JP3965590B2

JP3965590B2 - 紫外線硬化型ホットメルト粘着剤の塗布方法

Info

Publication number: JP3965590B2
Application number: JP12254696A
Authority: JP
Inventors: 直竹谷
Original assignee: ノードソン株式会社
Priority date: 1996-04-19
Filing date: 1996-04-19
Publication date: 2007-08-29
Anticipated expiration: 2016-04-19
Also published as: JPH09285759A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一例を上げると、商品に貼付されるラベルやダンボール箱の封かん用等に用いられる粘着ラベルや粘着テープ等の製造に用いられる粘着剤の塗布方法に関し、特に紫外線硬化型ホットメルト粘着剤を用いた、粘着ラベル又は粘着テープの製造における紫外線硬化型ホットメルト粘着剤の塗布方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＯＰＰ（オリエンテッドポリプロピレン）やＰＥＴ（ポリエチレンテレプタレート）系のフイルムに粘着剤を塗布して粘着ラベルや粘着テープ等の粘着性製品を製造する場合、主としてＯＰＰやＰＥＴフイルム基材に溶剤型のゴム系接着剤あるいはエマルジョン系の接着剤をロール転写方式又はＴダイからの押し出し塗布方式により塗布した後、乾燥工程で溶剤や溶媒を除去して製造されていた。また最近では、脱溶剤の風潮からホットメルト型粘着剤の塗布による製造も試みられていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記した従来技術には次のような問題があった。すなわち、溶剤型のゴム系接着剤あるいはエマルジョン系の接着剤を用いたものは、乾燥工程で溶剤や溶媒などが揮散し、これが光化学スモッグやオゾン層破壊あるいは悪臭といった環境汚染の原因物質となるため、脱溶剤型の粘着製品の製造方法の開発が求められていた。また溶剤型又はエマルジョン系の粘着剤は、粘着剤を塗布した後に溶剤を除去しなければならず、そのために乾燥装置等の溶剤除去プロセスが必要となり、設備的に大型化していたので、設置面積が少なくてすむよう小型化が求められていた。
【０００４】
更に、脱溶剤型の粘着剤すなわちホットメルト型粘着剤を用いたものでは、溶剤型の粘着剤に比べて環境汚染物質の揮散はほとんどないが、粘着剤の種類によっては、加熱溶融時に有害性の分解ガスを発生するものもあり、そのような粘着剤にあっては取り扱いにくいのでその改善が求められていた。更に、ホツトメルト型粘着剤は、塗布時に１６０〜１８０°Ｃと、比較的高温で塗布されるので、被塗物であるフイルム基材へ与える熱ストレスの影響が大きく、ひずみや変形、カールの発生といった問題があり、長尺ものの巻き取りでは、しわが発生したり巻きずれを起こすなどの品質上の問題があり、改善が求められていた。
【０００５】
特に基材としてＯＰＰやＰＥＴフイルムを用いた場合、塗布時の熱によるダメージが大きかった。またホットメルト型粘着剤は、溶剤型やエマルジョン型粘着剤に比べて耐熱性や耐候性といった点で劣り、特殊用途を除きあまり普及していない。また一般的に粘着剤の単位面積当りの塗布量は少ないほど、粘着剤の消費量が少なくてすむのでコスト的に有利であるが、ホットメルト型粘着剤の場合、塗布量が３０ｇ／ｍ² 以下になると、被塗物である基材への濡（ぬれ）性が低下し、膜形成ができにくくなり、均一な塗布ができなかった。
【０００６】
