专利名称：便携式数据载体和用于制造便携式数据载体的方法
技术领域：
本发明涉及一种具有其中引入了芯片模块和用于近场通信的天线的卡片体的便 携式数据载体，以及一种用于制造所述数据载体的方法。所述数据载体(例如是水晶卡 (Crystal Card))的特征在于高的机械稳定性与高光泽的表面。
背景技术：
市场上可以获得不同结构的便携式数据载体，近年来也作为银行卡或近距离交通 票据，例如对于所谓的E票据(E-ticketing)。这样的数据载体的例子是所谓的水晶卡，其 中外部形状不再相应于经典的矩形信用卡/借记卡。所有这些卡是多功能卡，在其上执行 功能、例如电子支付。此外，卡片构造被为具有芯片模块和天线，以便能够通过近场通信与 终端通信。近场通信例如是通过IS0/IEC14443标准协议的通信。相应地，水晶卡是能够执行这样的交易的便携式数据载体。在此，水晶卡在其外 部形状上不受限制，非常紧凑，非常容易运输并且由于其不受限制的外部颜色、表面和形状 构造而越来越受到潜在客户的喜爱。这样的水晶卡的例子是钥匙挂件和数字的硬币载体 (Munztrager )。在此，卡片形状不受限制。对于个性化的颜色构造，利用在聚氯乙烯(简称PVC)层上的油墨层或者 作为一种贴画粘贴这样的便携式数据载体的卡片体。替换地，将打印的塑料载体纸 (Kunststofftragerpapier)作为油墨层粘贴到卡片体上。然后将象玻璃一样清晰的
(klarglasige)、透明的塑料层，优选环氧树脂(Epoxydharz)，浇注到卡片体和油墨层上，以 保护数据载体的内部不受外部影响。然而在卡片体和油墨层之间或在油墨层和塑料层之间 的这样的粘结剂的粘结力是很弱的，以至于特别在大于0. 5mm的塑料层的情况下在卡片体 和油墨层或在油墨层和塑料层之间会插入一个分层。因此保护的塑料层脱落，卡片体从此 不受保护。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题是，示出并且制造一种便携式数据载体，其中给出 了对卡片体的充分保护。本发明通过在并列的独立权利要求中描述的措施解决上述技术问题。本发明的优 选实施方式在各个从属权利要求中给出。为了解决上述技术问题，提出一种便携式数据载体的新的结构。该便携式数据 载体为此具有卡片体。在卡片体中引入了具有用于近场通信的天线的芯片模块。在卡片 体的表面上涂覆了油墨层。在油墨层上涂覆了光亮漆层。在光亮漆层上涂覆塑料层，其中 塑料层是透明的，换言之，是像玻璃一样清楚的，并且具有大于0. 5mm的层厚。此外，数据 载体还具有在天线或芯片模块的区域之外的位置上的通孔。该通孔用于例如借助携带绳 (Trageseil)携带数据载体。
通过光亮漆(英语中称为gloss oil或varnish)，作为一种连接材料在制造数据 载体之后形成粘结力，该粘结力将厚的塑料层和油墨层这样连接在一起，使得不再发生分 层。由此数据载体比利用现有技术中的粘结材料要稳定多倍。作为这样的光亮漆的例子有 British Apollo Company公司的型号S4679或S4767。在干燥之后，光亮漆优选地是高光 泽的，从而便携式数据载体的表面上形成发光或光亮效果。作为替换，可以将刚才描述的层结构单面地或双面地敷设到卡片体上。通过该结 构实现了便携式数据载体的双面的颜色构造。在一种优选实施方式中，在卡片体的表面和油墨层之间引入光亮底漆层。通过该 结构可以实现，既可以对于厚的塑料层也可以对于油墨层采用光亮漆作为一种连接材料， 由此实现了在卡片体和油墨层之间的增强的粘结力。油墨层优选是胶版印刷层或丝网印刷层，从而低成本、快速并且以高的分辨率进 行卡片体的涂层。在一种优选实施方式中，多层地构造卡片体。