JPH0687163A

JPH0687163A - 層状体の積層加工方法および装置

Info

Publication number: JPH0687163A
Application number: JP4338828A
Authority: JP
Inventors: Werner Vogt; フォトベルナー
Original assignee: INTAALOCK AG; Interlock AG
Current assignee: INTAALOCK AG; HID Global AG
Priority date: 1991-12-19
Filing date: 1992-12-18
Publication date: 1994-03-29
Also published as: US5399223A

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】従来技術を改善することにあり、加熱段階に
おいて効果的に断熱しながら、積層加工された製品を急
速かつ完璧に冷却可能な、身分証明書やクレジットカー
ド等を生産するための方法を提供することにある。【構成】成形型の間にブランクを挿入した後、先ず、
該ブランクの積層加工のために要求される圧縮と加熱を
施し、加熱段階の間、積層加工ステップに必然的に伴う
前記圧縮、加熱要素１３，１４，１５，１３′，１
４′，１７から、冷却要素を所定距離に保持して熱の散
逸を防止し、その後、引き続く加熱段階から冷却段階へ
の移行時において、加熱を遮断すると共に、冷却体を同
時に前記圧縮、加熱要素１３，１４，１５，１３′，１
４′，１７に接触させ、以て加熱段階において仕上げら
れた積層加工品の温度を適切な温度に低下させる構成と
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、少なくとも一部に熱可
塑性のフィルムを有する層状体を積層加工するための方
法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】層状体を積層加工するための周知の方
法、および該方法を実施するための二重プレート圧縮装
置（ヨーロッパ特許出願第0013557 号）において、層状
体は熱と圧力の影響により複合材料に圧縮成形される。
これは、先ず、異なる層部を有するブランクを圧縮装置
に設置し、該ブランクの両側に加熱プレートを適用し
て、熱と圧力を同ブランクの両側に付与し加熱装置を遮
断して、作成された身分証明書を圧縮装置から取り出せ
るように冷却する。前記特許公報は、両側に配置された
大型の圧縮プレートの抵抗線の構成、つまり圧縮プレー
トは積層加工される層状体と直接相互作用し、そして圧
縮装置の支持プレートから中間の断熱層により遮蔽され
る構成を開示することに加え、前記圧縮プレートが冷却
された支持プレートより成る構成を開示しており、圧縮
プレートの前面には加熱要素として平坦な抵抗加熱層が
配置され、該抵抗熱層は積層加工される層状体と直接対
面するように配置され、断熱層により前記冷却された支
持プレートから遮断されている。抵抗加熱層には電源装
置からパルス波形の電圧が印加される。そしてそれは、
この公知の積層加工装置の付加的な特徴となっている。
つまり、圧力と温度に感受性を有する安全マークを避け
て配置された成形型により、熱感受性の安全マーク、例
えば組紐プリントや、透かし模様、マイクロフィルム成
形具、ホログラム等を、チェックカードや身分証明書や
パスポートカードに具備可能となるという特徴である。
前記成形型は、後方に配置されており加熱の効果を発揮
するプレートの温度よりも低い温度を有している。成形
型の開口部領域の圧力は成形加工の圧力よりも低く、そ
して温度もまた前記プレートの温度よりも低く成ってい
る。

【０００３】従来の積層加工層の問題は、製造サイクル
が明らかに区別される２つの副サイクルより成る点であ
る。すなわち、先ず、身分証明書（以下、身分証明書の
用語は、単に製造する目的物の意味で使用する）の層状
体の積層温度、つまり層状体が溶融する温度まで可及的
に急速に加熱し、次いで、加熱要素を遮断して冷却副サ
イクルが開始される。然しながら、該冷却副サイクルの
間、圧縮装置は積層されたカードブランクを取り出すた
めに開放することができない。と言うのは、該カードブ
ランクが機械的安定性を有していないためである。従っ
て、ブランクまたは複合層状体を圧縮装置において、先
ず、加熱段階に、次いで、冷却段階におくことが望まし
い。つまり、平坦な加熱フィルム層と圧縮プレート（多
くの場合能動的に冷却される）との間に配置された断熱
層が、２つの対立する反対の機能を満たさなければなら
ない。加熱段階において、隣接する冷却プレートを、加
熱要素により発生する熱または供給される熱から可及的
に完全に保護すると共に、上記熱を積層加工される層状
体に方向付け、冷却段階において加熱が遮断された後、
除去されるべき熱の流れを完全にかつ包括的に、そして
正確に冷却された支持プレートの方向に、つまり先行す
る加熱段階において許容されていた熱の流れとは反対の
方向に向ける機能である。従って、仮に前記「断熱層」
が高い断熱性を有している場合には、加熱の効果は良好
であるが再冷却は不十分となり、反対に高い熱伝導性を
有している場合には、再冷却は満足されるが最初に要求
される断熱が損なわれる。

