EP3030388B1

EP3030388B1 - Transfer-stanzen

Info

Publication number: EP3030388B1
Application number: EP14741235.7A
Authority: EP
Inventors: Martin Bohn
Original assignee: BW Papersystems Stuttgart GmbH
Current assignee: BW Papersystems Stuttgart GmbH
Priority date: 2013-08-08
Filing date: 2014-07-08
Publication date: 2020-08-26
Anticipated expiration: 2034-07-08
Also published as: CN105980116B; CN105980116A; ES2833290T3; US20160151928A1; JP6415558B2; US9981398B2; HK1226026A1; WO2015018587A1; JP2016533909A; DE102013215706A1; EP3030388A1; MY183430A

Description

Transfer-Stanzen

Die Erfindung betrifft eine Stanztransfervorrichtung sowie ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Stanztransfervorrichtung gemäß dem jeweiligen Oberbegriff der beiden unabhängigen Patentansprüche.
Vorrichtungen und Verfahren zum Herstellen von RFID-Inlays sind bekannt. Solche Inlays bestehen aus einem Träger, beispielsweise einer Trägerfolie aus PET, einer auf dem Träger angeordneten Antenne aus gestanztem oder geätzten Aluminium und einen mit der Antenne in Wirkverbindung stehenden Chip.
Normalerweise wird ein solches Inlay in ein Etikett, einen Textilanhänger oder ein Papierticket als eigne Lage verbaut, das heißt, das Endprodukt, auch als Smart Label, Smart Tag oder Smart Ticket bezeichnet, besteht aus 3 Lagen, wie insbesondere dem bedruckten oder unbedruckten Deckmaterial, dem Inlay und dem bedruckten oder unbedruckten Trägermaterial.
Die WO 2009/118455 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung einer Inlayantenne direkt auf Papier, indem eine Metallfolie vollflächig auf eine zuvor konturgenau beleimte Trägerbahn aufgeklebt wird und anschließend die Antennenkontur mit einem Laser ausgestanzt wird, ohne die Trägerbahn zu beschädigen. Der Abfall der nicht benötigten Antennenkontur, der nicht durch die Leimkontur mit der Trägerbahn verbunden ist, stellt nicht wie bei einem Etikettenstanzgitter eine durchgehende, abziehbare Gitternetzstruktur dar, sondern einzelne getrennte Abschnitte, die aufwendig abgenommen und entsorgt werden müssen.
Eine gattungsgleiche Stanztransfervorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben derselben sind bekannt aus der Patentschrift DE 10 2007 041752 A1 . Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Stanztransfervorrichtung sowie ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Stanzvorrichtung anzugeben, mit dem die eingangs geschilderten Nachteile vermieden werden. Insbesondere soll die Art und Weise der Antennenherstellung und die Aufbringung der Antenne auf ein Zielbauteil, wie zum Beispiel einer bedruckten Papierbahn, sowie die Entsorgung der nicht benötigten Metallfolienanteile der Antenne erleichtert werden.
Diese Aufgabe ist durch die Merkmale der beiden unabhängigen Patentansprüche gelöst.
Hinsichtlich der Stanztransfervorrichtung zur Herstellung von RFID-Inlays ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Stanztransfervorrichtung ein Stanzwerkzeug mit einem Vakuumanschluss aufweist, wobei der Vakuumanschluss mit einem porösen Elastomer zusammenwirkt. Mittels des Stanzwerkzeuges kann ein mehrschichtiger Verbund in einer gewünschten Kontur ausgestanzt werden, wobei die gewünschte ausgestanzte Kontur mittels des Vakuumanschlusses zur Erzeugung eines auf das ausgestanzte Teil wirkende Vakuum festgehalten wird. Nachdem dieser Ausstanzvorgang stattgefunden hat, ist es möglich, dass die ausgestanzte gewünschte Kontur an ein Zielbauteil übergeben werden kann. In der einfachsten Form ist dieses Zielbauteil beispielsweise ein Produkt wie beispielsweise eine rückseitig bedruckte Papierbahn, eine Verpackung oder dergleichen, auf die die ausgestanzte Kontur abgegeben wird. Alternativ dazu ist es auch denkbar, dass die ausgestanzte Kontur auf einen weiteren Träger aufgebracht wird und dort beispielsweise eine ausgestanzte Kontur nach der anderen auf diesen Träger aufgebracht wird, um so eine Vielzahl von hintereinander angeordneten in der gewünschten Kontur ausgestanzten Verbundschichten anzuordnen.
