JP3290554B2 - ラミネート部材の形成装置 - Google Patents

ラミネート部材の形成装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、互いに積層するよう
走行する帯状金属薄板部材とフィルム部材とを圧着して
ラミネート部材を形成するラミネート部材の形成装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】通常、飲食品等の容器として使用される
金属製の缶胴の内外面には、腐食防止用の表面処理や装
飾用等の表面処理が施されている。従来、これらの製缶
素材の表面処理は、オフセット印刷等の印刷手段により
行われている。具体的には、金属コイルから裁断された
平板状の製缶素材に、オフセット印刷を行うようにして
いた。
【０００３】このオフセット印刷を毎分１００回転を越
える高速で運転すると、印刷工程を通過する直前の走行
する裁断された平板状の製缶素材の端縁に疵をつけるこ
となく、しかも正確に位置決め（ゲージング）すること
が困難であり、さらに平板状の製缶素材が、印刷される
際、ブランケットシリンダ表面のインクと密着し、ブラ
ンケットシリンダに巻き付くことがあるため、製缶素材
を薄くすることができず、製缶素材の材料費の削減が困
難である。
【０００４】そこで、最近、あらかじめ印刷の施された
フィルム部材を金属薄板コイルに連続して積層して貼り
付けるようにして製缶素材の表面処理を行うことが、提
案され実施されている。このようなラミネート部材を形
成する装置の一例が、特開平４−９１９４９号公報に記
載されている。これを図４に示し、簡単に説明する。
【０００５】図４において、このラミネート部材の形成
装置は、金属板１ａを連続して供給する金属薄板コイル
繰り出し機２と、この金属板１ａを加熱する高周波誘導
加熱装置３と、印刷済みのフィルム部材４を連続して供
給するフィルム繰り出し機５と、外周部にゴム性部材が
設けられた回転ロール６および内部に加熱手段が設けら
れた金属製の回転ロール７での半径方向に押圧すること
により金属板１ａとフィルム部材４とを連続的に圧着す
るフィルム貼り付け装置８と、このフィルム貼り付け装
置８で連続的に圧着された帯状金属薄板のラミネート部
材１ｂを巻き取る金属薄板コイル巻き取り装置９とを備
えている。このように構成されたラミネート部材の形成
装置によれば、毎分約２００ｍもの高速で、製缶素材の
表面処理を行うことができる。
【０００６】この種のラミネート部材の形成は、フィル
ム部材４の接着面に配設される接着剤の反応温度の範囲
もしくはフィルム部材４の熱溶着温度の範囲、具体的に
は１００〜１８０℃の範囲で行われる。そのため、フィ
ルム部材４と接触する回転ロール６の外周部のゴム性部
材は、良好な耐熱性を備えるシリコンゴムから構成され
ている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このシリコ
ンゴムは、その引裂強さ(JIS K 6301)が良好とはいえ
ず、サンドペーパ(JIS 400番) 等によっても、その表面
あらさ(JIS B 0601)の中心線平均あらさＲａを０．７μ
ｍ程度に仕上げるのが限界である。また、金属薄板１ａ
とフィルム部材４とを高速で確実に圧着を行うために
は、大きな圧着力、具体的には１５ｋｇｆ／ｃｍ
2 （１．５×１０6 Ｎ／ｍ2 ）以上の圧着力を必要とす
る。
【０００８】そのため、ラミネート部材２ｂの表面すな
わちフィルム部材４の表面に、回転ロール６の表面すな
わちシリコンゴムの表面が明瞭に転写されてしまい、フ
ィルム部材４の表面が平滑にならず、縞模様が形成され
て品質感が悪化するなどの不都合があった。
【０００９】そこで、その表面を鏡面仕上げした金属製
の回転ロールによりフィルム部材４を必要な押圧力で接
触するよう構成した場合、適正な圧着幅および圧着力を
連続して得ることができず、良好に圧着されたラミネー
ト部材が得られなくなるとともに、フィルム部材の裏面
に形成してある接着剤を均一厚さに圧延できないなどの
ために、フィルム部材の表面に凹凸が形成されて、見栄
えが低下してしまうという不都合があった。
【００１０】この発明は、上記の事情を背景としてなさ
れたもので、高速で走行する帯状金属薄板とフィルム状
部材とを、適正な圧着幅および圧着力を持続しつつ、平
