JPS6025559B2 - 複合ポリエチレンコ−テイングを施したカ−トン素材 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、紙または板紙のカートン素材に関するもの
であって、殊にカートン素材を高速で印刷、刻設および
打抜きする精密加工機により加工する複合物被複カート
ン素材に関するものである。

このようにして形成した打抜板は、例えば牛乳加工業者
のもとへ輸送され、この加工業者は容器に絹立てて、自
動充填機によりこれを充填および密封する。例として、
ポリヱチレンを被覆した板紙は、容器産業、殊にミルク
容器の製造に広く受けいれうれるものであることが判っ
ている。

このポリエチレンを被覆した容器は、旧来のワックスを
被覆した容器に比し一層耐漏出性に優れ、しかもワック
スフレーキングを起すようなことがない。近時、従釆の
ものよりも速度能力が高いカートン組立機が開発されて
いる。

この場合、カートン素材の表面摩擦が高すぎると、粗立
てたカートンを、例えば、好ましくは鋼の平滑な上部表
面を有する煩斜路に沿って搬送するのに支障を来たすこ
とになる。例として、慣例的に使用されている低密度の
ポリエチレン、すなわち摩擦係数が約０．３５乃至０．
４の間にあるポリエチレンで被覆したカートン素材の表
面摩擦は高すぎて、高速度組立機を使用して満足の行く
操作を行うには不適当であり、このため機械からはね出
される。表面摩擦を減少させるために種々の方法が試み
られてきたが、これらの方法は何れも経費が嵩み、反復
性に乏しく、また満足の行くものではない。そこで発明
者は、高密度ポリオレフィン層を所定の厚みで、カート
ン基体に通例的に設けた低密度ポリエチレン層に同時に
押出すれば、表面摩擦係数は使用した高密度ポリオレフ
ィンの分量の関数として実質的に直線状に変化すること
を突止めた。

この場合、使用する高密度ポリオレフィンの分量を、２
種の樹脂の総合重量の約１一１２％に制限すること、例
えば高密度ポリオレフィンコーナィングの厚みが、２つ
のコーティングの結合した厚みの約１％乃至約１２％の
間にあることを条件とする。何れにしても、高密度ポリ
オレフィンコーティングの厚みは０．１ミル（２．５４
×１０‐４肌）を超えないことである。従って、本発明
の特徴に従えば、少なくとも１つの表面に同時押出によ
る高密度ポリオレフィンおよび低密度ポリエチレンの複
合層で被覆された紙または板紙の基体を有するカートン
素材を提供するものであり、前記低密度ポリエチレンは
前記複合層の主要部をなしかつ前記基体とじかに隣接し
て存在し、前記高密度ポリオレフィンは前記低密度ポリ
エチレンの外表面上にあり、前記ポリマー層はそれ自体
が前記高密度ポリオレフインおよび低密度ポリエチレン
の夫々の通常の表面摩擦係数の値の中間の表面静摩擦係
数を有する。

本発明は、添付図面を参照して次の好適な実施例の詳細
な説明を通読することにより一層良く理解されよう。

添付図面において、紙または板紙の基体を参照番号１０
で示し、これは図面に示す如く板紙の上表面は、密度が
０．９３グラム／均以下でかつ融点が約１瓜チ０以下の
低密度ポリエチレンの第１層１ １で被覆されている。

この層１１はその外部表面上にポリオレフィンの第２極
薄層１２を重ね塗りしている。このポリオレフィンは密
度が少なくとも０．９６グラム／地の高密度ポリエチレ
ン、または沸騰へブタン中で最高溶解度が約５％の高度
に結晶性のポリプロピレンからなる。詳細な実施例では
、低密度ポリエチレンおよび高密度ポリオレフィンの層
１１および層１２を夫々公知の技術により同時に押出す
と、満足な結果が得られることが判明した。例えば、密
度約０．９３グラム／地、メルトインデツクス約３．５
の低密度ポリエチレンコーティングと、密度約０．９６
グラム／城、メルトインデックス約３０の高密度ポリエ
チレンとを押出コーティング工程により基体に同時に塗
布する。この工程では、２種のポリマーを押出ダィに、
およびこれを介して平坦な平面関係をもって供Ｖ給され
かくして低密度ポリエチレンは繊維板と接触し、高密度
ポリエチレンは被覆物質の上部表面を構成する。２種の
ポリマーを単一のダィ開□部を介して同時に押出し、複
合層構造を形成するための方法は従来技術において知ら
れており、これは同時押出工程として一般に称呼されて
いる。

