JP2023546023A - 熱可塑性フィルムで基材をラミネートするための装置および方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、基材（１２）を熱可塑性フィルム（１１）でラミネートするための装置（１）に関し、前記装置（１）は、以下を備える：・基材（１２）を熱可塑性フィルム（１１）でラミネートするためのラミネートユニット（２）、・熱可塑性フィルム（１１）をラミネートユニット（２）へ供給するための供給装置（４）、ここで前記熱可塑性フィルム（１１）のための供給装置（４）は、前記フィルム（１１）の第１の面（１６）の加熱装置（１４）および前記フィルム（１１）の第２の面（１７）の冷却装置（１５）、ならびにフィルム（１１）が加熱装置（１４）および冷却装置（１５）を通過するようにガイドされる多数の制御可能な従動ローラー（１０）を備え、ここで前記フィルム（１１）の張力は、従動ローラー（１０）の速度によって調節することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、基材を熱可塑性コーティング材料、特にフィルムで連続的にラミネートするための方法および装置に関する。基材はフィルムであってもよい。ただし、プラスチック材料、金属、またはその他の材料で作られた固体であってもよい。

基材を熱可塑性フィルムでラミネートするための様々な方法が知られている。ＥＰ ３１８３１１７ Ｂ１には、２つのフィルム状基材を接合するための方法および装置が記載されており、少なくとも１つのフィルムが、フィルムの片面が冷却され、他方は加熱されるような方法で、冷却および加熱装置を通過してコンベヤーベルト上をガイドされる。

ＥＰ ３５２６０４２ Ｂ１には、対照的に、一つのフィルムが冷却されたローラー上でガイドされ、続いてこのローラー上で第２のフィルムに接合される類似の方法が開示されている。

欧州特許第３１８３１１７号明細書 欧州特許第３５２６０４２号明細書

しかしながら、重力または熱によって熱可塑性フィルムの長さが変化することにより、熱可塑性フィルムを供給し、その後ラミネートする際に、特にフィルムの折り目や裂け目といった問題が生じ得ることが見出された。

したがって、本発明の目的は、前述の欠点を有さない、基材を熱可塑性フィルムでラミネートするための装置および方法を特定することである。

この目的は、独立請求項の主題によって達成される。有利な実施形態および展開は、従属請求項の主題である。

本発明の一態様によれば、基材を熱可塑性フィルムでラミネートするための装置が特定され、前記装置は、基材を熱可塑性フィルムでラミネートするためのラミネートユニットと、熱可塑性フィルムのラミネートユニットへの供給装置とを備える。熱可塑性フィルムのための供給装置は、フィルムの第１の面を加熱するための装置、およびフィルムの第２の面を冷却するための装置、ならびにフィルムが加熱装置および冷却装置を通過するようにガイドされる、多数の制御可能の従動ローラーを備え、前記フィルムの張力は、前記従動ローラーの速度によって調節できる。

ラミネートユニットは、本明細書および以下において、特に圧力によって、基材を熱可塑性フィルムでコーティングする装置を意味すると理解される。この目的のために、基材がフィルムとして設計されている場合、２つのフィルムをガイドするローラーが典型的には設けられる。基材がフィルムとして設計されていない場合、ラミネートユニットは、多くの場合、熱可塑性フィルムを基材に適用するための少なくとも１つのローラーを備える。

前記装置は、制御可能な従動ローラーによって熱可塑性フィルムを実質的に非接触でガイドできるという利点を有する。従って、供給装置において、フィルムは、少なくとも部分的に、コンベヤーベルトまたは大径のローラーまたは別の表面上に平らに置かれるのではなく、制御可能な従動ローラーによって特定の点で支持および搬送されるだけであり、場合により偏向され、そうでなければ非接触方式でガイドされる。従動ローラーの回転速度は制御可能であり、特に調整することさえできるので、個々のローラー間の速度差を設けることによって、フィルム内の張力を均等化できる。例えば、ガイドされたフィルムが張力を失った場合、フィルムが再び張力を受けるように、２つのローラー間の速度差を設定できる。これは、熱可塑性フィルムを加熱するとフィルムの膨張と軟化の両方が生じるため、特に有利である。