【０００４】ヨーロッパ特許公報第0154970 号により周
知と成っている身分証明書を作成するための積層装置
は、グラスファイバーマットにより構成された加熱要素
を具備しており、該加熱要素はグラスファイバーマット
との間に梯子状の抵抗経路を備えた加熱フィンを有する
金属製部材に隣接して配置されている。従って、発生す
る熱量の相当部分が前記金属部材に流出し、それにより
該金属部材は加熱され、その冷却は、カードブランクの
溶融が完了した後でなければ実行できない。そうしなけ
れば、溶融プロセスにおいて必要な温度に達し得ない。
金属部材の再冷却は溶融プロセスの完了後においてのみ
実施される。上記サイクルの各段階は、その機能を正し
く発揮していない。そしてこの欠点は、タイミングを制
御して抑制される。然しながら、そうすると全サイクル
時間が長くなり、上記欠点は完全には克服されない。ヨ
ーロッパ特許公報第0154970 号には、サイクル時間は数
秒であると記載されているが、実際には約３０秒から数
分の間となると共に、相当の熱損失が生じる。

【０００５】身分証明書を積層加工するための装置に関
する米国特許公報第4108713 号は、通常積層加工プロセ
スに使用される平坦な加熱要素を詳細に説明している。
該加熱要素は、質量が小さく熱容量も小さなキャリアプ
レートを具備しており、加熱プロセスと冷却プロセスと
が非常に迅速に実施される金属製のキャリアプレート
は、厚さが０．２５ｍｍ以下で、そして、加熱要素自体
とキャリアプレートとの間にシリコンゴム製の電気絶縁
体が設けられている。平坦な加熱要素は、改良したパタ
ーンで配置された平坦な抵抗線と、加熱を制御するため
に該抵抗線に隣接した熱センサーとを具備している。こ
れとは別に、米国特許第4752204 号は、熱可塑性の合成
樹脂の塊からフィルムを生産する方法が開示されてい
る。塊状の樹脂ブランクは、加熱された圧縮プレートの
間で加熱される。生産されるフィルムの寸法は、フィル
ムを生産するために付与される押接力により決定され
る。そのために、圧縮工具は、圧縮プレートを有し対向
配置された２つの圧縮顎を有しており、圧縮プレートは
バネの効果を受けて、前記樹脂の塊から所定距離に保持
され、そして該圧縮プレートは合成樹脂の塊を受承する
ように構成されている。

【０００６】周知のように、加熱と冷却とを同時に実施
することは不可能である。そこで、先ず、冷却ブロック
から所定距離に保持された圧縮面を、異なる位置から加
熱要素の間に挿入し、圧縮面の両側を加熱する。次い
で、素子が加熱されたら可及的に迅速に、該加熱要素を
引き出す。このとき冷却ブロックとの間に空間を設けて
熱の散逸を防止する。そして変形加工する合成樹脂の塊
を挿入する。その後、圧縮成形型を相互に接近動作さ
せ、同時に加熱された圧縮面を冷却プレートおよび合成
樹脂の塊に押接する。これにより（この点が重大な特徴
であるが）、供給されて熱量は、ブランクに伝熱される
と同時に冷却ブロックに散逸される。このとき付勢バネ
手段は降伏している。こうしたプロセスは、熱可塑性の
合成樹脂からフィルムを生産することには適している。
然しながら、身分証明書等の積層された複合材料を生産
するのには適していない。と言うのは、実際上の問題、
つまりプロセスの間、すなわち加熱と圧縮とがブロック
に施される間に、同時的に熱が供給され、散逸されると
いう問題を解決しなければならないからである。

【０００７】同様に異なるクラスに分類さるが、張り合
わせパネルを生産するための他の方法が周知となってい
る（ドイツ特許第OS 3910021号）。この方法は、ポリマ
ー材料を有する構成の複合材料から成る中間生産物を使
用する。こうした張り合わせ要素は内部に、例えばアル
ミニウムやプラスチックまたは含浸紙等から成るハニカ
ム材を有しており、その上部に最上層部としてポリマー
が適用される。この目的のために、ポリマー材から成る
最上層部とコア材とから成る予め切断された中間生産物
を、先ず、２つのプレートの間で圧縮しないで抵抗加熱
して、次いで、圧縮バネ手段と断熱材とにより前記２つ
の加熱プレートを押接して、該加熱プレートから中間生
産物に十分熱が伝達されるようにする。プロセス温度に
達したとき、外側の冷却された圧縮プレートを加熱プレ
ートの両側、その間の加熱された中間生産物に移動させ
る。この段階においてコア材は圧縮されると共に、加熱
された最上層部と一体化される。このとき、同時に、熱
は加熱プレートから冷却された成形型プレートに散逸す
る。この場合、実際的には、変形プロセスのために要求
される押接力が負荷される前に、必要な冷却を実施しな
ければならず、冷却された圧縮プレートが非常に薄い加
熱プレートと完全に接触した後でなければ、押接力を負
荷することができない。このことは、少なくとも冷却と
変形が同時に実施されることを意味している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、従来技術を改善することにあり、加熱段階において
効果的に断熱しながら、積層加工された製品を急速かつ
完璧に冷却可能な、身分証明書やクレジットカード等を
生産するための方法および装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明では、情報やデータの記載された身分証明
書やチェックカードやクレジットカード等を作成するた
めに、挿入されたブランクを、加熱手段と冷却手段とを
備え、かつ少なくとも１つの側に配置された圧縮工具成
形型により圧縮、加熱して、少なくとも１部に熱可塑性
のフィルムを有する層状体を積層加工するための方法に
おいて、前記成形型の間にブランクを挿入した後、先
ず、該ブランクの積層加工のために要求される圧縮と加
熱を施し、加熱段階の間、積層加工ステップに必然的に
伴う前記圧縮、加熱要素から、冷却要素を所定距離に保
持して熱の散逸を防止し、その後、引き続く加熱段階か
ら冷却段階への移行時において、加熱を遮断すると共
に、冷却体を同時に前記圧縮、加熱要素に接触させ、以
て加熱段階において仕上げられた積層加工品の温度を適
切な温度に低下させる方法が提供される。

