KR20200051660A - 열가소성 코팅 재료를 가지고 기판을 라미네이팅하기 위한 디바이스 - Google Patents

열가소성 코팅 재료를 가지고 기판을 라미네이팅하기 위한 디바이스 Download PDF

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Abstract

본 발명은 열가소성 코팅 재료(2)를 가지고 기판(4)을 라미네이팅(laminate)하기 위한 디바이스에 관한 것으로서, 상기 디바이스는, 코팅 재료의 표면을 용융시키기 위한 IR 가열 디바이스(3)를 포함하고, 코팅 재료(2)의 대향되는 표면을 능동적으로 냉각하는 대향되는 냉각 장치(1)를 포함하며, 및 핫-멜트 접착 결합을 생성하기 위하여 기판 웹(4)과 코팅 재료(2)를 함께 프레스하는 적어도 하나의 프레스-롤러 어셈블리(5)를 포함한다. 완성된 제품 내의 임의의 불규칙성들을 방지하기 위하여, 본 발명은, 회전가능 구동형 냉각 롤러(1)로서 설계되는 냉각 장치로서, 냉각 장치의 둘레에 걸쳐 다음의 구성요소들이 연속적으로 배열되며, 상기 구성요소들은: - 열가소성 코팅 재료(2)에 대한 공급 장치(2a), - 냉각 롤러(1) 상에 놓인 열가소성 코팅 재로(2)의 표면을 가열하기 위한 하나 이상의 IR 방사 히터들(3), - 기판 웹(4)에 대한 공급 장치(4a), - 코팅 재료(2)에 대하여 기판 웹(4)을 프레스하기 위한 하나 이상의 프레스 롤러들(5), - 및 라미네이팅된 제품(6)에 대한 제거 장치(6a)인, 냉각 장치를 제안한다.

