专利名称：：电磁屏蔽材料的制作方法
技术领域：
：本发明一般地涉及电磁无法透过的材料，尤其涉及为能够读取电磁频率的设备，例如射频识别设备(RFID)提供电磁屏蔽的材料。
背景技术：
：结合有RFID的系统典型地包括使用任何合适的读取设备可读取的RFID"标签"。该标签包括一个或多个计算机芯片("智能芯片")及相关天线，该相关天线使得编码到智能芯片上的信息发送到读取设备。由于所使用的智能芯片变得越来越小，RFID技术正在结合到越来越多的设备中，特别是在消费工业方面。另外，因为对于需要维持、分配以及跟踪库存的不同类型的商业来说，RFID技术变得越来越经济，所以RFID系统在日常生活中变得越来越普遍。射频识别技术还逐渐用于人们的跟踪和身份识别。为了在人们旅行通关时更有效地为他们进行办理，正在致力于将RFID标签结合到涉及的护照、身份证、银行卡以及运输通行证中。事实上，即使没有使用特定的银行卡来购买机票，通过在航空公司的自助报到亭刷信用卡，在机场也可完成对于即将开始的航行的登机手续银行卡。伴随RFID系统而来的"效率"通常也伴随着错误、误用、甚或是敏感信息的全部失窃。当仅通过在其后设置有RFID读取设备的表面上方挥动包含智能芯片的卡片或条形码读入器，即可将费用记到银行卡帐户上时，在用户无意中将他们的钱包或钱夹与这样的表面离得太近时，就会增加发生错误读取的可能性。另外，当使用一个银行卡批准费用时，有可能还(有意地或意外地)读取了另一个含智能芯片的银行卡，从而导致对于单次购买出现一个以上的费用。另外，在考虑到读取设备的数量及其可及性时，不道德的人可在卡主不知道的情况下读取含智能芯片的卡片上的敏感信息。例如，众所周知自动出纳机(ATM)上的微型照相机用于捕获输入PIN的人的视频。还可能类似地设置微型阅读器以捕获编码到芯片上的信息。特别要指出的是，大多数人将面对ATM，打开和查看他们的钱包或钱夹，以便防止在他们后面的人窥视到钱包或钱夹，当一个人以为他正在安全地避免他的财产免遭觊觎时，难以察觉地设置在ATM上或其上方并且远程操作的读取设备可使得未屏蔽的编码信息被直接和轻易地读取。所需要的是一种设备，该设备使得用户可控地中断或防止利用RFID技术的芯片编码信息的读取。
发明内容在一个方面，本发明涉及一种电磁屏蔽材料。该材料包括第一纸网和粘附到相邻设置的第一纸网的表面的导电层。聚合物膜可粘附到相邻设置的导电层的表面。该布置限定叠层结构，当该叠层结构插入到RFID智能芯片的接收天线和RFID信号发生器的发射天线之间时防止RFID智能芯片的读取。在另一方面，本发明涉及一种电磁屏蔽材料，形成叠层的该电磁屏蔽材料包括金属化聚合物膜夹在中间的第一纸网和第二纸网。而且，当该叠层插入到RFID智能芯片的接收天线和RFID信号发生器的发射天线之间时防止RFID智能芯片的读取。在另一方面，本发明涉及叠层形式的电磁屏蔽材料。这些叠层为阻止RFID智能芯片的读取的纸、聚合物膜和/或导电材料的组合。在该方面，还有在本发明的所有其它方面，可使用任何合适的装置印刷该纸，任何合适的装置包括激光印刷设备、喷墨打印机、胶印机、数字打印机、柔版印刷、以及用手使用手写用具，但不限于此。在还有的另一方面中，本发明涉及一种能够电磁屏蔽RFID智能芯片的安全设备。该安全设备包括电磁屏蔽材料，该电磁屏蔽材料具有至少一个导电层和至少一个相邻设置的基底。该设备可以是信封、套(holder)、护套(sheath)、套筒(sleeve)、一张纸或制卡片的纸料(cardstock)、壁纸等。该设备也可结合到携带设备中，例如钱夹、钱包、手提包、行李、计算机携带包、小型防护装置(pocketprotector)等。