JP3931958B2

JP3931958B2 - ラミネート材の製造方法及び製造装置

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Publication number: JP3931958B2
Application number: JP2001350772A
Authority: JP
Inventors: 亮小林; 幸司山田; 秀夫倉島
Original assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Current assignee: Toyo Seikan Group Holdings Ltd
Priority date: 2001-01-29
Filing date: 2001-11-15
Publication date: 2007-06-20
Anticipated expiration: 2021-11-15
Also published as: EP1226935A1; US20020166637A1; DE60223954T2; DE60223954D1; JP2002292715A; KR20020063516A; US6676793B2; EP1226935B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱可塑性樹脂を被覆したラミネート材の製造方法及びラミネート材の製造装置に関する。詳しくは、缶用材料、建築用材料、自動車用内装材料、電気機器用材料、家具用材料、などに用いられるラミネート材の製造方法及びラミネート材の製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、基材である金属板に耐腐食性を付与することを目的として、金属板と樹脂フィルムとをラミネートしたラミネート材が広く知られている。
ラミネート材の製造方法としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂系等の熱硬化性樹脂を溶剤に分散させたものを基材表面に塗布する方法や、予め形成されたフィルム、例えばポリエステル系、オレフィン系樹脂系、ポリアミド系等のフィルムをイソシアネート系、エポキシ系、フェノール系等の接着剤を介して基材とラミネートする方法等が知られている。
【０００３】
また、接着剤を用いないで、熱可塑性樹脂の熱融着性を利用して基材と熱可塑性樹脂とをラミネートすることも行われており、この方法には、熱可塑性ポリエステル等の予め形成されたフィルムを金属板に熱融着させる方法や、押し出された熱可塑性ポリエステル樹脂等の樹脂膜を基材に熱融着させる方法等がある。
このうち、押し出された熱可塑性樹脂等の樹脂膜を基材熱融着させる方法には、以下のような技術が開示されている。
【０００４】
例えば、特表平１１−５０３３７８号公報には、金属ストリップの両面に樹脂を押し出し製膜しながらコーティングする方法が記載されており、アルミニウム合金のような金属ストリップを、予備コンディショナー、２台の押出ダイ、後加熱機、及び冷却系を通して移動させ、ストリップの両面を、ポリエステル材料の薄いコーティングで被覆することが記載されている。この明細書の第１図に示す装置では、ダイから押し出されたポリエステルの薄膜を、第一のロール（引き延ばしロール）で薄肉に引き延ばし、第二のロール（圧延接触ロール）で冷却し、第三のロール（ラミネートロール）で加熱された金属ストリップに圧着させることが記載されている。
【０００５】
また、特開平１０−１３８３１５号公報には、金属基材の少なくとも一方の面に樹脂被覆を形成させる方法において、金属基材の通路に沿つて、金属基材の加熱域と、熱可塑性樹脂を膜状に供給するダイと、金属基材の少なくとも一方の面に熱可塑性樹脂を接着させる一対の温間ラミネートロールと、形成されるラミネート材を急冷させる急冷手段とを配置し、ダイからの熱可塑性樹脂の樹脂膜を対応する温間ラミネートロールで支持搬送して温間ラミネートロール問のニップ位置に供給し、温間ラミネートロールにより加熱金属基材の少なくとも一方の面に熱可塑性樹脂の薄膜を融着させることを特徴とする樹脂金属ラミネート材の製造方法が記載されている。
【０００６】
さらに、特開平７−８０９３５号公報、特開平７−８０９３６号公報などには、Ｔダイから押し出された樹脂膜を金属板に被覆してラミネート金属板を製造する方法として、一対のロールで圧接され、金属板の一方表面と前記一対のロールのうち一方のロールとの界面に溶融した熱可塑性樹脂をＴダイから流下させる際に、前記金属板の中央部の予熱温度が前記金属板の端部の予熱温度よりも高温となるように予熱したのち、溶融した熱可塑性樹脂を流下させ、該熱可塑性樹脂を前記金属板の一方表面に被覆して仮接着させ、形成された熱可塑性樹脂被膜の端部を除去し、ついでえられた熱可塑性樹脂被覆金属板の少なくとも端部を再加熱することを特徴とするラミネート金属板の製造法が提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような方法を用いて、Ｔダイより押し出された樹脂膜は、冷却固化される途中で両端部（耳部）が収縮し、両端部が厚肉になるいわゆるネックイン現象を起こ易く、冷却固化した被覆樹脂膜の幅方向の両端部（耳部）が他の部分より厚い被覆樹脂膜となる。この耳部が厚くなった被覆樹脂膜をそのままにして基材にラミネートすると、幅方向で厚みの異なった被覆樹脂膜を被覆したラミネート材が形成されるので、通常は、冷却固化後に耳部を３０〜５０ｍｍ程度切断（トリミング）した後巻き取り機に巻き取る。そして、厚みをそろえた被覆樹脂膜と基材をラミネートする。
