JPH0480813B2 - - Google Patents

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JPH0480813B2
JPH0480813B2 JP58033695A JP3369583A JPH0480813B2 JP H0480813 B2 JPH0480813 B2 JP H0480813B2 JP 58033695 A JP58033695 A JP 58033695A JP 3369583 A JP3369583 A JP 3369583A JP H0480813 B2 JPH0480813 B2 JP H0480813B2
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Efu Osariban Airiin
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American National Can Co
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はプラスチツク押出方法および押出プラ
スチツク材料からの積層製品の製法に関する。
プラスチツクおよびその他の材料の積層体から
構成される多層製品は、一般に種々の包装および
容器に応用される。一般的な例は、歯磨きクリー
ム用チユーブあるいはその他の製品を入れるため
の同様なチユーブ容器であり、そのようなチユー
ブの壁は普通、プラスチツク、金属箔および時に
は紙の層から構成される。積層壁のうちのいくつ
かの層成分は、単一層の壁では不可能であるよう
な性質の組合せを容器に賦与する。典型的には、
チユーブを形成する壁は、ガスおよび水分バリヤ
ー性を備え、チユーブの内面を耐薬品性とし、外
側および内側の層でヒートシール性であり、ヒー
トシール結合を形成することができ、そしてチユ
ーブの外面に印刷および装飾を保護する再外層を
備えているのが一般的である。
チユーブ包装の外側層は、下の印刷およびその
他の層を保護すること以外に、美観上から高光沢
を有することが特に重要である。最終包装の美観
は、外側層の表面の光沢に特に依存するものであ
り、またさらに外側表面の光沢は外側層の下の印
刷から透過してくる像の見易さに影響を与える。
観察される印刷像のゆがみおよびぼけは、外表面
が冴えず曇つているとき、あるいはマツト仕上げ
であるときに起こりうるが、その理由は外観保護
層を透過する光の乱反射のためである。しかし、
極めて光沢のある、あるいは平滑な表面の外側層
は、非常に高い摩擦係数を有し、これはチユーブ
が相互に接しているときの積み重ねや取扱い上の
問題をもたらしうる。外側面の高摩擦係数は平ら
な壁材料（シート）がチユーブ形成のために成形
ダイスを通して引き出される場合にも問題を生じ
させうるものであるが、その理由はその外側表面
がダイスと「引きずり」接触をするからである。
プラスチツクの表面の摩擦係数を最小化するに
は、粗面ないしマツト表面チルロールを用いて、
押出されたプラスチツク層（加熱軟化状態にあ
る）に多数のくぼみおよび突出部を押印すること
が公知である（例えば、コナーの米国特許第
3540959号明細書参照）。そのようなマツト仕上げ
は、チユーブ容器の内側表面に用いることができ
るけれども、光沢および透明性が重要である外側
表面のためには満足しうるものでない。
高光沢は、チユーブ容器製品の外側層にとつて
特に重要な性質の一つであり、その理由は、チユ
ーブの彎曲により冴えない表面仕上げが観者に対
し一層明らかになつてしまうからである。
本発明によればプラスチツクの押出層の表面
は、それを調質し固化させるチルロールに接触さ
せられる。得られる表面は、20°の角度における
ガードナー光沢標準尺度の平均60〜70ユニツトの
高光沢；カイネス（Kayeness）摩擦試験器で0.1
〜1.0の面／面摩擦係数；および層の表面を通し
て透過または層の表面から反射される光の比較的
少ない散乱；によつて特徴付けられる。チルロー
ルで処理されたプラスチツク層の表面は平滑な表
面であり、その平滑な表面は、１平方cm当り約
3000個の平均出現頻度、２〜10ミクロンの平均高
さおよび160000平方ミクロン以下の平均面積を示
す、ランダム分布微細突出によつて乱されてい
る。それらの突出は主として凸状であり、それら
の周縁付近は丸味を帯びてなだらか（鋭角的でな
い）である。従つて、これらの突出は、慣用のポ
ケツトチルロールで概して不規則な形状に作られ
そして周縁付近で鋭くぎざぎざになつている突出
と対照的である。
上記のように調質された表面を有する熱可塑性
物質はベース層に対し被覆して、チユーブ容器に
適当な壁材とするのが好ましい（そのベース層自
