(57)【要約】      （修正有）【課題】熱性能が改善されたラミネート装置を提供する。【解決手段】２対の積層ローラ２２〜２５を保持する加熱チャンバ２０を備える。これら積層ローラ２２〜２５間の平坦な経路２８に沿って、シート材料が供給される。平坦経路２８の両側に配置されたそれぞれ２つのローラ２２〜２５は、加熱要素３２、３３および熱伝導バー３４、３５を有する。熱伝導バー３４、３５は、ローラ２２〜２５対の間で、平坦経路２８の対向する両側に１個づつ配置されている。熱伝導バー３４、３５は、加熱要素３２、３３から距離を置いて配置されており、主として輻射エネルギで加熱される。熱シールド２６、２７は、平坦経路２８の対向する両側に１個づつ配置されていて、当該ローラ２２〜２５に輻射エネルギを向ける。熱シールド２６、２７は、それぞれ、加熱要素３２、３３から距離を置いて配置されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下のものを備えるシート材料のためのラミネート装置。
それぞれが、実質的に平行に配置した２つのローラで構成されている第１ローラ対および第２ローラ対。当該第１ローラ対および第２ローラ対は、各ローラに対して接線方向に延在する平坦な経路を規定している。当該経路に沿って、両ローラ対の間にシート材料が供給される。平坦経路の両側に存在する２つのローラが、それぞれ第１ローラセットおよび第２ローラセットを構成する。
実質的に平行に配置された２つの加熱要素。当該加熱要素は、上記平坦経路の対向する両側に１個づつ配置されている。各加熱要素は、上記第１ローラセットおよび第２ローラセットを構成する各ローラと並んで延在している。
実質的に平行に配置された２つの熱伝導バー。当該熱伝導バーは、上記第１ローラ対と第２ローラ対の間で、上記平坦経路の対向する両側に１個づつ配置されていて、上記加熱要素から距離を置いて配置されている。各熱伝導バーは、上記第１ローラセットおよび第２ローラセットを構成する各ローラと並んで延在している。
２つの熱シールド。当該熱シールドは、上記平坦経路の対向する両側に１個づつ配置されている。各熱シールドは、上記第１ローラセットまたは第２ローラセットの一方を構成する２つのローラの周囲に延在して、キャビティを構成している。各キャビティは、実質的に各加熱要素を取り囲んでいて、上記第１ローラセットまたは第２ローラセットの一方を構成する２つのローラの外表面と上記熱伝導バーの一方とでその範囲が規定されている。各熱シールドは、各加熱要素から距離を置いて配置されている。
【請求項２】
上記加熱要素は管状である、請求項１記載のラミネート装置。
【請求項３】
上記平坦経路に直角で上記各ローラの軸から等距離にある平面内に、上記加熱要素の軸が位置している、請求項１または２記載のラミネート装置。
【請求項４】
上記第１ローラセットおよび第２ローラセットを構成する２つのローラ間に存在する第１スペースおよび第２スペースは、各セットを構成するローラに対して接線方向に延在する平行な面によってその範囲が規定されていて、各加熱要素が当該スペース内に入り込んでいる、請求項１〜３のいずれか１つに記載のラミネート装置。
【請求項５】
上記熱伝導バーは、それぞれ、関連する要素に対して輻射的に連結されている、請求項１〜４のいずれか１つに記載のラミネート装置。
【請求項６】
上記熱伝導バーは中空である、請求項１〜５のいずれか１つに記載のラミネート装置。
【請求項７】
上記熱伝導バーの２つの側部は、断面で見たときに、上記平坦経路に隣接する広い部分から、上記第１ローラセットまたは第２ローラセットの一方を構成する２つのローラ間に延在する狭い部分に向かって先細りになっている、請求項１〜６のいずれか１つに記載のラミネート装置。
【請求項８】
上記先細りになっている２つの側部は、隣接するローラに面する凹状の外表面を含んでいる、請求項７記載のラミネート装置。
【請求項９】
上記広い部分が凹状の外表面を有している、請求項８記載のラミネート装置。
【請求項１０】
上記熱シールドは、上記第１ローラセットまたは第２ローラセットの一方を構成する２つのローラの周囲に延在する実質的に凹状の内表面を有している、請求項１〜６のいずれか１つに記載のラミネート装置。
【請求項１１】
上記凹状の内表面は断面形状が放物線を描いていて、上記加熱要素は、当該放物線の座の近傍に配置されている、請求項１〜１０のいずれか１つに記載のラミネート装置。
【請求項１２】
