JP2018517597A - 大きな表面を積層するシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

積層モジュールおよび運搬モジュールを備えている積層システムが、提供され、運搬モジュールは、積層モジュールを積層されるべき表面の上で自動的に駆動するように配置される。ここでは、積層されるべき表面は、大きく、実質的に静止して維持される。運搬モジュールは、保持手段および駆動手段を含む。保持手段は、積層モジュールが駆動手段によって駆動されるとき以外、表面に対する積層モジュールの移動に抵抗する。積層モジュールは、積層のロールを受け取るように適合されている展開ユニットを含む。積層は、接着剤フィルムおよび第１の剥離層を備えている。展開ユニットは、積層がロールから巻きを解かれることを可能にするように適合される。第１の剥離層廃棄ユニットが、提供される。第１の剥離層廃棄ユニットは、第１の剥離層を積層から除去するように適合される。積層モジュールは、第１の加圧ユニットを含む。

Description

本発明は、大きな表面、特に、船舶の船体および地上の貯蔵タンク等の垂直表面を積層するために好適な積層システムならびに方法に関する。

船舶の船体等の海底構造への海洋微生物の付着を防止または阻止するための種々の海洋コーティングは、公知である。海洋コーティングは、概して、浸食性コーティングと汚損剥離コーティングとに分けられる。浸食性コーティング組成物は、自己研磨または自己融除型であり得る。浸食性コーティングは、微生物を毒殺または阻止する役割を果たす殺生物剤を含み得る。そのようなコーティングは、経時的にゆっくり分解または浸食し、したがって、表面に付着した微生物も、コーティングの分解に伴って、または殺生物剤の同時剥離を介して表面から徐々に落下するであろうようにも設計され得る。汚損剥離コーティングは、異なる動作モードを有する。それらは、低表面エネルギーまたは非粘着表面を効果的に提供し、したがって、微生物の付着を防止する。

基材への海洋コーティングの塗布は、多くの場合、研磨および清掃後、下塗り、随意のビルドコート、タイコート、およびトップコート等が続く、表面調製のいくつかの段階を伴う。加えて、汚損剥離トップコートの塗布は、特に、それらの低表面エネルギーに起因して問題であり、低表面エネルギーは、基材付着または層間付着が重要な近傍の区画への汚れの原因となり得る。

造船所におけるそのような塗料の塗布は、したがって、塗料材料が、塗布の全段階中、ある他の表面に接触することを防止される必要があるので、問題である。

表面への塗布のための感圧式接着剤箔（ＰＳＡ箔）が、公知である。有利には、そのようなコーティングされた箔は、現場外で調製され、標的でない基材の汚れを防止し得る。加えて、そのような箔は、複数の層を含むことができ、より便利であり、下層基材への仕上げられた箔の単一段階塗布を可能にし、複数のコーティングの塗布の必要性を回避する。しかしながら、そのような箔は、船舶の船体等の大きな垂直表面に塗布することが困難である。加えて、そのような表面は、多くの場合、不完全であり、ある場合には、固定具およびリベット等の表面突出部を含み得る。そのような表面に塗布される塗料は、不完全表面を容易にコーティングするが、箔は、箔の表面下に空隙を残し得る。

本発明の目的は、前述または他の不利点のうちの１つ以上のものを克服するように試みることである。さらなる目標は、表面を防汚特性を備えている積層を用いて積層するためのシステムおよび方法を提供することである。さらなる目標は、表面不規則性を有する表面を空隙が低減された状態で積層する積層システムおよび方法を提供することである。

本発明によると、添付の請求項に記載のような積層システムおよび積層方法が、提供される。本発明の他の特徴は、従属請求項および以下の説明から明白となるであろう。

ある実施形態では、汚損剥離および／または防汚特性を伴うコーティング層を含む積層が、使用される。積層は、好適には、積層される表面に接着するための下側接着剤層を含む。好適には、接着剤層は、感圧式接着剤であり、加熱によって活性化されることができる。積層は、積層ステップにおいて、原位置で表面に適用され、積層ステップは、１つ、典型的には、２つ以上の塗装ステップに取って代わる。好適には、積層は、ロール形態で提供され、接着剤を保護する下側剥離層を含む。下側剥離層は、概して、表面の積層に先立って、積層から除去および廃棄される。上側剥離層も、仕上げられたコーティングを保護するために提供され得る。この場合、上側剥離層も、除去および廃棄される。熱可塑性基材が、好適には、使用され、汚損剥離および／または防汚コーティング層を含む層を支持する。有利には、積層は、好適な製造環境において形成されることができ、防汚コーティングの塗布は、より容易に制御されることができる。積層プロセスは、したがって、塗装プロセスにおけるいくつかのステップに取って代わり、それによって、他の表面上へのコーティング材料による汚れのリスクを低減させることができる。

実施形態は、表面への汚損剥離および／または防汚コーティングの積層に関連して本明細書に説明されるであろうが、積層システムおよびプロセスはまた、積層の適切な適応によって他の表面コーティングステップに取って代わるためにも有用となるであろうことが想定される。本明細書における積層の防汚および／または汚損剥離コーティング層という言及は、当技術分野において公知のような汚損剥離および／または防汚コートに加え、プライマおよび／またはタイならびに／もしくはビルドコート等のコーティング層を備え得るあらゆるコーティングを含む。

