JP2015186883A - 積層体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】バネ定数が異なる少なくとも２枚のシートを貼り合わせた積層体において、カール量が一定の積層体を安定的に製造するラミネート方法を提供する。
【解決手段】バネ定数が異なる少なくとも２枚のシートを貼り合わせる積層体の製造方法であって、２枚のシートがバネ定数の大きい方のシートＳ１とバネ定数の小さい方のシートＳ２からなり、（１）２本のニップロール間に少なくとも２枚のシートを挟み、シートＳ１に接するニップロールｂを周速Ｖｂで駆動させ、シートＳ２に接するニップロールｔを周速Ｖｔで駆動させて、シートを貼り合わせる工程、（２）ニップロール上流側でシートＳ２の搬送速度Ｖ２を検出する工程、（３）工程（２）で検出するＶ２が設定値となるようにニップロールｔの周速Ｖｔおよびニップロールｂの周速Ｖｂの少なくとも一方を連続制御する工程、を含む積層体の製造方法。
【選択図】図１

Description

本発明はバネ定数が異なる少なくとも２枚のシートを貼り合わせた積層体の製造方法に関する。

従来、少なくとも２枚のシートを貼り合わせて積層シートを形成する積層シートの製造方法として、例えば表面に接着剤が塗布されたプラスチックフィルムと、もう１枚のフィルムと重ね合わせて圧着する方法が知られている。このような製造方法を利用することで、例えば基板上に反射層が形成されたシートと光拡散シートとを貼り合わせて反射型スクリーンを、あるいは接着層付きの基板と感光性樹脂シートとを貼り合わせて感光性レリーフ印刷版原版を製造することが可能である。

２枚のシートを貼り合わせる積層シート製造装置の従来構造を図６に示す。図６は、一対の上下に配置されたニップロールｂおよびｔのうち、下方のニップロールｂをモーター１３で駆動し、上方のニップロールｔを下方のニップロールｂに押し付ける構造である。この２本のニップロールｂとｔの間に、２枚のシートＳ１およびＳ２を挟み込むことで、シートＳ１およびＳ２はロール回転によって引き込まれつつ連続的に貼合される。

このようにニップロールで貼り合わせる場合、圧着時に２枚のシートに対して応力がかかり、シートが変形して貼り合わされることになる。２枚のシートのバネ定数が同一であれば、ニップ圧着時のシートの変形量は同一となるが、２枚のシートのバネ定数が異なる場合、バネ定数が小さい方のシートがニップロールによる貼り合わせ時に伸ばされやすく、貼り合わせ後に、伸びたシートが弾性回復して収縮するため、バネ定数が低い方のシートの方にカールしやすい。

このようなカールを解消する積層体の製造方法として、図７に示すような、少なくとも一対のニップロールを回転させながら２枚のシートを挟み込み、シートを貼り合わせて積層体とする積層体を製造するに当たり、ニップロールをそれぞれ強制駆動させ、双方のニップロールの回転速度に速度差を持たせて貼り合わせ、平坦（フラット）な積層体を形成する製造方法が提案されている。（特許文献１参照）。

また、厚み０．２〜３ｍｍの厚い感光性樹脂シートを貼り合わせて製造するレリーフ印刷版用途においては、ラミネート直後はフラットな積層体である感光性レリーフ印刷版原版を製造しても、顧客でレリーフ印刷版に製版する作業工程中に、感光性樹脂シートが露光されることにより硬化収縮すると共に、シート中の残存水分が揮発することにより乾燥収縮するため、圧着された支持体と感光性樹脂シートとの間で応力歪みが生じ、レリーフ印刷版にカールが発生することになる。このカールは支持体と反対側の面にカールする方向（インカール）で発生し、印刷を行う際にレリーフ印刷版を版胴へ貼り付ける方向（支持体側にカールする方向（アウトカール））とは逆方向のカールであるため、版胴への貼り付け作業が困難になる。また、強制的に巻き付けた時に感光性樹脂層内に残留する応力により、例えば、印刷中に版胴から剥がれやすいと言う問題や、貼り付けたレリーフ印刷版の端部が浮き上がった状態で印刷されると、印刷時にギアマークや掠れが生じ、印刷品質が低下する問題が発生する。そこで、特許文献２では、バネ定数が小さく伸びやすいシートＳ２に接するニップロールｔの周速Ｖｔを、バネ定数が大きく伸びにくいシートＳ１に接するニップロールｂの周速Ｖｂに対し、１．０３〜１．５０倍に設定することで、伸びやすいシートＳ２のシート供給量をシートＳ１対比で増加させ、意図的にアウトカールした積層体である感光性レリーフ印刷版原版を製造し、顧客での製版作業後のレリーフ印刷版のインカールを低減させる方法が紹介されている。

特開２００５−３０５７５６号公報 特開２０１３−１３２８４０号公報（第１３頁の表２）

しかし、特許文献２に記載された積層体の製造方法では、カール量を変化させることは容易にできるが、カールの程度を一定にして長時間操業することが困難であった。というのも、ニップロールによる圧着によりシートにかかる応力は、実際には多くの因子の影響を受けて決まる。例えば、シートＳ２とニップロールｔの摩擦係数が大きいと、ニップロールｔの駆動力がシートＳ２に伝わりやすく、シートに対する応力が大きくなる。また、シートＳ２に膜厚のバラツキがあると、例えば膜厚が１０μｍ増加しただけでも、ニップロールによるニップ圧が高くなるので、シートに対する応力が大きくなる。