这样的结构例如是三明治结构。在 卡片天线层中，此外还采用了用于近场通信的天线。在三明治方法中包括了两个卡片基本 层的卡片天线层。卡片体的材料优选是白色或彩色的，以便实现个性化的颜色构造。多层 卡片体的材料优选是聚氯乙烯(简称PVC)、聚对苯二酸(Polyethylenter印hthalat，简称 PET)、和/或丙烯睛-丁二烯-苯乙烯(简称ABS)。通过多层结构和在进一步处理中的然后的热影响，S卩，叠压层结构或为硬化塑料 层加热数据载体，卡片体变成单片的，从而实现了在最小的制造成本情况下的高的稳定性。塑料层优选是环氧树脂溶液(Epoxydharzlosung ),其在硬化之后是用于数据载
体的最佳的保护以及透明的(英语为crystal (水晶状的))表面。在本发明思路中还包含用于制造便携式数据载体的方法。数据载体此外还具有带 有引入的天线和用于近场通信的芯片模块的卡片体。首先利用油墨涂覆卡片体的上表面。 然后利用光亮漆覆盖油墨。然后利用油墨层和光亮漆叠压卡片体。叠压在此理解为加热和 压印数据载体，使得数据载体的层结构互相连接。以后用塑料层覆盖光亮漆，其中塑料层的 厚度大于0.5mm。借助烤箱将便携式数据载体加热，使得塑料层硬化。在硬化之后，塑料层 是如玻璃一样清楚的，换言之是透明的。作为替换，卡片体是多层的PVC材料。通过在叠压或在烤箱中加热情况下的热效 应，该多层的卡片体变成单片的并且由此在制造更简单的情况下具有高的稳定性。作为替换，在利用油墨涂覆卡片体的上表面之前借助光亮底漆(Basisglanzlack) 进行涂覆。由此在制造过程的结束，在卡片体和油墨层之间的粘结力非常大，从而不会发生 分层。作为替换，在叠压之前借助点焊将获得的层结构粗略地固定在卡片体上。该固定 还可以交替地进行。作为替换，在固定之前才将芯片模块引入到卡片体中，以便在借助光亮漆和油墨 涂覆之前保护芯片模块。优选制造多个便携式数据载体，其中都由唯一的工件制造并且在叠压之后才借助 冲压(Manzen)被分开。此外，将单个的PVC带作为基本卡片体加工、涂覆并且按照所述方 法处理并且在将各个层叠压到PVC带上之后才将单个的卡片体冲压出来。优选地，在将卡
5片体分开之后进行后加工。该后加工例如是精密冲压或制成其它种类的形状，使得获得期 望的最终形状。最后，在数据载体中在天线或芯片模块外部的位置上进行冲孔。
以下借助附图详细解释本发明，其中附图仅描述了本发明的实施例。附图中相同 的组件使用相同的附图标记。附图不是按比例的，其可以将附图的单个元件夸张地放大或 夸张地缩小示出。其中，图1示出了按照本发明的便携式数据载体的横截面，图2示出了按照本发明的数据载体的卡片体天线层的俯视图，图3示出了在图1中示出的数据载体的替换实施方式，图4示出了按照本发明的方法流程图。
具体实施例方式图1示出了按照本发明的便携式数据载体的横截面，如例如在水晶卡的情况下那 样。在数据载体内部示出了卡片体5。在该单层的卡片体5中引入天线8和芯片模块7(未 示出)。该引入可以是将天线8嵌入或印压在卡片体上。天线8和芯片模块7被构造用于， 通过近场通信与终端设备交换数据和信息。在卡片体5的两个表面上涂覆光亮底漆4。在该实施方式中，光亮底漆是一种连接 材料。该光亮漆在卡片体5和位于其上的油墨层3之间构造非常好的粘结力。由此很好地 防止了油墨层3和卡片体5的分层。在该实施方式中使用British Apollo公司的幻871 连接材料作为光亮漆。优选地使用PVC卡片体、例如Al. 1PVC、Bi. IPVC和B9. 22PVC，但是 作为替换还可以采用PET和ABS卡片体。光亮漆相对快速地干燥并且还保护了卡片体5。将油墨层3通过胶版印刷方法或筛网印刷方法涂覆到卡片体5上。