DE9115738U1 - Device for laminating layers, identification cards, etc. - Google Patents

Device for laminating layers, identification cards, etc.

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DE9115738U1 DE9115738U DE9115738U DE9115738U1 DE 9115738 U1 DE9115738 U1 DE 9115738U1 DE 9115738 U DE9115738 U DE 9115738U DE 9115738 U DE9115738 U DE 9115738U DE 9115738 U1 DE9115738 U1 DE 9115738U1
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Description

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Tiroler Str. 15 D-7250 Leonberg Tel.07152/45421Tiroler Str. 15 D-7250 Leonberg Tel.07152/45421

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Firma Interlock AG., Rütistr. 16, CH-8952 Schlieren Company Interlock AG., Rütistr. 16, CH-8 952 Schlieren

Vorrichtung zum Kaschieren von Schichten, Identifikationskarten u. dgl.Device for laminating layers, identification cards, etc.

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Kaschieren von Schichten aus mindestens zum Teil thermoplastischen Folien nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .The invention is based on a device for laminating layers of at least partially thermoplastic films according to the preamble of claim 1.

Bei einem bekannten Verfahren zum Kaschieren von Schichten und einer entsprechenden Preßvorrichtung mit zwei Platten zur Durchführung des Verfahrens (europäische Patentanmeldung 0013557) werden die Schichten zu einem Verbund durch Wärme- und Druckeinwirkung gepreßt, wobei auf jeder Seite des von den Schichten ge-In a known method for laminating layers and a corresponding pressing device with two plates for carrying out the method (European patent application 0013557), the layers are pressed into a composite by the action of heat and pressure, whereby on each side of the surface formed by the layers

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bildeten in die Preßvorrichtung eingelegten Rohlings zunächst von zwei beheizten Platten , also beidseitig eine Wärme- und Druckeinwirkung ausgeübt wird und anschließend die Heizwirkung abgeschaltet wird, so daß nach Abkühlung eine solchermaßen hergestellte Identifikationskarte aus der Preßvorrichtung entnommen werden kann.The blank placed in the press is first heated by two plates, i.e. heat and pressure are applied on both sides and the heating effect is then switched off so that after cooling down, an identification card produced in this way can be removed from the press.

Neben der Anordnung von Widerstandsdrähten in beidseitigen Preßplatten größerer Abmessung, die unmittelbar mit den zu kaschierenden Schichten in Wirkverbindung treten und die über zwischengefügte Isolierschichten gegen eigentliche Stützplatten der Preßvorrichtung, an denen sie befestigt sind, abgeschirmt sind, ist es aus dieser Veröffentlichung auch bekannt, die Preßplatten als gekühlte Stützplatten auszubilden und diesen als Heizelement eine flächenhafte Heizwiderstandsschicht vorzuschalten, wobei die Heizwiderstandsschicht den zu kaschierenden Schichten unmittelbar zugewandt ist und gegen die gekühlten Stützplatten durch eine Isolierschicht thermisch abgeschirmt wird . An die Heizwiderstandsschicht werden impulsförmige Spannungen von einer Heizspannungsquelle angelegt, wobei ferner noch eine Besonderheit bei dieser bekannten Kaschiervorrichtung zu erwähnen ist, die darin besteht, daß bestimmte, wärxneempfindliche Sicherungsmerkmalen in die hergestellten Scheck-, Ausweis- oder Paßkarten Guilloche-Drucke oder Wasserzeichen, Mikrofilmbilder, Hologramme u. dgl. dadurch eingebracht werden können, daß ausschließlich im Bereich dieser zusätzlichen druck- und temperaturempfindlichen Sicherungsmerkmale zurückversetzte Stempel angeordnet sind, dessen Temperatur niedriger als die Temperatur der die Kaschierwirkung sicherstellenden Platten ist. Daher ist im Be-In addition to the arrangement of resistance wires in double-sided press plates of larger dimensions, which come into direct active connection with the layers to be laminated and which are shielded from the actual support plates of the press device to which they are attached via interposed insulating layers, it is also known from this publication to design the press plates as cooled support plates and to connect a flat heating resistance layer in front of them as a heating element, whereby the heating resistance layer faces directly towards the layers to be laminated and is thermally shielded from the cooled support plates by an insulating layer. Pulsed voltages are applied to the heating resistance layer from a heating voltage source, whereby a special feature of this known laminating device should also be mentioned, which is that certain heat-sensitive security features such as guilloche prints or watermarks, microfilm images, holograms and the like can be introduced into the produced check, ID or passport cards by arranging recessed stamps exclusively in the area of these additional pressure and temperature-sensitive security features, the temperature of which is lower than the temperature of the plates ensuring the laminating effect. Therefore, in the case of

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reich der Stempelöffnungen der Druck geringer als der Kaschierdruck, desgleichen ist die Temperatur niedriger als die Temperatur der Platte.In the area of the stamp openings the pressure is lower than the lamination pressure, and the temperature is also lower than the temperature of the plate.

Die Problematik bei sämtlichen bisher bekannten Kaschiervorrichtungen besteht darin, daß der Herstellungszyklus in zwei gut unterscheidbare Teilzyklen zerfällt, nämlich das anfängliche, möglichst sprunghafte Einbringen von Wärme, damit die Kaschiertemperatur der miteinander zu verbindenden Schichten der Identifikationskarte, wie sie im folgenden lediglich noch genannt wird, erreicht wird, und ein anschließender Abkühlzyklus, der durch Abschalten der Heizelemente eingeleitet wird, bei dem es sich aber verbietet, die Preßvorrichtung schon zu öffnen und den verschweißten Kartenrohling zu entnehmen, da dieser noch zu wenig mechanische Stabilität aufweist.The problem with all known laminating devices is that the production cycle is divided into two easily distinguishable sub-cycles, namely the initial, as sudden as possible introduction of heat so that the laminating temperature of the layers of the identification card to be bonded together, as it will be referred to below, is reached, and a subsequent cooling cycle, which is initiated by switching off the heating elements, but during which it is not possible to open the pressing device and remove the welded card blank, as this does not yet have enough mechanical stability.

