JP4077467B2 - ラミネート装置及びその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、ＩＤカード、社員証等として広く使用されているカード状積層体（カットペーパーとプラスチック材等の膜状被覆とが熱圧着されているカード状積層体）を製造するための製造工程に使用されるラミネート装置とそのラミネート装置の製造方法との改良に関する。さらに詳しくは、上記のラミネート装置の加熱部材を改良して、上記のラミネート装置の加熱・加圧効果を向上し、ラミネート速度を向上することを可能にするラミネート装置とその装置の製造方法との改良に関する。
カットペーパーとプラスチック材等の膜状被覆との積層体を加熱・加圧・接着する機能を有するラミネート装置は、従来の技術において、知られている。その１例を、図３を参照して説明する。図において、３は１対の弾性ロールであり、金属製円筒（ドラム）３１を弾性体の筒例えばゴム筒３２が覆っている。２は加熱部ハウジングであり、例えばアルミニュウム製鋳物よりなり、弾性ロール３を覆っており、その一部領域に凹部２１が設けられており、その凹部２１の中に平板状の加熱部材４が埋め込み装着されている。この平板状の加熱部材４は、従来技術においては、電熱線が雲母等の板に挟まれている構造を有することが一般である。ラミネートされるカットペーパーとプラスチック材等の膜状被覆との積層体６は、そのカットペーパーと膜状被覆材との積層体６の未接着体がそれに沿って送られる積層体搬送面７の上を矢印の方向に送られて来て、１対の弾性ロール３の間隙に、図において左側から進入して、右側に送り出されることとされている。なお、この説明においては、１対の弾性ロール３が示されているが、一方のみが弾性ロールであり、他方は非弾性ロールであってもよい。また、上記の説明においては、１対の加熱用弾性ロールのみが使用されているが、この１対の加熱用弾性ロール３に加えて、１対または２対以上の非加熱用ロール（送り込み用・予備加熱用・送り出し用等）が使用されてもよい。
この種のラミネート装置は、カットペーパーの構造上当然であるが、連続的に使用される場合は少なく、必要に応じて、間歇的に使用される場合が一般である。したがって、ラミネート装置を使用するにあたって、未だ運転状態になく常温にある加熱用弾性ロールを加熱する必要があるので、加熱用弾性ロール３をできるだけ急速に昇温することが望ましい。さもないと、待ち時間が発生して、ラミネート速度が遅くなるという欠点が発生するからである。
本発明の第１の目的は、この欠点を発生させ難いラミネート装置を提供することにあり、ラミネート装置の運転にあたって加熱用弾性ロールを加熱する場合、加熱用弾性ロールを急速に昇温することを可能にし、ラミネート速度を向上することが可能であるラミネート装置を提供することにある。
本発明の第２の目的は、上記のラミネート装置を製造する方法を提供することにある。
本発明の第１の目的は、この欠点を発生させ難いラミネート装置を提供することにあり、ラミネート装置の運転にあたって加熱用弾性ロールを加熱する場合、加熱用弾性ロールを急速に昇温することを可能にし、ラミネート速度を向上することが可能であるラミネート装置を提供することにある。
本発明の第２の目的は、上記のラミネート装置を製造する方法を提供することにある。
上記のとおり、本発明が解決した課題は、上記のラミネート装置において、加熱用弾性ロールの加熱効果を増大し、被加熱体の昇温速度を増大することである。ところで、熱伝達の原理が、伝導・対流・輻射にあることは、初等物理学の教えるところである。本発明の発明者は、本発明の場合、伝導・対流効果向上の実現は、現実的に、必ずしも容易ではないと判断した。そこで、輻射効果を向上することを指向した。輻射効果向上の最も容易な手段は、輻射線源強度の増大と輻射面積の増大とである。ところで、輻射線源強度の増大はコストの増大を伴うので、本発明の発明者は、輻射面積の増大を指向した。
