JP3788193B2 - Method for producing a plastic bubble sheet comprising a two-layer film - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、積層フィルムを材料とするプラスチック気泡シートの有利な製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
多数のキャップ状の膨らみを有するキャップフィルムと平坦なバックフィルムとを、キャップの底面で貼り合わせてなるプラスチック気泡シートが、包装用の緩衝材として、また断熱材として、広く使用されている。その材料とするプラスチックは、ポリエチレンが最も多い。ポリエチレンは安価であり、かつ加工性が高いからである。
【0003】
用途によっては、プラスチック気泡シートにガスバリヤ性が要求されることがある。たとえば、使用中の温度や圧力の変化に耐えて緩衝力を維持するためには、気泡の壁を通じて空気が逃れ出ることを防がなければならない。このような要求にこたえるには、気泡シートの材料として、ポリエチレンの内部にナイロンやポリエステルのようなガスバリヤ性のあるプラスチックの層を存在させることが行われている。
【0004】
その一例である実開平1―99615号に開示の緩衝性複合材は、図1に示すように、ガスバリヤ層(A1,B1)としてポリアミドやエチレン−ビニルアルコール共重合体の層を用い、これをポリオレフィンとくにポリエチレンの層(A2,B2)と接着剤の層(A3,B3)を介して積層し、この積層材を使用してキャップフィルム(A)およびバックフィルム(B)を用意し、両者を貼りあわせて、気泡(C)をもつ気泡シートを形成するものである。この気泡シートにおいては、キャップフィルムおよびバックフィルムにおいてガスバリヤ性の層が向かい合う構成であるが、ガスバリヤ性のプラスチックの融着性が低い場合、接着剤層(図示してない)を間に挟んだ態様をえらぶ。
【0005】
いま一つの例である実開平1―99616号に開示の緩衝性複合材は、構成するキャップフィルムおよびバックフィルムの少なくとも一方、実際は両方とも、熱可塑性樹脂/ガスバリヤ性樹脂層/熱可塑性樹脂/ガスバリヤ性樹脂層/熱可塑性樹脂という5層構成になっている。
【0006】
このような既知のガスバリヤ性気泡シートの製造を、常用の真空成形ロールを使用してキャップフィルムを用意する製造方法によって製造しようとすると、生産性が高められないこと、またガスバリヤ性樹脂と熱可塑性樹脂との組み合わせによっては、製造が困難でさえあることが経験された。その原因は、ガスバリヤ性をもつプラスチックは一般に融点が高く、一方で、それと積層されるポリエチレンなどは融点が低く、積層材の押出し温度が高くなるため、真空成形ロールにおいて低融点の材料が十分に固化するまで熱を奪わなければならない、ということにある。
【0007】
いま一つの問題は、3層以上最大5層という多層構成では、積層それ自体が複雑であり、共押出しのような有利な手法が利用できないことである。これは、いうまでもなく、製造コストを高くする。また、いかに各層を薄くしようとしても限界があるため、全体としてきわめて厚い素材から気泡シートが構成されることになる。使用後の廃棄を考えると、同じ程度の緩衝性能または断熱性能を発揮できるのであれば、気泡シートの素材フィルムの厚さは、極力薄くしたい。製造コストの観点からいっても、薄くて済めば好都合である。
【0008】
プラスチック気泡シートにしばしば要求されるもうひとつの特性は、腰があることである。気泡シートの腰を強くするには、同じフィルム厚さで剛性の高い材料を用いるか、または素材フィルムの厚さを厚くすることである。上記したところから容易に理解されるように、素材フィルムを厚くすることは不利であって、採用できない。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、積層フィルムを材料とするプラスチック気泡シートを製造する従来の方法に伴っていた低い生産性を改善し、単層フィルムの場合にまさるとも劣らない高い生産性を享受し、かつ薄い素材フィルムから構成された気泡シートを製造する方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成する本発明の、二層フィルムからなる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、押出機(1)で溶融しTダイ(3)から溶融押出ししたプラスチックフィルムを、表面に多数の窪みをもった回転しつつある真空成形ロール(5)に接触させ、真空吸引により多数の膨らみを持ったキャップフィルム(7)を用意し、キャップの底面を、別の押出機(2)で溶融し、いまひとつのTダイ(4)から溶融押出ししたプラスチックフィルムをバックフィルム(8)として、加圧ロール(6)によりキャップフィルムに押し付けて融着させることによりプラスチック気泡シート(9)を製造する方法において、
2基の押出機とそれに接続した2個の積層Tダイとを使用し、一方の押出機で相対的に融点の高いプラスチックを溶融し、他方の押出機で相対的に融点の低いプラスチックを溶融して、それぞれの溶融プラスチックを2個の積層Tダイに供給し、2個の積層Tダイの温度を高融点のプラスチックが加工できる限度で低い温度に保って、それぞれの積層Tダイから高融点のプラスチックと低融点のプラスチックとの積層フィルムとして押し出し、押し出された一方の積層フィルムを、上記の真空成形ロールに接する側に高融点のプラスチックを位置させて真空成形することによりキャップフィルムとし、他方の積層フィルムをバックフィルムとして、キャップフィルムに融着する側に低融点のプラスチックを位置させて実施することを特徴とする。
