JP2005125786A - 多層積層体 - Google Patents

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Abstract

【課題】 引裂抵抗性の高い積層体を提供する。
【解決手段】 第１の延伸されたプラスチック層と第２の延伸されたプラスチック層の間に挟まれたコアを含み、ここでプラスチック層の延伸方向は０°より大きくかつ180°より小さい角度で互いに交差している、多層積層体。
【選択図】 図１

Description

本発明は、多層シート構造体に関する。詳細には、本発明は、交差積層されたプラスチックフィルム層を有する積層材料に関する。
結晶性ポリマーからの一軸延伸フィルムの交差積層体は、優れた引裂抵抗性を含む多くの有利な特性を示すことが知られている（例えば、特許文献１参照）。多層、延伸もしくは「バイアスカット」プラスチックフィルムの形成についても議論されている（例えば、特許文献２参照）。
米国特許第３３２２６１３号明細書 米国特許第６２８４３４４号明細書
多層フィルムについての技術的進歩にもかかわらず、板紙の積層構造体における強化層としてのそのようなフィルムの使用は、いまだ引裂特性が比較的低いことを特徴としている。この板紙の低い引裂特性は交差積層された層に付与され、フィルムの各層に引裂けが広がる。また、製品の加工において、この積層体の異なる材料は、板紙表面へのフィルムの接着性が低いこと（これは最終積層製品に割れ及び他の望ましくない特性を与える）を含む多くの問題を引き起こす。
従って、引裂抵抗性の高い積層体に対する要求がある。好ましくは、そのような積層体は公知の材料及び公知の製法を用いて形成される。
コア層としての板紙の一体積層体は、２つの延伸された外層を互いに独立に作用させることによって積層体の引裂抵抗性を向上させる。ここで１つの積層延伸と得られる応力フィールドは板紙層の他の層の積層延伸と応力フィールドを相殺する。有利には、この構造体は両面にプラスチクフィルムを有する対称形であり、加工を容易にする。そのようなプラスチック積層体は優れた印刷性を与え、様々な公知のシーリング法の使用を可能にする。
本発明のこれら及び他の特徴並びに利点は以下の詳細な説明から明らかであろう。
本発明は様々な形態の態様が可能であるが、本明細書の記載は本発明の例示であり、本発明はこの記載に限定されるものではない。
ここで図面、特に図１を参照し、本発明に係る多層積層体１０が示されている。この積層体１０は、第１の延伸されたプラスチック層１４と第２の延伸されたプラスチック層１６の間に挟まれたコアもしくは基材１２より形成されている。この積層体１０において、コア１２は板紙である。第１のプラスチック層１４の延伸方向は第２のプラスチック層１６の延伸方向と、平行ではない所定の角度αで交差している。すなわち、プラスチック層の配向は０°より大きく180°未満の角度αで互いに交差している。図１に示すように、層１４の延伸はライン１８で示され、層１６の延伸はライン２０で示されている。
コア１２の方向について、層１４、１６の延伸角度α14、α16は約２０°〜約７０°の範囲にあり、好ましくは約３９°〜約５７°である。各層１４、１６の最も好ましい延伸角度α14、α16はコアに対して約４５°（又は互いに対して約９０°）である。
プラスチック層１４、１６はコア１２上に直接配置してもよく、又は接着層２４、２６を用いてコア１２に接着してもよい。本発明の積層体１０において、結合層２４，２６は各プラスチック層とコアの間に挟まれ、この結合層は結合媒体、例えば低密度ポリエチレン等により形成されている。
プラスチック層又は外層１４、１６の好ましい材料は高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）である。他の好適な材料はポリプロピレン又は様々な他のポリオレフィン及び混合物（延伸できる限り）を含む。通常の積層体１０は、延伸された層１４、１６（各層は約１ミル〜約３ミルの厚さを有する）の間に挟まれた混合された未コートの１２〜２０ポイント板紙コア１２を含む。
積層されたサンドイッチ構造体１０は、交差積層されたフィルムの引裂抵抗性及び固有の強度と板紙の機械加工性を併せ持っている。そのような積層構造体１０は強度の高い包装体及び他の用途に有用であり、高い引裂抵抗性は板紙の構造に利点を与える。
当業者は、プラスチック層の延伸は製造の間にフィルムに与えられる特性であることを理解するであろう。通常、ポリマーは溶融され、押出ダイからバブル形態で押出される。次いでこのフィルムは、例えば環状のエアリングを用いて（ブローフィルム法）冷却される。冷却されたバブルは潰され、平坦なチューブを形成し、次いで延伸される。これがフィルムを延伸する押出し及び延伸操作である。本質的に、長鎖ポリマー分子は押出し及び延伸工程の結果として延伸される。延伸された平坦なチューブはバイアスカットされ、１つのフィルム層を形成し、ここで延伸角度は機械方向に対する所望の角度である。