【００１０】更に、本発明では、情報やデータの記載さ
れた身分証明書やチェックカードやクレジットカード等
を作成するために、挿入されたブランクを、加熱手段と
冷却手段とを備え、かつ少なくとも１つの側に配置され
た圧縮工具成形型により圧縮、加熱して、少なくとも１
部に熱可塑性のフィルムを有する層状体を積層加工する
ための装置であって、ブランクを間に挟持して圧縮、加
熱する圧縮成形型と、初期の段階において、冷却体から
所定距離に保持され、同時に、加熱段階の間、最終的な
形状に積層加工されたブランクを得るために、十分に強
い押接力を受ける圧縮、加熱要素とを具備する積層加工
装置において、冷却段階への移行の瞬間および冷却段階
の間に、前記圧縮、加熱要素は、その加熱段階における
位置を変化させずに保持されると共に、前記冷却体は前
記要素と熱伝導接触しており、そして加熱が遮断される
ように構成された積層加工装置が提供される。

【００１１】本発明は、積層加工プロセスが、加熱段階
とそれに続く冷却段階とに、時間的に重なり合うことな
く物理的に明確に分割され、製品の品質を損なう混合挙
動を伴わないという利点を有している。本発明は、従っ
て、前記積層加工プロセスが速くなり、そして特に、身
分証明書やクレジットカード等の、複数の層部から成る
製品を項品質としながら、正確に高効率で、かつ時間的
に区別されるプロセス段階（加熱段階と冷却段階）によ
り、熱可塑性の挙動を高めることに成功した。可塑化、
溶融プロセスが、迅速な温度上昇により開始され、短い
保持時間の後終了する、という事実により加熱効率が著
しく改善され、そして加熱副サイクルの終了時に存在す
る熱が、積層加工プロセスに伴う要素による弁効果（バ
ルブ効果）の結果、阻害されることなく散逸されるとい
う事実により冷却効果が著しく改善され、そして更に、
制御された冷却要素が備えられる。

【００１２】本発明は、圧縮成形型の少なくとも一方に
僅かな機械的入力を与えるて、加熱段階において非常に
良好な断熱効果を達成可能であり、これにより迅速に加
熱され短時間の内に可塑化温度に達し、次いで、層状体
のための圧縮領域と冷却体との間の直接的物理的な、そ
して好ましくは金属製の高い熱伝導性の接触により、非
常に効果的な熱散逸が達成されるという利点を有してい
る。この同一のプロセスの、また同じ可塑化領域におい
て、異なる加熱、冷却処理を実施することは、従来の積
層装置において機械的に負荷されている押接力を変化さ
せることなく、構成要素間の相対動作が許容されるとい
う事実により可能となる。このことにより、圧縮、可塑
化領域が、プロセスサイクル（加熱−冷却）により、異
なる位置に配置される状況が導かれ、そしてこれは、圧
縮領域および該領域に配置される層状体に付与される加
熱、冷却効果に関して、付与される熱が加熱副サイクル
の間に散逸することが、非常に効果的な断熱により防止
され、そして冷却副サイクルの間に該熱が、殆ど圧縮領
域から除去されることを意味している。請求の範囲の各
従属項に記載された特徴により、本発明は更に有利に発
展、改良される。一方の圧縮成形型においてのみ、その
構成要素間の相対的な動作が可能となり、そして他方の
圧縮成形型は加熱機能のみ有し、プロセスのあらゆるサ
イクルにおいて熱の散逸や冷却がなされず、冷却サイク
ルにおいて加熱が遮断されることの結果として、熱の散
逸が変化するように断熱されるときには、有利な解決が
得られる。

【００１３】本発明の更に他の有利な実施例によれば、
通常、冷却副サイクルの間に作用する冷却効果は、制御
された冷却素子、平坦な形状のペルチェ素子と組み合わ
せることにより更に増大、改善される。該素子は特別の
効果的な方法により冷却効果を強化する。本発明の他の
有利な変形実施例によれば、構成要素間の少なくとも幾
つかの相対動作は空力的に実施される。例えば、成形型
の内側領域、つまり２つの圧縮プレートの間の、積層加
工されるブランクを受承する領域が、周囲から適宜に密
封隔離されると共に、真空の作用を受けるように構成す
る。そのようにして発生する相対的に強い作用力は、加
熱段階において積層加工プロセスに要求される押接力を
負荷するのに絶対的に十分である。この真空の適用は、
ブランクの外観に有害な、例えば取り込まれた気泡等の
欠陥または現象を安全に除去し、完璧な外観と良好な仕
上がりとを提供する。それに引き続き、冷却体が加熱さ
れた要素に接近する動作も、また上記真空により制御さ
れる。これは、真空の効果が作用する領域を冷却体にま
で拡張することにより達成される。望ましい場合には、
上記動作は圧縮空気により補助される。

