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技術 発泡用積層体及び発泡積層体

出願人 東ソー株式会社
発明者 増田淳幸田真吾
出願日 2016年7月25日 (4年9ヶ月経過) 出願番号 2016-145705
公開日 2018年2月1日 (3年3ヶ月経過) 公開番号 2018-015920
状態 特許登録済
技術分野 被包材 積層体(2)
主要キーワード ダイコート装置 オゾン気体 発泡表面 含酸素気体 発泡面 底板部材 胴部外周面 高融点樹脂層
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2018年2月1日)のものです。
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課題

良好な断熱性発泡外観を示し、かつ、製函適性に優れる発泡用積層体を提供する。

解決手段

少なくとも(A)層/紙基材層/(B)層を含み、(A)層が(i)〜(ii)を満たす低密度ポリエチレン(a)、(B)層が(iii)〜(iv)を満たすポリエチレン系樹脂(b)から構成されることを特徴とする発泡用積層体を用いる。 (i)JIS K6922−1(1997年)により測定したメルトマスフローレートMFR)が5g/10分以上30g/10分以下 (ii)JIS K6922−1(1997年)により測定した密度が910kg/m3以上930kg/m3以下 (iii)JIS K6922−1(1997年)により測定した密度が930kg/m3以上970kg/m3以下 (iv)エチレン炭素数6以上のα−オレフィン共重合体(c)を5重量%以上70重量%以下含む

概要

背景

従来から、断熱性を有する容器として、合成樹脂、特にポリスチレン発泡させたものが多く使用されている。しかし、発泡ポリスチレン容器は、廃棄時の環境への負荷が高い、印刷適性に劣るなどの欠点があり、他の素材への代替が検討されている。そのような中、紙カップ胴部外周面コルゲートした紙を貼り合わせて断熱層を形成した容器、同紙カップの胴部外周面パルプ製の不織布とコート紙との積層体接合した容器などが開発され、使用されている。

しかしながら、いずれの方法も加工、成形が容易でなく、コスト高になるという欠点があった。そこで、水分を含んだ基材の少なくとも一面に低融点熱可塑性合成樹脂フィルムラミネートし、加熱することにより、基材に含まれている水分を利用して合成樹脂フィルム凹凸に発泡させる技術が考案された(例えば、特許文献1〜3参照。)。しかし、このようにして得られる材料は、発泡層の厚みが薄く、断熱性が不十分であった。

また、発泡層の厚い発泡体を得る手段として、発泡面の少なくとも一部を真空吸引して発泡セルの発泡層を厚くする手法が提案されている(例えば、特許文献4参照。)。また、容器胴部材及び底板部材からなり、容器胴部材及び底板部材の原紙の内壁面に高融点の熱可塑性合成樹脂フィルムをラミネートしてあると共に容器胴部材の原紙の外壁面に低融点の熱可塑性合成樹脂フィルムをラミネートしてあり、この低融点の熱可塑性合成樹脂フィルムを加熱処理して発泡してある断熱紙容器が提案されている(例えば、特許文献5参照。)。

しかし、真空吸引により発泡層を厚くする手法は、真空吸引装置が必要であること、製造工程に真空吸引を施す工程を設ける必要があることからコストパフォーマンスに劣り、さらに、発泡層表面の平滑性に劣り、発泡外観が不良であった。また、内壁面に高融点の熱可塑性合成樹脂を有する断熱紙容器では、ホットタック性に劣り、製函適性が不良であった。

また、製函適性が優れる発泡体を得る手段として、前記高融点熱可塑性樹脂のさらに内壁面にエチレンα−オレフィン共重合体を含むシーラント層を設ける手法が提案されている(例えば、特許文献6参照)。

しかし、高融点樹脂層とシーラント層を設ける手法は、層構成が複雑となりコストパフォーマンスに劣っていた。

概要

良好な断熱性と発泡外観を示し、かつ、製函適性に優れる発泡用積層体を提供する。 少なくとも(A)層/紙基材層/(B)層を含み、(A)層が(i)〜(ii)を満たす低密度ポリエチレン(a)、(B)層が(iii)〜(iv)を満たすポリエチレン系樹脂(b)から構成されることを特徴とする発泡用積層体を用いる。 (i)JIS K6922−1(1997年)により測定したメルトマスフローレートMFR)が5g/10分以上30g/10分以下 (ii)JIS K6922−1(1997年)により測定した密度が910kg/m3以上930kg/m3以下 (iii)JIS K6922−1(1997年)により測定した密度が930kg/m3以上970kg/m3以下 (iv)エチレンと炭素数6以上のα−オレフィンの共重合体(c)を5重量%以上70重量%以下含む なし

目的

本発明の目的は、良好な断熱性と発泡外観を示し、かつ、製函適性に優れる発泡用積層体及び発泡積層体を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

少なくとも(A)層/紙基材層/(B)層を含み、(A)層が(i)〜(ii)を満たす低密度ポリエチレン(a)、(B)層が(iii)〜(iv)を満たすポリエチレン系樹脂(b)から構成されることを特徴とする発泡用積層体。(i)JISK6922−1(1997年)により測定したメルトマスフローレートMFR)が5g/10分以上30g/10分以下(ii)JISK6922−1(1997年)により測定した密度が910kg/m3以上930kg/m3以下(iii)JISK6922−1(1997年)により測定した密度が930kg/m3以上970kg/m3以下(iv)エチレン炭素数6以上のα−オレフィン共重合体(以下、エチレン・α−オレフィン共重合体(c)という。)を5重量%以上70重量%以下含む

