JP5004364B2

JP5004364B2 - サーマルラミネート装置

Info

Publication number: JP5004364B2
Application number: JP2009096869A
Authority: JP
Inventors: 嘉彦松本; 博幸岡見
Original assignee: Nakamoto Packs Co Ltd
Current assignee: Nakamoto Packs Co Ltd
Priority date: 2009-04-13
Filing date: 2009-04-13
Publication date: 2012-08-22
Anticipated expiration: 2029-04-13
Also published as: JP2010247366A

Description

本発明は、２つの基材間を接着樹脂を介して重ね合わせるとともに、熱ロールによって接着樹脂を溶かして基材を貼合するサーマルラミネート装置に関し、更に詳しくは、加工速度に応じて基材の熱ロールに接触する時間を変更できるようにしたサーマルラミネート装置に関する。

一般に、２つの基材を貼合して積層体を製造する方法としては、ドライラミネート法が用いられてきた。ドライラミネート法は、貼合する一方の基材に有機溶剤に溶かした接着剤をグラビアロール等で塗工した後、乾燥オーブン中で溶剤分を揮散させて接着剤を粘着状態にし、この接着剤面に、貼合するもう一方の基材を重ね合わせ、通常４０〜１００℃に加熱した金属ロールとゴムロールとで圧着するものであり、さらに、この貼合した積層体を冷却ロールで冷却した後、巻取って４０〜６０℃の恒温室に３〜７日間保管してエージングを行っている。

しかしながら、ドライラミネート法は、有機溶剤を揮散させるので、作業環境や残留溶剤臭の問題、ＣＯ_２削減への対応、溶剤排出規制（大気汚染防止法改正、各地方条例）への対応等の問題があった。

そこで、近年、基材間を接着樹脂を介して熱によって接着するサーマルラミネート法に移行しつつある（特許文献１、２等参照。）。このサーマルラミネート法は、基材間に接着樹脂を介して重ね合わせた状態で熱ロールに圧着させ、熱ロールの熱により接着樹脂を溶かして基材を貼合するものである。したがって、熱ロールに接触する基材は耐熱性を要求され、通常、耐熱基材／接着樹脂／シーラント基材等の層構成となっていた。接着樹脂／シーラント基材からなる積層体は、共押出し法により形成されたり、シーラント基材に接着樹脂を押出して押出ラミネーションにより形成されている。また、耐熱基材とシーラント基材との間に接着樹脂を押出してサンドラミネーションにより一体化して熱ロールで貼合する場合もある。

従来、このようなサーマルラミネート装置としては、図３に示すような装置が用いられていた。図３において、８１は熱ロール、８２は導入ロール、８３は剥取りロールであり、耐熱基材ａと接着樹脂層が形成されたシーラント基材ｂとを重ね合わせた状態で導入ロール８２により熱ロール８１に圧着させるとともに、剥取りロール８３によりこれらの貼合された積層体（耐熱基材層／接着樹脂層／シーラント基材層）ｃを剥ぎ取るものである。すなわち、耐熱基材ａとシーラント基材ｂとは、導入ロール８２と剥取りロール８３との間で熱ロール８１に圧着され、この間で接着樹脂が溶融され両者を貼合するものである。

特許第４０２３６７８号公報特開２００８−２４６９２３号公報

ところで、接着樹脂を溶かす熱量は、熱ロール８１の温度と熱ロール８１に接触している時間との係数となり、接着樹脂の融点以上の温度で熱ロール８１に接触している好適な時間が決定される。

しかしながら、上述したサーマルラミネート装置においては、加工速度（熱ロールの回転速度）が速くなれば接触している時間が短くなり、逆に加工速度が遅くなれば接触している時間が長くなるので、常に好適な熱量を付与するためには、熱ロールの温度を上下に調整しなければならなかった。

本発明は以上の問題点を解決するためになされたもので、加工速度が変化しても、熱ロールの温度を変更することなく付与する熱量を常に一定にすることが出来るサーマルラミネート装置を提供することを目的とする。

本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討し、加工速度による熱量の変化を、基材が熱ロールに接触している長さを変更することにより調整できることを見出し、本発明を完成させたものである。

