JP2000510066A

JP2000510066A - 面対面の重合体シートの２工程溶融のための装置

Info

Publication number: JP2000510066A
Application number: JP09540936A
Authority: JP
Inventors: ヴイー．コーパス，ポール; フィールド，ゲイリー; ケー．フォッサム，ダグラス
Original assignee: ミネソタマイニングアンドマニュファクチュアリングカンパニー; アトランテック，インコーポレイテッド
Priority date: 1996-05-13
Filing date: 1997-05-07
Publication date: 2000-08-08
Also published as: WO1997043110A1; CA2254876A1; AU2831097A; EP0904191A1; BR9709235A; AU717865B2; KR20000011135A; AR007107A1

Abstract

(57)【要約】ポリ塩化ビニルシート（１６）と非晶質コポリエステルシート（１４）を溶融するように操作される装置（１１７）は第１及び第２ローラー（１２４，１２６）の周囲で受けとめられた無端ベルト（１２２）を有するベルト集成体（１１８）を含む。装置（１１７）はローラー（１２４，１５８）がシート（１４，１６）を一緒に加圧してポリ塩化ビニル側と対抗する非晶質コポリエステル側とを有する２ピース構造（１２）を規定するように第１ローラー（１２４）とインプットニップを形成するために第１ローラー（１２４）と協同して装着された第３ローラー（１５８）をさらに含む。ポリ塩化ビニル側は第１ローラー（１２４）に隣接して位置される。装置（１１７）は２ピース構造（１２）のポリ塩化ビニル側がシート（１４，１６）がニップを通過するとき加熱されるように第１ローラー（１２４）を加熱するためのカートリッジヒーター（１５４）をさらに含む。第３ローラー（１５８）は非晶質コポリエステル側が冷却されポリ塩化ビニル側が加熱されるようにファン手段（１６４）によって冷却される。装置（１１７）は２ピース構造（１２）のポリ塩化ビニル側に追加の熱を適用するための加熱定盤（１８０）をさらに含む。加熱定盤（１８０）はベルト（１２２）の下側と熱伝達状態にあり、ベルト（１２２）が定盤（１８０）の上に２ピース構造を運ぶときにさらなる熱は２ピース構造のポリ塩化ビニル側に適用される。最後に、装置は２ピース構造が加熱定盤（１８０）から離れて輸送されるとき２ピース構造（１２）の両側を冷却するためにベルト（１２２）の上下に位置されたファン冷却ヒートシンク（１９４，２０２）を含む。

Description

【発明の詳細な説明】面対面の重合体シートの２工程溶融のための装置発明の背景及び概要本発明はＩＤ(identification)カードの如き２ピースカード構造を形成するための非晶質コポリエステル裏シート及びポリ塩化ビニルシートの溶融に関し、特に連続的な溶融及び冷却工程を通して対面するシートを輸送するためのベルト型輸送装置に関する。ここで意図されている一般的なタイプのベルト型輸送装置は以前からラミネーション技術において知られている。一般に、従来技術の装置は代表的には面対面の関係でシートを維持しながら熱可塑性シートの表面に熱を適用するための単一の加熱ステーションだけを含んでいる。これらの装置は単一工程ラミネーターとして知られ、それらは多くのタイプの熱可塑性シート材料をラミネートするために有効である。しかしながら、上記非晶質コポリエステル及びポリ塩化ビニル材料の如きある種の熱可塑性シート材料は従来技術の装置によって満足されない特別な加熱及び冷却特性を有する。これらの新しいカード材料の溶融のために有効な装置に対する工業上の要求が存在することがわかった。本発明の第１具体例は密接な間隔の隣接関係で支持されている上部及び下部ベルト集成体を含む２工程溶融装置を提供する。下部ベルト集成体は第１及び第２ローラーの周囲に受けとめられたステンレス鋼ベルトを含み、上部ベルト集成体は第３及び第４ローラーの周囲に受けとめられたガラス繊維ベルトを含む。ベルト集成体は第１及び第３ローラーがインプットニップを形成し、第２及び第４ローラーがアウトプツトニップを形成し、無端ベルトが対面関係で存在するようにフレーム構造内に支持されている。第１及び第２ローラーは適所に固定され、第３及び第４ローラーは第１及び第２ローラーに対してスライド可能に懸垂されている。第３及び第４ローラーは第１及び第２ローラーに向かってそれらの懸垂された位置から下方に偏位され、間隔はあいているが加圧されたインプット及びアウトプットニップを形成する。第１又は下部のインプットローラーは内部カートリッジヒーターによって約２００℃まで加熱される。加熱されたインプットニップはコポリエステルシート及びポリ塩化ビニルシートを一緒に加圧して二つの対面するシートを２ピース構造を形成するように初期溶融するために操作される。第１ローラーに隣接する金属ベルトの上部分と境を接する関係で位置された加熱定盤は約１６０℃の温度に加熱されて完全な溶融工程を規定する。