JP2004136606A - 積層体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、ヒートシール性をもつ筒状フィルムの外面と当該筒状フィルムより熱軟化温度が高い補強材とを接着層を介してラミネートして積層することを特徴とする積層体の製造方法であって、当該筒状フィルムと当該補強層とを平滑ロールと凹凸ロールの間に通し、当該筒状フィルム内の空気が分散されながらロール凹部に保持されている状態で貼り合せて積層する製造方法を特徴とする。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、機械部品、電子部品、宇宙空間での実験用サンプル、飲食品、リンゲル液、輸血液等の医薬品、化粧品等の包装に適したプラスチックフィルムを主素材とするフィルムより構成される積層体の製造方法に関するものである。
さらに詳しくは、該フィルムより形成する袋体の内面に微生物等の汚染や異物付着がなく、衛生性に優れ、更に、表面に美麗な印刷模様等を形成し得ることが可能であり、皺がなく、外観、バリア性に優れる積層体の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来技術】
従来、プラスチックを主素材とする積層フィルムや積層シートは、それを単層で製膜し、所望によっては印刷したり、バリア性材料やヒートシール性材料をコーティングしたり、または、フィルムを積層したりして、総合的に機能を持たせた積層フィルムや積層シート、それを使用したプラスチック袋、及び、プラスチックチューブ等が広く知られている。
【0003】
これらの積層体は、多種の材料からなり、そのメーカーも数多くあり、フィルムの積層工程や製袋工程において、材料を断裁したときの断裁屑や、材料の搬出入に伴う塵埃、虫等の異物、細菌や浮遊菌、製造装置のロール等と接触するため、フィルムや袋等の表面だけでなく、内面に付着するという恐れがあり、特に医薬品、食品等の経口品の場合、異物混入はタブーとされており、異物混入の防止の要求レベルが高まってきている。
また、このような異物の付着を防止するために、作業所の内部を除塵したクリーンエアを保ち、加工に供するプラスチックフィルムやその他の材料は、包装した状態で移送し、前室で開梱して作業所に搬入してクリーンルーム内での加工が行われているが、人、微生物(昆虫)の存在を絶無にする作業場とし、プラスチックフィルムやプラスチック袋等に異物の付着を皆無とすることは、費用/効果の点から至難のわざといっても過言ではないのが実情である。
【0004】
このような積層フィルム等の製造工程で発生する異物の付着を防止するために、本出願人は、本件出願に先立ち、従来のプラスチックフィルムやプラスチック袋等としては、例えば、ヒートシール性をもつ筒状フィルムより軟化温度が高い補強層を設けた積層体において、補強層が少なくともバリア層をもつ補強層を積層した積層体及びそれを用いた袋体の製造方法を提供した(例えば、特許文献1参照。)。
また、例えば、合成樹脂製のインフレーションフィルムによるチューブ状フィルムの上下層表面に対して、バリア性を有する薄膜が形成されていると共に、補強用フィルムをチューブ状のフィルムにドライラミネート接着剤を介して積層してあることを特徴とするバリヤ性容器形成用の積層フィルムやそれを用いたバリヤ性容器が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。
【0005】
【特許文献1】
特開平10−235773号公報
【特許文献2】
特開平11−105180号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、筒状フィルム(チューブ)の内部には、通常、エアーが入っているため、従来の平滑な押し付け用のゴムロールを用いて、チューブの外面に当該補強材を貼り合わせると、押し付け用のゴムロールの手前にエアーが溜まるため、張り合わせ面に皺が発生してしまい、外観に劣り、皺の部分で補強材の一部がチューブの外面から浮いた状態となっているため、張り合わせ面の接着強度が弱くなり、貼り合わせ面にエアーの通り道が出来てしまうため、補強材が有するバリア性の機能を充分発揮できないという問題点がある。
また、従来の平滑な押し付け用のゴムロールを用いて貼り合せる場合、当該ロールの手前でチューブ内のエアーが溜まることにより、皺が発生するのを防ぐため、装置を停止し、ゴムロールを一旦外し、チューブを随時カットしてチューブ内のエアーを逃がし、再びゴムロールを着けるため、その積層体の製造時の歩留りを著しく悪化させてしまうという問題点がある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明者らは、上記の課題を解決するために、鋭意研究の結果、本発明は、ヒートシール性をもつ筒状フィルムの外面と当該筒状フィルムより熱軟化温度が高い補強材とを接着層を介してラミネートして積層することを特徴とする積層体の製造方法であって、当該筒状フィルムと当該補強層とを平滑ロールと凹凸ロールの間に通し、当該筒状フィルム内の空気が分散されながらロール凹部に保持されている状態で貼り合せて積層することを特徴とする積層体の製造方法で製造したところ、製造過程において、該フィルムより形成する袋体の内面に微生物等の汚染や異物付着がなく、衛生性に優れ、皺がなく、表面に美麗な印刷模様等を形成することができ、外観、バリア性に優れる袋体を製造し得ることを見いだすに至った。
上記において、本発明によれば、前記の接着層が、溶融押出し樹脂層からなり、当該補強材と合成樹脂フィルム層との層間に当該溶融押出し樹脂層を介して押出しラミネートして積層することを特徴とする積層体の製造方法に係るものである。
また、前記の凹凸ロールが、当該ロールの胴表面の中央部から両端部にスパイラル状に延びる単数若しくは複数の溝部を形成することを特徴とする積層体の製造方法に係るものである。
また、前記の凹凸ロールが、当該ロールの胴表面にスパイラル状に延びる単数若しくは複数の溝部を形成し、かつ、ロール軸の回転方向に環状の溝部を形成することを特徴とする積層体の製造方法に係るものである。
