(57)【要約】  転写フィルムまたは積層フィルムの第一及び第二のフィルムウェブ（２、２´）を結合する方法であって、フィルムウェブ（２、２´）が、熱可塑性のキャリアフィルム（２１）と加飾層（２３）とを含む方法が記載される。共通の結合部（３）が、第一及び第二のフィルムウェブ（２、２´）の間に形成され、第一及び第二のフィルムウェブ（２、２´）が、溶接プロセスにより、互いに結合される。この方法を実施する装置も記載される。
2014526398.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転写フィルムまたは積層フィルムの第一及び第二のフィルムウェブ（２、２´）を結合する方法であって、前記フィルムウェブ（２、２´）が、熱可塑性のキャリアフィルム（２１）と加飾層（２３）とを含み、
共通の結合部（３）が、前記第一及び第二のフィルムウェブ（２、２´）の間に形成され、前記第一及び第二のフィルムウェブ（２、２´）が、溶接プロセスにより、互いに結合されること、
を特徴とする方法。
【請求項２】
前記共通の結合部が、重ね継ぎ（３）として形成されること、
を特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記共通の結合部が、スプライスフィルムによりカバーされる突き合わせ継ぎ手として形成されること、
を特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第一及び第二のフィルムウェブ（２、２´）が、超音波溶接により、互いに結合されること、
を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記第一及び第二のフィルムウェブ（２、２´）が、接触溶接により、互いに結合されること、
を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
電気式の加熱エレメント（８ｈ）が、溶接の継ぎ目を形成するために用いられること、
を特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記第一及び第二のフィルムウェブ（２、２´）が、レーザー溶接により、互いに結合されること、
を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
レーザー光に対する吸収層（１０）が、前記第一及び第二のフィルムウェブ（２、２´）の下の結合部に配置されること、
を特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
レーザー光を吸収するスプライスフィルムが、吸収層（１０）として用いられること、
を特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
連続的な溶接の継ぎ目が形成されること、
を特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
非連続的な溶接の継ぎ目が形成されること、
を特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
溶接の継ぎ目が、振動形状で形成されること、
を特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記第一のフィルムウェブ（２）の上に配置されるモチーフ及び／またはレジスターマークが、前記第二のフィルムウェブ（２´）の上に配置されるモチーフ及び／またはレジスターマークと、前記結合部（３）において、±0.5 mmより良い位置公差で位置合わせされて整列するように、前記第一及び第二のフィルムウェブ（２、２´）が、互いに整列すること、
を特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記加飾層（２３）が、前記溶接の継ぎ目が形成される前に、前記溶接の継ぎ目の領域において、局所的に除去されること、
を特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
転写フィルムまたは積層フィルムの第一及び第二のフィルムウェブ（２、２´）の融着結合を行う装置（１）であって、前記フィルムウェブ（２、２´）が、熱可塑性のキャリアフィルム（２１）と加飾層（２３）とを含み、前記加飾層（２３）が、複数のモチーフ及び／または複数のレジスターマークを有し、
該装置（１）が、前記第一及び第二のフィルムウェブ（２、２´）に対する支持装置（４、４´）と、前記第一及び第二のフィルムウェブ（２、２´）の結合部（３）の上に配置される、少なくとも一つの溶接ヘッド（６、８、９）とを含み、少なくとも一つの前記支持装置（４、４´）が、調整装置（４ｊ）に固定結合されること、
を特徴とする装置。
【請求項１６】
前記第一のフィルムウェブ（２）の上に配置される前記モチーフ及び／またはレジスターマークが、前記第二のフィルムウェブ（２´）の上に配置される前記モチーフ及び／またはレジスターマークと、前記結合部（３）において、±0.5 mmより良い位置公差で位置合わせされて整列可能であるように、または逆も同様であるように、前記調整装置（４ｊ）が形成されること、
を特徴とする請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
少なくとも一つの前記溶接ヘッド（２、８、９）が、前記フィルム片（２、２´）の表面に垂直に移動可能であること、
を特徴とする請求項１５または１６に記載の装置。
【請求項１８】
少なくとも一つの前記溶接ヘッド（２、８、９）が、その長手方向軸まわりに回転可能であること、
を特徴とする請求項１５〜１７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１９】
少なくとも一つの前記溶接ヘッド（２、８、９）が、前記フィルム片（２、２´）の表面を横切って、ｘ方向及び／またはｙ方向に移動可能であること、
を特徴とする請求項１５〜１８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２０】