【0011】
【発明の実施形態】
上記のようにして、図3に示すように、キャップフィルム(7)およびバックフィルム(8)を、2層の、融点が異なるプラスチックの積層材として構成し、外側に高融点のプラスチック(71)を位置させ、内側に低融点のプラスチック(72)を位置させた気泡シートが得られる。積層Tダイに与えるべき温度は、高融点のプラスチックの融点、押し出されたフィルムの厚さ、ダイリップから真空成形ロールへの距離などの因子によって異なるが、当業者は、後記する実施例などを参考に、必要であれば若干の実験を行なうことにより、適切な範囲を決定することができるであろう。
【0012】
積層フィルムの最外層に位置させる融点の高いプラスチックフィルムとして好適なものは、ガスバリヤ性を求める場合は、ポリエステル樹脂、ナイロンおよびエチレン酢酸ビニル共重合体からえらんだプラスチックのフィルムを使用するとよい。最内層に位置させる融点の低いプラスチックフィルムとしては、ポリエチレンのフィルムが適切である。
【0013】
ガスバリヤ性が必要なく、腰が強い気泡シートを目的とする場合は、融点の高いプラスチックとしてポリプロピレンを使用するとよい。この場合も、最内層に位置させる融点の低いプラスチックのフィルムとしては、やはりポリエチレンのフィルムが適切である。
【0014】
積層フィルムの形成には、積層Tダイを用いた共押出しが、能率の点から最も好ましいものとして採用された。層間の接着を確保するために必要であれば、適宜の接着剤を使用することもできる。共押出しにおいて接着剤を利用する手段としては、低融点のプラスチック、代表的にはポリエチレンの側に、ポリエチレンにグラフト重合などの方法で極性基を与えた接着性ポリマーを配合するなど、既知の手段を利用することができる。
【0015】
【発明の効果】
本発明の方法によりプラスチック気泡シートを製造すれば、キャップフィルムおよびバックフィルムの、真空成形ロールおよび加圧ロールに接する側のプラスチックが高融点であり、相互に融着する側が低融点であるから、共押出しの樹脂温度は高融点のプラスチックが加工できる限度で、かつ真空成形ロールに接してキャップを形成する時点で、可塑性を保っている限度で低くてよい。そのような限界に近い低温にあれば、高融点のプラスチックは、真空成形ロールによりキャップを成形したところで直ちに固化するから、成形ロールからの型離れが容易であって、成形を高速で行なうことができる。一方、低融点のプラスチックの側は、その温度において十分に融着可能であるから、気泡シートの形成に必要な2枚のフィルムの融着は確実に行なわれる。
【0016】
このようにして製造される気泡シートのフィルムの厚さは、通常キャップフィルムもバックフィルムも2層であるから、3層以上、5層にも及ぶ従来の多層フィルム気泡シートに比べ、はるかに薄くすることができる。
【0017】
【実施例1】
ナイロン(NY)と低密度ポリエチレン(PE)とを共押出しして(融点はそれぞれ210℃および115℃)、ガスバリヤ性のあるプラスチック気泡シートを製造した。キャップの径は10mm、高さは4mm、ピッチ11.5mmの千鳥配置である。フイルムの厚さは、それぞれつぎのとおり:
キャップフィルム NY層7μm+PE層23μm=30μm
バックフィルム NY層5μm+PE層15μm=20μm
Tダイの温度は250℃で、製品気泡シートの引き取り速度は最大150m/分とすることができた。これは、PEだけを使用して同じフィルム厚さの気泡シートを製造するときのラインスピードにくらべ、70%増しの値である。
【0018】
【実施例2】
ポリプロピレン(PP)と低密度ポリエチレン(PE)とを組み合わせ(PPの融点は170℃、PEの融点は上記と同じ115℃)、腰が強い気泡シートを製造した。キャップのサイズも実施例1と同じ。フィルム厚さは、それぞれつぎのとおり:
キャップフィルム PP層15μm+PE層15μm=30μm
バックフィルム PP層10μm+PE層10μm=20μm
この気泡シートの腰の強さは、カンチレバー式の試験で430kgf・mmの値であり、これと同じ腰の強さをPEだけで実現しようとすると、たとえば、キャップフィルム50μm+バックフィルム35μmの厚さを必要とする。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来技術による多層フィルムからなるプラスチック気泡シートの一例について、層構成を示す拡大断面図。
【図2】 本発明の方法により多層フィルムからなるプラスチック気泡シートを製造するところを示す、装置の主要部の断面図。
【図3】 本発明の方法により製造した、多層フィルムからなるプラスチック気泡シートの一例を示す、図1に対応する拡大断面図。
【符号の説明】
A1,B1 ガスバリヤ層
A2,B2 ポリエチレン層
A3,B3 接着剤の層
A キャップフィルム
B バックフィルム
C 気泡
1,2 押出機
3,4 Tダイ
5 真空成形ロール
6 加圧ロール
7 キャップフィルム
71 高融点のプラスチック 72 低融点のプラスチック
8 バックフィルム
81 高融点のプラスチック 82 低融点のプラスチック
9 プラスチック気泡シート[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an advantageous method for producing a plastic bubble sheet made of a laminated film.
[0002]