Es ist daher wünschenswert, auf den in der Preßvorrichtung befindlichen Rohling bzw. anfänglich auf den eingelegten Schichtverbund zunächst eine Erwärmungsund anschließend eine Abkühlphase zur Einwirkung zu bringen, wobei die sich zwischen der flächenhaften Folienheizschicht und der zumeist ausdrücklich noch gekühlten Preßplatte befindliche Isolierschicht zwei gegensätzliche Aufgaben zu erfüllen hat, denen sie gleichermaßen schlecht gerecht wird, nämlich in der Erwärmungsphase die von dem Heizelement ausgestrahlte oder aufgebrachte Wärmemenge möglichst vollständig von den angrenzenden Kühlplatten fernzuhalten und auf die zu kaschierenden Schichten aufzuleiten und andererseits während der Abkühlphase nach dem Abschalten der Heizung den vorher unterdrückten Wärmeabfluß möglichst schnell und umfassend zu ermöglichen, und zwar genauIt is therefore desirable to first subject the blank in the press device or initially the inserted layer composite to a heating phase and then a cooling phase, whereby the insulating layer located between the flat foil heating layer and the press plate, which is usually still expressly cooled, has to fulfil two contradictory tasks, which it does equally poorly, namely, during the heating phase, to keep the amount of heat emitted or applied by the heating element away from the adjacent cooling plates as completely as possible and to direct it to the layers to be laminated and, on the other hand, during the cooling phase after the heating is switched off, to enable the previously suppressed heat flow as quickly and comprehensively as possible, and precisely

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in der Richtung zu den gekühlten Stützplatten, in welcher in der vorherigen Heizphase ein Wärmeabfluß sozusagen verboten war.in the direction towards the cooled support plates, in which heat flow was, so to speak, prohibited in the previous heating phase.

Wird daher diese "Isolierschicht" im hohen Maße thermisch isolierend ausgelegt, so erzielt man eine gute Wärmeeinwirkung und eine nicht zufriedenstellende Rückkühlwirkung, während bei einem gut wärmeleitenden Material der "Isolierschicht" bei guter Rückkühlung die anfängliche Wärmeisolierung leidet.Therefore, if this "insulating layer" is designed to be highly thermally insulating, good heat absorption and an unsatisfactory cooling effect are achieved, whereas if the "insulating layer" is made of a material that conducts heat well, the initial thermal insulation suffers when the cooling effect is good.

Diese Problematik ist auch in der aus der europäischen Patentschrift 0 154 970 bekannten Kaschiervorrichtung zur Herstellung von Identifikationskarten erkannt worden, wo darauf hingewiesen wird, daß bisher solche Kaschiervorrichtungen aus einem unmittelbar an eine Kühlrippe aufweisenden Metallblock angrenzenden, von Glasfasermatten gebildeten Heizelement bestehen, zwischen denen Widerstandsleiterbahnen angeordnet sind. Daher fließt die anfänglich erzeugte Wärme zu einem erheblichen Teil in den Metallblock, der dadurch mit aufgeheizt wird, und eine Kühlung kann erst nach Verschweißung des Kartenrohlings erfolgen, weil sonst während des Verschweißens die erforderliche Verschweißtemperatur nicht erreicht wird. Erst nach dem Verschweißen muß dann die aufgeheizte Masse des Metallblocks rückgekühlt werden. Hieraus wird erkennbar, daß bei den bisherigen Kühlvorrichtungen die verschiedenen Funktionen der erwähnten Zyklen hauptsächlich durch eine entsprechend gezielt bemessene Zeitsteuerung realisiert und die dabei auftretenden Nachteile in einen beherrschbaren Rahmen verlagert werden konnten, wobei dennoch nicht zu verhindern ist, daß mit einem vergleichsweisen langen Gesamtzyklus (Erwärmung undThis problem has also been recognized in the laminating device for producing identification cards known from European patent specification 0 154 970, where it is pointed out that such laminating devices have so far consisted of a heating element formed by glass fiber mats, which is directly adjacent to a metal block with a cooling fin, and between which resistance conductor tracks are arranged. Therefore, a significant part of the heat initially generated flows into the metal block, which is heated up as well, and cooling can only take place after the card blank has been welded, because otherwise the required welding temperature is not reached during welding. Only after welding does the heated mass of the metal block have to be cooled down. From this it can be seen that in the previous cooling devices the various functions of the mentioned cycles were mainly realized by a correspondingly precisely measured time control and the resulting disadvantages could be shifted to a manageable range, whereby it cannot be prevented that with a comparatively long overall cycle (heating and

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nachfolgende Abkühlung) gerechnet werden muß, der stets zwischen einer halben und mehreren Minuten liegt, bei dennoch erheblichen Wärmeverlusten - in dieser EU-PS 0154 970 ist allerdings von wenigen Sekunden die Rede. Bei einer weiteren bekannten Einrichtung (US-PS 4 108 713), die auch zur Laminierung von Identifikationskarten geeignet ist, wird das üblicherweise für einen Kaschiervorgang verwendete flächenartige Heizelement genauer erläutert und besteht aus einer Trägerplatte geringer Masse und entsprechend geringer Wärmekapazität, so daß sowohl der Heizvorgang als auch der sich anschließende Abkühlvorgang sehr schnell realisiert werden können, wobei die metallische Trägerplatte eine Dicke von weniger als 0,25 mm aufweist und zwischen dem eigentlichen Flächenheizelement und der Trägerplatte eine elektrische Isolierschicht aus Silikongummi angeordnet ist. Das flächenartige Heizelement umfaßt mäanderförmig verlaufende flache Widerstandsdrähte, zu denen angrenzend ferner ein Wärmesensor angeordnet ist zur Temperatursteuerung.subsequent cooling) must be expected, which is always between half a minute and several minutes, with considerable heat losses - in this EU patent 0154 970, however, only a few seconds are mentioned. In another known device (US patent 4 108 713), which is also suitable for laminating identification cards, the flat heating element usually used for a laminating process is explained in more detail and consists of a carrier plate with a low mass and correspondingly low heat capacity, so that both the heating process and the subsequent cooling process can be carried out very quickly, with the metal carrier plate having a thickness of less than 0.25 mm and an electrical insulating layer made of silicone rubber being arranged between the actual flat heating element and the carrier plate. The flat heating element comprises meandering flat resistance wires, adjacent to which a heat sensor is arranged for temperature control.

