JP2007517697A - 多層ポリマーシート - Google Patents

Abstract

本発明は、梱包用途に好適な多層シート、多層シートを製造する方法および多層シートから製造される物品に関する。

Description

本発明は、梱包用途に好適である多層シートと、多層シートから製造される物品に関する。

カートン用板紙容器は、家庭用品、例えばシリアル、冷凍食品、インスタント食品、洗浄および洗濯用製品、化粧品、および医薬品を梱包するための広い範囲の用途で使用される。

これらの容器は、通常、種々のタイプのカートン用板紙、例えば厚紙、裏白チップボード、ソリッド漂白ボード、およびソリッド非漂白ボードから組み立てられる。カートン用板紙は、種々の物品を梱包する経済的な方法を提供するが、一般に、乏しい官能性質に悩まされ、バリア性が劣り、耐水性および耐薬品性が劣る。このような問題は、カートン用板紙の表面にプラスチックまたは金属積層物を貼り付けることにより、解決され得るが、得られる複合材料はリサイクルが困難であり、製造するには高価である。

更には、複雑な形状をデザインの中に組み込むことにより、消費者にとって魅力的な梱包をすることがしばしば望ましい。しかしながら、カートン用板紙シートから複雑な形状を形成することは困難である。

したがって、好ましくはリサイクル可能で、良好な印刷適性と触覚性があり、優れた機械的安定性、優れた耐湿性および耐薬品性を有する、梱包容器の製造に好適な材料に対する継続した必要性があった。

本発明は、少なくとも１つの発泡プロピレンポリマー層と少なくとも１つの非発泡ポリマー層を含み、ここで、この非発泡ポリマー層が１−アルケンモノマーから誘導される単位を含むポリマーを含み、多層シートが関係：
０．２＜Ｔ＜２ （１ａ）
（式中、Ｔは、米国材料試験協会規格（ＡＳＴＭ）標準ＡＳＴＭ Ｄ６４５Ｍ−９７で測定し、ミリメートルで表した多層シートの合計の厚さである）；および
１００＜Ｇ＜５００ （１ｂ）
（式中、ＧはＡＳＴＭ Ｄ６４６−９６（再認可２００１）により求め、１平方メートル当たりのグラム（ｇ／ｍ²）で表した多層シートの坪量である）；および
Ｓ≧２×１０^-7Ｇ^3.1872 （１ｃ）
（式中、Ｓは関係：
Ｓ＝（ＳｍＳｃ）^0.5 （１ｄ）
（式中、Ｓｍは、ドイツ工業規格（ＤＩＮ）ＤＩＮ５３１２１：１９９６−１２で述べられている二点法で求められ、ミリニュートンメートル（ｍＮｍ）で表した、多層シートの面内の最大曲げモーメントであり、Ｓｃは、この多層シートの面内のＳｍの測定で選択された方向に垂直に測定し、ミリニュートンメートル（ｍＮｍ）で表した、曲げモーメントであり、ＤＩＮ５３１２１：１９９６−１２で述べられている二点法で求められる
から計算されるミリニュートンメートル（ｍＮｍ）で表されるこの多層シートの幾何平均曲げモーメントである）
を充たす性質を有することを特徴とする多層シートに関する。

本発明の多層シートは、カートン用板紙製函機、例えばＡｕｔｏｐｌａｔｅｎ（登録商標）ＳＰ Ｅｖｏｌｉｎｅ １０２Ｅ ｐｌｕｓ（供給元Ｂｏｂｓｔ Ｓ．Ａ．，スイス）上でカッティング、スコアリングまたはクリーシングすることにより形成し、複雑な形状に熱成形するのに特に好適である。

本発明の多層シートの合計の厚さは、関係：
０．２＜Ｔ＜２ （１ａ）
（式中、ＴはＡＳＴＭ Ｄ６４５−９７で測定し、ミリメートル（ｍｍ）で表したこの多層シートの合計の厚さである）
を充たす。カートン用板紙製函機、例えばＡｕｔｏｐｌａｔｅｎ（登録商標）ＳＰ Ｅｖｏｌｉｎｅ １０２Ｅ ｐｌｕｓにおいてこの多層シートをカートン用板紙の代わりに使用する場合の技術的な困難を避けるために、このシートの最小厚さは、０．２ｍｍ未満であってはならない。多層シートが薄過ぎる場合に起こり得る技術的な困難の例は、このシートをこのカートン用板紙製函機に供給する時にこのシートが変形し、マシンの詰まりを生じ得ることである。この多層シートの最大厚さは本発明の実施に決定的ではないが、経済的な理由から２ｍｍ以下でなければならない。本発明の好ましい実施形態においては、このシートの厚さＴは、０．３〜１．５ｍｍ、更に好ましくは０．５〜１．５ｍｍであり、これは、このシートおよび物品の構造安定性の要求とこのシートおよび物品の製造コストの間にある最良の折衷を提供する。

本発明の多層シートのもう一つの重要なパラメーターは、ＡＳＴＭ Ｄ６４６−９６（再認可２００１）により求め、１平方メートル当たりのグラムで表わした、多層シートの坪量Ｇ（ｇ／ｍ²）である。この多層シートの坪量Ｇは、関係：
１００＜Ｇ＜５００（１ｂ）
を充たす。

式（１ｂ）により与えられる坪量Ｇの範囲は、このシートおよびそれから製造される物品の構造安定性の要求とこのシートおよび物品の製造コストの間にある良好な折衷を提供する。

好ましい実施形態においては、この坪量は１平方メートル当たり２００グラムよりも大きいか又は等しく、更に好ましい実施形態においては、この坪量は１平方メートル当たり２４０グラムよりも大きいか又は等しい。更に好ましい実施形態においては、この坪量は１平方メートル当たり４５０グラム未満か又は等しく、更に好ましい実施形態においては、この坪量は１平方メートル当たり４１０グラム未満か又は等しい。

