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Dokumentenidentifikation DE19645069C2 02.06.1999
Titel Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Chipkarten, ID-Karten oder dergleichen
Anmelder Meinen, Tomas, 82049 Pullach, DE
Erfinder Meinen, Tomas, 82049 Pullach, DE
Vertreter Meissner, Bolte & Partner, 80538 München
DE-Anmeldedatum 31.10.1996
DE-Aktenzeichen 19645069
Offenlegungstag 07.05.1998
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 02.06.1999
Veröffentlichungstag im Patentblatt 02.06.1999
IPC-Hauptklasse B42D 15/10
IPC-Nebenklasse G06K 19/077   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Chipkarten, ID-Karten oder dergleichen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

ID-Karten, insbesondere solche, welche Zusatzelemente wie Magnetstreifen, Fotografien oder dergleichen umfassen, werden üblicherweise auf mindestens einer Seite bzw. Fläche mit einer oder mehreren Deckschichten versehen, die u. U. auch bedruckt werden sollen. Die Herstellung erfolgt normalerweise durch Auflaminieren, also einen thermischen Prozeß, bei welchem Stapel von übereinanderliegenden Karten (bzw. Karten- Bögen) hergestellt werden. In vielen Fällen, insbesondere dann, wenn Zusatzelemente wie Magnetstreifen, Fotografien oder dergleichen mit einlaminiert werden, kann es Höhenunterschiede bzw. Unregelmäßigkeiten in der Außenkontur derart geben, daß es beim Bedrucken Schwierigkeiten gibt und/oder "fühlbare" Höhenunterschiede vorliegen.

Gleiche Probleme entstehen dann, wenn Karten mit in einer Ausnehmung befindlichem Chip mit einer Deckschicht versehen werden sollen.

Es wurde bereits vorgeschlagen, daß die Höhenstruktur oder Kontur der Oberfläche bzw. der Deckschicht nicht durch den Kartenkörper, sondern durch eine Formfläche vorgegeben wird, welche sowohl plan (mit hoher Genauigkeit) ausgebildet als auch mit einem vorbestimmten Relief versehen sein kann.

Vorzugsweise wird bei diesem Verfahren der Kleber mittels einer Rakel auf den Kartenkörper aufgebracht bzw. aufgestrichen, so daß eine im wesentlichen plane Oberfläche entsteht. Dies geschieht vorzugsweise mittels eines Schablonendruck- oder Siebdruckverfahren.

Die Deckfolie wird vor dem Fixieren auf der Formfläche auf die Oberfläche des Klebers bzw. der Karte aufgebracht. Die Plastizität des Klebers wird beim oder nach dem Fixieren der Deckfolie auf der Formfläche mindestens zeitweise erhöht, so daß der Kleber fließen und dadurch Höhenunterschiede leichter ausgleichen kann.

Insbesondere dann, wenn man die Kontur der Deckschicht nicht vollständig plan ausbildet, sondern reliefartig gestaltet, verbleiben auch bei erhöhter Plastizität des Klebers beim Laminieren der Deckfolie Lufteinschlüsse im Laminat mit der Folge einer unzureichenden Oberflächenqualität auf der Sichtseite der Karte.

Aus der DE 28 45 400 A1 ist eine ID-Karte mit reliefartiger Oberfläche sowie ein entsprechendes Herstellungsverfahren bekannt. Die dortige Kartenkörperschicht soll mit einer Folie versehen werden, wobei die Folie auf der Unterseite eine Klebeschicht trägt, mit deren Hilfe eine unlösbare Verbindung mit dem Kartengrundaufbau erreicht werden soll.

Alternativ ist dargelegt, daß eine nicht-selbstklebende Folie zunächst mit einen Reliefdruck versehen werden kann, um anschließend die Klebeschicht erst unmittelbar vor dem Zusammenpressen von Folie mit Kartengrundkörper aufzutragen. Als zu verwendender Kleber wird auf einen Zweikomponenten-Kleber verwiesen. Das Auftragen des Klebers auf die Oberfläche einer Bahn soll mittels eines bekannten Extruderverfahrens erfolgen, wobei hierfür ein Breitschlitz-Gießkopf einzusetzen ist. Das in der DE 28 45 400 A1 erwähnte Relief entspricht einem Stahltiefdruckmuster, welches als zusätzliches Sicherheitskriterium genutzt wird.