Die Erfindung hat sich das Ziel gesetzt, hier Abhilfe zu schaffen und die sich im Grunde widersprechenden Forderungen zur Gewährleistung einer gleichzeitigen guten Wärmeisolierung (während des Heizvorgangs) und einer sich daran anschließenden schnellen und einwandfreien, unbehinderten Kühlung des Kaschiererzeugnisses sozusagen unter einen Hut zu bringen und zu erfüllen.The invention aims to remedy this situation and to reconcile and meet the essentially contradictory requirements of ensuring simultaneous good thermal insulation (during the heating process) and subsequent rapid, flawless and unhindered cooling of the laminated product.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die Erfindung erreicht dieses Ziel mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und hat denThe invention achieves this object with the features of claim 1 and has the

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Vorteil, daß der gesamte Kaschiervorgang schnell abläuft und mit einer hohen Qualität des erzeugten Produkts, also der Identifikationskarte oder eines sonstigen Laminats, abgeschlossen werden kann, weil durch präzise, hochwirksame Teilverarbeitungsschritte (Erwärmen - Kühlen) das thermoplastische Materialverhalten der Laminatschichten begünstigt wird.The advantage is that the entire laminating process is quick and can be completed with a high quality of the product produced, i.e. the identification card or other laminate, because the thermoplastic material behavior of the laminate layers is favored by precise, highly effective partial processing steps (heating - cooling).

Die Effizienz der Heizung erhöht sich entscheidend, da praktisch keine Wärmeverluste mehr auftreten, so daß der Plastifizierungs- und Verschmelzungsvorgang mit einem steilen Temperaturanstieg beginnt und nach kurzer Einwirkungsdauer beendet ist, wobei in gleicher Weise die Kühlwirkung dadurch entscheidend verbessert wird, daß nunmehr, aufgrund einer erzielten Ventilwirkung der am Kaschiervorgang beteiligten Komponenten, der Abfluß der am Ende des Erwärmungs-Teilzyklus vorhandenen Wärmemenge vollkommen behinderungsfrei vor sich geht, wobei ferner gleichzeitig auch noch eine zusätzliche gesteuerte Kühlwirkung möglich ist.The efficiency of the heating increases significantly, as there is practically no more heat loss, so that the plasticizing and fusing process begins with a steep rise in temperature and ends after a short period of exposure, whereby the cooling effect is also significantly improved by the fact that, due to the valve effect achieved by the components involved in the lamination process, the flow of the heat present at the end of the heating sub-cycle takes place completely unhindered, whereby at the same time an additional controlled cooling effect is also possible.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung möglich. Besonders vorteilhaft ist die unsymmetrische Ausbildung des Preßwerkzeugs, indem lediglich von einer Seite geheizt wird bei vollständiger Isolierung auf dieser Seite und auf der anderen Seite der zu einem Laminat zu verbindenden oder zu kaschierenden Schichten während des Heizvorgangs ein Wärmeabfluß blockiert, während der sich daran anschließenden Abkühlphase effektiv eine Kühlwirkung aufgrund der Umschaltbarkeit von beteiligten Komponenten in ihrem Wärme/Kälteverhalten, insbesondere von Peltier-Elementen ausgeübt wird.The measures listed in the subclaims enable advantageous further developments and improvements of the invention. The asymmetrical design of the pressing tool is particularly advantageous in that it is only heated from one side with complete insulation on this side and on the other side of the layers to be joined or laminated to form a laminate, heat flow is blocked during the heating process, while the subsequent cooling phase effectively exerts a cooling effect due to the switchability of the components involved in their heat/cold behavior, in particular of the Peltier elements.

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Zeichnungdrawing

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are shown in the drawing and are explained in more detail in the following description. They show:

Fig. 1 stark schematisiert lediglich den Preßwerkzeugbereich der Kaschiervorrichtung ausschnittsweise und im Querschnitt undFig. 1 is a highly schematic view of only the pressing tool area of the laminating device in sections and in cross-section and

Fig. 2 einen möglichen Aufbau für den oberen oder unteren Preßstempel des Preßwerkzeugs, wobei die einzelnen beteiligten Komponenten und Schichten einschließlich einer Peltier-Elementschicht in einen gehäuseförmigen Kastenrahmen eingeschichtet und durch Verschrauben der letzten Preßplattenschicht eng aneinanderliegend positioniert sind.Fig. 2 shows a possible structure for the upper or lower press die of the press tool, whereby the individual components and layers involved, including a Peltier element layer, are layered into a housing-shaped box frame and positioned close to one another by screwing the last press plate layer.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

Der Grundgedanke vorliegender Erfindung besteht darin, im Bereich der Preßstempel des Preßwerkzeugs bei mindestens einem der Preßstempel eine ausgeprägte Ventilwirkung für das Wärme/Kälteverhalten eines der am Aufbau des Stempels beteiligten Elemente oder Teile einzuführen, so daß im zeitlichen Verlauf des gesamten Herstellungsvorgangs für die beiden unterschiedlichen Teilzyklen bei Wärmen oder Heizen einerseits und Kühlen andererseits jeweils vollständig unterschiedliche Verhaltensweisen dieser Komponente realisiert werden können, die im Verlauf der einzelnen Kaschier-Teilphasen in ihrem Verhalten umgeschaltet wird.The basic idea of the present invention is to introduce a pronounced valve effect for the heat/cold behavior of one of the elements or parts involved in the construction of the stamp in the area of the pressing die of the pressing tool in at least one of the pressing dies, so that in the course of the entire manufacturing process for the two different partial cycles of warming or heating on the one hand and cooling on the other hand, completely different behaviors of this component can be realized, the behavior of which is switched over in the course of the individual laminating partial phases.