少なくとも一つの前記溶接ヘッドが、超音波溶接ヘッド（２）として形成されること、
を特徴とする請求項１５〜１９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２１】
少なくとも一つの前記溶接ヘッドが、接触溶接ヘッド（８）として形成されること、
を特徴とする請求項１５〜１９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２２】
少なくとも一つの前記溶接ヘッドが、レーザー溶接ヘッド（９）として形成されること、
を特徴とする請求項１５〜１９のいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性のキャリアフィルム及び加飾層を有する、二つの転写フィルムウェブまたは積層フィルムウェブを結合する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
転写フィルムまたは積層フィルムの処理及び利用においては、より短いフィルムウェブまたはストリップから、対応するより長い“走行長”を作るために、フィルムの一部が、しばしば互いに結合される必要がある。
【０００３】
個別の走行長は、例えば、非常に長いカッティングロールを用いて生産性を増すための、顧客の要求と、浪費を最小化する需要とから、もたらされ、これは、特にロールを変えるための設定時間及び稼働停止時間が低減されることによる。
【０００４】
フィルムの“自社内”製造及び処理においては、生産性を増し、浪費を最小にし、設定時間、稼働停止時間、及び、開始プロセスを低減するために、フィルムウェブを互いに結合することが、同様に必要である。
【０００５】
最も一般的な方法は、特に手動で添付される接着テープによる、“スプライシング”とも呼ばれる結合である。ここで、この分野の慣例では、対応するフィルム同士が、自己接着テープを用いて接着される。積層または転写フィルム（一方の側が、転写層でコーティングされたフィルム）は、通常、フィルムの非コーティング側で、接着される。接着テープの標準的な幅は、2 から5 cmの範囲である。接着テープの標準的な厚みは、略30から130 μmの範囲にある。
【０００６】
接着テープでのスプライシングは、近年その価値を証明しており、様々なメリットを提供している。この方法は、コスト効率が良く、相対的に高いフィルムの相互の位置合わせ精度で実施可能であり、スプライス、すなわち、結合点または結合継ぎ目が、フィルムの移動方向において、高い強度、特に引張強度を有する。また、カラーの接着テープが、スプライスの特定の種類に特徴付けし、それらを視覚的に区別するために、しばしば用いられる。
【０００７】
しかしながら、接着テープによるスプライシングは、様々なデメリットを有する。
【０００８】
個別のイメージのスタンプでは、これらの個別のイメージまたはモチーフ、すなわち、パネルが、特に規則正しいラインまたはトラックに並んで、フィルム上に特定のレイアウトで配置される。スタンプされるパネルは、通常、非常に接近しており、接着テープは、スタンプゾーン及び同時にスタンプされるパネルのエリアに存在し、これらの重ね合されるパネルがスタンプできず、失われてしまう。特に、このことは、スタンプのエラー、及び／または、接着テープまたはエッジからはみ出した接着テープの接着剤によるスタンプツールの汚染をもたらす。従って、スプライスは検出されてフィルムが送られ、これにより、材の損失があり、生産性が低下する。
【０００９】
平行な複数のトラック上への個別のイメージのスタンプでは、同時に、スタンププロセスが全てのトラックで停止される必要があり、または、全てのパネルがスキップされ、これらの全てのパネルが使われない必要があるため、スプライス点が、同時にスタンプユニットに到達することも要求される。複数のスプライスが、フィルムにおいて異なる点にある場合、スタンププロセスは、より長い間停止され、または、何度も繰り返される必要がある。
【００１０】
複数のアプリケーションによる個別のイメージのスタンプでは、さらなる問題が生じる。ここで、個別のイメージの繰り返し、すなわち、個別のイメージ間の間隔は、非常に正確に一致する必要がある。このため、繰り返しが同じフィルム片のみが、共にスプライスされ得る。
【００１１】
スプライスされたロールの中では、スプライス点において、高い圧力により、冷めた接着剤がスプライステープのエッジではみ出し、または、ロールが“ブロック”され、すなわち、ロールの隣り合う巻がくっつく。
【００１２】
接着テープのスプライシングの利用は、制御技術に関してより高い費用を必要とする。
【００１３】
1 cm未満の幅の、より幅の狭い接着テープの利用は、処理中に必要な強度、特に引張強度が、幅の狭い接着テープでは信頼性高く達成できず、また、スプライス点が、引張強度に因り、巻き取り中またはロール内で開いてしまい得るため、通常不可能である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の目的は、前述したデメリットを回避する、改良された方法及び改良された装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この目的は、本発明による、転写フィルムまたは積層フィルムの第一及び第二のフィルムウェブを結合する方法であって、フィルムウェブが熱可塑性のキャリアフィルムと、加飾層とを含み、第一及び第二のフィルムウェブの間に共通の結合部が提供され、第一及び第二のフィルムウェブが、溶接プロセスにより、互いに結合される、方法によって、達成される。
【００１６】
さらに、この目的は、転写フィルムまたは積層フィルムの第一及び第二のフィルムウェブの融着結合のための装置であって、フィルムウェブが熱可塑性のキャリアフィルムと、加飾層とを含み、加飾層が、モチーフ及び／またはレジスターマークを有し、装置が、第一及び第二のフィルムウェブの支持装置と、第一及び第二のフィルムウェブの結合部の上に配置される、少なくとも一つの溶接ヘッドとを含み、少なくとも一つの支持装置が、調整装置に固定結合されることが提供される装置によって、達成される。
