JP2002361725A

JP2002361725A - プラスチック気泡シートの製造方法

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Publication number: JP2002361725A
Application number: JP2001170624A
Authority: JP
Inventors: Hajime Kawakami; 肇川上; Hiroitsu Kobayashi; 啓逸小林
Original assignee: Kawakami Sangyo KK
Current assignee: Kawakami Sangyo KK
Priority date: 2001-06-06
Filing date: 2001-06-06
Publication date: 2002-12-18
Anticipated expiration: 2021-06-06
Also published as: JP4759853B2

Abstract

(57)【要約】【課題】真空成形により多数のキャップを有するキャ
ップシートを成形し、そのキャップの底面に平坦なバッ
クシートを貼り合わせて、多数の密閉された空気室を形
成することからなるプラスチック気泡シートの製造方法
において、改善された圧縮強度と剛性を有する製品を、
高い生産性をもって製造する方法を提供すること。【解決手段】キャップシートとするプラスチック材料
として、結晶性のポリオレフィンを使用する。キャップ
シート用のシートが真空成形ロールに接触する直前に、
シートにエアーナイフからの冷空気を吹き付け、または
温度調節された冷却ロールに接触させるなどの手段によ
って冷却し、結晶化温度領域までフィルムの温度を下げ
る。結晶化の進行に伴う発熱のために、シートの温度低
下は緩やかに進むから、その間に真空成形を行なってキ
ャップシートを得る。これにより、部分による厚さの差
が小さく、延伸効果の加わったキャップが成形される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラスチック気泡
シート、すなわち、プラスチックの真空成形により成形
した、多数のキャップを有するキャップフィルムのキャ
ップの底面に、平坦なバックフィルムを貼り合わせて、
多数の密閉された空気室を形成した製品（以下、「気泡
シート」と略称する）の製造方法の改良に関する。本発
明は、緩衝材として使用したときに圧縮強度が強く、剛
性も高められたものを、高い生産性をもって製造する方
法を提供する。

【０００２】気泡シートには、材料とするフィルムをも
っと厚くし、シートと呼ぶ方が適切なものを用いた製品
もある。本発明の対象は、この厚手の気泡シートが主力
であるから、以下の記述においてはそれぞれ「キャップ
シート」および「バックシート」の語を用いるが、「キ
ャップフィルム」および「バックフィルム」からなる薄
手の気泡シートをも包含する。

【０００３】

【従来の技術】緩衝材として使用する気泡シートの性能
のうちで、圧縮強度は重要な特性であって、これは空気
室の破れ易さによって決定される。空気室が圧縮に耐え
かねて破れるとき、その破れる部分はどこかといえば、
キャップの鉢すなわち頂の周囲と、キャップの脚すなわ
ち裾野の部分である。これらの箇所は、屈曲しているの
で、キャップの真空成形のときに、フィルムの肉厚が薄
くなりがちで、弱点になる。若干誇張してキャップの肉
厚の部分による差異を示せば、図１Ｃのようになる。

【０００４】気泡シート全体として材料の厚さを増して
行けば、上記の弱点部分も肉厚になって丈夫になるか
ら、圧縮強度を高めることはできる。しかし、それでは
コストが高くなるし、資源の浪費にもつながる。できる
だけ少ない材料で、必要な緩衝能力を備えた気泡シート
を提供するのが望ましいことはいうまでもない。

【０００５】同様の問題は、気泡シートの剛性すなわち
腰の強さに関してもある。気泡シートは、その用途にも
よるが、あまりに軟らかい製品は使いにくく、ある程度
の腰があるものが好まれる。腰の強弱は、使用する材料
と、フィルムの厚さによって決定されるので、材料が定
められていれば、腰の強いものを製造するには、フィル
ムを厚くするしかない。それでは、上記したコスト低減
と資源有効利用の要請に反する。

