JP2006263892A - フィルムカッターおよびフィルムカッター付収納箱 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 ポリ乳酸系重合体を主成分とする少なくとも2層以上から構成される積層体であり、一方の最外層(A層)を構成するポリ乳酸系重合体のD−乳酸の含有割合Da(%)と、他方の最外層(B層)を構成するポリ乳酸系重合体のD−乳酸の含有割合Db(%)との関係が、Da≦7 かつ Db−Da>3であり、さらに当該B層は、厚みが2μm以上であって、かつ積層体全体における当該B層の厚み比率が80%以下である。
【選択図】 図1
Description
これら紙製カッターと収納箱の接着方法は、通常、収納箱やカッターに接着剤を塗布し接着する方法や超音波融着法によって接着させる方法がある(特許文献1:特開平7−52255号公報)。これらの紙製カッターは、上記で指摘した金属製カッターの問題点は解消されるものの、金属製カッターに比べて切れ性、切れ耐久性に劣ることは否めない。特にフィルムの伸びが比較的大きなポリエチレンやポリ塩化ビニル製のラップフィルムではその問題が顕著であり、例えば50mを越えるような長尺のラップフィルムには使用できなかった。
(1)本発明のフィルムカッターは、ポリ乳酸系重合体を主成分とする少なくとも2層以上から構成される積層体であって、
一方の最外層(A層)を構成するポリ乳酸系重合体のD−乳酸の含有割合Da(%)と、他方の最外層(B層)を構成するポリ乳酸系重合体のD−乳酸の含有割合Db(%)との関係が、
Da≦7 かつ Db−Da>3
であり、さらに当該B層は、厚みが2μm以上であって、かつ積層体全体における当該B層の厚み比率が80%以下であることを特徴とする。
(2)また、本発明においては、前記積層体が2軸延伸されていることが好ましい。
(3)本発明のフィルムカッター付収納箱は、上記(1)または(2)に記載のフィルムカッターを、超音波融着により、前記B層が収納箱面に配設されるように装着したことを特徴とする。
また、廃棄に手間を要せず、焼却、埋め立てした際にも環境に悪影響を及ぼさず、しかも枯渇する石油資源からの脱却が可能なフィルムカッターを提供することが出来る。
本発明にかかるフィルムカッターはポリ乳酸系重合体を主成分として構成されている。
上記ポリ乳酸系重合体は、乳酸を主成分とするモノマーを縮重合してなる重合体である。上記乳酸には、2種類の光学異性体のL−乳酸およびD−乳酸があり、これら2種の構造単位の割合で結晶性が異なる。例えば、L−乳酸とD−乳酸の割合がおおよそ80:20〜20:80のランダム共重合体では結晶性が無く、ガラス転移点60℃付近で軟化する透明完全非結晶性ポリマーとなる。
また、開環重合法(ラクチド法)では、乳酸の環状2量体であるラクチドを、必用に応じて重合調節剤等を用いながら、選ばれた触媒を使用してポリ乳酸を得ることができる。
また本発明のフィルムカッターにおいてある程度の柔軟性や各種加工性を向上させる意味で、上記ポリ乳酸系重合体に対し、ポリ乳酸系樹脂以外の生分解性脂肪族系ポリエステルを、その実用特性を損なわない範囲で添加してもよい。
上記生分解性脂肪族系ポリエステルとしては、ポリヒドロキシカルボン酸、脂肪族ジオールと脂肪族ジカルボン酸、又は脂肪族ジオールと脂肪族ジカルボン酸及び芳香族ジカルボン酸を縮合して得られる脂肪族ポリエステル、又は脂肪族芳香族ポリエステル、脂肪族ジオールと脂肪族ジカルボン酸、及びヒドロキシカルボン酸から得られる脂肪族ポリエステル共重合体、環状ラクトン類を開環重合した脂肪族ポリエステル、合成系脂肪族ポリエステル、菌体内で生合成される脂肪族ポリエステル等があげられる。
