JP5474646B2 - ヒートシール性シート及び袋、並びにそれらの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ヒートシール性シートとヒートシール性シートから形成される袋、並びにそれらの製造方法に関し、特に割繊維不織布を用いたヒートシール性シートに関する。

従来から、不織布を用いて包装袋などの袋を製造する技術が知られている。特許文献１には、表面層と補強層と裏面層とが積層された包装材料が開示されている。表面層は、包装袋としたときにその包装袋の表面に現われる層であり、内容物の情報表示や良好な外観の付与のために用いられる。補強層は包装材料に必要な強度を与えるために設けられ、割繊維フィルムで形成される。裏面層は包装袋を作る際のヒートシール層として設けられている。補強層の両面にはラミネート層が形成されており、各ラミネート層は、補強層の各面を各々表面層と裏面層に接合する。

特開２００５−４７２３４号公報

不織布を用いた袋においては、不織布は補強材としての機能が中心でありヒートシール性は期待されていないことから、ヒートシールのために別途ヒートシール層が設けられていた。不織布は加圧及び加熱を行うことによって溶融するため、それ自体も一定のヒートシール性を備えているが、シール性能は十分とはいえない。例えば、内容物の重量が大きい場合や、内容物が粉状である場合、不織布同士をヒートシールしても必要なシール性能が得られなかった。そのため、十分なヒートシール機能を実現するためには、ヒートシール層を、ラミネート層を介して設ける必要があった。しかし、ヒートシール層及びラミネート層を別途設けることは製造プロセスの複雑化や製造コストの増加につながる。

本発明は、ヒートシール性に優れたヒートシール性シート及びこれを用いた袋、並びにそれらの製造方法を提供することを目的とする。

本発明のヒートシール性シートは、熱可塑性樹脂からなる繊維またはテープが３次元的に設けられ、繊維またはテープが網状に交差している網状フィルムと、網状フィルムと貼り合わされた基材と、を有し、網状フィルムは、繊維またはテープによって画定され網状フィルムを膜厚方向に貫通する開口部を有し、開口部は、網状フィルム同士を当接させて加熱及び加圧を行ったときに実質的に塞がれるように構成され、網状フィルムの総面積に対する開口部の総面積の比は２５％以上４０％以下である。

本発明のヒートシール性シートの製造方法は、熱可塑性樹脂からなる繊維またはテープが３次元的に設けられ、繊維またはテープが網状に交差している網状フィルムと、基材とを貼り合わせてヒートシール性シートを作成する工程を有し、網状フィルムは、繊維またはテープによって画定され網状フィルムを膜厚方向に貫通する開口部を有し、開口部は、網状フィルム同士を当接させて加熱及び加圧を行ったときに実質的に塞がれるように形成され、網状フィルムの総面積に対する開口部の総面積の比は２５％以上４０％以下である。

従来のヒートシール性シートでは、網状フィルムは基材の補強材として設けられることが多く、それ自体のヒートシール性は十分ではなかった。その原因は網状フィルムの開口部が比較的大きいため、網状フィルム同士を加圧融着させても、開口を十分に塞ぐことができなかったためであると考えられる。本発明のヒートシール性シートでは、従来よりも開口部が制限されており、網状フィルム同士を当接させて加熱及び加圧を行ったときに実質的に塞がれるように構成されている。このため、網状フィルムにヒートシールとしての機能を持たせることが可能となる。

本発明の袋は、上述のヒートシール性シートから形成されており、網状フィルムの、基材と貼り合わされていない方の表面同士が対向するように袋状に成形され、袋状に成形されたことによって互いに対向するヒートシール性シートの縁部に沿って、網状フィルムの互いに対向する部分同士が熱融着されている。

さらに、本発明の袋の製造方法は、上述の製造方法に従ってヒートシール性シートを製造する工程と、網状フィルムの、基材と貼り合わされていない方の表面同士が対向するように、ヒートシール性シートを袋状に成形する工程と、袋状に成形されたことによって互いに対向するヒートシール性シートの縁部に沿って、網状フィルムの互いに対向する部分同士を熱融着させて、袋状に成形されたヒートシール性シートをヒートシールする工程と、を有している。

このように、本発明によればヒートシール性に優れたヒートシール性シート及びこれを用いた袋、並びにそれらの製造方法を提供することが可能となる。

本発明の一実施形態に係るヒートシール性シートの概念的な断面図である。 割繊維フィルムの部分斜視図である。 網状フィルムだけを取り出して示す平面図である。 スリットが形成された原反フィルムの斜視図である。 割繊維フィルムの他の例を示す部分斜視図である。 一軸延伸多層テープからなる不織布の斜視図である。 一軸延伸多層テープからなる織布の斜視図である。 包装袋の斜視図である。

