JP3216057B2 - 紙−プラスチック積層シート - Google Patents

紙−プラスチック積層シート

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、概して、最初は平らな
状態であり通常紙製の、封筒、袋、その他の膨張可能な
収納具製品に作ることの可能な紙−プラスチック積層シ
ートに関し、特に、上張り紙シートが合成プラスチック
材料の配向フィルムに冷間積層されてなる積層シートに
関する。
【０００２】
【従来の技術】最初は平らな状態の封筒、食料品袋、そ
の他の膨脹可能な収納具製品の製造に使用されるシート
は、従来、紙である。紙は、セルロース繊維を化学的に
処理して製造される半合成物質である。
【０００３】コストが安いということを別としても、紙
には重要な利点がある。すなわち、シートを所望の形状
に切断し折り曲げる機能を有する高速装置を用い、必要
に応じて、標準的な安価な接着剤によって折り目と折り
返し部を接合することにより封筒その他の膨張可能な収
納具製品に作ることができる点である。さらに、紙に
は、標準的なインクを用いて容易に印刷と着色を行うこ
とができるという利点がある。
【０００４】しかし、このような紙製品はいくつかの欠
点を有する。つまり、紙製品は引き裂き強度や破裂強度
が低く、耐水性が全くない。コーティングを施さない限
り、紙は吸収性が高いのである。
【０００５】また、従来、プラスチックでコーティング
したセルロース紙が知られている。これらは、主に児童
書、ポスター、看板、船積み用荷札などに、またその
他、激しい磨耗や戸外での露出に対する耐性が必要とさ
れる用途に用いられる。しかしながら、このようなプラ
スチックコーティング紙は、引き裂き強度や破裂強度が
高くない。また、片面もしくは両面を粘土懸濁液、澱
粉、ロジン、ワックスもしくはこれらの物質の組み合わ
せで被覆した特別な用途のためのコーティング紙も強度
が低い。
【０００６】紙製の膨張可能な収納具製品の欠点を克服
するために、最近では、このような製品をＴＹＶＥＣや
その他の高分子合成プラスチックシートによって製造す
ることが行われている。このような製品は、紙に比べて
引き裂き強度や破裂強度がはるかに優れているだけでな
く、防水性を有している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、主とし
て紙に適したタイプの高速装置を使用して、ＴＹＶＥＣ
などの合成プラスチックシートを封筒その他の膨張可能
な収納具製品に作ることは難しい。結果として、製品ス
クラップ率は３０％にも上り、これらの製品の製造コス
トが上昇する。さらに、このようなプラスチックシート
は標準的な接着剤との化学的親和性が低い。このため
に、封筒の場合、折り返し部に特殊でより高価な接着剤
を使用しなければならない。また、このプラスチックシ
ートは標準的な印刷用インクとの親和性も低いため、特
別な印刷用インクを必要とする。
【０００８】前述に鑑みて、本発明の主な目的は、従来
の紙用の装置を用い、最初は平らな状態の封筒、食料品
袋、その他の膨張可能な収納具製品に作ることが可能な
紙−プラスチック積層シートを提供することである。
【０００９】特に、本発明の目的は、上張り紙シートが
合成配向プラスチック材料の強化フィルムに冷間積層さ
れ、これにより、配向フィルムの特性が損なわれること
なく、製造される製品に優れた引き裂き強度特性および
破裂強度特性をもたせるようにした紙−プラスチック積
層シートを提供することである。
【００１０】本発明のさらなる目的は、積層シートを製
造するための好適な技術を、高速で実行するシステムを
提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】簡単に述べると、これら
の目的は、最初は平らな状態であり通常は紙製の封筒、
食料品袋、その他の膨張可能な収納具製品に作ることの
できる紙−プラスチック積層シートにおいて達成され
る。この積層シートは、上張り紙シートを、ポリプロピ
レンなどの合成プラスチック材料からなる強化フィルム
に、水性接着剤を用いて冷間積層することにより構成さ
れる。フィルムを配向することにより、製造される防水
製品に優れた引き裂き強度および破裂強度特性を与える
ことができる。また、製品の外表面が上張り紙シートに
よって形成されており、製品には、容易に印刷をするこ
とができる。
