CN111132833A - 层压基材和热塑性涂层材料的装置 - Google Patents

层压基材和热塑性涂层材料的装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种层压基材(4)和热塑性涂层材料(2)的装置，包括用于熔融涂层材料的表面的IR加热装置(3)；主动地冷却涂层材料(2)的相反表面的相对的冷却设备(1)；及至少一个压辊组件(5)，其将基材幅材(4)和涂层材料(2)压在一起以产生热熔的粘合连接。本发明的目的是防止成品中的不规则。根据本发明，这通过以下获得：冷却设备被设计为可旋转地驱动的冷却辊(1)，在其圆周上依次布置以下部件：–热塑性涂层材料(2)的进料设备(2a)；–一个或多个IR辐射加热器(3)，用于加热热塑性涂层材料(2)的搁置于冷却辊(1)上的表面；–基材幅材(4)的进料设备(4a)；–一个或多个压辊(5)，用于将基材幅材(4)压靠在涂层材料(2)上；及–用于层压产品(6)的去除设备(6a)。

Description

层压基材和热塑性涂层材料的装置
技术领域
本发明涉及一种连续地层压基材和热塑性涂层材料的装置，其包括IR加热装置，通过该装置使热塑性涂层材料的表面熔融；包括冷却设备，该冷却设备与加热设备相对并主动地冷却连续热塑性涂层材料的与熔融表面相反的表面；并且包括至少一个压辊组件，通过该压辊组件将连续的基材幅材(web)和连续的热塑性薄膜幅材压在一起，以在基材幅材和热塑性材料之间产生结合。
使用这样的装置生产的层压件特别有利于生产卫生产品、食品包装用薄膜、建筑薄膜、农业用薄膜和其它技术层压件，因为在它们的生产过程中不使用粘合剂，或者可能显著减少所用的粘合剂的量。非织造材料尤其可能用作卫生产品的基材，但是织造或针织的纺织品和薄的泡沫幅材也是可行的。对于其它应用，也可以使用由例如热塑性塑料材料(例如PE、CPP等)制成的其它基材。
现有技术
例如，首先从DE102013001826A1中已知一种所述类型的装置。在这种已知的装置中，冷却设备被设计成固定的冷却板，连续的热塑性薄膜幅材被引导在该固定的冷却板上，并且该冷却板从下方冷却薄膜幅材，而同时其借助加热设备从上方被熔融。这种已知装置的一个问题是，由于连续薄膜幅材的表面熔融，并且尽管其相反的表面冷却，该连续薄膜幅材是相对不稳定的。因此，存在这样的风险：张紧的热塑性薄膜幅材在其到达压辊组件之前将会变形，并因此在最终产品中产生相应的不规则。
原则上相似的问题产生了根据现有技术(WO2016/026918A1)已知的另一种装置，该装置利用粘合剂进行操作，但也通过熔融其表面而提供了将要结合的热塑性薄膜幅材的表面的激活。在该已知装置中，在固定的冷却板和待冷却的热塑性薄膜之间布置有绕着辊传送的支撑传送带。然而，该支撑传送带大大损害了冷却设备的冷却效果，并且在压辊组件前面的区域中没有充分地稳定连续的热塑性薄膜幅材。在该装置中，均匀地熔融薄膜幅材也没那么重要，因为可以额外使用足够的粘合剂。
为了消除由冷却引起的问题，从EP3098060A1已知的装置试图在不对相反表面进行任何冷却的情况下熔融连续热塑性薄膜幅材的表面。为了使得这一点可行，这里使用IR激光来熔融表面，且完全省去对相反表面的冷却。在该装置中，当然还存在这样的风险：在其表面上对其熔融并因此变弱的张紧的热塑性薄膜幅材在其进入压辊组件之前会变形。此外，将一个激光束的高度聚焦的能量均匀地分布在连续热塑性薄膜幅材的表面上并不容易，特别是考虑到该薄膜幅材以最高350米/分钟的速度穿过。因此存在这样的风险：由于薄膜幅材的表面区域中不同的热膨胀而可能产生不规则，或者热塑性薄膜幅材在点处不能充分粘附至基材。
发明内容
因此，本发明解决的问题是首先开发一种所述类型的装置，使得热塑性涂层材料在进入压辊组件之前不会变形，并且确保热塑性涂层材料均匀地粘附到基材幅材。
为了解决这个问题，从最初提到的那种类型的装置出发，本发明提出，冷却设备被设计为被可旋转地驱动的冷却辊，在其圆周上依次布置有以下部件：
–用于热塑性涂层材料的进料设备，
–一个或多个IR辐射加热器，用于加热搁置在冷却辊上的热塑性涂层材料的表面，
–用于基材幅材的进料设备，
–一个或多个压辊组件，用于将基材幅材压靠在搁置于冷却辊上的热塑性涂层材料的熔融表面上，
–以及用于成品层压产品的去除设备。
在根据本发明的装置中，热塑性涂层材料被不移动地搁置在被可旋转地驱动的冷却辊的表面上(在其整个表面上)，且因此在送入冷却辊和从冷却辊中去除成品层压产品的整个时间段期间完全没有张力，从而不会发生变形或位移。由于热塑性涂层材料的表面可以在冷却辊的圆周上以较大的角度路径熔融这一事实，因此即使在较高的幅材速度下也可以实现待熔融表面的非常均匀的加热。
特别有利的是，沿旋转方向在基材幅材的进料设备之后，在冷却辊的圆周上设置有多个压辊组件，该多个压辊组件用于将基材幅材压靠在搁置于冷却辊上的热塑性涂层材料的熔融表面。因此，接触压力可以从一个压辊组件到下一个压辊组件逐渐增加，这导致了粘合结合的改善。
根据本发明的装置的一种有利的实施方式设定冷却辊设有用于供给和排出流体冷却剂的连接件。通过相应地控制该液体冷却剂的温度，可以使冷却辊的表面温度保持精确恒定。
同样有利的是，热塑性涂层材料的熔融和基材幅材在熔融涂层材料上的压挤都分别在冷却辊的一半上进行。这是通过将IR辐射加热器和压辊组件各自布置为分布在冷却辊的圆周的一半上来实现的。因此，即使处于较高的幅材速度，也有足够的时间用于这两个过程。
为了进一步避免热塑性涂层材料在冷却辊表面上的任何意外的位移，进一步设定：沿着热塑性涂层材料的侧边缘在冷却辊的圆周上设置将热塑性涂层材料的侧边界固定在冷却辊的圆周上的固定装置。
例如，上述固定装置可以被设计为夹子或引导带。
如果认为上述熔体粘合性不足，则最后可另外为基材幅材的进料设备提供粘合剂进料。
附图说明
下面基于附图更详细地描述本发明的一个实施例，该实施例的唯一的附图是穿过根据本发明的装置的示意性截面。
在附图中，冷却辊由附图标记1表示。该冷却辊设有用于供给和排出冷却剂(例如水或油)的连接件(未示出)，并且可以例如通过所述冷却剂被保持在5℃至40℃的恒定温度。
冷却辊1在旋转箭头x的方向上被可旋转地驱动。沿旋转箭头x的方向在冷却辊周围依次布置以下部件：
–用于薄膜幅材2形式的热塑性涂层材料的进料设备2a，
–多个IR辐射加热器3，用于加热搁置在冷却辊1上的热塑性薄膜幅材2的表面，
–用于基材幅材4的进料设备4a，如果需要，该进料设备4a可以另外设置有粘合剂进料设备(未示出)，
–三个压辊组件5，用于将基材幅材4压靠在搁置在冷却辊1上的热塑性薄膜幅材2的熔融表面上，
–和用于层压产品6的去除设备6a，层压产品6由基材幅材4和已经层压在其上的热塑性薄膜幅材2组成。
具体实施方式
根据本发明的设备操作如下：
居中布置的冷却辊1在旋转箭头x的方向上被可旋转地驱动。借助于进料设备2a，连续的热塑性薄膜幅材2被进给到冷却辊1的表面。然后，通过旋转的冷却辊1，被进给的热塑性薄膜幅材2被引导通过IR辐射加热器3，该IR辐射加热器3布置在冷却辊1的大约一半的圆周上。在此过程中，薄膜幅材2的面对辐射加热器3的表面加热到熔融温度。相反，热塑性薄膜幅材2的搁置在冷却辊1上的表面不熔融并且保持完整。为了使热塑性薄膜幅材2在其沿着辐射加热器3的路径上不会变得相对于冷却辊1的表面移位，通过位于其侧边界区域中的夹子将其固定在冷却辊上(图中未显示)。
基材幅材4通过进料设备4a在最后的辐射加热器3之后进给，且然后通过压辊组件5被压靠在搁置于冷却辊1上的热塑性薄膜幅材2的熔融表面上。压辊组件5布置成分布在冷却辊1的剩余的一半圆周上，并且从一个压辊组件3到下一个增大所产生的接触压力。结果，粘合的质量大大提高。
然后将用于成品层压产品6的去除设备6a定位在最后的压辊组件5之后，该去除设备6a在此为由基材幅材和层压在其上的热塑性薄膜幅材组成的连续产品幅材的形式。

