功能性层压板翘曲消除方法
【专利摘要】本发明涉及用于快速应力释放的层压RFID卡板(1)或独立切割的卡(2)的方法和设备，从而减少了卡的翘曲、弯曲和扭曲的效应。冷冻器通道(5)位于层压机的下游。冷冻器通道(5)使用喷嘴(8)提供汽化形式的低温液体。层压的RFID卡板(1)被输送通过冷冻器通道(5)，RFID卡板在冷冻器通道(5)中在两分钟内或更短时间内暴露于-100℃至-40℃的环境温度下。
【专利说明】功能性层压板翘曲消除方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及诸如RFID卡的功能性层压板的生产，具体地，涉及在卡制造过程中减 少卡弯曲的方法。
[0002] 本发明还涉及执行方法步骤的设备以及通过本发明的方法制造的产品，例如RFID 卡。
【背景技术】
[0003] 功能性层压板是通过层压多个层而形成的凭证。具体地，它们被用作安全凭证，例 如智能卡、ID卡、护照、信用卡等等。
[0004] 功能性层压板不仅仅涉及功能性卡，还涉及半成品，例如预层压板和嵌体，举例来 说，这些半成品用于制造配备有功能部件的智能卡，功能部件例如芯片或芯片模块、RFID天 线、开关和类似物。它们通常包括多个层，其中芯片模块嵌入到至少一个层中。层通常由塑 料材料制成，塑料材料例如：聚氯乙烯、聚碳酸酯或聚对苯二甲酸乙酯。为了完成卡，具有印 刷字母、数字、图像和图案的外层通常在后续的层压过程中被添加到嵌体。为简洁起见，术 语卡或RFID卡在本说明书其他地方将用于替代通用术语功能性层压板，它们在本发明的 框架下都是等同的
[0005] RFID卡被广泛地用于通过无线射频信号提供远程识别数据，并且可以用于各种应 用中，例如雇员ID徽章、电子护照、过境/通行缴费卡，等等。
[0006] 一般来说，RFID卡包括层压的卡主体和一组嵌入的电子部件。通常，卡主体中的 层压材料包括各种塑料或热塑性材料、纸、织物和粘合剂等的层。
[0007] 基本上，在层压机中生产RFID卡，其中，较大的板通过施加压力和/或热而被层压 在一起。板一般在接下来的制造过程中被切割成独立的卡。
[0008] 当层通过热和/或压力而被层压时，塑料材料的大分子趋向于变短，由此导致塑 料材料收缩。由于芯片或芯片模块本身不会收缩，因此材料承受机械应力，最终导致材料的 变形、开裂或分层，或者，材料至少承受残余应力，该残余应力可能对功能性部件及其与导 体、接线或天线回路的接触造成损害，或者可能破坏功能性部件周围的塑料材料。在RFID 卡的情况下（其中，大部分表面主体由天线占据），内部张力经常可能导致卡翘曲、扭曲和 弯曲。因此，有必要通过有效的冷却操作来使卡应力释放，从而减小卡变形。
[0009] 用于使RFID卡应力释放的最常用方法是将一堆卡或未切割的卡板置于固定式冷 冻单元中。随着卡板离开层压机，它们被手动地收集并在大约_40°C的温度下被置于冷冻单 元中24小时。卡板随后再次被手动地收集，并且重新进入余下的制造过程。备选地，卡板 在被置于冷冻器之前被切割成独立的RFID卡。
[0010] 从过程的角度来说，利用手动操作处理卡板若干次是不具有效率的。而且，冷冻操 作的长前置时间使得生产流水线上中的存货增加，降低了整体生产效率。
[0011] 此外，所需的大量手工劳动导致产生损伤的频率较高并且导致一个生产瓶颈。
[0012] 有许多减少卡弯曲的方法，它们以冷却和压缩操作的组合的形式呈现。
[0013] EP 1291169示出了配备有冷却板的层压机的实例，其与压缩辊配合以在层压机的 输出侧冷却层压的卡。
[0014] 另一类似实例在US 5, 399, 223中呈现，其中，冷却块在保持卡平坦的同时施加冷 却效应。