Es versteht sich, daß der dargestellte Aufbau ledig-It is understood that the structure shown is only

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lieh eine der vielen Möglichkeiten darstellt, die sich bei Einbeziehung eines eine Ventilfunktion auf den Kälte/Wärmehaushalt des Preßwerkzeugs ausübenden Aufbaukomponente eines oder beider Preßstempel ergibt so ist es beispielsweise möglich, beidseitig Ventilfunktionen aufweisende Komponenten (Peltier-Elemente) anzuordnen, die entweder bei entsprechender Umschaltung ausschließlich selbst die erforderliche Heizwirkung zur Erreichung der Plastifizierungstemperatur für den Kaschiervorgang aufbringen oder durch die Anordnung zusätzlicher Heizelemente ein- oder beidseitig unterstützt werden und die andererseits im Moment der Abkühlungsphase in ihrem Wärme- bzw. Kühlverhalten umgeschaltet werden, so daß für den Abkühlvorgang auf das soeben noch erhitzte Laminat Kälte ausgestrahlt wird, die nicht oder nicht ausschließlich durch eine äußere Kühlwirkung beteiligter weiterer Preßteile erzeugt wird, sondern direkt durch Umschalten des PeI-tier-Elements, indem der das Peltier-Element speisende Strom in seiner Polarität umgeschaltet wird.This is one of the many possibilities that arise when a structural component of one or both press dies that performs a valve function on the cold/heat balance of the press tool is included. For example, it is possible to arrange components (Peltier elements) with valve functions on both sides, which either, when switched over accordingly, exclusively provide the necessary heating effect to reach the plasticizing temperature for the lamination process or are supported by the arrangement of additional heating elements on one or both sides and, on the other hand, are switched in their heating or cooling behavior at the moment of the cooling phase, so that cold is radiated onto the laminate that has just been heated for the cooling process, which is not or not exclusively generated by an external cooling effect of other press parts involved, but directly by switching the Peltier element by switching the polarity of the current feeding the Peltier element.

Hier sind dann noch eine Vielfalt von Varianten möglich, indem mit der aktiven Ventilfunktion-Komponente in einem oder beiden Preßstempeln Kühlkörper verbunden sein können, die überschüssige Wärme von diesen Komponenten, die vorzugsweise stets als flächige Peltier-Elemente ausgebildet sind, abführen, denn ein Peltier-Element erzeugt auf seiner einen Seite stets Wärme dann, wenn es auf seiner anderen Seite Kälte erzeugt.A variety of variants are possible here, in that heat sinks can be connected to the active valve function component in one or both press dies, which dissipate excess heat from these components, which are preferably always designed as flat Peltier elements, because a Peltier element always generates heat on one side when it generates cold on the other side.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das aus einem oberen Preßstempel 11a und einem unteren Preßstempel 11b bestehende Preßwerkzeug mitIn the embodiment shown in Fig. 1, the pressing tool consisting of an upper pressing die 11a and a lower pressing die 11b is provided with

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10 bezeichnet und verfügt noch über eine Vielzahl weiterer, in der Zeichnung nicht dargestellte Lagerund Funktionsteile, einschließlich des gesamten zeitlichen Steuerungsmechanismus. Da diese Teile für sich gesehen bekannt sind, braucht hierauf nicht weiter eingegangen zu werden.10 and has a number of other bearing and functional parts not shown in the drawing, including the entire timing control mechanism. Since these parts are known in themselves, they do not need to be discussed further here.

Eine mögliche Komponentenschichtung der beteiligten Funktionsteile etwa im unteren Stempel 11b kann dann so aussehen, daß sich an eine erste, dem eingelegten Laminat 12, auf dessen Aufbau nicht weiter eingegangen zu werden braucht, unmittelbar zugewandte Preßplatte 13 eine Flächenheizschicht 14 anschließt. Die Preßplatte 13 besteht aus einem raöglichst harten stabilen Material mit guter Wärmeleitfähigkeit, wobei bevorzugt eine dünne Messingplatte verwendet werden kann. Diese Messingplatte kann in weiterer Ausgestaltung aus sogenannten verzinntnickeltem Hartmessing bestehen, mit einer Dicke von beispielsweise 0,3 mm.A possible component layering of the functional parts involved, for example in the lower stamp 11b, can then look like this: a surface heating layer 14 is connected to a first pressing plate 13 that is directly facing the inserted laminate 12, the structure of which does not need to be discussed further. The pressing plate 13 consists of a material that is as hard and stable as possible and has good thermal conductivity, whereby a thin brass plate can preferably be used. In a further embodiment, this brass plate can consist of so-called tin-nickel-plated hard brass, with a thickness of, for example, 0.3 mm.

In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß sämtliche im folgenden noch angegebenen Größenabmessungen lediglich als beispielhaft und zum besseren Verständnis genannt sind und die Erfindung nicht einschränken, da sich je nach Art des zu kaschierenden Materials und Aufbau des Preßwerkzeugs auch durch empirische Versuche feststellbare, zum Teil wesentlich unterschiedliche Abmessungen als sinnvoll erweisen können.In this context, it should be noted that all dimensions given below are merely given as examples and for better understanding and do not limit the invention, since depending on the type of material to be laminated and the structure of the pressing tool, dimensions that can be determined by empirical tests and which are sometimes significantly different can prove to be useful.