滑に圧着することができるラミネート部材の形成装置を
提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明は、互いに積層するよう走行する帯状金
属薄板部材とフィルム部材とを、回転するロール部材を
その半径方向に押圧して加圧することにより、圧着させ
るラミネート部材の形成装置において、前記ロール部材
の外周部が、水素添加ニトリルブタジエン系のゴム材料
を主成分とするゴム性部材から構成されるとともに、こ
のゴム性部材の日本工業規格によるショア硬さが８６以
上に調製され、かつこのゴム性部材の外周面の日本工業
規格による表面あらさの中心線平均あらさが０．２μｍ
以下もしくは最大高さが２μｍ以下に処理されているこ
とを特徴とするものである。
【００１２】
【作用】この発明によれば、ゴム性部材の変形による圧
着幅および圧着力が連続的に安定して得られるため、帯
状金属薄板部材とフィルム部材との圧着が安定して行わ
れる。このとき、ラミネート部材の厚さがほぼ均一にな
るよう、フィルム部材が加圧されるので、ラミネート部
材の表面が平滑にされ、見栄えに優れたラミネート部材
が形成される。
【００１３】具体的に説明すると、ロール部材の外周部
のゴム性部材は、走行しているフィルム部材に接触す
る。このとき、フィルム部材と接触するゴム性部材の外
周部分がほぼ平坦になるよう変形して、ゴム性部材の変
形による押圧力が、平坦状に変形した中央部分において
最大になるとともに、その両端部分にかけて減少するよ
う作用する。
【００１４】そして、ロール部材の回転により、ゴム性
部材の外周部分のうちフィルム部材から離れ始める部分
は元の形状に速やかに復帰して、その後、再びフィルム
部材と良好に接触するようになる。したがって、帯状金
属薄板部材とフィルム部材とが良好に圧着するようゴム
性部材の変形が連続して生じる。
【００１５】つまり、ラミネート部材の全面において、
帯状金属薄板部材とフィルム部材とが確実に圧接される
とともに、ラミネート部材の表面が均されるようフィル
ム部材が加圧される。つまり、ラミネート部材の表面に
うねりが形成されず、ラミネート部材の表面が平滑にさ
れる。
【００１６】また、８６以上のショア硬さ(JIS Z 2246)
に調製された水素添加ニトリルブタジエン系のゴム材料
（水素が添加されたＮＢＲゴム）を主成分とするゴム性
部材では、その表面あらさ(JIS B 0601)の中心線平均あ
らさ（Ｒａ）を０．２μｍ以下、もしくは最大高さ（Ｒ
ｍａｘ）が２μｍ以下に容易に処理することができる。
そのため、ゴム性部材の表面がフィルム部材の表面に転
写されても、フィルム部材の表面は、実質的に鏡面状に
仕上げられ、さらに平滑にされる。
【００１７】
【実施例】つぎに、この発明を図１ないし図４に示す実
施例に基づいて説明する。この実施例に用いられるラミ
ネート部材の形成装置１０は、毎分約２００ｍで連続的
に供給・走行させられる帯板状の鋼板１１のそれぞれの
面に、腐食防止用かつ装飾用のフィルム部材１２と腐食
防止用のフィルム部材１３とを同時に貼り付けるよう構
成したものである。
【００１８】具体的には、図１において、このラミネー
ト部材の形成装置１０は、回転可能に支持されたロール
部材１４，１５が相対するよう配設されてなり、このロ
ール部材１４，１５のそれぞれをその半径方向に押圧す
ることにより、フィルム部材１２と鋼板１１とを圧着す
ると同時に、鋼板１１とフィルム部材１３とを圧着し
て、連続的にラミネート鋼板１６を形成するよう構成さ
れている。
【００１９】ここで、ロール部材１４，１５の周部に
は、水素添加ニトリルブタジエン（水素が添加されたＮ
ＢＲゴム）系のゴム材料からなるゴム性部材１７，１８
が設けられている。このゴム性部材１７，１８は、その
硬度Ｈs （ショア硬さ(JIS Z 2246)）が８６以上に調製
されて、その表面の中心線平均あらさＲａ(JIS B 0601)
が０．２μｍ、かつ最大高さＲｍａｘ(JIS B 0601)が２
μｍ以下に処理されている。
【００２０】一方、腐食防止用かつ装飾用のフィルム部
材１２は、図２に示すよう、約１２μｍの厚さのポリエ
チレンテレフタレート（ＰＥＴ）製のフィルム部１９
と、このフィルム部１９の表面側に設けられた約０．５
μｍの厚さのクリヤ部２０と、フィルム１９部の裏面側
