JP2017114018A

JP2017114018A - Method for selection of sealant layer on base material

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Publication number: JP2017114018A
Application number: JP2015252873A
Authority: JP
Inventors: 一夫菱沼; Kazuo Hishinuma
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-12-25
Filing date: 2015-12-25
Publication date: 2017-06-29
Anticipated expiration: 2035-12-25
Also published as: JP6032450B1

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide means which does not leave an open hole of a heat seal having a step of a pillow bag or a gazette bag.SOLUTION: The invention provide a method of for selection of a sealant layer which is configured so that, in a lamination material comprising a base material layer and a sealant layer, a plastic deformation area of the base material layer and a peeling seal area of the sealant layer are determined, and then a sealant layer, in which at least parts of both areas are overlapped, is selected, for solving the problem.SELECTED DRAWING: Figure 9

Description

本発明はプラスチックのフイルムやシートを適用した包装商品のヒートシール面の易開封と密封の性能を両立させるプラスチック包装材料の接着層（シーラント層）の選定方法に関するものである。 The present invention relates to a method for selecting an adhesive layer (sealant layer) of a plastic packaging material that achieves both easy opening and sealing performance of a heat-sealed surface of a packaged product to which a plastic film or sheet is applied.

（ヒートシールの説明）
プラスチックのフイルムやシートを使った袋の製袋や容器に製品を充填した後の封緘には、プラスチックの熱可塑性を利用した熱接着（ヒートシール）が使われている。 (Explanation of heat seal)
Thermal bonding (heat sealing) using the thermoplasticity of plastic is used for bag making using plastic films and sheets, and for sealing after filling a product into a container.

（包装形態）
包装容器は固形型と柔軟型がある。前者はカップやトレー容器に代表されるもので、固形の容器の開口部（フランジ部）に柔軟体の蓋材がヒートシールされる。後者は柔軟なシートやフイルム同士をヒートシールで製袋するものである。 (Package presentation)
There are solid and flexible packaging containers. The former is typified by cups and tray containers, and a flexible lid is heat-sealed at the opening (flange) of a solid container. In the latter, flexible sheets and films are made by heat sealing.

（開封方法）
従来、袋状の包装品の開封は胴部のたるみ部分を摘まんで、内側のヒートシール線から開封している。カップやトレーの場合には、蓋材の一部にタブを加工し、これを摘まんで外側から開口する方法が利用されている。 (Opening method)
Conventionally, a bag-like packaged product is opened by picking a slack portion of the body portion and opening it from an inner heat seal line. In the case of cups and trays, a method is used in which a tab is processed on a part of the lid, and this is picked and opened from the outside.

（ノッチ開封）
袋物包装品のヒートシール面の開封方法には課題が多く、別の開封方法として、袋の上端付近のヒートシール面に切り口（ノッチ）を別に加工して、これを起点にして包装の一部を切り裂く方法がある。ノッチの加工には切り口の細工、切り裂きの方向性を規制する付加加工等が要求される。 (Notch opening)
There are many problems with the method of opening the heat-sealed surface of bag-packaged products. Another way to open the bag is to create a separate notch on the heat-sealed surface near the top of the bag, and use this as a starting point for part of the package. There is a way to cut through. The notch processing requires cutting work, additional processing for regulating the direction of tearing, and the like.

（ヒートシール特性の説明）
プラスチックの接着現象は接着面温度の上昇(温度帯；Tp)と共に、接着面のみの界面接着で始まり、接着力（ヒートシール強さ）は順次上昇する。(図1参照)
各加熱温度のサンプルを短冊状に切って、非接着部位の端を摘まんで引張試験をすると接着面が剥離する剥がれシール強さが計測できる。
標本のカット幅を10〜15mmに規制すると、＜JIS Z0238＞が規定するヒートシール強さになる。（図2（a）、(c)参照） (Explanation of heat seal characteristics)
The adhesive phenomenon of plastic begins with the interfacial adhesion of only the adhesive surface with the increase of the adhesive surface temperature (temperature zone; Tp), and the adhesive force (heat seal strength) increases sequentially. (refer graph1)
When the sample at each heating temperature is cut into a strip shape, the end of the non-adhered part is picked and a tensile test is performed, the peel seal strength at which the adhesive surface peels can be measured.
When the cut width of the specimen is restricted to 10 to 15 mm, the heat seal strength specified by <JIS Z0238> is obtained. (See Fig. 2 (a) and (c))

加熱温度帯（Tb）では接着層（シーラント）が溶融状態になり、シーラントは混合状態になり、冷却すると接着層全体がモールド状態の凝集接着となって、接着面は喪失する。従って、接着面の端を引張っても剥離は起こらない。（図2（b）,(c)参照）
凝集接着状態の引張強さは材料の伸び強さ又は接着エッジの破断強さとなる。従来は凝集接着の状態を良好なヒートシールとする慣行的な常識がある。
凝集接着状態では接着面の剥離を利用した開封は実施できない。 In the heating temperature zone (Tb), the adhesive layer (sealant) is in a molten state, the sealant is in a mixed state, and when cooled, the entire adhesive layer becomes a cohesive adhesive in a mold state, and the adhesive surface is lost. Therefore, peeling does not occur even if the edge of the bonding surface is pulled. (See Fig. 2 (b) and (c))
The tensile strength in the cohesive bonding state is the elongation strength of the material or the breaking strength of the bonding edge. Conventionally, there is a common sense that the state of cohesive adhesion is a good heat seal.
In the cohesive bonding state, opening using peeling of the bonding surface cannot be performed.

（ヒートシール面を利用した開封の期待）
ヒートシール面の剥がれを利用した開封では、特別な加工等をせずにヒートシール幅、ヒートシール強さ、接着状態等の調節で開封ができる。ヒートシール強さの国際的な評価規格のASTM
F88(1968年制定)が要請しているように、この技術の開発は包装界の長年の課題になっているが、今日においても満足すべき結果は得られていない。 (Expectation of opening using heat seal surface)
In the opening using the peeling of the heat seal surface, the opening can be performed by adjusting the heat seal width, the heat seal strength, the adhesion state, etc. without special processing. ASTM, the international standard for heat seal strength
As required by F88 (established in 1968), the development of this technology has long been a challenge for the packaging industry, but to date no satisfactory results have been obtained.

（平面接着の易開封と密封の達成状況）
材料が２枚の重ね合わせの平面な接着面では、適用するプラスチック材料の工夫によって、易開封が可能な技術が既に開発されているが、ピロー包装袋に代表される重ね段差のある熱接着では段差部の密着が巧くできないので、平面接着の常識は通用しない。 (Achievement of easy opening and sealing of flat adhesive)
On the flat adhesive surface of two overlapping materials, a technology that allows easy opening has already been developed by devising the applied plastic material, but in thermal bonding with overlapping steps represented by pillow packaging bags, Since the contact of the step portion cannot be skillful, common sense of planar bonding is not valid.

（段差のあるピロー包装の普及）
図３に示したようにフイルムの折り方と接着部位を変えて各種の包装形態（四方袋、三方袋、ピロー袋、ガセット袋、封筒袋）が作られている。（a）の四方シール袋(パウチ)以外は屈曲部や4枚と2枚重ねの混在部を擁する特徴が分る。 (Diffusion of stepped pillow packaging)
As shown in FIG. 3, various wrapping forms (four-sided bag, three-sided bag, pillow bag, gusset bag, envelope bag) are made by changing the film folding method and the bonding site. Except for the four-side seal bag (pouch) in (a), you can see the characteristics of having a bent part and a mixed part of four and two sheets.

（ピロー袋に発生する段差）
（ｃ）ピロー袋、（ｄ）ガセット袋ではボトムと開口部の封止の際に、合掌貼り部はシール部と直交した重ね合わせ部が形成される。ヒートシール面には２枚部と４枚部が構成される。更に合掌貼りの１枚は180度の屈曲状態になって、折り重ね部の段差は拡大する。 (Steps generated in pillow bags)
In the case of (c) a pillow bag and (d) a gusset bag, when the bottom and the opening are sealed, an overlapping portion perpendicular to the seal portion is formed in the palm-attached portion. The heat sealing surface has two and four sheets. In addition, one of the palms is bent 180 degrees, and the level difference of the folded portion is enlarged.

（段差部＋屈曲部の圧接が困難）
通常のヒートシールは平行な固形加熱体で圧着加熱するので、ガセット袋のヒートシールでは図４に示したように、屈曲部6と４枚部8が主たる受圧面になり、２枚部は不圧着部7になる構造的欠陥ができる。従来、２枚部の接着完成は、高温又は加熱の長時間化によって、材料の熱伝導や輻射熱でシーラントを溶かして流動化させ、モールド状態にして接着完成を補完していた。従って、接着面が剥がれる界面接着を適用できなかった。 (It is difficult to press the stepped part + bent part)
Since normal heat sealing is pressure-bonded and heated with parallel solid heating elements, as shown in FIG. 4, in the gusset bag heat sealing, the bent portion 6 and the four pieces 8 are the main pressure-receiving surfaces, and the two pieces are not. There is a structural defect that becomes the crimp part 7. Conventionally, the completion of the bonding of the two sheets has been accomplished by melting and fluidizing the sealant by heat conduction or radiant heat of the material by high temperature or prolonged heating, and complementing the completion of bonding in a molded state. Therefore, interfacial adhesion that peels the adhesion surface could not be applied.

