CN110475672A - 利用热可转移粘合剂的塑料卡印刷 - Google Patents

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Abstract

使用热印刷头通过将粘合剂从热转移带转移到塑料卡的表面来在塑料卡上进行印刷。然后，将供体材料施加到经转移的粘合剂之上，以将供体材料粘附到卡表面上，且卡表面的不包含经转移的粘合剂的部分不被供体材料所覆盖。本文描述的技术允许向塑料卡的表面添加高价值特征，诸如三维特征、无光饰面、金属或金属化外观特征、光学结构等。此外，本文描述的技术可集成到使用热印刷技术的现有的卡处理***如中央发卡处理***中。

Description

利用热可转移粘合剂的塑料卡印刷
技术领域
本说明书涉及在承载或将承载持卡人特有的个人数据和/或承载其他的卡信息的塑料卡或复合卡的表面上执行印刷操作，所述塑料卡或复合卡例如金融(例如，信用、借记等)卡、驾驶执照、国民身份证、商业身份证、礼品卡、和其他塑料卡或复合卡。
背景技术
已知处理塑料卡要使用各种技术，包括印刷、压印、对磁条和/或集成电路芯片进行编程、应用全息箔贴片等。
发明内容
描述了通过使用热印刷头(thermal printhead)将热粘合剂从热转移带转移到塑料卡的表面上从而在塑料卡上进行印刷的设备、***和方法。然后，将供体材料施加到经转移的粘合剂之上，以将供体材料粘附到卡表面上，且卡表面中不包含经转移的粘合剂的部分不被供体材料所覆盖。本文描述的技术允许向塑料卡的表面添加高价值特征，诸如三维特征、无光饰面、金属或金属化外观特征、光学结构等。此外，本文描述的技术可集成到使用热印刷技术的现有的卡处理***(诸如中央发卡处理***)中。
本文描述的技术可应用于承载持卡人特有的或专门分配给持卡人的个性化数据和/或承载其他的卡信息的塑料卡，所述塑料卡例如为金融(例如，信用、借记等)卡、驾驶执照、国民身份证、商业身份证、礼品卡和其他塑料卡。本文使用的术语“塑料卡”意图包含完全或基本上为塑料的卡、以及具有非塑料组分或复合组分的卡(即，复合卡)、以及具有功能与上述卡类型类似的其他配方的卡。术语“塑料卡”所包含的卡通常承载持卡人特有的或专门分配给持卡人的个性化印刷数据，诸如持卡人的名字、账号、持卡人的面部图像和其他数据。
除非另有说明，否则如本说明书和权利要求书中所使用的术语“印刷”或“印刷的”(例如，如在“在塑料卡上进行印刷”中)是指在卡的表面上执行如下工艺：在该工艺中，通过在转移期间使用压力和/或热的工艺将粘合剂和/或供体材料(本文也称为可转移层)转移到卡的表面。在这方面，本文描述的技术类似于热染料印刷工艺，因此本文描述的技术可称为“印刷”等。本文描述的印刷技术可用于将任何类型的数据(包括但不限于字母数字文本、字符、符号、图形、图形等)应用于塑料卡的表面。本文描述的印刷技术可以是除了通过第二热印刷头使用染料或油墨印刷施加到卡表面的印刷之外的，或者与通过第二热印刷头使用染料或油墨印刷施加到卡表面的印刷不同的。
在一个实施例中，塑料卡印刷方法包括：使用第一热印刷头将粘合剂从承载粘合剂的第一热转移带转移到塑料卡的表面。其后，将塑料卡的承载经转移的粘合剂的表面与供体箔放在一起，供体箔包括面向塑料卡的表面的可转移层，使得可转移层的在与经转移的粘合剂的位置对应的位置的部分粘附至经转移的粘合剂。其后，从塑料卡的表面剥离供体箔，由此可转移层的与经转移的粘合剂接触的部分保留在粘附到经转移的粘合剂的卡上，并且可转移层的不与经转移的粘合剂接触的部分保留在供体箔上。
