JP2002011780A - プレス装置システム - Google Patents
プレス装置システムInfo
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- JP2002011780A JP2002011780A JP2000194307A JP2000194307A JP2002011780A JP 2002011780 A JP2002011780 A JP 2002011780A JP 2000194307 A JP2000194307 A JP 2000194307A JP 2000194307 A JP2000194307 A JP 2000194307A JP 2002011780 A JP2002011780 A JP 2002011780A
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- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Blow-Moulding Or Thermoforming Of Plastics Or The Like (AREA)
- Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
熱プレス成形による連続成形を可能とする。 【構成】ICカード96は、下側プラスチック・フィル
ム88上にセットされ、上側プラスチック・フィルム8
9で上面から挟まれた状態で移動、加工される。この状
態のまま予熱装置10で加熱された後、ホットプレス装
置4、次いでコールドプレス装置5でプレス成形され
る。このとき、プラスチック・フィルム88、89はト
レイ、クッション紙、鏡面板の機能を発揮する。プレス
成形済みのICカード96は、最終的に上側フィルム巻
取装置65と下側フィルム巻取装置66によりプラスチ
ック・フィルム88、89が取り払われ、製品ストック
71に蓄えられる。
Description
ク製のICカードなどの被加工物を加熱・加圧して成形
するプレス装置システムに関する。
カード(インテグレーテド・サーキット・カード)を製
造するには、コアシートの貫通孔にICとコイルを挿入
し、このコアシートとインナシートを表面側、裏面側の
双方からそれぞれオーバーシートで挟んだ状態でプレス
装置により加熱・加圧して成形した後、冷却すること
で、これらのシートを一体成形していた。(たとえば、
1989年7月10日、株式会社電気書院発行、玉田丈
夫、穐山晴臣、桑原正幸共著の「ICカード しくみと
広がる世界」第41頁図5・4) 上記プラスティックとしてはPVC(ポリ塩化ビニル)
を用い、ICカードを多数枚分、重ねてプレス装置で各
ICカードのシートを加熱・加圧して同時成形すること
で、多量生産していた。
は廃棄処分時に燃焼すると塩化水素ガスを発生するなど
環境上問題がある。また、ICカードは厚さが約0.7
6mm(ISO規格)と薄いのでカードが変形しやす
く、カードリーダ・ライタへの出し入れ不能といったケ
ースが発生することがある。特に、接触型のICカード
に比べ非接触型ICカードや磁気カードの場合には、内
部に配置する要素が増える分、シート間の接合面積が減
少することから、ICカードがPVCでは剛性不足とな
り変形しやすくなる。そこで、PVCの代わりに環境に
優しく剛性も高いPET(ポリエチレンテレフタレー
ト)を用いることが考えられる。しかしながら、PET
を用いて成形する場合、より高温で熱圧締しなければな
らず、加熱時にひずみが大きくなりがちである。また、
上記従来のプレス装置では、可動定盤と固定定盤とのそ
れぞれに熱盤を取付け、下方熱盤の上に被加工物を載
せ、両熱盤で被加工物を挟みながら加熱・加圧すること
で被加工物を成形する。この場合、被加工物はベルトで
搬送するが、熱盤での加圧が可能なようにベルトを熱盤
の両側に分けて配置し、両ベルト上にトレイを載せ、ク
ッション紙、片鏡面板を被加工物の上下面にそれぞれ載
せた状態でホットプレス成形する。したがって、ICカ
ード生産にあっては、トレイ、クッション紙、片鏡面板
といったものが必要となる上、これらの組み付け・取り
外し作業までが必要となる。また、被加工物をこの成形
温度から冷却温度まですべてプレスサイクルを1台のプ
レス装置だけで成形するようにすれば、このサイクル
中、加熱、冷却の温度範囲が広く熱エネルギを捨てたり
加えたりでの熱損失が多く、またこれらの熱の出入りに
時間がかかって生産性がよくなかった。
面板を不要としてICカードごとにこれらを組み付けた
り取り外したりしなくても済むプレス装置システムを提
供することを第1の目的にする。また、できればプレス
装置の熱盤の温度をプレス前に従来のようにより幅広い
温度範囲で加熱・冷却しなくて済むようにすることで、
熱効率が高く、生産時間も短くて済むプレス装置システ
ムを提供することを第2の目的とする。
は、望ましくは、上側プラスチック・フィルムを巻き出
す上側フィルム巻出装置と、下側プラスチック・フィル
ムを巻き出す下側フィルム巻出装置とを有する。これら
の両プラスチック・フィルム巻出装置の下流には、ホッ
トプレス装置が配置される。このホットプレス装置は、
少なくとも一方が他方に対して上下方向に相対移動可能
にフレームに支持された上下一対の定盤に熱盤がそれぞ
れ設けられ、ICカード等の被加工物を下側プラスチッ
ク・フィルムと上側プラスチック・フィルムとで挟んだ
状態で上下の熱盤間で熱圧締して成形加工する。このホ
ットプレス装置の下流には、上側フィルム巻取装置と下
側フィルム巻取装置を配置して、それぞれ上側プラスチ
ック・フィルムと下側プラスチック・フィルムを巻き取