従来技術において、輻射面積の増大が困難であった理由は、加熱部材として、電熱線が雲母等の板に挟まれている構造の平板状加熱部材を使用していたため、本来、円筒状の加熱部ハウジング（正確には管状の加熱部ハウジング）を前提とした場合、平板状加熱部材をもってしては、輻射面積の増大が困難であったことにある。換言すれば、管状の加熱部ハウジングの内面の広い範囲に平板状加熱部材を装着することが必ずしも容易ではなかったことにある。
そこで、本発明の発明者は、電熱線と雲母板との組み合わせをもって構成される板状の加熱部材を、すじ押し法等を使用して、短冊状板材の複数の長辺が相互に接触して短辺の方向に連続して形成されており、湾曲した形状（円筒の周面の一部を円筒の軸に平行に切断した形状）を有し、弾性的に屈曲可能である加熱部材（以下、多面状体の加熱部材と言う。）とすれば、加熱部材を、円筒状の加熱部ハウジング（正確には管状の加熱部ハウジング）の広い面に亘って埋め込み装着することができ、輻射面積の増大が可能になるであろうとの着想を得た。そして、この着想を具体化して、本発明を完成した。
従来技術において、輻射面積の増大が困難であった理由は、加熱部材として、電熱線が雲母等の板に挟まれている構造の平板状加熱部材を使用していたため、本来、円筒状の加熱部ハウジング（正確には管状の加熱部ハウジング）を前提とした場合、平板状加熱部材をもってしては、輻射面積の増大が困難であったことにある。換言すれば、管状の加熱部ハウジングの内面の広い範囲に平板状加熱部材を装着することが必ずしも容易ではなかったことにある。
そこで、本発明の発明者は、電熱線と雲母板との組み合わせをもって構成される板状の加熱部材を、すじ押し法等を使用して、短冊状板材の複数の長辺が相互に接触して短辺の方向に連続して形成されており、湾曲した形状（円筒の周面の一部を円筒の軸に平行に切断した形状）を有し、弾性的に屈曲可能である加熱部材（以下、多面状体の加熱部材と言う。）とすれば、加熱部材を、円筒状の加熱部ハウジング（正確には管状の加熱部ハウジング）の広い面に亘って埋め込み装着することができ、輻射面積の増大が可能になるであろうとの着想を得た。そして、この着想を具体化して、本発明を完成した。
この技術思想を、整理して表現すれば、下記のとおりとなる。
本発明に係るラミネート装置は、カットペーパーと膜状被覆材との積層体が、積層体搬送面に沿って送られ、その積層体を加熱・加圧・接着するために、少なくとも１対のロールの組を有し、そのロールの組をなすロールの少なくとも１個は弾性ロールであり、その弾性ロールは、その接触面を除いて、前記の弾性ロールを覆う加熱部ハウジングに囲まれており、この加熱部ハウジングの内面には、前記の弾性ロールの軸と平行する方向に前記の弾性ロールの表面に沿って掘削・形成されている凹部を有し、この凹部の両端に、前記の弾性ロールの軸方向に延在し、前記の凹部の端部を囲む凸部を有し、前記の凹部の中に、板状の加熱部材が埋め込み装着されて、前記の凸部によって係止されているラミネート装置において、前記の加熱部ハウジングの内面に設けられた前記の凹部の内面は、前記の弾性ロールの表面に対応する曲面状の形状をなし、前記の板状の加熱部材は、電熱線と雲母板との組み合わせをもって構成される平板状の加熱部材を原材料とし、すじ押し法を使用して、短冊状板材の複数の長辺が相互に接触して短辺の方向に連続して形成され、前記の凹部に対応する湾曲した形状を有し、弾性的に屈曲可能であり、前記の弾性ロールの面の少なくとも４０％と対向しているラミネート装置である。
そして、弾性ロールの組は、その周面が弾性筒状体をもって覆われている構造であっても、１対の非弾性ロールが弾性的に相互に支持・押圧されている構造であっても、いずれでも良い。
板状の加熱部材の厚さは、 ０．１〜０．３ｍｍが最適であることが実験的に確認されている。
