[发明专利]具有导电结构的安全证件和/或价值证件及其制备方法

说明书

发明领域

本发明涉及一种在基底上制备能传导电流的层的方法，其具有以下方法步骤：在基底上涂覆由第一制剂形成的涂层，其含有导电的颗粒，用第二制剂将具有涂层的基底处理成自催化的无电流的金属涂层。本发明还涉及这样获得的导电结构和具有这种导电结构的安全证件和/或价值证件。

现有技术和发明背景

安全证件和/或价值证件，例如身份证，旅行护照，ID卡，通行证，签证，票证，驾驶执照，机动车证，个性化的有价票据，信用卡，或个性化芯片卡，逐渐具有电子开关电路，和其他有源和无源的电子元件，例如集成半导体(IC)，以及芯片模块，显示器，电池，线圈，电容器，接触部位等。因此，常常必须的是，在安全证件和/或价值证件之上或之内布置能导电的结构(导电结构)，例如印刷电路，其使电子部件相互电连接或者在开关电路内部起到独立的功能。后者例如在RFID情况下提供天线。

这种导电结构可以用不同方式制备。已知的是，在基底上涂覆具有能导电颗粒的制剂。在此情况下，所述涂覆例如可以通过相应已知印刷技术实现。以此方式制得的导电结构具有与由金属材料制成的结构相比而言较小的导电性。尤其就有害的欧姆损失、较小的感应率、较低的品质和高的响应场强而言，这是干挠性的。尤其是在有机聚合物材料的基底上印刷导电结构的优点在于，由于在印刷色料中使用的基于有机聚合物的粘合剂的原因，在基底和导电结构之间形成较好的粘合。

此外还已知，在非导电基底上的导电结构这样制备，即直接在基底上或者在预先涂覆所谓的种子层后，自催化和无电流地沉积金属。这方面详情例如参考文献WO 2006/065221 A1。在此情况下，所述种子层通常很薄，多数情况下为1 – 3 μm，其上沉积的金属膜比种子层厚很多倍，多数情况下为5 – 50 μm。该技术中，一方面种子层和基底之间以及另一方面沉积的金属层和种子层之间的粘合是有问题的。虽然这点在刚性基底，例如硅基底情况下不是重要问题，但在柔性基底，例如有机聚合物材料形成的薄膜情况下，如将其用于安全证件和/或价值证件领域，则带来很大问题。

本发明的技术问题

因此，本发明的技术问题是，提供一种在基底安全证件和/或价值证件上制备能传导电流的层的方法，其中，该导电层与基底发生良好的粘合，同时具有改善的导电性。

发明内容和优选的实施方式

为解决该技术问题，本发明教导了在基底上制备能传导电流的层的方法，其具有以下方法步骤：a) 在基底上涂覆由第一制剂形成的涂层，该制剂含有有机粘合剂、水性溶剂或有机溶剂和颗粒，b) 使具有涂层的基底经历干燥方法阶段，其中除去溶剂，c)用第二制剂将该具有干燥的涂层的基底处理成自催化的无电流的金属涂层。

本发明基于以下知识，即在干燥方法阶段过程中，溶剂从涂层排出，此时该涂层在颗粒之间和在粘合剂基质中形成孔体系，其具有彼此连接的敞开的孔。根据第一制剂中溶剂份额的不同，孔的体积份额或大或小。在最大孔隙率的极端情况下，导电颗粒被粘合剂的薄层所包围，颗粒在接触区域彼此之间以及与基底相连接或粘合。该孔隙率此时对应着核中那种颗粒的松散堆积。本发明关键在于，在步骤c)中，沉积不仅发生在涂层外表面，而且发生在内表面上，即在孔腔中。所述孔似乎被沉积的金属填充，并形成金属网络。结果获得一种导电结构，其具有所使用金属的导电性，不过由于粘合剂基质的原因，表现出对基底很好的粘合。

用水银法或二甲苯法测量的步骤b)之后和步骤c)之前的涂层的敞开孔隙率通常为0.005至0.45，多数情况下为0.02至0.10。

虽然原则上任意金属适合作为基底，但在安全证件和/或价值证件领域优选有机聚合物，其优选选自PC(聚碳酸酯，尤其是双酚A聚碳酸酯)，PET (聚对苯二甲酸乙二醇酯)，PET-G，PET-F，PMMA (聚甲基丙烯酸甲酯)，ABS (丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)，PE (聚乙烯)，PP (聚丙烯)，PI (聚酰亚胺或聚-反式-异戊二烯)，PVC (聚氯乙烯)和这些聚合物的共聚物。尤其优选PC，由于其在该技术领域具有已知有利的其他性质。

所述基底则可以是例如安全证件和/或价值证件（尤其是身份证，旅行护照，ID卡，通行证，签证，票证，驾驶执照，机动车证，个性化有价证券，信用卡或个性化芯片卡）的薄膜或薄膜复合物。

原则上用导电层可以实现任何电功能。比如可以设计并形成印刷线路以“线连接方式”传播电信号和/或电能。导电层还可以是线圈结构，准确地说是天线结构，尤其是RFID开关电路一部分的天线结构。