KR20000049153A - 적층 장치 - Google Patents

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탕루엔싱
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싱, 탕 루엔
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Abstract

본 발명은 적층재 제조장치 및 제조방법을 제공한다. 제조방법은 (a) 제1 서플라이 롤러로부터 기재 필름을 배출하는 단계; (b) 복수개의 추가 서플라이 롤러(7)를 포함하는 시스템(5)으로부터 중간층을 배출하는 단계; (c) 상기 제1 서플라이 롤러로부터 배출되는 기재 필름의 수평 이동을 추적하는 단계; 및 (d) 복수개의 추가 서플라이 롤러의 수평 배열이 상기 제1 서플라이 롤러로부터 배출되는 기재 필름에 대하여 일정하게 유지되도록 상기 시스템(5)의 수평 위치를 상기 수평 이동에 대하여 조절하는 단계를 포함한다. 상기 조절 단계 (d)는 수작업으로 이루어지거나, 예를 들면 제1 서플라이 롤러로부터 배출되는 기재 필름에 포함되어 있는 제어선(X)을 추적하는 전자센서(4)를 이용하여 상기 단계 (c)에서의 추적에 대하여 자동적으로 제어할 수 있다. 수평 방향의 배열을 일정하게 유지함으로써 인접해있기는 하지만 중첩하지는 않는 스트립들로 만들어진 중간층을 포함하는 적층 필름을 제조할 수 있다.

Description

적층 장치{Laminating apparatus}
가공 식품, 사탕류, 의약품 및 음료 등과 같은 식품들은 수분, 가스, 수증기, 오일, 화학약품 등으로부터 격리시키는 재료로 통상 포장된다. 또한, 유사 제품과 구별될 수 있도록, 예를 들면 제품의 용도, 성분 등을 표기하거나 제품과 관련된 법정 정보를 제공하기 위한 목적으로 포장재의 표면에 글씨나 그림을 삽입하여 포장재를 만들 수 있다.
이러한 목적으로 개발된 통상의 포장재는 원하는 대로 표면이 인쇄된 1층 또는 2층의 투명한 플라스틱인데, 식품의 보관성을 더 좋게 하기 위해서 2층으로 만드는 것이 바람직하다.
포장재의 시각적 효과를 높이거나 모조품으로부터 보호하기 위해서는 그러한 다층 포장재에 금속화 효과 (예: 홀로그램)를 부가하는 것이 바람직하다. 그 결과 얻어지는 적층 포장재는 통상적으로는 두매의 투명한 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌과 그 사이에 개재되어 있는 한매의 알루미늄 호일 또는 홀로그래픽 필름을 포함하는데, 상기 두매의 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌중 하나 또는 두개 모두에 표면 인쇄 (over-print)가 가능하다. 그러나, 이 포장재는 중간에 불투명한 금속화층이 개재되어 있어 투명하지는 않다.
금속화층을 포함하고 있으면서도 포장된 내용물이 보일 수 있는 포장재를 이용하는 것이 바람직하다. 이러한 포장재는 투명한 외부층 사이에 외부층의 크기와 같은 금속화층을 끼워넣는 대신에 금속화 물질을 스트립 형태로 끼워넣음으로써 만들어진다. 즉, 금속화층이 존재하지 않는 영역에서는 포장재가 투명하게 된다.
그러나, 이와 같이 두매의 플라스틱 사이에 호일 스트립을 단순히 끼워넣는 방법은 대량 생산에 적용하기에는 적합하지 않다. 왜냐하면 최종적으로 얻어지는 적층 포장재의 두께가 균일하지 않게되며 이러한 문제는, 예를 들어 롤링업 공정에서 보다 심각해진다. 그러므로, 중간층에 금속화 물질과 인접하여 평행하게 투명한 물질의 스트립들을 포함시켜서 가능한한 일정한 두께를 갖도록 하여야 한다.
