JP2015104806A - 積層体の製造方法及び製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、第１圧着部による積層体の収縮量に適応させた第２圧着部の処理を行なうことにより、高品質な積層体の製造を能率よく行う積層体の製造方法及び製造装置を提供する。
【解決手段】複数のフィルム状基材を第１圧着部８で加熱圧着送りをした積層体５を、屈曲送り経路を形成し張り長さを可変自在に張り支持する制御ローラ３９と、その張り位置を検知する検知装置４６とからなる張り制御部９によって、該張り制御部９が積層体５の適正張り長さより大きいことを検知したとき、第２圧着部１０の圧着送り速度を上げると共に、適正張り長さより小さいことを検知したとき、第２圧着部１０の圧着送り速度を下げるように制御することにより、第１圧着部８による１次圧着処理後の積層体５の収縮量に適応させた第２圧着部１０による２次圧着処理を行なうことを特徴としている。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数のシートやフィルム状の基材を加熱圧着して積層体を形成する積層体の製造方法及び製造装置に関するものである。

従来、プラズマ表面処理された複数のフィルム（基材）を、リールから繰出し３層構造に重ねながら一対のロールに供給し、所定の圧力と温度によって一体的に積層・圧着することにより、接着剤を使用することなく３層の積層体を製造する方法は既に公知である（例えば特許文献１参照）。
また複数の基材を一対のロールを備える第１圧着部に供給して１次圧着処理をした積層体を、加熱圧着機能を有する一対のロールからなる第２圧着部に供給して２次圧着処理を行ない積層体を製造する方法も既に公知である（例えば特許文献２参照）。
尚、上記プラズマ表面処理とは、真空又は種々の雰囲気中で直流、交流又は高周波を用いた化学プラズマ表面処理によって各種フィルムやシート等の基材表面を改質することであり、接着剤を用いることなく複数のフィルムを樹脂接着性を高めて加熱圧着して積層体の形成を可能にする方法として周知技術である。

特許第４４０２７３４号公報 特許第４４２３７１３号公報

上記特許文献１で示される積層体の製造方法は、プラズマ表面処理されたアラミド紙の表面と裏面にプラズマ表面処理されたＰＰＳフィルムを重ねながら、一対のロールによって圧着処理をして３層の積層体を接着剤を用いることなく簡単に製造することができる。
しかし、上記のようなフィルムの他に多種のフィルム基材を複数組合せて積層体を製造しようとするときは、単に１次圧着処理をするだけでは品質のよい積層体を安定的に製造することが難しい等の課題がある。

一方、特許文献２で示される積層体の製造方法は、アクリル系樹脂板の表面と裏面にフィルム状基材を加熱機能を有しない第１圧着部によって１次圧着処理をした積層体に対し、加熱機能を有する第２圧着部の２次圧着処理によって加熱圧着送りをして積層体を製造することができる。しかし、この製造方法では複数の薄いフィルム状基材を積層接着する場合には、加熱機能を備えていない第１圧着部での加熱圧着はできない欠点がある。

これに対し、第１圧着部にも加熱機能を設けて複数のフィルム基材を１次圧着処理によって加熱圧着送りを行い、形成される積層体に対し第２圧着部の２次圧着処理によって加熱圧着送りをしようとすると、各基材は１次圧着処理時の基材特性毎に異なる収縮を生じて送り出されるため、縮みを生じて短くなっている積層体に対する、第２圧着部の圧着送り速度の設定並びに調整が困難である。従って、第２圧着部への圧着送り速度や積層体の収縮量の変化に対する制御等の対応手段を備えていないものでは、第１圧着部と第２圧着部の間で積層体が大きく引っ張られたり弛みを伴うことになるので、２次圧着処理時に傷や皺並びに気泡等を生じて高品質な積層体を能率よく製造することが困難になる。

本発明は係る課題を解決するために、第１に、複数のフィルム状基材を第１圧着部８に供給し一対のロール２１，２２によって加熱圧着送りをする１次圧着処理により形成した積層体５を、第２圧着部１０に供給して一対のロール２１，２２によって加熱圧着送りをする２次圧着処理を行い積層体５を製造する積層体の製造方法において、
前記第１圧着部８と第２圧着部１０との間に、積層体５の屈曲送り経路を形成して張り長さを可変自在に張り支持する制御ローラ３９と、該制御ローラ３９の張り位置を検知する検知装置４６とからなる張り制御部９を設け、該張り制御部９が積層体５の適正張り長さより大きいことを検知したとき、第２圧着部１０の圧着送り速度を上げると共に、適正張り長さより小さいことを検知したとき、第２圧着部１０の圧着送り速度を下げるように制御することにより、第１圧着部８による１次圧着処理後の積層体５の収縮量に適応させた第２圧着部１０による２次圧着処理を行なうことを特徴としている。

第２に、供給される複数のフィルム状基材を、加熱圧着送りをする一対のロール２１，２２を有する第１圧着部８と、該第１圧着部８の１次圧着処理により形成した積層体５を加熱圧着送りをする一対のロール２１，２２を有する第２圧着部１０とを備えた積層体製造装置１において、
前記第１圧着部８と第２圧着部１０との間に、第１圧着部８によって形成された積層体５を、前後方向の支持間隔を有して支持する前ローラ３７と後ローラ３７ａと、両者の間で積層体５を一側に向けて押接する制御ローラ３９と、該制御ローラ３９の位置を検知して第２圧着部１０のロール２１，２２の圧着送り速度を制御する検知装置４６とからなる張り制御部９を設けたことを特徴としている。

第３に、前記第１圧着部８と第２圧着部１０とが有する上側のロール２１，２２に対し、下側のロール２２，２１を、該下側のロール２２，２１を軸支する軸支部材２７をその中央部に機台６側から設置される進退作動用の主シリンダ２８によって昇降自在に支持すると共に、上記軸支部材２７の両端側を主シリンダ２８の両側に設置される微小進退作動用の補助シリンダ２９によって上下動自在に支持することを特徴としている。