【００１２】用途によっては、フィルムの他面側にも、
上張り紙シートを冷間積層し、３層の積層シートを製造
して両側の露出面を容易に印刷可能とするとともに従来
の接着剤の使用を可能とすることもできる。
【００１３】
【実施例】以下、添付図面を参照して本発明を詳細に説
明する。
【００１４】紙−プラスチック積層シート ここで図１を参照すると、本発明による柔軟性のある紙
−プラスチックシートＳが拡大して示されている。シー
トＳは、上張り紙シート１０を含み、この上張り紙シー
ト１０は、予定する最終用途に適した、寸法、重量、品
質を備えている。すなわち、最終用途が食料品袋なら
ば、紙シートには、良質無漂白クラフト紙が適当であろ
う。また、最終用途が封筒ならば、予定する封筒の種類
に適した白紙または色紙が、積層シートに含まれる。人
目を引く高級なショッピングバックなどの製品の場合に
は、コーティングを施した紙シートを用いることもあ
る。
【００１５】合成プラスチック材料の強化フィルム１２
が、接着層１１によって、上張り紙シート１０の下面に
冷間積層されている。この強化フィルム１２は、透明で
あることが望ましく、単軸または二軸配向されたもので
ある。この目的のためのフィルム材料としては、ポリプ
ロピレン、ポリエチレン、ナイロンもしくはＭＹＬＡＲ
等のポリエステルが適している。
【００１６】合成プラスチックフィルムの引張り強度
は、フィルムの分子配列をもたらす配向によって十分に
増大する。二軸配向の場合、配向は、縦方向と横方向の
両方になる。これは、通常、未配向フィルムを制御下で
引伸すことによって達成される。
【００１７】配向フィルムの引張り強度は、熱が加えら
れるとかなり損なわれる。これは、熱によってフィルム
が弛緩し、フィルムの分子配列が失われるからである。
したがって、二軸配向のＭＹＬＡＲフィルムパネルを重
ね合わせ、パネルに沿ったラインに沿って熱および圧力
を加えることにより封着した場合には、フィルムはこの
ラインに沿って簡単に破れてしまうことがある。
【００１８】これが、本発明において、紙シートの下面
に強化フィルムを積層するために、高温溶融接着剤を用
いない理由である。すなわち、高温溶融接着剤を用いれ
ば、フィルムのもつ強化特性が著しく損なわれることに
なる。
【００１９】本発明において、プラスチックフィルム
は、圧力下でかつ室温において、水性ポリアクリレート
コポリマー接着剤、または、同様の接着特性を持ち、紙
シートとプラスチックフィルムの双方に対して親和性を
有するその他の水性接着剤を用いて、紙シートに冷間積
層される。
【００２０】紙は、積層工程で水分を吸収しやすいの
で、紙シートとフィルムが共にプレスロールに送り込ま
れ、積層を行うために加圧される前に、まず最初に、フ
ィルムの内側表面を水性接着剤で被覆しておく。この接
着剤は、プレスロールの中で二つの表面が合体するまで
は紙シートの内側表面と接触することがない。このよう
にして、紙シートの内部に接着剤が吸収される時間を制
限することができる。
【００２１】用いられる水性接着剤に対して、フィルム
の内側表面をさらに馴染みやすくするためには、まず、
イオン化処理を施してフィルムの内側表面のダインを高
めることが望ましい。
【００２２】積層システム 図２は、紙シートおよびプラスチック配向強化フィルム
を冷間積層して好ましい技術を達成するためのシステム
を示している。
【００２３】本システムは、モータ１５によって高速で
駆動される一対の協動プレスロール１３および１４を有
する接合ステーションを含んでいる。二つのロールのロ
ール間隙は、積層されるウェブの厚さに対応し、ウェブ
を確実に接合するために要する積層圧を供給できるよう
に調整されている。繰出しリール１７から引き出される
紙ウェブ１６と、繰出しリール１９から引き出されるフ
ィルムウェブ１８がプレスロールのロール間隙に同時に
送り込まれる。
【００２４】リール１７は、高い位置に支持され、ウェ
ブ１６はこのリールから垂直経路に沿って引き下ろさ
れ、遊動ロール２０によって水平方向に導かれ、接合ス
テーションに至る。フィルム繰出しリール１９は、フィ
ルムを水平経路に沿って接合ステーションに向かって送
り出す位置に支持されている。リール１９は，このステ
ーションの充分前方に配置され、フィルムウェブ１８は
接合ロールのロール間隙に入る前に延在部を露出させて
いる。延在部に沿ってウェブ１８のすぐ上には、イオン
