JPH07214724A - ラミネート気泡巻き込み防止法 - Google Patents

ラミネート気泡巻き込み防止法

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JPH07214724A
JPH07214724A JP2490594A JP2490594A JPH07214724A JP H07214724 A JPH07214724 A JP H07214724A JP 2490594 A JP2490594 A JP 2490594A JP 2490594 A JP2490594 A JP 2490594A JP H07214724 A JPH07214724 A JP H07214724A
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JP
Japan
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gas
resin film
metal strip
air
involution
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Withdrawn
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JP2490594A
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English (en)
Inventor
Masaaki Yano
正明 矢野
Hirobumi Nakano
寛文 中野
Tomoya Oga
智也 大賀
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/0007Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding involving treatment or provisions in order to avoid deformation or air inclusion, e.g. to improve surface quality
    • B32B37/003Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding involving treatment or provisions in order to avoid deformation or air inclusion, e.g. to improve surface quality to avoid air inclusion

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  • Quality & Reliability (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 走行する金属帯の両面あるいは片面に樹脂フ
ィルムを連続ラミネートする際、気泡巻き込みを減少さ
せる。 【構成】 圧着ロール1部近傍において、走行してくる
金属帯5表面に気体吹き出しノズル4から気体を吹き付
けた後、樹脂フィルム3をラミネートする。 【効果】 製缶用素材を製造する際、溶剤による環境汚
染を防止でき、溶剤揮発エネルギー消費も皆無にでき
る。高速ラミネートでは大量生産が可能で、安価に安定
して製缶素材を供給でき、めっきラインのライン速度に
ラミネート速度がマッチングするため、めっきライン内
にラミネート設備を設置できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、鋼板あるいはアルミ板
等の金属帯と樹脂フィルムを高速ラミネートする際に、
板とフィルム間に気泡の巻き込みを防止するラミネート
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】容器分野ではめっき鋼板あるいはアルミ
板の金属帯に塗装を施したものが現在主流となってい
る。しかし、溶剤による環境汚染に対し法規制化の方向
にあり、また塗装・焼き付け工程の能率アップ及び省エ
ネルギーに限界があることから、塗装の代わりに溶剤を
用いない方法として樹脂フィルムを平板にラミネート
し、その後製缶加工して使用する方法が今後の趨勢にな
ると考えられている。
【0003】今まで包装材料としてのフィルムと金属箔
のラミネートあるいは樹脂フィルムの多層ラミネート、
いわゆる軟包装材はすでに技術的に完成し、今日多くの
需要に応えているが、食品缶用途のいわゆる缶用材料の
分野にまで適用するには至っていない。
【0004】特公昭61−3676号公報では、有機樹
脂フィルムを鋼帯にはりつけるラミネート法が開示され
ている。この方法においては、錫めっきされた鋼帯を予
熱し、そこに樹脂フィルムを圧着ロールで仮圧着し、次
いで鋼帯を昇温して樹脂フィルムをさらに圧着ロールで
本圧着する。しかし、このように樹脂フィルムを鋼帯表
面に向けて送給すると、樹脂フィルムの表面近傍にある
空気が樹脂フィルムの走行に随伴されて圧着部に持ち込
まれることがある。持ち込まれた空気は鋼帯と樹脂フィ
ルムの間に気泡として残留し、大きい気泡の場合はふく
れとなる。このふくれは積層鋼帯の商品価値を下げる
が、外観上ふくれに見えない程度の微小な気泡でも絞り
・しごき加工等の製缶加工を受けると加工後のフィルム
密着性が著しく劣り、缶用素材として用をなさない。
【0005】この様な気泡巻き込みを防止するため、特