하기와 같은 5개의 층으로 된 바람직한 적층 필름의 두께는 실질적으로 균일하다:
(A) 바람직하게는 표면에 원하는 그림 또는 문자가 인쇄된 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌과 같은 재질로 되어 있는 투명 필름;
(B) 접착층;
(C) 동일한 평면 또는 표면에 서로 다른 소재의 스트립들이 평형하게 놓여져 이루어진 중간층. 이러한 스트립들은, 예를 들면 라이트라인 (lightline) 알루미늄으로 금속화되거나 부분적으로 금속화된 적층 호일, 금속화된 프롤리프로필렌 필름, 알루미늄 호일 또는 투명한 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌일 수 있다.
(D) 추가적인 접착층
(E) 자동 포장 시스템에 적용하기가 용이한 열봉합성 또는 열융합성 필름.
이와 같은 적층된 포장재는 통상 하기와 같은 방법에 따라서 만들어진다. 기재 필름(A)과 중간층(C)의 원료를 서로 다른 서플라이 롤러에 적재한다. 서플라이 롤러로부터 기재 필름(A)이 접착제 저장조를 통과하면서 그 뒷면에 접착층(B)이 입혀진 다음, 건조 터널을 통과하게 된다. 중간층(C)을 형성하는 스트립들이 해당 서플라이 롤러로부터 방출된 다음, 건조 터널(3)을 통과해서 나오는 기재 필름(A)과 어셈블리 롤러에서 만나게된다. 중간층(C)은 접착층(B)과 결합되어 수납 롤러에서 수거되는 적층 필름(AC)를 형성한다.
포장재를 완성하기 위해서는 적층 필름(AC)을 수납 롤러로부터 분리해서 서플라이 롤러에 다시 적재한다. 이어서, 상기공정을 적층 필름(AC)에 대해 반복 실시하여 중간층(C)에 접착제를 도포하고 열봉합성 필름(E)을 접착시켜서 최종 생성물인 적층 포장재(ACE)를 얻는다.
그러나, 이러한 방법으로 적층 포장재를 제조할 때 발생할 수 있는 심각한 문제점은 중간층(C)에 스트립을 배열하는 것이다. 폭이 서로 다를 수 있는 스트립은 통상 드럼의 직경과 모터 속도가 다를 수 있는 별개의 서플라이 롤러로부터 배출된다. 서로 다른 원료로 만들어진 중간층은 인장강도, 마찰계수 및 두께가 서로 다를 수 있다.
어셈블리 롤러에서의 결합 공정 중에 동일한 평면 또는 표면에서 중첩되지 않게 하면서 평행하게 스트립들을 배열하는 것이 과제이다. 적층 공정 중에 스트립에 주름이 생기고, 접혀지고 파손되고 변형되지 않도록 하는 것 역시 어렵다. 이것은 원료의 낭비를 초래할 뿐 아니라 제조 라인이 정지되는 원인을 제공하기도 한다. 또한, 기계의 작은 떨림에 의해 어셈블리 롤러에서 층의 배열이 변하기가 쉬우며, 이러한 이유로 인하여 현재의 제조 장비 및 제조 공정으로는 단 2개의 스트립을 배열할 수 있을 뿐이다.
그러므로 중간층(C)을 형성하는 스트립들이 기재 필름(A)에 대하여 정확하게, 그리고 중첩하지 않고 배열할 수 있는 적층 방법이 필요하다.
본 발명은, 예를 들면 포장 용도 등으로 사용될 수 있는 적층 필름을 생산하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
도 1은 적층 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 어셈블리 롤러(8)에서 적층이 이루어지고 있는 양태를 나타내는 도면이다.
본 발명에 따르면, 제1 서플라이 롤러, 및 제2 및 제3 서플라이 롤러를 구비하는 시스템을 포함하며, 상기 제2 및 제3 서플라이 롤러의 수평 배열이 상기 제1 서플라이 롤러로부터 배출되는 기재 필름에 대하여 일정하게 유지되도록 상기 시스템의 수평 방향 위치가 상기 기재 필름의 수평 이동에 따라서 조절되는 적층 필름 제조장치를 제공하는 것이다.