(ポリ玉による段差部の増幅)
重ね合わせ段差部9の貫通孔の生成には折り返しの屈曲部6が大きく関与している。更に屈曲部6-1には合掌張り部のシーラントがはみ出すポリ玉が形成されるので、貫通孔の生成はより大きくなる。 (Amplification of the step with a poly ball)
The folded bent portion 6 is greatly involved in the generation of the through hole of the overlapping stepped portion 9. Furthermore, since the poly ball from which the sealant of the palmar portion protrudes is formed in the bent portion 6-1, the generation of the through hole becomes larger.

(各種材料の屈曲力相違)
屈曲部6の剛性は材料毎に異なる特徴がある。材料の剛性を表す指標の一つであるヤング率を汎用文献から収集した。代表的な包装材料のヤング率（MPa）を表１に示した。
汎用のプラスチックのヤング率は一桁から数千迄存在しているので、個別的な対応を要求している。 (Difference in bending force of various materials)
The rigidity of the bent portion 6 has different characteristics for each material. The Young's modulus, which is one of the indices representing the rigidity of materials, was collected from general literature. Table 1 shows the Young's modulus (MPa) of typical packaging materials.
Since the Young's modulus of general-purpose plastics ranges from single digits to thousands, individual measures are required.

（剛性の影響）
大きいヤング率の材料は包装袋の仕上がり形状の維持を目的に利用されているが、ヒートシールの段差部9の貫通孔の生成に大きく関与していることは、ほとんど認識されていない。特に汎用的に利用されている材料のOPP、ONYとPETの硬さは非常に大きい。しかしPETは10〜20μmの薄い物が適用されているので、実際にはあまり問題にならない。しかし、OPPは数十μm以上の厚さが多く利用されているので、段差部の制御視点から見ると密封性への影響は非常に大きい。 (Influence of rigidity)
Although a material with a large Young's modulus is used for the purpose of maintaining the finished shape of the packaging bag, it is hardly recognized that it is greatly involved in the formation of the through hole of the step 9 of the heat seal. In particular, the hardness of OPP, ONY and PET, which are used for general purposes, is very large. However, since PET is applied as thin as 10 to 20 μm, it is not really a problem. However, since OPP is often used with a thickness of several tens of μm or more, the effect on the sealing performance is very large from the viewpoint of controlling the stepped portion.

実際の多くの包装材料は、印刷適性、突き刺し強さの補完、ガスバリア性の向上等の機能を付加するためにシーラントの外側に２種以上のフイルムを重ね合わせるラミネーション技術が適用される。 In many actual packaging materials, a lamination technique in which two or more kinds of films are superposed on the outside of the sealant is applied in order to add functions such as printability, complementation of piercing strength, and improvement of gas barrier properties.

（ラミネーション材料の剛性）
包装袋の成形仕上げのために材料の剛性を高めている。重ね合わせ材料の中には延伸して、硬くしたものが適用されることも多く、このような場合には合掌貼の折り曲げ部はより屈強になって、段差部の密着を更に困難にしている。 (Rigidity of lamination material)
The rigidity of the material is increased to finish the packaging bag. In many cases, the overlapped material is stretched and hardened. In such a case, the bent portion of the palm-spreading becomes stronger and makes it difficult to adhere to the stepped portion. .

以上のようにヒートシール面の段差部9の密着が不十分で、数十〜200μm程度の貫通孔が形成され、微量な漏れが発生する。しかし、この漏れ量は包装材料のガスバリア性に対して数百〜数万倍になっていて看過できない状態を発明者は既に提示している。（参考文献：第24回日本包装学会年次大会発表） As described above, the close contact of the stepped portion 9 on the heat seal surface is insufficient, and a through hole of about several tens to 200 μm is formed, causing a slight amount of leakage. However, the inventor has already suggested that the leakage amount is several hundred to several tens of thousands times the gas barrier property of the packaging material and cannot be overlooked. (Reference: Announcement of the 24th Annual Packaging Society of Japan)

（剥がれシール帯の密着化の確認）
本発明者は溶着面温度測定法：“ＭＴＭＳ”（特許文献１）を適用して、±０.５〜1℃の精密な加熱温度調節（従来は５℃ステップ；ASTM F2029）でヒートシール現象を詳細に解析した結果、平面接着において、微弱な接着強さ（≒0.5N/15mm）状態でも密着が完成していることを「探傷液法」の漏れ試験で突き止めた。 (Confirmation of peeling seal band adhesion)
The present inventor applies the welding surface temperature measurement method: “MTMS” (Patent Document 1), and precisely heats the temperature to ± 0.5 to 1 ° C. (previously 5 ° C. step; ASTM F2029) and heat seal phenomenon As a result of detailed analysis, it was confirmed by the “Flaw detection liquid method” leak test that adhesion was completed even in the state of weak adhesion strength (≈0.5 N / 15 mm) in flat adhesion.

本発明者は剥がれシール状態で段差部があるヒートシール面を微細条突起の圧着の塑性変形を利用した密着方法を考案している。同時にその周辺の５mm以上を界面接着の剥がれシールを施し、弱い条密着状態を保護する新技術を既に完成している。これは、包装体に剥がれシールを帯状に設け、該帯状剥がれシール内の長尺方向に線条ヒートシールの剥がれシールを付加した複合ヒートシール構造である（特許文献２）。 The inventor has devised an adhesion method using a plastic deformation of a fine stripe projection on a heat seal surface having a stepped portion in a peeled seal state. At the same time, a new technology has already been completed to protect the weak streak condition by providing a 5mm or more seal around the periphery. This is a composite heat seal structure in which a peel seal is provided in a strip shape on the package, and a strip heat seal peel seal is added in the longitudinal direction of the strip peel seal (Patent Document 2).

特許第３４６５７４１号公報Japanese Patent No. 3465774 特許第５７７９２９１号公報Japanese Patent No. 5779291

しかるに、本発明者が先に開発した線条ヒートシールを含む複合ヒートシール構造を適用しても貫通孔が残ってしまう包装材料があることを本発明者は発見した。 However, the present inventor has found that there is a packaging material in which through holes remain even when the composite heat seal structure including the linear heat seal developed by the present inventor is applied.

（ヒートシール面の密着現象の確認実験）
本発明者は直鎖状低密度ポリエチレン（LLDPE）の単一フイルムの平面接着において、初期の軟化状態の約0.5N/15mmの接着力で密着が完成していることを確認し、密着には溶融温度以上の加熱の強い接着帯が必要であるとされていた従来の常識を覆す発見をしている。 (Confirmation experiment of heat-seal surface adhesion phenomenon)
The present inventor confirmed that in the flat adhesion of a single film of linear low density polyethylene (LLDPE), the adhesion was completed with an adhesive force of about 0.5 N / 15 mm in the initial softened state. It has been discovered that it overturns the conventional wisdom that it was necessary to have a strong adhesive band heated above the melting temperature.

（密着と剥がれの性質）
従来、密着の完成は材料の熱特性に依存するものとしてきたが、上記の発見はヒートシール面の機械的操作によって密着が制御できることを明らかにした。すなわち密着は荷重操作、剥がれは包装材料の配向力特性に依存していることを本発明者は掴んだ。 (Nature of adhesion and peeling)
Traditionally, completion of adhesion has been dependent on the thermal properties of the material, but the above findings have revealed that adhesion can be controlled by mechanical manipulation of the heat seal surface. That is, the present inventor has grasped that the adhesion depends on the load operation and the peeling depends on the orientation force characteristics of the packaging material.

（圧着圧と密着性の検討）
市場に出ている代表的なピロー袋３種を買い求め、「探傷液法」の検査で、段差部に漏れがあることを確認した。これらの材料の一部（約4cm）を切り取り、重ねと折り曲げで、ピロー袋のセンターシール部に模して、４枚部、２枚部と屈曲部16のある標本13を作った。（図５参照） (Examination of crimping pressure and adhesion)
We purchased three types of typical pillow bags on the market, and we confirmed that there was a leak in the stepped part by the “Flaw detection liquid method” inspection. A part (about 4 cm) of these materials was cut out, overlapped and bent, and a specimen 13 having four parts, two parts, and a bent part 16 was made to imitate the center seal part of the pillow bag. (See Figure 5)

（条突起による密着性の検討）
この標本を図５に示した試験装置で条圧着シールした。ヒートジョーの一方に0.6mmの半丸の条突起10を構成した。この微細線状の条突起10を有する加熱体11を空気シリンダ17で圧着した。加熱温度と空気圧を変化して塑性変形密着部15の密着試験をした。
圧着圧は一定にして、２枚部と４枚部の割合は同一として、試験標本の長さ（L）を変化して圧着圧の調整を行った。この操作は、材料の軟化状態の約2枚部以上の塑性変形を与え、段差部の密着状態を確認する。この密着状態の標本のヒートシールエッジの内側に「探傷液」を点滴して、漏れ試験を行った。 (Examination of adhesion by strip protrusion)
This specimen was subjected to strip press sealing with the test apparatus shown in FIG. A 0.6 mm half-round strip protrusion 10 was formed on one side of the heat jaw. The heating element 11 having the fine linear protrusions 10 was pressure-bonded by an air cylinder 17. The adhesion test of the plastic deformation adhesion part 15 was performed by changing the heating temperature and the air pressure.
The crimping pressure was kept constant and the ratio of the two and four sheets was the same, and the crimping pressure was adjusted by changing the length (L) of the test specimen. This operation gives plastic deformation of about two or more parts in the softened state of the material, and confirms the close contact state of the stepped part. A “flaw detection liquid” was instilled inside the heat seal edge of the specimen in the close contact state, and a leak test was performed.

