JPH10137649A - フィルムの複合装置及び複合フィルムの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ノンソルラミによる複合フィルムの製造にお
いて、高速貼合加工を行っても貼合加工後における発泡
がなく、所望の接着強度を得ることができるフィルムの
複合装置及び方法の製造方法の提供を課題とする。 【解決手段】基材フィルム１に接着剤４を塗工するイン
プレッションローラ１１が、基材フィルム１と貼合フィ
ルム２とを圧着するラミネート部２０のローラを兼用し
て複合フィルム３を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、不揮発成分で構成
された接着剤を用いて複合フィルムを製造する無溶剤接
着剤によるラミネート工程（ノンソルラミネーションと
もいわれる。以下単に「ノンソルラミ」と記載する。）
において、フィルム間を気泡がなく密着し、安定した接
着を、高速で加工するフィルムの複合装置及び複合フィ
ルムの製造方法に属する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ノンソルラミによる複合フィ
ルムの製造工程において、該工程に使用する接着剤は、
溶剤を含まない状態で塗工に必要な粘度を保つために接
着剤を加熱したり、常温で低粘度に調製したりしたもの
を基材フィルムに塗工されていた。更に、上記接着剤が
基材フィルムや貼合フィルム（接着剤を塗工した基材フ
ィルムと貼合されるフィルム、以下同様に記載する。）
とのヌレをよくするためにラミネートローラを加熱し
て、両フィルムの側から密着・貼合して複合フィルムの
製造が行われていた。

【０００３】ラミネートローラ側からの加熱は、フィル
ムを介在してなされるために、伝熱に一定の時間を必要
とし、加工速度を高速化するときの律速となるものであ
った。また、加工速度を上げたときには、接着剤の温度
が十分に上昇しないこともあり、接着剤とフィルムとの
ヌレが不足し、また、接着剤層の粘度が高いために、両
フィルムの密着が不均一となり、複合フィルムの間に気
泡が混入したりして、所望の接着強度が得られないもの
であった。また、接着剤を低粘度で塗工したものは、初
期接着が弱く、フィルム間に筋状の浮き（非接着部分、
トンネリング）を発生して、外観ばかりでなく、複合フ
ィルムの機能を満足できないという問題があった。

【０００４】上記の、気泡やトンネリング、あるいは高
速加工化に伴う接着強度の低下は、接着剤が経時的に硬
化する反応型（熱硬化、水分硬化）の接着剤を使用する
ときよりも、貼合直後に硬化させる電子線、紫外線など
の電離放射線硬化型樹脂を用いた場合により多くみられ
る現象である。これらの現象を、改善するために接着剤
の塗工量を増やしたり、低粘度の接着剤を用いたりする
ことが行われている。しかしながら、接着剤の塗工量を
増やすことは、材料コストの増加となり、加工速度を上
げるメリットが消えるとともに、場合によっては複合フ
ィルムの剛性が増加することによりクラック、破断が生
ずるという問題がある。また、接着剤の低粘度化は、加
工速度を上げることはできるが、貼合直後の粘着力やヌ
レが不足し、多層フィルムに発泡や所望の接着強度が得
られないなどの不具合を発生し、安定した貼合がし難い
という問題があった。

【０００５】また、貼合後、加熱ドラムなどに抱かせ
て、密着状態を維持して複合フィルムを加熱して上記の
問題を解決することも試みられている。しかしながら、
複合フィルムを適正温度に昇温して密着するためには大
きな加熱装置を必要とし、設備コストが上昇するという
問題点がある。

【０００６】従来のノンソルラミは、図４に示すよう
に、フィードローラ１３、１４から定量してコーティン
グローラ１２に転移された接着剤４をインプレッション
ローラ１１Ｐを用いて 基材フィルム１に塗工し、そし
て、塗工部とは一定距離を設けたラミネート部２０で２
本のラミネートローラ１６の間に挿入し、密着・貼合し
て複合フィルム３を形成していた。したがって、塗工部
では加熱されていた接着剤は、走行中に温度が低下し、
常温になっているために、基材フィルムや貼合フィルム
とのヌレが必ずしも満足できるものではなかった。この
ときラミネートローラ１６を加熱することも行われてい
たが、接着剤４の昇温が十分ではなく、基材フィルム１
及び貼合フィルム２とのとのヌレが悪く、また粘度が高
いために両フィルムの密着が不十分（密着面積が不足）
であり、気泡を発生して十分な接着強度を得ることがで
きなかった。

