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Die Erfindung betrifft eine Laminiervorrichtung und ein Verfahren zum Laminieren mehrlagiger Dokumente.
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Dokumente oder Karten mit Sicherheitsmerkmalen bestehen meist aus mehreren Lagen. Typischerweise ist eine Kernfolie vorgesehen, die insbesondere bei kontaktlosen Karten aus mindesten zwei, drei, häufiger vier oder auch mehreren Lagen besteht. Auf beiden Seiten der Kernfolie ist je eine Deckfolie angeordnet, die in einem Druckverfahren, häufig mittels Offset-Druck, bedruckt wird. Auf den Deckfolien ist je eine transparente Overlayfolie angeordnet, die Sicherheitsmerkmale, beispielsweise ein Hologramm, einen Magnetstreifen oder einen Unterschriftsstreifen trägt. Die Overlayfolie ist ein typischer Bestandteil von Karten mit Sicherheitsmerkmalen, da durch die Overlayfolie eine Manipulation von optischen Personalisierungsmerkmalen (Nummer, persönliche Daten, Passbild) deutlich erschwert wird. Die Lagen liegen überwiegend im Bogenformat vor, werden einzeln hergestellt, zusammengetragen und in einem Laminierprozess durch Temperatur und Druck über der Zeit miteinander durch Verschmelzung verbunden.
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Die
DE 101 56 853 A1 offenbart, dass Laminieranlagen meist entweder mit Einzellagenpressen, mit Etagenpressen oder Doppelbandpressen arbeiten. Zur Herstellung eines Kartenkörpers für eine Chipkarte wird bei der Einzellagen-Kaschierung ein aus mehreren, in entsprechender Abfolge übereinanderliegenden Folien vormontierter Mehrnutzen-Bogen in eine Presse eingelegt und zwischen Laminierplatten der Laminierpresse gepresst. Im verpressten Zustand werden die Folien bis zur Erweichungstemperatur der Verbindungsschichten erhitzt und anschließend – immer noch in verpresstem Zustand – bis zur Erstarrung der Verbindungsschicht abgekühlt. Anschließend kann der fertig laminierte Mehrnutzen-Bogen entnommen und weiterverarbeitet werden, beispielsweise Chipmodule eingebaut und Einzelkarten ausgestanzt werden. Entscheidend für das Ergebnis des Laminierprozesses sind dabei einerseits die thermoplastischen Eigenschaften der zu laminierenden Materialien und andererseits die Laminierparameter wie Temperatur, Zeit und Druck in den Aufheiz- und Abkühlphasen. Die Laminiertemperatur ist dabei abhängig von der Erweichungstemperatur des Laminiermaterials. Die Laminierzeit hängt von dem Temperaturübergangs-Quotienten und den Dicken aller Materialien ab, die zwischen den beheizten Platten der Laminiermaschine eingespannt werden. Der Pressdruck bei der Erhitzung muss so groß eingestellt werden, dass die Luft zwischen den Laminierschichten ausgepresst wird und die Laminierschichten durch die Haftkraft der Laminierplatten daran gehindert werden, infolge der Erwärmung zu schrumpfen. Der Druck während der Abkühlung dient dazu, den Laminierverbund herzustellen und die Oberfläche des Laminierguts ohne Schlieren und Blasen genau der Oberfläche der Laminierplatten, bei denen es sich in der Regel um Hochglanzoberflächen handelt, anzupassen. Um eine gute Qualität des Kartenkörpers zu erreichen, müssen all diese Parameter genau kontrolliert werden. Bei einer Einzellagen-Kaschierung ist eine relativ gute Präzision bei der Erstellung der Parameter erreichbar. Nachteilig sind jedoch die begrenzten Leistungsdaten solcher Anlagen, da ja gleichzeitig immer nur ein Mehrnutzen-Bogen laminiert werden kann.
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Daher werden zur Herstellung von Kartenkörpern heutzutage häufig Laminierlagen mit Etagenpressen verwendet. In einer solchen Etagenpresse werden mehrere aus Folien vormontierte Bögen übereinander gestapelt, wobei jeweils zwischen den Bögen und unter und über dem Stapel dünne, hochglanzpolierte Laminierbleche eingesetzt werden. Die so aufgeschichteten Stapel werden in die Heizetagen, d. h. zwischen die Heizplatten der Etagenpresse geführt. Die Heizplatten schließen dann und es wird ein druck- und temperaturgeregeltes Laminierprogramm durchgeführt. Da in einer solchen Etagenpresse mehrere Bögen übereinander gleichzeitig gepresst werden, ist die Herstellung der Chipkarten mit derartigen Anlagen erheblich effektiver und kostengünstiger als in einer Einzellagenpresse. Andererseits ist naturgemäß durch den viel komplexeren Schichtaufbau zwischen den Heizplatten der Etagenpresse die erreichte Präzision bei der Prozessführung geringer. Etagenpressen sind daher für komplexe Chipkartentypen oft nicht geeignet.