また、前記した特開平７−８０９３５号公報、特開平７−８０９３６号公報などの方法では、耳部をラミネート後に基材と共に切断除去しなくてはならず、トリミングされた耳部は基材との複合材となっているため、そのスクラップ処理の問題もある。
更に、缶材用途などのラミネート材の製造では、缶成形において強度の成形加工が伴うので、薄い被覆樹脂膜を金属板等の基材に対して一様な厚みで強固に接着させなければならないという技術的課題がある。
【０００８】
本発明は、上記した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、押し出し機から押し出した樹脂膜の耳部を除去して、直接基材にラミネートし、しかも、ラミネート後のラミネート材の端部処理を不要にできる製造方法を提供するものである。また、その製造方法に用いる製造装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
本発明の他の目的は、金属の加熱軟化や、樹脂の熱変成や熱酸化等を可及的に防止し、しかも均一な被覆樹脂膜でありながら、基材への密着性に顕著に優れている樹脂ラミネート材を、高生産性と高い製品歩留まりとをもって製造しうる方法を提供することである。
本発明の更に他の目的は、形成されるラミネート材が、深絞り加工や、曲げ延ばし加工、更にはしごき加工等の大きな加工度の加工に耐えることができ、しかも加工後の成形体が耐食性にも優れており、その結果、缶材用途に有用なラミネート材の製造方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１のラミネート材の製造方法は、溶融熱可塑性樹脂をＴダイから押し出した樹脂膜を基材にラミネートするラミネート材の製造方法において、前記樹脂膜がラミネート前のネックインしている途中で前記樹脂膜の耳部を切断し、幅方向での収縮により前記切断した切断口を広げて前記耳部と分離した被覆樹脂膜を形成し、前記被覆樹脂膜を前記基材とラミネートすることを特徴とする。
請求項２のラミネート材の製造方法は、請求項１において、前記Ｔダイから押し出された樹脂膜を、Ｔダイとラミネートロールとの間に設けたプレロールで全幅にわたって一旦受け止め、その後ラミネートロールに搬送することを特徴とする。
請求項３のラミネート材の製造方法は、請求項１又は２において、前記耳部と分離した被覆樹脂膜の平坦部を、さらに切断して複数条の被覆樹脂膜を形成し、複数条の被覆樹脂膜を前記基材とラミネートすることを特徴とする。
請求項４のラミネート材の製造方法は、請求項１〜３のいずれかにおいて、前記溶融熱可塑性樹脂がポリエステルであって、切断するときの樹脂膜の温度が、ガラス転移点（Ｔｇ）以上であることを特徴とする。
本発明の請求項５のラミネート材の製造装置は、基材を予備加熱する加熱手段と、溶融した熱可塑性樹脂を樹脂膜として押し出すＴダイと、前記Ｔダイとラミネートロールとの間に設けられ前記Ｔダイから押し出された樹脂膜を全幅にわたって一旦受け止めるプレロールと、前記樹脂膜がラミネート前のネックインしている途中で前記樹脂膜の耳部を切断して耳部と被覆樹脂膜とを分離形成するための切断手段と、前記被覆樹脂膜を前記基材とラミネートさせるラミネートロールと、形成されたラミネート材を急冷するための冷却装置とを有することを特徴とする。
請求項６のラミネート材の製造装置は、基材を予備加熱する加熱手段と、溶融した熱可塑性樹脂を樹脂膜として押し出すＴダイと、前記Ｔダイとラミネートロールとの間に設けられ前記Ｔダイから押し出された樹脂膜を全幅にわたって一旦受け止めるプレロールと、前記樹脂膜がラミネート前のネックインしている途中で前記樹脂膜の耳部を切断して耳部と被覆樹脂膜とを分離形成するための切断手段と、前記被覆樹脂膜の平坦部をさらに切断して複数条の被覆樹脂膜を形成するための切断手段と、前記複数条の被覆樹脂膜を前記基材とラミネートさせるラミネートロールと、形成されたラミネート材を急冷するための冷却装置とを有することを特徴とする。
請求項７のラミネート材の製造装置は、請求項５又は６において、前記ラミネートロールが、段差部を有しているラミネートロールであることを特徴とする。
請求項８のラミネート材の製造装置は、請求項５〜７のいずれかにおいて、前記切断手段が、レーザビームであることを特徴とする。
請求項９のラミネート材の製造装置は、請求項５〜８のいずれかにおいて、前記ラミネートロールの上方にレーザビームを照射する手段を有することを特徴とする。
請求項１０のラミネート材の製造装置は、請求項５〜９のいずれかにおいて、前記基材面に対しほぼ対称に一対のＴダイと切断手段とを配置し、基材の両面に対して被覆樹脂膜をラミネートすることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の製造方法は、図１に示すように、Ｔダイ２から溶融熱可塑性樹脂を膜状に樹脂膜１として押し出し、この樹脂膜１をラミネートロールにより基材にラミネートする前に、押し出された樹脂膜１をラミネートする前の切断位置２５で樹脂膜１の耳部１２を切断して一定の幅の平坦部１１を有する被覆樹脂膜１０を形成し、この被覆樹脂膜１０を基材３とラミネートすることにより、均一な被覆樹脂膜厚みを有する被覆樹脂膜１０をラミネートしたラミネート材７を得ることができる。
【００１２】
図２に示すように、一般に、Ｔダイ２より溶融押し出された樹脂膜１は、前述したように、冷却固化される途中で樹脂膜１の両端部（耳部）が収縮する、いわゆるネックイン現象を起こし易く、冷却固化した被覆樹脂膜の幅方向の両端部（耳部１２）が、幅方向の中央部に存在するほぼ厚みが一定となった平坦部１１よりも厚くなっていて、被覆樹脂膜の長手方向に延在する。