Ｓは、関係：
Ｓ＝（ＳｍＳｃ）^0.5 （１ｄ）
（式中、Ｓｍは、ＤＩＮ５３１２１：１９９６ １２で述べられている二点法で測定され、ミリニュートンメートル（ｍＮｍ）で表した、多層シートの面における最大曲げモーメントである）
から計算し、ミリニュートンメートル（ｍＮｍ）で表した、この積層シートの幾何平均曲げモーメントである。

この二点法はＤＩＮ５３１２１：１９９６ １２の５．１項に述べられている。この二点法は本発明の多層シートから採取された試料を使用するために、以下の方法で修正されている。
１．この試験をＤＩＮ５３１２１：１９９６ １２の図１（Ｂｉｌｄ１）に図示されている回転クランプ付きの試験装置上で行う。
２．試験対象の多層シートの試料を５０ミリメートルの長さおよび３８ミリメートルの幅に切断する。
３．この多層シートの試料を、このシートのすべての厚さに対して７．５度の曲げ角度にする。

Ｓｃは、この多層シートの面中の最大曲げモーメントＳｍの方向Ｄに垂直に測定し、ミリニュートンメートル（ｍＮｍ）で表した曲げモーメントであり、ＤＩＮ５３１２１：１９９６ １２で述べられている二点法により求められる。

この多層シートを共押し出しなどの方法により製造する場合には、この多層シートの面内の最大曲げモーメントの方向は、一般に、この共押し出された多層シートの流れ方向(machine direction)である。この多層シートの流れ方向を決めることが可能でない場合には、この多層シートの面内の最大曲げモーメントの方向は、この多層シートからのシートの面内の選択される参照ラインに対して異なる角度でいくつかの試料をこの多層シートから採取することにより決定可能である。次に、上述の二点法をこの試料に適用し、次に曲げモーメントの値をこの参照ラインに対する角度に対してプロットし、図による補間または類似の手段によりこの多層シートの面内の曲げモーメントの最大値Ｓｍを測定することができる。この多層シートの曲げモーメントが等方的である場合、すなわち測定値がこの多層シートの面内のすべての方向で同一である場合には、この多層シートの面内のいかなる方向も最大曲げモーメントの方向として採用可能である。

この多層シートの幾何平均曲げモーメントＳおよびこの多層シートの坪量Ｇは、段ボール製函機で使用するシートの適合性を決めるための重要なパラメーターである。本発明の多層シートがカートン用板紙製函機において有用であるためには、この多層シートの幾何平均曲げモーメントの値Ｓは、関係：
Ｓ≧２×ｌ０^-7Ｇ^3.1872 （１ｃ）
を充たす。

好ましい実施形態においては、幾何平均曲げモーメントＳは、関係：
Ｓ≧０．００２１Ｇ^1.7573 （２）
も充たす。

本発明の好ましい実施形態においては、この多層シートは少なくとも１つのクリース(crease)またはスコアマーク(score mark)を有する。用語「クリース」は、この明細書中で使用されるように、この多層シートを折りたたむことにより作ることができるラインまたはマークを意味する。このクリースマークはいかなる手段によっても作製可能であるが、一般的には、板紙またはボール紙のストック中にクリースまたは曲げラインを形成するのに板紙業界で一般に使用される、丸縁の金属細片であるクリース定規(crease rule)が使用される。

用語「スコアマーク」は、この明細書中で使用されるように、このシートの曲げ、クリース、折りたたみ、または引き裂きを容易にするための、この多層シート中の材料の切れ目を意味する。スコアマークはいかなる手段によっても作製可能であるが、一般に、一つの縁が中心または側面に対して研磨され、ボール紙のストックに部分的に切れ目を入れる目的で、例えば折り線を形成する目的で部分的な切れ目を作製するのに板紙業界で一般に使用される金属細片であるカット−スコアリング定規(cut-scoring rule)が使用される。

この多層シートの多数の用途に対しては、このシートをクリーシングまたはスコアリングするのが望ましい。本発明の多層シートのクリーシング性の試験に適合可能な器具はＡＳＴＭ Ｄ１８９４ ０１に述べられている（３ページ、図１ｃ）。

クリーシング性試験用に試料を作製するために、５０ｍｍ幅で１５０ｍｍ長の試料がこの多層シートから切り出される。この試料は、長軸が最大曲げモーメントＳｍの方向Ｄに平行であるように切断される。共押し出しにより製造される多層シートに対しては、流れ方向は、一般に、最大曲げモーメントＳｍの方向Ｄに平行である。

この試料はこの細片の幅にわたってクリーシングされ、クリースはこの細片の一端から４５ｍｍで作製される。クリースマークを作製する装置は、図１において項目２００として概略示される。クリースを作製するのに使用されるクリース定規は１．３６ミリメートルの幅を有する。クリース定規のクリーシング端は半径１．１ミリメートルの円弧である。この試験のために、この試料は所定の深さまでクリーシングされる。ミリメートルで表したクリースの深さＤはこの試料の坪量Ｇに依存し、式：
Ｄ＝０．００１０９Ｇ （３）
を用いて計算される。

この試験試料は、長い側がテーブルのそれに対応するように試験装置のテーブルの表面に固定される。この試料は好適な手段により、例えば両面接着テープにより、または留め具により固定され得る。この固定手段はクリーシングされた試料の長い部分にクリースから１ミリメートルの距離まで施され、この試料のクリーシングされた遠位末端はテーブルの表面で固定されず、したがって自由に曲がる。

次に、クリースを曲げないように注意しながら、糊付けなどの好適な取り付け手段により、ケーブルがこの試料の遠位のクリーシングされた末端に取り付けられる。このケーブルは、試験装置の滑車および荷重セルまで試料の長軸の中心に沿って配列される。

