JPH10244626A - 巻き込み気泡の少ないラミネート金属帯の製造方法 - Google Patents

巻き込み気泡の少ないラミネート金属帯の製造方法

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JPH10244626A
JPH10244626A JP9048341A JP4834197A JPH10244626A JP H10244626 A JPH10244626 A JP H10244626A JP 9048341 A JP9048341 A JP 9048341A JP 4834197 A JP4834197 A JP 4834197A JP H10244626 A JPH10244626 A JP H10244626A
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JP
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temperature
resin film
metal strip
melting
resin
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JP9048341A
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Yasuto Goto
靖人 後藤
Hiromitsu Date
博充 伊達
Tomoya Oga
智也 大賀
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属帯の両面あるいは片面に樹脂フィルムを
連続的にラミネートする際に巻き込み気泡の少ないラミ
ネート金属帯の製造方法を提供する。 【解決手段】 走行する金属帯の両面あるいは片面に、
樹脂フィルムの融解開始温度以上、融解における吸熱ピ
ーク温度未満で樹脂フィルムを熱圧着させた後、樹脂フ
ィルムの吸熱ピーク温度以上に昇温し、再圧下を行う。
この方法によりラミネート時の気泡巻き込みを低減でき
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、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、金属帯と樹脂フィルム間に巻き込まれる気体によっ
てできる気泡を低減してラミネート金属帯を製造する方
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】現在缶用材料としては、めっき鋼板ある
いはアルミ板等に塗装を施したものが主流となってい
る。しかし、近年、環境問題が社会的に大きく取り上げ
られ、塗装で使用する有機溶剤の使用も縮小せざるを得
ない方向に進んでいる。また、塗装・焼き付け工程の生
産性向上および省エネルギーに限界があることから、塗
装を省略して、樹脂フィルムをラミネートした金属板が
今後の主流となっていくものと考えられる。
【0003】現在、主として行われているラミネート方
法は、金属帯を予め加熱して樹脂フィルムを熱圧着する
方法である。樹脂フィルムを金属帯表面に向けて送給す
るとき、金属帯および樹脂フィルムの表面近傍にある空
気が随伴されて、圧着部に巻き込まれる。巻き込まれた
空気は、樹脂フィルムの溶融層に侵入し、冷却後も気泡
として残留する。目視で確認できない程度の微小な気泡
でも、その占める面積率が大きくなるにしたがって、樹
脂フィルムの密着性を劣化させ、製缶加工時に欠陥が生
じやすくなる。ラミネートが高速になるほど、巻き込み
気泡量は多くなり、これがラミネートの高速化を妨げる
要因となっている。
【0004】ラミネート金属帯における巻き込み気泡の
生成とは、樹脂フィルムを金属帯に熱圧着する際に、金
属帯から受ける熱によってできる樹脂フィルムの溶融部
に気体、通常は空気が侵入する現象である。このような
気泡巻き込みを防止するため、特開昭63−23382
4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が、鋼
帯走行速度200m/min 以上で高速ラミネートを行う
と、やはり空気の巻き込み量が多くなり、この対策では
不十分である。
【0005】より抜本的な巻き込み気泡の低減方法とし
ては、圧着部を真空状態とすることが考えられる。この
例として特開昭63−118241号公報には、圧着ロ
ールの上流側に減圧室を設け、内部を真空ポンプにより
100〜200Torrに減圧する方法が開示されている。
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積層板を得るものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記のような方法は、
巻き込み気泡の低減方法として優れていると考えられる
が、以下の実操業上の間題がある。金属帯あるいは樹脂
フィルムに付着した異物が、圧着部で圧着ロールに固着
することが現場操業では不可避的に発生する。このよう
な場合、真空室内にある圧着ロールを外部から手入れし
て、異物を除去する手段がないため、真空を大気圧へ戻
す必要があり、生産効率の著しい低下を招く。
【0007】また、鋼帯と鋼帯とのつなぎ溶接部やアル
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
と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、フィル
ム密着不良を引き起こす。このため金属帯接合部(溶接
部)が圧着ロールを通過する際には、圧着ロールを金属
