JP2009028755A

JP2009028755A - 積層整列治具

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Publication number: JP2009028755A
Application number: JP2007195659A
Authority: JP
Inventors: Kazuto Abe; 一人阿邊
Original assignee: NEC Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 2007-07-27
Filing date: 2007-07-27
Publication date: 2009-02-12

Abstract

【課題】金属枠やスペーサなどの重量のある構成部材を使用しない、プラスチックカードの熱圧着のための積層整列治具を提供する。
【解決手段】底材と、その端部に設けられた支持点を中心に回動する１本のアームからなる軽量のガイド部品１４を用いる。このガイド部品の外見は文房具のステープラに類似した構造であって、従来の１つの金属枠の代わりにベースプレート１１上にこのガイド部品１４を４個固定して用いる。この４個のガイド部品１４によって囲まれる領域に、シート材１２と剥離板１３を交互に積み重ねることにより、高さが可変で熱圧着の間もシート材１２を側面から支え続ける積層整列治具を構成することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、磁気カード、非接触ＩＣカードなどのプラスチックカードの製造において、複数の薄い樹脂板を積層整列して熱圧着により接着する工程に好適に用いられる、積み重ねた薄板を整列させるための積層整列治具に関する。

磁気カードや非接触ＩＣカードは、公衆電話用のプリペイドカードや鉄道の出改札などに用いられるプリペイドカード、および電子決済、セキュリティシステム、工場の生産管理など、様々な分野で利用されている。このうち磁気カードには、一般的にはその表面もしくは内部に書き換え可能な磁気記録層を設けたプラスチックカードが用いられ、また非接触ＩＣカードには、一般的には通信用アンテナと半導体チップ（ＩＣチップ）によるアンテナモジュールをカード基材の中に挟み込んだプラスチックカードが用いられる。

このようなプラスチックカードの製造では、複数の樹脂シートを積層することでカード基材を形成し、このカード基材を裁断してプラスチックカードとすることが行われている。カード基材の内部には、必要に応じて磁気記録層を有するシートやアンテナモジュールなどを組み込む構成としている。積層する樹脂シートとしては主にＰＥＴＧ（ポリエチレンテレフタレート共重合体）やＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）が使用されるが、これらの材料は、自らが持つ自己融着機能により、適切な温度と圧力を加えることで互いに接合させることができる。積層した複数の樹脂シートはこの熱圧着によって最終的に一体化し、その後に裁断などの工程を経て１枚のプラスチックカードとなる。この熱圧着の前には、各々の樹脂シートの正確な位置合わせを行う工程があり、その後に積層された樹脂シートを位置合わせ用の治具に装着したまま、もしくは位置合わせの後にスポット接合などの方法により仮留めを行って、熱圧着を実施する。

特許文献１には、プラスチックカードを製造する際に熱圧着に用いるための従来の治具の例について記されている。この治具の構成について図４をもとに説明する。図４は特許文献１に記載の従来の熱圧着治具の斜視図であり、この熱圧着治具はプラスチックカードを構成する各々の樹脂シートを積層し、位置合わせを行う（丁合いを行う）機能も有している。

図４において、下側プレート部材４７は熱伝導性の高い金属からなり、その上面には位置決めピン４５ａ，４５ｂ，４５ｃが設けられている。一方、積層されて他の樹脂シートとともにカード基材を構成する樹脂シート４１の端部には基準孔４２ａ，４２ｂ，４２ｃが設けられていて、図の矢印のように基準孔４２ｂは位置決めピン４５ｂに嵌合される。同様に、基準孔４２ａは位置決めピン４５ａに、基準孔４２ｃは位置決めピン４５ｃに嵌合される。この基準孔と位置決めピンとの各々の嵌合によって正確な位置決めを行う。図４で樹脂シート４１の下側に配置されている樹脂シート４３にも同様に基準孔４４ａ，４４ｂ，４４ｃが設けられていて、位置決めピン４５ａ，４５ｂ，４５ｃによって各々の樹脂シートの相対的な位置合わせが一括して行われる。

樹脂シート４１，４３，・・・のさらに下には剥離板４６が設けられている。この剥離板４６は、熱圧着の後に各々の樹脂シートが下側プレート部材４７に接着することを防ぐためのもので、特許文献１の場合は表面を鏡面加工した金属板が用いられている。なお、樹脂シート４１の上方には、もう１枚の剥離板と、やはり熱伝導性の高い金属からなる上側プレート部材が設けられるが、図４では記載を省略している。上側プレート部材と下側プレート部材とを互いに固定すれば、内側に挟み込んだ各々の樹脂シートを、互いの位置合わせが行われた状態のままに保持することができる。この状態で上側と下側のプレート部材に対して一定量の熱と圧力を加えることで、内部の樹脂シートに熱圧着を実施する。この方法により、正確な位置合わせが行われた１枚のカード基材を作製することができる。その後でこのカード基材を熱圧着治具から取り出して裁断すれば、プラスチックカードが完成する。