体は積層体であつてもよい）。次いで、その積層
構造体全体をダイスでチユーブ形に成形し、チユ
ーブの重なり合つた縁部同志を一体にヒートシー
ルするが、その際には調質済表面層はチユーブの
最外層をなすようにし、そしてその層が被覆され
たベース層上に印刷または装飾をもたらすように
する。
チルロールは、ランダム分布し種々の深さであ
る表面くぼみを形成するように微粒子ブリツトで
ブラスト加工し、次に、クロムメツキした硬質表
面ロールから作られるのが好ましい。そのように
して作られたロールは、次いで、高度に研磨して
ロールの微細くぼみが約５ミクロン（約２〜10ミ
クロンの範囲内）の平均深さ、約３ミクロン以下
の深さ標準偏差および16000平方ミクロン以下の
平均面積を有するに至るまでロールのクロム表面
のうちの大部分を除去する。
得られるプラスチツクシート製品は、それが単
一層であつてもあるいは多層積層体であつても高
光沢および低摩擦係数の両方をもつ表面特性を有
し、従来の高光沢チユーブ包装で共通的に見られ
るものよりも実質的に摩擦係数を有する。
本発明を以下添付図によりさらに説明する。
第１図には押出プラスチツクシートを成形し、
シート同志を一体に積層するための装置１０の概
略側面図を示す。得られる積層体の一例として、
予め成形された連続シート（またはウエブ）１２
上の内側表面１１および熱可塑性物質の外側層１
３を有するものが示される。予め成形されたベー
ス層１２は、典型的にはガスおよび水分を透過さ
せない金属箔のような材料から作られたバリヤー
層と、ポリエチレンのようなプラスチツク表面層
との複合体である。そのような構造は一例にすぎ
ない。なんとなれば、歯みがきチユーブのような
包装用の普通の壁構造は、紙や特別なプラスチツ
ク層等を含む三層より多くの層を有するのが普通
であるからである。層１２の外面が、最外層１３
により覆われて保護されている印刷や装飾を担持
していることも一般的である。本発明は、最外層
１３を形成および表面調質する方法を基本として
おり、そのような層１３が積層担持されるベース
層またはベース積層体（図面では単一層１２で示
されている）は、任意の方法で形成ないし積層し
うるものである。
最外層１３をなす材料は、強靱でかつ比較的透
明な任意の一般的な熱可塑性物質、例えば、ポリ
エチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデ
ン、ポリプロピレン等であつてよい。その熱可塑
性材料を加熱して流動状態とし、押出機１５から
単一層フイルムの形で押出す。この加熱されたフ
イルムが未だ軟化しているときに、これを背圧ロ
ール１６およびチルロール１７の間のニツプで複
合層１２の表面に押圧、接合させる。得られる積
層体２１は層１２および１３からなり、所望なら
ば次いで切断し、第２図に示されるようにマンド
レル２３の上で成形し、成形ダイス２４を通して
引き出すことにより捲いてチユーブに成形でき
る。積層体２１の重なり合つた長手方向の縁部同
志は加熱加圧ロール２５により一体にヒートシー
ルするか（米国特許第3540959号参照）、あるいは
その他の慣用手段（例えば、米国特許第3388017
号参照）によりヒートシールする。積層体２１を
チユーブに成形するときに、層１３は最外層をな
し、これは消費者の目に触れるものである。
層１３の外面になる表面と接するチルロール１
７は、それが回転しているときはその内部に水ま
たはその他の液体を循環させることにより一定温
度に維持するのが一般的である。ロール１７の表
面が、押出機１５から出てくる高温のプラスチツ
クと接触すると、プラスチツクの温度が低下し、
実質的に固化される。従つて、チルロールの表面
特性は、プラスチツクの表面に永久的に押印され
る。歯みがき包装用の如きチユーブ容器の外側面
において所望の高光沢を達成するには、高度研磨
し（普通「鏡面仕上げ」し）、クロムメツキした
チルロールを用いるのが従来一般的であつた。そ
のような従来のチルロールで処理されたプラスチ
ツクから作られたチユーブは、典型的には60〜80
ユニツトの光沢度（ハンター光沢計、TAPPI20°
角で測定）および６〜８ユニツトの摩擦係数（カ
イネス摩擦試験器で面／面式で測定）を有する。
そのようなチルロールで得られる表面の光沢およ
び透明性は満足すべきものであるが、その高い摩
擦係数はチユーブの成形の際や包装および移送中
のチユーブの取扱いの際に問題を与える。
満足すべき光沢と摩擦特性を有する押出プラス
チツクシートの製造の問題の一解決策は、微細な
表面くぼみをもつ研磨チルロールを用いることで
ある。そのような市販ロールの一例として、ミラ
ー・ポリツシング・アンド・プレーテイング・カ
ンパニイで製造されたものの50倍の倍率の顕微鏡
