JP2005288486A - 熱プレス用プレート、カード製造装置及びカード製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 カード基材間の残留空気を効率良く排除して、カード表面の気泡の発生等を防止する。
【解決手段】 挟圧面に鏡面板５８ａ，５８ｂがそれぞれ取り付けられた上下一対のプレート部材２１ａ，２１ｂを有し、丁合い積層された複数枚のカード基材Ｃを熱圧着してプラスチックカードを作製する熱プレス用プレート（キャリアプレート）２２において、一対の鏡面板５８ａ，５８ｂを互いに接近する方向へ湾曲形成することにより、熱プレス時に湾曲形状の鏡面板５８ａ，５８ｂでカード基材Ｃを挟圧し、徐々に平面形状に弾性変形させながら、カード基材間の残留空気を外方側へ排出する。プレート部材２１ａ，２１ｂと鏡面板５８ａ，５８ｂとの取付位置には、鏡面板５８ａ，５８ｂの平面形状への弾性変形をガイドするガイド機構を設ける。
【選択図】 図２

Description

本発明は、非接触ＩＣカード等のカード製造プロセスに用いられる熱プレス用プレートに関し、更に詳しくは、熱圧着の際のカード表面への気泡の発生を抑制できる熱プレス用プレート、カード製造装置及びカード製造方法に関する。

例えば、非接触ＩＣカードは、鉄道の出改札等の交通系用途を中心に、公衆電話用のプリペイドカード、電子決済、セキュリティシステム、工場における生産管理システムなど多様な分野で応用されている。この種の非接触ＩＣカードは、一般に、通信用アンテナ及び半導体チップ（ＩＣチップ）を搭載したアンテナモジュールをカード基材で挟み込んだプラスチックカードで構成されている。

非接触ＩＣカードの製造方法は種々知られているが、中でも、アンテナモジュールを複数枚のカード基材で挟み込み、各シート間を熱融着させて一体化する熱プレス工法がある（下記特許文献１，２参照）。このような熱プレス工法によって製造される非接触ＩＣカードの断面層構造および熱プレス工程の概要を図１０および図１１にそれぞれ示す。

図１０に示す非接触ＩＣカード１は例えば７層構造とされ、５層構造のセンターコア２と、その上下両面に積層される外装シート３ａ，３ｂとで構成されている。外装シート３ａ，３ｂはカード表面を形成し、印刷や印字等の所定の外観意匠が施されている。センターコア２は、ベースフィルム上にアンテナコイル及びＩＣチップ４を搭載したアンテナモジュール５と、その上下両面に積層された内コアシート６ａ，６ｂと、これら内コアシート６ａ，６ｂに積層された外コアシート７ａ，７ｂとで構成されている。ＩＣチップ４は封止樹脂８により封止され、かつ、その上にＩＣチップ４を保護するための円形の補強金属板９ａが貼着されている。また、アンテナモジュール５の反対側の面には、ＩＣチップ４の実装部位に対応して円形の補強金属板９ｂが貼着されており、これら一対の補強金属板９ａ，９ｂによりＩＣチップ４実装部位の強度向上が図られている。

このような構成の非接触ＩＣカード１は、例えば図１１に示す上下一対のプレート部材１０ａ，１０ｂを含む熱プレス用プレート１１を用いた熱プレス工程を経て製造することができる。上プレート部材１０ａおよび下プレート部材１０ｂは伝熱特性に優れたアルミニウム系合金等の金属材料で構成され、各々の挟圧面には、例えばステンレス製の平坦な鏡面板１３ａ，１３ｂがそれぞれ取り付けられている。

非接触ＩＣカード１の製造に際しては、まず、アンテナモジュール５を挟み込むように内コアシート６ａ，６ｂ及び外コアシート７ａ，７ｂの各カード基材を積層順に丁合いして両プレート部材１０ａ，１０ｂの間に配置する。そして、プレート部材１０ａ，１０ｂを介して所定温度に加熱した一対の熱盤１２ａ，１２ｂで熱プレスし、各カード基材間を熱融着により一体化させ、センターコア２を形成する。外装シート３ａ，３ｂは、上述のセンターコア２形成工程（一次ラミネート工程）の終了後、上記熱プレス用プレート１１を用いた外装シート積層工程（二次ラミネート工程）を経て積層される。その後、所定のカードサイズへの打ち抜き工程を経て、カード化される。

特開２００２−３０１６００号公報 特開２００３−１５９７５３号公報

非接触ＩＣカード１等のような複数枚のカード基材を熱融着させる熱プレス工法においては、カード表面における気泡の発生や融着不良を抑えるため、カード基材間に残留する空気を如何に効率良く排除するかが重要な課題とされている。そこで、従来より、各プレート部材１０ａ，１０ｂ間を真空脱気して、カード基材間に残留している空気を排除するようにしている。

しかしながら、カード基材の真空脱気を行っても、ラミネート工程時においてカード基材外部へ向かう脱気経路が熱融着されて消滅し、その結果、空気がカード基材間に閉じ込められ、熱プレス後においてカード表面に気泡（ボイド）となって現れたり、部分的な融着不良を引き起こす場合がある。