以下、図面を参照して本発明のヒートシール性シート及び包装袋について説明する。

図１は、ヒートシール性シートの概念的な断面図である。ヒートシール性シート１は、熱可塑性樹脂からなる網状フィルム２と、ラミネート層４を介して網状フィルム２が貼り合わされた基材３と、からなる積層体である。網状フィルム２は、割繊後一軸延伸され、その後これと直交方向に拡幅された割繊維フィルム５ａ，５ｂの積層体であり、割繊維フィルム５ａ，５ｂは縦横に積層されて互いに熱融着されている。ここで、縦横とは、割繊維フィルム５ａ，５ｂを作成する際の延伸方向ないしは幹繊維が互いに直交していることを意味する。図１では、２層の割繊維フィルム５ａ，５ｂが積層されて網状フィルム２が構成されているが、割繊維フィルムの層数に限定はない。

基材３は、ヒートシール性シート１の用途によって様々な材質のものを選択可能であり、包装袋に要求される機能（除湿機能、帯電防止機能、遮光性、リサイクル性等）に応じて適切な材料を選択することができる。基材３は袋とした時に袋の外側面を構成する層であることから、袋への印刷のし易さや袋の意匠性を考慮して選択することができる。材料の例として、様々な合成樹脂からなるフィルム（二軸延伸ポリプロピレンフィルム、無延伸ポリプロピレンフィルム、二軸延伸ナイロンフィルム、不織布等）、和紙、クラフト紙、ゴム、金属箔等が挙げられる。

ラミネート層４は、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン−メタクリル酸共重合体(ＥＭＭＡ)、エチレン−アクリル酸メチル共重合体（ＥＭＡ）、メタロセン触媒で製造されたエチレン・α−オレフイン共重合体などを用いることができる。ラミネート層４の形成には、Ｔダイ法などの押出ラミネーション法を用いることができる。また、ラミネート層４を構成するフィルムを軟化状態で基材３または網状フィルム２に積層することもできる。

図２は、割繊維フィルム５ａ，５ｂ（以下、割繊維フィルム５という場合がある。）の部分斜視図である。同図（ａ）は割繊維フィルム５の一部を示す斜視図であり、同図（ｂ）は端部の拡大図である。各割繊維フィルム５は、相対的に融点の高い高融点層５１と、その両面に積層され相対的に融点の低い低融点層５２ａ，５２ｂと、から形成される。高融点層５１と低融点層５２ａ，５２ｂとの融点の差は、製造上の理由から、５℃以上であることが必要であり、好ましくは１０〜５０℃である。一例では、高融点層５１は高密度ポリエチレンから、低融点層５２ａ，５２ｂは低密度ポリエチレンから形成されている。割繊維フィルム５は、後述する方法に従って作成される結果、互いに平行に延びる幹繊維６と、幹繊維６に対して交差して延び隣接する幹繊維６同士を繋ぐ枝繊維７と、によって構成されている。枝繊維７は幹繊維６と比べて細く、割繊維フィルム５の機械的強度は主として幹繊維６によって与えられる。幹繊維６と枝繊維７の間は開口８となっている。

図３は、網状フィルム２だけを取り出して示す平面図である。開口８を有する２層の割繊維フィルム５ａ，５ｂを縦横に重ねることによって、網状フィルム２には、網状フィルム２を膜厚方向に貫通する開口部９が形成されている。開口部９は、網状フィルム２のフィルム面直交方向における投影図に現われる開口であり、２層の割繊維フィルム５ａ，５ｂの幹繊維６及び枝繊維７によって形成される。開口部９を上述のように定義した場合、開口率（網状フィルム２の総面積に対する開口部９の総面積の比）は２５％以上４０％以下、より好ましくは２５％以上３５％以下である。

開口率はヒートシール性能に大きく影響する。ヒートシールの際には割繊維フィルム５ａ，５ｂを構成する繊維が加熱溶融し、さらに加圧によって広げられて開口部９が閉じられる。このため、開口部９を確実に閉じるためには開口率が一定の上限値以下であることが必要である。開口率は要求されるシール性能により異なるが、例えば粉物を内容物とする包装袋にヒートシール性シート１を適用する場合、４０％以下の開口率であればほぼ満足すべきシール性能が得られ、３５％以下であれば、より優れたシール性能が得られる。一方、開口率があまり小さいと、繊維が局所的に集中しやすくなり、繊維同士の重なりが増加する。このため、繊維が加熱溶融せずに残存する可能性が増え、ヒートシール性が逆に悪化するおそれがある。従って、２５％程度を開口率の下限値とすることが望ましい。また、２５％を下まわると、網状フィルム自体の透湿性が低下するため、最終製品の透湿性を十分に確保できない可能性がある。同じ開口率であれば、繊維径は小さいほうが有利である。これは、大きな繊維径の割繊維フィルムを用いた場合、繊維が偏在した際に局所的に大きな開口部９が生じ易いためである。小さな繊維径の繊維を用いると、繊維の本数が増え、繊維の偏在が生じにくくなるため、大きな開口部９が生じにくくなる。

