JP3117724B2 - ラミネート金属板の製造法および製造設備 - Google Patents

ラミネート金属板の製造法および製造設備

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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明はラミネート金属板の製造法および製造設備に
関する。さらに詳しくは、缶容器などに使用するラミネ
ート金属板を高速で製造する方法およびその方法を実施
する製造設備に関する。
背景技術 近時、缶容器のシート材料として、スズめっき鋼板に
代えて、金属薄板（とくに厚さ0.13〜0.38mmの冷延鋼
板）の片面または両面に、ポリエステルなどのプラスチ
ックフィルムをラミネートしたラミネート金属板が使用
されている。そのようなラミネート金属板では、プラス
チックフィルムを金属板にラミネートする場合に、フィ
ルムの自己接着性を利用して熱接着する方法と、接着剤
を介在させてフィルムを金属板に接着する方法がある
が、いずれの場合も金属板を加熱し、その上に常温のフ
ィルムを重ねながらラミネートロールで圧着する。たと
えば金属板の両面にラミネートする場合は、金属板を通
電加熱装置、高周波加熱装置、熱風炉などに通してフィ
ルムの軟化点より高い温度まで加熱し、その両面に常温
のフィルムを重ねながらゴムライニングを施した一対の
ラミネートロールに通し、金属板に接着するようにして
いる（特開平６−8335号公報など参照）。
ラミネート時に金属板を加熱する従来の製造方法で
は、20m/min程度の低速度でラミネートする場合は問題
がないが、150m/min以上の高速でラミネートする場合
は、得られたラミネート金属板の気泡混入率（気泡率）
が面積比で10数％ないし30％程度にもなる。このような
気泡部分はラミネート金属板を缶容器に加工するために
深絞り成形するとき、表面に傷を生じ易く、品質低下を
招く。さらに200m/min以上の高速になると、接着強度に
ムラが生じ、接着強度の低下を招くことがある。
本発明は従来の製造法における上記の問題を解消し、
高速でラミネート加工する場合でも空気の噛み込みが少
なく、しかも接着ムラが少ないラミネート金属板の製造
法を提供すること、およびそれに用いる製造設備を提供
することを技術課題としている。
発明の開示 本発明のラミネート金属板の製造法は、帯状の金属板
の少なくとも片面にプラスチックフィルムをラミネート
することによりラミネート金属板を製造する方法におい
て、プラスチックフィルムを金属板との熱接着が可能な
温度まで加熱し、その加熱の直後にプラスチックフィル
ムを金属板に圧接することを特徴としている。この製造
法においては、プラスチックフィルムを、そのプラスチ
ックフィルムのガラス転移温度と、フィルムを一定温度
で30分間維持したときの熱収縮率が３％となる温度との
間の温度まで加熱するのが好ましい。またその際フィル
ムに、２〜14N/mm2の張力を付加しながらラミネートす
るのが好ましい。
本発明のラミネート金属板の製造設備は、一対のラミ
ネートロールと、そのラミネートロールに帯状の金属板
を連続的に供給する金属板送り手段と、その金属板の少
なくとも片面にラミネートすべきプラスチックフィルム
を連続的に供給するフィルム送り手段とを備えたラミネ
ート金属板の製造設備において、プラスチックフィルム
をラミネートの直前で所定の温度に加熱するフィルム加
熱手段を備えていることを特徴としている。前記加熱手
段は、プラスチックフィルムを、そのプラスチックフィ
ルムのガラス転移温度と、フィルムを一定温度で30分間
維持したときの熱収縮率が３％となる温度との間の温度
まで加熱するものが好ましい。またフィルムに、２〜14
N/mm2張力を付加する手段を備えているものが好まし
い。
図面の簡単な説明 図１は、本発明の製造設備の実施の形態の一例を示す
概略側面図である。
図２は、本発明の設備の他の実施の形態を示す要部側
面図である。
発明を実施するための最良の形態 従来の方法では金属板と接触するまではフィルムが常
温であるので、フィルム自体の剛性により金属板に対し
て密着しにくく、それをラミネートロールで強制的に密
着させることになる。そのため高速で運転すると、フィ
ルムと金属板との間に気泡を噛み込み（巻き込み）易く
なると考えられる。しかし本発明の製造法では、金属板
との熱接着が可能な温度まで加熱されたプラスチックフ
ィルムは、金属板と接触する前から軟化している。その
ため金属板に対して密着性がよく、空気を閉じ込めにく
い（金属板とプラスチックフィルムとの間に気泡が形成