特に、生産効率の向上を目的として、一枚のシート基材に複数枚のカードを面付けし、作製された一枚のシート積層体から複数のカードを同時に製造する工法が採用されている場合においては、カード基材の大面積化により残留空気の排除は益々困難となり、生産性に大きく影響する事態にも発展し得る。

本発明は上述の問題に鑑みてなされ、カード基材間の残留空気を効率良く排除して、気泡の発生等を防止できる熱プレス用プレート、カード製造装置およびカード製造方法を提供することを課題とする。

以上の課題を解決するに当たり、本発明の熱プレス用プレートは、挟圧面に鏡面板がそれぞれ取り付けられた上下一対のプレート部材を有し、丁合い積層された複数枚のカード基材を熱圧着してプラスチックカードを作製する熱プレス用プレートにおいて、一対の鏡面板は、互いに接近する方向へ湾曲形成されていると共に、プレート部材との取付位置には、熱プレス時における鏡面板の平面形状への弾性変形をガイドするガイド機構が設けられている。

また、本発明のカード製造装置は、挟圧面に鏡面板がそれぞれ取り付けられた上下一対のプレート部材を有する熱プレス用プレートを用いて、丁合い積層された複数枚のカード基材を熱圧着してプラスチックカードを作製するカード製造装置において、一対の鏡面板は、互いに接近する方向へ湾曲形成されていると共に、プレート部材との取付位置には、熱プレス時における鏡面板の平面形状への弾性変形をガイドするガイド機構が設けられている。

更に、本発明のカード製造方法は、挟圧面に鏡面板がそれぞれ取り付けられた上下一対のプレート部材を有する熱プレス用プレートを用いて、丁合い積層された複数枚のカード基材を熱圧着してプラスチックカードを作製するカード製造方法において、一対の鏡面板を各々互いに接近する方向へ湾曲させて複数枚のカード基材を挟圧する工程と、一対の鏡面板を平面状に弾性変形させながら複数枚のカード基材間の残留空気を排除する工程と、一対の鏡面板を介して複数枚のカード基材を熱圧着する工程とを有する。

本発明では、一対の鏡面板を各々互いに接近する方向へ凸となるように湾曲形成し、これら一対の鏡面板の凸部をカード基材の最外面に対向させた状態で、複数枚のカード基材を熱圧着する。このとき、各鏡面板は、カード基材に対する挟圧作用により徐々に平面上に弾性変形するが、各プレート部材に対する鏡面板の相対移動は、各々の取付位置に設けられたガイド機構を介して行われる。鏡面板の変形過程で、カード基材間の残留空気を効率よく外方へ排出し、熱圧着後における気泡の発生等を防止する。

一対の鏡面板は略長方形状を有し、湾曲部はその長辺側であってもよいし、短辺側であってもよい。また、湾曲面の凸部は、鏡面板の中央位置であるのが好ましく、これによりカード基材の中央部側から残留空気の強制排除が可能となる。

プレート部材に対する鏡面板の取付位置に設けられるガイド機構としては、例えば、鏡面板の取付位置に貫通孔を形成し、この貫通孔にボルト等の締結部材を挿通してプレート部材に取り付ける一方、上記貫通孔の孔径を締結部材の軸部よりも径大に構成するようにする。これにより、熱プレス時において、鏡面板が上記締結部材のガイド作用を受けながら平面形状への弾性変形が可能となる。

カード基材間の残留空気を排除する工程では、一対のプレート部材間を真空脱気工程を併用することができる。この場合、熱プレス用プレートは、一対のプレート部材の間に、カード基材が収容される収容部を画成する環状の密封部材を設けると共に、一対のプレート部材の何れか一方に、一端が収容部に臨み他端が当該一方のプレート部材の外部に臨む排気通路と、この排気通路の他端側に接続され収容部への外気の進入を禁止する逆止弁装置とを設けることにより、プレート部材間の真空状態を保持しながら、熱プレス用プレートを単独でカード製造装置上を搬送することが可能となる。

また、一対のプレート部材の何れか一方に、複数のカード基材の各々の対応する箇所に形成された２以上の基準孔に対してそれぞれ貫通する２以上の位置決めピンを立設することにより、プレート部材に対する複数のカード基材の丁合いが容易となると同時に、湾曲形状の鏡面板による挟圧時におけるカード基材の位置ズレを規制することができる。

なお、本発明におけるプラスチックカードには、アンテナコイル及びＩＣチップを複数枚のカード基材で挟み込んだ非接触ＩＣカードに限らず、接触型ＩＣカードや磁気カード等、複数枚のカード基材を熱融着させて一体化させる構造の全てのプラスチックカードが含まれる。

以上、本発明によれば、一対の鏡面板を各々互いに近接する方向へ湾曲形成させているので、複数のカード基材間の残留空気を効率良く排除することが可能となり、これにより気泡あるいはボイドの発生が抑制された高品質のプラスチックカードを生産性高く製造することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は本発明の実施の形態によるカード製造装置２０の全体を概要的に示す斜視図である。カード製造装置２０は、非接触ＩＣカードが例えば９面とれる枚葉サイズ（約Ａ４サイズ）の長方形状の各種カード基材を熱融着させて一体化するためのラミネート装置である。まず、このカード製造装置２０の全体構成について説明する。