請求項１に係るサーマルラミネート装置は、熱ロールと、該熱ロールに第１基材と第２基材とを重ねた状態で圧着させる導入ロールと、該導入ロールで熱ロールに圧着された第１基材と第２基材とを熱ロールより剥ぎ取るものであって熱ロールに圧着された剥取りロールと、該剥取りロールから剥ぎ取られた第１基材と第２基材とからなる積層体を冷却する冷却ロールとを有し、導入ロールと剥取りロールとの間において第１基材又は第２基材の一方に形成されている接着樹脂層により第１基材と第２基材とを接着するサーマルラミネート装置であって、前記導入ロールと剥取りロールとの距離を変更可能とし、熱ロールの回転速度が変化しても第１基材及び第２基材が熱ロールに圧着されている時間を一定とすることが出来ることを特徴として構成されている。

請求項２に係るサーマルラミネート装置は、導入ロールを固定するとともに、前記剥取りロールを熱ロールの周方向に移動自在としたことを特徴として構成されている。

請求項３に係るサーマルラミネート装置は、熱ロールの駆動モータからの出力により剥取りロールの駆動モータを制御し、導入ロールと剥取りロールとの距離を変更することを特徴として構成されている。

請求項４に係るサーマルラミネート装置は、冷却ロールを移動自在とし、剥取りロールと冷却ロールとの距離を一定にできることを特徴として構成されている。

請求項５に係るサーマルラミネート装置は、前記冷却ロールを経た直後の積層体の表面温度を温度検知器によって測定し、その温度が一定になるように、冷却ロールの冷却水量が熱ロールの回転速度に応じて増減できるようにし、熱ロールから剥ぎ取られた第１基材と第２基材とからなる積層体の表面温度を一定に出来るようにしたことを特徴として構成されている。

請求項１に係るサーマルラミネート装置においては、導入ロールと剥取りロールとの距離が変更可能であるので、加工速度（熱ロールの回転速度）が変化しても、導入ロールと剥取りロールとの距離を変更することにより、基材が熱ロールに接触している時間を一定にできる。その結果、基材に常に一定の熱量を付与することが出来る。

請求項２に係るサーマルラミネート装置においては、剥取りロールを熱ロールの周方向に移動自在としてので、剥取りロールの位置を変更することにより、簡単に導入ロールと剥取りロールとの長さを変更することが出来る。

請求項３に係るサーマルラミネート装置においては、熱ロールの駆動モータからの出力により剥取りロールの駆動モータを制御し、導入ロールと剥取りロールとの距離を変更するので、加工速度の変動に直ちに対応することができる。

請求項４に係るサーマルラミネート装置においては、冷却ロールを移動自在とし、剥取りロールと冷却ロールとの距離を一定にできるので、熱ロールから剥ぎ取られた第１基材と第２基材とからなる積層体は、常に一定長さ走行して冷却ロールに接触することができる。

請求項５に係るサーマルラミネート装置においては、前記冷却ロールを経た直後の積層体の表面温度を温度検知器によって測定し、その温度が一定になるように、冷却ロールの冷却水量を熱ロールの回転速度に応じて増減できるので、熱ロールから剥ぎ取られた第１基材と第２基材とからなる積層体の表面温度を一定にできる。その結果、常に一定の加工条件でサーマルラミネートを行うことが出来る。

本発明によるサーマルラミネート装置の全体概略図本発明によるサーマルラミネート装置における貼合部の概略図従来のサーマルラミネート装置における貼合部の概略図

本発明のサーマルラミネート装置においては、導入ロールと剥取りロールとの距離を変更可能としているが、導入ロールと剥取りロールの両方を移動可能に構成しても、どちらか一方を移動可能に構成してもよい。

本発明のサーマルラミネート装置を使用できる積層体としては、耐熱基材層／接着樹脂層／シーラント基材層や耐熱基材層／接樹脂層／中間層／接着樹脂層／シーラント基材層が挙げられるが、これら以外の層構成であっても良い。耐熱基材層は一般的にＰＥＴ、Ｏ−ＮＹ、ＯＰＰフィルム等が挙げられるがＰＥＮ、ＰＣ、ポリイミドフィルム等接着樹脂より融点が高く耐熱性があればこれらにとらわれることはない。中間層は、Ｏ−ＮＹ、ＭＸＤ−６ＮＹ、ＰＶＤＣ、ＥＶＯＨ、ＰＡＮフィルム、ＳｉＯｘ及びＡｌ_２Ｏ_３やＡｌ蒸着したＰＥＴフィルムやＯ−ＮＹフィルム、Ａｌ箔、ＰＶＤＣコートされたＰＥＴフィルムやＯ−ＮＹフィルム、ポリ（メタ）アクリル酸系ポリマー・糖類がコートされたＰＥＴフィルムやＯ−ＮＹフィルム等積層体に強靭性、防湿性やＯ_２ガスバリヤー性を付与する場合に用いられる。シーラント基材層は、一般的にはＰＰ、ＬＤＰＥ、ＬＬＤＰＥが用いられるが熱シールによってシール出来るものであればこれらにとらわれることはない。