これらのプロセス条件や物性の僅かな変動により、シートの伸び易さおよびニップロールによる増速駆動によるシート押し込まれ易さが時間とともに変化するので、伸びやすいシートＳ２のシート供給量が安定せず、カールの程度を定量的に表すカール量が一定の積層体を連続で得ることが困難であった。

本発明ではバネ定数が異なる少なくとも２枚のシートを貼り合わせ積層体を製造するに当たり、カール量が一定の積層体を安定的に製造するラミネート方法を提供する。

すなわち本発明は、バネ定数が異なる少なくとも２枚のシートを貼り合わせる積層体の製造方法であって、２枚のシートがバネ定数の大きい方のシートＳ１とバネ定数の小さい方のシートＳ２からなり、少なくとも、
（１）２本のニップロール間に少なくとも２枚のシートを挟み、シートＳ１に接するニップロールｂを周速Ｖｂで駆動させ、シートＳ２に接するニップロールｔを周速Ｖｔで駆動させて、シートを貼り合わせる工程、
（２）（２ａ）ニップロール上流側でシートＳ２の搬送速度Ｖ２を検出する工程、（２ｂ）ニップロール上流側でシートＳ２の搬送速度Ｖ２を検出し、ニップロール下流側で積層体の搬送速度Ｖ３を検出する工程、（２ｃ）ニップロール上流側でシートＳ２の搬送速度Ｖ２およびシートＳ１の搬送速度Ｖ１を検出する工程、から選ばれるいずれかの工程、
（３）工程（２ａ）で検出するＶ２、工程（２ｂ）で検出するＶ２およびＶ３、あるいは工程（２ｃ）で検出するＶ２およびＶ１に基づき、Ｖ２/Ｖｂ、Ｖ２／Ｖｔ、Ｖ２／Ｖ３およびＶ２／Ｖ１のいずれかが設定値となるようにニップロールｔの周速Ｖｔおよびニップロールｂの周速Ｖｂの少なくとも一方を連続制御する工程、を含む積層体の製造方法である。

本発明によれば、バネ定数が異なる少なくとも２枚のシートを貼り合わせ、カール量が一定の積層体を安定的に製造することができる。

本発明で好ましく用いられる第１の形態の積層体の製造装置を示す概略図である。 本発明で好ましく用いられる第２の形態の積層体の製造装置を示す概略図である。 本発明で好ましく用いられる第３の形態の積層体の製造装置を示す概略図である。 本発明でいうインカールおよびアウトカールした積層体の断面図である。 実施例におけるシートＳ２の搬送速度と積層体Ｓ３のカール量の関係を示したものである。 積層体の製造装置の一例を示す概略図である。 積層体の製造装置の一例を示す概略図である。

以下、本発明の実施の形態を説明する。

本発明は、バネ定数の異なる少なくとも２枚のシートＳ１、Ｓ２を貼り合わせる積層体の製造方法であって、（１）２本のニップロール間に少なくとも２枚のシートを挟み込み、シートＳ１に接するニップロールｂおよびシートＳ２に接するニップロールｔを駆動させて貼り合わせる工程を含む。シートＳ１およびシートＳ２は、複数の層で構成された積層体であってもよい。

従来技術である図７に示した積層体の製造装置は、一対の上下に配置されたニップロールｔ、ｂと、駆動源の一様態であるモーター１２、１１と、ニップロールｔ、ｂの周速Ｖｔ、Ｖｂを調整する速度調整機構３２、３１とを備え、ニップロールｔ、ｂのいずれか一方を基準側ロールとして周速を固定して強制駆動し、他方のニップロールをその基準側ロールの周速よりも加減速されるロールとして強制駆動する構成となっている。Ｓ１およびＳ２はシートを示し、Ｓ３はＳ１とＳ２の積層体を示す。シートＳ２のバネ定数は、シートＳ１のバネ定数より小さい。

ここで言うバネ定数とは、伸びやすさの指標であり、数値が低い程伸びやすいと言える。バネ定数は、その素材のヤング率と断面積の積で計算できる。例えば、ヤング率が１．０ＭＰａ、膜厚が１．０ｍｍ、幅が１．０ｍの感光性樹脂シートと、ヤング率が５ＧＰａ、膜厚が０．２０ｍｍ、幅が１．０ｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを貼り合わせる場合、感光性樹脂シートのバネ定数は１ＭＰａ×０．００１０ｍ×１．０ｍ＝１．０ｋＮ、ＰＥＴフィルムのバネ定数は５ＧＰａ×０．０００２０ｍ×１．０ｍ＝１０００ｋＮとなり、バネ定数が低い感光性樹脂シートの方がシートＳ２となり、ＰＥＴフィルムの方がシートＳ１となる。これら感光性樹脂シート（Ｓ２）とＰＥＴフィルム（Ｓ１）をニップロールでラミネートすることで、各々に同じ応力が掛けられた場合、感光性樹脂シートＳ２の方が伸びやすく、ＰＥＴフィルムＳ１はほとんど伸びない。ここで、シートＳ１のバネ定数：シートＳ２のバネ定数の比が１００以上：１の場合、同一応力時のシート伸び率の比は０．０１以下：１となり、シートＳ１はほとんど伸びないと見なすことができる。シートＳ１あるいはシートＳ２が複数のシートの積層体である場合は、そのバネ定数は、積層体のヤング率および積層体の断面積の積で計算できる。

