VERFAHREN ZUR BEURTEILUNG DER QUALITÄT EINER LAMINATION EINES FOLIENVERBUNDES |
|||||||
申请号 | EP15173284.9 | 申请日 | 2015-06-23 | 公开(公告)号 | EP2965909B1 | 公开(公告)日 | 2017-03-01 |
申请人 | Bundesdruckerei GmbH; | 发明人 | Siebert, Martin; Krüger, Per; Knebel, Michael; Antonczik, Boris; | ||||
摘要 | |||||||
权利要求 | |||||||
说明书全文 | Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beurteilung der Qualität einer Lamination eines Folienverbundes, der aus zumindest zwei einander zugeordneten Lagen, die einer Laminierstation zugeführt werden, und durch Lamination miteinander zu einem Folienverbund verbunden werden. Aus der Die Beurteilung einer Laminationsqualität von einem Folienverbund ist insbesondere bei der Herstellung eines Folienverbundes für Wert- und/oder Sicherheitsdokumente, wie beispielsweise Identifikationskarten, relevant. Die Qualität der Lamination sorgt für eine erhöhte Manipulationssicherheit, da aufgrund einer zwischen den Lagen wirkender Haftkraft ein Delaminieren erschwert wird. In Normen für ein Wert- oder Sicherheitsdokument sind Grenzwerte für eine solche Haftkraft zwischen zwei laminierten Lagen festgelegt. Bislang wird die Haftkraft eines Folienverbundes nach dessen Herstellung in einem separaten Arbeitsschritt außerhalb einer Produktionslinie geprüft, wobei der Folienverbund im Rahmen des Delaminationstest zerstört wird, um die Qualität der Lamination zu überprüfen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Beurteilung der Qualität einer Lamination eines Folienverbundes vorzuschlagen, welches zerstörungsfrei ist und insbesondere in einen Fertigungsprozess eingebunden werden kann. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den weiteren Ansprüchen angegeben. Für das erfindungsgemäße Verfahren ist vorgesehen, dass vor dem Laminieren von wenigstens zwei Lagen in jede Lage zumindest eine Bohrung mit einer definierten Fläche eingebracht wird und die Lagen ein unlaminiertes Folienheft vor der Laminierstation bilden, wobei die zumindest eine Bohrung der zumindest einen weiteren Lage zur zumindest einen Bohrung der ersten Lage fluchtend zu einem gemeinsamen Durchgangsloch angeordnet sind oder werden. Anschließend wird aus dem Folienheft der Folienverbund laminiert und darauffolgend eine Fläche des zumindest einen laminierten Durchgangsloches im Folienverbund erfasst und mit der Fläche der Bohrung in der zumindest einen Lage vor dem Laminieren zu verglichen. Die Veränderung der Fläche des laminierten Durchgangslochs zur Fläche der Bohrung wird erfasst und in einer Auswerteeinrichtung ausgewertet. Aufgrund der Einwirkung von Druck und/oder Temperatur über eine vorbestimmte Zeitdauer auf das Folienheft zur Bildung des Folienverbundes erfolgt eine Formveränderung der jeweiligen Lagen in Abhängigkeit des Fließverhaltens der jeweiligen Lage. Dieses Fließverhalten dient zur Beurteilung der Qualität der Lamination des Folienverbundes. Nach der Lamination ist die Fläche des laminierten Durchgangsloches kleiner als die Fläche der Bohrung vor der Lamination. Der Flächenvergleich bzw. die sich hieraus ergebende Flächendifferenz bildet ein Beurteilungsmaßstab der Laminationsqualität. Da die Fläche des laminierten Durchgangsloches durch eine manuelle oder eine automatische Messung erfasst werden und mit der Größe der Bohrung verglichen werden kann, ist eine zerstörungsfreie Beurteilung der Laminationsqualität möglich. Diese Beurteilung kann sowohl bei einem kontinuierlichen, als auch diskontinuierlichen oder quasi kontinuierlichen Herstellungsprozess eines Folienverbundes aus einem Folienheft mit ggf. darauffolgenden weiteren Bearbeitungsschritten