JP5375073B2

JP5375073B2 - 積層体

Info

Publication number: JP5375073B2
Application number: JP2008323182A
Authority: JP
Inventors: 泉八木; 貴之植木; 潤一黒木; 一幸田中; 浩三三田
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2008-12-19
Filing date: 2008-12-19
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2028-12-19
Also published as: JP2010143088A

Description

本発明は、積層体に関し、さらに詳しくは、発泡体であっても外観がよく、表面の滑り性がよく、使用時の作業性や機械適性に優れる積層体に関するものである。

本明細書において、配合を示す「比」、「部」、「％」などは特に断わらない限り質量基準であり、「／」印は一体的に積層されていることを示す。また、「ＭＭＡ」は「メタアクリル酸メチル」、「ＭＡ」は「アクリル酸メチル」、「ＶＡ」は「酢酸ビニル」、「ＥＶＡ」は「エチレン−酢酸ビニル共重合体」、「ＬＤＰＥ」は「低密度ポリエチレン」、「ＬＬＤＰＥ」は「直鎖低密度ポリエチレン」、「ＨＤＰＥ」は「高密度ポリエチレン」、及び「ＭＦＲ」は「メルトフローレート」の略語、機能的表現、通称、又は業界用語である。また、「エチレン−（メタ）アクリル酸メチル共重合体」は「エチレン−アクリル酸メチル共重合体とエチレン−メタアクリル酸メチル共重合体（通常、エチレン−メタクリル酸メチル共重合体と呼称する）」を表す。

（主なる用途）本発明の積層体の主なる用途としては、金属、ガラス、プラスチックのような表面などを有する製品の包装材または緩衝材などで、外観の悪さ及びシワなどを解消したものである。しかしながら、良外観及び滑り性を必要とする用途であれば、特に限定されるものではない。

（背景技術）従来、発泡体は包装材、緩衝材、断熱材、防音材などの用途に用いられてきた。ポリスチレン系やポリエチレン系樹脂の発泡体や、該発泡体に非発泡フィルムを積層した積層体が広く用いられている。しかしながら、発泡体の発泡は不作為で発泡のムラをなくすことが困難であった。このために、発泡ムラがそのまま外観不良という問題が生じていた。また、発泡体自身や非発泡フィルムでは表面の滑り性が悪く、製造時には巻きジワが発生したり、使用時には表裏面が密着して剥離しくく（ブロッキング現象という）、積層体が切断したり、供給が不安定となって、作業性や機械適性が低下するという問題があった。さらに、積層体の製造にあたっては、従来の有機溶剤に溶解してから塗布する製造法では、火災の危険や環境への負担が大きかった。そこで、溶剤を使用しないで、かつ、製造工程が少なく、成形加工性に優れ、経済性にも優れる押出成形によって製造できることがよく、多層共押出成形法が好ましい。さらにまた、表面状態を使用時作業性や質感向上のために、マット感であることが好ましい。
従って、積層体は、発泡体であっても外観がよく、表面の滑り性がよく、使用時の作業性や機械適性に優れ、かつ、溶剤を使用せず、製造工程が少なく、成形加工性に優れ、経済性にも優れる押出成形によって製造できるることが求められている。

（先行技術）従来、シリコーンオイル等の塗布により滑り性を改善する方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。しかしながら、表面にシリコーンオイル等の潤滑剤を塗布する方法は、塗布量による滑り性のコントロールが難しいといった問題があり、また、潤滑剤の塗布量が少ないと充分な滑り性が得られず、逆に潤滑剤の塗布量が多すぎる場合には、外観不良の原因となるという問題点がある。
また、表面加熱処理により成形性並びに滑り性を改善させ、外観を向上させる方法が知られている（例えば、特許文献２参照。）。しかしながら、表面加熱処理では、高温の加熱ロールに接触させるため、発泡体表面の気泡の破裂（破泡）が生じたり、表面がケロイド状となったりして、著しく外観が低下するという欠点がある。