請求項2

エチレン・α−オレフィン共重合体(c)のゲル・パーミネーションクロマトグラフィにより測定した分子量分布(Mw/Mn)が1.3以上3.0以下であることを特徴とする請求項1に記載の発泡用積層体。

請求項3

エチレン・α−オレフィン共重合体(c)のJISK6922−1(1997年)により測定した密度が870kg/m3以上925kg/m3以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の発泡用積層体。

請求項4

ポリエチレン系樹脂(b)が、エチレン・α−オレフィン共重合体(c)が5重量部以上70重量部以下、JISK6922−1(1997年)により測定した密度が940kg/m3以上、980kg/m3以下である高密度ポリエチレン(d)を20重量部以上80重量部以下、JISK6922−1(1997年)により測定したメルトマスフローレートが1g/10分以上10g/10分以下である高圧法低密度ポリエチレン(e)10重量部以上50重量部以下からなるポリエチレン系樹脂組成物(f)((c)、(d)及び(e)の合計は100重量部)であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の発泡用積層体。

請求項5

エチレン・α−オレフィン共重合体(c)を構成するα−オレフィンが1−ヘキセン1−オクテンのいずれかであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の発泡用積層体。

請求項6

(A)層が235℃で測定したスウェル比(SR)が1.40以上1.75未満である高圧法低密度ポリエチレン(g)のみから構成されることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の発泡用積層体。

請求項7

請求項1〜6のいずれかに記載の発泡用積層体の(A)層が発泡していることを特徴とする発泡積層体

請求項8

請求項7に記載の発泡積層体を少なくとも胴部材に使用したことを特徴とする断熱紙容器

技術分野

0001

本発明は、良好な断熱性発泡外観を示し、かつ、製函適性に優れる発泡用積層体及び発泡積層体に関するものである。

背景技術

0002

従来から、断熱性を有する容器として、合成樹脂、特にポリスチレンを発泡させたものが多く使用されている。しかし、発泡ポリスチレン容器は、廃棄時の環境への負荷が高い、印刷適性に劣るなどの欠点があり、他の素材への代替が検討されている。そのような中、紙カップ胴部外周面コルゲートした紙を貼り合わせて断熱層を形成した容器、同紙カップの胴部外周面パルプ製の不織布とコート紙との積層体を接合した容器などが開発され、使用されている。

0003

しかしながら、いずれの方法も加工、成形が容易でなく、コスト高になるという欠点があった。そこで、水分を含んだ基材の少なくとも一面に低融点熱可塑性合成樹脂フィルムラミネートし、加熱することにより、基材に含まれている水分を利用して合成樹脂フィルム凹凸に発泡させる技術が考案された(例えば、特許文献1〜3参照。)。しかし、このようにして得られる材料は、発泡層の厚みが薄く、断熱性が不十分であった。

0004

また、発泡層の厚い発泡体を得る手段として、発泡面の少なくとも一部を真空吸引して発泡セルの発泡層を厚くする手法が提案されている(例えば、特許文献4参照。)。また、容器胴部材及び底板部材からなり、容器胴部材及び底板部材の原紙の内壁面に高融点の熱可塑性合成樹脂フィルムをラミネートしてあると共に容器胴部材の原紙の外壁面に低融点の熱可塑性合成樹脂フィルムをラミネートしてあり、この低融点の熱可塑性合成樹脂フィルムを加熱処理して発泡してある断熱紙容器が提案されている(例えば、特許文献5参照。)。

0005

しかし、真空吸引により発泡層を厚くする手法は、真空吸引装置が必要であること、製造工程に真空吸引を施す工程を設ける必要があることからコストパフォーマンスに劣り、さらに、発泡層表面の平滑性に劣り、発泡外観が不良であった。また、内壁面に高融点の熱可塑性合成樹脂を有する断熱紙容器では、ホットタック性に劣り、製函適性が不良であった。

0006

また、製函適性が優れる発泡体を得る手段として、前記高融点熱可塑性樹脂のさらに内壁面にエチレンα−オレフィン共重合体を含むシーラント層を設ける手法が提案されている(例えば、特許文献6参照)。

0007

しかし、高融点樹脂層とシーラント層を設ける手法は、層構成が複雑となりコストパフォーマンスに劣っていた。

先行技術

0008

特公昭48−32283号公報
特開昭57−110439号公報
特開2001−270571号公報
特開2004−58534号公報
特開2007−217024号公報
特開2014−124796号公報

発明が解決しようとする課題

0009

本発明の目的は、良好な断熱性と発泡外観を示し、かつ、製函適性に優れる発泡用積層体及び発泡積層体を提供することにある。

課題を解決するための手段

0010

本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意検討した結果、特定の発泡用積層体が、良好な断熱性と発泡外観を示し、かつ、製函適性に優れることを見出し、本発明を完成するに至った。

0011

すなわち、少なくとも(A)層/紙基材層/(B)層を含み、(A)層が(i)〜(ii)を満たす低密度ポリエチレン(a)、(B)層が(iii)〜(iv)を満たすポリエチレン系樹脂(b)から構成されることを特徴とする発泡用積層体に関するものである。

0012

(i)JIS K6922−1(1997年)により測定したメルトマスフローレートMFR)が5g/10分以上30g/10分以下
(ii)JIS K6922−1(1997年)により測定した密度が910kg/m3以上930kg/m3以下
(iii)JIS K6922−1(1997年)により測定した密度が930kg/m3以上970kg/m3以下
(iv)エチレンと炭素数6以上のα−オレフィンの共重合体(以下、エチレン・α−オレフィン共重合体(c)という。)を5重量%以上70重量%以下含む
また、上記発泡用積層体の(A)層が発泡していることを特徴とする発泡積層体に関するものである。

