JP2016000796A

JP2016000796A - ２軸配向ポリエステルフィルムの表面処理方法、２軸配向ポリエステルフィルム及びこれを用いた包装体

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Publication number: JP2016000796A
Application number: JP2014121672A
Authority: JP
Inventors: 佐々木　規行; Noriyuki Sasaki; 規行佐々木
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2014-06-12
Filing date: 2014-06-12
Publication date: 2016-01-07
Anticipated expiration: 2034-06-12
Also published as: JP6048452B2

Abstract

【課題】高効率で安全性の高い、ポリエステルフィルムのヒートシール性付与方法を提供する。【解決手段】２軸配向ポリエステルの層単体、または、２軸配向ポリエステルの層を表面に含む積層体からなるフィルムの所定の領域において、２軸配向ポリエステル層にレーザー光を走査しながら連続的に照射することにより、所定の領域における２軸配向ポリエステルの層の表面にヒートシール性を付与する。【選択図】図１

Description

本発明は、２軸配向ポリエステル等のフィルムに表面処理を行いヒートシール性を付与する方法と、ヒートシール性を付与したフィルムと、これを用いた包装体とに関する。

２軸配向ポリエチレンテレフタレートフィルム等の２軸配向ポリエステルフィルムは、強度、耐熱性、寸法安定性、耐薬品性、保香性等に優れることから、各種の包装用素材として有用である。そこで、このようなフィルムどうしをヒートシールして形成したフレキシブルパウチ等の包装体が期待されている。

配向性を有するフィルムは、ヒートシール性に乏しい。そこで例えば、特許文献１は、電磁波を２軸配向ポリエステルフィルムの表面に短パルス照射し、表面を改質することによりヒートシール性を付与する方法を開示している。

特公平４−２６３３９号公報

特許文献１が開示するような短パルス照射方法では、２軸配向ポリエステルフィルムの内部配向性を損なわないようにするため、キセノンガスランプ等を用いて高出力の短パルスを発生させる必要がある。このような高出力な装置は、エネルギー効率が低く、また、安全性の確保が困難であるため、このような装置を用いた方法は実用化に向けての取り組みがなされていなかった。

それ故に、本発明は、高効率で安全性の高い、２軸配向ポリエステルフィルムのヒートシール性付与方法を提供することを目的とする。

本発明の一局面は、２軸配向ポリエステルの層単体、または、２軸配向ポリエステルの層を表面に含む積層体からなるフィルムの所定の領域において、２軸配向ポリエステル層にレーザー光を走査しながら連続的に照射することにより、所定の領域における２軸配向ポリエステルの層の表面にヒートシール性を付与する方法です。

また、２軸配向ポリエステルとして、２軸配向ポリエチレンテレフタレートを用いてもよい。

また、レーザー光として、赤外線波長を有する炭酸ガスレーザー光を用いてもよい。

本発明の他の局面は、２軸配向ポリエステルの層単体、または、２軸配向ポリエステルの層を表面に含む積層体からなるフィルムであって、２軸配向ポリエステルの層の一部の領域に、表面が平坦でない微細構造が形成されているフィルムである。

また、一部の領域には、微細構造として、複数の線状の凸条が所定の間隔で平行に配置されてもよい。

また、２軸配向ポリエステルの層における一部の領域の光の反射率が、他の領域の光の反射率よりも大きくてもよい。

また、一部の領域において、２軸配向ポリエステルの層の表面の分子配向性が、他の領域に比べて、少なくとも部分的に低下または消失していてもよい。

本発明のさらに他の局面は、１以上の上述のフィルムの一部の領域どうしをヒートシールして形成された包装体である。

本発明によれば、高効率で安全性の高い、２軸配向ポリエステルフィルムのヒートシール性付与方法を提供できる。

実施形態に係る方法を示す図実施形態に係るフィルムの平面図実施形態に係るフィルム及び包装体の平面図

以下に本発明の一実施形態に係る２軸配向ポリエステルフィルムにヒートシール性を付与する方法を説明する。本方法は、２軸配向ポリエステルの層単体からなるフィルム、または、２軸配向ポリエステルの層を表面に含む積層体からなるフィルムのいずれにも適用できる。２軸配向ポリエステルは、例えば２軸配向ポリエチレンテレフタレートであるが、これに限られない。また、２軸配向ポリエステルの層の代わりに他の熱可塑性樹脂を有するフィルムにも適用しうる。

