特許 7586736 多層樹脂成形体及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-11

(45)【発行日】2024-11-19

(54)【発明の名称】多層樹脂成形体及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   B32B 27/32 20060101AFI20241112BHJP

   B32B 5/18 20060101ALI20241112BHJP

   B29C 44/00 20060101ALI20241112BHJP

   B29C 44/06 20060101ALI20241112BHJP

   B65D 23/00 20060101ALI20241112BHJP

   B65D 25/20 20060101ALI20241112BHJP

   B29K 23/00 20060101ALN20241112BHJP

   B29K 105/04 20060101ALN20241112BHJP

   B29L 22/00 20060101ALN20241112BHJP

【ＦＩ】

B32B27/32

B32B5/18 101

B29C44/00 F

B29C44/06

B65D23/00 H

B65D25/20 P

B29K23:00

B29K105:04

B29L22:00

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2021034995

(22)【出願日】2021-03-05

(65)【公開番号】P2022135283

(43)【公開日】2022-09-15

【審査請求日】2024-02-01

(73)【特許権者】

【識別番号】505440295

【氏名又は名称】北海製罐株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000800

【氏名又は名称】デロイトトーマツ弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】池澤 正彰

(72)【発明者】

【氏名】植草 竜也

【審査官】橋本 憲一郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－１４７３７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－３４６９００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－２１４３９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－３３５８４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５６－０７２０３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０２－２８４７７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０６４０８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０９６０７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－１７７０６７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ３２Ｂ １／００－４３／００

Ｂ６５Ｄ ６５／００－６５／４６

Ｂ２９Ｃ ４４／００－４４／６０

Ｂ６５Ｄ ２３／００

Ｂ６５Ｄ ２５／２０

Ｂ６５Ｂ ６１／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

合成樹脂からなる基材と、エチレン－ビニルアルコール共重合樹脂層と、該基材と該エチレン－ビニルアルコール共重合樹脂層との間に介在する変性ポリオレフィン樹脂層とを備える多層樹脂成形体であって、
該変性ポリオレフィン樹脂層が発泡した発泡膨出部と、該発泡膨出部を被覆するエチレン－ビニルアルコール共重合樹脂層とからなる突出部を備えることを特徴とする多層樹脂成形体。

【請求項2】

請求項１記載の多層樹脂成形体において、前記突出部は文字、記号、図形のいずれかのマーキングの形状を持つことを特徴とする多層樹脂成形体。

【請求項3】

請求項１又は請求項２記載の多層樹脂成形体において、前記突出部は前記多層樹脂成形体の表面から０．３～１．５ｍｍの範囲の高さで突出していることを特徴とする多層樹脂成形体。

【請求項4】

請求項１～請求項３のいずれか１項記載の多層樹脂成形体において、前記変性ポリオレフィン樹脂層は、前記基材と、エチレン－ビニルアルコール共重合樹脂層とを接着する接着剤層であることを特徴とする多層樹脂成形体。

【請求項5】

請求項１～請求項４のいずれか１項記載の多層樹脂成形体において、前記変性ポリオレフィン樹脂層は、不飽和カルボン酸を共重合又はグラフト重合して変性した酸変性ポリエチレン樹脂又は酸変性ポリプロピレン樹脂を含む樹脂からなることを特徴とする多層樹脂成形体。

【請求項6】

合成樹脂からなる基材と、エチレン－ビニルアルコール共重合樹脂層と、該基材と該エチレン－ビニルアルコール共重合樹脂層との間に介在する変性ポリオレフィン樹脂層とを備える多層樹脂成形体からなり、
該変性ポリオレフィン樹脂層が発泡した発泡膨出部と、該発泡膨出部を被覆するエチレン－ビニルアルコール共重合樹脂層とからなる突出部を備えることを特徴とする合成樹脂製容器。

【請求項7】

合成樹脂からなる基材と、エチレン－ビニルアルコール共重合樹脂層と、該基材と該エチレン－ビニルアルコール共重合樹脂層との間に介在する変性ポリオレフィン樹脂層とを備える多層樹脂成形体に、レーザー光を照射し、
前記エチレン－ビニルアルコール共重合樹脂層を加熱して軟化させる一方、前記変性ポリオレフィン樹脂層を加熱して発泡させ、
該発泡により前記多層樹脂成形体表面から膨出した発泡膨出部を前記エチレン－ビニルアルコール共重合樹脂層により被覆した突出部を形成することを特徴とする多層樹脂成形体の製造方法。

