(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面が弾性材で被覆された第１の冷却ロールと、第２のロールと、これらの第１のロールと第２のロールとの間に巻装された金属製エンドレスベルトと、前記金属製エンドレスベルトを介して第１の冷却ロールと接触する第３の冷却ロールとが設けられた製造装置を使用した積層熱可塑性樹脂シートの製造方法であって、
前記第１又は第３のロールの近傍にフィルム導入用のガイドロールを配置しておき、このガイドロールは、第１と第３のロールの両中心間の線と、前記熱可塑性樹脂フィルムの前記エンドレスベルト又は第３のロールへの接触点とのなす角度が45度以下となるような位置に配置され、
溶融状態の熱可塑性樹脂シートを、第１と第３の冷却ロールの間に導入すると共に、熱可塑性樹脂フィルムを前記ガイドロールを介して前記金属製エンドレスベルトと第３の冷却ロールとの間に導入してこれらのシートとフィルムを積層し、
前記第１と第３のロールの間の押圧力で前記弾性材を弾性変形させながら、前記第１と第３のロールとで前記積層された熱可塑性樹脂シートを面状に圧接して冷却し、
引き続き、前記積層された熱可塑性樹脂シートを前記エンドレスベルトで第３の冷却ロールに対して面状に圧接して冷却することを特徴とする積層熱可塑性樹脂シートの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の積層熱可塑性樹脂シートの製造方法において、
前記熱可塑性樹脂フィルムには、9.8N/m〜294.0N/mのバックテンションがかけられていることを特徴とする積層熱可塑性樹脂シートの製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の積層熱可塑性樹脂シートの製造方法において、
前記熱可塑性樹脂フィルムを、前記溶融状態の熱可塑性樹脂シートの一方と他方の面側に前記フィルム導入用のガイドロールを介してそれぞれ積層することを特徴とする積層熱可塑性樹脂シートの製造方法。
【請求項４】
表面が弾性材で被覆された第１の冷却ロールと、第２のロールと、これらの第１のロールと第２のロールとの間に巻装された金属製エンドレスベルトと、
前記金属製エンドレスベルトを介して第１の冷却ロールと接触する第３の冷却ロールと、
溶融状態の熱可塑性樹脂シートを、第１と第３の冷却ロールの間に導入するように配置された溶融樹脂供給手段と、
熱可塑性樹脂フィルムを前記エンドレスベルトと第３の冷却ロールとの間に導入するように前記第１又は第３のロールの近傍に配置されたフィルム導入用のガイドロールとが設けられ、このガイドロールは、第１と第３のロールの両中心間の線と、前記熱可塑性樹脂フィルムの前記エンドレスベルト又は第３のロールへの接触点とのなす角度が45度以下となるような位置に配置されていることを特徴とする積層熱可塑性樹脂シートの製造装置。
【請求項５】
請求項４に記載の積層熱可塑性樹脂シートの製造装置において、
前記フィルム導入用のガイドロールは、前記溶融状態の熱可塑性樹脂シートの一方と他方の面側にそれぞれ設けられていることを特徴とする積層熱可塑性樹脂シートの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、積層構造の熱可塑性樹脂シートの製造方法及びその製造装置に関し、得られたシートは食品、医薬品等の包装用に利用できる。
【０００２】
【背景技術及び発明が解決しようとする課題】
ポリプロピレン等よりなる基材シートに易滑性、酸素バリア性等を付与する機能性フィルムを積層した積層熱可塑性樹脂シートが食品分野等で使用されている。
前記易滑性フィルムは、無延伸ポリプロピレンフィルム等、酸素バリアフィルムは、ＥＶＯＨフィルム等である。
従来、このような積層熱可塑性樹脂シートは、共押出し法、ドライラミネート法、等により製造されている。
【０００３】
しかし、共押出し法による場合、基材シートと機能性フィルムの間に一定の厚さ以上の接着剤層が必要になるため、この接着剤層がシートの透明性を阻害していた。また、溶融特性の異なる樹脂よりなる多層シートを透明性を高めて製造することが困難であった。更に、トリミングされるシート端部の割合が比較的多いため、機能性フィルムがＥＶＯＨフィルムのような高価なものの場合、費用的ロスが多くなっていた。