ただし、この場合の組成比はあくまでも脂肪族ジオールと脂肪族ジカルボン酸が主体であり、モル%としては脂肪族ジオール:35〜49.99モル%、脂肪族ジカルボン酸:35〜49.99モル%、ヒドロキシカルボン酸:0.02〜30モル%のものである。
本発明にかかるフィルムカッターは、結晶性の異なるポリ乳酸系重合体を主成分とする少なくとも2層から構成される積層体である。ここで一方の最外層(A層)を構成するポリ乳酸系重合体は、結晶性であることが好ましい。また他方の最外層(B層)を構成するポリ乳酸系重合体は、A層を構成するポリ乳酸系重合体よりも結晶性が低いものを使用する。
また、本発明のフィルムカッターを収納箱に装着する際には、B層が収納箱面に配設されることが好ましい。
Da≦7 かつ Db−Da>3
の関係を有することが重要である。
すなわち、A層はフィルムカッターと収納箱を接着させる際の支持層となるので、このA層を構成するポリ乳酸系重合体中のD−乳酸の割合Daは、7%以下が好ましく、5%以下がより好ましい。7%以下であれば支持層としての結晶化度は十分であり、耐熱性の点において加熱された際に収縮変形を起こすことがない。
B層は収納箱との超音波融着による接着層となるので、このB層を構成するポリ乳酸系重合体中のD−乳酸の割合Dbは、Daよりも3%を超えて高いことが好ましい。この差が3%より大きければ、結晶化度及び融点ともに、上記A層を構成するポリ乳酸系重合体と十分に差を有しており、支持層であるA層に影響を及ぼすような高温等の過度な条件で接着する必要が生じない。すなわち、高温の接着では支持層も加熱されて熱収縮が起るので、製品に波打ち、しわ等を発生させるといった問題を生じさせるからである。
したがって、支持層に比して結晶化度、融点を低めるためには、上記の範囲に設定することが好ましい。
従って上記積層体の構成は、A層/B層の2層構成でもよいし、A層/A層/B層の3層構成でもよい。さらにはA層/B層/A層・・・/B層や、A層/B層/B層/A層・・・/B層の多層構成でもよい。
さらに、本発明の効果を阻害しない範囲で、A層/B層の各層の間に中間層としてリサイクル樹脂層や別の第3層が1層以上積層してあってもよい。
これら最終の積層体の最外層を構成するB層の厚みは、2μm以上、好ましくは5μm以上であり、また上記積層体中の厚み比率で80%以下、好ましくは60%以下であることが好ましい。2μm未満であると所望の接着性が得られない場合があり、厚み比率が80%を超えると超音波融着装置でフィルムカッターを発熱溶融させた際に、溶融部分が多すぎて、製品に波打ち、しわ等の不具合が発生する場合がある。
本発明のフィルムカッターの厚みは0.15mm〜0.5mm程度、好ましくは0.2mm〜0.35mm程度が好ましい。0.15mm未満では剛性がなく、フィルムカッターがラップフィルム等を切断する際に変形する等の不具合が生じる場合がある。また0.5mm以上では切れ性が悪くなる等の問題が生じることがある。
本発明のフィルムカッターは、強度や耐久性等を向上させたり、加工性を向上させるため、無機充填剤を含有させることもできる。無機充填剤としては、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、硫酸マグネシウム、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化チタン、アルミナ、水酸化アルミニウム、ヒドロキシアパタイト、シリカ、マイカ、タルク、カオリン、クレー、ガラス粉、アスベスト粉、ゼオライト、珪酸白土等が挙げられる。
さらに本発明のフィルムカッターには、副次的添加剤を加えて色々な改質を行うことが出来る。副次的添加剤の例としては安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、顔料、静電剤、導電剤、離型剤、可塑剤、香料、抗菌剤、核形成剤等その他類似のものが挙げられる。