ある実施形態では、積層モジュールおよび運搬モジュールを備えている積層システムが、提供され、運搬モジュールは、積層モジュールを積層されるべき表面の上で自動的に駆動するように配置される。ここでは、積層されるべき表面は、大きく、実質的に静止して維持される。すなわち、表面は、積層システムより大きい。運搬モジュールは、保持手段および駆動手段を含む。保持手段は、積層モジュールが駆動手段によって駆動されるとき以外、表面に対する積層モジュールの移動に抵抗する。積層モジュールは、積層のロールを受け取るように適合されている展開ユニットを含む。積層は、接着剤フィルムおよび第１の剥離層を備えている。展開ユニットは、積層がロールから展開されることを可能にするように適合される。第１の剥離層廃棄ユニットが、提供される。第１の剥離層廃棄ユニットは、第１の剥離層を積層から除去するように適合される。積層モジュールは、第１の加圧ユニットを含む。第１の加圧ユニットは、フィルムを表面上に押しつけるように適合される。ここでは、保持手段は、第１の加圧ユニットによって加えられる押しつけ力に抵抗し、積層モジュールを表面から離れるように移動させるように作用するように適合される。運搬モジュールが積層モジュールを表面の上で自動的に駆動するとき、加圧ユニットは、フィルムを表面に押しつける。

有利には、積層システムは、大表面が一連のステップにおいて積層されることを可能にする。保持手段は、表面を支持するための別個のスタンドまたは固定具が要求されないように、積層モジュールが表面に対して移動することを防止する。駆動手段は、積層モジュールが表面の上で自動的に駆動されることを可能にするので、プロセスは、積層システムが自律的に動作し、積層プロセス要因がより精密に制御され得るように、自動化されることができる。

第２の剥離層を除去するための第２の剥離層廃棄ユニットが、好適である場合、提供される。しかしながら、第１および第２の剥離層廃棄ユニットの要件は、システムが使用のために意図する積層構造に依存することを理解されたい。剥離層が、積層と併用されない場合、剥離層廃棄ユニットは、システム内で使用または要求されない。第１および第２の剥離層廃棄ユニットは、必要である場合、提供される。ある実施形態は、好適には２つである剥離層廃棄ユニットを有する。ある実施形態では、各剥離層廃棄ユニットは、好適には、巻き取りローラである。各巻き取りローラは、回転可能構成において積層モジュールのフレームに搭載される。ここでは、剥離層の端部は、巻き取りローラに取り付けられる。巻き取りローラが回転するにつれて、それぞれの剥離層は、巻き取りローラ上に巻かれる。当技術分野において公知であるように、剥離ナイフが、各剥離層を積層から剥がすために使用され得る。

ある実施形態では、展開ユニットは、積層のロールを受け取るように適合される。展開ユニットは、積層モジュールに対して回転可能構成において積層のロールを搭載する。ある実施形態では、積層モジュールは、フレームを含み、展開ユニットは、積層ロールが回転され、積層をそこから展開し得るように、積層ロールをフレームに搭載する。好適には、積層送達システムは、積層を積層ロールから第１の加圧ユニットに移す。ある実施形態では、積層送達システムは、積層を誘導するための一連のローラを備えている。有利には、積層送達システムは、移動可能ガイドを含む。移動可能ガイドは、積層に先立って、積層を表面と第１の加圧ユニットとの間に誘導するように配置される。積層は、最初に、移動可能ガイドと加圧表面との間に給送され得る。好適には、移動可能ガイドは、展開され、積層を第１の加圧ユニットの加圧表面に対して挟む。移動可能ガイドおよび加圧表面は、次いで、ニップが第１の位置から第２の位置に移動するように、同時に移動するように配置され、第２の位置では、積層は、加圧ユニット下に配置される。

ある実施形態では、第１の加圧ユニットは、積層が、少なくとも部分的に、第１の加圧ユニットの加圧表面と積層される表面との間に誘導されるように配置される。ある実施形態では、第１の加圧ユニットは、積層モジュールのフレームに搭載される。加圧ユニットは、固定構成においてフレームに搭載され得、加圧表面は、運搬モジュールの底部平面から突出し、したがって、積層システムが表面上に配置されると、積層されている表面に対して接触および圧縮するように配置される。ここでは、加圧表面の弾力性が、積層プロセスのための押しつけ力を提供する。代替として、保持手段は、アクチュエータを含み、積層モジュールを相対的に表面に向かって、またはそこから離れるように移動させ得、積層モジュールは、表面に向かって移動させられ、加圧表面を表面に対して圧縮し、積層圧力を提供する。しかしながら、ある実施形態では、第１の加圧ユニットが、アクチュエータを含み、積層プロセスのために要求される押しつけ力を提供するように、加圧表面をフレームに対して移動させることが好適である。有利には、アクチュエータ範囲は、積層システムが加圧表面を損傷させるリスクが低減された状態で移動させられ得るように、運搬ユニットの底部平面から離れて加圧表面を移動させるように増加され得る。

ある実施形態では、加圧表面は、無継目表面である。ある実施形態では、無継目表面は、単一コアの周りに形成される。ここでは、無継目表面は、ローラである。ローラは、軸受によって積層モジュールのフレームに対して、中心軸の周りに回転するように搭載される。加圧ユニットがアクチュエータを含む場合、アクチュエータは、軸受をフレームに対して移動させることを理解されたい。加圧表面は、ローラの外部表面であり、ローラの軸の周りに回転する。

好適には、第１の加圧ユニットの加圧表面は、変形可能である。すなわち、表面は、表面上に圧縮されるにつれて広がる。ここでは、加圧表面がローラであるとき、加圧表面の変形は、表面接触面積を拡大させる。好適には、したがって、加圧表面の硬度は、設定された押しつけ力に応答して、特に、表面が表面不完全性を含む場合、表面への積層の押しつけを最適化するように制御される。有利には、加圧表面は、連続気泡構造を備えている。例えば、ある実施形態では、加圧表面は、ローラコア上にエチレンプロピレンジエンモノマー（ＥＰＤＭ）連続気泡ゴムとして形成される。連続気泡構造は、ローラを横断して、かつそれに沿ってより優れた伸びを可能にするので、同様の硬度を伴う独立気泡構造より有益であると考えられる。