図１は本方法を説明する図である。図１には、一例として２軸配向ポリエチレンテレフタレートの層単体からなるフィルム１の平面図およびそのＡ−Ａ’線に沿った断面図を示す。フィルム１の表面の一部の領域２にヒートシール性を付与する場合、領域２内をレーザー光を走査しながら連続的に照射することにより領域２内の各位置に順次レーザー光を照射する。図１に示す例では、レーザー光の照射スポットＳが、所定の間隔の複数の平行な直線状の軌跡を描くように照射される。レーザー光は、エネルギーが効率的にフィルム１に吸収されやすい赤外線波長を有する炭酸ガスレーザー光を用いることが好ましい。

フィルム１表面のレーザー光が照射された箇所は、レーザー光のエネルギーによって一時的に融解することによって変質する。また、例えば照射の軌跡に応じて、平坦さが失われ、凹部または凸部を有する微細構造が形成される。図１に示す例では、微細構造として、複数の線状の凸条が所定の間隔で平行に形成される。しかし、レーザー光の出力や照射スポット内のエネルギー密度、走査軌跡の形状、走査速度等に応じて、微細構造は多様な形態をとりうる。また、このような微細構造が生じない場合もありうる。また、微細構造の形成とともにあるいは微細構造の形成の代わりに、照射された箇所が例えば白化し、光の反射率が大きくなる場合もありうる。

レーザー光が照射された箇所は、変質によってヒートシール性が発現する。変質の内容として、例えば、フィルム１の分子の配向性の少なくとも部分的な低下または消失が考えられる。また、これ以外の要因が関係している可能性も考えられる。領域２全体を走査照射することにより、領域２へのヒートシール性の付与が完了する。図２に、ヒートシール性の付与が完了したフィルム１の平面図を示す。

レーザー光の種類、出力、照射スポット径、走査軌跡、走査速度等は、フィルム１の材質等に応じて、好適にヒートシール性が発現するよう、適宜設定すればよい。

本方法によれば、一定出力のレーザー光を連続的に照射するため、高出力の短パルスを照射する場合に比べて、エネルギー効率が高く、また、安全性を確保しやすくことができ、例えばポリエステルフィルムどうしをヒートシールして形成した包装体の実用化を推進することができる。

本方法によってヒートシール性を付与されたポリエステルフィルムを用いて例えば包装体を製造することができる。図３に一例を示す。フィルム１１、１２、１３は、周縁部のハッチングで示した箇所が本方法によってヒートシール性を付与されている。フィルム１１、１２の間に、２つ折りにしたフィルム１３を挟み、ヒートシール処理を行うことで、包装袋２０を製造することができる。包装体は、包装袋２０に限らず、１枚以上のフィルムを用いて多様に構成することができる。このような包装体は、最内層に耐熱性、耐薬品性、保香性等に優れたポリエステルフィルムを用いているため、内容物を好適に収納することができる。

（実施例１）
本実施例に係るフィルムは、２軸配向ポリエチレンテレフタレート単体からなる厚さ５０μｍのフィルムである。キーエンス社製の炭酸ガスレーザー装置ＭＬ−Ｚ９５１０を用いて、このフィルムに出力２１Ｗでレーザー光の照射を行った。照射する領域は１００ｍｍ×１００ｍｍの領域とし、直径０．１４ｍｍの照射スポットを、走査速度４０００ｍｍ／ｓｅｃ、走査間隔０．１ｍｍで複数の平行な直線状に走査した。このような照射を行った領域どうしを２秒間、温度１４０℃、圧力０．２ＭＰａの熱及び圧力を加えてヒートシールを行い、シール強度を測定した結果、２２Ｎ／１５ｍｍのシール強度が確認され、ヒートシール性が付与されていることを確認できた。また、配向特性の有無を確認するため照射領域にクロロホルムを滴下したところ、滴下箇所が白化（不透明化）し、２軸配向性が消失していることが確認できた。