（探傷液試験法）
「探傷液法」の探傷液は例えば、醸造用アルコールに食用赤色染料を添加した市販の「探傷液」を用い、これを注射器に入れる。室温に冷却した標本のヒートシール線の内側に「探傷液」を点滴し、数分経ったら「探傷液」のシール部へ浸透状態を目視とルーペ観察で調べたものである。詳細は、特許文献２に示されている。 (Flaw detection liquid test method)
As the flaw detection liquid of the “flaw detection liquid method”, for example, a commercially available “flaw detection liquid” in which an edible red dye is added to brewing alcohol is used, and this is put into a syringe. “Flaw detection liquid” was instilled inside the heat seal line of the specimen cooled to room temperature, and after a few minutes, the state of penetration of the “flaw detection liquid” into the seal portion was examined visually and with a magnifier. Details are shown in Patent Document 2.

（高圧着による密着の完成確認）
表2に検証結果を示したように、圧着圧を125N、42N、25N／10mmの３段階になるようにした。加熱温度は各材料のシーラントの剥がれシール強さが低、中のヒートシール強さの発現する温度と溶融温度付近の３レベルを適用した。各材料の融点と軟化点は表2に付記した。

(Completion confirmation of adhesion by high pressure bonding)
As shown in the verification results in Table 2, the crimping pressure was set to three levels of 125N, 42N, and 25N / 10mm. As for the heating temperature, three levels of the sealant peeling seal strength of each material were low, the temperature at which the heat seal strength was expressed, and the melting temperature vicinity were applied. The melting point and softening point of each material are shown in Table 2.

（塑性変形密着の是非の検証）
標本＜２＞、＜３＞は加熱温度の上昇と圧着圧の増加に伴って剥がれシールの中間帯で密着が成立している。本発明が提示する密着の実現性を明らかにできた。しかし、＜１＞の密着はシーラントの剥がれシール温度帯（102〜108℃）より高温（約118℃以上）の加熱を必要としている。（この記述の解析は後述）
共通的に、剥がれシール帯の密着には約20N／10mm以上の荷重が必要であることが分った。 (Verification of the pros and cons of plastic deformation adhesion)
The specimens <2> and <3> are in close contact with the intermediate band of the peel seal as the heating temperature rises and the pressing pressure increases. The feasibility of the adhesion presented by the present invention could be clarified. However, the adhesion of <1> requires heating at a temperature higher than the sealant peeling seal temperature zone (102 to 108 ° C.) (about 118 ° C. or higher). (This description will be analyzed later)
In general, it has been found that a load of about 20 N / 10 mm or more is necessary for the adhesion of the peeling seal band.

（従来法で密封ができない検証）
表２で示した＜１＞の密着不成功を次の２点で検証した。
（1）シーラント（LLDPE）のヒートシール強さの発現特性の計測
（2）密着が完成する温度域の詳細な計測
これらの計測結果のまとめを図６に示した。この実験では、加熱体を材料に直接接触させて、最速の加熱条件とし、加熱速さの影響を極小化した。
シーラント(LLDPE)のヒートシール強さ[a]の発現は平衡溶着面温度の100℃付近から立ち上がり、108℃付近で界面接着と凝集接着の境界になっている。他方、常温では剛性の大きい基材（OPP）の塑性変形は、軟化の始まる118℃付近から起こり、条突起の集中圧接によって、密着が始まっている。基材の塑性変形密着が容易に完成する128℃付近ではシーラント（LLDPE）はほぼ溶融して、モールド接着になっているから密封は完成するが、接着面からの剥離はできない。延伸加工されているこの基材（OPP）は124℃付近からシュリンクが始まっているのでこれ以上高い温度帯の加熱は不適当となる。 (Verification that cannot be sealed by conventional methods)
The unsuccessful adhesion of <1> shown in Table 2 was verified by the following two points.
(1) Measurement of expression characteristics of heat seal strength of sealant (LLDPE) (2) Detailed measurement of temperature range where adhesion is completed FIG. 6 shows a summary of these measurement results. In this experiment, the heating body was brought into direct contact with the material to obtain the fastest heating conditions, and the influence of the heating speed was minimized.
The expression of heat seal strength [a] of sealant (LLDPE) rises from around 100 ℃ of equilibrium weld surface temperature, and is the boundary between interfacial adhesion and cohesive adhesion at around 108 ℃. On the other hand, the plastic deformation of the base material (OPP) having a high rigidity at room temperature occurs from around 118 ° C. where softening starts, and the close contact is started by concentrated pressure welding of the ridges. In the vicinity of 128 ° C where the plastic deformation and adhesion of the base material can be easily completed, the sealant (LLDPE) is almost melted and is bonded to the mold, so that the sealing is completed, but peeling from the bonded surface is not possible. Since the base material (OPP) that has been stretched starts shrinking at around 124 ° C., heating in a higher temperature range becomes inappropriate.

（密着シールの阻害要因の確認）
別に、この組み合わせ材料を平面接着して、密着の不完全領域を調べてみるとシーラントだけの場合は（≒0.5N/15mm）の圧着力でも密着が完成している。しかしOPPフイルムとのラミネーション状態では3N/15mm以下では漏れが起こっている。すなわち基材のミクロの撓み力がシーラントの接着力を上回り、シーラントが固結する前に熱間剥離現象（ホットタック）が起こっていることを確認した。すなわち、剥がれシール帯の密封を確立するためには、基材の反発力が小さくなる軟化域で、剥がれシールが起こるシーラントが必要であることを確認した。 (Confirmation of obstruction factors for tight seal)
Separately, when this combined material is bonded to a flat surface and the incomplete adhesion area is examined, the adhesion is completed even with only the sealant (≈0.5 N / 15 mm). However, in the state of lamination with OPP film, leakage occurs at 3N / 15mm or less. That is, it was confirmed that the micro-deflection force of the base material exceeded the adhesive strength of the sealant, and a hot peeling phenomenon (hot tack) occurred before the sealant solidified. That is, in order to establish the seal of the peel seal band, it was confirmed that a sealant that causes the peel seal in the softened region where the repulsive force of the base material is small is necessary.

（従来のヒートシール法の反省）
従来、ヒートシールの不具合が発生すると常套手段一つとして、シーラントの接着の発現温度帯を低温側に移行する方法が30〜40年前から世界的に行われていた。シーラントの接着発現温度と密着が可能な温度帯との乖離が大幅に進み、すなわち凝集接着帯への偏重が世界的に行われていた。そして密封と易開封が背反する論理の定着してしまった。本発明の提示するシーラントの剥がれシール温度帯を基材の軟化温度域に上昇させる方策はお呼びもつかなかった。 (A reflection of the conventional heat seal method)
Conventionally, as a conventional means when a heat seal failure occurs, a method of shifting the temperature range of adhesion of sealant to a low temperature side has been performed worldwide for 30 to 40 years. The gap between the adhesive development temperature of the sealant and the temperature range in which the sealant can be adhered to has greatly increased, that is, the decentralization of the cohesive adhesive zone has been performed worldwide. And the logic of sealing and easy opening contradicted. The method of raising the peeling seal temperature zone of the sealant proposed by the present invention to the softening temperature range of the base material has not been proposed.

（本発明の発案）
この不具合事例において、図６中に付記したように、シーラントのヒートシール強さ[a]を基材の密着が可能な軟化温度帯（118〜128℃）[b]へ移行するシーラントを用意すれば剥がれシール帯における密着の達成ができる。
本発明者はこの論理の実施に成功した。
すなわち、本発明は、基材層とシーラント層を有する積層材において、基材層の塑性変形領域とシーラント層の剥がれシール領域を求め、両領域の少なくとも一部が重複するシーラント層を選定することを特徴とするシーラント層の選定方法を提供するものである。 (Invention of the present invention)
In this failure case, prepare a sealant that shifts the heat seal strength [a] of the sealant to a softening temperature zone (118 to 128 ° C.) [b] that allows the base material to adhere as shown in FIG. If it peels off, adhesion in the seal band can be achieved.
The inventor has successfully implemented this logic.
That is, the present invention provides a laminate having a base material layer and a sealant layer, obtains a plastic deformation region of the base material layer and a peel seal region of the sealant layer, and selects a sealant layer in which at least a part of both regions overlap. A method for selecting a sealant layer is provided.

（発明の達成方法）
本発明者は既に微細条突起を持つ加熱体ともう一方に耐熱性の弾性体を装着して、密着と剥がれシールの面加熱を同時にできる新ヒートシール技法を提示している。（特許第5779291号）
上記のような構成の包装材料を新ヒートシール技法に適用することによって、密封と易開封の達成は容易になった。
従って、本発明は、基材層とシーラント層を有する積層材において、基材層の塑性変形領域とシーラント層の剥がれシール領域を求め、両領域の少なくとも一部が重複するシーラント層を選定し、この積層材のヒートシールに、ヒートシールが剥がれシールで帯状に設けられ、該帯状剥がれヒートシール内にその長尺方向に線条ヒートシールが剥がれシールで付加されている複合ヒートシール構造を適用することを特徴とするヒートシール方法をも提供するものである。 (Method of achieving the invention)
The present inventor has already proposed a new heat sealing technique in which a heating body having fine protrusions and a heat-resistant elastic body are mounted on the other side, and adhesion and peeling surface heating can be performed simultaneously. (Patent No. 5779291)
By applying the packaging material configured as described above to the new heat sealing technique, it has become easy to achieve sealing and easy opening.
Accordingly, the present invention, in a laminate having a base material layer and a sealant layer, obtains a plastic deformation region of the base material layer and a peel seal region of the sealant layer, and selects a sealant layer in which at least a part of both regions overlap, The heat seal of this laminated material is applied with a composite heat seal structure in which a heat seal is provided in a strip shape with a peel seal, and a linear heat seal is peeled off in the longitudinal direction in the strip peel heat seal and added with a seal. There is also provided a heat sealing method characterized by this.