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Nach dem Laminieren liegt ein Bogen vor, typischerweise im Format 3 × 8 Karten oder 4 × 6 Karten. Die Einzelkarte wird durch Ausschneiden aus dem Bogen hergestellt.
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Diese Einzelkarte trägt nach dem Ausschneiden noch keine individuellen Merkmale. Das Aufbringen individueller Merkmale (Personalisieren) erfolgt im Einzelkartenformat.
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Typische Verfahren zur Personalisierung sind das Hochprägen (Embossing), das Erzeugen einer Nummer, persönlicher Daten oder eines Passbildes mit Hilfe eines Laserstrahles und das Beschreiben eines Chips. Diese Personalisierungsschritte können alle bei aufgebrachter Overlayfolie durchgeführt werden, da sie entweder die Overlayfolie mit verformen (Embossing) oder die Overlayfolie durchdringen (Laserstrahl, Magnetfeld).
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Karten, die vollflächig individuell personalisiert sind, sind als Kundenkarten, Mitgliedsausweise, Kreditkarten mit Foto oder Werbeträger bekannt. Diese Karten werden beispielsweise als Rohkarten aus einem thermoplastischen Kunststoff, beispielsweise ABS gespritzt oder als Karten aus weißem PVC durch Laminieren hergestellt und anschließend im Einzelkartendruck individuell personalisiert. Diese Karten weisen jedoch keine Overlayfolien und Sicherheitsmerkmale auf. Eine Ausnahme bildet der Retransferdruck, bei dem eine dünne Trägerschicht spiegelbildlich personalisiert wird und diese Trägerschicht unter Hitzeeinwirkung aufgeklebt wird. Ein ähnliches Verfahren ist der Transferdruck, bei dem der Kartenkörper bedruckt wird und in einem nächsten Arbeitsschritt ein so genanntes „Patch” (dünne Overlayfolie) unter Hitzeeinwirkung aufgeklebt wird.
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Beide Verfahren haben wesentliche Mängel. Die Verbrauchsmaterialien (Farbbänder, Patches) sind extrem teuer. Weiterhin ist ein randabfallender Druck der Karte nicht exakt möglich. Das Aufbringen einer Schutzfolie ist ebenfalls nicht exakt randabfallend möglich oder birgt die Gefahr der Delamination im Randbereich. Beide Prozesse sind mit Prozesszeiten von ca. 25 s bis 30 s relativ langsam.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine verbesserte Laminiervorrichtung und ein verbessertes Verfahren zum Laminieren mehrlagiger Dokumente anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Laminiervorrichtung nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 9.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine erfindungsgemäße Laminiervorrichtung zum Laminieren eines mehrlagigen Dokuments umfasst zwei Laminierplatten, zwischen denen das Dokument anordbar ist. Unter Dokumenten werden insbesondere Karten mit Sicherheitsmerkmalen, wie beispielsweise Kreditkarten, Debitkarten, ID-Karten, Ausweise etc. verstanden. Die Laminierplatten sind aus mindestens einem elektrisch leitfähigen keramischen Material gebildet und weisen elektrische Anschlüsse auf, so dass die Laminierplatte und das Dokument durch Anlegen einer elektrischen Spannung an die elektrischen Anschlüsse erwärmt werden kann.
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Vorzugsweise enthalten die Laminierplatten elektrisch leitende Komponenten, insbesondere Aluminiumnitrid, das ein III-V-Verbindungshalbleiter ist und elektrisch nichtleitende Komponenten, insbesondere Siliziumnitrid. Eine der keramischen Komponenten kann mit der anderen dotiert sein, um eine bestimmte elektrische Leitfähigkeit einzustellen. Zur Herstellung der Laminierplatte werden die keramischen Komponenten bevorzugt gesintert. Das so gebildete Material lässt sich spanend, beispielsweise durch Schleifen und Fräsen bearbeiten.