ファン冷却されたヒートシンクはそれらの間を通過する金属及びガラス繊維ベルトを冷却し、溶融後カードから熱を除去するためのアウトプットニップに隣接した境を接する関係で位置される。装置の第２具体例は第１及び第２ローラーの周囲に受けとめられた無端ベルトを有する単一ベルト集成体を含む。装置はローラーがシートを一緒に圧縮してポリ塩化ビニル側と対抗する非晶質コポリエステル側とを有する２ピース構造を規定するように第１ローラーとインプットニップを形成するために第１ローラーと協同して装着された第３ローラーをさらに含む。ポリ塩化ビニル側は第１ローラーに隣接して位置される。装置は２ピース構造のポリ塩化ビニル側が対面するシートがニップを通過するにつれて加熱されるように第１ローラーを加熱するためのカートリッジヒーターをさらに含む。第３ローラーは非晶質コポリエステル側が冷却され一方ポリ塩化ビニル側が加熱されるようにファン手段によって積極的に冷却される。ローラーファンはコポリエステルのニップ圧力下の変形を防止するために初期溶融中に非晶質コポリエステルシートから熱を積極的に除去する。装置は２ピース構造のポリ塩化ビニル側に追加の熱を適用してシートの完全溶融を実行するためにインプットニップの下流に加熱定盤をさらに含む。加熱定盤はベルトの下側と熱伝達状態にあり、さらなる熱はベルトが２ピース構造を定盤上に運ぶときに前記２ピース構造のポリ塩化ビニル側に適用される。最後に、装置は２ピースカード構造が加熱定盤から離れて輸送されるときに２ピースカード構造の両側を冷却するために輸送ベルトの上下に位置されたファン冷却シートシンクを含む。従って、本発明の目的は、二つの熱可塑性シートが熱及び圧力下で初期溶融され、熱単独下で完全に溶融され、次いで冷却される２工程溶融装置の提供；初期溶融ステーション、完全溶融ステーション、及び冷却ステーションを通ってシート材料を輸送するための無端ベルトを含む溶融装置の提供；及び加熱されたインプットニップ、加熱された定盤及びファン冷却ヒートシンクを含む溶融装置の提供にある。本発明の他の目的、特徴及び利点は添付の図面に関連した記載から明らかになるだろう。図面の記述本発明を実施することを意図したベストモードを図面によって説明する：図１は本発明の装置の第１具体例の正面図である；図２はその背面図である；図３はその上面図である；図４は図３の線４−４に沿ってとった横断面図である；図５は装置の第２具体例の透視図である；図６はその正面図である；図７はその背面図である；図８はその上面図である；図９はその右側面図である；図１０は図９の線１０−１０に沿ってとった横断面図である。好ましい例の記述図面を参照すると、本発明の装置の第１具体例が図示され、図１−４において１０で一般に示されている。後でさらに詳細に記載されているように、本発明の装置１０はセキュリティカードを構成するのに使用されるシート材料のタイプのものの如き面対面の熱可塑性シート材料を溶融するように作用する。とりわけ、本発明の装置１０はSaint Paul HinnesotaのMinnesota Hining and Manufacturi ng Companyによって開発され、かつＰＣＴ公開Ｎｏ．ＷＯ９５／０９０８４（それは参考としてここに組入れる）に記載されたセキュリティカードシステムを溶融するのに特に有用であることがわかった。図４に１２で示されたセキュリティカートシステムは裏シート１４，カバーシート１６，及びセキュリティ像（図示せず）を含んでいる。セキュリティ像はカバーシート１６の内側表面１８上に裏面印刷されることが好ましく、かくしてそれは一緒にされたとき溶融されたシート１４，１６の間に設けられる。カバーシートの上側を通して見ると、裏面印刷されたセキュリティ像は正確な位置で見える。裏及びカバーシート１４，１６は接着剤の中間層なしで直接接触して溶融されるが、裏シート１４は非晶質コポリエステルフィルムを含むことが好ましく、カバーシート１６は硬質ポリ塩化ビニルフィルムを含むことが好ましい。非晶質コポリエステル裏シート１４は不透明白色になるように二酸化チタンで着色されることが好ましく、一方ＰＶＣカバーシート１６は透明であることが好ましい。但し他の色の案や配置も好適である。たいていの場合には、裏シート１４は集成されたカード１２の剛性及び強度のほとんどを与えることを意図しているためカバーシートよりずっと厚い。例えば、裏シート１４は約２０〜２２ミリの厚さを有し、カバーシート１６は約７〜１０ミリの厚さを有し、全体のカードの厚さは約２７〜３２ミリである。セキュリティカードシステム１２の特別な利点は良好な接着が相対的に低い温度で、例えば約１５０℃の温度でＰＶＣと非晶質コポリエステルの間で達成できることである。非晶質コポリエステルとＰＶＣの両方が溶融工程中に軟化され、両方がほぼ同じ速度で冷却時に収縮し、それによって他の存在するカード材料で遭遇される湾曲する問題を減らすことができるので、溶融を有効に達成することができる。装置１０の第１具体例は２０及び２２で示される上部及び下部ベルト集成体を含み、それらは底壁２４、及び平行な前及び後壁２６及び２８のそれぞれを含むフレーム集成体によって密接な間隔の隣接関係で支持される。