基材を熱可塑性フィルムでラミネートするための装置は、基材のための供給装置も備えることができ、その設計は基材のタイプに依存する。特に、フィルムを加熱するための装置として赤外線エミッターを設けることができるが、レーザーなどの他の熱源を設けることもできる。冷却のために、例えば、冷却された金属シートを設けてもよい。

一実施形態によれば、従動ローラーは、フィルムの移動方向において、冷却および加熱装置の少なくとも上流および下流に配置される。この実施形態は、フィルムの加熱または冷却によって引き起こされる熱可塑性フィルムの長さの変化が、ローラーの速度を調節することによって補償できるという利点を有する。

前記熱可塑性フィルムは、特に加熱装置から離れてガイドされる。したがって、熱可塑性フィルムは加熱装置の要素と接触しない。

冷却装置は、フィルムがガイドされる少なくとも１つの冷却ローラーを備えることができる。この実施形態では、制御可能な従動ローラーを、特に冷却ローラーの上流に設けることができ、このローラーによって、冷却ローラーへの速度差を介してフィルムの張力を制御または調整できる。

あるいは、熱可塑性フィルムを冷却装置から離してガイドできる。後者の場合、冷却装置は、供給装置のローラー間に張られたフィルムウェブに沿って配置されるが、フィルムの加熱装置と同じ側ではなく、反対側に配置される。

一実施形態によれば、加熱装置と熱可塑性フィルムとの間に、加熱装置をフィルムとの接触から保護するためのグリッドが配置される。そのようなグリッドは、熱可塑性フィルムと加熱装置との接触を防止するという利点を有する。さらなる安全機構として、供給装置は、熱可塑性フィルムと加熱装置との間に空気流を発生させるための少なくとも１つの装置を備えることができる。

空気流を発生させるための装置は、送風機、圧縮空気源、または真空源として設計できる。フィルムのウェブ張力が低すぎる場合、またはウェブが裂けた場合、フィルムがグリッドまたは加熱装置に付着するのを防ぐという利点がある。この目的のために、空気流を発生させるための装置は、ウェブの張力が失われたときに自動的におよび／または手動でスイッチを入れることができる。この場合、前記装置は、例えば加熱装置とフィルムまたはグリッドとの間に冷風を吹き込むことができる。グリッドが設けられている場合、空気はグリッドを通り抜け、加熱装置からフィルムを遠ざけるように吹きつける。

供給装置の従動ローラーおよび場合によりさらなるローラーまたは偏向ローラーの配置には様々な選択肢がある。例えば、熱可塑性フィルムは、供給装置内で少なくとも部分的に垂直に上向きおよび／または下向きにガイドされ得る。しかしながら、少なくとも部分的に斜め上方および／または下方にガイドもされ得る。さらに、熱可塑性フィルムは、少なくとも部分的に円弧上にガイドされ得る。どの配置を選択するかは、とりわけ、利用可能なスペース、およびその他の実用的な考慮事項に依存し得る。

一実施形態によれば、供給装置は、加熱装置も冷却装置も含まないフィルム用の代替供給経路を備える。したがって、この代替供給経路では、フィルムは加熱されることなくラミネートユニットに供給される。例えば、ラミネートに熱可塑性フィルムを使用せずに別の材料を使用する場合、またはフィルムと基材との間の結合が別の方法、例えば別個に適用した接着剤によって確立された場合、別の供給経路を使用できる。特に、１つのシステムで異なる方法を同時にまたは交互に使用する場合、代替供給経路の存在は有利である。

一実施形態によれば、前記装置は、冷却装置で生成した凝縮物を収集するための装置を備える。この装置は、例えば、トラフとして設計することができ、湿った周囲空気のために冷却装置から生成および滴下する凝縮物を収集するように配置することができる。すなわち、冷却装置の運転中にかなりの量の凝縮物が形成されることが分かっており、とりわけ熱可塑性フィルムの表面を損傷する可能性があるため、その量が無秩序な方法でシステムに入ることは意図されない。

