JP7475277B2 - 多層基材の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、多層基材を製造する方法であって、前記基材は多機能コーティングを含む方法、及びこの方法によって製造された基材の使用に関する。
近年、あらゆる種類の商品の流通チャネルとしてのインターネットの重要性が増している。衣料品、電子機器、コンピューター及び靴がインターネットで販売される商品の最大のシェアを占めているが、家庭用品、家具及び室内装飾品、並びに日用品、例えば食料品、ドラッグストアの商品及びペット用品は、インターネットを介してますます購入されている。商品が顧客に届くようにするために、複雑な物流管理だけでなく、デリケートな商品又は壊れやすい商品が損傷することなく顧客に届くように安全な輸送も必要である。
商品の安全な包装は、例えば適切な包装材料の補助によって達成することができ、前記包装材料は一般に、輸送される商品が保護される一種の詰め物を有する。そのような包装材料の古典的な例は、エアクッションフィルム、すなわち空気で満たされたポケットを有するプラスチックフィルムであり、それによって機械的振動を緩衝することができる。しかしながら、これらのバブルラップフィルムは、それらが通常石油に基づくプラスチックから製造され、それらの生産及び廃棄が主要な生態学的介入を伴うという欠点を有する。この問題は、持続可能性に対する必要性の高まり及び要求の高まりの点で悪化する。したがって、同じ特性を有するが、より優れた環境適合性を示す代替の包装材料が必要とされている。
国際公開第2014/051876号には、包装材料を製造するために使用される接着剤組成物が記載されており、前記接着剤組成物は、断熱効果を有する微粒子を有する。
独国特許出願公開第202011109020号明細書には、天然繊維で作られたキャリア基材及びフレキシブルフィルム状基材で作られた少なくとも１つの結合基材層からなる複合体であって、乾燥した接着剤層に完全に結合し、前記接着剤層が水性発泡接着剤から製造される複合体が記載されている。
国際公開第2010/129493号には、膨張可能なライナー及びライナーを膨張させることができるコネクタを有する膨張可能な郵送バッグが開示されている。
国際公開第2014/051876号 独国特許出願公開第202011109020号明細書 国際公開第2010/129493号
先行技術に記載されている材料は、一般に複雑な製造工程を通じてのみ入手可能であり、その結果、製造できる量は限られている。さらに、従来の材料は導入されたクッション層のために大きな体積を有するという欠点を有し、これは特に材料が輸送及び保管されるときに、高コストを引き起こし得る。
したがって、本発明の目的は、機械的衝撃を吸収することができ、容易に保管及び輸送することができる包装材料の製造を可能にする方法を提供することである。
驚くべきことに、この目的は多機能コーティングを有する多層基材を製造する方法によって達成されることが見出された。
したがって、本発明の第１の目的は、以下の工程：
ａ）少なくとも１つの縁部領域及び前記縁部領域によって囲まれた少なくとも１つの内部領域を備えた第１の表面を有する第１の材料を準備する工程；
ｂ）第１の表面の内部領域にコーティング材料を塗布する工程であって、前記コーティング材料は膨張可能な微粒子を含む工程；
ｃ）前記コーティング材料を乾燥させる工程；
ｄ）第１の材料の第１の表面を第２の材料の表面と接触させて、コーティング材料が第１の材料と第２の材料との間にあるように多層基材を形成する工程
を含む多層基材を製造する方法である。
驚くべきことに、この方法で体積の小さい基材が入手可能であることが見出された。本発明による方法は、基材が大量に生産されることを可能にし、使用されるデバイスに対する複雑な変更を必要とせずに実行できることをさらに特徴とする。
好ましい実施形態において、前記第１の材料は２つ以上の内部領域を有する。
前記コーティング材料は、好ましくは表面全体に塗布される。本発明の目的のために、これは、内部領域全体がコーティング材料で覆われるような方法での塗布を意味すると理解されるべきである。コスト及び材料を節約するために、内部領域が完全に覆われないように、断続的又は部分的にのみコーティング材料を塗布することが有利であり得る。したがって、コーティング材料が内部領域に部分的に塗布される代替の実施形態が好ましい。
