板紙又は厚紙のウェブをラミネートするためのラミネートステーション

专利摘要:
板紙（１１０）のウェブに膜（１２０）をラミネートするためのラミネートステーションは、ニップローラー（１５０）と冷却ローラー（１６０）とを備えている。ローラー（１５０，１６０）の間にニップが形成され、該ニップは、膜（１２０）と板紙（１１０）のウェブとを、膜（１２０）と板紙（１１０）のウェブとの間に配置された介在する溶融ポリマー層（１３０）又は接着剤層によって互いに押し付ける。膜、板紙、溶融ポリマーは、このニップの後方で且つある角度に亘って、冷却ローラーに対して押し付けられた状態にある。本発明に従って、ニップローラー（１５０）はシュープレス型のローラーとされ、該ニップローラーは、幾つかの油圧作動加圧部材を有している押さえ棒を備えているか又は１つ又は幾つかの剛性の押さえ棒を備えている。
公开号:JP2011513097A
申请号:JP2010549602
申请日:2009-02-19
公开日:2011-04-28
发明作者:ペルソン、オーケ；ヨナーソン、カタリーナ
申请人:テトラ ラバル ホールデイングス エ フイナンス ソシエテ アノニム；
IPC主号:B32B37-20

专利说明:

[0001] 本発明は、板紙又は厚紙材料のウェブに膜をラミネートするためのラミネートステーションに関する。]
背景技術

[0002] 例えば液体パッケージを作るためのパッケージ材のラミネートにおいて、完成されたパッケージ材に所望の特性を達成するために、板紙又は厚紙材料のウェブから開始してウェブの一方の面又は両面に種々のタイプの膜又は材料の層をコーティングすることは一般的なやり方である。板紙又は厚紙材料にコーティングを施すために採用されるこれらの層は、原理的には、種々のタイプのプラスチックの膜であるが、種々のタイプの金属箔（例えば、アリフォイル（Alifoil；アルミ箔））を採用することができる。プラスチック層及び可能な金属箔は、包装される製品とパッケージ材との間の作用を阻止するという目的を果たす。もう一つ別の目的は、例えば酸素がパッケージ内へ浸透するのを防止することである。]
[0003] 最も一般的には、板紙又は厚紙のウェブは、マガジンリールの形態で給送される。マガジンリールはラミネート機の一端にあてがわれる。ラミネート機は、互に協働してウェブのための経路を形成している多数のローラーを備えている。ラミネートに必要な圧縮力を実現するために、ローラー間にニップが形成されるように一般的に２つのローラーが互いに近接するようにあてがわれる。例えば、プラスチックの膜と板紙／厚紙との間に十分な接着力を得るためには、ニップ内の圧力がある時間に亘って所定の圧力に維持されなければならない。一般的に、圧力が低い場合には、時間が長くされるべきであり又はその逆すなわち圧力が高い場合には時間か短くされるべきであると言われている。]
[0004] 板紙又は厚紙のウェブが低密度である場合、すなわち、“ふわふわしている”場合には問題が生じる。ローラー間のニップの後においても低密度を維持することが意図される場合には、圧力が低く維持されなければならず（ローラー間のクリアランスが大きくされなければならず）、そのようにされないと、ウェブはニップ内の圧力によって圧縮される。既に説明したように、ウェブとラミネートされるべき膜との間の接着力は、ウェブが圧力に曝される時間並びにウェブが曝される圧力に依存する。圧力が低い場合には、同じ接着レベルに達するためには、ニップ内で費やされる時間は長くされなければならない。]
[0005] 二つのローラー間のニップがウェブに圧力をかける時間を長くするための２つの方法がある。一つの方法はウェブの速度を遅くすることであるが、この方法は、生産経済的観点からすると不適切である。他方の可能な方法はローラーの直径を大きくすることであるが、この方法はローラーの大きさが不適当になる状況にすぐに達する。]
[0006] 更に、従来技術によるラミネート機は、所定のラミネート圧力が得られるように設計されている。これは、ローラーが若干凸状の形状を有していてローラーの外方への撓みが補正され、ローラー間のある一定の圧縮力によってローラーの全幅に亘って均一な圧力が付与されることを意味する。ローラー間の力が大きくなるか又は小さくなるとローラーの凸形状がローラーの外方への撓みに対応しなくなり、このため、ローラー間の圧縮力を修正することができる範囲が限られている。]
[0007] ＥＰ １ ３４５ ７５６号には、内側の堅牢なコアが弾性材料からなる２つの層によって包囲されているローラーが記載されている。このようなローラーが一つ採用されている場合には、若干長いニップが付与されるが、このようなローラーを使用する主な理由は、ウェブの厚みの変化によって比較的影響を受けないニップが得られるからである。]
先行技術

