或者矩形区域13)，形成六角形的结构(“蜂巢结构”)(图14的六边形的区域14)，或者以其它任意的规则的或者不规则的方式彼此设置。加热面的所有的子区域优选无过渡地彼此相邻。
[0061]如在图15中图解说明的，第一子区域15在平面中例如能够由第二子区域16完全地围绕。与子区域16相比，第一子区域15能够随后有针对性地被加热到更高或者更低的温度上。也可能的是，如在图16中图解说明的，在一个或多个子区域18中有针对性地从加热面留出一个或多个缺口 17，以便在该处实现较低的温度。
[0062]子区域的布局能够匹配于待层压的证件的布局。因此，以较低的温度来层压证件的携带包含BR-PM的安全特征例如图形的缺口，而围绕这个缺口的另外的子区域完全地并且均匀地以较高的温度来层压。因此实现了，包含BR-PM的安全组分在层压期间不经受任何限制或者消除所述安全组分作为视觉上的特征的功能或者作为光学的数据存储器的功能的温度。在此可能需要忍受的是，包含BR-PM的安全组分的所期望的功能在完成层压之后暂时地消失直至48小时。
[0063]在图17中图解说明的是，加热元件19能够通过对于每个加热元件分别具有控制电路20的控制机构来精确控温。对此能够设置相应的温度传感器。代替单独控制每个加热元件19，可以考虑的是，分别将多个加热元件组合成组并且一起控制。但是单独控制是优选的。加热元件19优选设置在加热面的背侧上，使得每个加热元件能够以最小的温度梯度将加热面的分配给该加热元件的子区域在加热面的整个面上引入到预先限定的温度上。对此加热面优选具有高的导热能力。加热面例如能够由阳极氧化的硬质铝制成。
[0064]已经发现，设计为功率晶体管的加热元件是特别适合的，因为它们能够低延滞地反应并且能够非常精确地被控制。此外，控制机构仅需要具有低的输出功率，因为对于控制晶体管(在两级的晶体管中在基极上或者在FET (场效应晶体管)中在栅电极上)所必需的所述功率，相对于所馈送的功率是非常低的。例如可以考虑在具有1.5°C/W热电阻的T0-220C壳体(无锡固电半导体公司，中国)中的NPN (负极-正极-负极)功率晶体管BDW931NBIC。晶体管的散热片因此以已知的方式在使用导热工具的条件下与加热面的背侧连接。这在图18中示意性地图解示出。多个晶体管在使用导热的粘附剂的条件下平放在加热面12的背侧上(也就是说在加热面的背离待层压的对象的侧上)。在此晶体管形成规则的矩阵。晶体管的集电极和发射极分别与电源的电极连接，而基极-发射极路径经由保护电阻通过每个晶体管分别具有控制电路的控制机构操控成，使得所涉及的晶体管将加热面加热到预定的温度上。对此，能够可选择地在各个晶体管的区域中存在温度传感器，或者晶体管的电特征本身能够用于温度测量。
[0065]为了实现在加热面和个人信息页或证件的待层压的部分之间的完全的温度平衡，在设定温度曲线时需要一定的层压时间。根据证件的性质这个层压时间为5秒至20分钟，以便满足对用于高安全性的证件的层压的足够的附着的需求。对于护照册的携带护照所有者的个人数据的主页，这个时间优选为30秒至15分钟，尤其优选5分钟至12分钟。较长的层压时间当然是可能的，但是就经济处理而言不是优选的。
[0066]与加热面相对置的配对挤压面不是必须要被加热。在一个优选的实施方式中，这个配对挤压面(上侧)由柔韧的材料(例如具有或者不具有织物填料的软质PVC，PP/EPDM, PU、TPE-E或者橡胶)构成，所述材料在背离加热面的侧上压力加载。因此配对挤压面获得可调节的硬度并且能够由于其柔韧的表面而适应于层压膜或者转移膜的不完全平坦的表面。柔韧的上侧因此确保了待层压的层的不规则地成形的上侧的高度补偿。这例如能够通过衬底的不规则有纹理的表面或者例如通过其它的所应用的安全元件如集成的RFID(射频识别)芯片、产生干扰的光学的衍射的元件或者安全压印引起。不规则的表面也能够由待施加的膜的不规则的厚度产生，这通常是如下情况，即在膜设有具有本身的空间要求的安全特征的情况下，例如在包含视色素类蛋白的安全组分的、部分面的印记的情况下。通过柔韧的配对挤压面确保了均匀的压力和热传递。
[0067]在优选的在图19中示意性地图解说明的实施方式中，使用具有压缩气体的气动系统来调节在配对挤压面上的压力(配对挤压面21，气动的压力腔22，压缩器23)。可替选地，也可以考虑液压运行来代替气动运行。由气动的或者液压的压力所引起的柔韧的上侧21的预张紧除了已经提到的高度匹配，还使得压力不过快地从热层压的部分向未被层压的部分下降并且因此不在已完成层压的证件的图形中产生难看的边缘，避免空气夹杂物和气泡形成，并且也在降低的温度的范围中产生薄膜的足够的附着。