また最近紫外線硬化型の合成樹脂が開発され、各分野で活用されるようになってきた。そして接着剤としての分野でも普及が進みつつあり、特に光学系各種機器の接着や電子部品の接着等の、高品質が要求される分野で接着剤としての使用が普及しつつあるが、粘着ラベルや粘着テープの製造といった分野では未だ使用実績が見受けられない。それは、従来のホットメルト型粘着剤の取り扱いと操作条件が異なったり、あるいは従来の製造装置が転用できない点も一つの要因と考えられる。
【０００７】
本発明は、上記した問題点に鑑みてなされたものであり、乾燥装置などの大型の装置を必要とせず、また環境汚染物質の揮散や有害ガスの発生もなく、更に基材に対する熱ストレスが少なく、操作条件が容易で、単位面積当りの粘着剤の使用量も少なくてすむ、粘着ラベルや粘着テープの製造における、紫外線硬化型ホットメルト粘着剤の塗布方法を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記した課題を解決するために、本発明では次のような紫外線硬化型ホットメルト粘着剤の塗布方法とした。すなわち、連続的に移送される長尺のフィルム状基材（３１）が、５０〜１２０°Ｃの範囲に温調されたバックアップロール（４）の表面に接触している状態で１００〜１３５°Ｃの範囲で溶融された紫外線硬化型ホットメルト粘着剤（３０）を先端にスロット幅の全幅をまかなう回転ロッド（２５）が組み込まれているスロットダイ（９）から押し出し塗布し、続いて紫外線照射装置（１６）で紫外線を照射して紫外線硬化型ホットメルト粘着剤を硬化させ、続いて５〜２５°Ｃの範囲に温調されたラミネーションロール（５）とニップロール（６）であらかじめ離形剤がコーティングされたセパレータ（３２）とラミネートしながら引き取るようにしてフィルム状基材の塗布面と裏面との温度関係を調和させ基材の変形を防止しつつ塗布及びラミネートをすると共に、前記スロットダイ（９）からの押し出し塗布は、該回転ロッドを回転させながら該粘着剤を押圧しつつ幅広に塗布するようにし、単位面積当たりの塗布量を１５〜３０ｇ／ｍ ^２として均一な薄膜を塗布することを特徴とする、紫外線硬化型ホットメルト粘着剤の塗布方法とした。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を説明する。本発明では、前記したような手段の紫外線硬化型ホットメルト粘着剤の塗布方法としたので、極めて高品質の粘着ラベル又は粘着テープの製造が行われる。すなわち、あらかじめ印刷などの前処理工程を済ませた長尺の被塗物である基材は、連続的に移送され、５０〜１２０℃の範囲に温調されたバックアップロールまで進むと、バックアップロールに接触した状態で１００〜１３５℃の範囲で溶解された紫外線硬化型ホットメルト粘着剤が基材の塗布面にスロットダイから押し出し塗布される。
【００１１】
そして紫外線硬化型ホットメルト粘着剤が塗布された基材は、続いて紫外線照射装置で紫外線が照射され、紫外線硬化型ホットメルト粘着剤が硬化された後、５〜２５°Ｃの範囲に温調されたラミネーションロールで引き取られ、その後、次工程である裁断、カッティング、不要部の除去、巻き取りといった工程へと、搬送されて製品として仕上げられる。また粘着ラベルのような場合は、引き取りロール部で、粘着剤塗布面を保護するためあらかじめ離形材などがコーティングされたセパレーターとラミネートされて、裁断、カッティング、不要部の除去、巻き取りあるいは積み重ね、といった次工程へ搬送される。
【００１２】
そしてこのような紫外線硬化型ホットメルト粘着剤の塗布方法によれば、紫外線硬化型ホットメルト粘着剤の塗布温度は１００〜１３５°Ｃと、従来のホットメルト型粘着剤の塗布温度１６０〜１８０°Ｃに比べて塗布温度が極めて低いため、被塗物である基材へ与える熱ストレスも少なくてすむ。またバックアップロールを５０〜１２０°Ｃ、ラミネーションロールを５〜２５°Ｃの範囲に調温することにより、基材の塗布面と裏面との温度関係がほどよく調和し、基材が変形やひずみあるいはカールしたりすることもない。また紫外線硬化型ホットメルト粘着剤は、１００〜１３５°Ｃの温度範囲で流動性、濡れ性、平滑性といった点が優れているので、単位面積当りの塗布量も極めて少量ですみ、従来不可能であった１５〜３０ｇ／ｍ² といつた薄膜塗布が可能となった。