化バー２１が設けられている。このイオン化バー２１
は、フィルムウェブ１８の内側表面をイオン化し、水性
接着剤を塗布する前に内側表面のダインを増大させるも
のである。つぎに、接着剤アプリケーター２２によっ
て、水性接着剤のコーティングが、フィルムウェブ１８
の内側表面に塗布される。必ずしも、この表面を完全に
コーティングする必要はない。というのは、実際には、
接着剤アプリケーターのロールは、フィルム表面に接着
剤を平行する帯状に塗布する一連のリングの形態をとる
こともあるからである。
【００２５】接着剤でコーティングされたフィルムウェ
ブ１８と、紙ウェブ１６が共に接合ステーションに入
り、プレスロール１３と１４により加圧されると、この
動作によって積層が達成される。積層されたウェブは、
つぎに、モータ２４によって駆動される出口側リール２
３に巻きつけられる。モータ１５および２４の動作は同
期している。なぜならば、これらのモータは各繰出しリ
ールからウェブをそれぞれ引き出す働きをするからであ
る。実際には、本システムを、毎分１５０〜５００フィ
ートの速度、またはそれ以上の速度で動作するモータに
よって駆動してもよい。動作速度は、紙ウェブの強度に
よって限定される。すなわち、強度の低い比較的薄い紙
ウェブでは、紙ウェブを破断しない程度の速度でなけれ
ばならない。したがって、配向フィルムは高速に耐える
とはいえ、その速度は紙ウェブが耐え得る程度を超える
ことはできない。
【００２６】出口側リール２３に巻かれた二層の紙−プ
ラスチック積層シートは、普通紙のリールと全く同様に
して、切り取ったり、折り曲げたり、製品の形状によっ
て指定されるその他の作業によって、封筒、袋、その他
の膨張可能な収納具製品を製造するのに適した標準的装
置のためのストックロールとして用いることができる。
【００２７】用途によっては、三層の紙−プラスチック
−紙積層シートが好ましい。この積層構造においては、
紙シートは配向プラスチック強化フィルムの両面に冷間
積層される。フィルムは、紙シートの間に挾まれ、極め
て高強度の物理的特性を積層構造に付与することにな
る。
【００２８】実際に、三層の積層構造は、二段階のシス
テムにおいて製造することができる。第一段階では、図
２に示すような積層構造であり、フィルムウェブの片面
に紙ウェブが冷間積層され、出口側ロール２３上に巻き
つけられた二層のシートが製造される。第二段階におい
ても同様の積層が用いられる。しかし、ここでは、ロー
ル２３から引き出される二層のウェブはさらに、露出し
たフィルム側において、紙ロールから引き出される紙ウ
ェブに冷間積層される。その結果、三層の積層シートが
第２の積層構造の出口側ロールに巻きつけられる。
【００２９】二層の紙−フィルム積層シートが直面する
問題は、各層の特性が異なるためにこのシートがカール
しやすいことである。このようなカールは、製品によっ
ては不都合でないかもしれないが、封筒のような製品に
とっては好ましくない。しかしながら、配向フィルム層
を二つの同様な紙の層の間に挾んだ場合には対称構造が
得られるため、カールの問題を回避することができる。
【００３０】三層の積層シートはさらなる重要な利点を
有する。それは、両方の露出面が紙であるということで
ある。これにより、三層の積層シートが標準的装置にお
いて封筒や食料品袋に作られるとき、すなわち、シート
を切り取って折り曲げて折り返し部その他の封着部を形
成してなる製品に作られるときに、従来の市販されてい
る接着剤を使用することが可能となる。封着される表面
がプラスチックフィルム面を含んでいれば、特別な接着
剤を用いなければならなかったが、その必要はない。そ
して、三層のシートの両方の露出面が紙なので、容易に
印刷することができる。
【００３１】製品 図３には、本発明による三層の紙−プラスチック積層シ
ートから製造される製品の例である封筒が示されてい
る。
【００３２】この封筒は、外側表面２５が積層構造の一
方の上張り紙シート部からなり、内側表面２６は他方の
紙シート部からなり、フィルム部がそれらの紙シート部
に挾まれていることを除いては、従来の紙製封筒の形状
を有している。封筒の折り返し部２７には、通常の澱粉
接着剤もしくは感圧接着剤を用いた接着剤帯２８が設け
られている。
【００３３】以上、本発明による紙−プラスチック積層
構造シートを実施例を用いて説明したが、本発明の主旨
を逸脱することなく種々の変更や修正をなし得ることは
言うまでもない。
