JP6958151B2 - 接着剤塗工方法および塗工装置 - Google Patents

Description

本発明は、接着剤混合塗工方法および塗工装置に関するものである。とくにウェブ、フィルム、あるいはシート状の材料に接着剤を塗布して反応させ、より密着性や機械特性、耐久性に優れる積層体を実現することが可能な、接着剤塗工方法および塗工装置に関するものである。

従来よりウェブ、フィルム、あるいはシート状の材料に接着剤を塗布して、乾燥後他の材料と貼り合せる、所謂ドライラミネーションの技術は、複合材料を得る方法として広く用いられている。

このとき、接着剤は有機溶剤などで適当な粘度になるよう希釈され、また接着強度の向上や耐久性の向上を目的として、硬化剤と混合して用いる２液型の接着剤も多く用いられている。

その一般的な塗工方法としては、接着剤主剤と硬化剤を混合し、有機溶剤などで適当な粘度になるよう希釈して、たとえばグラビアコーティング機を用いて、接着剤をタンクおよび接着剤パンの間で循環させ、被塗工基材に塗工したのち、乾燥オーブンを通して乾燥させ、他の基材と貼り合せて巻き取る方法がとられる。

あるいは、一般的なグラビアコーティングを用いずに、接着剤パンからの接着剤供給ではなく、チャンバードクターからグラビア版に、直接接着剤を供給するチャンバードクター方式がとられることもある。

しかしながら、いずれの場合においても、接着剤に２液タイプの反応型接着剤を用いる場合には、ポットライフを考慮する必要がある。作業中の時間経過とともに、接着剤の反応、硬化が始まり、増粘、ゲル化、あるいはグラビア版の詰まりが生じるおそれがあり、ポットライフが短い場合には、途中で塗工ができなくなるおそれもある。

一方、接着剤については、特許文献１には、ポリイソシアネートを含むポリウレタン接着剤の組成に関しての提案がなされているが、性能面での向上を図ろうとするものであって、配合した際のポットライフについての、特段の配慮がなされたものではなく、その面からの実際の作業、工程管理、とくに接着剤の取り扱いについては困難が伴うものであった。

特開平２−８４４８２号公報

本発明は、かかる状況に鑑みてなされたものであり、接着剤のポットライフに左右されず安定して、フィルム、もしくはシートに２液反応型接着剤を塗工して、貼り合わせができる、２液反応型接着剤の塗工方法、および塗工装置を提供することを課題とする。

上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、
フィルム、もしくはシートへの２液反応型接着剤の塗工装置であって、
フィルム、もしくはシート状の基材の第１巻き出し装置を備えており、
接着剤の１液目の塗工装置、２液目の塗工装置、乾燥装置を順次備えており、
乾燥後のフィルム、もしくはシート状の基材と、それとは別に第２巻き出し装置から供給されるフィルム、もしくはシート状の基材とを、ラミニップロールを経て貼りあわせた状態で、巻取り装置に巻取可能であり、
前記１液目の塗工装置と前記２液目の塗工装置との間にさらに乾燥装置を備えることを特徴とする２液反応型接着剤の塗工装置である。

また、請求項２に記載の発明は、
前記１液目の塗工装置で塗工された薄膜を、前記１液目の塗工装置と前記２液目の塗工装置との間に備えた乾燥装置により乾燥させた後、前記２液目の塗工装置で薄膜を塗工し、塗工された薄膜の２層の間で反応を進行させることを特徴とする請求項１に記載の２液反応型接着剤の塗工装置である。

また、請求項３に記載の発明は、
前記塗工装置は、グラビアコーターであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の２液反応型接着剤の塗工装置である。

また、請求項４に記載の発明は、
前記塗工装置は、ダイコーターであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の２液反応型接着剤の塗工装置である。

また、請求項５に記載の発明は、
フィルム、もしくはシート状の基材への２液反応型接着剤の塗工方法であって、
巻き出し装置から供給されたフィルム、もしくはシート状の基材に、１液目の塗工装置を用いて接着剤の１液目を塗工し、
乾燥装置で乾燥した後に、つづいて、２液目の塗工装置を用いて接着剤の２液目を重ねて塗工し、乾燥装置で乾燥した後、
別の巻き出し装置から供給されたフィルム、もしくはシートと貼りあわせて、巻き取ることを特徴とする２液反応型接着剤の塗工方法である。