また、前記の凹凸ロールが、当該ロールの胴表面の全面に複数の直線若しくは曲線形状の凹部を形成することを特徴とする積層体の製造方法に係るものである。
更に、上記において、前記の凹凸ロールの巾が、当該筒状フィルムの原反の巾より短いことを特徴とする積層体の製造方法に係るものである。
また、上記において、前記の凹凸ロールの表面の断面形状が、曲線形状、若しくは台形形状であることを特徴とする積層体の製造方法に係るものである。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体的に説明する。
図1は、本発明の積層体の断面概略図であり、図2は、本発明の袋体の模式図であり、図3は、本発明を単列で製袋した場合の配置を示す模式図であり、図4、図14は、積層体10を製造する貼り合せ機を示す概略図であり、図5〜図9は、図4の貼り合せ装置で使用する凹凸ロールの一例を示す正面概略図であり、図10、図11は、凹凸ロール表面のパターンの一例を示す拡大図であり、図12、図13は、凹凸ロールの表面付近の一例を示す断面概略図である。
【0009】
本発明において、上記のような本発明にかかる積層体、袋体等を構成する材料、その製造方法等について説明すると、まず、図1は、本発明の積層体10の断面概略図であり、図1に示すように、積層体10は、押しつぶして平面状にしたヒートシール性チューブTの外面に接着層31を介して、当該ヒートシール性チューブより軟化温度が高い補強材5(51及び52)を積層したものである。
前記の補強材5は、外側から印刷絵柄層2を設けた基材フィルム1、1種又は2種以上のバリア層4、ヒートシール層9とを接着層3を介して順次積層したものである。
なお、前記の補強材5において、基材フィルム1は、必須の層であり、印刷絵柄層2、接着層3、バリア層4、及び、ヒートシール層9は、後述するように、必須の層ではなく、適宜必要に応じて設けられる層である。
【0010】
次に、本実施形態の積層体10の製造方法について説明する。
図4は、本発明の補強材5とヒートシール性チューブTとを貼り合わせて積層体10を製造する装置の一例を示す概略図である。
図4に示すように、まず、第1工程で第1給紙101より前記の補強材51の巻取をセットし、必要に応じて、プライマー塗布工程121にて、ポリエステル・イソシアネート系樹脂等のプライマーを塗布後、乾燥してもよく、次に第2給紙102より前記のヒートシール性チューブTの巻取をセットし、補強材51が第1給紙より供給され、その一面側に溶融した接着層31として溶融押出し樹脂層を押出ラミネーターのTダイス106より押出して塗布すると同時に、溶融押出し樹脂層を補強材51とヒートシール性チューブTとでサンドイッチするように第2給紙102からヒートシール性チューブTを供給し、その後、表面が平滑な冷却ロール132と、表面が凹凸状のゴムロール131の間に通し、当該筒状フィルム内の空気をロール凹部に保持されている状態で分散させながら押し付け、補強材51とヒートシール性チューブTとを熱融着により接着させ、積層体の巻き取りロール105に巻き取り、積層シート11を得る。
次に、第2工程で、第1給紙101より別の補強材52の巻取をセットし、第1工程と同様にして必要に応じて、プライマー塗布工程121にて、ポリエステル・イソシアネート系樹脂等のプライマーを塗布後、乾燥してもよく、第2給紙102より上記で得られた積層シート11をセットして、同様にして、補強材52が第1給紙より供給され、その一面側に溶融した接着層31として溶融押出し樹脂層を押出ラミネーターのTダイス106より押出して塗布すると同時に、溶融押出し樹脂層を補強材52と積層シート11とでサンドイッチするように第2給紙102から積層シート11を供給し、その後、表面が平滑な冷却ロール132と、表面が凹凸状のゴムロール131の間に通し、当該筒状フィルム内の空気をロール凹部に保持されている状態で分散させながら押し付け、補強材52とヒートシール性チューブTとを熱融着により接着させ、積層体の巻き取りロール105に巻き取り、本発明に係る積層体10を製造することができる。
なお、前記の押し付けロールとしては、図5〜図9に示すような、ロールの表面に凹凸形状を形成したロールを用いて、補強材51および補強材52のヒートシール層9とヒートシール性チューブTとを、ヒートシール性チューブT内のエアーを分散させながら貼り合せることによって、貼り合せ面に気泡を巻き込む量を抑え、皺もなく、バリア性を保持しつつ、外観、衛生性にも優れる本発明に係る積層体10を製造することができるという利点を有する。
【0011】
また、本発明に係る積層体10の製造方法は、上記方法に限られるものではなく、例えば、図14に示すような押出ラミネーターが2箇所設置されているいわゆるタンデム機で製造してもよく、第1給紙101より補強材51の巻取をセットし、第2給紙102より補強材52の巻取をセットし、必要に応じて、プライマー塗布工程121、122にて、ポリエステル・イソシアネート系樹脂等のプライマーを塗布後、乾燥してもよく、第3給紙103よりヒートシール性チューブTの巻取をセットし、押出ラミネーターを2台設置し、接着層31として溶融押出し樹脂層を押出ラミネーターのTダイス106、107より押出して補強材51と補強材52とに各々塗布すると同時に、補強材52とヒートシール性チューブTと積層シート11を溶融押出し樹脂層でサンドイッチするように第3給紙103からヒートシール性チューブTを供給し、その後、表面が平滑な冷却ロール132、134と、表面が凹凸状のゴムロール131、133の間に通し、当該ヒートシール性チューブT内の空気を分散させながらロール凹部に保持されている状態で押し付け、補強材52とヒートシール性チューブTとを熱融着により接着させ、積層体の巻き取りロール105巻き取り、1工程にて本発明に係る積層体10を製造することができる。
また、予め補強材51と補強材52とに溶融押出し樹脂層を形成しておき、ヒートシール性チューブTと熱融着させることも可能である。
【0012】
また、上記製造方法では、積層体10の積層方法として、溶融押出し樹脂層を介して押出ラミネーションして製造しているが、これに限られるものではなく、ラミネート接着剤を使用してドライラミネーションやウェットラミネーションであっても、凹凸ローラと平滑ローラ間を通して貼り合せることで、皺の発生を防止することができ、外観、バリア性、衛生性に優れる積層体を製造することができる。