バネ定数の異なる少なくとも２枚のシートをニップロールで貼り合わせる場合、バネ定数の小さい方のシートＳ２と接するニップロールｔの周速Ｖｔと、バネ定数が大きい方のシートＳ１と接するニップロールｂの周速Ｖｂとが等速だと、ニップロール通過時にシートＳ１とＳ２にほぼ同程度の応力がかけられ、シートＳ２が流れ方向に多く伸ばされる形でシートＳ１と貼り付けられる。シートＳ１も応力の量次第では伸ばされるがバネ定数がシートＳ２より大きいため、流れ方向の伸び率は僅かのはずである。例えば上記のバネ定数１．０ｋＮの感光性樹脂シートＳ２と、バネ定数１０００ｋＮのＰＥＴフィルムＳ１の貼り合わせのケースを考えてみると、貼り合わせ時の応力が１００Ｎの場合、感光性樹脂シートＳ２の流れ方向伸び率は１０％、ＰＥＴフィルムＳ１は０．０１％と見積もることができる。貼り合わせ時の応力が仮に１００ｋＮの場合、ＰＥＴフィルムＳ１は１０％伸びることになるが、感光性樹脂シートＳ２は１０１倍に伸びてしまう計算となり、積層体Ｓ３の実質貼り合わせ条件としては不適である。延伸させながら積層する必要性がなければ、積層体Ｓ３の寸法安定性の観点から、積層体Ｓ３の搬送速度Ｖ３は、伸びにくく支持体として機能するシートＳ１の搬送速度Ｖ１の０．９８〜１．０５倍の範囲内とすることが好ましく、１．００倍〜１．０２倍の範囲内とすることがより好ましい。

このようにＶｔとＶｂを等速駆動した場合、シートＳ２が伸ばされた形の積層体Ｓ３が得られ、積層体Ｓ３に対する流れ方向の応力が解除されると、積層体のシートＳ２部分が弾性回復して、図４（ａ）の様にシートＳ２側が内側になるカール（以後、インカールと呼ぶ）が発生してしまう。

ＶｔをＶｂよりも大きくする、つまり増速駆動することで、ニップロールによる貼り合わせ応力を相殺し、さらにはシートＳ２がシートＳ１より流れ方向に過剰供給されることになる。得られる積層体Ｓ３は、図４（ｂ）の様にＳ２側が外側になる方向にカール（以後、アウトカールと呼ぶ）しやすくなる。フラットな積層体を得るには、ニップロールによる貼り合わせ応力が相殺されるＶｔ／Ｖｂ比率を選べば良い。特許文献２に述べられた課題を解決するため、フラットな積層体で設定したＶｔ／Ｖｂよりも、Ｖｔを増速することで敢えてアウトカールした積層体を得ることも可能である。

このように理論的には、周速Ｖｂに対する周速Ｖｔの比を変更することで、積層体Ｓ３のカール状態を制御することが可能である。しかし、この積層体の製造方法では、カールの程度を一定にして長時間操業することが困難であった。というのも、ニップロールによる圧着でシートにかかる応力は、シートＳ２とニップロールｔの摩擦力、シートＳ１とニップロールｂの摩擦力、シートＳ１とシートＳ２の接着速度、ニップロールｔ、ｂの径および周長、シートＳ１、Ｓ２の膜厚精度など、多くの因子の影響を受けて決まる。これらプロセス条件や物性の僅かな変動により、シートＳ２の伸び易さおよびニップロールｔの増速駆動によるシートＳ２の過剰供給量が時間で変化するので、伸びやすいシートＳ２のシート供給量が安定せず、カールの程度を定量的に表すカール量が一定の積層体を連続で得ることが困難となる。

本発明ではバネ定数が異なる少なくとも２枚のシートを貼り合わせるに当たり、カール量が一定の積層体を安定的に製造するラミネート方法を提供する。その製造方法は、（２）（２ａ）ニップロール上流側で、シートＳ２の搬送速度Ｖ２を検出する工程を含む。搬送速度Ｖ２を検出することにより、ニップロール間に供給されるシート量の定量的な情報を得ることができる。発明者らは、伸びやすいシートＳ２のニップロール前後の供給量変化率に着目し、シートＳ２のニップロールへの供給量がカール量にかなり強い一次関数の相関を示すことをつかんだ。シートＳ２の供給量が多いと、アウトカール量が多くなり、シートＳ２の供給量が少ないと、インカール量が多くなる。この現象を定量的手法として利用することで、積層体Ｓ３のカール量をほぼ正確に予想できる。

