JPH0466695B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、熱可塑性樹脂の多層体からなる補強
シートを各種の基材に貼り合わせることによつて
強化積層体を製造する方法に関するものである。 さらに詳しくは、接着剤などを使用することな
く、接着強度が大で性能の優れた強化積層体を、
簡単な工程で、安価に、工業的に製造する方法に
関するものである。 近年、金属箔、紙、布などの基材に、熱可塑性
樹脂シート、フイルムなどを貼り合わせた種々の
複合材が開発されており、各構成材料が有する特
徴をそれぞれ生かした、より付加価値の高い素材
として広く使用されている。また、これらの複合
材は使用目的によつて要求される性能も多岐にわ
たつている。 従来、これらの複合材の製造方法の多くは、熱
可塑性樹脂と基材との貼り合わせ工程において、
各種の接着剤を使用するドライラミネーシヨン法
や、アンカーコート剤、溶融樹脂などを用いる押
出しラミネーシヨン法などが採用されている。し
かるに、これらの方法は、接着剤の使用によるコ
ストの上昇、あるいは装置の複雑化、大規模化、
さらに、接着剤の種類によつては作業環境の汚染
などの問題を残している。 本発明者らは、このような問題を解決する方法
として、先に、紙、布、金属板、金属箔などの基
材に熱可塑性樹脂Ａのシート（フイルム）を貼り
合わせて積層体を製造する際に、該シートが基材
と接触する面に上記の熱可塑性樹脂Ａよりも低い
融点（または軟化点）を有する熱可塑性樹脂Ｂの
層を設けて、熱可塑性樹脂Ｂの表面をコロナ放電
処理により表面張力（γc）を42ダイン／cm以上
に上昇させて、該シートと基材とを、熱可塑性樹
脂Ｂの層を介して重ね合わせ、更に熱可塑性樹脂
Ａの融点（または軟化点）より低く、熱可塑性樹
脂Ｂの融点（または軟化点）以上の温度で圧着す
る方法（特開昭54−106583号）を提案し、多大な
成果を収めている。 しかしながら、上記の方法においても、基材の
種類、基材のコンデイシヨニング、圧着時の温度
条件、処理速度、圧着時の押圧力などの製造条件
が非常に限定され、高い接着力を有する積層体を
より高速かつ均一に、工業的規模で製造すること
は困難である。また、基材の表面張力を高めるた
めにコロナ放電処理装置の能力または装置の台数
を増加させる必要があり、装置が複雑化するかり
でなく、製造コストの上昇を来す。 本発明者らは、上記の点に鑑み、簡単な装置に
よつて、安価で、かつ高速化された工業的規模に
おいて、高い接着力を有する積層体を得るために
更に鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成したも
のである。 すなわち、本発明は、基材に補強シートを貼合
した強化積層体を製造する方法において、前記補
強シートを、熱可塑性樹脂Ａと、それよりも融点
（または軟化点）の低い熱可塑性樹脂Ｂの少なく
とも２層からなる多層体によつて構成し、かつ、
基材と補強シートとを貼合する前に、少なくとも
補強シートの表面を、50℃から熱可塑性樹脂Ｂの
融点（または軟化点）までの温度範囲に維持しつ
つ、補強シートの熱可塑性樹脂Ｂ面の表面張力が
42ダイン／cm以上になるようにコロナ放電処理を
施した後に、基材と熱可塑性樹脂Ｂ面を接合し、
次に熱可塑性樹脂Ｂの融点（または軟化点）から
熱可塑性樹脂Ａの融点（または軟化点）までの温
度範囲で圧着することを特徴とする強化積層体の
製造方法を提供するものである。 本発明の補強シートを構成する熱可塑性樹脂Ａ
としては、結晶性を有し、延伸などにより分子を
配向させることのできる樹脂が好適である。例え
ば、高密度ポリエチレン（密度が高密度ポリエチ
レンと同じ範囲にあるエチレンを主成分とするエ
チレン−α−オレフイン共重合体を含む）、イソ
タクチツクポリプロピレン（プロピレンを主成分
とする結晶性共重合体を含む）、ナイロン、ポリ
エチレンテレフタレートなどの単独重合体、共重
合体およびこれらの混合物、またはこれらを主体
とした他の樹脂との混合物がある。 一方、熱可塑性樹脂Ｂは、熱可塑性樹脂Ａより
低い融点（または軟化点）を有し、かつその融点
（または軟化点）以上の温度で素材と容易に熱圧
着できるものでなければならない。このような性
質を有する樹脂は、熱可塑性樹脂Ａとの組合せに
より種々選択できるが、好適には、低密度ポリエ