Mittels des Stanzwerkzeuges wird ein mehrschichtiger Verbund, der zumindest aus einer Trägerschicht, einer Klebeschicht und einer damit zusammenwirkenden Metallschicht besteht, in der gewünschten Kontur ausgestanzt. Hierbei ist es wichtig, dass nicht der gesamte mehrschichtige Verbund in der gewünschten Kontur ausgestanzt wird, sondern zumindest nur die Metallschicht und die damit in Wirkverbindung stehende Klebeschicht. Denn nach dem Ausstanzen soll mindestens die Metallschicht und die daran darauf aufgebrachte Klebeschicht in dem Stanzwerkzeug verbleiben. Um dies zu realisieren, ist einerseits der Vakuumanschluss vorgesehen, der den mehrschichtigen Verbund in dem Stanzwerkzeug hält. Gleichzeitig muss sichergestellt werden (vor allen Dingen mit höchster Präzision), dass die Schneide des Stanzwerkzeuges der Metallschicht und der darauf aufgebrachten Klebeschicht die gewünschte Kontur gibt, indem sie ausgestanzt wird, jedoch die Trägerschicht nicht gestanzt wird. Dies ist erforderlich, da sie nach dem Stanzen entfernt werden soll und der Metallschicht-Klebeschicht-Verbund der ausgestanzt wurde, für die nachfolgende Bearbeitung beziehungsweise Weiterverarbeitung bereitgestellt werden soll. Um mittels des Vakuumanschlusses erzeugtes Vakuum auf den mehrschichtigen Verbund wirken zu lassen, ist weiterhin ein poröses Elastomer vorhanden. Dieses poröse Elastomer hat zum Einen den Vorteil, dass das Vakuum, welches einen Unterdruck zum Festhalten des mehrschichtigen Verbundes in dem Stanzwerkzeug erzeugt, flächig auf den mehrschichtigen Verbund wirken kann. Außerdem bewirkt eine entsprechende Abstimmung des porösen Elastomers, insbesondere hinsichtlich seiner Dicke und seiner Materialeigenschaften, dass im Zusammenspiel mit dem erzeugten Vakuum der mehrschichtige Verbund präzise und vor allen Dingen lagedefiniert so weit in das Stanzwerkzeug hinein bewegt wird beziehungsweise das Stanzwerkzeug soweit beim Stanzen wirken kann, dass mindestens die Metallschicht und die darauf befindliche Klebeschicht gestanzt wird, die Trägerschicht aber von dem Stanzwerkzeug nicht berührt wird. Dadurch wird in dem Zusammenspiel zwischen dem verformbaren porösen Elastomer und dem erzeugten Vakuum sichergestellt, dass der mehrschichtige Verbund, bestehend mindestens aus Metallschicht, Klebeschicht und Trägerschicht, so in dem Stanzwerkzeug ausgestanzt und festgehalten wird, dass nach dem Stanzvorgang mindestens die Metallschicht mit ihrer Klebeschicht in dem Stanzwerkzeug verbleibt und die Trägerschicht zusammen mit den nicht benötigten Schichten des mehrschichtigen Verbundes (also der Bearbeitungsabfall, insbesondere der Stanzabfall) entfernt werden kann. Nach dem Entfernen der Trägerschicht liegt die Klebeschicht der Metallschicht (zum Beispiel einer Antenne oder Antennenstruktur) frei, so dass dadurch die Metallschicht über ihre Klebeschicht der weiteren Verarbeitung abgegeben werden kann. Damit lässt sich in sehr einfacher Art und Weise eine Antenne für ein RFID-Inlay herstellen, wobei dies insbesondere massenweise erfolgen kann. Hierzu ist in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass mehrere Stanzwerkzeuge auf einer Stanzwalze auf deren Umfang verteilt angeordnet sind. Somit kann mittels dieser auf der Stanzwalze angeordneten Stanzwerkzeuge rotatorisch und hintereinander der mehrschichtige Verbund ausgestanzt und die ausgestanzten Konturen der weiteren Verarbeitung zugeführt werden.
In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Stanzwerkzeug einen Schneidwinkel ≤ 45°, vorzugsweise im Bereich zwischen 30° und 35°, aufweist. Dadurch ist in vorteilhafter Weise eine präzise Konturgebung möglich, so dass die Metallschicht, die beispielsweise später die Antenne des RFID-Inlays bildet, nicht nur mit höchster Präzision ausgestanzt, sondern auch in dem Stanzwerkzeug festgehalten werden kann. Dies trägt zu dem Halten mittels der Vakuumkraft bei. Die Stanzflanken des Stanzwerkzeuges können symmetrisch abgewinkelt zu der Stanzrichtung ausgerichtet sein.
