JP2004359304A - プラスチックフィルム製袋とその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プラスチックスフィルム製袋の底部を強化することを課題とする。
【解決手段】平坦にしたプラスチックフィルム管状体より形成されたプラスチック袋において、袋の底縁部に延長部１０を設け、この延長部１０にそのまま又は１回以上折り重ねた状態でヒートシールしたシール部５を設け、前記底縁部で前記延長部１０を前記シール部５と共に本体側に折り返し、前記延長部１０の少なくとも一部を前記管状体の本体９側の側面に接着したことを特徴とするプラスチック袋。
【選択図】 図７

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はプラスチック袋の製造方法に関し、特にゴミ袋、買い物袋、粉体や粒状物等の包装袋のような重量物その他比較的大きい力が加わるプラスチック袋において底部を強化する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プラスチック製袋は、プラスチックのインフレーション法で作られた管状体を平坦化し、所定の長さに切断し、底部の重畳した上下フィルムを溶融結合等によりヒートシールして閉鎖した底部を形成する方法や、押出成形で作られたプラスチックシートを管状に形成し、重畳する両縦縁を溶融結合し、平坦化した管状体の底部の重畳した上下フィルムを溶融結合等によりヒートシールして閉鎖した底部を形成する方法などがある。
従来の技術では困難な極薄強化フィルムやポリマーアロイ（溶融ブレンドしたもの）もしくは無機材混錬フィルムの開発時に問題となる点の１つに、ヒートシール強度の不足が挙げられる。原料（樹脂）的な要因により、安定的にヒートシール可能な幅が狭い。
例えば、リサイクルＰＥＴフレークとポリオレフィン系樹脂のアロイの場合、低温短時間のヒートシールでは（ＰＥＴが溶融しない場合）、混合しているオレフィンがヒートシールに寄与するが、ゴミ袋や重量物を収容する袋等の比較的高い強度を必要とする用途に使用できるほどの強度が得られない。
高温長時間のヒートシールの場合（ＰＥＴを溶融させる場合）、ＪＩＳに規定される強度は、良好な数値が得られている。しかしヒートシール時に加熱溶融された部分の耐衝撃性が激減する。
従来のポリエチレンなど汎用樹脂の場合、低温短時間と高温長時間の間に安定的に高強度のヒートシールが可能となる幅が有る。現在用いているＰＥＴ樹脂の場合はこの幅が狭い。また用途によっては通気性を要するフィルムが必要であるが、このようなフィルムのシール性は良くないのが通例である。
用途にもよるが、例えばゴミ袋用途の場合、ヒートシール部分に耐衝撃性が必要となる使われ方も容易に想像でき、この点の改善が望まれていた。
今回、ＰＥＴ系樹脂を主体としたフィルムのように、ヒートシールした場合に加熱溶融部分の対衝撃性の低下によって袋形状とすることが困難であったものに対し、対衝撃性を格段に向上させる方法を考案した。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように従来のプラスチック袋、特にゴミ袋等のように比較的重い内容物を収納する用途では、底部に最も大きい負荷がかかるにもかかわらず、強度の低いヒートシールが底部に形成されていたため、底部が比較的容易に破損する問題があり、用途が限定される問題がある。
ポリエチレンのようなヒートシール性に富んだ樹脂の場合にはシール部の厚みは厚いほど強度が高くなるといわれている。ところがＰＥＴフィルムのような硬い樹脂ではヒートシール部は袋の最も弱い部分となり、良質な袋を製造できない問題がある。
これを図１〜３を参照して説明すると、図１のように２枚の重畳したフィルム２、２にヒートシール用のホットバー１を当ててヒートシールすると、図２のようにヒートシール部が形成されるが、シール部は溶着部５とその両側の未溶融部との境界部３、４からなり、また連続製造においてフィルム２、２に加わる張力のため溶着部５は薄くなる。
こうして形成された袋を使用すると、ヒートシール部は図３のように袋の底部中央に位置し、応力がこの脆弱なヒートシール部に集中し、包装内容物の重量が重い場合にはヒートシール部に沿って開裂が生じることが多い。
【０００４】
これに対する従来の対策例を図４〜５により説明するに、フィルム２、２をホットバー１でヒートシールすると同時に袋底部のシール部近傍６で切断する。溶融分に張力がかからないので熱収縮が生じ溶融部分７が盛り上がり、強度が向上するが、溶融部分７と未溶融部分との境界部３、４が脆弱である点は改善されておらず、袋形状にして実使用した場合の応力集中には十分に耐えられない。