チレン、非晶性エチレン−プロピレン共重合体、
エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル
（軟質）、ポリ塩化ビニリデン、ポリメチルメタク
リレート、ポリスチレン、マレイン酸、アクリル
酸などで変性したポリオレフイン類などの変性あ
るいは未変性の単独重合体、共重合体、およびこ
れらの混合物、またはこれらを主体とした他の樹
脂との混合物などが使用される。 熱可塑性樹脂Ａと熱可塑性樹脂Ｂとの一般的な
組合せの例としては、高密度ポリエチレンと低密
度ポリエチレン、高密度ポリエチレンとエチレン
−酢酸ビニル共重合体、イソタクチツクポリプロ
ピレンと非晶性エチレン−プロピレン共重合体、
イソタクチツクポリプロピレンと、低密度ポリエ
チレンを主成分とするポリプロピレンとの混合物
などが挙げられる。 さらに、本発明における熱可塑性樹脂の多層体
からなる補強シートは、それぞれ融点（または軟
化点）を異にする２種類の樹脂の組合せからなる
２層シートに限定されるものではなく、各素材の
特性（例えば延伸性など）を失なわない温度範囲
で圧着可能な、同種または異種の樹脂から構成さ
れる３層以上の多層フイルムも包含する。 本発明における補強シートとしては、前記の熱
可塑性樹脂Ａと熱可塑性樹脂Ｂとを共押出しによ
り積層した２層（または多層）のフイルムやシー
ト、またはその２層（または多層）フイルムを延
伸したもの、さらには延伸フイルムをテープやヤ
ーンにして、織成、編成、交差積層などによつて
形成した織布、不織布、網状体などが好適に用い
られる。 また、基材としては、クラフト紙などの洋紙、
和紙、およびスチレンペーパーその他の合成紙な
どの紙葉類、アルミニウム箔などの金属箔、ポリ
スチレンなどの発泡シート、ポリエチレンテレフ
タレートその他の配向体シートなどの合成樹脂シ
ート、合成樹脂繊維からなる不織布、フエルトな
どが挙げられ、特に繊維素系の基材は補強シート
との接着性が良いので、前記紙葉類が最も好まし
く使用される。 本発明は、上記基材と補強シートとを接合する
前に、少なくとも補強シートの表面を50℃から熱
可塑性樹脂Ｂの遊転（または軟化点）までの温度
範囲に維持しつつ、補強シートの熱可塑性樹脂Ｂ
の面にコロナ放電処理を施し、表面張力を42ダイ
ン／cm以上に上昇させることが必要である。その
際、印加電圧や処理速度などのコロナ放電処理の
条件は、樹脂Ｂの種類ならびに電極の形状および
間隔などによつて相違するので、その都度適宜に
決定すればよい。 前述のように、本発明者らは、より高速に工業
的規模で高い接着力を与え、かつむらなく安定的
に簡単な装置によつて製造できる方法を追求し、
数多くの試験を行なつた。その結果、コロナ放電
処理による処理表面の表面張力が、接着性能に大
きく影響することを見出し、その改善を種々試み
た。 すなわち、補強シートの表面を50℃以上、熱可
塑性樹脂Ｂの融点（または軟化点）以下の温度範
囲、好ましくは、60〜100℃の温度範囲に維持し
ながら、補強シートの基材との貼合面である熱可
塑性樹脂Ｂの面にコロナ放電処理を施し、表面張
力を42ダイン／cm以上にすることにより、高い接
着力を有した補強シートを提供することが可能と
なり、高速操作においても均一かつ安定的に強化
積層体を製造することができる。 また上記の方法を基材側にも同様に適用して、
予熱およびコロナ放電処理を行ない、基材の表面
張力を40ダイン／cm以上とすることによつて、更
に効果を高めることができる。 上記の補強シートの予熱温度が50℃未満の場合
には、高速（商業生産に見合う速度）としたと
き、表面張力が低下し、接着力の低下や接着むら
による製品不良を生ずる懸念がある。 また、熱可塑性樹脂Ｂの融点（または軟化点）
より高い温度においては装置の運転に支障を来す
ので好ましくない。 本発明の方法は、上記の前処理を行なつた素材
および補強シートの処理面を互いに接合し、熱可
塑性樹脂Ｂの融点（または軟化点）から熱可塑性
樹脂Ａの融点（または軟化点）までの温度範囲で
圧着することにより、強固に接着された強化積層
体を製造することができる。 補強シートと基材とを熱圧着して製造する積層
体は、単に補強シートと基材との２層からなるも
ののほか、補強シートを中心層としてその両面に
基材の層を付与した３層積層体、基材を中心層と
してその両面に補強シート層を付与した３層積層