更に、接着剤を使用してラミネートコーティング装置を2台設置するタンデム機を使用して、1工程にて生産効率良く積層体を貼り合わせることもできる。
【0013】
本発明において、溶融押出し樹脂層を介して凹凸ローラと平滑ローラ間を通して補強材とヒートシール性チューブとを貼り合わせる工程においては、ロールの凹部においても熱によって接着可能であり、従って、後工程でヒートシールにより、層間の接着強度を調整可能であるため、好ましい。
これに対して、ドライラミネート接着剤を使用して凹凸ロールにて貼り合せる工程において、当該ロールの凹部に巻き付けられたフィルム原反の貼り合せ面の接着強度が確保されず、また、後工程においてもはや接着強度を調整することができない。
従って、図5、図6、図7、図9のように、連続した凹部をもつロールを用いて貼り合わせるより、図8、図10、図11に示すような、独立した凹部をもつロールを使用することが好ましく、凹部の大きさp、nが、製袋時に施すヒートシールの幅の二分の一以下であれば、より好ましい。
このため、本発明において、積層体10を製造するのに溶融押出し樹脂層を使用して貼り合せる方が、ラミネート接着剤を使用して貼り合せるより、皺がなく、外観、バリア性、コストパフォーマンスにも優れるだけでなく、ドライラミネート接着剤を使用する場合に必要なエージング時間を必要としないため、生産効率化の面でも優れるという利点を有する。
【0014】
次に、本実施形態の積層体10の貼り合わせ工程で使用する凹凸ロールの形状について説明する。
図5は、図4、及び、図14の貼り合わせ装置で使用する凹凸ゴムロールの一例を示す概念図であり、ロールの胴表面の中央部から両端部にスパイラル状に延びる単数の溝部を形成するものである。
図5(a)、(b)に示すように、凹凸ゴムロールは、ロール胴端両側より、幅1mm〜10mm、深さ1mm〜10mm、ピッチ4mm〜100mmのスパイラル状の溝をロール胴表面に形成したものであり、この溝の大きさは、ヒートシール性チューブT内の空気量に応じた面積が必要である。
凹凸ゴムロール使用することにより、ロール軸方向へ凹凸ゴムロールに巻き付けられたヒートシール性チューブT内の空気の移動が促進され、ヒートシール性チューブT内の空気をロール凹部に保持されている状態で凹凸ゴムロールと平滑な金属ロール間を通ってヒートシール性チューブTと補強材を貼り合せるため、皺がなく、外観、バリア性に優れる積層体10を製造することができる。
なお、いわゆるタンデム機を使用して1工程で貼り合わせず、いわゆるシングル機を使用して2工程で貼り合わせる場合、第1工程で補強材51とヒートシール性チューブTとを接着層を介して図5の凹凸ロールと平滑ロールの間を通して貼り合わせ後、第2工程において、第1工程で得られた積層シートを巻き返して逆巻きした後、補強材52と接着層を介して図5の凹凸ロールと平滑ロールの間を通して貼り合わせて積層体10を製造することが好ましい。
上記において、スパイラル状の凹凸ロールの溝が一方向であるため、第1工程で得られた積層シートを逆巻きにすることにより、第2工程において、ヒートシール性チューブT内の空気を分散することができ、貼り合わせ面において皺を発生しにくくなり、積層体10を製造することができるため、好ましいものである。
これに対し、第1工程で得られた積層シートを逆巻きせずに第2工程においてそのままの巻方向で貼り合わせると、ヒートシール性チューブT内の空気を分散することができず、皺が発生してしまい、好ましくない。
【0015】
図6は、図4、及び、図14の貼り合わせ装置で使用する別態様の凹凸ゴムロールの一例を示す概念図である。
図6に示すように、凹凸ゴムロールは、ロールの胴表面の中央部から両端部にスパイラル状に延びる複数の溝部を形成するものである。
図6に示す凹凸ゴムロールは、ロール胴端両側より、各々、幅1mm〜10mm、深さ1mm〜10mm、ピッチ4mm〜100mm、溝の交点角度15°〜120°となるようにスパイラル状の溝をロール胴表面に形成するものであり、この溝の大きさは、ヒートシール性チューブT内の空気量に応じた面積が必要である。
なお、第1工程で得られた積層シートを逆巻きせずに第2工程においてそのままの巻方向で貼り合わせても、ヒートシール性チューブT内の空気を分散することができ、皺の発生が抑えられ、より好ましいものである。
【0016】
図7は、図4、及び、図14の貼り合わせ装置で使用する別態様の凹凸ゴムロールの一例を示す概念図である。
図7に示すように、凹凸ゴムロールは、ロール胴端両側より、各々幅1mm〜10mm、深さ1mm〜10mm、ピッチ8mm〜100mm、溝の交点角度15°〜120°となるようにスパイラル状の溝をロール胴表面に形成し、更に、ロール軸の回転方向に、各々幅1mm〜10mm、深さ1mm〜10mm、ピッチ4mm〜50mmの環状の溝部を形成するものである。
なお、図7に示す凹凸ゴムロールを使用して、第1工程で得られた積層シートを逆巻きせずに第2工程においてそのままの巻方向で貼り合わせても、皺の発生もなく、生産効率が向上するため、より好ましいものである。
【0017】
なお、図12、図13は、凹凸ゴムロールの表面付近の一例を示す断面概略図である。上記の図5〜図7、図9の本発明に係る凹凸ゴムロールの凹凸形状は、図12に示すように、上記の直線群の凹凸形状に限られるものではなく、図13に示すように、サインカーブ状(R形状)の曲線群からなる凹凸形状であってもよい。
図13に示すように、凹凸ゴムロールの表面を曲線群からなる凹凸形状にすることによって、当該ロールの押し付ける圧力を変えることで、冷却ロールに接触する面積を変えることができ、従って、両ロール間の空壁量を調節することで、ヒートシール性チューブT内の空気量に応じて皺を発生することなく、補強材5(51、52)を貼り合せることができるという利点を有する。
また、直線群の凹凸形状からなる凹凸ゴムロールであっても、図12(a)に示すように、直角に凹部を形成するのでなく、図12(b)に示すように、斜めに凹部を形成することによって、曲線群からなる凹凸形状と同様に、当該ロールの押し付ける圧力を変えることで、冷却ロールに接触する面積を変えることができ、従って、両ロール間の空壁量を調節することで、ヒートシール性チューブT内の空気量に応じて皺を発生することなく、補強材5(51、52)を貼り合せることができるという利点を有する。