帯から離す必要がある。そのまま圧着ロールが真空室内
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、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コスト面で不
利である。特に、金属帯走行速度が200m/分以上の
高速ラミネートになると、真空ポンプ電力費はますます
増加する傾向にある。
【0008】本発明は、高速ラミネート時における巻き
込み気泡を低減して、巻き込み気泡の少ないかつ経済的
なラミネート金属帯の製造方法を提供することを目的と
する。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、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させてラミ
ネート金属帯を製造する方法において、樹脂フィルムの
融解開始温度以上、融解における吸熱ピーク温度未満で
熱圧着を行った後、樹脂フィルムの融解における吸熱ピ
ーク温度以上に昇温し、再圧下を行うことを特徴とす
る。熱圧着後、樹脂フィルムの融解における吸熱ピーク
温度以上の昇温は、ジャケットロール、高周波誘導加熱
または通電加熱で行うのが好ましい。また、再圧下は、
面圧20kgf/cm2 以上1000kgf/cm2 以下で行うのが
よい。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明者らは、金属帯や樹脂フィルムに随伴する
気体が溶融樹脂中に押し入ることがないようなラミネー
ト条件について種々検討した結果、樹脂フィルムがわず
かに溶融する温度域で樹脂フィルムと金属帯を熱圧着
し、その後昇温し、再圧下することが有効であることを
見いだした。樹脂フィルムがわずかに溶融する温度とし
ては、示差走査熱量計(DSC)による測定で認められ
る樹脂フィルムの融解開始温度以上、融解における吸熱
ピーク温度未満とする。
【0011】樹脂フィルムの融解開始温度未満での熱圧
着後は、光学顕微鏡による観察では気泡が見られない
が、昇温後は気泡が認められるようになる。これは、ラ
ミネート時には樹脂フィルムがほとんど溶融していない
ために、金属帯の粗面の凹部に溶融樹脂が流入せず、そ
のために金属帯表面の凹部に気体が少量ながら存在する
ことになり、その後の昇温によって樹脂が溶融すると、
溶融樹脂が金属帯の凹部に流入して、凹部に入っていた
気体が押し出されて樹脂フィルムの溶融層に侵入するた
めに生ずるものである。また、樹脂の融解開始温度未満
では、樹脂と金属帯とは密着せず、この状態で後述する
ようにして昇温すると、フィルムに皺が入りやすく、生
産効率の低下を招く。従って、樹脂の融解開始温度以上
で圧着する。一方、樹脂の融解における吸熱ピーク温度
以上でラミネートすると、通常行われているラミネート
条件と同じであることから、高速ラミネート時には多く
の気泡を巻き込むこととなる。従って、熱圧着は樹脂の
融解における吸熱ピーク温度未満で行う。本発明の上記
のラミネート温度域では、樹脂フィルムの溶融層がほと
んど存在しないために、ラミネート時に気体が樹脂を押
し分けて入り込むことができないので、巻き込まれる気
体量を大幅に低減できる。
【0012】しかし、上記のような温度域で熱圧着した
ままでは、金属帯と接する樹脂フィルムの全面積が溶融
しておらず、部分的な密着となるために、製缶加工に耐
えるような樹脂フィルム/金属帯間の密着性が得られな
いという欠点があって実用的ではない。そこで、樹脂フ
ィルム/金属帯間の密着性を向上させる手段として、上
記の熱圧着後に、ラミネート金属帯を樹脂の融解におけ
る吸熱ピーク温度以上に昇温して再圧下を行う。
【0013】昇温する温度が、樹脂の融解における吸熱
ピーク温度未満では、樹脂フィルム/金属帯の界面での
樹脂の溶融が不十分なため、良好な樹脂フィルム/金属
帯の密着性が得られない。樹脂の融解における吸熱ピー
ク以上の昇温を行うことによって、樹脂の密着性が著し
く向上する。
【0014】樹脂フィルムの熱圧着後の昇温方法は、特
に限定するものではないが、ジャケットロール、高周波
誘導加熱、通電加熱等が挙げられる。これらの昇温方法
により吸熱ピーク温度へ到達後、圧下ロールにより再圧
下を行えばよい。樹脂フィルムラミネート後の通電加熱
による通電方法としては、片面ラミネートであれば、非
ラミネート金属面から、両面ラミネートであれば金属が
被覆されていない両端部から通電するとよい。昇温する
タイミングは、熱圧着直後が熱エネルギー効率および生
産性の点から望ましいが、ラミネート金属帯を冷却後に
昇温しても得られる密着性は良好である。
【0015】凹部にわずかに巻き込まれた気体を再圧下
によりフィルムに収着させることになり、巻き込み気泡
はさらに減少する。しかし、再圧下における面圧が20
kgf/cm2 未満のときは樹脂フィルムへの気体の収着が十
分行われず、実用的範囲まで気泡の低減は行われない。
一方、再圧下における面圧が1000kgf/cm2 を越える
と樹脂フィルムの厚みの減少がおこるため、製缶加工時
に皮膜欠陥が生じやすくなる。したがって、再圧下にお
ける面圧は、20kgf/cm2 以上1000kgf/cm2 の範囲
で行うのが適正であり、その結果、製缶加工に十分に耐
えうるラミネート金属帯が得られる。
【0016】なお、本発明で用いる金属帯には鋼帯及び
アルミ帯を含む。鋼帯としては、無めっき鋼板、錫めっ
き鋼板、ニッケルめっき鋼板、クロムめっき鋼板(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、化成処理鋼板などの表面処理鋼板、アル