【００１３】
更に基材上に塗布された紫外線硬化型ホットメルト粘着剤の表面には、粘着剤中に含まれているごみや溶解中の劣化炭化物あるいは空気中に浮遊するほこりなどに起因する極細の擦り傷が発生する場合があるが、粘着剤を押し出し塗布するためのスロットダイとして、スロットダイの先端に回転ロッドが組み込まれているスロットダイを用いることにより、擦り傷の発生が防止され、同時に均一な薄膜が塗布できる。
【００１４】
回転ロッドが組み込まれたスロットダイ構造とは、いわばボールペンのような構造をしたものを想定していただけば容易に理解されるであろう。すなわち、ボールペンでは、ペン先に設けた球体が回転しながらインクを用紙に付着させるのに対し、本スロットダイはスロットダイ先端にスロット幅の全幅をまかなう回転ロツドが組み込まれており、この回転ロッドが回転しながら基材上に粘着剤を幅広に塗布する構造をしている。
【００１５】
また本方法の紫外線硬化型ホットメルト粘着剤の塗布方法では、粘着剤を硬化させるために紫外線照射装置が必要であるが、これは溶剤型やエマルジョン系の粘着剤のように、溶剤や溶媒を除去するための乾燥工程に比べればはるかに小型のものであり、そのぶん装置構造がコンパクトに設計できる。
【００１６】
【実施例】
以下本発明の紫外線硬化型ホットメルト粘着剤の塗布方法を、その実施例を示す図と共に具体的に説明する。図１は本発明の紫外線硬化型ホットメルト粘着剤の塗布方法を実施するための装置の要部構成を示したものであり、図２はスロットダイ先端に回転ロッドが組み込まれたスロットダイの一例を示す構造説明図である。
【００１７】
すなわち、図１は紫外線硬化型ホットメルト粘着剤の塗布装置１の要部構成図であり、該塗布装置１には、フレーム２に第１ロール３、バックアップロール４、ラミネーションロール５、ニップロール６、案内ロール７及び８が回転可能に軸支されている。そしてバックアップロール４とラミネーションロール５は、温調用の加熱油あるいは水などの流体を循環させて、必要温度に温調できるように構成されている。
【００１８】
またラミネーションロール５とニップロール６の軸間距離Ｌは任意に調整でき、後述する基材３１とセパレーター３２がロール表面間を通過する際に所望の圧力を付与して圧接したり、また軸間距離Ｌを大きくとってロール表面間を大きく開放することもできる。
【００１９】
９はスロットダイで、該スロットダイ９は後で詳述するように回転ロッドが組み込まれている。またスロットダイ９はエア操作型の開閉弁１０と一体構造をしており取り付け用のブラケット１１によりフレーム２に取り付けられている。
【００２０】
１２は粘着剤供給装置で、該粘着剤供給装置は粘着剤を溶融するための加熱溶融槽や溶融した粘着剤を圧送するためのポンプ機構等から構成されており、ホース等の管路１３を介して溶融した粘着剤をスロットダイ９に組み込まれた開閉弁１０へ供給する。
【００２１】
１４は制御エア供給部で、該制御エア供給部１４から供給される制御エアは電磁制御弁１５を介して、スロットダイ９に組み込まれたエア操作型の開閉弁１０のアクチュエーター部へ供給される。１６はバックアップロール４とラミネーションロール５の間に設置された紫外線照射装置をしめす。
【００２２】
また図１には表示されていないが、フレーム２の背面等には、各ロールを回転するためのドライブ機構や、回転速度を制御する制御機構、ロールを温調するための温調機構等が組み込まれている。
【００２３】