にグラビア印刷した約１〜２μｍの厚さのインク部２１
と、このインク部２１に積層された約５μｍの厚さの接
着剤部（ホワイト）２２とから構成されている。また、
腐食防止用のフィルム部材１３は、グラビア印刷が施さ
れないので、フィルム部１９とクリヤ部２０と接着剤部
２２とから構成される。
【００２１】なお、前記接着剤部２２は白色系の接着剤
から構成されて、鋼板１１の金属色がフィルム部材１２
を透過しないように構成されている。また、この接着剤
は、１００〜１８０℃の間で反応するようなっているの
で、鋼板１１およびフィルム部材１２，１３およびロー
ル部材１４，１５等を前記温度範囲でほぼ均一な温度と
なるように加熱する手段（図示せず）が適宜設けられて
いる。
【００２２】上記のように構成されたロール部材１４，
１５による鋼板１１とフィルム部材１２，１３との圧着
動作について、図１および図３を参照しながら説明す
る。鋼板１１とフィルム部材１２，１３とは、フィルム
貼り付け装置１０に連続的に供給されて、そのロール部
材１４，１５に挟まれる部位において、白色系接着剤の
反応温度に保持されて圧着される。
【００２３】より具体的に説明すると、ゴム性部材１
７，１８は、その弾性により、フィルム部材１２，１３
と接する部位がほぼ平坦になるよう変形する。このと
き、この変形による弾性力は、平坦状に変形した中央部
分において最大になるとともに、その両端部分にかけて
徐々に小さくなる。なお、この中央部分における最大圧
着力は１５ｋｇｆ／ｃｍ2 （１．５×１０6 Ｎ／ｍ2 ）
以上になるように、ロール部材１４，１５の加圧力（線
圧）が調整されて、鋼板１１とフィルム部材１２，１３
とが、確実に圧着されるようになっている。
【００２４】すなわち、ラミネート鋼板１６の表面の高
さを一定にしながら、徐々に大きくなるよう作用する弾
性力によって、フィルム部材１２，１３が均される。特
に、この実施例のフィルム部材１２は、それぞれ接着剤
部２２を備えているため、主に、この接着剤部２２が圧
延されて、グラビア印刷によるインク部２１の厚さのバ
ラツキが吸収されている。
【００２５】そして、ロール部材１４，１５が回転し
て、ゴム性部材１７，１８の外周部のうちフィルム部材
１２，１３に接していた部分が、フィルム部材１２，１
３と接しなくなると、水素添加ＮＢＲゴム系からなるゴ
ム性部材１７，１８は、良好な耐熱性および反発弾性
（ゴム状弾性）を備えているので、その部分は元の形状
に速やかに復帰する。したがって、ゴム性部材１７，１
８は、常に当初の特性、すなわち適正な圧着幅および圧
着力を持続する。
【００２６】当然、ラミネート鋼板１６の表面、すなわ
ちフィルム部材１２，１３の表面に、ゴム性部材１７，
１８の表面あらさが転写されるが、ゴム性部材１７，１
８の表面は実質上鏡面状に処理されているため、縞模様
がなく平滑で光沢のあるラミネート鋼板１６が形成され
る。
【００２７】この実施例で使用されたフィルム部材は、
クリヤ部とフィルム部とインク部と接着剤部とから構成
されたが、熱溶着を利用してフィルム部材と鋼板（帯板
金属薄板部材）との圧着を行う場合においても、熱溶着
が行われる部分が圧延されるので、フィルム部材の表面
が均される。
【００２８】ここで、この発明者による上述の実施例の
装置によるラミネート部材と比較例として従来の装置に
よるラミネート部材とを比較した結果を示す。これらは
共に、ロール部材の直径を４００ないし６００ｍｍ、ゴ
ム性部材の厚さを５ないし１０ｍｍ、圧着温度を１００
ないし１８０℃に設定した装置により、同等の鋼板およ
びフィルム部材によるラミネート鋼板を形成した。
【００２９】この実施例、すなわち水素添加ＮＢＲゴム
によるゴム性部材がその硬度が８６で、その変形による
最大圧着力が１５ｋｇｆ／ｃｍ2 （１．５×１０6 Ｎ／
ｍ2）以上、その中心線表面あらさが０．２μｍに処理
された装置によれば、縞模様が認められなかった。
【００３０】これに対し、比較例、具体的にはシリコン
ゴムによるゴム性部材がその硬度が８０で、その変形に
よる最大圧着力が１５ｋｇｆ／ｃｍ2 （１．５×１０6
Ｎ／ｍ2 ）以上、その中心線表面あらさが０．７μｍ程
度に処理された装置によれば、縞模様が確認された。な
お、シリコンゴムの表面あらさを０．７μｍより平滑に
処理することはできなかった。