0013

以下、本発明について詳細に説明する。

0014

本発明の積層体を構成する低密度ポリエチレン(a)は、高圧法低密度ポリエチレン(g)、直鎖状低密度ポリエチレン(h)又はこれらの組成物から構成される。

0015

高圧法低密度ポリエチレン(g)は、従来公知の高圧法ラジカル重合法により得ることができる。

0016

直鎖状低密度ポリエチレン(h)は、チーグラーナッタ触媒フィリップス触媒メタロセン触媒を用いた高・中・低圧イオン重合法により、エチレンとα−オレフィンを共重合することで得ることができる。

0017

直鎖状低密度ポリエチレン(h)に用いるα−オレフィンとしては、プロピレン、1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン、3−メチル−1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン1−オクテン、1−ノネン、1−デセン、1−ウンデセン、1−ドデセンなどを挙げることができ、これらの1種または2種以上が用いられる。

0018

低密度ポリエチレン(a)のJIS K6922−1(1997年)により測定された密度(以下、単に密度と略す)は、断熱性及び発泡外観に優れるため、910〜930kg/m3の範囲であり、より好ましくは914〜925kg/m3、さらに好ましくは916〜923kg/m3の範囲である。低密度ポリエチレン(a)の密度が910kg/m3未満では、発泡外観に劣るため好ましくなく、930kg/m3を超える範囲では、断熱性に劣るため好ましくない。

0019

また、低密度ポリエチレン(a)のJIS K6922−1(1997年)により測定したメルトマスフローレート(以下、単にMFRと略す)は、5〜30g/10分の範囲であり、断熱性及び発泡外観に優れることから、12〜24g/10分の範囲が好ましく、より好ましくは12〜18g/10分、最も好ましくは12〜16g/10分の範囲である。低密度ポリエチレン(a)のMFRが5g/10分未満の範囲では、発泡外観に劣るため好ましくなく、30g/10分を超える範囲ではラミネート加工性に劣るため好ましくない。

0020

これらのうち、製函時の溶融弾性が低く製函適性に優れることから、本発明を構成する低密度ポリエチレン(a)は、235℃で測定したスウェル比(以下単にSRと略す)は1.40以上1.75以下である高圧法低密度ポリエチレン(c)であることが好ましい。また、より発泡外観に優れることから、高圧法低密度ポリエチレン(c)のSRは1.50〜1.70の範囲がより好ましく、最も好ましくは1.55〜1.65の範囲である。

0021

このSRは、JIS K6922−1(1997年)で使用されるメルトインデクサーを用い、温度235℃、押出量3g/分の条件にて装置に充填された樹脂オリフィスより押出し、オリフィス直下に設置したイソプロパノールを入れたメスシリンダーストランド状の押出物採取し、ストランドの径(D)をメルトインデクサーのオリフィス径D0)で除すことにより求められる。

0022

本発明を構成する低密度ポリエチレン(a)には、エチレン・α−オレフィン共重合体などの他のポリオレフィンを配合してもよいが、発泡外観に優れることから、(A)層は高圧法低密度ポリエチレン(c)のみから構成されることが好ましい。

0023

本発明の積層体を構成する低密度ポリエチレン(a)にポリオレフィンを混合する時は、低密度ポリエチレン(a)のペレットとポリオレフィンのペレットを固体状態で混合したペレット混合物であってもよいが、単軸押出機二軸押出機ニーダーバンバリー等で溶融混練した混合物の方が、品質の安定した製品が得られるので好ましい。溶融混練装置を用いる場合、溶融温度ポリオレフィン系樹脂の融点〜300℃程度が好ましい。

0024

また、本発明の積層体を構成する低密度ポリエチレン(a)には、必要に応じて、酸化防止剤光安定剤帯電防止剤滑剤ブロッキング防止剤等、ポリオレフィン樹脂に一般に用いられている添加剤を本発明の目的を損なわない範囲で添加してもかまわない。

0025

本発明の積層体を構成するポリエチレン系樹脂(b)の密度は、断熱性、発泡の安定性に優れることから、930〜970kg/m3の範囲であり、より好ましくは935〜970kg/m3の範囲であり、最も好ましくは945〜965kg/m3の範囲である。ポリエチレン系樹脂(b)の密度が930kg/m3未満では、断熱性に劣るため好ましくなく、970kg/m3を超える範囲では、発泡外観に劣るため好ましくない。

0026

本発明の積層体を構成するポリエチレン系樹脂(b)は、エチレン単独重合体、エチレン・α−オレフィン共重合体又はこれらの組成物であり、エチレン・α−オレフィン共重合体(c)を5重量%以上70重量%以下含むものである。ポリエチレン系樹脂の分子鎖の形態は直鎖状でもよく、分岐を有していてもよい。このようなポリエチレン系樹脂(b)は、特に限定されるものではなく、前記密度範囲外れなければよい。

0027

エチレン単独重合体としては、中・低圧法エチレン単独重合体、高圧法低密度ポリエチレンが例示することができる。中・低圧法エチレン単独重合体は、従来公知の中・低圧イオン重合法により得ることができる。また、高圧法低密度ポリエチレンは、従来公知の高圧ラジカル重合法により得ることができる。

0028

エチレン・α−オレフィン共重合体に用いるα−オレフィンとしては、プロピレン、1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン、3−メチル−1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−ノネン、1−デセン、1−ウンデセン、1−ドデセンなどを挙げることができ、これらの1種または2種以上が用いられる。

0029

エチレン・α−オレフィン共重合体を得るための方法は特に限定するものではなく、チーグラー・ナッタ触媒やフィリップス触媒、メタロセン触媒を用いた高・中・低圧イオン重合法などを例示することができる。このような共重合体は、市販品の中から便宜選択することができる。