次に、この試験装置をスタートさせ、この試料のクリーシングした末端をクリースの角度が９０度になるまで１分当たり１２５ミリメートルの速度で直立の位置まで引っ張る。

次に、この試料をこの位置で６０秒間維持し、この後この試料のクリースの角度を９０度に維持するのに必要とされる曲げ力を記録する。

次に、この試料に及ぼす曲げ力を解除し、この試料を元の位置まで戻す。次に、この試料を１８０秒間緩和させる。

この試験を３回繰り返し、この試料のクリースの角度を９０度に維持するのに必要とされ、ニュートンで測定される平均の曲げ力Ｆを、記録された曲げ力として得られた３つの値から計算する。

本発明の好ましい実施形態においては、平均曲げ力Ｆは、３ニュートン未満、更に好ましくは２．５ニュートン未満、最も好ましくは２ニュートン未満である。

クリースまたはスコアされた多層シートは物品、例えば梱包用物品の製造に有用である。このクリースまたはスコアマークはカートン用板紙製函機上で作製可能である。本発明の好ましい実施形態においては、この多層シートは少なくとも１つのクリースを含む。

このようなシートをカートン用板紙製函機で使用することを考慮すると、このシートの最大カールは重要なパラメーターである。カール値の高いシートは、カートン用板紙製函機で使用する場合、紙詰まりなどの運転上の問題を引き起こし得る。本発明の好ましい実施形態においては、ＡＳＴＭ Ｄ４８２５−９７（再認可２００２）で述べられている方法により測定したこの多層シートの最大カールは、５０ミリメートル未満、更に好ましくは２０ミリメートル未満である。この試験法は、この多層シートから採取された試料を使用するために、以下の方法で修正されている。
１．この試験を、円形で、２１６ミリメートルの直径を有する単一シートの試料について行う。
２．この試験を周囲条件下で行う。
３．試料をゲージ上に置き、回転させ、最大カールが見出されるまで試験手順を行う。

本発明の多層シートは優れたバリア性を有する。この明細書で開示される水蒸気透過速度は、２４時間当たり１平方メートル当たりのグラム（ｇ／ｍ²２４時間）で測定され、パルプ製紙業界技術協会（ＴＡＰＰＩ）の標準試験法Ｔ−５２３ｏｍ−８２により求められ、通常２．０ｇ／ｍ²２４時間未満である。酸素透過速度は２４時間当たり１平方メートル当たりの立方センチメートル（ｃｍ³／ｍ²２４時間）で測定し、ＡＳＴＭ Ｄ−３９８５により周囲温度および圧力で求められ、通常６０００ｃｍ³／ｍ²２４時間未満である。

本発明の多層シートは、プロピレンから誘導される単位を含む発泡性ポリマー組成物から製造される発泡ポリマー層を含む。発泡プロピレンポリマー層を製造するための有用な発泡性ポリマー組成物および発泡体は、米国特許第６，５４４，４５０号；第６，４４０，２４１号；第６，４１７，２４２号；第６，４１７，２４０号および第６，２５１，３１９号で教示されている。

用語「発泡性プロピレンポリマー組成物」は、この明細書中で使用されるように、そのモノマー単位のうち少なくとも５０重量パーセントがプロピレンから直接誘導されるポリマーを含み、本発明の多層シートの発泡層の作製に使用される組成物を意味する。

この明細書中で使用されるように、用語「プロピレンホモポリマー」は、プロピレンモノマーの反応から誘導されるポリマーを意味し、それに対して用語「プロピレンインターポリマー」はプロピレンモノマーとプロピレン以外の少なくとも１つのモノマーの反応から誘導されるポリマーを意味し、例えばランダム、ブロック、およびグラフトコポリマーとターポリマーを含む。

この発泡性プロピレンポリマー組成物のポリマーは、１つ以上のプロピレンホモポリマー、１つ以上のプロピレンインターポリマー、プロピレンホモポリマーおよびプロピレンインターポリマーの各々の１つ以上のブレンド、および前述のプロピレンポリマーとプロピレンを含まないポリマーのブレンドのみからなり得る。この発泡性プロピレンポリマー組成物のポリマーは、この発泡性プロピレンポリマー組成物中のポリマーの全重量基準で好ましくは少なくとも約５０の、更に好ましくは少なくとも約８０の、最も好ましくは約１００の重量パーセントのプロピレンモノマーから誘導される単位を含む。

適切なプロピレンインターポリマーは、プロピレン、およびエチレン、１〜１０個の炭素原子を有する１−アルケンからなる群より選択されるアルケンと、４〜１０個の炭素原子を有するジエンのインターポリマーを含む。プロピレンインターポリマーは、プロピレンと、エチレンと４〜１０個の炭素原子を有する１−アルケンモノマーからなる群より選択される１−アルケンのランダムターポリマーをも含む。４〜１０個の炭素原子を有する１−アルケンは、線状および分岐のアルケン、例えば、１−ブテン、イソブチレン、１−ペンテン、３−メチル−１−ブテン、１−ヘキセン、３，４−ジメチル−１−ブテン、１−ヘプテンおよび３−メチル−１−ヘキセンを含む。４〜１０個の炭素原子を有するジエンの例は、１，３−ブタジエン、１，４−ペンタジエン、イソプレン、１，５−ヘキサジエンおよび２，３−ジメチル−１，３−ヘキサジエンを含む。プロピレン以外のエチレン性不飽和モノマーは、酢酸ビニル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、およびマレイン酸無水物などのこの発泡性プロピレンポリマー組成物のプロピレンインターポリマーに含まれ得る。