本発明の効果を次に列挙する。
（１）開封用のノッチの加工を省略できる。
（２）ヒートシール面を利用した易開封が可能になった。
（３）ヒートシール用シーラントの設計方法の合理化が図れた。
（４）ヒートシール製品の製造工程を簡略化できる。
（５）段差部の貫通孔ができる長年月の密封と易開封の課題を解消した。
（６）高齢者／障碍者の開封操作を容易にし、易開封のユニバーサルデザインに反映できる。
（７）包装のコストダウンが図れる The effects of the present invention are listed below.
(1) Processing of the notch for opening can be omitted.
(2) Easy opening using the heat seal surface is now possible.
(3) Streamlined design method for heat sealant sealant.
(4) The manufacturing process of the heat seal product can be simplified.
(5) The problem of sealing and easy opening for many years when a through-hole of a stepped portion was formed was solved.
(6) The opening operation of the elderly / persons with disabilities can be facilitated and reflected in the easy-open universal design.
(7) Reduce packaging costs

加熱温度とヒートシール強さの発現の様子の説明図である。It is explanatory drawing of the mode of expression of heating temperature and heat seal strength. ヒートシール強さ試験と発現状況の説明図である。It is explanatory drawing of a heat seal strength test and an expression condition. 代表的な製袋形態とヒートシール面の断面の説明図である。It is explanatory drawing of the cross section of a typical bag making form and a heat seal surface. 平板加熱による重ね部が混在する時の圧着加熱が困難になる解析説明図である。It is analysis explanatory drawing which becomes difficult for pressure bonding heating when the overlapping part by flat plate heating is mixed. 重ねシール部の局部押し潰し効果の確認方法の説明図である。It is explanatory drawing of the confirmation method of the local crushing effect of an overlap seal part. 剥がれシール帯の段差部シールを失敗した市販製品の解析事例の説明図である。It is explanatory drawing of the analysis example of the commercial product which failed in the level | step-difference part seal | sticker of a peeling seal strip. 密封と易開封を同時に達成する新ヒートシール方法の説明図である。It is explanatory drawing of the new heat sealing method which achieves sealing and easy opening simultaneously. 基材の密着特性に合わせた種々のシーラントの適合設計の実施説明図である。It is execution explanatory drawing of the adaptation design of the various sealants matched with the adhesion characteristic of the base material. 密封と易開封を両立させるシーラントの設計法の説明図である。It is explanatory drawing of the design method of the sealant which makes sealing and easy opening compatible. 密封と易開封の複合シールの剥離パターンの説明図である。It is explanatory drawing of the peeling pattern of the composite seal | sticker of sealing and easy opening.

本発明が適用される積層材は、ヒートシールされる包装材であり、基材層とシーラント層よりなる。 The laminated material to which the present invention is applied is a heat-sealed packaging material, and includes a base material layer and a sealant layer.

基材層は、包装材の突き刺し強度、ガスバリヤ性、成形性(剛性)、印刷適正等を高く求められ種々の材料が用いられるが、代表的なものは、ポリエチレン、特に高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ナイロン等のポリアミド等であり、延伸フィルムも用いられる。厚みは１０〜２００μｍ程度、通常１０〜１２０μｍ程度である。ヤング率は、材料や処理によって大きく異なっている。本発明で重要な要素である剛性について、代表的な包装材料の特性を表１にまとめて示した。 The base material layer is required to have high puncture strength, gas barrier properties, moldability (rigidity), printability and the like of the packaging material, and various materials are used, but typical ones are polyethylene, particularly high-density polyethylene, polypropylene, Examples thereof include polyesters such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, polyamides such as nylon, and stretched films. The thickness is about 10 to 200 μm, usually about 10 to 120 μm. Young's modulus varies greatly depending on the material and processing. Table 1 summarizes the characteristics of typical packaging materials for rigidity, which is an important factor in the present invention.

本発明におけるこの基材層の塑性変形領域（軟化領域）とは、折り重ねの屈曲部の相互面に外部からの１０〜３５ＭＰａ程度、好ましくは１０〜２０ＭＰａ程度の応力で１０〜２０μmに接近できる範囲である。 The plastic deformation region (softening region) of the base material layer in the present invention can approach 10 to 20 μm with a stress of about 10 to 35 MPa from the outside, preferably about 10 to 20 MPa, on the mutual surfaces of the bent portions of the fold. It is a range.

それは融点未満の範囲である。但し、軟化開始点付近では、ヒートシールの際に貫通孔が残存しないように圧着条件を高めなければならず、また、融点近傍になると積層材自体の形崩れがしやすくなるので、材料毎に圧着圧を小さくする配慮が必要になる。
汎用のOPPでは軟化点より１０℃以上、好ましくは１５℃以上高い温度で、融点より１５℃以下好ましくは２０℃以下の低い温度範囲が好適である。 It is in the range below the melting point. However, in the vicinity of the softening start point, it is necessary to increase the pressure bonding conditions so that the through-hole does not remain at the time of heat sealing, and since the shape of the laminated material itself tends to collapse near the melting point, for each material Consideration to reduce the pressure is required.
In general-purpose OPP, a temperature range of 10 ° C. or more, preferably 15 ° C. or more higher than the softening point, and a low temperature range of 15 ° C. or less, preferably 20 ° C. or less, higher than the melting point is suitable.

シーラント層は、包装材のヒートシール層として機能する層であり、種々の材料が用いられるが、代表的なものは低密度ポリエチレンと直鎖状低密度ポリエチレンである。その外、ポリプロピレンや非晶質のポリエステルやポリアミドも使用できる。厚みは３〜８０μｍ程度、通常１０〜５０μｍ程度である。 The sealant layer is a layer that functions as a heat seal layer of the packaging material, and various materials are used. Typical examples are low-density polyethylene and linear low-density polyethylene. In addition, polypropylene, amorphous polyester, and polyamide can also be used. The thickness is about 3 to 80 μm, usually about 10 to 50 μm.

このシーラント層の剥がれシール領域とは、シーラント層同士を向い合わせてヒートシールした際に両層が剥離可能な界面接着する状態であり、図１、図２に界面接着と表示されている接着範囲である。包装体として使用した際に、内容物の密封性を充分に確保し、かつ、内容物の取出し時に剥離が容易な点で、界面接着の開始温度（図１、図２の立上り開始温度）より３℃以上、好ましくは１℃以上高く、界面接着と凝集接着の境界温度（図１、図２のピーク温度）より１℃以下、好ましくは２℃以下の低い温度範囲が好適である。 This sealant layer peeling seal area is a state where the sealant layers face each other and heat-sealed, and the two layers can be peeled and bonded to each other, and the bonding range indicated as interface bonding in FIGS. 1 and 2 It is. From the interfacial adhesion start temperature (starting start temperature in FIGS. 1 and 2) in terms of ensuring sufficient sealing of the contents when used as a package and easy peeling when the contents are removed. A temperature range of 3 ° C. or higher, preferably 1 ° C. or higher, and a lower temperature range of 1 ° C. or lower, preferably 2 ° C. or lower, than the boundary temperature between the interfacial adhesion and cohesive adhesion (peak temperature in FIGS. 1 and 2) is suitable.

本発明では、基材層の塑性変形領域とシーラント層の剥がれシール領域が少なくとも一部で重複するようにシーラント層を選定するか、この重複する温度範囲は４℃以上、好ましくは１０℃以上あることが望ましい。そして、特に、両領域がいずれも好適な範囲で重複することが好ましく、好適な範囲で４℃以上、好ましくは１０℃以上重複することがさらに望ましい。 In the present invention, the sealant layer is selected so that the plastic deformation region of the base material layer and the peel seal region of the sealant layer overlap at least partially, or the overlapping temperature range is 4 ° C. or more, preferably 10 ° C. or more. It is desirable. In particular, it is preferable that both the regions overlap within a suitable range, and it is more desirable that the regions overlap each other within a suitable range of 4 ° C. or more, preferably 10 ° C.

本発明の積層材は、基材層とシーラント層が直接積層されていてもよく、接着層を介して積層されていてもよい。積層方法も共押出法であってもよく、基材フィルムにシーラント層を塗布してもよく、また、別途に作製されたフィルム同士を貼り合わせてもよい。
そして、基材層とシーラント層以外層も含まれていてもよい。例えば、ガスバリア性や遮光性を向上させるアルミフォイルや不透明材等を含んでいてもよい。 In the laminated material of the present invention, the base material layer and the sealant layer may be directly laminated, or may be laminated via an adhesive layer. The lamination method may be a co-extrusion method, a sealant layer may be applied to the base film, or films prepared separately may be bonded together.
And layers other than a base material layer and a sealant layer may be included. For example, an aluminum foil or an opaque material that improves gas barrier properties and light shielding properties may be included.

