JPS6294323A - 多段コロナ積層機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 的には、ラミネート（ｌａｍｉｎａｔｅ）の個々の層が
コロナ放電処理を用いて共に結合されていることからな
る、積層フィルムに関する。本発明は、また、コロナ放
電処理を利用する多層ラミネートの製造装置、およびか
かるラミネートを製造するために方法にも関する。

コロナ放電処理の使用は、印刷インク用のポリオレフィ
ン表面を製造することとの関連でよく知られており、積
層プラスチックフィルムの製造に関しても広く公知であ
る。

例えば約ｌＯミルもしくはそれ以上の、厚い配向ポリオ
レフィンシートは、材料をこの厚さに配向させることの
複雑性のため、実質上知られていない、比較的厚いポリ
オレフィンラミネートを製造するための通常の積層技術
を使用することも可能であるが、そのような方法は極め
て高コストである。

ラミネートを単段のコロナ放電処理に通して厚いラミネ
ートを製造することも一応はできるが、ラミネートの中
に誘電材料ができてくるにつれて処理水準が変化し、そ
の結果書られるラミネートの許容厚さがそれによって限
定されることが見出されている。

ホルブルック（Ｈｏｌｂｒｏｏｋ）らの米国特許第３，
１７１，５３９号は興味深く、これは、照射された二軸
配向ポリエチレンの両側を処理して、ポリエチレン材料
の上面がその下面と接触された時に、接着を確実なもの
とすることを示している。

ペイスリー（Ｐａｉｓｌｅｙ）の米国特許第３．５７５
．７９３号もまた興味深く、これは、サランでコーティ
ングされているセロハン層にコロナ接合された、二軸配
向されたポリプロピレン層の使用を開示している。ポリ
マー材料の更にそれ以上の外側の層は、ポリプロピレン
もしくはセロハンの反対の表面に、積層もしくはコーテ
ィングされ得る。ポリプロピレンのコロナ処理表面とセ
ロハン材料のサランコーティングの間に結合が生成され
る。

ドエス（Ｄａｗｅｓ）らのカナダ特許明細書第１４７２
３７６号も興味深く、これは、エチレンホモポリマー類
およびコポリマー類、ポリアミド類、およびアイオノマ
ー類を含む、種々のポリマー材料の仕上表面を、コロナ
処理すること、およびこれらの材料をポリビニリデンク
ロリドでコーティングすることをとりあげている。一つ
の具体例では、ポリヘキサメチレンアジパミドがその表
面の両方をコロナ放電で処理され、エチレンブチレンコ
ポリマーの外側の層によってサンドイッチ状にはさみこ
まれている。この具体例の材料は全て吹込成型フィルム
である。

配向された材料の１枚もしくはそれ以上の構成層を好ま
しくは含有する。比較的厚いラミネート、または全ての
層が配向されていることからなるラミネートを、比較的
低いコストで、連続的なやり方で都合よく製造すること
が望ましい。

従って、ラミネートの層の各々のもののコロナ放電処理
の使用によって、比較的厚いラミネートを提供すること
が本発明の目的である。

１層もしくはそれ以上の配向層を有する、かかるラミネ
ートを提供することも、本発明の更にもう一つの目的で
ある。

比較的厚い多層ラミネートを製造する方法にして、その
うちの１層もしくはそれ以上のものが配向されることの
できる、熱可塑性材料の層を、コロナ放電を用いて同時
もしくは順次に処理して、収縮性および／または高い強
度を特徴とし、十分な層間結合がコロナ放電の使用によ
って達成されることからなる、厚いラミネートを提供す
ることもまた本発明の更に今一つの目的である。

その１層もしくはそれ以上のものが配向されることので
きる、比較的厚い多層ラミネートを製造するための、か
かるラミネートを製造する比較的低コストかつ有効な手
段を提供する装置を提供することも、更に本発明の目的
である。

本明細書中に用いられる「コロナ放電処理」、「コロナ
処理」等の語句は、ポリオレフィンの如き熱可塑性材料
の表面を、コロナ放電、即ちフィルム表面に極めて近い
所での空気の如き気体のイオン化にさらし、ここでこの
イオン化はそばの電極の中を通される高電圧によって開
始されるものとし、そしてフィルム表面に酸化その他の
変化をひき起すことを指す。