【００１４】

【実施例】以下に、添付図を参照して本発明の好ましい
実施例を説明する。本発明は、加熱段階には存在しない
状態を圧縮成形型の領域に造り出して、積層プロセスに
おいて常に不可欠な再冷却段階を決定的に改良し、短縮
するという思想に基づいている。これは、加熱副サイク
ルの間に発生する熱エネルギを、断熱部により効果的に
全ての側部に制限し、そして積層加工される積層物の方
に向けて高い利用率を達成すると共に、それに続く冷却
副サイクルにおいて、少なくとも１つの圧縮成形型の特
定の構成要素を機械的に動作させて、冷却面を加熱圧縮
領域に直接移動させ、特に、中間の断熱空間を埋めるこ
とにより、冷却体を積層加工する層状体に面する成形型
の要素の背面に接触させて熱の散逸を可能とする。

【００１５】図１から図５において、圧縮成形型を１
０、上部成形型を１１ａ、そして下部成形型を１１ｂで
指示する。上部成形型１１ａは、この場合比較的単純で
あるが、然しながら、以下に説明する下部成形型１１ｂ
と同様のデザインを有している。全ての場合において、
図示する実施例（図５をまた参照のこと）の上部成形型
は、好ましくは金属製の圧縮プレート１３を具備してお
り、該圧縮プレート１３は、積層加工される層状包装体
１２に直接隣接して備えられ、好ましくは、硬質黄銅等
の適当な非常に硬質の材料から成る。該硬質黄銅は、ま
た、すず−ニッケルメッキしてもよい。例えば、厚さ
０．３ｍｍの前記圧縮プレート１３に隣接して、従来の
装置においても使用されている加熱フィルム１４が配置
され、該加熱フィルム１４は、例えば、最大０．１ｍｍ
の厚さを有している。上記数値（および本明細書中にお
いて記載される他の数値）は、単に理解のために例とし
て示したものであり、本発明を制限する趣旨ではない。
最後に、加熱フィルム１４の背後には、適当な材料、好
ましくはプラスチックから成る圧力補償層１５が備えら
れている。該圧力補償層１５は、好ましくは、例えば、
０．３ｍｍのポリアクリル層により構成される。

【００１６】前記圧力補償層１５は、本発明による実施
例を、既存の積層装置の成形型の領域を所定の空間に組
み合わせるために有益な、他の複数の層部やプレート、
ブロック部と共に動作する。そのとき上記層部またはブ
ロック部は、既存空間に対して圧力補償層として機能す
るが、然しながら、前記圧力補償層１５は、他の断熱層
１６により直ちに共に動作しなければならない。断熱層
１６は、積層プロセスのために、平坦な加フィルム１４
により発生した熱が、圧力補償層１５の方向に無駄に流
出しないように作用する。あらゆる瞬間において、上部
成形型１１ａの領域は冷却されず、前記断熱層１６が、
好ましくは断熱性の中間ブロック１６ａを介して、積層
装置に通常備えられる上部ロッカー部材１６ｂと共に動
作する。中間ブロックにより上部成形型が完成する。図
５を参照すると、積層加工される層状体に対面する圧縮
プレート１３は、前記硬質黄銅のプレート１３ａが、支
持フレーム１３ｂ、好ましくは同じ厚さを有するエポキ
シ製のフレームにより周設される。該支持フレーム１３
ｂも、また、加熱フィルム１４に取着されており、該加
熱フィルム１４は、対応する支持フレーム（図示せず）
により周設、保持されている。他の成形型に関して、好
ましくは、そして実際上は、個々の層部は非常に薄い、
例えば０．００２ｍｍの両面接着フィルムにより接着さ
れる。

【００１７】下部成形型１１ａ（図１から図４参照）
は、本発明の実施例の場合における限り、より複雑なデ
ザインを有しており、異なる層部間の相対的動作を許容
して、所望の加熱、冷却効果を得るように成っている。
最後に、下部成形型１１ｂは、一般的に、その構成要素
の相対的な動作を許容すると共に、積層加工される製品
（層状包装体）１２に直接対面する圧縮プレート１３′
を具備しており、該圧縮プレート１３′は、適当な材
料、例えばすず−ニッケルメッキされた硬質黄銅より成
り、（エポキシ製の）プレート１３ａ′により周設され
る。底部、すなわち圧縮プレートの積層加工される層状
体１２の反対側において、装置は、平坦な加熱フィルム
１４′と共に動作し（或いは動作してもよい）、そして
本質的に安定化の理由のために、例えば黄銅等の高熱伝
導性の材料から成る支持層または支持プレート１７が具
備される（図２を参照）。圧縮プレートの厚さは０．３
ｍｍ、平坦な加熱フィルムの厚さは０．１ｍｍ、そして
支持プレートの厚さは０．３ｍｍから０．５ｍｍとする
ことができる。

【００１８】異なる層部は、例えばナイロン製のピン１
８ａ、１８ｂにより、相互に止着されて側部の案内部材
１９ａ、１９ｂに保持され、該１９ａ、１９ｂは、下部
の冷却部材２１に緩く連結されており、該冷却部材２１
は、こうした積層装置の分野において周知の部材であっ
て、また、この場合に好ましく使用されるファン冷却シ
ステムの一部として冷却フィン２１ｂを具備している。
初期または休止位置において、圧縮プレート１３′と、
または図示する本発明の実施例においては、安定化の理
由から備えられる下部の支持プレート１７と、冷却ブロ
ックの作用領域との間に、空間Ａが存在することが本発
明の本質的特徴となっている。冷却体２１ａが、Ｕ字形
の案内部材１９ａ、１９ｂにより画定される空間内に延
設されるために、冷却ブロックの作用領域は支持プレー
ト１７に対して垂直に延設されている。ここで、前記冷
却体は、冷却ブロック２１に一体的に形成された突起に
より構成されている。代替的に、図２に示すように、例
えばネジ手段により冷却ブロック２１と平坦に接触す
る、高熱伝導性の、独立の冷却プレートにより構成して
もよい。

