JP2855439B2 - 熱溶融接着用複合シートの製造方法 - Google Patents

熱溶融接着用複合シートの製造方法

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JP2855439B2 JP1074003A JP7400389A JP2855439B2 JP 2855439 B2 JP2855439 B2 JP 2855439B2 JP 1074003 A JP1074003 A JP 1074003A JP 7400389 A JP7400389 A JP 7400389A JP 2855439 B2 JP2855439 B2 JP 2855439B2
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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は金属シートの両面に熱溶融接着性樹脂を積層
した熱溶融接着用複合シートに関し、特に、金属と金属
或は金属とポリオレフィン樹脂或はポリオレフィン樹脂
同志等との貼り合せに適した熱溶融接着用複合シートに
関するものである。
[従来の技術] 従来、同種又は異種の金属(M)、ポリオレフィン
(A)を用いて、金属/ポリオレフィン/金属/ポリオ
レフィン/金属よりなる、M1/A1/M2/A2/M3の構成の複合
シートを得るには、各金属のシート及び各融着性ポリオ
レフィンのシートをそれぞれ別々に繰り出し、少なくと
も一本が加熱ロールである少なくとも一対のニップロー
ル間を圧着通過させることにより熱ラミネートする方法
か、或は、前もってそれぞれの金属シートにそれぞれの
ポリオレフィンをラミネートしたM1/A1及びA2/M3を金属
シートM2の両面に再度ラミネートするという方法が採ら
れていた。
[発明が解決しようとする課題] 前述のような構成を有する複合シートを、上記従来の
方法のうち前者の方法で製造する場合、各金属及び各ポ
リオレフィンのシートの繰り出しに当たってそれぞれの
繰り出し張力を別個に制御しなければならず、どれか一
つの層にシワが発生すると複合シート全体にシワが発生
してしまい、製品の歩留まりを低下させ、安定した複合
シートの製造が困難であるという問題があった。
また、前述の後者の方法で複合シートを製造する場
合、中間層金属シートM2の両面に熱融着するそれぞれの
金属ラミネートM1/A1及びM3/A2の金属側から加熱するた
め、中間金属シートとの界面A1/M2/A2の熱融着を十分に
してその接着強度を良好にしようとすると、M1/A1及びA
2/M3のそれぞれの界面が過剰に加熱されて、その界面の
接着強度が低下してしまうという問題があった。逆にM1
/A1とA2/M3の界面の接着強度を良好に保つ適正な加熱で
は、A1/M2/A2の界面の加熱が不十分となり、その接着強
度が低下するという問題があった。
さらに、これらの方法は、製造設備に多額の投資を必
要とする問題があり、複合シートが大量に使用される場
合には前述の方法もコスト的に可能であるが、シワの問
題が残り、複合シートが少量しか使用されない場合に
は、コスト的に非常に高くなると共に、シワの問題も残
るという問題があった。
[課題を解決するための手段] 本発明者等は従来のかかる問題点を解決すべく鋭意検
討の結果、金属シートの両面に不飽和カルボン酸または
その無水物で変性した変性ポリオレフィンシートを積層
した、長手方向に連続した熱溶融接着用複合シートを使
用して熱融着することにより、接着強度が良好で、シワ
等の発生がなく、低コストでM1/A1/M2/A2/M3の複合シー
トが得られることを見出し、本発明を完成したものであ
る。
すなわち、本発明は、厚さ5〜500μmの金属シート
の両面の最外層に、厚さ5〜500μmの不飽和カルボン
酸またはその無水物で変性した変性ポリオレフィンシー