本明細書中に用いられる「酸もしくは酸無水物変性ポリ
マー材料」等の語句は、接着剤として使用するのに好適
な材料を指し、好ましくは、ポリエチレンの如きポリオ
レフィンもしくはエチレン−エステルコポリマー基体と
、ポリエチレンの如きポリオレフィンもしくはエチレン
−エステルコポリマーとブレンドされた、不飽和カルボ
ン酸もしくは酸無水物とのグラフトコポリマーが含まれ
る。

本明細書中に用いられる［熱硬化Ｊ　　（ｈｅａｔｓｅ
ｔ）等の語句は、フィルムもしくはフィルム層を配向さ
せ、然る後に収縮特性が少ししか無いか或いは全く無い
フィルムを提供する目的で、フィルムもしくはフィルム
層の温度をその配向温度付近まで上げることを含む、プ
ロセス段階を記述するものである。本明細書中に用いら
れる「リニア低密度ポリエチレン」なる語句は、エチレ
ンと、炭素数４乃至ｌＯのα−オレフィン類から選ばれ
たブテン−１、オクテン等の如き１種もしくはそれ以上
のコモノマーとのコポリマー中にして、コポリマーの分
子が、僅かの、比較的短い側鎖、分枝もしくは架橋構造
しか有さない、長い鎖を構成することからなるコポリマ
ー類を指す。本明細書規定の如き線型低密度ポリエチレ
ンは、普通、約０．９１６ｇ／ｃｍ”乃至約０．９２５
ｇ／ｃｍ３の範囲内の密度を有する。密度はＡＳＴＭ　
　Ｄ　　１５０５−６８に従って測定すべきものとする
。

本明細書中に用いられる「エチレンビニルアセテートコ
ポリマー」なる語句は、エチレンおよびビニルアセテー
トモノマーから生成されるコポリマーにして、コポリマ
ー中のエチレン誘導単位が主要量、一般に約６０重量％
乃至９８重量％存在し、コポリマー中のビニルアセテー
ト誘導単位が少量、一般に２重量％乃至４０重量％存在
することからなるコポリマーを指す。

本明細書中に用いられる「比較的厚い」なる語句は、本
発明に従って製造されるラミネートの全体の厚さを記述
するものである。１０ミルもしくはそれ以上の厚さが一
般的には考えられているが、１層もしくはそれ以上の配
向材料の存在を特徴とするラミネート中では、ｌＯミル
よりも幾らか少ない厚さもまた含むことができ、こうし
たラミネートは、通常の積層化技術によるか、或いは本
発明の実施によるのでなければ、製造が困難もしくは不
能であるものである。

本発明に従うと、比較的厚い多層ラミネートを製造する
ための方法は、熱可塑性材料の第一および第二の外側の
層をその一方の表面上でコロナ処理し、熱可塑性材料の
少なくとも１層の内側の層をその両方の表面でコロナ処
理し、そして第一および第二の外側の層、および少なく
とも１層のその内側の層の処理された表面を、第一およ
び第二の外側の層の未処理の表面が、生成するラミネー
トの外側の表面を形成するように、それぞれ接触させる
ことからなる。

本発明のもう一つの側面では、比較的厚い多層ラミネー
トは、第一層もしくはシール層、その第一層に固着され
た第二層もしくはバリヤ一層、この第二層もしくはバリ
ヤ一層に固着（ａｄｈｅｒｅ）された第三層、但しこの
第三層は生成するうミネートに強度を付加するポリマー
材料からなるものとし、そしてこの第三層に固着された
第四層もしくはシール層からなる。

本発明の尚も今一つの側面では、多層ラミネートを製造
するための装置は、各フィルム供給手段が熱可塑性材料
の層を提供する、一連のフィルム供給手段、供給手段の
各々のものからそれぞれのコロナ放電ステーションへフ
ィルムを供給するための手段、生成するラミネートの内
部の層に該当する各々の層の両側をコロナ処理するため
のコロナ放電手段、生成するラミネートの外側の層に該
当する第一および第二の層の一方の側をコロナ処理する
ためのコロナ放電手段、そして隣接する層の処理された
表面が共に接着し、第一および第二の外被層の未処理の
表面が、生成するラミネートの外側の表面を形成するよ
うに、層の処理された表面を互いにそれぞれ接触させて
いくための、集合手段からなる。

