JP4968090B2

JP4968090B2 - 合成樹脂製中空部材

Info

Publication number: JP4968090B2
Application number: JP2008018061A
Authority: JP
Inventors: 肇川上
Original assignee: Kawakami Sangyo KK
Current assignee: Kawakami Sangyo KK
Priority date: 2008-01-29
Filing date: 2008-01-29
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2028-01-29
Also published as: JP2009178875A

Description

本発明は、多数の円柱状突起部が形成された凹凸状合成樹脂シートの両面に平坦状合成樹脂シートを接合した合成樹脂製中空部材に関する。

従来より、商品名「プチプチ（登録商標）」として知られる気泡シートや商品名「プラパール（登録商標）」で知られる気泡ボードなどの合成樹脂製中空部材が広く用いられている。合成樹脂製中空部材は、多数の凹凸状突起部が形成された凹凸状シートに平坦状シートが接合され、多数の密閉気泡部が形成されて構成されている。

合成樹脂製中空部材の原料としては、ポリエチレンやポリプロピレン等の合成樹脂用がいられており、これらの合成樹脂は、材料精製時や成形過程に大量のＣＯ₂が発生するため、環境負荷が大きいという問題がある。

そこで、本発明は上記点に鑑み、製造時における環境負荷を小さくすることができる合成樹脂製中空部材を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の請求項１に記載の発明は、多数の円柱状突起部（１３）が形成された凹凸状シート（１１）における前記円柱状突起部（１３）の開口側に平坦状シート（１２）が融着されている合成樹脂製中空部材であって、前記凹凸状シート（１１）または前記平坦状シート（１２）の少なくとも一方は、主成分である合成樹脂に、粒径５μｍ以下であり、かつ、疎水性のデンプンを混入されており、
前記凹凸状シート（１１）または前記平坦状シート（１２）の少なくとも一方は、複数層から構成されており、他のシートと融着する融着層以外の層に前記デンプンが混入されていることを特徴としている。
また、請求項２に記載の発明は、多数の円柱状突起部（１３）が形成された凹凸状シート（１１）における前記円柱状突起部（１３）の開口側に平坦状シート（１２）が融着されている合成樹脂製中空部材であって、前記凹凸状シート（１１）または前記平坦状シート（１２）の少なくとも一方は、主成分である合成樹脂に、粒径５μｍ以下であり、かつ、疎水性のデンプンを混入されており、
前記凹凸状シート（１１）または前記平坦状シート（１２）の少なくとも一方は、３層以上の複数層から構成されており、前記複数層のうち外部に露出しない中間層に前記デンプンが混入されていることを特徴としている。

このように、合成樹脂にデンプンを増量剤として混入することで、石油資源の使用量を低減できるので、材料の精製工程やシートの成形工程でのＣＯ₂の発生を抑制でき、環境負荷を低減することができる。そして、粒径５μｍ以下のデンプンを用いることで、一般的に用いられる凹凸状シート（１１）の延伸後の厚みよりデンプンの粒径が小さくなり、適切にデンプンを混入させることができる。さらに、疎水性のデンプンを用いることで、デンプンが含有する水分の蒸発で合成樹脂シートが発泡したり、あるいは粘性の増加に起因して成形時にデンプンが焦げ付くといった不具合の発生を回避することができる。

また、請求項１、２に記載の発明では、前記凹凸状シート（１１）または前記平坦状シート（１２）の少なくとも一方は、複数層から構成されており、他のシートと融着する融着層以外の層に前記デンプンが混入されていることにより、合成樹脂製シート同士の接合性の低下を防ぐことができる。さらに、複数層のいずれの層にのみデンプンを混入することで、デンプンを含まない他の層によりガスバリア性を確保することができる。

また、請求項３に記載の発明では、前記疎水性のデンプンは、老化デンプンであること
を特徴としており、請求項４に記載の発明では、前記疎水性のデンプンは、酸または塩基
で化学修飾されたデンプンであることを特徴としている。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

以下、本発明の一実施形態について図１に基づいて説明する。図１は本発明の実施形態を示す合成樹脂製気泡シート１０の斜視図である。

図１に示すように、本実施形態の気泡シート１０は、多数の凹凸状突起部が形成された凹凸状シート（キャップフィルム）１１と、平坦状の平坦状シート（バックフィルム）１２とから構成される２層構造となっている。本実施形態の凹凸状シート１０には、多数の円柱状突起部がエンボス加工されており、凹凸状シート１１の突起部開口側に平坦状シート１２が接合されている。これにより、凹凸状シート１１と平坦状シート１２との間には、空気が密閉された気泡部（密閉突起部）１３が形成される。本実施形態の気泡シート１０は、柔軟性を有しており、気泡部１３により緩衝効果に優れるので、包装材料として好適に用いることができる。