In Weiterbildung der Erfindung ist eine Stanzflanke des Stanzwerkzeuges parallel zu einer Stanzrichtung ausgerichtet (asymmetrisch). Dadurch wird bewirkt, dass die Schnittkante der Metallschicht parallel zu der Stanzrichtung ausgerichtet ist. Dies hat den Vorteil, dass dadurch der ausgestanzte mehrschichtige Verbund, bestehend mindestens aus Klebeschicht und Metallschicht, definiert in dem Stanzwerkzeug gehalten wird, zusätzlich zu dem Zusammenwirken des porösen Elastomers und der Vakuumkraft, die in diesem Zustand ein Zusammenziehen des porösen Elastomers bewirkt. Nachdem der Stanzvorgang beendet ist kann die Trägerschicht entfernt werden, so dass dadurch zunächst die Klebeschicht freiliegt und innerhalb der axialen Erstreckung der Stanzflanken oder innerhalb des Stanzwerkzeuges angeordnet ist. In diesem Zustand ist es nicht möglich oder nicht großflächig möglich, die Klebeschicht für die weitere Verarbeitung heranzuziehen. Die Vakuumkraft kann weggenommen oder zumindest gegenüber der vorher aufgebrachten Vakuumkraft reduziert oder beibehalten werden, so dass sich das poröse Elastomer, welches während des Stanzvorganges zusammengedrückt wurde, definiert nur aufgrund seiner Elastizität (unabhängig von der Vakuumkraft) entspannen kann, so dass dadurch die Ebene, in der die Klebeschicht liegt, aus der Ebene, in der der Endbereich der Stanzflanken liegt, herausbewegt wird. Damit ist die Klebeschicht für die weitere Verarbeitung frei zugänglich.
Bisher handelte es sich bei dem mehrschichtigen Verbund um einen solchen Verbund, der aus einer Metallschicht, einer Klebeschicht und einer Trägerschicht besteht. Ein solcher mehrschichtiger Verbund ist beispielsweise ein Papier-Aluminium-Verbund (auch als PAL-Verbund bezeichnet). Je nach Art und Weise, in welcher Form die ausgestanzte Metallschicht der weiteren Verarbeitung zugeführt werden soll, ist es nicht ausreichend, nur wie vorstehend beschrieben, der Metallschicht mit der anhaftenden Klebeschicht die gewünschte Kontur mittels eines Stanzvorganges zu geben. Daher ist es denkbar, dass dieser mehrschichtige Verbund über eine weitere Klebeschicht auf eine weitere Trägerschicht aufzubringen. Durch entsprechende Formgebung (insbesondere Dicke) und Materialeigenschaften (insbesondere Elastizität) des porösen Elastomers in Verbindung mit der über den Vakuumanschluss aufgebrachten Vakuumkraft kann also der mehrschichtige Verbund (zum Beispiel der PAL-Verbund) und die zusätzliche Klebeschicht mittels des Stanzwerkzeuges ausgestanzt werden, wobei die zusätzlich aufgebrachte Trägerschicht von dem Stanzwerkzeug nicht erreicht wird. Auch in diesem Fall kann nach Reduzierung oder Aufhebung der Vakuumkraft das poröse Elastomer den mehrschichtigen Verbund, der dadurch vorher in dem Stanzwerkzeug gehalten wurde, in einem gewünschten Maß aus dem Stanzwerkzeug herausdrücken, so dass nach dem Abziehen der weiteren Trägerschicht die zusätzliche Klebeschicht freiliegt, und dieser mehrschichtige Verbund der weiteren Verarbeitung zur Verfügung gestellt werden kann.
Bezüglich der Vakuumkraft wird allgemein noch auf folgendes hingewiesen: die Vakuumkraft dient im Wesentlichen zum Halten des mehrschichtigen Verbundes innerhalb des Stanzwerkzeuges. Sie wird zwar auch, wenn überhaupt, ein äußerst geringfügiges Zusammenziehen des porösen Elastomers bewirken. Das poröse Elastomer wird aber im Wesentlichen oder nur durch die beim Stanzen wirkenden Kräfte zusammengedrückt und entspannt sich nach dem Stanzvorgang ganz überwiegend oder vollständig unabhängig von der Vakuumkraft.
Für eine Reduzierung der Stückkosten zur Herstellung dieser Produkte und eine einheitliche Auswahl der Werkstoffe hinsichtlich der Umweltverträglichkeit ist es notwendig sowie erfindungswesentlich; die Antenne direkt auf der Deck- oder Trägerbahn aufzubauen und damit in vorteilhafter Weise eine einheitliche Werkstoffauswahl und eine Reduzierung auf 2 Lagen zu ermöglichen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer Stanztransfervorrichtung zur Herstellung von RFID-Inlays, genauer von Antennen von RFID-Inlays, wird im Zusammenhang mit dem dabei verwendeten erfindungsgemäßen Stanzwerkzeug im Folgenden im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert und beschrieben.