Die US 4,233,261 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Informationsträgern. Dort wird die Möglichkeit gegeben, sowohl Druckkräfte als auch Saugkräfte auf eine dünne Folie oder Platte aufzubringen. Hierfür weist ein Block Öffnungen auf, wobei der Block selbst beheizbar ausgeführt ist und zur Erwärmung der dünnen Folie oder Platte dient. Mit Hilfe von gesteuerten Ventilen besteht die Möglichkeit, die Folie oder Platte einmal durch Anlegen eines Vakuums zum Block hin zu bewegen, so daß ein gewünschter Wärmeübergang zwischen Block und Platte erfolgen kann.

Andererseits kann nach Schließen des Vakuumventils und Öffnen des Druckventils die Folie oder Platte vom Block entfernt werden. Durch abwechselndes Betätigen der Ventile läßt sich daher die vom Block übertragene Wärmemenge vorgeben.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, beim Laminierverfahren zur Herstellung von Chipkarten oder dergleichen Karten während des Laminierens mittels Kleber die Voraussetzungen zu schaffen, daß eine qualitativ hochwertige Oberfläche der fertigen Karte erreichbar ist.

Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie mit einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 9.

Mit dem beanspruchten Verfahren ist die Möglichkeit gegeben, durch Einsetzen einer Formfläche und langsam aushärtendem Kleber, optimale Oberflächen von ID-Karten oder dergleichen Karten auszubilden, ohne daß aufwendige Nachbearbeitungsmaßnahmen erforderlich werden. Die Anwendung eines Vakuums dient dem Halten der Deckschicht bzw. des Overlays und gleichzeitig dem Austreiben von Lufteinschlüssen oder der Entfernung von Gasen beim Abbinden des eingesetzten Klebers. Schutz für ein Vakuum-Entgasungsverfahren per se wird nicht begehrt.

Im einzelnen wird während des eigentlichen Laminiervorgangs, d. h. im Zuge des Aufbringens einer Deckfolie oder Deckschicht ein Vakuum erzeugt, das dem Austreiben von Lufteinschlüssen bzw. von Gasen dient, die beim Abbinden eines Klebers entstehen. Das den Kartenkörper einschließlich Kleber und Deckfolie umgebende Vakuum bleibt mindestens so lange erhalten, bis ein ausreichendes Aushärten des Klebers gegeben ist.

Vorrichtungsseitig ist eine Aufnahmeplatte für den Kartenkörper vorgesehen, die mit einem absenkbaren Laminierstempel zusammenwirkt. Der zwischen dem absenkbaren Laminierstempel und der Aufnahmeplatte für den Kartenkörper verbleibende Raum ist evakuierbar, wofür zweckmäßigerweise eine umlaufende elastische Dichtung vorgesehen ist.

Die Unterseite des absenkbaren Laminierstempels nimmt die Deckfolie auf, die die spätere Deckschicht des Kartenkörpers bildet. Diese Deckfolie kann elektrostatisch oder mittels Vakuum am absenkbaren Laminierstempel fixiert sein.

Das Vakuum im vorerwähnten Zwischenraum bleibt während des eigentlichen Laminiervorganges und bis zum signifikanten Aushärten des Klebers erhalten, so daß Lufteinschlüsse oder beim Aushärten des Klebers sich bildende Gase aus dem Laminat bzw. der erhaltenen Sandwichstruktur entfernt werden können. Der absenkbare Laminierstempel wirkt als Formfläche für die Deckfolie bzw. Deckschicht. Dadurch, daß die Deckschicht auf ihrer, dem Kartenkörper abgewandten Fläche auf der Formfläche während des Aushärtens des Klebers gehalten wird, entspricht die Außenkontur der Deckfolie und damit die Außenkontur der fertigen Karte der Kontur der Formfläche, so daß in Verbindung mit dem Vakuum-Laminieren eine gewünschte optimale Oberflächenqualität der Karte erreichbar ist.

