JP2011183650A - 多層フィルム構造体の製造方法、及び多層フィルム構造体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】一方の多層フィルム12の端部と他方の多層フィルム12の端部を隙間を開けて互いに向かい合わせ、溶融した溶着用熱可塑性材料24を少なくとも隙間に充填し、一方の多層フィルム12の溶融した端部と他方の多層フィルム12の溶融した端部と溶融した溶着用熱可塑性材料24とを互いに溶着させた後に冷却固化することで、接合部分の強度が十分確保された多層フィルム構造体10が得られる。
【選択図】図4
Description
接合工程の前の加熱工程では、一方の多層フィルムの端部と他方の多層フィルムの端部が加熱され、両方の端部が溶融される。
請求項2に記載の多層フィルム構造体の製造方法では、加熱工程で、一方の多層フィルムと他方の多層フィルムとが並行して搬送され、端部が順次加熱される。
接合工程では、溶融された第2の熱可塑性材料が隙間に順次供給され、接合部位が順次ローラで押圧され、第2の熱可塑性材料の表面がローラで均される。
請求項4に記載の多層フィルム構造体の製造方法では、接合工程において、一方の多層フィルム及び他方の多層フィルムが回転するドラムの外周面に巻き掛けられて搬送され、ローラとドラムとの間で一方の多層フィルムと他方の多層フィルムとが順次挟持され、連続的に多層フィルムの接合を行うことができる。
先ず、ドラムには、一方の多層フィルムと他方の多層フィルムとの接合部位と対応する位置にドラム周方向に沿って延びる溝が形成されている。
接合工程では、2つの多層フィルムの間の間隙の他に、一方の多層フィルム及び他方の多層フィルムの間隙側の外周面に、溶融させた第2の熱可塑性材料を付着させる。
そして、外周面に付着された溶融状態の第2の熱可塑性材料がローラで押圧されることで、溶融状態の第2の熱可塑性材料の一部が間隙を介して溝へ進入し、一方の多層フィルム及び他方の多層フィルムのドラム側面に付着して固化される。
請求項6に記載の多層フィルムの製造方法においては、加熱工程で、多層フィルムの端部に加熱された熱鏝が接触され、これによって、多層フィルムの端部が確実に溶融される。
請求項7に記載の多層フィルム構造体の製造方法では、溶着した第1の熱可塑性材料及び第2の熱可塑性材料を強制冷却工程において強制冷却する。これにより、両者を迅速に固化させることができ、溶着部分の変形等を抑えることができる。
請求項8に記載の多層フィルム構造体では、多層フィルム同士が第2の熱可塑性材料で接合されているが、一方の多層フィルムの第1の熱可塑性材料層と他方の多層フィルムの第1の熱可塑性材料とが第2の熱可塑性材料によって接合されている。
第1の熱可塑性材料と第2の熱可塑性材料は、同じ熱可塑性樹脂の仲間であるため、熱可塑性樹脂と異種材料とを接合する場合に比較して十分な接合強度を確保することができる。
請求項9に記載の多層フィルム構造体は、接合部分において、一方の多層フィルムと他方の多層フィルムとを連結する様に、第2の熱可塑性材料が一方の多層フィルムと他方の多層フィルムの少なくとも片面にも溶着されているので、第2の熱可塑性材料の溶着する面積(接合面積)が増え、接合強度を更に高めることができ、曲げ変形、引っ張り等に対しても強い接合となる。なお、第2の熱可塑性材料が一方の多層フィルムと他方の多層フィルムの両面に溶着されることが更に好ましい。
第1の熱可塑性材料と第2の熱可塑性材料との溶着部分において、第1の熱可塑性材料の一部と第2の熱可塑性材料の一部とが互いに混じり合っていれば、第1の熱可塑性材料と第2の熱可塑性材料とが互いに混じり合っていない場合に比較して接合強度を更に高めることができる。
