(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
押出し機を用いてＴダイから流下させた溶融樹脂を、回転する冷却ロール上で固化させることにより製膜された樹脂フィルムを、所定温度に加熱された金属板にラミネートロールを用いて圧着することにより、前記金属板に連続的にラミネートする樹脂フィルムラミネート金属板の製造方法であって、
樹脂フィルムの品質が目的とする品質範囲外にある間、該樹脂フィルムを樹脂フィルム破砕装置で破砕し、樹脂フィルムの品質が目的とする品質範囲内に入った後に該樹脂フィルムのラミネートを開始することを特徴とする樹脂フィルムラミネート金属板の製造方法。
【請求項２】
前記樹脂フィルムを前記金属板の両面にラミネートすることを特徴とする請求項１記載の樹脂フィルムラミネート金属板の製造方法。
【請求項３】
前記樹脂フィルムを前記金属板の一方の面のみにラミネートし、他方の面には巻戻しロールから巻戻された既製樹脂フィルムをラミネートロールを用いて圧着してラミネートすることによって、前記金属板の両面に樹脂フィルムをラミネートすることを特徴とする請求項１記載の樹脂フィルムラミネート金属板の製造方法。
【請求項４】
金属板を連続的に巻戻す金属板巻戻し装置と、
前記金属板を所定温度に加熱する加熱装置と、
溶融樹脂をＴダイから流下させる押出し機と、
流下させた溶融樹脂を固化させて樹脂フィルムを製膜する冷却ロールと、
樹脂フィルムの品質が目的とする品質範囲外にある間、該樹脂フィルムを破砕する破砕装置と、
樹脂フィルムの品質が目的とする品質範囲内に入った後に、該樹脂フィルムを加熱された金属板に圧着するラミネートロールと、
前記金属板に樹脂フィルムが圧着された樹脂フィルムラミネート金属板を連続的に巻取る装置と
を具備することを特徴とする樹脂フィルムラミネート金属板の製造装置。
【請求項５】
前記押出し機と、Ｔダイと、フィルム製膜用の冷却ロールと、樹脂フィルム破砕装置とを、前記金属板の両面へのラミネート用に１対づつ具備することを特徴とする請求項４に記載の樹脂フィルムラミネート金属板の製造装置。
【請求項６】
前記押出し機と、Ｔダイと、フィルム製膜用の冷却ロールと、樹脂フィルム破砕装置とを、前記金属板の一方の面へのラミネート用に具備し、既製の樹脂フィルムを巻き戻すための既製樹脂フィルム巻戻し装置を前記金属板の他方の面へのラミネート用にさらに具備することを特徴とする請求項４に記載の樹脂フィルムラミネート金属板の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｔダイから流下させた溶融樹脂から製膜される押出し樹脂フィルムを巻き取ること無く金属板に連続的にラミネートする樹脂フィルムラミネート金属板の製造方法および製造装置において、金属板が無駄にされることが無く、またラミネートされない樹脂が装置内に蓄積されること無く処理される、生産効率と経済性とに優れた樹脂フィルムラミネート金属板の製造方法および製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｔダイから流下させた溶融樹脂を直接金属板に被覆する直接ラミネート技術は、樹脂フィルムの製造コストを省略できるため、樹脂被覆の低コスト化に有効である。
このような樹脂被覆金属板の製造方法として、特開平２−２４１７３７号公報には、溶融した熱可塑性樹脂を予熱した金属板にＴダイより流下し、ニップロールで圧接して樹脂被覆金属板を得る方法が提示されている。また特開平６−３０５０２４号公報には、被覆前の樹脂フィルムを二軸延伸することにより、フィルム幅方向の膜厚変動を防止する方法が提示されている。しかしこの方法では、二軸延伸設備に多大の費用を要すること、また製膜開始からフィルム膜厚が安定するまで時間を要するにも拘らず、その間も金属板にラミネートを行なうため、金属板の損失が大きいという問題点があった。
【０００３】