本発明によれば、接着剤のポットライフに左右されず安定して、フィルム、もしくはシートに２液反応型接着剤を塗工して、貼り合わせができる、２液反応型接着剤の塗工方法、および塗工装置を提供することが可能である。

また、接着剤のポットライフに左右されず安定して、フィルム、もしくはシートに２液反応型接着剤を塗工して、効果的に乾燥して、貼り合わせができる、２液反応型接着剤の塗工装置を提供することが可能である。
すなわち、１液目の塗工装置のあと乾燥装置を経て、被塗工基材を２液目の塗工装置に
供給するため、溶剤の除去をより効果的に行なうことができるために、安定した生産工程を実現することができる。

とくに請求項３に記載の発明によれば、接着剤のポットライフに左右されず安定して、フィルム、もしくはシートに２液反応型接着剤を安定的に塗工して、貼り合わせができる、２液反応型接着剤の塗工装置を提供することが可能である。

すなわち、グラビアコーターを塗工装置とすることによって、薄膜の形成をより容易、
安定的、かつ再現性のよいものとすることが可能になる。

とくに請求項４に記載の発明によれば、接着剤のポットライフに左右されず安定して、フィルム、もしくはシートに２液反応型接着剤をより安定的に塗工して、貼り合わせができる、２液反応型接着剤の塗工装置を提供することが可能である。

すなわち、ダイコーターを塗工装置とすることによって、基材の厚みや塵などの外乱影響を受けにくく、また密閉型であるので、溶剤飛散による粘度変化がないために、より安定したコーティング工程を実現することができる。

とくに請求項５に記載の発明によれば、接着剤のポットライフに左右されず安定して、フィルム、もしくはシートに２液反応型接着剤を塗工して、貼り合わせができる、２液反応型接着剤の塗工方法を提供することが可能である。

すなわち、２液反応型接着剤において２液を混合して塗工するのではなく、別々に塗り重ねることによって、塗工中の増粘、固化などの不安定要素を排除することが可能である。

また、１液目の塗工装置のあと乾燥装置を経て、被塗工基材を２液目の塗工装置に供給する方法をとるため、溶剤の除去を効果的に行なうことができるために、より安定した生産を実現することができる。

図１は本発明に係る、フィルム、もしくはシートへの２液反応型接着剤の塗工装置であって、グラビアコーターを用いる場合の、接着剤塗工および貼りあわせのできる塗工装置の一実施態様を説明するための模式図である。 図２は本発明に係る、フィルム、もしくはシートへの２液反応型接着剤の塗工装置のうち、ダイコーターを用いて塗工する場合の一実施態様を説明するための、部分模式図である。 図３は本発明に係る、フィルム、もしくはシートへの２液反応型接着剤の塗工装置のうち、ダイコーターを用いて塗工する場合の他の実施態様を説明するための、部分模式図である。

以下、本発明を図を参照しながら、更に詳しい説明を加える。ただし本発明は、ここに示す例にのみ限定されるものではない。本発明は、請求項によって限定されるものである。

図１は本発明に係る、フィルム、もしくはシートへの２液反応型接着剤の塗工装置であって、グラビアコーターを用いる場合の、接着剤塗工および貼りあわせのできる塗工装置の一実施態様を説明するための模式図である。

本発明による塗工装置は、フィルム、もしくはシートへの２液反応型接着剤の塗工装置であって、フィルム、もしくはシート状の基材（４）の第１巻き出し装置（１）を備え、被塗工基材を塗工装置内に繰り出すことができる。

また図１に示す例においては、塗工装置としてグラビアコーターを利用する例であって、接着剤の１液目の塗工装置としてグラビアコーターユニット（５）、２液目の塗工装置としてグラビアコーターユニット（６）、乾燥装置（９）を基材の進行方向に直列に順次備えている。

各グラビアコーターには、接着剤パンが備えてあり、グラビアコーターユニット（５）においては接着剤パン（１１）に接着剤の１液目が、グラビアコーターユニット（６）においては、接着剤パン（１２）に接着剤の２液目が入っており、それぞれグラビア版（７）、グラビア版（８）に接着剤成分を供給している。

さらに、２液反応型接着剤の塗工がされ、乾燥装置（９）を経たフィルムもしくはシート状の基材（４）と、それとは別に第２巻き出し装置（２）から供給されるフィルム、もしくはシート状の基材（１１）とを貼り合わせることのできる、ラミニップロール（１０）を備えており、貼りあわせた状態の積層体（１２）を巻取り装置（３）に巻取可能であることを特徴とする。