Die Figuren 1 und 2 zeigen eine Stanztransfervorrichtung 1 im Augenblick des Stanzvorganges (Figur 1) und im Zeitpunkt des Transfers der ausgestanzten Kontur (Figur 2) vor der Abgabe an die weitere Verarbeitung.
Die Stanztransfervorrichtung 1 umfasst ein Stanzwerkzeug 2, wobei ein solches Stanzwerkzeug 2 als Stand-alone-Werkzeug oder beispielsweise auch mehrfach vorhanden auf einer Stanzwalze angeordnet ist. Das Stanzwerkzeug 2 weist einen Vakuumanschluss 3 auf, wobei über diesen Vakuumanschluss 3 ein auf die Innenkontur des Stanzwerkzeuges 2 wirkende Vakuumkraft erzeugt werden kann. Diese Vakuumkraft kann gesteuert geändert werden.
Mittels des Stanzwerkzeuges 2 soll einem mehrschichtigen Verbund durch Stanzen eine gewünschte Kontur gegeben werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der Verarbeitungsschritte, die in Figur 1 und 2 dargestellt sind, handelt es sich um einen mehrschichtigen Verbund mit einer ersten Trägerschicht 4, einer darauf vorhandenen ersten Klebeschicht 5, wobei die erste Klebeschicht 5 mit einer zweiten Trägerschicht 6 in Verbindung steht. Die zweite Trägerschicht 6 wiederum umfasst großflächig eine zweite Klebeschicht 7, auf der flächig eine Metallschicht 8 angeordnet ist. Die erste Trägerschicht 4 ist beispielsweise eine Silikonfolie, die zweite Trägerschicht 6 besteht beispielsweise aus Papier und die Metallschicht 8 besteht aus Aluminium. Besonders einfach und kostengünstig lässt sich dieser mehrschichtige Verbund realisieren, wenn die Schichten 6, 7 und 8 den zuvor schon beschriebenen PAL-Verbund bilden. Dieser ist von der Rolle kostengünstig einzusetzen.
Der zuvor beschriebene mehrschichtige Verbund 4 bis 8 wird dem Stanzwerkzeug 2 zugeführt. Das Stanzwerkzeug 2 wird ausgehend von der Metallschicht 8 in Richtung der ersten Trägerschicht 4 bewegt, und zwar so weit axial bewegt, bis die bei Betrachtung der Figur 1 unterste Kontur des Stanzwerkzeuges 2 bis an die obere Ebene der ersten Trägerschicht 4 beziehungsweise in die Ebene, in der sich die erste Klebeschicht 5 befindet, hineinragt. Hierzu kann sich die erste Trägerschicht 4 an einer Gegenstütze (zum Beispiel flächig oder als Gegendruckwalze ausgebildet) abstützen. Damit die auszustanzende Kontur, bestehend aus den Schichten 5 bis 8, in dem Stanzwerkzeug geführt und gehalten wird, weist das Stanzwerkzeug 2 eine Stanzflanke 10 auf, wobei diese Stanzflanke 10 in vorteilhafter Weise parallel (asymmetrisch) zu einer Stanzrichtung 11 verläuft. Die andere Stanzflanke des Stanzwerkzeuges 2 ist in einem Winkel a, vorzugsweise ≤ 45°, weiter vorzugsweise im Bereich zwischen 30° und 35°, vorgesehen. Durch diese Ausgestaltung der Stanzflanke 10 ergibt sich eine nahezu rechtwinklige Stanzkontur bezüglich der Oberfläche des mehrschichtigen Verbundes. Beide Flanken des Stanzwerkzeuges können auch symmetrisch in Bezug auf die Stanzrichtung 11 ausgerichtet sein.