erfolgen. Unter dem Begriff der Laminationsqualität wird nicht nur die Haftkraft im Laminat, also zwischen den Lagen, sondern auch die Dimensionsstabilität des Folienverbundes verstanden. Die Haftkraft bedeutet eine Mindestkraft, die erforderlich ist, um zumindest zwei Schichten zu delaminieren. Die Dimensionsstabilität gibt eine Aussage über einen Verzug in der Ebene von zumindest einer Lage, also beispielsweise einen Verzug in einem Druckbild oder einem Sicherheitsmerkmal auf oder in der Lage. Ebenso kann die Dimensionsstabilität einen Verzug von einer Komponente zwischen zwei Lagen betreffen, wie beispielsweise eine Antenne. Eine bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass die Fläche des laminierten Durchgangslochs mit einer Bilderfassungseinrichtung erfasst und die erfassten Daten an die Auswerteeinheit weitergeleitet werden. Dadurch kann eine Online-Prüfung erfolgen, die in den Fertigungsprozess des Folienverbundes eingebunden werden kann. Bei der Bilderfassungseinrichtung kann es sich um eine Kamera, beispielsweise eine CCD-Kamera oder dergleichen, handeln. Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass die Größe der Fläche der Bohrung in der Auswerteeinheit hinterlegt oder eingegeben wird oder übermittelt wird. Beispielsweise bei der Herstellung der Bohrung mit einem Stanzwerkzeug umfasst diese eine definierte Fläche, welche in der Auswerteeinheit eingegeben wird. Bei der Herstellung einer Bohrung mittels einer Laserbestrahlung oder ähnlichen Herstellungsverfahren kann beispielsweise über die Steuereinheit der Bearbeitungseinrichtung zur Steuerung der Laserbestrahlung die Größe der Fläche der hergestellten Bohrung an die Auswerteeinheit übermittelt werden, so dass die aktuellen Bearbeitungsdaten für die Herstellung der vorbestimmten Größe der Bohrung für den Vergleich und die Auswertung vorliegen. Der Vergleich der Größe der Bohrung und des laminierten Durchgangslochs erfolgt vorteilhafterweise unmittelbar nach dem Laminierprozess. Folglich kann bei der Erfassung einer nicht hinreichenden Laminationsqualität dieser Folienverbund vor der weiteren Bearbeitung ausgeschleust werden. Die Größe der Fläche der Bohrung wird bevorzugt in Abhängigkeit der Dicke und/oder des Materials der Lage ausgewählt, so dass durch das Fließverhalten der Lagen während der Lamination ein Schließen des Durchgangslochs ausgeschlossen wird. Dadurch ist sichergestellt, dass eine Flächendifferenz zwischen der Bohrung und dem laminierten Durchgangsloch für die Beurteilung der Laminationsqualität verbleibt. Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, die Lagen aus einer Kunststofffolie, einer faserverstärkten Kunststofffolie oder aus einem Faserfolienverbund bereitgestellt werden. Vorteilhafterweise werden Folien aus thermoplastisch verarbeitbaren Polymeren, wie Polyolefine (Polyethylen, Polypropylen), Polyester, Polycarbonat (PC), Polyvinylchlorid, Polystyrol und Mischungen (Polymer-Blends), Copolymere wie beispielsweise Acryl, Nitril, Butadienstyrol-Copolymere (ABB) sowie sonstige einschlägig bekannten Materialien zur Herstellung von Smart-Cards, insbesondere aus Polycarbonat (PC) bzw. modifiziertem PC. Des Weiteren können auch Faserfließschichten mit Kunststofffolien als Verbundfolien oder dergleichen eingesetzt werden. Ergänzend kann zur Verstärkung der Haftkraft zusätzlich zwischen zwei Lagen einer Klebemittelschicht aufgebracht werden. Dadurch können auch stärker voneinander abweichende Materialien eingesetzt werden. Die zumindest eine Bohrung wird bevorzugt außerhalb von die Lagen umfassenden Nutzen eingebracht. Diese werden