これらの方法に対し、特開平１０−３０９７７５号公報には、Ｔダイから流下させた溶融樹脂をフィルム形成冷却ロールに通過させることによって樹脂フィルムを製膜し、固化した樹脂フィルムの厚みが、目的とする膜厚範囲内であることを確認するまで該固化樹脂フィルムを樹脂フィルム巻取り装置に巻き取り、該固化樹脂フィルムの厚みが目的とする膜厚範囲内であることを確認後、金属板巻戻しリールから金属板を連続的に巻戻して、加熱された金属板の表面に該固化樹脂フィルムをラミネートロールにより圧着し、連続的にラミネートする方法が提示されている。
【０００４】
この方法では、フィルム膜厚が安定してから金属板へのラミネートを開始するため金属板を無駄に消費することが無く、またラミネートされずに巻き取られた樹脂フィルムもリサイクルされる。しかし樹脂フィルムのリサイクルに手間がかかるため、リサイクル効率が低いという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、金属板および樹脂の無駄が生じず、生産効率的に優れ、また樹脂フィルムのリサイクル効率が高い、経済的に優位な樹脂フィルムラミネート金属板の製造方法および装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、押出し機を用いてＴダイから流下させた溶融樹脂を、回転する冷却ロール上で固化させることにより製膜された樹脂フィルムを巻き取ること無く、所定温度に加熱された金属板にラミネートロールを用いて圧着することにより、前記金属板に連続的にラミネートする樹脂フィルムラミネート金属板の製造方法であって、樹脂フィルムの品質が目的とする品質範囲外にある間、該樹脂フィルムを樹脂フィルム破砕装置で破砕し、樹脂フィルムの品質が目的とする品質範囲内に入った後に該樹脂フィルムのラミネートを開始することを特徴とする樹脂フィルムラミネート金属の製造方法が提供される。
【０００７】
本発明においては、製膜された樹脂フィルムを金属板の一方の面のみにラミネートしても良いし、前記樹脂フィルム製膜装置および樹脂フィルム破砕装置を金属板の両側に設けて、金属板の両面に樹脂フィルムをラミネートしても良い。その際、両面にラミネートする樹脂フィルムの樹脂組成または被膜構成はそれぞれ異なっていても良いし同じでも良いし、要求特性に応じて決定できる。
【０００８】
すなわち本製造方法においては、押出し機とＴダイと冷却ロールとを用いた樹脂フィルムの製膜を金属板の両側にて行ない、各々の樹脂フィルムを金属板の両面にラミネートして、両面樹脂被覆の樹脂フィルムラミネート金属板を得る。
【０００９】
また本発明においては、金属板を介して設置された一対のラミネートロールを用いて、金属板の一方の面に、前記Ｔダイより流下させた溶融樹脂から冷却ロールを用いて製膜した樹脂フィルムを圧着するとともに、同時に、金属板の他方の面に、既製樹脂フィルム巻戻しロールから巻戻した既製の樹脂フィルムを圧着してラミネートすることによって、金属板の両面に樹脂フィルムをラミネートしても良い。
【００１０】
すなわち本製造方法においては、両面樹脂被覆の樹脂フィルムラミネート金属板における片面の樹脂被覆は押出し機とＴダイと冷却ロールを用いて製膜した樹脂フィルムにより行ない、他面の樹脂被覆は既製の樹脂フィルムにより行なう。
【００１１】
なおラミネートロールは通常、前述した様に金属板の両側に配置された一対として使用され、金属板の両面へのラミネートはこの１対のラミネートロールを用いて行なわれる。しかし金属板の片面づつ別々にラミネートする場合には、前記一対のラミネートロールを２組以上用いても良い。
【００１２】
また本発明によって、金属板を連続的に巻戻す金属板巻戻し装置と、前記金属板を加熱する加熱装置と、溶融樹脂をＴダイから流下させる押出し機と、流下させた溶融樹脂を固化させて樹脂フィルムを製膜する冷却ロールと、樹脂フィルムの品質が目的とする品質範囲外にある間、該樹脂フィルムを破砕する樹脂フィルム破砕装置と、樹脂フィルムの品質が目的とする品質範囲内に入った後に、該樹脂フィルムを所定温度に加熱された金属板に圧着するラミネートロールと、前記金属板に樹脂フィルムが圧着された樹脂フィルムラミネート金属板を連続的に巻取る装置とを具備することを特徴とする樹脂フィルムラミネート金属板の製造装置が提供される。