開昭63−233824号公報では、鋼帯と樹脂フィル
ム間の角度を30〜90度に維持しながら樹脂フィルム
を鋼帯に向けて送給して圧着ロールにより圧着する方法
が開示されている。これは空気流体のくさび効果を防止
することと理解されるが、鋼帯走行速度200m/mi
n以上の高速ラミネートを行うとやはり空気巻き込みが
発生し、この対策では不十分である。
【0006】より抜本的な解決策としては、圧着部の空
気あるいは気体を除去して減圧状態とすることが考えら
れる。この例として特開昭63−118241号公報で
は、圧着ロールの上流側に減圧室を設け、内部は真空ポ
ンプにより100〜200Torrに減圧することにし
ている。減圧室の入り側はシールロールによってシール
され、出側は圧着ロール及びシールロールによりシール
される。この減圧室内で金属箔及びキャリアフィルムを
ラミネートし、気泡巻き込みのない電気用積層板を得
る。
【0007】また、真空蒸着の分野では、フィルムへの
アルミの蒸着や鋼帯への亜鉛の蒸着が今日広く行われて
いるが、0.1Torr以下の高真空を保つために多段
の差動減圧室を真空室の前後に設けるか、あるいは処理
材コイルも含んだ装置全体をバッチ式に真空に引くこと
となる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】この様な方法は原理的
には最善策と考えられるが、鋼帯への樹脂フィルムラミ
ネートに適用した場合、以下の実操業上の問題がある。
【0009】まず、現場操業では金属帯あるいはフィル
ムに付着した異物が圧着部で圧着ロールに固着すること
が不可避的に発生する。この様な場合、高真空室内にあ
る圧着ロールを外部から手入れし異物を除去する手段が
ないため、高真空を大気圧へ戻す必要があり、高速ラミ
ネート設備の能率を著しく阻害する。
【0010】また、鋼帯と鋼帯との繋ぎ溶接部やアルミ
帯同士のステッチャー接合部が圧着ロールを通過する時
に圧着ロール表面に圧痕を生じ、その後のラミネート時
に圧着ロールの圧痕がラミネート面の外観不良を引き起
こす。このため接合部や溶接部が圧着ロールを通過する
際には圧着ロールを鋼帯あるいはアルミ帯から離す必要
がある。しかし、圧着ロールが高真空室内にある場合、
圧着ロールの移動機構を設けると真空シール部に機械的
なクリアランスが避けられないため高真空度が維持でき
ない。また、真空度を維持するための真空ポンプの電力
費、減圧装置の設備費など経済的に高速ラミネートを行
うメリットが減り得策でない。特に鋼帯走行速度が20
0m/min以上の高速ラミネートになると、真空ポン
プ電力費はますます増加する。
【0011】そこで本発明は、高速ラミネートにおいて
気泡の巻き込みを安価に防止する方法を提供することを
目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は以下の〜の
通りである。
【0013】 走行する金属帯の両面あるいは片面に
樹脂フィルムを圧着ロールで連続ラミネートする際、圧
着ロール部近傍において走行してくる金属帯表面に気体
を吹き付けることを特徴とするラミネート気泡巻き込み
防止法。
【0014】 気体が分子量44以下の純気体あるい
は分子量44以下の純気体を混合した気体であることを
特徴とする前記のラミネート気泡巻き込み防止法。
【0015】 気体の最高温度を樹脂フィルムの空気
中での酸化分解温度以下にすることを特徴とする前記
またはのラミネート気泡巻き込み防止法。
【0016】
【作用】本発明では金属帯は鋼帯及びアルミ帯を含む。
鋼帯としてはめっき原板、錫めっき鋼板、ニッケルめっ
き鋼板、クロムめっき鋼板すなわちティンフリースティ
ール、アルミめっき鋼板やこれらの合金めっき鋼板等、
アルミ帯としては缶用アルミ板等を使用する。
【0017】熱接着可能な樹脂フィルムとしては、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、ポリエチレンイソフタレートなどのポリエステル樹
脂、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの酸変成ポリオ
レフィン樹脂、ナイロンなどのポリアミド樹脂、ポリア
クリロニトリルなどを使用する。また、これら樹脂フィ
ルムに接着剤をつけてラミネートするいわゆるドライラ
ミネートも本発明の範囲内である。
【0018】金属帯と樹脂フィルムを熱圧着する時の金
属帯温度はラミネートする樹脂フィルムの融点から降温
結晶化温度までの範囲とし、樹脂フィルムが高粘性流動
状態となる温度領域で圧着を行う。通常、金属帯から樹
脂フィルムに向かって熱を与えるが、これは熱圧着法の
常法である。
【0019】高速走行する金属帯に対してラミネートを
行う場合に、気泡巻き込みを防止するためには以下の条
件を満足することが必要である。
【0020】圧着ロールの線圧を上げると空気巻き込み
量が減少することは既に知られているが、ラミネート速
度が200m/min以上の高速になると線圧を上げて
も効果が飽和し、気泡巻き込みを完全になくすことは困
難となる。ここで気泡巻き込み部の存在場所を詳細に観
察すると、金属帯表面の凹凸すなわち表面粗度の凹部に
気泡が生じることが判明したが、表面粗度は金属帯取扱
い時に生じるすり疵防止のため人為的に施すものであ
り、表面粗度をなくして全く平坦な表面とすることは実
用上問題が生じる。
【0021】そこで、気泡巻き込みを防止するため、ラ
ミネート圧着部近傍において図1に示す様に樹脂フィル
ム3と金属帯5とで挟まれる空間に気体吹き出しノズル
4を配置し、金属帯5表面に張り付いている気体の層流