り、プレス成形済みの被加工物を取り出すようにしてい
る。上記プレス装置システムにあっては、被加工物は上
下のプラスチック・フィルム間に挟まれた状態で搬送さ
れ、加熱・圧締可能である。この場合、上下のプラスチ
ック・フィルム自身がトレイ、クッション紙、鏡面板の
機能を発揮するのでこれらが不要になるし、これらを被
加工物ごとに被加工物へ組み付けたり、取り外したりす
る作業も不要となって、生産時間が短縮される。また、
望ましくは、ホットプレス装置と両フィルム巻取装置と
の間にコールドプレス装置をさらに配置する。このコー
ルドプレス装置は、少なくとも一方が他方に対して上下
方向に相対移動可能にフレームに支持された上下一対の
定盤に冷却盤がそれぞれ設けられており、ホットプレス
成形後の被加工物を下側プラスチック・フィルムと上側
プラスチック・フィルムとで挟んだ状態で上下両冷却盤
にて冷却・圧締する。この場合、望ましくは、ホットプ
レス装置では、被加工物をこの結晶化温度(比較的高温
でたとえば約80℃)から成形温度(たとえば120℃)
まで熱盤で加熱・加圧し、ホットプレス終了後は再度、
結晶化温度まで戻すことでホットプレス・サイクル中こ
れらの温度間で熱盤の温度を上げ下げする。一方、コー
ルドプレス装置では、結晶化温度(約80℃)から室温
付近(たとえば20℃)まで冷却盤で加圧しながらこの
温度を徐々に下げていき、コールドプレス終了後は再
度、結晶化温度まで加熱することで、このコールドプレ
ス・サイクル中この温度範囲で冷却盤の温度を上げ下げ
する。このようにホットプレス装置とコールドプレス装
置とを被加工物の結晶化温度付近で分けて設ければ、こ
れらの熱盤、冷却盤の温度の上げ下げ幅をそれぞれ小さ
くでき熱効率が向上する。また、望ましくは、上側フィ
ルム巻出装置から巻き出された上側プラスチック・フィ
ルムは、これが下側プラスチック・フィルム上に置いた
被加工物を上方から覆うようにガイドローラにより下方
に押しつけられるようにする。これにより上側プラスチ
ック・フィルムを自動的に被加工物の上面にセットする
ことができる。また、望ましくは、少なくとも上側プラ
スチック・フィルムを押し下げるガイドローラの手前か
ら熱盤までの被加工物の搬送経路間は、真空室内に収容
するようにする。これにより、被加工物内および上下プ
ラスチック・フィルム間にある空気を容易に除くことが
でき、良好な成形が可能となる。また、望ましくは、上
記真空室を、下側フィルム巻出装置から両フィルム巻取
装置までの前記被加工物の搬送経路全体を収容可能とす
る。これにより、空気の混入を確実に防止できるだけで
なく、成形下降中、空気による対流がなくなって被加工
物の温度が安定するので、良好な成形が可能となる。ま
た、この場合、下側フィルム巻出装置と上側フィルム巻
出装置の間に、より詳しくは上側プラスチック・フィル
ムを下側プラスチック・フィルムに押しつけるガイドロ
ーラの上流側手前で被加工物の下側プラスチック・フィ
ルムへの被加工物のセット位置の下流間に、これら間を
仕切るシャッタを設ければ、下側プラスチック・フィル
ムに被加工物をセットするためこの部分を大気開放して
も、シャッタが下側フィルム巻出装置側の真空室から上
側フィルム巻出装置側の真空室へ空気が流れ込むのをで
きるだけ抑えることができ排気作業が少なくて済むの
で、省エネルギかつ生産時間の短縮が可能となる。さら
に、望ましくは、上側フィルム巻出装置とホットプレス
装置の熱盤との間に予熱装置を設けて、被加工物を加熱
する。この場合、予熱装置には、電磁波を発する熱源を
用いる。電磁波を用いれば、真空中でも輻射熱で被加工
物を加熱することができる。電磁波として遠赤外線を用
いれば、より効率的な加熱効果が得られる。この予熱
は、望ましくは、被加工物の温度が前記熱ロールの成形
温度より低く被加工物が熱変形しない程度の加熱温度に
調整する。このように、ホットプレス装置でのプレス成
形前に、被加工物に曲げなど熱変形が生しない程度まで
加熱しておけば、ホットプレス装置でのプレス成形時間
を短縮できる。また、望ましくは、ホットプレス装置あ
るいはコールドプレス装置では、被加工物が挟まれた両
プラスチック・フィルムを両熱盤あるいは両冷却盤との
間でそれぞれ隙間を保ちながら上下移動可能に支持する
ガイドリフタを設ける。このガイドリフタにより、熱
盤、冷却盤への被加工物の搬入時における温度を高くし
ておいても被加工物を熱盤、冷却盤から離しておくこと
ができ、従来のように被加工物の一方の面のみ熱盤や冷
却盤に接触して加熱され熱変形するのを防ぐことが可能
となる。したがって、成形時間が短縮されるとともに、
熱盤の熱効率も向上できる。ここで、望ましくは、ガイ
ドリフタの具体的構成としては、一方の定盤側に下側プ
ラスチック・フィルムを支持するガイドリフタとこのガ
イドリフタを上下動可能な昇降機構とを設ける一方、他
方の定盤側に両定盤の所定範囲内の近接によりガイドリ
フタ側に当接してガイドリフタを一方の定盤に近づく方
に押す押圧部材を設けてある。昇降機構としては、油圧
または空気圧によりピストンロッドを上下動させる昇降
用シリンダ、あるいは電気モータ駆動によるものでもよ
い。また、望ましくは、上側フィルム巻取装置と下側フ
ィルム巻取装置の上流に被加工物を挟んだ上下側両フィ
ルムを上下方向から把持するクランプ部と、該クランプ
部を1タクト分移動させる移動機構を有する1タクト送
り装置を設ける。そして、この1タクト送り装置による
1タクト分の送りに応じて上下フィルム巻取装置の巻き
取りを実行するようにする。これにより薄いフィルムを
幅方向に正確に位置決めしながら送り出し、かつしわの
発生を防止できる。また、望ましくは、下側プラスチッ
ク・フィルムへ被加工物を載せる搬入工程から予熱装置