【０００７】図４に示す塗工部と一定距離を設けたラミ
ネート部２０でラミネートする従来の方法と同様に加熱
機１８を設けてフィルム（基材フィルム上の接着剤）を
加熱することは、加工速度が３０〜５０ｍ／ｍｉｎ程度
の低速では、接着強度の向上に寄与する効果を認めるこ
とができる。しかしながら、加工速度を５０ｍ／ｍｉｎ
以上、特に１００ｍ／ｍｉｎ以上の高速時には、加熱温
度が、接着剤４にまで均一に到達できず、低温の接着剤
４で基材フィルム１と貼合フィルム２とを密着すること
になる。したがって、接着剤まで均一に加熱できる低速
加工時のような接着強度を得ることができなかった。

【０００８】高速加工を進めるには、ラミネート部の加
熱温度を急激に上げてフィルム温度、接着剤温度を所望
温度に上げる必要がある。しかしながら、急激に加熱温
度を上げることは、より高温のヒーターで加熱する必要
があり、フィルムの温度、特にその表面温度が急上昇さ
せることになり、フィルムム内部で温度ムラを発生して
フィルムの熱収縮、複合フィルムのカーリングなどの問
題を生じた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ノンソルラ
ミにおいて、より高速度で安定した接着剤の塗工と、貼
合後の発泡、トンネリングなどの不良が発生しない複合
フィルムの製造を低速度の場合と同様に行えるフィルム
の複合装置及び複合フィルムを１００ｍ／ｍｉｎ以上の
高速度での複合する装置及び製造方法を課題とするもの
である。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を達成するた
めに本発明は、ノンソルラミによる複合フィルムの製造
において、該接着剤を基材フィルムに塗工するインプレ
ッションローラが、基材フィルムと貼合フィルムとを圧
着するラミネート部のローラと兼用するフィルムの複合
装置である。また、上記フィルムの複合装置を用いて、
接着剤のフィードローラ及びコーティングローラとを加
熱して、加熱した接着剤を基材フィルムに塗工して、貼
合フィルムとを貼合する複合フィルムの製造方法であ
る。そして、フィードローラから接着剤を転移するオフ
セットローラ、コーティングローラ、インプレッション
ローラ（以下、接着剤を基材フィルムに供給・塗工する
ローラなどの部位を総称して、塗工部と記載する。）及
びラミネートローラ部を加熱して接着剤を継続的に加熱
をして基材フィルムと貼合フィルムとを貼合する複合フ
ィルムの製造方法である。そして、上記接着剤が、電離
放射線硬化型樹脂より硬化する接着剤を用いる複合フィ
ルムの製造方法である。

【００１１】

【発明の実施形態】本発明によるノンソルラミによる複
合フィルムの製造は、図１に示すように、塗工部２１に
おける接着剤４を基材フィルム１に塗工するインプレッ
ションローラ１１が、基材フィルム１と貼合フィルム２
とを圧着するラミネート部２０のラミネートローラ１６
とともに使用するフィルムの複合装置である。また、上
記フィルムの複合装置を用いて、接着剤４をフィードロ
ーラ１３、１４及びコーティングローラ１２とで加熱し
た接着剤４を基材フィルム１に塗工して、貼合フィルム
２とを貼合する複合フィルム３の製造方法である。そし
て、図２に示すように、フィードローラ１３、１４から
接着剤４を転移するオフセットローラ１５、コーティン
グローラ１２、インプレッションローラ１１及びラミネ
ートローラ部２０を加熱して接着剤４を継続的に加熱を
して基材フィルム１と貼合フィルム２とを密着・貼合す
る複合フィルム３の製造方法である。そして、上記接着
剤４が、電離放射線硬化型樹脂より硬化する接着剤を用
いる複合フィルム３の製造方法である。

【００１２】また、図３に示すようにグラビア版１７と
ドクター１９で定量した接着剤４をオフセットローラ１
５Ｃに転移し、基材フィルム１に加熱したインプレッシ
ョンローラ１１を用いて塗工し、そして上記インプレッ
ションローラ１１とラミネートローラ１６とからなるラ
ミネート部２０で複合フィルム３を製造するものであ
る。