カード製造装置２０は、カード基材を挟圧する上下一対のプレート部材２１ａ，２１ｂからなるキャリアプレート（熱プレス用プレート２２）を上下二段の搬送路間を循環させながら各種処理を行う複数のステーションを有している。キャリアプレート２２は、ステーション毎の送り動作で下流側へ搬送されるようになっている。

各ステーションは、各種カード基材の供給部３０と、第１予熱プレス部３１、第２予熱プレス部３２、加熱プレス部３３、第１冷却プレス部３４および第２冷却プレス部３５からなる一次ラミネート部と、二次ラミネートシート供給部３６と、二次加熱プレス部３７および二次冷却プレス部３８からなる二次ラミネート部と、シート取出部３９と、クリーニング部４０などから構成されている。

キャリアプレート２２を循環搬送する搬送経路は、キャリアプレート２２をそれぞれ一方向へ搬送する上下二段の直線的な搬送レール２３Ａ，２３Ｃを備えている。各段の搬送レール２３Ａ，２３Ｃは、左右一対のレール部で構成されている。各レール部には図示せずとも、キャリアプレート２２の両側端部を支持するローラーコンベヤが配置され、ローラーコンベヤの各ローラーは例えばチェーン駆動により同期回転することにより、キャリアプレート２２を搬送レール２３Ａ，２３Ｃに沿って図中矢印Ｆ１，Ｆ２で示す方向へ搬送する。

上段側の搬送レール２３Ａと下段側の搬送レール２３Ｃとの間のキャリアプレート２２の転送は、各搬送レール２３Ａ，２３Ｃの端部間を連絡する昇降ユニット２３Ｂ，２３Ｄによって行われる。各昇降ユニット２３Ｂ，２３Ｄはそれぞれ同一の構成を有し、キャリアプレート２２の下面を支持する一対の支持アーム２４と、支持アーム２４を昇降させる電動アクチュエータ２５とを備えている。なお、搬送レール２３Ａ，２３Ｃおよび昇降ユニット２３Ｂ，２３Ｄは、図では簡略して示している架台２６のフレーム各部に据え付けられている。

供給部３０は、搬送レール２３Ａの始端部に対応する、昇降ユニット２３Ｄの上限位置に設置されている。この位置では、キャリアプレート２２の下プレート部材２１ｂがその挟圧面を開放した状態で待機されており、これと対となる上プレート部材２１ａは、当該下プレート部材２１ｂの上方においてプレート保持装置２７Ａによって保持されている。

供給部３０には、開放された下プレート部材２１ｂの挟圧面に対し、ラミネートすべきカード基材を転送するシート転送部２８Ａが設けられている。シート転送装置２８Ａは、積層するべきカード基材が位置するシートピックアップ部２９から下プレート部材２１ｂへカード基材を搬送する。

シートピックアップ部２９では、トレイラック４１から引き出されたトレイ４２が位置決め固定されている。トレイラック４１には、ラミネートされる各種カード基材を収容したトレイ４２がシート積層順に縦方向に収納されている。ひとつのトレイ４２には同一種類のカード基材が収容され、各トレイ４２間で同一枚数のカード基材が収容されている。トレイラック４１内の各トレイ４２は、積層順にシートピックアップ部２９へ引き出され、シート転送装置２８Ａによってカード基材が一枚ずつ吸着されて下プレート部材２１ｂへ転送される。トレイラック４１は、カード製造装置２０のトレイ供給ユニット４３にセットされており、昇降機４４によって上下移動可能とされている。

次に、一次ラミネート部を構成する各プレス部としては、第１予熱プレス部３１、第２予熱プレス部３２、加熱プレス部３３、第１冷却プレス部３４および第２冷却プレス部３５を備えている。これらの各プレス部は、搬送レール２３Ａ上に位置決めされたキャリアプレート２２を上下方向から挟圧する上下一対の熱盤あるいは冷却盤を備えている。

第１予熱プレス部３１および第２予熱プレス部３２は、後段の加熱プレス部３３におけるプレス温度近傍にまでキャリアプレート２２を昇温する。加熱プレス部３３は、キャリアプレート２２を例えば１２０℃〜１９０℃で、カード一枚当たり例えば８００ｋｇ〜１５００ｋｇのプレス圧で加熱プレスする。第１冷却プレス部３４は、加熱プレス後のキャリアプレート２２を急冷または徐冷するためのプレス部で、第２冷却プレス部３５はキャリアプレート２２を室温付近まで冷却する。

二次ラミネート部は、二次加熱プレス部３７と二次冷却プレス部３８とで構成されている。二次ラミネート部では、一次ラミネート部で作製された各カード基材の積層シート体に最外層のカード基材をラミネートする工程が行われる。