好ましい実施形態においては、この発泡性プロピレンポリマー組成物は、市販のプロピレンホモポリマー、例えば高メルト強度のポリプロピレンＰｒｏ−ｆａｘ（商標）ＰＦ８１４（Ｂａｓｅｌｌ Ｐｏｌｙｏｌｅｆｉｎｓ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｎ．Ｖ． オランダ）またはＤａｐｌｏｙ（商標）ＷＤ１３０ＨＭＳ（Ｂｏｒｅａｌｉｓ Ａ／Ｓ デンマーク）を含む。

この発泡性プロピレンポリマー組成物中で使用され得る好適な非プロピレン系ポリマーは、高、中、低、および線状密度ポリエチレン、ポリブテン−１、エチレン／アクリル酸コポリマー、エチレン／酢酸ビニルコポリマー、エチレン／プロピレンコポリマー、スチレン／ブタジエンコポリマー、エチレン／スチレンコポリマー、エチレン／アクリル酸エチルコポリマー、およびイオノマーを含む。この発泡性プロピレンポリマー組成物は、所望ならば、他の有用な熱可塑性プラスチック、例えば高密度ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、ＥＰＤＭラバーの熱可塑性オレフィン混合物（エチレン／プロピレン／ジアミンコポリマー）およびポリエチレンを含有し得る。この発泡性プロピレンポリマー組成物は、この発泡性プロピレンポリマー組成物中のポリマーの全重量基準で好ましくは２０重量パーセント未満の非プロピレン系ポリマー、更に好ましくは１０重量パーセント未満の非プロピレン系ポリマー、最も好ましくは５重量パーセント未満の非プロピレン系ポリマーを含む。

この発泡性プロピレンポリマー組成物のプロピレンポリマーは、好ましくは少なくとも１００，０００の重量平均分子量を有する。分子量は公知の方法により測定可能である。

この発泡性プロピレンポリマー組成物のプロピレンポリマーは、好ましくは少なくとも５センチニュートン（ｃＮ）の、更に好ましくは少なくとも１０ｃＮの、なお更に好ましくは少なくとも２０ｃＮのメルト強度を有する。好ましくは、このプロピレンポリマーは約４０ｃＮ以下の、更に好ましくは約５０ｃＮ以下のメルト強度を有する。用語「メルト強度」は、この明細書では、Ｇｏｅｔｔｆｅｒｔ，Ｉｎｃから入手可能なＧｏｅｔｔｆｅｒｔ Ｒｈｅｏｔｅｎｓ（登録商標）メルト張力装置として公知である装置を用いて、限界引っ張り力、または破断時の強度を求めるために、２．１ｍｍの直径および４２ｍｍの長さの毛細管ダイから１９０℃で１分当たり１．３６グラム（ｇ／分）の速度で押し出され、一定加速度で延伸された溶融ポリマー材料のストランドのｃＮでの張力の測定値を指す。

このプロピレンポリマーは、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８条件Ｌにより、好ましくは０．５と７の間の、好ましくは２と４ｄｇ／分の間のメルトフローレートを有する。

遊離基開始剤および紫外線（ＵＶ）安定剤を含む安定剤、中和物、核形成剤、滑剤、ブロッキング防止剤、顔料、帯電防止剤、清澄剤、ワックス、樹脂、充填剤、例えばナノ充填剤、シリカおよびカーボンブラック、発泡安定剤および組み合わせまたは単独で使用される当分野内の他の添加物を含む添加物がこの発泡性プロピレンポリマー組成物中に場合により含まれる。有効な量は当分野で公知であり、この組成物中のポリマーのパラメーターとこれらが暴露される条件に依存する。

フォーム気泡のサイズを制御するために、この発泡性プロピレンポリマー組成物は核形成剤を場合によっては含む。有用な核形成剤は、米国特許第６，４１７，２４２号１１欄６３行〜１２欄３行で教示されている。好ましい核形成剤は、無機物質、例えば炭酸カルシウム、タルク、粘土、二酸化チタン、シリカ、ステアリン酸バリウム、および珪藻土を含む。使用される核形成剤の量は、ポリマー樹脂１００重量部当たり０．１〜３重量部の範囲にあり得る。この好ましい範囲は０．３〜２重量部である。

本発明の多層シートの発泡ポリマー層は、真空発泡、発泡性プロピレン組成物混合物の物理的な振盪、または発泡性プロピレンポリマー組成物の中への発泡剤の組み込みにより製造され得る。好ましい実施形態においては、発泡剤がこの発泡性プロピレンポリマー組成物に組み込まれる。

使用され得る発泡剤は、物理的な発泡剤または化学的な発泡剤またはこれらの組み合わせ物である。物理的な発泡剤は、一般に、圧縮ガスまたは低沸点の液体である。化学的な発泡剤は、一般に、分解し、ガス、例えば窒素、アンモニアまたは二酸化炭素を発生する固体の化学的な化合物である。

有用な物理的な発泡剤は、米国特許第６，５４４，４５０号２欄５２行〜３欄６行；第６，４４０，２４１号４欄１７〜３１行；第６，４１７，２４０号６欄４５行〜７欄７行；および第６，２５１，３１９号４欄３８行〜５欄で教示されている。好ましい物理的な発泡剤は二酸化炭素を含む。この二酸化炭素ガスの使用も許容し得るが、二酸化炭素は、好ましくは液体として本発明の実施において使用される。窒素は好ましくはガスとして使用され、水はどのような形態も許容し得るが通常液体として使用される。

有用な化学的な発泡剤は、米国特許第６，４１７，２４０号７欄５〜１３行；および第６，２５１，３１９号５欄３〜７行で教示されている。好ましい化学的な発泡剤は重炭酸ナトリウムとクエン酸の混合物を含む。この発泡剤は物理的な発泡剤と化学的な発泡剤の両方を任意の比率で含み得る。この発泡剤は、一般に、溶融した発泡性プロピレンポリマー組成物の中に組み込まれて、この多層シートの発泡層を提供する。溶融した発泡性プロピレン組成物の中に組み込まれた発泡剤の量は、発泡剤と発泡性プロピレンポリマー組成物の全重量基準で、一般に、０．０１〜５、好ましくは０．１〜３重量パーセントである。