網状フィルム２を構成する割繊維フィルム５ａ，５ｂのうち、ラミネート層４を介して基材３と貼り合わされていない方の網状フィルム２の表面を構成する割繊維フィルム５ｂは、接着性樹脂を含んでいてもよい。包装袋に成形した際にヒートシールされる割繊維フィルム５ｂに接着性樹脂を含ませることによって、網状フィルム２のヒートシール性が一層向上する。接着性樹脂はラミネート層４に用いられる材料と同様の材料を用いることができる。一例として、上述のＥＶＡ、ＥＭＭＡ、ＥＭＡ等を、網状フィルム２の最表面に位置する割繊維フィルム５ｂの低融点層５２ｂに、あらかじめブレンドしておくことができる。

割繊維フィルム５は、例えば以下に示す方法によって製造することができる。まず、多層インフレーション法あるいは多層Ｔダイ法などの押出成形により、高融点層５１の両面に低融点層５２ａ，５２ｂが積層された３層構造の原反フィルム１０を製造する。次に、図４に示すように、この原反フィルム１０に、縦方向（図４に示すＬ方向）に、千鳥状に多数の平行なスリット１１を形成する。スリット１１は、スプリッターを用いて割繊（スプリット処理）するか、熱刃によりスリット処理を行うことによって形成することができる。その後、スリット１１の形成された原反フィルム１０を縦方向に延伸し、さらにこれと直交する方向に拡幅する。これにより、図２に示すような、幹繊維６がほぼ縦方向に配列された割繊維フィルム５が得られる。延伸倍率（配向倍率）は、１．１〜１５倍が好ましく、３〜１０倍であることがより好ましい。以上のようにして得られた割繊維フィルム５を、延伸方向が直交するように２枚重ね合わせ、対向配置された一対の加熱シリンダ間に供給し、加熱して融着することにより、図３に示した網状フィルム２が得られる。熱融着の際には、重ね合わせた割繊維フィルム５ａ，５ｂを幅方向の収縮が生じないように固定することが望ましい。また熱融着は、高融点層５１の延伸効果が失われないように、高融点層５１の融点以下で、かつ低融点層５２ａ，５２ｂの融点以上の温度で行うことが望ましい。

網状フィルム２の厚さは、５０μｍ〜３００μｍであることが好ましく、８０μｍ〜２００μｍであることがより好ましい。網状フィルム２を構成する割繊維フィルム５ａ，５ｂは一方向へ延伸されているので、この程度の厚みでも十分な強度を有する。２枚の割繊維フィルム５を直交積層した網状フィルム２の例として、新日石プラスト（株）製の割繊維不織布である「ワリフ」（登録商標）が挙げられる。

図５に、網状フィルム２に用いることのできる一軸延伸割繊維フィルムの他の例を示す。割繊維フィルム５’は、図２に示した一軸延伸割繊維フィルム５の製造に用いたのと同じ原反フィルム１０から作ることができる。本実施形態では、その原反フィルム１０を、横方向（図５に示す矢印Ｔ方向）に、千鳥状に割繊またはスリット処理を行い、横方向に延伸し、これをさらに縦方向に伸長することによって、一軸延伸割繊維フィルム５’が得られる。このようにして作成された一軸延伸割繊維フィルム５’は網状構造を有し、主として横方向に高い引張強度を有している。得られた一軸延伸割繊維フィルム５’は、延伸方向が直交するように２枚重ね合わせられて熱融着され、これによって網状フィルムを構成することができる。あるいは、図２に示した一軸延伸割繊維フィルム５と組み合わせることもできる。具体的には、図２に示した一軸延伸割繊維フィルム５と図５に示した一軸延伸割繊維フィルム５’とを、延伸方向が直交するように重ね合わせて熱融着することによって、網状フィルムを構成することができる。