【００１７】
溶接されるフィルムウェブが、溶接可能な熱可塑性キャリアフィルムに加えてさらなる層を含み、複数の層が溶接点の強度を低下または抑制する、多層体として形成されているにもかかわらず、耐久性及び弾性を有する溶接結合が生じることが、驚くべきことに判明した。
【００１８】
また、溶接後に、フィルムは、継ぎ目のエリアにおいて付加的な接着テープに因る不利な厚み箇所がなく、非常に平坦であり、実際に、寸法の変化、特に二次元変形または三次元変形を示さず、これは、例えば、切断プロセス及び梱包プロセス等の後続するプロセスに対して、非常に重要である。
【００１９】
転写フィルムは、その加飾フィルムが、圧力及び／または熱を用いるスタンプツールにより、加飾する基板に転写される、フィルムである。剥離可能な加飾層が配置される、熱可塑性物質で作られるキャリアフィルムが、転写フィルムのベースを形成する。
【００２０】
装飾を有する一つ以上の装飾層に加えて、加飾層は、さらなる層、例えば、接着層、接着層の活性化層、及び、キャリア層から加飾層を容易に剥離するための剥離層を含んでもよい。
【００２１】
単一の装飾層、または複数の装飾層は、例えば、それぞれ、任意に着色された、透明な、半透明な、または、不透明な、ラッカー層として、蛍光性または燐光性のラッカー層として、光学的可変層として、及び／または、金属または非金属の反射層として、形成されてもよい。従って、装飾層は、着色されたラッカー層として形成可能であり、その結果、カラー効果が形成可能であり、イメージ及び英数字またはシンボルが提示可能である。装飾層は、機能層、例えば、磁気層、フォトポリマー層、または、導電性、半導電性、または、非導電性のポリマーの層であってもよい。そのような装飾層を備えるフィルムは、磁気フィルムの分野で、紙幣やドキュメントを偽造から保護するために、外部のアプリケーション、例えば、ナンバープレートまたは他の加飾用のクロムフィルムに用いることができ、IMDまたはIML技術（IMD＝インモールド加飾、IML＝インモールドラベリング）の分野において、アンテナアプリケーションに、及び、様々な種類のラベルに、用いることができる。また、前述した装飾層の組み合わせを実現することが可能であり、異なる層が、一つの装飾層において、直接的または間接的に互いに隣り合って存在する。このような装飾層の層厚は、1 μmから25μmの間であることが好ましく、1 μmから5μmの間であることがさらに好ましい。成形された、回折性及び／または屈折性の活性表面レリーフ、ホログラム層、体積ホログラム層、干渉によりカラー変化効果を生じる薄膜コーティング系、液晶層、または、色素、例えば、光学可変干渉層色素、または、光学可変液晶色素、または、金属あるいは金属酸化物色素、を含む層を備える、複製ラッカー層により、光学的可変層が、形成可能である。例えば、屈折作用のマクロ構造、例えば、好ましくは反射層でカバーされる、レンズ構造、回折性の回折格子またはホログラムが、表面レリーフとして成形されてもよい。光学効果をサポートするために、入射光を反射する金属層が備えられてもよい。装飾層は、エリアで異なって形成されてもよく、要望があれば、互いに結合されてもよく、その結果、例えば、OVD（Optically Variable Device：光学的可変デバイス）エリア及びイメージエリアが、互いに隣り合い、または重なって、提示される。
【００２２】
キャリアフィルムからの加飾層の分離は、積層フィルムの場合は提供されない。従って、接着推進層が、加飾層とキャリアフィルムとの間に備えられる。一つ以上の装飾層に加えて、加飾層は、さらなる接着層を含んでもよい。これは、熱接着層または冷接着層であってもよい。装飾層は、転写フィルムの装飾層と同様に形成可能である。
【００２３】
フィルム構造の各層は、熱可塑性材料、紫外線により架橋結合可能な熱硬化性材料、例えばラッカー、及び、ハイブリッド材料（熱可塑性、すなわち、熱乾燥し、同時に放射線により架橋結合可能）またはそれらの組み合わせから構成することができる。
【００２４】
層の配列は、多数存在してもよい。機能層及び／または層飾層の加飾層は、キャリアフィルムの両面に存在してもよい。
【００２５】
特に、ホットスタンプの間に熱の作用によって活性化された際に柔化され、これにより、分離機能を果たす、好ましくはワックス性の分離層である、分離層と、金属化層とが、二つのフィルムウェブがしっかり結合できない範囲で、溶接結合の強度を低下することが、予期された。
【００２６】
にもかかわらず、驚くべきことに、本発明による方法と、本発明による装置とにより、フィルム同士が、溶接結合を用いて、精度高くスプライス可能であり、ロールトゥロールプロセスにおいて生産性を損なわない結合部が形成される。
【００２７】
共通の結合部が、重ね継ぎとして形成されることが提案され得る。重ね継ぎは、特に狭い幅で形成可能であり、その結果、モチーフのレイアウト内のモチーフ間の距離が非常に小さく、スプライステープを利用した場合に、結合部に隣り合うモチーフがスタンプできないフィルムも、スプライス可能である。
【００２８】
また、共通の結合部が、スプライスフィルムによりカバーされる、突き合わせ継ぎ手として形成されることも、提案され得る。しかしながら、スプライスフィルムは、接着テープではなく、その結果、はみだした接着剤による汚染が生じ得ない。このスプライスフィルムも、接着テープよりも薄い厚み、特に略5 μmから20μmの厚みを有することができる。
【００２９】
さらに、第一及び第二のフィルムウェブが、超音波溶接により互いに結合されることが、提案され得る。
【００３０】
さらなる実施形態では、第一及び第二のフィルムウェブが、接触溶接により互いに結合されることが、提案され得る。接触溶接の場合、溶接ヘッドの加熱された部位が、結合部と熱接触され、二つのフィルムウェブの局所的な溶融が生じ、これにより、互いに結合される。
【００３１】
加熱されたテープまたは加熱されたワイヤーが、溶接の継ぎ目を形成するために用いられることが、提案され得る。
【００３２】