特開２００４−３３０６５０号公報特開平９−１９９６８号公報

そこで、本発明は上記のような問題点を解消するために、本発明者らは鋭意研究を進め、本発明の完成に至ったものである。その目的は、発泡体であっても外観がよく、表面の滑り性がよく、使用時の作業性や機械適性に優れ、かつ、溶剤を使用せず、製造工程が少なく、成形加工性に優れ、経済性にも優れる押出成形によって製造できるる積層体を提供することである。

上記の課題を解決するために、請求項１の発明に係わる積層体は、表面層、発泡層及び表面層が順に積層されてなる積層体において、前記積層体が多層共押出成形法で製膜され、少なくとも一方の表面層がエチレン−（メタ）アクリル酸メチル共重合体を９０質量％以上含むように、したものである。
請求項２の発明に係わる積層体は、上記エチレン−（メタ）アクリル酸メチル共重合体の（メタ）アクリル酸メチル成分が１０〜２０質量％であり、かつ、メルトフローレート（ＭＦＲ）が１．０〜１０．０ｇ／１０分であるように、したものである。
請求項３の発明に係わる積層体は、エチレン−（メタ）アクリル酸メチル共重合体からなる表面層の光沢度が２０％以下であり、かつ、エチレン−（メタ）アクリル酸メチル共重合体を用いた表面層同士の静摩擦係数が０．５０以下、動摩擦係数が０．５０以下であるように、したものである。
請求項４の発明に係わる積層体は、上記発泡層は熱可塑性樹脂と化学発泡剤とからなる組成物を多層共押出法での製膜と同時に発泡して形成し、かつ、発泡倍率が１．１〜３．０倍であるように、したものである。
請求項５の発明に係わる積層体は、上記多層共押出成形法がインフレーション製膜法であり、上記積層体の総厚みが２００〜５００μｍであるように、したものである。

請求項１の本発明によれば、発泡体であっても外観がよく、表面の滑り性がよく、使用時の作業性や機械適性に優れ、かつ、経済性にも優れる共押出成形によって製造できる積層体が提供される。
請求項２の本発明によれば、請求項１の効果に加えて、発泡体であってもより外観のよい積層体が提供される。
請求項３の本発明によれば、請求項１〜２の効果に加えて、より表面の滑り性がよく、使用時の作業性や機械適性により優れる積層体が提供される。
請求項４の本発明によれば、請求項１〜３の効果に加えて、より緩衝性に優れる積層体が提供される。
請求項５の本発明によれば、請求項１〜４の効果に加えて、溶剤を使用せず、製造工程が少なく、成形加工性に優れ、経済性にも優れる押出成形によって製造できるる積層体が提供される。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら、詳細に説明する。
図１は、本願発明の１実施例を示す積層体の断面図である。

（積層体）本願発明の積層体１０は、図１に示すように、表面層１１Ａ、発泡層１３及び表面層１１Ｂが順に積層されている。積層体１０は多層共押出成形法で製膜されている。表面層１１Ａと表面層１１Ｂとをあわせて表面層１１と呼称する。

（表面層）表面層１１の少なくとも一方の面、即ち表面層１１Ａ及び／又は表面層１１Ｂがエチレン−（メタ）アクリル酸メチル共重合体を９０質量％以上含ませる。該エチレン−（メタ）アクリル酸メチル共重合体樹脂を９０質量％以上含む層を表面層１１として用いると、発泡層の表面を覆って綺麗な外観を示し、かつ、滑り性が良好な積層体１０を得ることができる。また、表面層１１には本発明の機能を阻害しない範囲でポリエチレン、ポリプロピレンなどを添加してもよい。