写真を第３図に示す。このタイプのロールの製造
は米国特許第3300286号明細書に一般的に記載さ
れている。くぼみの深さは、個々のくぼみの頂部
と底部とに順次に顕微鏡の焦点を合せ、そして焦
点の変化と深さとを相関させることにより測定す
ることができる。このようにして測定値を得るこ
とにより、第３図のロールにおけるくぼみは、12
ミクロンの平均深さ、および約6.25ミクロンの深
さ標準偏差を有し、１〜２ミクロンの最小深さか
ら30ミクロンを越える最大深さまでの間で変動し
ていることが判明した。チルロールとして第３図
のロールを用いて低密度ポリエチレンから作つた
表面層１３をもつ多層シートの表面の顕微鏡写真
を第４および５図に示す。第４図の写真は50倍、
第５図の写真は200倍の倍率である。第４および
５図から、シート上に形成された突出部（ロール
のくぼみに対応する）は、それらの周縁付近でぎ
ざぎざであり、また、不規則であることが判る。
突出部の不規則周縁の原因は、第３図を見ること
によつて容易に判明する。すなわち、第３図のロ
ール表面のくぼみがぎざぎざの周縁を有するから
である。上記のポリエチレン表面は、0.3〜0.5の
範囲の満足すべき面／面摩擦係数を有することが
判明したが、測定された光沢は25〜40（ガードナ
ー光沢、45°角）の範囲であつた。この光沢は平
滑チルロールで得られる標準的ポリエチレンフイ
ルムについての約50の光沢測定値（ガードナー光
沢、45°角）よりも低い。そのようなチルロール
を用いて積層体の外側層（印刷や装飾を覆う透明
外側層）を処理する場合には、印刷等の鮮明性の
わずかな低減が見られる。第４および５図のプラ
スチツクシート上の突出部の周縁付近に見られる
多くのぎざぎざは、表面から光を拡散、散乱させ
易く、かくして光沢を低める傾向がある。
本発明によるプラスチツクフイルムを作るのに
用いたチルロールの表面の50倍の顕微鏡写真を第
６図に示す。第６図のロールは、第３図の如き標
準的ロールのクロムメツキ表面の大部分を研磨除
去して、くぼみの平均深さおよびそれらの平均面
積を著しく低減させたものである。第３図のチル
ロールのくぼみのぎざぎざの不規則な周縁特性
は、そのような極度な研磨により実質的に除かれ
たことが判る。第６図のロールは約５ミクロンの
平均深さ、３ミクロン以下の深さ標準偏差および
16000平方ミクロン以下の平均面積を有するラン
ダム分布のくぼみを有する。第６図のチルロール
は、第３図の如きロールの表面を研磨して、表面
のくぼみの平均深さを研磨前のくぼみの深さの1/
２またはそれ以下にまで減少させることにより製
造できる。ロールの表面のくぼみの平均の出現頻
度は１平方cm当り約3000個であつた。第６図に示
したように、くぼみは実質上凹状であり、第３図
に見られるようなくぼみの周縁付近の不規則性は
実質的にない。
チルロール１７として第６図のロールを用いて
作つたポリエチレンシートの表面の顕微鏡写真を
第７図（50倍）および第８図（150倍）に示す。
シートの表面上に形成された突出部は、実質的に
凸状であり、それらの周縁部は規則的でそれらの
突出部から半径方向の外方へ向かつて伸びるぎざ
ぎざ部分がほとんどないことが明かである。その
ようにして作つた低密度ポリエチレン外側層１３
を有する多層シートは、いくつかのロツトからの
サンプルについてカイネス摩擦試験器で測定した
場合に0.1〜1.0の範囲の面／面摩擦係数を有し
た。その光沢は60〜70ユニツトの範囲（TAPPI、
20°角）であつた。チルロールのくぼみの深さに
対応するシート面の突出部の高さは、ほとんど２
〜10ミクロンの範囲に入り、その標準偏差は、５
ミクロンの平均高さにつき、３ミクロン以下（一
般に２〜３ミクロン）であつた。個々の突出部に
よつて占められる面積は平均16000平方ミクロン
以下であつた。
チユーブ容器の壁として使用するのに適当な多
層積層体を第１図に示した工程により作つた。層
１３は、低密度ポリエチレン同志を同時押出する
ことにより作り、そして表面にインキ印刷してあ
る白色顔料入りポリエチレン層に接着させた。層
１３は透明であり約1.5ミル（38.1ミクロン）の
厚さであつた。この積層体の面／面摩擦係数は
1.0以下であり、光沢は約60ユニツト（（TAPPI、
20°角）であつた。層１３で覆われた印刷は、高
鮮明度で見えた。
本発明は以上に例示した具体例に限定されるも
のではなく種々の変形、改変が可能であることは
明かであろう。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の方法を実施する押出／積層装
置の一例の側面図。第２図は本発明により製造し
た積層体から連続チユーブを形成する工程を示す
概略見取図。第３図は先行技術チルロール表面の