本発明は、以下の方法で適用基材とシーラント材のヒートシールの際に密着して、貫通孔が形成されない温度域の確認を行い、適合するシーラント材の選択を行うことができる。
（１）使いたい基材層となる材料を用意する。
（２）薄手（10〜20μm）のLLDPEフイルムを用意する。（市販の汎用品でよい）
（３）ピロー袋のセンターシールを模して、LLDPEフイルムをシーラントの位置になるように当該材に挟み込む。LLDPEフイルムの挟み込みは、基材の軟化塑性変形の密着が10µm程度以下に到達したセンサとして利用する。
（４）図５の圧着装置を用い、表1の圧着荷重を参照して、温度を２℃ステップで微細円弧状で局部加熱する。常温に冷却後、「探傷液法」によって密着状態を検査する。200倍程度の顕微鏡を用いれば、数µm程度の着色した貫通孔を目視検査できる。
（５）検討するシーラント材に就いて（２）と（３）を除いて、シーラント材の密着性を同様に試験する。
（６）検査結果をグラフにして、＜１＞2〜10N／15mm以上のヒートシール強さ範囲、＜２＞密着が完成する上限圧接荷重以下（材料毎に異なる）を確認して、当該材料毎の加熱温度と圧着範囲を選定する。
（７）基材の密着が可能となる開始温度で、約1N／15mm以上のヒートシール強さが発現するようなシーラント材を選択するのが好ましい。 In the present invention, a heat seal between an applied base material and a sealant material can be confirmed by the following method, a temperature range in which a through hole is not formed can be confirmed, and a suitable sealant material can be selected.
(1) Prepare a material to be a base material layer to be used.
(2) Prepare a thin (10-20 μm) LLDPE film. (A commercially available general-purpose product may be used.)
(3) Simulate the center seal of the pillow bag, and sandwich the LLDPE film into the sealant so that it is in the position of the sealant. The sandwiching of the LLDPE film is used as a sensor in which the adhesion of the soft plastic deformation of the base material reaches about 10 µ m or less.
(4) Using the crimping apparatus shown in FIG. 5, with reference to the crimping load in Table 1, the temperature is locally heated in a fine arc shape at 2 ° C. steps. After cooling to room temperature, the adhesion state is inspected by “Flaw detection liquid method”. If a microscope of about 200 times is used, a colored through hole of about several micrometer can be visually inspected.
(5) Regarding the sealant material to be examined, except for (2) and (3), the adhesion of the sealant material is tested in the same manner.
(6) Graph the test results to confirm <1> 2-10N / 15mm or more heat seal strength range, <2> below the upper limit pressure contact load that completes adhesion (different for each material) Select the heating temperature and crimping range for each.
(7) It is preferable to select a sealant material that exhibits a heat seal strength of about 1 N / 15 mm or more at a starting temperature at which the base material can be adhered.

本発明の積層材のヒートシール方法は、基本的に基材層の塑性変形領域とシーラント層の剥がれシール領域の重なる温度域で行う。ヒートシール条件は、基材層が充分に変形してヒートシール面間に貫通孔が残存せず、かつ所定の剥がれシール強さになるように定められるが、これは予め実験をして定めることができる。 The heat sealing method for a laminated material of the present invention is basically performed in a temperature range where the plastic deformation region of the base material layer and the sealant layer peel off and overlap each other. The heat seal condition is determined so that the base material layer is sufficiently deformed so that no through-holes remain between the heat seal surfaces, and a predetermined peeling seal strength is obtained. Can do.

ヒートシール強さと剥がし力の関係は［（実際のヒートシール幅／15mm）×ヒートシール強さ］が標準化されている。摘み代開封（特願2015−30337）によれば、剥がれシール強さの約２倍が開封力になる。摘み開封では4〜20Nが適正範囲である。ヒートシール幅を15mmに選んだ場合は所望の開封力から、剥がれシール強さを選択する。ヒートシールの安定性を配慮して、最低の剥がれシール強さを約２N/15mm以上とする。 [(Actual heat seal width / 15 mm) × heat seal strength] is standardized as the relationship between the heat seal strength and the peeling force. According to the pinch opening (Japanese Patent Application No. 2015-30337), the opening force is about twice the peel seal strength. 4-20N is the proper range for picking and opening. When the heat seal width is selected to be 15 mm, the peel seal strength is selected from the desired opening force. Considering the stability of heat seal, the minimum peel seal strength should be about 2N / 15mm or more.

本発明で設計された積層材のヒートシールには本発明者が先に開発した、帯状の剥がれシールの長尺方向に線条シールを付加した複合ヒートシール構造を適用することが極めて有効である。
その場合、線条シール部は接着面積が小さいので外力に対する耐破袋性が非常に小さい。周辺に通常５mm幅以上の剥がれシールの面接着帯を設けて、剥離エネルギーを利用した、耐破袋性能を高める必要がある。 It is extremely effective to apply a composite heat seal structure in which a strip seal is added in the longitudinal direction of the strip-shaped peel seal, which was previously developed by the present inventors, for the heat seal of the laminated material designed in the present invention. .
In that case, since the line seal part has a small adhesion area, the bag resistance against external force is very small. It is necessary to improve the resistance to bag breaking using the peeling energy by providing a surface adhesive band of a peel seal with a width of 5 mm or more around the periphery.

この複合シール構造を適用すると面接着部も確実な剥がれシールの熱接着が完成できるので、容易に密封と易開封の目的を果たすことができる。（図7参照） When this composite seal structure is applied, the surface bonding portion can be reliably peeled off and the heat bonding of the seal can be completed, so that the purpose of sealing and easy opening can be easily achieved. (See Figure 7)

この複合ヒートシール構造は、剥がれシールで帯状に設けられた帯状剥がれヒートシールと、その内に長尺方向に設けられた線条剥がれヒートシールよりなる。 This composite heat seal structure includes a strip peel heat seal provided in a strip shape by a peel seal, and a linear strip heat seal provided in the longitudinal direction.

帯状剥がれヒートシールは包装袋の場合には開封しようとする辺に設けられ、その幅は、一般に３〜３０ｍｍ程度、典型的には５〜１５ｍｍ程度である。剥がれ強さである接着強度（ヒートシール強さ）は通常２〜１２Ｎ／１５ｍｍ程度、一般的には２〜１０Ｎ／１５ｍｍ程度が好ましい。この範囲に設定すれば例えばこどもでは開け難い制限のある用途別の易開封にも対応できる。 In the case of a packaging bag, the stripped heat seal is provided on the side to be opened, and its width is generally about 3 to 30 mm, typically about 5 to 15 mm. The adhesion strength (heat seal strength), which is the peel strength, is usually preferably about 2 to 12 N / 15 mm, and generally about 2 to 10 N / 15 mm. If it is set within this range, for example, it is possible to cope with easy-opening according to applications that has restrictions that are difficult to open with children.

一方、線条シールの幅は0.05〜２ｍｍ程度、好ましくは0.1〜１．５ｍｍ程度であり、また深さは0.05〜2ｍｍ程度、好ましくは0.1〜1.5ｍｍ程度である。線条シールの接着強さは２〜１５Ｎ／１５ｍｍ程度、好ましくは２〜１２Ｎ／１５ｍｍ程度とするのがよい。 On the other hand, the width of the line seal is about 0.05 to 2 mm, preferably about 0.1 to 1.5 mm, and the depth is about 0.05 to 2 mm, preferably about 0.1 to 1.5 mm. The adhesive strength of the filament seal is about 2 to 15 N / 15 mm, preferably about 2 to 12 N / 15 mm.

この線条シールは帯状剥がれヒートシールの長手方向に設けられ、ヒートシール面の中央ではなく外縁に寄せて線条シールを帯状剥がれヒートシールの中央に設けるよりも剥がれシール面を包装袋の内側により大きく設けることが好ましく、例えば、内縁から全幅の60〜90％程度の範囲が適当である。 This strip seal is provided in the longitudinal direction of the strip-like heat seal, and it is closer to the outer edge rather than the center of the heat seal surface, and the strip seal surface is placed on the inside of the packaging bag rather than being provided at the center of the strip-like heat seal. For example, a range of about 60 to 90% of the entire width from the inner edge is appropriate.

線条シールは、原則として1本であるが、本発明の作用効果を損なわない範囲で、局部圧着荷重を増加して複数、例えば２本あるいは３本設けることも可能である。
この複合ヒートシール構造は、図５に示すヒートシール機で形成できる。 Although the number of filament seals is one in principle, a plurality of, for example, two or three, can be provided by increasing the local pressure-bonding load as long as the effects of the present invention are not impaired.
This composite heat sealing structure can be formed by the heat sealing machine shown in FIG.

（ポリ玉の障害の補完機能）
合掌貼り部の作成時に接着面の内側のヒートシール線には溶融したシーラントがはみ出すと屈曲部の段差は増幅され、段差部の密封が阻害されるが軟化温度帯にシーラントの剥がれシール帯を選べば不具合は解消できる。 (Polyball obstacle compensation function)
When melted sealant protrudes from the heat seal line inside the adhesive surface when creating a palm-pasted part, the level difference in the bent part is amplified and the sealing of the level difference part is obstructed, but the sealant peeling seal band can be selected in the softening temperature zone. The problem can be solved.