トを積層してなる長手方向に連続した熱溶融接着用複合
シートを製造する方法であって、金属シートの両側に変
性ポリオレフィンシートを配置し、両変性ポリオレフィ
ンシートの外側に変性ポリオレフィンシートとは接着し
ない非接着性シートを重ね合わせ、変性ポリオレフィン
の融点以上の温度で加熱ニップロール間を圧着通過しめ
ることにより連続的に熱ラミネートし、変性ポリオレフ
ィンが冷却固化した後に両側の非接着性シートを剥すこ
とを特徴とする熱溶融接着用複合シートの製造方法を提
供するものである。
(a)変性ポリオレフィンシート 本発明で用いる不飽和カルボン酸又はその無水物で変
性したポリオレフィンの製造は、通常これらの化合物を
ポリオレフィンとグラフト反応に付すことにより行なわ
れる。
被変性ポリオレフィン このような変性ポリオレフィンの製造に用いられるポ
リオレフィンとしては、エチレン単独重合体、主成分の
エチレンとエチレン以外のα−オレフィンや酢酸ビニ
ル、(メタ)アクリル酸及びそのエステル等との共重合
体、プロピレン単独重合体、主成分のプロピレンとプロ
ピレン以外のα−オレフィン(エチレンを含む)との共
重合体等が挙げられる。
変性剤 また、これらのポリオレフィンと共にグラフト反応に
付す不飽和カルボン酸又はその無水物としては、アクリ
ル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、シ
トラコン酸、無水シトラコン酸、イタコン酸、無水イタ
コン酸等が挙げられる。中でもアクリル酸、無水マレイ
ン酸が好ましく、特に無水マレイン酸が最も好ましい。
変性方法 上記した原料ポリオレフィンとグラフト反応を生起さ
せる方法としてはスラリー法であってもよいが、経済的
には溶液法又は溶融混練法であることが好ましい。
溶融混練法による場合には、常法に従い原料ポリオレ
フィンの粉末又はペレットに不飽和カルボン酸又はその
無水物及び必要により有機過酸化物、アゾビス化合物の
ようなラジカル反応開始剤を所定の配合比でヘンシェル
ミキサー等でドライブレンドするか、もしくは有機溶剤
に不飽和カルボン酸又はその無水物及び必要により開始
剤を溶解し、ポリオレフィンの粉末又はペレットに噴霧
し、ヘンシェルミキサー等でブレンドする。この配合し
たポリオレフィンの粉末もしくはペレットを系内を窒素
ガス置換された混練機、例えばバンバリーミキサー、ダ
ブルスクリューミキサー等に投入し、温度120〜300℃
で、0.1〜30分溶融混練することにより上記した変性ポ
リオレフィンが得られる。
ここで、開始剤の量はポリオレフィンに対し0.1重量
%以下、好ましくは0.001〜0.05重量%の範囲である。
上記開始剤として使用される有機過酸化物としては、ベ
ンゾイルペルオキシド、アセチルペルオキシド、ジ−t
−ブチルペルオキシド、t−ブチルペルオキシラウレー
ト、ジクミルペルオキシド、α,α′−ビス−t−ブチ
ルペルオキシ−p−ジイソプロピルベンゼン、2,5−ジ
メチル−2,5−ジ−t−ブチルペルオキシヘキサン、2,5
−ジ−t−ブチルペルオキシヘキシル、t−ブチルペル
オキシベンゾエート、n−ブチル−4,4−ビス−t−ブ
チルペルオキシバレート、オクタノイルペルオキシド、
p−メンタンヒドロペルオキシド等を挙げることがで
き、またアゾビス化合物としては、アゾビスイソブチロ
ニトリル、2,2′−アゾビス(2,4,4−トリスメチルバレ
ロニトリル)、2,2′−アゾビス(2−シクロプロピル
プロピオニトリル)等が挙げられる。
本発明でいう変性ポリオレフィン樹脂とは,上記のよ
うにして得た変性ポリオレフィンの単体若しくは二種以
上のブレンド物又は上記に示すポリオレフィン樹脂と上
記のようにして得た変性ポリオレフィン樹脂とのブレン
ド物を言う。
このようにして得られた変性ポリオレフィンに含有さ
れている不飽和カルボオン酸又はその無水物の量は0.01
〜3重量%好ましくは0.02〜2重量%、特に好ましくは