使用時に、上記平坦経路が実質的に水平に向けられて、シート材料は上記第２ローラ対を構成する２つのローラの出口側から出て行き、
上記熱シールドは、上記第２ローラ対を構成する２つのローラの出口側に、平坦経路から間隔を置いた位置に上方フランジおよび下方フランジを備えていて、各フランジは、各ローラの軸方向に沿って、かつ各ローラの外表面に近接して配置されていて、シート材料がローラとフランジの間に進入することを防止しており、
下方フランジは、上記平坦経路に面する表面を有していて、当該表面は、ローラの出口側から下方フランジの長手端縁へ向かって上方へと延在している、請求項１〜１１のいずれか１つに記載のラミネート装置。
【請求項１３】
上記第１ローラセットおよび第２ローラセットを構成する２つのローラは、それぞれ、その周囲に延在する熱シールドの口を超えて突出しており、
上記平坦経路と平行に測った当該口の寸法は、上記平坦経路と平行に測った熱シールドの凹状内表面の最大寸法よりも小さい、請求項１〜１２のいずれか１つに記載のラミネート装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホット・ラミネーションを行なうラミネート装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱ラミネート装置は、一般に、１または２層のフィルムをシート材に接着して積層体を形成するのに使用されている。フィルムは接着剤樹脂の薄いコーティングで覆われていて、当該コーティングは、ポーチの対向する両サイドが押し合わされている間に、熱で溶かされる。そして、冷却した後には、フィルムとシート材の間に永久的な接合が生じる。
【０００３】
それらを設計するにおいて、ラミネート装置の熱性能は重要な要素である。特に、積層ローラの温度は、正確に制御されなければならない。積層前においては、接着剤樹脂コーティングがフィルムに高い不透明度を与える。しかし、適切に硬化および積層を行った後には、フィルムは透明になる。したがって、加熱が不十分であると、積層構造中に欠陥が生じる。すなわち、粘着剤層が曇ったり、不透明になったりする。あるいは、接着性に欠ける。
一方、加熱が過ぎると、積層構造にしわが寄り、泡が発生し、変形する。すなわち、フィルムが過剰に柔らかくなって、シートがカールし易くなる。その結果、シートは、ローラ間に容易に掴まれるようになり、機械を詰まらせる。
過度に高温の状況でコンポーネントを取り扱うと、機械の構成要素の寿命が短くなるか、あるいは高価な熱緩和手段が必要となる。さらに、操作効率はリーズナブルなものでなければならないし、また、ユーザーの忍耐試験をしないで済むように、製造コストを上げることなく、前加熱時間をできるだけ短くなければならない。
【０００４】
図１は、従来のラミネート装置の構造を示している。積層チャンバは、２対のホットローラ１２ａ／１２ｂおよび１３ａ／１３ｂを備えていて、フィルム１０およびシート１１が経路１８に沿って、最初のローラ対および次のローラ対へと順次供給されていく。このようにして、２段階の圧縮および加熱工程が与えられている。各ローラ対のうちの一方のローラ１２ａ、１３ａは、それぞれ、金属製の熱シールド１５に実質的に取り囲まれている。熱シールド１５は、また、加熱要素１６をローラ１２ａと１３ａの間に設置する役割を果たす。加熱要素１６は、ローラの長手方向に延在している。
熱伝導バー１７は、経路１８の対向する両サイドに近接して、加熱要素１６の端縁に形成されている。このような配置の欠点は、熱がローラに効率的に伝わらず、高い加熱割合の局所的過熱が生じうるということである。それは例えば、加熱バー１７上に生じる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明の目的は、熱性能が向上した熱ラミネート装置を追求し提供することである。より一般的に言うと、改善されたラミネート装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の１局面により、以下のものを備えるシート材料のためのラミネート装置が提供される。
それぞれが、実質的に平行に配置した２つのローラで構成されている第１ローラ対および第２ローラ対。当該第１ローラ対および第２ローラ対は、各ローラに対して接線方向に延在する平坦な経路を規定している。当該経路に沿って、両ローラ対の間にシート材料が供給される。平坦経路の両側に存在する２つのローラが、それぞれ第１ローラセットおよび第２ローラセットを構成する。