二次ラミネート用のカード基材（以下、二次ラミネートシートという）は、例えば、印刷インクシートや磁気ストライプ隠蔽シート等の外装シートが該当する。二次ラミネートシートは、二次ラミネートシート供給部３６において、先の一次ラミネート工程で製造された積層シート体に丁合いされる。二次ラミネートシート供給部３６には、キャリアプレート２２の上プレート部材２１ａを保持して上方へリフトさせておくプレート保持部材２７Ｂが設置されている。

二次ラミネート処理を経て二次ラミネートシートと一体化された積層シート体は、シート取出部３９で装置外部へ取り出される。シート取出部３９は、上段側の搬送レール２３Ａの後端に設置されている。シート取出部３９には、キャリアプレート２２の上プレート部材２１ａを下プレート部材２１ｂから取り外して上方へリフトさせておくプレート保持部材２７Ｃと、下プレート部材２１ｂ上の積層シート体を真空吸着し、系外へ搬送するシート転送装置２８Ｂ等が設けられている。

シート取出部３９にて積層シート体が取り出された下プレート部材２１ｂは、上プレート部材２１ａと共に昇降ユニット２３Ｂにより下段の搬送レール２３Ｃへ送られる。搬送レール２３Ｃ上には、下プレート部材２１ｂに重ねられた上プレート部材２１ａを把持してその挟圧面を上方へ向けるように反転させた後、搬送レール２３Ｃ上へ載置するプレート反転装置４５Ａが設けられている。

搬送レール２３Ｃには、上プレート部材２１ａおよび下プレート部材２１ｂのそれぞれの挟圧面を清浄化するためのクリーニング部４０が配置されている。クリーニング部４０は、各プレート部材２１ａ，２１ｂの挟圧面（鏡面板）に付着した異物を削り落とすためのラッピング装置４６と、これら挟圧面（鏡面板）上のゴミ、樹脂カス等の異物を粘着除去するクリーニングローラー装置４７とを備えている。

なお、クリーニングローラー装置４７の下流側には、上プレート部材２１ａをその挟圧面が下向きとなるように反転させるプレート反転装置４５Ｂが設けられており、このプレート反転装置４５Ｂは、上プレート部材２１ａを反転させた後、下プレート部材２１ｂの上に重ねる作用を行う。

続いて、本発明に係る熱プレス用プレートとしてのキャリアプレート２２の構成について説明する。図２は、キャリアプレート２２の構成を示す斜視図である。

キャリアプレート２２は、例えば銅や真鍮、アルミニウム合金等の熱伝導性の良い金属材料からなる上下一対のプレート部材２１ａ，２１ｂで構成されている。上プレート部材２１ａと下プレート部材２１ｂとの間には、シート収容部５１を画成するための環状の密封部材５２が装着されている。密封部材５２は、上プレート部材２１ａおよび下プレート部材２１ｂのうち何れに装着されていてもよいが、本実施の形態では下プレート部材２１ｂ側に装着されている。

シート収容部５１は、上プレート部材２１ａの挟圧面と下プレート部材２１ｂの挟圧面と密封部材５２との間で画成され、カード基材Ｃが収容される領域である。このシート収容部５１に対応する下プレート部材２１ｂの挟圧面上には、各カード基材Ｃを丁合いするための３本の円柱状の位置決めピン５３が立設されている。なお、図示せずとも、上プレート部材２１ａ側の上記位置決めピン５３と対応する位置には、下プレート部材２１ｂとの重ね合わせ時に位置決めピン５３が嵌入する嵌入孔６５がそれぞれ形成されている（図４Ａ）。

図３は、下プレート部材２１ｂに対するカード基材Ｃの丁合い工程を示している。各カード基材（内コアシート、外コアシートおよび外装シート）Ｃは、図３に示すように、位置決めピン５３が貫通する３個の基準孔５４ａ〜５４ｃが設けられている。本実施の形態では、中央の基準孔５４ａは基準ピン５３と実質的に同一の形状の丸孔とされ、両側の基準孔５４ｂ，５４ｃは長孔とされている。

図４はキャリアプレート２２の概略側断面図であり、図４Ａは熱プレス前の状態を示しており、図４Ｂは熱プレス時の状態を示している。下プレート部材２１ｂのシート収容部５１内であって、カード基材Ｃで被覆されない領域には、脱気孔５５が形成されている。この脱気孔５５は、下プレート部材２１ｂの内部に形成された排気通路５６の一端に連絡している。排気通路５６の他端には、シート収容部５１への外気の侵入を禁止する逆止弁装置５７が接続されている。

逆止弁装置５７は、排気通路５６の一端（脱気孔５５）側から他端側への空気の流れは許容し、その逆の流れは禁止する機能を有しているが、外部からの機械的、電気的な操作に基づいて弁体の着座状態を解除することによって、あるいは、リリース弁を開放することによって、シート収容部５１側への空気の流れを許容する機能（リリース機能）を備えている。なお、逆止弁装置５７は上プレート部材２１ａ側に取り付けられてもよく、この場合、脱気孔５５および排気通路５６は上プレート部材２１ａ側に形成される。