An diese Preßplatte 13 schließt sich wie schon erwähnt die flächenartige Heizschicht 14 an, deren Aufbau beispielsweise so beschaffen sein kann, wie in dem weiter vorn schon erwähnten US-Patent 4 108 713As already mentioned, this pressing plate 13 is followed by the flat heating layer 14, the structure of which can, for example, be as described in the US patent 4 108 713 mentioned above.

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erläutert; üblicherweise wird als gängiges, auch käuflich zu erwerbendes Teil eine auf eine Kunststoffträgerschicht aufgedampfte mäandernde Flachbandwiderstandsheizschicht verwendet, wobei die Kunststoffträgerschicht eine sehr dünne Capton-Folie sein kann.explained; usually a common part that can also be purchased is a meandering flat band resistance heating layer that is vapor-deposited onto a plastic carrier layer, whereby the plastic carrier layer can be a very thin Capton film.

Damit die metallische Preßplatte 13 die Widerstandsheiz-Bandleitung nicht kurzschließt, kann die Flächenheizschicht 14 so mit der Preßplatte verbunden sein, daß deren elektrisch isolierende Capton-Trägerfolie der Preßplatte 13 zugewandt ist - gegebenenfalls ist diese selbstklebend ausgeführt, wobei im übrigen der Verbund der einzelnen an dem Stempelaufbau beteiligten Schichten bevorzugt stets durch Klebung erfolgt.So that the metallic pressing plate 13 does not short-circuit the resistance heating strip line, the surface heating layer 14 can be connected to the pressing plate in such a way that its electrically insulating Capton carrier film faces the pressing plate 13 - if necessary, this is self-adhesive, whereby the connection of the individual layers involved in the stamp structure is preferably always carried out by gluing.

Daher schließt sich auch an die Flächenheizschicht 14 ein möglichst doppelseitiges Klebeband 15 an, welches lediglich den Zweck hat, die einzelnen Schichten miteinander zu verbinden, denn der bisher beschriebene Aufbau wird getragen oder grenzt an eine weitere, Wärme ausdrücklich isolierende Schicht 16 an, die anstelle von bisher üblichen metallischen Trägerplatten vorgesehen ist und in ihren Materialeigenschaften so beschaffen ist, daß, jedenfalls bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel, im unteren Stempelbereich keine Wärmeabfuhr mehr erfolgt, sondern ausdrücklich anstelle eines Kühlkörpers ein Isolator angeordnet ist, aus nicht wärmeleitendem bzw. wärmeisolierendem Material, beispielsweise Epoxy, Glas u. dgl.Therefore, the surface heating layer 14 is also followed by an adhesive tape 15, which is as double-sided as possible and which only serves the purpose of connecting the individual layers to one another, because the structure described so far is supported or borders on a further, heat-insulating layer 16, which is provided instead of the previously usual metallic carrier plates and whose material properties are such that, at least in the embodiment shown, no more heat is dissipated in the lower stamp area, but instead of a heat sink, an insulator is arranged, made of a non-heat-conducting or heat-insulating material, for example epoxy, glass, etc.

Im Gegensatz hierzu ist der Aufbau des oberen Stempels so getroffen, daß sich an die hier ebenfalls vorgesehene, unmittelbar den zu kaschierenden Laminatschichten 12 zugewandten Preßplatte 13' eine Druckaus-In contrast to this, the structure of the upper stamp is such that a pressure output is applied to the press plate 13', which is also provided here and faces directly towards the laminate layers 12 to be laminated.

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gleichsschicht 17 noch anschließen kann, wiederum mit der Preßplatte 13' verbunden über einen Doppelklebefilm 18, der, wie auch die sonst verwendeten doppelseitigen Klebebänder oder Klebefilme eine sehr geringe Dicke hat, beispielsweise von lediglich 0,002 mm. In der Zeichnungsdarstellung wird ausdrücklich auf die jeweiligen Dickenabmessungen keine Rücksicht genommen. Die Schichten sind zum besseren Verständnis der Abfolge beispielsweise alle gleich dick gezeichnet.The leveling layer 17 can still be connected, in turn, to the press plate 13' via a double-sided adhesive film 18, which, like the double-sided adhesive tapes or adhesive films otherwise used, has a very low thickness, for example only 0.002 mm. In the drawing representation, no consideration is given to the respective thickness dimensions. For a better understanding of the sequence, the layers are all drawn with the same thickness, for example.

An die gut wärmeleitende Preßplatte 13' des oberen Stempels lla schließt sich daher, lediglich durch die dünne Druckausgleichsschicht von beispielsweise 0,03 mm getrennt, die sehr gut wärme- oder kälteleitfähig ist und beispielsweise aus Silikongummi bestehen kann, die eine echte Ventilfunktion bezüglich ihres Wärme/Kälteverhaltens aufweisende Komponente 19 an, die beim speziellen Ausführungsbeispiel eine Peltier-Schicht ist. Mit der Peltier-Schicht kann nach oben (immer in der Ebene der Zeichnung der Fig. 1 gesehen) noch ein, auch Rippen zur besseren Wärmeableitung aufweisender Kühlkörper verbunden sein.The component 19, which has a real valve function in terms of its heat/cold behavior, is therefore connected to the press plate 13' of the upper stamp 11a, which has good heat conduction, separated only by the thin pressure equalization layer of, for example, 0.03 mm, which has very good heat or cold conduction and can be made of, for example, silicone rubber, and which has a real valve function in terms of its heat/cold behavior, which in the special embodiment is a Peltier layer. A heat sink, which also has ribs for better heat dissipation, can be connected to the Peltier layer at the top (always seen in the plane of the drawing in Fig. 1).