【０００６】一方、気泡シートの生産現場では、なるべ
くラインスピードを速めて、設備を効率的に使用したい
という希望がある。現在、気泡シートの製造にほぼ全面
的に採用されている方法は、上記のように、溶融状態の
キャップシート用シートを真空成形ロールでキャップシ
ートに成形し、それがロール表面にある間にキャップ底
面に溶融状態のバックシートを接触させ、加圧ロールで
加圧して貼り合わせたのち、真空成形ロールから剥離す
ることからなっている。ラインスピードをあまり高くす
ると、キャップの成形が不完全に終わったり、剥離の際
にキャップが破れたりするトラブルが生じる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、気泡
シートの製造に関する上記の諸問題を解決し、改善され
た圧縮強度と剛性を有する気泡シートを、高い生産性を
もって製造することが可能な方法を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のプラスチック気
泡シートの製造方法は、図２に示すように、回転可能に
設置した金属製の円筒の表面に多数のくぼみを設け、真
空吸引源（図示してない）に接続した真空成形ロール
（４）の表面に、可塑化状態にあるプラスチックシート
をキャップシート用シート（１）として連続的に供給し
て真空成形することにより多数のキャップを有するキャ
ップシートを成形し、そのキャップの底面に平坦なバッ
クシート（２）を貼り合わせて多数の密閉された空気室
を形成することからなる気泡シート（３）の製造方法に
おいて、少なくともキャップシートとするプラスチック
材料として結晶性のポリオレフィンを使用し、キャップ
シート用のシート（１）が真空成形ロール（４）に接触
するに先立って、冷却手段（５，５’）によりこれを冷
却して結晶化温度領域内の温度までシートの温度を下
げ、結晶化の進行に伴う発熱のためにシートの温度低下
が緩やかになっている間に真空成形を行なって、キャッ
プシートを得ることを特徴とする。

【０００９】図２において、符号（６）は、キャップシ
ートに対してバックシートを貼り付けるための加圧ロー
ル、符号（７）および（８）はそれぞれキャップシート
用のシートおよびバックシートを溶融押し出しするＴ−
ダイ、符号（９）は、製品気泡シートを真空成形ロール
から剥離する剥離ロールである。

【００１０】

【発明の実施形態】結晶性ポリオレフィンの結晶化は、
たとえばインフレーションフィルムの製造において、リ
ングダイを出たフィルムが、ある距離を走って冷却が進
んだとき、その透明性が低下して、いわゆる「フロスト
ライン」が生じる、というような現象を通じて観察され
る。溶融状態の結晶性ポリオレフィンが冷却されたと
き、或る温度において結晶化が開始し、このとき、ポリ
オレフィン内部では結晶化の進展に伴って結晶化熱が発
生するため、温度の低下が結晶化熱により遅らされて、
結晶化の大部分が完了するまでフィルムの温度低下が緩
やかに進み、温度があまり変化しないかのように見え
る。結晶化が完了すると、温度低下の速度は、開始前と
同様に速くなる。この、温度低下が緩やかに進む上限の
温度と下限の温度との間を、「結晶化温度領域」と呼
ぶ。本発明は、この温度領域において、プラスチックシ
ートを真空成形の対象とする点に特徴がある。

【００１１】前述の、従来技術によるときにキャップの
頂の周囲および裾野が肉薄になる理由として、つぎのよ
うな機構が考えられる。すなわち、溶融状態にあるキャ
ップフィルム用フィルムは、真空成形ロールのくぼみに
吸引されると、まず、図１Ａに見るように、くぼみの縁
で限定された内部がくぼみに引き込まれて行き、図１Ｂ
のように、その中央部分がくぼみの底に着く。このと
き、くぼみの縁に当たる部分のフィルムは流動性が高い
から、くぼみ内部に引き込まれる部分に引きずられて、
肉薄になる。くぼみの底の中央部に着いたフィルムは、
その場所に固定され、冷却されるため、もはやあまり変
形しないが、底の周辺の部分は、その後に吸引されて広
がり、くぼみの隅に至るから、引き延ばされて肉薄にな
る。

【００１２】これに対して、本発明では、真空成形され
るポリオレフィンが結晶化の進行段階にあるから、真空
成形が適用可能な程度の可塑性は有するものの、高い流
動性はなくなっていて、変形に引きずられてフィルムの
面内で流動することが、溶融状態にあるフィルムよりは
少なく、肉厚の差が生じにくい。これを図１に対応させ
て示せば、図３Ａおよび図３Ｂのとおりであって、図３
Ｃに断面を示すようなキャップが成形される。

【００１３】このような機構により、肉厚の場所による
差が小さいキャップシートを製造する上で好都合な結晶
性のポリオレフィンは、結晶化温度領域の幅が２０℃以
内、好ましくは１５℃以内であり、結晶化熱が０．４０
Cal／g・deg.以上のものである。結晶化温度領域の幅が
広いものや、結晶化熱の量が小さいものは、プラスチッ
クシートの冷却過程で温度の低下があまり緩やかになら
ず、下記の機構に基づく発明の効果が十分に発現しな
い。結晶性ポリオレフィンのもつこのような特性は、キ
ャップフィルムだけもっていればよいが、操業の便宜や
製品の反りを避けるといった観点からは、バックフィル
ムも、同じ結晶性ポリオレフィンを使用する方が有利で
ある。