されにくい）と考えられる。そしてその直後、まだ温度
が低下する前に金属板と圧接されると、プラスチックフ
ィルム自体が有する自己接着性により、金属板上にムラ
なく接着される。なお、金属板も加熱することにより、
プラスチック板と金属板との接着性がより向上する。
また従来の方法では、ロールでフィルムを金属板に押
し付けるときに予め加熱された金属板からフィルムに伝
熱作用により熱が伝えられ、フィルムが溶融軟化され、
ラミネートロールから離れた後は常温で放熱して冷却さ
れていた。したがって金属板およびフィルムの送り速度
が低速の場合は問題がないが、高速になるとフィルムの
温度が上がりにくくなり、温度ムラが生じ、接着強度に
ムラが生ずる。しかし本発明の製造法では、あらかじめ
プラスチックフィルムが所定の温度に加熱されているの
で、厚さ方法の温度分布が均一であり、高速運転時でも
効果的である。
本発明の製造法において、プラスチックフィルムをそ
のガラス転移温度と、フィルムを一定温度で30分間維持
したときの熱収縮率が３％となる温度との間の温度まで
加熱する場合は、高速でラミネート加工する場合でもフ
ィルムと金属板との間に気泡の巻き込みが少なくなり、
接着性がよくなる。またフィルムに、２〜14N/mm2の張
力を付加しながらラミネートする場合は、さらに気泡の
巻き込み防止に効果的である。
実施例 つぎに図面を参照しながら本発明の製造法および製造
設備の好ましい実施の形態について説明する。図１は本
発明の製造設備の実施の形態の一例を示す概略側面図、
図２は本発明の設備の他の実施の形態を示す要部側面図
である。
図１は金属板１の片面にプラスチックフィルム（以
下、単にフィルムという）２をラミネートする設備の一
例を示しており、図１において、符号３はフィルム２の
巻きロールであり、符号４はフィルム２の送り出し時の
張力を制御する張力制御手段であり、符号５はプラスチ
ックフィルム２を所定の温度まで加熱する手段をそれぞ
れ示している。さらに符号６、７は金属板１にフィルム
２を加圧するラミネートロールであり、符号８、９は金
属板１および得られたラミネート板の送り装置である。
上記の張力制御手段４は、一対の固定ガイドロール1
0、11の間に可動ガイドロール12を配置し、その可動ガ
イドロール12にロードセル13などの力検出器を設けた張
力制御装置15と、前記のガイドロール11ともう１本の固
定ガイドロール17との間に張力測定用ロードセル14を備
えた可動ガイドロール16を備えた張力測定装置18とから
構成される。この張力制御手段４はフィルム２の走行時
の張力を適切にしてフィルムの平滑性を維持するための
ものである。
前記加熱手段５は、スチーム、電気加熱等の手段で加
熱するタイプの加熱ロール19から構成されており、ラミ
ネートロール６、７の直前の工程に配置されている。加
熱ロール19の温度は、フィルムの材質により異なるが、
そのフィルムを構成する合成樹脂のガラス点移転温度Tg
と、フィルム収縮許容温度Txの間の温度とするのが好ま
しい。フィルム収縮許容温度Txは、フィルムをその温度
に30分間維持したときの熱収縮率が３％に相当する温度
である。ガラス転移温度Tgより低い温度の場合は、フィ
ルムの平滑性が保たれ難く、またフィルム収縮許容温度
Txより高い場合は、フィルム収縮量が大きくなり寸法維
持が難しい。また、フィルムが伸びすぎてたるんでしま
い、フィルム圧着時にもしわが発生しやすい。
加熱ロールは１本でもよいが、高速運転でもフィルム
温度を確実に所定の温度に加熱するため、複数本を採用
するのが好ましい。なお加熱手段として、スチーム（熱
媒）などで加熱する加熱ロールを採用したり、通電加熱
装置、高周波加熱装置、熱風炉などの中にフィルムを通
すことにより加熱するようにしてもよい。
さらにラミネートロール６、７は、直径460〜670mm程
度の鋼製ロールの表面に厚さ20〜40mm程度のゴムライニ
ングを施したロールであり、従来のラミネートロールに
比して直径が大きい。このように直径が大きいラミネー
トロールを用いると、ラミネート速度を速くしても充分
なニップ時間がとれるので確実にラミネートすることが
できる。ラミネートロール６、７の周囲には、１〜４本
の冷却ロール20を配置し、ラミネートロール６、７の温
度が所定の範囲に維持されるように冷却させている。金
属板の送り装置８およびラミネート板の送り装置９は従
来公知のものをそのまま使用することができる。
上記のように構成される設備では、巻きロール３から
巻きもどされたフィルム２は、固定ガイドロール10、可
動ガイドロール12および固定ガイドロール11で方向転換
されながら可動ガイドロール12のロードセル13でロール
にかかる上向きの荷重が測定される。さらに可動ガイド
