DE19805031A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Chipkarten - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Chipkarten

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Chipkarten, wie beispielsweise "ID-Cards" oder "Smart- Cards", aus mehrlagig laminierten Folien, eine entsprechende Vorrichtung, und einen dafür einsetzbaren Laminator.
Identitätskarten, auch in Deutschland häufig als "ID- Cards" oder "Smart-Cards" bezeichnet, bestehen überwiegend aus mehrlagig laminierten Folien mit unterschiedlichen Eigenschaften und Stärken. Allerdings ist der schichtweise Aufbau teilweise auch durch die Herstellungsverfahren der Karten mit bedingt. Beim Laminieren der Karten werden extrudierte Folien schichtweise übereinander angeordnet und mittels Temperatur und Druck zu einer Einheit verbunden. Die Produktionsmethoden unterscheiden sich je nach Art der eingesetzten Datenträger, sind also davon abhängig, ob Magnetstreifen, Chips, Transponder (Chip mit Spule zur kontaklosen Datenübertragung) oder Kombinationen davon verwendet werden sollen.
Während Magnetstreifen auf die Karten auflaminiert und kontaktbehaftete Chips nachträglich mit der Karte verbunden werden, indem diese in ausgestanzte oder ausgefräste Bereiche der Karten eingesetzt werden, müssen bei kontaktlosen Karten die Chips bereits vor dem Laminieren zwischen die Schichten eingelegt werden.
Ein Herstellungsverfahren der letztgenannten Art ist aus der EP 0 640 940 A2 bekannt. Dazu weist eine Trägerfolie entsprechende Ausnehmungen auf, die die Spule mit dem daran angebondeten Chip aufnehmen. Dieses Herstellungsverfahren ist sehr aufwendig, da die Spulen eine ringförmige Ausnehmung benötigen, die sich nur dadurch realisieren läßt, daß in die Ausnehmungen der Trägerfolie ein Foliensegment eingelegt wird, dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser der Spule entspricht.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren zum Herstellen von Chipkarten, wie beispielsweise "ID-Cards" oder "Smart- Cards", aus mehrlagig laminierten Folien bzw. eine entsprechende Vorrichtung und einen dafür einsetzbaren Laminator so auszugestalten und weiterzubilden, daß auf die Schichten, die das spätere Laminieren unterstützen, größtenteils verzichtet werden kann. Darüber hinaus ist ein einfacher Produktionsprozeß erwünscht.
Hinsichtlich des Herstellungsverfahrens ist die Aufgabe dadurch gelöst, daß zunächst im Koextrusionsverfahren einzelne Folienstreifen kontinuierlich zusammengebracht sowie anschließend in einem Laminator kontinuierlich laminiert werden und daß der abgekühlte mehrlagige Streifen durch Stanzen, Ablängen, Lasern od. dgl. in Chipkarten vereinzelt wird. Bevorzugt erfolgt der Herstellungsprozeß unter gleichzeitigem Einbringen eines Datenträgers zwischen die Folienstreifen.
Hinsichtlich der entsprechenden Vorrichtung besteht die Lösung der Aufgabe durch wenigstens einen Extruder und einen diesem nachgeschalteten Laminator, wobei zwischen dem Extruder und dem Laminator eine Mehrzahl von Walzen so angeordnet sind, daß vor dem Laminieren ein Datenträger zwischen die Folienstreifen einbringbar ist.
Erfindungsgemäß wird dazu insbesondere ein Laminator eingesetzt, der sich dadurch auszeichnet, daß der Laminator paarweise angeordnete gegensinnig laufende endlose Bänder und im Bearbeitungsbereich bezüglich der sich bewegenden Bänder feststehende Platten aufweist, die zum Aufbringen des Drucks dienen und temperierbar sind.
Erfindungsgemäß werden für den Aufbau der Chipkarte nur solche Schichten verwendet, die für die geforderten physikalischen und qualitativen Eigenschaften der fertigen Karte erforderlich sind. Dafür sind die Produktionsschritte für das Herstellen der Karte zu einem kontinuierlich ablaufenden Prozeß zusammengefaßt, indem die Laminierung unmittelbar nach dem Koextrudieren der erforderlichen Schichten bei einem bereits vorhandenen hohen Temperaturniveau erfolgt.
Es lassen sich alle Möglichkeiten bekannter Koextrusionsverfahren mit einem oder mehreren Extrudern einsetzen. Die Walzen können dabei als Umlenkwalzen, Kalibrierwalzen und/oder als Reckanlage ausgebildet sein.