実質的に平行に配置された２つの加熱要素。当該加熱要素は、上記平坦経路の対向する両側に１個づつ配置されている。各加熱要素は、上記第１ローラセットおよび第２ローラセットを構成する各ローラと並んで延在している。
実質的に平行に配置された２つの熱伝導バー。当該熱伝導バーは、上記第１ローラ対と第２ローラ対の間で、上記平坦経路の対向する両側に１個づつ配置されていて、上記加熱要素から距離を置いて配置されている。各熱伝導バーは、上記第１ローラセットおよび第２ローラセットを構成する各ローラと並んで延在している。
２つの熱シールド。当該熱シールドは、上記平坦経路の対向する両側に１個づつ配置されている。各熱シールドは、上記第１ローラセットまたは第２ローラセットの一方を構成する２つのローラの周囲に延在して、キャビティを構成している。各キャビティは、実質的に各加熱要素を取り囲んでいて、上記第１ローラセットまたは第２ローラセットの一方を構成する２つのローラの外表面と上記熱伝導バーの一方とでその範囲が規定されている。各熱シールドは、各加熱要素から距離を置いて配置されている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に従う加熱チャンバを備えたラミネート装置を提供することによって、各要素からの熱がローラに対してより効率的に伝達される。その結果、前加熱における加熱速度を高くすることが可能となり、待ち時間が短縮される。しかも、局所的な過熱や、それに付随する問題も生じない。
【０００８】
上記加熱要素は、管状であることが好ましい。また、好ましくは、上記平坦経路に直角で上記各ローラの軸から等距離にある平面内に、上記加熱要素の軸が位置している。
【０００９】
好ましくは、上記第１ローラセットおよび第２ローラセットを構成する２つのローラ間に存在する第１スペースおよび第２スペースは、各セットを構成するローラに対して接線方向に延在する平行な面によってその範囲が規定されていて、各加熱要素が当該スペース内に入り込んでいる。
【００１０】
好ましくは、上記熱伝導バーは、それぞれ、関連する要素に対して輻射的に連結されている。
【００１１】
上記熱伝導バーは、中空であることが好ましい。また、好ましくは、上記熱伝導バーの２つの側部は、断面で見たときに、上記平坦経路に隣接する広い部分から、上記第１ローラセットまたは第２ローラセットの一方を構成する２つのローラ間に延在する狭い部分に向かって先細りになっている。
好ましくは、上記先細りになっている２つの側部は、隣接するローラに面する凹状の外表面を含んでいる。好ましくは、上記広い部分が凹状の外表面を有している。
【００１２】
好ましくは、上記熱シールドは、上記第１ローラセットまたは第２ローラセットの一方を構成する２つのローラの周囲に延在する実質的に凹状の内表面を有している。好ましくは、上記凹状の内表面は断面形状が放物線を描いていて、上記加熱要素は、当該放物線の座の近傍に配置されている。
【００１３】
好ましくは、使用時に、上記平坦経路が実質的に水平に向けられて、シート材料は上記第２ローラ対を構成する２つのローラの出口側から出て行き、
上記熱シールドは、上記第２ローラ対を構成する２つのローラの出口側に、平坦経路から間隔を置いた位置に上方フランジおよび下方フランジを備えていて、各フランジは、各ローラの軸方向に沿って、かつ各ローラの外表面に近接して配置されていて、シート材料がローラとフランジの間に進入することを防止しており、
下方フランジは、上記平坦経路に面する表面を有していて、当該表面は、ローラの出口側から下方フランジの長手端縁へ向かって上方へと延在している。
【００１４】
好ましくは、上記第１ローラセットおよび第２ローラセットを構成する２つのローラは、それぞれ、その周囲に延在する熱シールドの口を超えて突出しており、
上記平坦経路と平行に測った当該口の寸法は、上記平坦経路と平行に測った熱シールドの凹状内表面の最大寸法よりも小さい。
【００１５】
本発明は、使用において、有効で効率的なラミネート装置を提供する。本発明のラミネート装置は、経済的に製造することができ、従来のラミネート装置における熱性能に関する問題点を解決するものである。特に、熱がローラに効率的に伝達され、加熱速度が高くなり、前加熱に要する時間が短くなる。さらに、局所的な過熱状態を避けることができるので、作動温度をより高く、均一にすることができる。そして、シート材料の生産速度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】従来のラミネート装置における加熱チャンバの概略断面図。