Es ergibt sich dann bei einem solchen Aufbau oder bei vergleichbaren, aber jeweils eine Ventilfunktion-Komponente aufweisendem Preßwerkzeug die folgende Funktion, wobei nochmals darauf hingewiesen wird, daß es bei der Erfindung lediglich auf diese Ventilfunktion-Komponente entscheidend ankommt, nicht auf den soeben im einzelnen geschilderten Schichtaufbau der beiden Preßwerkzeug-Stempel, da dieser je nach den Anforderungen, der Kostenvorgabe für das Endgerät, den miteinander zu kaschierenden Schichten, der gewünschten Schnelligkeit des Kaschiervorgangs u. dgl. auchThe following function then results from such a structure or from a comparable pressing tool, each of which has a valve function component, whereby it is pointed out again that the only decisive factor in the invention is this valve function component, not the layer structure of the two pressing tool stamps described in detail above, since this can also be varied depending on the requirements, the cost specification for the end device, the layers to be laminated together, the desired speed of the lamination process, etc.

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anders ausgebildet sein kann.can be trained differently.

Nach Einlegen des zu kaschierenden Laminats 12 in die geöffneten Preßstempel 11a, 11b werden diese durch eine äußere, zum Teil auch sehr erhebliche Druckeinwirkung geschlossen, und die Heizung wird aktiviert. Dies kann beispielsweise lediglich dadurch geschehen, daß das Peltier-Element, wie im folgenden stellvertretend für alle denkbaren, eine Wärme/Kälte-Ventilfunktion ausübenden Komponenten der Einfachheit halber diese Komponente hier nur noch genannt werden soll, mit einem Strom solcher Polarität versorgt wird, daß in Richtung auf das Laminat 12 Wärmeabstrahlung erfolgt. After the laminate 12 to be laminated has been placed in the open press dies 11a, 11b, these are closed by an external, sometimes very considerable pressure, and the heating is activated. This can be done, for example, simply by supplying the Peltier element, as in the following representative of all conceivable components that perform a heat/cold valve function (for the sake of simplicity, this component will only be referred to here), with a current of such polarity that heat is radiated in the direction of the laminate 12.

Hierzu könnte ein weiteres Peltier-Element auch in der unteren Preßbacke eingebaut sein oder die untere Preßbacke könnte beispielsweise genau so ausgeführt sein wie der obere Preßstempel.For this purpose, an additional Peltier element could also be installed in the lower press jaw or the lower press jaw could, for example, be designed in exactly the same way as the upper press die.

Bevorzugt wird aber bei der Darstellung der Fig. 1 so vorgegangen, daß speziell die Flächenheizschicht 14 eingeschaltet wird. Diese von der Flächenheizschicht 14 erzeugte Wärmemenge gelangt ausschließlich in Richtung auf das Laminat 12, da sich zur abgewandten Seite hin an diese Heizungsschicht ein wie erwähnt wärmeisolierendes Material anschließt. Es ergibt sich daher auch eine besonders wirksame Heizung, verglichen mit den bisher bekannten Kaschiervorrichtungen, die vorzugsweise noch dadurch verstärkt wird, daß in dieser Phase das Peltier-Element ebenfalls schon von einem Strom beaufschlagt wird mit solcher Polarität, daß sich eine in Richtung auf das Laminat 12 gerichtete Heizwirkung ergibt.However, in the representation of Fig. 1, it is preferred to proceed in such a way that the surface heating layer 14 is specifically switched on. This amount of heat generated by the surface heating layer 14 is directed exclusively towards the laminate 12, since a heat-insulating material, as mentioned, is connected to this heating layer on the opposite side. This also results in particularly effective heating, compared to the previously known laminating devices, which is preferably further enhanced by the fact that in this phase the Peltier element is also already subjected to a current with such a polarity that a heating effect is directed towards the laminate 12.

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Alternativ könnte das Peltier-Element während dieser Aufheizphase aber auch passiv gehalten bleiben, also weder in der einen noch in einer anderen Richtung eine Kälte/Wärmewirkung ausüben, also abgeschaltet sein.Alternatively, the Peltier element could remain passive during this heating phase, i.e. not exert a cooling/heating effect in either direction, i.e. be switched off.

Sobald nach Erreichen der Kaschier- bzw. Plastifizierungstemperatur die Heizung 14 abgeschaltet wird, gegebenenfalls mit einer Abschaltung bzw. jetzt erfolgenden Umschaltung der Peltier-Elementwirkung, wird das Peltier-Element nunmehr mit einem Strom umgekehrter Polarität bzw., wenn es bisher passiv geblieben ist, mit einem solchen Strom beaufschlagt, daß sich in Richtung auf das nunmehr zu kühlende Laminat 12 eine Kältewirkung ergibt. Dies führt, wie ohne weiteres einzusehen, zu einer besonders raschen Abführung der ohnehin nur sehr kurzfristig aufgetretenen Wärmeeinwirkung, auch deshalb, weil, wie auch bei den konventionellen Geräten, die eigentlichen, die Wärmeenergie erzeugenden Komponenten wegen ihrer geringen Dicke, also letztlich Masse nur ein sehr geringes Wärmespeichervermögen haben.As soon as the heating 14 is switched off after the lamination or plasticizing temperature has been reached, if necessary with a switch-off or now switching of the Peltier element effect, the Peltier element is now subjected to a current of reverse polarity or, if it has previously remained passive, to such a current that a cooling effect is produced in the direction of the laminate 12 that is now to be cooled. This leads, as is easily understood, to a particularly rapid dissipation of the heat effect, which only occurs for a very short time anyway, also because, as with conventional devices, the actual components that generate the heat energy have only a very low heat storage capacity due to their small thickness, i.e. ultimately their mass.