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Vollkeramische Laminierplatten aus Siliziumnitrid und Aluminiumnitrid haben aufgrund ihrer relativ geringen Dichte eine sehr geringe Wärmekapazität verglichen mit metallischen Laminierplatten. Durch die Leitfähigkeit der Keramik kann auf den Einbau einer Heizpatrone verzichtet werden, so dass der für die Heizpatrone erforderliche Platz entfällt und die Laminierplatte entsprechend dünn (Wandstärke minimal 1.5 mm) ausgeführt sein kann. Bedingt durch die geringe Wandstärke ist das aufzuheizende Volumen der Laminierplatte sehr klein, so dass sehr steile Temperaturanstiege möglich sind. Die Laminierplatte kann bei sehr geringer Leistungsaufnahme schnell und hoch erwärmt werden. Die Laminierplatte weist typischerweise eine Wärmeleitfähigkeit von 40 W/m·K und eine spezifische Wärmekapazität von 750 J/kg·K auf. Die spezifische Wärmekapazität liegt damit zwar in der Größenordnung von Aluminium und ist beispielsweise höher als die von Stahl, die Wärmekapazität der Laminierplatte ist jedoch aufgrund der geringen Dichte der Keramik sehr viel geringer als bei Metallen. Zudem erlaubt die geringe Wandstärke der Laminierplatte eine geringfügige Durchbiegung der Laminierplatte, so dass diese auch an einem solchen Dokument vollflächig anliegt, dass lokale Verdickungen, beispielsweise durch eingebettete Chips oder Chipmodule aufweist. In der dünnen Laminierplatte können Oberflächenleistungen von bis zu 150 W/cm2 erzeugt werden. Eine maximale Temperaturdifferenz zwischen beliebeigen Punkten auf der Oberfläche beträgt dabei nur 5%. Diese Eigenschaften sind bisher nur in dicken Heizplatten mit Heizpatronen realisierbar, wobei die oben beschriebenen Nachteile auftreten.
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Bevorzugt ist eine dem Dokument beim Laminieren zugewandte Vorderseite der Laminierplatte eben ausgebildet. Eine vom Dokument beim Laminieren abgewandte Rückseite der Laminierplatte weist einen erhöhten umlaufenden Rand und mindestens einen Steg auf. Die Laminierplatten sind mit ihren Rückseiten in je einer Labyrinthplatte angeordnet, die auf ihrer der Laminierplatte zugewandten Seite einen umlaufenden Rand und mindestens einen Steg aufweist. Der umlaufende Rand der Laminierplatte ist innerhalb des umlaufenden Randes der Labyrinthplatte so geführt, dass Mikrohübe der Laminierplatte in der Labyrinthplatte in ähnlicher Weise wie bei Kolben und Zylinder eines Verbrennungsmotors und geringfügiges Verkanten der Laminierplatte in der Labyrinthplatte möglich sind. Die Stege der Labyrinthplatte weisen eine Nut zur Aufnahme der Stege der Laminierplatte auf, so dass in einem zusammengesetzten Zustand die Laminierplatte und die Labyrinthplatte zwischen ihren Stegen und umlaufenden Rändern einen mäanderförmigen Kanal zwischen einem Kühlmitteleintritt und einem Kühlmittelaustritt bilden, der von einem insbesondere flüssigen Kühlmittel mit einem großen Volumenstrom durchströmbar ist. Die Anordnung erlaubt ein leichtes Verkanten der Laminierplatte, so dass ein planparalleles Anliegen der Laminierplatte an der Oberfläche des Dokuments auch bei ungleichmäßig dicken Dokumenten möglich ist. Die weitgehend inkompressible Kühlflüssigkeit sorgt dabei für einen gleichmäßigen Flächendruck trotz der relativ dünnen Laminierplatte. Die Anordnung erlaubt das Heizen und Abkühlen in ein und derselben Vorrichtung. Anders als bei bekannten Verfahren mit getrennten Einheiten zum Heizen und Abkühlen, bei denen nach dem Laminieren ein Öffnen der Laminierplatten erforderlich ist, wobei es zu Deformationen des Dokuments kommen kann, werden diese Deformationen hier vermieden. Zudem lassen sich Prozessparameter besser reproduzierbar gestalten und kontrollieren. Bekannte Laminiervorrichtung, die nach dem Heizen gekühlt werden, umfassen große Mengen meist metallischen Materials, das mit erwärmt und abgekühlt werden muss, wodurch sich lange Zykluszeiten von beispielsweise 45 Minuten oder hohe erforderliche Heiz- und Kühlleistungen für kürzerer Zykluszeiten ergeben, die für den gleichmäßigen und vollständigen Wärmeübergang erforderlich sind. Mit den keramischen Laminierplatten sind sehr viel kürzere Zykluszeiten möglich. Beispielsweise sind Laminierzeiten, also Zeiten zum Heizen und Abkühlen, von nur 15 Sekunden realisierbar.