キャリアプレート２２は、プレス処理前あるいはプレス処理中における内部の真空排気と、プレス処理後における内部の真空解除とが、この逆止弁装置５７を介してそれぞれ行われる。本実施の形態では、図１に示したように、供給部３０、一次ラミネート部を構成する各プレス部３１〜３５、二次ラミネートシート供給部３６、二次ラミネート部を構成する各プレス部３７，３８およびシート取出部３９の各ステーションに対応する位置に、逆止弁装置５７との接続によりキャリアプレート２２内の真空排気／真空解除を行うノズル動作シリンダ４８Ａ〜４８Ｊがそれぞれ配置されている。このうち、ノズル動作シリンダ４８Ａ〜４８Ｆ，４８Ｈおよび４８Ｉは真空排気作用のみ、ノズル動作シリンダ４８Ｇは真空排気作用および真空解除作用の双方、そして、ノズル動作シリンダ４８Ｊは真空解除作用のみ、それぞれ行い得るようになっている。

さて、図２に示すように、熱プレス用プレート２２のカード挟圧面を構成する上プレート部材２１ａおよび下プレート部材２１ｂのそれぞれの内面には、例えばステンレス等でなる鏡面板５８ａ，５８ｂがそれぞれ配置されている。これら鏡面板５８ａ，５８ｂは、互いに接近する方向（収容部５１側）へ凸となるように湾曲形成されている（図４）。本実施の形態において、鏡面板５８ａ，５８ｂはそれぞれ略長方形状を有し、その長辺側が湾曲形成されている。なお、図６に示すように、鏡面板５８ａ，５８ｂの短辺側をそれぞれ湾曲形成するようにしてもよい。

湾曲形状の鏡面板５８ａ，５８ｂは、上プレート部材２１ａと下プレート部材２１ｂとの重ね合わせ時に平面形状に弾性変形し、開放時に元の湾曲形状に復帰するようになっている。鏡面板５８ａ，５８ｂの湾曲量は、鏡面板５８ａ，５８ｂの大きさや厚さ、湾曲部の曲率（あるいは曲率半径）、材質等に応じて適宜設定することができ、本実施の形態では、例えばカード厚の４倍以上の凸量で鏡面板５８ａ，５８ｂが湾曲形成されている。また、鏡面板５８ａ，５８ｂの略中央部に湾曲形状の凸部が形成されるようにしている。更に、湾曲量は、鏡面板５８ａと鏡面板５８ｂとで同一とする場合に限らず、互いに異ならせてもよい。

上プレート部材２１ａと鏡面板５８ａとの間、および、下プレート部材２１ｂと鏡面板５８ｂとの間には、それぞれ熱伝導遅延材６０ａ，６０ｂが配置されている。熱伝導遅延材６０ａ，６０ｂは、熱プレス工程におけるカード基材の急激な温度変化を回避するためのもので、フェルトや紙等のシートあるいはゴム等の弾性シートが適用される。

鏡面板５８ａ，５８ｂは、図５に示すように各プレート部材２１ａ，２１ｂに対して、それぞれ段付ボルト５９ａ，５９ｂを介して取り付けられている。各段付ボルト５９ａ，５９ｂは、ネジ部５９ａ１，５９ｂ１と、軸部５９ａ２，５９ｂ２と、頭部５９ａ３，５９ｂ３とを有し、この順に径が大きく形成されている。段付ボルト５９ａ，５９ｂは、ネジ部５９ａ１，５９ｂ１を介してプレート部材２１ａ，２１ｂへ螺着固定されている。

段付ボルトの軸部５９ａ２，５９ｂ２は、鏡面板５８ａ，５８ｂおよび熱伝導遅延材６０ａ，６０ｂにそれぞれ形成された貫通孔５８ａ１，５８ｂ１および６０ａ１，６０ｂ１に挿通されている。これら軸部５９ａ２，５９ｂ２と貫通孔５８ａ１，５８ｂ１および６０ａ１，６０ｂ１との間には所定のクリアランスが形成され、これにより湾曲形状の鏡面板５８ａ，５８ｂがプレート部材２１ａ，２１ｂに対する相対移動が許容されるようになっており、従って湾曲形状の鏡面板５８ａ，５８ｂの平面形状への弾性変形が可能とされている。

上記クリアランスの大きさとしては、湾曲形状の鏡面板５８ａ，５８ｂの凸量、加熱プレス時の熱膨張量等に応じて適宜設定することができ、鏡面板５８ａ，５８ｂの変形時において、貫通孔５８ａ１，５８ｂ１が軸部５９ａ２，５９ｂ２に干渉しない大きさとされる。なお、各プレート部材２１ａ，２１ｂの開放時、各々の鏡面板５８ａ，５８ｂはスプリングバック作用により所定の湾曲形状が保たれ、その湾曲量は、貫通孔５８ａ１，５８ｂ１の内縁部と段付ボルトの軸部５９ａ２，５９ｂ２との当接により規制されている。

これら鏡面板の貫通孔５８ａ１，５８ｂ１と段付ボルトの軸部５９ａ２，５９ｂ２とにより、本発明の「ガイド機構」が構成される。なお、貫通孔５８ａ１，５８ｂ１の孔形状は特に限定されず、円形あるいは鏡面板５８ａ，５８ｂの移動方向に対応した長孔形状であってもよい。