本発明のフィルムカッターを構成する積層体の積層方法としては、本発明の目的を損なわなければ、特に限定されないが、例えば、(1)2または3台以上の押出機を用い、マルチマニホールドまたはフィードブロック方式の口金で積層化し、溶融シートとして押し出す共押出法、(2)巻き出した一方の層の上にもう一方の樹脂をコーティングする方法、(3)適温にある各層をロールやプレス機を使って熱圧着する方法、あるいは(4)接着剤を使って貼合せる方法等が挙げられる。
ポリ乳酸系重合体を主成分とする2軸延伸積層体の製造方法としては、Tダイ、Iダイ、丸ダイ等から押し出ししたシート状物又は円筒状物を冷却キャストロールや水、圧空等により急冷し非結晶に近い状態で固化させた後、ロール法、テンター法、チューブラー法等により2軸に延伸する方法が挙げられる。
通常2軸延伸積層体の製造においては縦延伸をロール法で、横延伸をテンター法で行う逐次2軸延伸法、また縦横同時にテンターで延伸する同時2軸延伸法が一般的である。
延伸条件としては、延伸温度55〜90℃、好ましくは65〜80℃、縦延伸倍率1.5倍、好ましくは2〜4倍、横延伸倍率1.5〜5倍、好ましくは2〜4倍、延伸速度10〜100000%/分、好ましくは100〜10000%/分である。しかしながら、これらの適性範囲は重合体の組成や、未延伸シートの熱履歴によって異なってくるので、積層体の強度、伸びを考慮しながら適宜決められる。
上記延伸倍率ならびに延伸温度の範囲にない場合には、得られた積層体の厚み精度は著しく低下したものであり、特に延伸後熱処理される積層体においてはこの傾向が著しい。このような厚み振れは、二次加工において、製品にしわ、波打ち等の外観をひどく生じさせてしまうような要因となる。
縦延伸倍率=縦延伸後の積層体の流れ速度/縦延伸前の原シートの流れ速度
横延伸倍率={(延伸後の積層体幅)−(クリップが把持していた幅)}/{(延伸前の原シート幅)−(クリップが把持していた幅)}
横方向の延伸倍率は、縦延伸前の原シート幅からテンターのクリップに把持する部分の幅を差し引いた値で、横延伸後に得られる幅からクリップに把持していた部分の幅を差し引いた長さを割り付けた値である。
超音波発振器と超音波振動子、及び溶着ホーンを有する超音波融着装置を用い、セット台の上に米秤量400g/m2、厚さ:0.8mmの板紙を乗せ、次いでその上にフィルムカッターを乗せ、その上方よりホーンを圧着量:0.2mmなるまで下降させて、所定時間にて超音波接着した。
圧着量=(フィルムカッターの厚さ+板紙の厚さ)−(融着ホーン先端からセット台までの距離)
フィルムカッターと板紙を手で剥離し、板紙が材料破壊するものを○、剥がす際の抵抗に関係なく界面で剥離するものを×とした。
前項の方法で融着させたフィルムカッターの外観を目視で行い、波打ち、しわ等が全くないか、多少あっても実用上問題ないものを○、波打ち、しわ等が目立ち、実用上問題があると判断したものを×とした。
図1に示すような形状のフィルムカッターを装着した板紙を製箱し、その中に食品包装用ラップフィルム(三菱樹脂(株)製:商品名:ダイアラップ、ポリ塩化ビニル樹脂製、厚さ:13μm、幅:30cm)を収納する。当該ラップフィルムがフィルムカッターに対し、45°の角度になるようにセットし、1000mm/minの速度で引張った時の応力を測定した。
前項の切断試験を繰り返し、500回切り終えた際の応力を測定した。
上記の超音波融着強度及び外観が全て○であって、かつ切れ性(初期)が後述の比較例5の紙製フィルムカッターと同等以下の荷重であり、さらに切れ耐久性(500回)の値が初期の荷重の1.5倍以下であるサンプルを○と表記し、超音波融着強度および外観において1つでも×があるサンプル、または切れ性や切れ耐久性の値が前記を満足しないサンプルについては×と表記した。