ロール16および固定ガイドロール17で方向転換されなが
ら、可動ガイドロール16のロードセル14で張力が測定さ
れる。測定した張力に基づいて可動ガイドロール12を移
動（例えば昇降）させ、フィルムの張力を常時所定の範
囲に制御する。
そしてフィルム２は加熱ロール19と当接し、所定の温
度まで加熱される。そしてラミネートロール6,7によっ
て金属板１の片面に熱接着される。この場合フィルム２
はガラス転移温度Tg以上でフィルム収縮許容温度Tx以下
の温度に加熱されるから、金属板に対して確実に熱接着
することができ、しかも熱収縮が少ない。また張力をか
けながらラミネートするので、ラミネート板表面が平滑
に保たれる。
上記の製造法で用いる金属板１としては、厚さ0.13〜
0.38mmのTFS、アルミ板など、従来のラミネート板に用
いられる金属板をいずれも使用できる。またフィルム２
としては、厚さ12〜25μｍのポリエステルフィルム、ポ
リエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンナフタレー
トなど、従来のラミネート板に用いるいずれのフィルム
を採用することもできる。
つぎに図２を参照しながら本発明の他の実施の形態を
説明する。図２は金属板１の両面にフィルム２をラミネ
ートする例を示す。ラミネートロール６、７はゴムライ
ニングを施した鋼製のロールであり、比較的大径（たと
えば700〜750mm）にしており、ゴムライニングの厚さも
厚く（たとえば40mm）している。そして冷却ロール20で
ラミネートロール６、７の温度上昇を抑制している。大
径ロールにするとニップ長が長くとれるので、高速運転
しても必要なニップ時間を確保することができる。その
ためフィルムの金属板に対する熱接着の確実化を図るこ
とができる。
さらにフィルムに２〜14N/mm2の張力を加えているの
で、空気の噛み込みが少ない。そのため得られたラミネ
ート板の気泡の噛み込み率（気泡率）が面積比で10％以
下と低い。したがって高速運転であっても品質の高いラ
ミネート板を生産することができる。
つぎに具体的な実施例および比較例を上げて本発明の
製造法を説明する。
［実施例１〜10］ 図１の設備におけるラミネートロール６、７の周辺を
図２のものに代えた設備を準備し、幅980mm、厚さ25μ
ｍのPET樹脂（ガラス転移温度Tg:74℃、フィルム収縮許
容温度Tx:130℃）のフィルムを、幅960mm、厚さ0.26mm
の、予め加熱されたCrメッキ鋼板に、ラミネート速度20
0m/minでラミネートした。そのときのラミネート直前の
フィルムの加熱温度およびフィルム張力を変化させた場
合の気泡率（面積比率）の変化を調べた。
気泡率の測定方法としては、例えばラミネート板にお
いて、その基準面積S1に対する気泡の面積S2の比率、す
なわち気泡率（S2/S1×100）が表される値である。
なお気泡は、金属顕微鏡などで例えば400倍程度の拡
大率で観察し測定することができる。気泡が形成されて
いるラミネート板を金属顕微鏡で覗くと、気泡の部分と
そうでない部分とははっきりと区別ができる。金属顕微
鏡で観察すると泡状に見える部分が気泡である。この顕
微鏡視野全体を写真撮影し、出来上がった写真で泡状部
分の輪郭線をなぞってその輪郭線内を塗りつぶし（例え
ば内部を黒く塗る）、他の部分との差異化を図る。そし
て、この塗りつぶした部分の割合がどのくらいあるかを
画像解析装置などで測定し数値化する。
基準面積当たり気泡がどのくらいの割合で形成されて
いるかが顕微鏡写真を撮ることなどによって割り出すこ
とができる。なお、基準面積S1は直径2mm程度の円を採
用すればよい。
また気泡はラミネート加工するときに帯状のラミネー
ト板の側縁近辺で最も生じ易いので、例えば中心部、エ
ッジ部から25mm程度の位置でそれぞれ測定し平均した値
を採用する。
さらに、ラミネート加工のときにリアルタイムで測定
する場合は、イメージカメラで撮り込んだ画像をコンピ
ュータで処理し、気泡のある部分とそうでない部分の面
積比を自動的に計算させればよい。
以上の様にして条件を変えて実施測定した結果を表１
に示す。
表１中、フィルム張力の欄が「−」となっているの
は、フィルムが波打たない程度に軽く張力をかけた状態
であり、実質的には「０」を意味している。なおラミネ
ートロールの直径は750mm、ゴムライニングの肉厚40m
m、冷却ロールは片側４本でラミネートロールの温度よ
り10℃低く設定した。ラミネートロール圧力はMax120,0
00Nとした。なおこのときのニップ長は105mmであった。
［実施例11〜12］ フィルムを70℃とし、フィルム張力を実質「０」およ