【００１４】本発明の製造方法を実施するに適した装置
は、キャップシート用のシートを押し出すＴ−ダイのリ
ップ（図２のＡ点）と、シートが真空成形ロールに接触
する点（図２のＣ点）との間の距離が、おおよそ５〜２
０cm、すなわち１５〜４５cmの範囲にあるものが好都合
である。下限の１５cmは、実装置においてこの程度の距
離がなければ、シート冷却手段を設けるのが困難だから
であり、上限は、コントロールされた冷却を行なう上
で、あまり距離（Ａ−Ｃ）を長くすることは好ましくな
いからである。押し出された溶融シートの温度を結晶化
温度領域にするためには、それがまだ高温のうちに強制
冷却を行なうことが適切である。

【００１５】実際の温度についていえば、キャップシー
トの材料とする結晶性ポリオレフィンの融点をＫｍ（絶
対温度で表示）とするとき、キャップシート用シートが
Ｔ−ダイから押し出された点（Ａ点）における温度を
（１．１１〜１．３４）Ｋｍの範囲に選び、真空成形ロ
ールに接触する点（Ｃ点）における温度が（０．９６〜
１．０４）Ｋｍの範囲になるように冷却を行なって実施
することが推奨される。たとえば、融点１２０℃の常用
のポリエチレンに対しては、Ａ点の温度を１６３〜２５
３℃の範囲から選び（代表的には２３０℃）、Ｃ点の温
度が１０５〜１３５℃になるように冷却するのがよい。
同様に、融点９８℃の高流動性のポリエチレンに対して
は、Ａ点の温度を１３９〜２２４℃の範囲から選び（代
表的には１８０℃）、Ｃ点の温度が８３〜１１３℃にな
るように冷却するのがよい。

【００１６】キャップシート用のシートに対する冷却手
段としては、図２に例示したような、真空成形ロールの
直前に設けたエアーナイフ（５，５’）、または温度調
節された冷却ロールを使用するとよい。エアーナイフ
は、図示した例ではキャップシート用のシート（１）の
両側に設けてあるが、どちらか一方の側におけば済むこ
ともある。どの程度の強さの冷却をすべきかは、供給さ
れるキャップシート用のシートの温度、厚さ、比熱、結
晶化温度、ラインスピードおよび冷却手段から真空成形
ロールまでの距離、といった因子によって決定されるの
で、当業者は、必要により若干の実験を行なうことによ
り、適切な操業条件を見出せるであろう。

【００１７】

【実施例１】材料として、ＨＤＰＥ「ＫＥＩＹＯポリエ
チＴ４０１０」（京葉ポリエチレン(株)製）を使用し、
図２に示した構成の装置を用いて、気泡シートを製造し
た。シートの厚さおよびキャップは、つぎのとおりで
る。キャップシート：４７０μｍバックシート：２４５
μｍキャップ：径５mm、高さ５mm、ピッチ８mmの千鳥配置。

【００１８】この気泡シート製品について、圧縮強度お
よび剛性を測定し、在来の同じシート厚の気泡シートと
比較した。圧縮強度は、平らな板の上に直径６７cmに切
り抜いた気泡シートを置き、同じ大きさの板を介して
０．５ｍ／min.の速度で圧縮し、潰れたときの荷重をも
って表した。剛性は、１２０mm×３０mmの短冊状の試験
片を、支持スパン９０mm、三点曲げ試験で３．０mm／mi
n.の速度で曲げたときの弾性勾配を測定することによっ
て評価した。その結果を、透明性のデータとともに、下
に示す。圧縮強度(ＭＰa) 曲げ剛性(ＭＰa) 透明性ヘイズ実施例０．８５３２００５０％比較例０．７２８００７５％

【００１９】

【発明の効果】本発明の気泡シートの製造方法は、キャ
ップフィルムの材料として結晶性ポリオレフィンを選
び、溶融押し出しされた状態のキャップシート用のシー
トを冷却して、結晶化温度領域にある間、すなわち結晶
化が進行している段階で真空成形ロールに供給し、キャ
ップの成形を行なうことにより、キャップの肉厚の場所
による差を小さくし、顕著な弱点のない気泡シートを製
造することに成功した。結晶化段階における真空成形
は、延伸を伴うから、キャップそれ自体が強化されると
いう効果もあり、シートの透明性も向上する。