0.05〜1重量%の範囲である。0.01重量%未満では十分
な接着強度は得られず、また、3重量%超過でもゲルの
発生等でこれも十分な接着強度が得られない。
シート成形 この変性ポリオレインは常法により厚さ5〜500μ
m、好ましくは10〜200μmのシートに成形される。シ
ート厚が5μm未満ではシワが発生し易くなると共に、
接着強度も不安定になり、500μm超過ではシート成形
自体は容易であるが、均一加熱の点から接着が不安定に
なる。
(b)金属シート 本発明で用いる金属シートの金属としては、アルミニ
ウム、鋼鉄、ステンレス、ブリキ、銅、黄銅、ニッケル
等である。特にアルミニウム、鋼鉄、ステンレス、ブリ
キが好ましい。
このシートの厚みは5〜500μm、好ましくは7〜300
μmである。5μmより薄くなるとシワが発生しやすく
なり、一方、500μmを超えると作業性が損なわれ、用
途が限られる。
(c)積層方法 本発明の熱溶融接着用複合シートを製造する方法とし
ては、任意の方法が採用し得るが、好ましい方法として
は、例えば、金属シートの両面に変性ポリオレフィンシ
ートを積層した状態で、少なくとも一本が加熱ロールで
ある少なくとも一対のニップロール間を圧着通過させ
る、いわゆる熱ラミネート法が採用される。
この熱ラミネート法においては、変性ポリオレフィン
とは接着しない樹脂シート、変性ポリオレフィンシー
ト、金属シート、変性ポリオレフィンシート及び変性ポ
リオレフィインとは接着しない樹脂シートという位置関
係で重ね合わせ、変性ポリオレフィンの融点以上で、か
つ、変性ポリオレフィンとは接着しない樹脂シートが熱
変性しない温度以下で加熱ニップロールにかけ、連続的
に熱ラミネートし、変性ポリオレフィンが冷却固化した
後に両側の変性ポリオレフィンに接着しない樹脂シート
を剥がすことにより製造される。
ここで用いられる変性ポリオレフィンに接着しない樹
脂シートとしては、例えばポリエチレンテレフタレー
ト、ナイロン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリ弗化
ビニリデン、四弗化エチレン重合体、ポリイミド等を挙
げることができる。
また、両最外層を変性ポリオレフィンとする限り、他
の樹脂等を中間に積層させてもよい。
金属間の接着 上記のようにして得られた本発明の熱溶融接着用複合
シートを用いて、その両面に金属シートを積層するに
は、金属、本発明の複合シート、金属の順で積層し、二
本が加熱ロールである少なくとも一対のニップロール間
を圧着通過させることによる熱ラミネート方法を採用す
ることができる。
本発明の熱溶融接着用複合シートの両外層面の変性ポ
リオレフィンの融点が異なる場合には、少なくとも一本
が加熱ロールであるニップロール間を、高融点変性ポリ
オレフィン側が加熱ロール側に位置するようにして圧着
通過させる。
[実施例] 実施例1 溶融混練法により無水マレイン酸をグラフトした変性
ポリエチレン(密度:0.93g/cm3、MFR:3g/10分、無水マ
レイン酸含量:0.06重量%)を、L/D=25の50mm押出機に
て、押出温度200℃でスパイラルインフレーションダイ
より押出し、厚さ10μmの変性ポリエチレンシートを得
た。
次に、ポリエチレンテレフタレートシート(50μm)
/上記で得られた変性ポリエチレンシート(10μm)/
アルミニウム金属シート(20μm)/上記で得られた変
性ポリエチレンシート(10μm)/ポリエチレンテレラ
ミネートレートシート(50μm)という位置関係で重
ね、上段が120mmφのシリコンゴムロール、下段が150℃
に加熱された120mmφのクロムめっき金属ロールからな
るニップロールの間を、線圧15kg/cm、通過速度1.5m/分
で連続的にラミネートし、変性ポリエチレンが冷却固化
した後に両側のポリエチレンテレフタレートシートを連
続的に剥し、変性ポリエチレン/アルミニウム/変性ポ