特許文献１に記載の熱圧着治具を用いたプラスチックカードの作製方法は、１回の熱圧着の工程にて同時に１枚のカード基材のみを作製することを前提としたものである。１回の熱圧着の工程には一般に数分〜数十分を要するので、この方法ではプラスチックカードの量産性を高めることに限界があるという問題があった。プラスチックカードの作製枚数を増加させるには、上下のプレート部材の間に樹脂シートと剥離板のセットを同時に何層も重ねて、１個の熱圧着治具によって同時に複数枚のカード基材を作製すればよい。しかし特許文献１に記載の熱圧着治具では、樹脂シートを積み重ねる際に、下側プレート部材に設けた位置決めピンにて位置合わせを行いながら樹脂シートを１枚ずつ順に重ねているために、カード基材の作製枚数を増加させた場合には積み重ね工程に時間を要することとなってしまう。

またカード基材内に配置させる素子の中には、特殊な形状のアンテナモジュールのインレットのように、基準孔を設けたシート形状とすることが困難なものが含まれる場合があり、そのような場合には、この積み重ね工程に時間を要する問題は一層顕著となる。また、特許文献１に記載の場合のように、積み重ねられる剥離板の剥離容易性を高めるために一部の剥離板を湾曲形状としている場合には、この湾曲形状の剥離板よりもさらに上部に樹脂シートを重ねることは技術的に困難である。さらに、作製されたカード基材の少なくとも１辺には一連の基準孔が設けられた領域が必要であるが、この部分は樹脂シートの熱圧着後に裁断の際に切り落とされる領域としなければならない。このためプラスチックカードの製造工程で排出される裁断くずの量が、この領域の分だけ増加することになり、またプラスチックカードの製造に必要となる樹脂シートの面積も増加する。

特許文献１が有する前記の一連の問題を解決し、１回の熱圧着の工程で複数枚のカード基材の作製を実現した熱圧着工程の例と、その際に用いられる治具について、図５をもとに説明する。

図５は、積層整列治具を用いたカード基材の熱圧着のための、発明者らが考案した積層整列工程の例を示す斜視図である。図５において、まず１枚のカード基材を作製するための、各々の樹脂シートの位置合わせを前工程にて行い、仮留めを行っておくこととする。このようにして作製されたシート材５２は、取り回しの最中に内部の樹脂シートどうしが位置ずれを起こすことがなく、一体の構成物として取り扱うことができる。この仮留めには位置合わせを行った樹脂シートの要部に複数箇所のスポット接合を施す方法が適当である。スポット接合の方法としては一般的に超音波接合が用いられるが、それ以外にスポット状に加熱溶着を行うなどの方法を用いてもよい。

熱圧着を実施する場合のシート材５２の設置方法は以下の通りである。熱圧着装置の圧着作業スペースであるベースプレート５１上に、まず長方形の枠形状をなす金属枠５４を固定し、次いでこの金属枠５４にて囲まれた内部に前記シート材５２と剥離板５３とを交互に複数層、一般的には両者のセットを１０層程度積み重ね、最後に最上部にスペーサ５５を配置する。剥離板５３はその上下のシート材５２が互いに接着しないように挿入するもので、表面を鏡面加工した金属板が適している。またスペーサ５５には加熱による変形が小さいなどの理由から金属板が適しており、加圧によるシート材５２の沈み込み量などを勘案すると１０ｍｍ程度の厚さが必要である。ここで、シート材５２、剥離板５３、およびスペーサ５５の厚さ以外の寸法形状は、金属枠５４により囲まれた内部の領域と略同一となるように構成する。なお図５に示すように、シート材５２の最上部および最下部にはそれぞれ剥離板５３を配置して、シート材５２がベースプレート５１やスペーサ５５の表面に直接接触することがないようにする必要がある。なおベースプレート５１上には金属枠５４を同時に複数設置しても構わない。

ここでシート材５２どうしが互いに位置ずれを起こすことなく、かつ積み重ねたシート材５２を確実に加圧するためには、シート材５２および剥離板５３が金属枠５４の高さを超えない範囲で積み重ねて、かつその上部にスペーサ５５を配置した際に、逆にスペーサ５５が金属枠５４の高さを確実に越えるようにする必要がある。シート材５２どうしが互いに多少の位置ずれを起こしても、シート材５２内での仮留めの効果によって作製されるプラスチックカード内には位置ずれが生じない。しかし、熱圧着装置により加えられる面内での圧力のむらや、場所による温度の不均一性などを防ぐために、金属枠５４を省略することはできない。このような積層整列治具を用いて、最上部にスペーサ５５を配置したベースプレート５１を熱圧着装置内に配置し、適当な温度と圧力のプロファイルによる加熱と加圧を行うことで、仮留めが施された個々のシート材５２に熱圧着を実施することができる。熱圧着の終了後に金属枠５４の内側からシート材５２と剥離板５３を取り出して、個々のシート材５２から剥離板５３を除去すれば、カード基材が得られる。