本発明に係るラミネート装置の製造方法は、カットペーパーと膜状被覆材との積層体が、積層体搬送面に沿って送られ、その積層体を加熱・加圧・接着するために、少なくとも１対のロールの組を有し、その少なくとも１対のロールの組をなすロールの少なくとも１個は弾性ロールよりなり、この弾性ロールは、その接触面を除いて前記の弾性ロールを覆う加熱部ハウジングに囲まれており、この加熱部ハウジングの内面には、前記の弾性ロールの軸と平行する方向に前記の弾性ロールの内面に沿って掘削・形成されている凹部を有し、この凹部の両端に前記の弾性ロールの軸方向に延在し前記の凹部の端部を囲む凸部を有し、前記の凹部の中に、板状の加熱部材が埋め込み装着されて、前記の凸部によって係止されてなるラミネート装置を製造する方法において、前記の加熱部ハウジングの内面に設けられた前記の凹部の内面を、前記の弾性ロールの面に対応する曲面状の形状に形成し、電熱線と雲母板との組み合わせをもって構成される平板状の加熱部材を原材料とし、すじ押し法を使用して、短冊状板材の複数の長辺が相互に接触して短辺の方向に連続して形成され、前記の凹部に対応する湾曲した形状を有し、弾性的に屈曲可能であり、前記の弾性ロールの面の少なくとも４０％と対応する大きさを有する多面状加熱部材を製造し、この多面状加熱部材を、前記の弾性ロールの面の少なくとも４０％と対応させて、前記の凹部に埋め込み装着する工程を有するラミネート装置の製造方法である。
上記のすじ押し法は、加熱部材を構成する雲母板を凹凸を有さないロールと突起を有するロールとの間に通して、連続的にすじ押し成型する方法であり、この工程を使用して形成したすじに沿って雲母板を折り曲げることにより、雲母板を弾性的に屈曲可能にすると言う目的は達成される。
本発明に係るラミネート装置は、カットペーパーと膜状被覆材との積層体が、積層体搬送面に沿って送られ、その積層体を加熱・加圧・接着するために、少なくとも１対のロールの組を有し、そのロールの組をなすロールの少なくとも１個は弾性ロールであり、その弾性ロールは、その接触面を除いて、前記の弾性ロールを覆う加熱部ハウジングに囲まれており、この加熱部ハウジングの内面には、前記の弾性ロールの軸と平行する方向に前記の弾性ロールの表面に沿って掘削・形成されている凹部を有し、この凹部の両端に、前記の弾性ロールの軸方向に延在し、前記の凹部の端部を囲む凸部を有し、前記の凹部の中に、板状の加熱部材が埋め込み装着されて、前記の凸部によって係止されているラミネート装置において、前記の加熱部ハウジングの内面に設けられた前記の凹部の内面は、前記の弾性ロールの表面に対応する曲面状の形状をなし、前記の板状の加熱部材は、電熱線と雲母板との組み合わせをもって構成される平板状の加熱部材を原材料とし、すじ押し法を使用して、短冊状板材の複数の長辺が相互に接触して短辺の方向に連続して形成され、前記の凹部に対応する湾曲した形状を有し、弾性的に屈曲可能であり、前記の弾性ロールの面の少なくとも４０％と対向しているラミネート装置である。
そして、弾性ロールの組は、その周面が弾性筒状体をもって覆われている構造であっても、１対の非弾性ロールが弾性的に相互に支持・押圧されている構造であっても、いずれでも良い。
板状の加熱部材の厚さは、 ０．１〜０．３ｍｍが最適であることが実験的に確認されている。
本発明に係るラミネート装置の製造方法は、カットペーパーと膜状被覆材との積層体が、積層体搬送面に沿って送られ、その積層体を加熱・加圧・接着するために、少なくとも１対のロールの組を有し、その少なくとも１対のロールの組をなすロールの少なくとも１個は弾性ロールよりなり、この弾性ロールは、その接触面を除いて前記の弾性ロールを覆う加熱部ハウジングに囲まれており、この加熱部ハウジングの内面には、前記の弾性ロールの軸と平行する方向に前記の弾性ロールの内面に沿って掘削・形成されている凹部を有し、この凹部の両端に前記の弾性ロールの軸方向に延在し前記の凹部の端部を囲む凸部を有し、前記の凹部の中に、板状の加熱部材が埋め込み装着されて、前記の凸部によって係止されてなるラミネート装置を製造する方法において、前記の加熱