第４に、前記一対のロール２１，２２の軸端にロール径より小径のギヤ２１ａ，２２ａを設けると共に、該ギヤ２１ａ，２２ａに係脱自在に同時噛合させるカウンタギヤ３１を設けることを特徴としている。

第５に、前記一対のロール２１，２２を、駆動回転させるロール２１の加圧面をゴム製にすると共に、積層体５を介して従動回転させるロール２２の加圧面を金属製にすることを特徴としている。

第６に、前記第１圧着部８のロール２１，２２によって形成される圧着部の前方に、基材を圧着部に向けて供給する供給姿勢と、基材を供給姿勢から圧着部のロール接線側に押動して支持する非供給姿勢とに切換える圧着中断支持具１９を設けることを特徴としている。

以上のように構成される本発明は、以下のような効果を奏する。
（１）この発明の方法によれば、第１圧着部と第２圧着部との間に、前記積層体を屈曲送り経路を形成して張り長さを可変自在に張り支持する制御ローラと、該制御ローラの張り位置を検知する検知装置とからなる張り制御部を設け、該張り制御部が積層体の適正張り長さより大きいことを検知したとき、第２圧着部の圧着送り速度を上げると共に、適正張り長さより小さいことを検知したとき、第２圧着部の圧着送り速度を下げるように制御し、第１圧着部による１次圧着処理後の積層体の収縮量に適応させた第２圧着部による２次圧着処理を行なう製造方法にしたことにより、複数の基材を重ね合せて加熱圧着する１次圧着処理時に第１圧着部から収縮量を異ならせて送り出される積層体を、張り制御部の屈曲送り経路を介して第２圧着部が引っ張り過ぎたり緩み過ぎたりさせることなく張り支持しながら、第２圧着部による２次圧着処理を適正な圧着送り速度によって行うので、皺や気泡を生じさせることのない加熱圧着送りを可能にして高品質な積層体の製造を能率よく行うことができる。

（２）また、この発明の装置によれば、第１圧着部と第２圧着部との間に、第１圧着部によって形成された積層体を、前後方向の支持間隔を有して支持する前ローラと後ローラと、両者の間で積層体を一側に向けて押接する制御ローラと、該制御ローラの位置を検知して第２圧着部のロールの圧着送り速度を制御する検知装置とからなる張り制御部を設けたことにより、複数の基材を重ね合せて加熱圧着する１次圧着処理時に基材毎に異なる収縮量を与えられて送り出される積層体を、張り制御部の屈曲送り経路を介して第２圧着部が引っ張り過ぎたり緩み過ぎたりさせることなく張り支持しながら、第２圧着部による２次圧着処理を適正な圧着送り速度によって行うので、皺や気泡を生じさせることのない加熱圧着送りを可能にして高品質な積層体の製造を能率よく行うことができる。
また１次圧着処理後の積層体は張り制御部の屈曲送り経路によって接着を安定化した状態で第２圧着部に送ることができるので、第２圧着部による２次圧着処理を効率よく行なうことができると共に、多様な基材に対する圧着処理も汎用性を高めて行うことができる。

（３）前記第１圧着部と第２圧着部とが有する上側のロールに対し、下側のロールを、該下側のロールを軸支する軸支部材を機台側から中央部に設置される進退作動用の主シリンダによって昇降自在に支持し、上記軸支部材の両端側を主シリンダの両側に設置される微小進退作動用の補助シリンダによって上下動自在に支持することにより、主シリンダによって下側のロールの昇降動作が無理なく速やかに行われる。さらに左右の補助シリンダの選択作動によって、基材に圧着ムラを生じさせない適正圧着位置への位置決め作業を簡単に行うことができる。
また積層体製造装置の運転停止をする際に、各下側のロールを主シリンダによって下降させ速やかに圧着開放間隔を形成してロール熱による基材や積層体の変形等を防止する。運転再開時には主シリンダ及び補助シリンダによって元の製造作業状態に速やかに復帰させるため、積層体の製造を能率よく行うことができる。

（４）一対のロールの軸端にロール径より小径のギヤを設けると共に、該ギヤに係脱自在に同時噛み合させるカウンタギヤを設けることにより、一対のロールが圧着開放間隔を形成する圧着中断時に、一方のロールが備えるロールモータを駆動し、カウンタギヤを介して他方のロールを回転させることができるので、装置の運転停止時にロール回転を停止させることなく一対のロールを簡単に回転させることができると共に、回転継続によってロールの熱変形を防止し、ロールの冷却を促進さることができる。

（５）前記一対のロールを、駆動回転させるロールの加圧面をゴム製にすると共に、積層体を介して従動回転させるロールの加圧面を金属製にすることにより、ゴム製のロールが積層体を金属製のロールとの間で、弾性と摩擦力によって基材表面での回転スリップを防止しながら確実に加熱圧着送りをする。また各基材に対し１次圧着処理と２次圧着処理とを行なうとき、圧着送り駆動をするゴム製のロールと従動回転する金属製のロールとを第１圧着部と第２圧着部とに各別に配設し、各基材を一側と他側から同様の加熱圧着処理をすることが容易になるため、積層体を圧着ムラなく接着することができる。

（６）前記第１圧着部のロールによって形成される圧着部の前方に、基材を圧着部に向けて供給する供給姿勢と、基材を供給姿勢から圧着部のロール接線側に押動して支持する非供給姿勢とに切換え自在な圧着中断支持具を設けることにより、積層体製造装置の運転停止をする際に、圧着中断支持具を供給姿勢から非供給姿勢に切換えて、基材を押動して圧着部のロール接線側に支持してロールから離間することができるので、第１圧着部の圧着中断時にロール熱による基材の変形等の影響を防止することができる。また運転再開時には基材の支持を解除して元の製造作業状態に速やかに復帰させるので、積層体を能率よく製造することができる。