ある実施形態では、積層モジュールは、加熱手段を含む。加熱手段は、要求に応じて、熱を積層プロセスに供給するために使用される。ある実施形態では、加熱手段は、第１の加熱器を備えている。加熱器は、加圧表面と平行に、加圧表面の全幅を横断して配置される。例えば、加圧表面がローラである場合、第１の加熱器は、ローラの軸と平行に配置される。ある実施形態では、加熱器は、積層方向に対して加圧表面の正面に配置される。好適には、加熱器は、積層されるべき表面に向かって、加圧表面の正面のある場所において熱を放射させるように向けられる。好適には、第１の加熱器は、加えて、または代替として、表面と加圧表面との間に誘導される前に、積層に向かって熱を放射させる。ここでは、第１の加熱器は、積層されている表面を予熱し、第１の加圧ユニットによって押しつけられる前に積層を予熱するように配置される。ある実施形態では、第２の加熱器が、提供される。第２の加熱器は、第１のものに類似するが、加圧表面の背後に配置される。ここでは、第２の加熱器は、積層された表面に熱を放射するように配置される。第２の加熱器は、積層を応力緩和温度まで加熱するように配置される。

単一加圧ユニットは、平坦な均一表面を適正に積層する。しかしながら、表面が、船舶の船体上に見出されるようなリベットまたは溶接継目等の表面不完全性を含む場合、積層は、表面不完全性の周囲に空隙を形成することが見出されている。各空隙は、穿刺し、空気が逃散し、次いで、積層を再加熱および押しつけ、空隙の中に伸びることを可能にすることによって、個々に事後処理され得るが、それは、時間がかかり、積層は、過伸展され得る。有利には、したがって、ある実施形態は、第２の加圧ユニットを示す。第２の加圧ユニットは、積層モジュール上の積層方向に対して第１の加圧ユニットの背後に提供される。故に、第２の加圧ユニットは、単一動作において、第１の加圧ユニットによって押しつけられる積層を事後処理する。すなわち、第２のローラは、運搬モジュールの単一移動において、第１のローラによって押しつけられた積層を押しつける。ある実施形態では、加熱手段が、提供される。加熱手段は、好適には、第２の加圧ユニットの正面に配置され、積層を予熱するための加熱器を備えている。好適には、該加熱器は、積層を積層が弱くかつ可撓性になる温度まで加熱する。ある実施形態では、該加熱器は、第１および第２の加圧ユニット間に配置され、したがって、第２の加熱器を備え得る。ある実施形態では、加熱手段は、第２のローラの背後の積層に熱を放射するように配置される、加熱器を備えている。例えば、加熱器は、第２の加圧ユニットによって押しつけられた積層を加熱する第３の加熱器である。好適には、第３の加熱器は、積層を応力緩和温度まで加熱する。ある実施形態では、第２の加圧ユニットは、第１の加圧ユニットに関連して説明されるものと実質的に同一である。さらに、各加熱器は、第１の加熱器に関連して説明されるものと実質的に同一である。

切断ブレードおよび当技術分野において公知の他の機器も、積層システムに追加され、システムを自動化し得ることを理解されたい。また、表面クリーナが、第１の加圧ユニットの正面に配置され、表面を清掃し得る。例えば、空気の噴流を生成し、残骸を除去するための空気ブレードが、想定される。しかしながら、ある実施形態によると、ボルトまたはリベット等の表面不完全性を伴う場合でさえ、大面積を積層することができる積層システムが、提供される。ここでは、運搬モジュールの保持手段および駆動手段が、組み合わせられ、積層システムが大表面の側面にのみアクセスすることができる場合でも、大表面の自動積層を可能にする。

ある実施形態では、保持手段は、保持手段が運搬モジュールを表面に対して保持するように作用する動作機能と、運搬モジュールが表面に対して保持されない非動作機能との間で選択可能である。好適には、保持手段は、表面上に固定具を採用しない。例えば、保持手段は、表面にボルト留めまたは別様に固定されない。ある実施形態では、保持手段は、表面と協働し、保持力を発生させる。ここでは、好適には、保持手段は、運搬モジュールと表面との間の磁気引力を備えている。好適には、積層されている表面は、鉄材料であり、運搬モジュールは、磁石を含む。

ある実施形態では、保持手段および駆動手段は、誘導フレームとして提供され、積層モジュールは、駆動手段によってそのフレームに沿って駆動されることを可能にするシャトルを備えている。ここでは、システムは、誘導フレームの長さに沿って大表面上にストリップを積層する。運搬モジュールは、積層ユニットを形成するシャトルを運ぶように適合されるフレームを含み、駆動手段は、シャトルをフレームに対して移動させる。ある実施形態では、保持手段は、フレームを表面に対してしっかりと固定しる。有利には、保持手段は、磁力を生成する。好適には、積層されている表面は、鉄であり、保持手段は、磁気引力をフレームと表面との間に生成する。磁気引力は、加圧ユニットの押しつけ力に抵抗するために十分である。さらに、ある実施形態では、フレームは、垂直配置において搭載され、磁気引力は、表面上のフレームの相対的位置を積層システムに作用する重力に対して維持するために十分である。

ある実施形態では、駆動手段および保持手段は、磁気ホイール等の磁気ローラによって提供される。磁気ローラは、磁気引力を鉄表面に提供する。磁気ローラは、積層モジュールに搭載される。磁気引力は、積層モジュールが表面から分離することを防止するように作用する。例えば、磁気引力は、加圧ユニットからの任意の押しつけ力を克服するために十分である。加えて、磁気引力は、有利には、システムが垂直に搭載されるとき、積層システムが重力下で表面に対して移動することを防止するために十分である。各磁気ローラは、車軸の周りに駆動されるように配置される。ここでは、磁気ローラの回転は、表面に付着する磁気ホイールの能力に干渉せずに、積層モジュールが表面に沿って移動することを可能にする。