本発明の多層シートは、１−アルケンモノマーから誘導される単位を含む非発泡ポリマー組成物を含む少なくとも１つの非発泡ポリマー層を含む。

用語「非発泡性ポリマー組成物」は、この明細書中で使用されるように、本発明の多層シートの非発泡ポリマー層の作製に使用され、少なくとも５０重量パーセントのモノマー単位が１−アルケンモノマーから直接誘導される熱可塑性ポリマーを含み、この非発泡ポリマー組成物がＡＳＴＭ Ｄ７９２により測定して、一般的に１立方メートル当たり８７０キログラムよりも大きいか、またはそれに等しい密度を更に有する組成物を意味する。

好適な１−アルケンモノマーは、エチレン、プロピレン、１−ブテン、イソブチレン、ペンテン−１，３−メチル−１−ブテン、１−ヘキセン、３，４−ジメチル−１−ブテン、１−ヘプテン、および３−メチル−１−ヘキセンを含む。好ましい実施形態においては、この１−アルケンモノマーはエチレンまたはプロピレンであり、最も好ましい実施形態においてはこの１−アルケンモノマーはプロピレンである。

この明細書中で使用されるように、用語「オレフィン系ホモポリマー」は、１−アルケンモノマーの反応から誘導される熱可塑性ポリマーを意味し、それに対して用語「オレフィン系インターポリマー」は１−アルケンモノマーと少なくとも１つの他のモノマーの反応から誘導される熱可塑性ポリマーを意味し、例えばランダム、ブロック、およびグラフトコポリマーとターポリマーを含む。

この非発泡性ポリマー組成物のポリマーは、１つ以上のオレフィン系ホモポリマー、１つ以上のオレフィン系インターポリマー、オレフィン系ホモポリマーおよびインターポリマーの各々の１つ以上のブレンドおよび前述のポリマーと１−アルケンを含まないポリマーのブレンドのみからなり得る。この非発泡性ポリマー組成物のポリマーは、この非発泡性プロピレンポリマー組成物中のポリマーの全重量基準で好ましくは少なくとも５０の、更に好ましくは少なくとも７５の、最も好ましくは１００の重量パーセントの１−アルケンモノマーから誘導される単位を含む。好ましい実施形態においては、この１−アルケンモノマーはプロピレンである。

この非発泡ポリマー組成物で使用する好適なプロピレン−エチレンコポリマーは、ＶＥＲＳＩＦＹ（商標）Ｐｌａｓｔｏｍｅｒｓ ａｎｄ Ｅｌａｓｔｏｍｅｒｓ（Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手し得る）を含む。

本発明の多層シートはカッティングおよびスコアリングにより形成可能である。好ましい実施形態においては、この多層シートは所望の形状、姿(figure)または輪郭(contour)に熱成形可能である。用語「熱成形可能である多層シート」は、この多層シートが容易に熱成形可能であるか、またはさもなければ加熱および機械的圧力下当分野で公知のいかなる方法によっても異なる形状または輪郭に形成可能であるということを意味する。配向された非発泡ポリマー層は、一般には、カッティング、スコアリングまたはクリーシングにより形成可能であり、引き続いて複雑な形状に熱成形される熱成形可能である多層シートの製造に好適でない。したがって、本発明の好ましい実施形態においては、この非発泡ポリマー層は配向されていない。

本発明の多層シートの非発泡ポリマー層の製造に好適な市販のポリマーの例は、プロピレンホモポリマー、例えばＨ３０２−０９ＲＳＢ（Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ，ＵＳＡ）を含む。

好ましい実施形態においては、この非発泡ポリマー層は、充填剤、例えば炭酸カルシウム、タルク、粘土、マイカ、ウォラストナイト、中空ガラスビーズ、二酸化チタン、シリカ、カーボンブラック、ガラス繊維またはチタン酸カリウムを含む。好ましい充填剤は、タルク、ウォラストナイト、粘土、単一層のカチオン交換層化シリケート材料またはこれらの混合物である。タルク、ウォラストナイト、および粘土は種々のポリマー樹脂用の一般に公知の充填剤である。例えば、米国特許第６，３０６，４１９号および第６，３２９，４５４号を参照のこと。これらの材料とポリマー樹脂用充填剤としてのこれらの適合性が全般的に述べられている。

本発明の範囲内に含まれる非発泡ポリマー層は、一般に、走査型電子顕微鏡を用いた後方散乱電子像により測定して、好ましくは１０マイクロメートル（μｍ）未満またはこれに等しく、更に好ましくは３μｍ未満またはこれに等しい数平均粒子サイズを持つような無機充填剤を使用する。一般に、入手可能ならば、好ましくは０．００１μｍ超またはこれに等しい、更に好ましくは０．５μｍ超またはこれに等しい小さい平均粒子サイズが極めて好適に使用可能である。

充填剤を使用する場合には、これは、この非発泡ポリマー組成物の全重量基準で一般に、少なくとも１重量部の、更に好ましくは少なくとも１０重量部の、最も好ましくは少なくとも１５重量部の量で使用される。通常、この非発泡ポリマー組成物の全重量基準で５０重量部までの、好ましくは４０重量部までの、最も好ましくは３５重量部までの量の充填剤を使用することが充分であることが見出されている。

本発明の多層発泡体シートの層を相互に、または他の材料と接着させるのに、当分野で公知の接着剤が使用され得る。有用な接着剤は、熱硬化性接着剤、例えばポリウレタン樹脂およびエポキシと、熱可塑性接着剤、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンコポリマー；およびプロピレンコポリマーを含む。有用な接着剤は米国特許第５，４６０，８７０号および第５，６７０，２１１号で教示されている。この接着剤は、散布、被覆によるか、またはフィルムの形態など当分野で公知のいかなる手段によっても塗布され得る。好ましい接着剤は、コストが低く、潜在的にリサイクルが可能であるために熱可塑性である。本発明の好ましい実施形態においては、この非発泡ポリマー層とこの発泡プロピレンポリマー層が相互に接着して、更なる接着層を必要としない。