【００１３】図４に示す従来におけるノンソルラミの接
着剤は、塗工部で定量してコーティングローラ１２に転
移された接着剤４を常温のインプレッションローラ１１
Ｐを用いて 基材フィルム１に塗工し、ラミネート部２
０でラミネートローラ１６の間に挿入し、密着・貼合し
て複合フィルム３を形成していた。このときラミネート
ローラ１６や接着剤４の面を加熱したりすることも行わ
れていた。しかしながら、加熱が均一に行われないため
に、接着剤４と基材フィルム１及び貼合フィルム２との
とのヌレにムラがあり、また粘度が高いために両フィル
ムの密着が不十分であり、気泡やトンネリングが発生し
ていた。図４に示す塗工部２１と一定距離を設けたラミ
ネート部２０でラミネートする従来の方法で加熱機１８
を用いてフィルム（接着剤層）を加熱することは、加工
速度が３０〜５０ｍ／ｍｉｎ程度の低速では、接着強度
の向上に効果を認めることができる。しかしながら、加
工速度を１００ｍ／ｍｉｎ以上の高速時には、加熱が、
接着剤４を必要温度にまで到達できず、接着剤を均一に
ヌレる塗工ができず、低温の接着剤４で基材フィルム１
と貼合フィルム２とを密着・貼合することとなる。した
がって、接着剤まで均一に加熱できる低速加工時のよう
な接着強度を得ることができなかった。

【００１４】本発明のインプレッションローラ１１は、
ラミネート部２０に位置することにより、塗工部２１で
加熱した接着剤４が冷却される前に、貼合フィルム２と
接触するものであり、貼合フィルムとのヌレが迅速に、
且つ均一に行うことができる。したがって、接着剤が瞬
間的に硬化する電離放射線硬化型樹脂を用いたノンソル
ラミには特に適した方法である。

【００１５】本発明に用いる基材フィルムや貼合フィル
ムは、特にその材料を選ばず、ポリエステル、ポリプロ
ピレン、ポリエチレン、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、アイオノマー、ポリアミド、ポ
リカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコー
ルなど熱可塑性樹脂から製造される延伸、未延伸のフィ
ルムを目的に応じて使用する。

【００１６】プラスチックフィルムの他、合成紙、コー
ト紙や、アルミニウム、鉛、鉄などの金属箔、上記のフ
ィルムにポリ塩化ビニリデンなどのバリア材料を塗工し
たフィルム、又は、アルミニウム、酸化ケイ素の蒸着を
施したフィルムや、接着剤のヌレを改善するコロナ放電
処理、火炎処理、プラズマ処理などを施したフィルム、
あるいは、これらを積層した多層フィルムを用途に応じ
て選択できる。フィルムの厚みは、加工機の性能により
決められものであり、かつ接着に関してはフィルム間の
界面の問題であり特に限定されない。１〜１０００μｍ
のものが任意に用途、目的に応じて使用できる。また、
前述のように、フィルムの温度を徐々に上げることがで
きるため、比較的低温度で変形しやすい、ポリエチレン
や、ポリ塩化ビニルの延伸フィルムなどの加工に適した
ものである。

【００１７】導電性の金属箔や金属蒸着膜を含むフィル
ムに電子線硬化型樹脂より構成した接着剤を使用すると
きは放電による引火の危険あるため、その対策を十分に
とる必要がある。

【００１８】本発明における接着剤を塗工する前の基材
フィルム、接着剤を設けた基材フィルム及び／又は貼合
フィルムは、ラミネート前に加熱機又は加熱ローラでフ
ィルム及び／又は接着剤を加熱することができる。その
ために、ラミネート部のフィルム（接着剤）側に温風、
赤外線、高周波などによる加熱機を設けることが好まし
い。

【００１９】以下、本発明の塗工部・ラミネート部につ
いて更に詳細に説明する。ノンソルラミ用の接着剤の塗
工は、例えば図１に示すような４本ロールで行われる。
すなわち、加熱したフィードローラ１３、１４のトップ
に接着剤４を供給し、フィードローラ１３で計量した接
着剤４を加熱したコーティングローラ１２に転移し、次
いで、所望に応じて加熱したインプレッションローラ１
１との間に基材フィルム１を通して接着剤４を塗工し、
更に、ラミネート部２０でインプレッションローラ兼ラ
ミネートローラ１１とラミネートローラ１６とで貼合フ
ィルム２とを密着・貼合して複合フィルム３を構成す
る。この場合、図１に示すフィルムの複合装置が、従来
のノンソルラミの場合と異なる点は、塗工部２１とラミ
ネート部２０とが一体に構成され、そして、２本のラミ
ネートローラのうち、１本がインプレッションローラを
兼ねている点である。

【００２０】上記の各ローラは、フィードローラ１３、
１４、コーティングローラ１２及びインプレッションロ
ーラ１１の表面材質は、ゴム（天然ゴム、合成ゴム）、
金属（鉄、アルミニウム製ローラ又はこれらのローラに
必要によっては銅メッキを介してクロームメッキを施し
たもの）、ゴム及び金属、又は、金属、ゴム、金属及び
ゴムのいずれの組合せでもかまわない。そして、各ロー
ラの表面温度は、フィルムや接着剤の種類、性質によっ
て決められるものではあるが、４０〜１２０℃に設定す
ることが好ましい。４０℃以下では加熱の効果は少な
く、温度が高過ぎると、フィルムを損傷したり、接着剤
のヌレは良くても、粘着力の低下により初期接着力を発
揮できず複合フィルムの白化やトンネリングの原因とな
ることがある。