び4.1N/mm2とした場合を実施例11および12として同じ表
１に示す。
［比較例１〜４］ フィルムを常温としたほかは実施例１〜12と同じ条件
でラミネートした結果を表２に示す。
表１から明らかなように、加熱温度がガラス転移温度
より高い実施例１〜10では、高速でラミネート加工した
にもかかわらず、気泡率が２〜８％と、高品質のラミネ
ート板を製造することができた。またフィルム張力が実
施例１、３、５、７、９に比して、2.1〜3.5N/mm2のフ
ィルム張力をかけた実施例２、４、６、８、10の方がい
ずれも気泡率が１ポイント程度低くなっており、他の条
件が同じであればフィルムに張力をかける方が気泡率が
低くなることがわかる。さらにフィルムの加熱温度が高
い方が気泡率が低いことがわかる。
また加熱温度が70℃とガラス転移温度よりいくらか低
く、フィルム張力なしの実施例11の場合でも、気泡率が
10％と充分実用的であり、フィルム張力を高くすれば
（4.1N/mm2）、気泡率が７％と、実施例２〜３と同程度
になった。ただし実施例１〜10の場合は、フィルム張力
をかけなくても、あるいはフィルム張力を2.1〜3.5N/mm
2と比較的制御し易い範囲としても、気泡率が、深絞り
時に傷がつきにくい８％以下となるので、一層好ましい
ことがわかる。
他方、フィルムを加熱しない表２の比較例１〜４の場
合は、いずれも気泡率が12〜40％であり、深絞り時に表
面の傷が多くなり、缶用材料として不適切であった。
産業上の利用可能性 本発明の製造法によれば、高速でラミネートする場合
でも、空気の噛み込みが少なく、また接着ムラが少な
い。加熱したフィルムに張力を加えておく場合は、さら
に空気の噛み込みが少なくなる。本発明の設備は前記製
造法を実施することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特公 平２−42971（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B32B 15/08

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】帯状の金属板の少なくとも片面にプラスチ
    ックフィルムをラミネートすることによりラミネート金
    属板を製造する方法において、プラスチックフィルム
    を、そのフィルムのガラス転移温度Tg以上でフィルム収
    縮許容温度Tx以下の温度に加熱し、その加熱の直後にプ
    ラスチックフィルムを金属板に圧接するラミネート金属
    板の製造法。
  2. 【請求項２】プラスチックフィルムを、そのプラスチッ
    クフィルムのガラス転移温度と、フィルムを一定温度で
    30分間維持したときの熱収縮率が３％となる温度との間
    の温度まで加熱する請求項１記載の製造法。
  3. 【請求項３】請求項１または２記載の製造法において、
    さらにフィルムに張力を付加しながらラミネートするラ
    ミネート金属板の製造法。
  4. 【請求項４】フィルムに２〜14N/m2の張力を与えながら
    ラミネートする請求項３記載の製造法。
  5. 【請求項５】一対のラミネートロールと、そのラミネー
    トロールに帯状の金属板を連続的に供給する金属板送り
    手段と、その金属板の少なくとも片面にラミネートすべ
    きプラスチックフィルムを連続的に供給するフィルム送
    り手段とを備えたラミネート金属板の製造設備におい
    て、プラスチックフィルムをラミネートの直前で所定の
    温度に加熱するフィルム加熱手段を備えていることを特
    徴とする、ラミネート金属板の製造設備。
  6. 【請求項６】前記加熱手段が、プラスチックフィルム
    を、そのプラスチックフィルムのガラス転移温度と、フ
    ィルムを一定温度で30分間維持したときの熱収縮率が３
    ％となる温度との間の温度まで加熱するものである請求
    項５記載の製造設備。
  7. 【請求項７】請求項５または６記載の製造設備におい
    て、さらにフィルムに張力を付加する手段を備えている
    ラミネート金属板の製造設備。
  8. 【請求項８】前記フィルムに張力を付加する手段が、２
    〜14N/m2の張力を与えるものである請求項７記載の製造
    設備。
JP09517223A 1995-11-02 1996-11-01 ラミネート金属板の製造法および製造設備 Expired - Lifetime JP3117724B2 (ja)

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