[0008] ＥＰ １ ３４５ ７５６号]
[0009] ニップ内での長い加圧時間を得る際の問題点は、ニップローラーがシュープレス（shoe-press）タイプの加圧ローラーによって構成されている本発明によって解決することができる。]
[0010] 材料層又は膜と板紙又は厚紙材料のウェブとの間の接着を実現するために、それらの間に介在する溶融ポリマー層又は接着層が、膜と板紙のウェブとの間に提供されている。]
[0011] 液密及び気密に関する優れた特性を得るために、膜は、ポリマーフイルム又はアルミニウム箔（アリフォイル）によって構成することができる。該材料層は、押し出しコーティングによって板紙のウェブ上に適用される溶融ポリマーとすることができる。]
[0012] 必要な長さのニップを得るために、圧力ローラーは加圧ウェブを備えており、該加圧ウェブは、板紙のウェブと平行で且つ該板紙のウェブと同じ速度で動き、該加圧ウェブは、この目的のために設けられているローラーに沿って延びている１以上の押え棒によって冷却ローラーに対して押し付けられている。]
[0013] 作動中の圧縮力を調整することができるようにするために、押え棒は、ある種の“シュー”に似た輪郭を有している細長い部材とすることができ、当該細長い棒は、通常は、シュー形状の部材に作用する油圧による加圧機構によって、加圧ウェブに対して押し付けられる。この技術は、ペーパーカレンダリングの分野において一般的なタイプのシュープレス技術として知られている。別の方法として且つ更に近代的なシュープレス技術に従って、押え棒は、加圧ウェブに対する圧力を形成し且つニップ内に加圧型材を形成する油圧作動部材からなる一組みの装置を備えていても良い。]
[0014] シュープレス型のローラーニップを備えているラミネートステーションの一つの好ましい用途は、パッケージの製造である。]
図面の簡単な説明