下部ベルト集成体２２は第１及び第２金属ローラー３２，３４のそれぞれの周囲で受けとめられた３０で示されるステンレス鋼ベルトを含み、下部ベルト集成体２０は第３及び第４金属ローラー３８，４０のそれぞれの周囲で受けとめられた３６で示されるガラス繊維ベルトを含む。ステンレス鋼ベルト３０とガラス繊維ベルト３６は約０．００３インチの厚さを持つことが好ましい。ステンレス鋼ベルト３０はAgawam，MAのBelt Technologiesから工業的に入手可能であり、ガラス繊維ベルト３６はBuffalo，NYのGreenbelt Industries，Inc．から入手可能である。ローラー３２，３４，３８，４０は軸３２Ｓ，３４Ｓ，３８Ｓ，４０Ｓを有するアルミニウムローラーを含むことが好ましい。軸３２Ｓ及び３８Ｓは中空であり、一方軸３４Ｓ及び４０Ｓは中実であることが指摘される。ベルト集成体２０，２２は第１及び第３ローラー３２，３８がインプットニップを形成し、第２及び第４ローラー３４，４０がアウトプットニップを形成し、無端ベルト３０，３６が対面関係になるようにフレームにおいて支持される。第１及び第２ローラー３２，３４は適所で固定され、第３及び第４ローラー３８，４０は第１及び第２ローラー３２，３４に対してスライド可能に移動できる。特に各ローラーの軸は４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ及び４２Ｄで示される１対の間隔をあけたベアリングマウントを通して受けられる。各ベアリングマウント４２はベアリングホルダー４６内で支持されるベアリング４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ，４４Ｄを含む。ベアリング４４Ａ及び４４Ｃはローラータイプベアリングからなり、一方ベアリング４４Ｂ及び４４Ｄはスリーブタイプベアリングからなる。さらに、スリーブベアリング４４Ｂ及び４４Ｄは硬化外部スリーブ４５内に装着される。各ベアリングホルダー４６はその中でベアリング４４を受けるためのくぼみを含み、さらにその側縁に溝５０を含んでいる。ベアリングマウント４２の溝５０はフレーム集成体の前及び後壁２６，２８において各スロット５２内でスライド可能に受けとめられ、かくしてベアリングホルダー４６は壁２６，２８の内及び外表面の両方に関与する。ベアリングマウント４２Ａ及び４２Ｂはそれらの各スロット５２の底部に対して寄りかかり、かくして固定された垂直位置で第１及び第２ローラー３２，３４を維持する。ベアリングマウント４２Ｂ（第２３４）内のくぼみ４８Ｂは水平方向に伸び、第１ローラー３２に対して第２ローラー３４の軸のスライド水平移動を可能にすることが指摘される。この関連において、止め５４はベアリングマウント４６Ｂの側壁におけるねじ山を付けた開口部を通して広がり、硬化外部スリーブ４５と関与して、第１ローラー３２の軸と第２ローラー３４の軸の間の距離を調整する。この止めねじ装置は第１及び第２ローラー軸の平行度を調整したり、ステンレス鋼ベルト３０におけるゆるみを巻き取ったり又はぴんと張ったりする作用を有する。第４ローラー４０のためのベアリングマウント４２Ｄは第３ローラー軸に対する第４ローラー軸の調整のために同じ伸びたくぼみ４８Ｄ及び止めねじ５４を有する。第３及び第４ローラー３８，４０のためのベアリングマウント４２Ｃ，４２Ｄは前及び後壁２６，２８に付けられた間隔のあいた懸垂棒５８を通って下方に伸びるねじ５６によってフレーム集成体内に懸垂されている。ねじ５６の頭６０は棒の上部にあり、一方軸６２は棒５８における開口部（図示せず）を貫通し、各ベアリングホルダー４６の上部におけるねじ山を付けた内腔（図示せず）中に伸びる。圧縮ばね６４は各ねじ５６のまわりで受けとめられ、各ベアリングホルダー４６の上部と各懸垂棒５８の底部の間で収まり、第３及び第４ローラー３８，４０をそれらの懸垂された位置から下方に第１及び第２ローラー３２，３４に向かって偏位する。ねじ５６の回転は第３と第１ローラー３８，３２（インプットニップローラー）及び第４及び第２ローラ４０，３４（アウトプットニップローラー）の間の垂直方向の間隔の調整を可能にする。この点に関して、ベルト集成体２０，２２はインプットローラー３２，３８の間及びアウトプットローラー３４，４０の間に２５ミリの間隔が存在し、その間隔がセキュリティカードシートの組合された厚さ（２７〜３３ミリ）よりわずかに小さくなるように調整される。第３及び第４ローラー３８，４０は第１及び第２ローラー３２，３４に向かって下方に偏位されているので、ローラー対は間隔はあいているが加圧されたインプット及びアウトプットニップを形成する。第１又は下部インプットローラー３２は通常のカートリッジヒーター６６によって約１９０℃〜約２１５℃の温度に、より好ましくは約２００℃の温度に加熱される。カートリッジヒーター６６は中空ローラー軸３２Ｓの中心でスライド可能に受けとめられ、通常の電源（図示せず）によって作動される。インプットニップ（ローラー３２，３８）はかくして圧力及び熱の下でカバー及び裏シート１４，１６を一緒に溶融するための初期溶融工程を規定する。