特開２００５−２８８４８６号公報

上記の積層整列治具を用いたカード基材の熱圧着の方法においても、依然として以下の２つの課題があった。第１の課題はベースプレート上の金属枠の内側に仮留めを施したシート材や剥離板を積み重ね、取り出す際の作業性の問題である。キャッシュカードやクレジットカードなどの一般的なプラスチックカードの寸法は、横８５．６ｍｍ×縦５４．０ｍｍ×厚さ０．７６ｍｍであるが、一般的にはこれを１６枚取りとするシート材が用いられていて、その形状は、横４００ｍｍ×縦２８０ｍｍ程度である。このような寸法のカード基材を熱圧着によって作製する際の金属枠やスペーサの重量は、軽量の金属を用いた場合でもそれぞれ２〜４ｋｇ程度になる。このため、ベースプレート上への金属枠の固定やシート材の積み重ね後のスペーサの設置、熱圧着後のこれらの取り外しの作業は手作業では労苦を伴うものであり、また作業中にスペーサを取り落としてしまい、シート材にキズを付けることがあるという問題もあった。スペーサの設置や取り外し作業の問題は工程を自動化すればこの問題は解決するが、その場合は仕様が頻繁に変更となる小ロットの生産への対応が困難となる。

第２の課題は小ロットの生産の場合の仕様の変更への対応である。小ロットの生産では、シート材の寸法、ベースプレート上に同時に積み重ねるシート材の枚数、ベースプレート上に同時に設置する金属枠の数などがロットごとに異なる場合が一般的である。これらの仕様の違いに対応するためには、予め様々な寸法形状の金属枠やスペーサを多数用意しておき、ロットの仕様に合わせてその都度交換して用いる必要がある。しかしこれらの治具の管理は非常に煩雑であるほか、管理の都合上、予め用意する同一寸法、形状の治具の数はどうしても少なくなる。このため、ロット数の多い仕様に対しては、必要な治具の数が不足して、生産に十分には対応できない場合があった。

従って、本発明の課題は、カード基材の熱圧着工程において、手作業によりベースプレート上の治具を交換したり、シート材の積み重ねや取り出しを行う場合にも、作業者の労苦を軽減し、また作業ミスの発生を防ぐことのできる積層整列治具を提案することである。また、本発明の積層整列治具は、複数の寸法形状の仕様のロットに対して共通に使用可能なものであり、この治具を採用することによって、生産に備えて予め用意しておく治具の種類を減少させることができる。

上記課題の解決のために、本発明では、複数の樹脂シートを仮留めしてなるシート材を熱圧着してカード基材とする熱圧着工程において、従来使用していた金属製のスペーサと金属枠を廃止する。そして金属枠の代わりに、１つの支持点を中心として回動する１本のアームを備えた軽量のガイド部品を使用し、従来の１つの金属枠の代わりにこのガイド部品を４個用いることとする。そしてこの４個のガイド部品によって囲まれる領域に、シート材と剥離板を交互に積み重ねる。このガイド部品はベースプレート上に設けた任意のねじ穴にねじ留めして使用可能であるので、熱圧着を行うシート材の寸法形状が変わっても、適切な位置にねじ穴があれば、同じガイド部品によって対応することができる。また同時に熱圧着を行うシート材の枚数が変化した場合でも、それによる違いは熱圧着時の加圧によってガイド部品のアームが押し下げられる量のみであるため、やはり同一のガイド部品を用いて問題なく対処することが可能である。

このガイド部品は、底材と、その端部に設けられた支持点を中心に回動する１本のアームからなるものであり、外見上は文房具のステープラに類似した構造とするとよい。底材とアームとの間にはばねが設けられていて、アームが底材に対して少し開いた状態となるように付勢されている。このばねとしてはねじりコイルばね、板ばねなどが用いられる。また底材の底には穴が設けられていて、シート材への熱圧着が行われるベースプレート上にこのガイド部品をねじ留めすることができる。アームは平坦な２面の側面を持ち、下側に開いた“コ”の字状の断面を有する棒状の構造材からなるもので、この側面が積み重ねられたシート材と剥離板の整列のために利用される。またアームを回動可能に支持する位置には回転軸が設けられているが、この回転軸の両端はいずれもアームの側面から突出することがないように配置されている。