ラミニップロール（１０）は、金属ロール（１３）と、弾性をもったゴムロール（１４）とからなり、２本のロールの間を通すことによって、接着剤を塗工した被塗工基材と、もうひとつのフィルム、もしくはシート状の基材との貼りあわせを行なおうとするものである。

ゴムロール（１４）には特段の制約はないが、たとえばシリコンゴムロール、クロロスルフォン化ポリエチレン（ＣＳＭ）などを用いることが可能である。

このように、本発明による２液反応型接着剤の塗工装置（１００）を用いる場合には、２液反応型接着剤を、混合して塗工するのではなく、反応前の状態で２液を別ユニットの塗工装置で塗り重ねることにより、接着剤の反応が塗工前に開始されることはなく、したがって反応による増粘や固化の恐れがなく、安定して塗工を行なうことのできる塗工方法の実現が可能になる。

前述のとおり、図１に示す例においては、１液目および２液目の塗工装置として、グラビアコーターユニット（５）、およびグラビアコーターユニット（６）を連続して配置した例である。

第１巻き出し装置（１）から、繰り出された基材（４）は、グラビアコーターユニット（５）において、グラビア版（７）によって、２液反応型接着剤成分の１液目を塗工される。塗工量は、グラビア版（７）の版深、あるいは１液目の塗工液の粘度で調整可能である。

つづいて、１液目を塗工された基材（４）は、グラビアコーターユニット（５）において、グラビア版（８）によって、接着剤成分の２液目を塗工される。塗工量は、グラビア版（８）の版深、あるいは２液目の塗工液の粘度で調整可能である。グラビアコーターを塗工装置とすることによって、薄膜の形成をより容易、安定的、かつ再現性のよいものとすることが可能になる。

２層が重ねられて塗工された基材（４）は、乾燥装置（９）において溶剤分を揮発、除去される。さらに、２本のロールからなるラミニップロール（１０）において、それとは別に巻き出し装置（２）から繰り出された基材（１１）と、接着剤を介して、ロール間に挟み込み貼りあわせられる。これは所謂ドライラミネーションという手法であって、貼り合わせられた積層体（１２）は巻き取り装置（３）で巻き取られる。

図１には示していないが、他の実施態様の例として、グラビアコーターユニット（５）と、グラビアコーターユニット（６）とのあいだに、さらに乾燥装置を配置することも可能である。

本発明における塗工装置は、前述のように実施態様の例としてグラビアコーターを取り上げたが、これに限定するものではなく、たとえばダイコーターを用いることもできる。ダイコーターの場合には、密閉系で１液目、２液目をそれぞれ塗工できるために、乾燥などのおそれがなく、より塗工の安定化に効果的である。

また、本発明における塗工装置（１００）において、２液反応型接着剤を２層に分けて塗り重ねる方法をとるが、これは、１液目の成分が、フィルム、もしくはシート状基材に薄膜として塗工される。

さらに２液目の成分は、１液目の成分の上に重ねて薄膜として塗工されるために、基材上で２層間の接触面積は大きなものとなって、塗工された薄膜の２層の間で反応が進行する。

たとえば、ウレタン系の２液反応型接着剤を例に取れば、イソシアネート基と水酸基の反応によって、ウレタン結合を形成し多官能イソシアネート化合物と多官能アルコールが反応すれば、高分子化してポリウレタンを形成する。また反応を促進するために、触媒を用いることも可能である。

図２は本発明に係る、フィルム、もしくはシートへの２液反応型接着剤の塗工装置のうち、ダイコーターを用いて塗工する場合の一実施態様を説明するための、部分模式図である。

図２に示す例においては、基材（４）の進行方向に対して、ダイコーター（２１）、およびダイコーター（２２）を２個連続して配置してある例である。

一般にダイコーターは、塗液供給が密封系であることや、基材の厚みの影響を受けにくい、塗工速度の許容が広いなどの特徴を有する。また塵など外的要因の影響を受けにくいことも利点である。

またダイコーターと類似した方式にリップコーターも挙げられるが、この方式も同様の特徴を有しているため、使用することは可能である。

図３は本発明に係る、フィルム、もしくはシートへの２液反応型接着剤の塗工装置のうち、ダイコーターを用いて塗工する場合の他の実施態様を説明するための、部分模式図である。