【００１９】加熱副サイクルの間は、隣接する冷却ブロ
ックにより冷却効果が決定的に支持される（考え得る他
の冷却手段については、詳細に後述する）冷却体２１ａ
が、圧縮領域から所定の距離置いて保持され、これに対
して冷却副サイクルの間に、冷却体２１ａの、好ましく
は冷却ブロック２１の上動々作（図面において上方に動
作すること）により上記空間が埋められ、高熱伝導性の
黄銅製の支持プレート１７と接触するように構成されて
いることが、上記成形型の基本的機能である。平坦な加
熱要素１４、１４′の加熱効果が遮断される瞬間に、積
層領域に存在する熱量は散逸され、そしてこの散逸効果
に対して上部成形型が全く寄与しないことは、少なくと
も図示する本発明において重要ではない。上述の相対動
作は、圧縮プレート１３′と、平坦な加熱フィルム１
４′と、支持プレート１７により構成される組体が、可
能な限り小さな熱容量と例えば１ｍｍの厚さを有して、
断熱性の支持ウェブ２２ａにより支持、保持されてお
り、支持ウェブ２２ａが弾性により上方に付勢されると
共に、冷却体２１ａの対応する穴部２３（案内ブッシュ
２３ａを具備してもよい）内で摺動可能に案内されるこ
とにより可能となる。この効果を達成するために、冷却
本体の凹部２３′に強靱な支持バネ２４が収納されてお
り、支持ウェブ２２ａ、２２ｂが上方に付勢される。冷
却体２１ａは、冷却ブロック２１上に下方に支持される
（図３参照）。

【００２０】下部成形型１１ｂの基本的機能は、従っ
て、積層加工する層状体１２が挿入され、そして受承開
口部が閉鎖された後、冷却ブロック２１が上動して、そ
れにより２つの圧縮プレート１３、１３′が前進して相
互に接近し、所望の圧縮力を以て前記層状体１２を圧縮
する。次いで、平坦な加熱プレート１４、１４′に電流
を供給して加熱段階が開始される。本発明の実際的な実
施例において、冷却ブロック２１の上記上動々作は以下
のように実施される。すなわち、冷却ブロック２１が弛
緩位置、つまり前記距離Ａが６ｍｍの位置から、半値、
つまり距離Ａが約３ｍｍとなってバネ２４が十分に圧縮
され第１の敷居値の圧力となる位置に移動する。これに
より、バネ２４を介して積層加工のための圧縮力が十分
付与されると共に、圧縮領域の初期断熱のために必要な
距離Ａが約３ｍｍを以て維持される。加熱副サイクルの
完了に際して、加熱領域への通電が遮断され、冷却ブロ
ック２１を介して、（第１の敷居値の圧力よりも高い）
第２の敷居値の圧力が冷却体２１ａに付与され、前記バ
ネ２４の付勢力が完全に負荷される。このとき、冷却体
２１ａの表面２１ａ′が支持プレートの下面１７ａと接
触するまで、支持ウェブ２２ａ、２２ｂが後方に押接さ
れる。これにより、冷却体２１ａは冷却ブロックと熱的
に直接相互作用して、驚異的な冷却効果が得られる。冷
却ブロックは、その相対的に高い冷却容量を備えている
ことに加えて、好ましくは、冷却ファンの冷却空気によ
り補助冷却してもよい。

【００２１】周囲の空気を吹き付けることにより、冷却
ブロック２１が連続的に冷却され、装置のために完全に
熱的に均衡し、加熱、冷却段階が成形型要素の相対々作
に調整されている場合には、冷却ブロックかつ／または
冷却体２１ａの冷却システムを、加熱、冷却段階が実施
される間、或いは積層加工プロセスの全体に渡って調整
する必要の無いことは言うまでもない。記述の積層加工
装置では、上記相対動作は圧縮力に関係している。積層
加工される層状体に所望の圧縮力を負荷する必要がある
ので、使用されるバネの弾性から得られる圧力の敷居値
を考慮して、距離は問題なく調節可能と成っている。圧
縮プレート１３′と、平坦な加熱フィルム１４′と、黄
銅製の支持プレート１７を具備する組体が、周囲から断
熱される場合には有利である。そのために、該組体を止
着するナイロン製のピンに加えて、好ましくはエポキシ
の層状体または帯材から成る断熱材２５が、側部案内部
材１９ａのＵ字形の凹部に接触する黄銅製の支持プレー
ト１７の下面に具備される。