で被加工物を加熱する予熱位置までの予熱位置からホッ
トプレス装置で被加工物を加熱・圧締するホットプレス
位置までの距離とが、ほぼ同じとなるように設定する。
この結果、プラスチック・フィルムを1回移動させるだ
けで上記各工程位置に各作業段階における被加工物がそ
れぞれ位置され、各作業工程が実質的に同じタイミング
で実行することが可能となり生産効率が良くなる。望ま
しくは、下側プラスチック・フィルムへの被加工物の搬
入工程、予熱装置による予熱工程、ホットプレス装置に
よるホットプレス工程、コールドプレス装置によるコー
ルドプレス工程といった上記下側プラスチック・フィル
ムで行われるすべての工程が実質的に同じタイミングで
行われるようにする。また、この場合、下側プラスチッ
ク・フィルムへの被加工物の搬入位置から予熱装置での
被加工物の加熱位置までの距離と、予熱装置での被加工
物の予熱位置からホットプレス装置での被加工物のホッ
トプレス位置までの距離と、ホットプレス装置での被加
工物のホットプレス位置からコールドプレス装置での被
加工物のコールドプレス位置までの距離と、コールドプ
レス装置での被加工物のコールドプレス位置から両フィ
ルム巻取り装置より上流の1タクト送り装置までの距離
と、が実質的に等しくなるようにする。これにより、作
業工程をすべて実質的に同じタイミングで実施できる
上、プラスチック・フィルムの移動ピッチが同じなの
で、作業工程終了後にプラスチック・フィルムも同じ量
だけ1回巻き取ればよく、連続したスムーズな生産が可
能となる。
説明する。図1は、プレス装置システムの全体を示して
いる。同図において、1は、これから成形加工に供する
ため多数のICカード(被加工物)を重ねておく被加工
物ストックである。上記被加工物としての上記各ICカ
ード96は、図2に示すように表面のオーバシート10
6と裏面のオーバシート107との間に、ICモジュー
ル108が貫通孔109aに挿入されるコアシート10
9とインナシート110を挟んだ状態で重ね合わせられ
て構成される。これらのシートは、プレス成形前のスト
ック状態では、ポイント溶着により各シートがばらばら
にならないように位置決めした状態で仮り止めしてあ
る。なお、上記各シートはPET(ポリエチレンテレフ
タート)製としているが、もちろんPETに限る必要は
ない。
置であり、下側プラスチック・フィルム88を巻き付け
可能な巻出ロール81を有する。この巻出ロール81
は、巻出サーボモータにより減速機を介して減速駆動さ
れ、下側プラスチック・フィルム88をこの巻出ロール
81の下方から巻き出し可能である。下方フィルム巻出
装置2の巻出ロール81の図1中左上方にはガイドロー
ラ82が設けられて、同図中、時計まわりに回転しなが
ら巻出ロール81の下方から巻出されてくる下側プラス
チック・フィルム88を、ほぼ水平方向右側へ方向転換
して送り出すようにガイドする。この水平方向に向けら
れた下側プラスチック・フィルム88上に被加工物とし
てのICカード96をセットして次工程へ流すようにし
てある。
のセット位置の下流には、上側プラスチック・フィルム
巻出装置3が設置されている。この上側フィルム巻出装
置3は、上側プラスチック・フィルム89を巻き付けた
巻出ロール83を有し、この巻出ロール83を巻出サー
ボモータにより減速機を介して同図中、反時計まわりに
回転させ、上側プラスチック・フィルム89を巻き出し
可能である。巻出ロール83の下方にはガイドローラ8
4が設けられて、巻出ロール83から下方に巻き出され
た上側プラスチック・フィルム89を図中、水平方向右
側へ方向転換するようにガイドする。ここで、この水平
方向へ転換された上側プラスチック・フィルム89が下
側プラスチック・フィルム88上のICカード96を上
側から覆うように、ガイドローラ84は、上側、下側の
プラスチック・フィルム88、89及びICカード96
を一体的に下側へやや押しつける程度に位置が調整され
設置されている。なお、上記両巻出ロール81,84に
は、図示しない電磁ブレーキが設けられ、これらの電磁
ブレーキを作用させながら、プラスチック、フィルム8
8、89を巻きだしていくようにしてある。
装置10が設けられ、この予熱装置10を構成する遠赤
外線ヒータを有する二つのヒータ取付板61a、61b
で上側、下側のプラスチック・フィルム88、89をこ
の上下面から挟むようにしている。この予熱装置10
は、図3にその下方側を示すように、ヒータ取付板61
aには、内面を鏡面仕上げとした半円筒状の反射板62
a〜62fを上流側から下流側に向けて1個ずつ取り付
け、これらの反射板62a〜62fの内側空間に遠赤外
線ヒータ63a〜63fを幅方向に沿って配置してあ
る。各遠赤外線ヒータ63a〜63fの両端は、図示し
ない電源に接続されている。また、ヒータ取付板61a
には、隣り合う遠赤外線ヒータ63a〜63f間位置に
5個の温度センサ64a〜64eが設けられ、ここで検
出された温度信号を受けてコントローラ104は、遠赤
外線ヒータ63a〜63fの加熱を最適にするように電
源を制御する。予熱装置10は、図4に示す下方のヒー
タ取付板61aと同様な構成のヒータ取付板61bがヒ
ータ取付板61aとは上下逆向きにされて配置されてい
る。
置4とコールドプレス装置5とがこの順に設置されてい
る。ホットプレス装置4、コールドプレス装置5には、
それぞれパイプ86、87を介してホットプレス用加熱
冷却ユニット6、コールドプレス用加熱冷却ユニット7
を接続し、それぞれ高温油、低温油を循環供給可能にす
る。以下、上記ホットプレス装置4(プレス装置)の詳
細につき、図4に基づき説明する。ホットプレス装置4
は、幅方向に離間配置した両支柱16a、16b間の上
下をアーチ17、ベース18によりそれぞれ連結して構