本願発明では、図１に示すように、ネックインに伴って厚みの増大する樹脂膜１の耳部１２をラミネート前の切断位置２５で切断することにより、平坦部１１のみを有する被覆樹脂膜１０を形成し、被覆樹脂膜１０が完全に冷却固化しないうちに、予備加熱された基材とラミネートする。また、切断後の被覆樹脂膜１０の両端部は、樹脂温度がすでにある程度まで下がっているために、もはやネックインによる両端部の厚みの増大は生じない。そして、被覆樹脂膜１０は、ある程度幅方向への均一な収縮力が残存しており、この収縮力を利用して、口開きが行われるので、両端部に厚肉部が形成されず、また、再付着もしない。
【００１３】
図３に、本発明のラミネート材の製造方法に用いるラミネート材の製造装置Ｘの概略を示す。
図３において、ラミネート材の製造装置Ｘは、基材３を予備加熱する加熱手段４と、溶融した熱可塑性樹脂を樹脂膜１として押し出すＴダイ２と、Ｔダイ２から押し出された樹脂膜１を、ラミネート前の切断位置２５で切断して被覆樹脂膜１０を形成するための切断手段５０と、押し出された樹脂膜１を、基材３と熱融着させるラミネートロール６ａ，６ｂと、形成されたラミネート材７を急冷するための冷却装置８とを有する。
【００１４】
〔基材〕
本発明に用いられる基材３としては、金属基材が好ましく用いられる。たとえば、飲料缶などの容器用の缶材料、屋根、壁、間仕切りなどの建築用材料、自動車用の内装材用材料、電気機器用材料、家具用材料、などに用いられている金属材、たとえば、各種表面処理鋼板などである。中でも、ティンフリースチール、亜鉛めっき鋼板、亜鉛合金めっき鋼板、錫めっき鋼板、錫合金めっき鋼板、アルミニウムめっき鋼板、アルミニウム合金めっき鋼板、アルミニウム積層鋼板、ステンレス鋼板、などがあげられる。また、軽金属板などの基材である。中でも、アルミニウム金属板、が好ましく用いられる。また、上記金属基材の箔も好ましく用いられる。しかし、本発明は上記の例示に限定されるものではない。
【００１５】
好適な表面処理鋼板の一例は、電解クロム酸処理鋼板であり、特に１０〜２００ｍｇ／ｍ^２の金属クロム層と１〜５０ｍｇ／ｍ^２（金属クロム換算）のクロム酸化物層とを備えたものであり、このものは被覆樹脂膜密着性と耐腐食性とに優れている。
表面処理鋼板の他の例は、０．６〜１１．２ｇ／ｍ^２の錫メッキ量を有すブリキ板である。このブリキ板の表面には、金属クロム換算で、クロム量が１〜３０ｍｇ／ｍ^２となるようなクロム酸処理或いはクロム酸／リン酸処理が行われていることが望ましい。
【００１６】
軽金属板としては、純アルミニウム板、アルミニウム合金板等が使用できる。耐腐食性と加工性との点で優れたアルミニウム合金板は、Ｍｎ：０．２〜１．５重量％、Ｍｇ：０．８〜５重量％、Ｚｎ：０．２５〜０．３重量％、及びＣｕ：０．１６〜０．２６重量％、残部がＡｌの組成を有するものである。
これらの軽金属板の表面も、金属クロム換算で、クロム量が２０〜３００ｍｇ／ｍ^２となるようなクロム酸処理或いはクロム酸／リン酸処理が行われていることが望ましい。
【００１７】
金属基材の厚みは、金属の種類、ラミネート材の用途或いはサイズによっても相違するが、一般に０．１０〜０．５０ｍｍの厚みを有するものが好ましい。
好ましくは、表面処理鋼板の場合には、０．１０〜０．３０ｍｍ、軽金属板の場合には０．１８〜０．４０ｍｍの厚みを有することが好ましい。
【００１８】
金属基材には、ラミネート前に接着剤層を形成しておくこともできる。
このような接着剤層は、金属基材と被覆樹脂膜との両方に優れた接着性を示すものが好ましい。
被覆樹脂膜密着性と耐腐食性とに優れた接着剤の代表的なものは、種々のフェノール類とホルムアルデヒドから誘導されるレゾール型フェノールアルデヒド樹脂と、ビスフェノール型エポキシ樹脂とから成るフェノールエポキシ系の接着剤である。
特にフェノール樹脂とエポキシ樹脂とを５０：５０〜５：９５重量比、特に４０：８０〜１０：９０の重量比で含有する接着剤である。接着剤層は、一般に０．３〜５μｍの厚みとすることが好ましい。
【００１９】
次に、基材３を予備加熱する手段としての加熱手段４を説明する。
加熱手段４としては、たとえば、通電加熱、高周波誘導加熱、赤外線加熱、熱風炉加熱、ローラ加熱等の手段を用いることができる。しかし、本発明は上記例示に限定されるものではない。
加熱手段４での予備加熱により、金属基材は、熱可塑性樹脂の融点をＴｍとすると、（Ｔｍ−８０℃）〜（Ｔｍ＋５０℃）の温度に予熱されることが好ましい。さらに（Ｔｍ−５０℃）〜（Ｔｍ＋３０℃）の温度に予熱されることが特に好ましい。この予熱温度が、上記範囲よりも低い場合には、被覆樹脂膜との密着力が十分でなく、一方、上記範囲よりも高いと金属基材が軟化しやすい。
【００２０】
〔Ｔダイ〕
熱可塑性樹脂押し出し用のＴダイ２としては、樹脂の押し出し用に一般に使用されているダイ、例えばコートハンガー型ダイ、フィッシュテール型ダイ、ストレートマニホールド型ダイ等が使用される。押出機中で、溶融温度以上の温度で熱可塑性樹脂を加熱混練し、前記Ｔダイを通して押し出す。
【００２１】
被覆樹脂膜を複層の積層膜として、押し出すことも可能であり、この場合には、積層膜を構成する樹脂数に対応する数の押出機を使用し、多層膜形成用のＴダイを通して樹脂膜を押し出すことができる。Ｔダイリップの幅は０．３〜２ｍｍの範囲にあることが一般的であるが、押し出された樹脂膜１を缶材等用に数μｍ程度から５０μｍ程度の薄膜に長手方向に引き延ばしてラミネートする場合は、その引き延ばし比率をある程度以下に抑えて安定したラミネートを行うために、０．３〜０．８ｍｍ程度であることが好ましい。
Ｔダイ２の長さ（樹脂膜１の押し出し幅）については、ネックイン量及びそれに伴って生じる膜両端の厚肉部（耳部１２）の幅を考慮し、平坦部１１の幅が必要な製品幅よりも広くなるように設定する必要がある。