さらに、第一及び第二のフィルムウェブが、レーザー溶接により互いに結合されることが、提案され得る。レーザーを溶接の継ぎ目に沿って動かすこと、及び／または、レーザー光を、ラインを形成するように光学的に偏向することが、提案され得る。
【００３３】
レーザー光の吸収層が、第一及び第二のフィルムウェブの下の結合部に配置されることが、提案され得る。この吸収層は、レーザー光を熱に変換する。特に、これは、より低いレーザー出力の利用を可能にする。さらに、この吸収層は、溶接点に作用するエネルギーを、裏側からも、すなわち、レーザー光から離れた側からも溶接点にもたらすことを可能とする。この吸収層は、多層の加飾層内で、最上層として、または、下方の他の層として、配置可能である。また、任意で加飾層内の異なる位置に配置され、任意でレーザー光への異なる吸収特性を有する、複数の吸収層を、用いてもよい。
【００３４】
有利な実施形態では、レーザー光を吸収するスプライスフィルムが、吸収層として用いられることが、提案され得る。しかしながら、スプライスフィルムは、接着テープではなく、その結果、はみだした接着剤による汚染が生じ得ない。このスプライスフィルムは、キャリアフィルムの材料から作られる、着色フィルムであることが有利である。
【００３５】
フィルムの先端は、直線的に形成され得る。また、波状のカットの先端、穿孔状の先端、鋸歯状の先端等を用いてもよい。
【００３６】
連続的な溶接の継ぎ目が形成されることが、提案され得る。最も簡単な形状では、溶接の継ぎ目は、直線的で、連続的な、単一の、または、多重の継ぎ目であってもよい。また、連続的な溶接の継ぎ目は、波状に、鋸歯状に、または、蛇行して、形成されてもよい。溶接ヘッド、例えば、接触溶接ヘッド、レーザービーム、または、ソノトロードは、前述した継ぎ目の輪郭に従って、フィルムの表面上を移動可能であり、または、対応する形状の溶接ワイヤーが、提供されてもよい。
【００３７】
非連続的な溶接の継ぎ目が形成されることが、提案され得る。従って、特に、破線状または点線状の溶接の継ぎ目が、例えば、レーザービームのオンオフの切り替えにより、接触溶接ヘッドまたはソノトロードのオンオフの切り替えにより、または、フィルムの表面からそれらを引き上げ、元に戻すことにより、形成可能である。
【００３８】
さらに、溶接の継ぎ目が、振動形状で形成されることが、提案され得る。振動形状の溶接の継ぎ目の場合、溶接の継ぎ目の位置及び／または溶接の継ぎ目の幅が、変化し得る。例えば、レーザービームの焦点が、変えられてもよい。さらに、細長い断面の、例えば、矩形または楕円形の断面の、接触溶接ヘッドまたはソノトロードを用い、その長手方向軸に沿って、これらを回転または旋回することが、提案され得る。本実施形態では、溶接の継ぎ目の幅は、溶接ヘッドの回転位置を用いて、溶接ヘッドの異なる有効幅を設定することにより、変えることができる。従って、溶接ヘッドの有効幅は、矩形または楕円形の狭い側の寸法と、矩形または楕円形の広い側の寸法との間で変化する。
【００３９】
さらなる有利な実施形態では、溶接プロセスの前に、加飾層が、溶接の継ぎ目のエリアにおいて、除去されることが、提案され得る。加飾層は、後続する加飾層の剥離で、自己接着テープに接触させることにより、または、例えば3 mm幅の加熱スタンプホイールによる下層への事前転写により、除去可能である。
【００４０】
また、レーザー露光による、加飾層の事前の修正、特に、切断または熱破壊も可能である。
【００４１】
さらに、第一のフィルムウェブの上に配置されるモチーフ及び／またはレジスターマークが、第二のフィルムウェブの上に配置されるモチーフ及び／またはレジスターマークと、結合部において、±0.5 mm未満の位置公差で位置合わせされて整列するように、第一及び第二のフィルムウェブが、互いに整列することが、提案され得る。モチーフが、明確な輪郭、例えば鋭いエッジ及び／または輪郭を有する場合、レジスターマークは不要である。
【００４２】
さらなる請求項は、装置のデザインに対する。
【００４３】
第一のフィルムウェブの上に配置されるモチーフ及び／またはレジスターマークが、第二のフィルムウェブの上に配置されるモチーフ及び／またはレジスターマークと、結合部において、±0.5 mm未満の位置公差で位置合わせされて整列可能であるように、または逆も同様であるように、調整装置が形成されることが、提案され得る。調整装置は、一つ以上の計測装置と、一つ以上の駆動装置とを含む。駆動装置は、例えば、支持装置と一体化されてもよい。これらは、リニアモーターであってもよく、支持装置が、リニアモーターによりｘ方向及びｙ方向に移動可能な、クロステーブルを含んでもよい。計測装置は、例えば、電子カメラと、画像記録及び処理ソフトウェアを備えるコンピュータとを含んでもよい。
【００４４】
少なくとも一つの溶接ヘッドが、フィルム片の表面に垂直に移動可能であることが、提案され得る。
【００４５】
さらに、少なくとも一つの溶接ヘッドが、上述したように、その長手方向軸まわりに回転可能であることが、提案され得る。
【００４６】
さらに、少なくとも一つの溶接ヘッドが、フィルム片の表面を横切って、ｘ方向及び／またはｙ方向に、特に自由に移動可能であることが、提案され得る。このオプションは、フィルムウェブの幅が溶接ヘッドの作動幅よりも大きいフィルムウェブがスプライスされる際に、好ましい。
【００４７】
溶接ヘッドは、任意の形状及びパターンの溶接の継ぎ目と、単一及び多重の溶接の継ぎ目とを形成するように、形成され得る。
【００４８】
少なくとも一つの溶接ヘッドが、超音波溶接ヘッドとして形成されることが、提案され得る。この溶接ヘッドは、例えば、溶接の継ぎ目の異なる形状を形成可能であるように、交換可能なソノトロードを有してもよい。
【００４９】
少なくとも一つの溶接ヘッドが、接触溶接ヘッドとして形成されることが、提案され得る。この溶接ヘッドの広範囲に及ぶ加熱を避けるために、断続的な動作が、提供される。
【００５０】