可以以任何合适的方式将塑料卡的表面与供体箔放在一起。例如，在一个实施例中，可使用加热辊将塑料卡的表面与供体箔放在一起，特别是通过将卡和供体箔引导到形成在加热辊与支撑性压印盘(诸如支撑辊)之间的压印线中。在另一实施例中，塑料卡的表面与供体箔一起放在具有第二热印刷头的转移站中，其中，当将塑料卡的表面和供体箔放在一起时，在与经转移的粘合剂的位置对应的位置处加热第二热印刷头。当从塑料卡的表面剥离供体箔时，仅可转移层的与经转移的粘合剂的接触部分保持粘附到塑料卡，并且可转移层的不与经转移的粘合剂接触的部分保留在供体箔上。
附图说明
图1是本文描述的塑料卡印刷***的一个实施例的示意性图示。
图2是本文描述的塑料卡印刷***的另一实施例的示意性图示。
图3是本文描述的示例热转移粘合剂带的一部分的横截面图。
图4是本文描述的示例热转移供体箔的一部分的横截面图。
图5是可利用本文描述的热转移粘合剂带和热转移供体箔的热转移站的示意性图示。
图6是可利用本文描述的热转移粘合剂带和热转移供体箔的热转移站的另一实施例的示意性图示。
具体实施方式
如以下进一步详细描述的，使用热印刷头将粘合剂从热转移带热转移到塑料卡的表面。然后，将供体材料(本文也称为可转移层)施加到经转移的粘合剂之上，以使供体材料粘附到卡表面，且卡表面的不包含经转移的粘合剂的部分没有被供体材料所覆盖。粘附到卡表面的供体材料可在卡表面上形成高价值特征，诸如三维特征、无光饰面、金属或金属外观特征、光学结构等。
如本文所使用的术语“塑料卡”意图包括完全或基本上为塑料的卡以及具有非塑料组分或复合组分的卡(复合卡)，和具有功能与上述卡类型类似的其他配方的卡。术语“塑料卡”所包含的卡通常承载持卡人特有的或专门分配给持卡人的印刷的个性化数据，诸如持卡人的姓名、账号、持卡人的面部图像和其他数据。
本文描述的技术可应用于承载持卡人特有或专门分配给持卡人的个性化数据和/或承载其他的卡信息的所有类型的塑料卡，例如金融(例如、信用、借记等)卡、驾驶执照、国民身份证、商业身份证、礼品卡、和其他塑料卡。在一个非限制性的示例中，本文描述的技术可用在塑料金融卡上。本文所使用的金融卡(其也可被称为***或借记卡)是指允许持卡人借入资金或具有存储的货币价值的一类卡。金融卡通常至少具有持卡人姓名和通常通过印刷而设置在其上的账号。金融卡还可具有存储与卡有关的数据的集成电路芯片和/或存储与卡有关的数据的磁条。
本文描述的技术可在任何合适的塑料卡印刷***中实施。在一个实施例中，作为整体的塑料卡印刷***以及本文描述的技术的卡吞吐量为每小时至少约1500张卡。
可以使用的一类塑料卡印刷***的一个示例被称为中央发卡处理***，中央发卡处理***通常设计用于塑料卡的大批量处理，通常采用多个处理站或模块来处理多张塑料卡，同时减小了每张卡的整体处理时间。中央发卡处理***的示例包括可从明尼苏达州、沙科皮的委托数据卡公司(Entrust Datacard Corporation)获得的MX系列中央发行***。美国专利4825054、5266781、6783067和6902107公开了中央发行***的其他示例，所有这些专利的全部内容通过引用并入本文。
可以使用的一类塑料卡印刷***的另一示例被称为桌面卡处理***，桌面式卡处理***通常设计用于相对小规模的单独的塑料卡处理。在桌面式处理***中，将要处理的单个塑料卡输入***中、进行处理，然后输出。因为这些***具有旨在允许机器搁置在桌面上的相对小的占地面积，所以这些***通常被称为桌面机或桌面印刷机。桌面机的许多示例是已知的，诸如可从明尼苏达州、沙科皮的委托数据卡公司(Entrust DatacardCorporation of Shakopee,Minnesota)获得的SD或CD系列桌面卡机。美国专利7434728和7398972中公开了桌面卡机的其他示例，这些专利中的每个专利的全部内容通过引用并入本文。