リエチレンからなる連続した3層状態の熱溶融接着用複
合シートを得た。
得られた熱溶融接着用複合シートの両面に、それぞれ
厚さ30μmのSUS304金属シートを重ね、前記のニップロ
ールラミネート装置を用いて、線圧20kg/cm、通過速度1
m/分で連続的にラミネートし、SUS/変性ポリエチレン/
アルミニウム/変性ポリエチレン/SUSの連続した5層状
態の複合シートを得た。
得られた5層シートにはシワは認められず、厚みも均
一であった。また、両側のSUSを掴んで、300mm/分で引
張試験をかけたところ、2.5kg/15mmと良好な接着強度で
あった。
実施例2 実施例1で得られた、変性ポリエチレン/アルミニウ
ム/変性ポリエチレンの3層熱溶融接着用複合シートよ
り、200mm×200mmを切り出し、これを同じ寸法で厚さ40
μmのSUS304シートの間に挟み、160℃の温度で、20kg/
cm2の圧で60秒間加熱融着させた。
得られたSUS/変性ポリエチレン/アルミニウム/変性
ポリエチレン/SUSの200mm×200mmの5層シートにシワは
認められず、厚みも均一であった。また、両側のSUSを
掴んで、300mm/分で引張試験にかけたところ、3kg/15mm
と良好な接着強度であった。
比較例1 実施例1で使用した10μm変性ポリエチレンシート、
20μmアルミニウム金属シート、30μmSUS304金属シー
ト及びラミネート装置を用い、SUS/変性ポリエチレン/
アルミニウム/変性ポリエチレン/SUSの5層を重ね、温
度180℃、線圧20kg/cm、通過速度1m/分で連続的にラミ
ネートしたところ、変性ポリエチレンシートとアルミニ
ウムシートとの間でシワが発生し、均一な厚みの5層複
合シートは得られなかった。
[発明の効果] 本発明の熱溶融接着用複合シートは、金属シートの両
面に不飽和カルボン酸変性ポリオレフィンシートを積層
ラミネートしたもので、このものを金属間の熱溶融接着
や金属とポリオレフィンとの熱溶融接着に用いたとき、
優れた均一な接着強度が得られる。特に、金属/ポリオ
レフィン/金属/ポリオレフィン/金属よりなる複合シ
ートを製造する場合、本発明の熱溶融接着用複合シート
を接着層に用いて一対の加熱ニップロールによって、シ
ワの無い、均一な厚みの複合シートを連続的に製造する
ことができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭50−104280(JP,A) 特開 昭56−133161(JP,A) 特開 昭56−62147(JP,A) 特開 昭62−119248(JP,A) 特開 昭59−215825(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B32B 15/08

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】厚さ5〜500μmの金属シートの両面の最
    外層に厚さ5〜500μmの不飽和カルボン酸またはその
    無水物で変性した変性ポリオレフィンシートを積層して
    なる長手方向に連続した熱溶融接着用複合シートを製造
    する方法であって、金属シートの両側に変性ポリオレフ
    ィンシートを配置し、両変性ポリオレフィンシートの外
    側に変性ポリオレフィンシートとは接着しない非接着性
    シートを重ね合わせ、該変性ポリオレフィンの融点以上
    で、かつ、非接着性シートが熱変形しない温度以下で加
    熱ニップロール間を圧着通過せしめることにより連続的
    に熱ラミネートし、変性ポリオレフィンが冷却固化した
    後に両側の非接着性シートを剥すことを特徴とする長手
    方向に連続した熱溶融接着用複合シートの製造方法。
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