【図２】本発明の一実施形態に係るラミネート装置における加熱チャンバの概略断面図。
【図３】図２に示した加熱チャンバを部分的に断面で示した模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
例示としての本発明の好ましい形態を、添付の図面を参照して説明する。
【００１８】
図２および３を参照すると、ラミネート装置は加熱チャンバ２０を含んでいて、当該加熱チャンバ２０は、入口側３０の入口ローラ対２２、２３と、出口側３１の出口ローラ２４、２５とを含んでいる。各ローラは、熱シールド２６、２７でほぼ包囲されている。平坦な経路２８は、ローラ２２〜２５の接線方向に延在している。
ローラ２２〜２５が回転すると、シート材料２９（例えば、フィルム、および当該フィルムが接合されるべきシート）が、入口側３０から供給され、ローラ２２〜２５間の経路２８に沿って移動し、ローラの出口側３１から出て行く。
説明を簡単にするため、平坦経路２８の両サイドに存在する各２つのローラを、第１セットおよび第２セットと呼ぶ。各セットは、第１のローラ対のうちの一方と、第２のローラ対のうちの一方とで構成される。第１セットは、経路２８の一方側のローラ２２、２４で構成される。第２セットは、経路２８の他方側のローラ２３、２５で構成される。
各熱シールド２６、２７の内部には、それぞれ、加熱要素３２、３３および伝熱バー３４、３５が配置されている。加熱チャンバ２０は部材４５を含んでおり、当該部材４５に対して、ローラ２２〜２５、加熱要素３２、３３、熱伝導バー３４、３５、および熱シールド２６、２７の長手方向に対向する端部が接続される
【００１９】
ローラ２２〜２５は同等のサイズであって、長手軸を実質的に平行にして配置されている。このようにして、平坦経路２８に直交する面３６は、ローラ２２〜２５の軸から等距離の位置にある。図示した好ましい実施態様においては、経路２８は、使用時に水平にされる。ローラ２２〜２５は、中実または管状の金属（あるいは、熱容量が比較的大きい同様の材料）バーであって、シリコン・ゴムの円筒状の層で包まれている。
【００２０】
ローラ２２〜２５が面２８および３６に関してほぼ対称に配置されているのと同様に、２つの同様の加熱要素３２、３３が配置されている。加熱要素３２、３３は、ローラ２２〜２５のそれぞれに対して横並びとなるように、経路２８の対向する両側に１個づつ配置されている。加熱要素３２は、第１セットを構成するローラ２２、２４に隣接している。同様に、加熱要素３３は、第２セットを構成するローラ２３、２５に隣接している。
加熱要素３２、３３は管状であってもよく、例えば、石英チューブで構成される。加熱要素３２、３３の軸は、ローラの各セットから等距離を置いて、面３６内に位置していてもよい。
図２中の破線は、平坦経路２８と平行で、かつ第２セットを構成するローラ２３、２５に対して接線方向に延在する面４０を表わしている。ローラ２３と２５の間で、平坦経路２８および面４０に囲まれたスペースを参照数字４１で示している。加熱要素３３は、このスペース４１内に入り込んでいてもよい。同様に、加熱要素３２は、対応するスペース４２内に入り込んでいてもよい。
【００２１】
２本の熱伝導バー３４、３５は、例えばアルミニウム等の金属で構成されている。熱伝導バー３４、３５は、同様の形状であって、面２８および３６に関してほぼ対称に配置されている。熱伝導バー３４、３５は、経路２８の対向する両側に１個づつ存在し、かつ、入口対を構成するローラ２２、２３と、出口対を構成するローラ２４、２５との間に存在する。熱伝導バー３４は、第１セットを構成するローラ２２、２４に並ぶように延在し、熱伝導バー３５は、第２セットを構成するローラ２３、２５に並ぶように延在する。
熱伝導バー３４、３５は、それぞれ加熱要素３２、３３に対して隣接して、かつ一定距離を置いて配置されている。熱伝導バー３４、３５は、金属製で、加熱要素３２、３３に対してそれぞれ、スペース４１、４２を介して輻射的に結合されており、当該スペース４１、４２内を直接輻射エネルギが流れる。熱伝導バー３４、３５は、加熱要素から間隔を置いて配置されているので、輻射熱および対流熱によって加熱される（熱伝達で加熱されるのではない）。