如果油墨层3 干燥了，则在油墨层3上涂覆光亮漆2。在该实施方式中，该光亮漆是Apollo公司的型号 S4767或S4679。两种光亮漆的特征都是在制造完成数据载体之后构造高的粘结力。此外， 光亮漆是高光亮的，即，其具有高度的光滑。由此形成附加的颜色光亮效果。在光亮漆层2上面铺设塑料层1，优选具有厚度大于0.5mm的环氧树脂 (Epoxydharz)。环氧树脂例如是双酚A环氧树脂(Bisphenol-A Epoxydharz)。塑料层1在 关于水晶卡的文献中被称为水晶塑料层1。通过使用环氧树脂作为塑料层1，可以自由构造数据载体的形状结构，从而表面的 弯曲和侧面边沿上的倒圆是可能的，如图1所示。图2示出了卡片体5的俯视图。在此，将芯片模块7引入卡片体5中并且与天线 8导电连接。借助印刷方法将天线8引入到卡片体上或者替换地借助三明治方法引入。天 线8和芯片模块7被构造用于通过IS0/IEC14443进行近场通信。此外在卡片体5中构造 洞6。洞6穿过数据载体的所有层并且在数据载体中在天线8或芯片模块7的区域外部被 构造。由此，确保了天线8和芯片模块7的功能。洞6用于将携带装置、例如携带绳、橡胶 带等固定在数据载体上，使得能够容易并且可靠地平常携带例如以钥匙挂件、挂件、链或一 种数字的硬币的形式的数据载体。
图3示出了图1所示的数据载体的替换实施方式。在此，图3的数据载体的结构 与图1的数据载体非常相同，从而以下仅讨论在两个图之间的区别。与图1不同，图3的数 据载体具有多层的卡片体5。该多层卡片体也被称为三明治结构。在此将卡片体天线层恥 引入到两个卡片体层fe中。因为两个层如和恥由PVE、PET或ABS材料构成，所有其在热 效应下变成单片的，即，卡的子层5^恥熔成一个卡片体5。多层结构的优点是，可以将天线 8和芯片模块7成本低地引入并且数据载体的稳定性增加。图4示出了按照本发明的方法的方法流程图。在表1中对于各个方法步骤给出了 关于最佳参数的详细规定。首先进行卡片体9的制造。为此，优选使用Al. 1PVC、B1. 1PVC、 B9.22PVC。将天线8引入卡片体中。然后，按照筛网印刷方法涂覆油墨层。对于筛网印刷， 将细网母的筛网双面地置于卡片体5上。然后，在步骤11中借助筛网印刷技术或胶版印刷 方法进行油墨的双面涂覆。因为两种方法都是公知的，所有对于印刷方法的细节不再详细 讨论。在步骤9和10之间可以考虑，引入Apollo公司的型号光亮漆，以形成更强地 粘结到卡片体的油墨层。如果油墨层干燥了，则在方法步骤12中借助筛网印刷技术双面地 涂覆型号S4767或型号4679的光亮漆。在步骤13中将芯片模块7引入卡片体中。作为替 换，在应用方法步骤10之前，已经将卡片体集成在卡片体5中。然后，在方法步骤14中借助点焊进行层结构的粗略固定。同样可以考虑交替的固 定。为了简化该方法，可以在可能时不用固定。固定的优点是，不再会发生层的位置变化。 然后，在方法步骤15中叠压油墨层3、光亮底漆层4、光亮漆层2和卡片体5。叠压在此被 理解为利用在表1中示例性使用的参数进行数据载体的加热和压印。在下面的步骤16中 利用ID-I冲切(die-cutting)将(优选以多数制造的)毛坯数据载体分开。具体来说这 意味着，借助冲压方法从整块的工件(例如一个薄的PVC带)中冲压单个的数据载体。然 后利用所谓的异型冲切(Allotypic die-cutting)方法17对单个的叠压的毛坯数据载体 进行后加工。后加工例如理解为精细冲压或精细剪切。然后在步骤18中，准备环氧树脂用 于待涂覆的塑料层。该准备主要理解为加热形成塑料层的环氧树脂。关于型号，在此建议 A或B类型的双酚。塑料层优选具有大于0.5mm的厚度。加热的环氧树脂被涂覆在毛坯数据载体上。然后将数据载体在烤箱中加热，使得 环氧树脂硬化。在硬化之后，塑料层是透明的，即如玻璃一样清楚。如果卡片体5是多层的， 则通过熔化单个的层fe和恥，其变成一个单片的卡片体5。在以下的表1中示例性地给出了该方法的重要步骤的设备和最佳参数。表 权利要求