この２種のポリマーは２つの押出機から単一のダィ中へ
供孫給してもよい。このダィは、２つの室を有し、これ
らの室の出口はダィのオリフィスの上流に密着して結合
している。選択的にかつ好ましくは、単一の室を有する
ダィを使用して、２種のポリマーをダィ室上流から供給
管路中へ同時に供給する。通常、アダプタすなわち流れ
仕切をこの管路中に組込んで、第１ポリマーはアダプタ
の上流に供給し、第２ポリマーはアダプタの個所で管路
中に供給する。このアダプタは供聯合管路を分割して２
つの分離した室とする。従って、この２種のポリマーは
このアダプタを通過して流れるまでは合流することはな
い。アダプタをこのように構成することにより、これら
のポリマーがアダプタの下流端を通過する際もこれらの
ポリマーは定まったパターンで流れて混合することはな
く、むしろ分離しかつ接触した流体として下流へ連続的
に流れる。２種のポリマーがダィを介して平坦な平板関
係を保持して秤出されるような条件下に、２種のポリマ
ーを押出ダイおよび関連の供野合管路を介して段斡貧す
るよう、特別の注意を払う必要がある。

この２種のポリマーは、高密度ポリオレフインが２種の
ポリマーの総合重量の約１一１２％となる分量で装置に
供Ｖ給する必要がある。また、両方のポリマーはダィを
通過するこれらの流体特性が実質的に同じとなるような
温度で押出ダィに供艶給する必要がある。これらの諸条
件下で２種のポリマーの押出を遂行することにより、繊
維性心板に敷設した二重コーティングは図面に示した理
想的な層構造と極めて近いものとなる。通常、前記の低
密度ポリエチレンの硬質層は略０．３５乃至０．５の表
面摩擦係数を有している。

他方、高密度ポリオレフィンの硬質層は約０．１８乃至
０．２０の表面摩擦係数を有している。例えば、ポリマ
ー層の総重量の約６重量％乃至８重量％で表わされる高
密度ポリオレフィン層を同時押出する場合は、得られる
表面摩擦係数は約０．２８および０．３０の間にあるこ
とが判明しよう。種々の試験を、約０．５重量％および
約８重量％の範囲の間で高密度ポリオレフィンの量を変
化させることにより実施した。

表面摩擦係数はわずかに約０．隻乃至０．２５の範囲に
亘つて直線状に減少する煩向を有し、高密度ポリオレフ
インが総合ポリマー層の総重量の約１２％である場合に
前記直線は数値０．２すなわち硬質高密度ポリオレフィ
ンの上限に接近することが判った。次の実施例は、本発
明の成分および反応例を示すものである。

実施例 １ 一連の試験を行い、低密度ポリエチレンコープィングと
高密度ポリオレフィンコーティングとの相対厚みは高密
度ポリオレフィンコーティングと研磨したステンレス鋼
表面との間の摩擦係数に依存する効果を例証した。

ポリマーを被覆した紙素材の一側部を、実験用押出塗布
機を使用して４１／２インチ（１１．４３仇）押出機に
より供給塗布し、約０．５ミル（１．２７×１０‐３肌
）厚の低密度ポリエチレンコーティング（密度０．９２
４グラム／洲、融点１雌℃およびメルトィンデックス３
．５）のコーティングを施した。

４１／２インチ（１１．４３の）押出機は低密度ポリエ
チレンを、ダィの供給管路上流の主流路を介して供給し
た。

１１′２インチ（３．８伽）のダイを１つ使用して、密
度ｏ．９筋グラム／幼、融点１２７０およびメルトィン
デックス３０の高密度ポリオレフィン材料を供聯合管略
の第２流略を介して供強台した。

この２種のポリマーの供給量を調整して、高密度ボリオ
レフイン、例えば高密度ポリエチレンを、押出される２
種のポリマーの１．５％、２％、４％、６％、８％およ
び１０％に夫々構成した。高密度ポリエチレンの表面（
すなわち、密度０．９筋グラム／地のポリエチレンを含
有する表面）と研摩したステンレス鋼板との間の摩擦係
数値を測定した。

この摩擦係数値は、ＡＳＴＭＤ−１８９４０６１Ｔ（工
程Ａ）により決定した。得られた結果を表１に示す。表
１ 最も重要なことは、摩擦係数値は高密度ポリエチレンコ
ーティングの厚みと共に変化することに留意すると鷲端
すべきことであるように思われる。

測定した摩擦係数値は単に接触表面によってのみ影響を
受け、従って（実験誤差の範囲内で）ポリエチレン樹脂
の表面の総厚みとは関係がないように思われる。出願人
は本発明の実施可能性に関する如何なる理論にも拘束さ
れることを望むものではないが、図面中に示すものは、
実際の実施例において必らずしも常に得られるとは限ら
ない理想的な構成を表示してよいと考えられている。

高密度ポリオレフィンコーティングの厚みは被覆表面の
全域に亘つて完全に均一ではなく、例えば不連続であろ
うことは勿論あり得ることである。これは、高密度ポリ
オレフィンコーティングが極めて薄い場合に殊にそうで
あろう。その理由は、低密度ポリェチレンが、被覆打抜
板の上部表面を通過してブリードする帯城が存在するこ
とがありうるからであり、この場合試験されることの関
連においてブリード帯域はその表面と接触するのであろ
う。高密度ポリオレフィンコーティングの厚みが増加す
るにつれて、この種の「プリーディング」の可能性は減
少し、若しブリードスルー帯域が存在するとしても、こ
れらは明らかに被覆打抜板の総露出表面の僅かなパーセ
ンテージを構成するにすぎないであろう。実施例 ２ 対照試験を市販の酪農製品を使用して行った。