【００２０】このようにして、気泡シートの主要な用途
である緩衝材の分野で、圧縮強度が増大し、かつ剛性も
改善された製品が提供できる。これは、同じ量の材料を
使用するのであれば、改善された圧縮強度と剛性を有す
るものを、同じ圧縮強度と剛性でよければ、より少ない
量の材料で、所望の性能をもったものが得られることを
意味する。

【００２１】結晶化段階で真空成形を行なうことはま
た、従来技術よりも高いラインスピードで操業すること
を可能にする。その理由は、ひとつは、キャップシート
用のシートが凝固の直前で真空成形ロールに供給される
ため、ロールへの接触から成形の完了までに要する時間
が短くて済むことであり、いまひとつは、真空成形ロー
ルからの製品気泡シートの剥離性がよく、高速で剥離し
てもトラブルの発生が少ないことである。なお、キャッ
プシート用のポリオレフィンに含まれていた揮発性成分
は、すべて真空成形ロールに至るまでに揮発し去るか
ら、真空成形ロールの真空吸引孔を詰まらせるなどのト
ラブルも少なくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術による気泡シートのキャップ成形時
の過程を観念的に示した断面図であって、Ａは真空吸引
が始まった段階、Ｂは真空成形が終わる直前の段階を示
し、Ｃは、真空成形されてできたキャップを示す。

【図２】本発明に従う気泡シートの製造方法を説明す
るための、装置の主要部を示す概念的な図。

【図３】本発明による気泡シートのキャップ成形時の
過程を観念的に示した断面図であって、図１に対応し
て、Ａは真空吸引が始まった段階、Ｂは真空成形が終わ
る直前の段階を示し、Ｃは、真空成形されてできたキャ
ップを示す。

【符号の説明】

１キャップシート用シート２バックシート３気泡シート４真空成形ロール５，５’ 冷却手段（エアーナイフ）６加圧ロール７，８Ｔ−ダイ９剥離ロールＡキャップシート用シートがダイリップを出た点Ｃキャップシート用シートが真空成形ロールに接触す
る点

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ２９Ｌ 24:00 Ｂ２９Ｌ 24:00 Ｆターム(参考） 4F208 AA03 AG01 AG06 AG18 AR06 MA01 MB02 MB29 MD01 MG02 MH09 MH10 MW02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転可能に設置した金属製の円筒の表面
に多数のくぼみを設け、真空吸引源に接続した真空成形
ロールの表面に、Ｔ−ダイから押し出され、可塑化状態
にあるプラスチックシートを連続的に供給して真空成形
することにより多数のキャップを有するキャップシート
を成形し、そのキャップの底面に平坦なバックシートを
貼り合わせて多数の密閉された空気室を形成することか
らなるプラスチック気泡シートの製造方法において、少
なくともキャップシートとするプラスチック材料として
結晶性のポリオレフィンを使用し、キャップシート用の
シートが真空成形ロールに接触するに先立ってこれを冷
却して結晶化温度領域内の温度までシートの温度を下
げ、結晶化の進行に伴う発熱のためにシートの温度低下
が緩やかになっている間に真空成形を行なってキャップ
シートを得ることを特徴とする製造方法。
【請求項２】結晶化温度領域の幅が２０℃以内であ
り、結晶化熱が０．４０Cal／g・deg.以上である結晶性
ポリオレフィンを使用して実施する請求項１の製造方
法。
【請求項３】キャップシート用のシートを押し出すＴ
−ダイのリップと、シートが真空成形ロールに接触する
点との間の距離が５〜２０cmの範囲にある装置を使用
し、キャップシートの材料とする結晶性ポリオレフィン
の融点をＫｍ（絶対温度で表示）とするとき、キャップ
シート用シートがＴ−ダイから押し出された点（Ａ点）
における温度を（１．１１〜１．３４）Ｋｍの範囲に選
び、真空成形ロールに接触する点（Ｃ点）における温度
が（０．９６〜１．０４）Ｋｍの範囲になるように冷却
を行なって実施する請求項２の製造方法。
【請求項４】キャップシート用のシートを冷却する手
段として、真空成形ロールの直前に設けたエアーナイフ
または温度調節された冷却ロールを使用する請求項１の
製造方法。
【請求項５】請求項１ないし４のいずれかに記載の方
法によって製造された、キャップの弱点が改善されたプ
ラスチック気泡シート。