[Prior art]
A plastic bubble sheet obtained by laminating a cap film having a large number of cap-shaped bulges and a flat back film on the bottom surface of the cap is widely used as a cushioning material for packaging and as a heat insulating material. The plastic used as the material is most often polyethylene. This is because polyethylene is inexpensive and has high processability.
[0003]
Depending on the application, gas barrier properties may be required for the plastic foam sheet. For example, in order to withstand changes in temperature and pressure during use and maintain a buffering force, air must be prevented from escaping through the bubble wall. In order to meet such a requirement, a gas barrier plastic layer such as nylon or polyester is present inside polyethylene as a material for the bubble sheet.
[0004]
As shown in FIG. 1, the buffer composite disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 1-99615, which is an example thereof, uses a polyamide or ethylene-vinyl alcohol copolymer layer as a gas barrier layer (A1, B1). Laminate via polyolefin layers (A2, B2) and adhesive layers (A3, B3), and prepare a cap film (A) and a back film (B) using these laminates. A bubble sheet having bubbles (C) is formed by bonding. In this air bubble sheet, the gas barrier layer faces the cap film and the back film, but when the gas barrier plastic has low adhesion, an adhesive layer (not shown) is sandwiched between them. Select.
[0005]
Another example of the buffer composite disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 1-99616 is that at least one of the cap film and the back film constituting the thermoplastic resin / gas barrier resin layer / thermoplastic resin / gas barrier. It has a five-layer structure of a functional resin layer / thermoplastic resin.
[0006]
If the production of such a known gas barrier foam sheet is attempted by a production method in which a cap film is prepared using a conventional vacuum forming roll, the productivity cannot be increased, and the gas barrier resin and the thermoplastic resin are not improved. Some combinations with resins have been found to be difficult to manufacture. The reason for this is that plastics with gas barrier properties generally have a high melting point, while polyethylene and the like laminated together have a low melting point and the extrusion temperature of the laminated material is high. It means that you have to take heat away until it solidifies.