【００２１】ロールの巾は、従来のノンソルラミでは、
インプレッションローラを基材フィルムに合せて設定す
るが、本発明はインプレッションローラがラミネートロ
ーラと兼ねているためコーティングローラ１２を基材フ
ィルムの巾に合せて設定する。通常は、基材フィルムの
巾と同巾あるいは若干マイナスとする。

【００２２】図２に示す５本のロールで、構成する塗工
部・ラミネート部についても、上記の４本で構成する場
合に準じて行う。この場合、ローラ数は一本多いがオフ
セットローラ１５で接着剤を延展して少量を均一に塗工
できる利点がある。また、図１及び図２の接着剤の供給
は、トップフィードとなっているが、ボトムフィードあ
るいは他の方法でも構わない。

【００２３】グラビア版を用いた塗工は、そのと塗工量
が版の形状により決まるため、加工管理には有利な方法
である。しかし、ノンソルラミに適用したときはグラビ
ア版のセル目が塗工面に発現するため外観上発泡があ
り、白く曇った複合フィルムを形成し易いという問題点
がある。これを解決するために、リバース方式によるグ
ラビアオフセット法が利用されているある。

【００２４】本発明でグラビア版への接着剤の供給は、
ドブ付け法を図示しているが、供給は、通常のアプリケ
ーションローラ法、ノズル法など、いずれの方法でも構
わず、接着剤の粘度、温度などにより適宜に選択でき
る。そして、グラビア版を利用する場合は、該版の凹部
の巾で塗工巾を規制できるが、通常はオフセットローラ
１５Ｃが塗工巾を決めるものであり、基材フィルムに合
わせた段付きローラとなる。

【００２５】グラビア版を利用する場合は、図３に示す
ように塗工部とラミネート部を一体に構成する。塗工部
は、グラビア版１７、ドクター１９、オフセットローラ
１５Ｃ及びインプレッションローラ兼ラミネートローラ
１１ともう一本のラミネートローラ１６とから構成され
る。グラビア版とオフセットローラとの回転方向の関係
は、順・逆のいずれでも構わない。図３に示す逆方向の
場合は、ドクター１９が過剰の接着剤を掻きとったグラ
ビア版は、オフセットローラ１５Ｃと逆の回転（リバー
ス回転）となり、グラビア版のセル目を展延して平らに
してオフセットローラに転移するため外観上有利であ
る。

【００２６】インプレッションローラとオフセットロー
ラとの回転方向は順回転が好ましく、（インプレッショ
ンローラ／オフセットローラの回転比）が１より若干小
さい程度にした方が塗工面を平滑にする点から好まし
い。

【００２７】ラミネート部２０は、加熱したインプレッ
ションローラ兼ラミネートローラ１１とラミネートロー
ラ１６とから構成される。そして、接着剤の塗工直後に
貼合フィルムとラミネートできるように双方のローラの
接点は、オフセットローラ１５Ｃと極力近接しているこ
とが好ましい。加熱機１８は、図１又は図２に示すもの
と同様にラミネート部のフィルム側に温風、赤外線、高
周波などにより接着剤側を加熱するものである。

【００２８】特に、図示はしないが、本発明のラミネー
トに使用する基材フィルムは、接着剤の塗工直前にコロ
ナ放電処理、火炎処理、プラズマ処理することもでき
る。また、基材フィルム及び／又は貼合フィルムは、ラ
ミネートする直前に加熱することが好ましい。

【００２９】本発明によるラミネートによれば、接着剤
とフィルムとのヌレがよくなり均一化できるので、ラミ
ネート時の圧着時間を短縮でき、従来の方法よりも加工
速度を上げても、発泡や、トンネリングなどラミネート
加工で発生し易い不良現象を防止することができる。そ
して、加工速度を上げると接着力が低下しやすいノンソ
ルラミの電離放射線硬化型樹脂から構成される接着剤の
瞬間硬化に有効に作用するものである。