ミ帯としては缶用アルミ板を使用することができる。
【0017】また、熱圧着可能な樹脂フィルムとして
は、ポリエステル樹脂(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)、ポリオレフィン樹脂(ポリエチレン、ポリ
プロピレンなど)、ポリアミド樹脂(ナイロンなど)、
ポリアクリロニトリルなどを使用するとよい。
【0018】
【実施例】以下、本発明を実施例で説明する。図1は、
本発明の方法を実施する一例(片面ラミネート)であ
る。この方法において、金属帯1としては電解クロムめ
っきした鋼帯(ティンフリースティール)を、樹脂フィ
ルム2としては厚み25μmのPET(ポリエチレンテ
レフタレート)フィルムを使用し、300m/分でラミ
ネートを行った。
【0019】供試に用いたPETフィルムの熱分析を、
あらかじめ示差走査熱量計(DSC)で行ったところ、
融解開始温度が210℃、融解における吸熱ピーク温度
が260℃であった。この樹脂の特性温度をふまえて、
シリコンゴムライニングした熱圧着ロール3によって表
1に示すような種々の温度で熱圧着させた。その後、昇
温装置4において、昇温温度および昇温方法を表1に示
す条件で昇温させた。次に、シリコンゴムライニングし
た再圧下ロール5によって、面圧を種々変化させて再圧
下した。なお、従来例として、樹脂の融解における吸熱
ピーク温度以上でラミネートする方法も行った。
【0020】以上のようにして作製したラミネート板に
対して、気泡面積率、被膜欠陥のでない限界絞り比およ
びフィルムの密着性を評価した。気泡面積率(%)は、
光学顕微鏡(200倍)からCCDカメラを通じてモノ
クロ画像をコンピュータに取り込み、市販のソフトで画
像処理を行い気泡部だけを認識させ、全面積に対する気
泡の占める割合を求め気泡面積率とした。気泡面積率は
2%以下を実用的に良と判定した。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
絞り比は1.5以上であることから、絞り比1.5以上
を良と判定した。金属帯/樹脂フィルム間の密着性は1
80°ピール強度を測定した。180°ピール強度は2
Kg/10mm以上が実用的に望まれることから、2Kg/1
0mm以上を密着性良好と判定した。表1に評価結果をま
とめて示した。
【0021】従来の熱圧着式のラミネートを行ったN
o.9は気泡の占める面積が広く、実用的でない。本発
明の方法(No.1〜8)によるものは、いずれも気泡
面積が小さく、樹脂フィルムの密着性が良好で、欠陥の
出ない製缶加工が可能であった。
【0022】No.10は、ラミネート温度が樹脂の融
解開始温度未満のためにラミネートでの密着が行われ
ず、再昇温までにフィルムに皺が入ってしまい、良好な
ラミネート鋼板を得ることができなかったため、評価を
行わなかった。No.11は、熱圧着温度が高すぎるた
めに、No.9の通常ラミネートとほぼ同等のラミネー
ト鋼板が得られただけで、気泡面積率が高かった。N
o.12は、再昇温温度が融解における吸熱ピーク温度
より低いため、気泡は少ないが、樹脂フィルムの密着性
が劣り、製缶加工に耐えなかった。NO.13は昇温後
の再圧下を行わなかったため凹部にわずかに巻き込まれ
た気体がそのまま気泡となり、気泡面積率がやや高めに
なった。No.14は再圧下における面圧が小さいため
凹部中の気体が十分にフィルムに収着せず気泡面積率は
No.13と同様にやや高めになった。No.15は再
圧下における面圧が大きく樹脂フィルムの厚みが減少し
たため、製缶加工に耐えなかった。
【0023】なお、本発明例では、片面ラミネートの例
を示したが、両面ラミネートであっても、上記の本発明
の片面ラミネートと同様に良好な結果が得られる。
【0024】
【表1】
【0025】
【発明の効果】本発明の方法によれば、樹脂フィルムの
ラミネートにおける気泡の巻き込みが低減できるため、
高速通板が可能となり、生産性が向上して、製缶素材を
安価に供給できる。また、現在の塗装・焼き付け工程に
おける有機溶剤による環境汚染を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のラミネート金属帯の製造方法を示す例
である。
【符号の説明】
1 金属帯 2 樹脂フィルム 3 熱圧着ロール 4 昇温装置 5 再圧下ロール

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
    脂フィルムを圧着させてラミネート金属帯を製造する方
    法において、樹脂フィルムの融解開始温度以上、融解に
    おける吸熱ピーク温度未満で熱圧着を行った後、樹脂フ
    ィルムの融解における吸熱ピーク温度以上に昇温し、再
    圧下を行うことを特徴とする巻き込み気泡の少ないラミ
    ネート金属帯の製造方法。
  2. 【請求項2】 熱圧着後、樹脂フィルムの融解における
    吸熱ピーク温度以上の昇温を、ジャケットロール、高周
    波誘導加熱または通電加熱で行うことを特徴とする請求
    項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 再圧下を面圧20kgf/cm2 以上1000
    kgf/cm2 以下で行うことを特徴とする請求項1又は2記
    載の方法。
JP9048341A 1997-03-04 1997-03-04 巻き込み気泡の少ないラミネート金属帯の製造方法 Withdrawn JPH10244626A (ja)

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