1.一种带有卡片体(5)的便携式数据载体，具有-被引入到所述卡片体(5)中的带有用于近场通信的天线(8)的芯片模块(7)， -在卡片体(5)的表面上涂覆的油墨层(3)， -在油墨层(3)上涂覆的光亮漆层0)，-在光亮漆层( 上涂覆塑料层(1)，其中，所述塑料层(1)是透明的，并且具有大于 0. 5mm的层厚，以及-在所述数据载体中在所述天线⑶或芯片模块(7)的区域之外的位置上的通孔(6)， 该通孔(6)用于携带所述数据载体。
2.根据权利要求1所述的便携式数据载体，其中，将所述油墨层C3)单面地或双面地敷 设到所述卡片体(5)上。
3.根据权利要求1或2所述的便携式数据载体，其中，在所述卡片体( 的表面和油墨 层(3)之间引入光亮底漆层(4)。
4.根据上述权利要求中任一项所述的便携式数据载体，其中，所述油墨层( 是胶版 印刷层或丝网印刷层。
5.根据上述权利要求中任一项所述的便携式数据载体，其中，所述卡片体(5) -是多层(5a, 5b)的，-所述卡片体(5)的材料是白色或彩色的，并且 -所述材料是PVC、PET和ABS。
6.根据上述权利要求中任一项所述的便携式数据载体，其中，所述塑料层(1)是环氧 树脂。
7.一种用于制造便携式数据载体的方法，其中，所述数据载体具有带有引入的天线 (8)和用于近场通信的芯片模块(7)的卡片体(5)，所述方法具有方法步骤-利用油墨(3)涂覆卡片体(5)的上表面；-利用光亮漆层(2)覆盖所述油墨(3)；-利用油墨层(3)和光亮漆层(2)叠压所述卡片体(5)；-用塑料层(1)覆盖所述光亮漆层O)，其中所述塑料层(1)的厚度大于0.5mm;并且 -将所述便携式数据载体加热，使得所述塑料层(1)硬化，其中，在硬化之后，所述塑料 层是透明的。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述卡片体(5)是多层的PVC材料( ，5b)并且 该PVC材料在热效应下变成单片的。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其中，在利用油墨(3)涂覆上表面之前借助光亮底 漆⑵进行涂覆。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的方法，其中，在数据载体中在天线(8)或芯片 模块(7)的区域之外的位置上引入通孔(6)。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的方法，其中，在叠压之前借助点焊将所述数据 载体固定。
12.一种用于根据权利要求7至11中任一项所述的方法制造多个便携式数据载体的方 法，其中，各个便携式数据载体都由唯一的工件制造并且在叠压之后才借助冲压被分开。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，在分开之后借助精密冲压获得数据载体的最终形状。
全文摘要
本发明涉及一种具有在其中引入了芯片模块(7)和用于近场通信的天线(7)的卡片体(5)的便携式数据载体，以及一种用于制造该便携式数据载体的方法。例如是水晶卡所述数据载体具有改善的机械稳定性。
文档编号G06K19/02GK102077221SQ200980125437
公开日2011年5月25日 申请日期2009年7月1日 优先权日2008年7月2日
发明者萨恩·吉琳 申请人:德国捷德有限公司