本発明の多層シートは、少なくとも１つの発泡プロピレンポリマー層と少なくとも１つの非発泡ポリマー層を含む。

この発泡プロピレンポリマー層の密度は、ＡＳＴＭ−Ｄ−３５７５−９３ Ｓｕｆｆｉｘ Ｗ方法Ｂにより測定して、一般に、１立方メートル当たり２００キログラムよりも大きいかまたは等しいか、更に好ましくは１立方メートル当たり２５０キログラムよりも大きいかまたは等しいか、最も好ましくは１立方メートル当たり３００キログラムよりも大きいかまたは等しい。この発泡プロピレンポリマー層の密度は、ＡＳＴＭ−Ｄ−３５７５−９３ Ｓｕｆｆｉｘ Ｗ方法Ｂにより測定して、一般に、１立方メートル当たり８００キログラム未満かまたは等しいか、更に好ましくは１立方メートル当たり６００キログラム未満かまたは等しいか、最も好ましくは１立方メートル当たり５００キログラム未満かまたは等しい。

好ましい実施形態においては、この非発泡ポリマー組成物の熱可塑性ポリマーは、プロピレンモノマーから直接誘導されるモノマー単位を少なくとも５０重量パーセント有する。すなわち、この非発泡ポリマー組成物は非発泡プロピレンポリマー組成物である。

本発明の好ましい実施形態においては、この多層シートは、発泡プロピレンポリマー組成物に基づく１つの層と、非発泡プロピレンポリマー組成物に基づく２つの層を含む。本発明の更に好ましい実施形態においては、非発泡プロピレンポリマー組成物に基づく２つの層の組成が同一である。本発明のなお更に好ましい実施形態においては、この多層シートは、両方の非発泡ポリマー層の熱可塑性ポリマーが非配向ポリプロピレンである２つの非発泡ポリマー層の間に挟まれた１つの発泡プロピレンポリマー層を含む。本発明の最も好ましい実施形態においては、この多層シートは、非配向ポリプロピレンを含む２つの非発泡ポリマー層の間に挟まれた高メルト強度ポリプロピレンを含む１つの発泡プロピレンポリマー層を含む。本発明の多層シートは、共押し出し、押し出し被覆または積層などの当分野で一般に公知の方法によっても製造可能である。

共押し出し発泡法においては、この発泡性プロピレンポリマー組成物はポリマーメルトに転換され、発泡性ゲルを形成するのに、発泡剤が一般に組み込まれる。次に、この発泡性ゲルをダイから発泡を促進する減圧または低圧の領域の中に押し出して、所望の製品を形成する。この減圧はダイから押し出す前にこの発泡性ゲルを維持する圧力よりも低い。

発泡性ゲルをダイから押し出す前に、メルト混合を促進する温度から、発泡性組成物の成分ポリマーのメルト温度（Ｔｍ）の一般に３０℃以内にある低い温度までこの発泡性ゲルを冷却する。

押し出し機、混合機、またはブレンド機によるなどの当分野で公知のいかなる手段によっても、この発泡剤をこのポリマーメルトの中に組み込むか、または混合し得る。このメルトポリマー材料の実質的な膨張を防止し、この発泡剤をこのなかに均質に概ね分散させるのに充分な高い圧力でこの発泡剤をこのポリマーメルトと混合する。場合によっては、可塑化または溶融の前に、核形成剤をこのポリマーメルト中にブレンドするか、このポリマー材料とドライブレンドし得る。

同一の方法において、この非発泡ポリマー組成物は、一般に発泡剤を組み込むことなく非発泡ポリマーメルトに一般に転換される。次に、この非発泡ポリマーメルトをスロット押し出しダイから発泡プロピレンポリマー層の少なくとも１つの表面上に押し出して、本発明の多層シートを形成する。

共押し出された多層シートを押し出しダイから引き出す速度を変えることにより、このシートの厚さと坪量を更に制御し得る。このシートをダイから引き出す速度は、一般に、引取速度として公知であり、高引取速度は一般に低シート厚さと低坪量を生じる。

本発明の多層シートは、カートン用板紙を使用することによってはこれまで製造可能でなかった、複雑な形態の容器および梱包の製造に有用である。本発明の多層シートの特別な利点は、これがＡｕｔｏｐｌａｔｅｎ（登録商標）ＳＰ Ｅｖｏｌｉｎｅ １０２Ｅ ｐｌｕｓ（供給元、Ｂｏｂｓｔ Ｓ．Ａ．，スイス）などのカートン用板紙製函機上でのカッティング、スコアリングまたはクリーシングによる形成に好適であり、複雑な形状に熱成形するのに好適であるということである。他の好適なカートン用板紙製函機は、自動フラットベッドダイ−カッターモデル、例えばＹＴ １０４０ＮＣまたはＹＴ−１３００ＮＣＳ（供給元、Ｙｏｕｎｇ Ｓｈｉｎ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ、韓国）、製造シリーズＴＲＰ−８０２、ＴＲＰ−１０６０、ＴＲＰ−１３００またはＴＲＰ−１４３５の自動プラテンカッティングおよびクリーシングマシン（供給元、株式会社三和製作所、日本）、自動ダイ−カッターおよびクリーサーマシンモデルＭＪ−１０３０Ｅ、ＪＦ−６６０、ＪＦＢ−１３００、ＪＦ−１３００、ＭＪ−１０３０Ｅ、ＫＦＳ−１０２０、ＫＦ−１０２０またはＪＦＢ−１０３０（供給元、株式会社飯島製作所、日本）、自動定盤プレスモデルＪＲ−１０５、ＪＲＫ−１０５、ＳＲＫ−１４４（供給元、Ｉｂｅｒｉｃａ ＡＧ，ＳＡ、スペイン）およびダイカッティング・クリーシングマシンモデルＮＦＳ−１０５０Ｍ（供給元、株式会社菅野製作所、日本）を含む。