상기 제2 및 제3 서플라이 롤러의 배열이 상기 기재 필름에 따라 유지되도록 하기 위해서 제조장치의 작동중에 수작업에 의해 상기 시스템의 수평 방향 위치를 조절할 수 있다. 그러나, 상기 제1 서플라이 롤러로부터 배출되는 기재 필름에 포함되어 있는 제어선을 전자센서로 추적함으로써 상기 기재 필름의 수평 이동을 모니터하는 것이 바람직하다. 센서의 출력을 이용하여 상기 시스템의 위치를 자동적으로 조절할 수 있다.
제어선은 그의 수평 이동이 전자 센서에 의하여 추적될 수 있다면 어떠한 형태여도 무방하다. 제어선은 바람직하게는 육안으로 보이는 채색된 선 (colored line)이나, 예를 들면 얇은 마그네틱 스트립일 수 있다. 이러한 제어선의 폭은 바람직하게는 0.5-3.0㎜이다. 이러한 제어선은 연속적일 필요는 없으나, 전자판독이 가능해야 한다. 이와는 달리, 제어선이 제1 서플라이 롤러로부터 배출되는 기재 필름의 테두리일 수도 있다.
전자 센서는 제어선의 수평 이동을 정확하게 추적할 수 있는 임의의 센서일 수 있다. 바람직하게는, 전자 센서는 여러 가지 타잎의 제어선을 추적할 수 있다. 제어선 또는 테두리를 추적하는데 적당한 센서들이 당해 분야에 이미 공지된 바 있는데, 이들은 통상 텅스텐 램프, 및 제어선이 흔들림에 따라 매우 작은 저항 변화도 추적해내는 CdS 라이트 감지기를 포함한다. 반사효율에 따라서 감지기에는 서로 다른 필터들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 반사가 효율적일 경우에는 그라운드 글래스 필터 (ground glass filter)가 사용될 수 있다.
바람직하게는, 시스템과 센서가 일체로 움직이도록 제2 및 제3 서플라이 롤러를 포함하는 시스템에 전자 센서를 고정시킨다.
바람직하게는, 장치의 작동 중에 제2 및 제3 서플라이 롤러의 수평 위치는 서로 고정된 상태로 유지되어야 한다고 하더라도 시스템 내에서 제2 및 제3 서플라이 롤러의 수평 위치는 각각 조절될 수 있다.
본 발명의 다른 면에 따르면, (a) 제1 서플라이 롤러로부터 기재 필름을 배출하는 단계; (b) 복수개의 추가 서플라이 롤러를 포함하는 시스템으로부터 스트립들을 배출하는 단계; (c) 상기 제1 서플라이 롤러로부터 배출되는 기재 필름의 수평 이동을 추적하는 단계; 및 (d) 복수개의 추가 서플라이 롤러의 수평 배열이 상기 제1 서플라이 롤러로부터 배출되는 기재 필름에 대하여 일정하게 유지되도록 상기 시스템의 수평 위치를 상기 수평 이동에 대하여 조절하는 단계를 포함하는 적층 필름의 제조방법이 제공된다.
조절 단계 (d)는 수작업에 의해 실시될 수도 있지만 자동화시키는 것이 바람직하다. 예를 들어 제1 서플라이 롤러로부터 배출되는 기재 필름에 포함되어 있는, 수평 이동을 추적하는 전자 센서의 출력을 이용하여 복수개의 서플라이 롤러의 수평 위치를 자동적으로 제어할 수 있다.
그러므로, 추적 단계 (c)는 상기 제1 서플라이 롤러로부터 배출되는 기재 필름에 포함되어 있는 제어선의 수평 이동을 전자센서로 추적하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
복수개의 추가 서플라이 롤러로부터 배출되는 스트립들은 모두 실질적으로 동일한 두께는 갖는다. 이들 스트립중 하나 이상이 홀로그래픽 필름 또는 금속 필름인 것이 바람직하다.