【００２２】
〔熱可塑性樹脂〕
本発明におけるＴダイから押し出される熱可塑性樹脂としては、押し出成形可能で製膜性を有するものであれば特に限定されず、例えば、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ1−ブテン、ポリ4−メチル−1−ペンテンあるいはエチレン、プロピレン、1−ブテン、4−メチル−1−ペンチン等のα−オレフィン同志のランダムあるいはブロック共重合体等のポリオレフィン、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・ビニルアルコール共重合体、エチレン・塩化ビニル共重合体等のエチレン・ビニル化合物共重合体、ポリスチレン、アクリロニトリル・スチレン共重合体、ＡＢＳ、α−メチルスチレン・スチレン共重合体等のスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、塩化ビニル・塩化ビニリデン共重合体、ポリアクリル酸メチル、ポリメタクリル酸メチル等のポリビニル化合物、ナイロン6、ナイロン6−6、ナイロン6−10、ナイロン11、ナイロン12等のポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等の熱可塑性ポリエステル、ポリカーボネート、ポリフェニレンオキサイド等あるいはそれらの混合物のいずれかの樹脂でもよい。
【００２３】
加工性、耐食性などの観点から特に好適な熱可塑性樹脂としては、熱可塑性ポリエステル又は共重合ポリエステル、それらをブレンドした物、或いはそれらの積層体が挙げられる。中でも、エチレンテレフタレート単位を主体とするポリエステルが好適に用いられる。
【００２４】
原料ポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレートそのものも使用可能であるが、ポリエステル中にエチレンテレフタレート以外の共重合エステル単位を導入することが好ましい。導入により、被覆樹脂膜の結晶化度を下げることでき、ラミネート材の耐衝撃性や加工性の点で望ましいからである。
また、エチレンテレフタレート単位を主体とし他のエステル単位を少量含む、融点が２１０〜２５２℃の共重合ポリエステルを用いることも好ましい。
【００２５】
一般に共重合ポリエステル中の二塩基酸成分の７０モル％以上、特に７５モル％以上がテレフタル酸成分から成り、ジオール成分の７０モル％以上、特に７５モル％以上がエチレングリコールから成り、二塩基酸成分及び／又はジオール成分の１〜３０モル％、特に５〜２５％がテレフタル酸以外の二塩基酸成分及び／又はエチレングリコール以外のジオール成分から成ることが好ましい。
【００２６】
テレフタル酸以外の二塩基酸としては、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸；シクロへキサンジカルボン酸等の脂環族ジカルボン酸；コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、ドデカンジオン酸等の脂肪族ジカルボン酸の１種又は２種以上の組合せが挙げられ、エチレングリコール以外のジオール成分としては、プロピレングリコール、1，4−ブタンジオール、ジエチレングリコール、1，6−へキシレングリコール、シクロへキサンジメタノール、ビスフェノールＡのエチレンオキサイド付加物等の１種又は２種以上が挙げられる。
これらのコモノマーの組合せは、共重合ポリエステルの融点を前記範囲とするものである必要がある。
また、トリメリット酸、ピロメリット酸、ペンタエリスリトール等の多官能性単量体を組み合わせて用いることもできる。
【００２７】
ポリエステル樹脂は、膜を形成するに足る分子量を有するように、固有粘度（Ｉ．Ｖ．）が０．５５〜１．９ｄｌ／ｇ、特に０．６５〜１．４ｄｌ／ｇの範囲にあるものが望ましい。
上記の熱可塑性樹脂には、必要により、たとえば老化防止剤、改質剤、顔料をはじめ、アミノ樹脂やエポキシ樹脂などを適宜配合することもできる。しかし、本発明は上記の例示に限定されるものではない。
【００２８】
上記被覆樹脂膜には、金属基材を隠蔽する目的で、また、絞り−再絞り成形時等に金属基材へのしわ押え力の伝達を助ける等の目的で、無機フィラー（顔料）を含有させることもできる。
また、被覆樹脂膜には、非晶質シリカ等のアンチブロッキング剤、各種帯電防止剤、滑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等を配合することができる。
【００２９】
無機フィラーとしては、ルチル型またはアナターゼ型の二酸化チタン、亜鉛華、グロスホワイト等の無機白色顔料；バライト、沈降性硫酸バライト、炭酸カルシウム、石膏、沈降性シリカ、エアロジル、タルク、焼成或は未焼成クレイ、炭酸バリウム、アルミナホワイト、合成又は天然のマイカ、合成ケイ酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の白色体質顔料；カーボンブラック、マグネタイト等の黒色顔料：ペンガラ等の赤色顔料；シエナ等の黄色顔料；群青、コバルト青等の青色顔料を挙げることができる。
これらの無機フィラーは、樹脂当り１０〜５００重量％、特に１０〜３００重量％の量で配合させることが好ましい。
なお、前記熱可塑性樹脂による膜は、単層膜又は複層膜のいずれであってもよく、多層膜は多層膜形成用Ｔダイなどによって用意される。
【００３０】
〔切断手段〕
Ｔダイ２から押し出された樹脂膜１は、図１に示すように、切断位置２５において切断手段５０で切断され、平坦部１１を有する被覆樹脂膜１０と厚肉の耳部１２とに分離される。