積層体製造装置の側面図である。 積層体製造装置の平面図である。 第１圧着部の構成を示す背面図である。 図３の平面図である。 第１圧着部の左側面図である。 第１圧着部の下側ロールを下降させた状態を示す左側面図である。 図（Ａ）は圧着中断回転機構の側面図であり、図（Ｂ）はカウンタギヤの構成を示す平面図である。 張り制御部の構成を示す左側面図である。 図８の背面図である。 図８の平面図である。 張り制御部の適正制御状態を示す側面図である。 張り制御部の制御状態を示す側面図である。 張り制御部の制御状態を示す側面図である。

本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１，図２において符号１は、フィルム状の第１基材２と第２基材と第３基材４等の複数の基材を層状に貼り合せて（貼合）一体化させた積層体５を製造する積層体製造装置である。この積層体製造装置１は、本発明による積層体製造方法によって層状をなす各基材に無理な負荷を生じさせることなく積層・接着し、皺や歪を生じない積層体５を連続的に製造する。この実施形態で示す積層体製造装置１に使用する各基材は、いずれも貼合面に対して予めプラズマ表面処理が行われており、第１基材２の表面側に第２基材３を、裏面側に第３基材４を各貼合する際に、接着剤を使用することなく１次圧着処理と２次圧着処理による加熱圧着して一体化させた３層の積層体５を製造する例を示している。

この実施形態の第１基材２は、ポリエステルフィルム（ＰＥＴ）であり、厚さ５０〜２５μ程度で幅５００ｍｍとしている。第２基材３はポリフェレンサルファイドフィルム（ＰＰＳ）であり、厚さ１２〜２０μ程度で幅５００ｍｍとしている。第３基材４はポリフェレンサルファイドフィルム（ＰＰＳ）であり、厚さ１２〜２０μ程度で幅５００ｍｍとしている。これにより製造される積層体５は、厚さ１０〜５０μ程度で幅５００ｍｍ程度である。また製造される積層体５の用途は、主として電気絶縁材料として、電動モータのスロットル、ウェッジ、キャップ等に使用されるが、これらに限定されるものではない。

先ず、積層体製造装置１の全体構成について説明する。この積層体製造装置１は、平面視で方形状をなす機台６の前部側（処理方向上流側）から後部側（処理方向下流側）に対し、各基材を上下方向に３層のサンドイッチ構造に重ねるように供給する基材供給部７と、供給される各基材を３層に１次圧着処理する第１圧着部８と、１次圧着処理された積層体５を下流側で張り支持する張り制御部９と、該張り制御部９から供給される積層体５を制御速度によって２次圧着処理する第２圧着部１０とからなる圧着処理装置１１と、圧着処理完了後の積層体５を回収する回収部１２を、各ユニット構造によって着脱自在に設置している。これにより積層体製造装置１は、本発明による製造方法によって、前記第１基材２の表面（上面）と裏面（下面）に、それぞれ第２基材３と第３基材４とを加熱圧着して所定の積層体５を能率よく製造することができる。

以下、上記各部の構成及び作用について詳述する。先ず、基材供給部７は、機台６から立設される左右の縦フレーム１３に、各基材をロール状に巻付けたリール１４を上中下段に着脱自在に軸支すると共に、左縦フレーム１３側に設置されて各リール１４を繰出し送り方向とは逆向きの左回転駆動をさせるモータ１４ａを備える基材支持装置１６と、左右の縦フレーム１３の間で上中下段に配設されて、繰出される各基材を下流側に送り案内する基材ガイド機構１７を有する基材ガイド装置１８とから構成している。そして、基材供給部７の基材ガイド装置１８と第１圧着部８との間の基材供給路には、横向き杆状の支持部１９ａを有する圧着中断支持具１９を上下に対向させて設けている。

この圧着中断支持具１９は、積層体製造装置１の運転開始時や停止時及び製造作業を一時的に中断するとき等、つまり各基材を圧着形成しない圧着中断時に、第２基材３と第３基材４とを、それぞれ供給姿勢と非供給姿勢（非圧着形成姿勢）とに切換えて支持する。 即ち、図１，図２に示すように圧着中断支持具１９は、基材ガイド装置１８の左右で上部と下部に突設した筒状のホルダ１８ａに、支持部１９ａの両端に形成される縦杆を上下調節自在に取付けている。これにより支持部１９ａは、図１に実線で示す前記基材供給路から退避した供給姿勢と、点線で示す非供給姿勢とに簡単に切換えることができる。従って、圧着中断支持具１９は供給姿勢から非供給姿勢に操作されるとき、上下に対設される支持部１９ａが、それぞれ第２基材３と第３基材４を第１圧着部８の圧着部のロール接線側に向けて押動移動し、各ロールから離間させ接触しない位置に支持するため、圧着中断時におけるロール熱による各基材の加熱変形等を防止することができる。

次に、図１，図２及び図３〜図１３を参照し圧着処理装置１１について説明する。先ず、第１圧着部８は、機台６から立設される左右の縦フレーム２０に、上下一対のロール２１，２２を後述する支持構造によって設け、両者間で各基材を内向き回転によって圧着する所定の加圧幅を有する圧着部を形成するように軸支している。上側のロール２１は、ロール外周の加圧面をゴム製とし内部に温度調節自在な加熱構造を有して、左縦フレーム２０側に取付けられる回転制御用のロールモータ２３によって駆動する。下側のロール２２は、加圧面をロール本体と同じ金属製で滑らかな表面とし内部に上記と同様な加熱構造を有して、図３に示すような軸間調節機構２４によってロール２１との圧着間隔（軸間）を調節自在とするように遊転(従動)自在に軸支している。尚、上記ゴム製のロール２１は、在来のものと同様な構成によって金属製のロール本体の外周に合成ゴム又はプラスッチック材からなる加圧面を形成している。

これにより第１圧着部８において、上側に位置して駆動回転するゴム製のロール２２は、加圧面特有の弾性と優れた摩擦力によって基材表面での回転スリップを防止しながら、下側の金属製のロール２１との間で積層体５を確実に加熱圧着送りをする。またロール２１は処理方向下流側に向けて移動される積層体５の下層を形成する第３基材４との接触によって内向きに転接回転(従動回転)をする。このとき各基材は基材支持装置１６の各リール１４と第１圧着部８との間で、ロール２１，２２による挟持送りと前記各モータ１４ａによる左回転によって緊張状態で張り支持されながら、各リール１４から皺や弛みを生ずることなく繰り出されることになる。