複数のシート材に熱圧着を施す場合には、まず作業者がベースプレート上の適切な位置のねじ穴に４個のガイド部品をねじにより固定し、次いでこの４個のガイド部品によって囲まれる領域に、シート材と剥離板を交互に積み重ねる。積み重ねの際には最下部と最上部にはともに剥離板が位置するようにして、また最上部の剥離板の高さは、底材に対して開いた状態のアームの最上端よりも多少低い位置となるようにする。またシート材と剥離板の積み重ねの際には、各ガイド部品のアームを押し下げた状態でストッパにより底材に固定できるようにしておけば、この積み重ね作業が容易となる。このアームの固定は熱圧着後にシート材と剥離板を取り出す際にも便利である。

シート材と剥離板を積み重ねたら、各ガイド部品のそれぞれのアームを下向きに押して底材に押し付け、アームの側面によってシート材と剥離板の側面をなぞるようにしてその整列を行う。アームから手を放すと、ガイド部品内部のばねによってアームは回動し、その端は再び持ち上げられる。このように、シート材と剥離板の各側面の整列を、ガイド部品のアームの押し下げという簡単な作業で実施できる点が本発明におけるガイド部品の特徴である。この整列を行った後で、最上部の剥離板の上には何も載せずにベースプレートごと熱圧着装置内に配置し、適当な温度と圧力のプロファイルによる加熱と加圧を実施して各シート材を熱圧着し、その終了後に作製されたカード基材を取り出す。熱圧着の途中でも、装置内での加圧により下方に押し下げられているガイド部品は、一緒に加圧されているシート材と剥離板の側面をずっと支え続ける。このため、カード基材内部で積層された樹脂シートどうしに熱圧着が原因となって位置ずれが生じることはない。

以上の熱圧着工程ではシート材の積み重ねを１箇所にのみ行う場合を示したが、シート材を積み重ねをベースプレート上の複数箇所に行って、１回の熱圧着工程でこれらのシート材の熱圧着を同時に一括して行う方法としてもよい。一般に複数のシート材を積み重ねて熱圧着を行う工程の場合は数十〜百数十分程度の時間を要するので、複数箇所にシート材を積み重ねることは熱圧着工程における処理量の向上のために有利である。このとき、例えばシート材の積み重ねを４箇所に行う場合は、ベースプレート上にガイド部品を“田”の字状に配列すればよい。この場合は中央部の十字状に配置された４個のガイド部品が同時に両側の領域のシート材の整列を行うこととなる。このように、シート材を積み重ねる領域を梯子状もしくは格子状に連なる領域とする場合にも、これらのガイド部品をベースプレート上に自在に設置して対応することができる。またシート材の縦横の寸法が大きい場合には、シート材の配置領域を囲む各辺に２個以上のガイド部品を設置すればよい。

即ち、本発明は、１つの固定点を回転中心として回動可能な１本のアームを有するガイド部品を有し、複数の前記ガイド部品がベースプレート上に設置された構成であり、前記ベースプレート上に設置された複数の前記ガイド部品によって囲まれる領域に積み重ねた複数の薄板を整列させる機能を有することを特徴とする積層整列治具である。

また、本発明は、前記ガイド部品が底材を有し、前記底材に設けた１つの固定点を回転中心として、前記アームが回動可能に取り付けられていることを特徴とする積層整列治具である。

さらに、本発明は、前記ガイド部品が有する底材と、回動可能に取り付けられてなる前記アームとが、ばねによって互いに接続されていることを特徴とする積層整列治具である。

さらに、本発明は、前記ばねがねじりコイルばねであることを特徴とする積層整列治具である。

さらに、本発明は、前記ばねが板ばねであることを特徴とする積層整列治具である。

さらに、本発明は、回動可能な前記アームを前記底材に対して固定するストッパを備えてなることを特徴とする積層整列治具である。

さらに、本発明は、前記ベースプレート上に設置された前記ガイド部品が前記ベースプレートに対して着脱可能に固定されていることを特徴とする積層整列治具である。

さらに、本発明は、前記ベースプレートに複数のねじ穴が設けられ、複数の前記ガイド部品が前記ベースプレートにねじにより着脱可能に固定されていることを特徴とする積層整列治具である。

さらに、本発明は、前記ベースプレート上に設置された前記ガイド部品によって囲まれる領域が、１つの正方形状もしくは長方形状であることを特徴とする積層整列治具である。

さらに、本発明は、前記ベースプレート上に設置された前記ガイド部品によって囲まれる領域が、複数の正方形状もしくは長方形状が梯子状もしくは格子状に連なる形状であることを特徴とする積層整列治具である。

さらに、本発明は、前記薄板が複数の樹脂シートを積層して仮留めを施してなるシート材であり、前記薄板と剥離板とを交互に積み重ねて整列させ、一括して熱圧着をおこなうための整列治具として用いられることを特徴とする積層整列治具である。