切断手段５０は、例えば、刃物を用いて切り込みを入れること、ウォータージェットを吹き付けるなどの物理的な手段、また、細く絞った熱風、加熱バーナーの炎によって局所的に加熱して樹脂を溶融させる手段、例えば、電気加熱による熱線を樹脂膜１に接触させて切り込みを入れること、超音波カッターを用いて切り込みを入れること、またレーザビームを照射することなどの様々な手段が挙げられるが、レーザビームは非接触でスポットが絞れるため樹脂に与える影響が非常に少ない点で好ましい。
レーザビームを用いる場合は、その種類を特に規定しないが、装置のコンパクト性、価格等の点から、ＣＯ_２ガスレーザが好ましい。
ＣＯ_２ガスレーザは、波長が１０．６μｍであり、熱可塑性樹脂の吸収帯（５μｍ）に近く、熱吸収効率がよい。ＹＡＧレーザも用いることができるが、装置が大型化するという問題がある。
【００３１】
Ｔダイ２から押し出しされた樹脂膜１の耳部１２を切断する切断位置２５は、樹脂膜１の温度が高い状態にあるラミネート前であることが必要である。
前述したように、一般に樹脂膜を押し出した際にはネックインが生じやすい。ネックインとは、Ｔダイ２から押し出された樹脂膜１が押し出し直後の高温溶融状態から降温固化するまでの間において、樹脂膜１の幅方向両端部における局所的な厚肉化と幅方向全体での長さが変化する収縮とが生じている経過状態をいう。この際、両端部の厚肉化は押し出し直後であるＴダイ２の直下にて生じやすく、幅方向での長さの変化と比べてより高温の状態で生じやすい。
樹脂膜１の耳部１２をラミネート前のネックインしている途中で切断することで、図１に示すように、樹脂膜の幅方向での収縮効果を利用して切断口２７の幅を広げることができ、より少ないエネルギーで切断できると共に平坦部１１と耳部１２の再付着が阻止できるという本願発明の特有の効果が生ずる。従って、切断位置２５は、樹脂膜１がＴダイ２より押し出されたのちラミネートロール６ａ，６ｂに挿入される前のネックインしている途中であれば良いが、特に、樹脂膜１に上述の幅方向での収縮力のみが残存している温度状態で切断を行うことが、切断後の口開き効果を得る点と、切断後の被覆樹脂膜１０の両端部がさらに局所的に厚肉化するのを防止する点で好ましい。なお、後述するが、プレロール５を設ける場合にはプレロール５の直上で行ってもよい。
また、樹脂膜１の耳部１２を切断し、不要になった耳部１２は、吸引、巻き取り、気体噴射などの手段で除去することができる。
なお、樹脂膜１のラミネート前に、樹脂膜１の耳部１２を切断すると共に平坦部１１を切断して複数条の被覆樹脂膜１０を形成し、切断後の複数条の被覆樹脂膜１０を基材１とラミネートすることもできる。この場合は、基材の長手方向に互いに隙間を有した複数の被覆樹脂膜１０がラミネートされたラミネート材が形成される。
【００３２】
次に、切断手段５０としてＣＯ_２レーザビームを用いる場合のレーザビーム照射装置５０の概要を、図４、図５を用いて以下に説明する。
図４は、ラミネートロール６ａ上にレーザビーム照射装置が設置されて樹脂膜１の切断状況を示す平面図であり、図５は、図４におけるＡ−Ａ切断断面図である。
図４、図５において、レーザ発振器５１から発振されたレーザビーム５２は、反射鏡５３によってその方向をラミネートロール６ａの軸方向に曲げられ、レーザ導光部５４に導かれる。そして、レーザ導光部５４の先端に取り付けられた反射鏡５５によって樹脂膜１方向に曲げられ、その先にある集光レンズ（焦点距離は任意に変更可能）を通過して、レーザ照射部５６から切断位置２５に集光されたレーザビームが照射される。
レーザ照射部５６は、矢印Ｂで示すように（図５参照）上下方向に首振り自在に設けられており、樹脂膜１の流れの上下方向にレーザビームの照射角度を変えられるようになっている。
また、レーザ導光部５４は長手方向に伸縮自在になっており、その長さを変化させることができるようになっており、レーザ導光部５４の先端に設けられているレーザ照射部５６をラミネートロール６ａの軸方向に移動させることができる。従って、樹脂膜１の幅方向にもレーザビーム照射位置を変えることができ、上記の首振り自在の動きと相まって、切断位置２５を樹脂膜１の上で上下左右自在に設定できるようになっている。さらに、自動的に外部から操作し、移動させることもできる。
なお、図４、図５では、樹脂膜１の片側についての図示がされているが、上記切断手段５０は樹脂膜１の両端部を切断すべく反対側の端部切断用にも設置されている。
また、下記に説明するプレロールが設けられる場合は、上記切断手段５０はプレロールから流れ出た樹脂膜１の直後に切断位置２５を設けることが好ましい。
【００３３】
〔プレロール〕
図６に示すように、Ｔダイの直下にプレロール５を設け、Ｔダイから押し出した樹脂膜１を一旦プレロール５で受け止め、その後ラミネートロール６ａ，６ｂに搬送することも可能である。
すなわち、Ｔダイ２とラミネートロール６ａ，６ｂとの間に、溶融押し出しされた樹脂膜１を全幅にわたって一旦受ける止めるプレロール５を、ラミネートロールとは独立に設ける。
プレロール５を設置することにより、樹脂膜１を安定化させるための早期冷却と、一方接着力確保のための高温保持という相対立する二つの作用効果を同時に調整できる。
このため、押し出しに適用可能な樹脂の選択幅を広げることができ、広範な樹脂を基材へラミネートすることが可能となる。
なお、図６においては、プレロールが基材１の片側に設置されている場合を示しているが、後述するように基材の両側に被覆樹脂膜をラミネートする場合は、基材の両側に設置することが望ましい。
【００３４】
本発明においては、プレロール５として、全面がクロムメッキされた鏡面仕上げのメタルロールを用いることができる。