[0007]
Another problem is that in a multi-layer configuration of three or more layers and a maximum of five layers, the lamination itself is complicated and an advantageous technique such as coextrusion cannot be used. Needless to say, this increases the manufacturing cost. Further, no matter how thin each layer is, there is a limit, so the bubble sheet is composed of an extremely thick material as a whole. Considering disposal after use, the thickness of the material film of the bubble sheet should be as thin as possible if the same level of cushioning performance or heat insulation performance can be achieved. From the viewpoint of manufacturing cost, it is advantageous if it is thin.
[0008]
Another characteristic often required for plastic foam sheets is their waist. In order to increase the stiffness of the bubble sheet, it is necessary to use a highly rigid material with the same film thickness or to increase the thickness of the material film. As can be easily understood from the above, it is disadvantageous to make the material film thicker and cannot be adopted.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
The object of the present invention is to improve the low productivity associated with the conventional method of producing a plastic bubble sheet made of a laminated film, enjoy a high productivity not inferior to that of a single-layer film, and An object of the present invention is to provide a method for producing a bubble sheet composed of a thin material film.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
As shown in FIG. 2, the method for producing a plastic foam sheet comprising a double-layer film of the present invention that achieves this object comprises a plastic film that is melted by an extruder (1) and melt-extruded from a T-die (3). A cap film (7) having a large number of bulges by vacuum suction is prepared by bringing it into contact with a rotating vacuum forming roll (5) having a large number of depressions on the surface. The plastic bubble sheet (9) is melted in 2) and melt-extruded from the other T-die (4) as a back film (8) and pressed against the cap film by the pressure roll (6). In the method of manufacturing
Using two extruders and two laminated T dies connected to them, one extruder melts a plastic with a relatively high melting point, and the other extruder melts a plastic with a relatively low melting point Then, each molten plastic is supplied to two laminated T dies, and the temperature of the two laminated T dies is kept at a low temperature as long as the high melting point plastic can be processed. Extruded as a laminated film of a plastic and a low-melting plastic, and one extruded laminated film was vacuum-molded by placing the high-melting-point plastic on the side in contact with the vacuum forming roll, and the other was made into a cap film the laminated film as a back film, to characterized in that it is performed by positioning the low melting point of the plastic on the side fused to the cap film .
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
As described above, as shown in FIG. 3, the cap film (7) and the back film (8) are formed as a laminate of two layers of plastics having different melting points, and a high melting point plastic (71) is formed on the outside. Is obtained, and a bubble sheet in which a low melting point plastic (72) is located inside is obtained . The temperature to be applied to the laminated T-die varies depending on factors such as the melting point of the high melting point plastic, the thickness of the extruded film, the distance from the die lip to the vacuum forming roll, but those skilled in the art will refer to the examples described later. In addition, an appropriate range could be determined by performing some experiments if necessary.
[0012]
When a gas barrier property is desired, a plastic film selected from a polyester resin, nylon and an ethylene vinyl acetate copolymer is preferably used as a plastic film having a high melting point and positioned as the outermost layer of the laminated film. A polyethylene film is suitable as the plastic film having a low melting point located in the innermost layer.
[0013]
When the objective is a bubble sheet that does not require gas barrier properties and is strong, polypropylene is preferably used as the plastic having a high melting point. Also in this case, a polyethylene film is also suitable as a plastic film having a low melting point located in the innermost layer.
[0014]
For the formation of a laminated film, co-extrusion using a laminated T-die was adopted as the most preferable from the viewpoint of efficiency. If necessary to ensure adhesion between layers, an appropriate adhesive may be used. As a means of using an adhesive in coextrusion, known means such as blending an adhesive polymer having a polar group added to polyethylene by a method such as graft polymerization on the side of a low melting point plastic, typically polyethylene. Can be used.