本発明の第２の態様として、（２）（２ｂ）ニップロール上流側でシートＳ２の搬送速度Ｖ２を検出する工程に加えて、ニップロール下流側で積層体の搬送速度Ｖ３を検出する工程を含む。 シートＳ２のニップロール手前、つまり上流側の搬送速度Ｖ２を測定し、ニップロール通過後、つまり下流側の積層体Ｓ３の搬送速度Ｖ３の測定値より大きければ、積層体Ｓ３はアウトカールとなり、そのアウトカール量はＶ２／Ｖ３にほぼ比例する。逆に、下流側の積層体Ｓ３の搬送速度Ｖ３が、上流側の搬送速度Ｖ２より大きければ、積層体Ｓ３はインカールとなり、そのインカール量はＶ３／Ｖ２にほぼ比例する。よって、Ｖ２／Ｖ３比（あるいはＶ３／Ｖ２比）と積層体Ｓ３のアウトカール量（あるいはインカール量）に関係について予め検量線を測定しておけば、Ｖ２／Ｖ３比を制御することで、アウトカール量が一定の積層体を連続的に製造することが可能となる。また、ラミネート後に積層体Ｓ３の後処理工程でカール量にバイアスがかかる場合、例えば感光性樹脂層のような露光収縮や乾燥収縮でインカールが発生する場合、後処理工程後のカール量とＶ２／Ｖ３などの本発明の積層体を製造する工程で得られた工程値との検量線を測定しておくことが好ましい。

また、Ｖ３については、別の速度値で代用することも可能である。本発明の第３の態様として、（２）（２ｃ）ニップロール上流側でシートＳ２の搬送速度Ｖ２を検出する工程に加えて、ニップロール上流側でシートＳ１の搬送速度Ｖ１を検出する工程を含む。例えば、シートＳ１のバネ定数がシートＳ２に比べて有意に大きければ、シートＳ１はほとんど伸びないので、上流側のシートＳ１の搬送速度Ｖ１と下流側の積層体Ｓ３の搬送速度Ｖ３は等しいと見なすことができる。また、シートＳ１がほとんど伸びることがなければ、上流側のシートＳ１の搬送速度Ｖ１とシートＳ１が接する方のニップロールの周速Ｖｂ（あるいはＶｔ）が等しいと見なすこともできる。したがって、Ｖ３の代わりに、Ｖ１やＶｂ（あるいはＶｔ）を用いても、積層体のカール量を一定に制御することができる。

本発明の好ましい第１の形態ではＶ２／Ｖｂ比（あるいはＶ２／Ｖｔ比）で、第２の形態ではＶ２／Ｖ３比で、第３の形態ではＶ２／Ｖ１比で、積層体のカール量を一定に制御する。

好ましい第１の形態では、（３）工程（２ａ）で検出するＶ２に基づき、Ｖ２／Ｖｂが設定値となるようにニップロールｔの周速Ｖｔを連続制御する工程、またはＶ２／Ｖｔが設定値となるようにニップロールｂの周速Ｖｂを連続制御する工程の少なくとも一方を含む。図１に示す好ましい第一の形態では、積層体の製造装置は、一対の上下に配置されたニップロールｔ、ｂと、駆動源の一態様であるモーター１５、１４と、シートＳ２の搬送速度Ｖ２を測定する検出器２２と、搬送速度Ｖ２の検出値とニップロールｂの周速Ｖｂを元に、ニップロールｔの周速Ｖｔの設定値を決定するコントローラー３３、ニップロールｔ、ｂの周速Ｖｔ、Ｖｂに速度差を持たせる速度調整機構３５、３４とを備え、ニップロールｂを基準側ロールとして強制駆動し、ニップロールｔは基準ロール（ニップロールｂ）に対し周速に加減速をかけた強制駆動する構成となっている。図１はニップロールｔとシートＳ２が接し、ニップロールｂとシートＳ１が接する例を示しているが、シートの上下およびニップロールの上下を入れ替えた構成でも良く、その場合の製造装置は図１を上下反転した構成となる。

ニップロールｔ、ｂは弾性体からなり、表面がシートの貼り合わせに適した表面に仕上げられている。例えば金属ロール表面が弾性ゴムで被覆された表面の平滑なロールである。あるいはニップロールｔ、ｂの一方が弾性体からなるロールで、他方が貼りつけ時にニップ部でシートＳ１および／あるいはシートＳ２を加熱するための加熱金属ロールであってもよい。

基準ロールであるニップロールｂの周速Ｖｂは、速度調整機構３４の指令に基づきモーター１４の駆動で与えられる。ニップロールｔの周速Ｖｔは、速度調整機構３５の指令に基づきモーター１５の駆動で与えられる。さらに、ニップロールｔはニップロールｂに押し付けられるが、一定の押付力Ｌで押し付けることができる構成であればよく、例えば、ニップロールｔの両端を支持する支持台でニップロールｔを上下移動可能とし、弾性バネの弾性力あるいはエアシリンダーの圧空により、ニップロールｔをニップロールｂに押し付けてもよい。

モーター１４はニップロールｂだけでなく、ニップロールｔ、ｂ共通の駆動源であってもよく、減速機付き誘導電送機を用いても良い、モーター１５はモーター１４を基準にニップロールｔを回転駆動させるための駆動源であり、減速機付き誘導電送機を用いても良い。

速度調整機構３５、３４はニップロールｔ、ｂの駆動系に備えられており、モーター１５、１４の駆動力により回転されるニップロールｔ、ｂの周速を加減速調整する変速機である。このような変速機として、例えばプーリー比により減速する機構の精密変速機が挙げられる。かかる精密変速機としては、例えば、ツバキエマソン社製の“ヘリカルギアヘッド”が挙げられる。