（他の表面層）本願発明において、エチレン−（メタ）アクリル酸メチル共重合体から構成される表面層として、表面層１１Ａ又は表面層１１Ｂの片側にのみ用いた場合、他方の面の表面層１１としては、表面層、発泡層と同時に押し出すことができ、共押出適性のある熱可塑性樹脂であれば如何なるものでも用いることができる。熱可塑性樹脂の具体例としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリブチレンテレフタラート、ポリエチレンテレフタラート等のポリエステル樹脂、塩化ビニル、ポリフェニレンエーテル、変性ポリフェニレンエーテル等のポリフェニレンエーテル樹脂、ポリスチレン、耐熱ポリスチレン等のスチレン系樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂、ポリカーボネートなどがあげられる。これらの樹脂は、単独で用いてもよいし、２種以上組み合わせて用いてもよい。この熱可塑性樹脂を表面層１１として用いた場合には、多層共押出成形法で製膜する際に発泡層１３と熱可塑性樹脂との間に酸変性樹脂などの接着性樹脂を用いてもよい。

（成分）エチレン−（メタ）アクリル酸メチル共重合体の（メタ）アクリル酸メチル成分を１０〜２０質量％とする。２０％を超えると融点が下がり、表面にベタツキが生じ、滑り性が低下し、使用時の作業性や機械適性に劣るために好ましくない。１０％未満では融点が高く、製膜時に高温加工となるため、透明度が高くなり、滑り性が低下し、また、マットな質感を実現できないため好ましくない。

（ＭＦＲ）エチレン−（メタ）アクリル酸メチル共重合体のＭＦＲは、１．０〜１０．０ｇ／１０分とする。ＭＦＲが１．０〜１０．０ｇ／１０分の樹脂を用いることで、インフレーション製膜性がよく、光沢度の低いマットな質感の表面層を形成することができるのである。

（光沢）エチレン−（メタ）アクリル酸メチル共重合体からなる表面層１１の光沢度を２０％以下とする。２０％を超えると表面の光沢が増し、マット感が減少し、滑り性も低下し、また、発泡層１３の発泡ムラが目立ちやすくなり外観が悪くなるために好ましくない。

（摩擦）エチレン−（メタ）アクリル酸メチル共重合体を用いた表面層１１同士の静摩擦係数を０．５０以下、動摩擦係数を０．５０以下とする。静摩擦係数０．５、動摩擦係数０．５を超えると滑り性が悪くなり、製造時に巻きジワやブロッキングの原因となったり、使用時にも作業性、機械適性が落ち、また、内容物が内部で移動したり、落下しやすなったりするために好ましくない。

（発泡層）発泡層１３は熱可塑性樹脂と発泡剤、好ましくは化学発泡剤とからなる組成物を多層共押出法での製膜と同時に発泡して形成し、かつ、発泡倍率を１．１〜３．０倍とする。

（発泡層のＭＦＲ）本願発明の積層体における発泡層１３は、熱可塑性樹脂からなるベース樹脂に発泡剤を添加することで構成される。ベース樹脂は高溶融強度、溶融弾性を示す低ＭＦＲのものが好ましく、ＭＦＲが０．５〜４．０ｇ／１０分のものが好適である。ＭＦＲがこの範囲未満では発泡倍率が得られず、また、この範囲を超えると気泡形状が悪くなる。

（発泡剤）化学発泡剤としては、無機系発泡剤が好ましい。有機系発泡剤はアンモニアガス、窒素ガス、一酸化炭素ガス等の分解ガスを発生すること、また、分解残渣や昇華性物質が、加工機、金属製品等の汚染、腐食を引き起こすことから好ましくない。本発明に用いる無機系発泡剤としては、発生ガスが炭酸ガス及び水蒸気である炭酸水素ナトリウムからなる発泡剤が好適である。

（添加量）本願発明においては、上記のような発泡剤を０．１〜２．０質量％の範囲で添加する。ベース樹脂に０．１〜２．０質量％の発泡剤を添加することで、発泡倍率が１．１〜３．０倍である発泡層を得ることができる。発泡倍率がこの範囲未満では緩衝性が不十分であり、また、この範囲を超えると独立気泡が得にくく、表面状態が悪くなる。発泡倍率を１．１〜３．０倍とすることで、緩衝機能と、ハンドリング適性、強度を実現できる。さらに好ましい発泡剤の添加は０．２〜１．０質量％の添加である。０．１質量％以下では分散が悪く、十分な発泡が得られず、２．０質量％を超えると、微細な発泡が実現できず、製造時にメヤニが発生しやすいため好ましくない。