Description

열가소성 코팅 재료를 가지고 기판을 라미네이팅하기 위한 디바이스
본 발명은 열가소성 코팅 재료를 가지고 기판을 연속적으로 라미네이팅(laminate)하기 위한 디바이스에 관한 것으로서, 상기 디바이스는, 이에 의해 열가소성 코팅 재료의 표면이 용융되는 IR 가열 디바이스를 포함하고, 가열 장치에 대향되며, 용융된 표면에 대향되는 연속적인 열가소성 코팅 재료의 표면을 능동적으로 냉각하는 냉각 장치를 포함하며, 및 이에 의해 연속적인 기판 웹(web) 및 연속적인 열가소성 필름 웹이 기판 웹과 열가소성 재료 사이에 결합을 생성하도록 함께 프레스되는 적어도 하나의 프레스-롤러(press-roller) 어셈블리를 포함한다.
이러한 디바이스들을 사용하여 생산되는 라미네이트들은 특히 위생 제품들, 음식 패키징을 위한 필름들, 건설 필름들, 농업 필름들 및 다른 기술적 라미네이트들의 생산에 유익하며, 이는 제품 내에 어떠한 접착제도 사용되지 않거나 또는 사용되는 접착제의 양을 크게 감소시킬 수 있기 때문이다. 특히 비-직조(non-woven) 재료들이 위생 제품들에 대한 기판(substrate)들로서 가능하지만, 직조되거나 또는 편조된 섬유들 및 얇은 폼(foam) 웹들이 또한 가능하다. 다른 애플리케이션들에 대하여, 예를 들어, PE, CPP, 등과 같은 열가소성 플라스틱 재료들로 만들어진 다른 기판들이 또한 사용될 수 있다.
처음에 언급된 유형의 디바이스는, 예를 들어, DE 10 2013 001 826 A1로부터 알려져 있다. 이러한 알려진 디바이스에 있어서, 냉각 장치는 고정식 냉각 플레이트로서 설계되며, 냉각 장치에 걸쳐 연속적인 열가소성 필름 웹이 가이드되고, 냉각 장치는, 필름 웹이 가열 장치에 의해 위로부터 용융되는 동안 동시에 아래로부터 필름 웹을 냉각한다. 이러한 알려진 디바이스의 하나의 문제는, 그것의 대향 표면의 냉각에도 불구하고 그것의 표면의 용융에 기인하여 연속적인 필름 웹이 상대적으로 불안정하다는 것이다. 결과적으로, 열가소성 필름 웹은 이것이 프레스-롤러 어셈블리에 도달하기 이전에 뒤틀리게 되고 그에 따라서 대응하는 불규칙성(irregularity)들이 최종 제품 내에 생성될 수 있는 위험성이 존재한다.
원칙적으로 유사한 문제가 종래 기술(WO 2016/026918A1)에 따라 알려진 다른 디바이스에서도 발생하지만, 그러나, 이는 접착제를 가지고 동작하지만 유사하게 그것의 표면을 용융시킴으로서 결합될 열가소성 필름 웹의 표면의 활성화를 제공한다. 이러한 알려진 디바이스에 있어서, 롤러들 주위를 통과하는 지지 컨베이어 벨트는 고정식 냉각 플레이트와 냉각될 열가소성 필름 사이에 배열된다. 그러나, 이러한 지지 컨베이어 벨트는 냉각 장치의 냉각 효과를 상당히 손상시키며, 프레스-롤러 어셈블리의 전방의 영역에서 연속적인 열가소성 필름 웹을 충분히 안정화시키지 않는다. 필름 웹을 균일하게 용융시키는 것이 또한 이러한 디바이스에서 중요하지 않으며, 이는 충분한 접착제가 추가적으로 사용될 수 있기 때문이다.
냉각에 의해 초래되는 문제들을 제거하기 위하여, EP 3　098　060 A1로부터 알려진 디바이스는 대향 표면의 어떠한 냉각도 없이 연속적인 열가소성 필름 웹의 표면을 용융시키려고 시도한다. 이를 가능하게 하기 위하여, 여기에서 IR 레이저가 표면을 용융시키기 위해 사용되며, 대향 표면의 냉각이 완전히 생략된다. 이러한 디바이스에서, 물론, 인장된(tensioned) 열가소성 필름 웹이 그것의 표면 상에서 용융되고 그에 따라서 약화되어 그것이 프레스-롤러 어셈블리에 진입하기 이전에 뒤틀리게 될 위험성이 또한 존재한다. 추가로, 연속적인 열가소성 필름 웹의 표면에 걸쳐 하나의 레이저 빔의 고도로 포커싱된 에너지를 균일하기 분포시키는 것이 용이하지 않으며, 특히, 이러한 필름 웹이 최대 350 m/분에 이르는 속력으로 통과한다는 것을 고려하면 더 그러하다. 따라서, 필름 웹의 표면 영역 내에서의 상이한 열 팽창에 기인하여 불규칙성들이 발전할 수 있거나 또는 열가소성 필름 웹이 포인트들에서 기판에 충분히 접착되지 않을 위험성이 존재한다.
따라서, 본 발명에 의해 해결되는 문제는, 열가소성 코팅 재료가 프레스-롤러 어셈블리에 진입하기 이전에 뒤틀리게 되지 않고 기판에 대한 열가소성 코팅 재료의 균일한 접착이 보장되도록 처음에 언급된 유형의 디바이스를 개발하는 것이다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 처음에 언급된 유형의 디바이스로부터 시작하여, 본 발명은 회전가능 구동형 냉각 롤러로서 설계되는 냉각 장치를 제안하며, 이의 둘레에 걸쳐 다음의 구성요소들이 연속적으로 배열된다:
- 열가소성 코팅 재료에 대한 공급 장치,
- 냉각 롤러 상에 놓인 열가소성 코팅 재료의 표면을 가열하기 위한 하나 이상의 IR 방사(radiant) 히터들,
- 기판 웹에 대한 공급 장치,
- 냉각 롤러 상에 놓인 열가소성 코팅 재료의 용융된 표면에 대하여 기판 웹을 프레스하기 위한 하나 이상의 프레스-롤러 어셈블리들,
- 및 완성된 라미네이팅된 제품에 대한 제거 장치.