顕微鏡写真（50倍）。第４図は第３図のチルロー
ルで作つたシートの表面の写真（50倍）、第５図
は第３図のチルロールで作つたシートの表面の写
真（200倍）。第６図は本発明方法で使用するため
に適合したチルロールの表面の顕微鏡写真（50
倍）。第７図は本発明により第６図のチルロール
で作つたシートの表面の顕微鏡写真（50倍）。第
８図は第７図のシートの高倍率の写真（150倍）。 熱可塑性物質……１３、チルロール……１７、
ベース層……１２、背圧ロール……１６、押出機
……１５、製品積層シート……２１、成形マンド
レル……２３、成形ダイス……２４、ヒートシー
トロール……２５。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ (a) 熱可塑性物質を押出して加熱された熱可
    塑性物質の層を形成し、 (b) その熱可塑性物質層が未だ軟化状態にある間
    に、その層の表面を冷却固化させるような温度
    に維持したチルロールに対し、上記加熱した熱
    可塑性物質層の表面を押圧してチルロールの表
    面特徴を熱可塑性物質層の表面に印象付ける、
    各工程からなる高光沢および低摩擦係数の両特
    性を有する表面をもつプラスチツクシートを製
    造する方法であつて、そのチルロールはその表
    面にわたつて分布した不規則な形の微細なくぼ
    みがあるグリツト・ブラスト加工し高度研磨さ
    れた表面を有し、それらのくぼみは約５ミクロ
    ンの平均深さ、３ミクロン以下の深さ標準偏
    差、16000平方ミクロン以下の１個当り平均面
    積および１平行cm当り約3000個の平均くぼみ頻
    度であり、そしてそれらのくぼみは実質的に凹
    面であり、かつ、くぼみ周縁付近で丸味を帯び
    ており、かくして熱可塑性物質層の表面が、チ
    ルロールのくぼみに対応して形成された、凸面
    状でかつ周縁付近で丸味を帯びている表面突出
    部を有することを特徴とする上記光沢、低摩擦
    係数プラスチツクシートの製造方法。 ２ 少なくとも１種の選択された材料のベース層
    を形成する工程、およびチルロールに接する熱可
    塑性物質の表面と反対の表面を上記ベース層と接
    触させ両層に圧力を加えて積層体を形成する工
    程、をさらに含む特許請求の範囲第１項に記載の
    方法。 ３ 該積層体を成形用マンドレルおよび成形用ダ
    イスの間で長手方向に移動させそれをマンドレル
    の周囲に折り曲げて管状体に成形し、その際に熱
    可塑性物質層をダイスとスライド接触させつつ管
    状体の表面となし、また、積層体の長手方向の両
    縁部を重ね合せ；そして積層体の重ね合せた長手
    方向の両縁部を一体にヒートシールして閉じた管
    状体とする；各工程をさらに含む特許請求の範囲
    第２項に記載の方法。 ４ 16000平方ミクロン以下の平均面積、約５ミ
    クロンの平均高さ、平均約３ミクロン以下の高さ
    標準偏差、および１平方cm当り約3000個の平均出
    現頻度のランダム分布した多数の微細突出部を有
    する平滑な表面をもつ熱可塑性物質の層からな
    り、かつ、それらの微細突出部は実質的に凸面状
    であり、それらの周縁付近で丸味を帯びている不
    規則な形状を有することを特徴とする高光沢およ
    び低摩擦係数の表面をもつプラスチツクシート。 ５ 熱可塑性物質はポリエチレンであり、シート
    の表面は1.0またはそれ以下の面：面摩擦係数お
    よびTAPPI法20°角において60〜70単位の光沢を
    有する特許請求の範囲第４項に記載のプラスチツ
    クシート。 ６ 16000平方ミクロン以下の平均面積、約５ミ
    クロンの平均高さ、平均約３ミクロン以下の高さ
    標準偏差および１平方cm当り約3000個の平均出現
    頻度のランダム分布し、そして実質的に凸状面
    で、周縁部付近で丸味を帯びた多数の微細突出部
    を有する平滑な表面をもつ熱可塑性材料からなる
    層を、最外層として有する容器。 ７ 熱可塑性物質はポリエチレンであり、その表
    面は1.0またはそれ以下の面：面摩擦係数および
    TAPPI法20°角において60〜70単位の光沢を有す
    る特許請求の範囲第６項に記載の容器。
JP58033695A 1982-03-22 1983-03-01 高光沢、低摩擦係数プラスチツクシ−トの製法 Granted JPS58163625A (ja)

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