Der Extruder schafft einen kontinuierlichen Produktionsprozeß, der zu einer fließenden Weiterverarbeitung zwingt und die Geschwindigkeit der Produktionsanlage im wesentlichen vorgibt. Durch den kontinuierlichen Produktionsprozeß wird eine besonders hohe Wirtschaftlichkeit erreicht.
Je nach Art der Datenträger, ob Magnetstreifen, Chip, Transponder (Chip mit Spule zur kontaktlosen Datenübertragung) oder Kombinationen davon, unterscheiden sich die erfindungsgemäßen Herstellungsmethoden.
Während Magnetstreifen und kontaktbehaftete Chips nachträglich mit der Karte verbunden werden, unterscheiden sich kontaktlose Karten dadurch, daß die Chips bereits vor dem Laminieren zwischen die Schichten eingelegt werden müssen.
Als Transponder kommen alle Bauformen in Betracht, unabhängig, ob es sich um Kupferdrahtspulen mit angebondeten Chips, oder um auf Trägerfolie aufgebrachte Kupferdrahtspulen mit angebondeten Chips oder um auf Trägerfolie aufgeätzte Kupferwicklungen mit angebondeten Chips handelt. Auch das Einbringen von Folienbatterien und/oder Solarzellen bei aktiven Karten, sowie Chips mit Kontakten oder Chips mit Kontakten und Spulen wird durch die Erfindung abgedeckt, dazu muß vor dem Laminator eine zum Ausstanzen der benötigten Hohlräumen geeignete Vorrichtung in den Produktionsprozeß integriert sein.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer lediglich bevorzugte Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in schematischer Darstellung,
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in schematischer Darstellung,
Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in schematischer Darstellung und
Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Laminators in schematischer Darstellung.
In den Fig. 1 bis 3 sind unterschiedliche Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäßen Produktionsanlagen dargestellt. In den Fig. 1 und 2 besteht der Laminator aus symmetrischen Teilen. Um vier Wellen 1 bis 4 sind zwei Stahlbänder 5 und 6 angeordnet, welche vorzugsweise an ihren Enden stumpf zu einem endlosen Band verschweißt sind. Zwei nur in ihrem Abstand zueinander verstellbare Platten 7 und 8 bilden den Bearbeitungsbereich. Über diese Platten 7 und 8 wird der zum Laminieren erforderliche Druck auf die Stahlbänder 5 und 6 übertragen.
Zur Reduzierung der Reibung zwischen den Stahlbändern 5 und 6 und den Platten 7 und 8 sind die Platten 7 und 8 mit einer Perforation oder mit Poren versehen. Durch die die Perforation bildenden Löcher, Schlitze od. dgl. wird zur Bildung eines Luftkissens Druckluft zwischen die Platten 7, 8 und die darauf gleitenden Stahlbänder 5 und 6 geleitet. Durch eingelegte Heiz- und/oder Kühlelemente kann die durch die Platten 7, 8 aufgebrachte Druckluft temperiert werden. Über die Länge des Laminators, die temperierte Druckluft und die Geschwindigkeit der Stahlbänder 5, 6 lassen sich die wesentlichen Koordinaten beim Laminierprozeß steuern und regeln.
Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, daß die Platten 7, 8 segmentiert ausgeführt sind, um den Bearbeitungsbereich in unterschiedliche Druck- und Temperaturbereiche aufteilen zu können.
Für die gesamte Produktionslinie der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Herstellen von Chipkarten aus mehrlagig laminierten Folien wird der vorgenannte Laminator bezüglich der Geschwindigkeit der Stahlbänder 5 und 6 mit einem Extruder 9 oder einer Mehrzahl parallel oder hintereinander angeordneter Extruder synchronisiert in dem zwei Folien 10, 11 erzeugt werden und über Walzen 12, 13, 14, 15 im noch heißen Zustand soweit voneinander beabstandet werden, daß zwischen die noch nicht erstarrten Folien 10, 11 ein Datenträger 16 einsetzbar ist. Als Extruder 9 lassen sich alle bekannten Arten herkömmlichen Extrusionsanlagen einsetzen.
Fig. 2 hat prinzipiell den gleichen Aufbau, hier sind jedoch neben den beiden vom Extruder 9 erzeugten Folien 10, 11 noch zwei von Rollen 17, 18 abgewickelte äußere Folien 19, 20 dargestellt, so daß im Laminator alle vier Folienschichten 10, 11, 19, 20 und die darin eingebetteten Datenträger 16 laminiert werden. Die von den Rollen 17, 18 abgewickelten Folien 19, 20 können bedruckte Folien oder auch Hologrammfolien sein, die zum Oberflächenschutz dienen oder als Sicherheitsmerkmal "eingebaut" werden.