さらなる有利な実施形態では、少なくとも一つの溶接ヘッドが、レーザー溶接ヘッドとして形成されることが、提案され得る。この溶接装置は、特別に設計された、特に接着性が低い下層（例えば、金属、シリコン、テフロン（登録商標）、ポリアミド等）を有してもよい。また、例えばソノトロードとフィルム表面との間に配置される、例えば、シリコンの重ね層の形態の重ね層も可能である。この溶接装置は、フィルムを切断し、及び／または、固定する、さらなる装置を有してもよい。吸引装置、固定及び引張装置、抑え装置、またはそれらの組み合わせが、例である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
本発明は、実施形態を参照して、以下に詳細に説明される。
【００５２】
【図１ａ】二つの転写フィルムウェブまたは積層フィルムウェブを結合するための装置の第一の実施形態の概略側面図である。
【図１ｂ】図１ａにおける装置の概略上面図である。
【図２ａ】互いに結合された図１ａにおけるフィルムウェブの概略斜視図である。
【図２ｂ】互いに結合された図１ａにおけるフィルムウェブの概略断面図である。
【図３】二つの転写フィルムウェブまたは積層フィルムウェブを結合するための装置の第二の実施形態の概略斜視図である。
【図４ａ】二つの転写フィルムウェブまたは積層フィルムウェブを結合するための装置の第三の実施形態の概略断面図である。
【図４ｂ】互いに結合された図４ａにおけるフィルムウェブの概略断面図である。
【図５ａ】図５ｃに示す、二つの転写フィルムウェブまたは積層フィルムウェブを結合するための装置の第四の実施形態に対する、フィルム端部の第一の準備段階の概略断面図である。
【図５ｂ】図５ａにおけるフィルム端部の第二の準備段階である。
【図５ｃ】二つの転写フィルムウェブまたは積層フィルムウェブを結合するための装置の第四の実施形態の概略断面図である。
【図５ｄ】互いに結合された図５ｃにおけるフィルムウェブの概略断面図である。
【図６ａ】二つの転写フィルムウェブまたは積層フィルムウェブを結合するための装置の第五の実施形態の概略断面図である。
【図６ｂ】互いに結合された図６ａにおけるフィルムウェブの概略断面図である。
【図７ａ】二つの転写フィルムウェブまたは積層フィルムウェブを結合するための装置の第六の実施形態の概略断面図である。
【図７ｂ】互いに結合された図７ａにおけるフィルムウェブの概略断面図である。
【図８】層構造において互いに溶接されたフィルム端部の概略断面図である。
【図９ａ】溶接されたフィルムの結合部の10倍に拡大された断面図である。
【図９ｂ】溶接されたフィルムの結合部の20倍に拡大された断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
図１ａ及び図１ｂは、超音波溶接により、二つの転写フィルムウェブまたは積層フィルムウェブ２及び２´を結合またはスプライシングする、装置１を概略図で示している。図１ａ及び図１ｂに示す実施形態では、フィルムは、ホットスタンプフィルムとして形成された転写フィルムである。
【００５４】
テープの形状のフィルムウェブ２及び２´は、それぞれ供給ローラー２ｖに備えられ、各フィルムウェブの端部を固定する支持装置４及び４´へ供給される。各フィルムウェブは、装置１においてより大きいフィルムリールを形成するために結合される、フィルムリールとして存在する。このフィルムは、熱可塑性キャリアフィルムと、キャリアフィルムから剥離可能であり、転写層として形成される、加飾層とを含む、多層体である。キャリアフィルムは、さらなる層、例えば、キャリアフィルムと転写層との間に配置され、キャリアフィルムからの転写層の剥離を容易にする、分離層を有してもよい。さらに、以下の図８で説明するように、反射層及び保護層がさらに備えられてもよい。
【００５５】
支持装置４は、調整装置４ｊに固定結合されている。この支持装置４は、調整装置４ｊにより、ｘ方向及びｙ方向に調整可能であり、これにより、二つのフィルムウェブ２及び２´の位置が、互いに対して調整可能である。調整装置４ｊにより、二つのフィルムウェブ２及び２´は、第一のフィルムウェブ２上に配置されるモチーフ及び／またはレジスターマークが、第二のフィルムウェブ２´上に配置されるモチーフ及び／またはレジスターマークと、±0.5 mm未満の位置合わせ公差で整列されるように、互いに整列可能であり、互いに重なって配置される重ね継ぎ３を形成可能である。重ね継ぎ３では、フィルムウェブ２及び２´は、超音波溶接ヘッド６の下に配置される、台座５の上に置かれる。超音波溶接ヘッド６は、超音波変換器６ｗ、増幅変圧器６ａ、及び、ソノトロード６ｓを含む。
【００５６】
高周波の交流が、超音波変換器６ｗに伝達され、機械的な超音波振動が、圧電効果または磁気歪み効果を用いて生じる。超音波振動は、増幅変圧器６ａを介して、ソノトロード６ｓに伝達される。超音波振動の振幅と、インピーダンスマッチングは、増幅変圧器６ａの形状及び質量に影響される。ソノトロード６ｓは、鉄、アルミニウム、またはチタンから作られてもよい。
【００５７】
図１ａ及び図１ｂに示す実施形態では、ソノトロード６ｓは、互いに距離を置く二つのチップを有する。超音波溶接ヘッド６の下降により、ソノトロード６ｓの二つのチップは、重ね継ぎ３の上面に載ってフィルムウェブ２に対して静止し、フィルム材に超音波振動を伝える。台座５は、ソノトロード６ｓに対するカウンター支持面を形成する。従って、超音波振動は、圧力の下で、台座５の上の重ね継ぎ３において互いに重なって配置される、結合されるフィルムウェブ２及び２´に伝達される。ソノトロード６ｓと接するフィルムウェブ２及び２´の領域は、超音波により生じる内部摩擦の結果加熱し、共に融合する。
【００５８】
下降した超音波溶接ヘッド６は、ソノトロード６ｓの二つのチップに因り、二つの平行な溶接の継ぎ目３ｎから二重の継ぎ目が形成可能であるように、フィルムウェブ２及び２´の長手方向軸を横切って移動可能であり（図２ａ及び図２ｂ参照）、この継ぎ目は、フィルムウェブ２及び２´の全幅に亘って延びる。
【００５９】
二つのキャリアフィルムが直接接しないように、前述したさらなる層が、重ね継ぎ３において二つのキャリアフィルム間に配置されているにもかかわらず、耐久性及び弾性を有する溶接結合が生じることが、驚くべきことに判明した。超音波溶接の間でも、エネルギーの印加の結果の溶解により、特にワックスが、分離手段として作用し、耐久性のある溶接結合を妨げることが予期された。さらに、以下の図８において、弾性を有する溶接結合をもたらす作用のメカニズムが、説明される。