また、多層フィルムの表面に溶着された第2の熱可塑性材料をローラで押圧することで平坦化することができ、また、ローラで押圧した部分の表面を平滑にすることもできる。
多層フィルム12は、材質の異なる複数の層を有するもので、少なくとも1つの層は、熱可塑性材料からなっており、従来周知の一般的な方法で製造することができる。
本実施形態の多層フィルム12は、第2層12Bが最も厚く、第1層12A及び第3層12Cが第2層12Bよりも薄く形成されているが、本発明において、各層の厚みは本実施形態のものに限定されるものではない。
本実施形態の多層フィルム12を構成している素材A、素材B、素材Cは、何れも熱可塑性材料である。
次に、本実施形態の多層フィルム構造体10の製造装置14を説明する。
図3には、多層フィルム構造体10を形成する際に用いる製造装置14の要部が斜視図にて示されている。製造装置14は、床面に設置された台座16の上部に、図示しないモータで回転する軸18が水平に配置されている。
軸18の端部側には、ドラム22が取り付けられている。ドラム22は軸方向に沿って一定の径に形成されており、幅方向中央部分には浅溝23が形成されている。
溶着用熱可塑性材料24は、多層フィルム12のベースとなる素材Bと同一または同種の材料が好ましいが、溶着できれば異なる種類の材料であっても良い。同一の材料とすれば、製造に用いる熱可塑性材料の種類を増やさずに済むので、製造コストが低減できる。
また、異種材料とすれば、多層フィルム12の素材Bと溶着用の溶着用熱可塑性材料24とのそれぞれに対して好ましい特性を有する材料を選択することが可能である。
本実施形態では、多層フィルム12を構成している層の内、最も強度を有している層として、素材Bからなる第2層12Bをベースとしている。
均しローラ30の フィルム搬送方向下流側には、冷却用の空気を噴出する冷却エアー噴出ノズル29が配置されている。
熱鏝36は、シリンダ装置39によって上下に移動可能なっている。なお、シリンダ装置39は、図示しないフレームを介して押出機26の支柱34に支持されている。
(1) 図3に示すように、ドラム22の外周側に、長尺状に形成された2枚の多層フィルム12を並列させた状態でドラム半周巻き掛ける。
なお、多層フィルム12は図示しないリールに巻かれており、ドラム22に向けてリールから引き出されている。本実施形態では、多層フィルム12がドラム22の下側から上側へ巻き掛けられている。
なお、ドラム上では、一方の多層フィルム12の端部と他方の多層フィルム12の端部との間には、予め設定した隙間が形成されており、隙間に熱鏝36のリブ38が挿入されている。
なお、溶着用熱可塑性材料24の一部分が上記隙間に入り込み、一方の多層フィルム12の端部と他方の多層フィルム12の端部に付着する。
樹脂吐出用ノズル28のフィルム搬送方向下流側では、図4(C)に示すように、溶融状態の溶着用熱可塑性材料24が連続的に均しローラ30によって上から押付けられ、溶着用熱可塑性材料24は隙間を介してドラム22の浅溝23側に流れ、隙間は溶着用熱可塑性材料24で完全に充填され、浅溝23は、多層フィルム12の溶融した部分、及び溶融した溶着用熱可塑性材料24で完全に充填される(接合工程)。
この場合、同種の熱可塑性材料同士が接することとなれば、熱可塑性材料の境界は全く無くなる。また、異種の熱可塑性材料同士が接する場合であっても、同じ熱可塑性材料の仲間であるため、接した部分で互いに混じり合って境界が存在しなくなる。
その後、冷却エアー噴出ノズル29から噴出された冷却用の空気が接合部分に当てられ、溶融部分が冷却されて固化し(強制冷却工程)、2つの多層フィルム12が完全に一体化した多層フィルム構造体10が連続的に得られる。