を破壊するようにした。この様にすれば,層流となって
金属帯5に張り付くことにより起こるラミネート時の気
泡巻き込みが少なくなる。特に、ラミネートが高速にな
るほど気体の層流が再形成され難いので、ラミネートの
圧着線圧や圧着面圧の効果が飽和する様な高速ラミネー
ト条件下では、この方法による気泡巻き込み防止効果は
非常に大きい。気体の金属帯5への吹き付けは、圧着部
の上流側近傍にノズル4を設置して行う。金属帯5とノ
ズル4の先端との間隔は短い程少ない噴出量で効果が上
がるが、操業上の金属帯5、フィルム3の振動、ノズル
4の厚みを考慮して10mm程度が限界である。この場
合、噴出量として1Nm3 /分、噴出速度として30m
/秒程度あれば十分である。また、圧着部とノズル4と
の間隔も短い程層流が再形成され難くなるが、ノズル4
の大きさを考慮して100mm程度が限界である。ノズ
ル4の設置角度は、鉛直方向を0°として圧着ロール側
をプラスとすると、±60°の範囲において効果があ
る。
【0022】この方法で吹き付け気体として空気を用い
た場合は気泡巻き込みを完全になくすことは難しいが、
実用的には製缶加工の程度に合わせて限界気泡巻き込み
量を設定できるので、ラミネート製造面で簡単な装置で
安価に、高速でラミネート材を製造できる点が優れてい
る。
【0023】気体として通常の空気を用いても上記効果
は得られるが、加熱空気を使用すればさらに良好なラミ
ネートが可能となる。さらに、樹脂フィルムに対して透
過性の良い気体、例えば空気よりも分子量の小さい水素
ガスやヘリウムガス、特に水蒸気を使用すれば、ラミネ
ート終了後製缶開始までの間に気泡部の気体は樹脂皮膜
を透過して外部に拡散し、気泡巻き込み量はさらに低減
する。PET(ポリエチレンテレフタレート)樹脂に対
する気体の透過性の例を表1に示した。
【0024】
【表1】
【0025】一方、気体の上限温度は使用する樹脂フィ
ルムの空気中における酸化分解温度により制約を受け
る。圧着時巻き込まれた高温気体は冷却速度が樹脂の固
体よりも小さいため、気泡は周辺の樹脂よりも高温状態
となる。ここで加熱気体の温度が樹脂フィルムの酸化分
解温度よりも高いと、気泡部の樹脂は分解し、分子量が
低下するため気泡部の樹脂の機械的特性が劣化し、製缶
加工時に樹脂皮膜欠陥を生じることになる。
【0026】
【実施例】以下、実施例に基づき本発明を説明する。
【0027】実施例で使用した金属帯は電解クロム酸処
理した鋼帯である。ラミネートフィルムは厚み20μm
のホモPETである。ホモPETの熱特性は、融点が2
65℃、空気中の酸化分解開始温度が320℃である。
ラミネート圧着温度は圧着直後の鋼帯温度として265
℃とし、ラミネートロールはシリコンゴムライニングの
ロールを用いた。
【0028】ラミネート板における気泡面積率(%)は
顕微鏡(×200倍)の視野で認められる気泡部の面積
率を画像処理により求めた。気泡面積率は5%以下が実
用的に望ましい。また、絞り加工で皮膜欠陥の出ない限
界を絞り比(H/D)で示した。ここでHは缶高さ、D
は缶径である。絞り缶用途で実用的な絞り比1.5以上
の性能を示すラミネート鋼板の場合には「超」の表示を
付した。表2に実施例および比較例の評価結果をまとめ
た。
【0029】
【表2】
【0030】比較例1は従来の圧着力増加ラミネートで
の限界気泡面積率を示し、絞り缶用途にも適用が難し
い。
【0031】実施例1は吹き込み気体として空気を用い
た場合で、比較例1と比較して気泡面積率が半減し、絞
り缶用途に適用可能となる。
【0032】実施例2は気体として加熱空気を用いた場
合で、実施例1よりも気泡面積率が減少している。
【0033】実施例2〜5、比較例2、3は吹き込み角
度を種々変化させた場合で、±60°の範囲で気泡の巻
き込みを効果的に防止している。
【0034】実施例6は気体として高温ヘリウムを用い
た場合で、気泡巻き込み量は大幅に低減し、圧延やしご
き加工にも耐えるレベルとなる。
【0035】実施例7、8は気体として水蒸気を用いた
場合で、高速ラミネートにおいても圧延やしごき加工に
耐える。
【0036】比較例4は気体の温度が樹脂フィルムの酸
化分解温度を越える場合で、気泡部の樹脂が酸化分解
し、機械的特性が劣るため、絞り缶用途にも適用が困難
となる。
【0037】このように、従来法では気泡巻き込みを防
止するため圧着圧力を増加するとゴムライニングの圧着
ロールのゴム−基材ロール間の接着が高温・高圧力に耐
えきれず剥離を生じることから、高圧下に限界があり、
また圧下力増加の効果も高圧下になる程飽和するため、
比較例1の気泡面積率が従来法で得られる限界であっ
た。また減圧ラミネート法は真空シール装置が設備的に
高価となり、得策でない。本発明の実施例では、気体の
噴出ノズルを設置するのみで簡単、安価に大きな効果が
得られた。
【0038】
【発明の効果】樹脂ラミネート法による製缶用素材の製
造は現在の塗装・焼き付け工程における溶剤による環境
汚染を防止でき、また溶剤揮発エネルギー消費も皆無に
できる。特に、本発明による高速ラミネートでは大量生
産可能で、安価に安定して製缶素材を供給できると同時
に、錫めっきやティンフリーめっき等のめっきラインの
ライン速度とラミネート速度がマッチングするため、め
っきライン内にラミネート設備を設置でき、さらに安価
に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明法を示す図である。
【符号の説明】
1 圧着ロール 2 フィルムコイル 3 樹脂フィルム 4 気体吹き出しノズル 5 金属帯