当将电磁屏蔽材料插入到RFID智能芯片的接收天线和RFID信号发生器的发射天线之间时，该电磁屏蔽材料能够防止RFID智能芯片的读取。在又一方面中，本发明涉及一种电磁屏蔽RFID智能芯片的方法。在该方法中，提供包括至少一个导电材料的电磁屏蔽材料，并且设置该电磁屏蔽材料最接近于RFID智能芯片，并且优选在RFID智能芯片和RFID信号发生器的发射天线之间。这样做，电磁屏蔽材料中断、阻止、或取消从信号发生器到RFID智能芯片的接收天线的RFID信号，从而电磁屏蔽RFID智能芯片。本发明的一个优点在于，没有个人信息所有者的授权，编码到经由RFID(例如RFID智能芯片)可读取的设备内的个人信息不能被读取。具体而言，电磁屏蔽材料最接近于RFID智能芯片造成对平面波场传播信号的发送和接收的充分干扰，以使读取器确定包含在智能芯片中的信息的能力无效。通过使该能力无效，携带RFID智能芯片结合到其中的设备(例如护照、身份证、信用卡、通行卡或预付通行证、礼品卡等)的个人能够确信他能够阻挠对编码到该设备上他的信息的未授权读取。没有用户的明确许可，不能读取编码或信息。在智能芯片处于可由个人携带的(例如文件形式的)小型设备中的实施方案中，本发明的电磁屏蔽材料可以是信封(envelope)、文件夹(folder)、套筒或类似纸制产品的形式，在其中可容纳具有RFID智能芯片的设备。另外，或在替代物中，电磁屏蔽材料可以是片的形式并且保持为最接近于智能芯片。在任何实施方案中，可以以任何构造印刷、压印、着色、切割、穿孔和/或折叠的信封、文件夹、套筒等的纸。也可涂覆或不涂覆该纸。考虑到纸重量轻的特性，大多数纸适合用于本发明。在电磁材料用于信封或其它文件套的实施方案中，可将透明或半透明的窗口结合到其它文件套的信封中以使文件无需触摸而被人工地读取或观察。在智能芯片处于相对大或不容易移动的设备中的实施方案中，本发明的电磁屏蔽材料可用于屏蔽包装(packaging)或甚至整个房间。特别是对于计算机硬盘、计算机介质以及其它类型的电子设备，其包装可使用电磁屏蔽材料加衬、涂覆或以另外的方式结合。这样的包装可包括计算机箱、盘盒、箱等，但不限于此。其它包装可包括筒(drum)、装载箱(tote)、集装箱包装(palletwrapping)设备、运货集装箱(cargocontainer)等。电磁屏蔽材料甚至可以是可用于给天花板和地面加衬的壁纸或绝缘材料或其它纸的形式。图1是本发明的电磁屏蔽材料的分解透视图。图2是本发明的电磁屏蔽材料的另一实施方案的分解透视图。图3是图2的电磁屏蔽材料的另一实施方案的侧视剖面图。图4是图2的电磁屏蔽材料的另一实施方案的侧视剖面图。图5是本发明的电磁屏蔽材料的另一实施方案的透视图。图6是三层电磁屏蔽材料的侧视图，其中聚合物膜夹在导电材料的层中间。图7是图6的电磁屏蔽材料的侧视图，其中导电材料结合到聚合物膜的相对表面中以形成三层。图8是本发明的电磁屏蔽材料的RFID读取的示意图。图9是结合有本发明电磁屏蔽材料的设备的示意图。图10是结合有本发明电磁屏蔽材料的设备的另一实施方案的示意图。具体实施例方式参见图1，电磁屏蔽材料的一个实施方案总体上以10示出。电磁屏蔽材料10为四层叠层材料，该四层叠层材料10包括第一纸网12、聚合物膜14、导电层16、以及第二纸网18。第一纸网12、聚合物膜14、导电层16、以及第二纸网18中各相邻设置的表面使用粘合剂20彼此粘附。第一纸网12和第二纸网18都包括纤维网状材料。在一个实施方案中，这样的网状材料以一种或多种天然纤维(例如棉花)、合成纤维、和/或再生纤维配制而成，但不限于此。此外，这样的网状材料包括适于提供至少一定所需的不透明性的填充物。