本実施形態では、気泡シート１０を構成する合成樹脂として、ポリエチレンやポリプロピレンといったポリオレフィン系樹脂を用いている。本実施形態の気泡シート１０では、ポリエチレンを用いている。また、合成樹脂製気泡シート１０は、本実施形態のように柔軟性が必要とされる場合には単位面積当り重量（目付重量）を３５〜２００グラム／ｍ²とすることが望ましい。

図２は、気泡シート１０の断面図である。図２に示すように、凹凸状シート１１と平坦状シート１２は、複数のフィルムが積層された多層フィルムとして構成されている。本実施形態では、凹凸状シート１１、平坦状シート１２ともに三層構造のシートとして構成されており、それぞれ表面層１１ａ、１２ａ、中間層１１ｂ、１２ｂ、融着層１１ｃ、１２ｃを有している。

凹凸状シート１１は、全体の厚みが３５μｍであり、表面層１１ａが３．５μｍ、中間層１１ｂが２８μｍ、融着層１１ｃが３．５μｍである。平坦状シート１２は、全体の厚みが２５μｍであり、表面層１２ａが２．５μｍ、中間層１２ｂが２０μｍ、融着層１２ｃが２．５μｍである。

凹凸状シート１１および平坦状シート１２の表面層１１ａ、１２ａと融着層１１ｃ、１２ｃは、それぞれポリエチレンから構成されている。そして、凹凸状シート１１および平坦状シート１２の中間層１１ｂ、１２ｂは、ポリエチレンと変性ポリエチレンとデンプンとから構成されている。変性ポリエチレンは、ポリエチレンとカルボン酸をグラフト重合させたものである。このように、合成樹脂にデンプンを増量剤として混入することで、石油資源の使用量を低減できるため、材料の精製工程やシートの成形工程でのＣＯ₂の発生を抑制でき、環境負荷を低減することができる。

中間層１１ｂ、１２ｂに混入するデンプンについて説明する。デンプンは、その原料となる植物によって大きさが異なる。例えばジャガイモのデンプンは０．１ｍｍ程度であるが、コメのデンプンは数μｍである。気泡シート１０の気泡部１３は、真空成形され薄く伸ばされるため、延伸される前のフィルム厚に比べ、通常２０〜２５％程度の厚みになる。一般的に用いられる気泡シート１０の凹凸状シート１１の延伸前の厚みが最小で３０μｍ程度であるため、真空成形後の厚みは７〜８μｍ程度である。このため、凹凸状シート１１に添加されるデンプンの粒径は５μｍ以下であることが望ましい。粒径が５μｍ以下のデンプンとしては、例えばコメのデンプンを用いることができる。

また、通常デンプンは風乾で２０％程度の水分を有し、少し湿った状態での水分は３０％に達する。このような水分を含有するデンプンを合成樹脂に混入すると、成形時の加熱で水分が蒸発し、その水蒸気によって発泡し、シート１１の美観を損ねる。さらに、２０〜３０％の水分を有するデンプンを加熱すると、容易にα化する。α化して粘性の高まったデンプンは、合成樹脂に混入されてもその粘性を高めるため、金型内での流れの悪い箇所に滞留してデンプンが高温で焦げるという問題が生じる。このため、本実施形態では、合成樹脂に混入するデンプンとして、風乾で含水率が１０％以下の疎水性のデンプンを用いている。疎水性のデンプンとしては、老化デンプン、または酸や塩基で化学修飾を施したデンプンがよい。

老化デンプンとは、以下のようなものである。主成分がアミロースとアミロペクチンのデンプンを７０℃程度の水に溶かすと、アミロースは完全に溶解する。その溶液を低温で放置すると、アミロペクチンのみが白い沈殿になり、水に溶けなくなる。これを老化デンプンという。また、デンプンを酸または塩基で化学修飾したものとして、極性を有する官能基を付与させたものは、その官能基が疎水性であれば、含水率は大きく下がり、疎水性のデンプンとして使用に耐えることができる。