体、更に、２層および／または３層積層体を互い
に積層して得た多層積層体なども製造することが
できる。 以下に、本発明の方法が特に有効である積層体
すなわち、重包装用材料、あるいは強化紙などの
製造について、実施態様を添付の図面に従つて説
明する。 第１図は本発明の方法を実施する工程の概略説
明図であり、符号１は熱可塑性樹脂Ｂの層が基材
に対面するように配置された補強シートを示し、
２は基材、３はコロナ放電装置、４は予熱ロー
ル、５ａから５ｉはガイドロール、６ａ，６ｂお
よび７ａ，７ｂは圧着ロール、８は製品としての
強化積層体、９は予熱装置である。 補強シート１はスチームなどで加熱された予熱
ロール４を通して所定の温度に予熱した後、コロ
ナ放電処理装置３により処理を施す。補強シート
は熱可塑性樹脂Ａおよび熱可塑性樹脂Ｂの層から
なつており、基材と貼合する側にある熱可塑性樹
脂Ｂの面の表面張力が42ダイン／cm以上になるよ
うに放電処理を施す。 一方、基材２も予熱装置（図示せず）を通した
後、コロナ放電装置３により貼合面の表面張力を
40ダイン／cm以上にして、上記の補強シート１と
合流させて重ね合わせる。その後必要に応じて他
の予熱装置９により予熱し、圧着ロール６ａ，６
ｂ，７ａ，７ｂによつて所定の温度で、基材２と
補強シート１とを更に加熱圧着することによつて
製品としての強化積層体８を製造する。 上記の加熱圧着時において、時には、補強シー
ト１と圧着ロール７ｂとの間に粘着現象が生じ、
圧着後に補強シート１がロール７ｂに粘着して、
シートと基材とが部分的に剥離することがある。
この問題を解消するためには、補強シート１が接
触するロール７ｂの温度をできるだけ低くして圧
着することが好ましい。粘着現象を防止するため
に必要であればロール７ｂを冷却してもよい。 また、ロール７ｂは、補強シートと基材をでき
るだけ広い接触面で押圧するように、表面が弾性
を有するゴム質または合成樹脂などの材料からな
るロールを使用することが望ましい。圧着される
補強シートとロール７ｂの表面材質の物性が類似
している場合には、補強シートとロール７ｂとの
間に前記の粘着現象を起す虞れがあるので、ロー
ル７ｂの表面材料としては、凝集エネルギー密度
（CED）が40cal／cc以下のゴム質または合成樹脂
をしようすることが望ましい。このような物質の
例としては、代表的にはシリコンゴム、ポリ四弗
素化エチレン樹脂などが挙げられる。 圧着時のロールの圧力は、基材とシートとの密
着を助ける手段として特に制限はない。また圧着
ロールの配置は第１図に示す装置に限定するもの
ではなく、必要に応じてロール６ａ，７ａの後に
更に１対またはそれ以上のロール群を設けること
もできる。 なお、圧着ロール群のみで熱圧着が可能である
場合には、予熱装置９による予熱は必ずしも必要
ではない。 以上、本発明の実施態様について詳述したが、
本発明の製造方法は上記の実施態様に限定される
ものではなく、加圧方法もロールに限らず、プレ
ス板など任意の装置を使用することができる。 従来の熱圧着による積層体の製造方法において
は、延伸テープ、ヤーンなどで形成された網状体
やクロス体、あるいは不織布は、圧着時の軟化温
度における熱収縮が著しく、基材への良好な圧着
が困難であり、延伸効果も殆ど失われ、強度が著
しく上昇、装置の複雑化、作業環境の汚染などの
多くの問題点を残している。 また、従来から延伸多層フイルムから製造した
割繊維不織布をクラフト紙に接着して積層体とす
ることが知られているが、この種の積層体は圧着
後に充分な接着強度が得られず剥離を起す虞れが
ある。 前記のように、重包装材料、強化紙などの製造
においては、特に本発明の効果は著しい。本発明
を一般的に行なわれている従来の加工法である押
出ラミネーシヨン法あるいは接着剤を用いるドラ
イラミネーシヨン法などと比較すると、次のよう
な利点がある。 (A) 接着剤の必要がないので装置、材料などのコ
ストが低減できる。 (B) 紙の通気性が損なわれない。 (C) 製品を巻取つた後に、網目から接着剤が裏廻
りしてブロツクングなどを起すことがない。 (D) 食品包装材料を製造する場合、接着剤などを
使用しないので衛生上の問題が発生しない。 (E) 接着剤塗布工程における溶剤蒸気による環境
汚染などの問題が発生しない。 (F) 接着（助）剤などを使用しないにも拘わら
ず、押出ラミネーシヨンのような高温を必要と