0030

本発明を構成するポリエチレン系樹脂(b)は、製函適性に優れることから、少なくとも炭素数6以上であるα−オレフィンからなるエチレン・α−オレフィン共重合体(c)を5〜70重量%含み、更に発泡性・製函適性に優れることから、7〜50重量%が好ましく、より好ましくは7重量%以上30重量%以下である。エチレン・α−オレフィン共重合体(c)の配合量が5重量%未満では製函適性に劣るため好ましくなく、70重量%を超える範囲では断熱性に劣るため好ましくない。

0031

このようなエチレン・α−オレフィン共重合体に用いるα−オレフィンとしては、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−ノネン、1−デセン、1−ウンデセン、1−ドデセンなどを挙げることができるが、発泡外観に優れることから、1−ヘキセン、1−オクテンを用いることが好ましい。

0032

また、エチレン・α−オレフィン共重合体(c)のMFRは、本目的が達成される限りにおいて特に限定はなく、製函適性に優れることから、1〜40g/10分の範囲が好ましく、より好ましくは4〜20g/10分の範囲である。

0033

エチレン・α−オレフィン共重合体(c)の密度は、本目的が達成される限りにおいて特に限定はなく、製函適性に優れることから、870〜925kg/m3の範囲が好ましく、より好ましくは890〜920kg/m3の範囲である。

0034

また、エチレン・α−オレフィン共重合体(c)のゲル・パーミネーションクロマトグラフィー(以下、GPC)により求められる分子量分布は、製函適性に優れることから、1.3〜3.0以下の範囲が好ましい。なお、分子量分布は、GPCによって測定された標準ポリエチレン換算値である重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比Mw/Mnにより算出することが可能である。

0035

これらの中で、製函適性・発泡性・ラミネート成形性に優れることから、少なくともエチレン・α−オレフィン共重合体(c)が5〜70重量部、密度が940〜980kg/m3以下である高密度ポリエチレン(d)を20〜80重量部、MFRが1〜10g/10分以下である高圧法低密度ポリエチレン(e)10〜50重量からなるポリエチレン系樹脂組成物(f)((c)、(d)、(e)の合計は100重量部)であることが好ましい。

0036

高密度ポリエチレン(d)は、従来公知の中・低圧イオン重合法により得られるエチレン単独重合体、チーグラー・ナッタ触媒やフィリップス触媒、メタロセン触媒を用いた高・中・低圧イオン重合法などにより得られるエチレン・α−オレフィン共重合体が例示される。

0037

また、高密度ポリエチレン(d)において、エチレン系樹脂組成物(f)のラミネート加工性に優れることから、MFRは6〜100g/10分の範囲が好ましく、より好ましくは8〜60g/10分の範囲である。

0038

さらに、高密度ポリエチレン(d)の密度は、エチレン系樹脂組成物(f)のラミネート加工性、生産性に優れるため、945〜975kg/m3がより好ましい。

0039

高圧法低密度ポリエチレン(e)のMFRは、エチレン系樹脂組成物(f)の押出ラミネート加工性に優れるため、1〜8g/10分の範囲がより好ましく、最も好ましくは1〜4g/10分の範囲である。

0040

また、高圧法低密度ポリエチレン(e)において、エチレン系樹脂組成物(f)の製膜安定性に優れることから、密度は910〜935kg/m3の範囲が好ましい。

0041

さらに、高圧法低密度ポリエチレン(e)のSRは、エチレン系樹脂組成物(f)の製膜安定性に優れることから、1.50〜3.00の範囲が好ましく、より好ましくは1.75〜2.80の範囲であり、最も好ましくは1.90〜2.20の範囲である。

0042

エチレン系樹脂組成物(f)のMFRは、ラミネート成形性に優れるため、1〜50g/10分の範囲が好ましく、さらに好ましくは3〜20g/10分の範囲である。

0043

また、本発明を構成するポリエチレン系樹脂(b)には、ポリプロピレンなどの他のポリオレフィンを配合してもよく、これらのポリオレフィンの配合比は1〜30重量%がラミネート成形性と積層体外観の点から好ましい。

0044

本発明の積層体を構成するポリエチレン系樹脂(b)にポリオレフィンを混合する時は、ポリエチレン系樹脂(b)のペレットとポリオレフィンのペレットを固体状態で混合したペレット混合物であってもよいが、単軸押出機、二軸押出機、ニーダー、バンバリー等で溶融混練した混合物の方が、品質の安定した製品が得られるので好ましい。溶融混練装置を用いる場合、溶融温度はポリエチレン系樹脂の融点〜300℃程度が好ましい。

0045

さらに、本発明を構成するポリエチレン系樹脂(b)には、必要に応じて、酸化防止剤、光安定剤、帯電防止剤、滑剤、ブロッキング防止剤等、ポリオレフィン樹脂に一般に用いられている添加剤を本発明の目的を損なわない範囲で添加してもかまわない。

0046

本発明の発泡用積層体を構成する(A)層の発泡前の厚みは、本発明の目的が達成される限りにおいて特に制限はないが、発泡外観に優れることから、40〜150μmの範囲が好ましく、より好ましくは、50〜120μm、更に好ましくは、60〜100μmである。

0047

また、(B)層の厚みは、本発明の目的が達成される限りにおいて特に制限はないが、発泡性に優れ、破損などの問題が小さいことから、20〜100μmの厚みであることが好ましく、経済性の観点から、20〜50μmの範囲が最も好適である。