insbesondere im Randbereich eingebracht, so dass diese Überprüfung der Laminationsqualität im Abfallmaterial der Lage nach dem Ausstanzen der Nutzen durchgeführt wird. Eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens sieht vor, dass vor dem Laminieren ein Folienheft aus wenigstens zwei Lagen gebildet wird und mit einem Bearbeitungswerkzeug mit beispielsweise Stanzwerkzeug, Laserbestrahlung oder dergleichen, in alle Lagen gemeinsam jeweils eine Bohrung eingebracht wird. Dies weist den Vorteil auf, dass in einfacher Weise die jeweiligen Bohrungen in einer fluchtenden Anordnung vorgesehen sind, bevor das Folienheft in die Laminierstation eingeführt wird. Ein alternatives Verfahren sieht vor, dass vor dem Laminieren in jede Lage eine Bohrung eingebracht wird und die Lagen vor dem Laminieren einzeln zugeführt und über die jeweilige Bohrung zueinander fluchtend ausgerichtet und zum Folienheft zusammengeführt werden. Dadurch kann beispielsweise die Einbringung der Bohrung in einem separaten vorbereiteten Schritt erfolgen. Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass die Lagen als Bahnmaterial oder als Einzelbögen zur Bildung des Folienheftes bereitgestellt werden. Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen derselben werden im Folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Beispiele näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmenden Merkmale können einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt werden. Es zeigen:
In In Bei der Lamination wird das Material der jeweiligen Lage durch Einwirkung von Temperatur und/oder Druck und einer vorbestimmten Zeit miteinander verbunden. Die Lamination findet bei einer Glasübergangstemperatur des jeweiligen Materials statt. Die Molekülketten beginnen sich durch den Energieeintrag zu bewegen und das Material fließt. Nach dem Erhitzen der Lagen bis zur Glasübergangstemperatur erfolgt eine Abkühlung. Die erreichte Formänderung aufgrund des Fließens des Materials wird fixiert. Dabei wird eine Formänderung in Z-Richtung erreicht, das heißt, dass Folienheft 12 wird auf eine gewünschte Dicke des Folienverbundes 21 reduziert. In der Ebene der jeweiligen Lage soll die Formänderung der Lage gering gehalten werden. Durch die Differenz der Fläche A der Bohrung 16 und der Fläche B der Durchgangsbohrung 23 kann die Beurteilung der Laminationsqualität erfolgen. Die Flächendifferenz aus der Fläche A zur Fläche B ermöglicht den Rückschluss auf das Fließverhalten der Lagen 13, 14, 15 des Folienverbundes 21 während der Lamination und somit auf die Qualität der Lamination. Die Fläche B wird durch das Fließen des Materials kleiner gegenüber der Fläche A. In den Nach der Laminationsstation 29 ist eine Überwachungsstation 31 vorgesehen. Diese umfasst eine Bilderfassungseinrichtung 32, beispielsweise eine Kamera, um die Fläche B des laminierten Durchgangslochs 23 zu erfassen und an eine nicht näher dargestellte Auswerteeinrichtung weiterzugeben. In dieser Auswerteeinrichtung werden die Daten der Fläche A der Bohrung 16 mit den Daten der Fläche B des Durchgangslochs 23 ausgewertet. Sofern die Flächendifferenz der Fläche A zur Fläche B in einem vordefinierten Bereich liegt, werden die Voraussetzungen an die Laminationsqualität erfüllt. Es kann durch dieses Verfahren eine permanente Prozessüberwachung der Laminationsqualität erfolgen, die zerstörungsfrei ist. In den Der aus dem Folienverbund 21 hergestellte Nutzen 27 kann beispielsweise ein Wert- und/oder Sicherheitsdokument sein, wie beispielsweise ein Personalausweis, eine Scheckkarte, Zutrittskarte, Kreditkarte oder dergleichen. |