【００３０】

【実施例】以下、実施例について更に詳細に説明する。 （実施例）基材フィルム１として、厚み２０μｍの片面
コロナ放電処理を施した延伸ポリプロピレンフィルム、
貼合フィルム２として厚み２０μｍの片面コロナ放電処
理を施した未延伸ポリプロピレンフィルム及び、接着剤
４としてアクリル系電子線硬化型ノンソル接着剤ＡＤ−
５（関西ペイント（株）製 商品名）を用いた。図１に
示す４本ローラのラミネート機を用いて、接着剤温度、
フィードローラ１３、１４、及びコーティングローラ１
２を夫々７０℃として、インプレッションローラ１１
で、基材フィルムをコーティングローラに圧着して、２
ｇ／ｍ² の接着剤を基材フィルム１の処理面に、表１に
示す３０、１００及び１５０ｍ／ｍｉｎの各加工速度で
塗工し、貼合フィルム２の処理面とをラミネート部でラ
ミネートローラ１６及びインプレッションローラ兼ラミ
ネートローラ１１とでラミネート部２０で密着した。密
着直後、図示はしないが電子線を同一ラインで、電圧１
８０ＫｅＶ、線量３Ｍｒａｄの条件で照射して接着剤を
硬化して、実施例１〜３の複合フィルム３を作成した。

【００３１】（比較例）実施例１と同一材料で、図４に
示す従来の４本ローラのラミネート機を用いて、接着剤
の塗工部２１とラミネート部２０とが、約１ｍの間隔が
ある以外は、接着剤温度、フィードローラ１３、１４、
コーティングローラ１２、インプレッションローラ１１
及びラミネートローラ１６を７０℃に加熱して、接着剤
の塗工量を２ｇ／ｍ² 、加工速度を実施例と同様に、３
０、１００及び１５０ｍ／ｍｉｎに設定した実施例１〜
３と同一条件にて比較例１〜３の複合フィルム３を作成
した。

【００３２】実施例及び比較例の各試料について、加工
２４時間後に次の各テストを実施した結果を表１に示
す。 ・接着強度：複合フィルムを加工方向に１５ｍｍ巾で切
断し、５０ｍｍ／ｍｉｎの剥離条件で正確にＴ字剥離
し、その強度を測定した。 ・発泡状態：複合フィルムについて肉眼で発泡の有無を
評価した。

【００３３】

【表１】

【００３４】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように、インプ
レッションローラ兼ラミネートローラを塗工部とラミネ
ート部に兼ねて設けて、基材フィルムに塗工した直後の
加熱接着剤層と、貼合フィルムとを接着する。したがっ
て、低速加工においてもより強い接着強度が得られ、ま
た、従来より高速加工を行っても、接着剤のヌレがよ
く、発泡により白く曇るなどのトラブルや、接着強度の
低下もない。そして、３０ｍ／ｍｉｎ程度の低速加工に
しか用いられなかったノンソルラミ用接着剤も１００ｍ
／ｍｉｎ更には１５０ｍ／ｍｉｎの高速加工にも適用で
きる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインプレッションローラ兼ラミネート
ローラをもつ複合装置の断面概略図である。

【図２】本発明のインプレッションローラ兼ラミネート
ローラをもつ他の複合措置の断面概略図である。

【図３】本発明のインプレッションローラ兼ラミネート
ローラをもつグラビア版を用いた複合装置の断面概略図
である。

【図４】従来の塗工部及びラミネート部をもつラミネー
ト機の断面概略図である。

【符号の説明】

１ 基材フィルム ２ 貼合フィルム ３ 複合フィルム ４ 接着剤 11 インプレッションローラ兼ラミネートローラ 11P インプレッションローラ 12 コーティングローラ 13、14 フィードローラ 15、15Ｃ オフセットローラ 16 ラミネートローラ 17 グラビア版 18 加熱機 19 ドクター 20 ラミネート部 21 塗工部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 不揮発成分で構成された接着剤で加工す
   る複合フィルムの製造において、該接着剤を基材フィル
   ムに塗工するインプレッションローラが、基材フィルム
   と貼合フィルムとを圧着するラミネート部のローラと兼
   用することを特徴とするフィルムの複合装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のフィルムの複合装置を
   用いて、接着剤のフィードローラ及びコーティングロー
   ラとを加熱して、加熱した接着剤を基材フィルムに塗工
   して、貼合フィルムとを貼合する複合フィルムの製造方
   法。
3. 【請求項３】 フィードローラから接着剤を転移するオ
   フセットローラ、コーティングローラ、インプレッショ
   ンローラ及びラミネートローラ部を加熱して接着剤を継
   続加熱をして基材フィルムと貼合フィルムとを貼合する
   ことを特徴とする請求項１乃至２に記載の複合フィルム
   の製造方法。
4. 【請求項４】 上記接着剤に電離放射線硬化型樹脂より
   なる接着剤を用いたことを特徴とする、請求項１、２乃
   至３に記載の複合フィルムの製造方法。