好ましい実施形態において、第１及び第２の材料の接触は、接着剤を使用して行われる。前記接着剤は、好ましくは、第１及び第２の材料の接触の前に、第１の表面の縁部領域に塗布される。前記接着剤は、特に好ましくは縁部領域が前記接着剤で完全に覆われるように、第１の表面の縁部領域に均一に又は連続的に塗布される。驚くべきことに、基材中の材料の複合接着は、コーティング材料の性能を損なうことなく、この方法で改善できることが見出された。本発明による方法の利点は、接着剤が内部領域に付着しないことが保証されたときに完全に発展することになる。
本発明による方法の好ましい実施形態において、第１及び第２の材料は連続ウェブの形態で提供される。代替の好ましい実施形態において、前記第１の材料はコーティング材料の塗布前又は塗布後に、縁部領域及び縁部領域によって囲まれた内部領域を有する個々のユニットに分割される。代替の好ましい実施形態において、第１の材料の分割及び内部領域へのコーティング材料の塗布は同時に行われる。プロセス技術に関して、切断はコーティング材料の塗布と組み合わされ、好ましくは組み合わされた工程で行われる。

好ましい実施形態において、前記第１の材料は、セルロース、プラスチック及び金属に基づく材料からなる群から選択される。前記第１の材料は、材料の安定性を高めるために、例えば合成繊維を有することができる。
前記第１の材料は、特に好ましくはセルロースに基づく材料である。特に、前記第１の材料は、紙、厚紙及びコート紙からなる群から選択される。
好ましい実施形態において、前記第２の材料は、セルロース、プラスチック及び金属に基づく材料からなる群から選択される。前記第２の材料は、材料の安定性を高めるために、例えば合成繊維を有することができる。
前記第２の材料は、特に好ましくはセルロースに基づく材料である。特に、前記第２の材料は、紙、厚紙及びコート紙からなる群から選択される。
好ましい実施形態において、前記第１及び第２の材料は紙である。前記第２の材料は、特に好ましくは、連続ウェブの形態で存在する。
本発明による方法は、その迅速なプロセス制御によって区別され、それにより大量の多層基材を短時間で製造することが可能になる。これは、とりわけ使用される材料の特性を注意深く調整することによって達成される。したがって、コーティング材料の乾燥が８０℃以下の温度、好ましくは４０℃～７５℃の温度で行われる本発明の実施形態が好ましい。驚くべきことに、コーティング材料の性能が損なわれることなく、これらの温度で迅速な乾燥が達成され、その結果、プロセスの処理能力が改善されることが見出された。
プロセスの処理能力の点での最良の結果は、ポリマーベースのコーティング材料を使用する際に達成された。したがって、コーティング材料が、各場合にコーティング材料の総重量に基づいて、１０～４０重量％、好ましくは１５～３５重量％の膨張可能な微粒子を有するポリマーベースのコーティング材料である実施形態が好ましい。驚くべきことに、そのようなコーティング材料は高速で塗布できるが、同時に塗布後に流れないような十分な安定性を有していることが見出された。
本発明による方法で使用される前記コーティング材料は、膨張可能な微粒子を有する。前記微粒子は、好ましくは非膨張状態で、５～１８μｍ、好ましくは１０～１７μｍの、Ｄ５０値として表される粒径を有する。
前記膨張性微粒子は好ましくは熱膨張性微粒子であり、好ましくは球の形状を有する。
本発明による方法の好ましい実施形態において、前記多層基材は、さらなる工程で包装に変換される。この実施は、例えば多層基材を切断及び折り畳むことによって行うことができる。前記包装は、好ましくは封筒、郵送バッグ、バッグ、キャリーバッグ、ポーチ又はカートンであり、フォーマット及びサイズは可変である。特に好ましい実施形態において、前記包装は郵送用バッグである。
好ましい実施形態において、本発明による方法は、膨張可能な微粒子を膨張させるための処理に、多層基材を供するさらなる工程を含む。
好ましい実施形態において、前記熱処理工程は、本発明による方法の工程ｄ）に続く。