Um die auszustanzende Kontur dieses mehrschichtigen Verbundes hinsichtlich der Stanzrichtung 11 zu führen und auch in dem Stanzwerkzeug 2 zu halten, wird in diesem Fall über den Vakuumanschluss 3 eine Vakuumkraft über ein poröses Elastomer großflächig auf die Metallschicht 8 wirken lassen. Dadurch, dass sich insbesondere die erste Trägerschicht 4 definiert abstützt, aber auch eine definierte Vakuumkraft auf den mehrschichtigen Verbund wirkt, wird das poröse Elastomer 9 in definierter Weise in seiner axialen Erstreckung in Bezug auf die Stanzrichtung 11 zusammengezogen. Dadurch wird in vorteilhafter Weise bewirkt, dass mittels der Stanzflanke 10 des Stanzwerkzeuges 2 der mehrschichtige Verbund 5 bis 8 ausgestanzt und in dem Stanzwerkzeug 2 gehalten wird. Aufgrund der Materialeigenschaften des porösen Elastomers 9 und der aufgebrachten Vakuumkraft wird sichergestellt, dass der Endbereich der Stanzflanke 10 nicht bis in die erste Trägerschicht 4 hineinreicht. Somit wird mittels des Stanzwerkzeuges 2 aus einem mehrschichtigen Verbund eine gewünschte Kontur ausgestanzt und festgehalten und anschließend durch Veränderung der Form des porösen Elastomers 9, insbesondere seiner Dicke, und / oder durch Veränderung des Vakuums abgegeben.
Diese Abgabe an die nachfolgende Verarbeitung erfolgt dadurch, dass nach diesem Ausstanzvorgang die erste Trägerschicht, beispielsweise die Silikonfolie, abgezogen wird. Dabei werden auch die übrigen Schichten 5 bis 8, die außerhalb der Kontur des Stanzwerkzeuges 2 liegen, mit entfernt. Hierbei ist wichtig, dass die Adhäsionskräfte der Klebeschicht 7 deutlich größer sind als die der Klebeschicht 5, um zu verhindern, dass mit dem Abziehen der ersten Trägerschicht 4 auch die darauf angeordneten Schichten 6, 8 mit abgezogen werden. Somit kann mittels des Stanzwerkzeuges 2 nicht nur der Stanzvorgang, sondern auch der Transfervorgang für die weitere Verarbeitung des ausgestanzten mehrschichtigen Verbundes erfolgen.
Während in den Figuren 1 und 2 ein erstes Beispiel für den mehrschichtigen Verbund gezeigt ist, ist der gleiche Vorgang (Ausstanzen und Transfer) in den Figuren 3 und 4 ebenfalls dargestellt, wobei hier die weitere Trägerschicht 6 und die Metallschicht 8 bezüglich der Klebeschicht 7 miteinander vertauscht sind. Dies kann für die nachfolgende Verarbeitung des ausgestanzten mehrschichtigen Verbundes von Bedeutung sein.
Bezug nehmend auf die Figuren 2 beziehungsweise 4 wird noch der eigentliche Transfervorgang beschrieben. Nachdem gemäß den Figuren 1 und 3 der mehrschichtige Verbund 5 bis 8 ausgestanzt worden ist, wird in einem nachfolgenden Schritt die erste Trägerschicht 4 mit den um den ausgestanzten Konturbereich vorhandenen Schichten entfernt. Damit verbleibt innerhalb des Stanzwerkzeuges 2 die in die gewünschte Kontur gebrachte Metallschicht 8, die über die Klebeschicht 7 mit der weiteren Trägerschicht 6 verbunden ist. Hierbei handelt es sich um den schon genannten PAL-Verbund. Dies stellt jedoch keine Einschränkung dar, da auch andere Materialien eingesetzt werden können.
Bei Betrachtung der Figuren 1 beziehungsweise 3 liegt diese Klebeschicht 5 während des Stanzvorganges in etwa in der Ebene, die durch die äußeren Kanten (bei Betrachtung der Figuren 1 oder 3 die nach unten weisenden Schneidkanten) der Stanzflanken 10 gebildet ist. Damit war zu diesem Zeitpunkt (also während und direkt nach dem Ausstanzen) die Klebeschicht 5 noch nicht für die weitere Verarbeitung definiert zugänglich. Nach dem Stanzvorgang kann sich das poröse Elastomer 9 definiert entspannen (wobei vorher der poröse Elastomer 9 während des Stanzvorganges aufgrund der Gestaltung des Stanzwerkzeuges 2 definiert zusammengedrückt wurde). Während des Stanzvorganges wirkt die Vakuumkraft auf den innerhalb des Stanzwerkzeuges 2 befindlichen mehrschichtigen Verbund, um diesen dort zu halten. Nach dem Stanzvorgang wird die über den Vakuumanschluss 3 aufgebrachte Vakuumkraft beibehalten, reduziert beziehungsweise aufgehoben. In vorteilhafter Weise wird sie beibehalten, um den innerhalb des Stanzwerkzeuges 2 befindlichen, jetzt gestanzten mehrschichtigen Verbund dort zu halten. Sie kann aber auch reduziert oder aufgehoben werden, wenn der mehrschichtige Verbund direkt nach dem Stanzvorgang an das Zielbauteil übertragen wird. Wichtig ist auf jeden Fall, dass die Klebekräfte der Klebeschicht 5 größer sind als die Haltekräfte innerhalb des Stanzwerkzeuges, damit mittels dieser Adhäsionskräfte der ausgestanzte mehrschichtige Verbund aus dem Stanzvorgang entnommen und dem Zielbauteil zugeführt und dort aufgeklebt werden kann.