【0018】
図8は、更に別態様の凹凸ゴムロールの一例を示す概念図である。
図10、図11に示すように、凹凸ゴムロールの凹部(セル)は、当該ロールの胴表面の全面に複数の直線からなる菱形や長方形の形状や、曲線状の円形、楕円形の形状であってもよい。
例えば、図11に示す円形の凹部は、積層体10の原反幅にもよるが、各々直径1mm〜10mm、深さ1mm〜20mm、ピッチ2mm〜30mm程度のものが使用でき、この凹部の大きさは、ヒートシール性チューブT内の空気量に応じた面積が必要で、かつ凹部の大きさn、pが、製袋時に施すヒートシールの幅の二分の一以下であることが好ましい。
また、図10、図11に示す凹凸ゴムロールを使用して、第1工程で得られた積層シートを逆巻きせずに第2工程においてそのままの巻方向で貼り合わせても、皺の発生もなく、生産効率が向上するため、より好ましいものである。
【0019】
図9は、更に別態様の凹凸ゴムロールの一例を示す概念図である。
図9に示すように、図5〜図8に示す各凹凸ゴムロールの巾sとしては、ヒートシール性チューブTの原反巾未満であることが好ましい。
各凹凸ゴムロールの巾sをヒートシール性チューブTの原反巾より短くすることで、ヒートシール性チューブT両端部(折り返し部)に偏在して溜まっている空気を押さえないようにすることができ、これによってチューブ両端の皺の発生が抑えられ、巻取りのロール回転スピードを100m/分まで上昇しても皺の発生がなく、外観、バリア性、層間強度等に優れた積層体を提供でき、歩留りが減少するという利点を有する。
具体的には、各凹凸ゴムロールの巾sとしては、ヒートシール性チューブTの原反の巾rより10mm〜40mm程度短くすることが、補強材5との貼り合せ幅(ヒートシール幅)以上とし、かつ、補強材5やヒートシール性チューブTの原反が多少蛇行しても安全な幅であるため、好ましいものである。
また、図9(b)に示すように、ロールの両端にテーパーを施すことで、テーパーを施していない部分の押し付け圧が低くなるため、チューブ内に溜まっている空気を押さえないようにすることができ、その結果、上記と同様の皺を防止する効果が得られるため、好ましいものである。
【0020】
本発明にかかるゴムロールの凹凸形状を形成する方法としては、例えば、所望の寸法に削り出す方法や、鋳型に樹脂を流し込んで形成する方法や、平滑なロールの表面に凹凸形状の樹脂シートとして、例えば、裏面に粘着剤をコーティングしてある発泡トリフルオロエチレン製フィルムを巻いて貼り付ける等の形成方法がある。
また、本発明にかかるゴムロールの材質としては、通常、押し付けロールとして使用されるものを使用でき、例えば、シリコンゴム、トリフルオロエチレン樹脂等をコーティングしたロール等を使用することができる。
【0021】
次に、本発明に係る積層体10を構成する材料について説明すると、ヒートシール性チューブTとしては、ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・アクリル酸共重合体、エチレン・アクリル酸エステル共重合体、アイオノマー、ポリプロピレンなどの単層チューブばかりでなく、これらまたはこれらとエチレン・酢酸ビニル共重合体ケン化物、ナイロンとの共押出し多層チューブをも使用することができる。
上記のヒートシール性チューブTの厚さとしては、包装袋の使用目的等によって任意であるが、約10〜300μm位が好ましい。
【0022】
本発明に係るヒートシール性チューブTは、ポリエチレンなどのポリオレフィン系樹脂をサーキュラダイスによる通常のインフレーション法(ブローチューブ)で製膜するが、ブローを行う気体(空気)は、0.5μm以下の微粒子をフィルターで濾過除去して用いる。
更に、気体を窒素ガス又は炭酸ガスなどの不活性ガスを用いることは、ダイスに樹脂の酸化物などの固形物の発生を抑制し、またヒートシール性チューブ内における煙の微粒子を減少させるという利点を有する。
【0023】
本発明に係る補強材を構成する基材フィルム1としては、ヒートシール性チューブより軟化温度が高い基材フィルム1であれば制限されず、例えば、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリアミド(6ナイロン、6,6ナイロン)樹脂、セルロースアセテート樹脂、エチレン・酢酸ビニル共重合体ケン化物等のプラスチックの延伸又は未延伸フィルムないしシ−トや、その他、紙、アルミニウム箔等を使用することができる。
上記のフィルムないしシ−トの厚さとしては、包装袋の使用目的等によって任意であるが、約10〜200μm位が好ましい。
【0024】
本発明に係る補強材を構成するバリア層4としては、光バリア性や酸素ガスバリアーを必要とするときは、アルミニウム箔や、例えば、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、二軸延伸ポリプロピレンフィルムなどに金属アルミニウムの蒸着フィルム(部分蒸着を含む)を用いることができる。
また、バリア層4は、透明な酸素ガスバリア性を必要とする場合、例えば、ポリ塩化ビニリデン系樹脂のフィルム、あるいは、ポリ塩化ビニリデン系樹脂やポリビニルアルコールを主成分とする組成物をコ−ティングした樹脂のフィルム、延伸ポリアミド系樹脂のフィルム、エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物のフィルム、酸化珪素、酸化アルミニウム等の金属酸化物の蒸着膜を有する樹脂のフィルム等を使用することができる。
上記において、金属、及び、無機酸化物の蒸着膜の膜厚としては、厚さ50〜3000Å位のものを使用することが好ましく、100〜1000Å位のものが望ましい。