段付ボルトの頭部５９ａ３，５９ｂ３は、鏡面板の貫通孔５８ａ１，５８ｂ１の孔径よりも径大で、プレート部材２１ａ，２１ｂからの鏡面板５８ａ，５８ｂの脱落を阻止する。各プレート部材２１ａ，２１ｂが重ね合わされていないときは、この頭部５９ａ３，５９ｂ３と鏡面板５８ａ，５８ｂとは互いに相対移動できる程度に接触し、各プレート部材２１ａ，２１ｂが重ね合わされたときは、鏡面板５８ａ，５８ｂが平面形状に弾性変形して頭部５９ａ３，５９ｂ３との間に一定の隙間を形成するようにしている（図５）。そのため本実施の形態では、段付ボルトの軸部５９ａ２，５９ｂ２の高さを、鏡面板５８ａ，５８ｂの厚さおよび熱伝導遅延材６０ａ，６０ｂの厚さの総和よりも高く設定している。

上述の構成の段付ボルトの頭部５９ａ３，５９ｂ３は、それぞれ鏡面板５８ａ，５８ｂの上面（シート収容部５１側）へ突出することになるが、上プレート部材２１ａ側の段付ボルト５９ａと下プレート部材２１ｂ側の段付ボルト５９ｂとを互いにオフセットした位置に配置すると共に、上プレート部材２１ａと下プレート部材２１ｂとの重ね合わせ時にそれぞれの頭部５９ａ３，５９ｂ３が進入するニゲ孔６１ｂ，６１ａをそれぞれ設けて、これら頭部５９ａ３，５９ｂ３と鏡面板５８ｂ，５８ａとの干渉を回避するようにしている。ニゲ孔６１ａ，６１ｂは、鏡面板５８ａ，５８ｂ、熱伝導遅延材６０ａ，５０ｂおよびプレート部材２１ａ，２１ｂに対して各々形成された孔で構成されている。

なお、図２に示すキャリアプレート２２において、上プレート部材２１ａおよび下プレート部材２１ｂのそれぞれの両側端部には、カード製造装置２０の搬送レール２３Ａ，２３Ｃのレール部上を走行する張出し部６２ａ，６２ｂが突出形成され、上プレート部材２１ａおよび下プレート部材２１ｂの正面側端部中央には、搬送レール２３Ａ，２３Ｃ上における各ステーション位置での位置決め用ストッパと当接するガイド片６３ａ，６３ｂが取り付けられている。

次に、以上のように構成される本実施の形態のカード製造装置２０およびキャリアプレート２２の動作あるいは作用について説明する。

キャリアプレート２２は、カード製造装置２０の供給部３０において、下プレート部材２１ｂの挟圧面上に複数枚のカード基材が積層順に一枚ずつ積み上げられる。このとき、図３に示したように、各カード基材Ｃは、各々の基準孔５４ａ〜５４ｃに位置決めピン５３をそれぞれ挿通させることにより、下プレート部材２１ｂおよび下層側のカード基材に対して順に丁合い積層される。また、各カード基材Ｃは、図４に示したように下プレート部材２１ｂの湾曲形状の鏡面板５８ｂ上に載置されることになるが、位置決めピン５３と基準孔５４ａ〜５４ｃとの嵌合作用を基準とすることにより、各カード基材Ｃが安定に丁合いされる。

下プレート部材２１ｂへのカード基材Ｃの供給が終了した後、プレート保持装置２７Ａに保持されている上プレート部材２１ａが下プレート部材２１ｂへ重ね合わされる。このとき、一対の湾曲形状の鏡面板５８ａ，５８ｂはキャリアプレート２２内のカード基材Ｃの略中央部にまず当接し、各プレート部材２１ａ，２１ｂの密着動作過程において、段付ボルト５９ａ，５９ｂのガイド作用を受けながら、各鏡面板５８ａ，５８ｂは徐々に平面形状に弾性変形する。そして、図４Ｂに示したように、上プレート部材２１ａが密封部材５２に弾接する最終段階において、各鏡面板５８ａ，５８ｂがカード基材Ｃの全面にわたって密着する。この後、逆止弁装置５７へノズル動作シリンダ４８Ａが接続され、シート収容部５１内の脱気作用が行われる。

以上の過程において、各カード基材Ｃの間に残留している空気は、湾曲形状の鏡面板５８ａ，５８ｂに挟圧されて、中央部側から外方に向かって押し出されると共に、逆止弁装置５７を介してノズル動作シリンダ４８Ａにより排気される。これにより、従来の平坦形状の鏡面板による挟圧作用に比べて、シート基材間に残留している空気の排除作用が促進され、効率良くシート収容部５１の脱気作用が行われることになる。従って、後段の一次ラミネート部において、気泡あるいはボイドを発生させることなく各カード基材Ｃを熱圧着して高品質の積層シート体を作製することが可能となる。

なお、一次ラミネート処理において、各段のプレス部３１〜３５における工程中もノズル動作シリンダ４８Ｂ〜４８Ｆによるシート収容部５１内の脱気動作を個々に独立して行うことによって、各プレス処理中に発生するガスの脱気を促進することができ、製作されるプラスチックカードの更なる高品質化を図ることができる。