Somit kann sich also das poröse Elastomer 9 nach dem Stanzvorgang wieder definiert entspannen (weil die Gegenstütze weggenommen wurde), so dass es den ausgestanzten mehrschichtigen Verbund in einem gewünschten Maß in Richtung einer Abgaberichtung 12 aus dem Stanzwerkzeug 2 herausdrückt. Dieses Maß des Herausdrückens ist so gewählt, dass vorzugsweise die gesamte Klebeschicht 5 und gegebenenfalls auch ein Teil der zweiten Trägerschicht 6 aus der Ebene, die durch die Unterkanten der Stanzflanken 10 begrenzt ist, herausbewegt wird. Dieser Zeitpunkt nach der Reduzierung oder auf Aufhebung der Vakuumkraft und dem Entspannen des porösen Elastomers 9 (also einer Vergrößerung der axialen Erstreckung in Richtung der Abgaberichtung 12) ist in den Figuren 2 und 4 dargestellt. Nachdem dies erfolgt ist, kann dieser ausgestanzte mehrschichtige Verbund 5 bis 8 an eine weitere Verarbeitung abgegeben werden (Transfer).
Bis zu diesem Zeitpunkt bestand der mehrschichtige Verbund innerhalb des Stanzwerkzeuges 2 großflächig aus den Schichten 5 bis 8. Da es aber erforderlich sein kann, insbesondere zur Herstellung einer Antenne eines RFID-Inlays, der Metallschicht 8 ebenfalls eine gewünschte Kontur zu geben, kann in Weiterbildung der Erfindung daran gedacht werden, dass vor dem bisher beschriebenen Vorgang des Ausstanzens der Metallschicht 8 durch einen weiteren, insbesondere vorgelagerten, Bearbeitungsvorgang, insbesondere ebenfalls einen Stanzvorgang, eine gewünschte Kontur gegeben wird. Die gewünschte Kontur kann beispielsweise eine Ausnehmung 14 in der Metallschicht, aber auch eine komplexere Geometrie sein. Der weitere, insbesondere vorgelagerte Bearbeitungsvorgang muss nicht ein Stanzvorgang sein, sondern kann beispielsweise auch durch einen Vorgang mittels eines Lasers oder dergleichen erfolgen. Die der Metallschicht 8 zu gebende gewünschte Gesamtkontur ist beispielhaft bei Draufsicht in Figur 5 dargestellt, wobei hier als mehrschichtiger Verbund die Schichten 5 bis 8 ausgestanzt und auf ein Zielbauteil 13 (zum Beispiel eine Papierbahn) abgegeben (transferiert) worden sind. Je nach Vorhandensein von mehr oder weniger Schichten werden in Abhängigkeit dessen auch mehr oder weniger Schichten (zum Beispiel nur die Metallschicht mit ihrer Klebeschicht) nach dem Stanzvorgang auf das Zielbauteil 13 transferiert. Somit kann also in einem Ausführungsfall zumindest die Metallschicht 8 in eine gewünschte Form, insbesondere einer Ausnehmung 14, gebracht werden, bevor der mehrschichtige Verbund 4 bis 8 dem Stanzwerkzeug 2 zugeführt wird. Dadurch wird in vorteilhafter Weise die Metallschicht 8 in die gewünschte Kontur (zum Beispiel die für ein RFID-Inlay erforderliche Antennenstruktur) gebracht und kann dem weiteren Stanz- und Transfervorgang unterzogen werden. Insbesondere im Hinblick auf den mehrschichtigen Verbund 4 bis 8 und den nachfolgenden Stanz- und Transfervorgang wird in besonders vorteilhafter und erfindungswesentlicher Weise erreicht, dass für die Herstellung von Antennen für RFID-Inlays eine Antennenstruktur hergestellt wird, so dass nur noch die Antennenstruktur mit ihrer Klebeschicht auf das Zielbauteil aufgebracht werden muss.
Hierbei handelt es sich also um einen ganz entscheidenden und wesentlichen Vorteil der erfindungsgemäßen Stanztransfervorrichtung und dem damit durchzuführenden Verfahren.
Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass vor dem Stanzvorgang die zweite Trägerschicht 6 von der ersten Trägerschicht 4 gelöst und danach diese beiden Schichten 4, 6 wieder zusammengebracht werden. Dadurch wird der sogenannte Releasewert zwischen den beiden Schichten 4, 6, die über die Klebeschicht 5 miteinander verbunden sind, herabgesetzt. Das bedeutet, dass zum Trennen der beiden Trägerschichten 4, 6 voneinander zunächst eine bestimmte Kraft aufgebracht werden muss, um die Adhäsionskräfte der die beiden Schichten 4, 6 verbindende Klebeschicht 5 zu überwinden. Werden nun diese beiden Trägerschichten 4, 6 wieder zusammengebracht und erneut voneinander gelöst, ist die hierfür erforderliche Kraft (Release) geringer. Diesen Umstand macht man sich zunutze, um den mehrschichtigen Verbund dem Stanzvorgang zuzuführen, so dass es nach Ausführung des Stanzvorganges geringerer Kräfte bedarf, um die erste Trägerschicht 4 von dem ausgestanzten mehrschichtigen Verbund zu entfernen. Dies wirkt sich vorteilhaft deshalb aus, weil dadurch auch nur verringerte Kräfte erforderlich sind, um den mehrschichtigen ausgestanzten Verbund 5 bis 8 in dem Stanzwerkzeug 2 entweder nur durch die Formgebung der Stanzflanke 10 (gegebenenfalls auch unter Weglassung der Vakuumkraft) zu halten. Ist die Vakuumkraft vorhanden, kann diese kleiner ausfallen, da der Releasewert der Verbindung zwischen den beiden Trägerschichten 4, 6 durch das vorher erfolgte Lösen und wieder Zusammenbringen reduziert wurde. Dies wirkt sich vor allen Dingen bei dem Stanzen und dem Transfer von dem mehrschichtigen Verbünden in großer Stückzahl vorteilhaft aus.
Ergänzend dazu kann erfindungsgemäß der Vorgang des Zusammenbringens der beiden Trägerschichten 4, 6 deckungsgleich oder zueinander versetzt erfolgen. Erfolgt der Vorgang des Zusammenbringens der beiden Trägerschichten 4, 6 deckungsgleich, wird wie schon beschrieben der Releasewert in vorteilhafter Weise reduziert. Erfolgt das Zusammenbringen der beiden Trägerschichten 4, 6 versetzt zueinander, hat dies den Vorteil, dass dadurch die ausgestanzt oder in anderer Weise erfolgte Bearbeitung der Metallschicht 8, die möglicherweise bis in Richtung der ersten Trägerschicht 4 gereicht hat, nicht mehr deckungsgleich nach dem Zusammenbringen sind. Dadurch lässt sich in vorteilhafter Weise sicherstellen, dass dann, wenn durch den weiteren Bearbeitungsvorgang die Metallschicht 8 insbesondere eine filigrane, zum Beispiel Antennenstruktur erhalten hat, ohne Weiteres, vor allen Dingen ohne Beschädigungen beim weiteren Verarbeiten nach dem Transfer von der ersten Trägerschicht 4 entfernt werden kann.
Schließlich ist vorgesehen, dass der ausgestanzte mehrschichtige Verbund, bestehend aus der Trägerschicht 6, den Klebeschichten 5, 7 sowie der Metallschicht 8, mittels der Klebeschicht 5 auf eine weitere Trägerschicht abgegeben wird. Dadurch lassen sich die Metallschichten 8 in ihrer gewünschten Kontur, insbesondere der filigranen Antennenstruktur, auf die weitere Trägerschicht nach dem Bearbeiten und dem Transfer abgeben. Wird danach schließlich die Trägerschicht 4 entfernt, kann der mehrschichtige Verbund 5 bis 8 in ihrer gegebenen Kontur dem Zielbauteil zugeführt werden. Der nicht benötigte Teil des mehrschichtigen Verbundes außerhalb der Stanzkontur des Stanzwerkzeuges verbleibt auf der ersten Trägerschicht 4 und wird zusammen mit dieser entsorgt, zum Beispiel auf einer Rolle ohne Bildung von störenden Abfällen aufgewickelt.
Die Erfindung bietet somit den ganz entscheidenden Vorteil, dass mittels der Stanztransfervorrichtung nur derjenige Teil des mehrschichtigen Verbundes ausgestanzt und der weiteren Verarbeitung zugeführt wird, der auch für die weitere Verarbeitung benötigt wird. Der übrige Teil (Rest) des mehrschichtigen Verbundes kann auf einfachste Art und Weise entsorgt werden und es müssen nicht, wie bisher im Stand der Technik, einzelne Schichten aufgenommen und entsorgt werden.