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Aufgrund der geringen Wärmekapazität der Laminierplatten ist auch das Abkühlen in sehr kurzer Zeit durchführbar. Überdies verringert die geringe Wärmekapazität der Laminierplatte auch den Energiebedarf sowohl beim Heizen als auch beim Abkühlen.
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Vorzugsweise ist eine Dichtung 20 zwischen dem umlaufenden Rand der Laminierplatte und dem umlaufenden Rand der Labyrinthplatte vorgesehen, um das Austreten von Kühlmittel zu verhindern. Ein Abdichten der Stege in den Nuten ist nicht erforderlich, da angesichts des relativ großen Querschnitts des mäanderförmigen Kanals ein geringfügiges Überströmen zwischen den Stegen bedeutungslos ist.
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Die Labyrinthplatten sind vorzugsweise in zwei Backen eines Amboss gehalten, die relativ zueinander beweglich sind, so dass das Dokument zwischen den Laminierplatten zusammenpressbar ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Laminierplatte zwischen Vorderseite 2.1 und Rückseite 2.2 eine Stärke von minimal 1.5 mm bis 2,0 mm auf, um eine besonders geringe Wärmekapazität zu erzielen und eine leichte Durchbiegung zu gestatten.
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Es kann mindestens ein Sensor zum Erfassen einer Temperatur der Laminierplatte vorgesehen sein, die einem Regler zuführbar ist, wobei die Laminierplatte und das Dokument mittels Beaufschlagung des mäanderförmigen Kanals mit der Kühlflüssigkeit kühlbar und die Temperatur während des Kühlens mittels des Reglers durch Anlegen einer elektrischen Spannung an die elektrischen Anschlüsse regelbar ist. Mit der Kühlflüssigkeit ist die Temperatur nur sehr grob beeinflussbar. Durch Zuheizen kann die Temperatur hingegen sehr genau eingestellt werden, beispielsweise um bei Unstetigkeiten eines der zu laminierenden Materialien zu verharren.
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Es kann ein Niederhalter zum Angreifen an einem Überstand des Dokuments vorgesehen sein. Nach dem Laminieren und Abkühlen werden die Laminierplatten getrennt. Dabei haftet das Dokument meist mit einer Seite an einer der Laminierplatten. Bei Laminieren einzelner Dokumente mit Überstand, insbesondere bei Dokumenten im Format ID1+ oder ISO+ mit einem Überstand, der die Laminierplatten überragt, kann der Niederhalter zum Ablösen verwendet werden. Der so genannte Nutzen, das heißt der beim fertigen Dokument später durch Abschneiden des Überstands verbleibende Bereich, ist jedoch kleiner als die Oberfläche der Laminierplatten und somit vollständig laminiert.
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Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Laminieren eines mehrlagigen Dokuments mittels der Laminiervorrichtung wird das Dokument zwischen den Laminierplatten angeordnet, wobei anschließend die Laminierplatten zusammengepresst werden. Die Laminierplatten werden durch Anlegen einer elektrischen Spannung an die elektrischen Anschlüsse beheizt, wobei nach einer vorbestimmten Laminierzeit das Heizen der Laminierplatten beendet wird und die Laminierplatten gekühlt werden, wobei anschließend die Laminierplatten auseinander bewegt werden.