根据需要可向第一纸网12和第二纸网18的其中之一或两者中添加颜料。该纸还可以是合成或人造纸或类似物。可涂覆或不涂覆该纸。聚合物膜14包括任何合适的聚合物材料。可用于聚合物膜14的示例性材料包括聚乳酸(聚交酯)(由玉米右旋糖制成的聚合物，通常所说的聚乳酸(PLA))、聚酯、聚丙烯、上述的组合等，但不限于此。纸网和聚合物膜的一些材料在Lordi的美国专利No.6，673，465和Lordi的美国专利No.6，926，968中描述，两者全文通过引用方式并入在此。导电层16包括任何合适的导电材料。在一个实施方案中，导电层16包括金属箔，其中箔片的厚度适于造成最接近该箔片的无线电信号中断、干扰或阻止。金属箔还赋予给电磁屏蔽材料IO—定程度的不透明性。在本实施方案中，所使用的金属为铝，但是其它金属(例如铜、银、镍以及以元素或合金形式的类似物)也在本发明的范围内。使用箔形式的金属使得电磁屏蔽材料10更好地适应折叠结构。在另一实施方案中，导电层16可包括沉积到一个或多个聚合物膜14和第二纸网18上的金属颗粒。金属颗粒可以是铝(例如元素铝)、铝合金或含铝的化合物、或它们可包括其它金属(例如铜、银、镍等)。在又一实施方案中，导电层16可以是金属的纺织线或无纺线。再一实施方案中，导电层16可包括非金属材料，例如碳、负载碳的基体材料、石墨、上述的组合、等等。还可以使用单壁形式或双壁形式的碳纳米管。在碳纳米管用作导电层16的实施方案中，可使用任何合适的技术例如化学气相沉积等沉积碳纳米管，以精确控制导电层的厚度。再一实施方案中，粘合剂20本身可以是导电的。在这样的实施方案中，粘合剂包括混合在其中的合适的导电材料。这样的成分包括颗粒、粉末、小粒、珠状、上述的组合等形式的金属，但不限于此。金属可以是铝(例如元素铝)、铝合金、或含铝的化合物、或它们可以是其它金属(例如铜、银、镍等)。用于将第一纸网12、聚合物膜14、导电层16以及第二纸网18粘附成叠层形式的粘合剂20可以是100%的固体粘合剂。本发明并不限于此，其它粘合剂也在本发明的范围内。具体而言，粘合剂20可以是溶剂基、水基、热溶性、紫外辐射可固化、电子束可固化、以及上述的组合等。当100%的固体粘合剂用于层叠第一纸网12、聚合物膜14、导电层16以及第二纸网18时，在纸网和聚合物膜之间产生破坏粘结。破坏粘结是纸网和聚合物膜在T剥离粘附测试下固化之后不会使得纸网与聚合物膜分离而纸保持完整的一种粘结。当使用100%的固体粘合剂时，这样的粘合剂是低温(在约100°F的室温下是流动的)、两组分的粘合剂。在替代物中，粘合剂可以是暖和的(在室温下加热会流动的凝胶)、单组分粘合剂。基于所使用的纸网的粘合剂渗透性和保持力(保持粘合剂的能力)选择任一种粘合剂。通常，在关注纸的渗透性和保持力时，使用暖温的粘合剂；当不太关注渗透性和保持力时，使用低温的粘合剂。当使用100%的固体粘合剂时，通常使用标准层叠技术完成层叠。现在参见图2，电磁屏蔽材料的另一实施方案总体上以110示出。电磁屏蔽材料110为叠层材料，该叠层材料110包括第一纸网112、聚合物膜114、导电层116以及第二纸网118。第一纸网112和聚合物膜114相邻设置，并且使用粘合剂120彼此粘附。导电材料116渗透到或以另外的方式结合到聚合物膜114以限定金属化聚合物膜，这样就避免了将导电材料粘附到聚合物膜。使用粘合剂120将第二纸网118粘附到(结合有导电材料116的)聚合物膜114。在电磁屏蔽材料110中，第一纸网112和第二纸网118都包括纤维网状材料(类似于前面的实施方案)，并且聚合物膜114为具有足够的尺寸稳定性、收縮特性、平衡性、粘附纸网材料的能力以及耐热性的聚酯、聚丙烯等。