一次ラミネート処理の完了後、二次ラミネートシート供給部３６において上下一対のプレート部材２１ａ，２１ｂが開放され、作製された積層シート体に対して二次ラミネートシート（外装シート）の丁合いが行われる。そして、再び各プレート部材２１ａ，２１ｂを重ね合わせた後、二次ラミネート部におけるラミネート処理が行われる。この二次ラミネート処理においても、各プレート部材２１ａ，２１ｂの湾曲形状の鏡面板５８ａ，５８ｂにより外装シートと積層シート体との間に残留している空気が効率良く排除され、気泡あるいはボイドの発生が抑えられた高品質のプラスチックカードが製造される。

二次ラミネート処理の完了後、製作されたプラスチックカードはシート取出部３９において系外へ取り出され、そこで所定のカードサイズに打ち抜かれることによりカード化される。この種のプラスチックカードとしては、ＩＣチップ及びアンテナモジュールを内蔵した非接触ＩＣカードに限らず、磁気ストライプが転写された磁気カード、その他のカードが含まれる。

なお、プラスチックカードが取り出されたキャリアプレート２２は、搬送レール２３Ｃへ転送され、プレート反転装置４５Ａにより上下の各プレート部材２１ａ，２１ｂに分離された後、クリーニング部４０において各々の挟圧面（鏡面板５８ａ，５８ｂ）の清浄処理が行われる。そして、プレート反転装置４５Ｂにより各プレート部材２１ａ，２１ｂが再び重ね合わされた後、供給部３０へ転送され、再び上述の動作を繰り返すことによりプラスチックカードの製造が行われる。

本実施の形態によれば、一次ラミネート部および二次ラミネート部における各カード基材の熱圧着時において、カード基材間の残留空気を効率良く排除して気泡やボイド等の発生を抑制できるので、生産性を従来よりも大幅に向上させることができる。特に、一枚のカード基材（シート積層体）からプラスチックカードを複数取りするカード製造方法においては、シート面内均質性の向上が図られる結果、カード形成位置ごとの品質のバラツキも抑えられ、高品質のカードを安定して製造することができるようになる。

ところで、上述した構成のキャリアプレート２２において、図７に示すように、位置決めピン５３とこれに対向する鏡面板５８ｂの縁部との間の僅かな隙間にカード基材の溶融樹脂が流れ込み、それが固化して積層シート体Ｃ１の下面に突片Ｃａが形成される場合がある。この突片Ｃａは、薄くて脆いため折損しやすく、シート取出部３９における取出し時に、積層シート体Ｃ１から分離して下プレート部材２１ｂ上に残留することがある。

折損した突片Ｃａは、鏡面板３８ｂ上にあれば後段のクリーニング部４０において除去されるが、場合によっては、突片Ｃａが湾曲形状の鏡面板５８ｂの下に潜り込んだり、位置決めピン５３と鏡面板５８ａ，５８ｂの縁部との間の隙間に挟まってしまうことが考えられ、これらの場合にはクリーニング部４０における当該突片Ｃａの除去が困難となる。

そこで本実施の形態では、例えば図８に示すように、位置決めピン５３と対向する鏡面板５８ａの縁部領域に、これら位置決めピン５３に対して円弧状の逃げ部５８ｂ２をそれぞれ形成している。これにより、位置決めピン５３と鏡面板５８ｂの縁部との間の隙間を逃げ部５８ｂ２の分だけ大きくして、積層シート体Ｃ１の下面に突出形成される突片Ｃｂの基部を太くし、折れにくくしている。

また、これら逃げ部５８ｂ２の端面をそれぞれテーパー面とすることにより、シート取出部３９において、積層シート体Ｃ１を位置決めピン５３から取り外す際に、突片Ｃｂを抜きやすくして、積層シート体Ｃ１の取り出しの際の突片Ｃｂの折損を起こしにくくしている。

鏡面板５８ｂを以上のように構成することにより、突片Ｃｂの下プレート部材２１ｂへの残留を防止することができるので、カード表面の平坦性を確保して、カード外観品質の悪化を防ぐことができる。

なお、上記逃げ部５８ｂ２の形状は円弧状に限らず、例えば図９に示すようなコの字状等に切欠き形成してもよい。また、この逃げ部５８ｂ２を有する鏡面板５８ｂは、湾曲形状のものだけに限らず、平面形状の湾曲板等に広く適用可能である。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。

例えば以上の実施の形態では、カード基材として９面取りの枚葉シートを例に挙げて説明したが、カード取り数はこれに限られない。また、カード一枚サイズのカード基材用キャリアプレートおよびカード製造装置に対しても、本発明は適用可能である。

また、以上の実施の形態では、カード製造装置２０として、一次ラミネート部および二次ラミネート部をそれぞれ個別配置した装置構成例を説明したが、各ラミネート部におけるプレス部の段数やプレス条件等は、製造するカードの仕様に応じて適宜変更することが可能である。