図４を参照すると、完全溶融工程は第１ローラー３２に隣接する鋼ベルト３０の上部と境を接する関係で位置した１／２インチ厚のアルミニウム加熱定盤６８によって規定される。定盤６８は約１５０℃〜約１７０℃、より好ましくは約１６０℃の温度に加熱されることが好ましい。定盤６８の加熱は定盤６８の底表面に接着したラバープレートヒーター７０によって達成される。考えられているタイプのラバープレートヒーター７０はBattle Creek，MIのHotset，Inc．から入手可能である。あるいは、カートリッジ型ヒーターの如き他の加熱装置も定盤６８を加熱するために使用できる。ベルト３０，３６及びその間の溶融されたシート１４，１６を冷却するために、７２，７４でそれぞれ示される第１及び第２ファン冷却ヒートシンクはアウトプットニップ（ローラー３４，４０）に隣接した境を接する関係で位置される。とりわけ、第１アルミニウムヒートシンク７２は鋼ベルト３０の上部と境を接する関係の本体部７２Ｂとともにフレームの前及び後壁２６，２８の間に位置される。ファスナー７６はフレームの前及び後壁２６，２８を通ってヒートシンク７２における開口部（図示せず）中に伸び、適所でヒートシンク７２をしっかりと固定する。第２ヒートシンク７４はガラス繊維ベルト３６の下部分と境を接する関係でその本体部分７４Ｂとともにフレーム集成体の前及び後壁２６，２８の間に位置される。第２組のファスナー７８はフレーム壁２６，２８における垂直スロット８０を通って第２ヒートシンク７４中に伸びる。ばね８２はファスナーの対の間に固定され、第２の移動可能なヒートシンク７４を下方に引っぱり第１の固定されたヒートシンク７２と圧縮関係になる。ヒートシンク７２，７４のフィン７２Ｆ，７４Ｆはベルト３０，３６の走行方向に垂直に伸び、フレームの後壁に装着された第１及び第２ファン８３，８４はベルト走行方向に垂直な方向でフィン表面７２Ｆ，７４Ｆ上に空気を流す。迅速な空気の動きを促進して冷却を最適化するために、空気はフレーム集成体の前及び後壁２６，２８における開口部８６，８８を通って移動される。使用の際、ベルト３０，３６は無端ベルト間の重なり合うカバー及び裏シート１４，１６をインプットニップからアウトプットニップに輸送するために反対方向に同時に回転される。ベルト３０，３６の回転は９０で示される電気モーター及びギアシステムによって達成される。電気モーター９０の本体９２はフレーム集成体の後壁２８に取付けられたブラケット９４に装着されている。モーター９０の駆動軸９６は第２ローラー３４の軸３４Ｓの後端に装着されたドライブギア１００を回転するためのウォームギア部９８を含んでいる（図２，３）。下部ベルト集成体２２の回転は第２及び第４ローラー３４，４０の軸３４Ｓ，４０Ｓの前端に装着されたかみ合いトランスファーギア１０２，１０４の対によって上部ベルト集成体２０に伝えられる（図１）。モーター９０及びギア集成体は１秒あたり約０．２５インチの速度で装置を通ってカードを輸送するために調節される。本装置は１分あたり約１枚のカードの割合で装置を通って通常のサイズのＩＤカードを輸送するように操作される。装置１０は各ローラ上のベルト３０，３６の適切なアライメント及び回転を維持するために１０６及び１０８で示される上部及び下部かじ取り集成体をさらに含む。各かじ取り集成体１０６，１０８はフレームの前及び後壁２６，２８の間に装着された軸１１０を含む。上部かじ取り集成体１０８の軸１１０Ｕはインプットニップに隣接するガラス繊維ベルト３６の上部分のすぐ下に広がり、下部かじ取り集成体の軸１１０Ｌはインプットニップに隣接する鋼ベルト３０の下部分のすぐ上に広がる（図４）。軸１１０のそれぞれの上に装着されているものは軸１１０の外端に向かって面するローラー１１２のより大きな直径の端を有する円錐台ローラー１１２の嵌め合い対である。この点に関して、ベルト３０，３６が回転しているとき、万一どちらかのベルトかある側から他の側にゆがんでいるなら、ベルトは対応する円錐台ローラー１１２の上方に乗り、それは通常の回転位置に向かって下方に戻るように促されるだろう。装置１０は上方に面する裏シート１４及び下方に面するカードシステムのカバーシート１６を用いて使用されることを意図している。上に重なるシート１４，１６がインプットニップに供給されると、裏及びカバーシート１４，１６はニップの圧力下で一緒に加圧され、一方カバー及び裏シート１４，１６はインプットニップの加熱された下部ローラー３２によって加熱される。インプットニップの圧力は溶融前にシート１４，１６の間から気泡を絞り出し、さらにローラーによる初期加熱中、適切な位置合わせでカバー及び裏シート１４，１６を維持する。初期加熱中、適切な位置合わせでシート１４，１６を維持することは、可塑性材料がいくぶん軟らかくなるため極めて重要であり、溶融状態にある間ずっとそれらの界面のシートの動きがカバーシート１６の内側１８に印刷されたセキュリティ像の汚れ（smudging or smearing）を起こすだろう。初期溶融後、シート１４，１６は加熱定盤６８上に輸送され、それはさらにシートを一緒に完全溶融できる固定された位置で長時間シートを加熱する。