但是，在导电屏蔽材料110中的导电材料116包括合适导电材料的颗粒，例如粉末形式的铝、铜、银、镍、及其合金等。还可使用非金属材料例如碳、负载碳的基体材料、石墨、碳纳米管、上述的组合、上述与金属的组合等。在该实施方案中，如图3所示，导电材料116可均匀地散布在聚合物膜114中，或如图4所示，导电材料116可沿聚合物膜的一个表面集中。现在参见图5，电磁屏蔽材料的另一实施方案总体上以210示出。电磁屏蔽材料210为三层叠层材料，该三层叠层材料210包括纸网212、聚合物膜214以及导电材料216。导电材料216夹在纸网212和聚合物膜214中间。但是，本发明并不限于此，纸网212或导电材料216可夹在其它两个层之间。粘合剂用于将三层电磁屏蔽材料210粘附在一起。导电材料216可以是铝、铜、银、镍、上述的合金、上述的组合等。导电材料216还可以是碳、碳纳米管、负载碳的基体材料、石墨、它们的组合、具有金属的它们的组合等。现在参见图6和图7，电磁屏蔽材料的另一实施方案总体上以310示出。该电磁屏蔽材料310为三层叠层材料，该三层叠层材料310包括夹在第一导电材料316和第二导电材料317之间的聚合物膜314。在电磁屏蔽材料310中，第一导电材料316和第二导电材料317都为铝箔。但是，本发明并不限于此，制造第一导电材料316和第二导电材料317两者的材料可以是任何导电材料，例如粉末形式的铝、铜、银、镍、及其合金等。还可使用非金属材料，例如碳、负载碳的基体材料、石墨、碳纳米管、上述的组合等。在电磁屏蔽材料310中，如图6所示，第一导电材料316和第二导电材料317都可粘附到聚合物膜314的相对表面，或如图7所示，第一导电材料316和第二导电材料317直接结合到聚合物膜中并且基本上沿其端面表面集中。现在参见图8，电磁屏蔽材料10的RFID辐射的屏蔽有效性总体上以40示出。虽然电磁屏蔽材料所示为四层叠层材料，该四层叠层材料包括在纸网中覆盖着的聚合物膜和导电层，但是本发明并不限于此，在此公开的任何的其它电磁屏蔽材料都可以用于所描述的装置。为了提供有效的屏蔽，电磁屏蔽材料10插入到发射天线42和接收天线44之间。信号发生器46在离散频率下将未调制正弦RF信号输出到功率放大器48中。信号发生器46在离散频率(13.56MHz)下以预定振幅被增量，馈入功率放大器48中并且通过发射天线42。将所得到的平面波信号被场传播进入电磁屏蔽材料IO。取决于电磁屏蔽材料10结合到其中的设备的精确构造，传播的信号优选未由连接到RFID接收部分50的接收天线44接收，该RFID接收部分50包括位于芯片中的前置放大器52和分析器54。现在参见图9和图IO，本发明的电磁屏蔽材料10结合到其中的安全设备总体上以60示出。在图9中，安全设备60可以是信封(例如安全邮件信封、投递邮包等)、防护套筒、护套、套、壁纸、RFID机器可扫描的卡(例如银行卡、通行卡、电话卡等)、医疗包装等。当安全设备60是信封、防护套筒、套等时，它可由一片电磁屏蔽材料10通过切割、折叠以及胶合而制成。除电磁屏蔽材料10之外，安全设备包括相邻设置的基底62。基底62可以是纸、纸板、聚合物、或信封、防护套筒、护套、套、壁纸等的其它材料，其包括或屏蔽RFID系统的智能芯片66。当安全设备60是壁纸时，壁纸可以乙烯基物质等作后衬。在另一实施方案中，如图10所示，基底62可以是直接结合有RFID系统的智能芯片66的RFID机器可扫描卡或等等。在任何实施方案中，基底62可结合到另一物品70的结构中。物品70可以是钱夹、钱包、手提包、小型防护装置、衣服物品、手提箱或计算机包。物品70还可以是房间或整个建筑物。