【請求項8】

請求項７記載の多層樹脂成形体の製造方法において、前記レーザー光はＵＶレーザーであることを特徴とする多層樹脂成形体の製造方法。

【請求項9】

請求項７又は請求項８記載の多層樹脂成形体の製造方法において、前記エチレン－ビニルアルコール共重合樹脂層は３０～１２０μｍの範囲の厚さを備えることを特徴とする多層樹脂成形体の製造方法。

【請求項10】

請求項７～請求項９のいずれか１項記載の多層樹脂成形体の製造方法において、前記変性ポリオレフィン樹脂層は２０～９０μｍの範囲の厚さを備えることを特徴とする多層樹脂成形体の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、多層樹脂成形体及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、アクリル樹脂等の熱可塑性樹脂からなる樹脂成形体にレーザー光を照射し、レーザー光が照射された部位の樹脂を発泡させて突出部を形成することにより文字、図形等のマーキングを施した樹脂成形体が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

特許文献１記載の樹脂成形体は、熱可塑性樹脂からなる樹脂成形体にレーザー光を照射して、該熱可塑性樹脂を軟化溶解させ、次いで溶解樹脂中に含まれる揮発成分等を気化させて、気化した成分により該溶解樹脂が発泡して隆起する現象を利用してマーキングのための突出部を形成することができるとされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開昭６２－１３２８７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１記載の樹脂成形体では、前記レーザー光の照射により軟化溶解された溶解樹脂が発泡する際に、マーキングのために十分な突出部を形成することができないことがあるという不都合がある。

【0006】

本発明は、かかる不都合を解消して、熱可塑性樹脂の発泡によりマーキングのために十分な突出部を形成することができる多層樹脂成形体及びその製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明者らは、熱可塑性樹脂からなる樹脂成形体にレーザー光を照射して、レーザー光が照射された部位の樹脂が発泡する際に、マーキングのために十分な突出部を形成することができないことがある理由について、鋭意検討した。

【0008】

この結果、本発明者らは、前記熱可塑性樹脂からなる樹脂成形体にレーザー光を照射して、該熱可塑性樹脂を軟化溶解させ、次いで溶解樹脂中に含まれる揮発成分等を気化させる際に、気化した成分が該樹脂成形体の外部に放出されることにより、該溶融樹脂の発泡が不十分になることを知見した。本発明者らは、前記知見に基づいてさらに検討を重ねた結果、特定の層構造を備える多層樹脂成形体にレーザー光を照射すると、気化した成分が該多層樹脂成形体の外部に放出されることなく、レーザー光により溶融された樹脂が十分に発泡して、マーキングのために十分な突出部を形成することができることを見出し、本発明に到達した。

【0009】

そこで、本発明の多層樹脂成形体は、合成樹脂からなる基材と、エチレン－ビニルアルコール共重合樹脂層と、該基材と該エチレン－ビニルアルコール共重合樹脂層との間に介在する変性ポリオレフィン樹脂層とを備える多層樹脂成形体であって、該変性ポリオレフィン樹脂層が発泡した発泡膨出部と、該発泡膨出部を被覆するエチレン－ビニルアルコール共重合樹脂層とからなる突出部を備えることを特徴とする。

【0010】

本発明の多層樹脂成形体は、合成樹脂からなる基材と、エチレン－ビニルアルコール共重合樹脂層と、該基材と該エチレン－ビニルアルコール共重合樹脂層との間に介在する変性ポリオレフィン樹脂層とを備える多層樹脂成形体に、レーザー光を照射し、前記エチレン－ビニルアルコール共重合樹脂層を加熱して軟化させる一方、前記変性ポリオレフィン樹脂層を加熱して発泡させ、該発泡により前記多層樹脂成形体表面から膨出した発泡膨出部を前記エチレン－ビニルアルコール共重合樹脂層により被覆した突出部を形成すること特徴とする多層樹脂成形体の製造方法により製造することができる。