本発明による方法は、熱処理によって体積を増加させることができる基材の製造を可能にし、この熱処理は製造方法とは独立して実施することができる。好ましい実施形態において、前記熱処理は、時間及び／又は場所の点で他の方法工程とは別に実行される。これにより、基材を体積が小さい状態で輸送及び保管することができる。前記基材は、熱処理の結果として最終的な体積に達し、それはコーティング材料の微粒子の膨張を引き起こす。本発明による方法は、先行技術に記載された従来の方法では不可能であった、基材を使用する直前に、熱処理を実行することを可能にする。例えば、基材をさらに処理して郵送バッグにすることができ、それは体積が小さく、厚さが薄いため、場所をほとんど取らない。郵送バッグを使用する前に、それを熱処理に供することができ、それによって微粒子が膨張し、前記郵送バッグがその所望のクッション効果を発揮する。このようにして、本発明による方法によって、貴重な保管及び輸送能力を節約することができる。
前記熱処理は、好ましくは８５℃～１５０℃、好ましくは９０～１４０℃の温度で行われる。これにより、損傷を受けることなく、及び衝撃吸収効果を失うことなく、微粒子が完全に膨張する。
機械的影響の最適な吸収を達成するために、膨張状態の微粒子が２０μｍ～２００μｍの範囲の粒子径を有する場合に有利であることが証明されている。したがって、膨張状態の微粒子が、２０μｍ～２００μｍ、好ましくは２０～１５０μｍの、Ｄ５０値として表される粒径を有する実施形態が好ましい。
前記熱処理は、好ましくは従来の熱源を使用して行われる。前記熱処理は、特に好ましくは赤外線及び／又は温風を用いて行われる。
本発明による方法によって製造された多層基材は、そのフレキシブルな体積によって区別される。したがって、本発明の別の目的は、本発明による方法によって得ることができる多層基材である。本発明による基材は、好ましくは連続ウェブの形態である。代替の好ましい実施形態において、本発明による前記基材は、包装の形態、好ましくは封筒、郵送バッグ、バッグ、キャリーバッグ（carrier bag）、ポーチ又はカートンの形態であり、フォーマット及びサイズは可変である。
本発明による基材は、包装に容易に処理することができる。したがって、別の目的は、本発明による方法によって製造された多層基材を使用して包装を製造する方法であり、前記多層基材は、切断及び折り畳みによって包装に形成される。
本願の別の目的は、本発明の方法に従って入手可能な包装である。前記包装は、好ましくは、封筒、郵送用バッグ、バッグ、キャリーバッグ、ポーチ又はカートンであり、フォーマット及びサイズは可変である。
本発明は、以下の実施例を参照してより詳細に説明されるべきであり、それは決して本発明の概念の制限として理解されるべきではない。
適切なコーティング材料は、３０～７０重量％のＶＡＥコポリマー分散液（Vinamul（登録商標）3928）、５～１５重量％のパラフィン分散液（Michemlube（登録商標）743 PE）、１５～３０重量％の微粒子（Expancel（登録商標）031 WUF 40）、５～１０重量％のグリセロール及び場合により１重量％（a wt%）までのヒドロキシエチルセルロース（MEHC、Natrosol（登録商標）250LR）を含むことができ、重量パーセントはコーティング材料の総重量を指し、合計すると１００重量％となる。
本発明の好ましい態様は、以下を包含する。
［１］ 以下の工程：
ａ）少なくとも１つの縁部領域及び前記縁部領域によって囲まれた少なくとも１つの内部領域を備えた第１の表面を有する第１の材料を準備する工程；
ｂ）前記第１の表面の内部領域にコーティング材料を塗布する工程であって、前記コーティング材料は膨張可能な微粒子を含む工程；
ｃ）前記コーティング材料を乾燥させる工程；及び
ｄ）前記第１の材料の第１の表面を第２の材料の表面と接触させて、前記コーティング材料が前記第１の材料と前記第２の材料との間にあるように多層基材を形成する工程
を含む多層基材の製造方法。
［２］ 前記工程ｄ）における接触が接着剤を用いて行われ、前記接着剤を好ましくは前記第１の材料の縁部領域に連続的に塗布することを特徴とする、［１］に記載の方法。
［３］ 前記コーティング材料を８０℃以下の温度、好ましくは４０℃～７５℃の温度で乾燥することを特徴とする、［１］又は［２］に記載の方法。
［４］ 前記コーティング材料は、各場合において前記コーティング材料の総重量に基づいて、１０～４０重量％、好ましくは１５～３５重量％の膨張可能な微粒子を有するポリマーベースのコーティング材料であることを特徴とする、［１］～［３］のいずれかに記載の方法。
［５］ 前記膨張可能な微粒子は熱膨張可能な微粒子であることを特徴とする、［１］～［４］のいずれかに記載の方法。
［６］ 前記多層基材はさらなる工程において、包装に変換されることを特徴とする、［１］～［５］のいずれかに記載の方法。