【００１３】
また金属板の両面に、押出しされた溶融樹脂から製膜された樹脂フィルムを巻き取ること無くラミネートするためには、押出し機と、Ｔダイと、フィルム製膜用冷却ロールと、樹脂フィルム破砕装置とをそれぞれ、前記金属板の両側に設置する必要がある。なお金属板を介するように設置される一対のラミネートロールについては、金属板の両面へのラミネート用として２組設置しても良いし、１組だけ設置して金属板の両面に固化樹脂フィルムを同時にラミネートしても良い。
【００１４】
また金属板の一方の面に、Ｔダイから流下させた溶融樹脂から製膜した樹脂フィルムをラミネートし、他方の面に、既製の樹脂フィルムをラミネートすることを同一工程で行なうためには、金属板の一方の側に、前記押出し機と、Ｔダイと、フィルム製膜用冷却ロールと、樹脂フィルム破砕装置とを設置し、他方の側には、既製の樹脂フィルムを巻き戻すための既製樹脂フィルム巻戻し装置を少なくとも設置することが必要である。なお金属板を介するように設置される一対のラミネートロールについては、前述と同様に、金属板の両面へのラミネート用として２組設置しても良いし、１組だけ設置して金属板の両面に固化樹脂フィルムを同時にラミネートして良い。
【００１５】
なお上述した既製樹脂フィルム巻戻し装置は、単にフィルムを巻戻す機能だけでなく、金属板にラミネートする際のフィルムテンションコントロール機能を有していることが好ましい。
【００１６】
さらに、前述した装置の他に、樹脂フィルム破砕装置に挿入されているフィルムを切断するためのフィルム切断装置を、ラミネートロールの後に設置することにより、樹脂フィルムを破砕する工程から金属板にラミネートする工程への移行がよりスムーズとなる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の製造方法においては、押出し機とＴダイと冷却ロールとを用いて製膜した樹脂フィルムの品質が安定するまで、この樹脂フィルムをフィルム破砕装置に通して微細に破砕する。フィルム破砕装置の例としては、たとえばホーライ製ＢＯ破砕機が挙げられる。また樹脂フィルムを破砕して微細化するサイズは、たとえば３〜８ｍｍ角程度であり、さらに全体の嵩を減少させるには５ｍｍ角以下が好ましい。破砕された樹脂フィルムは、必要に応じて加熱することにより溶融凝集させてペレット化する。樹脂フィルムの品質が安定した後、樹脂フィルムを金属板に圧着してラミネートを開始する。
【００１８】
このように本発明では、品質の安定した樹脂フィルムラミネート金属板が、金属板および樹脂を無駄にすることなく得られるため、生産効率および経済性に優れている。また本発明では、目的とする品質範囲外にある樹脂フィルムを、巻き取らずに破砕して微細化している。最も手間をかけずにリサイクルされる樹脂形態は、巻き取られたフィルムの形ではなく微細なペレットの形であるため、本発明においては、樹脂フィルムのリサイクル効率が向上する。
【００１９】
なおここで言う「フィルムの品質が目的とする品質範囲内に入る」とは、単に膜厚が目的とする膜厚範囲にあるかどうかというだけでは無く、膜厚分布に大きな偏りが無いかどうか、フィルム中の欠陥量、色調、光沢等のフィルム外観、機械的強度や熱的性質等の物性が目的とする範囲に入っているかどうかということも含む。
【００２０】
これらの品質について、いくつかの品質パラメータに対するスペックを目的に応じてあらかじめ決めておく。そして、製膜したフィルムの品質が目的とする品質スペック範囲に入ってから、必要に応じて樹脂フィルム両側端部をスリットしてトリミングした後、金属板巻戻し装置から連続的に巻戻され所定温度に加熱された金属板に、ラミネートロールにより該樹脂フィルムを圧着し連続的にラミネートして、樹脂フィルムラミネート金属板を得る。なおフィルムのトリミングは、樹脂破断を避けるために、樹脂フィルムの温度がガラス転移温度より下がる前に行なうことが好ましい。