本発明によれば、樹脂シートを積層して仮留めを施したシート材を積み重ねて熱圧着し、カード基材を作製するための一連の工程において、回動するアームを備えた軽量のガイド部品から構成される積層整列治具を、シート材の熱圧着の際に用いることとする。この方法ではベースプレート上への複数のシート材の積み重ねの際に、従来使用していた重い金属枠を用いる必要がなく、また積み重ねたシート材の最上部に配置していたスペーサも廃止することができる。これにより、作業者に対する作業環境の改善や、カード基材へのキズ発生の防止を図ることができる。またこのガイド部品は、シート材を配置するベースプレート上にねじ穴さえあれば任意の位置に固定することが可能である。このため、シート材の寸法形状や同時に熱圧着を行うシート材の数など、ロットごとの熱圧着時の条件が頻繁に変更される場合であっても、その設置位置だけを変えて同一のガイド部品を使用することができるため、熱圧着条件の頻繁な変更にも柔軟に対応することができる。

またベースプレート上にこのシート材を積み重ねる領域を複数設けたい場合は、本発明によるガイド部品を梯子状もしくは格子状に配置することによって、自在にシート材の積み重ね領域を設定することができる。さらにベースプレート上に配置する１枚のシート材の寸法が大きい場合には、シート材の積み重ね領域の１辺にこのガイド部品を２個以上設置することにより、やはり本発明の積層整列治具によって対応することが可能である。

以下、本発明の実施の形態による積層整列治具について、図１ないし図３を参照しながら説明する。このうち図１は本発明の実施の形態における、積層整列治具を用いた積層整列工程の例を示す斜視図であり、図示しない熱圧着装置内に搬送されるベースプレート１１上には４個のガイド部品１４が設置固定されている。この４個のガイド部品１４によって囲まれた領域が、複数の樹脂シートを積層して仮留めしたシート材１２を、剥離板１３と交互に積み重ねる領域である。４個のガイド部品１４は互いに隙間を設けて設置されているが、この設置はベースプレート１１上のねじ穴に各ガイド部品１４をねじ留めにより固定したものである。なおガイド部品１４の構成の詳細については図２に記述している。

ベースプレート１１上には様々な寸法形状のシート材１２の熱圧着に対応できるように多数のねじ穴が設けられていて、シート材１２および剥離板１３を積み重ねる際には、それらの側面と設置したガイド部品１４のアームの側面とがちょうど接触するように設置位置を選んで４個のガイド部品１４を固定する。４個のガイド部品１４によって囲まれた領域内に交互に積み重ねたシート材１２と剥離板１３の最下部と最上部には、必ず剥離板１３が位置するようにする。ここで剥離板１３はシート材１２どうしが互いに圧着することを防ぐために挿入されるもので、両側の表面を鏡面としたステンレス板などが用いられるが、チタンコーティングなどの表面処理が施された金属板でもよい。シート材１２と剥離板１３を積み重ねた高さの上限は、ガイド部品１４のアームの斜めに持ち上がった端部よりも若干低くなる位置に抑える必要がある。なお、この積み重ね作業の間に、各ガイド部品のアームを押し下げた状態でストッパにより底材に固定すれば、積み重ね作業が容易となる。このアームの固定は熱圧着後にシート材と剥離板を取り出す際にも有用である。

このシート材１２と剥離板１３とを積み重ねたら、各ガイド部品１４のアームを一度押し下げて、その側面がシート材１２と剥離板１３の各側面に当接しながらなぞるように移動させることにより、この両者を整列させる。作業者がアームの押し下げを止めるとアームは回動して、その端部が再び持ち上げられて最上部の剥離板１３の上まで戻り、シート材１２と剥離板１３の各側面に個々のガイド部品１４が当接して側面を支える状態に戻る。この状態で熱圧着を行えば、上方から加圧する装置の底部に常にガイド部品１４の端部が接触した状態となる。従って熱圧着の最中は、シート材１２と剥離板１３が常に側面から個々のガイド部品１４のアームの側面によって支えられた状態が維持されて、それによりシート材１２の内部での加圧による位置ずれの発生を防ぐことができる。

図２は本発明の実施の形態における、積層整列治具を構成するガイド部品の構成の例を示す図である。このうち図２（ａ）は側面図、図２（ｂ）は図２（ａ）を図の右側から見た側面図である。ガイド部品１４は、アーム１５と底材１７とが回転軸１６を中心点として互いに回動可能に組み合わされた構成であり、その内部にはねじりコイルばね１８が設けられていて、底材１７を前記ベースプレート上に設置固定した場合に、アーム１５の端部が斜めに持ち上げられた状態となるように維持している。ただし同様の役割を果たすものであれば、このねじりコイルばね１８の代わりに板ばねなどを用いても構わない。