部ハウジングの内面に設けられた前記の凹部の内面を、前記の弾性ロールの面に対応する曲面状の形状に形成し、電熱線と雲母板との組み合わせをもって構成される平板状の加熱部材を原材料とし、すじ押し法を使用して、短冊状板材の複数の長辺が相互に接触して短辺の方向に連続して形成され、前記の凹部に対応する湾曲した形状を有し、弾性的に屈曲可能であり、前記の弾性ロールの面の少なくとも４０％と対応する大きさを有する多面状加熱部材を製造し、この多面状加熱部材を、前記の弾性ロールの面の少なくとも４０％と対応させて、前記の凹部に埋め込み装着する工程を有するラミネート装置の製造方法である。
上記のすじ押し法は、加熱部材を構成する雲母板を凹凸を有さないロールと突起を有するロールとの間に通して、連続的にすじ押し成型する方法であり、この工程を使用して形成したすじに沿って雲母板を折り曲げることにより、雲母板を弾性的に屈曲可能にすると言う目的は達成される。
本発明においては、第１に、例えば、電熱線が雲母板に挟まれている構造の板状の加熱部材等、電熱線と雲母板との組み合わせをもって構成される板状の加熱部材が、複数の短冊状板材がその短辺の方向に連続して形成されている多面状体をなしており、その結果、板状の加熱部材は、弾性的に屈曲可能であり、その結果、弾性ロールの面に対応する湾曲形状にされており、最終的結果として、弾性ロールの面の少なくとも４０％と対向しているので、輻射面が広くなり、加熱効果が増大しているので、本願発明に係るラミネート装置を運転するために、加熱用弾性ロールを加熱し始める場合、急速に昇温することが可能になり、ラミネート速度が向上することになる。また、実験の結果によれば、板状の加熱部材の厚さが０．１〜０．３ｍｍであると、その効果は最適であることが確認されている。
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係るラミネート装置に就いて説明する。
図１参照
図１は、本発明の１実施の形態に係るラミネート装置の側断面図である。図において、３は１対の弾性ロールであり、金属製円筒体（ドラム）３１を弾性体の筒例えばゴム筒３２が覆っている。２は加熱部ハウジングであり、例えばアルミニュウム製鋳物のハウジングであり、弾性ロール３を覆っている。その一部領域には、弾性ロール３の周面の少なくとも４０％をカバーする曲面状とされている凹部２１が設けられており、この曲面状とされている凹部２１の中に、複数の短冊状板材がその短辺の方向に連続して形成されている多面状体をなす加熱部材４ａ（図２に示されている湾曲状体）が埋め込み装着されている。なお、凹部２１の端部には、凸部２２が設けられており、多面状体をなす加熱部材４ａ（図２に示されている湾曲状体）を係止する機能を発揮する。
ラミネートされるカットペーパーとプラスチック材等の膜状被覆との積層体６は、そのカットペーパーと膜状被覆材との積層体６の未接着体がそれに沿って送られる積層体搬送面７の上を矢印の方向に送られて来て、１対の弾性ロール３の間隙に、図において左側から進入して、右側に送り出されることとされている。
なお、図示する加熱用弾性ロール３とハウジング２との組は、上下いずれか一方のみでも支障はない。すなわち、上下いずれか一方は、非弾性ロールのみでも支障はない。
また、図示していないが、加熱用弾性ロール３に加えて、１対または２対以上の非加熱用ロール、即ち、プルインロール（原料材積層体送り込み用ロール）や予備加熱用ロールやペイオフロール（完成材積層体送り出し用ロール）を設けても、勿論、全く支障はない。
図１は、本発明の１実施の形態に係るラミネート装置の側断面図である。図において、３は１対の弾性ロールであり、金属製円筒体（ドラム）３１を弾性体の筒例えばゴム筒３２が覆っている。２は加熱部ハウジングであり、例えばアルミニュウム製鋳物のハウジングであり、弾性ロール３を覆っている。その一部領域には、弾性ロール３の周面の少なくとも４０％をカバーする曲面状とされている凹部２１が設けられており、この曲面状とされている凹部２１の中に、複数の短冊状板材がその短辺の方向に連続して形成されている多面状体をなす加熱部材４ａ（図２に示されている湾曲状体）が埋め込み装着されている。なお、凹部２１の端部には、凸部２２が設けられており、多面状体をなす加熱部材４ａ（図２に示されている湾曲状体）を係止する機能を発揮する。
