JPS6211645A - ポリオレフイン積層体のエンボス加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、建材や電気機器などの産業資材としての用
途に用いて好適なポリオレフィン積層体のエンボス加工
方法に関し、とくに金属基材の表面に積層したポリオレ
フィン樹脂に対して所望のエンボス模様を効果的に付与
することについての研究成果を、開示するものである。

（従来の技術） アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂
およびポリオレフィン樹脂などの熱可塑性樹脂をシート
状または管状の金属基材の表面に積層することは従来か
ら広く行われていて、時によってはかかる積層体表面に
エンボス模様を付与することも行なわれている。

積層体表面にエンボス模様を付与するには、予め表面に
エンボス加工を施したフィルムを積層する方法と、未加
工のフィルムを積層したのちエンボス加工を施す方法と
の２通りの方法があるが、かかる従来法をポリオレフィ
ンまたは変性ポリオレフィン（以下まとめてポリオレフ
ィン類という）樹脂に適用した場合にはいずれも、以下
に述べるような問題があった。

すなわち前者の方法では、一般にポリオレフィン類と金
属基材とは接着性が極めて悪いことから、接着強度を高
めるために該ポリオレフィン類フィルムをその融点以上
の温度に加熱して融着させることが必要となるが、融点
以上の高温に加熱した場合には、予め付与したエンボス
模様は熱のために変形してしまう。

一方後者の方法でも、好ましい加工表面を得るためには
やはりポリオレフィン類樹脂をその融点以上に加熱して
からエンボス加工を施すことが必要であり、その際とく
に加熱温度およびエンボスロール通過後の樹脂温度を厳
密にコントロールすることが肝要であるところ、・かよ
うな温度制御は極めて難しかったのである。もし加熱温
度が低すぎるとエンボスロールによる模様付けが不充分
となってしまうし、他方温度が高すぎるとエンボスロー
ル通過時に一旦付与された模様が通過直後に変形して、
いずれにしても所望のエンボス模様は得られなかった。

この点、エンボスロールを内部冷却したり、エンボス加
工後に樹脂層を急冷することによって上記の問題の解決
が試みられたが、内部冷却法による場合は、ロール内面
は冷却されるもののロール外表面は高温のポリオレフィ
ン樹脂と接触して温度が上昇するため、ロールと樹脂層
との分離が不完全となる場合があり、また冷却が不充分
となって好ましい加工表面が得難いところにも問題を残
していた。一方加工後の樹脂層急冷法は、安定した加工
表面を与えるのに必要な適切な急速冷却速度を得るには
、技術的に多くの問題をかかえ、まだ実用化されるまで
には至っていない。

この発明は、上記の諸問題を有利に解決するもので、ポ
リオレフィン類樹脂の積層体であっても、その表面に簡
便かつ効果的に所望のエンボス模様を付与することがで
きる新規なエンボス加工方法を提案することを目的とす
る。

（問題点を解決するための手段） さて発明者らは、上記の問題を解決すべく数多くの実験
と検討を重ねた結果、エンボス加工に際し、予めエンボ
スロールの表面を水で濡らしておき、該ロール表面と積
層ポリオレフィン類表面との間に水膜を介在させること
が、所期した目的の達成に極めて有効であることの知見
を得た。

この発明は、上記の知見に立腸するものである。

すなわちこの発明は、金属基材の表面に、変性ポリオレ
フィン樹脂あるいはさらに重ねて１層または２層以上の
ポリオレフィン樹脂を積層した積層体の表面に、エンボ
ス加工を施すに当り、該積層体を、積層樹脂の各融点の
うち最も高い温度以上の温度まで加熱し、しかるのち予
め表面を水で濡らしたエンボスロールを用いて、該ロー
ル表面と積層体表面との間に水膜を介在させた状態でエ
ンボス加工を実施することを特徴とするポリオレフィン
積層体のエンボス加工方法である。

この発明でいう変形ポリオレフィンとは、後述するよう
なポリオレフィンを不飽和カルボン酸もしくはその無水
物またはこれの誘導体で変性したものである。かかる変
性に当たっては、従来公知のいずれの方法をも使用でき
、通常上記の化合物をポリオレフィンに混合ないしはグ
ラフトさせるか、又はかくして得た変形ポリオレフィン
の酸基もしくは酸無水物基をさらにその誘導体に変化さ
せることによって行われる。