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Während des Kühlens der Laminierplatten kann eine Temperatur der Laminierplatten mittels mindestens eines Sensors gemessen und einem Regler zugeführt werden, wobei mittels des Reglers durch Anlegen einer Spannung an die elektrischen Anschlüsse der Laminierplatten gezielt zugeheizt wird, um eine Temperatur der Laminierplatten und des Dokuments zu regeln.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
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Darin zeigen:
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1 eine seitliche Schnittansicht einer Laminiervorrichtung mit zwei Laminierplatten und zwei Labyrinthplatten,
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2 eine Schnittansicht der Laminierplatte aus 1 in der Schnittebene II-II,
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3 eine Schnittansicht der Labyrinthplatte aus 1 in der Schnittebene III-III, und
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4 eine Anlage zum Bearbeiten von Dokumenten mit Laminiervorrichtungen.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt eine seitliche Schnittansicht einer Laminiervorrichtung 1 mit zwei Laminierplatten 2. Die Laminierplatten 2 sind aus einer dotierten Keramik gesintert. Die Keramik enthält leitende und nichtleitende Komponenten, insbesondere Aluminiumnitrid, das ein III-V-Verbindungshalbleiter ist und Siliziumnitrid als Nichtleiter. Die Laminierplatten 2 sind mit elektrischen Anschlüssen 3 versehen. Beim Anlegen einer Spannung an die Anschlüsse 3 wird die Laminierplatte 2 von einem Strom durchflossen und erwärmt sich in kurzer Zeit stark. Diese Wärme wird zum Laminieren eines zwischen den Laminierplatten 2 anordbaren mehrschichtigen Dokuments 4 verwendet. Das dargestellte Dokument umfasst ein Vorlaminat 4.1 und zwei Overlayfolien 4.2. Das Vorlaminat 4.1 umfasst meist eine Kernfolie und beiderseits angeordnete Deckfolien. Die Deckfolie kann selbst aus mehreren Lagen bestehen. In das Vorlaminat 4.1 können funktionelle Komponenten, wie beispielweise Chips, Chipmodule oder Antennenspulen eingebettet sein.
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Das mehrschichtige Dokument 4 ist insbesondere eine Karte im Format ID1+ oder ISO+ mit einem Überstand, der die Laminierplatten 2 überragt. Der so genannte Nutzen, das heißt der beim fertigen Dokument später durch Abschneiden des Überstands verbleibende Bereich, ist jedoch kleiner als die Oberfläche der Laminierplatten 2. Dem Dokument 4 zugewandte Vorderseiten 2.1 der Laminierplatten 2 sind eben und weisen entweder eine strukturierte Oberfläche auf, die so gestaltet ist, dass sich beim Laminieren eine matte Oberfläche des Dokuments 4 ergibt oder eine polierte Oberfläche, so dass sich beim Laminieren eine Hochglanzoberfläche des Dokuments 4 ergibt.
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Auf vom Dokument 4 abgewandten Rückseiten 2.2 der Laminierplatten 2 ist ein erhöhter umlaufender Rand 2.3 und eine Anzahl von Stegen 2.4 vorgesehen.
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2 zeigt eine Schnittansicht der Laminierplatte 2 aus 1 in der Schnittebene II-II.
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Die Laminierplatten 2 sind mit ihren Rückseiten 2.2 in jeweils einer Labyrintplatte 5 angeordnet, von denen in 1 nur eine dargestellt ist. Die Labyrinthplatten 5, die insbesondere aus einem metallischen Material gebildet sind, werden in zwei Backen eines Amboss 6 gehalten, die relativ zueinander beweglich sind, so dass das Dokument 4 zwischen den Laminierplatten 2 zusammengedrückt werden kann.
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Die Labyrinthplatten 5 weisen auf ihrer der jeweiligen Laminierplatte 2 zugewandten Seite ebenfalls einen umlaufenden Rand 5.1 und eine Anzahl von Stegen 5.2 auf. Der umlaufende Rand 2.3 der Laminierplatte 2 wird dabei innerhalb des umlaufenden Randes 5.1 der Labyrinthplatte 5 so geführt, dass die Laminierplatte 2 in der Labyrinthplatte 5 in ähnlicher Weise wie ein Kolben in einem Zylinder eines Verbrennungsmotors bewegt werden kann. Zwischen dem umlaufenden Rand 5.1 der Labyrinthplatte 5 und dem umlaufenden Rand 2.3 der Laminierplatte 2 ist eine Dichtung 20 vorgesehen. Die Stege 5.2 der Labyrinthplatte 5 weisen eine Nut 5.3 zur Aufnahme der Stege 2.4 der Laminierplatte auf. Im zusammengesetzten Zustand, wie in 1 gezeigt, bilden die Laminierplatte 2 und die Labyrinthplatte 5 zwischen ihren Stegen 2.4, 5.2 und umlaufenden Rändern 2.3, 5.1 einen mäanderförmigen Kanal zwischen einem Kühlmitteleintritt 5.4 und einem Kühlmittelaustritt 5.5, der von einem Kühlmittel durchströmbar ist, so dass die Laminierplatte 2 und mit ihr das Dokument 4 gekühlt werden. Das Kühlmittel ist vorzugsweise eine Flüssigkeit.