アーム１５は下側が開いた“コ”の字状の断面を持つ棒状の構造材からなり、その側面は、積み重ねられたシート材と剥離板の側面に当接して、この両者をベースプレート上で整列させる役割を持つ。それとともに、熱圧着の最中には、シート材の内部で位置ずれが生じることがないようにその側面を支える役割を持っている。そのためアーム１５は滑りのよい表面を有する金属材料により構成することが好ましい。回転軸１６はアーム１５に固定されていて、アーム１５を底材１７に対してこの点を中心に回動可能に支持する役割を持っている。アーム１５の側面はシート材や剥離板の側面に当接して、それらを側面から支える必要があるため、回転軸１６の端部がアーム１５の側面から決して突出することがないように構成する必要がある。

また図３は本発明の実施の形態における、熱圧着装置のベースプレート上へのガイド部品の配置の例を示す図である。このうち図３（ａ）はシート材を１箇所に積み重ねた場合の上面図、図３（ｂ）は同じくシート材を４箇所に積み重ねた場合の上面図である。図３において、ベースプレート１１上に配置した四方の４箇所のガイド部品１４によって囲まれる領域が、シート材と剥離板の積み重ねを行う領域である。図３（ａ）はこのシート材と剥離板の設置領域が１箇所の場合であり、また図３（ｂ）はこの設置領域を４箇所に増加させた場合を示している。この場合はガイド部品１４を“田”の字状に配置することによって使用するガイド部品１４の数を減らし、また、シート材と剥離板の設置領域どうしを互いに接近させて、熱圧着装置内での積層整列治具の占有領域の減少を図っている。

一般に複数のシート材と剥離板を積み重ねた場合の熱圧着工程では、シート材の熱伝導性が低いことから内部での温度むらを防ぐために、温度プロファイルとしては緩やかな昇温、降温を選択する必要がある。そのため熱圧着工程には数十〜百数十分もの時間を要するのが普通である。つまりプラスチックカードの製造工程の中では熱圧着工程は例外的に時間を要する工程であり、もしその所要時間を短縮できればプラスチックカードの製造効率を大きく向上させることができる。しかし実際にはこの所要時間の短縮は困難なので、代わりに１回の熱圧着工程で処理するシート材の枚数の増加を図ることが重要である。図３（ｂ）では、図３（ａ）の場合よりも広いベースプレート１１を使用可能な熱圧着装置の使用を前提として、中央部の４個のガイド部品１４が両側のシート材の整列を行うように配置したものである。これによって積層整列治具や積み重ねたシート材の専有面積をなるべく減少させることを目指している。

以上の方法により、剥離板と交互に積み重ねられた複数のシート材は適当な温度、圧力のプロファイルにより熱圧着され、内部の樹脂シートが互いに強固に融着したシート基材となる。このシート基材を最後に裁断することで、非接触ＩＣカードや磁気カードとして用いられる個別のプラスチックカードを得る。この裁断には打ち抜き加工が適している。

本発明の実施の形態に基づく積層整列治具を用いて複数のシート材を剥離板とともに交互に積み重ね、熱圧着を行って裁断前のシート基材を作製した。

（実施例１）
実施例１では、１枚のカード基材から前記の一般的なカード寸法である横８５．６ｍｍ×縦５４．０ｍｍ×厚さ０．７６ｍｍの非接触ＩＣカードを計１６枚（横４枚×縦４枚）作製することとしている。基板材料としてはＰＥＴＧを用いており、最後に行う裁断時の切りしろを含め、横４００ｍｍ×縦２８０ｍｍの寸法のＰＥＴＧによる複数の樹脂シート、および非接触ＩＣカードに内蔵されるアンテナモジュールのインレットなどを用意した。次いでこれらの樹脂シートや前記インレットを、互いに位置合わせを行いつつ順番に積層した。積層した樹脂シートは計５枚であり、この内部にＩＣチップとアンテナを備えたアンテナモジュールのインレットが挟み込まれている。このインレットに当接する樹脂シートの一部には、ＩＣチップなどを内包するための穴が設けられている。

この樹脂シートが積層された状態のままで、各樹脂シートの間に溜まっている空気を除去し、次いでそれらの縁の領域を中心に、スポット状に複数箇所の超音波接合による仮留めを行い、合計１０枚のシート材を得た。樹脂シートにおいて仮留めを行った領域は、いずれも後工程の裁断の際に切り落とされる部分であり、この仮留め領域は最終的にはプラスチックカード内に残らない。仮留めを行ったシート材は、１枚ずつ移動させてもこの仮留め位置が外れることはなかった。この時の１枚のシート材の寸法は各樹脂シートと同じ、横４００ｍｍ×縦２８０ｍｍである。一方、シート材の厚さは作製するカード寸法の０．７６ｍｍよりも若干厚い。これは、熱圧着の際にシート材の厚さに若干の収縮が生じることが理由であり、熱圧着前のシート材の厚さは、この収縮分を含む寸法である。