次に、本発明によるサーマルラミネート装置の一実施形態を図面を参照して説明する。
図１はサーマルラミネート装置の全体概略図、図２はサーマルラミネート装置における貼合部の概略図である。

図１において、１０は第１基材繰出部、２０は第２基材繰出部、３０は貼合部、４０は冷却部、５０は巻取部であり、第１基材繰出部１０から第１基材としての耐熱基材ａを繰出すとともに、第２基材繰出部２０から第２基材としての接着樹脂層が形成されたシーラント基材ｂを繰出し、これらの耐熱基材ａとシーラント基材ｂとは貼合部３０へ送られ、互いにが重ねあわされた状態で圧着加熱により貼合され積層体ｃが形成される。そして、積層体ｃは冷却部４０において冷却された後、巻取部５０に送られ巻き取られる。

第１基材繰出部１０は、繰出ロール１１、張力検出ロール１２、ダンサーロール１３が設けられ、繰出ロール１１に巻回された耐熱基材ａが張力検出ロール１２及びダンサーロール１３を介して張力をコントロールされながら貼合部３０に送られる。また、途中、コロナ処理機６０により表面がコロナ処理されるとともに、エッジポイントコントロール７０により耐熱基材ａの位置が調整されている。

第２記載繰出部２０は、繰出ロール２１、ダンサーロール２２、張力検出ロール２３、が設けられ、繰出ロール２１に巻回されたシーラント基材ｂがダンサーロール２２及び張力検出ロール２３を介して張力をコントロールされながら貼合部３０に送られる。また、ダンサーロール２２と張力検出ロール２３との間において、コロナ処理機６０により表面がコロナ処理される。

貼合部３０は、図２に示すように、耐熱基材ａを加熱するための熱ロール３１が設けられ、この熱ロール３１は駆動モータ３２により駆動されている。熱ロール３１には、圧着した状態で導入ロール３３が設けられており、この導入ロール３３はシリンダ３４により熱ロール３１方向へ進退自在となっている。導入ロール３３の下流側近傍には、熱ロール３１に圧着した状態で剥取ロール３５が設けられている。この剥取ロール３５は、熱ロール３１の周方向に移動自在となっており、また、シリンダ３６により熱ロール３１方向へ進退自在となっている。

また、熱ロール３１の近傍には、耐熱基材ａを予熱するための第１基材予熱ロール３７が３台設けられるとともに、シーラント基材ｂを予熱する第２基材予熱ロール３８が２台設けられ、第２基材予熱ロール３８と導入ロール３３との間には張力検出ロール３９が設けられている。

冷却部４０は、図２に示すように、剥取ロール３５の近傍に冷却ロール４１が２台垂直方向に連接して設けられ、下方の冷却ロール４１には、ボールネジ４２が連結されて垂直方向に移動自在となっている。４３はボールネジ４２の駆動モータである。また、４４は、冷却ロール４１で冷却された直後の表面温度を検出するための温度検出器である。

巻取部５０は、巻取ロール５１が設けられるとともに、張力検出ロール５２、ダンサーロール５３が設けられ、張力をコントロールしながら積層体ｃを巻き取るようになっている。

以上のようなサーマルラミネート装置においては、まず、第１基材繰出部１０から、張力検出ロール１２及びダンサーロール１３で張力をコントロールしながら耐熱基材ａを送り出し、この耐熱基材ａはコロナ処理機６０でコロナ処理された後、エッジポイントコントロール７０で位置が調整されて貼合部３０に送り込まれる。また、一方、第２基材繰出部２０から、張力検出ロール２３及びダンサーロール２２で張力をコントロールするとともに、コロナ処理機６０でコロナ処理された後、貼合部３０に送り込まれる。