Der mehrschichtige Verbund kann wie beschrieben aus den Schichten 4 bis 8 bestehen. Es sind aber auch mehr Schichten als diese denkbar, genauso wie ein mehrschichtiger Verbund nur aus einer Trägerschicht oder Klebeschicht und einer weiteren Schicht, insbesondere einer Metallschicht, bestehen kann, die über eine Klebeschicht miteinander verbunden sind. Die bisher genannte Metallschicht 8 wird in vorteilhafter Weise zur Herstellung einer Antenne bzw. Antennenstruktur verwendet und besteht daher aus einem elektrisch leitfähigen Material (zum Beispiel Aluminiumfolie). Je nach Einsatzzweck des ausgestanzten mehrschichtigen Verbundes kann die bisher beschriebene Metallschicht auch aus einem elektrisch nicht leitfähigen Material (wie zum Beispiel aus Textil, Papier, Kunststofffolie oder dergleichen) bestehen.

Bezugszeichenliste

1.: Stanztransfervorrichtung
2.: Stanzwerkzeug
3.: Vakuumanschluss
4.: Erste Trägerschicht
5.: Erste Klebeschicht
6.: Zweite Trägerschicht
7.: Zweite Klebeschicht
8.: Metallschicht
9.: Poröser Elastomer
10.: Stanzflanke
11.: Stanzrichtung
12.: Abgaberichtung
13.: Zielbauteil
14.: Ausnehmung

Claims

Stanztransfervorrichtung (1) zur Herstellung einer RFID-Antenne, dadurch gekennzeichnet, dass die Stanz-Transfer-Vorrichtung (1) ein Stanzwerkzeug (2) mit einem Vakuumanschluss (3) aufweist, wobei der Vakuumanschluss (3) mit einem porösen Elastomer (9) zusammenwirkt.
Stanztransfervorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stanzwerkzeug (2) einen zu einer Stanzrichtung (11) symmetrisch oder asymmetrisch ausgerichteten Schneidwinkel (a) kleiner gleich 45 Grad, insbesondere im Bereich zwischen 30 Grad und 35 Grad, aufweist.
Stanztransfervorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stanzflanke (10) des Stanzwerkzeuges (2) parallel zu einer Stanzrichtung (11) ausgerichtet ist.
Stanztransfervorrichtung (1) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Stanzwerkzeuge (2) auf einer Stanzwalze auf deren Umfang verteilt angeordnet sind.
Verfahren zum Betreiben einer Stanztransfervorrichtung (1), insbesondere zur Herstellung von RFID-Antennen, dadurch gekennzeichnet, dass die Stanz-Transfer-Vorrichtung (1) ein Stanzwerkzeug (2) mit einem Vakuumanschluss (3) aufweist, wobei der Vakuumanschluss (3) derart mit einem porösen Elastomer (9) zusammenwirkt, dass mittels des Stanzwerkzeuges (2) aus einem mehrschichtigen Verbund eine gewünschte Kontur ausgestanzt und festgehalten und anschließend durch Veränderung der Form des porösen Elastomers (9) und/oder durch Veränderung des Vakuums abgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der mehrschichtige Verbund aus einer ersten Trägerschicht (4) und zumindest einer zweiten Trägerschicht (6), die mittels einer lösbaren ersten Klebeschicht (5) miteinander verbunden sind, besteht und die zumindest zweite Trägerschicht (6) über eine zweite Klebeschicht (7) mit einer Metallschicht (8) verbunden ist, wobei mittels des Stanzwerkzeuges (2) die gewünschte Kontur aus allen Schichten (5 bis 8) mit Ausnahme der ersten Trägerschicht (4) ausgestanzt wird.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Ausstanzen dem mehrschichtigen Verbund, insbesondere aufweisend die Schichten 5 bis 8, durch einen weiteren, insbesondere vorgelagerten Bearbeitungsvorgang, insbesondere einen Stanzvorgang, eine gewünschte Kontur, insbesondere eine Ausnehmung (14), gegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Stanzvorgang die zweite Trägerschicht (6) von der ersten Trägerschicht (4) gelöst und danach wieder zusammengebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorgang des Zusammenbringens der beiden Trägerschichten (4, 6) deckungsgleich oder zueinander versetzt erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der ausgestanzte mehrschichtige Verbund, bestehend aus der Trägerschicht (6), den Klebeschichten (5, 7) sowie der Metallschicht (8), mittels der Klebeschicht (5) auf eine weitere Trägerschicht abgegeben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Abfall um den ausgestanzten mehrschichtigen Verbund herum entsorgt, insbesondere auf einer Rolle aufgewickelt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Abfall um den ausgestanzten mehrschichtigen Verbund herum durch die erste Klebeschicht (5) auf der ersten Trägerschicht (4) verbleibt und mit ihr entsorgt, insbesondere auf einer Rolle aufgewickelt wird.