본 발명에 따른 디바이스에 있어서, 열가소성 코팅 재료는 움직임 없이 그것의 전체 표면에 걸쳐 회전가능 구동형 냉각 롤러의 표면 상에 놓이며, 따라서, 냉각 롤러로의 공급과 냉각 롤러로부터의 완성된 라미네이팅된 제품의 제거 사이의 전체 기간 동안 인장이 전혀 없으며, 그 결과 어떠한 비틀림 또는 변위도 발생하지 않을 수 있다. 열가소성 코팅 재료의 표면이 냉각 롤러의 둘레에 걸쳐 비교적 큰 각이진 경로에 걸쳐 용융될 수 있다는 사실의 결과로서, 심지어 높은 웹 속력에서도 용융될 표면의 매우 균일한 가열이 달성될 수 있다.
이는 특히, 냉각 롤러 상에 놓인 열가소성 코팅 재료의 용융된 표면에 대하여 기판 웹을 프레스하기 위한 복수의 프레스-롤러 어셈블리들이 기판 웹에 대한 공급 장치 뒤에서 회전 방향으로 냉각 롤러의 둘레에 걸쳐 제공되는 경우에 유익하다. 결과적으로, 접촉 압력은 하나의 프레스-롤러 어셈블리로부터 다음 프레스-롤러 어셈블리까지 점진적으로 증가될 수 있으며, 이는 접착 결합에서의 개선을 야기한다.
본 발명에 따른 디바이스의 하나의 적절한 실시예는, 유체 냉각제를 공급하고 배출하기 위한 연결들이 구비된 냉각 롤러를 제공한다. 따라서 이러한 유체 냉각제를 온도-제어함으로써, 냉각 롤러의 표면 온도를 정확하게 일정하게 유지하는 것이 가능하다.
열가소성 코팅 재료의 용융 및 용융된 코팅 재료에 대한 기판 웹의 프레싱 둘 모두가 각기 냉각 롤러의 절반에 걸쳐 일어날 수 있는 경우가 또한 적절하다. 이는, IR 방사 히터들 및 프레스-롤러 어셈블리들이 각기 냉각 롤러의 둘레의 절반에 걸쳐 분산되도록 배열된다는 점에서 달성된다. 결과적으로, 심지어 높은 웹 속력에서도, 프로세스들 둘 모두에 대하여 이용가능한 충분한 시간이 있다.
냉각 롤러의 표면 상에서의 임의의 의도되지 않은 변위에 대하여 열가소성 코팅 재료를 추가로 보호하기 위하여, 냉각 롤러의 둘레에 걸쳐 열가소성 코팅 재료의 측면 경계를 고정하는 고정 디바이스들이 열가소성 코팅 재료의 측면 에지들을 따라 냉각 롤러의 둘레에 걸쳐 제공되는 것이 추가로 제공된다.
이상에서 언급된 고정 디바이스들은, 예를 들어, 클립들 또는 가이드 벨트들로서 설계될 수 있다.
이상에서 언급된 용융 접착이 충분하지 않은 것으로 간주되는 경우, 기판 웹에 대한 공급 장치에 마지막으로 추가적으로 접착제 공급물이 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 다음의 도면들에 기초하여 더 상세하게 설명되며, 도면들 중 단일 도면은 본 발명에 따른 디바이스를 통한 개략적인 단면이다.
도면들 내에서, 냉각 롤러는 참조 부호 1에 의해 표시된다. 이러한 냉각 롤러에는, 예를 들어, 물 또는 오일과 같은 냉각제를 공급하고 배출하기 위한 연결들(미도시)이 구비되며, 냉각 롤러는, 예를 들어, 상기 냉각제에 의해 5 ℃ 내지 40 ℃의 일정한 온도로 유지될 수 있다.
냉각 롤러(1)는 회전 방향(화살표 x)으로 회전 구동된다. 다음의 구성요소들은 회전 방향(화살표 x)에서 냉각 롤러 주위에 연속적으로 배열된다:
- 필름 웹의 형태의 열가소성 코팅 재료(2)에 대한 공급 장치(2a),
- 냉각 롤러(1) 상에 놓인 열가소성 필름 웹(2)의 표면을 가열하기 위한 복수의 IR 방사 히터들(3),
- 기판 웹(4)에 대한 공급 장치(4a)로서, 이러한 공급 장치(4a)에는, 필요한 경우 접착제 공급 장치(미도시)가 추가적으로 구비될 수 있는, 기판 웹(4)에 대한 공급 장치(4a),
- 냉각 롤러(1) 상에 놓인 열가소성 필름 웹(2)의 용융된 표면에 대하여 기판 웹(4)을 프레스하기 위한 3개의 프레스-롤러 어셈블리들(5),
- 및 기판 웹(4)과 그 위에 라미네이팅된 열가소성 필름 웹(2)으로 구성된 라미네이팅된 제품(6)에 대한 제거 장치(6a).
본 발명에 따른 디바이스는 다음과 같이 동작한다:
중앙에 배열된 냉각 롤러(1)는 회전 방향(화살표 x)으로 회전 구동된다. 연속적인 열가소성 필름 웹(2)이 공급 장치(2a)에 의해 냉각 롤러(1)의 표면에 공급된다. 그런 다음, 공급된 열가소성 필름 웹(2)은, 냉각 롤러(1)를 회전시킴으로써 냉각 롤러(1)의 둘레의 대략 절반에 걸쳐 배열된 IR 방사 히터들(3)을 지나 가이드된다. 이러한 프로세스에서, 방사 히터들(3)을 향한 필름 웹(2)의 표면이 용융 온도까지 가열된다. 대조적으로, 냉각 롤러(1) 상에 놓인 열가소성 필름 웹(2)의 표면은 용융되지 않으며 온전한 채로 남아 있는다. 열가소성 필름 웹(2)이 방사 히터들(3)을 따른 그것의 경로 상에서 냉각 롤러(1)의 표면에 대하여 변위되지 않도록, 이는 그것의 측면 경계들의 영역들 내에 위치된 클립들(도면에 미도시됨)에 의해 이러한 경로 상에서 냉각 롤러 상에 제 위치에 고정된다.
기판 웹(4)은 공급 장치(4a)에 의해 마지막 방사 히터(3) 뒤에 공급되고, 그런 다음, 프레스-롤러 어셈블리들(5)에 의해 냉각 롤러(1) 상에 놓인 열가소성 필름 웹(2)의 용융된 표면에 대하여 프레스된다. 프레스-롤러 어셈블리들(5)은 냉각 롤러(1)의 둘레의 절반에 걸쳐 분산되도록 그리고 하나의 프레스-롤러 어셈블리(3)로부터 다음 프레스-롤러 어셈블리로 생성된 접촉 압력을 증가시키도록 배열된다. 결과적으로, 접착의 품질이 상당히 증가된다.
그러면, 여기에서 기판 웹 및 그 위에 라미네이팅된 열가소성 필름 웹으로 구성된 연속적인 제품 웹의 형태인 완성된 라미네이팅된 제품(6)에 대한 제거 장치(6a)는 마지막 프레스-롤러 어셈블리(5) 뒤에 위치된다.