しないので、延伸テープを使用した場合でも延
伸効果が損なわれない。 本発明は、上記のような多くの利点を有し、こ
れらの利点は工業的実施において多大な優位性を
発揮するものである。 また、本発明の方法によつて製造される強化積
層体は、例えば、補強シートとして、高密度ポリ
エチレン／低密度ポリエチレンの割織不織布（商
品名：日石ワリフ、日本石油化学(株)製）を使用し
た場合に、クラフト紙／ワリフ（肥料などに用い
る重包装用資材）、アルミニウム箔／ワリフ（食
品包装用資材）、ｏ−PET（配向ポリエステルシ
ート）／ワリフ（電線用資材）、フエルト／含水
ポリマ／フエルト／ワリフ（オムツなどの吸水性
資材）などとして、あるいはフイルター、セメン
ト養生シート、土木用資材などとして多くの分野
で利用することができる。 以下に本発明を実験例により更に説明する。 実験例 １〜５ 第１図に示した装置を利用して強化積層体を製
造した。 補強シートとして割繊維不織布（商品名：日石
ワリフHS、日本石油化学(株)製、糊層
（LDPE）／延伸体（HDPE）／糊層（LDPE）
の３層構造体、厚さ70μ、目付量35ｇ／m²）とク
ラフト紙（王子製紙(株)製、目付量75ｇ／m²）とを
積層する際に、前記補強シートの予熱温度を種々
に変更してコロナ放電処理を行なつた後、熱圧着
し、得られた積層体の剥離強度を比較した。その
結果を第１表に示す。 なお、積層条件および試験法は以下の通りであ
る。 コロナ放電処理条件 印加電圧： 190V、 アノード電流： 0.5A ライン速度： 50ｍ／分 圧着温度： 120℃ 押圧力： ４Kg／cm² 剥離強度： テンシロンを用いて、25mm幅の試料につい
て、引張速度50mm／分で180°剥離試験を行な
つた結果の10サンプルの平均値である。 表面張力： ASTM−D2578準拠、規定液ホルムアミド
−エチルセロソルブ混合液による濡れ状態の
測定値である。 第１表の試験結果に示すように、補強シートの
予熱温度を50℃以上にすると、熱圧着直前の表面
張力が高く、かつ剥離の起らない積層体が得られ
ることが解る。 【表】

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実験するための製造工
程の概略説明図である。 １……補強シート、２……基材、３……コロナ
放電処理装置、４……予熱ロール、５ａ〜５ｉ…
…ガイドロール、６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂ……圧
着ロール、８……強化積層体、９……予熱装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 基材に補強シートを貼合した強化積層体を製
   造する方法において、 該補強シートを、熱可塑性樹脂Ａと、それより
   も融点（または軟化点）の低い熱可塑性樹脂Ｂの
   少なくとも２層からなる多層体によつて構成し、
   かつ、該基材と補強シートとを貼合する前に、少
   なくとも該補強シートの表面を、50℃から熱可塑
   性樹脂Ｂの融点（または軟化点）までの温度範囲
   に維持しつつ、該補強シートの熱可塑性樹脂Ｂ面
   の表面張力が42ダイン／cm以上になるようにコロ
   ナ放電処理を施した後に、基材と熱可塑性樹脂Ｂ
   面を接合し、次に熱可塑性樹脂Ｂの融点（または
   軟化点）から熱可塑性樹脂Ａの融点（または軟化
   点）までの温度範囲で圧着することを特徴とする
   強化積層体の製造方法。 ２ 前記補強シートの熱可塑性樹脂Ｂ面の表面張
   力が42ダイン／cm以上になるようにコロナ放電処
   理を施すと共に、前記基材表面の表面張力が40ダ
   イン／cm以上になるようにコロナ放電処理を施す
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   強化積層体の製造方法。 ３ 前記基材が、紙質材料、金属箔、合成樹脂シ
   ート、不織布、フエルトの群から選ばれたいずれ
   かの材料である特許請求の範囲第１項または第２
   項に記載の強化積層体の製造方法。 ４ 前記補強シートを構成する熱可塑性樹脂Ａ
   が、熱可塑性樹脂延伸体からなる織布、不織布ま
   たは網状体のいずれかからなるものである特許請
   求の範囲第１項から第３項のいずれかに記載の強
   化積層体の製造方法。