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Ein Abdichten der Stege 2.4 in den Nuten 5.3 ist nicht erforderlich, da angesichts des relativ großen Querschnitts des mäanderförmigen Kanals ein geringfügiges Überströmen zwischen den Stegen 2.4, 5.2 bedeutungslos ist.
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Alternativ können die umlaufenden Ränder 5.1 der Labyrinthplatte 5 in den umlaufenden Rändern 2.3 der Laminierplatte 2 angeordnet sein. Ebenso können die Nuten in den Stegen 2.4 der Laminierplatte 2 vorgesehen sein, um die Stege 5.2 der Labyrinthplatte 5 aufzunehmen.
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3 zeigt eine Schnittansicht der Labyrinthplatte 5 aus 1 in der Schnittebene III-III.
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Die Laminierplatte 2 weist zwischen Vorderseite 2.1 und Rückseite 2.2 bevorzugt eine Stärke von minimal 1.5 mm bis 2,0 mm auf. Die Stege 2.4 der Laminierplatte 2 haben bevorzugt eine Breite von 3 mm bis 5 mm.
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Zum Laminieren des Dokuments 4 wird dieses zwischen die Laminierplatten 2 gelegt, diese zusammengepresst und durch Anlegen einer Spannung an die elektrischen Anschlüsse 3 erhitzt, beim Laminieren von PVC enthaltenden Dokumenten beispielsweise auf etwa 120°C. Die Kühlflüssigkeit zirkuliert in dieser Phase nicht, beispielsweise indem ein Ventil (nicht dargestellt) im Kühlkreislauf geschlossen ist. Beim Laminierprozess ist ein planparalleles Aufsetzen der Laminierplatten 2 auf die Oberflächen des Dokuments 4 erforderlich. Wenn das Dokument 4 eine ungleichmäßige Stärke aufweist, müssen die Laminierplatten 2 daher zueinander nicht parallel ausgerichtet sein. Dies wird durch die Anordnung der Laminierplatte 2 in der Labyrinthplatte 5 erleichtert. Die Anordnung erlaubt ein leichtes Verkanten der Laminierplatte 2, so dass ein planparalleles Anliegen der Laminierplatte 2 an der Oberfläche des Dokuments 4 möglich ist. Die weitgehend inkompressible Kühlflüssigkeit sorgt dabei für einen gleichmäßigen Flächendruck trotz der relativ dünnen Laminierplatte 2. Zudem erlaubt die geringe Wandstärke der Laminierplatte 2 eine geringfügige Durchbiegung der Laminierplatte, so dass diese auch an einem Dokument 4 vollflächig anliegt, dass lokale Verdickungen, beispielsweise durch eingebettete Chips oder Chipmodule aufweist.
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Beim Aufheizen werden die Lagen des Dokuments 4 miteinander verbunden. Anschließend wird das Aufheizen der Laminierplatten 2 beendet und das Ventil des Kühlkreislaufs geöffnet, so dass die Kühlflüssigkeit den mäanderförmigen Hohlraum durchströmt. Infolgedessen wird die Laminierplatte 2 und das Dokument 4 abgekühlt. Wegen der geringen Wärmekapazität der Laminierplatte 2 erfolgt auch das Abkühlen sehr schnell. Zum kontrollierten Abkühlen, insbesondere zum Verharren bei einem Glaspunkt mindestens eines der im Dokument 4 verwendeten Materialien, beispielsweise 80°C bei PVC enthaltenden Dokumenten, kann während der Kühlung durch Anlegen einer Spannung an die elektrischen Anschlüsse 3 der Laminierplatten 2 gezielt zugeheizt werden. Es kann ein Sensor im Bereich der Laminierplatten 2 vorgesehen sein, um die Temperatur messen und regeln zu können.
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Nach dem Abkühlen werden die Laminierplatten 2 auseinander bewegt. Gewöhnlich haftet das Dokument 4 dabei an einer der Laminierplatten 2 an. Der Überstand des Dokuments 4 über den Rand der Laminierplatte 2 kann genutzt werden, um das Ablösen des anhaftenden Dokuments 4 mittels eines Niederhalters (nicht dargestellt), der am Überstand angreift, zu bewerkstelligen.