これ以上の詳細は添付図面を引きながら以下に示すが、
添付図面中、第１図は比較的厚い多層ラミネートを製造
するための装置の好ましい具体例の模式図であり、第２
図は本発明に従う装置の代替具体例の模式図である。

添付図面を特定的に引用すると、第１図には比較的厚い
多層ラミネートを製造するための装置の好ましい具体例
の模式図が示されている。フィルム供給ロール１２．２
２．３４および４６は、それぞれフィルム１０．２０．
３２および４４を保持している。本発明の実施に従うと
、フィルム１Ｏ１２０，３２および４４の各々のものは
、そのそれぞれの供給ロールから供給され、対応するゴ
ム絶縁ロール１４．２４．３６および４８の上を通され
る。更に下記詳述の如く、「フィルム」および１層」な
る語句は、ラミネートの個々の成分を記載するのに相互
入換可能に使用されるものとする。

二種のコロナ処理の何れかのものを使用することができ
る。裸の電極を絶縁ロール、例えばゴム絶縁ロールと組
み合せて使用し得る。或いは、裸の金属のロールと組み
合せてガラス電極を使用することもできる。好ましい具
体例の説明において、ゴム絶縁ロールが記載されている
時は、これらのものは裸の電極と共に使用される。しか
し、この組み合せは、裸の金属ロールとガラス電極とに
相互交換可能であることは言うまでもない、現実の操作
実施例では、両方の組み合せが単一の装置において用い
られた。

第一層もしくは外被層ｌＯの一方の表面に、これがゴム
絶縁ロール１４の上を通る際にコロナ放電にかけるが、
ここでコロナ装置もしくはステーション１８は絶縁ロー
ル１４に対して至近に配設されるものとする。同様に、
フィルム２０．３２および４４もそれぞれ絶縁ロール２
４．３６および４８の上を搬送される。フィルム２０の
一方の表面は、コロナ装置２８に至近にあるロール２４
の上をこれが通る際に、コロナ処理にかけられる。同様
に、フィルム３２の一方の表面は、コロす装置４０に至
近にあるロール３６の上をこれが通る際に、コロナ処理
にかけられる。

第二層もしくは外被層４４は絶縁ロール４８の上を通さ
れるが、生成ラミネート中に未処理の外側表面を有する
外被層を提供するため、フィルムの曝露表面上でコロナ
処理にかけない。

第１図の第一層もしくは外被層１０に参照を戻すと、コ
ロナ装置１８における最初の処理の後、フィルム１０は
第二の絶縁ロール１６の上を通るが、その第二表面上で
はコロナ処理にかけない。

これによって、コロナ放電で処理されていない外側表面
を有する第一層もしくは外被層が提供される。この未処
理の外側表面は、生成ラミネートの外側表面の一方を形
成することになる。

フィルム２０および３２は、最初の処理の後に、コロナ
装置３０および４２にそれぞれ至近にある、第二の絶縁
ロール２６および３８にそれぞれ供給され、これらのフ
ィルムの他方の表面を処理する。

フィルム４４は、第二層もしくは外被層４４の表面を処
理するコロナ装置５２の至近にある絶縁ロール５０の上
に通され、このものは引き続いてフィルム３２の処理さ
れた表面の一方に接着することになる。

この好ましい具体例の４枚のフィルムは、実質上同時に
コロナ装置を過ぎて供給され、ピンチロール５４および
５６で集められる。このロールは、好ましくは約１５０
”Ｆ乃至２００＠Ｆの間の範囲の温度、更に好ましくは
約１７５°Ｆの温度に加熱されるものとする。集められ
たフィルムは、また、線型インチあたり約１５０乃至２
５０ポンド、更に好ましくは線型インチあたり約２００
ポンドの圧力のもとに入れるものとする。フィルムがビ
ンチロール５４および５６で集められるにつれて、フィ
ルム１Ｏ１２０，３２および４４のそれぞれの隣接する
コロナ処理表面が共に接着する。