[0068]用于维持BR-PM的功能的极限温度能够通过包含BR-PM的配制品的适当的配方来提高。这种类型的配方能够基于如在W0-A1-2010/124908中所描述的用微型胶囊封装的BR-PM分子，并且能够在维持细菌视紫红质的功能的条件下允许在包含细菌视紫红质的部位上的直至95 °C的层压温度。
[0069]总的来说，能够以这样的方式制造具有温度敏感的安全特征的高安全性的证件，所述证件的特性满足对防篡改和防伪造的最高的要求。
[0070]根据优选的实施例来阐述本发明，同时本发明不受限于这些实施例。因此也可以考虑的是，在以完全不同的方式构造的层压器上实施本发明。特别地，可以考虑如下应用，所述应用需要较低的安全性并且因此仅需要较短的层压时间。对此能够提供一种层压器，其中加热面是圆柱体形的并且衬底和膜一起在这个加热圆柱体和配对圆柱体之间穿过，以便加热衬底和膜。在这种情况下，加热圆柱体设置有多个加热元件，所述加热元件横向于衬底和膜的运动方向彼此偏移地设置在圆柱体中并且可彼此分开操控，以便产生横向于运动方向的特定的温度曲线。在这里也可以考虑的是:加热元件设置为，使得在圆柱体的表面上可不同程度加热的区域形成特定的二维的图案。多种其它变型方案是可能的。
[0071]附图标记列表
[0072]I 安全证件
[0073]2 衬底
[0074]3 进纸槽
[0075]4 层压装置
[0076]5 操作元件
[0077]6 具有被加热的底部的屉
[0078]7 层压薄膜
[0079]7a 层
[0080]8 转移薄膜[0081]8a载体
[0082]8b留在薄膜载体上的残留释放物
[0083]Sb’留在薄型膜上的残留释放物
[0084]8c硅分离层
[0085]8d薄型膜
[0086]8e层
[0087]9签证页
[0088]10包含视色素类蛋白的组分
[0089]11传统的个人化的组分
[0090]12加热面
[0091]13正方形的子区域
[0092]14六角形的子区域
[0093]15作为图形缺口的子区域
[0094]16互补形式的子区域
[0095]17缺口
[0096]18呈与缺口 17互补的形状的子区域
[0097]19加热元件
[0098]20控制电路
[0099]21配对挤压面
[0100]22压力腔
[0101]23压缩器。
【权利要求】
1.一种用于通过层压将膜(7 ;8)施加到衬底(2)上的装置，所述装置具有: 加热机构(12，19)，用于加热所述膜；以及 挤压机构(21，22，23)，用于将所述膜在加热状态中挤压到所述衬底上， 其特征在于，所述加热机构(12，19)构成为，使所述膜(7 ；8)和/或所述衬底(2)的不同的区域有针对性地经受不同的温度。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述加热机构(12，19)构成为，使得所述膜(7；8)的和/或所述衬底(2)的第一区域经受至少一个预定的第一温度，以便使所述膜(7 ；8)在第一区域中持久地与所述衬底(2)连接，并且使所述膜(7 ;8)的和/或所述衬底(2)的第二区域在挤压期间经受下述温度，所述温度比所述第一温度低至少10°C，优选低至少20°C。
3.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其中所述加热机构(12，19)限定了用于加热所述膜(7 ；8)的和/或所述衬底(2)的加热面(12)。
4.根据权利要求3所述的装置，所述装置具有控制机构(20)，所述控制机构操控所述加热机构(12，19)，使得所述加热面(12)在第一区域中具有至少一个预定的第一温度，并且使得所述加热面(12)在第二区域中具有下述温度，所述温度比所述第一温度低至少10°C，优选低至少20°C。
5.根据权利要求3或4所述的装置，其中所述加热机构(12，19)包括多个加热元件(19)，并且其中所述装置具有控制机构(20)，所述控制机构分别地操控不同的加热元件(19)，以至于能够有针对性地以不同的面加热功率来加载所述加热面(12)的不同区域。