定盤６８上での長時間の加熱はガラス繊維ベルト３６の表面しぼ又は組織が裏シート１４の裏表面１１４に望ましくない刻印を与えうる程度に上部の裏シート１４をかなり軟化することが注意される。この関連において、加熱定盤６８の真上のガラス繊維ベルト３６の下部分はファン１１６によって冷却される。ガラス繊維ベルト３６を横切って向けられる空気はガラス繊維ベルト３６の表面組織で刻印されないように裏カード１４の裏表面１１４を十分に冷却して剛く保つ。溶融されたシート１４，１６はその後ファン冷却されたヒートシンク７２，７４間の通路によってほとんど室温に冷却される。シンク７２，７４はアウトプットニップ間の装置からでる前にシート１４，１６からの熱のほとんど全てを有効に除去する。図５−１０を参照すると、装置の第２具体例が図示され、一般に１１７で示されている。第２具体例１１７は単一の輸送ベルトだけが存在し、上部インプットローラーが冷却されることを除いて装置１０とほぼ同じである。特に、第２具体例１１７は前及び後の間隔のあいた壁１１９，１２０をそれぞれ含むフレーム集成体において支持される１１８で示されるベルト集成体を含む。ベルト集成体は第１及び第２ローラー１２４，１２６のそれぞれの周囲に受けとめられたテフロン被覆された０．００５インチ厚のステンレス鋼ベルト１２２を含む。ローラー１２４，１２６は良好な熱伝導のためにアルミニウムから作られることが好ましい。ローラー１２４，１２６はそれぞれ軸１２８，１３０に回転自在に装着され、軸１２８は中空であり、軸１３０は中実である（図１０参照）。軸１２８，１３０の対抗する端はローラー１２４，１２６がいつでも固定された平行関係で維持されるようにフレームの間隔のあいた前及び後壁１１９，１２０において受けとめられた各固定ベアリングマウント１３２に回転自在に装着されている。ベルト集成体１１８は第２ローラー１２６の軸１３０上に対応する駆動ギア１４０とかみ合うウオームギア表面１３８を有する駆動軸１３６を持つ電気駆動モーター１３４によって回転される。モーター１３４及びギア１３８，１４０は装置１１７の様々な加熱および冷却工程を通してベルト１２２の上部に受けられたカードを輸送するために適切なスピードでローラー１２６を回転するように協同する。回転中、ベルト１２２は１４２で示されるばね偏位緊張ローラー集成体によって第１及び第２ローラー１２４，１２６の周囲で緊張される（図１０参照）。集成体１４２は軸１４６に回転自在に装着されたローラー１４４を含む。軸１４６は前及び後フレーム壁１１９，１２０における対抗する１対のガイドスロット１４８にスライド可能に装着されている。軸１４６は通常１対のばね１５０によって上方に偏位され、ばねはそれぞれローラー軸１４６の端の周囲で受けられた一端、及び各前及び後フレーム壁１１９，１２０に装着された固定柱１５２の周囲で受けられた反対端を持つ。第１ローラー１２４は第１ローラー１２４の中空軸１２８にスライド可能に受けとめられた通常のカートリッジヒーター１５４によって加熱される。カートリッジヒーター１５４は通常の電源（図示せず）によって作動され、ローラー１２４を約１９０℃〜約２１５℃の温度に加熱するために有効である。装置１１７はシート１４，１６（図４参照）が一緒にポリ塩化ビニル側１６及び対抗する非晶質コポリエステル側１４を有する２ピース構造を規定するように第１ローラー１２４とインプットニップを形成するために第１ローラー１２４と協同して装着された１５６で示される第３ローラー集成体をさらに含む。ローラー集成体１５６はローラー１５８，前及び後を保持する壁１６０，１６２、及びファン１６４を含む。とりわけ、ローラー１５８は良好な熱伝導のためアルミニウムから作られることが好ましく、さらにローラー１５８の円周のまわりに間隔を置いて配置され回転軸に平行に延びる複数の横方向の内腔１６６（図１０）で形成されることが好ましい。内腔１６６はファン１６４からの空気流がローラー１５８を通って進みローラー１５８から熱を除去できるように意図される。ローラー１５８は前及び後を保持する壁１６０，１６２に固定される固定ベアリングマウント１７０に受けとめられる軸１６８上に回転自在に装着される。保持壁１６０，１６２はフランジ１７２，１７４によって各前及び後フレーム壁１１９，１２０にそれぞれ取り付けられる。ローラー１５８はニップが対面するシート１４，１６の組み合わせた厚さを許容する適切な間隙を有するようにローラー１２４，１５８の間に約２５ミリ間隔を与えるために集成体１５６内に位置される。前及び後保持壁１６０，１６２のそれぞれはファン１６４から空気流が保持壁１６０，１６２及びローラー５８内の内腔１６６を通過できるように複数の開口１７６を含む。ファン１６２は通常の電気出力ファンであり、それは前保持壁１６０の外側表面に付けられた四つの間隔をおいて配置された支柱１７８に装着されている。インプットニップ（ローラー１２４，１５８）は二つの対面するシート１４，１６が高温圧力下で一緒に初期溶融される初期溶融工程として機能するように意図される。操作において、シート１４，１６は第１ローラー１２４に面するポリ塩化ビニル側１６及び第３ローラー１５８に面する非晶質コポリエステル側１４を有するインプットニップに供給される。