Wirkt also das Peltier-Element während der Aufheizphase entweder, nämlich im nichtaktivierten Zustand, mindestens teilweise als Isolierschicht und trägt es im aktivierten Zustand wirksam zur Heizung bei, wobei im letzteren Fall besonders wirksam die von der Heizflächenschicht 14 aufgebrachte Wärmemenge am Abfluß gehindert, sozusagen in Richtung auf das Laminat 12 zurückgedrängt wird, so saugt das Peltier-Element 19 nach Aktivierung, also Stromumkehr mit seiner dann gekühlten Flächenseite die Wärmemenge schlagartig ab, so daß nach kürzester Zeit auch dieIf the Peltier element acts during the heating phase either, namely in the non-activated state, at least partially as an insulating layer and in the activated state it effectively contributes to the heating, whereby in the latter case the amount of heat applied by the heating surface layer 14 is particularly effectively prevented from flowing away, so to speak, pushed back in the direction of the laminate 12, the Peltier element 19, after activation, i.e. current reversal, absorbs the amount of heat abruptly with its then cooled surface side, so that after a very short time the

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Abkühlphase beendet ist und das fertige Kaschierprodukt entnommen werden kann.The cooling phase is finished and the finished laminated product can be removed.

Der Fachmann erkennt, daß das Peltier-Element in der Summe seiner Wirkungen notwendigerweise Wärmeenergie im Überschuß erzeugt, denn bei Kühlung der dem Laminat 12 zugewandten Peltier-Elementfläche wird auf der gegeüberliegenden Fläche Wärme erzeugt, die zwar jeweils bei Polumkehr durch die dann an dieser Fläche auftretende Wärmewirkung teilweise wieder neutralisiert wird, wobei aber dann auf der anderen Seite des Elements Wärme auftritt, so daß insgesamt der an das Peltier-Element 19 noch anschließende RippenkühlkörperThe expert recognizes that the Peltier element in the sum of its effects necessarily generates excess heat energy, because when the Peltier element surface facing the laminate 12 is cooled, heat is generated on the opposite surface, which is partially neutralized again by the heat effect then occurring on this surface when the pole is reversed, but heat then occurs on the other side of the element, so that overall the ribbed heat sink still connected to the Peltier element 19

20 entsprechend Fig. 1 sinnvoll ist, so daß sich letztlich ein thermischer Gleichgewichtszustand einstellt.20 according to Fig. 1 makes sense, so that ultimately a thermal equilibrium state is established.

ein möglicher Stempelaufbau kann entsprechend der schematischen Darstellung der Fig. 2 so getroffen sein, daß in einen schachtelartig ausgebildeten RahmenA possible stamp structure can be designed according to the schematic representation in Fig. 2 in such a way that in a box-like frame

21 die einzelnen Bestandteile einschließlich des Peltierelements eingeschichtet werden können, wobei der Rahmen weiterführend fakultativ, wenn er beispielsweise für den oberen Preßstempel lla eingesetzt wird, auf der der Preßplatte 13, 13' abgewandten Seite noch Kühlrippen 22 aufweisen kann; der zusammengedrückte Schichtaufbau innerhalb des Gehäuserahmens kann dann dadurch erreicht werden, daß die dem Laminat 12 unmittelbar zugewandte Preßplatte 13, 13' mit dem Rahmen, wie bei 23 angedeutet, randseitig in geeigneter Weise verschraubt ist. Durch das Verschrauben wird ein entsprechend hoher Druck auf den Schichtaufbau des jeweiligen Stempels ausgeübt, so daß gegebenenfalls auch auf die zwischengefügten Doppelklebebänder oder -folien verzichtet werden kann.21 the individual components including the Peltier element can be layered, whereby the frame can optionally have cooling fins 22 on the side facing away from the pressing plate 13, 13' if it is used for the upper pressing stamp 11a, for example; the compressed layer structure within the housing frame can then be achieved by screwing the pressing plate 13, 13' directly facing the laminate 12 to the frame at the edge in a suitable manner, as indicated at 23. By screwing, a correspondingly high pressure is exerted on the layer structure of the respective stamp, so that the double-sided adhesive tapes or films inserted between them can also be dispensed with if necessary.

Claims (1)