ある実施形態では、また、積層方法も、提供される。積層方法は、運搬モジュールを使用して、積層モジュールを積層されるべき表面の上で駆動することを含む。運搬モジュールは、駆動手段および保持手段を含み、方法は、運搬モジュールを使用して、積層モジュールを表面に対して保持することを含む。ある実施形態では、積層方法は、積層システムを動作させ、表面の第１のストリップを積層し、積層システムを再位置付けし、第２の積層プロセスを実施し、表面の第２のストリップを第１のストリップに隣接して積層することを含む。

方法は、各ストリップの縁が当接するように、または縁が重複するように、第１および第２のストリップを互いに隣接して積層することを含み得る。しかしながら、積層方法は、材料を塗布し、各ストリップの隣接する縁間の任意の間隙を充填することを含み得る。例えば、方法は、塗料を塗布し、積層ストリップ間の任意の間隙を充填することを含み得る。ここでは、積層システムは、縁シーラステーションを含み得る。縁シーラステーションは、積層モジュールまたは運搬モジュール上に配置され、積層システムが動作するにつれて、材料を自動的に塗布し、間隙を充填する。縁シーラステーションは、ブラシ、ローラ、またはスプレー等のアプリケータを備え、積層モジュールが移動するにつれて、材料を塗布し得る。

方法は、積層の塗布に先立って、清掃または乾燥ステップを含み得る。ここでは、積層システムは、空気ストリームを表面に向かわせるためのノズルを含み得る。空気ストリームまたは空気ブレードは、残骸および汚れ物質を除去し、かつ雨粒等の流体を分散させることができる。ノズルは、空気を積層システムの正面の表面上に第１の加圧ユニットの近くに向けるであろうことが想定される。ノズルは、したがって、積層モジュールまたは運搬モジュールに取り付けられ得る。

第２の加圧ユニットおよび関連付けられた加熱器は、特に、大表面を積層するために有用であり、積層モジュールは、保持手段および駆動手段を有し、積層モジュールを表面の上で駆動する運搬モジュールによって駆動され、第２の加圧ユニットは、不規則性を伴う表面が積層される必要がある他の積層システムへの有利な展開であることを理解されたい。例えば、積層プロセスは、表面が積層機械を通して移動させられる積層機械を使用する。ここでは、積層モジュールを表面に沿って駆動する代わりに、積層モジュールは、積層機械のフレームに対して固定される。そのような機械を使用して、不規則表面を積層することは、第２の加圧ユニットを追加することによって改良されることができ、第２の加圧ユニットは、前述の通りである。したがって、展開ユニットと、第１の加圧ユニットと、第２の加圧ユニットとを備えている積層システムが、提供される。展開ユニットは、積層のロールを受け取るように適合される。積層送達システムは、第１の加圧ユニット下のロールから展開される積層を誘導する。第１の加圧ユニットは、積層を表面に押しつけるように配置される。第２の加圧ユニットは、積層方向に対して第１の加圧ユニットの背後に位置する。第２の加圧ユニットは、積層を表面に押しつけるように適合される。積層システムは、加熱手段を含み、第２の加圧ユニットに先立って、積層を加熱する。

さらなる側面によると、積層モジュールは、積層のロールを受け取るように適合されている展開ユニットを備えている。加圧ステーションは、積層を積層されるべき表面に対して押しつけるように配置される。加熱手段が、積層プロセス中、熱を加えるように提供および配置される。ここでは、加圧ステーションは、第１の加圧ユニットと、第１の加圧ユニットから間隔を置かれている第２の加圧ユニットとを備えている。加熱手段は、第１の加圧ユニットの前方のエリアを予熱するための第１のゾーンと、第２の加圧ユニットの前方の第１の加圧ユニットによって表面に押しつけられた積層を加熱するため第２のゾーンと、積層方向に対して第２の加圧ユニットの背後の積層を加熱するために配置されている第３のゾーンとを備えている。積層モジュールは、それらの特徴が互いに排他的でない限り、本明細書に説明される実施形態および側面の他の特徴と組み合わせられ得ることを理解されたい。また、第１の加圧ユニットを使用して、積層を表面に押しつける前に、予熱を加えることと、第２の熱を加え、第１の加圧ユニットによって表面に押し付けられた積層を加熱することと、続いて、第２の加圧ユニットを使用して、積層を表面に対してさらに押しつけることとを含む、対応する積層する方法も、提供される。

なおもさらなる側面によると、積層モジュールは、積層のロールを受け取るように適合されている展開ユニットと、積層を積層されるべき表面に対して押しつけるように配置されている加圧ステーションとを備えている。加圧ステーションは、第１の加圧ユニットを含む。ここでは、積層送達システムが、提供される。積層送達システムは、ニップを第１の加圧ユニット（２４０）の加圧表面に対して適用するために配置されている移動可能ガイドを含み、移動可能ガイドは、加圧表面と同時に移動し、ニップを積層方向に対して加圧ユニットの片側から別の側に移すように配置される。好適には、移動可能ガイドは、加圧表面の幅を横断して延びているブームである。移動可能ニップは、加圧ユニットを積層に備えて準備する。積層すると、移動可能ニップは、積層運転の終了時に積層が切断されると、後続積層ステップのためのニップの再適用に備え、除去され、加圧ユニットの他側に戻される。再び、積層モジュールは、それらの特徴が互いに排他的でない限り、本明細書に説明される実施形態および側面の他の特徴と組み合わせられ得ることを理解されたい。また、積層をガイドと第１の加圧ユニットの加圧表面との間に給送することと、ガイドを加圧表面に向かって移動させ、積層を加圧表面に対して挟むこととを含む対応する積層する方法も、提供される。方法は、ガイドを加圧ユニットと同時に移動させ、ニップを積層方向に対して加圧ユニットの片側から加圧ユニットの別の側に移すことを含む。