本発明において、上記のバリア性を付与する蒸着層を支持する樹脂のフィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレイト等のポリエステル系樹脂フィルム、各種ナイロン等のポリアミド系樹脂フィルム、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体(AS樹脂)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS樹脂)、ポリブデン樹脂フィルム等のポリオレフィンフィルム、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリカ−ボネ−ト系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリアリールフタレイト樹脂、シリコーン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、セルロース系樹脂、ポリ(メタ)アクリル系樹脂、ポリ塩化ビニリデンフィルム、アセタール系樹脂フィルム、フッ素系樹脂、その他等を使用することができる。
なお、本発明においては、特に、ポリプロピレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、または、ポリアミド系樹脂のフィルムないしシートを使用することが好ましい。
上記のフィルムないしシ−トの厚さとしては、任意であるが、通常、5〜300μm位が好ましく、10〜100μm位が望ましい。
【0025】
本発明に係る補強材を構成するヒートシール層9としては、熱によって溶融し相互に融着し得る樹脂のフィルムないしシートであれば良い。
例えば、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状(線状)低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンー酢酸ビニル共重合体、アイオノマー樹脂、エチレンーアクリル酸共重合体、エチレンーアクリル酸メチル共重合体、エチレンーメタクリル酸共重合体、エチレンープロピレン共重合体等の樹脂の一種ないしそれ以上からなる樹脂ないしはこれらをフィルム化したシートを使用することができる。
また、その厚さとしては10〜100μm位が好ましく、15〜70μm位がより好ましい。
上記において、補強材にヒートシール層9を設けることによって、補強材5のヒートシール層9とヒートシール性チューブTとを溶融押出し接着層31を介して凹凸ロールと平滑ロール間を通して貼り合わせる際、補強材5のヒートシール層9と溶融押出し接着層31とヒートシール性チューブTとが熱溶融されるため、皺もなく、外観にも優れ、層間剥離することなく、充分な層間強度が得られ、補強材のバリア層の機能も充分に発揮することができるという利点を有する。
【0026】
なお、上記の各種の樹脂の1種ないしそれ以上を使用し、その製膜化に際して、例えば、フィルムの加工性、耐熱性、対候性、機械的性質、寸法安定性、抗酸化性、滑り性、離形性、難燃性、抗カビ性、電気的特性、強度、その他等を改良、改質する目的で、種々のプラスティック配合剤や添加剤等を添加することができる。
その添加量としては、極微量から数十%まで、その目的に応じて、任意に添加することができる。
上記において、一般的な添加剤としては、例えば、滑剤、架橋剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、充填剤、帯電防止剤、アンチブロッキング剤、染料、顔料等の着色剤、その他等を使用することができ、更には、改質用樹脂等も使用することができる。
【0027】
また、必要に応じて、装飾、内容物の表示、賞味期間の表示、製造者、販売者等の表示、その他等の表示のために、文字、絵柄、図形、記号等の任意の印刷絵柄層2を基材フィルム1の表面、または、裏面に設けることができる。
かかる印刷絵柄層2は、例えば、通常のインキ組成物を使用してオフセット印刷あるいはグラビア印刷、フレキソ印刷、凸版印刷、シルクスクリーン印刷、その他等の通常の印刷法等によって形成することができる。
印刷インキの塗布量は、塗布後の乾燥状態で1〜8μm位が好ましく、2〜3g/m2 がより好ましい。
【0028】
次に、上記の本発明において、上記のような材料を使用して補強材を製造する方法について説明すると、かかる方法としては、基材フィルム1、1種又は2種以上のバリア層4(中間層)、ヒートシール層9との層間を、通常の包装材料をラミネ−トする方法、例えば、ウエットラミネ−ション法、ドライラミネ−ション法、無溶剤型ドライラミネ−ション法、押し出しラミネ−ション法、Tダイ押し出し成形法、共押し出しラミネ−ション法、インフレ−ション法、共押し出しインフレ−ション法、その他等で行うことができる。
而して、本発明においては、上記の積層を行う際に、必要ならば、例えば、コロナ処理、オゾン処理、フレ−ム処理、その他等の前処理をフィルムに施すことができる。
中でも、本発明において、ドライラミネーション法が、接着強度に優れ、より好ましいものである。
【0029】
上記において、ラミネート用接着剤としては、例えば、1液、あるいは2液型の硬化ないし非硬化タイプのビニル系、(メタ)アクリル系、ポリアミド系、ポリエステル系、ポリエーテル系、ポリウレタン系、エポキシ系、ゴム系、その他等の溶剤型、水性型、あるいは、エマルジョン型等のラミネート用接着剤を使用することができる。
上記のラミネート用接着剤のコーティング方法としては、例えば、ダイレクトグラビアロールコート法、グラビアロールコート法、キスコート法、リバースロールコート法、フォンテン法、トランスファーロールコート法、その他の方法で塗布することができる。
その塗布量としては、0.1〜10g/m2(乾燥状態)位が好ましく、1〜5g/m2(乾燥状態)位がより好ましい。
【0030】
次に、上述したヒートシール性チューブTと補強材5とを積層して積層体10を製造する方法について説明すると、かかる方法としては、例えば、ヒートシール性チューブTと補強材5との層間を、例えば、ウエットラミネ−ション法、ドライラミネ−ション法、無溶剤型ドライラミネ−ション法、押し出しラミネ−ション法、Tダイ押し出し成形法、共押し出しラミネ−ション法、インフレ−ション法、共押し出しインフレ−ション法、その他等で行うことができる。