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 走行する金属帯の両面あるいは片面に樹
    脂フィルムを圧着ロールで連続ラミネートする際、圧着
    ロール部近傍において走行してくる金属帯表面に気体を
    吹き付けることを特徴とするラミネート気泡巻き込み防
    止法。
  2. 【請求項2】 気体が分子量44以下の純気体あるいは
    分子量44以下の純気体を混合した気体であることを特
    徴とする請求項1記載のラミネート気泡巻き込み防止
    法。
  3. 【請求項3】 気体の最高温度を樹脂フィルムの空気中
    での酸化分解温度以下にすることを特徴とする請求項1
    または2記載のラミネート気泡巻き込み防止法。
JP2490594A 1994-01-28 1994-01-28 ラミネート気泡巻き込み防止法 Withdrawn JPH07214724A (ja)

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JP2490594A JPH07214724A (ja) 1994-01-28 1994-01-28 ラミネート気泡巻き込み防止法

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JP2490594A JPH07214724A (ja) 1994-01-28 1994-01-28 ラミネート気泡巻き込み防止法

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JP (1) JPH07214724A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0730952A3 (en) * 1995-03-07 1997-06-11 Nippon Steel Corp Method for laminating a metallic strip with resin film, laminate thus obtained, and box formed from this laminate
US6200409B1 (en) 1996-05-14 2001-03-13 Toyo Kohan., Ltd. Method and apparatus for manufacturing metallic sheet covered with thermoplastic resin
JP2009023193A (ja) * 2007-07-19 2009-02-05 Nippon Steel Corp 打ち抜き絞り製缶作業性に優れた容器用ラミネート鋼板及びそれを製造するためのラミネートロール
JP2013083962A (ja) * 2011-09-26 2013-05-09 Sumitomo Chemical Co Ltd 偏光板の製造方法
WO2020090552A1 (ja) 2018-10-31 2020-05-07 Jfeスチール株式会社 金属板被覆用フィルム及び樹脂被覆金属板

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009023193A (ja) * 2007-07-19 2009-02-05 Nippon Steel Corp 打ち抜き絞り製缶作業性に優れた容器用ラミネート鋼板及びそれを製造するためのラミネートロール
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Effective date: 20010403