形成物品を製造する熱成形法は当業者には周知である。熱成形の普通の方法は真空成形である。この方法においては、多層シートを熱成形することにより製造される形成物品は広く変わり得る。

最初に、この多層シートをカッティング、クリーシング、またはスコアリングし、次に加熱成形して、型板を形成することができ、これを所望の形状に折りたたみ得る。別法としては、この多層シートを最初に加熱成形にかけ、次に適切にカッティング、クリーシング、またはスコアリングし得る。大部分の場合、後者の方法は、このカートン用板紙マシンに熱成形された形状を収容するための特別なカッティングダイを備えるということを必要とするため、ほとんどの場合、カッティング、スコアリングまたはクリーシング段階を最初に行うことが好ましい。

この多層シートを用いて製造され得る製造物品は多数のタイプものである。使用可能な通常の形状は、自立性の構造物、例えば箱、管、円筒、トレー、タブ、ボウル、およびカップまたはエンボス表面、例えば装飾的なパネルおよび目新しい物品、例えば子供のマスクを含む。このような物品は、食品、化粧品およびパーソナルケア製品、洗浄および洗濯用製品、医薬品および他の家事用物品の梱包での使用に適用され得る。このシートから製造される梱包は、梱包された物品、例えば瓶、管、ポーチ、およびライナーの更なる保護ための梱包としても使用され得るか、または物品、例えば瓶または缶をまとめるための照合材料(collation material)として使用され得る。本発明の一つの形態においては、製造物品は、本発明の多層シートと少なくとも１つのクリースまたはスコアマークを含む梱包用物品である。図２はカッティング、およびクリーシングされた多層シートを含む梱包用物品の図である。

この多層シートから製造される梱包は、梱包された物品、例えば瓶、管、ポーチ、およびライナーへの更なる保護を提供する梱包としても、または一次梱包として使用され得、瓶または缶をまとめるための二次梱包用の照合材料としても使用され得る。
＜実施例＞

表１は実施例１〜６で示される本発明の多層シートの特性の要約である。

実施例１および２は、本発明の多層シートが共押し出しにより製造可能であること、このシートの性質が、このシートをカートン用板紙製函機で使用することができるように、必要に応じて調整可能であることを示す。

実施例３および４は、本発明の多層シートが積層により製造可能であること、このシートの性質が、このシートをカートン用板紙製函機で使用することができるように、必要に応じて調整可能であることを示す。

実施例５および６は、カートン用板紙製函機で使用するために特にかたいシートを必要とする用途について、本発明の多層シートに対してこのシートの平均曲げモーメントを独立して調整することができるということを示す。特にかたいシートの使用は、寸法安定性が重要な性質である多くの用途において特に好ましい。

この実施例は共押し出し法により本発明の多層シートを製造する方法を示す。

この発泡体を製造する装置は、２つの押し出しラインを含み、各押し出しラインが溶融機、混合機、押し出し機および冷却機を備え、一方の押し出しラインは多層シートの発泡層の製造に使用され、他方の押し出しラインは多層シートの２つの非発泡層の製造に使用される。この装置は、また、この発泡性プロピレンポリマー組成物をフォーム押し出しして、この多層シートの中心層を形成するための２８インチのフラットスロットを含む、フラットシート共押し出しダイも有する。このダイは、この発泡層の両側にこの非発泡ポリマー組成物を共押し出しして、２つの非発泡層の間に挟まれた発泡層からなる多層シートを形成するために、フォーム押し出しスロットのいずれかの側に２つの外側スロットも有する。

ポリプロピレンポリマーを第１の押し出し機に顆粒の形態で供給し、添加物と混合して、発泡性プロピレンポリマー組成物を形成する。使用されるポリプロピレンポリマーはＰｒｏ−ｆａｘ（商標）ＰＦ８１４である。Ｐｒｏ−ｆａｘ（商標）ＰＦ８１４は、試験法ＡＳＴＭ Ｄ−１２３８により測定して３ｄｇ／分のメルトフローレートを持つ高メルト強度ポリプロピレン樹脂である。このポリプロピレンポリマーの供給速度は１時間当たり３２ｋｇである。加えて、発泡性プロピレンポリマー組成物１００ｋｇ当たり０．３ｋｇのクエン酸／重炭酸ナトリウム発泡剤を添加する。この押し出し機の条件は押し出し機の供給端の１８０℃から押し出し機の搬送端の２００℃の範囲である。ポリマーと添加物溶融物を混合機まで搬送し、発泡性ポリマー組成物１００重量部当たり０．３重量部の二酸化炭素発泡剤を加圧下でこの中に組み込んで、発泡性ゲルを形成する。この発泡性ゲルを２００℃に設定し、加圧下でダイまで搬送し、フラットシートダイ開口部から低い圧力（通常の大気圧）の領域へと膨張させる。

同時に、ポリプロピレンポリマーを顆粒の形態で第２の押し出しラインに供給する。使用したポリプロピレンポリマーはＨ３０２−０９ＲＳＢ（Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙからの）である。ＨＳ３０２−０９ＲＳＢは、試験法ＩＳＯ１１３３で測定して９．５ｄｇ／分のメルトフローレートのプロピレンホモポリマーである。このプロピレンホモポリマーポリマーの全供給速度は１時間当たり１９ｋｇである。この押し出し機の条件は押し出し機の供給端の１７０℃から押し出し機の搬送端の１８０℃の範囲である。押し出し機から、流れを２つのほぼ等しい流れに分割し、フラットシート共押し出しダイの２つの外側スロットに供給する連結管(manifold)まで、この非発泡プロピレンホモポリマーを搬送し、フラットシートダイ開口部からこの発泡層の両側に流す。このダイブロックを２００℃の温度に維持する。