中でも、本発明において、溶融押出し接着樹脂による溶融押出し樹脂層31を介して積層する押出しラミネーション法等で行うことができる。
【0031】
上記において、溶融押出樹脂層31としては、熱可塑性樹脂層からなる樹脂層が使用され、基材フィルム1、1種又は2種以上のバリア層4(中間層)、ヒートシール層9との層間を接着するために使用することができる。
具体的には、接着性の溶融押出樹脂層31の材料としては、低密度ポリエチレン樹脂、中密度ポリエチレン樹脂、高密度ポリエチレン樹脂、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂、メタロセン触媒を利用して重合したエチレン・αオレフィンとの共重合体樹脂、エチレン・ポリプロピレン共重合体樹脂、エチレン・酢酸ビニル共重合体樹脂、エチレン・アクリル酸共重合体樹脂、エチレン・アクリル酸エチル共重合体樹脂、エチレン・メタクリル酸共重合体樹脂、エチレン・メタクリル酸メチル共重合体樹脂、エチレン・マレイン酸共重合体樹脂、アイオノマー樹脂、酢酸ビニル共重合体、ポリオレフィン樹脂に不飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸無水物、エステル単量体をグラフト重合、または、共重合した樹脂、無水マレイン酸をポリオレフィン樹脂にグラフト変性した樹脂等を使用することができる。
これらの材料は、一種ないしそれ以上を組み合わせて使用することができる。
中でも、本発明において、溶融押出性脂層31に使用する樹脂は、比較的熱溶融温度が低い樹脂が好ましく、具体的には、低密度ポリエチレンやエチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・アクリル酸共重合体、エチレン・アクリル酸エステル共重合体、アイオノマー等を使用することが、ヒートシール性チューブ内部での熱融着を阻止できるという利点を有するため、より好ましいものである。
その樹脂層の厚みとしては、5〜30μm位が好ましい。
本発明において、上述の溶融押出性脂層31を使用することにより、前記の皺防止用の凹凸ロールにて貼り合せる際に、当該ロールに巻き付けられたフィルム原反の貼り合せ面が、凹部であっても熱によって接着可能であり、後工程でヒートシールにより、層間の接着強度を調整可能であるという利点を有する。
【0032】
上記のように構成された積層体10は、図1に示すように、補強材51及び他の面に設ける補強材52を同一構成としたり、図示はしないが例えば、いずれか一方をアルミニウム箔を含むメタリック調に、他の面を透明なバリア層(例えば、エチレン・酢酸ビニル共重合体ケン化物、ポリ塩化ビニリデンコートフィルム)を使用して、表裏の構成、外観に変化をもたせることができる。
【0033】
本発明に係る積層体10を用いた袋体は、図1に示すように、その端部に断裁位置7を設けて、ヒートシール部6でフィルムの加工方向にヒートシールする。
図2は、本発明の袋体の模式図である。
図2に示すように、本発明の袋体は、クロス方向は、ヒートシール部60でヒートシールすると同時に断裁位置76で積層体を断裁して、ボトムシール部61及び開口部8をもつ袋体を形成できる。そして、断裁位置76は、ヒートシール部61から0.5〜2mm程度、離れた位置に設けて、ボトムシール部をヒートシール部60に、開口部8を断裁位置71に形成する。
【0034】
図3は、本発明の積層体10を用いて、単列で製袋した場合の配置を示す模式図である。
図3に示すように、本発明の積層体10は、積層体の加工方向に設けるヒートシール部6とヒートシール部66でヒートシールし、端部の断裁位置7と断裁位置76で断裁して包装袋を形成することができる。
図示しないが、もちろん、積層体の加工方向に設けるヒートシール部66、及び断裁位置76を増加して、多列の加工ができることはいうまでもない。
【0035】
本発明において、上記のようにして製造した袋体の内容物としては、例えば、インクジェットノズル、カメラのレンズ、CDのピックアップレンズ、VTRヘッド等の機械部品、ハードディスク、シリコンウェハー、IC・LSI等の電子部品に代表される細かい部分に塵埃等の異物が詰まり、輸送中の衝撃等に付着した異物により傷を受けやすく、それによって性能劣化しやすい精密機器の部品類等が挙げられる。
更に、袋体の内容物としては、例えば、宇宙空間で行った実験で作成したサンプル等にも使用できる。
袋体の内容物が、外部からの塵埃等の異物が付着しない状態で、かつ、アルミ箔仕様の袋体であれば、空気に触れることなく、汚染されることなく、地球に持ち帰り、かつ持ち運びも可能である。
また、本発明にかかる袋体は、上記の精密機器の部品類のような物品の他に、例えば、菓子、調味料類、ス−プ類、果汁類、その他等の飲食品、純水、錠剤、粉薬、リンゲル液、輸血液等の医薬品、その他等の種々の固形物、液状、粘体状の物品が挙げられる。
【0036】
上記のような前記のヒートシール性チューブTと補強材5とを平滑ロールと凹凸ロールの間に通し、ヒートシール性チューブT内の空気が、ロール凹部に保持されている状態で分散されながらラミネートして製造された積層体10は、貼合わせ面に皺の発生もなく、表面に美麗な印刷模様等を形成することができ、外観、層間強度、衛生性、バリア性、生産性、コストパフォーマンス等に優れるものである。
また、ヒートシール性チューブTの製膜時から、製袋を完了するまで、内面となるヒートシール面を外気に晒されることはなく、微生物等の汚染や異物付着を防止することができ、衛生性に優れるものである。
また、上記の積層体の周辺をヒートシールして製造された袋体は、断裁して、開口部を設け、内容物を充填するまで外気に晒されることがないため、本発明の袋体への内容物の充填をクリーンルームで行うことにより、少なくとも袋体の内面に微生物等の汚染や異物付着がなく、衛生的なものである。
【0037】
【実施例】
以下、本発明の詳細を実施例について更に説明する。
(実施例1)厚み15μmの二軸延伸ナイロンフィルム(基材フィルム1)の、グラビア印刷で絵柄層2を設けた面と、厚み9μmのアルミニウム箔(バリア層4)とを順次積層し、各層間をポリエステル・イソシアネート系の接着剤(接着層3)を用いてドライラミネーションして補強材51及び同一構成の補強層52を形成した。