また上記各一対のロール２１，２２は、共にロール本体内に流体を温度調節設定自在に内蔵しており、制御盤側から流体を製造適正温度に設定操作することにより、内部加熱によって各ロール２１，２２を製造温度に設定するように構成されている。尚、実施形態においてロール２１，２２は、圧着面の幅を７００ｍｍ程度とし、外形を２００ｍｍ程度とし、重量は１５０ｋｇ程度としている。また各ロール２１，２２の圧着面の加熱温度は、加熱構造によって常温から３００℃程度であり、実施形態の場合の製造温度は２００℃〜２５０℃に設定している。またロールモータ２３によるロール最大回転数は１５ｒｐｍ程度としており、実施形態の製造設定回転数は３〜８ｒｐｍ程度にしている。

軸間調節機構２４は図３，図４，図５で示すように、ロール２２の両端を左右の縦フレーム２０内で上下方向にスライド自在に嵌合させた各軸支ガイド２６に軸支しており、左右の軸支ガイド２６は下部を軸支部材２７によって横方向に連結している。そして、軸支部材２７はその中央部を径大な２段伸縮作動型の主シリンダ（大口径シリンダ）２８によって、また軸支部材２７の両端部を径小な補助シリンダ（小口径シリンダ）２９を介して、機台６に昇降調節自在に支持にしている。これにより軸間調節機構２４は図示を省略する制御盤の操作によってエアーを供給制御し、主シリンダ２８を縮動させてロール２２を下降すると、図３に実線で示すように機台６側のストッパ６ａに接当支持させた下降位置（圧着中断位置）において、上側のロール２１と下側のロール２２との間に圧着部を上下方向に大きく離間させて開放する圧着開放間隔を速やかに形成することができる。尚、各補助シリンダ２９は主シリンダ２８に追動可能に制御される。

そして、軸間調節機構２４は主シリンダ２８を伸動させると、軸支部材２７を介し下側のロール２２を圧着作業位置に上昇させることができ、次いで左右の補助シリンダ２９を択一的に伸動することにより、ロール２２を図３に２点鎖線で示すセット上昇位置（圧着位置）に補正上昇させて、各基材に左右方向の圧着ムラを生じさせない適正圧着位置に位置決めすることができる。即ち、この積層体製造装置１の第１圧着部８と後述する第２圧着部１０は、軸支部材２７の中央部に設ける主シリンダ２８の大出力によって、下側のロール２２，（２１）の昇降動作を無理なく速やかに行うと共に、左右の補助シリンダ２９の選択作動によって適正圧着位置への精度の高い位置決め作業を簡単且つ容易に行うことができる。

尚、ロール２２の位置決め作業は製造運転に先立ち、ロール２１とロール２２によって形成される圧着間隔内に、例えばロール長さと同等の幅を有する感圧紙等のサンプルシートを挿入して第１圧着部８を試し回転させ、該サンプルシートが圧着によって発色表示する状況等を外観して圧着ムラや皺並びに浮き等を判断し、当該圧着ムラ等を解消する方向の補助シリンダ２９を伸動してロール２２の適正圧着位置を設定すると共に、第２圧着部１０に対しても同様な位置決め作業を行う。そして、前記圧着中断支持具１９を図１の実線で示す供給姿勢にした状態で積層体製造装置１による積層体製造試し運転を行いながら、下側のロール２２，（２１）の最終の適正圧着位置を位置決めすることによって製造運転を行う。尚、上記ロール２２の適正圧着位置は、補助シリンダ２９によって設定保持するので、運転停止や緊急停止時にロール２２を下降したのち再上昇させたときの再設定は不要である。

また図３〜図５に示すように第１圧着部８は、ロール２１，２２の左軸端側に取付けたロール径より小径のギヤ２１ａ，２２ａと、左縦フレーム２０側に位置決め用の支持具３０を介して設けられるカウンタギヤ３１等からなる圧着中断回転機構３２を設置することにより、圧着中断時に下降動作したロール２２をロール２１からカウンタギヤ３１を介して回転駆動する。この圧着中断回転機構３２は、上記支持具３０に前後方向に進退移動自在に支持される軸支杆３３の先端にカウンタギヤ３１を設けている。これにより図７に示すように圧着中断時において、ギヤ２１ａと下降動作したロール２２のギヤ２２ａとにカウンタギヤ３１を噛合させロールモータ２３を駆動すると、ロール２１のギヤ２１ａからカウンタギヤ３１とギヤ２２ａを介してロール２２を容易に回転駆動することができる。

従って、第１圧着部８は、積層体５の製造を停止又は一時的に休止させる非作業時並びに作業開始時等の圧着中断時において、ロールモータ２３を駆動することにより、加熱状態にある各ロール２１，２２の回転を停止させることなく回転駆動することができるため、回転停止に伴う加熱ムラによって惹き起こされるロールの熱変形や、周囲を局所的に過熱させる不具合並びに積層体５の過熱等を防止することができる。また作業運転停止時における、ロール自身の自然冷却を万遍なく行わせることができる等の特徴がある。

また第１圧着部８は図１，図２，図５に示すように、第２基材３と第３基材４とをそれぞれ圧着部に向けて誘導案内する案内ローラ３４，３４ａを配設している。この案内ローラ３４，３４ａは、それぞれ縦フレーム２０の内側に揺動回動自在に軸支されるアーム３６，３６ａの先端に軸支し、且つ図５に示すアーム３６，３６ａを水平姿勢から上方に向けて略６０度の角度範囲内で位置決め設定自在に支持している。これにより案内ローラ３４，３４ａは、平面視で各ロール２１，２２と平行に支持した状態で、基材の特性や送り速度に対応した適正位置に調節固定することができる。そして、案内ローラ３４，３４ａは、第２基材３と第３基材４とに対し所定の供給（送り）角度を保持させて各ロール２１，２２のロール熱を伝え適正余熱を行いながら、第１圧着部８の圧着部にスムーズに誘導案内して適正な加熱圧着を可能にする。