2508/ot/wi2508/ot/wi 10.12.1991 - 15 -10.12.1991 - 15 - Zusammengefaßt, das verwendete Wärme/Kälte-Ventilfunktionselement, speziell als Peltier-Element ausgebildet, dient jedenfalls in der Abkühlphase als wirksame Wärmeabfuhreinrichtung, da die am Ende der Heizphase vorhandene Wärmeenergie praktisch in Sekundenschnelle abgesaugt wird; alternativ oder ergänzend kann das Peltier-Element auch als Heizelement während der Heizphase eingesetzt werden, entweder allein oder unterstützend zu ohnehin vorhandenen, konventionellen Flächenheizfolien. In summary, the heat/cold valve function element used, specially designed as a Peltier element, serves as an effective heat dissipation device in the cooling phase, since the heat energy present at the end of the heating phase is sucked away in a matter of seconds; alternatively or in addition, the Peltier element can also be used as a heating element during the heating phase, either alone or in support of existing conventional surface heating foils. Abschließend wird darauf hingewiesen, daß die Ansprüche und insbesondere der Hauptanspruch Formulierungsversuche der Erfindung ohne umfassende Kenntnis des Stands der Technik und daher ohne einschränkende Präjudiz sind. Daher bleibt es vorbehalten, alle in der Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale sowohl einzeln für sich als auch in beliebiger Kombination miteinander als erfindungswesentlich anzusehen und in den Ansprüchen niederzulegen sowie den Hauptanspruch in seinem Merkmalsgehalt zu reduzieren.Finally, it should be noted that the claims and in particular the main claim are attempts to formulate the invention without comprehensive knowledge of the state of the art and therefore without restrictive prejudice. Therefore, we reserve the right to regard all features presented in the description, the claims and the drawing, both individually and in any combination with one another, as essential to the invention and to set them down in the claims and to reduce the feature content of the main claim. 2508/ot/mü
09.01.1992
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Firma Interlock AG, Rütistr. 16, CH-8952 SchlierenCompany Interlock AG, Rütistr. 16, CH-8952 Schlieren SchutzansprücheProtection claims 1. Vorrichtung zum Kaschieren von Schichten aus mindestens zum Teil thermoplastischen Folien, inbesondere von Informationen und/oder Daten tragenden Identifikationskarten, Scheckkarten, Kreditkarten u.dgl., wobei die Schichten durch von einem Preßwerkzeug ausgeübte Druck- und Wärmeeinwirkung miteinander verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß eine bezüglich Wärme- oder Kälteeinwirkung eine Ventilfunktion ausübende Komponente in mindestens einem der Stempel des Preßwerkzeugs (10) angeordnet ist.1. Device for laminating layers of at least partially thermoplastic films, in particular identification cards, check cards, credit cards and the like carrying information and/or data, whereby the layers are connected to one another by the action of pressure and heat exerted by a pressing tool, characterized in that a component which performs a valve function with respect to the action of heat or cold is arranged in at least one of the stamps of the pressing tool (10). 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilfunktion-Komponente (19) ein Peltier-Element ist.2. Device according to claim 1, characterized in that the valve function component (19) is a Peltier element. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilfunktion-Komponente während des Heiz-Teilzyklus als Wärmelieferant für die zu kaschierende Laminatschichtung (12) geschaltet ist.3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the valve function component is switched during the heating sub-cycle as a heat supplier for the laminate layer (12) to be laminated. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilfunktion-Kom-4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the valve function-com- /2/2 2508/ot/mü \,'2508/ot/mu \,' 09.01.1992 - 2 -09.01.1992 - 2 - ponente während des Abkühl-Teilzyklus als Kältelieferant geschaltet ist.component is switched on as a cold supplier during the cooling sub-cycle. 5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche5. Device according to one or more of the claims 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das die Ventilfunktion-Komponente (19) bildende Peltier-Element durch Polaritätsumkehr des zugeführten Stroms nach Beendigung des Heizteilzyklus umschaltbar ist.1 to 3, characterized in that the Peltier element forming the valve function component (19) can be switched over by reversing the polarity of the supplied current after the heating part cycle has ended. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in beiden der das Preßwerkzeug (10) bildenden Preßstempel (11a, 11b) die durch eine steuerbare Stromzuführung gezielt eine Kältewirkung bzw. eine Wärmewirkung erzeugende und übertragende Ventilfunktion-Komponente (19) angeordnet ist.6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that in both of the pressing dies (11a, 11b) forming the pressing tool (10) the valve function component (19) which generates and transmits a cooling effect or a heating effect in a targeted manner by means of a controllable power supply is arranged. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Peltier-Element auf seiner zu den zu kaschierenden Laminatschichten abgewandten Seite mit einem Kühlkörper (20) verbunden ist.7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the Peltier element is connected to a cooling body (20) on its side facing away from the laminate layers to be laminated. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu der Ventilfunktion-Komponente (19) als Peltier-Element mindestens in einem der Stempel (11a, 11b) eine Flächenheizungsfolie (14) angeordnet ist.8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that in addition to the valve function component (19) as a Peltier element, a surface heating foil (14) is arranged at least in one of the stamps (11a, 11b). 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Stempel (11b) angrenzend zu einer unmittelbar den zu kaschierenden Laminatschichten (12) zugewandten metallischen Preßplatte (13) eine Flächenheizwiderstandsfolie (14) aufweist, an die eine wärmeisolierende Schicht (16) angrenzt.9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that at least one of the stamps (11b) adjacent to a metallic press plate (13) directly facing the laminate layers (12) to be laminated has a surface heating resistance film (14) to which a heat-insulating layer (16) adjacent. /3/3 2508/ot/mü \,r -.: ■ '■■■ 2508/ot/mü \,r -.: ■ '■■■ 09.01.1992 - 3 -09.01.1992 - 3 - 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die die jeweiligen Preßstempel (11a, 11b) bildenden Schichten untereinander durch vorzugsweise doppelseitig wirkende Klebefolien verbunden sind.10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the layers forming the respective press stamps (11a, 11b) are connected to one another by means of adhesive films, preferably acting on both sides. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der abgewandten Seite der Heizflachenschicht (14) verbundene wärmeisolierende Schicht (16) eine Epoxyschicht größerer Dicke ist.11. Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the heat-insulating layer (16) connected to the opposite side of the heating surface layer (14) is an epoxy layer of greater thickness. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweils andere Preßstempel (11a) unter Verzicht auf eine Flachenheizfolie eine Peltier-Elementschicht (19) aufweist, die mindestens während des Abkühl-Teilzyklus zur Absaugung von aus dem Heizteilzyklus stammenden Wärmeenergie aktiviert ist.12. Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the other pressing stamp (11a) in each case has a Peltier element layer (19) without a surface heating foil, which is activated at least during the cooling sub-cycle for the extraction of thermal energy originating from the heating sub-cycle. 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Preßplatte (131) und die Peltier-Elementschicht eine Druckausgleichsschicht (17) angeordnet ist.13. Device according to claim 12, characterized in that a pressure compensation layer (17) is arranged between the press plate (13 1 ) and the Peltier element layer. 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der rückseitigen Fläche der Peltier-Elementschicht verbundene Kühlkörper (20) durch eine Kühlluftströmung gekühlt ist.14. Device according to one of claims 1 to 13, characterized in that the cooling body (20) connected to the rear surface of the Peltier element layer is cooled by a cooling air flow.
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