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4 zeigt eine Anlage 7 zum Bearbeiten von Dokumenten mit Laminiervorrichtungen 1. In einer Karteneingabeeinheit 8 ist eine Anzahl von Vorlaminaten 4.1 bevorratet. Die Karteneingabeeinheit 8 führt einer getaketen ersten Transporteinheit 9 jeweils ein Vorlaminat 4.1 pro Takt zu. Die in der Karteneingabeeinheit 8 gestapelten Vorlaminate 4.1 werden beispielsweise mittels Vakuum vereinzelt und der ersten Transporteinheit 9 zugeführt. Die erste Transporteinheit 9 umfasst beispielsweise einen Nockenzahnriemen zum Transport der Vorlaminate 4.1.
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An einer Position 9.1 wird das Vorlaminat 4.1 mittels DoD (drop an demand) bedruckt, das heißt personalisiert. Beim DoD-Verfahren werden einzelne Tropfen einer Tinte auf die Oberfläche des Vorlaminats 4.1 gespritzt.
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Eine erste Vorratsrolle 10 enthält eine Bahn mit Overlayfolien 4.2 für eine Seite des Dokuments 4. Eine zweite Vorratsrolle 11 enthält eine Bahn mit Overlayfolien 4.2 für die andere Seite des Dokuments 4. Die Overlayfolien 4.2 werden getaktet abgespult, insbesondere im Takt der ersten Transporteinheit 9. Der Vorschub der Overlayfolien 4.2 kann über Rollen 12, 13, Walzen oder Zangen erfolgen. Die Spannung der Bahn kann durch Bremsen der Vorratsrolle 10, 11 erreicht werden. Die Vorschublänge kann mithilfe von optisch erkennbaren Druckmarken ermittelt und gesteuert werden. An einer Position 9.2 wird eine Overlayfolie 4.2 aus der Bahn ausgeschnitten und von der Bahn entnommen, auf das Vorlaminat 4.1 aufgesetzt und thermisch angeheftet. An der Position 9.3 der ersten Transporteinheit 9 wird das Dokument 4 das mit der Overlayfolie 4.2 versehene Vorlaminat 4.1 auf die andere Seite gewendet. An der Position 9.4 wird wieder eine Overlayfolie 4.2 aus der Bahn ausgeschnitten und von der Bahn entnommen, auf die andere Seite des Vorlaminat 4.1 aufgesetzt und thermisch angeheftet, so dass das Vorlaminat 4.1 auf beiden Seiten mit einer Overlayfolie 4.2 versehen ist.
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Die Overlayfolie 4.2 kann auch von der Bahn abgeschnitten werden. In diesem Fall kann die Rolle 12, 13 entfallen.
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Am Ende der ersten Transporteinheit 9 ist eine erste Übergabeeinheit 14 vorgesehen. Sie dient der Übergabe von Dokumenten 4 zwischen der ersten Transporteinheit 9 und einer zweiten Transporteinheit 15. Die erste Übergabeeinheit 14 umfasst eine Eingangsposition, der ein Dokument 4 von der ersten Transporteinheit 9 zuführbar ist, eine Ausgangsposition, aus der ein Dokument 4 durch die zweite Transporteinheit 15 entnehmbar ist und Transportmittel zum Transport des Dokuments aus der Eingangsposition in die Ausgangsposition. Die Transportmittel sind mit einer Taktdauer steuerbar, die einer Taktdauer einer der beiden Transporteinheiten 9, 15 entspricht.
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Auf der ersten Transporteinheit 9 folgen die Dokumente 4 weitgehend lückenlos aufeinander, wobei unter lückenlos zu verstehen ist, dass keine Leerpositionen zwischen den Datenträgern vorgesehen sind. Die zweite Transporteinheit 15 weist eine solche Schrittweite und/oder Takt auf, dass zwischen aufeinanderfolgenden Dokumenten 4 auf der zweiten Transporteinheit 15 jeweils mindestens eine Leerposition entsteht, das heißt ein Platz, an dem ein Dokument 4 eingefügt werden könnte. (in der schematischen Darstellung in 4 nicht dargestellt).