【００２１】
図１および２は、本発明の樹脂フィルムラミネート金属板の製造装置の一例を示す概略図である。図１は樹脂フィルムのラミネート前の装置、図２はラミネート時の装置を示す。
押出し機１によってＴダイ２から流下した溶融樹脂３は、回転する冷却ロール４上で固化して樹脂フィルム５を形成する。形成された樹脂フィルム５は、必要に応じてトリミング用スリッター６を通り、互いに向かい合う一対のフィルムラミネートロール７を通った後、互いに向かい合う一対のフィルム引取りロール８によって、樹脂フィルム破砕装置９へ挿入される。トリミング用スリッター６によってスリットされたフィルム側端部１０も、樹脂フィルム破砕装置９へ導かれる。また金属板巻戻し装置２１から巻き戻される金属板２２は、加熱装置２３で所定の温度に加熱された後、ラミネートロール７の間に移送される。
【００２２】
図１および２に示すように、樹脂フィルム５を破砕する工程から金属板２２にラミネートする工程への移行は、以下のようにして達成される。
まず図１に示すように、樹脂フィルム５を金属板２２へラミネートしないときは、フィルム引取りロール８により、樹脂フィルム５を破砕装置９に導いて破砕し微細化する。次に図２に示すように、樹脂フィルム５を金属板２２へラミネートするときには、金属板２２を所定速度で動かし、同時にラミネートロール７を金属板２２の方へ動かして、樹脂フィルム５を金属板２２に押し付けて圧着させる。金属板２２が加熱装置２３によって加熱されているため、樹脂フィルム５は金属板２２に強固に圧着される。
【００２３】
金属板２２は樹脂融点に対し、樹脂融点−７０℃〜融点＋３０℃の温度に加熱されることにより、樹脂フィルム５が溶融圧着される。加熱温度が樹脂融点−７０℃を下回ると樹脂が溶融しないため金属板２２に融着せず、融点＋３０℃を上回ると金属板２２と接触した樹脂が熱分解するため、好ましくない。
【００２４】
また、加熱された金属板２２の温度と同様にラミネートロール７の温度もラミネート性や樹脂被覆金属板の特性に大きく影響する。従って、ラミネートロール表面温度の調整機能を有するロール（図示せず）を、該ラミネートロール７に接触させ、ラミネートロール７の回転に同調して回転させることによって、ラミネートロール７の表面温度を調整することが好ましい。
【００２５】
また、金属板２２に樹脂フィルム５が連続的にラミネートされた樹脂フィルムラミネート金属板２４を冷却する冷却装置２５、および冷却された樹脂フィルムラミネート金属板２４を巻き取るための樹脂被膜金属板巻取り装置２６が設けられていることが好ましい。また金属板巻戻し装置２１、樹脂フィルムラミネート金属板巻取り装置２６、冷却ロール４、ラミネートロール７、フィルム引取りロール８は、完全に同調している必要がある。また状況によっては、樹脂フィルムラミネート金属板２４は冷却前にロールタッチすると表面外観を損なうことがあるため、樹脂フィルムラミネート金属板２４の冷却は必要に応じて、ロールタッチ前に設置される冷却装置（図示せず）を併用して行なうか、またはこのような冷却装置だけで行なっても良い。さらに溶融樹脂冷却ロール４の数を増やしたり、冷却ロール４に溶融樹脂３を押し付けてＴダイ２と冷却ロール４との間のエアーギャップを狭めるための装置、たとえばバキューム装置またはエアーチャンバー装置１１、静電ピンニング装置、ニップロール等を設置しても良い。またフィルムの静電除去装置やコロナ放電処理装置等を設置しても良い。さらにフィルムや金属板のパスラインロールについても、必要に応じて設置する。
【００２６】