図３に示す例においては、ダイコーター（２１）、およびダイコーター（２２）は連続ではなく、別々にライン上で距離を置いて配置されている例である。この場合には２液を塗り重ねたあとに乾燥装置を配置することも可能であり、必要に応じてダイコーター（２１）とダイコーター（２２）との間にも乾燥装置を配置することが可能である。

ダイコーターによる塗工で２層が重ねられて塗工された基材（４）は、矢印（２３）の方向に送られ、グラビアコーターによる塗工の場合と同様に乾燥装置（９）において溶剤分を揮発、除去される。
また、２本のロールからなるラミニップロール（１０）において、それとは別に巻き出し
装置（２）から繰り出された基材（１１）と、接着剤を介して、ロール間に挟み込み貼りあわせられる。これは所謂ドライラミネーションという手法であって、貼り合わせられた積層体（１２）は巻き取り装置（３）で巻き取られる。これもグラビアコーターの場合と同様である。

このように本発明による塗工装置（１００）によって、接着剤のポットライフに左右されず安定して、フィルム、もしくはシートに２液反応型接着剤を塗工して、貼り合わせができる、２液反応型接着剤の塗工装置を提供することが可能である。

また、本発明による塗工装置（１００）を用いることによって、巻き出し装置から供給されたフィルム、もしくはシート状の基材に、１液目の塗工装置を用いて接着剤の１液目を塗工し、つづいて、２液目の塗工装置を用いて接着剤の２液目を重ねて塗工する。

さらに乾燥装置で乾燥した後、別の巻き出し装置から供給されたフィルム、もしくはシートと貼りあわせて、巻き取ることを特徴とする２液反応型接着剤の塗工方法が実現できる。

また乾燥装置での乾燥は、１液目の塗工と２液目の塗工の間にも行なうことが可能である。

すなわち本発明による２液反応型接着剤の塗工方法によれば、接着剤のポットライフに左右されず安定して、フィルム、もしくはシートに２液反応型接着剤を塗工して、貼り合わせができる、２液反応型接着剤の塗工方法を提供することが可能である。

また、図１を用いて前述したように、本発明は、フィルム、もしくはシートへの２液反応型接着剤の塗工装置および製造方法であって、この塗工装置を用いて、本発明による製造方法を実現することができる。

１・・・第１巻き出し装置
２・・・第２巻き出し装置
３・・・巻取り装置
４・・・基材
５・・・グラビアユニット
６・・・グラビアユニット
７・・・グラビア版
８・・・グラビア版
９・・・乾燥装置
１０・・・ラミニップロール
１１・・・接着剤パン
１２・・・接着剤パン
１３・・・金属ロール
１４・・・ゴムロール
２１・・・ダイコーター
２２・・・ダイコーター
２３・・・矢印
１００・・・塗工装置

Claims (5)

1. フィルム、もしくはシートへの２液反応型接着剤の塗工装置であって、
   フィルム、もしくはシート状の基材の第１巻き出し装置を備えており、
   接着剤の１液目の塗工装置、２液目の塗工装置、乾燥装置を順次備えており、
   乾燥後のフィルム、もしくはシート状の基材と、それとは別に第２巻き出し装置から供給されるフィルム、もしくはシート状の基材とを、ラミニップロールを経て貼りあわせた状態で、巻取り装置に巻取可能であり、
   前記１液目の塗工装置と前記２液目の塗工装置との間にさらに乾燥装置を備えることを特徴とする２液反応型接着剤の塗工装置。
2. 前記１液目の塗工装置で塗工された薄膜を、前記１液目の塗工装置と前記２液目の塗工装置との間に備えた乾燥装置により乾燥させた後、前記２液目の塗工装置で薄膜を塗工し、塗工された薄膜の２層の間で反応を進行させることを特徴とする請求項１に記載の２液反応型接着剤の塗工装置。
3. 前記塗工装置は、グラビアコーターであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の２液反応型接着剤の塗工装置。
4. 前記塗工装置は、ダイコーターであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の２液反応型接着剤の塗工装置。
5. フィルム、もしくはシート状の基材への２液反応型接着剤の塗工方法であって、
   巻き出し装置から供給されたフィルム、もしくはシート状の基材に、１液目の塗工装置を用いて接着剤の１液目を塗工し、
   乾燥装置で乾燥した後に、つづいて、２液目の塗工装置を用いて接着剤の２液目を重ねて塗工し、乾燥装置で乾燥した後、
   別の巻き出し装置から供給されたフィルム、もしくはシートと貼りあわせて、巻き取ることを特徴とする２液反応型接着剤の塗工方法。

Images