また、溶着前の多層フィルム12の接合部位、即ち、溶着用熱可塑性材料24を溶着させる部分は、溶着前に、例えば、溶剤による洗浄、コロナ処理、紫外線処理等の溶着性を向上させる処理を行っても良い。
また、多層フィルム12の端部に赤外線ヒータ(ランプ)等からの赤外線を照射して端部を溶融させることもでき、端部を溶融する方法は上記のものに限定されない。
また、多層フィルム12において、素材A、及び素材Cは、例えば、素材Bに対してコーティング等によって形成することができる。
上記実施形態では、多層フィルム12の表面、及び裏面にも溶着用熱可塑性材料24を付着させたが、接合強度が十分に得られれば、裏面には溶着用熱可塑性材料24を溶着させなくても良い。例えば、図6に示すように、浅溝23の形成されていないドラム22を用いて多層フィルム12を接合することで、裏面に溶着用熱可塑性材料24の廻りこまない多層フィルム構造体10を得ることが出来る。
また、溶着用熱可塑性材料24の量、及び多層フィルム12の端部間の距離を調整し、均しローラ30を多層フィルム12の表面に接触させるようにして溶着用熱可塑性材料24を押付けることで、図7に示すように、表面に段差の無い多層フィルム構造体10を得ることが出来、さらに、浅溝23の形成されていないドラム22を用いることで表面と裏面の両方に段差の無い多層フィルム構造体10を得ることもできる。
図9に示すように、本実施形態の製造装置44では、溶融した溶着用熱可塑性材料24を下方に向けて吐出する樹脂吐出用ノズル28の下側に2枚の多層フィルム12を並列に搬送するベルトコンベア46が配置されており、その多層フィルム搬送方向下流側(矢印A方向側)に、2枚の多層フィルム12を並列に搬送しながら接合を行う接合装置48が設けられている。
上部ベルトコンベア50と下部ベルトコンベア52は、同様の構成とされているので、以下に代表して上部ベルトコンベア50の構造を説明する。
上部ベルトコンベア50は、エンドレスベルト54の巻き掛けられた一対の回転ローラ56を備えている。エンドレスベルト54は、例えば、薄い金属板等の耐熱性の材料から形成されている。
エンドレスベルト54の内周には、多層フィルム搬送方向上流側に加熱装置58が配置され、加熱装置58の下流側に、加圧ローラ60、及び冷却装置62が順に配置されている。
図10に示すように、加熱装置58の幅は、接合箇所のみを局所的に加熱するために、搬送方向の長さに比較して小さく設定されている。
加熱装置58は、多層フィルム搬送方向に沿って細長く形成された金属棒状体63の内部に電気ヒータ64等を内蔵したものであり、エンドレスベルト54は加熱装置58に摺動して部分的に加熱され、エンドレスベルト54の加熱された部分が多層フィルム12の端部分に接触することで、多層フィルム12の端部分(接合予定部位)を加熱するようになっている。
エンドレスベルト54が回転駆動されると、エンドレスベルト54は加熱装置58で加熱された部分が冷却装置62に摺動することで冷却される。
本実施形態の製造装置44では、先ず、接合すべき2枚の多層フィルム12が並行して矢印A方向に搬送され、溶融された溶着用熱可塑性材料24が2枚の多層フィルム12の突合せ部分の上面に向けて樹脂吐出用ノズル28から連続的に吐出され、図12に示すように、溶融された溶着用熱可塑性材料24が搬送される多層フィルム12に連続的に付着される。
また、上記実施形態の多層フィルム12では、全ての層が熱可塑性材料で形成されていたが、何れかの層が熱可塑性材料を含まない場合もある。
上記実施形態では、多層フィルム12の端部(端面)が表面(裏面)に対して直角であったが、直角で無くても良い。
また、本発明の製造方法は、多層フィルム構造体に限らず、単層フィルムを接合して形成される単層フィルム構造体を製造することもでき、単層フィルムと多層フィルムとを接合することもできる。