合成樹脂に疎水性のデンプンを混入したもののみの場合、そのデンプン量によっては、真空成形工程などの延伸効果により、デンプンと合成樹脂の界面よりガス漏れを生じる。このような場合、以下の（１）、（２）の一方または両方の手法でガス漏れを防ぐことができる。

（１）多層フィルムからなる凹凸状シート１１と平坦状シート１２の中間層１１ｂ、１２ｂにデンプンを混入し、ポリエチレンのみからなる表面層１１ａ、１２ａまたは融着層１１ｃ、１２ｃをガスバリア性を向上させる。（２）デンプン＋合成樹脂に相容化剤を加える。相容化剤により、デンプンと合成樹脂の界面の密着度を高めることができ、延伸されてもその界面からのガス漏れを防ぐことができる。相容化剤としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体を鹸化してカルボキシル基を持たせたものや合成樹脂にカルボン酸や無水マレイン酸をグラフト重合したものが好ましい。

（他の実施形態）
なお、上記実施形態では、本発明を柔軟性を有する気泡シート１０に適用した例について説明したが、これに限らず、本発明は剛性を有する気泡ボードにも適用可能である。気泡ボードとしては、単位面積当り重量（目付重量）が２００グラム／ｍ²〜３０００グラム／ｍ²程度のものがよく知られている。気泡ボードは肉厚シートから構成され曲げ剛性を有しており、薄肉シートから構成され柔軟性を有する気泡シートと区別される。気泡ボードは中空構造のため軽量であり、また、耐圧縮性、耐衝撃性、熱遮断効率等に優れているため種々の用途に用いることができ、例えば建設現場等において柱や壁を保護するための養生材等に好適に用いることができる。

また、上記実施形態では、凹凸状シート１１の一面のみに平坦状シート１２が接合された二層品について説明したが、本発明は凹凸状シート１１の両面に平坦状シートが接合された三層品に適用することも可能である。

また、上記実施形態では、凹凸状シート１１と平坦状シート１２の双方にデンプンを混入して構成したが、これらのうち一方のみにデンプンを混入するように構成してもよい。

また、上記実施形態では、凹凸状シート１１と平坦状シート１２の双方を三層構造として構成したが、これに限らず、二層以上の複数層構造であればよい。この場合、デンプンは融着層ではない層に混入することで、合成樹脂製シート１１、１２同士の接合性の低下を防止できる。

上記実施形態の合成樹脂製気泡シート１０の斜視図である。上記実施形態の気泡シート１０の断面図である。

符号の説明

１０…気泡シート、１１…凹凸状シート、１１ａ…表面層、１１ｂ…中間層、１１ｃ…融着層、１２…平坦状シート、１２ａ…表面層、１２ｂ…中間層、１２ｃ…融着層、１３…気泡部。

Claims

多数の円柱状突起部（１３）が形成された凹凸状シート（１１）における前記円柱状突起部（１３）の開口側に平坦状シート（１２）が融着されている合成樹脂製中空部材であって、
前記凹凸状シート（１１）または前記平坦状シート（１２）の少なくとも一方は、主成分である合成樹脂に、粒径５μｍ以下であり、かつ、疎水性のデンプンを混入されており、
前記凹凸状シート（１１）または前記平坦状シート（１２）の少なくとも一方は、複数層から構成されており、他のシートと融着する融着層以外の層に前記デンプンが混入されていることを特徴とする合成樹脂製中空部材。
多数の円柱状突起部（１３）が形成された凹凸状シート（１１）における前記円柱状突起部（１３）の開口側に平坦状シート（１２）が融着されている合成樹脂製中空部材であって、
前記凹凸状シート（１１）または前記平坦状シート（１２）の少なくとも一方は、主成分である合成樹脂に、粒径５μｍ以下であり、かつ、疎水性のデンプンを混入されており、
前記凹凸状シート（１１）または前記平坦状シート（１２）の少なくとも一方は、３層以上の複数層から構成されており、前記複数層のうち外部に露出しない中間層に前記デンプンが混入されていることを特徴とする合成樹脂製中空部材。
前記疎水性のデンプンは、老化デンプンであることを特徴とする請求項１または２に記載の合成樹脂製中空部材。
前記疎水性のデンプンは、酸または塩基で化学修飾されたデンプンであることを特徴とする請求項１または２のいずれか１つに記載の合成樹脂製中空部材。