シートＳ２の搬送速度Ｖ２を測定する検出器２２は、ニップロール手前側（つまり上流側）に設置される。搬送速度Ｖ２の測定方法として、シートＳ２にロールエンコーダーを接触させて周速を測定する方法、シートＳ２に接触させたフリーロールにロールエンコーダーを接触させて、フリーロールの周速を測定する方法、シートＳ２に接触させたフリーロールにローラーエンコーダーを取り付けて、フリーロールの回転速度を測定する方法などが挙げられる。搬送速度Ｖ２が時間軸に対し細かく振動する、いわゆる「ビビリ」が起きる場合には、ある所定時間に対する平均値を演算してＶ２の測定値としても良い。図示していないが、ニップロールｔ、ｂの周速を計測し、表示する回転数検出器を備えることが好ましい。

ニップロールｔの周速Ｖｔの設定値を決定するコントローラー３３は、シートＳ２の搬送速度Ｖ２とニップロールｂの周速Ｖｂの入力情報を元に、ニップロールの周速Ｖｔを決定し、速度調整機構３５に指令する機能を有する。積層体Ｓ３のカール量を決定する検量線で求められるＶ２／Ｖｂ値を設定し、Ｖ２／Ｖｂの設置値より実測値の方が低ければ、Ｖｔを増速する指令を出し、設定値より実測値の方が高ければ、Ｖｔを減速する指令を出す。つまりＶ２／Ｖｂが設定値になるようにＶｔを連続制御することで、積層体のカール量とかなり強い一次関数の相関を示すシートＳ２供給量を一定に保つことができ、積層体のカール量は一定となる。Ｖ２／Ｖｂの設定値は、１点固定にしてニップロールｔの周速Ｖｔを細かく制御しても良いし、管理幅をもたせて設定し、管理幅を超えた時のみＶｔに制御をかける方式で良い。

図２に示す好ましい第２の形態では、（３）工程（２ｂ）で検出するＶ２／Ｖ３が設定値となるように、ニップロールｂの周速Ｖｂおよびニップロールｔの周速Ｖｔの少なくとも一方を連続制御する工程を含む。図２に示す積層体の製造装置は、図１に示す本発明の好ましい第１の形態に、積層体Ｓ３の搬送速度Ｖ３を測定する検出器２３が追加された構造である。また、本発明の好ましい第１の形態は、Ｖ２／Ｖｂ比の実測値を元に、ニップロールｔの周速Ｖｔに制御をかける方式、またはＶ２／Ｖｔ比の実測値を元にニップロールｂの周速Ｖｂに制御をかける方式なのに対し、第２の形態ではＶ２／Ｖ３比の実測値を元にＶｔおよび／またはＶｂに制御をかける。

積層体Ｓ３の搬送速度Ｖ３を測定する検出器２３は、ニップロール通過後（つまり下流側）に設置され、その測定方法は、積層体Ｓ３にロールエンコーダーを接触させて周速を測定する方法、積層体Ｓ３に接触させたフリーロールにロールエンコーダーを接触させて、フリーロールの周速を測定する方法、積層体Ｓ３に接触させたフリーロールにローラーエンコーダーを取り付けて、フリーロールの回転速度を測定する方法などが挙げられる。搬送速度Ｖ３は時間軸に対し細かく振動する、いわゆる「ビビリ」が起きる場合には、ある所定時間に対する平均値を演算してＶ３の測定値としても良い。

ニップロールの周速を決定するコントローラー３６は、シートＳ２の搬送速度Ｖ２、積層体Ｓ３の搬送速度Ｖ３の入力情報を元に、ニップロールｔ、ｂの周速Ｖｔ、Ｖｂを決定し、速度調整機構３５、３４に指令する機能を有する。積層体Ｓ３のカール量とＶ２／Ｖ３値について予め検量線を測定しておき、検量線を元にＶ２／Ｖ３値を設定し、Ｖ２／Ｖ３の設置値より実測値の方が低ければ、Ｖｔを増速するおよび／またはＶｂを減速する指令を出し、設定値より実測値の方が高ければ、Ｖｔを減速するおよび／またはＶｂを増速する指令を出す。つまりＶ２／Ｖ３が設定値になるようにＶｔおよび／またはＶｂを連続制御することで、積層体のカール量とかなり強い相関を示すシートＳ２供給量を一定に保つことができ、積層体のカール量は一定となる。Ｖ２／Ｖ３の設定値は１点固定にして、周速Ｖｔ、Ｖｂを細かく制御しても良いし、管理幅をもたせて設定し、管理幅を超えた時のみＶｔ、Ｖｂに制御をかける方式でも良い。

また、コントローラー３６は、Ｖｂを固定とし、Ｖｔのみに指令を出す方式でも良い。その場合はシートＳ２の搬送速度Ｖ２、積層体Ｓ３の搬送速度Ｖ３、およびニップロールｂの周速Ｖｂの入力情報を元に、ニップロールｔの周速Ｖｔを決定し、速度調整機構３５に指令する機能を有する。Ｖ２／Ｖ３の設置値より実測値の方が低ければ、Ｖｔを増速する指令を出し、設定値より実測値の方が高ければ、Ｖｔを減速する指令を出す。