このダイからの引取速度を１時間当たり１２９メートルで設定する。

このシートの層の分布を光学顕微鏡により測定する。層は極めて均一であり、発泡層は０．６３２ｍｍの厚さを有し、２つの非発泡層はそれぞれ０．０７５ｍｍおよび０．０８７ｍｍの厚さを有する。

この実施例は、本発明の多層シートが共押し出しにより製造可能であるということを示す。

引取速度が１時間当たり約２３０メートルであるということを除いて実施例１で述べたのと本質的に同一の方法により、実施例２の多層シートを製造する。製造された多層シートの合計の厚さは０．５５ミリメートルであり、製造されたシートの坪量は１平方メートル当たり２４５グラムである。

実施例３の多層シートを押し出し積層法により製造する。この多層シートは２つの非発泡層の間に挟まれた発泡層を含む。実施例１で述べたのと類似の発泡性ゲル組成物を用いて押し出しによりこの発泡層を製造する。この非発泡層はＨ３０２−０９ＲＳＢポリプロピレン（ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手し得る）から製造されるキャストフィルムである。このキャストフィルムの厚さは８０マイクロメートルである。

Ａｄｆｌｅｘ（商標）Ｘ １００Ｇ Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ Ｐｏｌｙｏｌｅｆｉｎ Ｅｌａｓｔｏｍｅｒ（Ｂａｓｅｌｌ Ｐｏｌｙｏｌｅｆｉｎｓ Ｎ．Ｖ． オランダから入手し得る）を用い、この発泡層の各表面に１平方メートル当たり４０グラムのＡｄｆｌｅｘ（商標）Ｘ １００Ｇ Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ Ｐｏｌｙｏｌｅｆｉｎ Ｅｌａｓｔｏｍｅｒを施して、この発泡層の各々の側にこのキャストフィルムの層を押し出し積層することにより、この多層シートを形成する。

選択される発泡層が実施例３におけるよりも大きな厚さおよび密度を有するということを除いて実施例３で述べたのと本質的に同一の方法により、実施例４の多層シートを製造する。このように製造された多層シートの坪量は１平方メートル当たり４００グラムである。

非発泡層がＨ３０２−０９ＲＳＢポリプロピレン（Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手し得る）と３０重量パーセントのＰｏｌｙｂａｔｃｈ（商標）ＲＴＰ１０９７充填剤濃縮物（Ａ．Ｓｃｈｕｌｍａｎ、Ｉｎｃから入手し得る）から製造されるキャストフィルムであるということを除いて実施例３で述べたのと同一の方法により、実施例５の多層シートを製造する。

発泡層の厚さと密度を増加させたということを除いて実施例５で述べたのと同一の方法により、実施例６の多層シートを製造する。このように製造された多層シートの合計の厚さは１．１４ミリメートルであり、このように製造されたシートの坪量は１平方メートル当たり４００グラムである。

図１はクリースマークの作製に使用される装置の概略図を表す。 図２はカッティングおよびクリーシングされた多層シートを含む梱包用物品の概略図である。 図３は多層シートの断面を図示する写真を表す。

Claims (10)

1. 少なくとも１つの発泡プロピレンポリマー層と少なくとも１つの非発泡ポリマー層を含み、この非発泡ポリマー層が１−アルケンモノマーから誘導される単位を含むポリマーを含み、多層シートが関係：
   ０．２＜Ｔ＜２ （１ａ）
   （式中、ＴはＡＳＴＭ Ｄ６４５−９７で測定し、ミリメートルで表した多層シートの合計の厚さである）；および
   １００＜Ｇ＜５００ （１ｂ）
   （式中、ＧはＡＳＴＭ Ｄ６４６−９６により求め、１平方メートル当たりのグラムで表した多層シートの坪量である）；および
   Ｓ≧２×１０^-7Ｇ^3.1872 （１ｃ）
   （式中、Ｓは、関係：
   Ｓ＝（ＳｍＳｃ）^0.5 （１ｄ）
   （式中、Ｓｍは、ミリニュートンメートルで表した、多層シートの面内の最大曲げモーメントであり、ＤＩＮ５３１２１：１９９６−１２で述べられている二点法で求められ、Ｓｃは、多層シートの面内のＳｍの方向に垂直に測定し、ミリニュートンメートルで表した、曲げモーメントであり、ＤＩＮ５３１２１：１９９６−１２で述べられている二点法で求められる）
   から計算されるミリニュートンメートルで表されるこの多層シートの幾何平均曲げモーメントである）
   を充たす性質を有することを特徴とする多層シート。
2. この多層シートの幾何平均曲げモーメントＳが関係：
   Ｓ≧０．００２１Ｇ^1.7573 （２）
   を充たす請求項１に記載の多層シート。
3. この多層シートがクリースを含む請求項１に記載の多層シート。
4. このクリースの角度を９０度に維持するのに必要とされる平均曲げ力Ｆが３ニュートン未満である請求項３に記載の多層シート。
5. この多層シートが２０ミリメートル未満の最大のシートカールＣを有する請求項１〜４のいずれかに記載の多層シート。
6. この非発泡ポリマー層がプロピレンから誘導される単位を含むポリマーを含む請求項１〜５のいずれかに記載の多層シート。
7. この多層シートが熱成形可能である請求項１〜６のいずれかに記載の多層シート。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の多層シートを含む物品。
9. この物品が梱包用物品である請求項８に記載の物品。
10. この物品が少なくとも１つのクリースまたはスコアマークを含む請求項８または９に記載の物品。
    

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