成したフレーム19を有する。このアーチ17には上方
位置からみて方形位置にそれぞれシリンダ20、21、
22、23を合計4本固定配置する。これらのシリンダ
内にはねじ軸24、25、26、27を貫通させ、ねじ
軸の外周面とシリンダ20〜23内に配置した固定シリ
ンダ20a〜23aの内周面とに螺旋のボール溝を形成
してボールを介在させて、ボールねじを構成することで
ねじ軸がシリンダ20〜23に対し回転しながら上下動
可能とする。ねじ軸24〜27は、これらの上方部分を
軸受で上台28に支持するとともに、その上端部分に歯
付きベルト車29、30、31、32を連結する。各ベ
ルト車29〜32は歯付きベルト34にかみ合わせる。
上記ベルト車29〜32のうちの1個を上台28に取り
付けた電気モータ35にて回転駆動可能とし、このベル
ト車を回転駆動することによりベルト34を介して全ベ
ルト車29〜32、したがってねじ軸24〜27を同じ
回転方向・同じ回転量だけ同時駆動するようにしてい
る。なお、電気モータ35にはエンコーダ103を取り
付けてある。ねじ軸24〜27の下側部分は、上方定盤
としての可動定盤36に軸受で回転可能かつ軸方向一体
に取り付ける。なお、これらの電気モータ35、ねじ軸
24〜27、各ベルト車29〜32、歯付きベルト車2
9、30、31、32等は、定盤駆動装置を構成する。
可動定盤36の下面には断熱材37を介して熱盤38を
取り付けて、この熱盤にパイプ86を介してホットプレ
ス用加熱冷却システム6から温度調節した高温油を循環
供給可能とする。ベース18側には下方定盤としての固
定定盤39を配置し、この上面に断熱材40を介して熱
盤41を取り付け、この熱盤にもパイプ86を介して同
じくホットプレス用加熱冷却システム6から温度調節し
た高温油を循環供給可能とする。これらの熱盤38、4
1の表面には、セラミックコーティングを施してある
が、必ずしも必要ではない。
ガイドリフタ43、44を設け、このガイドリフタ4
3、44によりICカード及び上側、下側の各プラスチ
ック・フィルムを一体で上下動可能にガイドする。この
ガイドリフタ43、44では、図5(a)、(b)に一
部拡大して示すように、下側プラスチック・フィルム8
8を上流側で支持するガイドリフタ43と下流側を支持
するガイドリフタ44とを固定定盤39の上流側、下流
側にそれぞれ配置してある。これらのガイドリフタ4
3、44は、ガイドローラ55、56を有し、これらの
ガイドローラ55、56の幅方向の長が同図(b)に示
すように、熱盤38、41及び定盤36、39の幅長さ
とほぼ同じにしてある。ガイドローラ55、56は、こ
れらの両端がそれぞれ支持部45、46によって回転自
在に保持されている。これらの支持部45、46は、上
流側、下流側の各プレート部材47、48に固定され
る。これらのプレート部材47、48は、固定定盤39
の上流側側面と下流側側面にそれぞれ2個ずつ固定され
た上昇用シリンダ(昇降機構)49、50のピストンロ
ッド51、52の上端に固定されている。上昇用シリン
ダ49、50内は、油圧源にパイプを介して連結されて
おりコントローラ104の信号により切り替え制御され
る油圧バルブ(図示せず)にて上昇可能とされている。
また、プレート部材47、48の両端部には上方へ突出
する当接部53、54が設けられ、この当接部が可動定
盤36に固定の取付プレート57、58に下方に伸ばし
て取付られた調整ボルト(押圧部材)59、60に当接
可能とされている。したがって、可動定盤36が上昇位
置にあるときに上昇用シリンダ49、50のピストンロ
ッド51、52を上昇させると、ガイドローラ43、4
4に支持された下側プラスチック・フィルム88の下面
が固定定盤39側の熱盤41から離れる。可動定盤36
が下降して調整ボルト59、60がプレート部材47、
48の当接部53、54に当たりプレート部材47、4
8、ガイドリフタ43、44のガイドローラ55、56
を押し下げていくと、上下各プラスチック・フィルム8
8、89と上下の熱盤38、41と間の隙間を縮めなが
ら最終的に熱盤38、41間に上下プラスチック・フィ
ルム88、89を挟み加圧するようになる。
向2カ所でベース18に設けたピン101、102にて
位置決めするとともに、下面の4カ所とベース18との
間にロードセル97、98、99、100を配置し、こ
れらのロードセルが受ける荷重を検出する。これらの検
出信号はコントローラ104に入力する。
すように基本的には図4に示したホットプレス装置4と
ほぼ同じである。ホットプレス装置4と構成上異なるの
は、熱盤38、41の代わりに冷却盤8、9を用い、こ
れをパイプ87を介してコールドプレス用の加熱冷却ユ
ニット7に接続して低い温度の油を供給する点である。
他は、ホットプレス装置4と実質的に同一なので、その
説明を省略する。なお、図6では図4のホットプレス装
置4に実質的に対応する構成要素にはこれと同一の番号
の後にAを付けて示してある。
送り装置120を設ける。この1タクト送り装置120
は、図7に示すように、プラスチック・フィルム88、
89の送り方向に沿うシリンダ121とこの両端の下方
部分に固定された口字状のガイド支持部材122とを有
する。シリンダ121内にはピストン部材127のピス
トン部が挿入されて、ピストン部材127がシリンダ1
21の軸方向に移動可能である。ピストン部材127の
下方にはジョイント128を介して図7(a)、(b)
中左方(上流側)の上側把持部材123Aに固定したロ
ッド129が取り付けられ、上側把持部材123Aをつ
り下げるとともに、この上側把持部材123Aをピスト
ン部材127と一体的に移動可能としている。上側把持
部材123Aは、ガイド支持部材122の下方で幅方向