段差のあるピロー袋のセンターシール部において、本発明の新規性を確認するために、剛性が非常に大きく(表1参照)通常のヒートシール操作では密封が困難な２軸延伸ポリプロピレン(OPP)基材を共通にして、一般的な３種のシーラントを使って密封と易開封ができることを検証した。
（1）基材仕様：市販品の２軸延伸ポリプロピレン（OPP）50μm
（2）密着検知シーラント：LLDPE；≒10μm（市販品）
（3）適合性試験の対象に選んだシーラント
1）PP Co-polymer:20μm
2）層間剥離シーラント：30μm
3）凝集剥離シーラント：30μm In order to confirm the novelty of the present invention at the center seal part of a pillow bag with a step, the rigidity is very large (see Table 1). Biaxially oriented polypropylene (OPP) base, which is difficult to seal by normal heat sealing operation It was verified that it can be sealed and easily opened using three common sealants with the same material.
(1) Base material specifications: Commercially available biaxially oriented polypropylene (OPP) 50μm
(2) Adhesion detection sealant: LLDPE; ≒ 10μm (commercially available)
(3) Sealant selected for conformity testing
1) PP Co-polymer: 20μm
2) Delamination sealant: 30μm
3) Cohesive peel sealant: 30μm

本発明の新規性を次の条件でヒートシールの検証した。
（4）標本寸法：２枚部；10mm（折り曲げ）、４枚部；（内部折り曲げ）10mm、２枚部；10mm（端部開放）［図５(a)参照］
（5）加熱面幅：15mm
（6）条突起：0.6mm丸棒（長さ；≒40mm）
（7）圧接荷重：20、40、60、80、100N／10mm
（8）加熱温度：加熱体表面温度：100〜140℃（精度±0.4℃）
（9）加熱時間：3ｓ（平衡温度到達の最少時間）
（10）加熱標本の冷却：加熱後2ｓ以内に室温のアルミ体で軽く圧接し強制冷却
（11）密着試験：「探傷液」を条突起線に点滴し、「探傷液」の浸透を×10〜20のルーペで目視確認 The novelty of the present invention was verified by heat sealing under the following conditions.
(4) Specimen dimensions: 2 pieces; 10 mm (bend), 4 pieces; (inner fold) 10 mm, 2 pieces; 10 mm (open end) [See Fig. 5 (a)]
(5) Heating surface width: 15mm
(6) Strip protrusion: 0.6mm round bar (length; ≒ 40mm)
(7) Pressure contact load: 20, 40, 60, 80, 100N / 10mm
(8) Heating temperature: Heater surface temperature: 100-140 ° C (accuracy ± 0.4 ° C)
(9) Heating time: 3s (minimum time to reach equilibrium temperature)
(10) Cooling of the heated specimen: Lightly pressed with an aluminum body at room temperature within 2 seconds after heating and forced cooling (11) Adhesion test: “Flaw detection liquid” is instilled on the ridge line, and “Flaw detection liquid” permeates × 10 Visual confirmation with ~ 20 loupe

（基材の密着特性の測定）
加熱温度と圧接圧をパラメータにして、基材の密着確認を10μmのLLDPEを密着センサとして挟んで、約20μm以内の密着が完成する範囲を試験した。
この検証結果を表３にまとめた。 (Measurement of adhesion characteristics of substrate)
Using the heating temperature and pressure contact pressure as parameters, the substrate adhesion confirmation was sandwiched with a 10 μm LLDPE as an adhesion sensor, and the range in which adhesion within about 20 μm was completed was tested.
The verification results are summarized in Table 3.

当該材料の密着は100N／10mmの荷重で、112℃から密着が発現している。60N／10mmでは114℃となっている。軟化が進む118〜126℃では20N／10mmの圧接力で容易に密着している。この結果から、密着完成のパラメータが分った。 The adhesion of the material has been developed from 112 ° C. under a load of 100 N / 10 mm. It is 114 ° C at 60N / 10mm. At 118-126 ° C, where softening proceeds, it is easily adhered with a pressure of 20 N / 10 mm. From this result, the parameters for completion of adhesion were found.

（基材のシュリンクの説明）
当該材料は２軸延伸が掛けられているので、延伸時の温度に近づくと元の容積に戻るためシュリンクが起こる。従って、延伸フイルムはシュリンク前の温度帯で利用する必要がある。当該材料では124℃付近で観察された。
本試験の結果、当該材料の密着が可能な適正温度帯は約10℃幅の114〜124℃付近が得られた。この温度帯に一致するようなシーラントの選択又は設計が求められる。 (Explanation of shrinkage of base material)
Since the material is biaxially stretched, shrinkage occurs because the material returns to its original volume when it approaches the temperature during stretching. Therefore, it is necessary to use the stretched film in the temperature zone before shrinking. This material was observed at around 124 ° C.
As a result of this test, an appropriate temperature range in which the material can be adhered was about 114 to 124 ° C. with a width of about 10 ° C. Selection or design of a sealant that matches this temperature zone is required.

（適合性の評価定義）
密封と易開封の適合性の制約条件は
（1）易開封適正はヒートシールの安定性の視点から、ヒートシール強さを2Ｎ／15mm以上、開封力の最大値制限から10Ｎ／15mmの範囲の適用が要求される。
（2）圧接荷重は装置の発生荷重の制約から80Ｎ／10mmの上限を設定した。
（3）延伸の掛かった材料では延伸時の温度より高くなると溶融状態の容積に戻るのでシュリンクが発生する。本試験に適用した基材で124℃付近に制限温度がある。 (Compatibility evaluation definition)
Restrictions on the compatibility of sealing and easy opening are as follows: (1) Easy opening is appropriate from the viewpoint of heat seal stability. Heat seal strength is 2N / 15mm or more, and the maximum opening force limit is 10N / 15mm. Application is required.
(2) The pressure contact load was set to an upper limit of 80N / 10mm due to restrictions on the load generated by the equipment.
(3) In the stretched material, when it becomes higher than the temperature at the time of stretching, it returns to the melted volume and shrinkage occurs. The base material applied in this test has a limit temperature around 124 ° C.

他方、3種のシーラント材の密着性試験結果を表４、表５、表６に列挙した On the other hand, the adhesion test results of the three sealant materials are listed in Table 4, Table 5, and Table 6.

（界面剥離シーラント＜PP Co-polymer＞の評価）
このシーラントは、規則配列(アイソタクチック)、不規則配列(アタクチック)のco-polymerを配合して、ヒートシール強さの発現温度や剥がれシール温度帯を拡張した材料である。 (Evaluation of interfacial release sealant <PP Co-polymer>)
This sealant is a material in which a co-polymer having a regular arrangement (isotactic) and an irregular arrangement (atactic) is blended to expand the temperature at which the heat seal strength is exhibited and the peeling seal temperature range.

このシーラントは116〜124℃帯で20N／10mmもしくは以下の小さな圧接で密着していることを先ず確認し、適合性を評価した。基材との密封と易開封の相性の図解を図８(a）に示した。124℃の加熱ではヒートシール強さが13N／15mmになっているので、開封力を20N以下にするためにヒートシール幅は12mm以下にすれば、（13×12／15≒10N）となるので利用できる。
本ケースの密封と易開封の適正加熱範囲は、約6℃幅の117〜123℃が得られた。 First, it was confirmed that this sealant was in close contact with a small pressure contact of 20 N / 10 mm or less in the 116 to 124 ° C. band, and the compatibility was evaluated. An illustration of compatibility between sealing with a substrate and easy opening is shown in FIG. Since the heat seal strength is 13N / 15mm when heated at 124 ℃, if the heat seal width is 12mm or less in order to make the opening force 20N or less, (13 × 12/15 ≒ 10N) Available.
The proper heating range for sealing and easy opening of this case was 117 to 123 ° C with a width of about 6 ° C.

（層間剥離シーラントの評価）
層間剥離シーラントの本発明への適用性を検討するために＜層間剥離シーラント：30μm＞を選んだ。この材料は基材、層間剥離層とシーラントで構成していて、シーラントは約10μmで薄い。 (Evaluation of delamination sealant)
In order to investigate the applicability of the delamination sealant to the present invention, <delamination sealant: 30 μm> was selected. This material is composed of a base material, a delamination layer and a sealant, and the sealant is thin at about 10 μm.

（層間剥離シーラントの機能）
層間剥離のシーラントの特徴は、ヒートシール強さ発現初期はシーラントの界面接着面強さが現れ、シーラントが凝集接着温度まで加熱されるとシーラントの隣接するラミネーション材が熱変性して、接着力を微小になるように設計されている。この温度以上に加熱された後に、常温にして、この接着エッジに開封力が付与するとエッジは破断して、熱変性して接着力が低下した加熱面部の開封となる。本ケースではシーラントの破断力は6Ｎ／15mmであり、加熱の熱変性でデラミ部は約1.5Ｎ／15mmになっていて、低い易開封を獲得している。 (Function of delamination sealant)
The delamination sealant is characterized by heat seal strength at the beginning of the manifestation of the interfacial adhesive strength of the sealant, and when the sealant is heated to the cohesive bonding temperature, the lamination material adjacent to the sealant is thermally denatured to increase the adhesive strength. It is designed to be very small. When heated to this temperature and then brought to room temperature and an opening force is imparted to the bonding edge, the edge breaks, resulting in the opening of the heated surface portion that has been thermally denatured to reduce the bonding force. In this case, the breaking force of the sealant is 6N / 15mm, and the delamination part is about 1.5N / 15mm due to heat denaturation by heating, and a low easy opening is obtained.