0048

本発明の発泡積層体を構成する(A)層の厚みは、断熱性に優れるため、600μm以上が好ましく、より好ましくは800μm以上、最も好ましくは1000μm以上である。

0049

本発明の積層体を構成する紙基材については特に限定はないが、低密度ポリエチレン(a)の発泡倍率を向上させることができるため、紙基材の坪量は150〜400g/m2が好ましく、更に好ましくは、200〜350g/m2である。

0050

このような紙基材に含まれる水分については特に制限はないが、低密度ポリエチレン(a)の発泡倍率が向上することから、15〜30g/m2であることが好ましく、より好ましくは20〜30g/m2、最も好ましくは20〜26g/m2である。

0051

本発明の発泡用積層体を得る手法として、低密度ポリエチレン(a)及びポリエチレン系樹脂(b)を押出ラミネート加工する方法が例示されるが、加工が容易なことから、低密度ポリエチレン(a)とポリエチレン系樹脂(b)をタンデムラミネート加工する手法が好ましい。

0052

押出ラミネート成形法により発泡用積層体を得る手法として、シングルラミネート加工法、タンデムラミネート加工法、サンドウィッチラミネート加工法、共押出ラミネート加工法などの各種押出ラミネート加工法を例示することができる。押出ラミネート法における樹脂の温度は260〜350℃の範囲が好ましく、冷却ロール表面温度は10〜50℃の範囲が好ましい。

0053

また、押出ラミネート加工において、ポリエチレン系樹脂を溶融状態押出し層とした直後に、該層の基材接着面を含酸素気体又は含オゾン気体に曝し、基材と貼り合わせる手法を用いると、基材層との接着性に優れることから好ましい。含オゾン気体により熱可塑製樹脂と基材との接着性を向上させる場合は、オゾンガス処理量としては、ダイより押出された熱可塑製樹脂よりなるフィルム1m2当たり0.5mg以上のオゾンを吹き付けることが好ましい。

0054

本発明の発泡用積層体を得る手法における押出ラミネート加工法は、熱可塑製樹脂層と基材層との接着性をさらに向上させるため、ポリエチレン系樹脂が発泡しない程度の温度、例えば3〜60℃の温度で10時間以上熱処理することができる。また必要に応じて、紙基材の接着面に対してコロナ処理フレーム処理プラズマ処理などの公知の表面処理を施してもよい。また、必要であれば紙基材にアンカーコート剤を塗布しても良い。

0055

本発明の発泡用積層体を得る手法として、発泡積層体の断熱性及び経済性に優れるため、ポリエチレン系樹脂を紙基材層に積層する前に、紙基材の片面又は両面に水を塗布してもよい。

0056

水分を塗布する手法は、本発明の目的が達成される限りにおいて特に限定はなく、ロールコート装置リップコート装置、スプレー装置ダイコート装置グラビア装置、ダンプニング装置などを用いた手法が例示することができる。水の塗布量が均一になるため、ダンプニング装置を用いた手法が好ましい。

0057

このようなダンプニング装置は、例えば、鈴木産業(株)より商品名「ハイローターS」が、ニッカ(株)より商品名「WEKOローターダンプニング」が、東機エレクトロニクス(株)より商品名「TSD−3000」が販売されている。

0058

本発明における水の塗布量は、本発明の目的が達成される限りにおいて特に限定はないが、低密度ポリエチレン(a)の発泡倍率が高くでき、かつ、紙基材と低密度ポリエチレン(a)及び/またはポリエチレン系樹脂(b)との接着強度が低下しないことから、1.5〜30g/m2の範囲が好ましく、3〜15g/m2の範囲がより好ましい。

0059

本発明の発泡用積層体を加熱することにより、(A)層が発泡した発泡積層体を得ることができる。

0060

加熱発泡により本発明の発泡積層体を得る手法における加熱方法としては、熱風電熱電子線の他、積層体を容器状に成形し、高温物体を内填して充填物の熱を利用するなど、任意の手段を使用できる。加熱は、オーブン内で回分式に行う手法、コンベアなどにより連続的に行う手法などにより行うことができる。

0061

加熱する熱源としては、本目的が達成される限りにおいて特に限定はなく、積層体及び成形した容器では熱風、電熱、電子線などが例示でき、積層体を成形した容器では高温の物体を内填して充填物の熱を利用するなどが例示できる。また、加熱方法は、オーブン内で回分式に行う手法、コンベアなどにより連続的に行う手法などにより行うことができる。

0062

加熱温度、加熱時間などの条件は、本発明の目的が達成される限りにおいて特に限定はなく、一般的に、熱風を熱源とする場合は、加熱温度は低密度ポリエチレン(a)の融点以上150℃以下、風量は0.5〜2.0m3/時、加熱時間は10秒〜6分間である。

0063

本発明の積層体は、少なくとも(A)層/紙基材/(B)層を含むことを特徴とするものであり、(A)層と紙基材と(B)層の3成分のみからなるものだけでなく他の成分、例えば(C)層を含んでいてもよい。具体的には、(A)層/紙基材/(B)層、(A)層/紙基材/(B)層/(A)層、(B)層/紙基材/(A)層/(B)層、(A)層/紙基材/(B)層/(B)層、(A)層/(A)層/紙基材/(B)層、(A)層/紙基材/(B)層/(C)層、(B)層/紙基材/(A)層/(C)層、(C)層/(B)層/紙基材/(A)層/(B)層/(C)層、(A)層/紙基材/(B)層/(C)層/(B)層/(A)層、(B)層/紙基材/(A)層/(C)層/(A)層/(B)層などが例示される。なお、層の間の記号/は、隣接する層であることを表している。