【００２２】本発明の他の好ましい実施例によれば、ペ
ルチェ効果を発する要素（以下、ペルチェ素子と記載す
る）、または冷却体２１ａに対して冷却効果を有する他
の要素を、あらゆる位置、好ましくは冷却ブロック２１
と冷却体２１′との間に配置することにより、圧縮領域
の冷却ブロック２１と冷却体２１′の冷却効果が十分強
化される。本発明の図示する実施例において、より効果
的に熱を散逸させるために、上記ペルチェ素子２６は、
吸熱側Ｋを冷却体２１ａに対面させて、そして発熱側Ｗ
を例えば冷却ブロック２１に埋設して使用される。上記
構成により、容易に冷却体２１ａを一定温度に保持可能
となる。更に、冷却体２１ａが所定の目標温度、例えば
３５度から逸脱したときに、ペルチェ素子２６に通電す
るように構成した他の装置が提供される。ペルチェ素子
２６が、冷却ブロック２１と冷却体２１ａとの間の全接
触面を被服しない場合には、図面においてペルチェ素子
の両側または全周に渡って、その残りの面の間に断熱材
２７を配置する。該断熱材２７は、図４に示すようにエ
ポキシフレームの積層体により構成されている。こうし
た構成によりペルチェ素子の効果を迂回することが防止
される。

【００２３】加熱容量と冷却プロセスの両者を最適化す
るために、既に一部述べたように、支持ウェブ２２ａ、
２２ｂを中間層２５、２７と同様、断熱材により構成す
る。支持ウェブ２２ａ、２２ｂに関して、このことは、
加熱副サイクルの間に発生した熱がウェブを介して散逸
することが防止される限り意味がある。冷却ブロック２
１の両側の案内ブロック１９ａ、１９ｂが、ネジ連結手
段２０により緩く案内することは、案内ブロックにピン
により止着された圧縮プレート１３と、支持プレート１
７とを具備する組体に対する、冷却ブロック２１の動作
を許容するために重要である。最後に、挿入されたブラ
ンクが加熱、冷却段階において積層加工される動作シー
ケンス、すなわち２つの圧縮プレートを介して圧縮さ
れ、その後冷却段階において冷却ブロックにより冷却さ
れる動作シーケンスは、少なくともその一部において機
械的作用力により制御されることはなく、好ましくは、
真空または圧縮空気を付与して空力的に制御される場合
に、本発明の実施例は特に有利となる。

【００２４】図１を再び参照すると、支持ウェブ２２
ａ、２２ｂおよびその支持バネ２４を備えなくとも実施
可能である。その代わりに、ブランクと適当なシールを
挿入した後、少なくとも前記２つの圧縮プレート１３
（上部成形型、図５）、１３′（下部成形型、図１）の
間に形成される空間に真空を供給して、該２つの圧縮プ
レートおよび、これと組み合わされる他の層部、つまり
加熱フィルムと、圧力補償層と、支持プレート等を、こ
れら２つの組体の間に導入される真空により、相互に十
分に高い圧力で圧縮し、加熱副サイクルとブランクの成
形を所望の温度下において実施する。空力的に動作を制
御することには、更に以下に記載する利点がある。つま
り、上記組体の２つの領域の間に導入される真空により
（２つの領域の少なくとも１つは、成形型において導入
される真空の効果により所望の接近動作が実行されるよ
うに案内される）、挿入されたブランクの表面が非常に
良好となるという効果がある。これは、空気により生
じ、積層加工プロセスにおいて真空によらなければ除去
できない気泡やふくらみ等が、完全に除去されるためで
ある。真空は、また、同時に、気泡や捕獲された空気を
除去する効果を有していることは言うまでもない。この
点、等級の高い仕上げのために特に有利である。

【００２５】積層加工プロセスは、従って、以下通りに
実行される。先ず、上記２つの圧縮成形型の間にブラン
クが挿入され、成形型が閉鎖される。次いで、該成形型
の間の内側領域に真空が導入され、周囲の体気圧が圧縮
プレート組体に作用し続けて、積層加工のために必要な
圧縮力が、同時に所望の熱と共に付与される。加熱副サ
イクルが完了すると、記述の通り各冷却面が、冷却体の
領域において実行される適当な動作シーケンスに従っ
て、圧縮プレートと、加熱プレートと、支持プレート等
を具備する組体に各々接近し、急速に熱が除去される。
好ましくは、該動作は上部成形型のみに生じるが、然し
ながら、下部成形型もまた動作することが望ましいこと
もある。望ましい動作シーケンスは、例えば真空による
動作等、空力的に制御される。そのために、加熱副サイ
クルから冷却副サイクルへの移行時に作動する適当な弁
手段が、各圧縮プレートを超えて頂部または底部に真空
領域を開放し、冷却体に吸引力を付与するために使用さ
れる。そして、より高い圧縮力を負荷することなく、単
なる接触により十分に伝熱される。

【００２６】然しながら、代替的に圧縮工具の下部冷却
領域に、或いは両側の冷却領域に空気による付加的な圧
縮力を付与してもよい。この場合の圧縮力は、真空によ
り達成される最大の外気圧よりも高くなる。然しなが
ら、また、揺動レバーや磁力またはバネ力、或いはそれ
らの組合せを利用して、冷却副サイクルに移行する瞬間
に、冷却ブロックかつ／または冷却体プレートを各々、
圧縮プレート組体に接近させるように構成することも可
能である。非常に高い真空が発生した場合に安全に制御
されるシール手段を除いて、圧縮プレートと冷却体要素
をのために空力的な制御を選択することも可能である。
この場合には、複数の支持ウェブとバネ等が除かれる。
図１、２に示した、バネにより付勢された圧縮組体を有
する機械的構造の代替的構成が提供される。該構成にお
いて、支持ウェブ２２ａ、２２ｂは除去され、支持バネ
が外側近傍、つまり外縁部に配置される。この場合、適
宜に固定手段（例えば、ネジ手段）２０を、例えば案内
部材の穴部に備えると共に、該固定手段と同軸に、圧縮
組体１３、１４、１７が上方に付勢されるように、付勢
バネ手段を配置してもよい。これは、機械的な圧縮手段
を適用する場合に、敏感な積層加工領域を自由にできる
ので有利である。最後に、請求の範囲は従来技術を幅広
く調査して記載したものではなく、権利を制限する趣旨
ではない。明細書の個々の記載および図面、またはそれ
らの組合せにより開示され、請求の範囲に記録された本
発明の本質的な特徴に関する権利は、上記記載や図面に
より保持される。