【００６０】
図２ａ及び図２ｂは、互いに結合された図１におけるフィルムウェブの、概略斜視図及び概略断面図をそれぞれ示す。フィルムウェブ２及び２´は、二つの溶接の継ぎ目３ｎから形成される、二重の継ぎ目により、互いに結合されている。
【００６１】
超音波溶接ヘッド６が、その長手方向軸（下降方向と一致する、ｚ軸）まわりに回転可能である場合、二つの直線的で平行な単一の継ぎ目で作られる二重の継ぎ目の代わりに、他の二重の継ぎ目も実現可能である。これにより、ソノトロード６ｓの二つのチップは、振動形状の二重の継ぎ目が、二つの平行で非直線的な単一の継ぎ目から形成されるように、フィルムウェブ２及び２´の長手方向軸または移動方向を横切る超音波溶接ヘッド６の直線的な移動の間に、回転可能である。移動速度及び回転速度の値に応じて、得られる、特に複雑な、形状、特に交差する結合継ぎ目の密度、すなわち、互いからの個別の距離が、制御可能である。振動形状の二重の継ぎ目は、特に、ギロシェ模様に似た形状を有する。このような密集した二重の継ぎ目は、フィルムウェブ２及び２´の処理中及び／または巻き取り中の特に引張力に対して、強度が増す。二つ以上のチップをソノトロードに備えることも、同様に可能であり、その結果、直線的で平行な多重の継ぎ目、または、上述したように、対応するさらにより複雑な非直線的な多重の継ぎ目が形成される。
多重の継ぎ目と、前述した継ぎ目の幅及び／または継ぎ目の中断のバリエーションとを組み合わせることも、同様に可能である。
図３は、装置１の第二の実施形態を示し、ソノトロード６ｓが回転式のソノトロードとして形成され、台座５が回転式の台座として形成されている。図１における装置と同様に本質的に形成される、図３における装置の図は、図の簡略化のために、ソノトロードと台座のみに限定されている。
【００６２】
図４ａは、図１における装置と同様に本質的に形成される、装置１の第三の実施形態の概略切断面を示す。二つのフィルム片２及び２´は、互いに直接接して突き合わせ継ぎ手を形成し、結合部において、スプライス７によりカバーされる。二つのフィルムウェブのキャリアフィルムと同様に、スプライス７は、熱可塑性材料で構成されてもよい。このスプライスは、例えば、溶接後にフィルムウェブの幅で切断されるテープとして装置１に供給される。図４ｂに示すように、二つの溶接の継ぎ目３ｎから形成される、二重の継ぎ目を備えることが可能である。この実施形態の利点は、二つの溶接の継ぎ目３ｎが、互いに結合され得る熱可塑性材料の間に直接形成されることであり、その結果、溶接の継ぎ目が、最適な引張強度を備えて形成される。
【００６３】
図５ａから図５ｄは、フィルムウェブ２及び２´の端部がそれぞれ90°に曲げられまたは折り曲げられ、これにより折り曲げ部２ｆ及び２ｆ´を形成する実施形態を示している。屈曲部における折り重なりの結果、二つのフィルムウェブのキャリアフィルムが互いに重なり合い、後の引張荷重の方向に反してキャリアフィルム同士が互いに噛み合い、または組み合うため、これにより、溶接の継ぎ目３ｎの一方で、強度が増す。
【００６４】
図６ａ及び図６ｂは、結合プロセスとして接触溶接が提供される、さらなる実施形態を示している。図１における超音波溶接ヘッドに代わって、接触溶接ヘッド８が備えられ、重ね継ぎに対向するその下面上に、互いに距離を置く二つのワイヤー形状またはテープ形状の加熱エレメント８ｈを有し、接触溶接ヘッド８が、結合されるフィルムウェブ２及び２´上に下降する際に、キャリアフィルムの局所的な熱溶融により、二つの溶接の継ぎ目３ｎを形成する。図８においてさらに以降で説明するように、溶接の継ぎ目において、混合層も形成される。
【００６５】
図７ａ及び図７ｂは、レーザー溶接によりフィルムウェブ２及び２´が互いに結合される、さらなる実施形態を示している。この実施形態では、結合されるフィルムウェブ２及び２´を直線的に加熱可能な、互いに距離を置く二つのレーザー溶接ヘッド９が備えられる。このために、レーザー溶接ヘッド９が、継ぎ目の軸に沿って移動可能であるように形成されてもよく、または、光学ビーム偏向を備える非移動式のレーザー溶接ヘッドが備えられてもよい。レーザー溶接ヘッド９に対向する支持装置の上面は、使用されるレーザー放射に対して、透明に形成される。二つのフィルムウェブ２及び２´は、突き合わせ継ぎ手を形成し、その下に、黒いスプライスフィルムとして形成される、レーザー放射に対する吸収層１０が配置される。台座５が、スプライスフィルムの下に配置される。二つのフィルムウェブ２及び２´は、キャリアフィルムがスプライスフィルム上に載るように、有利に並べられる。
【００６６】
接触溶接ヘッド８が、二つ以上の加熱エレメント８ｈを備える場合、または、レーザー溶接ヘッド９が、二つ以上のレーザービームを備える場合、接触溶接ヘッド８をその長手方向軸まわりに回転することにより、または、レーザー溶接ヘッド９の場合、レーザー溶接ヘッド９をその長手方向軸まわりに回転することにより、または、光学ビーム偏向を対応して調整することにより、複雑な、特に振動形状の、多重の継ぎ目の発生を生じることができる。ここで、多重の継ぎ目を、前述した継ぎ目の幅及び／または継ぎ目の中断のバリエーションと組み合わせることも、可能である。
【００６７】
図８は、互いに結合される二つのフィルムウェブ２及び２´の層構造と、溶接の継ぎ目３ｎの形成を、概略断面図を参照して、詳細に示す。
【００６８】
二つのフィルムウェブ２及び２´は、多層体として形成されている。ワックス性の分離層２２、転写層２３、及び、特に、金属反射層２４が、例えばポリエステル、特にPET（PET＝ポリエチレンテレフタレート）から形成され得る、キャリアフィルム２１の上に配置されている。反射層は、例えば、アルミニウム、銅、クロム、または、例えばZnSまたはTiO2等のHRI層（HRI＝高屈折率）、または、多層系から、全表面に亘って、または、例えば部分的な金属化または脱金属化により加工されて、形成可能である。これらの組み合わせも、同様に可能である。さらなる層として、例えば接着層が備えられてもよい。
【００６９】