一方、0.5μmのフィルター濾過したブローガスを用いて、所謂インフレーション方法で、両面コロナ放電処理を施した厚み35μmの直鎖状低密度ポリエチレンチューブ(ヒートシール性チューブT)を作製した。
【0038】
次に、補強材51、補強層52、及び、ヒートシール性チューブTを図4に示す貼合せ装置で使用する凹凸ゴムロールとして、ロール胴端両側より、図5(a)に示すように、深さ4mm、溝幅5mm、ピッチ50mmのスパイラル状の凹凸形状をロール胴表面に形成したものを予め作製した。
【0039】
そして、図4に示すような貼り合せ装置にて、図5(a)に示す凹凸ゴムロールをセットし、第1工程で第1給紙23より上記で作製した補強材51の巻取をセットし、第2給紙25より上記で作製したヒートシール性チューブTの巻取をセットした。
次に、補強材51が第1給紙101より供給され、その一面側に溶融したとして溶融押出し樹脂層(接着層31)を押出ラミネーターのTダイス106より押し出し温度305℃で押出して塗布すると同時に、溶融押出し樹脂層(接着層31)を補強材51のアルミニウム箔(バリア層4)の面とヒートシール性チューブTの片面とをサンドイッチするように第2給紙102からヒートシール性チューブTを供給した。
その後、表面が平滑な冷却ロール132と、表面が凹凸状のゴムロール131の間に通して、補強材51とヒートシール性チューブTとを熱融着により接着させ、巻き取りロール105に、巻取りのロール回転スピード40m/分で巻き取った結果、ヒートシール性チューブT内の空気を分散させながらロール凹部に保持された状態でラミネートするため、貼り合せ面に気泡を巻き込む量を抑えられ、皺の発生がほとんどなく、外観、バリア性、層間強度、衛生性に優れた積層シート11が得られた。
【0040】
次に、第2工程で、まず、第1工程で得られた積層シートを巻き返して逆巻きした後、第1給紙101より別の補強材52の巻取をセットし、第2給紙102より上記で得られた積層シート11をセットした。
同様にして、補強材52が第1給紙101より供給され、その一面側に溶融した溶融押出し樹脂層(接着層31)を押出ラミネーターのTダイス106より押し出し温度305℃で押出して塗布すると同時に、溶融押出し樹脂層(接着層31)を補強材51、補強材52のアルミニウム箔(バリア層4)の面と積層シート11のヒートシール性チューブT面とをサンドイッチするように第2給紙102から積層シート11を供給した。
その後、表面が平滑な冷却ロール132と、表面が凹凸状のゴムロール131の間に通し、当該筒状フィルム内の空気をロール凹部に保持されている状態で分散させながら押し付け、補強材52とヒートシール性チューブTとを熱融着により接着させ、積層体の巻き取りロール105に、巻取りのロール回転スピード40m/分で巻き取り、本発明に係る積層体10を製造した。
得られた本発明に係る積層体10は、皺もなく、美麗な印刷模様を形成でき、外観、衛生性、層間強度、バリア性等に優れるものであった。
【0041】
次に、積層体10を製袋機に取り付けて図3に示すように、その両端部にヒートシール部6を設けて断裁位置7で切断する。
更に図2に示すように袋体のボトムシールとなるヒートシール部60を形成し、該ヒートシール部から2mmに設けた断裁位置76で切断して、(ボトムシール部61)を設けると同時に開口部8を設けて、外寸、200mm×140mm、シール巾10mmの本発明に係る袋体を作製した。
【0042】
上記で得られた三方製袋体に、精製寒天末を収納し、その後端縁シール領域にてヒートシールして端縁シール部を形成して袋を密封することにより包装体が得られた。
上記で製造した包装体は、少なくとも袋体の内面に微生物等の汚染や異物付着がなく、衛生的なものであり、皺がなく、表面に美麗な印刷模様等を形成することができ、外観、層間強度、バリア性等に優れるものであった。
【0043】(実施例2)
図4に示す貼り合せ装置にて、図6に示す凹凸ゴムロールをセットし、実施例1で使用した補強材51、52及びヒートシール性チューブTと同じ材料、製造方法にて本発明に係る積層体10を製造した。
なお、図6に示す凹凸ゴムロールは、ロールの全長をヒートシール性チューブTの幅より20mm短くし、ロール胴端両側より、各々深さ4mm、溝幅5mm、ピッチ50mm、溝の交点角度60°となるようにスパイラル状の溝をロール胴表面に形成するものを使用した。
第1工程で得られた積層シートを逆巻きせずに第2工程においてそのままの巻方向で貼り合わせても、皺の発生が抑えられ、巻取りのロール回転スピードを40m/分から100m/分まで上昇しても皺が発生しなかった。
上記の製造方法で得られた本発明に係る積層体10、及び、それを使用して実施例1と同じ製造方法にて製造された袋体は、皺もなく、美麗な印刷模様を形成でき、外観、衛生性、層間強度、バリア性等に優れるものであった。
【0044】(実施例3)
図4に示す貼り合せ装置にて、図7に示す凹凸ゴムロールをセットし、実施例1で使用した補強材51、52及びヒートシール性チューブTと同じ材料、製造方法にて本発明に係る積層体10を製造した。
なお、図7に示す凹凸ゴムロールは、ロール胴端両側より、各々深さ4mm、溝幅5mm、ピッチ50mm、溝の交点角度60°となるようにスパイラル状の溝をロール胴表面に形成し、更に、ロール軸の回転方向に、各々溝幅3mm、深さ4mm、ピッチ25mmの環状の溝部を形成するものを使用した。
また、第1工程で得られた積層シートを逆巻きせずに第2工程においてそのままの巻方向で貼り合わせても、皺の発生が抑えられ、巻取りのロール回転スピードを40m/分から100m/分まで上昇しても皺が発生しなかった。
上記の製造方法で得られた本発明に係る積層体10、及び、それを使用して実施例1と同じ製造方法にて製造された袋体は、皺もなく、美麗な印刷模様を形成でき、外観、衛生性、層間強度、バリア性等に優れるものであった。
【0045】(実施例4)
図4に示す貼り合せ装置にて、図8に示す凹凸ゴムロールをセットし、実施例1で使用した補強材51、52及びヒートシール性チューブTと同じ材料、製造方法にて本発明に係る積層体10を製造した。
なお、図8に示す凹凸ゴムロールは、積層体10の原反幅にもよるが、各々直径5mm、深さ4mm、ピッチ8mm程度の図11に示す円形の凹部(セル)を形成するものを使用した。