【図面の簡単な説明】

【図１】積層加工プロセスに使用する上部成形型と下部
成形型の略示断面図である。

【図２】下部成形型の略示斜視図である。

【図３】下部成形型の冷却体を明示する斜視図である

【図４】補助冷却素子を具備する冷却体の斜視図であ
る。

【図５】上部成形型の略示斜視図である。

【符号の説明】

１１ａ…上部成形型１１ｂ…下部成形型１３…加熱要素１３′…加熱要素１４…加熱要素１４′…加熱要素１５…加熱要素１７…加熱要素２１…冷却ブロック２１ａ…冷却体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】情報やデータの記載された身分証明書や
チェックカードやクレジットカード等を作成するため
に、挿入されたブランクを、加熱手段と冷却手段とを備
え、かつ少なくとも１つの側に配置された圧縮工具成形
型により圧縮、加熱して、少なくとも１部に熱可塑性の
フィルムを有する層状体を積層加工するための方法にお
いて、前記成形型の間にブランクを挿入した後、先ず、該ブラ
ンクの積層加工のために要求される圧縮と加熱を施し、
加熱段階の間、積層加工ステップに必然的に伴う前記圧
縮、加熱要素から、冷却要素を所定距離に保持して熱の
散逸を防止し、その後、引き続く加熱段階から冷却段階
への移行時において、加熱を遮断すると共に、冷却体を
同時に前記圧縮、加熱要素に接触させ、以て加熱段階に
おいて仕上げられた積層加工品の温度を適切な温度に低
下させる方法。
【請求項２】初期の加熱段階の間、前記冷却体を所定
間隔（Ａ）の弛緩した初期位置から、押接力の効果によ
り前記圧縮、加熱組体から、より短い所定間隔（Ａ′）
の第１の位置に移動させ、該冷却体を、次いで冷却段階
の間、上記間隔が無くなるまで上動させて前記組体と接
触させる請求項１に記載の方法。
【請求項３】加熱段階において起動し、そして積層加
工する層状体（１２）に隣接する圧縮プレート（１
３′）と、該圧縮プレート（１３′）に隣接する平坦な
加熱フィルム（１４′）と、高熱伝導性の下部の支持プ
レート（１７′）とを具備する組体を、下部の冷却体か
ら所定の断熱空間を以てバネ作用により保持し、それに
より積層加工プロセスのために必要な圧縮力が同時に発
生させ、そして、前記組体と冷却体（２１ａ）との間のバネの圧
縮力を、次の冷却段階の間、完全に降伏させ、熱伝導接
触を達成する請求項１に記載の方法。
【請求項４】加熱段階の間、前記圧縮プレート（１
３′）と、平坦な加熱フィルム（１４′）と、支持プレ
ート（１７）とを具備する前記組体を、支持要素を含む
周囲の要素に対して断熱材により保持すると共に、次の
冷却副サイクルの間、相対動作により冷却体（２１ａ）
と完全に接触させる請求項３に記載の方法。
【請求項５】前記ブランクを収納する前記２つの圧縮
成形型の間に真空を導入し、積層加工ステップにおいて
加熱段階の間、前記圧縮、加熱要素を前記ブランクに押
接して、圧縮と加熱効果を付与する請求項１に記載の方
法。
【請求項６】真空の効果が維持され、外側に適切な密
封が確保される間、該真空の効果を前記冷却体に展開
し、冷却段階への移行の間に該冷却体を圧縮、加熱要素
の各組体と熱伝導接触させる請求項５に記載の方法。
【請求項７】冷却段階への移行の間に、先ず、具備さ
れる圧縮、加熱要素に対して、所定の間隔を以て保持さ
れる前記冷却ブロックの外部に圧縮空気を供給し、それ
により冷却ブロックを前記圧縮、加熱要素に接触させる
請求項５に記載の方法。
【請求項８】情報やデータの記載された身分証明書や
チェックカードやクレジットカード等を作成するため
に、挿入されたブランクを、加熱手段と冷却手段とを備
え、かつ少なくとも１つの側に配置された圧縮工具成形
型により圧縮、加熱して、少なくとも１部に熱可塑性の
フィルムを有する層状体を積層加工するための装置であ
って、ブランクを間に挟持して圧縮、加熱する圧縮成形型と、初期の段階において、冷却体（２１、２１ａ）から所定
距離に保持され、同時に、加熱段階の間、最終的な形状
に積層加工されたブランクを得るために、十分に強い押
接力を受ける圧縮、加熱要素（１３、１４、１５；１
３′、１４′、１７）とを具備する積層加工装置におい
て、冷却段階への移行の瞬間および冷却段階の間に、前記圧
縮、加熱要素は、その加熱段階における位置を変化させ
ずに保持されると共に、前記冷却体（２１、２１ａ）は
前記要素と熱伝導接触しており、そして加熱が遮断され
るように構成された積層加工装置。
【請求項９】前記圧縮成形型（１１ａ、１１ｂ）の、
少なくとも一方の前記圧縮、加熱要素は加熱段階の間、
前記冷却ブロック（２１、２１ａ）に対して所定間隔