上記メタルロールに代えて、全面に熱絶縁性のゴム層を設けたプレロールを用いることもできる。このゴム層全面の上には、更にフッ素樹脂等の不活性樹脂のチューブを接着被覆して用いることができる。また、ロール全面に熱絶縁性のセラミックス層を設けたプレロールも用いることもできる。
【００３５】
本発明に用いるプレロール５は、図７に示すように、軸方向の両側端部の少し内側に寄った位置にスリット状溝部２６を設けることも好ましい。
Ｔダイ２から押し出された樹脂膜１をプレロール５のスリット状溝部２６が形成された上部位置を、×印で示す切断位置２５として耳部１２を切断する。切断位置２５の下部にスリット状溝部２６が形成されていることにより、切断手段５０によってプレロール５が傷つけられるのを防止できる。
また、樹脂膜１が切断された後の平坦部１１をプレロール５の中央部で保持させることにより、プレロール上で、樹脂膜１を平坦部１１と耳部１２とに分離することを確実に行うことができる。
プレロールにおけるスリット状溝の探さは一般に0．1〜３ｍｍ程度が適当であり、また溝の軸方向のピッチは1〜１０ｍｍが適当である。
【００３６】
〔ラミネートロール〕
本発明において、ラミネートロール６ａ，６ｂとしては、特開平11−100006号公報に記載したものと同様の形状、材質が好ましい。
【００３７】
ラミネートロールとしては、ロール表面が弾性体で形成された弾性体ロールを用いることも好ましい。即ち、弾性体ロールを用いることにより、熱伝導による温度低下を防止することができると共に、クッション性及び弾性を利用して、形成されるラミネート材とロールとの間に一定のニップ幅（ロール周方向への幅）を確保することができ、このニップ幅を確保できることが基材３と被覆樹脂膜１０との密着性向上に有効に役立つ。
更に、弾性体ロールを用いることにより、ロールによる押圧力が基材３の全幅にわたって一様に伝達され、被覆樹脂膜１０の厚みが幅方向に一様で、しかも密着力も幅方向にほぼ一定となったラミネートが形成されることになる。
【００３８】
プレロール或いはラミネートロールとして、弾性体ロールを使用する場合、この弾性体ロールを構成する弾性体（ゴム）は、離型性に優れ且つ耐熱性に優れたものが好ましい。このようなゴムとして、シリコーンゴム（Ｑ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）が挙げられるが、フッ素ゴムが特に好ましい。また、熱収縮性のフッ素樹脂チューブを用いる場合には、ゴムとフッ素樹脂チューブの接着性の点から、シリコーンゴムを用いることが好ましい。
【００３９】
フッ素ゴムは共通して耐熱性に優れている。その適当な例として、フッ化ビニリデン系、テトラフルオロエチレン−へキサフルオロプロピレン系、テトラフルオロエチレン−ペルフルオロメチルビニルエーテル系、フルオロシリコーン系、フルオロホスファゼン系のフッ素ゴムが挙げられるが、勿論この例に限定されない。
シリコーンゴムとしては、ポリジメチルシロキサン、ポリメチルフェニルシロキサン、ポリジフェニルシロキサン等を構成単位とするシリコーンゴムが使用される。
【００４０】
これらのゴムは、必要により、カーボンブラック、ホワイトカーボン等の補強剤、充填剤と共に使用される。
用いる弾性体の硬さ（ＪＩＳ）は、一般に５０°〜９０°の範囲、特に６０〜９０°の範囲にあるのが好ましく、弾性体層の厚みは、１〜３０ｍｍの範囲にあることが好ましい。
【００４１】
〔ラミネートロール段差部〕
ラミネートロール６ａ，６ｂは、切断した耳部１２に対応する部分に耳部１２の保持を確実にするための、ラミネートロールの直径を少し小さくした段差部１６を、ラミネートロールの両端部に形成することも好ましい。
段差部１６の形成により、樹脂膜１の平坦部１１のみ基材３とラミネートすることができ、切断した耳部１２を段差部１６に搬送して確実に分離除去できる。
すなわち、図８に示すように、本発明に用いるラミネートロール６ａ，６ｂの形状の一例を示す。ラミネートロール６ａ，６ｂは、軸方向の中央部に大径部２１及びその両側端部に小径部２２を有している。
段差部１６を設けたラミネートロールを用いることにより、切断した樹脂膜１の耳部１２をラミネートロールの小径部２２で受け、一方、樹脂膜１の平坦部１１を大径部２１で受けさせることにより、被覆樹脂膜１０と耳部１２の切断後の進行方向に差を付けて耳部１２の分離を確実に行い、平坦部１１のラミネートが確実に行われる。さらに、特に図１０に示すように両面同時にラミネートする際にはそれぞれの耳部１２を各々の小径部２２で受けることで、前記耳部１２が互いに付着することなく除去を確実に行うことができる。
【００４２】
大径部２１（径：Ｄｌ）と小径部２２（径：Ｄ２）との段差、（Ｄｌ−Ｄ２）／２は、耳部の保持が確実に行われるように、ラミネートロールの径Ｄ１や樹脂膜１、特には耳部１２の厚みによっても異なるが、０．０５〜５０ｍｍの範囲にすることが好ましい。５〜２０ｍｍの範囲にあることがさらに望ましい。
段差が前述の０．０５ｍｍ未満であると、被覆樹脂膜１０と耳部１２の分離が行われにくく、分離した耳部１２の断面が再付着する可能性が高い。
一方、段差が前述の５０ｍｍを超えると、切断部２５に、不安定な方向に力が加わり、被覆樹脂膜１０の切り口がシャープにならない。
段差部１６の表面形状は、特に限定されないが、一般に粗面であることが好ましい。
また、耳部１２の効率の良い冷却固化（温調冷却が好ましい）を行うために、段差部１６は金属表面であることが好ましい。
また、段差部に代えて、ラミネートロールの両端部に吸引穴を設け、切断した耳部１２をこの吸引穴に吸着して分離することもできる。