【０００５】
従って本発明はヒートシール部に応力が集中しない袋構造を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は底部シールの形成方法を鋭意研究したところ、同じ強度のシール部でも、シール部がプラスチック袋の底端縁からずれて直接荷重がかからない位置に存在すれば、格段に大きい荷重に耐えることができる底部を構成できることを見いだした。
【０００７】
簡単に述べると、本発明のプラスチック袋は、平坦にしたプラスチックフィルム管状体より形成されたプラスチック袋において、袋の底縁部に先端側延長部を設け、この延長部にそのまま又は１回以上折り重ねた状態でヒートシール部を設け、前記底縁部で前記延長部を前記ヒートシール部と共に本体側に折り返し、前記延長部の少なくとも一部を前記管状体の本体側の側面に接着したことを特徴とする。
折り返し先端側延長部の本体側への接着は接着剤によっても良いが、シール時の熱を利用して溶融加熱（ヒートシール）後にその部分を袋の側面に圧着させることによることが好ましい。ヒートシールは底端縁の折り曲げの前又は後で行い、次いで本体側面への接着を行うことができる。
【０００８】
本発明はまた、プラスチック袋の製造方法に関し、平坦にしたプラスチックフィルム管状体の、完成した袋の底縁部となるべき部分よりも先端側の延長部をそのまま又は１回以上折り重ねた状態でヒートシールすることによりヒートシール部を形成し、前記底縁部で前記先端側延長部を前記ヒートシール部と共に本体側に折り返し、次いで前記先端部を前記管状体の本体側に接着することを特徴とする。
【０００９】
前記接着には接着剤を使用しても良いが、好ましくは前記ヒートシール部が未だ接着可能な溶融状態にある間に前記ヒートシール部を前記本体部に押圧することにより行われる。
【００１０】
本発明の方法の第２の形態は、平坦にしたプラスチックフィルム管状体の、完成した袋の底縁部となるべき部分よりも先端側の延長部をそのまま又は１回以上折り重ねた状態で前記延長部を前記管状体の本体側に折り返し、次いで上記折り返した延長部の一部又は前記折り重ね部分を前記延長部側からヒートシールしてヒートシール部を形成すると同時に前記ヒートシール部を本体側に接着することを特徴とするプラスチック袋の製造方法である。
この場合にヒートシールは、延長部側からのみホットバーを当てるようにし、これにより本体側のシール部にもろい境界が生じないようにする。ヒートシール部は本体側のフィルムに及んでも良いが、耐荷重性を一層向上させるには延長部のシール部が本体側のフィルムに接着するに十分ではあるが本体側のフィルムを溶融しない程度に行われることが好ましい。
【００１１】
上記のように、プラスチック袋の底部の閉鎖を行うヒートシール部は、袋にした際に底端縁となる折り目よりも先端側に形成した後、先端側を折り目で折り返し、接着剤を利用し或いはヒートシール部の余熱を利用してヒートシール部を袋の側面に圧着させる。シール部の強度をさらに上げるには先端部のシールすべき部分を一回以上折り曲げて、その部分をヒートシールする方法が可能である。
【００１２】
【作用】
本発明の効果が得られる理由を考察してみるに、従来のシール部は図３のように袋の底部にあるため、内部に大きい重量のものを収容すると矢印のように力が加わり、フィルムの重畳部を直角に引きはがす張力が作用する。このためシール部に不十分な融着部が存在するとそこを起点としてシール部がはがれてしまう。これに対して本発明の底部構造では後で説明するように図８のように延長部のフィルム２、２には２つの矢印のようにフィルムの面に沿った方向の張力が加わるので、延長部のフィルム２、２間の溶着部５を含むシール部が従来と同等に形成されていても、シール部の強度は直角方向に加わる従来の底部構造に比して遙かに大きい力に耐え剥離しにくい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明で使用するシール方法は、一般的なバーシール法をはじめ、樹脂を溶融させることのできる方法であれば、なんら制約はない。
本発明で使用するフィルムの素材は、溶融させることのできる樹脂であれば、なんら制約はないが、特に再生ＰＥＴフィルム等のポリエステルとポリエチレンのようなポリオレフィン系樹脂のアロイのような比較的硬質のフィルムの場合にも本発明は大きい効果を発揮する。特に挙げられるフィルム材質はＰＥＴ、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）等、それらとポリエチレン等のアロイ等があるが、特に限定されない。