積層体を構成する樹脂として、表1に示す第1成分単独、または第1成分と第2成分との混合物を用いた。混合体の場合のD−乳酸割合は両者の質量分率からの平均値として算出した。
L−乳酸:D−乳酸=99.5:0.5(Da=0.5%)の構造単位を持ち、ガラス転移点(Tg)58℃のポリ乳酸重合体(表1の樹脂1)に、乾燥した平均粒径1.4μmの粒状シリカ:0.1質量部、及びアナターゼ型酸化チタン9質量部を混合して40mmφ単軸押出機にて、2層のマルチマニホールド式の口金より表層(A層)として220℃で押出した。
また、L−乳酸:D−乳酸=80:20の構造単位を持ち、ガラス転移点(Tg)52℃のポリ乳酸80質量%、L−乳酸:D−乳酸=95:5の構造単位を持ち、ガラス転移点(Tg)56℃のポリ乳酸20質量%を混合して、合計100質量部のポリ乳酸(Db=17%、表1の樹脂5)に乾燥した平均粒径1.4μmの粒状シリカ:0.1質量部、及びアナターゼ型酸化チタン9質量部を混合して25mmφの同方向二軸押出機にて、同様の口金より裏層(B層)として210℃で押出した。
表層(A層)、裏層(B層)の厚み比が9:1になるよう溶融樹脂の吐出量を調整した。この共押出シートを約43℃のキャスティングロールにて急冷し、未延伸シートを得た。続いて長手方向に76℃で2.6倍のロール延伸、次いで、幅方向にテンターで72℃の温度で3.2倍に延伸した。テンターでの熱処理ゾーンの温度は140℃にし、熱処理した積層体を作製した。積層体厚みはおおよそ平均で250μmとなるように押出機からの溶融樹脂の吐出量とライン速度を調整した。
表2に示すように、L−乳酸とD−乳酸の異なるポリ乳酸系重合体(表1に記載の各樹脂に相当する。)を各々実施例1と同様に表層(A層)、及び裏層(B層)にして所定の厚み比率になるよう押出し、2軸延伸後熱処理して積層体を得た。
裏層(B層)に生分解性脂肪族ポリエステル(昭和高分子製ビオノーレ3003 融点:95℃、ガラス転移点:−40℃)をポリ乳酸/生分解性脂肪族ポリエステル=90/10質量%になるように混合した以外は実施例1と同様の方法にて積層体を得た。
L−乳酸:D−乳酸=99.5:0.5(Da=0.5%)の構造単位を持ち、ガラス転移点(Tg)58℃のポリ乳酸重合体(表1の樹脂1)に、乾燥した平均粒径1.4μmの粒状シリカ:0.1質量部、及びアナターゼ型酸化チタン9質量部を混合して40mmφ単軸押出機にて、3層のマルチマニホールド式の口金より表層(A層)、および中間層として220℃で押出した。
また、L−乳酸:D−乳酸=80:20の構造単位を持ち、ガラス転移点(Tg)52℃のポリ乳酸80質量%、L−乳酸:D−乳酸=95:5の構造単位を持ち、ガラス転移点(Tg)56℃のポリ乳酸20質量%を混合して、合計100質量部のポリ乳酸(Db=17%、表1の樹脂5)に乾燥した平均粒径1.4μmの粒状シリカ:0.1質量部、及びアナターゼ型酸化チタン9質量部を混合して25mmφの同方向二軸押出機にて、同様の口金より裏層(B層)として210℃で押出した。
表層(A層)、中間層、裏層(B層)の厚み比が8:1:1になるよう溶融樹脂の吐出量を調整した。この共押出シートを約44℃のキャスティングロールにて急冷し、未延伸シートを得た。続いて長手方向に76℃で2.6倍のロール延伸、次いで、幅方向にテンターで72℃の温度で3.2倍に延伸した。テンターでの熱処理ゾーンの温度は140℃にし、熱処理した積層体を作製した。積層体厚みはおおよそ平均で250μmとなるように押出機からの溶融樹脂の吐出量とライン速度を調整した。
L−乳酸:D−乳酸=99.5:0.5(Da=0.5%)の構造単位を持ち、ガラス転移点(Tg)58℃のポリ乳酸重合体(表1の樹脂1)に、乾燥した平均粒径1.4μmの粒状シリカ:0.1質量部、及びアナターゼ型酸化チタン9質量部を混合して40mmφ単軸押出機にて、3層のマルチマニホールド式の口金より表層(A層)として220℃で押出した。