コロナ接合されたラミネート５８は、ビンチロ−ル５４
および５６を出て、取り上げロール６０の上に集められ
る。

また別の具体例においては、幾つかの層を有する多層ラ
ミネートが、実質的に上記の如く製造できるが、第２図
に示す如き相対的な順繰りのやり方で製造される。即ち
、フィルム１１０がフィルム供給ロール１１２から絶縁
ロール１１４の上へ供給され、コロナ装置１１８の至近
まで通り、そこでフィルム１１０の一方の表面がコロナ
処理される。フィルム１１０は、この時その一方の表面
が処理されているが、プレスロール１１６をまわって積
層化ドラム１１７の−Ｌへ供給される。

フィルム１２０は、フィルム供給ロール１２２から絶縁
ロール１２４上へ供給され、そこでコロナ装置１２８か
らコロナ処理を受ける。フィルム１２０は次にプレスロ
ール１２６上を通され、そこでフィルムの反対側の表面
がコロナ装置１３０からのコロナ処理にかけられる。フ
ィルム１２０は、その表面の両方で処理がなされている
が、次に、積層化ドラム１１７上の前進しているフィル
ム１１０の処理された表面と接触されて、フィルム１１
０および１２０をその界面で共に供給させる。

フィルム１３２は供給ロール１３４から絶縁ロール１３
６のまわりに供給され、そこでフィルム１３２の一方の
表面がコロナ装置１４０からの放電によって処理される
。フィルム１３２は次にプレスロール１３８の上へ通さ
れ、そこでフィルム１３２の他方の表面がコロナ装置１
４２によって処理され、その後、フィルム１３２は積層
化ドラム１１７に沿って前進して行きながらフィルム１
２０に接合される。

今の段階で、フィルム１１０．１２０および１３０から
なる３層のラミネートが、積層化ドラム１７３に沿って
、第２図に示される矢印の方向に進められる。フィルム
１４４は、供給ロール１４６から、絶縁ロール１４８お
よびプレスロール１５０の上へ進められ、コロナ装置１
５２および１５４からのコロナ放電によってそれぞれ処
理され、そして３層のラミネートに接合されて４層ラミ
ネートを生成する。

この４層ラミネートは、積層化ドラム１１７の表面に沿
って更に進められる。フィルム１５６は、供給ロール１
５８から供給されるが、このものカ絶縁ロール１６０お
よびプレスロール１６２の上をそれぞれ通る際に、コロ
ナ装置１６４および１６６によってその表面の両方をコ
ロナ処理される。フィルム１５６は、然る後に、前進し
ているラミネートに接合される。

フィルム１６８は、供給ロール１７０から前に進められ
るが、これが絶縁ロール１７２のにを通る際にコロナ装
置！１１７Ｂによってコロナ処理され、これがプレスロ
ール１７４のまわりを通る際にコロナ装置１７８によっ
てコロナ処理される。

フィルム１６８は、然る後に、積層化ドラム１１７に沿
って前進するラミネートに接合される。

最後に、第二層もしくは外被層１８０が供給口−ル１８
２から前進し、絶縁ロール１８４の上およびプレスロー
ル１８６のまわりに通され、そこでフィルム１８０の一
方の表面がコロナ装置１８８によってコロナ処理にかけ
られる。フィルム１８０は然る後に前進するラミネート
に接合され、その第二の外被層を形成する。全体のラミ
ネートは、共に固着された７枚のフィルムの層からなる
。

今構成されたラミネートは、仕上ロール１９０の上に取
り上げられる。

この方法は、プレスロール１１６．１２６．１３８．１
５０．１６２．１７４および１８６が個別に加熱できる
ので、積層される７枚のフィルムの各々に対して、より
良い熱移動を提供するという利点を有する。

広い範囲のポリマー材料が、多段ラミネータと組み合せ
て使用するのに好適である。好ましいラミネート構造は
、押出成型フィルムの４枚の層を含むものである。この
４層ラミネートは、第１図に図示される装置で製造され
た。その図面を参照すると、フィルム供給ロール１２が
、線型低密度ポリエチレンの第一層およびエチレンビニ
ルアセテートコポリマー（ＥＶＡ）の第二層を有する、
共押出成型されたフィルムからなるシール層ｌＯを保持
した。ＥＶＡはビニルアセテート含有率的４．５重量％
、およびメルトインデックス約１０ｇ７分を有するもの
とし、非常に平滑な表面を確かなものとした。