0064

(C)層としては、合成高分子重合体から形成される層や織布、不織布、金属箔紙類セロファン等が挙げられる。例えば、ポリエチレンテレフタレートポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル系樹脂ナイロン6ナイロン66などのポリアミド系樹脂、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体アイオノマー等のポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂ポリブテンアクリル系樹脂ポリビニルアルコールポリメチルペンテンポリ塩化ビニルポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリカーボネートポリウレタンセルロース系樹脂など合成高分子重合体から形成される層等が挙げられる。更に、これらの高分子重合体フィルム及びシートはさらにアルミ蒸着アルミナ蒸着二酸化珪素蒸着、アクリル処理されたものでもよい。また、これらの高分子重合体フィルム及びシートはさらにウレタンインキ等を用い印刷されたものでもよい。金属箔としては、アルミ箔銅箔などが例示でき、また、紙類としてはクラフト紙、上質紙伸張紙グラシン紙、カップ原紙印画紙原紙等の板紙などが挙げられる。

0065

本発明の発泡積層体は、少なくとも胴部材に使用した断熱紙容器として用いられる。

発明の効果

0066

本発明の発泡用積層体は、発泡させると高倍率の発泡積層体となるため良好な断熱性を有し、また良好な発泡外観を示し、かつ、製函適性に優れる発泡積層体となる。

0067

以下、実施例および比較例により本発明を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
(1)密度
密度は、JIS K6922−1(1997年)に準拠して測定した。
(2)メルトマスフローレート(MFR)
MFRは、JIS K6922−1(1997年)に準拠して測定した。
(3)スウェル比(SR)
JIS K6922−1(1997年)で使用されるメルトインデクサーを用い、温度235℃、押出量3g/分の条件にて装置に充填された樹脂をオリフィスより押出し、オリフィス直下に設置したイソプロパノールを入れたメスシリンダーでストランド状の押出物を採取し、ストランドの径(D)をメルトインデクサーのオリフィス径(D0)で除すことにより求めた。
(4)加熱発泡
実施例により得られた積層体を10cm×20cmに切り出し円筒状に成形したサンプルを、所定の温度に加熱したギア老化試験機(安田精機製作所製 No.102−SHF−77)中で熱風をあてながら所定の時間静置した後、取り出して空気中で室温まで冷却した。
(5)紙基材の水分量
ポリエチレン系樹脂の積層前の紙基材について、カールフィッシャー法水分測定装置(三菱化学(株)製、商品名CA−05)を使用し測定した。測定温度は165℃である。
(6)発泡層厚み
実施例により得られた発泡体、及びブランクとして発泡させる前のラミネート積層体をサンプル取りし、光学顕微鏡により断面写真撮影した。断面写真から発泡層の厚みを測定し、5箇所で測定した。
(7)発泡表面の状態
得られた発泡体の表面の平滑性を目視観測した。表面の平滑性が良好である場合を○、良好であるもののやや劣る場合を△、不良の場合を×とした。
(8)ホットタック性
実施例により得られたラミネートフィルムホットタックテスターテスター産業(株)製)を用いて、30mm幅に切り出したラミネートフィルムを(C)層面が内側で接するように2枚を重ね、両面加熱エアー圧力0.2MPa、シール時間1秒間で幅10mm、長さ300mmのシールバーヒートシールを行った直後に、積層体の端につけた荷重(各45g)でT剥離を行った。シール温度140℃で測定し、シール部分のうち、剥離した距離(mm)を計測した。剥離距離が短いほど、製函適正が良好であり、剥離距離が150mm以下であれば良好と評価した。

0068

実施例1
(A)層の樹脂として、MFRが24g/10分、密度が918kg/m3、SRが1.45である高圧法低密度ポリエチレン(東ソー(株)製商品名ペトロセン202K)(A1)を、(B)層の樹脂として、MFRが2.0g/10分、密度が910kg/m3、分子量分布が1.7であるエチレン・1−ヘキセン共重合体(東ソー(株)製 商品名ニポロン−Z HF210K、C1)を10重量部、MFRが20g/10分、密度が964kg/m3である高密度ポリエチレン(東ソー(株)製 商品名ニポロンハード1000、D1)を45重量部、MFRが3.0g/10分、密度が924kg/m3、SRが2.02である高圧法低密度ポリエチレン(東ソー(株)製 商品名ペトロセン 205、E1)を45重量部になるよう配合し、単軸押出機(プラコー(株)製 口径50mm)にて溶融混練したエチレン系樹脂組成物(B1、MFR 6.8g/10分、密度 941kg/m3)を使用した。

0069

まず、コロナ処理面に以下に示す比率で配合したポリウレタン系接着剤を塗布し溶剤を乾燥したニ軸延伸ポリエステルフィルム東洋紡績(株)製商品名エステルフィルムE−5100、厚み25μm、以下、PETと記す場合がある)の接着剤塗布面に、(B1)を直径90mmφのスクリューを有する単軸押出機(ムサシノキカイ(株)製)に供給し、320℃の温度、60m/分の引き取り速度、130mmのエアギャップ長さで、(B1)の厚みが40μmとなるように押出し、PET、ポリエチレン系樹脂(B1)の順に積層されてなるラミネートフィルムを得た。このラミネートフィルムを用いて、ホットタック性を評価した。