복수개의 추가 서플라이 롤러의 위치는 각각에 대하여 일정하게 유지되도록 고정되어야 한다. 복수개의 추가 서플라이 롤러에서 복수개는 바람직하게는 3개 이상을 의미한다.
본 발명의 또 다른 면에 따르면, 전술한 바와 같은 방법에 의해 수득가능한 적층 필름이 제공된다.
이와 유사하게, 본 발명은 인접해 있으나 중첩되어 있지는 않은 복수개의 평행한 스트립으로 만들어진 중간층을 포함하는 적층 필름도 제공한다.
인접한 스트립으로 만들어진 중간층은 3개 이상의 스트립을 포함하며, 이중 1개 또는 2개의 스트립이 홀로그래픽 스트립 또는 금속 스트립인 것이 바람직하다. 그러한 스트립은 투명 또는 반투명 스트립과 접해있는 것이 바람직하다. 더 바람직하기로는 이들 중간층은 (예를 들면 홀로그래픽 필름 또는 금속 필름으로 만들어진) 불투명한 스트립이 사이 사이에 끼어있는 투명 또는 반투명 필름의 스트립을 포함한다.
이들 층은 통상은 접착제에 의해 서로 결합된다. 따라서, 본 발명은 투명층, 접착층 및 인접해 있으나 중첩되어 있지는 않은 복수개의 평행한 스트립으로 된 중간층을 포함하는 적층 필름을 제공한다. 상기 스트립중 하나는 홀로그래픽 스트립 또는 금속 스트립인 것이 바람직하다. 물론, 상기 "투명" 층은, 예를 들면 디자인된 대로 표면 인쇄될 수 있는데, 이로 인해 부분적으로만 투명할 수도 있다.
또한, 적층 필름은 추가의 층을 더 포함할 수 있다. 그러므로, 본 발명은 바람직하게는 제4층을 더 포함하는 적층 필름을 제공한다. 제4층은, 예를 들면 열봉합층이거나 접착제층일 수 있다. 적층 필름은 제5층을 더 포함할 수도 있는데, 제5층은 예를 들면 제1층과 동일한 물질로 만들어졌거나 열봉합층일 수 있다.
이들 적층 필름은 백 (bag)이나 파우치로 제작하는 중에 수축포장용으로 사용될 수 있다.
또한 본 발명은 상기 제1 서플라이 롤러로부터 배출되는 기재 필름에 포함되어 있는 전자판독가능한 제어선을 이용하여 복수개의 추가 서플라이 롤러의 배열을 상기 기재 필름에 대하여 제어하는 방법을 제공한다.
본 발명의 바람직한 구현예를 첨부하는 도면과 함께 실시예를 들어 설명할 것인데, 도면중 도 1은 장치를 도시한 것이고 도 2는 필름들이 어셈블리 롤러(8)에서 적층되고 있는 것을 나타낸다.
도 1의 장치는 두개의 층, 즉 기재 필름(A)과 중간층(C)을 결합해서 적층 필름을 형성하기 위한 것이다. 기재 필름(A)은, 예를 들면 폴리에틸렌으로 만들어지며 디자인된 대로 표면 인쇄가 된 투명한 필름일 수 있다. 중간층(C)은 인접하고 있으나 중첩되지는 않은 일련의 평행한 스트립들(C1, C2, C3, …)로 형성된다. 이 스트립들은, 예를 들면 넓은 투명 스트립(C1), 금속화된 얇은 홀로그래픽 스트립(C2), 및 넓은 반투명 스트립(C3)일 수 있으며, 이들 스트립은 차례로 인접하고 있는 형태이다.