図２ではニップロールｔとシートＳ２が接し、ニップロールｂとシートＳ１が接する例を示しているが、シートの上下およびニップロールの上下を入れ替えた構成でも良く、その場合の製造装置は図２を上下反転した構成となる。

図３に示す好ましい第３の形態では、（３）工程（２ｃ）で検出するＶ２／Ｖ１が設定範囲内となるように、ニップロールｂの周速Ｖｂおよびニップロールｔの周速Ｖｔの少なくとも一方を連続制御する工程を含む。図３に示す積層体の製造装置は、図１に示す本発明の好ましい第１の形態に、シートＳ１の搬送速度Ｖ１を測定する検出器２１が追加された構造である。また、本発明の好ましい第１の形態は、Ｖ２／Ｖｂ比の実測値を元に、ニップロールｔの周速Ｖｔに制御をかける方式、またはＶ２／Ｖｔ比の実測値を元にニップロールｂの周速Ｖｂに制御をかける方式なのに対し、第３の形態ではＶ２／Ｖ１比の実測値を元にＶｔおよび／またはＶｂに制御をかける。

シートＳ１の搬送速度Ｖ１を測定する検出器２１は、ニップロール手前側（つまり上流側）に設置され、その測定方法は、シートＳ１にロールエンコーダーを接触させて周速を測定する方法、シートＳ１に接触させたフリーロールにロールエンコーダーを接触させて、フリーロールの周速を測定する方法、シートＳ１に接触させたフリーロールにローラーエンコーダーを取り付けて、フリーロールの回転速度を測定する方法などが挙げられる。搬送速度Ｖ１が時間軸に対し細かく振動する、いわゆる「ビビリ」が起きる場合には、ある所定時間に対する平均値を演算してＶ１の測定値としても良い。

ニップロールの周速を決定するコントローラー３７は、シートＳ１の搬送速度Ｖ１、シートＳ２の搬送速度Ｖ２の入力情報を元に、ニップロールｔ、ｂの周速Ｖｔ、Ｖｂを決定し、速度調整機構３５、３４に指令する機能を有する。積層体Ｓ３のカール量とＶ２／Ｖ１値について予め検量線を測定しておき、検量線を元にＶ２／Ｖ１値を設定し、Ｖ２／Ｖ１の設置値より実測値の方が低ければ、Ｖｔを増速するおよび／またはＶｂを減速する指令を出し、設定値より実測値の方が高ければ、Ｖｔを減速するおよび／またはＶｂを増速する指令を出す。つまりＶ２／Ｖ１が設定値になるようにＶｔおよび／またはＶｂを連続制御することで、積層体のカール量とかなり強い相関を示すシートＳ２供給量を一定に保つことができ、積層体のカール量は一定となる。Ｖ２／Ｖ１の設定値は１点固定にして、周速Ｖｔ、Ｖｂを細かく制御しても良いし、管理幅をもたせて設定し、管理幅を超えた時のみＶｔ、Ｖｂに制御をかける方式でも良い。

また、コントローラー３７は、Ｖｂを固定とし、Ｖｔのみに指令を出す方式でも良い。その場合はシートＳ１の搬送速度Ｖ１、シートＳ２の搬送速度Ｖ２、およびニップロールｂの周速Ｖｂの入力情報を元に、ニップロールｔの周速Ｖｔを決定し、速度調整機構３５に指令する機能を有する。Ｖ２／Ｖ１の設置値より実測値の方が低ければ、Ｖｔを増速する指令を出し、設定値より実測値の方が高ければ、Ｖｔを減速する指令を出す。

図３はニップロールｔとシートＳ２が接し、ニップロールｂとシートＳ１が接する例を示しているが、シートの上下およびニップロールの上下を入れ替えた構成でも良く、その場合の製造装置は図３を上下反転した構成となる。

カール量の評価は、積層体Ｓ３を定盤上に置いた状態での反りの量で測定できる。カールする方向の異方性を無視できるように、積層体Ｓ３を半径５０ｍｍの円形にカットしたサンプルを用意する。フラットあるいはインカールしているサンプルの場合、シートＳ１側が下になる状態で定盤の上に置き、サンプルの端が定盤から浮き上がる高さを測定する。アウトカールしているサンプルの場合は、シートＳ２側が下になる状態に置くことでアウトカール量を測定する。

図１に示す積層体の製造装置を用いて、積層体のカール量を制御した例を以下に示す。図１の積層シート製造装置の構成は次の通りである。
・ニップロールｔ：弾性ゴム被覆ロール
・ニップロールｂ（基準ロール）：ロール内部を熱媒で加熱可能な金属製ロール
・モーター１５、１４：減速機付き誘導電送機
・速度調整機構３５：変速機“ヘリカルギアヘッド”（ツバキエマソン社製）
・速度調整機構３４：ギアモーター（住友重機械工業社製）
・搬送速度検出器２２：ロールエンコーダーおよびＦＶコンバーター
・コントローラー３３：検出器２２で測定したＶ２、および図示しないニップロールｂの周速測定装置で測定したＶｂを元に予め設定したＶ２／Ｖｂ値と比較し、Ｖｔに対し加減速指令を出すコントロールパネル。