（基材とシーラントの相性の実際）
シーラントは112〜126℃帯で20N／10mmもしくは以下で密着していて、基材との極めて良好な相性を示している。基材との密封と易開封の相性の図解を図８(b）に示した。加熱温度が112〜120℃ではシーラントの界面接着の剥がれ特性を示している。120℃に到達するとシーラントは凝集接着状態となる。この付近の温度帯に到達すると層間剥離層は熱分解によって、接着力を失うデラミ状態になる。 (Actual compatibility of base material and sealant)
The sealant is in close contact at 20 N / 10 mm or less in the 112-126 ° C. band and exhibits extremely good compatibility with the substrate. An illustration of the compatibility between sealing with the substrate and easy opening is shown in FIG. When the heating temperature is 112 to 120 ° C., the interfacial adhesion peeling property of the sealant is shown. When the temperature reaches 120 ° C., the sealant becomes a cohesive adhesive state. When the temperature zone near this is reached, the delamination layer is in a delamination state that loses adhesive strength due to thermal decomposition.

（層間剥離の動作説明）
薄いシーラント（≒10μm）で構成されているので、内側のヒートシールエッジに開封力（≒6N／15mm）が作用すると容易に破断して、層間の剥離に移行する。122〜126℃の層間剥離力は（1.2〜2.5N／15mm）となっている。この場合の開封は、ヒートシール幅が15mmなら開封力は、一旦、約12Nに上がって、プッツン！と切れて、その後は直ちに3〜4Nの低開封力に移行する。 (Explanation of delamination operation)
Since it is composed of a thin sealant (≈10 μm), when an opening force (≈6 N / 15 mm) acts on the inner heat seal edge, it easily breaks and moves to delamination. The delamination force at 122 to 126 ° C. is (1.2 to 2.5 N / 15 mm). In this case, if the heat seal width is 15mm, the opening force once rises to about 12N, Putsun! After that, it immediately shifts to 3-4N low opening force.

（最適範囲の決定）
本ケースの場合の制約条件は圧接荷重の上限（80Ｎ／10mm）温度とシュリンク開始温度が制約条件となり、約8℃幅の116〜124℃付近が密封と易開封の適正加熱範囲となる。層間剥離の発現温度を116℃以下に設定すれば、基材が密着する116〜124℃の全域で低い開封力の易開封が実施できる。（図9参照） (Determination of optimal range)
In the case of this case, the upper limit (80N / 10mm) temperature and shrink start temperature of the pressure contact load and the shrink start temperature are the restrictive conditions, and the proper heating range of sealing and easy opening is around 116 to 124 ° C with a width of about 8 ° C. If the delamination temperature is set to 116 ° C. or lower, easy opening with a low opening force can be performed in the entire region of 116 to 124 ° C. where the base material adheres. (See Figure 9)

（凝集剥離のシーラントの適応試験）
凝集剥離のシーラントは2種以上の高分子の相溶性を利用している。
お互いに接着しない異種のプラスチックをシーラントに混合して作成する。この面を合わせて、混合した高分子の一方のみが接着する温度帯で加熱するとシーラント内の粒子間で接着の不揃いが起こる。冷却後の開封力で層内に破壊剥離が起こる。
一定値迄の加熱温度の接着力は混合分子の割合や分子の種類の選択で、ほぼ一定な間引き接着力を示す特徴がある。加熱温度が更に上昇するともう一方の混合分子も接着状態になるので層内の破壊剥離はなくなり、全体が凝集接着状態になる。本例では低ヒートシール強さの材料を適用した。所望の開封力を得るには異種分子の混合割合で調節する。 (Adaptive test of cohesive peeling sealant)
The cohesive exfoliation sealant utilizes the compatibility of two or more polymers.
Made by mixing different types of plastics that do not adhere to each other into the sealant. When these surfaces are combined and heated in a temperature zone where only one of the mixed polymers adheres, uneven adhesion occurs between the particles in the sealant. Destructive peeling occurs in the layer by the opening force after cooling.
The adhesive force at a heating temperature up to a certain value has a characteristic that it shows a substantially constant thinning adhesive force by selecting the ratio of mixed molecules and the kind of molecules. When the heating temperature is further increased, the other mixed molecule is also in an adhesive state, so that the delamination in the layer is eliminated and the whole is in an agglomerated adhesive state. In this example, a material with low heat seal strength was applied. In order to obtain a desired opening force, the mixing ratio of different molecules is adjusted.

（凝集破壊温度帯の選択説明）
本ケースの場合、凝集剥離帯の適用上限が122℃である。下限域は適正な密着開始荷重の制約（80N/10mm）で適用温度帯が決まった。本ケースの場合、約8℃幅の116〜124℃付近が密封と易開封の適正加熱範囲となる。解析図解を図８(ｃ）に示した。 (Selection explanation of cohesive failure temperature range)
In this case, the upper limit of application of the cohesive peeling zone is 122 ° C. In the lower limit area, the applicable temperature range was determined by the appropriate adhesion start load constraint (80N / 10mm). In the case of this case, the proper heating range of sealing and easy opening is around 116-124 ° C with a width of about 8 ° C. An analytical illustration is shown in FIG.

（本発明の汎用性の証明）
実施例において本発明が３種のシーラントに対応できることを示し、その汎用性を検証した。そして本実施例の検証法を適用して、適格なシーラントの合理的な設計法が確認できた。 (Proof of versatility of the present invention)
In the examples, it was shown that the present invention can cope with three kinds of sealants, and their versatility was verified. By applying the verification method of this example, a rational design method for a qualified sealant could be confirmed.

（発明の方法のモデル化説明）
以上の検討結果をまとめ、密封と易開封を両立させる本発明の包装材料の設計法のモデル化を図９に示した。 (Modeling explanation of the method of the invention)
FIG. 9 shows the modeling of the design method of the packaging material of the present invention, which summarizes the results of the above studies and achieves both sealing and easy opening.

（発明の剥がれシール状態の完成の説明）
実施例の基材とシーラントを組み合わせた複合シール材料を特許（5779291）法でヒートシールを行った。引張試験の実測剥離パターンを図１０に示した。
この結果、密着部に剥がれシール帯を共存させる本発明の設計法が有効に機能して、弱い密着部が周辺の剥がれシールの剥離エネルギーによって、破袋が防御されている様子を確認できた。 (Explanation of completion of peeling seal state of invention)
The composite sealing material in which the base material of the example and the sealant were combined was heat-sealed by the patent (5779291) method. The actually measured peel pattern of the tensile test is shown in FIG.
As a result, it was confirmed that the design method of the present invention in which the peeling seal band coexists in the close contact portion functions effectively, and the weak close contact portion is protected from the broken bag by the peeling energy of the peripheral peel seal.

１加熱体1
２加熱体2
３材料
４ガセット折部
５センターシール
６屈曲部
７不圧着部
８４枚部
９段差部
１０条突起
１１加熱体
１２加熱体
１３標本
１４押し潰し荷重
１５成形密着部
１６屈曲点
１７空気シリンダ
１８線条突起
１９加熱体
２０加熱体
２１材料
２２弾性体
２３押し潰し荷重
２４４枚部
２５２枚部 1 Heating body 1
2 Heating body 2
3 Material 4 Gusset Folding Section 5 Center Seal 6 Bending Part 7 Non-Pressure Part 8 4 Sheets 9 Stepped Part 10 Strip Protrusion 11 Heating Element 12 Heating Element 13 Specimen 14 Crushing Load 15 Molding Adhering Part 16 Bending Point 17 Air Cylinder 18 Line Strip projection 19 Heating body 20 Heating body 21 Material 22 Elastic body 23 Crushing load 24 4 sheets 25 2 sheets

本発明で設計された積層材は、基材層の軟化状態でヒートシールできるので貫通孔のない完全な密封シールができ、幅広くヒートシール材料として利用できる。そして、ピロー袋、ガセット袋のように段差のある部位を有するヒートシールに特に好ましく利用できる。 Since the laminate material designed in the present invention can be heat-sealed in a softened state of the base material layer, it can be completely sealed without a through hole, and can be widely used as a heat seal material. And it can utilize especially preferably for the heat seal which has a site | part with a level | step difference like a pillow bag and a gusset bag.

（高圧着による密着の完成確認）
表2に検証結果を示したように、圧接荷重を125N、42N、25N／10mmの３段階になるようにした。加熱温度は各材料のシーラントの剥がれシール強さが低、中のヒートシール強さの発現する温度と溶融温度付近の３レベルを適用した。各材料の融点と軟化点は表2に付記した。

(Completion confirmation of adhesion by high pressure bonding)
As shown in the verification results in Table 2, the pressure contact load was set to three stages of 125N, 42N, and 25N / 10mm. As for the heating temperature, three levels of the sealant peeling seal strength of each material were low, the temperature at which the heat seal strength was expressed, and the melting temperature vicinity were applied. The melting point and softening point of each material are shown in Table 2.

（塑性変形密着の是非の検証）
標本＜２＞、＜３＞は加熱温度の上昇と圧接荷重の増加に伴って剥がれシールの中間帯で密着が成立している。本発明が提示する密着の実現性を明らかにできた。しかし、＜１＞の密着はシーラントの剥がれシール温度帯（102〜108℃）より高温（約118℃以上）の加熱を必要としている。（この記述の解析は後述）
共通的に、剥がれシール帯の密着には約20N／10mm以上の荷重が必要であることが分った。 (Verification of the pros and cons of plastic deformation adhesion)
Samples <2> and <3> are in close contact with the intermediate band of the peel seal as the heating temperature rises and the pressure load increases. The feasibility of the adhesion presented by the present invention could be clarified. However, the adhesion of <1> requires heating at a temperature higher than the sealant peeling seal temperature zone (102 to 108 ° C.) (about 118 ° C. or higher). (This description will be analyzed later)
In general, it has been found that a load of about 20 N / 10 mm or more is necessary for the adhesion of the peeling seal band.