【0011】

本発明の多層樹脂成形体の製造方法では、合成樹脂からなる基材と、エチレン－ビニルアルコール共重合樹脂層と、該基材と該エチレン－ビニルアルコール共重合樹脂層との間に介在する変性ポリオレフィン樹脂層とを備える多層樹脂成形体に、レーザー光を照射する。このようにすると、前記エチレン－ビニルアルコール共重合樹脂層及び前記変性ポリオレフィン樹脂層が加熱され、該エチレン－ビニルアルコール共重合樹脂層が軟化する一方、該変性ポリオレフィン樹脂層に含まれる低分子量成分、揮発性成分、多層樹脂成形体を形成する成形工程で不可避的に混入する微量の空気等のガス成分が気化する。

【0012】

このとき、前記エチレン－ビニルアルコール共重合樹脂層は優れたガスバリア性を備えるので、気化した成分が前記多層樹脂成形体の外部に放出されることがなく、前記変性ポリオレフィン樹脂層を十分に発泡させ、前記発泡膨出部を形成することができる。また、このとき、前記エチレン－ビニルアルコール共重合樹脂層は加熱により軟化されているので、前記発泡膨出部を被覆した状態を維持しつつ、該発泡膨出部に追随して膨出し、該発泡膨出部を前記エチレン－ビニルアルコール共重合樹脂層により被覆した突出部を形成して、本発明の多層樹脂成形体を得ることができる。

【0013】

本発明の多層樹脂成形体において、前記突出部は文字、記号、図形のいずれかのマーキングの形状を持つことが好ましい。

【0014】

また、本発明の多層樹脂成形体において、前記突出部は前記多層樹脂成形体の表面から０．３～１．５ｍｍの範囲の高さで突出していることが好ましい。本発明の多層樹脂成形体は前記突出部が前記多層樹脂成形体の表面から前記範囲の高さで突出していることが、前記マーキングの形状を持つために好適である。前記突出部の高さが０．３ｍｍ未満では前記マーキングの形状として不十分になることがあり、１．５ｍｍ超とすることは技術的に困難である。

【0015】

また、本発明の多層樹脂成形体において、前記変性ポリオレフィン樹脂層は、例えば、前記基材と、エチレン－ビニルアルコール共重合樹脂層とを接着する接着剤層とすることができる。

【0016】

また、本発明の多層樹脂成形体において、前記変性ポリオレフィン樹脂層は、不飽和カルボン酸を共重合又はグラフト重合して変性した酸変性ポリエチレン樹脂又は酸変性ポリプロピレン樹脂を含む樹脂からなることが好ましい。前記変性ポリオレフィン樹脂層は前記樹脂からなることにより、融点がエチレン－ビニルアルコール共重合樹脂に比べ低いことも相まって、容易に前記発泡膨出部を形成することができる一方、前記基材と、エチレン－ビニルアルコール共重合樹脂層とを接着する接着剤層として好適に用いることができる。

【0017】

また、本発明の多層樹脂成形体は、合成樹脂製容器とすることができる。

【0018】

本発明の多層樹脂成形体の製造方法において、前記レーザー光は、例えば、ＵＶレーザーであることが好ましい。

【0019】

また、本発明の多層樹脂成形体の製造方法において、前記エチレン－ビニルアルコール共重合樹脂層は３０～１２０μｍの範囲の厚さを備えることが好ましい。前記エチレン－ビニルアルコール共重合樹脂層は、厚さが３０μｍ未満であるときには、前記気化した成分が前記多層樹脂成形体の外部に放出されて前記発泡膨出部の形成が不十分になることがあり、厚さが１２０μｍ超であるときには該エチレン－ビニルアルコール共重合樹脂層により前記発泡膨出部の形成が抑制されることがある。

【0020】

また、本発明の多層樹脂成形体の製造方法において、前記変性ポリオレフィン樹脂層は２０～９０μｍの範囲の厚さを備えることが好ましい。前記変性ポリオレフィン樹脂層は、厚さが２０μｍ未満であるときには、前記発泡膨出部の形成が不十分になることがあり、厚さが９０μｍ超であるときには、発泡が過剰となることがある。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の多層樹脂成形体からなる合成樹脂製容器の一実施形態を示す正面図。