[0015]
【The invention's effect】
If a plastic bubble sheet is produced by the method of the present invention, the cap film and the back film of the plastic in contact with the vacuum forming roll and the pressure roll have a high melting point, and the sides to be fused to each other have a low melting point. The resin temperature for coextrusion may be low as long as the high melting point plastic can be processed, and the plasticity is maintained at the time when the cap is formed in contact with the vacuum forming roll. If it is at a low temperature close to such a limit, the high melting point plastic is immediately solidified when the cap is molded by the vacuum forming roll, so it is easy to remove the mold from the molding roll, and the molding can be performed at high speed. it can. On the other hand, since the low melting point plastic side can be sufficiently fused at that temperature, the two films necessary for forming the bubble sheet are surely fused.
[0016]
Since the film of the air bubble sheet thus produced is usually two layers for both the cap film and the back film, it is much thinner than the conventional multi-layer film air bubble sheet of 3 layers or more and 5 layers. can do.
[0017]
[Example 1]
Nylon (NY) and low-density polyethylene (PE) were coextruded (melting points were 210 ° C. and 115 ° C., respectively) to produce a gas bubble plastic foam sheet. The cap has a staggered arrangement with a diameter of 10 mm, a height of 4 mm, and a pitch of 11.5 mm. The film thicknesses are as follows:
Cap
Back
The temperature of the T-die was 250 ° C., and the take-up speed of the product bubble sheet could be up to 150 m / min. This is a 70% increase over the line speed when using only PE to produce a bubble sheet of the same film thickness.
[0018]
[Example 2]
Polypropylene (PP) and low density polyethylene (PE) were combined (PP has a melting point of 170 ° C. and PE has a melting point of 115 ° C. as described above), and a stiff cell sheet was produced. The cap size is the same as in Example 1. The film thicknesses are as follows:
Cap film PP layer 15 μm + PE layer 15 μm = 30 μm
Back
The strength of the waist of this bubble sheet is a value of 430 kgf · mm in a cantilever type test, and when trying to achieve the same waist strength with PE alone, for example, the thickness of cap film 50 μm + back film 35 μm Need.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view showing a layer structure of an example of a plastic foam sheet made of a multilayer film according to the prior art.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the main part of the apparatus showing the production of a plastic bubble sheet made of a multilayer film by the method of the present invention.
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view corresponding to FIG. 1, showing an example of a plastic bubble sheet made of a multilayer film manufactured by the method of the present invention.
[Explanation of symbols]
A1, B1 Gas barrier layer A2, B2 Polyethylene layer A3, B3 Adhesive layer A Cap film B Back film C Air bubbles 1, 2
Claims (3)
2基の押出機とそれに接続した2個の積層Tダイとを使用し、一方の押出機で相対的に融点の高いプラスチックを溶融し、他方の押出機で相対的に融点の低いプラスチックを溶融して、それぞれの溶融プラスチックを2個の積層Tダイに供給し、2個の積層Tダイの温度を高融点のプラスチックが加工できる限度で低い温度に保って、それぞれの積層Tダイから高融点のプラスチックと低融点のプラスチックとの積層フィルムとして押し出し、押し出された一方の積層フィルムを、上記の真空成形ロールに接する側に高融点のプラスチックを位置させて真空成形することによりキャップフィルムとし、他方の積層フィルムをバックフィルムとして、キャップフィルムに融着する側に低融点のプラスチックを位置させて実施することを特徴とする二層フィルムからなるプラスチック気泡シートの製造方法。A plastic film melt-extruded from a T-die is brought into contact with a rotating vacuum forming roll having a number of depressions on the surface, and a cap film having a number of bulges is prepared by vacuum suction. In the method of producing a plastic foam sheet by pressing a plastic film melt-extruded from the T-die of the die as a back film and pressing the cap film with a pressure roll to cause fusion
Using two extruders and two laminated T dies connected to them, one extruder melts a plastic with a relatively high melting point, and the other extruder melts a plastic with a relatively low melting point Then, each molten plastic is supplied to two laminated T dies, and the temperature of the two laminated T dies is kept at a low temperature as long as the high melting point plastic can be processed. Extruded as a laminated film of a plastic and a low-melting plastic, and one extruded laminated film was vacuum-molded by placing the high-melting-point plastic on the side in contact with the vacuum forming roll, and the other was made into a cap film the laminated film as a back film, to characterized in that it is performed by positioning the low melting point of the plastic on the side fused to the cap film Manufacturing method for a plastic bubble wrap having a two-layer film.
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