[0015] 以下、本発明を、添付図面を参照して更に詳細に説明する。
図１は、本発明によるラミネートステーションの概略側面図である。
図２は、本発明の一つの実施例によるシュープレスタイプのローラーと冷却ローラーとの間のニップを示している概略側面図である。
図３は、本発明の代替的な実施例によるシュープレスタイプのローラーと冷却ローラーとの間のニップを示している概略側面図である。] 図１ 図２ 図３
[0016] 図１，２及び３は、板紙１１０のウェブに膜１２０をコーティングするように意図されている一対のラミネート機の一部を示している。膜１２０を板紙１１０に固着するために、板紙１１０と膜１２０との間に、溶融ポリマー又は接着剤の形態の薄い層１３０が提供される。ラミネートに必要な圧力及び温度の減少をもたらすために、板紙１１０、膜１２０及びポリマー溶融体１３０は、加圧又はニップローラー１５０と冷却ローラー１６０との間で相互に加圧される。これらのローラー間の圧力下に位置する領域は、一般的にニップを付与され、該ニップのウェブ１１０の長手方向における寸法は、一方では、冷却ローラーとニップローラーとの間の力によって決まり、他方では、ニップローラー及び冷却ローラー内の材料がどの程度弾力性を有するかによって決まる。冷却ローラー１６０は、例えば内部水冷装置（図示せず）によって冷却される場合が多い。] 図１
[0017] 本発明の別の実施例においては、薄い層１３０を不要にし、その代わりに、接着剤又はホットメルト層（図示せず）がコーティングされており且つ板紙１１０のウェブに面する膜１２０を採用することができる。次いで、膜１２０が全体的な又は部分的な溶融（所謂“ホットシリンダーラミネート”）によって板紙１１０に接着される圧力及び温度をニップ内に得ることもできる。]
[0018] 従来技術によるラミネート機においては、冷却ローラー１６０とニップローラーと１５０との両方がおおむね円筒形である。このことは、ローラー同士が強い力によって相対的に押し付けられない限り、ニップは比較的短くなることを意味する。しかしながら、大きな力を採用する場合には、例えば、板紙１１０が当該板紙の剛性又は堅牢性を低減させる圧縮力に曝されるというような複数の欠点がある。従来技術における短いニップは、ニップ内にとどまる時間が短くなり、その結果、ウェブがニップ内を通過する速度が制限される。更に、ニップ内の高い圧力により、板紙１１０として経済的なタイプの板紙を採用することが難しくなる。なぜならば、低価格タイプの板紙は一般的に低密度であり、その結果、ニップによって相互に圧縮される傾向が明らかであるからである。板紙が相互に圧縮されると、その厚みが薄くなり、厚みが薄くなることは、材料の剛性が低下して材料によって製造されるパッケージがその形状を失う危険を冒すことを意味する。]
[0019] 本発明においては、ニップローラー１５０は所謂シューローラーである。このようなシューローラーの機能を図２及び３を参照して以下に説明する。] 図２
[0020] 本発明の一実施例によるニップローラー１５０は加圧ウェブ１５５を備えており、該加圧ウェブは、作動時に、冷却ローラー１６０、板紙１１０及び膜１２０と同じスピードで動く。加圧ウェブ１５５が少なくとも１つの押さえ棒１５７によって冷却ローラー１６０に押し付けられることによって、ラミネートに必要な圧力が発生される。棒１５７は、冷却ローラー１６０に対して固定位置に位置決めされており、このことは、加圧ウェブ１５５が棒１５７の前面１５８上をスライドすることを意味する。]
[0021] シューローラータイプのニップローラー１５０を使用することによって、ニップをより大きな面積に亘って分布させることができ、このことにより、長い加圧時間を維持しつつラミネートスピードを速くすることができ、或いは圧力を更に低くし且つ加圧時間を更に長くすることができる。]
[0022] 複数の異なるタイプのシューローラーが存在するが、これらに共通の特徴は、対向ローラー（本発明によれば、冷却ローラー）と同じスピードであり且つ加圧ローラー１５５と対向ローラーとの間に圧力を生じさせるために設けられている圧力発生棒上を摺動する加圧ウェブ１５５が設けられていることである。製紙工業のためのこのようなローラーは、市販によって入手可能である（例えば、Metso paper Karlstadは、Optidwell and Symbeltという商標名でシューローラーを販売している。）。しかしながら、製紙工業のためのものとして意図されているシューローラーは、かなり高い圧縮力を付与するという点において、ラミネートに適したローラーとは異なる。製紙工業における圧縮力はラミネートのために必要とされる圧縮力の３〜４倍であることは稀なことではない。]
[0023] 図２による押さえ棒１５７には、一組みの又は多数例えば３個の個々に順応性のある加圧部材１５７′，１５７″及び１５７″′が設けられている。本発明の実施例においては、加圧部材１５７′，１５７″及び１５７″′は、シューローラーの全長に亘って延びており、その結果、圧縮圧力は、全長に亘って均一に分布せしめられるであろう。他の実施例においては、圧縮部材のうちの幾つかは、全長に亘って延びておらず、その結果、ニップがウェブの幅に亘って変化するのが望ましいかも知れない。] 図２
[0024] 本発明の実施例においては、加圧部材１５７′，１５７″及び１５７″′は、油圧液体を含んでいる多数のチャンバを備えている細長い可撓性のダイからなり、各チャンバが加圧部材の役目を果たしている。２個から実際的に可能な数までの幾つかの加圧部材が存在するが、通常は２個〜６個の加圧部材が設けられる。このダイは、チャンバからダイの下方に提供される油圧圧力によって加圧ウェブに対して押し付けられ、力が、ダイから加圧ウェブ１５５に伝えられ且つウェブ１１０を介して冷却ローラー１６０へと伝えられる。]
[0025] 油圧圧力は、ニップ及び冷却ローラー１６０のあらゆる起こり得る外方への撓みを均等にするので、圧縮圧力がウェブの全幅に沿って均一であるという重要な利点をも付与する。]
[0026] 本発明の代替的な実施例によれば、図３に示されているように多数の加圧装置１５７，１５７′（更に幾つかの加圧装置が存在するかも知れないが、図示されていない）は、堅牢な材料からなる細長い棒、ストリップ又はビードとして設けられている。棒、ストリップ又はビードは、加圧ウェブ１５５の全幅に亘って広がっており且つ油圧シリンダによって押し付けられる。] 図３
[0027] 本発明にとって本質的である更に別の利点は、例えばＥＰ １ ３４５ ７５６に記載されているものに似たニップを実現するために、加圧ウェブ１５５が、一定の弾性降伏特性を示す材料によってコーティングされる点である。これによって、圧縮圧力が更に“弾性”を増すという特性が付与され、このことは、圧縮圧力が、例えば、ストローを突き刺すための指示部を形成するために穴が開けられる板紙の領域に達することを意味する。]
[0028] 上記した実施例のいずれにおいても、油圧圧力を増すか又は減らすことによって、作動中のニップ内の圧力を調整することができる。]
[0029] 本発明の更に別の利点は、ニップローラーと冷却ローラーとの間に長いニップを設けることによって、例えば、多孔質の板紙又は多孔質のプラスチック層のラミネートを、これらの層を同時に損傷させることなく改良することができる点である。]
[0030] １１０ 板紙
１２０ 膜
１３０溶融ポリマー又は接着剤の層
１５０ニップローラー
１５５加圧ウェブ
１５７押さえ棒
１５７′，１５７″，１５７″′加圧部材
１５８ 押さえ棒の前面
１６０ 冷却ローラー]