に伸ばされており、この上面の幅方向の2カ所に、送り
方向に離間させた2個の断面凹形状部がそれぞれ設けら
れている。また、ガイド支持部材122の下方2カ所に
は、送り方向に沿ってガイドレールが設けられている。
断面凹形状部とガイドレールを嵌合させることで、スラ
イド機構130、131が構成されている。なお、上側
把持部材123Aは、送り方向に離間した2つの凹形状
部がそれぞれ幅方向でガイドレールに嵌合しながら移動
するので、送り方向のスライド時にあっても斜めに傾く
ようなことはない。上側把持部材123Aの下方にはこ
れと平行に下側把持部材124Aが置かれ、これら両者
間を、ICカードを挟んだ上側プラスチック・フィルム
89と下側プラスチック・フィルム88が通るようにす
る。下側把持部材124Aの幅方向両端にはロッド12
5a、125bが固定されて上方へ伸ばされ、これら先
端の図示しないピストンが上側把持部材123Aに固定
したシリンダ126a、126b内をスライド可能であ
る。一方、図7(a)、(b)中、ガイド支持部材12
2の右側位置にも、上下両把持部材123B、124
B、ロッド125c、125d、及びシリンダ126
c、126dが設けられ、クランプ可能とされている。
これらの上下把持部材123A、124A、123B、
124B、ロッド125a〜125d、及びシリンダ1
26a〜126dは、クランプ部を構成し、上記シリン
ダ121、ピストン部材127、及びスライド機構13
0、131は、移動機構を構成する。
各プラスチック・フィルム巻取装置65、66が配置さ
れ、ICカード96から上側プラスチック・フィルム8
9及び下側プラスチック・フィルム88をそれぞれ分離
するようにしてある。上方フィルム巻取装置65は、上
側プラスチック・フィルム89がガイドローラ67によ
り上方へ方向転換され巻取ロール68に巻き取り可能で
ある。また、この上方フィルム巻取装置65の下方には
下方フィルム巻取装置66が設けられて、下方プラスチ
ック・フィルム88も、ガイドローラ69により下方に
方向転換されて巻取ロール70に巻き取り可能である。
これらの巻取ロール68、70は、上記1タクト送り装
置120による送りに合わせながら、それぞれサーボモ
ータにより減速機を介して減速回転駆動され、プラスチ
ック・フィルム88、89を巻き取っていく。両ガイド
ローラ67、69間を通過した成形済みのICカード6
9は製品ストック71に溜められる。
各工程部分や各プラスチック・フィルム88、89の巻
き出し・巻き取り部分、ICカード96のセットから成
形済みのICカードのストック部分までは、真空室11
1に収容されている。真空室111は、図1中、左端に
は成形前のICカードの挿入時開閉するドア112が設
けられ、成形前のICカード96を下側プラスチック・
フィルム88上へセット可能としている。ICカード9
6のこのセット位置と上方巻出装置3側のガイドローラ
84との間には、この前後を仕切るシャッタ113が設
けられ、ICカード96の搬入は可能だが、ICカード
96のセットのためドア112を開いたとき、ICカー
ド96のセットした側の真空室から予熱装置10側の真
空室へできるだけ空気が入り込まないようにしてある。
上下プラスチック・フィルム巻取装置65、66側のガ
イドローラ67、69と製品ストック71との間にもシ
ャッタ114が設けられ、製品ストック71のドア11
5を開いたとき製品ストック側71の真空室から1タク
ト送り装置120側の真空室へできるだけ空気が入り込
まないようにしてある。真空室111は、図示しない真
空ユニットに接続されており、真空室111の内部の空
気を排出可能である。なお、製品ストック71の手前に
もガイドローラ132、133が設けられ、ICカード
96が製品ストック71に確実に入るようにしてある。
成形工程につき、以下に説明する。まず、操作者は図外
の操作制御盤を操作してシステム稼働の状態にする。次
いで、図1に示すように、被加工物としてポイント溶着
した1枚分のICカード96をストック1から取り出
し、ドア112を開けてガイドローラ82とシャッタ1
13との間(搬入位置)に位置する下側プラスチック・
フィルム88上に載せセットする。この搬入位置へのセ
ット中は、下側プラスチック・フィルム88は停止され
ている。搬入工程終了後、ドア112を閉めてこの搬入
室を脱気する。もちろんこの搬入室以外の真空室111
全体も真空状態にされている。スタートのための所定時
間が経過すると、電磁ブレーキによるブレーキ力を受け
ながら、ICカード96を載せた下側プラスチック・フ
ィルム88が巻出ロール81から巻き出される。下側プ
ラスチック・フィルム88が、図1中、右方へ移動して
ガイドローラ82のところまで来ると、同じく電磁ブレ
ーキによりブレーキ力を受けながら上側フィルム巻出装
置3の巻出ロールから巻き出された上側プラスチック・
フィルム89がガイドローラ84でICカード96の上
面に押しつけられ、下側プラスチック・フィルム88と
でICカード96を挟んだ状態になって一体的に移動し
ていく。このはさみ込み作業は真空中で実行されるの
で、上記セット後の脱気にもかかわらず上下両プラスチ
ック・フィルム88、89間やICカード96のシート
間に残った空気は、確実に吸い出される。
上側プラスチック・フィルム89と下側プラスチック・
フィルム88とで挟まれた状態で、予熱装置10内へと
進む。プラスチック・フィルム88、89は、ICカー
ド96が上下ヒータ取付板61a、61b間に全体が入
る位置(予熱位置)に来た時点でその巻き取りを所定時
間停止される。予熱装置10では、遠赤外線ヒータ63
a〜63fが真空中でも加熱可能な遠赤外線を発し輻射