この方法では、ポリ塩化ビニル側１６だけが加熱される。加熱されたローラー１２４によって与えられる熱はポリ塩化ビニルシート１６の全体及び非晶質コポリエステルシート１４の少なくとも最も下に面する表面を軟化するのに十分である。しかしながら、ローラー１２４からの熱がしばしばコポリエステル裏１４を通して完全に伝導され、それによって裏１４を軟化し、カード構造全体を変形することが実験によって見出された。これは第１具体例１０において問題になることがある。なぜならば裏シート１４の軟化はニップを通過中カードの裏面に繊維ベルト３６の組織を刻印させるからである。もし使用者がカードの裏面に印刷することを望むなら、組織の刻印は許容できないことは明らかであるだろう。本カード構造の初期溶融における重要な側面は裏１４の安定性を保持すること、即ちコポリエステルシート１４の裏面を室温に維持しながらポリ塩化ビニルカバーシート１６及びコポリエステルシート１４の面する表面だけを加熱することである。従って、この第２具体例１１７は上部を積極的に冷却するための手段、即ち溶融中コポリエステルシート１４の裏面から熱を積極的に除去するための第３ローラー１５８を与えられる。操作において、ファン１６４はローラー１５８及びコポリエステルシート１４から熱を除去するためにローラー１５８中の内腔１６６を通過する空気流を作る。ローラー１２４によって与えられる熱を除去することによって、コポリエステル裏シート１４の裏面は硬いままであり、溶融されたカードは変形されない。装置１１７は二つのシート１４，１６０の完全溶融を達成するために２ピース構造のポリ塩化ビニル側１６に追加の集中させた熱を適用するための加熱定盤１８０（図１０）をさらに含む。定盤１８０は第１ローラー１２４に隣接するベルト１２２の下側と熱伝達状態に位置されるアルミニウム体を含む。とりわけ、定盤１８０は前及び後フレーム壁１１９，１２０の間に装着される。定盤１８０は定盤１８０の内腔中に挿入されるカートリッジヒーター１８２によって１５０℃ 〜１７０℃の温度に加熱される。溶融された２ピース構造がインプットニップをでると、それはベルト１２２によって加熱定盤１８０の表面上に輸送される。カードをベルト１２２及び定盤１８０と密接に熱接触状態に維持するために、装置はベルト１２２の上面によりかかる複数の旋回自在に連結されたローラー１８４を含む。２ピースカード構造がローラ１８４の下を通過すると、ローラー１８４はカードをベルト１２２と接触状態で保持する。カードが各ローラー１８４の下を通過するときにローラーが上下に動けるようにローラーが自由浮動し、フレームに取り付けられていないことが注意される。しかしながら、ローラー１８４はベルト１２２の上部の適所にローラー１８４を維持する上部ハウジング１８６内に配置される。この点に関して、ローラー１８４は連結素子１８８によって一緒に旋回自在に連結され、連結素子１８８はピン１９０によって上部ハウジング１８６にスライド可能に留められる。ピン１９０はベルト１２２に対してローラー１８４の長手方向の動きを制限しながらローラー集成体の上方への動きを可能にするためにハウジング１８６内のスロット１９２に乗る。ローラー１８４は重力によって下方への圧力をいくらか及ぼすが、カード上に積極的な圧力を何ら及ぼさないことを意図される。従って、２ピースカード構造カードが定盤１８０上を通過すると、カード構造はポリ塩化ビニル及びコポリエステル材料を一緒に完全溶融するために十分な温度に加熱される。定盤１８０によるカードの第２加熱はカードに及ぼされる変形を生じるような積極的な圧力が全くないのでカードを変形しないことが理解されるべきである。２ピースカード構造を室温まで冷却するために、装置１１７はベルト１２２の下側と境を接する関係で位置された下部ファン冷却ヒートシンク１９４（図７及び１０参照）を含む。ヒートシンク１９４は前及び後フレーム壁１１９，１２０の間に装着され、前フレーム壁１１９に装着されたファン１９６によって冷却される。前及び後フレーム壁１１９はファン１９６からの空気流が前フレーム壁１１９を通り、ヒートシンク１９４のフィンを通り、後フレーム壁１２０を通って外方に行くことができる適切な開口１９８，２００をそれぞれ与えられる。装置１１７はローラー１８４にその上流端で旋回自在に連結される第２上部ヒートシンク２０２をさらに含む。ヒートシンク２０２は溶融されたカード構造が輸送中ヒートシンク２０２の真下で容易にスライドできるようにその上流端に面取りされたコーナ２０４も含む。ヒートシンク２０２はハウジング１８６内で捕獲され、裏シート１４の上面がヒートシンク２０２の下面と密接な状態に維持されるように上方に浮動可能にされている。ヒートシンク２０２は上部ハウジング１８６の上部壁に装着されている別のファン２０６によって冷却される。操作において、空気は上部ハウジング１８６を通って下方に、ヒートシンク２０２の上に、ハウジング１８６の横及び端の開口部を通って外方に行くようになっている。