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Die Laminiervorrichtungen 1, 1' sind aufeinanderfolgend mit einem dem Abstand der aufeinanderfolgenden Dokumente 4 entsprechenden Abstand entlang der zweiten Transporteinheit 15 angeordnet. Die Laminiervorrichtungen 1, 1' sind so steuerbar, dass fertig laminierte Dokumente 4 aus den Laminiervorrichtungen 1, 1' jeweils einer der Leerpositionen zuführbar und zu bearbeitende Dokumente 4 von der zweiten Transporteinheit 15 jeweils einer der Laminiervorrichtungen 1, 1' zuführbar sind.
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Die Arbeitsweise der Laminiervorrichtungen 1, 1' entspricht der oben zu den 1 bis 3 beschriebenen.
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Durch die Verwendung der ersten Übergabeeinheit 14 und die abweichende Taktung der zweiten Transporteinheit 15 sowie das Einfügen von Leerstellen ist eine simultane Bearbeitung von Dokumenten durch Anordnung mehrerer Laminiervorrichtungen 1, 1' in der Ebene der Transporteinheit 15 möglich. Zur Anpassung an eine bestimmte, relativ lange Bearbeitungszeit in der Laminiervorrichtung 1, 1' muss lediglich die entsprechende Anzahl an Laminiervorrichtungen 1, 1' nacheinander entlang der zweiten Transporteinheit 15 vorgesehen werden. Die Taktung und die Anzahl der Leerstellen auf der zweiten Transporteinheit 15 sind entsprechend zu wählen.
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Am Ende der zweiten Transporteinheit 15 ist eine zweite Übergabeeinheit 16 vorgesehen, die der Übergabe von Dokumenten 4 zwischen der zweiten Transporteinheit 15 und einer dritten Transporteinheit 17 dient, auf der die Dokumente 4 wieder mit dem Takt der ersten Transporteinheit 9 und ohne Leerstellen transportiert werden.
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Die Übergabeeinheiten
14,
16 und ihre Steuerung sind im Detail in der Patentanmeldung
DE 10 2009 036 573 beschrieben, deren Offenbarungsgehalt hiermit vollumfänglich durch Referenz aufgenommen wird.
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Auf einer Position 17.1 der dritten Transporteinheit 17 wird der Überstand des Dokuments 4 entfernt. Dabei wird das Dokument 4 um eine Hochachse gedreht und dabei entlang des Randes des Nutzens mit einem Fräswerkzeug 18 gefräst, das entsprechend radial zur Hochachse zugestellt wird. Dabei entsteht eine Kontur der Kante des Dokuments 4 mit einem solchen Radius zwischen Oberseite und Unterseite des Dokuments 4, dass einer Delamination vorgebeugt wird. Dabei kann durch geeignete Wahl von Fräsparametern (Geschwindigkeit, Vorschub) sowie durch die Geometrie der Schneiden des Fräswerkzeugs 18 ein Anschmelzen der Kante bewirkt werden, um die Gefahr der Delamination weiter zu verringern.
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Statt des Fräsens kann zum Entfernen des Überstands ein Ausstanzen, Laserstrahlschneiden oder Wasserstrahlschneiden verwendet werden.
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Das fertige Dokument 4 wird dann von unten nach oben einem Magazin 19 zugeführt und mit weiteren Dokumenten 4 gestapelt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Laminiervorrichtung
- 2
- Laminierplatte
- 2.1
- Vorderseite
- 2.2
- Rückseite
- 2.3
- umlaufender Rand
- 2.4
- Steg
- 3
- elektrische Anschlüsse
- 4
- Dokument
- 4.1
- Vorlaminat
- 4.2
- Overlayfolie
- 5
- Labyrinthplatte
- 5.1
- umlaufender Rand
- 5.2
- Steg
- 5.3
- Nut
- 5.4
- Kühlmitteleintritt
- 5.5
- Kühlmittelaustritt
- 6
- Amboss
- 7
- Anlage zum Bearbeiten von Dokumenten
- 8
- Karteneingabeeinheit
- 9
- erste Transporteinheit
- 9.1
- Position
- 9.2
- Position
- 9.3
- Position
- 9.4
- Position
- 10
- erste Vorratsrolle
- 11
- zweite Vorratsrolle
- 12
- Rolle
- 13
- Rolle
- 14
- erste Übergabeeinheit
- 15
- zweite Transporteinheit
- 16
- zweite Übergabeeinheit
- 17
- dritte Transporteinheit
- 17.1
- Position
- 18
- Fräswerkzeug
- 19
- Magazin
- 20
- Dichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10156853 A1 [0003]
- DE 102009036573 [0055]