Es liegt im Sinne der Erfindung, daß die Deckfolie nach Aufbringen der Kleber-Schicht, wobei diese sich in noch nicht ausgehärtetem bzw. plastischem und/oder fließfähigem Zustand befindet, auf die Kleber-Schicht aufgelegt wird, wobei dies bereits unter Vakuum-Einwirkung erfolgen kann, um Lufteinschlüsse zwischen Deckfolie und Kleber zu vermeiden.

Anschließend wird mit Absenken des Laminierstempels die Deckfolie beispielsweise mittels Vakuum oder auf elektrostatischem Wege mit ihrer späteren Sichtseite an die Oberfläche des Stempels gepreßt. Mit dem Aushärten des Klebers ergibt sich dann die gewünschte Sandwich- oder Laminatstruktur aus Deckfolie, Kleber und Kartenkörper, wobei die Deckfolie die vorgegebene Oberflächenstruktur des Laminierstempels annimmt. Diese Struktur kann, wenn gewünscht, plan ausgebildet sein. Es besteht allerdings auch die Möglichkeit, bestimmte Konturen der Deckschicht dadurch auszubilden, daß eine entsprechende Kontur der Formfläche, z. B. zur Bildung eines Identifizierungs- oder Sicherheitsmerkmales die Form eines Reliefs oder ähnlichem aufweist.

Vorzugsweise wird ein kalt aushärtbarer Kleber, insbesondere ein Epoxyharz-Kleber, verwendet. Insbesondere dann, wenn größere Höhenunterschiede ausgeglichen werden sollen, ist es möglich, den Kleber mit einem Füllstoff zu versehen, was wiederum Schrumpferscheinungen während des Aushärtens verringert.

Nachfolgend wird eine Ausführungsform der Erfindung anhand von Abbildungen näher erläutert. Hierbei zeigen:

Fig. 1 eine schematisierte Draufsicht auf einen Ausschnitt eines Bogens zur Herstellung von Chip-, ID-Karten oder dergleichen,

Fig. 2 eine Schnittdarstellung entlang der Linie II-II aus Fig. 1,

Fig. 3 eine Darstellung ähnlich der nach Fig. 2 beim Aufstreichen des Klebers,

Fig. 4 eine Darstellung entsprechend der nach Fig. 2 beim Auflegen einer Deckschicht,

Fig. 5 eine Darstellung entsprechend der nach Fig. 2 während des Aushärtens des Klebers, und

Fig. 6 eine Prinzipdarstellung der Vorrichtung zum Vakuum- Laminierentgasen.

In der nachfolgenden Beschreibung werden für gleiche oder gleichwirkende Teile dieselben Bezugsziffern verwendet.

In Fig. 1 ist ein Bogen 10 aus Kartenmaterial gezeigt, welches eine Kartenkörperschicht 11 und einen mit dieser fest verbundenen Magnetstreifen 12 umfaßt. Die Kartenkörperschicht 11 kann selbstverständlich aus mehreren, miteinander verbundenen Schichten bestehen. Auf dem in Fig. 1 gezeigten Bogen 10 sind Kartenumrißlinien 13 gezeigt, die verdeutlichen sollen, daß aus einem Bogen eine Vielzahl von Karten herstellbar ist.

Ein wie in Fig. 1 und 2 gezeigter Bogen 10 wird nun - wie in Fig. 3 gezeigt - mit einer durchgehenden Schicht aus einem Kleber 14 versehen, der mit einer Rakel 15 aufgestrichen wird. Es sei hier noch angemerkt, daß das Aufstreichen des Klebers vorzugsweise mittels eines Schablonendruckverfahrens geschehen kann, so daß die Oberfläche 16 des Klebers 14 im wesentlichen plan ist.

In einem nächsten Arbeitsschritt wird - wie in Fig. 4 gezeigt - eine Deckfolie 17 so auf die Oberfläche 16 des noch weichen und damit plastisch verformbaren Klebers 14 aufgelegt, daß Lufteinschlüsse weitgehend vermieden werden.