また、ラミネートロールの両端部にエアを吹付けて、耳部１２をラミネートロールの両端部に押さえつけたり、静電気により吸着させたりする作用を単独もしくは組み合わせて、切断した耳部１２を分離することもできる。
なお、図９に示すように、プレロール５を設ける場合は、上記の耳部１２の分離作用は、プレロール５でも行うことができる。この場合は、ラミネートロール６ａでは、耳部１２の除去は必要なくなる。
【００４３】
ラミネートロール６ａ，６ｂには、ラミネート材を冷却する機能を有したラミネートロールを用いることも可能であるが、本発明では、温間ラミネートロールを使用することもできる。
温間とは、よく使用される冷間と熱間との中間に属する概念であり、室温より高く、熱可塑性樹脂の融点よりも低い温度をいう。
ラミネートロールの温度を温間に維持することにより、ロールとこれに接触する樹脂の間での急速な熱の移動が抑制され、予備加熱された基材３が有する熱及び溶融押し出された樹脂が有する熱を有効に熱接着に利用することができる。
【００４４】
本発明では、溶融熱可塑性樹脂をポリエステルとし、樹脂膜１を切断して平坦部１１を形成した被覆樹脂膜１０の温度（Ｔ２℃）を、前記ポリエステルのガラス転移点（Ｔｇ）以上に維持することが、被覆樹脂膜１０のシワ発生抑制や、基材３と被覆樹脂膜１０との密着性を向上させるために好ましい。
この温度（Ｔ２）が上記範囲を下回る場合には、被覆樹脂膜１０にシワが発生し、さらに基材３に対する密着性が低下するようになる。
【００４５】
本発明では、ラミネートロール６ａ，６ｂ（具体的には大径部２１）の表面温度は、室温以上で熱可塑性樹脂の融点（Ｔｍ）より低い温度、特に５０℃〜（熱可塑性樹脂の融点（Ｔｍ）−３０℃）を有するものであることが好ましい。
ラミネートロールの表面温度の制御は、所定温度の液体媒体をロール内に通すことや、温調されたバックアップロールをラミネートロールに接触させること等で行う。
【００４６】
また、本発明では、基材３を一対のラミネートロールの中心を結ぶ線に対してほぼ直角方向に供給することが、基材３に対する被覆樹脂膜１０の密着性を向上させるために好ましい。
基材３を直角ではなく、傾斜して供給する場合には、基材３がニップ部以外の位置でラミネートロールに接触するため、基材３の温度低下を生じ、被覆樹脂膜１０の密着性が低下する。
【００４７】
本発明においては、ラミネートロールの周速をＴダイ２からの熱可塑性樹脂の押出速度の１０〜１５０倍、特に２０〜１３０倍に維持して、被覆樹脂膜１０をラミネートすることが好ましい。
上記範囲にすることで、Ｔダイのリップ幅等の調整ムラが調整されてより均一な被覆樹脂膜１０を形成でき、かつ安定したラミネートが可能となる。上記範囲を超えると被覆樹脂膜の破断を生じやすくなるので好ましくない。
また、上記範囲を下回ると、安定したラミネートが行われないだけでなく、十分に薄肉化された被覆樹脂膜１０を形成できない。
缶用材としての用途に対しては、金属基材の厚み（ｔＭ）と片面当たりの被覆樹脂膜１０の厚み（ｔＲ）の比（ｔＭ／ｔＲ）が２〜１５０であることが、缶成形性や、缶特性の点で好ましい。
【００４８】
さらに、ラミネートロール６ａ，６ｂのニップ位置における接触幅（ニップ幅）を１〜５０ｍｍの範囲にすることが、金属基材３と被覆樹脂膜１０との密着を強固に行えるので好ましい。
ニップ幅が上記範囲よりも小さいと、ラミネートロール６ａ，６ｂ内での十分な接触時間が得られず、被覆樹脂膜１０の接着不良を生ずる。
また、上記範囲よりも大きいと、ニップ圧力を高くすることが困難となり、ニップ中にラミネート材７が冷却されすぎて密着力が低下する傾向にある。
ニップ圧力は１〜１００ｋｇｆ／ｃｍ^２の範囲にあることが好ましい。
上記ニップ幅を確保するために、ラミネートロールの少なくとも一方が弾性体ロールであることも好ましい。
【００４９】
熱接着終了後のラミネート材は、結晶化や熱劣化を防止するために、ラミネート後、冷却装置８を用いて急冷することが好ましい。
急冷は、冷風吹き付け、冷却水噴霧、冷却水浸漬、冷却ローラとの接触等により行われる。
【００５０】
本発明は、金属基材３の片面への被覆樹脂膜形成のみでなく、金属基材３両面に対して被覆樹脂膜をラミネートする場合にも適用できる。
すなわち、図１０に示すように、予備加熱された基材３を一対のラミネートロール６ａ，６ｂの中心を結ぶ線に対してほぼ直角方向に供給し、この基材３の配置に対しほぼ対称に一対のＴダイ２ａ，２ｂを配置し、基材３の両面に対して被覆樹脂膜１０をラミネートし、形成されたラミネート材７を冷却装置８により急冷する。なお、この場合は、図６の説明において述べたように、Ｔダイ２ａ，２ｂの下方でラミネートロールの前に、Ｔダイ２ａ，２ｂに対応するように一対のプレロールを設けることもできる。
【００５１】
このようにしてラミネート材７が得られるが、得られたラミネート材は必要により巻取って収納することができる。
【００５２】
【実施例】
以下に実施例を挙げて、本発明をさらに詳しく説明する。
Ｔダイ２から、融点（Ｔｍ）が２２０℃のイソフタル酸共重合ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ／ＩＡ）の樹脂膜１を２６０℃で押し出して、Ｔダイ２とラミネートロール６ａ，６ｂ間に配置されたプレロール５上に押し出して、ラミネート前のネックインの途中で、ＣＯ_２ガスレーザを用いて耳部１２を切断して基材３の幅よりも両端部が１ｍｍずつ狭い被覆樹脂膜１０を形成した後、ラミネートロールへ挿入し、２４５℃に予備加熱されたＴＦＳの基材３に毎分１００ｍの速度でラミネートし、その後の冷却装置８内で水シャワーによる急冷工程を経て、樹脂被覆ラミネート材７を製造した。