图1示出了塑料卡印刷***10的一个实施例的示例，该塑料卡印刷***10可用于在塑料卡12上印刷并可选择性地处理塑料卡12(见图5和图6)。在该示例中，***10可包括卡输入14、热转移带干粘合剂站16、供体箔站18、和卡输出20。如上所述，***10中的元件14至20可以是中央发卡处理***的一部分或桌面式卡处理***的一部分。元件14至20可以是单独的站或模块，或者元件14至20中的一个或多个的功能可组合成为可被认为是具有其他元件的公共站或模块的功能之物。例如，图2示出了图1的热转移带干粘合剂站16和供体箔站18组合成公共站22。控制器24连接到元件14至20(或图2中的元件14、20、22)中的每个并控制元件14至20(或图2中的元件14、20、22)中的每个。
卡输出14可以是卡输出料斗(hopper)，其被设计为使一个接一个地馈送到***10中以进行处理的多个卡保持等待。美国专利6902107中描述了卡输入料斗的示例，该专利的全部内容通过引用被并入本文。可选地，卡输入14可以是输入槽，单个卡通过该输入槽而一个接一个地馈送到***10中。
热转移带干粘合剂站16可位于***10中卡输入14与卡输出20之间的任何位置，并被构造为使用与利用热印刷头的热转印技术类似的技术，将粘合剂从热转移带施加到卡12的表面(见图5和图6)。使用热印刷头进行油墨(ink)热转印在本领域中是众所周知的。
图5示出了热转移带干粘合剂站16的示例。站16包括：粘合剂带供应件30，粘合剂带供应件30供应其上具有粘合剂层的热转移粘合剂带32；和带卷取件34，带卷取件34在粘合剂层的部分被印刷在卡表面上之后，卷取热转移粘合剂带32的使用部分。粘合剂带32沿带供应件30与带卷取件34之间的带路径转移经过热印刷头36，该热印刷头36可朝着和远离相对的固定压印盘(platen)38移动，以在将粘合剂印刷到卡表面上的过程中将粘合剂带32和卡12夹在热印刷头36与压印盘38之间。可选地，压印盘38能够朝着和远离印刷头36移动，印刷头36可以是固定的。可使用传统的卡传送机构(诸如传送辊)沿着传送路径40在正向方向和反向方向两个方向上经由压印盘站16传送卡12。
与传统的油墨热转印(transfer printing)一样，热印刷头36包括电阻元件阵列，可通过控制到单个电阻元件的电流而选择性地加热电阻元件阵列中的每个电阻元件。在加热电阻元件的位置处，来自粘合剂带32的粘合剂被转移到卡表面上。用于控制电阻元件的操作的数据可输入到控制器24(图1)中，控制器24又控制热印刷头36的电阻元件。因此，可按照进入到控制器24中的数据所指示的图案来将粘合剂印刷到卡表面上。
图3示出了粘合剂带32的示例构造。然而，其他构造也是可行的。在该示例中，粘合剂带32包括背涂层50、其上设置有背涂层50的基膜52、粘合剂层54、和位于基膜52与粘合剂层54之间的释放层56。粘合剂层54和释放层56可以是彼此分开的单独的层，或者如图3中的虚线所暗示，粘合剂层54和释放层56可组合成为单层。
粘合剂层54可以是可使用热印刷头36通过热和/压力转移到卡表面上的任意类型的粘合剂。粘合剂层54的粘合剂，在粘合剂带32上之时和在被转移到卡表面上之后，都可被称为干粘合剂。干粘合剂是在正常操作条件下不容易流动的粘合剂，所以一旦施加到卡表面，粘合剂在其施加的位置保留足够的时间以允许随后将供体材料施加到所施加的粘合剂上。可用于粘合剂层54的粘合剂的示例包括但不限于聚酯、聚氨酯或聚丙烯酸酯粘合剂。在一些实施例中，粘合剂层54的粘合剂可以是紫外(UV)辐射可固化的干粘合剂，其在施加到卡表面之后通过紫外辐射来固化。
背涂层50是位于基膜52上的涂层，该涂层防止了印刷头36在将粘合剂施加到卡的表面期间粘附到基膜52。