还有在任何实施方案中，电磁屏蔽材料10最接近于智能芯片66向智能芯片提供了有效屏蔽。实施例-电磁屏蔽材料构造和有效性构造纸网材料、聚合物膜以及金属(以箔形式或结合到聚合物膜中)的各种布置，并且测试屏蔽有效性。<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>权利要求一种电磁屏蔽材料，所述电磁屏蔽材料包括第一纸网；和导电层，所述导电层粘附到相邻设置的所述第一纸网的表面。2.根据权利要求1所述的电磁屏蔽材料，所述电磁屏蔽材料进一步包括聚合物膜，所述聚合物膜粘附到相邻设置的所述导电层的表面；其中所述第一纸网、所述导电层以及所述聚合物膜形成叠层，当所述叠层插入到RFID智能芯片的接收天线和RFID信号发生器的发射天线之间时能够防止所述RFID智能芯片的读取。3.根据权利要求2所述的电磁屏蔽材料，所述电磁屏蔽材料进一步包括粘合剂，所述粘合剂用于将所述导电层粘附到所述第一纸网，并且将所述聚合物膜粘附到所述导电层。4.根据权利要求3所述的电磁屏蔽材料，其中所述粘合剂选自由下列组成的组100%的固体粘合剂、溶剂基粘合剂、水基粘合剂、热溶性粘合剂、紫外辐射可固化粘合剂、电子束可固化粘合剂以及上述的组合。5.根据权利要求3所述的电磁屏蔽材料，其中所述粘合剂包括导电材料。6.根据权利要求1所述的电磁屏蔽材料，其中所述第一纸网包括纤维网状材料，所述纤维网状材料选自由下列组成的组天然纤维、合成纤维以及再生纤维。7.根据权利要求2所述的电磁屏蔽材料，其中所述聚合物膜包括选自由下列组成的组的材料聚乳酸、聚酯、聚丙烯以及上述的组合。8.根据权利要求1所述的电磁屏蔽材料，其中所述导电层包括选自由下列组成的组的材料金属箔、金属颗粒、碳、碳纳米管以及上述的组合。9.根据权利要求8所述的电磁屏蔽材料，其中所述金属箔和所述金属颗粒中至少其一的金属选自由下列组成的组铝、铜、银、镍、上述的合金以及上述的组合。10.根据权利要求2所述的电磁屏蔽材料，所述电磁屏蔽材料进一步包括第二纸网，所述第二纸网布置在相邻设置的所述聚合物的表面上。11.一种电磁屏蔽材料，所述电磁屏蔽材料包括第一纸网；金属化聚合物膜，所述金属化聚合物膜粘附到相邻设置的所述第一纸网的表面；第二纸网，所述第二纸网粘附到相邻设置的所述金属化聚合物膜的表面；其中所述第一纸网、所述金属化聚合物膜、所述第二纸网形成叠层，当所述叠层插入到RFID智能芯片的接收天线和RFID信号发生器的发射天线之间时能够防止所述RFID智能芯片的读取。12.根据权利要求11所述的电磁屏蔽材料，其中使用粘合剂将所述金属化聚合物膜粘附到所述第一纸网和所述第二纸网。13.根据权利要求11所述的电磁屏蔽材料，其中所述粘合剂是导电的。14.根据权利要求11所述的电磁屏蔽材料，其中所述金属化聚合物膜包括渗透到聚合物膜内的导电材料的颗粒。15.根据权利要求12所述的电磁屏蔽材料，其中所述导电材料的所述颗粒选自由下列组成的组铝、铜、银、镍、上述的合金以及上述的组合。16.—种电磁屏蔽材料，所述电磁屏蔽材料包括纸网；聚合物膜；禾口导电材料，所述导电材料夹在所述纸网和所述聚合物膜中间；其中所述纸网、所述聚合物膜和所述导电材料形成叠层，当所述叠层插入到RFID智能芯片的接收天线和RFID信号发生器的发射天线之间时能够防止所述RFID智能芯片的读取。17.根据权利要求16所述的电磁屏蔽材料，所述电磁屏蔽材料进一步包括用于将所述纸网、所述聚合物膜以及所述导电材料粘附在一起的粘合剂。18.根据权利要求17所述的电磁屏蔽材料，其中所述粘合剂包括导电材料。19.根据权利要求16所述的电磁屏蔽材料，其中所述导电材料选自由下列组成的组铝、铜、银、镍、上述的合金以及上述的组合。