通常のヒートシール方法ではシール部分に応力が集中するが、本発明では樹脂を溶融させた部分（ヒートシール部）を応力の集中する点（袋の底端部）からずらす事により、シール部分に応力が集中しない形状をとる。
本発明によると、加熱溶融部分の物性が低下することからヒートシールでの加工が困難であったフィルム（樹脂）に対し、十分なヒートシール強度の付与が可能となる。
ヒートシールはフィルムを部分的に溶融させることができればよく、特別な加熱時間や冷却時間は不要で、短時間での加工が可能であり、高速加工（製袋）に適している。
ヒートシールは、温度と圧力と時間が関係するが、樹脂配合、溶融させることが必要となる膜厚、折り返し回数によって異なる。以下の実施例で説明するように、ヒートシール（延長部のシール）と接着（延長部と本体部の接着）は別々の工程で行う場合（実施例１〜２）とヒートシールの熱を利用して一工程で行う場合（実施例３〜４）があるが、前者の場合には接着剤を使用するかまたはヒートシール直後の溶融状態のヒートシール部を利用する。後者の場合には熱管理を適正に行って本体部が溶融しないようにする。
【００１４】
本発明のプラスチック袋の構造と製造方法を以下の実施例により説明する。
実施例１
この例では、平坦にしたプラスチックフィルム管状体の、完成した袋の底縁部となるべき部分よりも先端側の延長部をヒートシールすることによりシール部を形成し、前記底縁部で前記先端側延長部を前記シール部と共に本体側に折り返し、次いで前記先端部を前記管状体の本体側に接着する方法と得られる袋の底部構造を例示する。
図６〜８はこの実施例によるプラスチック袋の底部構造とその製造方法を説明する断面図である。なお各図において袋本体側の大部分は省略し本発明に関係のある底部のみを示したことに注意されたい。
図６のように、袋は管状に形成したプラスチックフィルムを扁平にし、底部をヒートシールにより閉鎖したものであり、この状態で上下フィルム２、２が重畳状態にある。袋の底縁部となるべき箇所８よりも左側が袋本体９であり、右側がシール部を形成した先端側延長部１０である。延長部１０にはヒートシールにより上下フィルム２、２を溶融接合したシール部が形成される。このシール部の形成は上に説明した従来技術の任意の手段、例えばホットバーを使用して実施される。得られたシール部は溶着部５とその両側の未溶着部との間の境界部３、４とからなる。
次いでシール部が溶融状態にある間に、図７のように箇所８で延長部１０をシール部と共に本体９側へ折り曲げ、本体９の側面に押圧板を使用して押しつける。この状態でシール部を冷却すると延長部１０は本体９の側面に接着する。
図８のように箇所８が袋の折り返し部であって、袋として実使用時に応力が集中する袋低部中央の底縁部になるので、内容物の重量による応力はこの部分に集中するが、シール部を構成する比較的脆弱な溶着部５と境界部３、４への応力はフイルムの面に沿った方向に作用するので応力支持能力が大きく向上する。そのため、以下の試験例で示すように大きい応力に対しても高いシール性が得られる。
その理由を考えるに、重い内容物から力Ｆが袋底部に作用する状態で延長部１０のフィルム２、２には２つの矢印で示したようにフィルム面に沿った方向の張力が加わるので、延長部のフィルム２、２間の溶着部５を含むシール部が従来と同等に形成されていても、シール部の強度は、張力がシール部に直角に加わる従来の底部構造（図３参照）に比して、遙かに大きい力に耐え剥離しにくい。
【００１５】
実施例２
図９は実施例１の変形であり、この例でもシール部は図６と同様に形成される。次いで溶着部５が溶融状態にある間に、先端側の延長部１０を箇所８で折り曲げて本体９の側面に押圧して溶着部５をシール部を本体接着するが、このとき折り曲げ部１１で延長部１０を折り曲げて４層フィルムとした状態で押圧接着を行う。これにより溶着部５と本体９の間だけでなく折り曲げ部１１より先端側のフィルム１２も溶着部５に接着する。この例では接着部が増えるので応力支持能力が上がる。また、鎖線で示したように、この形態は長尺のチューブ、巻物フィルム等を連続供給し、１２の個所でカットしながら連続製造するのに適している。
【００１６】
実施例３
この例は、平坦にしたプラスチックフィルム管状体の、完成した袋の底縁部となるべき部分よりも先端側の延長部を前記管状体の本体側に折り返し、次いで上記折り返した延長部を前記延長部側からヒートシールしてシール部を形成すると同時に前記ヒートシール部を本体側に接着する方法の例である。