基膜52是支撑层54、56的层。基膜52可以是例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
释放膜56驻留在基膜52与粘合剂层54之间，以在带32从卡表面剥离时允许粘合剂层54从基膜52释放。释放层在本领域中是众所周知的。
返回图1，供体箔站18可位于***10中的任何位置(例如，站16的下游以及站16与卡输出20之间)。站18被构造为将其上具有现在经转移的粘合剂的卡表面和面向卡12的表面的具有可转移层的供体箔接合在一起，其后将供体箔从卡12的表面剥离。当剥离供体箔时，可转移层的与经转移的粘合剂接触的部分通过经转移的粘合剂保持粘附到卡，并且可转移层的不与经转移的粘合剂接触的部分保留在供体箔上并利用供体箔进行剥离。
图5示出了站18的示例。站18包括：供体箔供应件60，供体箔供应件60供应其上具有可转移层的供体箔62；和供体箔卷取件64，供体箔卷取件64在可转移层的部分被转移到卡表面之后卷取供体箔的使用部分。供体箔62沿着供体箔供应件60与供体箔卷取件64之间的带路径转移经过转移机构66。转移机构66可以是使供体箔62与卡12的表面接触的任意机构。在一个实施例中，转移机构66限定了压印线(nip)72，供体箔62和卡12在转移机构66与压印线72之间定向，以使供体箔62与卡12的表面接触。
在图5示出的示例中，转移机构66包括加热辊67和相对的固定压印盘68(诸如支撑辊)，加热辊67和相对的固定压印盘68将压印线72限定在它们之间。在一个实施例中，加热辊67可移动地安装，以使得加热辊67可朝着和远离固定压印盘68移动，以在使供体箔62与卡表面放在一起时将供体箔62和卡12夹在其间的压印线72中。可选地，压印盘68可以可移动地安装，使得压印盘68可朝着和远离加热辊67(其可以是固定的)移动。可使用传统的卡传送机构(诸如传送辊)沿着传送路径40在正向方向和反向方向上使卡12经由站18传送。
图6示出了具有与图5中的转移机构66类似的功能的转移机构66的实施例，其中，转移机构66使供体箔62与卡12的表面接触。然而，在该实施例中，转移机构66包括热印刷头74而非加热辊67。与传统的油墨热转移印刷中使用的传统热印刷头类似，热印刷头74包括电阻元件阵列，电阻元件阵列中的每个电阻元件可以通过控制到单独的电阻元件的电流来选择性地加热。在加热电阻元件的位置处，来自供体箔62的可转移层的部分被加热，并且随后在剥离供体箔62时转移到卡表面上。用于控制电阻元件的操作的数据可输入到控制器24(图1)中，控制器24又控制热印刷头74的电阻元件。在一个实施例中，用于将粘合剂印刷到卡表面上的数据与用于控制印刷头74的数据对应，以便按照与卡表面上的粘合剂的印刷图案相匹配的图案通过印刷头74来加热供体箔62和可转移层。
当供体箔62随后在剥离销76处从卡表表面剥离时，可转移层的与粘合剂接触并粘附到粘合剂的部分保留粘附到位于卡表面上的经转移的粘合剂上，而可转移层的不与粘合剂接触并不粘附到粘合剂的部分保留在供体箔62上并利用供体箔62进行剥离。
在一个实施例中，当剥离供体箔62时，由转移机构66施加的热和/或压力可足以将可转移层转移并粘附到位于卡表面上的经转移的粘合剂。因此，在该实施例中，经转移的粘附剂在转移可转移层之前或之后不需要固化。
在另一实施例中，使用的粘合剂使得粘合剂在可转移层转移之后需要固化。例如，如果粘合剂是UV辐射可固化的干粘合剂，则将UV辐射施加到粘合剂上以使粘合剂固化。例如，参照图6，可提供固化站70，固化站70在供体箔62与卡表面放在一起之后，施加UV辐射以使UV可固化的粘合剂固化。在所示出的示例中，固化站70位于转移机构66的下游，例如，位于转移机构66与剥离销76之间，供体箔62发生剥离之处。固化站70还可用于图5示出的实施例中。