本明細書で使用される場合、具体的にそうでないことが述べられない限り、単数形は、複数形を含み、複数形は、単数形を包含する。例えば、単数形、すなわち、「ａ」または「ａｎ」の使用は、「１つまたはそれを上回る」ことを含む。加えて、本明細書で使用される場合、「および／または」がある事例において明示的に使用されない場合でも、具体的にそうでないことが述べられない限り、「または」の使用は、「および／または」を意味する。

本発明のより深い理解のために、かつその実施形態が実践され得る方法を示すために、ここで、一例として、付随の概略図面を参照されたい。

図１は、表面不規則性を有する、積層される表面を示す。 図２は、表面不規則性に積層するときに生成される空隙を示す。 図３は、例示的実施形態の積層システムの概略斜視図である。 図４は、図３の例示的実施形態との使用のためのフレームの図を示し、図４ａは、平面図であり、図４ｂは、側面図である。 図５は、保持手段を含む、図４のフレームの角の概略斜視図をより詳細に示す。 図６は、駆動手段を含む、図４のフレームの端部をより詳細に示す。 図７は、積層システムの代替実施形態の概略斜視図を示す。 図８は、例示的実施形態の積層モジュールの斜視図を示す。 図９は、他側からの、保護カバーが除去されている、図８の積層モジュールの斜視図を示す。 図１０は、例示的積層モジュールの概略側面断面図を示す。 図１１は、剥離ナイフを含む、図８の積層モジュールの領域の断面斜視図を示す。 図１２は、例示的実施形態による、加圧ローラの斜視図を示す。 図１３は、例示的加熱要素の斜視図を示す。 図１４は、例示的積層プロセスを詳述する概略図を示す。

図１を参照すると、表面１０が、積層されるストリップとともに示され、積層されるストリップは、積層プロセス中に表面１０に接着させられた積層２０である。表面１０は、表面不規則性１２を有するように示される。表面不規則性は、船舶の船体上に見出されるような溶接継目およびリベットの典型である。積層プロセスは、船舶が建設された後に完了される必要があり、表面は、したがって、大きく、片側のみにアクセスを伴う。さらに、表面は、典型的には、垂直に向けられている。ここでは、垂直に向けられた表面または垂直表面は、傾斜表面を含む略直立方向に配置されている表面を含む。例示的実施形態は、一連の隣接する積層ステップにおいて表面を自動的に積層するためのシステムおよび方法、特に、表面不規則性の周囲の空隙を低減させるためのシステムおよび方法を提供する。

図３を参照すると、積層システム３０が、示される。積層システム３０は、運搬モジュール１００および積層モジュール２００を備えている。運搬モジュールは、積層モジュールを表面１０の上で駆動し、積層ステップを完了し、積層のストリップを表面上に形成するように配置される。ここでは、表面は、積層システムより大きいので、積層ストリップは、表面の一部のみを覆う。積層システムは、次いで、第２および後続積層ステップが完了される前に、再位置付けされ、積層の隣接するストリップを敷設し、表面１０を覆う。運搬モジュール１００は、駆動手段および保持手段を含む。保持手段は、積層モジュールと表面との相対的移動に抵抗するように適合される。駆動手段は、積層モジュールを表面の上で駆動するために配置され、保持手段は、駆動手段によって引き起こされる積層モジュールと表面との相対的移動を防止しない。

図３では、運搬モジュール１００は、好適には、誘導フレーム１１０として示される。誘導フレームは、積層モジュール２００をシャトルとして運ぶように配置される。積層モジュールは、したがって、積層方向に細長であり、フレーム１１０の長さは、運搬モジュール１００が再位置付けされる前の各積層ストリップの長さの限界を定める。図４を参照すると、フレームは、シャトルがその上を進行する、各長辺に沿ったレール１１２を有する略長方形である。持ち上げフック１１４または他の運搬固定具が、フレームに固定されて形成され、フレームが移動させられ、再位置付けされることを可能にする。フレーム１１０は、保持手段によって表面に固定される。保持手段は、任意の好適な固定方法であり、フレームを表面に固定し得る。図５に示されるように、好適には、保持手段は、複数の搭載足部１２０である。フレームは、図４ｂでは、フレーム１１０の各角に１つずつ、４つの搭載足部を有するように示される。しかしながら、搭載足部の数は、フレームによって要求される支持によって決定されることを理解されたい。より多くの足部が、したがって、レールをより直接保持するために、特に、長さに沿って提供され得る。足部１２０は、好適には、足部が表面平坦性を補償するように調節され得るように、延長可能であり得る。例示的実施形態では、足部１２０は、磁気引力を通して表面に一時的に固定される。図５に示されるように、足部１２０の遠位端は、したがって、電磁石等の磁石を含み得る。電磁力は、フレーム１１０を鉄表面に圧着し、積層モジュールのための静止誘導フレームを提供する。

図６に示されるように、駆動手段は、好適には、シャトルとして搭載される積層モジュールをフレームに対して移動させるためのアクチュエータとして示される。ここでは、シャトルは、フレームのレール１１２上を走り、アクチュエータは、フレームとシャトルとの間で作用する。図６では、アクチュエータは、シャトルが取り付けられるタイミングベルト１３２を駆動するモータ１３０として示される。しかしながら、ピストンまたは歯車等の他のアクチュエータも、要求される駆動力を達成するであろう。シャトルがフレームに沿って駆動される速度は、積層プロセスの要因であり、アクチュエータを制御することによって制御されることができる。典型的には、シャトルは、１．２ｍ／分〜８．０ｍ／分において、フレームに沿って駆動され得る。