一方、ドライラミネート法による場合、シートとフィルムを接着剤を介して接着するため、層数が多くなってシートの厚さが厚くなると、接着剤の使用量が増えてコストが上昇する。また、接着剤には溶剤が含まれているため、環境面での対策が必要になる。
【０００４】
そこで、本発明は、透明性の良好な積層熱可塑性樹脂シートを皺を発生させないで製造できる製造方法及びその装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１発明は、表面が弾性材で被覆された第１の冷却ロールと、第２のロールと、これらの第１のロールと第２のロールとの間に巻装された金属製エンドレスベルトと、前記金属製エンドレスベルトを介して第１の冷却ロールと接触する第３の冷却ロールとが設けられた製造装置を使用した積層熱可塑性樹脂シートの製造方法であって、前記第１又は第３のロールの近傍にフィルム導入用のガイドロールを配置しておき、このガイドロールは、第１と第３のロールの両中心間の線と、前記熱可塑性樹脂フィルムの前記エンドレスベルト又は第３のロールへの接触点とのなす角度が45度以下となるような位置に配置され、溶融状態の熱可塑性樹脂シートを、第１と第３の冷却ロールの間に導入すると共に、熱可塑性樹脂フィルムを前記ガイドロールを介して前記金属製エンドレスベルトと第３の冷却ロールとの間に導入してこれらのシートとフィルムを積層し、前記第１と第３のロールの間の押圧力で前記弾性材を弾性変形させながら、前記第１と第３のロールとで前記積層された熱可塑性樹脂シートを面状に圧接して冷却し、引き続き、前記積層された熱可塑性樹脂シートを前記エンドレスベルトで第３の冷却ロールに対して面状に圧接して冷却することを特徴とする。
【０００６】
本発明において、金属製のエンドレスベルト及びロールは、表面粗さが0.5Ｓ以下の鏡面であることが好ましい。
前記金属製エンドレスベルトの材質としては、ステンレス、炭素鋼、チタン合金等を使用できる。エンドレスベルトの厚さは任意であるが、強度的には0.3mm 以上が好ましい。
なお、このエンドレスベルト内には、少なくとも前記第１の冷却ロールと第２のロールが含まれていればよく、張力調整用又は補助冷却用の他のロールが含まれていてもよい。
【０００７】
前記弾性材の材質としては、フッ素系ゴム、シリコーン系ゴム、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ等を使用できる。また、弾性材の厚さは、弾性変形して良好な面圧を得るため、３mm以上が好ましい。
前記溶融状態の熱可塑性樹脂シートとは、例えば押出機のＴダイより押し出された直後の熱可塑性樹脂シートのことである。
この熱可塑性樹脂シートは、基材シートとなるものであり、材質はポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ナイロン等任意である。
【０００８】
前記熱可塑性樹脂フィルムは、例えばフィルム供給ロールから繰り出された成形フィルムである。この熱可塑性樹脂フィルムは、基材シートに易滑性、酸素バリア性等の機能を付与する機能性フィルムである。例えば、易滑性フィルムであれば無延伸ポリプロピレンフィルム等、酸素バリアフィルムであればＥＶＯＨフィルムとする。
この熱可塑性樹脂フィルムは、多層構造であってもよく、例えばＥＶＯＨ層／ＰＰ層の２層構造やＰＰ層／ＥＶＯＨ層／ＰＰ層の３層構造がある。
この熱可塑性樹脂フィルムの厚さは任意であるが、10〜1000μmが好ましい。
前記第１〜第３のロールには、冷却手段を設けておいてもよい。
【０００９】
本発明において、前記熱可塑性樹脂シート又はフィルムは、厚さのみが相対的に異なるものであるため、いずれがシート又はフィルムと呼ばれるものであってもよい。
本発明では、前記弾性材の弾性変形を伴ってシートとフィルムを面状に圧接して積層するため、積層されたシート同士の接着強度が良好で、しかも積層時の収縮率を一定の小さな範囲に制御することができるようになる。
また、シートとフィルムをラミネートする際、フィルム導入用のガイドロールは、前記第１又は第３のロールの近傍に配置されているため、フィルムのエンドレスベルト又は第３のロールとの接触が少なくなり、熱可塑性樹脂フィルムの皺の発生を極力抑えることが可能になる。