本発明のさらなる態様によれば、基材を熱可塑性フィルムでラミネートする方法が特定され、この方法は、フィルムをラミネートユニットに供給することを含み、該供給はフィルムがガイドされる多数の制御可能な従動ローラーによって行われ、供給中、フィルムは第１の面で加熱され、第２の面で冷却され、供給中のフィルムの張力は制御され、特に従動ローラーの速度によっても調整される。

特に、供給装置内の速度は部分的に調整でき、これは従動ローラーを個別に調整できるという事実によって可能になる。ローラーの速度を互いに独立して調整できる場合、連続するローラー間に速度差を設定することが可能であり、それによってフィルムの張力を増加または減少させることができる。

この方法では、フィルムは、少なくとも部分的に非接触式にガイドされ得、制御可能な従動ローラーまたは単純ローラーによって特定の点でのみ支持され得る。これは、コンベヤーベルトまたはローラーを介したガイドの場合よりも、フィルムに発生する摩擦力が低いという利点もある。

フィルムの形態または別の形態で存在できる基材も、ラミネーションユニットに供給される。

一実施形態によれば、フィルムと加熱装置との間の空間に吹き込まれる空気流によって、フィルムは加熱装置から離れて保持される。この目的のために、特に、空間に吹き込まれた空気がグリッドの開口部を通って出て、フィルムを加熱装置から遠ざけることができる。

一実施形態によれば、冷却装置上で生成した凝縮物が吸収され、場合により排出される。

本発明の実施形態は、概略図を参照して以下により詳細に説明される。

図１は、本発明の第１の実施形態による、基材を熱可塑性フィルムでラミネートするための装置を概略的に示す。 図２は、本発明の第２の実施形態による、基材を熱可塑性フィルムで積層するための装置を概略的に示す。 図３は、本発明の第３の実施形態による、基材を熱可塑性フィルムで積層するための装置を概略的に示す。 図４は、本発明の第４の実施形態による、基材を熱可塑性フィルムで積層するための装置を概略的に示す。

図１は、基材を熱可塑性フィルムでラミネートするための装置１を示す。図１では、熱可塑性フィルムは参照符号１１で示され、基材は参照符号１２で示され、既にラミネートされた基材は参照符号１３で示されている。

装置１は、特にフィルム１１を基材１２上に押し付けるための多数のローラー３を備えるラミネートユニット２を備える。さらに、装置１は、熱可塑性フィルム１１のラミネートユニット２のための供給装置４を備える。フィルム１１は、巻出機５から巻き出され、供給装置４によってラミネートユニット２に運ばれ、その後、コーティングされた基材１３が巻取機６によって巻き上げられる。

供給装置４は、多数の制御可能な従動ローラー１０を備える。図示の実施形態では、３つの従動ローラー１０が示されている。しかしながら、この図は単なる例示であり、より多くの、またはより少ない従動ローラーを設けることもできる。

供給装置４は、フィルム１１をガイドし偏向させる働きをする更なるローラーまたはロールを備え、それは例としてのみ示され、より詳細には説明されない。熱可塑性フィルム１１は、従動ローラー１０によって、矢印７の方向でラミネートユニット２に搬送される。図示の実施形態では、基材１２も、適切な供給装置９によって、矢印８に沿ってラミネートユニット２に搬送される。ラミネート後、ラミネートされた基材１３は、矢印７に沿って巻取機６に搬送される。

フィルム１１は、大部分が非接触式で供給される。ローラー１０の領域においてのみ、フィルム１１は特定の点でガイドまたは支持される。フィルム１１は、ローラー１０の間では支持されない。したがって、フィルムは、特に、フィルムに作用する重力によっておよびローラー１０の回転速度によって生じる張力を有する。

供給装置４を通るその経路に沿って、熱可塑性フィルム１１は、フィルム１１の第１の面１６の加熱装置１４およびフィルム１１の第２の面１７の冷却装置１５を通過してローラー１０の間にガイドされる。加熱装置１４および冷却装置１５もここでは単なる例として示されている。加熱装置１４および冷却装置１５の数および配置は変えることができる。