（実施例２）
本実施例に係るフィルムは、ポリエチレンテレフタレート（厚さ１２μｍ）／アルミニウム（厚さ９μｍ）／ポリエチレン（厚さ２０μｍ）／２軸配向ポリエチレンテレフタレート（厚さ１２μｍ）の層構成の積層体からなるフィルムである。キーエンス社製の炭酸ガスレーザー装置ＭＬ−Ｚ９５１０を用いて、このフィルムの２軸配向ポリエチレンテレフタレート側の表面に出力２１Ｗでレーザー光の照射を行った。照射する領域は１００ｍｍ×１００ｍｍの領域とし、直径０．１４ｍｍの照射スポットを、以下の表１に示す各走査速度、各走査間隔で複数の平行な直線状に走査した。このような照射を行った領域どうしを２秒間、温度１４０℃、圧力０．２ＭＰａの熱及び圧力を加えてヒートシールを行い、シール強度を測定した結果を表１に示す。例えば走査速度４０００ｍｍ／ｓｅｃ、走査間隔０．２ｍｍ以下の場合、または、走査間隔０．０５ｍｍ、走査速度４０００ｍｍ／ｓｅｃ以上の場合、シール強度が向上しヒートシール性が付与されていることを確認できた。走査速度や走査間隔が大きすぎると、各部分におけるレーザー光の照射エネルギーが少なく、表面の変質が不十分となり、走査速度が小さすぎると、各部分におけるレーザー光の照射エネルギーが多く、２軸配向ポリエチレンテレフタレートが蒸発、燃焼（酸化）等により消滅するものと考えられる。また、ヒートシール性が得られた場合において、配向特性の有無を確認するため照射領域にクロロホルムを滴下したところ、滴下箇所が白化（不透明化）し、２軸配向性が消失していることが確認できた。

本発明は、包装体等に用いられるフィルムのヒートシール性向上に有用である。

１、１１、１２、１３フィルム
２ヒートシール性を付与する領域
２０包装袋

Claims

２軸配向ポリエステルの層単体、または、前記２軸配向ポリエステルの層を表面に含む積層体からなるフィルムの所定の領域において、前記２軸配向ポリエステル層にレーザー光を走査しながら連続的に照射することにより、前記所定の領域における前記２軸配向ポリエステルの層の表面にヒートシール性を付与する方法。
前記２軸配向ポリエステルとして、２軸配向ポリエチレンテレフタレートを用いる、請求項１に記載の方法。
前記レーザー光として、赤外線波長を有する炭酸ガスレーザー光を用いる、請求項１または２に記載の方法。
２軸配向ポリエステルの層単体、または、前記２軸配向ポリエステルの層を表面に含む積層体からなるフィルムであって、前記２軸配向ポリエステルの層の一部の領域に、表面が平坦でない微細構造が形成されているフィルム。
前記一部の領域には、前記微細構造として、複数の線状の凸条が所定の間隔で平行に配置されている、請求項４に記載のフィルム。
前記２軸配向ポリエステルの層における前記一部の領域の光の反射率が、他の領域の光の反射率よりも大きい、請求項４または５に記載のフィルム。
前記一部の領域において、前記２軸配向ポリエステルの層の表面の分子配向性が、他の領域に比べて、少なくとも部分的に低下または消失している、請求項４〜６のいずれかに記載のフィルム。
１以上の請求項４〜７に記載のフィルムの前記一部の領域どうしをヒートシールして形成された包装体。