0070

ポリウレタン系接着剤の配合:タケラックA3210(15部)+タケネートA3072(5部)+酢酸エチル(140部)
タケラックA3210、タケネートA3072はいずれも三井化学ポリウレタン(株)製
接着剤厚み:0.2μm
また、(A1)を直径90mmφのスクリューを有する単軸押出ラミネーター(ムサシノキカイ(株)製)へ供給し、320℃の温度でTダイより押し出し、水分量が24g/m2であり、坪量320g/m2である紙基材上に引き取り速度が60m/分、エアギャップ長さが130mmで70μmの厚さになるよう押出ラミネート成形を行った。さらに、(B1)を直径90mmφのスクリューを有する単軸押出機(ムサシノキカイ(株)製)に供給し、320℃の温度、60m/分の引き取り速度、130mmのエアギャップ長さで、(B1)の厚みが40μm、高圧法低密度ポリエチレン(A1)、紙基材、ポリエチレン系樹脂(B1)の順に積層されてなる積層体を得た。得られた積層体を120℃、5分間加熱して発泡させ、発泡積層体を得た。得られた発泡前後の積層体について、発泡層の厚み及び発泡外観を評価した。

0071

評価の結果を表1に示す。発泡後の発泡層の厚み、発泡外観、ホットタック性はともに良好であった。

0072

実施例2
(B)層の樹脂として、エチレン・1−ヘキセン共重合体(C1)を30重量部、高密度ポリエチレン(D1)を50重量部、高圧法低密度ポリエチレン(E1)を20重量部になるよう配合し、単軸押出機(プラコー(株)製 口径50mm)にて溶融混練したエチレン系樹脂組成物(B2、MFR 6.9g/10分、密度940kg/m3)を使用した以外は、実施例1と同様の手法によりラミネートフィルム及び発泡積層体を得た。得られたラミネートフィルム・発泡積層体について、発泡層厚み、発泡外観、ホットタック性を評価した。評価の結果を表1に示す。発泡後の発泡層の厚み、発泡外観、ホットタック性はともに良好であった。

0073

実施例3
(B)層の樹脂として、MFRが1.0g/10分、密度が920kg/m3、分子量分布が1.6であるエチレン・1−ヘキセン共重合体(東ソー(株)製商品名ニポロン−Z 04P65B、C2)を50重量部、高密度ポリエチレン(D1)を40重量部、MFRが1.6g/10分、密度が918kg/m3、SRが2.50である高圧法低密度ポリエチレン(東ソー(株)製 商品名ペトロセン360、E2)を10重量部になるよう配合し、単軸押出機(プラコー(株)製 口径50mm)にて溶融混練したエチレン系樹脂組成物(B3、MFR 3.5g/10分、密度 938kg/m3)を使用した以外は、実施例1と同様の手法によりラミネートフィルム及び発泡積層体を得た。得られたラミネートフィルム・発泡積層体について、発泡層厚み、発泡外観、ホットタック性を評価した。評価の結果を表1に示す。発泡後の発泡層の厚み、発泡外観、ホットタック性はともに良好であった。

0074

実施例4
(B)層の樹脂として、MFRが3.0g/10分、密度が875kg/m3、分子量分布が2.2であるエチレン・1−オクテン共重合体(ダウケミカル製商品名アフィニティKC8852G、C3)を10重量部、高密度ポリエチレン(D1)を55重量部、高圧法低密度ポリエチレン(E1)を35重量部になるよう配合し、単軸押出機(プラコー(株)製 口径50mm)にて溶融混練したエチレン系樹脂組成物(B4、MFR 8.5g/10分、密度 941kg/m3)を使用した以外は、実施例1と同様の手法によりラミネートフィルム及び発泡積層体を得た。得られたラミネートフィルム・発泡積層体について、発泡層厚み、発泡外観、ホットタック性を評価した。評価の結果を表1に示す。発泡後の発泡層の厚み、発泡外観、ホットタック性はともに良好であった。

0075

実施例5
(B)層の樹脂として、MFRが20g/10分、密度が920kg/m3、分子量分布が3.5であるエチレン・1−ヘキセン共重合体(東ソー(株)製商品名ニポロン−ZZM330、C4)を50重量部、高密度ポリエチレン(D1)を40重量部、高圧法低密度ポリエチレン(E1)を10重量部になるよう配合し、単軸押出機(プラコー(株)製 口径50mm)にて溶融混練したエチレン系樹脂組成物(B5、MFR 4.9g/10分、密度 938kg/m3)を使用した以外は、実施例1と同様の手法によりラミネートフィルム及び発泡積層体を得た。得られたラミネートフィルム・発泡積層体について、発泡層厚み、発泡外観、ホットタック性を評価した。評価の結果を表1に示す。発泡後の発泡層の厚み、発泡外観、ホットタック性はともに良好であった。

0076

実施例6
(B)層の樹脂として、MFRが2.0g/10分、密度が930kg/m3、分子量分布が1.7であるエチレン・1−ヘキセン共重合体(東ソー(株)製商品名ニポロン−Z HF250K、C5)を10重量部、高密度ポリエチレン(D1)を40重量部、高圧法低密度ポリエチレン(E1)を50重量部になるよう配合し、単軸押出機(プラコー(株)製 口径50mm)にて溶融混練したエチレン系樹脂組成物(B6、MFR 6.2g/10分、密度 941kg/m3)を使用した以外は、実施例1と同様の手法によりラミネートフィルム及び発泡積層体を得た。得られたラミネートフィルム・発泡積層体について、発泡層厚み、発泡外観、ホットタック性を評価した。評価の結果を表1に示す。発泡後の発泡層の厚み、発泡外観、ホットタック性はともに良好であった。