積層体１０を製造する１つの方法（２８で示す）を図２に図示し、タンデム押出積層法とよぶ。この方法において、２つのステーション３０、３２が交差延伸した積層フィルム１４、１６を貼り合わせるために用いられる（１つのステーション３０は第１のフィルム１４を板紙コア１２の一方の側に貼り合わせ、他のステーション３２は第２のフィルム１６を板紙コア１２の他の側に貼り合わせるために用いられる）。この方法において、フィルム１２、１６の貼り合わせは順に行われる。すなわち、第１のフィルム層１４は第１のステーション３０において板紙コア１２に貼り合わされる。結合材料２４アプリケータ３４はプラスチック層１４とコア１２の間にローラーニップ３６において結合材料２４を適用するように配置される。
第１の層１４と結合したコア１２は第２のステーション３２に移され、そこで第２のフィルム層１６が、第一の層１４と同様にしてコア１２／第１の層１４に貼り付けられる。すなわち、第２の結合材料２６アプリケータ３８はローラーニップ４０においてプラスチック層１６とコア１２／第１の層１４の間に結合材料２６を適用するように配置される。または、フィルム１４、１６は同時にコア１２に貼り付けられてもよい。
本発明の積層体を含む様々な材料のサンプルに穴を開け及び引き裂き、積層体の強度を測定した。第１の材料は15ミルの板紙コア１２及びこの一方の側に第１の延伸したプラスチック層１４及び他の側に第２の延伸したプラスチック層１６を設けた本発明の積層体であった。プラスチック層１４、１６は接着により又は結合層２４、２６によりコア１２に接着している。プラスチック層１４、１６は各々厚さ1.5ミルのＨＤＰＥであり、結合層は厚さ約0.5ミルであり、全体の厚さは約18.5ミルである。プラスチック層１４、１６は互いに約９０°で延伸されている。
第３の材料は、異なる方法で組み立てた積層体と同じ材料を含む。この第３の材料は、第１の結合層、第１の延伸プラスチック層（約1.5ミルのＨＤＰＥ）、第２の結合層及び第２の延伸プラスチック層（約1.5ミルのＨＤＰＥ）が貼り付けられた板紙コア（約15ミル）を含む。結合層の厚さは合計約0.5ミルである。すなわち、第３の層は同じ量で同じ材料を用いるが、構造が異なる（本発明の積層体ではプラスチック−紙−プラスチックであるのに対し、紙−プラスチック−プラスチックである）。また、プラスチック層は互いに約９０°で延伸されている。
穴あけ抵抗性、Elmendorf引裂抵抗性（機械方向）及び穴あけ発生引裂抵抗性（ＰＰＴ）についてのデータを以下の表１に示す。
Figure 2005125786
上記結果から明らかなように、積層された材料は原料の板紙よりも破壊に対してかなり高い抵抗性を示した。しかし、驚くべきことに、本発明の積層体（プラスチック−板紙−プラスチック）は同じ重量の同じ材料より形成されるが構成が異なる積層体よりも破壊に対する抵抗性がかなり高い。
また、押出し積層に代えて接着剤積層も用いてよいと考えられる。そのような方法において、ポリウレタン接着剤が用いられる。しかし、他のポリマー接着剤も用いてよい。両方の延伸された材料の層が内部の板紙に１回の操作で貼り付けられるように２つのステーションラミネーターを用いることが有利である。公知の接着剤積層装置は、接着剤を基材の１つに塗布するステーションを含む。溶剤等を除去するために乾燥装置も用いてよい。接着剤がコートされた基材は第２のウェブと接触され、接着剤により接着される。
積層体１０は板紙コア１２を有するとして詳細に説明したが、積層体１０のコアもしくは基材を形成するために他の材料も用いてよい。例えば、２軸延伸されたポリプロピレン（ＢＯＰＰ）フィルム、延伸されたポリプロピレン（ＯＰＰ）フィルム、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）フィルム、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）及び金属化されたポリエチレンテレフタレート（ＭＰＥＴ）フィルム、ポリエチレン及びポリエチレン誘導体フィルム、ホイル及びナイロン、並びにダンボール紙、木材製品等を用いることができる。
本発明の多層積層体の分解斜視図である。 多層積層体の製造方法の概念図である。

Claims (7)

  1. 第１の延伸されたプラスチック層と第２の延伸されたプラスチック層の間に挟まれたコアを含み、ここでプラスチック層の延伸方向は０°より大きくかつ180°より小さい角度で互いに交差している、多層積層体。
  2. 第１のプラスチック層の延伸方向がコアに対して２０°〜７０°より選ばれる角度であり、第２のプラスチック層の延伸方向がコアに対して、第１のプラスチック層の角度に対して余角である角度である、請求項１記載の多層積層体。
  3. 第１の層と第２の層が互いに対して約９０°の角度で交差している、請求項２記載の多層積層体。
  4. 第１のプラスチック層と第２のプラスチック層がポリオレフィンである、請求項１記載の多層積層体。
  5. ポリオレフィンがポリエチレンである、請求項４記載の多層積層体。
  6. プラスチック層とコアの間に結合媒体をさらに含む、請求項１記載の多層積層体。
  7. コアが板紙である、請求項１記載の多層積層体。
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