ラミネートされるカットペーパーとプラスチック材等の膜状被覆との積層体６は、そのカットペーパーと膜状被覆材との積層体６の未接着体がそれに沿って送られる積層体搬送面７の上を矢印の方向に送られて来て、１対の弾性ロール３の間隙に、図において左側から進入して、右側に送り出されることとされている。
なお、図示する加熱用弾性ロール３とハウジング２との組は、上下いずれか一方のみでも支障はない。すなわち、上下いずれか一方は、非弾性ロールのみでも支障はない。
また、図示していないが、加熱用弾性ロール３に加えて、１対または２対以上の非加熱用ロール、即ち、プルインロール（原料材積層体送り込み用ロール）や予備加熱用ロールやペイオフロール（完成材積層体送り出し用ロール）を設けても、勿論、全く支障はない。
図２参照
図２は、本発明の１実施の形態に係るラミネート装置に使用される多面状体の加熱部材４ａ（複数の短冊状板材が短辺の方向に連続して形成されている湾曲した形状を有する。）の斜視図である。図において、多面状板状の加熱部材４ａは、弾性ロールの面に対応する曲面状をなしている。また、４１は、弾性ロールの面に沿って多面状に連続する形状を示す。これにより、弾性的に屈曲可能性が確保される。
図２は、本発明の１実施の形態に係るラミネート装置に使用される多面状体の加熱部材４ａ（複数の短冊状板材が短辺の方向に連続して形成されている湾曲した形状を有する。）の斜視図である。図において、多面状板状の加熱部材４ａは、弾性ロールの面に対応する曲面状をなしている。また、４１は、弾性ロールの面に沿って多面状に連続する形状を示す。これにより、弾性的に屈曲可能性が確保される。
このように、加熱部材４ａが、多面板状体（複数の短冊状板材が短辺の方向に連続して形成されている形状を有する。）にされているため、弾性的に屈曲可能性が確保され、結果的に、多面板状体の加熱部材４ａは、弾性ロール３の面の少なくとも４０％対向することができる。そのため、加熱効果が大きく、ラミネート速度が向上する。
０．０５ｍｍ、０．１０ｍｍ、０．２０ｍｍ、０．３０ｍｍ、０．４０ｍｍの各厚さの雲母板を用い、これらの雲母板を、ロール面に突起を有さず、ロール面がフラットなロールとロール面に突起を有しロール面に凹凸を有するロールとの間隙に通し、連続的にすじ押し成型法を実行した。なお、折り曲げした際、綺麗な多面状の曲線構造を実現するために、すじ押し成型する間隔（平成されるすじ相互間の間隔）を約２ｍｍとした。それぞれの厚さに対して、３枚ずつ実行した。
次に、すじ押し成型した雲母板に電熱ヒーター線を巻き、その上下に、すじ押し成型した雲母板を積層して３層構造とした。３層構造にした理由は、電熱ヒーター線を保護するためである。上記の工程を使用して、それぞれの厚さに対する加熱部材を完成した。
それぞれの厚さに対して、加熱部材を製造する工程における電熱ヒーター線の巻き易さ、加熱部材（曲線のカーブが１３ｍｍＲである。）を加熱部ハウジングに取り付ける工程における加熱部材の湾曲状態、及び、それぞれの加熱部材を使用して、弾性ロールの表面が１００℃に上昇するまでの時間を比較試験した結果を、以下の表に示す。
その結果にもとづき、雲母板の厚さは、０．１〜０．３ｍｍが望ましいと結論した。
次に、すじ押し成型した雲母板に電熱ヒーター線を巻き、その上下に、すじ押し成型した雲母板を積層して３層構造とした。３層構造にした理由は、電熱ヒーター線を保護するためである。上記の工程を使用して、それぞれの厚さに対する加熱部材を完成した。