Durch eine nicht darstellte Zuführvorrichtung werden die Datenträger 16 in einem vorbestimmten Takt soweit zwischen die Rollen 1 und 2 geschoben, bis sie von dem in den Laminator hineingezogenen Folienverbund erfaßt und mitgenommen werden.
Eine alternative Beschickungsart der Datenträger 16 ist in Fig. 3 dargestellt. Dort wird die untere Folie 12 waagerecht zugeführt und die Positionierung der Datenträger 16 erfolgt im vorgegebenen Abstand. Um den ausreichenden Abstand der Folien 10 und 11 in dem Bereich der eingelegten Datenträger 16 zu erreichen, ist eine weitere Walze 14' vorgesehen. Der Verbund von Folien und Datenträger wird anschließend, wie bei den bereits beschriebenen Ausführungsbeispielen bei unterschiedlichen Druck- und Temperaturkurven durch den Laminator geführt.
Fig. 4 zeigt schließlich ein weiteres Ausführungsbeispiel mit der Verwendung mehrerer hintereinander geschalteter Laminatoren, wobei die dort hergestellten Chipkarten vierschichtig aufgebaut sind. Die von nicht näher bezeichneten Speicherrollen zugeführten Folien 23, 24, 25, 26 werden wie in den vorbeschriebenen Beispielen durch entsprechend angeordnete und nicht näher bezeichnete Walzenpaare in einem solchen Abstand voneinander geführt, daß es möglich ist, die Datenträger 16 einzubringen. Im Unterschied zu den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen müssen die Folien bei dieser Anordnung erst auf ein hohes Temperaturniveau gebracht werden, welches in einem ersten Laminator 27 erfolgen kann. Der eigentliche Laminierungsvorgang erfolgt dann in einem nachgeschalteten Laminator 28.
Es ist schnell ersichtlich, daß die beiden die gesamte Laminatoreinheit bildenden Laminatoren 27 und 28 den identischen Aufbau haben können und nur durch unterschiedliche Temperierung ihre verschiedenen Aufgaben erfüllen können. Demgemäß eignet sich der erfindungsgemäße Laminator für ein breites Einsatzspektrum und ist nicht auf die Herstellung kontaktloser Chipkarten beschränkt. Seine Realisierung bringt aufgrund des einfachen konstruktiven Aufbaus und der geringen Anzahl der verwendeten Teile große wirtschaftliche Vorteile mit sich.

Claims (12)

1. Verfahren zum Herstellen von Chipkarten, wie beispielsweise "ID-Cards" oder "Smart-Cards", aus mehrlagig laminierten Folien, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst im Koextrusionsverfahren einzelne Folienstreifen kontinuierlich zusammengebracht sowie anschließend in einem Laminator kontinuierlich laminiert werden und daß der abgekühlte mehrlagige Streifen durch Stanzen, Ablängen, Lasern od. dgl. in Chipkarten vereinzelt wird.
2. Verfahren zum Herstellen von Chipkarten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar vor dem Laminator ein Datenträger zwischen die Folienstreifen eingebracht wird.
3. Vorrichtung zum Herstellen von Chipkarten, wie beispielsweise "ID-Cards" oder "Smart-Cards", aus mehrlagig laminierten Folien, gekennzeichnet durch wenigstens einen Extruder (9) und einen diesem nachgeschalteten Laminator, wobei zwischen dem Extruder (9) und dem Laminator eine Mehrzahl von Walzen (12, 13, 14, 15) so angeordnet sind, daß vor dem Laminieren ein Datenträger (16) zwischen die Folienstreifen (10, 11) einbringbar ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen (12 bis 15) als Umlenkwalzen ausgebildet sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen (12 bis 15) als Kalibrierwalzen ausgebildet sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen (12 bis 15) als Reckanlage ausgebildet sind.
7. Laminator, insbesondere zum Einsatz mit der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Laminator paarweise angeordnete gegensinnig laufende endlose Bänder (5, 6) und im Bearbeitungsbereich Platten (7, 8) aufweist, die zum Aufbringen des Drucks dienen und temperierbar sind.
8. Laminator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bänder (5, 6) als Stahlbänder ausgeführt sind.
9. Laminator nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (7, 8) eine Perforation und/oder Poren aufweisen.
10. Laminator nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (7, 8) mit Druckluft beaufschlagbar sind, so daß sich zwischen Band (5 bzw. 6) und Platte/n (7 bzw. 8) ein temperierbares Luftkissen bildet.
11. Laminator nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (7, 8) segmentiert ausgeführt sind, so daß sich der Bearbeitungsbereich in unterschiedliche Druck- und Temperaturbereiche aufteilen läßt.
12. Laminator nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Bänder (5, 6) und Platten (7, 8) symmetrisch angeordnet sind.
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