本発明の実施の形態によるカード製造装置２０の構成を示す斜視図である。 本発明の実施の形態による熱プレス用プレート（キャリアプレート２２）の構成を示す斜視図である。 下プレート部材２１ｂに対するカード基材Ｃの丁合い工程を示す要部の斜視図である。 キャリアプレート２２の概略側断面図であり、Ａは熱プレス前の状態を示しており、Ｂは熱プレス時の状態を示している。 プレート部材２１ａ，２１ｂと鏡面板５８ａ，５８ｂとの関係を示す要部側断面図である。 図２に示したキャリアプレート２２の構成の変形例を示す斜視図である。 下プレート部材２１ｂの鏡面板５８ｂとカード基材の積層シート体Ｃ１との関係を模式的に示す図であり、Ａは部分破断平面図、Ｂは側断面図、Ｃは積層シート体Ｃ１の断面図である。 図７に示した鏡面板５８ｂの構成の改良を示す図であり、Ａは部分破断平面図、Ｂは側断面図、Ｃは積層シート体Ｃ１の断面図である。 鏡面板５８ｂの他の構成例を示す斜視図である。 非接触ＩＣカードの構成の一例を模式的に示す側断面図である。 従来の熱プレス用プレートの構成を模式的に示す斜視図である。

符号の説明

２０…カード製造装置、２１ａ…上プレート部材、２１ｂ…下プレート部材、２２…キャリアプレート、３０…供給部、３１〜３５…一次ラミネート部、３６…二次ラミネートシート供給部、３７，３８…二次ラミネート部、３９…シート取出部、４０…クリーニング部、４８Ａ〜４８Ｊ…ノズル動作シリンダ、５１…シート収容部、５２…密封部材、５３…位置決めピン、５４ａ〜５４ｃ…基準孔、５５…脱気孔、５６…排気通路、５７…逆止弁装置、５８ａ，５８ｂ…鏡面板、５８ｂ２…逃げ部、５９ａ，５９ｂ…段付ボルト、Ｃ…カード基材、Ｃ１…積層シート体。

Claims (10)

1. 挟圧面に鏡面板がそれぞれ取り付けられた上下一対のプレート部材を有し、丁合い積層された複数枚のカード基材を熱圧着してプラスチックカードを作製する熱プレス用プレートにおいて、
   前記一対の鏡面板は、互いに接近する方向へ湾曲形成されていると共に、前記プレート部材との取付位置には、熱プレス時における前記鏡面板の平面形状への弾性変形をガイドするガイド機構が設けられている
   ことを特徴とする熱プレス用プレート。
2. 前記一対の鏡面板はそれぞれ略長方形状を有し、その長辺側が湾曲形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の熱プレス用プレート。
3. 前記一対の鏡面板はそれぞれ略長方形状を有し、その短辺側が湾曲形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の熱プレス用プレート。
4. 前記一対のプレート部材の間には、前記カード基材が収容される収容部を画成する環状の密封部材が設けられていると共に、
   前記一対のプレート部材の何れか一方には、一端が前記収容部に臨み他端が当該一方のプレート部材の外部に臨む排気通路と、この排気通路の他端側に接続され前記収容部への外気の進入を禁止する逆止弁装置とが設けられている
   ことを特徴とする請求項１に記載の熱プレート用プレート。
5. 前記一対のプレート部材の何れか一方には、前記鏡面板に支持されている複数のカード基材の各々の対応する箇所に形成された２以上の基準孔に対してそれぞれ貫通する２以上の位置決めピンが立設されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の熱プレス用プレート。
6. 前記複数の位置決めピンは前記鏡面板の一方の縁部に近接配置されており、この縁部のうち前記複数の位置決めピンと対向する領域には、それぞれ逃げ部が形成されている
   ことを特徴とする請求項５に記載の熱プレス用プレート。
7. 前記逃げ部の端面は、テーパー面である
   ことを特徴とする請求項６に記載の熱プレス用プレート。
8. 挟圧面に鏡面板がそれぞれ取り付けられた上下一対のプレート部材を有する熱プレス用プレートを用いて、丁合い積層された複数枚のカード基材を熱圧着してプラスチックカードを作製するカード製造装置において、
   前記一対の鏡面板は、互いに接近する方向へ湾曲形成されていると共に、前記プレート部材との取付位置には、熱プレス時における前記鏡面板の平面形状への弾性変形をガイドするガイド機構が設けられている
   ことを特徴とするカード製造装置。
9. 挟圧面に鏡面板がそれぞれ取り付けられた上下一対のプレート部材を有する熱プレス用プレートを用いて、丁合い積層された複数枚のカード基材を熱圧着してプラスチックカードを作製するカード製造方法において、
   前記一対の鏡面板を各々互いに接近する方向へ湾曲させて前記複数枚のカード基材を挟圧する工程と、
   前記一対の鏡面板を平面状に弾性変形させながら前記複数枚のカード基材間の残留空気を排除する工程と、
   前記一対の鏡面板を介して前記複数枚のカード基材を熱圧着する工程とを有する
   ことを特徴とするカード製造方法。
10. 前記複数枚のカード基材間の残留空気を排除する工程では、前記一対のプレート部材間を真空脱気する工程が含まれる
    ことを特徴とする請求項９に記載のカード製造方法。
    
    

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