图4示出了供体箔62的示例构造。然而，其他构造是可行的。在该示例中，供体箔62包括基层80、供体材料层82、耐磨涂覆层84和位于基层80与耐磨涂覆层84之间的释放层86。耐磨涂覆层84和释放层86可以是彼此分离的层，或者如图4中的虚线所暗示，耐磨涂覆层84和释放层86可组合成单层。如果稍后在卡表面之上施加保护涂覆层，则耐磨涂覆层84的使用也是可选的。
在示出的示例中，供体材料层82和耐磨涂覆层84(如果存在的话)两者转移到卡表面，从而形成本文描述的可转移层。一旦转移，耐磨涂覆层84(如果存在的话)形成最外层，与供体材料层82和粘合剂54叠置，从而保护下面的供体材料层82免受劣化和磨损。然而，可仅通过供体材料层82形成可转移层。
供体材料层82可以是在卡表面上形成可被称为的高价值视觉特征之物的材料。供体材料层82的供体材料可提供光学结构，诸如全息图或衍射图案、三维特征、无光饰面、金属或金属外观等。在一个实施例中，供体材料层82的厚度可为约1微米至3微米。
耐磨涂覆层84(如果存在的话)可以是任何在转移到卡表面之后为下面的供体材料提供耐磨性的材料。耐磨涂覆层84可以是透明的，从而对下面的供体材料的视觉影响最小化，或者在耐磨涂覆层至少部分地对下面的供体材料具有视觉影响的情况下可以是半透明的。
基层80是在使用之前支撑并保护层82、84、86的层，并且当供体箔62卷入用于供体箔供应件60的辊子中时，防止供体材料层82粘附到供体箔62，使得供体箔62松开。在一个非限制性实施例中，基层80可以是例如PET。
释放层86驻留在基层80与耐磨涂覆层84之间，以在供体箔62从卡表面剥离时允许耐磨涂覆层84和供体材料层82从基层80释放。释放层在本领域中时众所周知的。
在操作时并参照图3至图6，使用站16中的热印刷头36将来自粘合剂层54的粘合剂从带32转移到塑料卡12的表面。其后，使用转移机构66将供体箔62与卡12的承载经转移的粘附剂的表面一起放在站18中。其后，从塑料卡12的表面剥离供体箔62。使可转移层(即，供体材料层82和可选择的耐磨涂覆层84)的与经转移的粘合剂接触的部分保持粘附到经转移的粘合剂，并且使可转移层的不与经转移的粘合剂接触的部分保留在卷绕于供体箔卷取件64上的供体箔62上。
卡输出20可以是卡输出料斗，卡输出料斗设计为保持在***10内处理之后一个接一个地输出的多个经处理的卡。美国专利6902107中描述了卡输出料斗的示例，所述专利的全部内容通过引用并入本文。可选地，卡输出20可以是输出槽，单独的卡通过该输出槽一个接一个地输出。在中央发卡处理***的情况下，卡输出20可以是***10中的最后一个元件并且位于***10的下游端。在桌面式卡处理***的情况下，卡输出20可在一些***中位于***10的下游端，或者甚至位于***10的与卡输入14相同的一端。
返回图1和图2，本文描述的***10可包括除了站14、16、18、20、22之外的另外的站。例如，***10可包括：一个或多个磁条站，其可以对卡12上的磁条进行编程；集成电路芯片站，其可以对卡12上的可编程芯片进行编程或者同时对多个卡进行编程；热转移印刷站，其执行热染料或油墨印刷；可按需滴定式印刷机(drop-on-demand printer)，其可执行按需滴墨印刷；卡翻转器(或卡重定向机构)，其可将卡旋转180度，使面向上(或面向一侧)的表面现在面向下(或面向相反侧)；压印站，其在卡上进行字符压印；压痕加工站(indentingstation)，其在卡上进行字符压痕加工；卡验证站，其验证应用于卡上的数据；以及其他在塑料卡处理领域中众所周知的卡处理站。另外的站可位于***10中的任意位置，一些站，诸如磁条站和集成电路芯片站，位于卡输入14与站16之间，并且一些站位于站18与卡输出20之间。