冷却されたカードがオペレーターにアウトプットされる前に、カードは下部ベルトローラー１２６、及び下部ベルトローラー１２６と協同して装着される第４ローラー２０８によって形成されるアウトプットニップを通過する。ローラー２０８は軸ブロック２１２に受けとめられた端を有する軸２１０上に回転自在に装着される。軸ブロック２１２は上部ハウジング１８６の側壁の開口部２１４にスライド可能に受けられる。ブロック２１２は上部ハウジング１８６と軸ブロック２１２の間に捕獲されるばね２１６によって下方向に偏位される。ばね２１６はカードのアウトプットのための加圧アウトプットニップを形成するために下方にローラー２０８を偏位する。それゆえ本発明は圧力及び熱の下で１対のシート材料を初期溶融し、さらに完全な結合のために圧力なしで溶融されたシートを加熱し、次いで装置を出る前に溶融されたシートを冷却するために有効である装置１０及び１１７を与えることが理解されうる。装置は加熱ローラーを有する加圧インプットニップを与えることによってこれらの目的を達成する。インプットニップを通過したシート材料はニップの圧力及び熱の下で溶融される。溶融された材料は次いで材料の完全結合を達成するためにシート材料の更なる加熱のための加熱定盤上を通過される。次いで完全に溶融されたシートは装置から出る前にファン冷却されたヒートシンクによって冷却される。この理由のため、本発明はかなりの工業的効果を有する技術進歩を与えると考えられる。ここでは本発明を具体化するある特定の構造を示し記載したが、部分の様々な変形及び再配置が根底にある本発明の概念の範囲及び精神を逸脱することなしになしうること及びこれが添付の請求の範囲によって示される範囲以外にここで示され記載された特定の形態に限定されないことは当業者に明らかであろう。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】平成１０年５月１８日（１９９８．５．１８）【補正内容】請求の範囲１．下記のものを含む、第１重合体シートを第２重合体シートと面対面の関係で溶融するための装置：２ピース構造を規定するために前記シートを一緒に面対面の関係で加圧するための加圧装置；前記シートを一緒に加圧しながら第１重合体シートにだけ熱を適用する第１熱適用装置（前記加圧及び熱は前記第１及び第２重合体シートの初期溶融を達成する）；前記シートを一緒に加圧しながら前記第２重合体シートを冷却するために操作可能な冷却装置；及び第１及び第２重合体シートの完全な溶融を互いに達成するために周囲圧力下で前記第１重合体シートにだけ熱を適用する第２熱適用装置。２．前記加圧装置が第１及び第２ローラーを有するインプットニップを含む請求の範囲１記載の装置。３．前記第１重合体シートが前記第１ローラーに隣接して受けられ、前記第２重合体シートが前記第２ローラーに隣接して受けられ、一方前記シートが一緒に加圧され、前記第１熱適用装置が前記第１ローラーを加熱するために操作可能である請求の範囲２記載の装置。４．前記冷却装置が前記第２ローラーを冷却するために操作可能である請求の範囲３記載の装置。５．前記第２熱適用装置の下流に第２冷却装置をさらに含み、その冷却装置が前記シートを冷却するために操作可能である請求の範囲１記載の装置。６．前記第２熱適用装置の下流に第２冷却装置をさらに含み、その冷却装置が前記シートを冷却するために操作可能である請求の範囲２記載の装置。７．前記第２熱適用装置の下流に第２冷却装置をさらに含み、その冷却装置が前記シートを冷却するために操作可能である請求の範囲３記載の装置。８．下記のものを含む、第１重合体シートを第２重合体シートと面対面の関係で溶融するための装置：第１及び第２ローラーの周囲で受けとめられた第１無端ベルトを含む第１ベルト集成体；前記第１ローラーとインプットニップを形成するために前記第１ローラーと協同して装着される第３ローラー（前記第１及び第３ローラーは前記シートを一緒に面対面関係で加圧して２ピース構造を規定し、前記第１重合体シートは前記第１ローラーに隣接して受けられ、前記第２重合体シートは前記第２ローラーに隣接して受けられ、一方前記シートは一緒に加圧される）；前記第１重合体シートだけが加熱されるように前記第１ローラーを加熱する熱適用装置（前記加圧及び熱は前記第１及び第２重合体シートの初期溶融を達成する）；前記第１重合体シートが加熱されながら前記第２重合体シートが冷却されるように前記第３ローラーを冷却する冷却装置；及び前記第１重合体シートに熱を適用するための加熱された定盤手段（前記加熱された定盤手段が前記ベルトの下側と熱伝達状態にあり、前記２ピース構造が前記ベルトの上側上に支持され、前記加熱定盤手段の表面上で前記インプットニップから輸送され、さらなる熱が周囲圧力下で前記第１重合体シートに適用される）。９．前記シートを冷却する前記加熱された定盤手段の下流に第２冷却装置をさらに含む請求の範囲８記載の装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ２９Ｌ 9:00 (72)発明者フィールド，ゲイリー米国，ロードアイランド 02871，ポーツマス，デクスターストリート 274 (72)発明者フォッサム，ダグラスケー. 米国，ミネソタ 55133―3427，セントポール，ポストオフィスボックス 33427 【要約の続き】造（１２）のポリ塩化ビニル側に追加の熱を適用するための加熱定盤（１８０）をさらに含む。加熱定盤（１８０）はベルト（１２２）の下側と熱伝達状態にあり、ベルト（１２２）が定盤（１８０）の上に２ピース構造を運ぶときにさらなる熱は２ピース構造のポリ塩化ビニル側に適用される。最後に、装置は２ピース構造が加熱定盤（１８０）から離れて輸送されるとき２ピース構造（１２）の両側を冷却するためにベルト（１２２）の上下に位置されたファン冷却ヒートシンク（１９４，２０２）を含む。