투명한 기재 필름(A)을 서플라이 롤러(1)에 적재하고 장력을 조절한다. 이와 유사하게, 중간층(C)을 형성하는 스트립들(C1, C2, C3,…)을 시스템(5)에 장착된 서플라이 롤러들(7)에 적재한다. 서플라이 롤러들(7)의 장력을 조절하고, 중간층(C)을 만들어내는 서플라이 롤러들(7)로부터 배출되는 스트립들의 가장자리가 인접하도록 각각의 서플라이 롤러들(7)을 수평으로 배열한다.
장치의 작동 중에, 기재 필름(A)을 접착제 저장조(2)에 통과시켜 기재 필름(A)의 배면에 접착층(B)을 형성한 다음, 건조 터널(3)에 통과시킨다.
접착층(B)을 가진 기재 필름(A)은 건조 터널(3)을 통과하며 전자 센서(4)가 위치해 있는 곳에 도달한다. 이러한 바람직한 구현예에 있어서, 기재 필름(A)은 건조된 접착층(B)을 통해서도 여전히 전자판독 가능한 제어선(X)을 포함하고 있다. 상기 기재 필름(A)이 상기 센서의 아래를 통과할 때 제어선(X)이 추적 범위내에 있게 되도록 전자 센서(4)의 위치를 정한다.
적층 공정 중에 필름의 이동 경로에 미세한 수평 방향 변화가 일어나면, 전자 센서(4)는 기재 필름(A)의 제어선(X)의 위치를 추적함으로써 이러한 변화를 검출해내고, 복수개의 서플라이 롤러들(7)이 장착 및 지지되어 있는 지지 틀(6)을 포함하는 시스템(5)에 이러한 변화를 상세하게 전달한다. 각각의 서플라이 롤러(7)는 다른 서플라이 롤러들(7)에 대해서도 독립적으로 수평 방향으로 조절될 수 있으나, 서플라이 롤러들(7)의 작동 중에는 서로 고정되어 있다. 각각의 서플라이 롤러(7)는 감속 모터와 장력 검출기를 가지고 있다.
센서(4)로부터의 신호에 대응하여, 시스템(5)의 수평 위치가 조절된다. 서플라이 롤러들(7)은 어셈블리 롤러(8)에 대하여 함께 움직이며, 기재 필름(A)과 중간층(C)을 만들어내는 서플라이 롤러들(7)로부터 배출되는 스트립들이 일정하게 유지된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 중간층(C)을 형성하는 스트립들(C1, C2, C3,…)은 시스템(5)으로부터 배출되어 상기 기재 필름(A)에 정확하게 배열된다. 가열된 어셈블리 롤러(8)에서 기재 필름(A)과 중간층(C)을 형성하는 스트립들이 만나서 상기 스트립들이 접착층(B)을 통하여 기재 필름(A)에 결합됨으로써 적층 필름(AC)이 형성된다. 이 적층 필름(AC)은 수납 롤러(9)를 통해 수거된다.
포장재를 완성하기 위해서는, 적층 필름(AC)을 수납 롤러(9)로부터 분리해내어 서플라이 롤러(1)에 다시 적재한다. 장력을 적당하게 조절한 후에, 적층 필름(AC)에 대해 상기의 공정을 반복 실시하여 접착제를 중간층(C)에 도포하고 열봉합성 필름(E)을 접착시켜서 최종 생성물인 적층 포장재(ACE)를 형성한다.
적층 포장재(ACE)를 적정 온도에서 약 12-48시간 동안 방치하여 적층된 각 층들을 안정화시킨 후에 포장재로 사용한다.
본 발명이 상기의 실시예만으로 설명되었으나 본 발명의 범주 및 사상을 벗어나지 않는 범위에서는 어떠한 변형도 이루어질 수 있음은 자명하다.