図７は、積層システム３０の代替例示的実施形態を示す。ここでは、積層モジュールは、運搬モジュール１００のフレーム１１０に対して固定される。運搬モジュール１００は、積層モジュールを表面の上で駆動し、積層ステップを完了する駆動手段と、積層モジュールが表面に対して移動ふることを抑制する保持手段とを含む。本実施形態では、保持手段および駆動手段は、磁気ローラ１３６として一体的に提供される。磁気ローラは、磁気引力を通して鉄表面に固定される。磁気ローラは、それらの軸の周りに駆動され、表面の上で転がりながら、磁気引力をそれらの間に維持し、他の相対的移動を制限する。例示的実施形態は、４つの磁気ローラとともに示される。しかしながら、任意の数の磁気ローラが、積層モジュールのための安定したプラットフォームを提供するように想定される。さらに、磁気ローラは、対称的に配置される磁気ホイールとして示されるが、他の構成も、想定され、ローラ１３６は、積層ストリップ内に、その片側に、またはそれらの組み合わせにおいて配置され得る。

積層モジュール２００は、積層を表面に押しつけ、積層ステップを完了する。図８を参照すると、例示的実施形態では、積層モジュール２００は、展開ローラ２１０を含む。展開ローラ２１０は、積層２０のロールを受け取る。展開ローラ２１０は、回転可能構成において積層モジュールのフレーム２０２に搭載される。ここでは、展開ローラは、その中心軸の周りに回転し、積層の巻きを解く。積層は、下側および／または上側剥離層を含み得る。随意の剥離層廃棄ユニットが、したがって、積層に先立って、廃棄層を除去するために提供される。図８に示されるように、第１の剥離層廃棄ユニット２２０が、提供される。示されるように、好適には、廃棄ユニットは、フレーム２０２に搭載され、それに対して回転可能な空のシャフトである。下側剥離層は、積層から分離され、シャフトに取り付けられる。シャフトは、積層が敷設されるにつれて、回転させられ、剥離層を巻き取る。第２の剥離層廃棄ユニット２２２が、上側剥離層を巻き取るために、同様の様式で提供される。図９に示されるように、各剥離層廃棄ユニット（図示せず）のシャフトは、回転するために、モータおよびタイミングベルト２２４によって駆動され得、ブレーキおよび他の緊張手段が、剥離層の正しい張力を維持するために、当技術分野において公知のように適用され得る。

図１０は、例示的実施形態による、積層モジュールのガイド経路を示す。ここでは、積層は、自己接着剤積層２２と、上側剥離層２４および下側剥離層２６とを備えている。上側剥離層は、直接、積層ロールから引っぱられる。自己接着剤積層２２と、自己接着剤を保護する下側剥離層とは、積層ガイド手段によって、積層を表面に押しつける加圧ステーションに向かって誘導される。第１の加圧動作に先立って、下側剥離層２６は、自己接着剤積層から剥がされる。ここでは、好適には、剥離ナイフ２０４が、提供される。図１１に示されるように、剥離ナイフ２０２は、積層２０を横断して延び、下側剥離層がもたれかかるように配置される傾斜縁を形成するビームを備えている。傾斜縁は、下側剥離層を積層の移動方向に対抗して引っぱるように作用する。自己接着剤積層は、熱可塑性基材を含み、それに対して自己接着剤層および他のコーティングならびに表面調製が、適用される。熱可塑性基材は、好適には、ポリプロピレンシートである。有利には、熱可塑性基材は、熱処理され、軟化し、表面不規則性の上でより容易に変形することができる。

例示的実施形態では、積層モジュール２００は、加圧ステーションを含み、積層を表面上に押しつける。加圧ステーションは、加圧表面を含み、その上を積層が、通される。例示的実施形態では、加圧表面は、第１および第２の加圧ローラ２４０、２５０として示される。１つのローラは、平坦表面を積層することが可能である一方、第２のローラは、単一ローラと比較して、表面不規則性の周囲の空隙形成を低減させるように作用することが見出されている。第２の加圧ローラ２５０は、積層方向において、第１の加圧ローラ２４０の背後に間隔を置かれる。自動給送ブームが、例示的実施形態では、提供され、積層を加圧表面に対抗して挟む。加圧表面と位置合わせしてブームを移動させることによって、ニップは、積層ステップに備えた加圧表面の真下に移動させられることができる。ニップは、自動給送ブームが次の積層ステップに備えてリセットされる前、積層ステップを実施するために解放されることができる。

各加圧ローラ２４０、２５０は、図１２を参照して説明され得る。加圧ローラ２４０は、回転し、積層を表面に押しつけるためのローラとして配置される、連続表面として形成される加圧表面２４２を含む。押しつけ力が、加圧表面２４２に加えられる。例示的実施形態では、押しつけ力は、アクチュエータによって加えられ、アクチュエータは、積層モジュールのフレーム２０２と加圧表面の回転シャフト２４４との間で作用し、加圧表面をフレームに向け、およびフレームから離れるように移動させる。アクチュエータは、有利には、運搬中、加圧表面を引き出すように、大きな進行範囲を有し得る。アクチュエータは、設定された押しつけ力を加えるように配置され、押しつけ力は、アクチュエータを制御することによって制御されることができる。図１２に示されるように、例示的実施形態では、第１のアクチュエータ２４６および第２のアクチュエータ２４８が、シャフト２４４の両側に提供される。