熱をICカード96に伝えて、これを加熱する。この加
熱は、ホットプレス装置4の熱盤38、41における成
形温度より低くして、輻射熱でICカード96のシート
が曲がるなどの熱変形を生じない程度に設定してある。
予熱工程が終了したら、ICカード96は両プラスチッ
ク・フィルム88、89の巻き取りによりホットプレス
装置4内へ移動させられるが、この移動が真空中である
ことから空気の対流によりICカード96が冷やされる
といったこともない。
上下熱盤38、41間のホットプレス位置に搬入された
ら、所定時間ここで停止される。このとき、ホットプレ
ス装置4では、可動定盤36は上昇位置にあって両熱盤
38、41を引き離しているとともに、固定定盤39側
の上昇用シリンダ49、50がピストンロッド51、5
2を押し上げてガイドロール55、56を図1中、実線
位置まで上昇させている。この結果、ガイドリフタ4
3、44のガイドローラ55、56により、ICカード
96を挟んだ上下両プラスチック・フィルム88、89
を、上昇させて両熱盤38、41からそれぞれ離してい
る。したがって、この状態では、上下両プラスチック・
フィルム88、89は、熱盤38、41に接しないの
で、急激に温度上昇して熱変形を起こす心配がない。ま
た、それ故、熱盤38、41のプレス前の温度をある程
度高く設定しておくことが可能となる。この状態でコン
トローラ104にてホットプレス装置4の電気モータ3
5を回転させると、歯付きベルト34により4つのベル
ト車29〜33が同じ回転方向、同じ回転量だけ回転す
る。これらのベルト車の回転により、これらと一体のね
じ軸24〜27も回転しボールねじにより上台28、電
気モータ35ともども下方へ移動していく。ねじ軸24
〜27の下降にしたがって、これらに軸受で結合した可
動定盤36も下降していき、可動定盤36側の調整ボル
ト59、60が固定定盤39側のプレート部材47、4
8の当接部53、54に当接するようになり、以後プレ
ート部材47、48及びこれと一体のガイドリフタ4
3、44のガイドローラ55、56を押し下げていく。
この結果、上下プラスチック・フィルム88、89と上
下の熱盤38、41間の隙間距離は縮まっていき、両熱
盤38、41が上下両プラスチック・フィルム88、8
9に接触すると、これを加熱・加圧して成形する。この
両熱盤38、41の上下両プラスチック・フィルム8
8、89への接触は、ほぼ同時に行われるので、ICカ
ード96が熱変形により曲がる心配がない。また、この
接触時、熱盤38、41の温度は成形温度、すなわちI
Cカード96のシートの結晶化温度付近であるから、急
に高温に晒される心もない。
程は、以下のように実行される。熱盤38、41を当初
タッチ圧(0.1〜0.2Kg)としたまま、ICカー
ド96の結晶化温度80℃から成形温度140℃まで上
昇させながら加熱していく。ICカード96の温度が成
形温度になったら、熱盤38、41の温度を成形温度に
保ったまま成形圧力(20トン程度)まで加圧し、IC
カード96が成形温度となった所定期間経過後、加圧し
たままで熱盤38、41の温度を結晶化温度まで下げて
いく。以上がホットプレスのプレスサイクルによる被加
工物のホットプレス成形である。このときの加圧は、エ
ンコーダ103で位置を検出することによりICカード
96の厚み制御を行うとともに、ロードセル97〜10
0によりプレスの全荷重を検出して荷重制御を行う。す
なわち、これらプレス全荷重とモータ回転位置の検出値
にしたがって、コントローラ104が電気モータ35を
目標値になるように制御する。なお、上記ICカード9
6の加熱・圧締時にあっては、上下プラスチック・フィ
ルム88、89とも、クッション紙、鏡面板としてもそ
れぞれ機能している。上記ホットプレス工程が終了した
ら、可動定盤36とガイドリフタ43、44を上記下降
制御とは逆に上昇させる。すなわち、電気モータ35で
可動定盤36を上昇させ、上昇用シリンダ49、50に
てピストンロッド51、52を介してガイドローラ5
5、56を上昇させる。この結果、ICカード96は上
下両プラスチック・フィルム88、89とともに上昇し
て両熱盤38、41から離れる。
6は、上下のプラスチック・フィルム88、89の巻き
取りによりコールドプレス装置5の固定定盤39A上の
コールドプレス位置まで移動し、ここで所定時間停止す
る。コールドプレス装置5でも、ホットプレス装置4と
同様に上昇シリンダ49A、50Aによりガイドリフタ
43A、44Aのガイドローラ55A、56Aが上昇さ
れてICカード96を固定定盤39A側の冷却盤9から
持ち上げた状態にしている。この状態に続いて電気モー
タ35Aの駆動により可動定盤36Aが下降していく
と、可動定盤36Aに一体の調整ボルト59A、60A
も下降して固定定盤39A側のプレート部材47A、4
8Aの当接部53A、54Aに当たり、これを押し下げ
ていく。この結果、プレート部材47A、48Aと一体
のガイドリフタ43A、44Aのガイドローラ55A、
56Aも固定定盤39Aに対し押し下げられていき、I
Cカード96を挟んだ上下両プラスチック・フィルム8
8、89が下降して固定定盤39A側の冷却盤9に近づ
いていく。可動定盤36A側の冷却盤8と固定定盤39
A側の冷却盤9とが上下両プラスチック・フィルム8
8、89に接触したら、以降、両冷却盤8、9にて上記
ICカード96を冷却・圧締する。このコールドプレス
工程にあっては、冷却盤8、9は、ICカード96の搬
入時はシートの結晶化温度80℃付近に保たれており、
次いで25トン程度まで加圧された状態で冷却盤8、9
をたとえば20℃まで徐々に冷却していく。コールドプ
レス工程が終了したら、電気モータ35Aを回して可動
定盤36Aを上昇させ、併せてガイドリフト43A、4