【図2】本発明の多層樹脂成形体の構成を示す説明的断面図。

【図3】本発明の多層樹脂成形体における突出部の構成を示す説明的断面図。

【図4】本発明の多層樹脂成形体における突出部の一実施形態を示す写真。

【図5】本発明の多層樹脂成形体における突出部の他の実施形態を示す写真。

【発明を実施するための形態】

【0022】

次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。

【0023】

図１に示すように、本実施形態の多層樹脂成形体からなる合成樹脂製容器１は、例えば、化粧品等のトイレタリー用多層合成樹脂製容器であり、該多層樹脂成形体の表面、例えば、胴部平坦部２ａ，２ｂを表示エリアとして、突出部３ａ，３ｂからなるマーキングを備えている。

【0024】

合成樹脂製容器１において、突出部３ａは半球状であり、突出部３ｂは平面視長方形状の四角錐台状である。合成樹脂製容器１において、突出部３ａ，３ｂは、胴部平坦部２ａ，２ｂの表面から０．３～１．５ｍｍの高さで突出しており、文字、記号、図形のいずれかのマーキングの形状を持つことができる。この結果、合成樹脂製容器１は、突出部３ａ，３ｂからなる前記マーキングにより所要の表示を行うことができる。

【0025】

図２に示すように、合成樹脂製容器１を形成する多層樹脂成形体４は、合成樹脂からなる基材５と、エチレン－ビニルアルコール共重合樹脂層６と、基材５とエチレン－ビニルアルコール共重合樹脂層６との間に介在する変性ポリオレフィン樹脂層７とを備える。

【0026】

基材５を構成する合成樹脂としては、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、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂を挙げることができる。

【0027】

エチレン－ビニルアルコール共重合樹脂層６を構成するエチレン－ビニルアルコール共重合樹脂は、例えば、酸素透過率として３．５ｃｍ^３・２０μｍ／ｍ^２・２４ｈｒｓ・ａｔｍ以下の範囲、好ましくは２．５ｃｍ^３・２０μｍ／ｍ^２・２４ｈｒｓ・ａｔｍ以下の範囲のガスバリア性と、１５０～２００℃の範囲、好ましくは１６０～２００℃の範囲の融点とを備える。また、エチレン－ビニルアルコール共重合樹脂層６は、３０～１２０μｍの範囲の厚さを備えることが好ましい。

【0028】

変性ポリオレフィン樹脂層７は、基材５とエチレン－ビニルアルコール共重合樹脂層６とを接着する接着層としても作用し、例えば、不飽和カルボン酸を共重合又はグラフト重合して変性した酸変性ポリエチレン樹脂又は酸変性ポリプロピレン樹脂を含む樹脂からなることが好ましく、エチレン－ビニルアルコール共重合樹脂層６を構成するエチレン－ビニルアルコール共重合樹脂よりも融点、或いは軟化点の低い樹脂からなることが好ましい。また、変性ポリオレフィン樹脂層７は、２０～９０μｍの範囲の厚さを備えることが好ましい。

【0029】

突出部３ａ，３ｂは、図３に突出部３ａを例として示すように、多層樹脂成形体４にレーザー光を照射し、エチレン－ビニルアルコール共重合樹脂層６を加熱して軟化させる一方、変性ポリオレフィン樹脂層７を加熱して軟化、発泡させ、該発泡により多層樹脂成形体４表面から膨出した発泡膨出部８を前記エチレン－ビニルアルコール共重合樹脂層６により被覆して形成することができる。前記レーザー光としては、波長が１０～４００ｎｍの紫外域にあるＵＶレーザー、例えばＹＶＯ_４レーザーを用いることができる。

【0030】

次に、本発明の実施例を示す。

【実施例】

【0031】

〔実施例１〕
本実施例では、黒色顔料を配合した黒色のポリエチレンを基材５とし、酸素透過率としてのガスバリア性が１．９ｃｍ^３・２０μｍ／ｍ^２・２４ｈｒｓ・ａｔｍであり、融点１６５℃（軟化点１５２℃）のエチレン－ビニルアルコール共重合樹脂（株式会社クラレ製、商品名：エバール）をエチレン－ビニルアルコール共重合樹脂層６とし、基材５と、エチレン－ビニルアルコール共重合樹脂層６との間に、不飽和カルボン酸をポリエチレンにグラフト重合した、酸価３．０～１０ｍｇ／ｇ、軟化点１２６℃の酸変性ポリエチレン（三井化学株式会社製、商品名：アドマーＮＢ５５０）を変性ポリオレフィン樹脂層７として配置して共押出成形により、多層樹脂成形体４としての合成樹脂製容器１を形成した。