【００３１】つぎに、ロール部材に作用させる線圧とゴ
ム性部材の変形による最大圧着力との関係を調べた結
果、ロール部材に線圧を４０〜８０ｋｇｆ／ｃｍ（３．
９×１０4 〜７．８×１０4 Ｎ／ｍ）の間で付加したと
ころ、ゴム性部材の変形による最大圧着力は、１５〜６
０ｋｇｆ／ｃｍ2 （１．５×１０6 〜５．９×１０6 Ｎ
／ｍ2 ）の間で、前記線圧に比例するよう直線的に増大
した。すなわち、ロール部材に作用する線圧とゴム性部
材の変形による最大圧着力とが比例関係になっていた。
【００３２】なお、これらの関係は、ゴム性部材の硬度
が９０、弾性率が６３９ｋｇｆ／ｃｍ2 （６．３×１０
7 Ｎ／ｍ2 ）に調製され、ゴム性部材の厚さが７ｍｍ、
ロール部材の直径が４００ｍｍに設定された場合、およ
びゴム性部材の硬度が９３、弾性率が９４１ｋｇｆ／ｃ
ｍ2 （９．２×１０7 Ｎ／ｍ2 ）に調製され、ゴム性部
材の厚さが５ｍｍ、ロール部材の直径が４００ｍｍ，５
００ｍｍ，６００ｍｍに設定された場合、およびゴム性
部材の硬度が８６、弾性率が４３７ｋｇｆ／ｃｍ
2 （４．３×１０7 Ｎ／ｍ2 ）に調製され、ゴム性部材
の厚さが１０ｍｍ、ロール部材の直径が４００ｍｍ，５
００ｍｍ，６００ｍｍに設定された場合について、それ
ぞれ確認された。
【００３３】つまり、水素添加ＮＢＲゴムから構成され
たゴム性部材の硬度が８６以上、その弾性率が４３７ｋ
ｇｆ／ｃｍ2 （４．３×１０7 Ｎ／ｍ2 ）以上に調製さ
れていれば、ゴム性部材の厚さやロール部材の直径を適
宜設定することにより、ゴム性部材の変形が適正に行わ
れるとともに、必要な圧着力が安定して得られることが
判明した。
【００３４】したがって、毎分２００ｍを越える高速に
おいて、さらに大きな圧着力を必要とする場合において
も、ゴム性部材の硬度およびゴムの厚さを適宜調製し
て、ゴム性部材の中心線平均あらさＲａを０．２μｍ以
下に適宜処理すれば、ほぼ同等の見栄えを備えるラミネ
ート鋼板を製造することができる。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、この発明のラミネ
ート部材の形成装置によれば、ゴム性部材の変形による
圧着幅および圧着力が連続的に安定して得られ、また、
ゴム性部材の表面を平滑に処理することができるので、
縞模様が無いラミネート部材を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を概略的に示す図である。
【図２】この実施例に使用されるフィルム部材の一例を
示す断面図である。
【図３】ロール部材に配設されたゴム性部材の動作を説
明する概略図である。
【図４】従来のラミネート部材の形成装置の一例を示す
概略図である。
【符号の説明】
１０ ラミネート部材の形成装置 １１ 鋼板 １２，１３ フィルム部材 １４，１５ ロール部材 １６ ラミネート鋼板 １７，１８ ゴム性部材 １９ フィルム部 ２０ クリヤ部 ２１ インク部 ２２ 接着剤部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ // Ｂ２９Ｌ 9:00 Ｂ２９Ｌ 9:00 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B32B 1/00 - 35/00 B29C 63/00 - 65/82 C08L 1/00 - 101/16

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 互いに積層するよう走行する帯状金属薄
    板部材とフィルム部材とを、回転するロール部材をその
    半径方向に押圧して加圧することにより、圧着させるラ
    ミネート部材の形成装置において、 前記ロール部材の外周部が、水素添加ニトリルブタジエ
    ン系のゴム材料を主成分とするゴム性部材から構成され
    るとともに、このゴム性部材の日本工業規格によるショ
    ア硬さが８６以上に調製され、かつこのゴム性部材の外
    周面の日本工業規格による表面あらさの中心線平均あら
    さが０．２μｍ以下もしくは最大高さが２μｍ以下に処
    理されていることを特徴とするラミネート部材の形成装
    置。
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