例示的実施形態では、各加圧ユニットの加圧表面２４２は、変形可能である。すなわち、加圧表面の硬度は、押しつけ力の下で変形するように選択される。加圧ローラを備えている例示的実施形態では、加圧表面硬度は、変形および平坦化するように選択される。好適には、加圧表面は、連続気泡材料が軸方向および積層方向の両方により容易に変形することが見出されているので、連続気泡構造から形成される。連続気泡構造は、０．５ｍｍ〜０．２ｍｍの直径範囲内のセルを形成し得る。

図１０に戻って参照すると、例示的実施形態の積層モジュールは、加熱手段を含む。加熱手段２６０は、積層および／または積層される表面を加熱する。例示的実施形態では、加熱手段は、３つのゾーンに形成される。第１のゾーンは、積層される表面を予熱し、第１の加圧ユニットに先立って、積層を予熱する。ここでは、第１のストリップ加熱器２６２が、積層の幅を横断して提供される。ストリップ加熱器２６２は、直接、表面および積層の両方に熱を放射するように、積層される表面に対して角度付けられる。ここでは、積層は、表面と略垂直方向に、第１の加圧ユニットに向かって誘導される。他の構成も、想定され、第１のストリップ加熱器が２つのモジュール内に形成され、各モジュールが、それぞれ、表面および積層に熱を向かわせることを要求し得る。第２のゾーンは、第１および第２の加圧ユニット間に提供される。再び、ゾーンは、第２のストリップ加熱器２６４によって形成され得る。第２のストリップ加熱器は、積層の幅を横断して延び、積層を積層が第２の押圧ステップに備えて脆弱かつ可撓性となる温度まで加熱する。第３のゾーンは、第２の加圧ユニットを追跡するためである。第３のゾーンは、積層を応力緩和温度まで加熱するように配置される第３のストリップ加熱器から形成され得る。

図１３は、ストリップ加熱器２６２、２６４、２６６として使用される、例示的ストリップ加熱器を示す。ストリップ加熱器は、各ゾーンの温度を精密に制御するために制御されることができることを理解されたい。ガラス短波加熱要素が、例示的加熱特性を達成するために使用される。

例示的積層プロセスが、ここで、図１４を参照して説明されるであろう。積層ロールが、展開ユニット２１０上に装填される。空のシャフトが、剥離層排出ユニット２２０、２２２上に装填される。上部剥離層が、積層２０から剥がされ、排出ユニット２２２の空のシャフトに固定される。積層は、積層モジュールを通して剥離ナイフ２０４まで誘導される。切断ナイフも、剥離ナイフに提供され、好適には、下側剥離層ではなく、自己接着剤積層を切り開き得る。下側剥離層は、自己接着剤積層から剥がされ、廃棄ユニット２２０のシャフトに固定される。下側廃棄層は、剥離ナイフに対抗して作用し、自己接着剤積層の進行方向に対して逆向きに進行する。自己接着剤積層は、ブームと加圧表面との間に給送され、ニップが、適用される。第１の加圧ローラおよびブームは、ローラの軸の周りに位置合わせして移動させられる。自己接着剤積層は、したがって、加圧ローラの真下に自動的に給送される。運搬ユニットは、積層されるべき表面上に配置される。第１および第２の加圧ユニットは、降下させられ、加圧表面を表面に対して押しつける。ニップは、次いで、加圧ローラから除去されることができる。運搬ユニットは、積層モジュールを表面の上で駆動するように動作させられる。積層モジュールが積層ストリップを完了すると、自己接着剤積層は、切断される。第１および第２の加圧ユニットは、上昇させられ、ニップが、再適用され、運搬ユニットが、再位置付けされる。第２および後続積層ステップが、次いで、完了されることができる。

ある実施形態が図示および説明されたが、種々の変化ならびに修正が添付の請求項に定義されるように本発明の範囲から逸脱することなく行われ得ることが当業者によって理解されるであろう。

Claims (15)