次に、第２圧着部１０について説明する。第２圧着部１０は前記第１圧着部８のロール配置構造に対し、ロール２１，２２を図１に示すように上下に反転させて設置している点で異にしており、他の構成については同様の構造にしている。従って、軸間調節機構２４及び圧着中断回転機構３１並びにその作用等の重複する説明は省略する。即ち、第２圧着部１０は、その上流側に案内ローラ３４，３４ａを除去した状態で張り制御部９を配置している。また第２圧着部１０は、左右の縦フレーム２０に金属製のロール２２を軸支すると共に、ロールモータ２３を有するゴム製のロール２１を軸間調節機構２４によって昇降自在に支持して両者間で圧着部を形成している。

これにより第２圧着部１０は、第１圧着部８で形成され張り制御部９から供給される積層体５を、ゴム製のロール２１が第３基材４側を支持し金属製のロール２２が第２基材３側に接して転動(従動)し、第１基材２を挟んで圧着処理をしながら下流側の回収部１２に送り出す。従って、圧着処理装置１１は、各基材に対し第１圧着部８のゴム製のロール２１による上側送り駆動による第１段階の１次圧着処理と、第２圧着部１０のゴム製のロール２１による下側送り駆動による第２段階の２次圧着処理とを一連に行い積層体５を所定の製品にすることができる。

即ち、上記一対のロール２１，２２は、前記加熱構造にしていることから、積層体製造に適正な温度を例えば２３０℃に設定した場合に、金属製のロール２１の表面温度は略２３０℃になる。一方、ゴム製のロール２２の表面温度は、熱伝導等の要因によって２１５℃程度になり、温度差を有した状態で加熱圧着送りをして１次圧着処理を行うことになる。そこで、圧着処理装置１１は、各基材に対し第１圧着部８による１次圧着処理と第２圧着部１０による２次圧着処理とを行なうとき、ゴム製のロール２１による圧着送り駆動の位置を上下に異ならせて配設することにより、プラズマ表面処理された各基材を一側（表面）から１次圧着処理したのち他側（裏面）から２次圧着処理を行ない、積層体５の全体を圧着ムラなく確実に接着して製造できる。

つまり、積層体５は１次圧着処理において、表面温度２１５℃程度のゴム製のロール２２による延伸作用で基材分子の縦横の延伸配向が行われるとき、積層体５の表面側はやや接着不足の現象を生じながら、第２圧着部１０に至る間に冷却降温して結晶化が進行され熱収縮した状態になる。次いで、上記積層体５は２次圧着処理において、金属製のロール２２(表面温度２３０℃程度)による加熱圧着送りに伴う延伸作用により基材分子の延伸配向が行われ、次いで回収部１２に送り出されて冷却作用により結晶の安定化等が行われ前記接着不足が解消される。また積層体５の裏面側も上記のような１次圧着処理と２次圧着処理とが行なわれて接着される。これにより積層体５は、皺や気泡並びに弛みのない高品質な製品として製造される。

また積層体製造装置１は運転時に、第１圧着部８のロールモータ２３の回転数を、複数の基材を適正に１次圧着処理する基準回転（１次処理速度）に設定すると共に、上記基準回転による１次圧着処理時に積層体５が熱収縮によって縮む長さ（収縮量）を勘案したスムーズな２次圧着処理を行うように、第２圧着部１０のロールモータ２３の回転数を上記基準回転より低回転に補正した補正回転（２次基準処理速度）に設定して加熱圧着送りをする。これにより積層体製造装置１は、第１圧着部８と第２圧着部１０の間隔を一定とし且つ同じ送り速度にした場合に生ずる、収縮量よりも縦延伸量が過剰になることによる基材の不適正な分子配向に伴う強度及び伸度の低下を解消する。

次に、図１，図２，図３，図８〜図１３を参照し張り制御部９について説明する。この張り制御部９は、第１圧着部８と第２圧着部１０とで挟持送りされる積層体５を、両者の圧着部の間で前後方向の支持間隔を有して支持する前ローラ３７と後ローラ３７ａとを、機台６から立設される左右の縦フレーム３８の上部に回転自在に軸支している。そして、前ローラ３７と後ローラ３７ａとの支持間隔の下方に、積層体５を下向きに押接して適正圧で張り支持する制御ローラ３９を設けることにより、積層体５の屈曲送り経路を形成して張り長さを可変自在に張り支持すると共に、第２圧着部１０の回転を制御するローラ制御機構４０を構成している。

上記ローラ制御機構４０は図８，図９，図１０に示すように、制御ローラ３９を軸支する左右のアーム４１を、左右の縦フレーム３８の中途を連結する横フレーム３８ａにメタルを介して軸支される支点軸４２に突設している。また各アーム４１の先端には、ワイヤ４３を介して所定重量のウエイト４４を取付けている。そして、第１圧着部８側から送り出される積層体５は、前側ローラ３７と後側ローラ３７ａとに張り渡して支持した状態で、両者の間で積層体５を制御ローラ３９によって表面側から下向きに押接することにより、側面視でＶ字状に屈曲した送り経路を形成しその張り長さを有して、且つウエイト４４等の重量を付与して張設される。

またローラ制御機構４０は、制御ローラ３９が積層体５を張り案内する位置（張設位置）を検知する検知装置４６を設けており、該検知装置４６による制御ローラ３９の検知位置信号によって制御盤を介し第２圧着部１０のロールモータ２３を回転制御することにより、２次処理速度を自動的に調節しながら２次圧着処理を適正に行なう。即ち、実施形態における検知装置４６は図８に示すように、制御ローラ３９と支点軸４２とが略水平状になるアーム４１の上方と下方に所定距離を有して取付けた各ブラケット４７に、アーム４１を検知する上位置センサユニット４８と下位置センサユニット４９とを検知位置調節自在に取付けている。