12 多層フィルム
12A A層(第1の熱可塑性材料)
12B B層(第1の熱可塑性材料)
12C C層(第1の熱可塑性材料)
22 ドラム
23 浅溝(溝)
24 溶着用熱可塑性材料(第2の熱可塑性材料)
30 均しローラ(ローラ)
36 熱鏝
Claims (10)
- 材料の異なる層が複数積層され少なくとも1層が第1の熱可塑性材料からなる多層フィルムを互いに接合することで構成される多層フィルム構造体の製造方法であって、
一方の前記多層フィルムの端部と他方の前記多層フィルムの端部とを向かい合わせ、接合予定部位に溶融させた第2の熱可塑性材料を付着させ、前記第1の熱可塑性材料と前記第2の熱可塑性材料とを溶着させた後に冷却固化することで前記一方の前記多層フィルムと他方の前記多層フィルムとを接合させる接合工程を有する多層フィルム構造体の製造方法。 - 前記接合工程の前に、一方の前記多層フィルムの端部と他方の前記多層フィルムの端部とを加熱して溶融させる加熱工程を備え、
前記接合工程では、溶融された前記第1の熱可塑性材料と前記第2の熱可塑性材料とを溶着させる多層フィルム構造体の製造方法。 - 前記加熱工程では、一方の前記多層フィルムと他方の前記多層フィルムとを並行して搬送しながら前記端部を順次加熱し、
前記接合工程では、前記隙間に前記第2の熱可塑性材料を順次供給して接合部位を順次ローラで押圧する、請求項2に記載の多層フィルム構造体の製造方法。 - 前記接合工程では、前記一方の多層フィルム及び前記他方の多層フィルムを回転するドラムの外周面に巻き掛けて搬送し、前記ローラと前記ドラムとの間で前記一方の多層フィルムと前記他方の多層フィルムとを順次挟持する、請求項2または請求項3に記載の多層フィルム構造体の製造方法。
- 前記ドラムの外周面には、前記一方の多層フィルムと前記他方の多層フィルムとの接合部位と対応する位置に、ドラム周方向に沿って延びると共に前記隙間よりも幅が広く設定された溝が形成されており、
前記接合工程では、前記隙間の他に、前記一方の多層フィルム及び前記他方の多層フィルムの表面に溶融させた前記第2の熱可塑性材料を溶着させると共に、前記表面に溶着された溶融状態の前記第2の熱可塑性材料を前記ローラで押圧することで溶融状態の前記第2の熱可塑性材料の一部を前記隙間を介して前記溝へ進入させて一方の前記多層フィルム、及び他方の前記多層フィルムのドラム側面に溶着させる、請求項4に記載の多層フィルム構造体の製造方法。 - 前記加熱工程では、加熱された熱鏝を前記多層フィルムの前記端部に接触させて前記端部を溶融する、請求項2〜請求項5の何れか1項に記載の多層フィルム構造体の製造方法。
- 溶着した前記第1の熱可塑性材料及び前記第2の熱可塑性材料を強制冷却して固化させる強制冷却工程を有する、請求項2〜請求項6の何れか1項に記載の多層フィルム構造体の製造方法。
- 材料の異なる層が複数積層され少なくとも1層が第1の熱可塑性材料からなる多層フィルム同士が、端部同士が突き合わされて接合された多層フィルム構造体であって、
前記一方の多層フィルムの端部と前記他方の多層フィルムの端部とが、第2の熱可塑性材料を用いて接合されている、多層フィルム構造体。 - 一方の前記多層フィルムと他方の前記多層フィルムとを連結する様に、前記第2の熱可塑性材料が一方の前記多層フィルムと他方の前記多層フィルムの少なくとも片面にも溶着されている、請求項8に記載の多層フィルム構造体。
- 前記第1の熱可塑性材料と前記第2の熱可塑性材料との溶着部分では、前記第1の熱可塑性材料の一部と前記第2の熱可塑性材料の一部とが互いに混ざり合っている、請求項8または請求項9に記載の多層フィルム構造体。
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