Claims

【特許請求の範囲】 1. 下記のものを含む、第１重合体シートを第２重合体シートと面対面の関係で溶融するための装置：２ピース構造を規定するために前記シートを一緒に面対面の関係で加圧するための手段；前記シートを一緒に加圧しながら第１重合体シートにだけ熱を適用するための第１手段（前記加圧及び熱は前記第１及び第２重合体シートの初期溶融を達成する）；前記シートを一緒に加圧しながら前記第２重合体シートを冷却するための手段；及び第１及び第２重合体シートの完全な溶融を互いに達成するために周囲圧力下で前記第１重合体シートにだけ熱を適用するための第２手段。 2. 前記シートを一緒に加圧するための前記手段が第１及び第２ローラーを有するインプットニップを含む請求の範囲１記載の装置。 3. 前記第１重合体シートが前記第１ローラーに隣接して受けられ、前記第２重合体シートが前記第２ローラーに隣接して受けられ、一方前記シートが一緒に加圧され、前記第１重合体シートに熱を適用するための前記第１手段が前記第１ローラーを加熱するための手段を含む請求の範囲２記載の装置。 4. 前記シートが一緒に加圧されながら前記第２重合体シートを冷却するための前記手段が前記第２ローラーを冷却するための手段を含む請求の範囲３記載の装置。 5. 前記シートを冷却するための前記第２加熱手段の下流に第２冷却手段をさらに含む請求の範囲１記載の装置。 6. 前記シートを冷却するための前記第２加熱手段の下流に第２冷却手段をさらに含む請求の範囲２記載の装置。 7. 前記シートを冷却するための前記第２加熱手段の下流に第２冷却手段をさらに含む請求の範囲３記載の装置。 8. 下記のものを含む、第１重合体シートを第２重合体シートと面対面の関係で溶融するための装置：第１及び第２ローラーの周囲で受けとめられた第１無端ベルトを含む第１ベルト集成体；前記第１ローラーとインプットニップを形成するために前記第１ローラーと協同して装着される第３ローラー（前記第１及び第３ローラーは前記シートを一緒に面対面関係で加圧して２ピース構造を規定し、前記第１重合体シートは前記第１ローラーに隣接して受けられ、前記第２重合体シートは前記第２ローラーに隣接して受けられ、一方前記シートは一緒に加圧される）；前記第１重合体シートだけが加熱されるように前記第１ローラーを加熱するための手段（前記加圧及び熱は前記第１及び第２重合体シートの初期溶融を達成する）；前記第１重合体シートが加熱されながら前記第２重合体シートが冷却されるように前記第３ローラーを冷却するための手段；及び前記第１重合体シートに熱を適用するための加熱された定盤手段（前記加熱された定盤手段が前記ベルトの下側と熱伝達状態にあり、前記２ピース構造が前記ベルトの上側上に支持され前記加熱定盤手段の表面上で前記インプットニップから輸送され、さらなる熱が周囲圧力下で前記第１重合体シートに適用される）。 9. 前記シートを冷却するための前記加熱された定盤手段の下流に第２冷却手段をさらに含む請求の範囲８記載の装置。 10. 下記工程を含む、請求の範囲１記載の装置においてＩＤカードを製造する方法：第１及び第２重合体シートを与える；２ピースカード構造を規定するために前記第１及び第２重合体シートを面対面関係に配置する；前記シートを一緒に加圧するために前記面対面のシートに圧力を適用する；前記シートが一緒に加圧されながら前記第２重合体シートだけを予備加熱する（前記圧力及び熱はシートの初期溶融を達成する）；初期溶融されたシートから適用された圧力を除去する；次いで第１及び第２重合体シートの完全な溶融を互いに達成するために初期溶融された２ピースカード構造の前記第２重合体シートだけに熱を適用する。 11. 前記２ピース構造の前記溶融されたシートを冷却する工程をさらに含む請求の範囲１０記載の方法。 12. 下記工程を含む、第１重合体シートを第２重合体シートと面対面関係で溶融するための方法：２ピースカード構造を規定するために面対面関係で前記第１及び第２重合体シートを配置する；前記シートを一緒に加圧するために前記面対面のシートに圧力を適用する；前記シートが一緒に加圧されながら前記第２重合体シートだけを予備加熱する（前記加圧及び熱はシートの初期溶融を達成する）；初期溶融されたシートから適用された圧力を除去する；次いで第１及び第２重合体シートの完全溶融を互いに達成するために初期溶融された２ピースカード構造の前記第２重合体シートだけに熱を適用する。 13. 前記２ピース構造の前記溶融されたシートを冷却する工程をさらに含む請求の範囲１２記載の方法。