次に、熱圧着装置内に搬送されるベースプレート上の１箇所にのみ、これらのシート材を積み重ねた（１面取り）。この場合には図３（ａ）に示されるように、ベースプレート上にガイド部品を４個設置して、各ガイド部品によって囲まれる１箇所の領域にシート材を積み重ねることとした。この４個のガイド部品により囲まれる領域は、各シート材と同じ寸法の横４００ｍｍ×縦２８０ｍｍの形状となるようにしている。各ガイド部品はいずれも同一の形状であり、そのアームの側面には鏡面加工が施され、外形は長さ１８０ｍｍ、幅１２ｍｍ、高さ８ｍｍの下側が開いた“コ”の字状の断面を持つステンレス材である。また底材も上側が開いたやはり“コ”の字状の断面のステンレス材で、アームを押し下げると底材全体がアーム内に隠れる構成である。底材にはベースプレート上へのねじ留めのための貫通孔が複数設けられている。回転軸にはねじりコイルばねが取り付けられていて、アームに押し下げる力が作用していない状態では、その作用によりアームの端部は約３０ｍｍほど水平位置から持ち上げられている。なおガイド部品１個の重量は１００ｇ前後であり、４個用いても従来の金属枠よりもはるかに軽量である。

シート材の熱圧着のためには、まずこの領域内のベースプレート上に剥離板を１枚設置する。用いた剥離板は寸法がシート材と同じ横４００ｍｍ×縦２８０ｍｍ、厚さが１ｍｍ程度のステンレス板で、その表面に接触するシート材が融着しないように、両面が鏡面加工されている。剥離板は表面がある程度硬くてキズが付きにくく、加熱加圧に対して耐久性があるならばどのような材質でもよいが、一般にはステンレスなどの金属材料の平板が適しており、またシート材の融着防止のために、表面にチタンコーティングなどを施してもよい。最下部の剥離板の上に、シート材と剥離板の組み合わせを順に１０回積み重ね、１回の熱圧着工程により合計１０枚のカード基材を作製することとした。この積み重ね作業では従来のように重量のある金属枠やスペーサを用いることがないので、シート材と剥離板の積み重ね作業は快適であり、またガイド部品はベースプレート上に固定されているので、当然ながらシート材の上にそれらを取り落とすこともなかった。なお、シート材と剥離板をベースプレート上に積み重ねる際には、４個のうち、いくつかのガイド部品のアームを押し下げて底材に固定しておくと、積み重ねの作業がより容易となる。

ベースプレート上に１０枚のシート材と１１枚のカード基材を積み重ねた状態では、その全体の厚さは２０ｍｍ前後であるので、ガイド部品のアームの端部は最上部の剥離板よりもさらに上方に突出している。この状態にて一度各ガイド部品のアームを順次押し下げて、再び戻した。この作業によりアームの側面を用いてシート材と剥離板の横方向の整列を実施した。アームが跳ね上がり、アームの端部が再び最上部の剥離板よりもさらに上方に突出した状態のまま、ベースプレートごと熱圧着装置内に搬送して加圧加熱のためのセットを行った。このセットによってシート材には熱圧着装置により上方から圧力が加えられる状態となる。この際に各ガイド部品のアームも同時に押し下げられるが、その場合でもシート材が位置ずれを起こさないようにアームはシート材の側面を支え続けている。

この状態にて熱圧着装置により熱圧着を開始した。熱圧着の温度圧力条件のプロファイルは、シート材としてＰＥＴＧを用いていることを考慮して、圧力を１ＭＰａないし１００ＭＰａまで加えつつ、数十〜百数十分かけて温度を室温から１００℃ないし１８０℃まで徐々に昇温し、次いで下降させるものとした。室温近くとなったところで剥離板と熱圧着されたシート材を取り出し、剥離板を除去して１０枚のカード基材を得た。このカード基材１枚から打ち抜きによる裁断で１６枚のプラスチックカードを作製し、合計で１６０枚のプラスチックカードを得た。これらのプラスチックカードについて外観評価および信頼性試験（日本工業規格のＪＩＳＸ６３０５−１「識別カードの試験方法−第１部：一般的特性の試験」に記載の方法に準拠した試験）を行ったところ、とくにキズの発生もなく、また信頼性試験による不良も全く発生しなかった。

（実施例２）
実施例１と全く同様の方法により、ＰＥＴＧによる樹脂シートを用いて同じく横４００ｍｍ×縦２８０ｍｍシート材を４０枚作製した。次いで、それまで取り付けられていたガイド部品をベースプレート上から外し、ガイド部品を新たに加えて合計１０個として、図３（ｂ）に示されるようにこれらのガイド部品をベースプレート上に“田”の字状に設置した。この場合のシート材の積み重ね領域は、それぞれガイド部品に囲まれた４箇所の領域である。ベースプレート上のこれらの４箇所にまず剥離板を１枚ずつ設置し、次いでシート材と剥離板とをそれぞれ交互に１０枚ずつ積み重ねた（４面取り）。シート材を積み重ねた領域の最下部と最上部にはそれぞれ剥離板を設置したので、使用した剥離板は４４枚である。