（メヤニ）押出成形法では、ダイスから押出される際に、ダイスの出口（ダイリップ）に押出樹脂組成物やその酸化物などの樹脂状付着物（メヤニ）が発生する欠点があり、その都度清掃しなければならない。表面層１１を設けることで、成型加工時のダイリップの樹脂状付着物（メヤニ）発生を防止することができ、生産性を向上できる。

発泡剤の添加は一般的に高濃度のマスターバッチを用いて、ベース樹脂と混合させて所望の添加濃度とする。マスターバッチの濃度は、発泡層１３中の発泡剤濃度が０．１〜２．０質量％の範囲となるように、適宜定めればよい。また、表面層１１Ａ、発泡層１３及び表面層１１Ｂのいずれにも、機能に影響のない範囲で、例えば、滑剤、可塑剤、充填剤、帯電防止剤、アンチブロッキング剤、架橋剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、染料、顔料等の着色剤、その他などの添加剤を加えてもよい。

（製造法）
積層体１０の製造方法としては、インフレーション製膜法、Ｔダイ製膜法等がある。Ｔダイ製膜法では、溶融樹脂がＴダイスから吐出直後に急冷されるため、透明度が高くなり、マットな質感が得られないことから好ましくない。インフレーション製膜法を用いることで、徐々に冷却がなされ、光沢度の低いマットな表面を得ることができるため、好ましい。

（厚さ）積層体１０は表面層１１Ａ／発泡層１３／表面層１１Ｂの３層構成からなる積層体で、厚みは２００μｍ〜５００μｍが好適である。２００μｍ未満では含有するガス量が少なく発泡感が不足し、５００μｍを超えると、オーバースペックとなるため好ましくない。表面層１１Ａ（表面層１１Ｂ）の厚さとしては５〜１５０μｍ程度、好ましくは１０〜１００μｍとし、残りの厚さを発泡層１３の厚さとすればよい。この範囲未満では発泡の泡がはじけたり、凹凸状となって外観が悪く、また、この範囲を超えると発泡層１３の厚さが相対的に薄くなり、緩衝機能が減少してしまう。

以下、実施例及び比較例により、本発明を更に詳細に説明するが、これに限定されるものではない。なお、溶媒を除き、各層の各組成物は固形分換算の質量部である。

（実施例１）表面層１１Ａ、発泡層１３、表面層１１Ｂとして、それぞれ下記の組成物を用いて、３層の多層共押出成形で、空冷上吹きインフレーション製膜法で、製膜温度２３０℃にて、表面層１１Ａが２５μｍ／発泡層１３が２５０μｍ／表面層１１Ｂが２５μｍの３層からなる総厚３００μｍの実施例１の積層体１０を製造した。
（表面層１１Ａ）として、エチレン−メタクリル酸メチル共重合樹脂、住友化学（株）製アクリフトＣＭ８０１４（ＭＭＡ含有量＝１７．５％、密度＝０．９４０ｇ／ｃｍ³、ＭＦＲ＝４．０ｇ／１０分）を１００質量部調整した。
（発泡層１３）として、スミカセンＧ２０１Ｆ（低密度ポリエチレン樹脂、住友化学（株）製商品名、密度＝０．９１９ｇ／ｃｍ³、ＭＦＲ＝２．０ｇ／１０分、引張弾性率＝１１５ＭＰａ）を９７質量部、日東化工(株)製発泡剤マスターバッチ、ファインブローＳ−２０Ｎ（２０％マスターバッチ）を３質量部調整した。
（表面層１１Ｂ）として、スミカセンＧ２０１Ｆ（低密度ポリエチレン樹脂、住友化学（株）製商品名、密度＝０．９１９ｇ／ｃｍ³、ＭＦＲ＝２．０ｇ／１０分、引張弾性率＝１１５ＭＰａ）を１００質量部調整した。
上記多層体の発泡層１３の発泡倍率は２．０倍であった。表面層１１Ａの光沢度、摩擦係数を表1に示した。