図１０〜１１を参照するに、先ず管状にしたフィルムの延長部１０を折り曲げ部８で本体の側面に重畳させる。この状態でホットバー１を延長部１０に当てフィルムを加熱してヒートシールする。これにより図１１のように、延長部１０に境界部３、４を有する溶着部５が形成され、又その熱により本体部９と延長部１０との間の接着も同時に行われる。実施例１〜２とは異なりヒートシールと接着が同時に行われるので作業能率の向上に資する。応力はフィルムの面に沿った方向に加わるため大きい応力支持能力が得られる。しかし、本体側まで溶着部を形成すると本体が脆化することが避けられないので、なるべく熱管理を良くして本体が軟化はしても溶融はしないようにすることが好ましい。
図１２はその使用状態を示す。袋として実使用する場合の効果は実施例１の場合と同様である。
【００１７】
実施例４
この例は実施例３の変形であり、延長部はさらに折り曲げ部１１でさらに折り曲げられ、４層のフィルムが重畳した状態の延長部にホットバー１が押圧されてヒートシールされる。この例による袋の製造上の利点は連続製造に適している点であり、実使用上の効果は実施例３の場合と同様である。実施例３で述べた理由でヒートシール時に十分な熱管理を行うことが望ましい。
【００１８】
実施例５
図１５は実施例４の変形であり、延長部を実施例４よりももう１回折り重ね、ついで本体の側面に重畳させた後、ヒートシールを実施した例である。
この例によるシール部は実施例４のシール部よりもさらに強化されている。
【００１９】
以下本発明の試作例を説明する。
試作例
上記実施例にしたがって、次に示す方法及び条件でプラスチックフィルム袋を製作した。
（１）使用したフィルム
実施例で使用したフィルムは、リサイクルＰＥＴフレークとポリオレフィン系樹脂の混合物（アロイ）（リサイクルＰＥＴ７５重量％、低密度ポリエチレン２０重量％、相溶化剤５％）を通常のインフレーション成形によってチューブ状に成形したものであり、膜厚は２５μｍで幅は６５０ｍｍのものを使用した。なおフィルム単体での強度は下記の測定法で最大点荷重２５．１Ｎ、破断点エネルギー４．３６Ｊであった。
（２）製袋方法
使用機は一般的なバーシール機（ニューロング株式会社、足踏み式バーシール機）を使用してヒートシールを行った。
実施例１により２枚重ねフィルムで構成した延長部の幅全体にわたる長さのホットバーを当てて部分的に溶融後、直ちに折り畳んで袋の本体部分に付着させ、圧板で押圧した状態で冷却して接着した。
また実施例１の変形として、上記試作例において延長部にホットバーを当ててシール部を形成し、一旦冷却した後、両面接着テープを介在させて延長部を本体部に押し当てて接着した。これを実施例１＊とする。
実施例２により２枚重ねフィルムで構成した延長部に幅全体にわたる長さのホットバーを当てて部分的に溶融後、直ちに底縁に沿った線で折りまげて本体部分に重ね、さらに延長部の自由端側をそれ自身の上に折り返して４枚重ねの延長部とした後、圧板で延長部を本体側に押圧した。
実施例３により延長部を本体側に折り返して重ね、重畳部分に延長部側からホットバーを当ててヒートシールした。これによりシールと本体側への接着を同時に行った。
実施例４により延長部をそれ自身の上に１回折り返した後、延長部を本体側に重ね合わせ、延長部側からホットバーを当ててヒートシールした。これによりシールと本体側への接着を同時に行った。
比較例１として、折り返しを行わずに従来法によりヒートシールしたものを作成した。
参考例として、底部がヒートシールされている市販の低密度ポリエチレン製ゴミ袋（参考例１）、高密度ポリエチレン製ゴミ袋（参考例２）及び高密度ポリエチレン製レジ袋（参考例３）を試験した。
【００２０】
（３）以上の試作品及び参考例の製品を試験した。試験方法はつぎの通りである。
ａ）最大点荷重破断点エネルギーの測定方法
ＪＩＳ０２３８に従った。試験機は、株式会社オリエンテック製、テンシロン万能試験機（ＲＴＣ１２５０）を使用した。
ｂ）対衝撃試験方法
袋形状に成型したフィルムの耐衝撃性試験方法。
袋内部に３ｋｇの水を入れ、３０ｃｍの上下動を４回／秒の割合で行った。
破袋が発生した時点で終了とし、破袋までに要した上下動の回数を計測した。
【００２１】
（４）試験結果を表１に示す。
【００２２】
【表１】

【００２３】
評価結果を基にした考察