4Aのガイドローラ55A、56Aも上昇させて、IC
カード96、上下両プラスチック・フィルム88、89
を上記両冷却盤8、9から離す。
ド96は、上下両プラスチック・フィルム88、89の
巻き取りにより、図1中さらに右方へ進み、1タクト送
り装置120下に位置し、ここでシリンダ126a〜1
26d内をロッド125a〜125dの各ピストンが上
昇し、上側把持部材123A、123Bと下側把持部材
124A、124BとでICカード96を挟んだ上側プ
ラスチック・フィルム89と下側プラスチック・フィル
ム88とをクランプする。この状態で、各プレス装置
4、5がプレス工程に入る。
り装置120の下流側の上側把持部材123Bと下側把
持部材124Bとは、若干離間して上下フィルム88、
89が移動可能な状態でガイドする。一方、上流側の上
側把持部材123Aと下側把持部材124Aとは、IC
カード96、上下フィルム88、89をクランプしたま
まで、シリンダ121内を移動するピストン部材127
と一体に下流側へ移動させられる。この1タクト送りに
合わせて上下両プラスチック・フィルム88、89は、
上方フィルム巻取装置65と下方フィルム巻取装置66
とによりそれぞれ巻取られ、ガイドローラ67、69で
上下に方向転換されて巻取ロール68、70に巻き付け
られる。この結果、上下両プラスチック・フィルム8
8、89は、プレス成形済みのICカード96から分離
され、ICカード96はさらに同図中右方へと進み製品
ストック71に蓄えられていく。製品ストック71が一
杯になれば、ドア115を開けてICカード96を取り
出してドア115を閉じる。このドア115を開いてい
る間、シャッタ114により製品ストック71側の室か
ら1タクト送り装置120側の室に空気が流入してくる
のをできるだけ抑えることが可能である。なお、製品ス
トック71には、ICカードを受け搬出容易な箱車を入
れておいてもよい。
工程、コールドプレス工程、1タクト送り工程は、同期
してなされ、これらの工程終了後、両プラスチック・フ
ィルムが巻き取られて各々次の工程位置へ搬入される。
したがって、上記にあっては、次工程へのプラスチック
・フィルム88、89の移動量(ピッチ)は実質的に等
しくしてある。
下側プラスチック・フィルムと上側プラスチック・フィ
ルムとで被加工物のICカードを挟んで搬送しホットプ
レス装置の熱盤、コールドプレス装置の冷却盤でそれぞ
れホットプレス、コールドプレスするようにしたから、
従来ICカードの上下にそれぞれ必要であったクッショ
ン紙、鏡面板が不要となる。また、ガイドリフトを用い
てICカードを両熱盤や両冷却盤から離せるようにした
ので、ICカードが急に熱せられて熱変形するのを防ぐ
ことができる。熱盤や冷却盤の温度もあまり低い温度ま
で下げておく必要もなく熱効率がよくなる。これは、ホ
ットプレスとコールドプレスを分けることで顕著にな
る。また、予熱装置でプレス前にICカード加熱してお
くことで、全体の成形時間を短くすることが可能とな
る。予熱を遠赤外線としているので、ICカードへの空
気の混入を防止し空気の対流によるICカードの冷えを
なくすようにした真空中でも、ICカードの予熱が可能
となる。また、上記のように1タクト送り装置120
が、ICカード96を挟んだ上下両プラスチック・フィ
ルム88、89をクランプして移動させ、この1タクト
送り装置の1タクト送りに応じて上下フィルム巻取装置
の巻き取りを実行するようにしたので、これらフィルム
88、89を幅方向に正確に送り出すことが可能とな
り、またフィルムにしわが発生するのを防ぐことが可能
となる。
3、44に用いた昇降用シリンダは、油圧駆動とした
が、空気圧駆動としてもよく、あるいは電気モータでガ
イドリフタ等を上昇させるようにしてもよい。また、上
記実施態様では、上方の定盤を可動とし下方の定盤を固
定としたが、これに限ることなく、上方の定盤を固定し
下方の定盤を可動としたり、あるいは上下両方の定盤を
可動としてもよい。この場合、リフトリフタは、被加工
物を挟む上下プラスチック・フィルムと上下各熱盤(又
は各冷却盤)との距離を、プレス成形前の離した状態か
ら次第に狭めていき、両熱盤(又は両冷却盤)が上プラ
スチック・フィルムに当接・加圧するプレス成形工程を
所定時間実行したら、両熱盤(又は両冷却盤)を上プラ
スチック・フィルムから次第に離していくように制御す
る。
である。
って切断した断面図、(b)はICカードの流れ方向に
沿って切断した断面図である。
である。(a)はICカードの流れ方向に沿ってみたガ
イドリフタ部分の図、(b)はICカードの流れ方向の
直角方向からみたガイドリフタ部分の図である。
上方から見た図、(b)は正面図、(c)は側面図をそ
れぞれ表す。
冷却盤 10 予熱装置 19、19A フレーム 35、35A 電気モータ(定盤駆動装置) 36、36A 可動定盤(上方定盤) 38、41 熱盤 39、39A 固定定盤(下方定盤) 43、43A、44、44A ガイドリフタ 45、45A、46、46A 支持部 47、47A、48、48A プレート部材 49、49A、50、50A 上昇用シリンダ 51、51A、52、52A ピストンロッド 53、53A、54、54A 当接部 55、55A、56、56A ガイドローラ 59、59A、60、60A 調整ボルト 61a、61b ヒータ取付板 63a〜63f 遠赤外線ヒータ 65 上方フィルム巻取装置 66 下方フィルム巻取装置 67、69 ガイドローラ 68、70 巻取ロール 71 製品ストック 81、83 巻出ロール 82、84 ガイドローラ 88 下側プラスチック・フィルム 89 上側プラスチック・フィルム 96 ICカード(被加工物) 97〜100 ロードセル 103 エンコーダ 104 コントローラ 106 オーバシート 107 オーバシート 108 ICモジュール 109 コアシート 110 インナシート 111 真空室 112、115 ドア 113、114 シャッタ 120 1タクト送り装置 123A、123B 上側把持部材(クランプ部) 124A、124B 下側把持部材(クランプ部) 126a〜126d シリンダ(クランプ部) 130、131 スライド機構(移動機構)