［７］ 前記包装は、封筒、郵送バッグ、バッグ、キャリーバッグ、ポーチ又はカートンであることを特徴とする、［６］に記載の方法。
［８］ 前記多層基材を、前記膨張可能な微粒子を膨張させるための処理に供するさらなる工程を含むことを特徴とする、［１］～［７］のいずれかに記載の方法。
［９］ 前記処理は、好ましくは８５℃～１５０℃、特に好ましくは９０℃～１４０℃の温度で行われる熱処理であることを特徴とする、［８］に記載の方法。
［１０］ 前記処理は、時間及び／又は場所に関して、他の方法工程とは別に行われることを特徴とする、［８］又は［９］に記載の方法。
［１１］ 前記処理は、従来の熱源を使用して、好ましくは赤外線及び／又は温風を使用して実施される熱処理であることを特徴とする、［１］～［１０］のいずれかに記載の方法。
［１２］ ［１］～［１１］のいずれかに記載の方法によって得ることができる多層基材。
［１３］ 連続ウェブ又は包装の形態であることを特徴とする、［１２］に記載の多層基材。
［１４］ ［１］～［１１］のいずれかに記載の方法によって製造された多層基材を使用して包装を製造する方法であって、前記多層基材は切断及び折り畳みによって包装に形成される方法。
［１５］ ［１４］に記載の方法によって得られる包装。

図１は、連続ウェブの形態の第１の材料を概略的に示しており、（１）は縁部領域を示し、（２）は内部領域を示す。 図２は、単一ユニットの形態の第１の材料を概略的に示しており、（１）は縁部領域を示し、（２）は内部領域を示す。

Claims (10)

  1. 以下の工程：
    ａ）少なくとも１つの縁部領域及び前記縁部領域によって囲まれた少なくとも１つの内部領域を備えた第１の表面を有する第１の材料を準備する工程；
    ｂ）前記第１の表面の内部領域にコーティング材料を塗布する工程であって、前記コーティング材料は膨張可能な微粒子を含む工程；
    ｃ）前記コーティング材料を乾燥させる工程；及び
    ｄ）前記第１の材料の第１の表面を第２の材料の表面と接触させて、前記コーティング材料が前記第１の材料と前記第２の材料との間にあるように多層基材を形成する工程
    を含む多層基材の製造方法であって、前記工程ｄ）における接触が接着剤を用いて行われ、前記接着剤を前記第１の材料の縁部領域に連続的に塗布することを特徴とし、
    前記多層基材はさらなる工程において、包装に変換され、
    前記多層基材は、連続ウェブ又は包装の形態であることを特徴とし、
    前記第１の材料は、内部領域へのコーティング材料の塗布と同時に、縁部領域及び縁部領域によって囲まれた内部領域を有する個々のユニットへ分割される、
    方法。
  2. 前記コーティング材料を８０℃以下の温度で乾燥することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
  3. 前記コーティング材料は、各場合において前記コーティング材料の総重量に基づいて、１０～４０重量％の膨張可能な微粒子を有するポリマーベースのコーティング材料であることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
  4. 前記膨張可能な微粒子は熱膨張可能な微粒子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方法。
  5. 前記包装は、封筒、郵送バッグ、バッグ、キャリーバッグ、ポーチ又はカートンであることを特徴とする、請求項１～４のいずれかに記載の方法。
  6. 前記多層基材を、前記膨張可能な微粒子を膨張させるための処理に供するさらなる工程を含むことを特徴とする、請求項１～５のいずれかに記載の方法。
  7. 前記処理は、８５℃～１５０℃の温度で行われる熱処理であることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
  8. 前記処理は、時間及び／又は場所に関して、他の方法工程とは別に行われることを特徴とする、請求項６又は７に記載の方法。
  9. 前記処理は、赤外線及び／又は温風を使用して実施される熱処理であることを特徴とする、請求項６～８のいずれかに記載の方法。
  10. 請求項１～９のいずれかに記載の方法によって製造された多層基材を使用して包装を製造する方法であって、前記多層基材は切断及び折り畳みによって包装に形成される方法。
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