20.—种电磁屏蔽材料，所述电磁屏蔽材料包括第一导电材料；第二导电材料；禾口聚合物膜，所述聚合物膜夹在所述第一导电材料和所述第二导电材料中间；其中所述第一导电材料、所述第二导电材料和所述聚合物膜形成叠层，当所述叠层插入到RFID智能芯片的接收天线和RFID信号发生器的发射天线之间时能够防止所述RFID智能芯片的读取。21.根据权利要求20所述的电磁屏蔽材料，其中所述第一导电材料和所述第二导电材料中至少其一选自由下列组成的组铝、铜、银、镍、上述的合金以及上述的组合。22.根据权利要求20所述的电磁屏蔽材料，其中所述第一导电材料和所述第二导电材料中至少其一选自由下列组成的组碳、负载碳的基体材料、石墨、碳纳米管以及上述的组合。23.根据权利要求20所述的电磁屏蔽材料，其中所述第一导电材料和所述第二导电材料中至少其一粘附到所述聚合物膜。24.根据权利要求20所述的电磁屏蔽材料，其中所述第一导电材料和所述第二导电材料中至少其一结合到所述聚合物膜的表面中。25.—种能够电磁屏蔽RFID智能芯片的安全设备，所述安全设备包括具有至少一个导电层的电磁屏蔽材料；禾口至少一个相邻设置的基底；其中当所述电磁屏蔽材料插入到所述RFID智能芯片的接收天线和RFID信号发生器的发射天线之间时，所述电磁屏蔽材料能够防止所述RFID智能芯片的读取。26.根据权利要求25所述的安全设备，所述安全设备进一步包括非导电层，所述非导电层选自由下列组成的组纸、聚合物以及上述的组合。27.根据权利要求25所述的安全设备，其中所述至少一个导电层包括由下列组成的组中的材料铝、铜、银、镍、及其合金、碳、负载碳的基体材料、石墨、碳纳米管以及上述的组合。28.根据权利要求25所述的安全设备，其中所述至少一个相邻设置的基底是所述RFID智能芯片可插入其中的信封、套筒、护套、套、或文件夹的纸。29.根据权利要求25所述的安全设备，其中所述至少一个相邻设置的基底为壁纸。30.根据权利要求25所述的安全设备，其中所述基底结合到钱夹、钱包、手提包、小型防护装置、衣服物品、手提箱或计算机包的结构中。31.—种电磁屏蔽RFID智能芯片的方法，所述方法包括步骤提供包括至少一个导电材料的电磁屏蔽材料；设置所述电磁屏蔽材料最接近于RFID智能芯片；禾口将所述电磁屏蔽材料插入到在所述RFID智能芯片和RFID信号发生器的发射天线之间。32.根据权利要求31所述的方法，其中所述电磁屏蔽材料包括叠层，所述叠层进一步包括至少一个纸网和至少一个聚合物膜。33.根据权利要求31所述的方法，其中提供所述电磁屏蔽材料的所述步骤包括将所述电磁屏蔽材料结合到设备中，所述设备用于包含含有所述RFID智能芯片的文件。34.根据权利要求33所述的方法，其中用于包含文件的所述设备选自包括由下列组成的组信封、防护套筒、文件夹、钱夹、钱包、手提包以及房间。全文摘要一种电磁屏蔽材料包括纸网和粘附到相邻设置的该纸网的表面的导电层。该布置限定叠层结构，当叠层结构插入到RFID智能芯片的接收天线和信号发生器的发射天线之间时防止芯片的读取。能够电磁屏蔽RFID智能芯片的安全设备包括电屏蔽材料，该电屏蔽材料包括至少一个导电层和至少一个相邻设置的基底。一种电磁屏蔽RFID智能芯片的方法包括提供和设置电磁屏蔽材料，该电磁屏蔽材料最接近于RFID智能芯片并且优选在RFID智能芯片和RFID信号发生器的发射天线之间。文档编号A01K1/015GK101730464SQ200880023974公开日2010年6月9日申请日期2008年5月14日优先权日2007年5月16日发明者乔纳森·鲍登,哈罗德·詹姆斯·克莱,布雷德利·W·古斯塔夫森,詹姆斯·E·洛尔迪申请人:彻斯公司