なお、本発明に用いられる樹脂の種類は、押出し製膜できて金属板に熱融着可能であれば特に制限されるものでなく、要求特性に応じて選択される。例えば、低密度ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等のポリオレフィン系樹脂、マレイン酸変性ポリプロピレン等の変性ポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂あるいはポリエチレンテレフタレート／イソフタレート共重合樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂あるいはポリエチレンテレフタレート／イソフタレート共重合樹脂とポリ４メチル−１ペンテン樹脂やアイオノマー樹脂等の変性ポリオレフィン系樹脂とのブレンド樹脂、前記樹脂にさらにポリブチレンテレフタレート樹脂をブレンドした樹脂、さらにそれらのブレンド体、押し出し機二台とマルチマニホールドダイスまたはコートハンガーダイ等のダイスを用いて、前記樹脂を組合せた二層被膜構成の複層樹脂、押し出し機三台とマルチマニホールドダイまたはコートハンガーダイ等のダイを用いて、前記樹脂を組合せた三層被膜構成の複層樹脂等が挙げられる。
【００２７】
また樹脂被膜には、単層あるいは複層の各々の層に、必要に応じて、顔料、安定剤、防錆剤、酸化防止剤等の添加剤が含入されていても良い。
【００２８】
一方、金属板についても特に限定されるものではないが、本発明に使用する金属板の例としては、表面アルマイト処理、脱脂酸洗等の表面清浄化処理、表面エッチング処理、表面浸漬クロム酸処理や電解クロム酸処理を行なったアルミニウム板、あるいは無処理、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｚｎ等のめっき処理を行なった後に浸漬クロム酸処理や電解クロム酸処理を行った鋼板等が挙げられる。
【００２９】
【実施例】
図１および２に示す装置により、ＩＶ＝０．６５のホモＰＥＴ樹脂を用いた両面樹脂フィルムラミネート金属板を製造した。その結果、従来の方法に比べて、生産効率とリサイクル効率が大きく向上した。従来方法の、固化した樹脂フィルムの厚みが目的とする膜厚範囲内であることを確認するまで該固化樹脂フィルムを樹脂巻取り装置に巻き取る方法では、巻き取られたフィルムを溶融してリサイクルする時にそのままでは溶融しにくいため再度巻き戻して破砕する必要があった。また、製鉄所内の高炉原料にする場合も燃焼効率に劣るため、破砕する必要があった。
【００３０】
一方、本発明の方法では、破砕された樹脂フィルムを、一部は製鉄所内のリサイクルＰＥＴ工場でそのまま使用でき、一部は製鉄所内の高炉原料にそのまま使用できたため、従来破砕工程に必要であった作業が不要になり、全体の作業量を１５％低減できた。また従来巻き戻さずに処理していた場合に比べ、処理に必要なエネルギーは７％削減できた。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の樹脂フィルムラミネート金属板の製造方法および装置においては、生産効率およびリサイクル効率が従来の方法に比べて７〜１５％向上し、それに伴い経済性も大きく向上することが確認された。樹脂フィルムラミネート金属板の製造における本発明の適用効果は非常に大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る樹脂フィルムラミネート金属板の製造装置（ラミネート前）の一例を示す概略図。
【図２】本発明に係る樹脂フィルムラミネート金属板の製造装置（ラミネート時）の一例を示す概略図。
【符号の説明】
１…押出し機
２…Ｔダイ
３…溶融樹脂
４…溶融樹脂冷却ロール
５…樹脂フィルム
６…トリミング用スリッター
７…フィルムラミネートロール
８…フィルム引取りロール
９…樹脂フィルム破砕装置
１０…フィルム側端部
１１…バキュームまたはエアーチャンバー装置
２１…金属板巻戻し装置
２２…金属板
２３…加熱装置
２４…樹脂フィルムラミネート金属板
２５…冷却装置
２６…樹脂フィルムラミネート金属板巻取り装置
【図１】
0003891031.tif 000002
【図２】
0003891031.tif 000003