【0032】

本実施例で得られた合成樹脂製容器１は、基材５の厚さが１．０ｍｍ、エチレン－ビニルアルコール共重合樹脂層６の厚さが８０μｍ、変性ポリオレフィン樹脂層７の厚さが６０μｍであった。

【0033】

次に、本実施例で得られた合成樹脂製容器１の胴部平坦部２ａの直径１．４ｍｍの円形の領域に、レーザー照射装置（キーエンス社製、商品名：ＭＤ－Ｕ１０００Ｃ）を用い、波長３５５ｎｍ、出力２．５ＷのＹＶＯ_４レーザーを、レーザーパワー８０％、移動速度１０００ｍｍ／秒、往路と復路との間隔５０μｍ、照射時間０．１秒の条件で照射して、胴部平坦部２ａの表面から約０．５ｍｍの高さで半球状に突出している突出部３ａを形成した。得られた突出部３ａを図４に示す。

【0034】

得られた突出部３ａの表面は、レーザー光線照射前のエチレン－ビニルアルコール共重合樹脂層６の表面と同様に滑らかであり、突出部３ａを３０倍に拡大して表面の凹凸状態を観察したところ、顕著な凹凸は観察されなかった。

【0035】

〔実施例２〕
本実施例では、実施例１と同一の合成樹脂製容器１の胴部平坦部２ｂの幅２．０ｍｍ、長さ４．５ｍｍの長方形の領域に、レーザー光を縦（長さ）方向と横（幅）方向に移動させて照射した以外は実施例１と全く同一の条件で照射して、胴部平坦部２ｂの表面から約０．７ｍｍの高さで平面視長方形状の四角錐台状に突出している突出部３ｂを形成した。得られた突出部３ｂを図５に示す。

【0036】

得られた突出部３ｂの表面は、実施例１と全く同一にして観察した結果、実施例１の突出部３ａの表面と同様に滑らかで、顕著な凹凸は観察されなかった。次に、突出部３ｂの表面の長手方向長さ２．４ｍｍの範囲からａ～ｅの５箇所の測定箇所を選び、表面粗さ測定器（株式会社東京精密製）を用いて表面粗さを測定した。結果を表１に示す。

【0037】

別途、エチレン－ビニルアルコール共重合樹脂層６の表面のレーザー光非照射部位について、長さ２．４ｍｍの範囲からａ～ｅの５箇所の測定箇所を選び、突出部３ｂの表面と同一にして、表面粗さを測定した。結果を表１に示す。

【0038】

【表1】

【0039】

表１から、エチレン－ビニルアルコール共重合樹脂層６の表面のレーザー光非照射部位の表面粗さＲａの平均値が０．１６８μｍであるのに対し、突出部３ｂの表面の表面粗さＲａの平均値は０．２０１μｍであって、１９．６％の増加に過ぎない。従って、レーザー光照射の前後で、エチレン－ビニルアルコール共重合樹脂層６の表面の表面粗さＲａに大きな変化はなく、本実施例のレーザー光照射により得られた突出部３ｂの表面は、エチレン－ビニルアルコール共重合樹脂層６の表面がレーザー光照射によって加熱軟化し、膨出突出し、次いで冷却固化するという過程を経て形成したにも拘らず、レーザー光照射前のエチレン－ビニルアルコール共重合樹脂層６の表面と同様の滑らかさを維持していることが明らかである。

【0040】

〔比較例１〕
本比較例では、実施例２に用いたものと同一の黒色顔料を配合した黒色のポリエチレンを基材５のみからなる樹脂成形体の表面に、実施例２と全く同一にしてレーザー光線照射を行ったところ、該樹脂成形体の表面には実施例２のような突出部は形成されず、レーザー光照射時間を延ばしても表面が粗面化されるのみで、突出部は形成されなかった。

【符号の説明】

【0041】

１…合成樹脂製容器、 ２ａ，２ｂ…胴部平坦部、 ３ａ，３ｂ…突出部、 ４…多層樹脂成形体、 ５…基材、 ６…エチレン－ビニルアルコール共重合樹脂層、 ７…変性ポリオレフィン樹脂層、 ８…発泡膨出部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】