[0015] 另一实例在US 6, 352, 095中呈现，其中，层压机中的卡矫直设备将卡压在两板之 间，并且利用来自风扇的冷气流来冷却卡。
[0016] JP 7097117示出了类似的方法，其中，卡被保持在板之间并且由风扇冷却。
【发明内容】
[0017] 因此，本发明的一个目的在于改进已知的制造工艺以及由此获得的产品。
[0018] 本发明的另一目的在于降低卡翘曲、扭曲、卡弯曲和扭转力的发生。
[0019] 本发明的又一目的在于创建一种有效的应力释放和冷却卡的方法，该方法具有较 短的前置时间、较少的手动操作以及在生成流水线上的数量减少的存货。
[0020] 本发明的一个特征是使用位于层压机下游的冷冻器通道。层压的RFID卡或卡板 置于传送机带上，并且行进通过冷冻器通道，卡或卡板在冷冻器通道中被暴露于超级冷却 齐IJ，例如液氮或任何其他的提供等同效果的低温气体。通过喷嘴（仅作为例子）以液体形 式提供超级冷却剂，喷嘴在冷冻器通道内形成冷却雾。卡通常位于通道内两分钟，卡在其中 暴露于低温环境下，低温例如在-KKTC至-40°c之间。
[0021] 根据本发明的方法使用迅速或快速冷冻效应，其将压力释放所需的时间降低至数 分钟。该方法增加了产量，大大简化了工艺存货，并且允许更快地交付给市场。低温冷冻器 通道是本领域内公知的，但是通常用在食品加工厂中（参见诸如Praxair或Air Products 的生产商）。
[0022] 真正令人惊讶的是，这种设备可以用于层压塑料主体的应力释放。事实上，现有技 术中的方法是基于下述事实：释放过程越慢和时间越长，卡主体内的机械压力的释放越好。 因此，实在是难以预料到热冲击可以为这些产品提供与24小时冷却相同的效果。
[0023] 该方法可以应用于任何具有集成功能性元件的功能性层压板。
[0024] 在一实施方式中，本发明涉及一种制造功能性层压板的方法，该功能性层压板由 多个层以及至少一个部分嵌入的功能性元件形成，所述多个层通过使用热和压力而被层压 在一起，在层压步骤之后，功能性层压板利用冷冻工具被迅速冷冻。
[0025] 在一实施方式中，为了被迅速冷冻，所述功能性层压板被运输到冷冻器通道中持 续几分钟，优选地两分钟或更短的时间。
[0026] 在一实施方式中，迅速冷冻温度在大约-100至大约_40°C之间。
[0027] 在一实施方式中，冷冻工具是低温气体，例如液氮或液氢。
[0028] 在一实施方式中，通过形成冷却雾的喷嘴以液体形式提供冷冻工具。
[0029] 在一实施方式中，在层压步骤之外将功能性层压板提供为板，该板包括多个并排 放置的功能性层压板，并且整个板经历迅速冷冻步骤。
[0030] 在一实施方式中，通过根据本发明的方法生产功能性层压板。
[0031] 在一实施方式中，功能性元件是芯片或芯片模块。
[0032] 在一实施方式中，功能性元件是连接至天线的RFID芯片或芯片模块。
[0033] 在一实施方式中，多个层包括至少一个由塑料材料制成的层，塑料材料尤其是热 塑性材料。
[0034] 在一实施方式中，塑料材料是聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氨酯、聚氯乙 烯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯中的一种。
【专利附图】
【附图说明】
[0035] 图1示出了冷却工艺操作的概览图；
[0036] 图2示出了 RFID卡板的俯视图；
[0037] 图3示出了根据第一实施方式的冷冻器通道的示意性横截面图；
[0038] 图4示出了根据第二实施方式的冷冻器通道的示意性横截面图。
[0039] 现在参考附图，图1示出了根据本发明的的改进的工艺的概览图。
【具体实施方式】