Nun wird die Gesamtanordnung, also die Kartenkörperschicht 11 mit Magnetstreifen 12, Kleber 14 und aufgelegter Deckfolie 17 mittels eines Trägers 18 einer Formfläche 19 zugeführt, welche Einrichtungen (z. B. Saugeinrichtungen, elektrostatisch aufladbare Flächenbereiche oder dergleichen) aufweist, um die Deckfolie 17 zu fixieren. Die Deckfläche 17 bleibt nun so lange fixiert und in der beabsichtigten Gestalt, also mit einer planen Oberfläche oder einem vorbestimmten Relief gehalten, bis der Kleber 14 ausgehärtet ist. Während dieser Zeit, also solange der Kleber noch weich ist und fließen kann, werden Höhenunterschiede und innere Spannungen ausgeglichen, die beispielsweise durch Schrumpfungsprozesse während des Aushärtungsvorganges auftreten können. Dadurch also, daß die Deckschicht 17 von der Formfläche 19 fixiert ist und zwar unabhängig von der Oberflächenstruktur der Kartenkörperschicht 11 mit Magnetstreifen 12 oder dergleichen, gelingt es, in einfacher Weise die gewünschten Kartenoberflächen sicherzustellen. Gleichzeitig befindet sich die Gesamtanordnung, wie in Fig. 6 gezeigt, in einem Vakuum, wodurch verbleibende Lufteinschlüsse und Gase, die beim Aushärten des Klebers entstehen können, entfernbar sind.

Im einzelnen zeigt die Fig. 6 eine Aufnahmeplatte 20 (Träger 18) welche die Kartenkörperschicht 11 mit Magnetstreifen 12 und Kleber 14 aufnimmt. Auf die Kleber-Schicht 14 kann die Deckfläche 17 bereits aufgelegt sein oder mit einem Laminierstempel 21 zur Kleber-Schicht hin bewegt werden.

Der absenkbare Laminierstempel 21, dessen zum Kartenkörper hin gerichtete Oberfläche die Formfläche 19 bildet, befindet sich der Aufnahmeplatte 20 gegenüberliegend.

Der absenkbare Laminierstempel 21 und die Aufnahmeplatte 20 sind, wie in der Darstellung nach Fig. 6 angedeutet, mit einer umlaufenden elastischen Dichtung 22 zum Erhalt des Vakuums versehen.

Durch das Zusammenwirken von Laminierstempel 21, Aufnahmeplatte 20 und elastischer Dichtung 22 kann in Verbindung mit einer Absaugöffnung 23 der Zwischenraum 24 evakuiert werden.

Beim gezeigten Beispiel ist eine weitere Saugöffnung 25 im absenkbaren Laminierstempel 21 vorgesehen, um die Deckfolie bzw. Deckfläche 17 zu fixieren.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung unter Nutzung der Vakuum-Entgasungvorrichtung wird die Deckfolie 17 beispielsweise mittels Vakuum und mittels Saugöffnung 25 an der Oberfläche des absenkbaren Laminierstempels 21 gehalten, wobei im Anschluß daran ein Absenken des Laminierstempels 21 mit Deckfolie 17 in Richtung Kartenkörper 11 erfolgt.

Zusätzlich sind Mittel vorgesehen, um den Kartenkörper 11 und die Kleber-Schicht 14, mindestens jedoch die Kleber-Schicht 14, zu erwärmen, damit diese in einen plastischen Zustand übergeht. Das Absenken des Laminierstempels erfolgt nachdem der Zwischenraum 24 mindestens teilweise evakuiert wurde, so daß Lufteinschlüsse zwischen Deckfolie 17 und Kleber-Schicht 14 sicher vermieden werden können.

In einem nachfolgenden Vorgang können die Karten entlang der Umrißlinien 13 (s. Fig. 1) ausgestanzt werden. Selbstverständlich ist es auch möglich, einzelne Karten auf diese Weise herzustellen. Dies gilt insbesondere für den Fall, in welchem ID-Karten beim Anwender mit kleinen Geräten von Fall zu Fall hergestellt werden (z. B. Zugangsberechtigungsausweise, Mitgliedsausweise für kleinere Vereine usw.).

Es sei an dieser Stelle auch betont, daß es auf die Reihenfolge der Schritte weniger ankommt als auf die Tatsache, daß die fixierte und dadurch in ihrer Kontur bzw. Oberflächenstruktur vorgegebene Deckfläche 17 über eine fließfähige Kleber Schicht 14 mit dem restlichen Kartenkörper verbunden und so lange in dem fixierten Zustand gehalten wird, bis der Kleber seine Fließfähigkeit bzw. Plastizität im wesentlichen verloren hat.

