JP2013215986A

JP2013215986A - 板紙と熱可塑性樹脂製フィルムとの高周波加熱による接合方法

Info

Publication number: JP2013215986A
Application number: JP2012088297A
Authority: JP
Inventors: Ko Ikeda; 耕池田
Original assignee: Rengo Co Ltd
Current assignee: Rengo Co Ltd
Priority date: 2012-04-09
Filing date: 2012-04-09
Publication date: 2013-10-24

Abstract

【課題】熱可塑性樹脂製フィルムと熱融着可能な層を外表面に有さない板紙等と、熱可塑性樹脂製フィルムとを熱融着させることを目的とする。
【解決手段】板紙と熱可塑性樹脂製フィルムとを高周波加熱により接合する方法であって、熱可塑性樹脂製フィルムと接合される側の板紙の外表面には、熱可塑性樹脂製フィルムと熱融着可能な熱可塑性樹脂からなる層は配されておらず、熱可塑性樹脂製フィルムの損失係数（ε・ｔａｎδ）を、０．００５以上とする。
【選択図】なし

Description

この発明は、板紙と熱可塑性樹脂製フィルムとを、高周波加熱によって接合する方法に関する。

合成樹脂フィルムでラミネートされた板紙と熱可塑性樹脂製フィルムとの接合方法として、ホットメルト接着剤による方法や、水溶性接着剤による方法、溶剤性接着剤による方法によって接合する方法が知られている（特許文献１）。

また、この特許文献１においては、板紙にラミネートされた合成樹脂フィルムと熱可塑性樹脂製フィルムとを、超音波又は高周波を用いて加熱溶融し、両フィルムを接着させる方法も記載されている。

特開昭６２−１５１３２３号公報

しかしながら、上記の特許文献１に記載の方法は、合成樹脂フィルムでラミネートされた板紙を熱可塑性樹脂製フィルムに接着するものであり、合成樹脂フィルムでのラミネートがされていない板紙を熱可塑性樹脂製フィルムと接着させることについては、上記した各種接着剤による方法しか開示されていない。

そして、合成樹脂フィルムでのラミネートがされていない板紙と熱可塑性樹脂製フィルムとを熱融着の方法で接着させようとすると、本願の比較例に示したように、接着不良となったり、熱可塑性樹脂製フィルムの切れが生じたりして、十分な接着を行うことができなかった。

そこでこの発明は、熱可塑性樹脂製フィルムと熱融着可能な層を外表面に有さない板紙等と、熱可塑性樹脂製フィルムとを熱融着させることを目的とする。

この発明は、板紙と熱可塑性樹脂製フィルムとを高周波加熱により接合する方法であって、上記熱可塑性樹脂製フィルムと接合される側の上記板紙の外表面には、上記熱可塑性樹脂製フィルムと熱融着可能な熱可塑性樹脂からなる層は配されておらず、上記熱可塑性樹脂製フィルムの損失係数（ε・ｔａｎδ）は、０．００５以上である、板紙と熱可塑性樹脂製フィルムとの高周波加熱による接合方法を採用することにより、上記の課題を解決したのである。

この発明によると、熱可塑性樹脂製フィルムとして、特定の範囲の損失係数を有する樹脂からなるフィルムを用いるので、高周波加熱法を採用することにより、熱可塑性樹脂製フィルムと熱融着可能な層を外表面に有さない板紙に接合することが可能となる。

この発明は、板紙と、熱可塑性樹脂製フィルムとを高周波加熱により接合する方法についての発明である。

上記板紙とは、木材化学パルプ、古紙などを配合した厚い紙の総称をいい、板紙抄紙機で製造され、紙質は硬く、腰が強い紙をいう（ＪＩＳＰ０００１（番号４００１））。この例としては、段ボール原紙、白板紙等があげられ、主に包装材料として使用される。