6.根据权利要求5所述的装置，其中所述控制机构(20)包括多个独立的控制器，以便分别地控温地控制不同加热元件(19)的功率。
7.根据权利要求5或6所述的装置，其中所述加热面(12)具有多个区域(13;14;15，16 ;17，18)，其中所述加热元件(12)中的一个或多个分别与所述加热面(12)的这些区域(13 ；14 ;15，16 ;17，18)的一个共同作用，以便加热这些区域，并且其中所述区域(13 ；14 ；15，16 ;17，18)以规则的二维的图案设置，特别是以矩阵状的、三角形的或者六角形的图案设置。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的装置，其中所述加热元件(19)由功率半导体、特别是功率晶体管形成。
9.一种用于借助于层压将膜(7 ；8)施加到衬底(2)上的装置、特别是根据权利要求5至8中任一项所述的装置，具有:用于加热所述膜(7 ;8)和/或所述衬底(2)的能加热的加热面(12)，和挤压机构(21，22，23)，以便将所述衬底(2)和所述膜(7 ;8)在加热状态中挤压到所述加热面(12)上，其特征在于，所述挤压机构(21，22，23)具有与所述加热面(12)相对置地设置的柔韧的并且优选有弹性的配对面(21)。
10.根据权利要求9所述的装置，其中所述配对面(21)限定能够气动地加载压力的压力腔(22)。
11.一种用于通过层压对衬底(2)装备膜(7 ；8)的方法，所述方法具有: 提供所述衬底(2)和所述膜(7 ；8)； 在温度作用下将所述膜(7 ;8)挤压到所述衬底(2)上，其特征在于，使所述膜(7 ；8)的和/或所述衬底(2)的不同的区域有针对性地经受不同的温度。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述膜(7;8)的和/或所述衬底(2)的第一区域经受至少一个预定的第一温度，以便使所述膜(7 ；8)在第一区域中持久地与所述衬底(2)连接，并且其中使所述膜(7 ；8)的和/或所述衬底(2)的第二区域经受下述温度，所述温度比所述第一温度低至少10°C，优选低至少20°C。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其中所述膜(7;8)和/或所述衬底(2)具有至少一个温度敏感的组分(10)，并且所述膜(7 ;8)和/或所述衬底(2)在挤压期间在不同的区域中有针对性地经受不同的温度，从而维持所述温度敏感的组分(10)的功能。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述温度敏感的组分(10)包含视色素类蛋白、特别是细菌视紫红质，并且其中优选所述膜(7 ；8)和/或所述衬底(2)在包含所述温度敏感的组分(10)的区域中经受最高95°C的温度，并且在不包含所述温度敏感的组分(10)的区域中经受至少110°C的温度。
15.一种证件，包括衬底(2)和与通过层压与所述衬底连接的膜(7 ;8)，所述证件按照根据权利要求12至14中任一项所述的方法来制造。
16.一种证件，包括衬底(2)和通过层压与所述衬底连接的膜(7 ;8)，其中所述膜(7;8)和/或所述衬底(2)具有至少一个温度敏感的组分(10)，其特征在于，所述膜(7 ;8)和所述衬底(2)在包含温度敏感的组分(10)的区域中以与在不包含温度敏感的组分(10)的区域中不同的方式彼此连接。
17.根据权利要求15或16所述的证件，其中所述膜(7;8)具有至少一个温度敏感的组分(10)，所述温度敏感的组分包含视色素类蛋白、特别是细菌视紫红质。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的证件 ，其中所述证件是下述证件之一: 身份证、驾驶证、健康卡、预付卡、交易卡或者其他卡式的证件；或者 具有至少一个个人信息页，特别是持有者页和/或至少一个签证页的书形的护照，其中所述个人信息页包括所述衬底和所述膜。
【文档编号】B32B37/06GK103648777SQ201280032618
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2012年6月4日 优先权日:2011年6月28日
【发明者】乌尔里克·里特, 塞缪尔·申德勒 申请人:尤尼卡技术股份有限公司