次に図２を用いてスロットダイ９を説明する。すなわちスロットダイ９は、２つのダイブロックを備えており、該ダイブロック２０，２１の間には先端が切り欠き開放されたシム板材２２が介在し、シム板材２２の切り欠き開放部が粘着剤の押し出し通路２３を形成している。そしてダイブロック２１の先端部にはドクターブレード２４が設けられ、該ドクターブレード２４の先端には回転ロッド２５が設けられている。
【００２４】
そして前記開閉弁１０が開操作されたとき、粘着剤３０が開閉弁１０からダイブロツク２０の粘着剤通路２６及び２７を通って押し出し通路２３へと流れ、さらに押し出し通路２３から押し出された粘着剤３０はドクターブレード２４の先端に設けた回転ロッド２５が回転しながら粘着剤３０を押圧して基材３１の表面に押し出し塗布される。
【００２５】
次にこのように構成された塗布装置１による粘着ラベル等の製造の際の紫外線硬化型ホットメルト粘着剤の塗布方法を説明する。先ず、紫外線硬化型ホットメルト粘着剤は粘着剤供給装置１２によって溶解され１００〜１３５°Ｃの範囲の溶解温度でスロットダイ９０の開閉弁１０へ圧送される。
【００２６】
一方、あらかじめ印刷などの前処理工程を済ませた長尺の被塗物である基材３１が、連続的に移送され、第１ロール３から５０〜１２０°Ｃの範囲に温調されたバックアップロール４へと進むと、制御装置からの制御信号により電磁制御弁１５が操作され、制御エアが開閉弁１０のアクチュエーター部に供給され、開閉弁１０が開操作される。そして基材３１がバックアップロール４に接触した状態で１００〜１３５°Ｃの範囲で溶解された紫外線硬化型ホットメルト粘着剤が基材の塗布面にスロットダイ９から押し出し塗布される。
【００２７】
そして紫外線硬化型ホットメルト粘着剤が塗布された基材３１は、続いて紫外線照射装置１６で紫外線が照射され、紫外線硬化型ホットメルト粘着剤が硬化される。本実施例では紫外線照射エネルギーとして５００ｍｊ／ｃｍ² となるように紫外線ランプで照射した。そしてその後、５〜２５°Ｃの範囲に温調されたラミネーションロール５とニツプロール６に挟まれた部分で、粘着剤塗布面を保護するために、あらかじめ離形材がコーティングされたセパレーター３２とラミネートされながら引き取られ、その後案内ロール７及び８を経て、図外の次工程である裁断、カッティング、不要部の除去、巻き取りといった工程へと、搬送される。
【００２８】
そしてこのような紫外線硬化型ホットメルト粘着剤の塗布方法によれば、紫外線硬化型ホットメルト粘着剤３０の塗布温度は１００〜１３５°Ｃと、従来のホットメルト型粘着剤の塗布温度１６０〜１８０°Ｃに比べて塗布温度が極めて低いため、被塗物である基材３１へ与える熱ストレスも少なくてすむ。またバックアップロール４を５０〜１２０°Ｃ、引き取りロール５を５〜２５°Ｃの範囲に調温することにより、基材３１の塗布面と裏面との温度関係がほどよく調和し、基材３１が変形やひずみあるいはカールしたりすることもない。また紫外線硬化型ホットメルト粘着剤は、１００〜１３５°Ｃの温度範囲で流動性、濡れ性、平滑性といった点が優れているので、単位面積当りの塗布量も極めて少量ですみ、従来不可能であった１５〜３０ｇ／ｍ² といつた薄膜塗布が可能となった。
【００２９】
また本方法の紫外線硬化型ホットメルト粘着剤の塗布方法では、粘着剤を硬化させるために紫外線照射装置１６が必要であるが、これは溶剤型やエマルジョン系の粘着剤のように、溶剤や溶媒を除去するための乾燥工程に比べればはるかに小型のものであり、そのぶん装置構造がコンパクトに設計できる。
【００３０】
更に粘着剤を押し出し塗布するためのスロットダイ９として、スロットダイ９の先端に回転ロッド２５が組み込まれているスロットダイを用いることにより、粘着剤の塗布面に擦り傷の発生が防止され、同時に均一な薄膜が塗布される。
【００３１】