Claims (21)

  1. 제1 서플라이 롤러, 및 제2 서플라이 롤러와 제3 서플라이 롤러를 구비하는시스템을 포함하며, 상기 제2 및 제3 서플라이 롤러의 수평 배열이 상기 제1 서플라이 롤러로부터 배출되는 기재 필름에 대하여 일정하게 유지되도록 상기 시스템의 수평 방향 위치가 상기 기재 필름의 수평 이동에 따라서 조절되는 것을 특징으로 하는 적층 필름 제조장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 서플라이 롤러로부터 배출되는 기재 필름에 포함되어 있는 제어선을 추적하는 전자 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적층 필름 제조장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제어선이 육안으로 보이는 채색된 선 (visible colored line)인 것을 특징으로 하는 적층 필름 제조장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제어선이 제1 서플라이 롤러로부터 배출되는 필름의 테두리인 것을 특징으로 하는 적층 필름 제조장치.
  5. 제2항 내지 4항중 어느 한항에 있어서, 상기 전자 센서가 상기 시스템 및 센서가 함께 움직이도록 상기 시스템에 고정되는 것을 특징으로 하는 적층 필름 제조장치.
  6. 제2항 내지 5항중 어느 한항에 있어서, 상기 제2 및 제3 서플라이 롤러의 수평 위치가 상기 시스템 내에서 독립적으로 조절가능한 것을 특징으로 하는 적층 필름 제조장치.
  7. 제1항 내지 6항중 어느 한항 기재의 적층 필름 제조장치를 이용하여 서플라이 롤러들로부터 배출되는 물질층들을 배열하는 방법.
  8. (a) 제1 서플라이 롤러로부터 기재 필름을 배출하는 단계;
    (b) 복수개의 추가 서플라이 롤러를 포함하는 시스템으로부터 스트립들을 배출하는 단계;
    (c) 상기 제1 서플라이 롤러로부터 배출되는 기재 필름의 수평 이동을 추적하는 단계; 및
    (d) 복수개의 추가 서플라이 롤러의 수평 배열이 상기 제1 서플라이 롤러로부터 배출되는 기재 필름에 대하여 일정하게 유지되도록 상기 시스템의 수평 위치를 상기 수평 이동에 대하여 조절하는 단계를 포함하는 적층 필름의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 단계 (c)가 상기 제1 서플라이 롤러로부터 배출되는 기재 필름에 포함되어 있는 제어선의 수평 이동을 전자 센서로 추적하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 복수개의 추가 서플라이 롤러가 3개 이상의 서플라이 롤러인 것을 특징으로 하는 제조방법.
  11. 제8항 내지 10항중 어느 한항에 있어서, 상기 복수개의 추가 서플라이 롤러로부터 배출되는 스트립들이 모두 실질적으로 동일한 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  12. 제8항 내지 11항중 어느 한항 기재의 제조방법에 의해 수득가능한 적층 필름.
  13. 인접하고 있지만 중첩되지는 않은 복수개의 수평한 스트립들로 만들어진 중간층을 포함하는 적층 필름.
  14. 투명층, 접착층 및 인접하고 있지만 중첩되지는 않은 복수개의 수평한 스트립으로 된 중간층을 포함하는 적층 필름.
  15. 제12항 내지 14항중 어느 한항에 있어서, 상기 복수개의 스트립이 3개 이상의 스트립인 것을 특징으로 하는 적층 필름.
  16. 제12항 내지 15항중 어느 한항에 있어서, 제4층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적층 필름.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제4층이 열봉합층 또는 접착층인 것을 특징으로 하는 적층 필름.
  18. 제16항 또는 17항에 있어서, 제5층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적층 필름.
  19. 제18항에 있어서, 상기 제5층이 열봉합층인 것을 특징으로 하는 적층 필름.
  20. 제12항 내지 19항중 어느 한항에 있어서, 상기 스트립들중 하나 이상이 홀로그래픽 스트립 또는 금속 스트립인 것을 특징으로 하는 적층 필름.
  21. 제12항 내지 20항중 어느 한항에 따른 적층 필름으로 만들어진 백.
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