貼合部３０に送られた耐熱基材ａは、まず、第１基材予熱ロール３７で予熱された後、熱ロール３１に送られ、また、シーラント基材ｂも第２基材予熱ロール３８で予熱されるとともに、張力検出ロール３９で張力がコントロールされながら熱ロール３１に送られ、接着樹脂が中になるように重ね合わされた状態で空気が残らないように排除しながら熱ロール３１に接触させるとともに導入ロール３３により圧着される。

熱ロール３１に圧着された耐熱基材ａとシーラント基材ｂとは、熱ロール３１に圧着された状態で熱ロール３１とともに搬送され、剥取ロール３５の位置まで搬送されると、剥取ロール３５により熱ロール３１より剥ぎ取られる。したがって、導入ロール３３と剥取ロール３５との間において熱ロール３１により加熱されるので、シーラント基材ｂの接着樹脂が溶融し、耐熱基材ａとシーラント基材ｂとを貼合する。

このとき、熱ロール３１の温度を一定にした状態で所定の熱量でラミネートする場合、例えば、加工速度（熱ロール３１の回転速度）が２倍になったとすると、剥取ロール３５を移動させ、導入ロール３３と剥取ロール３５との距離を２倍に設定する。これにより、耐熱基材ａ及びシーラント基材ｂの熱ロール３１への接触時間は変わらないので、同一の熱量でラミネートを行うことができる。この剥取ロール３５の移動は、前記熱ロールの駆動モータの出力を検地し制御部（図示せず）により、剥取ロール３５の駆動モータ（図示せず）を制御することにより行うことができる。

貼合部３０により貼合された積層体（耐熱基材／接着樹脂／シーラント基材）ｃは、冷却部４０に送られて冷却ロール４１で冷却される。このとき、加工速度が変化すると、この変化に伴い剥取ロール３５の位置も変化し、その結果、剥取ロール３５と最下段の第１番目の冷却ロール４１との距離が変化することになる。したがって、ボールネジ４２により冷却ロール４１を上下させ、剥取ロール３５と最下段の第１番目の冷却ロール４１との距離が変わらないように調節する。この冷却ロール４１の上下動は、熱ロールの駆動モータの出力を検地し制御部（図示せず）により、駆動モータ４３を制御することにより行うことができる。

冷却ロール４１を経て冷却された積層体ｃは、冷却ロール４１の直後に温度検知器４４によって表面温度が測定され、表面温度が一定になるように冷却ロール４１への冷却水を増減する。このようにすることで、加工速度が変化しても常に一定の加工条件で加工することが出来る。そして、冷却部４０から送り出された積層体ｃは、張力検出ロール５２、ダンサーロール５３で張力をコントロールしながら巻取ロール５１に巻回される。

Claims

熱ロールと、該熱ロールに第１基材と第２基材とを重ねた状態で圧着させる導入ロールと、該導入ロールで熱ロールに圧着された第１基材と第２基材とを熱ロールより剥ぎ取るものであって熱ロールに圧着された剥取りロールと、該剥取りロールから剥ぎ取られた第１基材と第２基材とからなる積層体を冷却する冷却ロールとを有し、導入ロールと剥取りロールとの間において第１基材又は第２基材の一方に形成されている接着樹脂層により第１基材と第２基材とを接着するサーマルラミネート装置であって、前記導入ロールと剥取りロールとの距離を変更可能とし、熱ロールの回転速度が変化しても第１基材及び第２基材が熱ロールに圧着されている時間を一定とすることが出来ることを特徴とするサーマルラミネート装置。
前記導入ロールを固定するとともに、前記剥取りロールを熱ロールの周方向に移動自在としたことを特徴とする請求項１記載のサーマルラミネート装置。
前記熱ロールの駆動モータからの出力により剥取りロールの駆動モータを制御し、導入ロールと剥取りロールとの距離を変更することを特徴とする請求項２記載のサーマルラミネート装置。
前記冷却ロールを移動自在とし、剥取りロールと冷却ロールとの距離を一定にできることを特徴とする請求項１、２又は３記載のサーマルラミネート装置。
前記冷却ロールを経た直後の積層体の表面温度を温度検知器によって測定し、その温度が一定になるように、前記冷却ロールの冷却水量を熱ロールの回転速度に応じて増減できるようにし、熱ロールから剥ぎ取られた第１基材と第２基材とからなる積層体の表面温度を一定に出来るようにしたことを特徴とする請求項１、２、３又は４記載のサーマルラミネート装置。