ここでは２種類のポリマー被覆カートン打抜板を使用し
て、半パイント（約０．２３リットル）のミルク用カー
トンを市販の装置により製造した。次いで、このカート
ンを商用ミルク充填ラインで充填した。本発明により製
造したカートン打抜板を使用し、この打抜板において繊
維性心板は約１５ミル（３．８×１０‐２ｃの）厚、そ
の外部表面における低密度ポリエチレンコーティングは
約０．４５ミル（１．１４×１ｏ‐３ｃの）厚および高
密度ポリオレフィンコーティング、例えば高密度ポリエ
チレンは約０．０５ミル（１．２７×１０４ｃの）厚で
あった。この低密度ポリエチレンは、実施例１中で説明
した密度０．９２４グラム／地のポリマーであった。高
密度ポリオレフィンは、実施例１中で説明した密度０．
９６３グラム／雌のポリエチレンであった。従来技術の
対照標準として、同一の打抜板を使用した。但し、高密
度ポリエチレンコーティングおよび低密度ポリエチレン
コーティングの代りに、打抜板の外部表面には約０．５
ミル（１．２７×１０‐３肌）厚の低密度ポリエチレン
だけが敷設してあり、この中に含有されるポリマーはポ
リマー複合材料中に含有される低密度ポリエチレンと組
成的に同一であった。約４時間の試験を、本発明に係る
カートン打抜板で製造したカートンを使用して行った。

ヒートシール操作を行うためカートンを搬送するに際し
、如何なる困難にも遭遇しなかった。全試験を通じて、
カートンは全て充填ラインを通過して特定の時間に充填
所に到達するよう搬送され、ミルクの損失も生じなかっ
た。従来技術に係るカートン打抜板から製造されたカー
トンを使用した同じ試験では、カートンは適当に充填さ
れる時間までに充填錠所へ周期的に到達しなかった。

その理由は充填ラインのステンレス鋼との摩擦抵抗力に
起因するものである。従って従来技術の打抜板から製造
したカートンを使用すると、経済的損失を招釆していた
。本発明につきミルクカートン用のカートン打抜板に関
して説明したが、この発明は、例えば、包装冷凍食品等
に使用するカートンの如く、他の種類のカートン用にカ
ートン打抜板を製造するのに使用し得ることは明らかで
ある。

同様に、本明細書中で説明した方法は、前記低密度ポリ
エチレン表面と二次表面との間の摩擦係数を低下させる
ことを所望する際には、低密度ポリエチレン（密度０．
９３グラム／城以下）で被覆した或る樋の基体に軽く保
護被覆して使用することが可能である。本発明の利点は
、スリップ剤、例えばオレオアミド（オレイン酸アミド
）またはヱルカアミド（ェルカ酸アミド）を、摩擦係数
を低下させるために樹脂配合物中に添合する必要がない
ことである。スリップ剤の添合は摩擦係数を低下させは
するが、従来使用されていた低密度ポリエチレンコーテ
ィングに添加すると紙素材を垂直に積層するに際し他の
難点が生じ、現在の商業的工程によれば、紙打抜板の搬
送中これら打抜板の相互の横方向滑り‘こより妨げられ
ていた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従って表面上に被覆を施した力−トン
素材の一般概念的な構成を示す一部切欠図である。 １０・・・基体、１１・・・第１層（低密度ポリエチレ
ン層）、１２・・・第２極薄層（高密度ポリオレフィン
層）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ １つの表面に少なくとも約０．９６ｇ／ｃｍ＾３の
   密度を有するポリエチレンか若しくは沸騰ヘプタン中で
   ５％未満の溶解度を有する高度に結晶性のポリプロピレ
   ンからなる高密度ポリオレフインおよび約０．９３ｇ／
   ｃｍ＾３未満の密度と約１０８℃未満の融点を有する低
   密度ポリエチレン複合層で被覆された紙または板紙の基
   体を有し、前記低密度ポリエチレンは前複合層の主要部
   をなしかつ前記基体とじかに隣接して存在し、前記高密
   度ポリオレフインは前記低密度ポリエチレンの外表面上
   にある紙または板紙のカートン素材であり、前記複合層
   は２種のポリマーを平坦な平面関係を保持して押出ダイ
   を押出すことにより形成され、前記高密度ポリオレフイ
   ンは０．１ミル（２．５４×１０＾−＾４ｃｍ）を越え
   ない厚味を有しかつ前記複合層の厚味の約１％乃至１２
   ％の間にあることにより表面摩擦係数を外面被覆として
   使用した高密度ポリオレフインの量の関数として実質的
   に直線状に変化せしめ、前記紙または板紙のカートン素
   材はその複合層被覆側において前記高密度ポリオレフイ
   ンと低密度ポリエチレンの夫々の通常の表面摩擦係数の
   値の中間の表面摩擦係数を有することを特徴とするカー
   トン素材。