この上位置センサユニット４８と下位置センサユニット４９は、各ブラケット４７の長孔に一対のセンサ素子５０，５０ａとセンサ素子５０ｂ，５０ｃとを、それぞれ上下方向に位置調節自在に取付けて、アーム４１の検知位置を調節することができるように構成している。尚、図示するセンサ素子５０，５０ａ，５０ｂ，５０ｃは、いずれも近接スイッチを使用しているが、これに限ることなく制御ローラ３９の位置を直接的に検知する各種センサや、支点軸４２の回動量を検知するエンコーダ等の検知手段によっても、同様な制御を行うことができる。

上記構成による張り制御部９は、図１１，図１２，図１３で示す制御態様によって第２圧着部１０の回転制御を行なう。即ち、図１１に示すようにアーム４１がセンサ素子５０ａとセンサ素子５０ｂの間にある場合には、アーム４１は両者間の不感帯域にあるため検知されずにセンサ（スイッチ）信号はＯＦＦであり、第２圧着部１０のロールモータ２３は、予め設定されている前記収縮量を勘案した補正回転によってロール２１，２２による２次圧着を行い続ける。このとき前記Ｖ字状の屈曲送り経路による積層体５の張り長さは、積層体５に生ずる収縮量が標準値（平均値）範囲内であるとして、制御ローラ３９がアーム４１を前記不感帯域に保持する適正張り長さとなっている。尚、上記標準値は、第１圧着部８による１次圧着処理時に生ずる所定長さ当たりの収縮量を平均した値である。

そして、図１２に示すように第１圧着部８による積層体５の収縮量が標準値より小さくなって張り長さが増大するとき、アーム４１が下降回動しこれをセンサ素子５０ｂが検知してＯＮすると、制御盤を介して増速信号を発しロールモータ２３を上記補正回転よりも増速回転させる。これにより第２圧着部１０のロール２１，２２は増速回転によって積層体５を高速送りをして増大している張り長さを短くする結果、アーム４１は制御ローラ３９を介して上方移動し不感帯域になり、センサ素子５０ｂをＯＦＦにしロールモータ２３を補正回転に復帰させる。

また図１３に示すように積層体５の収縮量が標準値より大きくなって張り長さが減少するとき、アーム４１は上昇回動しこれをセンサ素子５０ａが検知してＯＮすると、制御盤を介して減速信号を発しロールモータ２３を補正回転よりも減速回転させる。これにより第２圧着部１０のロール２１，２２は減速回転によって積層体５を低速送りをし、減少している張り長さを長くする結果、アーム４１は制御ローラ３９を介して下方移動し不感帯域になり、センサ素子５０ｂをＯＦＦにしロールモータ２３を補正回転に復帰させる。尚、センサ素子５０は、積層体５が装置の故障等のトラブルによって張り過ぎ状態になったことを検知して、トラブル対応をさせる検知手段であり、センサ素子５０ｃは積層体５が切断状態になったことを検知して、積層体５或いは装置の故障等のトラブル対応をさせる検知手段である。

このように張り制御部９は、第１圧着部８から異なる熱収縮を生じる収縮状態で送り出される積層体５の張り長さの変化に伴い、第２圧着部１０の圧着送り速度を制御することができる。即ち、第１圧着部８の１次圧着処理によって積層体５の収縮量が標準値より大きい場合には、第２圧着部１０が予め設定されている補正回転に対し、２次圧着処理時の送り速度を下げて張り長さを大きくするため、第１圧着部８と第２圧着部１０との間で積層体５を強く引張って緊張させる事態を回避する。これにより適正な張り長さを維持し積層体５に無理を生じさせることなく、第２圧着部１０による２次圧着処理をスムーズに行なわせて、積層体５の劣化や損傷を防止した積層体５の製造を行う。

また第１圧着部８の１次圧着処理による積層体５の収縮量が標準値より小さい場合には、第２圧着部１０の２次圧着処理時の設定送り速度によっては、積層体５の張り長さが次第に大きくなって適正な張設が行われないで弛むため、第２圧着部１０では皺や緩みを伴った積層体５が製造される欠点がある。この場合に張り制御部９は、第１圧着部８から送り出される収縮量が僅少な積層体５による張り長さの増大変化に伴い、第２圧着部１０が前記補正回転に対し２次圧着処理時の送り速度を上げて張り長さを小さくするため、第１圧着部８と第２圧着部１０との間で積層体５が大きく緩む事態を回避しながら、適正な張り長さを維持し積層体５に皺や弛みを生じさせることなく第２圧着部１０による２次圧着処理をスムーズに行なわせて積層体５の製造を行なう。

また張り制御部９は、１次圧着処理された積層体５をＶ字状の屈曲送り経路による長い送り距離によって十分に冷却（放熱）したのち第２圧着部１０に送るようにできるため、第２圧着部１０は１次圧着処理が化学的に安定化された積層体５を、前記したように下側にゴム製のロール２２が配置された２次圧着処理を効果的に行なって、各基材の圧着接合を均質にし高品質な積層体５を製造することができる。

次に、図１，図２を参照し回収部１２について説明する。この回収部１２は第２圧着部１０の後方に設置される積層体ガイド装置５１と、該積層体ガイド装置５１の後方に設置される積層体巻取装置５２とからなる。積層体ガイド装置５１は、第２圧着部１０から送り出される積層体５を基材ガイド機構５３によって皺や弛みを生じさせることなく下流側に送り案内する。積層体巻取装置５２は積層体５を巻付ける巻取りリール１４を左右の縦フレーム５３に着脱自在に軸支すると共に、巻取りリール１４を駆動する巻取りモータ１４ｂを左縦フレーム５３に設置した構成にしている。これにより回収部１２は、第２圧着部１０から送り出される積層体５を順次巻取り回収することができる。