（実施例２）表面層１１Ａ、発泡層１３、表面層１１Ｂとして、それぞれ下記の組成物を用いる以外は、実施例１と同様にして、実施例２の積層体１０を製造した。
（表面層１１Ａ）として、エチレン−アクリル酸メチル共重合樹脂、日本ポリエチレン(株)製レクスパールＥＢ０３３ＦＣ（ＭＡ含有量＝１５％、密度＝０．９４０ｇ／ｃｍ³、ＭＦＲ＝２．０ｇ／１０分）を１００質量部調整した。
（発泡層１３）として、スミカセンＧ２０１Ｆ（低密度ポリエチレン樹脂、住友化学（株）製商品名、密度＝０．９１９ｇ／ｃｍ³、ＭＦＲ＝２．０ｇ／１０分、引張弾性率＝１１５ＭＰａ）を９７質量部、日東化工(株)製発泡剤マスターバッチ、ファインブローＳ−２０Ｎ（２０％マスターバッチ）を３質量部調整した。
（表面層１１Ｂ）として、スミカセンＧ２０１Ｆ（低密度ポリエチレン樹脂、住友化学（株）製商品名、密度＝０．９１９ｇ／ｃｍ³、ＭＦＲ＝２．０ｇ／１０分、引張弾性率＝１１５ＭＰａ）を１００質量部調整した。
上記多層体の発泡層１３の発泡倍率は２．０倍であった。表面層１１Ａの光沢度、摩擦係数を表1に示した。

（比較例１）表面層１１Ａ、発泡層１３、表面層１１Ｂとして、それぞれ下記の組成物を用いる以外は、実施例１と同様にして、比較例１の積層体１０を製造した。
（表面層１１Ａ）として、スミカセンＧ２０１Ｆ（低密度ポリエチレン樹脂、住友化学（株）製商品名、密度＝０．９１９ｇ／ｃｍ³、ＭＦＲ＝２．０ｇ／１０分、引張弾性率＝１１５ＭＰａ）を１００質量部調整した。
（発泡層１３）として、スミカセンＧ２０１Ｆ（低密度ポリエチレン樹脂、住友化学（株）製商品名、密度＝０．９１９ｇ／ｃｍ³、ＭＦＲ＝２．０ｇ／１０分、引張弾性率＝１１５ＭＰａ）を９７質量部、日東化工(株)製発泡剤マスターバッチ、ファインブローＳ−２０Ｎ（２０％マスターバッチ）を３質量部調整した。
（表面層１１Ｂ）として、スミカセンＧ２０１Ｆ（低密度ポリエチレン樹脂、住友化学（株）製商品名、密度＝０．９１９ｇ／ｃｍ³、ＭＦＲ＝２．０ｇ／１０分、引張弾性率＝１１５ＭＰａ）を１００質量部調整した。
上記多層体の発泡層１３の発泡倍率は２．０倍であった。表面層１１Ａの光沢度、摩擦係数を表1に示した。

（比較例２）表面層１１Ａ、発泡層１３、表面層１１Ｂとして、それぞれ下記の組成物を用いる以外は、実施例１と同様にして、比較例２の積層体１０を製造した。
（表面層１１Ａ）として、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂、宇部丸善ポリエチレン(株)製ユメリット１５２０Ｆ（密度＝０．９１３ｇ／ｃｍ³、ＭＦＲ＝２．０ｇ／１０分）を１００質量部調整した。
（発泡層１３）として、スミカセンＧ２０１Ｆ（低密度ポリエチレン樹脂、住友化学（株）製商品名、密度＝０．９１９ｇ／ｃｍ³、ＭＦＲ＝２．０ｇ／１０分、引張弾性率＝１１５ＭＰａ）を９７質量部、日東化工(株)製発泡剤マスターバッチ、ファインブローＳ−２０Ｎ（２０％マスターバッチ）を３質量部調整した。
（表面層１１Ｂ）として、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂、宇部丸善ポリエチレン(株)製ユメリット１５２０Ｆ（密度＝０．９１３ｇ／ｃｍ³、ＭＦＲ＝２．０ｇ／１０分）を１００質量部調整した。
上記多層体の発泡層１３の発泡倍率は２．０倍であった。表面層１１Ａの光沢度、摩擦係数を表1に示した。