第１の面１６を加熱すると、第１の面１６上の熱可塑性フィルム１１が軟化して部分的に溶融し、その結果、前記フィルムはラミネートユニット２内で基材１２に結合できる。第２の面１７を冷却することは、フィルム１１が完全に溶融するのを防ぎ、ラミネートユニット２への搬送プロセスに必要な一定の安定性を維持するのに役立つ。

フィルム１１は、加熱装置１４および冷却装置１５から離れてガイドされる。加熱装置１４とフィルム１１との間には、フィルム１１が加熱装置１４に付着するのを防止することを意図したグリッド１８が配置される。

供給装置４は、図１中で破線１９によって示され、加熱装置１４および冷却装置１５を通るようにガイドされない、ラミネートユニット２へのフィルムのための代替供給経路を備える。代替供給経路は、熱可塑性材料で構成されないフィルム、または他の理由で加熱または冷却されないフィルムに使用できる。

装置１は、湿った周囲空気によって冷却装置１５上に生成する凝縮物を収集するためのトラフ２０をさらに備える。凝縮物が重力によって冷却装置１５から流出し、トラフ２０に滴下するように、トラフ２０は冷却装置１５の下に配置される。この経路上で、凝縮物は供給装置４のさらなる要素、特に、凝縮物によって損傷を受け得る加熱装置１４を通過しない。このようにトラフ２０は、装置１５上に生成した凝縮物が直接トラフ２０に滴下するように配置される。凝縮物を排出することにより、表面の品質を低下し得る凝縮物とフィルム１１との接触がないことが保証される。

図２は、基材を熱可塑性フィルムでラミネートするための装置１の第２の実施形態を示す。この装置１は、半円形の経路上でフィルム１１をガイドするいくつかの従動ローラー１０が設けられているという点で、図１に示される実施形態とは異なる。

図３は、基材を熱可塑性フィルム１１でラミネートするための装置１の第３の実施形態を示す。この実施形態は、フィルム１１が部分的に垂直方向にガイドされるように、いくつかの従動ローラー１０が上下に配置されているという点で、先に示したものとは異なる。図示の実施形態では、２つの加熱装置１４および２つの冷却装置１５が、それぞれ上下に配置されている。

この構成は、特に省スペースであり、小さな設置スペースで実施することもできる。この実施形態では、冷却装置１５は上下に配置されているが、加熱装置１４の上には配置されていないため、凝縮物が加熱装置１４上に滴下することはない。凝縮物を収集するためのトラフ２０が、下部の冷却装置１５のすぐ下に再び設けられている。

図４は、基材１２を熱可塑性フィルム１１でラミネートするための装置１の第４の実施形態を示す。この実施形態は、フィルム１１が供給装置４内で非接触方式ではなく、冷却ローラー２１によって、部分的にガイドされるという点で、先に示したものとは異なる。したがって、フィルム１１の第２の面１７は、冷却ローラー２１の表面上の所定の位置に置かれる。冷却ローラー２１の速度を制御して駆動することもできる。

しかしながら、フィルムは、第１従動ローラー１０と冷却ローラー２１との間のルート部分では非接触式にガイドされる。前記ローラー１０は、加熱によってフィルム１１に生じる応力を補償するタスクを有する。

この実施形態では、冷却ローラー２１で生成した凝縮物をローラー２１から掻き取り、それをトラフ２０に滴下させるスクレーパー２２が設けられる。この場合、スクレーパー２２は、ローラー２１の下面２３の領域に配置され、一方、フィルム１１はローラー２１の上面２４上でガイドされる。このようにして、フィルム１１の品質を低下させ得る、ローラー２１の表面上の凝縮物とフィルム１１との接触を防止する。

１ 装置
２ ラミネートユニット
３ ローラー
４ 供給装置
５ 巻出機
６ 巻取機
７ 矢印
８ 矢印
９ 供給装置
１０ ローラー
１１ フィルム
１２ 基材
１３ ラミネートされた基材
１４ 加熱装置
１５ 冷却装置
１６ 第１の面
１７ 第２の面
１８ グリッド
１９ 破線
２０ トラフ
２１ ローラー
２２ スクレーパー
２３ 下面
２４ 上面