また、第1工程で得られた積層シートを逆巻きせずに第2工程においてそのままの巻方向で貼り合わせても、皺の発生が抑えられ、巻取りのロール回転スピードを40m/分から100m/分まで上昇しても皺が発生しなかった。
上記の製造方法で得られた本発明に係る積層体10、及び、それを使用して実施例1と同じ製造方法にて製造された袋体は、皺もなく、美麗な印刷模様を形成でき、外観、衛生性、層間強度、バリア性等に優れるものであった。
【0046】(比較例1)
図4に示す貼り合せ装置にて、従来の平滑ゴムロールをセットし、実施例1で使用した補強材51、52及びヒートシール性チューブTと同じ材料、製造方法にて本発明に係る積層体10を製造した。
上記の製造方法で得られた比較例1の積層体10は、巻取りのロール回転スピードを40m/分で、巻き取った結果、凹凸ロールと平滑ロールの間に通す手前のヒートシール性チューブT内に空気が溜まるため、張り合わせ面に皺が発生してしまった。
また、皺の部分で補強材の一部が筒状フィルムの外面から浮いた状態となっているため、張り合わせ面の層間強度が弱くなり、貼り合わせ面にエアーの通り道が出来てしまった。
上記の皺の発生した部分においては、補強材が有するバリア性の機能を充分発揮できず、外観が悪い部分があり、層間強度の弱い部分があり、好ましくないものであった。
【0047】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明は、ヒートシール性をもつ筒状フィルムの外面と当該筒状フィルムより熱軟化温度が高い補強材とを接着層を介してラミネートして積層することを特徴とする積層体の製造方法であって、当該筒状フィルムと当該補強層とを平滑ロールと凹凸ロールの間に通し、当該筒状フィルム内の空気が分散されながらロール凹部に保持されている状態で貼り合せて積層することを特徴とする製造方法で皺がなく、外観の優れた積層体を歩留り良く製造することができ、更に、これを用いて所望のサイズで周辺をヒートシールして形成して、内容物として、機械部品、電子部品等の精密機器の部品類、宇宙空間での実験用サンプル、飲食品、リンゲル液、輸血液等の医薬品、その他等の種々の固形物、液状、粘体状の物品等を収納ないし充填して袋体を製造したところ、少なくとも袋体の内面に微生物等の汚染や異物混入することなく流通可能で、衛生的に優れ、皺がなく、表面に美麗な印刷模様等を形成することができ、外観、バリア性等に優れる袋体を提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の積層体の断面概略図である。
【図2】本発明の袋体の模式図である。
【図3】本発明を単列で製袋した場合の配置を示す模式図である。
【図4】貼合せ装置(シングル型)の一例を示す概略図である。
【図5】図4、及び、図14の貼合せ装置で使用する凹凸ロールの一例を示す正面概略図である。
【図6】図4、及び、図14の貼合せ装置で使用する凹凸ロールの一例を示す正面概略図である。
【図7】図4、及び、図14の貼合せ装置で使用する凹凸ロールの一例を示す正面概略図である。
【図8】図4、及び、図14の貼合せ装置で使用する凹凸ロールの一例を示す正面概略図である。
【図9】図4、及び、図14の貼合せ装置で使用する凹凸ロールの一例を示す正面概略図である。
【図10】凹凸ロール表面のパターンの一例を示す拡大図である。
【図11】凹凸ロール表面のパターンの一例を示す拡大図である。
【図12】凹凸ロールの表面形状の一例を示す断面概略図である。
【図13】凹凸ロールの表面形状の一例を示す断面概略図である。
【図14】貼合せ装置(タンデム型)を示す概略図である。
【符号の説明】
1 基材フィルム
2 絵柄印刷層
3、31 接着層
4 バリア層
10 積層体
11 積層シート
5、51、52 補強材
6 ヒートシール部
61 ボトムシール部
7、76 断裁位置
8 開口部
9 ヒートシール層
T ヒートシール性チューブ
F 流れ方向
100 貼合せ装置(シングル型)
100´ 貼合せ装置(タンデム型)
101 第一給紙
102 第二給紙
103 第三給紙
105 巻取り部
106、107 Tダイス
121、122 プライマー塗布部
131、133 凹凸ローラ(ゴムローラ)
132、134 平滑ローラ(冷却ローラ)
Claims (7)
- ヒートシール性をもつ筒状フィルムの外面と当該筒状フィルムより熱軟化温度が高い補強材とを接着層を介してラミネートして積層することを特徴とする積層体の製造方法であって、当該筒状フィルムと当該補強層とを平滑ロールと凹凸ロールの間に通し、当該筒状フィルム内の空気が分散されながらロール凹部に保持されている状態で貼り合せて積層することを特徴とする積層体の製造方法。
- 前記の接着層が、溶融押出し樹脂層からなり、当該補強材と合成樹脂フィルム層との層間に当該溶融押出し樹脂層を介して押出しラミネートして積層することを特徴とする請求項1に記載の積層体の製造方法。
- 前記の凹凸ロールが、当該ロールの胴表面の中央部から両端部にスパイラル状に延びる単数若しくは複数の溝部を形成することを特徴とする請求項1〜2のいずれかに記載の積層体の製造方法。
- 前記の凹凸ロールが、当該ロールの胴表面にスパイラル状に延びる単数若しくは複数の溝部を形成し、かつ、ロール軸の回転方向に環状の溝部を形成することを特徴とする請求項1〜2のいずれかに記載の積層体の製造方法。
- 前記の凹凸ロールが、当該ロールの胴表面の全面に複数の直線若しくは曲線形状の凹部を形成することを特徴とする請求項1〜2のいずれかに記載の積層体の製造方法。
- 前記の凹凸ロールの巾が、当該筒状フィルムの原反の巾より短いことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の積層体の製造方法。
- 前記の凹凸ロールの表面の断面形状が、曲線形状、若しくは台形形状であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の積層体の製造方法。
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