まず、各実施例および比較例における評価方法について説明する。

（シート膜厚測定）
マイクロメーターを用いてシートＳ１、シートＳ２をそれぞれ直接挟み込み、シートＳ１、シートＳ２の膜厚を測定した。

（シート幅測定）
巻き尺を用いてシートＳ１、シートＳ２それぞれの全幅を測定した。

（ヤング率測定）
シートＳ１、Ｓ２のそれぞれについて、テンシロン万能試験機（ＲＴＭ−１００、（株）オリエンテック製）を使用し、荷重２００Ｎ、引っ張り速度１００ｍｍ／分の条件で垂直方向の引っ張り弾性率を測定してヤング率を算出した。

（バネ定数算出）
シートＳ１、Ｓ２のそれぞれについて、下記式によりバネ定数（Ｎ／ｍ）を算出した。
バネ定数（Ｎ／ｍ）＝ヤング率（Ｐａ）×シート幅（ｍ）×シート膜厚（ｍ）。

（積層体Ｓ３のカール量測定）
（１）各実施例および比較例において作製された作製後３日以内の積層体Ｓ３を、シートＳ２側から円盤カッター（“Ｃ−１５００Ｐ”ＮＴカッター社製）を押し当てて、カバーフィルムごとφ５０ｍｍに断裁し測定サンプルとした。
（２）上記（１）で得られた測定サンプルを平坦な台の上に置き、１５０ｍｍまで測定できるステンレス製定規（“ＴＺ−ＲＳ１５” ＫＯＫＵＹＯ社製）にて、平坦な台からシートＳ１とＳ２の接合面までの浮き量を測定し、初期カール量とした。このとき、測定サンプルがインカールしている場合は、シートＳ２を下側にして置き、アウトカールしている場合は、シートＳ１を下側にして置いた。また、カール量は、シートＳ１側にカールしていれば＋（プラス）、シートＳ２側にカールしていれば−（マイナス）として表記した。

［実施例１］
シートＳ１として、ＰＥＴフィルム（“ルミラー”１８８Ｓ１０、東レ（株）製）の上に接着層を塗布したフィルムを用いた。シートＳ１の膜厚は２４０μｍ、シート幅は１０００ｍｍ、ヤング率は約４０００ＭＰａであり、バネ定数は９６０ｋＮであった。

シートＳ２として、ヤング率は０．８８〜１．１１ＭＰａ、膜厚７８０〜８００μｍ、幅７８５ｍｍのシートを用意した。シートＳ２のバネ定数を計算すると、５３９〜６９７Ｎとなる。シートＳ２の組成を表１に示す。

水／エタノール比率５５／４５（重量比）の混合溶剤に、表１に示す水溶性ポリマーまたは水膨潤性ポリマーと可塑剤を表１の添加量に従って添加し、７０℃で２時間撹拌して溶解させた。次に、モノマーの一つである“ブレンマーＧ”（日油社製、グリシジルメタクリレート）を添加し、７０℃で０．５時間撹拌した。さらに、表１に示す残りのモノマー、光重合開始剤、添加剤（染料、重合禁止剤、紫外線吸収剤）を添加し、７０℃で０．５時間撹拌してシートＳ２の溶液を得た。このときシートＳ２溶液の固形分濃度は６０重量％となるように調製した。

離型性を有するフィルム（シリコーン系材料ＳＨ−２３７（東レ・ダウコーニング社製）が塗布されたＰＥＴフィルム（“ルミラー”１００Ｓ１０、東レ社製））が全周に渡り貼り付けられたステンレス製の１４００ｍｍ幅のコンベアベルト上に、上記シートＳ２溶液を１０００ｍｍ幅のハンガーコートダイタイプの吐出口金を通して幅方向の吐出量が均一となるように流延し、コンベアベルト全体を７３℃で加熱した。加熱時間が４０分となるようにコンベアベルトを一定速度で回転させ、シートＳ２溶液の吐出速度は乾燥後のシート膜厚が７９０μｍとなるように調整した。その後、シートＳ２溶液のキャスティング膜を１５℃で１０分間冷却させた後に、キャスティング膜を剥離後、剥離した膜を１８０分間両面乾燥し、ポリプロピレン（ＰＰ）フィルムとともに５００ｍ長を連続で巻き取った。

これらシートＳ１およびＳ２を長さ５００ｍ分準備して、５００ｍ分の連続貼り合わせを行った。

シートＳ１とシートＳ２のバネ定数を比較すると、３桁のオーダー差があり、シートＳ２のみが大きく伸びると判断できる。

図１に示す積層体の製造装置を用いて、シートＳ２がニップロールｔに接するように、シートＳ１がニップロールｂに接するように供給する配置とした。シートＳ２がニップロールを通過する直前に、シートＳ２の貼り合わせ面側をエチレングリコールで浸したスポンジロールに接触させて、シートＳ２の接着表面を膨潤させ、シートＳ２の膨潤面とシートＳ１の接着層を加熱圧着することにより、シートＳ１とシートＳ２を貼り合わせた。なお、ニップロールｂの金属製ロールは、ロール内部の熱媒を加熱し、表面の温度が１１０℃±５℃になるように調整した。また、ニップロールｂは回転のみ可能の固定ロールであり、ニップロールｔは回転可能でかつ圧空で上下に圧下解放できる機構を有し、ニップロールｔを圧下した状態でのニップロールｂ、ｔ間のクリアランス間隙を８５０±２５μｍに調整した。