（Ａ）を以て保持され、該間隔は冷却段階の間、直接接触により埋められ、前記圧縮成形型（１１ａ、１１ｂ）の少なくとも一方の
内側にはバネ手段が具備されており、該バネ手段は、積
層加工プロセス（加熱段階および冷却段階）の間、積層
加工される材料に負荷される押接力を維持するように構
成された請求項８に記載の装置。
【請求項１０】前記圧縮、加熱要素は、積層加工され
る層状体（１２）ニ対面する圧縮プレート（１３、１
３′）と、該圧縮プレート（１３、１３′）に隣接して配置された
平坦な加熱フィルム（１４、１４′）と、必要な場合には高熱伝導性の支持プレート（１７）とを
具備して構成され、前記組体は、側部の案内部材（１９ａ、１９ｂ）の間に
保持されると共に、積層加工プロセスに要求される押接
力を発生するバネ手段により、対向する成形型および積
層加工される材料に対して押接されるように構成された
請求項８に記載の装置。
【請求項１１】圧縮プレート（１３′）と、平坦な加
熱フィルム（１４′）と、支持プレート（１７′）とを
具備する前記組体は、断熱ピンによりＵ字形の案内部材
（１９ａ、１９ｂ）に支持されると共に、積層加工され
る層状体の方向に、圧縮バネ手段（２４）と、冷却体
（２１ａ）に動作方向に摺動可能に案内された支持ウェ
ブ（２２ａ、２２ｂ）により押接され、前記冷却体（２１ａ）は、前記支持ウェブの反対側に作
用する前記圧縮バネ手段（２４）をも支持するように構
成され、前記冷却体（２１ａ）に隣接配置された冷却ブロック
（２１）を具備し、該冷却ブロック（２１）には、積層加工プロセスの間、
特定の副サイクル（加熱段階または冷却段階）に応じて
異なる押接力が作用し、加熱段階の間には、前記圧縮バ
ネ手段を介して、要求される圧縮力を発生する第１の押
接力が負荷されると共に、前記初期の間隔（Ａ）が縮小
して間隔（Ａ′）となり、その後前記冷却ブロック（２
１）に所定の押接力が負荷されて、それにより前記バネ
手段の付勢力に完全に対抗し、そして前記冷却ブロック
（２１）と連結された前記冷却体（２１ａ）が、それを
通じて前記支持プレート（１７）と全面において熱伝導
接触するように構成された請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】冷却体（２１ａ）による冷却効果を強
化するために、該冷却体（２１ａ）と前記冷却ブロック
（２１）との間に、好ましくは、両者の移行領域に少な
くとも１つのペルチェ素子（２６）が備えられ、該ペル
チェ素子の吸熱側（Ｋ）は前記冷却体（２１ａ）と接触
し、或いは同冷却体（２１ａ）内に埋設され、該ペルチ
ェ素子（２６）の発熱側（Ｗ）は前記冷却ブロック（２
１）に接触するように配置され、前記ペルチェ素子（２６）により完全に占有されていな
い前記冷却体（２１ａ）と冷却ブロック（２１）との境
界領域を、断熱プレート（２７）により覆い、熱が前記
ペルチェ素子（２６）を迂回することを防止した請求項
１１に記載の装置。
【請求項１３】前記圧縮成形型の一方（１１ｂ）のみ
が、その構成要素が動作不能に構成されている場合にお
いて、冷却装置を有していない他方の圧縮成形型（１１
ａ）は、断熱層（１６）を具備し、同圧縮成形型（１１
ｂ）において発生した熱が、前記積層加工される層状体
（１２）の方向に向けられるように構成された請求項８
に記載の装置。
【請求項１４】相対動作しない前記圧縮成形型（１１
ａ）は、前記層状体（１２）に直接対面する圧縮プレー
ト（１３）と、該圧縮プレート（１３）に隣接して配置
された平坦な加熱フィルム（１４）と、前記断熱層（エ
ポキシ層）（１６）に隣接して配置された圧力補償層
（１５）とを具備して構成された請求項１３に記載の装
置。
【請求項１５】加熱段階の間において前記ブランクに
付与される圧縮力を発生させるために、少なくとも各々
対面し、その間に前記ブランクを挟持する圧縮プレート
（１３、１３′）の間に真空が導入され、また、周囲を
密封する手段が具備されて、積層加工プロセスに必然的
に伴う圧縮、加熱要素が、先ず、外気の圧力により両者
間のブランクを圧縮するように構成された請求項８に記
載の装置。
【請求項１６】前記圧縮、加熱要素の間に作用する真
空は、冷却段階へ移行する瞬間に、適当な切換手段
（弁）により、離隔する冷却ブロック（２１、２１ａ）
を除いて付近に広がり、該冷却ブロック（２１、２１
ａ）が、圧縮、加熱要素の組体と熱的に接触するように
構成された請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】前記冷却体（２１、２１ａ）は、冷却
段階への移行の瞬間に、圧縮空気の効果により前記圧
縮、加熱要素の組体に接近するように構成された請求項
１５に記載の装置。