熱伝導バー３４、３５は、シート材料が第１セットおよび第２セットのローラ間を通過する際に、当該シート材料の温度を適度なものとする役目を果たし、それにより、シート材料が経路２８から遠く離れるよう反ることが防止される。これは、シート材料は、その組成によっては、ローラの最初のペア２２、２３を通過するときにカールする傾向を有するからである。
熱伝導バー３４、３５は中空であってもよく、その基部４６は、側部４８、４９によって先端部４７に接続されている。側部４８、４９は、面３６の両側に位置している。側部４８、４９は、比較的幅広の基部４６から、細い先端部４７に向かって先細り（テーパ）となっている。先細りとなった２つの側部４８、４９は、それぞれ凹状の外側表面５０、５１を含んでいて、これらが隣接するローラに面している。
各先端部４７は、各セットを構成するローラ間に入り込んでいてもよい。一方、各基部４６は、平坦経路２８に隣接していて、対向する凹状の外側表面５２を含んでいる。これにより、シート材料は、熱伝導バー３４、３５に接触する機会が最小限とされる。
【００２２】
熱シールド２６、２７は、金属製であって（例えば、アルミニウム押出し）、経路２８の対向する両側に１個づつ配置される。上方側の熱シールド２６は、第１セットを構成する上側のローラ２２、２４の周囲に延在する。同様に、下方側の熱シールド２７は、第２セットを構成する下側のローラ２３、２５の周囲に延在する。
加熱要素３２、３３は、それぞれ、キャビティ５４、５５内に配置されている。キャビティ５４、５５は、それぞれ、熱シールド２６、２７、各セットを構成する２つのローラの円筒状の外表面、および熱伝導バー３４、３５の一方によって、その範囲が規定されている。
熱シールド２６、２７は、それぞれ、実質的に凹状の内表面５６、５７を含んでいて、それらは、各ペアを構成する上方または下方のローラ対の周囲に延在している。凹状の内表面５６、５７はその断面形状が放物線を描いていて、加熱要素３２、３３は、当該放物線の座（locus）１５７の近傍に配置されている。これにより、輻射エネルギが各ローラへと向けられる。
【００２３】
上方および下方のフランジ５８、５９は、熱シールド２６、２７と一体的に形成されていてもよく、経路２８から間隔を置いて出口側３１に配置されている。フランジ５８、５９は、出口対を構成する各ローラ２４、２５の軸方向に沿って延在していて、各ローラ２４、２５の外表面のすぐ近くに配置されている。これにより、ローラ２４、２５とフランジ５８、５９との間に、シート材料２９が入り込むことが防止される。
下方側のフランジ５９は、平坦経路２８に面する表面６０を有している。この表面６０は、ローラの出口側３１から下方側フランジ５９の長手端縁６１へ向かって上方へと延在している。この表面６０は、シート材料２９が加熱チャンバ２０から出て行くときに、シート材料２９の進行方向先端をガイドして、当該シート材料２９が経路２８よりも下方側へと撓んでしまうことを制限する。
【００２４】
第１セットを構成するローラ２２、２４は、熱シールド２６の口６２を通過して外方まで突出している。同様に、第２セットを構成するローラ２３、２５は、熱シールド２７の口を通過して外方まで突出している。凹状の内表面５６、５７は、内側に入り込んだ（re-entrant）形状を有していてもよい。その場合、平坦経路２８に平行に測った口６２の寸法６３は、平坦経路２８に平行に測った凹状内表面５６、５７の最大寸法６４よりも小さくなる。このようにして、熱シールド２６、２７は、チャンバ２０内のエネルギの実質的総量を保持したまま、熱を効率的にローラ２２〜２５に向ける役目を果たす。
熱のロスは、上方側の熱シールド２６の上を延在するカバー７０によって、および絶縁すること（図示せず）によって、さらに制限される。知られている設計と比較すると、単一の要素３２、３３は、各セットを構成する隣接する２つのローラをより効率的に加熱することができ、また、熱伝達で熱シールド２６、２７および熱伝導バー３４、３５へと逃げて失われる熱が少ない。
【００２５】
本発明について幾つかの局面を、単なる例示として説明した。本発明の範囲から逸脱することなく、ここに説明した例示に対して、修正および追加を行うことができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【外国語明細書】
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