試験が示すように、溶接の継ぎ目３ｎにおいて、混合構造が形成され、キャリアフィルム２１が、残りの層のクラスターが合体される、連続的な結合層を形成する。図９ａ及び９ｂに示すように、階層が混ざり合っている。混合層は、キャリアフィルムのように均一ではないものの、上述したように、フィルムがスタンプされ、または、積層されることを可能とするのに十分な、引張強度を有する。
【００７０】
異なる溶接プロセスでの実験が示すように、従来のスプライスの引張強度は達成していないものの、スプライスに設定されるべき最小の要求である、13 N/cm以上の引張強度は達成される。引張強度は、それぞれ、Zwick試験機を用いて測定された。
【００７１】
以下の引張強度が、材料の厚さに応じて、0.8 mmの継ぎ目幅を備えたPET製のフィルムの超音波溶接結合に対して見出された。
−PET 19μm: 21.5 N/cm
−PET 50μm: 47.0 N/cm
【００７２】
19μmの厚みで、出発物質は、40 − 45 N/cmの引張強度を有する。
【００７３】
接着剤でコーティングされた従来のスプライステープは、30 − 40 N/cmの引張強度を有する。従来のスプライスと19μmの厚みのPETフィルムとにより、35 − 45 N/cmの引張強度が達成される。
【００７４】
本発明により溶接された、上述したPET材料のスプライスは、ロールトゥロールプロセスにおける結合されたフィルムウェブのさらなる処理に対して十分な、15 − 25 N/cmの引張強度を有した。
【００７５】
さらなる実験では、ホットスタンプフィルムのフィルムウェブが、0.6 − 1.0 mmの継ぎ目幅で、超音波溶接により結合され、継ぎ目毎の引張強度は、12 − 19 N/cmであった。
【００７６】
着色された接着剤を備えるホットスタンプフィルムでは、僅か3.0 N/cmの継ぎ目毎の引張強度が、0.6 − 1.0 mmの同じ継ぎ目幅に対して達成された。
【００７７】
継ぎ目幅及び溶接プロセスの影響を測定するために、さらなる実験が実施された。
−超音波溶接（0.5 mm継ぎ目毎）：4.1 N/cm
−超音波溶接（1 mm継ぎ目毎）：8.5 N/cm
−インパルス溶接または接触溶接（1.6 mm継ぎ目毎）：12.8 N/cm
【００７８】
溶接の継ぎ目幅は、溶接の継ぎ目の引張強度に決定的な影響を及ぼすことが明白である。
【００７９】
二つのフィルムウェブ２及び２´の間に、以下の要求が設定される。
【００８０】
さらに示したように、略19 μmの総厚のホットスタンプフィルムのフィルムウェブの結合に際し、以下の結果を達成することができた。
−±0.5 mmの公差で位置合わせされる継ぎ目の形成
−最大3 mmの継ぎ目幅
−スプライステープ利用時より薄い継ぎ目厚の、継ぎ目の適用
−フィルムが通常のアプリケーション機において生じる引張強度に耐える、良好な溶着
−10から650 mmの範囲の継ぎ目長。
【符号の説明】
【００８１】
１            フィルム片を結合する装置
２、２´      フィルム片
２ｆ、２ｆ´  折り曲げ部
２ｖ          供給ローラー
３            重ね継ぎ
３ｎ          溶接の継ぎ目
４、４´      支持装置
４ｊ          調整装置
５            台座
６            超音波溶接ヘッド
６ａ          増幅変圧器
６ｓ          ソノトロード
６ｗ          超音波変換器
７            スプライスフィルム
８            接触溶接ヘッド
８ｈ          加熱エレメント
９            レーザー溶接ヘッド
１０          吸収層
２１          キャリアフィルム
２２          分離層
２３          転写層
２４          金属化
【図１ａ】
2014526398.tif 000003
【図１ｂ】
2014526398.tif 000004
【図２ａ】
2014526398.tif 000005
【図２ｂ】
2014526398.tif 000006
【図３】
2014526398.tif 000007
【図４ａ】
2014526398.tif 000008
【図４ｂ】
2014526398.tif 000009
【図５ａ】
2014526398.tif 000010
【図５ｂ】
2014526398.tif 000011
【図５ｃ】
2014526398.tif 000012
【図５ｄ】
2014526398.tif 000013
【図６ａ】
2014526398.tif 000014
【図６ｂ】
2014526398.tif 000015
【図７ａ】
2014526398.tif 000016
【図７ｂ】
2014526398.tif 000017
【図８】
2014526398.tif 000018
【図９ａ】
2014526398.tif 000019
【図９ｂ】
2014526398.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成25年7月1日(2013.7.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転写フィルムの第一及び第二のフィルムウェブ（２、２´）を結合する方法であって、前記フィルムウェブ（２、２´）が、熱可塑性のキャリアフィルム（２１）と加飾層（２３）とを含み、
共通の結合部（３）が、前記第一及び第二のフィルムウェブ（２、２´）の間に形成され、前記第一及び第二のフィルムウェブ（２、２´）が、溶接プロセスにより、互いに結合されること、
を特徴とする方法。
【請求項２】
前記共通の結合部が、重ね継ぎ（３）として形成されること、
を特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記共通の結合部が、スプライスフィルムによりカバーされる突き合わせ継ぎ手として形成されること、
を特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第一及び第二のフィルムウェブ（２、２´）が、超音波溶接により、互いに結合されること、