[0040] 紧接着层压过程之后，层压的RFID卡板1被收集在层压机10的出口 3处，并且每 个板1随后被独立地放置在带式传送机4或另一等同传送装置上。板1在带式传送机4上 被传输到冷冻器通道5中，板1在冷冻器通道5中暴露于超级冷冻剂之下，例如汽化的液氮 或者根据本发明原理的任何其他低温气体。低温冷冻器通道是本领域内公知的，但是通常 用在食品加工厂中（参见诸如Praxair或Air Products的生产商）。
[0041] 通常，RFID卡板1在两分钟内或甚至更短的时间内从冷冻器通道5的入口行进到 尾部。在冷冻器通道5的尾部，板被安全的冷冻并被应力释放。在图1中，对于将RFID板 1装载在带式传送机4上，手动操作是可能的，但是该操作也可以由传输设备（例如另一带 式传送机）自动完成。
[0042] 如图2所示，层压的卡板1包括一组独立的RFID卡2,它们还未没被独立地切割。 每个独立的RFID卡2具有一组电子部件，例如电子芯片模块6和嵌入的天线7。
[0043] 可选地，卡板1在冷冻器中被处理之前，可以被切割成独立的卡。这种优选实施方 式具有改进卡材料对于低温雾暴露的优势。
[0044] 在图3中呈现了根据第一实施方式的冷冻器通道5的横截面图。卡板1在带式传 送机4上被连续地输送，并且液化的冷却剂通过喷嘴8提供，该喷嘴8将低温液体的雾喷洒 到卡表面上，从而迅速冷却板1。
[0045] 图4示出了根据冷冻器通道5的另一实施方式的横截面。在该实例中，喷嘴8、8' 位于传送机带4的两侧。带式传送机具有孔（例如孔洞），从而冷却剂也可以穿过带4从下 方接近卡表面。
[0046] 图4中同样示出了门9,门9出现在冷冻器的每一侧上并且允许维持冷冻器1内的 温度。
[0047] 本文描述的实例仅仅是出于示例的目的，并且不应该以限制的方式来解读。可以 设想其他利用等同装置的变体。
【权利要求】
1. 一种制造功能性层压板（2)的方法，该功能性层压板（2)由多个层以及至少一个部 分嵌入的功能性元件形成，所述多个层通过使用热和压力而被层压在一起，其特征在于，在 层压步骤之后，功能性层压板（2)通过冷冻工具被迅速冷冻。
2. 如权利要求1所述的方法，其中，为了被迅速冷冻，所述功能性层压板⑵在几分钟 内穿过冷冻器通道（5)，优选地在两分钟内或更短的时间内。
3. 如前述权利要求中之一所述的方法，其中，迅速冷冻的温度在大约-100至大 约-40°C之间。
4. 如前述权利要求中之一所述的方法，其中，冷冻工具是低温气体，例如液氮或液氢。
5. 如前述权利要求中之一所述的方法，其中，通过形成冷却雾的喷嘴以液体形式提供 冷冻工具。
6. 如前述权利要求中之一所述的方法，其中，在层压步骤之外将功能性层压板（2)提 供为板（1)，该板（1)包括多个并排放置的功能性层压板，并且整个板经历迅速冷冻步骤。
7. -种通过根据前述权利要求之一所述的方法生产的功能性层压板。
8. 如权利要求7所述的功能性层压板，其中，功能性元件是芯片或芯片模块。
9. 如权利要求7和8中之一所述的功能性层压板，其中，功能性元件是连接至天线的 RFID芯片或芯片模块。
10. 如权利要求7至9中之一所述的功能性层压板，其中，多个层包括至少一个由塑料 材料制成的层，塑料材料尤其是热塑性材料。
11. 如权利要求7至10中之一所述的功能性层压板，其中，塑料材料是聚碳酸酯、聚对 苯二甲酸乙二醇酯、聚氨酯、聚氯乙烯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯中的一种。
【文档编号】B32B37/00GK104066582SQ201280067861
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2012年1月25日 优先权日:2012年1月25日
【发明者】J·韦伯 申请人:爱莎·艾伯莱有限公司