次に、以上のように構成される積層体製造装置１の使用態様及び積層体の製造方法等について説明する。先ず、この積層体製造装置１に使用する各基材は、予めプラズマ表面処理された前記材質の第１基材２と第２基材３と第３基材４であり、それぞれロール巻状態で基材供給部７にセットして製造が行われる。この際の、第１圧着部８の圧着送り速度は１ｍ／分に設定し、且つ第２圧着部１０の圧着送り速度は１次圧着処理時の収縮量の標準値を勘案して０．９８ｍ／分程度に設定すると共に、張り制御部９の増速指令による増速送り速度を０．９９ｍ／分程度とし、且つ減速指令による増速送り速度を０．９７ｍ／分程度としている。また第１圧着部８の圧着温度は２３０℃程度とし、第２圧着部１０の圧着温度は２３０℃程度にしている。また第１圧着部８の加圧力は２０〜５０Ｎ／ｃｍ程度とし、第２圧着部１０の加圧力は第１圧着部８と同程度としている。

これにより積層体製造装置１は、基材供給部７から繰り出す各基材を、第１圧着部８による１次圧着処理によって形成された積層体５を、張り制御部９に張り支持して第２圧着部１０に送り、２次圧着処理された積層体５を回収部１２の積層体巻取装置５２に巻取りセットした図１に示す製造状態となし、前記した試運転によって製造作業の確認を行ったのち、製造運転を始めることにより積層体５の製造作業を連続的に行う。

そして、積層体製造装置１は、第１圧着部８と第２圧着部１０との間に、第１圧着部８によって形成された積層体５を、前後方向の支持間隔を有して支持する前ローラ３７と後ローラ３７ａと、両者の間で積層体５を一側に向けて押接する制御ローラ３９と、該制御ローラ３９の位置を検知して第２圧着部１０のロール２１，２２の圧着送り速度を制御する検知装置４６等からなる張り制御部９を構成しているため、第１圧着部８で形成される積層体５の収縮量の変化に対応した第２圧着部１０による２次圧着処理を適正に行う。

即ち、第１圧着部８と第２圧着部１０との間に設置した張り制御部９によって、積層体５の屈曲送り経路を形成して張り長さを可変自在に張り支持する制御ローラ３９の張り位置を検知装置４６によって検知させて、張り制御部９が積層体５の適正張り長さより大きいことを検知したとき、第２圧着部１０の圧着送り速度を上げる。一方適正張り長さより小さいことを検知したときは、第２圧着部１０の圧着送り速度を下げるように制御することにより、第１圧着部８による１次圧着処理後の積層体５の収縮量に適応させた第２圧着部１０による２次圧着処理を行なう方法によって積層体５を製品化することができる。

従って、複数の基材を重ね合せて加熱圧着する１次圧着処理時に第１圧着部８から異なる収縮量で送り出される積層体５を、屈曲送り経路を介して第２圧着部１０が引っ張り過ぎたり緩み過ぎたりさせることなく、安定姿勢で張り支持した状態で第２圧着部１０に送る。そして、第２圧着部１０に送られる積層体５は、２次圧着処理時に皺や気泡を生じさせることなく均質な加熱圧着がスムーズに行なわれ、高品質な積層体５の製造を能率よく行うことができる。また１次圧着処理後の積層体５は張り制御部９の屈曲送り経路によって冷却されながら接着(延伸接着)が安定化された状態で第２圧着部１０に送られるので、第２圧着部１０による２次圧着処理を効率よく確実にすることができ、また材質の異なる各種の基材に対する圧着処理の汎用性も向上する。

また積層体製造装置１は、第１圧着部８と第２圧着部１０とが有する上側のロール２１，２２に対し下側のロール２２，２１を、その軸支部材２７を機台６から中央部に設置される進退作動用の主シリンダ２８によって昇降自在に支持する。これと同時に該主シリンダ２８の両側に設置される補助シリンダ２９によって上下動自在に支持していること、及び第１圧着部８の圧着部の前方に、供給される第２基材３及び第３基材４を供給姿勢から圧着部側に押動して圧着中断姿勢に支持する上下一対の圧着中断支持具１９を設けているので、運転を一次的に中断をして行う基材の交換や補充並びに点検や修理等の各種メンテナンス作業等の中断作業を、基材や積層体５の損傷を防止しながら能率よく簡単にすることができる。

即ち、中断作業を行なう際には積層体製造装置１の運転停止状態において、先ず、第１圧着部８と第２圧着部１０とを、両者が備える主シリンダ２８と補助シリンダ２９とを退動作動すると、下側のロール２２，２１を共に下降させて上側のロール２１，２２との間に、圧着部を上下方向に大きく開放させた圧着開放間隔を速やかに形成することができる。そして、圧着中断支持具１９を図１に点線で示すように圧着中断姿勢に切換えることにより、供給姿勢にある第２基材３及び第３基材４を押動移動し圧着部と略同じ水平レベルとなる圧着中断姿勢にすることができ、上記各基材を第１圧着部８のロール２１，２２から離間させた接触防止状態に安定支持することができる。

これにより積層体５は、圧着中断支持具１９と張り制御部９と積層体ガイド装置５１等を介して略水平状態に保持されたまま、第１圧着部８と第２圧着部１０との圧着挟持を解除して、基材自重によって上側のロール２１，２２から離間させたフリー状態に支持することができ、圧着中断時に各ロール２１，２２から離間させることができる。その結果ロール熱による影響を回避して積層体５の変形や劣化も防止することができる。尚、積層体製造装置１が何らかの原因で緊急停止をするときは、先ず下側のロール２２，２１が自動的に下降作動する。このとき圧着中断支持具１９も自動的に圧着中断姿勢に切換るようにしてもよい。

一方、各対をなすロール２１，２２の軸端に設けるギヤ２１ａ，２２ａに、カウンタギヤ３１を噛合自在にする圧着中断回転機構３２を備えている積層体製造装置１は、ギヤ２１ａ，２２ａにカウンタギヤ３１を噛合させた状態でロールモータ２３を駆動することにより、ロールモータ２３を備えている第１圧着部８と第２圧着部１０のロール２１，２２から、これに圧着開放間隔を有して対向し遊転状態で軸支されているロール２２，２１を共に回転させるので、各ロールの放熱の均質化を促進し偏過熱に伴うロール変形等を防止することができる。