を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記第一及び第二のフィルムウェブ（２、２´）が、接触溶接により、互いに結合されること、
を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
電気式の加熱エレメント（８ｈ）が、溶接の継ぎ目を形成するために用いられること、
を特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記第一及び第二のフィルムウェブ（２、２´）が、レーザー溶接により、互いに結合されること、
を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
レーザー光に対する吸収層（１０）が、前記第一及び第二のフィルムウェブ（２、２´）の下の結合部に配置されること、
を特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
レーザー光を吸収するスプライスフィルムが、吸収層（１０）として用いられること、
を特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
連続的な溶接の継ぎ目が形成されること、
を特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
非連続的な溶接の継ぎ目が形成されること、
を特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
溶接の継ぎ目が、振動形状で形成されること、
を特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記第一のフィルムウェブ（２）の上に配置されるモチーフ及び／またはレジスターマークが、前記第二のフィルムウェブ（２´）の上に配置されるモチーフ及び／またはレジスターマークと、前記結合部（３）において、±0.5 mmより良い位置公差で位置合わせされて整列するように、前記第一及び第二のフィルムウェブ（２、２´）が、互いに整列すること、
を特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記加飾層（２３）が、前記溶接の継ぎ目が形成される前に、前記溶接の継ぎ目の領域において、局所的に除去されること、
を特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
前記熱可塑性キャリアフィルム（２１）からの前記加飾層（２３）の分離を容易にするための分離層を有する第一及び第二のフィルムウェブ（２、２´）が、互いに結合されること、
を特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
接着層を有する第一及び第二のフィルムウェブ（２、２´）が、互いに結合されること、
を特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
転写フィルムの第一及び第二のフィルムウェブ（２、２´）の融着結合を行うために設計された装置（１）であって、前記フィルムウェブが、それぞれ熱可塑性のキャリアフィルム（２１）と加飾層（２３）とを含み、前記加飾層（２３）が、複数のモチーフ及び／または複数のレジスターマークを有し、
該装置（１）が、前記第一及び第二のフィルムウェブ（２、２´）に対する支持装置（４、４´）と、前記第一及び第二のフィルムウェブ（２、２´）の結合部（３）の上に配置される、少なくとも一つの溶接ヘッド（６、８、９）とを含み、少なくとも一つの前記支持装置（４、４´）が、調整装置（４ｊ）に固定結合されること、
を特徴とする装置。
【請求項１８】
前記第一のフィルムウェブ（２）の上に配置される前記モチーフ及び／またはレジスターマークが、前記第二のフィルムウェブ（２´）の上に配置される前記モチーフ及び／またはレジスターマークと、前記結合部（３）において、±0.5 mmより良い位置公差で位置合わせされて整列可能であるように、または逆も同様であるように、前記調整装置（４ｊ）が形成されること、
を特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
少なくとも一つの前記溶接ヘッド（２、８、９）が、前記フィルム片（２、２´）の表面に垂直に移動可能であること、
を特徴とする請求項１７または１８に記載の装置。
【請求項２０】
少なくとも一つの前記溶接ヘッド（２、８、９）が、その長手方向軸まわりに回転可能であること、
を特徴とする請求項１７〜１９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２１】
少なくとも一つの前記溶接ヘッド（２、８、９）が、前記フィルム片（２、２´）の表面を横切って、ｘ方向及び／またはｙ方向に移動可能であること、
を特徴とする請求項１７〜２０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２２】
少なくとも一つの前記溶接ヘッドが、超音波溶接ヘッド（２）として形成されること、
を特徴とする請求項１７〜２１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２３】
少なくとも一つの前記溶接ヘッドが、接触溶接ヘッド（８）として形成されること、
を特徴とする請求項１７〜２１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２４】
少なくとも一つの前記溶接ヘッドが、レーザー溶接ヘッド（９）として形成されること、
を特徴とする請求項１７〜２１のいずれか１項に記載の装置。
【国際調査報告】
2014526398.tif 000021
2014526398.tif 000022
2014526398.tif 000023
2014526398.tif 000024
2014526398.tif 000025
2014526398.tif 000026