Claims (6)

  1. 열가소성 코팅 재료(2)를 가지고 기판을 연속적으로 라미네이팅(laminate)하기 위한 디바이스로서, 필름 형상의 상기 열가소성 코팅 재료(2)의 표면을 용융시키는 IR 가열 디바이스(3), 상기 IR 가열 장치(3)에 대향되며, 상기 용융된 표면에 대향되는 상기 연속적인 열가소성 코팅 재료(2)의 표면을 능동적으로 냉각하는 냉각 장치(1), 및 기판 웹(4)과 상기 열가소성 코팅 재료(2) 사이에 핫-멜트(hot-melt) 접착 결합을 생성하기 위해 연속적인 기판 웹(web)(4) 및 상기 연속적인 열가소성 필름 웹(2)을 함께 프레스하는 적어도 하나의 프레스-롤러(press-roller) 어셈블리(5)를 포함하며,
    상기 냉각 장치는, 회전가능 구동형 냉각 롤러의 둘레에 걸쳐 하기의 구성요소들이 연속적으로 배열되는 회전가능 구동형 냉각 롤러(1)로서 설계되며, 상기 구성요소들은:
    - 상기 열가소성 코팅 재료(2)에 대한 공급 장치(2a),
    - 상기 냉각 롤러 상에 놓인 상기 열가소성 코팅 재료(2)의 표면을 가열하기 위한 하나 이상의 IR 방사(radiant) 히터들(3),
    - 상기 기판 웹(4)에 대한 공급 장치(4a),
    - 상기 냉각 롤러(1) 상에 놓인 상기 열가소성 코팅 재료(2)의 상기 용융된 표면에 대하여 상기 기판 웹(4)을 프레스하기 위한 하나 이상의 프레스-롤러 어셈블리들(5),
    - 및 라미네이팅된 제품(6)에 대한 제거 장치(6a)인 것을 특징으로 하는, 디바이스.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉각 롤러(1)는 유체 냉각제를 공급하고 배출하기 위한 연결들이 구비되는 것을 특징으로 하는, 디바이스.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 IR 방사 히터들(3) 및 상기 프레스-롤러 어셈블리들(6)은 각기 상기 냉각 롤러(1)의 둘레의 절반에 걸쳐 분산되도록 배열되는 것을 특징으로 하는, 디바이스.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열가소성 코팅 재료가 상기 냉각 롤러(1) 주위를 통과할 때 상기 열가소성 코팅 재료(2)의 측면 경계를 제 위치에 고정하는 고정 디바이스들이 상기 열가소성 코팅 재료(2)의 측면 에지들을 따라 상기 냉각 롤러(1)의 둘레에 걸쳐 제공되는 것을 특징으로 하는, 디바이스.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 고정 디바이스들은 클립들 또는 가이드 벨트들로서 설계되는, 디바이스.
  6. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 웹(4)에 대한 상기 공급 장치(4a)에 추가적으로 접착제 공급물이 제공되는 것을 특징으로 하는, 디바이스.
KR1020207008718A 2017-08-25 2018-08-22 열가소성 코팅 재료를 가지고 기판을 라미네이팅하기 위한 디바이스 KR102558797B1 (ko)

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