このシール層を、そのＥＶＡ表面に沿ってコロナ放電に
かけた。実質上同時に、バリアー層２０をフィルム供給
ロール２２から供給し、その両方の表面をコロナ処理し
た。バリアー層２０は、ＥＶＡ　（４−ｙ２％ビニルア
セテート、メルトインデックス１０ｇ７１０分）の第一
層、ＥＶＡ　（１７％ビニルアセテート、メルトインデ
ックス＝３ｇ７１０分）の第二層、ビニリデンクロリド
／ビニルクロリドコポリマー（サラン）の第三層、酸無
水物変性ＥＶＡ　（ｃＸＡ−１６２）　の第四層、エチ
レンビニルアルコールコポリマーの第五層、第四層の如
き第六層、およびＥＶＡ　（４−％％ビニルアセテート
、メルトインデックス１０ｇ７１０分）の第七層を有す
る、共押出成型フィルムである。

配向された熱硬化ポリエチレンテレフタレートからなる
第三の層３２、およびシール層ｌＯと実質上回等のシー
ル層４４もまた、それぞれフィルム供給ロール３４およ
び４６から供給した。

第三の層は、場合により、ラミネートに強度をつけ加え
る、ナイロンもしくは他のポリマー材料とすることがで
き、その両方の表面上をコロナ処理されるものｉした。

第四の層４４は、一方の表面上のみをコロナ処理した。

第四層４４は、４−局％ビニルアセテート重量含有率お
よびメルトインデックス１０ｇ７１０分のエチレンビニ
ルアセテートおよび線型低密度ポリエチレンの外被表面
を含むものとした。

４枚の層１Ｏ１２０，３２および４４を、熱（１７５”
Ｆ）および圧力（２００ポンド／線インチ）のもとでピ
ンチロール５４および５６に集め、約４ミルの全厚のラ
ミネートを生成させた。

ラミネートを作り上げている層の１枚もしくはそれ以上
または全部が配向され得ることが強調される。比較的厚
い、即ち１０ミルもしくはそれ以上の厚さのラミネート
の、全ての層もしくは実質上全ての層が配向されている
場合は、非常に厚い材料を配向させることの困難さのた
め、共押出成型技術によっては実質−Ｌ得ることのでき
ないラミネートが、結果として得られる。本発明は、ま
た、本技術分野で広く公知の通常の積層技術よりも経済
的なアブロールを提供するものである。本発明のその他
の利点は、厚いラミネート材料を製造するのに単一の段
階のコロナ装置の中を多重に通過させることが行なわれ
ると起る、誘電性材料の生成を避けるために、多重のコ
ロナ装置を使用していることである。