Claims (15)

1. 基材（１２）を熱可塑性フィルム（１１）でラミネートするための装置（１）であって、前記装置（１）は
   ・前記基材（１２）を熱可塑性フィルム（１１）でラミネートするためのラミネートユニット（２）、
   ・前記熱可塑性フィルム（１１）をラミネートユニット（２）に供給するための供給装置（４）
   を備え、
   ここで、前記熱可塑性フィルム（１１）のための供給装置（４）は、前記フィルム（１１）の第１の面（１６）を加熱するための装置（１４）、および前記フィルム（１１）の第２の面（１７）を冷却するための装置（１５）、ならびに前記フィルム（１１）が加熱装置（１４）および冷却装置（１５）を通過するようにガイドされる、多数の制御可能の従動ローラー（１０）を備え、前記フィルム（１１）の張力は、前記従動ローラー（１０）の速度によって調節できる、装置。
2. 前記従動ローラー（１０）は、前記フィルム（１１）の移動方向において、少なくとも加熱および冷却装置（１４、１５）の上流および下流に配置される、請求項１に記載の装置（１）。
3. 前記熱可塑性フィルム（１１）は前記加熱装置（１４）から離れてガイドされる、請求項１に記載の装置（１）。
4. 前記冷却装置（１５）は、前記フィルム（１１）がガイドされる少なくとも１つの冷却されたローラー（２１）を含む、請求項１～３のいずれかに記載の装置（１）。
5. 前記熱可塑性フィルム（１１）は、前記冷却装置（１５）から離れてガイドされる、請求項１～３のいずれかに記載の装置（１）。
6. 前記加熱装置（１４）と前記熱可塑性フィルム（１１）との間に、前記加熱装置（１４）が前記フィルム（１１）と接触するのを防ぐためのグリッド（１８）が配置される、請求項１～５のいずれかに記載の装置（１）。
7. 前記供給装置（４）は、前記熱可塑性フィルム（１１）と前記加熱装置（１４）との間に空気流を発生させるための少なくとも１つの装置を備える、請求項１～６のいずれかに記載の装置（１）。
8. 前記熱可塑性フィルム（１１）は、供給装置（４）内で少なくとも部分的に垂直に上向きおよび／または下向きにガイドされる、請求項１～７のいずれかに記載の装置（１）。
9. 前記熱可塑性フィルムは、供給装置内で、少なくとも部分的に斜め上向きおよび／または下向きにガイドされる、請求項１～８のいずれかに記載の装置（１）。
10. 前記熱可塑性フィルム（１１）は、供給装置（４）内で、少なくとも部分的に円弧上でガイドされる、請求項１～９のいずれかに記載の装置（１）。
11. 前記供給装置（４）は、いかなる加熱装置（１４）または冷却装置（１５）を含まないフィルム（１１）用の代替供給経路を備える、請求項１～１０のいずれかに記載の装置（１）。
12. 前記冷却用装置（１５）で生成した凝縮物を収集するための装置（２０）をさらに備える、請求項１～１１のいずれかに記載の装置（１）。
13. 基材（１２）を熱可塑性フィルム（１１）でラミネートする方法であって、前記方法は前記フィルム（１１）をラミネート装置（２）に供給することを含み、ここで前記供給は、前記フィルム（１１）がガイドされる多数の制御可能な従動ローラー（１０）によって行われ、供給中に前記フィルム（１１）は第１の面（１６）を熱され、第２の面（１７）を冷却され、供給中に前記フィルム（１１）の張力は前記従動ローラー（１０）の速度によって調整される、方法。
14. 前記フィルム（１１）は、前記フィルム（１１）と前記加熱装置（１４）との間の空間に吹き込まれる空気流によって、前記加熱装置（１４）から離れて保持される、請求項１３に記載の方法。
15. 冷却装置（１５）で生成した凝縮物が集められる、請求項１３または１４に記載の方法。