このように圧着中断を行うことができる積層体製造装置１は、特に中断作業頻度が多い各基材の補填作業を行なうときに、各ロールが常温に冷却される長い冷却待機時間を必要とすることなく、また各基材や積層体５を装置から取り除く等の煩雑な準備作業を省略しながら、単に基材供給部７側で、新たなロール巻状の基材を交換セットするだけで補填作業を能率よく容易にすることができる。尚、圧着中断状態の解除は、運転開始時と同様に各ロール温度が所定の設定温度に昇温したときに行う。

上記各基材の補填作業は、新たな基材の先端部を前工程の基材の終端部に接合させて基材供給装置７にセットして基材補填作業を行ったのち、圧着中断状態にある前記各部を製造作業状態に復帰させることにより、積層体５の製造作業状態に速やかに復帰させることができる。従って、本発明による製造方法及び積層体製造装置１によれば、高品質な積層体５を能率よく製造することができると共に、中断作業やメンテナンス作業を容易にすることができる等の特徴がある。

尚、実施形態の積層体製造装置１は、水平方向の処理経路を構成して積層体５を製造する方法のものを示したが、これに限定することなく必要により垂直方向の処理経路を構成して積層体５を製造することもできる。またロール２１，２２は必要により共にゴム製のロール又は金属製のロールにした状態で対設することもできる。また上記積層体製造装置１では、プラズマ表面処理をされた３種の基材を加熱圧着して積層体５を製造する例について説明したが、この積層体製造装置１によれば、基材の数は２種並びに４種以上でもよく、また接着剤を用いて複数の基材を接合して積層体５を製造することもできる。尚、接着剤を使用する場合には、第１圧着部８の前方に接着剤の供給塗布装置をアタッチメント的に付加する等の多機能化によって簡単に行うことができる。

１ 積層体製造装置
２ 第１基材
３ 第２基材
４ 第３基材
５ 積層体
６ 機台
８ 第１圧着部
９ 張り制御部
１０ 第２圧着部
１９ 圧着中断支持具
２１，２２ ロール
２１ａ，２２ａ ギヤ
２３ ロールモータ
２７ 軸支部材
２８ 主シリンダ
２９ 補助シリンダ
３０ 支持具
３１ カウンタギヤ
３２ 圧着中断回転機構
３３ 軸支杆
３７ 前ローラ
３７ａ 後ローラ
３９ 制御ローラ
４６ 検知装置

Claims (6)

1. 複数のフィルム状基材を第１圧着部（８）に供給し一対のロール（２１），（２２）によって加熱圧着送りをする１次圧着処理により形成した積層体（５）を、第２圧着部（１０）に供給して一対のロール（２１），（２２）によって加熱圧着送りをする２次圧着処理を行い積層体（５）を製造する積層体の製造方法において、
   前記第１圧着部（８）と第２圧着部（１０）との間に、積層体（５）の屈曲送り経路を形成して張り長さを可変自在に張り支持する制御ローラ（３９）と、該制御ローラ（３９）の張り位置を検知する検知装置（４６）とからなる張り制御部（９）を設け、該張り制御部（９）が積層体（５）の適正張り長さより大きいことを検知したとき、第２圧着部（１０）の圧着送り速度を上げると共に、適正張り長さより小さいことを検知したとき、第２圧着部（１０）の圧着送り速度を下げるように制御することにより、第１圧着部（８）による１次圧着処理後の積層体（５）の収縮量に適応させた第２圧着部（１０）による２次圧着処理を行なう積層体の製造方法。
2. 供給される複数のフィルム状基材を、加熱圧着送りをする一対のロール（２１），（２２）を有する第１圧着部（８）と、該第１圧着部（８）の１次圧着処理により形成した積層体（５）を加熱圧着送りをする一対のロール（２１），（２２）を有する第２圧着部（１０）とを備えた積層体製造装置１において、
   前記第１圧着部（８）と第２圧着部（１０）との間に、第１圧着部（８）によって形成された積層体（５）を、前後方向の支持間隔を有して支持する前ローラ（３７）と後ローラ（３７ａ）と、両者の間で積層体（５）を一側に向けて押接する制御ローラ（３９）と、該制御ローラ（３９）の位置を検知して第２圧着部（１０）のロール（２１），（２２）の圧着送り速度を制御する検知装置（４６）とからなる張り制御部（９）を設けた積層体の製造装置。
3. 前記第１圧着部（８）と第２圧着部（１０）とが有する上側のロール（２１），（２２）に対し、下側のロール（２２），（２１）を、該下側のロール（２２），（２１）をそれぞれ軸支する軸支部材（２７）をその中央部に機台（６）側から設置される進退作動用の主シリンダ（２８）によって昇降自在に支持すると共に、上記軸支部材（２７）の両端側を主シリンダ（２８）の両側に設置される微小進退作動用の補助シリンダ（２９）によって上下動自在に支持する請求項２記載の積層体の製造装置。
4. 前記一対のロール（２１），（２２）の軸端にロール径より小径のギヤ（２１ａ），（２２ａ）を設けると共に、該ギヤ（２１ａ），（２２ａ）に係脱自在に同時噛合させるカウンタギヤ（３１）を設ける請求項２又は３記載の積層体の製造装置。
5. 前記一対のロール（２１），（２２）を、駆動回転させるロール（２１）の加圧面をゴム製にすると共に、積層体（５）を介して従動回転させるロール（２２）の加圧面を金属製にする請求項２又は３又は４記載の積層体の製造装置。
6. 前記第１圧着部（８）のロール（２１），（２２）によって形成される圧着部の前方に、基材を圧着部に向けて供給する供給姿勢と、基材を供給姿勢から圧着部のロール接線側に押動して支持する非供給姿勢とに切換える圧着中断支持具（１９）を設ける請求項２又は３又は４又は５記載の積層体の製造装置。

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