【００１１】
前記熱可塑性樹脂フィルムと、前記エンドレスベルト又は第３のロールとの接触部分が多くなると、それだけ皺の発生が増えるため、これを極力抑えるには前記角度を45度以下とする。好ましくは、30度以下である。
前記エンドレスベルト又は第３のロールとしたのは、熱可塑性樹脂シートの一方の面（表面）又は他方の面（裏面）に熱可塑性樹脂フィルムがラミネートされることに対応する。
なお、本発明では、第１と第３のロールの両中心間の線と、前記熱可塑性樹脂フィルムの前記エンドレスベルト又は第３のロールへの接触点とのなす角度で規定したが、第１と第３のロールの両中心間の線に対する、熱可塑性樹脂フィルムのニップ部（第１と第３の冷却ロールの間）への導入角度で規定してもよく、この角度が90度に近い程好ましい。
【００１２】
本発明に係る積層熱可塑性樹脂シートの製造方法は、前記製造方法において、前記熱可塑性樹脂フィルムには、9.8N/m〜294.0N/mのバックテンションがかけられていることを特徴とする。
前記バックテンションは、熱可塑性樹脂フィルムの供給手段の供給速度を調整することによりかけることができる。
前記バックテンションが9.8N/m未満の場合には、皺の発生の充分な防止効果及び製造安定性の向上効果が得られなくなる。また、294.0N/mを超えると、熱可塑性樹脂フィルムが伸びてフィルムの幅が狭くなる虞れがある。
【００１３】
本発明に係る積層熱可塑性樹脂シートの製造方法は、前記いずれかの製造方法において、前記熱可塑性樹脂フィルムを、前記溶融状態の熱可塑性樹脂シートの一方と他方の面側に前記フィルム導入用のガイドロールを介してそれぞれ積層することを特徴とする。
即ち、本発明によれば、前記熱可塑性樹脂シートを中間層として、上層と下層にそれぞれ熱可塑性樹脂フィルムが積層された、少なくとも３層構造の積層熱可塑性樹脂シートが得られることになる。
【００１４】
本発明の第２発明は、表面が弾性材で被覆された第１の冷却ロールと、第２のロールと、これらの第１のロールと第２のロールとの間に巻装された金属製エンドレスベルトと、前記金属製エンドレスベルトを介して第１の冷却ロールと接触する第３の冷却ロールと、溶融状態の熱可塑性樹脂シートを、第１と第３の冷却ロールの間に導入するように配置された溶融樹脂供給手段と、熱可塑性樹脂フィルムを前記エンドレスベルトと第３の冷却ロールとの間に導入するように前記第１又は第３のロールの近傍に配置されたフィルム導入用のガイドロールとが設けられ、このガイドロールは、第１と第３のロールの両中心間の線と、前記熱可塑性樹脂フィルムの前記エンドレスベルト又は第３のロールへの接触点とのなす角度が45度以下となるような位置に配置されていることを特徴とする。
本発明は、第１発明を実施するための装置である。
【００１６】
本発明に係る積層熱可塑性樹脂シートの製造装置は、前記製造装置において、前記フィルム導入用のガイドロールは、前記溶融状態の熱可塑性樹脂シートの一方と他方の面側にそれぞれ設けられていることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
〔第１実施形態〕
先ず、図１を参照して本実施形態に係る２層構造の積層熱可塑性樹脂シート31の製造方法において使用する製造装置の構成を説明する。
この製造装置は、熱可塑性樹脂シート11を供給する押出機のＴダイ12と、第１と第２のロール12,13の間に巻装された金属製エンドレスベルト15と、金属製エンドレスベルト15を介して第１のロール13と接触する第３のロール16と、成形された熱可塑性樹脂フィルム22を供給するフィルム供給ロール23とを備えて構成されている。また、前記エンドレスベルト15内には、張力調整用及び補助冷却用の第４のロール21が設けられている。
【００１８】
前記第１のロール13は、その外周面にフッ素ゴム等の弾性材18が被覆されている。この弾性材18は、その硬度（JIS K6301 A型に準拠）が95度以下、厚さが３
mm以上のものである。
前記金属製エンドレスベルト15は、ステンレス等よりなり、表面粗さが0.5Ｓ以下の鏡面を有している。
第１と第２のロール13,14の少なくとも一方は、その回転軸19が回転駆動手段（図示せず）と連結されている。
【００１９】
前記第３のロール16は、金属製のロールであり、その表面粗さが0.5Ｓ以下の鏡面を有している。