上記板紙の外表面には、板紙の主構成成分であるパルプ以外の成分からなる表面層が形成されてもよい。ただし、上記熱可塑性樹脂製フィルムと接合される側の上記板紙の外表面には、上記熱可塑性樹脂製フィルムと熱融着可能な熱可塑性樹脂からなる層は配されない。この発明は、熱可塑性樹脂同士の熱融着による両者の接合を目的とするものではないからである。この配されない熱可塑性樹脂としては、後述するような、上記熱可塑性樹脂製フィルムを構成する熱可塑性樹脂と同様の樹脂で、かつ、上記熱可塑性樹脂製フィルムと熱融着可能な樹脂を挙げることができる。

上記表面層を構成する成分としては、無機質、インキ、ニス等があげられる。この無機質としては、タルク、クレー等があげられる。

ところで、上記表面層を、接着剤を用いて上記板紙と接合する場合、上記熱可塑性樹脂製フィルムとの熱融着が生じない程度に、この表面層が外表面の主体を形成していればよい。この場合、上記板紙と上記熱可塑性樹脂製フィルムとの熱融着が生じないからである。

上記熱可塑性樹脂製フィルムは、熱可塑性樹脂からなるフィルムであり、このフィルムを構成する熱可塑性樹脂の損失係数（ε・ｔａｎδ）が所定範囲のものが用いられる。上記損失係数を上記の範囲内とすることにより、高周波加熱を行うことにより、接着不良や熱可塑性樹脂製フィルムの切れ等が生じることなく、上記板紙と十分に接合することが可能となる。

上記損失係数（ε・ｔａｎδ）の範囲としては、０．００５以上が必要で、０．０２以上が好ましい。０．００５より小さいと、高周波加熱による上記板紙との接合が十分でなくなる傾向がある。損失係数（ε・ｔａｎδ）は、大きい方が好ましいが、フィルムの入手の容易性の観点から、上限は、１．０で十分である。

このような条件を満たす熱可塑性樹脂製フィルムを構成する熱可塑性樹脂としては、エチレン・酢酸ビニル共重合体含有樹脂、すなわち、エチレン・酢酸ビニル共重合体又はこれを含有する混合樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン、塩素化ポリエチレン、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂等があげられる。

この熱可塑性樹脂製フィルムの厚さは、８μｍ以上が好ましく、１０μｍ以上がより好ましい。８μｍ未満だと、溶融してもエッジ切れを起こす可能性が高い。一方、厚さの上限は、１０００μｍでも大丈夫だが、厚すぎると包装するときに内容品に追随しないので、３００μｍ未満が好ましいと考えられる。

上記高周波加熱とは、高周波の強い電界を与えることにより、分子レベルでの振動、衝突等を生じさせ、自己発熱を生じさせることをいう。この高周波加熱を生じさせる装置としては、例えば、山本ビニター（株）製：高周波ウエルダー等があげられる。上記高周波加熱における高周波の条件としては、出力０．５〜２０ｋW、発生周波数１〜５０ＭＨｚの低ＲＦ周波数等があげられる。

この発明による方法により得られる接合体は、緩衝性や固定性が必要な輸送包装、透明性が必要な商品包装等に使用することができる。

以下、この発明を、実施例を用いてより具体的に示す。
まず、使用した原材料について示す。

＜原材料＞
（板紙）
・コートボール…レンゴー（株）製：ＣＲＣ２３０、２３０ｇ／ｍ^２、表面塗工：クレー及び炭酸カルシウム層
・段ボールシート…レンゴー（株）製：Ｃ５、Ｋ５、表面塗工：なし