Bezugszeichenliste

10Bogen

11Kartenkörperschicht

12Magnetstreifen

13Kartenumrißlinie

14Kleber

15Rakel

16Oberfläche

17Deckfläche

18Träger

19Formfläche

20Aufnahmeplatte für Kartenkörper

21absenkbarer Laminierstempel

22umlaufende elastische Dichtung

23Absaugöffnung

24Zwischenraum

25Saugöffnung


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zum Herstellen von Chipkarten, ID-Karten oder dergleichen, bei welchem eine Kartenkörperschicht, an oder auf welcher gegebenenfalls Zusatzelemente, insbesondere Magnetstreifen, bedruckte oder beschichtete Flächenelemente, wie Fotografien oder dergleichen eine Relieffläche bildend, vorgesehen sind, auf mindestens einer Seite bzw. Fläche mit einer Deckschicht (Overlay) durch Laminieren versehen wird, wobei die mit der Deckschicht (Overlay) zu versehende Fläche der Karte und/oder die Deckschicht selbst im wesentlichen in ihrer Gesamtheit mit einer Kleberschicht versehen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht auf die Kleberschicht, welche sich in noch nicht ausgehärtetem bzw. plastischem oder fließfähigem Zustand befindet, aufgebracht oder die mit der Kleberschicht versehene Fläche der Deckschicht mit der Kartenfläche in Kontakt gebracht wird;
    1. 1. die Deckschicht (Overlay) auf ihrer, dem Kartenkörper abgewandten Fläche auf einer Formfläche derart und so lange während des Aushärtens des Klebers fixiert gehalten wird, daß die Außenkontur der Deckfolie und damit die Außenkontur der fertigen ID-Karte der Kontur der Formfläche entspricht, wobei das Halten der Deckschicht sowie das mindestens teilweise Aushärten des Klebers im Vakuum mit dem Zweck der Vermeidung von Lufteinschlüssen und der Entfernung von Gasen beim Abbinden des Klebers erfolgt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht (Overlay) vor dem Fixieren auf der Formfläche (19) auf die Oberfläche (16) des Klebers (14) aufgebracht wird.
  3. 3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Plastizität oder Fließfähigkeit des Klebers beim oder nach dem Fixieren der Deckfolie auf der Formfläche mindestens zeitweise erhöht wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Plastizitäts- oder Fließfähigkeitserhöhung mittels mechanischer Schwingungen und/oder elektrischer und/oder magnetischer (Wechsel-)Felder durchgeführt wird.
  5. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontur der Deckschicht durch eine entsprechende Kontur der Formfläche zur Bildung eines Identifizierungs- oder Sicherheitsmerkmals strukturiert wird.
  6. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf beiden Fläche des Kartenkörpers Deckfolien aufgebracht werden.
  7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 3, 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckfolie auf der Formfläche durch ein Vakuum und/oder elektrostatische Kräfte fixiert wird.
  8. 8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckfolie mittels eines kalt aushärtbaren Klebers, insbesondere Epoxyklebers, auf dem Kartenkörper fixiert wird.
  9. 9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen 1-8, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (15) zum Aufbringen eines Klebers (14) auf den Kartenkörper (11) und durch eine Formfläche (19), die derart ausgebildet ist, daß die über den Kleber (14) mit dem Kartenkörper (11) verbundene Deckschicht (17) während des Aushärtens des Klebers (14) unter Vakuum fixierbar ist, bis der Kleber (14) seine Plastizität oder Fließfähigkeit verloren hat, so daß die Außenkontur der fertigen Karte der Kontur der Formfläche (19) entspricht.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,

    daß die Formfläche (19) Teil eines Laminierstempels (21) ist,

    wobei der Kartenkörper (11) von einer Aufnahmeplatte (20) gehalten wird und wobei weiterhin mittels einer umlaufenden Dichtung (22) zwischen Laminierstempel (21) und Außenplatte (20) ein den Kartenkörper (11) umgebender, evakuierbarer Raum (24) gebildet ist.






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