Claims (14)
- 【請求項1】上側プラスチック・フィルムを巻き出す上
側フィルム巻出装置と、 下側プラスチック・フィルムを巻き出す下側フィルム巻
出装置と、 前記両プラスチック・フィルム巻出装置の下流に位置し
て、少なくとも一方が他方に対して上下方向に相対移動
可能にフレームに支持された上下一対の定盤に熱盤がそ
れぞれ設けられて該熱盤にて被加工物を前記下側プラス
チック・フィルムと前記上側プラスチック・フィルムと
で挟んだ状態で熱圧締するホットプレス装置と、 該ホットプレス装置の下流に位置して前記上側プラスチ
ック・フィルムを巻き取る上側フィルム巻取装置と、 前記ホットプレス装置の下流に位置して前記下側プラス
チック・フィルムを巻取る下側フィルム巻取装置と、 を備えていることを特徴とするプレス装置システム。 - 【請求項2】前記ホットプレス装置と前記両フィルム巻
取装置との間に、少なくとも一方が他方に対して上下方
向に相対移動可能にフレームに支持された上下一対の定
盤に冷却盤がそれぞれ設けられて該冷却盤にて前記被加
工物を前記下側プラスチック・フィルムと前記上側プラ
スチック・フィルムとで挟んだ状態で冷却・圧締するコ
ールドプレス装置を有すること、を特徴とする請求項1
に記載のプレス装置システム。 - 【請求項3】前記上側フィルム巻出装置から巻き出され
た前記上側プラスチック・フィルムが、前記下側プラス
チック・フィルム上に置いた前記被加工物を上方から覆
うようにガイドローラにより下方に押しつけられること
を、特徴とする請求項1又は2のいずれかに記載のプレ
ス装置システム。 - 【請求項4】少なくとも前記上側プラスチック・フィル
ムを押し下げるガイドローラの手前から前記熱盤までの
前記被加工物の搬送経路間は、真空室内に収容されてい
ること、を特徴とする請求項1から3のいずれかに記載
のプレス装置システム。 - 【請求項5】前記真空室は、前記下側フィルム巻出装置
から前記両フィルム巻取装置までの前記被加工物の搬送
経路全体を収容可能であること、を特徴とする請求項4
に記載のプレス装置システム。 - 【請求項6】前記下側フィルム巻出装置と前記上側フィ
ルム巻出装置の間にこれらを仕切り該上側フィルム巻出
装置側に前記下側フィルム巻出装置側から空気が流れ込
むのを抑えるシャッタを備えていること、を特徴とする
請求項5に記載のプレス装置システム。 - 【請求項7】前記上側フィルム巻出装置と前記ホットプ
レス装置の前記熱盤との間に前記被加工物を加熱する予
熱装置を備えていること、を特徴とする請求項1から6
のいずれかに記載のプレス装置システム。 - 【請求項8】前記予熱装置は、電磁波を発する熱源を有
すること、を特徴とする請求項7に記載のプレス装置シ
ステム。 - 【請求項9】前記電磁波は、遠赤外線であること、を特
徴とする請求項8に記載のプレス装置システム。 - 【請求項10】前記予熱装置は、前記被加工物の温度が
前記熱ロールの成形温度より低く前記被加工物が熱変形
しない加熱温度に調整されていること、を特徴とする請
求項7から9のいずれかに記載のプレス装置システム。 - 【請求項11】前記ホットプレス装置あるいは前記コー
ルドプレス装置は、前記被加工物が挟まれた前記両プラ
スチック・フィルムを前記両熱盤あるいは前記両冷却盤
との間でそれぞれ隙間を保ちながら上下移動可能に支持
するガイドリフタを備えていること、を特徴とする請求
項1から10のいずれかに記載のプレス装置システム。 - 【請求項12】前記ガイドリフタは、一方の定盤側に前
記下側プラスチック・フィルムを支持するガイドリフタ
と該ガイドリフタを上下動可能な昇降機構とを有すると
ともに、他方の定盤側に両定盤間の所定以内の近接によ
り前記ガイドリフタ側に当接して該ガイドリフタを前記
一方の定盤に近づく方向に押す押圧部材を有しているこ
と、を特徴とする請求項11に記載のプレス装置システ
ム。 - 【請求項13】前記上側フィルム巻取装置と前記下側フ
ィルム巻取装置との上流に、前記被加工物を挟んだ前記
上側プラスチック・フィルムと前記下側プラスチック・
フィルムとを上下方向から把持可能なクランプ部と、該
クランプ部を1タクト分移動させる移動機構とを有する
1タクト送り装置を設け、該1タクト送り装置の前記1
タクト分の送りに応じて前記上側フィルム巻取装置と前
記下側フィルム巻取装置との巻き取りを行うようしたこ
と、を特徴とする請求項1から12のいずれかに記載の
プレス装置システム。 - 【請求項14】前記下側プラスチック・フィルムへ前記
被加工物を載せる搬入位置から前記予熱装置で前記被加
工物を加熱する予熱位置までの距離と、前記予熱位置か
ら前記ホットプレス装置で前記被加工物を熱圧締するホ
ットプレス位置までの距離とが、ほぼ同じに設定してあ
ること、を特徴とする請求項7から13のいずれかに記
載のプレス装置システム。
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JP2000194307A JP4509313B2 (ja) | 2000-06-28 | 2000-06-28 | プレス装置システム |
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