（熱可塑性樹脂製フィルム）
・ポリ塩化ビニルフィルム…オカモト（株）製：一般用ＰＶＣ、厚さ３００μｍ、ε・ｔａｎσ＝０．３１５〜０．４５、以下、「ＰＶＣ」と略する。
・ポリウレタンフィルム…日本マタイ（株）製：エスマーＵＲＳ、厚さ１００μｍ、ε・ｔａｎσ＝０．０７〜０．１５６、以下、「ＰＵ」と略する。
・ポリエチレン−エチレンビニルアセテート混合フィルム…宇部興産（株）製：ＵＢＥストレッチＡ−５、厚さ１８μｍ、ε・ｔａｎσ＝０．０７５４、以下、「ＰＥ−ＥＶＡ」と略する。
・ポリエチレンテレフタレートフィルム…東洋紡績（株）製：ＳＣ８０７、厚さ１８μｍ、ε・ｔａｎσ＝０．０１６８〜０．１１、以下、「ＰＥＴ１」と略する。
・ポリエチレンテレフタレートフィルム…東洋紡績（株）製：ＥＳ１００、厚さ２５μｍ、ε・ｔａｎσ＝０．０１６８〜０．１１、以下、「ＰＥＴ２」と略する。
・ポリエチレンフィルム…大倉工業（株）製：ＣＳ、厚さ５５μｍ、ε・ｔａｎσ＝０．００１、以下、「ＰＥ」と略する。
・二軸延伸ポリプロピレンフィルム…フタムラ化学（株）製：ＦＯＲ、厚さ３０μｍ、ε・ｔａｎσ＝０．００４７、以下、「ＯＰＰ」と略する。
・二軸延伸ポリスチレンシート…シーアイ化成（株）製：ボンセット、厚さ５０μｍ、ε・ｔａｎσ＝０．０００８、以下、「ＯＰＳ」と略する。

［実施例１〜５、比較例１〜３］
コートボールの裏面（表面塗工のない面）に熱可塑性樹脂製フィルムを重ね、山本ビニター（株）製：ハイブリッド高周波ウエルダーＹＴＯ−５の高周波バーをコートボールの表面側に、熱盤を熱可塑性樹脂製フィルム側に離型シートを介して配し、下記の条件で両者の溶着試験を行った。結果を表１に示す。
・電流設定：０．２８〜０．３５Ａ
・溶着時間：２秒
・熱板温度：８０℃
・離型シート：０．５ｍｍ厚ベークライト
・冷却時間：５秒
・高周波出力：５ｋＷ
・発振周波数：４０．１６ＭＨｚ

［比較例４］
ヒートシール装置として、インパルスシーラー（志賀包装機（株）製：ＳＧ−６３０−ＥＴＳ５）を用い、１８０℃で熱融着試験を行った以外は、実施例１と同様にした。その結果、ＰＶＣフィルムがコートボールに融着する前に、エッジ切れが生じた。

（結果）
上記比較例４の結果から、従来の一般的なヒートシール(インパルスタイプなど)では、板紙とフィルムの接着面へ接着性を付与するに当たり、フィルム表面と紙の裏面から熱が伝わってくるため、薄いフィルムでは接着できたとしてもすぐにエッジ切れ等を起こしてしまうことが明らかとなった。
一方、上記の実施例及び比較例の結果から、高周波溶着は、表面温度を過剰に上げることなく接着面に効率的にエネルギーを与えることができることが明らかとなった。また、この高周波溶着には、ε・ｔａｎσの値が大きく影響していることが明らかとなった。

Claims

板紙と熱可塑性樹脂製フィルムとを高周波加熱により接合する方法であって、
上記熱可塑性樹脂製フィルムと接合される側の上記板紙の外表面には、上記熱可塑性樹脂製フィルムと熱融着可能な熱可塑性樹脂からなる層は配されておらず、
上記熱可塑性樹脂製フィルムの損失係数（ε・ｔａｎδ）は、０．００５以上である、板紙と熱可塑性樹脂製フィルムとの高周波加熱による接合方法。
上記熱可塑性樹脂製フィルムは、エチレン・酢酸ビニル共重合体含有樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン、塩素化ポリエチレン、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂からなるフィルムである請求項１に記載の板紙と熱可塑性樹脂製フィルムとの高周波加熱による接合方法。
上記熱可塑性樹脂製フィルムの厚さは、１０μｍ以上３００μｍ以下である請求項１又は２に記載の板紙と熱可塑性樹脂製フィルムとの高周波加熱による接合方法。