权利要求:

請求項1
板紙又は厚紙（１１０）のウェブに膜（１２０）又は材料層をラミネートするためのラミネートステーションであり、ニップローラー（１５０）と冷却ローラー（１６０）とを備えており、これらのローラー（１５０，１６０）間に、前記材料層又は膜（１２０）と板紙（１１０）のウェブとを互いに押し付けるニップが形成されており、前記膜（１２０）又は前記材料層は、前記ニップに倣って、所定の角度に亘って前記冷却ローラーに当接せしめられるようになされており、前記ニップローラー（１５０）がシュープレス型のローラーである、ことを特徴とするラミネートステーション。
請求項2
介在する溶融ポリマー層（１３０）又は接着剤層が、前記膜（１２０）と前記板紙（１１０）のウェブとの間に配置される、ことを特徴とする請求項１に記載のラミネートステーション。
請求項3
前記膜（１２０）が、ポリマー膜又はアルミニウム箔（アリフォイル）である、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のラミネートステーション。
請求項4
前記材料層が、押し出しコーティングによって前記板紙のウェブに適用される溶融ポリマーである、請求項１に記載のラミネートステーション。
請求項5
前記シュープレス型のローラーが加圧ウェブ（１５５）を備えており、該加圧ウェブ（１５５）は、板紙（１１０）のウェブに平行で且つ該板紙のウェブと同じ速度で移動し、加圧ウェブ（１５５）は、この目的のために設けられている加圧部材（１５７′，１５７″，１５７″′）を備えている棒（１５７）によって冷却ローラー（１６０）に押し付けられるようになされている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のラミネートステーション。
請求項6
前記加圧部材（１５７′，１５７″，１５７″′）が油圧作動部材（１５７′，１５７″，１５７″′）である、ことを特徴とする請求項５に記載のラミネートステーション。
請求項7
前記シュープレス型のローラーが加圧ウェブ（１５５）を備えており、該加圧ウェブ（１５５）は、板紙（１１０）のウェブと平行で且つ該板紙のウェブと同じ速度で移動し、且つ前記加圧ウェブ（１５５）の実質的に全幅に亘って延びている剛性材料によって作られた１以上の押さえ棒によって、冷却ローラー（１６０）に押し付けられるようになされている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のラミネートステーション。
請求項8
パッケージ材の製造のために、請求項１〜７のうちのいずれか一の項に記載のラミネートステーションを使用する方法。