ニップロールｂの周速Ｖｂを２．９０ｍ／分に固定し、ニップロールｔの周速Ｖｔを２．９０ｍ／分〜３．４８ｍ／分に条件をふり、各条件でのシートＳ２の搬送速度Ｖ２および積層体Ｓ３のカール量を測定した結果を表２に、Ｖ２と積層体Ｓ３のカール量の検量線を図５に示す。図５の検量線が示すとおり、Ｖ２と積層体Ｓ３のカール量の間にはかなり強い１次関数の相関があることが分かった。

そこで、コントローラー３１にＶ２設置値として２．９０ｍ／分（Ｖ２／Ｖｂ＝１．００）を入力し、シートＳ１長１００ｍを連続で貼り合わせを行った。得られた積層体Ｓ３を１ｍ長に１サンプルの割合でカール量測定用のサンプルを採取し、最初の１０サンプルを除く全９０サンプルについて、カール量を測定したところ、平均値−０．０２ｍｍ（ややアウトカール）、標準偏差０．０９ｍｍの結果が得られ、安定してほぼ同一カール量の積層体を製造できた。

［比較例１］
シートＳ２の搬送速度Ｖ２を測定せず、Ｖｂ＝２．９０ｍ／分、Ｖｔ＝３，０２ｍ／分に固定して、実施例１と同様にシートＳ１長１００ｍを連続で貼り合わせを行った。得られた積層体Ｓ３を１ｍ長に１サンプルの割合でカール量測定用のサンプルを採取し、最初の１０サンプルを除く全９０サンプルについて、カール量を測定したところ、平均値−０．０３ｍｍ（ややアウトカール）、標準偏差０．５５ｍｍの結果となり、カール量にばらつきがあり、安定したカール量の積層体の製造ができなかった。これは、シートＳ２の膜厚が流れ方向に７８０〜８００μｍと２０μｍのバラツキがあり、ニップロール通過時の応力が流れ方向で変動したためと予想される。

Ｌ：ニップロールの押付力
Ｓ１：バネ定数の大きい方のシート
Ｓ２：バネ定数の小さい方のシート
Ｓ３：積層体
ｂ：ニップロール
ｔ：ニップロール
１１：ニップロールｂを駆動するモーター
１２：ニップロールｔを駆動するモーター
１３：ニップロールｂを駆動するモーター
１４：ニップロールｂを駆動するモーター
１５：ニップロールｔを駆動するモーター
２１：シートＳ１の搬送速度を検出する検出器
２２：シートＳ２の搬送速度を検出する検出器
２３：積層体Ｓ３の搬送速度を検出する検出器
３０：ニップロールｂの速度調整機構
３１：ニップロールｂの速度調整機構
３２：ニップロールｔの速度調整機構
３３：Ｖ２とＶｂの検出値を元にＶｔの設定値を指令するコントローラー
３４：ニップロールｂの速度調節機構
３５：ニップロールｔの速度調節機構
３６：Ｖ２とＶ３の検出値を元にＶｂとＶｔの設定値を指令するコントローラー
３７：Ｖ２とＶ１の検出値を元にＶｂとＶｔの設定値を指令するコントローラー
Ｖ１：シートＳ１の搬送速度
Ｖ２：シートＳ２の搬送速度
Ｖ３：積層体Ｓ３の搬送速度
Ｖｂ：ニップロールｂの周速
Ｖｔ：ニップロールｔの周速

Claims (2)

1. バネ定数が異なる少なくとも２枚のシートを貼り合わせる積層体の製造方法であって、２枚のシートがバネ定数の大きい方のシートＳ１とバネ定数の小さい方のシートＳ２からなり、少なくとも、
   （１）２本のニップロール間に少なくとも２枚のシートを挟み、シートＳ１に接するニップロールｂを周速Ｖｂで駆動させ、シートＳ２に接するニップロールｔを周速Ｖｔで駆動させて、シートを貼り合わせる工程、
   （２）（２ａ）ニップロール上流側でシートＳ２の搬送速度Ｖ２を検出する工程、（２ｂ）ニップロール上流側でシートＳ２の搬送速度Ｖ２を検出し、ニップロール下流側で積層体の搬送速度Ｖ３を検出する工程、（２ｃ）ニップロール上流側でシートＳ２の搬送速度Ｖ２およびシートＳ１の搬送速度Ｖ１を検出する工程、から選ばれるいずれかの工程、
   （３）工程（２ａ）で検出するＶ２、工程（２ｂ）で検出するＶ２およびＶ３、あるいは工程（２ｃ）で検出するＶ２およびＶ１に基づき、Ｖ２/Ｖｂ、Ｖ２／Ｖｔ、Ｖ２／Ｖ３およびＶ２／Ｖ１のいずれかが設定値となるようにニップロールｔの周速Ｖｔおよびニップロールｂの周速Ｖｂの少なくとも一方を連続制御する工程、を含む積層体の製造方法。
2. シートＳ２に接するニップロールｔの周速Ｖｔが、シートＳ１に接するニップロールｂの周速Ｖｂより大きいことを特徴とする、請求項１に記載の積層体の製造方法。

Images