それぞれの厚さに対して、加熱部材を製造する工程における電熱ヒーター線の巻き易さ、加熱部材（曲線のカーブが１３ｍｍＲである。）を加熱部ハウジングに取り付ける工程における加熱部材の湾曲状態、及び、それぞれの加熱部材を使用して、弾性ロールの表面が１００℃に上昇するまでの時間を比較試験した結果を、以下の表に示す。
その結果にもとづき、雲母板の厚さは、０．１〜０．３ｍｍが望ましいと結論した。
以上説明したとおり、本発明に係るラミネート装置は、少なくとも１対の弾性ロールの組を有しており、その弾性ロールは、接触面を除いて、弾性ロールを覆う加熱部ハウジングに囲まれており、この加熱部ハウジングは、弾性ロールの面に沿って、加熱部材を収容するための凹部を有し、この凹部の両端には、加熱部材係止用凸部が設けられており、上記の加熱部材は、電熱線と雲母板との組み合わせをもって構成され、複数の短冊状板材（雲母板）が短辺の方向に連続して形成される多面状体をなし、その結果、弾性的に屈曲可能であり、弾性ロールの面に沿って湾曲状とされることができ、その結果、弾性ロールの面の少なくとも４０％と対向しているので、輻射面が大きく、本願発明に係るラミネート装置を運転するにあたり、加熱用弾性ロールを加熱する場合、急速に昇温することが可能になり、ラミネート速度が向上する。
Claims (2)
- カットペーパーと膜状被覆材との積層体が、積層体搬送面に沿って送られ、前記積層体を加熱・加圧・接着するために、少なくとも１対のロールの組を有し、該少なくとも１対のロールの組をなすロールの少なくとも１個は弾性ロールよりなり、該弾性ロールは、その接触面を除いて、前記弾性ロールを覆う加熱部ハウジングに囲まれてなり、該加熱部ハウジングの内面には、前記弾性ロールの軸と平行する方向に前記弾性ロールの表面に沿って掘削・形成されている凹部を有し、該凹部の両端に、前記弾性ロールの軸方向に延在し、前記凹部の端部を囲む凸部を有し、前記凹部の中に、板状の加熱部材が埋め込み装着されて、前記凸部によって係止されてなるラミネート装置において、
前記加熱部ハウジングの内面に設けられた前記凹部の内面は、前記弾性ロールの表面に対応する曲面状の形状をなし、前記板状の加熱部材は、電熱線と雲母板との組み合わせをもって構成される平板状の加熱部材を原材料とし、すじ押し法を使用して、短冊状板材の複数の長辺が相互に接触して短辺の方向に連続して形成され、前記凹部に対応する湾曲した形状を有し、弾性的に屈曲可能であり、前記弾性ロールの面の少なくとも４０％と対向してなる
ことを特徴とするラミネート装置。 - カットペーパーと膜状被覆材との積層体が、積層体搬送面に沿って送られ、前記積層体を加熱・加圧・接着するために、少なくとも１対のロールの組を有し、該少なくとも１対のロールの組をなすロールの少なくとも１個は弾性ロールよりなり、該弾性ロールは、その接触面を除いて前記弾性ロールを覆う加熱部ハウジングに囲まれてなり、該加熱部ハウジングの内面には、前記弾性ロールの軸と平行する方向に前記弾性ロールの内面に沿って掘削・形成されている凹部を有し、該凹部の両端に前記弾性ロールの軸方向に延在し前記凹部の端部を囲む凸部を有し、前記凹部の中に、板状の加熱部材が埋め込み装着されて、前記凸部によって係止されてなるラミネート装置を製造する方法において、
前記加熱部ハウジングの内面に設けられた前記凹部の内面を、前記弾性ロールの面に対応する曲面状の形状に形成し、
電熱線と雲母板との組み合わせをもって構成される平板状の加熱部材を原材料とし、すじ押し法を使用して、短冊状板材の複数の長辺が相互に接触して短辺の方向に連続して形成され、前記凹部に対応する湾曲した形状を有し、弾性的に屈曲可能であり、前記弾性ロールの面の少なくとも４０％と対応する大きさを有する多面状加熱部材を製造し、
該多面状加熱部材を、前記弾性ロールの面の少なくとも４０％と対応させて、前記凹部に埋め込み装着する
工程を有する
ことを特徴とするラミネート装置の製造方法。
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