ここに変形ポリオレフィンの製造に用いて好適なポリオ
レフィンとしては、ポリエチレンや、エチレンとエチレ
ン以外のα−オレフィン、酢酸ビニル、（メタ）アクリ
ル酸およｑそのエステルなどとの共重合体、またポリプ
ロピレンや、プロピレンとプロピレン以外のα−オレフ
ィンとの共重合体などが挙げられる。

そしてこの発明で用いる変形ポリオレフィン樹脂とは、
上記のようにして得た変形ポリオレフィンの単体および
２種以上の混合物の他、かかる変性ポリオレフィンと上
掲のポリオレフィンとの混合物をも含む。

なおポリオレフィンに混合ないしグラファイトさせる不
飽和カルボン酸又はその無水物としては、アクリル酸、
メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、シトラコ
ン酸、無水シトラコン酸、イタコン酸および無水イタコ
ン酸などが挙げられ、また不飽和カルボン酸またはその
無水物の誘導体としては、たとえばモノエポキシ化合物
と上記酸とのエステル化物、分子内にこれらの酸と反応
し得る基を有する重合体と酸との反応生成物などが挙げ
られる。

さらに変形ポリオレフィンには、従来一般的に用いられ
る着色剤、安定剤、その他の添加物、充てん剤をさらに
配合してよいことはいうまでもなく、充てん剤としては
、砂、石英などの天然シリカ、湿式法、乾式法で製造し
た合成シリカ、カオリン、マイカ、タルク、クレー、石
綿などの天然けい酸塩、けい酸カルシウム、けい酸アル
ミニウムなどの合成けい酸塩、アルミナ、チタニアなど
の金属酸化物、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、その
他アルミニウム、ブロンズなどの金属粉などを使用する
ことができる。

次に、上記した変性ポリオレフィン層の上に、さらに重
ねてポリオレフィン層を積層する場合に用いるポリオレ
フィンとしては、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチ
レン、線状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチ
レン−プロピレン共重合体、エチレン−ブテン−１共重
合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アク
リル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合
体および一エチレンーメタクリル酸エステル共重合体な
どがとりわけ有利に適合する。

なお上記の未変形ポリオレフィンには、表面に応じて任
意の顔料、熱安定剤、耐候剤および紫外線吸収剤など、
ポリオレフィンに、常用される添加剤を含有させてよい
のはいうまでもない。

次にこの発明で用いられる金属基材としては、この種積
層体を産業資材として用いる場合は、アルミニウム、鉄
または亜鉛めっき処理した鉄などが有利に適合し、また
かかる基材の表面を脱脂処理したり、りん酸塩処理やク
ロメート処理などの化成処理を施しておくことが、接着
性や耐食性の増大を図る上で効果的である。

さらにこの発明では、上記のような処理を施した金属表
面に、防錆顔料としてクロム酸亜鉛、クロム酸ストロン
チウムなどのクロム酸塩を配合したエポキシ樹脂、ポリ
ウレタン樹脂、アクリル樹脂およびポリエステル樹脂な
どの有機接着剤を塗布、焼付けておくこともでき、かく
することによって接着性および耐食性のより一層の向上
を図り得る。

さてこの発明において、金属基材にポリオレフィン類を
積層させる方法としては、従来公知のいずれの方法でも
よく、たとえば金属基材上に変性ポリオレフィンを押出
し被覆する方法や、または更にこの変性ポリオレフィン
上に１層ないしそれ以上のポリオレフィンを押出し被覆
する方法、少なくとも片面が変性ポリオレフィンからな
る積層フィルムを金属に対して熱圧着させる方法、さら
には粉体状の変性ポリオレフィンをスプレー法、流動浸
漬法、静電融着法などによって加熱された金属基材上に
被覆する方法などがあるが、製品の安定性や耐候性、加
工後の耐ストレスクラック性など種々の要求緒特性を考
慮すると、積層フィルムの熱圧着法がとりわけ好適であ
る。