この第３のロール16は、その周面の一部に金属製エンドレスベルト15が抱き込まれるような位置に配置されている。即ち、金属製エンドレスベルト15は、第３のロール16の外周面の一部に巻き付くようにして蛇行している。
【００２０】
そして、熱可塑性樹脂フィルム導入用の第１と第２のガイドロール24,25が、フィルム供給ロール23とニップ部（第１と第３の冷却ロール13,16の間）26との間に設けられている。
第１のガイドロール24は、第１のロール13の近傍に配置されている。この第１のガイドロール24とニップ部26との距離は、皺の発生を防止するうえで、500mm以下が好ましい。このガイドロール23は、若干の湾曲を有していて、フィルムの皺の除去が可能なエキスパンダーロールである。
【００２１】
具体的には、第１のガイドロール24は、第１と第３のロール13,16の両中心間の線27と、熱可塑性樹脂フィルム22のエンドレスベルト15への接触点とのなす角度αが45度以下となるような位置に配置されている。
また、前記熱可塑性樹脂フィルム22には、フィルム供給ロール23の回転を制御することにより、9.8N/m〜294.0N/mのバックテンションがかけられる。
前記第２のガイドロール25は、フィルム供給ロール23側の適当な位置に設けられている。
前記各ロール13,14,16,21には、表面の温度調整を可能とする水冷式等の温度調整手段（図示せず）が設けられている。
【００２２】
次に、上記製造装置を使用した本実施形態の製造方法を説明する。
押出機のＴダイ12より押し出された溶融状態の熱可塑性樹脂シート11を第１と第３のロール13,16の間のニップ部26に導入すると共に、フィルム供給ロール23から繰り出された熱可塑性樹脂フィルム22を、第１のガイドロール24を介してニップ部26に導入してシート11とフィルム22を積層し、同時に冷却する。
この際、弾性材18が第１と第３のロール13,16間の押圧力で圧縮されるようにして弾性変形し、弾性材18が弾性変形している両ロール13,16の中心からの角度θ1部分においてシート11とフィルム22は、両ロール13,16による面状圧接状態となっている。
【００２３】
引き続き、積層熱可塑性樹脂シート31をエンドレスベルト15で第３のロール16に対して圧接すると共に冷却する。エンドレスベルト15でこのロール16側に押圧された積層熱可塑性樹脂シート31は、ロール16の中心からの角度θ2でロール16に抱き込まれ、積層熱可塑性樹脂シート31は、この抱き角度θ2部分においてエンドレスベルト15と第３のロール16により面状に圧接されている。
次に、積層熱可塑性樹脂シート31をエンドレスベルト15から剥離し、ガイドロール17を介して巻取りロール（図示せず）に引き取る。
なお、第２のロール14の近傍にガイドロール17を設けておき、エンドレスベルト15に密着した積層熱可塑性樹脂シート31をエンドレスベルト15の回動と共に第２のロール14に移動させ、この第２のロール14で更に冷却するようにしてもよい。
【００２４】
本実施形態によれば、第１と第３のロール13,16の角度θ1部分において、弾性材18を弾性変形させながらロール13,16とエンドレスベルト15によりシート11とフィルム22を積層すると同時に、シート11とフィルム22を面状圧接して冷却するため、積層熱可塑性樹脂シート31の接着強度が良好となる。
そして、シート11とフィルム22を積層する際、フィルム導入用の第１のガイドロール24を介して熱可塑性樹脂フィルム22をニップ部26に導入するため、熱可塑性樹脂フィルム22のエンドレスベルト15との接触部分が小さくなり、熱可塑性樹脂フィルム22の皺の発生を抑えることができ、これにより皺のない積層熱可塑性樹脂シート31が得られる。
【００２５】
〔第２実施形態〕
第１実施形態では、熱可塑性樹脂シート11の片面側に熱可塑性樹脂フィルム22が積層されるようにしたが、図１の２点鎖線で示すように、本実施形態においては、前記熱可塑性樹脂シート11の裏側にも他の熱可塑性樹脂フィルム22を供給するフィルム供給ロール23と、この熱可塑性樹脂フィルム導入用の第１と第２のガイドロール24,25を設けておき、熱可塑性樹脂シート11の両面側に熱可塑性樹脂フィルム22が積層されるようにしたものである。