なお、本実施例の説明は、便宜上、粘着ラベルの製造を想定して、あらかじめ印刷などの前処理工程を済ませた長尺の被塗物を基材３１とし、紫外線硬化型ホットメルト粘着剤を塗布し紫外線を照射して硬化させた後、粘着材塗布面を保護するために離形剤がコーティングされたセパレーター３２をラミネートするように説明したが、これを基材３１とセパレーター３２とを逆に用い、セパレーターの離形剤塗布面に紫外線硬化型ホットメルト粘着剤を塗布し紫外線を照射して硬化させた後、これにあらかじめ印刷などの前処理工程を済ませた長尺の被塗物の粘着剤塗布面と張り合わせて次工程へ搬送し、粘着剤がセパレーター側から基材側へ転写されるように施工してもよい。
【００３２】
また封かんなどに用いられる粘着テープ状の製品を製造する場合には、あらかじめ粘着剤塗布面の裏面側に離形剤をコーティングした基材を用い、紫外線硬化型ホットメルト粘着剤を塗布し、続いて紫外線を照射して硬化させた後、ラミネーションロール５とニップロール６との間隔をあらかじめ十分に開けておき、ニップロールの押し圧力を開放して、次工程へと搬送することにより、ロール状に巻き取られて製品化される。
【００３３】
また基材として主にプラスチックフイルムを用いたもので説明してきたが、基材としてはこれに限定されるものではなく、例えば紙、不織布、ゴムあるいは複合材等、いずれでもよい。
【００３４】
また本発明者らは、主成分がアクリル酸エステル共重合体、溶融粘度が１２０°Ｃで５４０００ｃｐｓ，１４０°Ｃで２５０００ｃｐｓ、の紫外線硬化型ホットメルト粘着剤を用い、粘着ラベル及び粘着テープの製造実験を行い、前記した条件で粘着剤の塗布に好結果が得られた。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明では、特許請求の範囲に記載した構成の紫外線硬化型ホットメルト粘着剤の塗布方法としたので、乾燥装置などの大型の装置を必要とせず、また環境汚染物質の揮散や有害ガスの発生もなく、更に基材に対する熱ストレスを少なくして基材の変形やひずみを防止し、操作条件が容易で、単位面積当りの粘着剤の使用量も少なくてすみ、また均一な薄膜の塗布を可能とした、粘着ラベルや粘着テープの製造における、紫外線硬化型ホットメルト粘着剤の塗布方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の紫外線硬化型ホットメルト粘着剤の塗布方法を実施するための装置の要部構成図。
【図２】スロットダイの構造説明図。
【符号の説明】
１…塗布装置、２…フレーム、４…バックアップロール、５…ラミネーションロール、６…ニップロール、９…スロットダイ、１０…開閉弁、１２…粘着剤供給装置、１６…紫外線照射装置、２５…回転ロッド、３０…粘着剤、３１…基材、３２…セパレーター、

Claims

連続的に移送される長尺のフィルム状基材（３１）が、５０〜１２０°Ｃの範囲に温調されたバックアップロール（４）の表面に接触している状態で１００〜１３５°Ｃの範囲で溶融された紫外線硬化型ホットメルト粘着剤（３０）を先端にスロット幅の全幅をまかなう回転ロッド（２５）が組み込まれているスロットダイ（９）から押し出し塗布し、続いて紫外線照射装置（１６）で紫外線を照射して紫外線硬化型ホットメルト粘着剤を硬化させ、続いて５〜２５°Ｃの範囲に温調されたラミネーションロール（５）とニップロール（６）であらかじめ離形剤がコーティングされたセパレータ（３２）とラミネートしながら引き取るようにしてフィルム状基材の塗布面と裏面との温度関係を調和させ基材の変形を防止しつつ塗布及びラミネートをすると共に、前記スロットダイ（９）からの押し出し塗布は、該回転ロッドを回転させながら該粘着剤を押圧しつつ幅広に塗布するようにし、単位面積当たりの塗布量を１５〜３０ｇ／ｍ ^２として均一な薄膜を塗布することを特徴とする、紫外線硬化型ホットメルト粘着剤の塗布方法。