上記のようにして金属基村上に変性ポリオレフィンある
いはさらに重ねて１層または２層以上のポリオレフィン
を積層した積層体にはエンボス加工が施されるが、この
エンボス加工は次のようにして行う。

まず積層体の少なくとも積層樹脂層を、該樹脂層を構成
するポリオレフィン類の各融点のうち最も高い温度以上
の温度まで加熱する。ここに加熱温度を、積層樹脂の各
融点のうち最も高い温度以上としたのは、この温度より
も低いと、十分な接着強度が得られないだけでなく、所
望の加工表面も得難いからである。しかしながら加熱温
度があまりに高くなると、エンボス加工時に後述する如
くして適切な冷却処理を施したとしても冷却が不充分と
なって、エンボスロール通過時に一旦付与された模様が
通過直後に変形するおそれが大きいので、上記した最高
融点よりも５０℃を超えない範囲に保つことが好ましい
。

ついで予め表面を水で濡らしたエンボスロールによって
模様付けを行うわけであるが、その際、エンボスロール
の全表面を均一に濡らすことが肝要で、撒水方法として
はスプレーノズルから水を噴霧する方法が好適である。

このようにエンボスロールを予め水で濡らしておけば、
エンボス加工時には該ロール表面と積層体表面との間に
は薄い水膜が介在することになり、かかる水膜によって
、エンボス模様を付与されたポリオレフィン類樹脂層は
エンボスロールの圧下から解放される以前にその融点以
下に効果的に冷却されると共に、該ロール表面と樹脂層
表面との分離も容易に行えるので、圧下から解放された
後も表面形状が変形することなく所望のエンボス模様が
得られるのである。

なおエンボス加工後、積層体が圧下から解放された直後
に、水冷等によってさらに冷却を施すことが、所望のエ
ンボス模様を得る上で一層有利である。

エンボスロールを濡らすべき水の量は、余りに多すぎる
と過剰の水がエンボスロールの手前に大量に溢れて、積
層体が加工を受ける前に冷却される結果、模様付けが不
完全となり、一方少なすぎると冷却が不充分となってエ
ンボスロール通ｉＭｆ＆に模様が変形するおそれが大き
い。

ここにエンボスロール表面と積層体表面との間に介在さ
せるべき水膜の厚みは、０．０１〜０．２　ｍｍ程度と
することが好ましく、また適正供給水量は、エンボスロ
ールの表面に対しおおよそ０．０１〜５１．７Ｈ２の範
囲である。

第１図に、水量を適正にコントロールするのに好適なエ
ンボスロールへの冷却水の撒水要領を図解する。

同図に示したように、撒水位置はコントロール１の積層
材２出側、好ましくは１５０°の角度範囲内とし、この
位置に幾分過剰の水をスプレーすることにより、該ロー
ル表面を濡らすと共に、過剰の水は自然に流下させてエ
ンボスロール表面を自然に濡れた状態に保つことができ
る。

その他、第２図に示したように、エンボスロール１の表
面に幾分過剰の水をスプレーしたのち、絞りロール３に
よって適正水量に調整する方法も有効である。

なお上に述べた例は一例であって、この発明の実施はこ
れらの方法に限定されるものではなく、適正な水量が得
られるならば、他の如何なる方法によっても差し支えな
いのはいうまでもない。

（作　用） この発明に従い、エンボス加工時に該ロール表面と積層
体表面との間に水膜を介在させることによって、所望の
エンボス模様が安定して得られるのは、上記水膜によっ
て積層樹脂が効果的に冷却されると共に、ロール表面と
積層樹脂との分離が容易に行い得ることによる。

（実施例） 実施例　１ りん酸亜鉛処理を施した亜鉛めっき鋼板の表面に、熱硬
化型エポキシ樹脂：１００重量部（以下単に部で表わす
）に対して、クロム酸亜鉛＝１０部およびクロム酸スト
ロンチウム：５部を配合した熱硬化型エポキシ樹脂接着
剤を、乾燥重量で８　ｇ／ｍ”となる量塗布してから、
雰囲気温度２６０°Ｃで４５　ｓ間焼付けた。