【００３４】
【発明の効果】本発明による紙−プラスチック積層シー
トの顕著な利点は下記の通りである。
【００３５】Ａ． 製造される製品が防水性をもつ。
【００３６】Ｂ． 積層シートの上張り紙は、標準的な
印刷用インクとの親和性が高いので、製造される製品に
対する印刷と着色が容易である。
【００３７】Ｃ． 標準的な澱粉糊や感圧接着剤を、積
層シート製の封筒の折り返し部に用いることができる。
【００３８】Ｄ． このシートは、紙製の封筒その他の
膨張可能な収納具製品を製造するときのスクラップ率に
匹敵する程度の低いスクラップ率で、従来の装置によっ
て製品に作ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による柔軟性のある紙−プラスチック積
層シートを示す図である。
【図２】上記シートの製造に適したシステムを示す概略
図である。
【図３】上記シートから製造された封筒の裏側を示す図
である。
【符号の説明】
Ｓ 紙−プラスチック積層シート １０ 上張り紙シート １１ 接着層 １２ プラスチック強化フィルム １３，１４ プレスロール １５ モータ １６ 紙ウェブ １７ 紙繰出しリール １８ フィルムウェブ １９ フィルム繰出しリール ２０ 遊動ロール ２１ イオン化バー ２２ 接着剤アプリケーター ２３ 出口側リール ２４ モータ ２５ 封筒外表面 ２６ 封筒内表面 ２７ 折り返し部 ２８ 接着剤帯
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アーノルド ファインストーン アメリカ合衆国，フロリダ 33401，ウ ェスト パーム ビーチ，プレジデンシ ャル ウェイ 2400 (72)発明者 ギルバート ブロッチ アメリカ合衆国，フロリダ 33410，パ ーム ビーチ ガーデンズ，セント マ ロー コート 3349 (56)参考文献 特開 昭58−29871（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−77248（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−90354（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B32B 1/00 - 35/00 D21H 11/00 - 27/42 ＥＰＡＴ（ＱＵＥＳＴＥＬ) ＷＰＩ／Ｌ（ＱＵＥＳＴＥＬ)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 紙―プラスチック積層シートを作る製法
    であって、接着剤に対するダイン及び親和性を増大する
    ように一表面を活性化した配向プラスチックフィルムウ
    エブと第１の紙ウエブとを供給すること、前記プラスチ
    ックフィルムの活性化された一表面を水性接着剤でコー
    ティングすること、及びそのコーティングされたプラス
    チックフィルムを前記第１の紙ウエブに冷間積層して前
    記積層シートを形成することを含み、全工程が前記プラ
    スチックフィルムの配向特性を損なわない温度で実行さ
    れることを特徴とする製法。
  2. 【請求項２】 さらに、第２の紙ウエブを供給するこ
    と、接着剤に対するダイン及び親和性を増大するように
    前記プラスチックフィルムの他表面を活性化すること、
    前記プラスチックフィルムの活性化された他表面を水性
    接着剤でコーティングすること、及びそのコーティング
    されたプラスチックフィルムを前記第２の紙ウエブに冷
    間積層して前記プラスチックフィルムの配向特性を損な
    うことなく積層構造を形成することを含み、これにより
    前記プラスチックフィルムが前記第１及び第２の紙ウエ
    ブ間にサンドイッチされることを特徴とする請求項１に
    記載の製法。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載の製法により二層の積層
    シートの形に製造された紙―プラスチック積層シート。
  4. 【請求項４】 請求項２に記載の製法により非カールの
    三層の積層シートの形に製造された紙―プラスチック積
    層シート。
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