Claims (6)

1.一种连续地层压基材和热塑性涂层材料(2)的装置，包括：IR加热装置(3)，通过该IR加热装置使热塑性薄膜状涂层材料(2)的表面熔融；冷却设备(1)，该冷却设备与所述IR加热装置(3)相对并主动地冷却所述连续热塑性涂层材料(2)的与所述熔融表面相反的表面；以及至少一个压辊组件(5)，通过该至少一个压辊组件将连续的基材幅材(4)和连续的热塑性涂层材料(2)压在一起，以在所述基材幅材(4)和所述热塑性涂层材料(2)之间产生热熔粘合的结合，
其特征在于，
所述冷却设备被设计为可旋转地驱动的冷却辊(1)，在该冷却辊的圆周上依次布置以下部件：
–用于所述热塑性涂层材料(2)的进料设备(2a)，
–一个或多个IR辐射加热器(3)，用于加热热塑性涂层材料(2)的搁置于所述冷却辊上的表面，
–用于所述基材幅材(4)的进料设备(4a)，
–一个或多个压辊组件(5)，用于将所述基材幅材(4)压靠在搁置于所述冷却辊(1)上的热塑性涂层材料(2)的熔融表面上，以及
–用于层压产品(6)的去除设备(6a)。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述冷却辊(1)设有用于供给和排出流体冷却剂的连接件。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述IR辐射加热器(3)和所述压辊组件(6)各自布置成分布在所述冷却辊(1)的圆周的一半上。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的装置，其特征在于，固定装置沿着所述热塑性涂层材料(2)的侧边缘设置在所述冷却辊(1)的圆周上，所述固定装置在所述热塑性涂层材料(2)围绕所述冷却辊(1)传送时将所述热塑性涂层材料(2)的侧边界固定就位。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述固定装置被设计为夹子或引导带。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，用于所述基材幅材(4)的所述进料设备(4a)另外设有粘合剂进料。
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