その後、この接着剤を被覆した亜鉛めっき鋼板の表面に
、無水マレイン酸でグラフト変性した変性高圧法ポリエ
チレン（密度７０．９１ｇ／ｃｍ３、メルトインデック
ス：　２．Ｏｇ／１０ｍ１ｎ　　、無水マレイン酸グラ
フト量：　１２００　ｐｐｍ　　１融点：１０９℃）と
、高圧法低密度ポリエチレン（密度：　０．９２６　ｇ
／ｃｍ’、メルトインデックス：　０．９ｇ／１０ｍ１
ｎ　　、融点：１１２℃）とを用い、樹脂温度：１６０
℃でインフレーション法によるグイ内共押出法により製
造した変性高圧法ポリエチレン層：２５μｍおよび高圧
法低密度ポリエチレン層：１００μｍからなる複合フィ
ルムを、変性高圧法ポリエチレン層が接着面となるよう
に積層した。

かくして得られた積層体の積層樹脂層温度が１２０℃に
なるよう加熱したのち、下表１に示す条件下にエンボス
加工を施した。

得られたエンボス模様の状態についての調査結果を表１
に併せて示す。

なお各積層樹脂の融点の測定は次のようにして行った。

すなわち示差熱分析において１０ｍｇ±１ｍｇの試料を
、２００℃で加熱融解したのち、１０℃／ｍｉｎで４０
℃まで冷却固化させ、再度１０℃／ｍｉｎで昇温融解し
、チャート上にあられれるピーク位置を融点とした。

またエンボス状態の判定は、次の評価基準に従ったＯ 良：目標のエンボス深さく２０μｍ）と共に、所望の形
状の模様付けができたもの 不良：全面もしくは局部的に目標のエンボス深さく２０
μｍ）が得られなかったもの 第　　１　　表 同表より明らかなように、この発明に従ってエンボスロ
ールを予め濡らしておくことにより、良好なエンボス模
様が得られた。

実施例　２ 実施例１と同様の表面処理を施した亜鉛めっき銅板の表
面に、無水マレイン酸でグラフト変性した変性高圧法ポ
リエチレン（密度：　０．９３ｇ／ｃｍ’、メルトイン
デックス：　３．Ｏｇ／１０ｍ１ｎ、無水マレイン酸グ
ラフト量：　１０００　ｐｐｍ　　、融点：９５℃）を
用い、樹脂温度＝１６０℃でインフレーション法により
製造した変性高圧法ポリエチレンフィルム：１００μｍ
を積層した。

ついで得られるた積層体の積層樹脂層温度が１１０℃に
なるよう加熱したのち、撒水量：　０．５ｇ　７ｍ　ｔ
、水膜厚さ：０．１５ｍｍ、撒水位置：第３図に示した
位置の条件下にエンボス加工を施した。

か（して得られたエンボス模様は、型くずれが全く無く
て美麗な外観を呈し、また目標とするエンボス深さく２
０μｍ）　　も得られていた。

（発明の効果） かくしてこの発明に゛よれば、ポリオレフィン類樹脂の
積層体に対し、積層樹脂の良好な接着強度の下に、所望
のエンボス模様を安定して付与することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はいずれも、エンボスロール表面に
対する好適な撒水要領説明図、第３図〜第５図はそれぞ
れ、この発明の実施例におけるエンボスロールへの撒水
量１を示した模式図である。 特許出願人　　川鉄鋼板株式会社 同　出願人　　三菱化成工業株式会社 代理人弁理士　　杉　　村　　暁　　査問　　　弁理士
　　　　杉　　　村　　　興　　　作第１図 第３図 第５図 第２図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、金属基材の表面に、変性ポリオレフィン樹脂あるい
   はさらに重ねて１層または２層以上のポリオレフィン樹
   脂を積層した積層体の表面に、エンボス加工を施すに当
   り、該積層体を、積層樹脂の各融点のうち最も高い温度
   以上の温度に加熱し、しかるのち予め表面を水で濡らし
   たエンボスロールを用いて、該ロール表面と積層体表面
   との間に水膜を介在させた状態でエンボス加工を実施す
   ることを特徴とするポリオレフィン積層体のエンボス加
   工方法。