（評価方法）実施例１〜２及び比較例１〜２の積層体１０を用いて、外観、発泡倍率から緩衝機能を、光沢度からマット感を、静及び動摩擦係数から作業性を評価した。

（測定方法）
発泡倍率は、実施例及び比較例の積層体１０を製膜し２３℃に１日間静置した後に、厚さ方向に切断し、該切断面を光学顕微鏡で撮影し、発泡層１３の発泡部と未発泡部の面積比から発泡倍率を算出した。
光沢度は、ＪＩＳ─Ｋ７１０５に準拠して、デジタル変角光沢計（スガ試験機(株)「ＵＧＶ−５Ｋ」）を用いて、入射角６０度、受光角６０度にて、積層体１０の表面層１１Ａ表面の光沢度を測定した。
摩擦係数は、ＪＩＳ─Ｋ−７１２５に準拠して測定した。
外観は、目視で観察した。
なお、ＭＦＲは、ＪＩＳ─Ｋ−７２１０に準拠して、１９０℃、荷重２１．１８Ｎの条件において、１０分間の流出量を測定を行った。

（評価結果）実施例１〜２の積層体１０では、光沢度、摩擦係数の測定結果から明らかなように、緩衝性、滑り性もよく、適度なマット感で、目視での外観も問題なかった。
比較例１では、摩擦性が悪く、光沢が高くマット感も少なかった。比較例２では、摩擦性が著しく悪く、光沢もやや高くマット感が少なかった。

本願発明の１実施例を示す積層体の断面図である。

符号の説明

１１、１１Ａ、１１Ｂ：表面層
１３：発泡層

Claims

表面層、発泡層及び表面層が順に積層されてなる積層体において、まず、（メタ）アクリル酸メチル成分が１０〜２０質量％であり、かつ、メルトフローレート（ＭＦＲ）が１．０〜１０．０ｇ／１０分であるエチレン−（メタ）アクリル酸メチル共重合体を主成分とし、これを９０質量％以上含む組成物と、
メルトフローレート（ＭＦＲ）が０．５〜４．０ｇ／１０分である熱可塑性樹脂からなるベ−ス樹脂に発砲剤を添加してなる組成物と、
上記の二つの組成物と共押出適正のある熱可塑性樹脂を含む組成物とを調製し、
そして、これらの組成物を使用し、多層共押出成形法で製膜と同時に発砲させて、
上記の（メタ）アクリル酸メチル成分が１０〜２０質量％であり、かつ、メルトフローレート（ＭＦＲ）が１．０〜１０．０ｇ／１０分であるエチレン−（メタ）アクリル酸メチル共重合体を主成分とし、これを９０質量％以上含み組成物による表面層、
上記のメルトフローレート（ＭＦＲ）が０．５〜４．０ｇ／１０分である熱可塑性樹脂からなるベ−ス樹脂に発砲剤を添加してなる組成物による発泡層及び
上記の二つの組成物と共押出適正のある熱可塑性樹脂を含む組成物による表面層が順に積層されてなる積層体でって、
かつ、少なくとも一方の表面層が、エチレン−（メタ）アクリル酸メチル共重合体を９０質量％以上含むこと
を特徴とする積層体。
エチレン−（メタ）アクリル酸メチル共重合体からなる表面層の光沢度が２０％以下であり、かつ、エチレン−（メタ）アクリル酸メチル共重合体を用いた表面層同士の静摩擦係数が０．５０以下、動摩擦係数が０．５０以下であることを特徴とする請求項１に記載の積層体。
上記発泡層は、熱可塑性樹脂と化学発泡剤とからなる組成物を多層共押出法での製膜と同時に発泡して形成し、かつ、発泡倍率が１．１〜３．０倍であることを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載の積層体。
上記多層共押出成形法がインフレーション製膜法であり、上記積層体の総厚みが２００〜５００μｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の積層体。