この場合においても、他の熱可塑性樹脂フィルム導入用の第１のガイドロール24は、第１と第３のロール13,16の両中心間の線27と、熱可塑性樹脂フィルム22の第３のロール16への接触点とのなす角度αが45度以下となるような位置に配置されている。
【００２６】
【実施例】
〔実施例１〕
上記第１実施形態において、製造装置及び製造方法の具体的条件を下記の通りとして積層熱可塑性樹脂シートを製造した。
第１〜第４のロールの直径…400mm。
第１のロールの弾性材…シリコーンゴム、厚さ：10mm、硬度：40度。
第１のロールの表面温度…20℃。
第２のロールの表面温度…20℃。
第３のロールの表面温度…20℃。
角度α…………10度。
金属製エンドレスベルト…厚さ：0.8mm 、速度：25m/min。
【００２７】
熱可塑性樹脂シート…ポリプロピレンシート〔出光石油化学株式会社製出光ポリプロF-205S〕。
熱可塑性樹脂フィルム…ポリプロピレン（30μm）/ＥＶＯＨ（30μm）/ポリプロピレン（30μm）の３層構造。
熱可塑性樹脂フィルムの張力…50.0N/m。
積層熱可塑性樹脂シート…厚さ：0.3mm 、幅：1200mm。
【００２８】
〔実施例２〕
実施例１において、角度αと熱可塑性樹脂フィルムの張力のみを変えた。
角度α…………20度。
熱可塑性樹脂フィルムの張力…30.0N/m。
【００２９】
〔実施例３〕
実施例１において、角度αと熱可塑性樹脂フィルムの張力のみを変えた。
角度α…………30度。
熱可塑性樹脂フィルムの張力…50N/m。
【００３０】
〔実施例４〕
実施例１において、角度αと熱可塑性樹脂フィルムの張力のみを変えた。
角度α…………40度。
熱可塑性樹脂フィルムの張力…50N/m。
【００３１】
〔比較例１〜３〕
比較例１では、実施例１に係る装置において、フィルム導入用の第１のガイドロールを設けないものとし、角度αは60度である。
比較例２では、実施例１において、熱可塑性樹脂フィルムの張力のみを400.0N/mに変えた。
比較例３では、実施例１と同じ積層熱可塑性樹脂シートを共押出し法で製造した。使用した接着剤は、アドマーＱＢ550（商品名）である。
【００３２】
〔特性の評価〕
上記実施例及び比較例で得られた積層熱可塑性樹脂シートについて、ヘイズと光沢を測定し、皺の発生の有無を調べた。それらの結果を表１に示す。
前記ヘイズと光沢は、JIS  K  7105に準じて測定した。
【００３３】
【表１】
0003683688.tif 000002
【００３４】
表１より、実施例１〜４によれば、熱可塑性樹脂シート11と熱可塑性樹脂フィルム22とをラミネートする際、フィルム導入用の第１のガイドロール24を介して熱可塑性樹脂フィルム22をニップ部26に導入するようにしたため、ヘイズと光沢について良好な積層熱可塑性樹脂シート31が得られた。
また、得られた積層熱可塑性樹脂シート31に皺の発生は見られなかった。
【００３５】
一方、比較例１によれば、フィルム導入用の第１のガイドロールが設けられていないため、熱可塑性樹脂フィルムのエンドレスベルト15に接触した部分が多く、積層熱可塑性樹脂シートに皺が発生した。
比較例２によれば、フィルム導入用の第１のガイドロールを設けたが、バックテンションが大きすぎたため、熱可塑性樹脂フィルムが延伸して幅の制御が困難になった。
比較例３によれば、共押出し法で積層熱可塑性樹脂シートを製造したため、得られた積層熱可塑性樹脂シートは、ヘイズが高く透明性に劣っていた。
【００３６】
【発明の効果】
本発明に係る積層熱可塑性樹脂シートの製造方法及び装置によれば、透明性の良好な積層熱可塑性樹脂シートを皺を発生させないで製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る積層熱可塑性樹脂シートの製造方法で使用する製造装置の概略図である。
【符号の説明】
11  熱可塑性樹脂シート
13  第１のロール
14  第２のロール
15  金属製エンドレスベルト
16  第３のロール
18  弾性材
21  第４のロール
22  熱可塑性樹脂フィルム
24  フィルム導入用の第１のガイドロール
26  ニップ部
27  第１と第３のロールの両中心間の線
31  積層熱可塑性樹脂シート
【図１】
0003683688.tif 000003