このとき、基材３は、一対のラミネートロール６ａ，６ｂの中心を結ぶ線に対しほぼ直角方向に供給しラミネートした。その結果、被覆樹脂膜の厚みが均一で、また、巻取り時にラミネート材がずれることなく厚巻きが可能であった。
これにより得られたラミネート材７を、縦横２０ｍｍの範囲に２ｍｍ角の碁盤目を市販のカッターで切り込みを入れ、ＳｃｏｔｃｈＢｒａｎｄＴａｐｅ幅２５ｍｍ（住友３Ｍ製）を貼り付けた後、テープを剥がし接着強度を調べる剥離試験を行った。その結果、剥離率が１０％以下と良好であった。
またこのラミネート材にワックス系潤滑剤を塗布し、直径１５０ｍｍφの円板に打ち抜いた後に、直径９２ｍｍφの絞り容器にする成形試験を行った。
その結果、成形試験でも剥離等の不良は発生せず全てにおいて良好なラミネート材であった。
【００５３】
【発明の効果】
本発明によれば、押し出し機から押し出した樹脂膜の耳部を除去して、直接基材にラミネートできるので、ラミネート後のラミネート材の端部処理を不要にでき、簡易な製造工程でラミネート材が製造できる。
また、本発明によって製造されたラミネート材は、薄い被覆樹脂膜を金属板等の基材に対して一様な厚みで強固に接着されているので、缶材用途などに用いる場合は、缶成形において強度の成形加工に耐えることができる。
さらに、被覆樹脂膜と基材の端部がそろったラミネート材を一工程で効率よく製造でき、任意の幅を持った被覆樹脂膜を基材上に形成させることもできる。
さらにまた、両面同時ラミネートであっても、表裏各面の被覆樹脂幅を別々に設定できるという製造方法の自由度もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のラミネート材の製造方法を示す概略図である。
【図２】Ｔダイからの押し出した樹脂膜のネックイン状態を示す説明図である。
【図３】本発明のラミネート材の製造方法に用いるラミネート材の製造装置を示す概略図である。
【図４】レーザビーム照射装置の概要を説明するための概略説明図である。
【図５】レーザビーム照射装置の概要を説明するための概略説明図である。
【図６】プレロールの配置を示す概略図である。
【図７】プレロールのスリット状溝部を示す説明図である。
【図８】段差部を設けたラミネートロールを説明する概略説明図である。
【図９】耳部の分離をプレロールを用いて行う場合を説明する概略説明図である。
【図１０】基材両面に対して被覆樹脂膜をラミネートする場合を説明する概略説明図である。
【符号の説明】
１：樹脂膜
２，２ａ，２ｂ：Ｔダイ
３：基材
４：加熱装置
５：プレロール
６，６ａ，６ｂ：ラミネートロール
７：ラミネート材
８：冷却装置
１０：被覆樹脂膜
１１：平坦部
１２：耳部
２５：切断位置
２６：スリット状溝部
２７：切断部
５０：切断手段
５１：レーザ発振器
５２：レーザビーム
５３：反射鏡
５４：レーザ導光部
５５：反射鏡
５６：レーザ照射部

Claims

溶融熱可塑性樹脂をＴダイから押し出した樹脂膜を基材にラミネートするラミネート材の製造方法において、
前記樹脂膜がラミネート前のネックインしている途中で前記樹脂膜の耳部を切断し、
幅方向での収縮により前記切断した切断口を広げて前記耳部と分離した被覆樹脂膜を形成し、
前記被覆樹脂膜を前記基材とラミネートするラミネート材の製造方法。
前記Ｔダイから押し出された樹脂膜を、Ｔダイとラミネートロールとの間に設けたプレロールで全幅にわたって一旦受け止め、その後ラミネートロールに搬送することを特徴とする請求項１に記載のラミネート材の製造方法。
前記耳部と分離した被覆樹脂膜の平坦部を、さらに切断して複数条の被覆樹脂膜を形成し、複数条の被覆樹脂膜を前記基材とラミネートす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材の製造方法。
前記溶融熱可塑性樹脂がポリエステルであって、切断するときの樹脂膜の温度が、ガラス転移点（Ｔｇ）以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のラミネート材の製造方法。
基材を予備加熱する加熱手段と、
溶融した熱可塑性樹脂を樹脂膜として押し出すＴダイと、
前記Ｔダイとラミネートロールとの間に設けられ前記Ｔダイから押し出された樹脂膜を全幅にわたって一旦受け止めるプレロールと、
前記樹脂膜がラミネート前のネックインしている途中で前記樹脂膜の耳部を切断して耳部と被覆樹脂膜とを分離形成するための切断手段と、
前記被覆樹脂膜を前記基材とラミネートさせるラミネートロールと、
形成されたラミネート材を急冷するための冷却装置とを有するラミネート材の製造装置。
基材を予備加熱する加熱手段と、
溶融した熱可塑性樹脂を樹脂膜として押し出すＴダイと、
前記Ｔダイとラミネートロールとの間に設けられ前記Ｔダイから押し出された樹脂膜を全幅にわたって一旦受け止めるプレロールと、
前記樹脂膜がラミネート前のネックインしている途中で前記樹脂膜の耳部を切断して耳部と被覆樹脂膜とを分離形成するための切断手段と、
前記被覆樹脂膜の平坦部をさらに切断して複数条の被覆樹脂膜を形成するための切断手段と、
前記複数条の被覆樹脂膜を前記基材とラミネートさせるラミネートロールと、
形成されたラミネート材を急冷するための冷却装置とを有するラミネート材の製造装置。
前記ラミネートロールが、段差部を有しているラミネートロールである請求項５又は６に記載のラミネート材の製造装置。
前記切断手段が、レーザビームである請求項５〜７のいずれかに記載のラミネート材の製造装置。
前記ラミネートロールの上方にレーザビームを照射する手段を有する請求項５〜８のいずれかに記載のラミネート材の製造装置。
前記基材面に対しほぼ対称に一対のＴダイと切断手段とを配置し、基材の両面に対して被覆樹脂膜をラミネートする請求項５〜９のいずれかに記載のラミネート材の製造装置。