各ガイド部品によって囲まれた４箇所の領域は、各シート材と同じ横４００ｍｍ×縦２８０ｍｍの形状となるようにしている。シート材と剥離板の積み重ねの後に、各ガイド部品のアームを順次押し下げて再び戻した。この作業によりアームの側面を用いてシート材と剥離板の横方向の整列を実施した。その後、このベースプレートを熱圧着装置内に搬送して、実施例１の場合と同じ温度圧力条件のプロファイルにて熱圧着を実施した。これにより４０枚のカード基材を得て、それらを裁断して合計で６４０枚のプラスチックカードを得た。これらのカードに対して実施例１の場合と同じ外観検査、信頼性試験を行ったところ、とくにキズの発生もなく、また信頼性試験による不良も全く発生しなかった。

以上示したように、本発明の実施の形態に基づく積層整列治具を用いてプラスチックカードの熱圧着を行うことによって、作業者に対する作業環境の改善や、カード基材へのキズ発生の防止を図ることができる。またこの積層整列治具を用いることにより、シート材の寸法形状や同時に熱圧着を行うシート材の数など、ロットごとの熱圧着時の条件が頻繁に変更される場合であっても、やはり同一のガイド部品を用いて、柔軟にこの仕様の変更に対応することができる。さらに、上記実施例の説明は、本発明の実施の形態に係る場合の効果について説明するためのものであって、これによって特許請求の範囲に記載の発明を限定し、あるいは請求の範囲を減縮するものではない。また、本発明の各部構成は上記実施形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。

本発明の実施の形態における積層整列治具を用いた積層整列工程の例を示す斜視図。本発明の実施の形態におけるガイド部品の構成の例を示す図。図２（ａ）は側面図、図２（ｂ）は図２（ａ）を図の右側から見た側面図。本発明の実施の形態における熱圧着装置のベースプレート上へのガイド部品の配置の例を示す図。図３（ａ）はシート材を１箇所に積み重ねた場合の上面図、図３（ｂ）は同じくシート材を４箇所に積み重ねた場合の上面図。従来の熱圧着治具の例の斜視図。従来の積層整列治具を用いた積層整列工程の例を示す斜視図。

符号の説明

１１ベースプレート
１２シート材
１３剥離板
１４ガイド部品
１５アーム
１６回転軸
１７底材
１８ねじりコイルばね
４１，４３樹脂シート
４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４４ａ，４４ｂ，４４ｃ基準孔
４５ａ，４５ｂ，４５ｃ位置決めピン
４６剥離板
４７下側プレート部材
５１ベースプレート
５２シート材
５３剥離板
５４金属枠
５５スペーサ

Claims

１つの固定点を回転中心として回動可能な１本のアームを有するガイド部品を有し、
複数の前記ガイド部品がベースプレート上に設置された構成であり、
前記ベースプレート上に設置された複数の前記ガイド部品によって囲まれる領域に積み重ねた複数の薄板を整列させる機能を有することを特徴とする積層整列治具。
前記ガイド部品が底材を有し、前記底材に設けた１つの固定点を回転中心として、前記アームが回動可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の積層整列治具。
前記ガイド部品が有する底材と、回動可能に取り付けられてなる前記アームとが、ばねによって互いに接続されていることを特徴とする請求項２に記載の積層整列治具。
前記ばねがねじりコイルばねであることを特徴とする請求項３に記載の積層整列治具。
前記ばねが板ばねであることを特徴とする請求項３に記載の積層整列治具。
回動可能な前記アームを前記底材に対して固定するストッパを備えてなることを特徴とする請求項２ないし５のいずれか１項に記載の積層整列治具。
前記ベースプレート上に設置された前記ガイド部品が前記ベースプレートに対して着脱可能に固定されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の積層整列治具。
前記ベースプレートに複数のねじ穴が設けられ、複数の前記ガイド部品が前記ベースプレートにねじにより着脱可能に固定されていることを特徴とする請求項７に記載の積層整列治具。
前記ベースプレート上に設置された前記ガイド部品によって囲まれる領域が、１つの正方形状もしくは長方形状であることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の積層整列治具。
前記ベースプレート上に設置された前記ガイド部品によって囲まれる領域が、複数の正方形状もしくは長方形状が梯子状もしくは格子状に連なる形状であることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の積層整列治具。
前記薄板が複数の樹脂シートを積層して仮留めを施してなるシート材であり、前記薄板と剥離板とを交互に積み重ねて整列させ、一括して熱圧着をおこなうための整列治具として用いられることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の積層整列治具。