（密着シールの阻害要因の確認）
別に、この組み合わせ材料を平面接着して、密着の不完全領域を調べてみるとシーラントだけの場合は（≒0.5N/15mm）の圧接荷重でも密着が完成している。しかしOPPフイルムとのラミネーション状態では3N/15mm以下では漏れが起こっている。すなわち基材のミクロの撓み力がシーラントの接着力を上回り、シーラントが固結する前に熱間剥離現象（ホットタック）が起こっていることを確認した。すなわち、剥がれシール帯の密封を確立するためには、基材の反発力が小さくなる軟化域で、剥がれシールが起こるシーラントが必要であることを確認した。 (Confirmation of obstruction factors for tight seal)
Separately, when this combined material is bonded to a flat surface and the incomplete adhesion area is examined, the adhesion is completed even with a pressure contact load (≈0.5 N / 15 mm) in the case of only the sealant. However, in the state of lamination with OPP film, leakage occurs at 3N / 15mm or less. That is, it was confirmed that the micro-deflection force of the base material exceeded the adhesive strength of the sealant, and a hot peeling phenomenon (hot tack) occurred before the sealant solidified. That is, in order to establish the seal of the peel seal band, it was confirmed that a sealant that causes the peel seal in the softened region where the repulsive force of the base material is small is necessary.

（発明の達成方法）
本発明者は既に微細条突起を持つ加熱体ともう一方に耐熱性の弾性体を装着して、密着と剥がれシールの面加熱を同時にできる新ヒートシール技法を提示している。（特許第5779291号）
上記のような構成の包装材料を新ヒートシール技法に適用することによって、密封と易開封の達成は容易になった。
従って、本発明は、基材層とシーラント層を有する積層材において、基材層の塑性変形領域とシーラント層の剥がれシール領域を求め、両領域の少なくとも一部が重複するシーラント層を選定し、この積層材のヒートシールに、帯状に設けられる剥がれシールと、該帯状剥がれヒートシール内でその長尺方向に線条ヒートシールが剥がれシールで付加されている複合ヒートシール構造を適用することを特徴とするヒートシール方法をも提供するものである。 (Method of achieving the invention)
The present inventor has already proposed a new heat sealing technique in which a heating body having fine protrusions and a heat-resistant elastic body are mounted on the other side, and adhesion and peeling surface heating can be performed simultaneously. (Patent No. 5779291)
By applying the packaging material configured as described above to the new heat sealing technique, it has become easy to achieve sealing and easy opening.
Accordingly, the present invention, in a laminate having a base material layer and a sealant layer, obtains a plastic deformation region of the base material layer and a peel seal region of the sealant layer, and selects a sealant layer in which at least a part of both regions overlap, wherein the heat sealing of the laminate, and peeling the seal provided in the strip, the application of the composite heat-sealing structure in its longitudinal direction in the belt-shaped peeling the heat seal filament heat seal is added at the peeling seal A heat sealing method is also provided.

本発明は、以下の方法で適用基材とシーラント材のヒートシールの際に密着して、貫通孔が形成されない温度域の確認を行い、適合するシーラント材の選択を行うことができる。
（１）使いたい基材層となる材料を用意する。
（２）薄手（10〜20μm）のLLDPEフイルムを用意する。（市販の汎用品でよい）
（３）ピロー袋のセンターシールを模して、LLDPEフイルムをシーラントの位置になるように当該材に挟み込む。LLDPEフイルムの挟み込みは、基材の軟化塑性変形の密着が10μm程度以下に到達したセンサとして利用する。
（４）図５の圧着装置を用い、表２の圧接荷重を参照して、温度を２℃ステップで微細円弧状で局部加熱する。常温に冷却後、「探傷液法」によって密着状態を検査する。200倍程度の顕微鏡を用いれば、数μm程度の着色した貫通孔を目視検査できる。
（５）検討するシーラント材に就いて（２）と（３）を除いて、シーラント材の密着性を同様に試験する。
（６）検査結果をグラフにして、＜１＞2〜10N／15mm以上のヒートシール強さ範囲、＜２＞密着が完成する上限圧接荷重以下（材料毎に異なる）を確認して、当該材料毎の加熱温度と圧着範囲を選定する。
（７）基材の密着が可能となる開始温度で、約1N／15mm以上のヒートシール強さが発現するようなシーラント材を選択するのが好ましい。 In the present invention, a heat seal between an applied base material and a sealant material can be confirmed by the following method, a temperature range in which a through hole is not formed can be confirmed, and a suitable sealant material can be selected.
(1) Prepare a material to be a base material layer to be used.
(2) Prepare a thin (10-20 μm) LLDPE film. (A commercially available general-purpose product may be used.)
(3) Simulate the center seal of the pillow bag, and sandwich the LLDPE film into the sealant so that it is in the position of the sealant. The sandwich of LLDPE film is used as a sensor in which the adhesion of the soft plastic deformation of the base material reaches about 10 μm or less.
(4) using a crimping apparatus of FIG. 5, with reference to the pressure contact force of the Table 2, it is locally heated in a fine arcuate temperature at 2 ℃ step. After cooling to room temperature, the adhesion state is inspected by “Flaw detection liquid method”. If a microscope of about 200 times is used, a colored through hole of about several μm can be visually inspected.
(5) Regarding the sealant material to be examined, except for (2) and (3), the adhesion of the sealant material is tested in the same manner.
(6) Graph the test results to confirm <1> 2-10N / 15mm or more heat seal strength range, <2> below the upper limit pressure contact load that completes adhesion (different for each material) Select the heating temperature and crimping range for each.
(7) It is preferable to select a sealant material that exhibits a heat seal strength of about 1 N / 15 mm or more at a starting temperature at which the base material can be adhered.

基材の密着特性の測定）
加熱温度と圧接荷重をパラメータにして、基材の密着確認を10μmのLLDPEを密着センサとして挟んで、約20μm以内の密着が完成する範囲を試験した。
この検証結果を表３にまとめた。 Measurement of substrate adhesion characteristics)
Using the heating temperature and pressure load as parameters, the substrate adhesion confirmation was sandwiched between 10 μm LLDPE as an adhesion sensor, and the range in which adhesion within about 20 μm was completed was tested.
The verification results are summarized in Table 3.

当該材料の密着は100N／10mmの荷重で、112℃から密着が発現している。60N／10mmでは114℃となっている。軟化が進む118〜126℃では20N／10mmの圧接荷重で容易に密着している。この結果から、密着完成のパラメータが分った。 The adhesion of the material has been developed from 112 ° C. under a load of 100 N / 10 mm. It is 114 ° C at 60N / 10mm. At 118-126 ° C where softening proceeds, it is easily adhered with a pressure load of 20 N / 10 mm. From this result, the parameters for completion of adhesion were found.

（発明の達成方法）
本発明者は既に微細条突起を持つ加熱体ともう一方に耐熱性の弾性体を装着して、密着と剥がれシールの面加熱を同時にできる新ヒートシール技法を提示している。（特許第5779291号）
上記のような構成の包装材料を新ヒートシール技法に適用することによって、密封と易開封の達成は容易になった。
従って、本発明は、基材層とシーラント層を有する積層材において、基材層の塑性変形温度領域とシーラント層の剥がれシール温度領域を求め、両領域の少なくとも一部が重複するシーラント層を選定し、この積層材のヒートシールに、帯状に設けられる剥がれシールと、該帯状剥がれヒートシール内でその長尺方向に線条ヒートシールが剥がれシールで付加されている複合ヒートシール構造を適用することを特徴とするヒートシール方法をも提供するものである。 (Method of achieving the invention)
The present inventor has already proposed a new heat sealing technique in which a heating body having fine protrusions and a heat-resistant elastic body are mounted on the other side, and adhesion and peeling surface heating can be performed simultaneously. (Patent No. 5779291)
By applying the packaging material configured as described above to the new heat sealing technique, it has become easy to achieve sealing and easy opening.
Accordingly, in the present invention, in a laminate having a base material layer and a sealant layer, a plastic deformation temperature region of the base material layer and a peel seal temperature region of the sealant layer are obtained, and a sealant layer in which at least a part of both regions overlap is selected. And, to the heat seal of this laminated material, a composite heat seal structure in which a strip-like seal provided in a strip shape and a linear heat seal is peeled off and added in the longitudinal direction in the strip-like peel heat seal is applied. The heat sealing method characterized by the above is also provided.

Claims

In a laminated material having a base material layer and a sealant layer, a sealant layer characterized in that a plastic deformation region of the base material layer and a peel seal region of the sealant layer are obtained, and a sealant layer in which at least a part of both regions overlap is selected. Selection method

In a laminated material having a base material layer and a sealant layer, a plastic deformation region of the base material layer and a peel seal region of the sealant layer are obtained, a sealant layer in which at least a part of both regions overlaps is selected, and heat sealing of this laminate material is performed. In addition, the heat seal is provided in a strip shape with a peel seal, and a heat which is characterized by applying a composite heat seal structure in which a linear heat seal is peeled off and added in the longitudinal direction in the strip peel heat seal. Sealing method