比較例１から分かるように、リサイクルＰＥＴとポリオレフィン系樹脂のアロイのフィルムにおいて最も問題となっていた点は、現行の製品（参考例１〜３）に比較して、袋底部（ヒートシール部分）の耐衝撃性が低すぎる事であったが、実施例１〜４の試作例に示すように、本発明を採用することにより対衝撃及び応力支持能力が大幅に改善される。実施例１＊は両面接着テープ（粘着性のもの）を接着に用いた場合であるが、充分に袋の底部強度が付与できたものであり、実際には接着剤で恒久的に接着すればさらに耐久強度が向上することを示す。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように、本発明によるとシール部を底部延長部に形成し、底縁に沿って折り返して本体部に接着しただけで底縁にシール部が形成されている従来品に比して非常に高い耐荷重及び耐衝撃強度を有する袋が提供できる。特にＰＥＴとポリオレフィン系樹脂のアロイの場合にも大きい効果があることは注目すべきことである。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来法によるプラスチック袋の底部のヒートシールを示す図である。
【図２】従来法でヒートシールしたシール部の状態を説明する図である。
【図３】従来法によるシール部を有するプラスチック袋の底部概念図である。
【図４】他の従来法とシール部を説明する図である。
【図５】本発明の第１実施例によるシール法の最初の段階に示す図である。
【図６】本発明の第１実施例によるシール法の第２工程を示す図である。
【図７】本発明の第１実施例により得られたシール部の構造を有する袋の使用状態を示す図である。
【図８】本発明の第２実施例によるヒートシールを示す図である。
【図９】本発明の第２実施例により得られたシール部を有する袋底部を示す図である。
【図１０】本発明の第３実施例によるヒートシールを示す図である。
【図１１】本発明の第３実施例により得られたシール部を有する袋底部を示す図である。
【図１２】本発明の第３実施例により得られたシール部を有する袋の使用状態を示す図である。
【図１３】本発明の第４実施例によるヒートシールを示す図である。
【図１４】本発明の第４実施例により得られたシール部を有する袋の使用状態を示す図である。
【図１５】本発明の第５実施例より得られたシール部を有する袋の使用状態を示す図である。
【符号の説明】
１ ホットバー
２ プラスチックフィルム
３、４ 境界部
５ 溶着部（シール部）
８ 折り曲げ部（箇所）
９ 本体部
１０ 延長部
１１ 折り曲げ部
１２ 先端側フィルム

Claims (9)

1. 平坦にしたプラスチックフィルム管状体より形成されたプラスチック袋において、袋の底縁部に延長部１０を設け、この延長部１０にそのまま又は１回以上折り重ねた状態でヒートシールしたシール部５を設け、前記底縁部で前記延長部１０を前記シール部５と共に本体側に折り返し、前記延長部１０の少なくとも一部を前記管状体の本体９側の側面に接着したことを特徴とするプラスチック袋。
2. 前記接着の位置は前記シール部である請求項１の袋。
3. 平坦にしたプラスチックフィルム管状体の、完成した袋の底縁部となるべき部分よりも先端側の延長部１０をそのまま又は１回以上折り重ねた状態でヒートシールすることによりシール部５を形成し、前記底縁部で前記先端側延長部を前記シール部５と共に本体側に折り返し、次いで前記先端部を前記管状体の本体側に接着することを特徴とするプラスチック袋の製造方法。
4. 前記接着は前記シール部５が未だ接着可能な溶融状態にある間に前記シール部５を前記本体部に押圧することにより行われる請求項２の製造方法。
5. 前記接着は接着剤を使用して行われる請求項２の製造方法。
6. 平坦にしたプラスチックフィルム管状体の、完成した袋の底縁部となるべき部分よりも先端側の延長部１０をそのまま又は１回以上折り重ねた状態で前記延長部１０を前記管状体の本体９側に折り返し、次いで上記折り返した延長部の一部又は前記折り重ね部分を前記延長部１０側からヒートシールしてシール部５を形成すると同時に前記シール部５を本体９側に接着することを特徴とするプラスチック袋の製造方法。
7. 前記ヒートシールは、前記本体側を溶融しない程度に行われる請求項６の製造方法。
8. プラスチックフィルムがポリエステルとポリオレフィン系樹脂のアロイである請求項１または２の袋。
9. プラスチックフィルムがポリエステルとポリオレフィン系樹脂のアロイである請求項３〜７のいずれかの製造方法。

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