本発明を好ましい具体例との関連で記述してさたが、本
発明の精神および範囲から離れることなく変更および変
形をなし得ること、かかる変更変形は本分野に熟達の人
によっては容易になされるものであることは言うまでも
ない。例えば、本発明との関連で利用されるフィルム供
給ロールの数が、望みのラミネートを作りあげるポリマ
ー材料の層の数に応じて変更できることは、容易に明ら
かである。１枚もしくはそれ以上のフィルム層を場合に
より照射することもできる。従って、かかる変更は、冒
頭の特許請求の範囲の中で実施し得る。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本発明で使用される比較的厚い多層ラミネー
トを製造するための装置の構成を模式的に表わす概略の
図面であり、 第１図は比較的厚い多層ラミネートを製造するための装
置の好ましい具体例の模式図であり、第２図はその一つ
の代替例の模式図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、比較的厚い多層のラミネート（ｌａｍｉｎａｔｅ）
   を製造するための方法にして、 （ａ）第一および第二の外側の熱可塑性材料の層をその
   一方の表面上でコロナ処理し、 （ｂ）少なくとも１層の内側の熱可塑性材料の層をその
   両方の表面上でコロナ処理し、 （ｃ）第一および第二の外側の層および少なくとも１層
   のその内側の層の処理された表面を、第一および第二の
   外側の層の未処理の表面が、生成するラミネートの外側
   の表面を形成するように、それぞれお互いに接触させる ことからなる方法。 ２、ラミネートが少なくとも１層の配向された層を含む
   ことからなる、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３、第一および第二の外側の層および少なくとも１層の
   内側の層の処理された表面を、実質上同時にそれぞれお
   互いに接触させることからなる、特許請求の範囲第１項
   記載の方法。 ４、処理された表面が、１５０°Ｆ乃至２００°Ｆの間
   の温度および約２００ポンド／線インチの圧力を有する
   加熱されたピンチロールにおいて、それぞれお互いに接
   触されることからなる、特許請求の範囲第１項記載の方
   法。 ５、第一および第二の外側層および少なくとも１層の内
   部層が、コロナ処理段階に先立って配向されていること
   からなる、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ６、層のうちの少なくとも１層が、コロナ処理段階に先
   立って照射されることからなる、特許請求の範囲第１項
   記載の方法。 ７、多層ラミネートにして、 （ａ）第一層もしくはシール層、 （ｂ）第一層に固着された第二層もしくはバリアー層、 （ｃ）第二層もしくはバリアー層に固着された第三層、
   但し第三層は生成するラミネートに強度を付加するポリ
   マー材料を含有してなるものとし、 （ｄ）第三層に固着された第四層もしくはシール層から
   なる多層ラミネート。 ８、第一層もしくはシール層が、リニア低密度ポリエチ
   レンの第一の層およびエチレンビニルアセテートコポリ
   マーの第二の層を含有してなる、特許請求の範囲第７項
   記載のラミネート。 ９、第二層もしくはバリアー層が、エチレンビニルアセ
   テートコポリマーの第一層、エチレンビニルアセテート
   コポリマーの第二層、ビニルクロリドビニリデンクロリ
   ドコポリマーの第三層、無水物変性エチレンビニルアセ
   テートコポリマーの第四層、エチレンビニルアルコール
   コポリマーの第五層、第四層の如き第六層、およびエチ
   レンビニルアセテートコポリマーの第七層からなる、特
   許請求の範囲第７項記載のラミネート。 １０、第三層が、配向された熱硬化ポリエチレンテレフ
   タレートおよびナイロンからなる群から選ばれたポリマ
   ー材料を含有してなる、特許請求の範囲第７項記載のラ
   ミネート。 １１、第四層が、エチレンビニルアセテートコポリマー
   からなる第一の層と、リニア低密度ポリエチレンからな
   る第二の層を含有してなる、特許請求の範囲第７項記載
   のラミネート。 １２、ラミネートの第三層および第四層の間に配置され
   た追加バリアー層を更に含有することからなる、特許請
   求の範囲第７項記載のラミネート。 １３、追加バリアー層が実質的に特許請求の範囲第９項
   記載のバリアー層と同じ組成からなる、特許請求の範囲
   第１２項記載のラミネート。 １４、比較的厚い多層ラミネートを製造するための装置
   にして、 （ａ）各フィルム供給手段が熱可塑性材料の層を提供す
   る、一連のフィルム供給手段、 （ｂ）供給手段の各々のものからそれぞれのコロナ放電
   ステーションへフィルムを供給するための手段、 （ｃ）生成するラミネートの内部の層に該当する各々の
   層の両側を、コロナ処理するためのコロナ放電手段、 （ｄ）生成するラミネートの外側の層に該当する第一お
   よび第二の層の一方の側をコロナ処理するためのコロナ
   放電手段、 （ｅ）隣接する層の処理された表面が共に接合し、第一
   および第二の外側の層の未処理の表面が、生成するラミ
   ネートの外側の表面を形成するように、層の処理された
   表面をそれぞれお互いに接触させるための集合手段 からなる装置。 １５、フィルム供給手段がフィルム供給ロールを有する
   、特許請求の範囲第１４項記載の装置。 １６、供給ロールの各々からフィルムを供給するための
   手段が絶縁ロールを有する、特許請求の範囲第１４項記
   載の装置。 １７、集合手段が一対のピンチロールを有する、特許請
   求の範囲第１４項記載の装置。 １８、集合手段が積層化ドラムを有する、特許請求の範
   囲第１４記載の装置。