また、L−乳酸:D−乳酸=80:20の構造単位を持ち、ガラス転移点(Tg)52℃のポリ乳酸80質量%、L−乳酸:D−乳酸=95:5の構造単位を持ち、ガラス転移点(Tg)56℃のポリ乳酸20質量%を混合して、合計100質量部のポリ乳酸(Db=17%、表1の樹脂5)に乾燥した平均粒径1.4μmの粒状シリカ:0.1質量部、及びアナターゼ型酸化チタン9質量部を混合して25mmφの同方向二軸押出機にて、同様の口金より中間層、および裏層(B層)として210℃で押出した。
表層(A層)、中間層、裏層(B層)の厚み比が8:1:1になるよう溶融樹脂の吐出量を調整した。この共押出シートを約44℃のキャスティングロールにて急冷し、未延伸シートを得た。続いて長手方向に76℃で2.6倍のロール延伸、次いで、幅方向にテンターで72℃の温度で3.2倍に延伸した。テンターでの熱処理ゾーンの温度は140℃にし、熱処理した積層体を作製した。積層体厚みはおおよそ平均で250μmとなるように押出機からの溶融樹脂の吐出量とライン速度を調整した。
表3に示すように、L−乳酸とD−乳酸の異なるポリ乳酸系重合体(表1に記載の各樹脂に相当する。)を各々実施例1と同様に表層(A層)、及び裏層(B層)にして所定の厚み比率になるよう押出し、2軸延伸後熱処理して積層体を得た。
L−乳酸:D−乳酸=99.5:0.5(Da=0.5%)の構造単位を持ち、ガラス転移点(Tg)58℃のポリ乳酸重合体(表1の樹脂1)に乾燥した平均粒径1.4μmの粒状シリカ:0.1質量部、及びアナターゼ型酸化チタン9質量部を混合して40mmφの同方向二軸押出機にて、単層の口金より210℃で押出した。この押出シートを約42℃のキャスティングロールにて急冷し、未延伸シートを得た。続いて長手方向に76℃で2.6倍のロール延伸、次いで、幅方向にテンターで74℃の温度で3.2倍に延伸した。テンターでの熱処理ゾーンの温度は140℃にし、熱処理したシートを作製した。シート厚みはおおよそ平均で250μmとなるように押出機からの溶融樹脂の吐出量とライン速度を調整した。
表3に示すように、L−乳酸とD−乳酸の異なるポリ乳酸系重合体(表1に記載の各樹脂に相当する。)を各々比較例1と同様の方法で所定の厚みになるよう押出し、2軸延伸後熱処理して積層体を得た。
紙に樹脂を含浸させた、厚み0.3mmのダイニック製の紙製フィルムカッターを試料とした。
表4に示すように、実施例1〜10においては超音波融着強度、超音波融着外観に問題のないフィルムカッターであった。また切れ性、及び切れ耐久性も紙製フィルムカッターと比較し、その応力は低く良好な結果が得られた。
一方、比較例1、及び4では融着強度、及び外観に問題のないサンプルを得ることが出来ず、切れ性の評価にまで至らなかった。また比較例2では融着外観に問題があり、比較例3では十分な融着強度が得られず、何れも切れ性評価にまで至らなかった。
2 刃
Claims (3)
- ポリ乳酸系重合体を主成分とする少なくとも2層以上から構成される積層体であって、
一方の最外層(A層)を構成するポリ乳酸系重合体のD−乳酸の含有割合Da(%)と、他方の最外層(B層)を構成するポリ乳酸系重合体のD−乳酸の含有割合Db(%)との関係が、
Da≦7 かつ Db−Da>3
であり、さらに当該B層は、厚みが2μm以上であって、かつ積層体全体における当該B層の厚み比率が80%以下であることを特徴とするフィルムカッター。 - 前記積層体が2軸延伸されていることを特徴とする請求項1に記載のフィルムカッター。
- 請求項1または2に記載のフィルムカッターを、超音波融着により、前記B層が収納箱面に配設されるように装着したことを特徴とするフィルムカッター付収納箱。
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