以下另外的方面是可行的。
方面1：一种塑料卡印刷方法可包括：
将塑料卡输入到热转移粘合剂站中，所述热转移粘合剂站具有第一热印刷头和承载热可转移粘合剂的第一热转移带；
使用第一热印刷头将热可转移粘合剂的一部分从第一热转移带转移到塑料卡的表面上；以及
其后将可转移层施加到位于塑料卡的表面上的经转移的粘合剂上。
方面2：如方面1所述的塑料卡印刷方法，其中，塑料卡包括磁条或集成电路芯片中的至少一个。
方面3：如方面1或2所述的塑料卡印刷方法，其中，将可转移层施加到位于塑料卡的表面上的经转移的粘合剂上包括将塑料卡的表面与承载可转移层的供体箔放在一起，使得位于供体箔上的可转移层与经转移的粘合剂接触，其后从塑料卡的表面剥离供体箔，由此位于供体箔上的可转移层的与经转移的粘合剂接触的部分保持粘附到经转移的粘合剂，并且位于供体箔上的可转移层的不与经转移的粘合剂接触的部分保留在供体箔上。
方面4：如方面3所述的塑料卡印刷方法，该塑料卡印刷方法包括使用加热辊将塑料卡的承载经转移的粘合剂的表面与供体箔放在一起。
方面5：如方面3所述的塑料卡印刷方法，该塑料卡印刷方法包括使用第二热印刷头将塑料卡的承载经转移的粘合剂的表面与供体箔放在一起，并且还包括当将塑料卡和供体箔经过第二热印刷头传送时、在与经转移的粘合剂的位置对应的位置处加热第二热印刷头。
方面6：如方面1至5中任一方面所述的塑料卡印刷方法，其中，经转移的粘合剂为干粘合剂。
方面7：如方面1至5中任一方面所述的塑料卡印刷方法，其中，经转移的粘合剂为紫外辐射可固化的干粘合剂，并且还包括使用紫外辐射来使经转移的紫外辐射可固化的干粘合剂固化。
本申请中公开的示例将在所有方面被认为是说明性的，而非限制性的。本发明的范围由所附权利要求而不是前述的描述显示；并且权利要求的含义和等同范围内的所有变化意图被包含在其中。

Claims (8)

1.一种塑料卡印刷方法，包括：
使用第一热印刷头将粘合剂从承载所述粘合剂的第一热转移带转移到所述塑料卡的表面；
其后将所述塑料卡的承载所述经转移的粘合剂的所述表面与供体箔放在一起，所述供体箔包括面向所述塑料卡的所述表面的可转移层；
其后从所述塑料卡的所述表面剥离所述供体箔，由此所述可转移层的与所述经转移的粘合剂接触的部分保持粘附到所述经转移的粘合剂，并且所述可转移层的不与所述经转移的粘合剂接触的部分保留在所述供体箔上。
2.如权利要求1所述的塑料卡印刷方法，其特征在于，包括使用加热辊将所述塑料卡的承载所述经转移的粘合剂的所述表面与所述供体箔放在一起。
3.如权利要求1所述的塑料卡印刷方法，其特征在于，包括使用第二热印刷头将所述塑料卡的承载所述经转移的粘合剂的所述表面与所述供体箔放在一起，并且还包括当将所述塑料卡和所述供体箔经过所述第二热印刷头传送时、在与所述经转移的粘合剂的位置对应的位置处加热所述第二热印刷头。
4.如前面权利要求中任一项所述的塑料卡印刷方法，其特征在于，还包括使用热印刷头将油墨或染料施加到所述塑料卡的所述表面。
5.如前面权利要求中任一项所述的塑料卡印刷方法，其特征在于，所述经转移的粘合剂为干粘合剂。
6.如前面权利要求中任一项所述的塑料卡印刷方法，其特征在于，所述经转移的粘合剂是紫外辐射可固化的干粘合剂，并且还包括使用紫外辐射使所述经转移的紫外辐射可固化的干粘合剂固化。
7.如前面权利要求中任一项所述的塑料卡印刷方法，其特征在于，包括将所述塑料卡输入到热转移粘合剂站，所述热转移粘合剂站具有所述第一热印刷头和所述第一热转移带。
8.如前面权利要求中任一项所述的塑料卡印刷方法，其特征在于，所述塑料卡包括磁条或集成电路芯片中的至少一种。
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