0077

実施例7
(B)層の樹脂として、エチレン・1−ヘキセン共重合体(C1)を10重量部、MFRが20g/10分、密度が966kg/m3である高密度ポリエチレン(東ソー(株)製商品名ニポロンハード1000、D2)を80重量部、高圧法低密度ポリエチレン(E2)を10重量部になるよう配合し、単軸押出機(プラコー(株)製 口径50mm)にて溶融混練したエチレン系樹脂組成物(B7、MFR 12g/10分、密度 956kg/m3)を使用した以外は、実施例1と同様の手法によりラミネートフィルム及び発泡積層体を得た。得られたラミネートフィルム・発泡積層体について、発泡層厚み、発泡外観、ホットタック性を評価した。評価の結果を表1に示す。発泡後の発泡層の厚み、発泡外観、ホットタック性はともに良好であった。

0078

実施例8
(A)層の樹脂として、MFRが14g/10分、密度が918kg/m3、SRが1.74である高圧法低密度ポリエチレン(東ソー(株)製商品名ペトロセン07C03C)(A2)を使用した以外は、実施例1と同様の手法によりラミネートフィルム及び発泡積層体を得た。得られたラミネートフィルム・発泡積層体について、発泡層厚み、発泡外観、ホットタック性を評価した。評価の結果を表1に示す。発泡後の発泡層の厚み、発泡外観、ホットタック性はともに良好であった。

0079

実施例9
(A)層の樹脂として、MFRが8g/10分、密度が918kg/m3、SRが1.80である高圧法低密度ポリエチレン(東ソー(株)製商品名ペトロセン213)(A3)を使用した以外は、実施例1と同様の手法によりラミネートフィルム及び発泡積層体を得た。得られたラミネートフィルム・発泡積層体について、発泡層厚み、発泡外観、ホットタック性を評価した。評価の結果を表1に示す。発泡後の発泡層の厚み、発泡外観、ホットタック性はともに良好であった。

0080

比較例1
(B)層の樹脂として、エチレン・1−ヘキセン共重合体(C1)を3重量部、高密度ポリエチレン(D1)を40重量部、高圧法低密度ポリエチレン(E1)を57重量部になるよう配合し、単軸押出機(プラコー(株)製 口径50mm)にて溶融混練したエチレン系樹脂組成物(B8、MFR 6.3g/10分、密度940kg/m3)を使用した以外は、実施例1と同様の手法によりラミネートフィルム及び発泡積層体を得た。得られたラミネートフィルム・発泡積層体について、発泡層厚み、発泡外観、ホットタック性を評価した。評価の結果を表2に示す。ホットタック性に劣っていた。

0081

比較例2
(B)層の樹脂として、エチレン・1−ヘキセン共重合体(C5)を80重量部、高密度ポリエチレン(D1)を10重量部、高圧法低密度ポリエチレン(E2)を10重量部になるよう配合し、単軸押出機(プラコー(株)製 口径50mm)にて溶融混練したエチレン系樹脂組成物(B9、MFR 2.5g/10分、密度932kg/m3)を使用した以外は、実施例1と同様の手法によりラミネートフィルム及び発泡積層体を得た。得られたラミネートフィルム・発泡積層体について、発泡層厚み、発泡外観、ホットタック性を評価した。評価の結果を表2に示す。発泡層厚みに劣っていた。

0082

比較例3
(B)層の樹脂として、エチレン・1−ヘキセン共重合体(C5)を60重量部、高圧法低密度ポリエチレン(E1)を40重量部になるよう配合し、単軸押出機(プラコー(株)製 口径50mm)にて溶融混練したエチレン系樹脂組成物(B10、MFR 2.4g/10分、密度928kg/m3)を使用した以外は、実施例1と同様の手法によりラミネートフィルム及び発泡積層体を得た。得られたラミネートフィルム・発泡積層体について、発泡層厚み、発泡外観、ホットタック性を評価した。評価の結果を表2に示す。発泡層厚みに劣っていた。

0083

比較例4
(B)層の樹脂として、MFRが30g/10分、密度が912kg/m3、分子量分布が1.7であるエチレン・1−ブテン共重合体(東ソー(株)製商品名ルミタック10L51A、C6)を30重量部、高密度ポリエチレン(D1)を50重量部、高圧法低密度ポリエチレン(E1)を20重量部になるよう配合し、単軸押出機(プラコー(株)製 口径50mm)にて溶融混練したエチレン系樹脂組成物(B11、MFR 16g/10分、密度 940kg/m3)を使用した以外は、実施例1と同様の手法によりラミネートフィルム及び発泡積層体を得た。得られたラミネートフィルム・発泡積層体について、発泡層厚み、発泡外観、ホットタック性を評価した。評価の結果を表2に示す。ホットタック性に劣っていた。

0084

比較例5
(A)層の樹脂として、MFRが3g/10分、密度が925kg/m3、SRが2.02である高圧法低密度ポリエチレン(E1)を使用した以外は、実施例1と同様の手法によりラミネートフィルム及び発泡積層体を得た。得られたラミネートフィルム・発泡積層体について、発泡層厚み、発泡外観、ホットタック性を評価した。評価の結果を表2に示す。発泡外観に劣っていた。

0085

比較例6
(A)層の樹脂として、MFRが45g/10分、密度が924kg/m3、SRが1.30である高圧法低密度ポリエチレン(東ソー(株)製商品名ペトロセン209、A5)を使用した以外は、実施例1と同様の手法によりラミネートフィルム及び発泡積層体を得た。得られたラミネートフィルム・発泡積層体について、発泡層厚み、発泡外観、ホットタック性を評価した。評価の結果を表2に示す。(A)層の成膜時にラミ厚みが安定せず、ラミネートフィルム及び発泡積層体の評価ができなかった。

0086

0087

本発明の発泡用積層体は、コーヒースープなどの高温飲料用の紙容器インスタントラーメンなどの即席食品用の容器等、断熱性を求められる容器に好適に使用される。

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