1. 積層モジュール（２００）および運搬モジュール（１００）を備えている積層システム（３０）であって、前記運搬モジュール（１００）は、前記積層モジュール（２００）を積層されるべき表面（１０）の上で駆動するために配置され、
   前記運搬モジュール（１００）は、保持手段および駆動手段を含み、前記保持手段は、磁力を発生させ、前記磁力は、前記駆動手段によって積層方向に移動させられるとき以外、前記表面（１０）に対する前記積層モジュール（２００）の移動に抵抗するように、前記積層モジュール（２００）を前記表面（１０）に対して保持するように作用し、
   前記積層モジュール（２００）は、積層（２０）のロールを受け取るように適合されている展開ユニット（２１０）と、前記積層（２０）を前記積層されるべき表面（１０）に対して押しつけるように配置されている第１の加圧ユニット（２４０）とを備え、
   前記運搬モジュール（１００）は、磁気ホイール（１３６）を備え、前記磁気ホイールは、回転するように駆動され、前記駆動手段および前記保持手段の両方として作用するために配置されている、積層システム（３０）。
2. 前記積層モジュール（２００）は、前記第１の加圧ユニット（２４０）から前記積層方向に間隔を置かれている第２の加圧ユニット（２５０）を含む、請求項１に記載の積層システム（３０）。
3. 各加圧ユニット（２４０、２５０）は、加圧表面（２４２）を備え、前記加圧ユニットは、前記加圧表面を前記積層されている表面（１０）に対して押しつけるように配置されている、請求項１〜２のいずれかに記載の積層システム（３０）。
4. 前記加圧表面（２４２）は、前記加圧表面が前記積層されている表面（１０）に対して変形するように選択された硬度を有する、請求項３に記載の積層システム（３０）。
5. 各加圧ユニット（２４０、２５０）は、押しつけ力を前記加圧表面（１０）に加えるためのアクチュエータ（２４６）を含む、請求項３または請求項４に記載の積層システム（３０）。
6. 前記積層モジュール（２００）は、加熱手段を備え、前記加熱手段は、前記積層方向に対して前記第１の加圧ユニット（２４０）の前におけるエリアを予熱するために配置されている第１のゾーン（２６２）と、前記第１の加圧ユニットと前記第２の加圧ユニットとの間の積層を加熱するための第２のゾーン（２６４）と、随意に、前記積層方向に対して前記第２の加圧ユニット（２５０）の背後の積層を加熱するために配置されている第３のゾーン（２６６）とを形成する、請求項２から５のいずれかに記載の積層システム（３０）。
7. 前記積層モジュール（２００）は、ニップを前記第１の加圧ユニット（２４０）の加圧表面に対して適用するために配置されている移動可能ガイドを含み、前記移動可能ガイドは、前記加圧表面と同時に移動し、前記ニップを前記積層方向に対して前記加圧ユニットの片側から別の側に移すように配置されている、請求項１〜６のいずれかに記載の積層システム（３０）。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の積層システム（３０）を使用して、表面（１０）を積層する方法であって、前記方法は、
   前記運搬モジュールの保持手段を使用して、運搬モジュール（１００）を前記積層されるべき表面（１０）上に配置し、前記保持手段と表面との磁気相互作用によって、前記運搬モジュールを固定することと、
   前記運搬モジュールの磁気ホイールを回転させることによって、他の方向における相対的移動を制限しながら、前記運搬モジュール（１００）に積層モジュール（２００）を前記表面に対して積層方向に駆動させることと、
   前記積層モジュールと表面との相対的移動を生じさせながら、積層を前記表面に対して押しつけることによって、第１の積層ステップを完了することと、
   前記運搬モジュールを再位置付けし、第２の積層ステップを完了することと
   を含む、方法。
9. 前記積層は、熱可塑性基材と、前記熱可塑性基材に塗布されている汚損剥離および／または防汚コーティング層とを備えている、請求項８に記載の方法。
10. 積層モジュール（１００）であって、前記積層モジュールは、
    積層（２０）のロールを受け取るように適合されている展開ユニット（２１０）と、
    前記積層（２０）を前記積層されるべき表面（１０）に対して押しつけるように配置されている加圧ステーションと、
    積層プロセス中に熱を加えるように適合されている加熱手段と
    を備え、
    前記加圧ステーションは、第１の加圧ユニット（２４０）と、前記第１の加圧ユニット（２４０）から間隔を置かれている第２の加圧ユニット（２５０）とを備え、
    前記加熱手段は、前記第１の加圧ユニット（２４０）の前方のエリアを予熱するための第１のゾーン（２６２）と、前記第２の加圧ユニット（２５０）の前方の前記第１の加圧ユニット（２４０）によって前記表面に押しつけられた積層を加熱するため第２のゾーン（２６４）と、前記積層方向に対して前記第２の加圧ユニット（２５０）の背後の積層を加熱するために配置されている第３のゾーン（２６６）とを備えていることを特徴とする、積層モジュール（１００）。
11. 請求項１０に記載の積層モジュール（２００）および運搬モジュール（１００）を備えている積層システムであって、前記運搬モジュール（１００）は、前記積層モジュール（２００）を積層されるべき表面（１０）の上で駆動するために配置され、
    前記運搬モジュール（１００）は、保持手段および駆動手段を含み、前記保持手段は、前記駆動手段によって積層方向に移動させられるとき以外、前記表面（１０）に対する前記積層モジュール（２００）の移動に抵抗するように、前記表面と相互作用する、積層システム。
12. 積層する方法であって、前記方法は、
    第１の加圧ユニット（２４０）を使用して積層（２０）を表面（１０）に押しつける前に予熱を加えることと、
    第２の熱を加え、前記第１の加圧ユニット（２４０）によって前記表面に押し付けられた積層を加熱することと、
    続いて、第２の加圧ユニット（２５０）を使用して、前記積層（２０）を前記表面（１０）に対してさらに押しつけることと
    を含む、方法。
13. 積層モジュール（１００）であって、前記積層モジュールは、
    積層（２０）のロールを受け取るように適合されている展開ユニット（２１０）と、
    前記積層（２０）を積層されるべき前記表面（１０）に対して押しつけるように配置されている加圧ステーションであって、前記加圧ステーションは、第１の加圧ユニットを備えている、加圧ステーションと、
    ニップを前記第１の加圧ユニット（２４０）の加圧表面に対して適用するために配置されている移動可能ガイドを含む積層送達システムであって、前記移動可能ガイドは、前記加圧表面と同時に移動し、前記ニップを前記積層方向に対して前記加圧ユニットの片側から別の側に移すように配置されている、積層送達システムと
    を備えている、積層モジュール（１００）。
14. 請求項１３に記載の前記積層モジュール（２００）および運搬モジュール（１００）を備えている積層システムであって、前記運搬モジュール（１００）は、前記積層モジュール（２００）を積層されるべき表面（１０）の上で駆動するために配置され、
    前記運搬モジュール（１００）は、保持手段および駆動手段を含み、前記保持手段は、前記駆動手段によって積層方向に移動させられるとき以外、前記表面（１０）に対する前記積層モジュール（２００）の移動に抵抗するように、前記表面と相互作用する、積層システム。
15. 積層する方法であって、前記方法は、
    積層をガイドと第１の加圧ユニットの加圧表面との間に給送し、前記ガイドを前記加圧表面に向かって移動させ、前記積層を前記加圧表面に対して挟むことと、
    前記ガイドを前記加圧ユニットと同時に移動させ、前記積層方向に対して前記ニップを前記加圧ユニットの片側から別の側に移すことと
    を含む、方法。

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