網状構造シートは、これまで説明したような、繊維が網状に分布した割繊維フィルム５，５’を積層したものの他に、図６，７に示すような、一軸延伸多層テープ１２からなる不織布１３や織布１４なども用いることができる。これらの不織布１３および織布１４は、いずれも図２に示した一軸延伸割繊維フィルム５の製造に用いたのと同様の原反フィルムを１．１〜１５倍、好ましくは３〜１０倍に一軸延伸した後、延伸方向に沿って２ｍｍ〜７ｍｍの幅で裁断した一軸延伸多層テープ１２からなる。原反フィルムの裁断は延伸前であってもよい。図６に示す不織布１３は、複数の一軸延伸多層テープ１２を一定の間隔をあけて平行に並べ、それを一軸延伸多層テープ１２の長手方向が直交するように２層に積層したものである。図７に示す織布１４は、この一軸延伸多層テープ１２を縦横に織成したものである。

以上をまとめると、網状フィルム２は熱可塑性樹脂からなる繊維またはテープが３次元的に設けられ、繊維またはテープが網状に交差した構成を備えていればよく、このような構成を備えている限り、上述の例に限定されない。

次に、このようなヒートシール性シート１からなる包装袋について説明する。図８は、包装袋１５の斜視図を示している。包装袋１５を作成するにはまず、上述のヒートシール性シート１を矩形等の所望の形状に切断する。図８では、このときのヒートシール性シート１を破線で示している。そして、図８に矢印で示すように、対向する一組の縁部（図８においては辺１６ａ，１６ｂ）が重なるように、ヒートシール性シート１を袋状に折り曲げ成形する。このようにヒートシール性シート１を成形することで、一組の縁部１６ａ，１６ｂ同士が互いに対向するとともに、残りの縁部（図８においては辺１６ｃ，１６ｄ）は各々がそれ自身の他の部位と対向することになる。この際、網状フィルム２の基材３と貼り合わされていない方の表面（割繊維フィルム５ｂの低融点層５２ｂ）同士が対向するように、すなわち基材３が袋の外面に、網状フィルム２が袋の内面となるように、ヒートシール性シート１を折り曲げ成形する。

次に、ヒートシール性シート１の縁部に沿って、互いに対向する網状フィルム２の部分同士を熱融着させて、袋状に成形されたヒートシール性シート１をヒートシールする。具体的にはまず、重ねられた一組の辺１６ａ，１６ｂ同士をヒートシールする（縦方向シール１７）。これとともに、残りの辺のうち、一つの辺１６ｃをヒートシールする（第１の横方向シール１８ａ）。このようにして一つの辺１６ｄだけが開口し残りの辺１６ａ〜１６ｃが閉じられた袋を作成し、内容物を入れた後、開口を構成する残りの辺１６ｄをヒートシールする（第２の横方向シール１８ｂ）。

本発明のヒートシール性シート１からなる袋は、網状フィルム２の開口率が従来と比べて小さくなっており、網状フィルム２同士を当接させて加熱及び加圧を行ったときに網状フィルム２の開口部９が実質的に塞がれる。このため、別途ヒートシール層を設けなくても、それ自身が十分なシール性能を発揮する。

（実施例１）
本出願人が製造販売する割繊維不織布（商品名「ワリフ」）を用いて、ヒートシール性シート１を作成した。まず、比較例として、グレードＳ（Ｆ）ＥＬの不織布を網状フィルムとして用いてヒートシール性シートを作成した。次に実施例として、本発明に従い開口率を減少させた点を除き、グレードＳ（Ｆ）ＥＬの不織布と同一の材料及び同一の製造プロセスで割繊維不織布を作成し、これを網状フィルムとして用いてヒートシール性シートを作成した。具体的には、スリットの形成されたフィルムを延伸後、横方向に拡幅する際の拡幅量を従来よりも小さくした。比較例の網状フィルムは開口率が５７％であり、実施例の網状フィルムは開口率が３５．６％であった。

その後これらのヒートシール性シートを用いて包装袋を作成した。ヒートシール条件は以下とした。
（１）ヒートシール温度：１３０℃（縦方向シール）、１１０℃（横方向シール）
（２）ヒートシール圧力：６４Ｎ／ｃｍ²（縦方向シール）、４９Ｎ／ｃｍ²（横方向シール）
（３）ヒートシール時間：１．５秒（縦方向シール及び横方向シール）
作成した包装袋に粉物を充填しシール性能を確認したところ、比較例では内容物の漏出が見られたのに対し、実施例では内容物が包装袋から漏れ出すことはなかった。

次に、実施例の網状フィルムに目付４０ｇ／ｍ³の耐水紙を基材として貼り合わせ、ヒートシール性シートを作成した。ヒートシール強度は縦方向（ＭＤ)で８．１Ｎ／１５ｍｍ、横方向で９．９Ｎ／１５ｍｍであり、目安値の６Ｎ／１５ｍｍを上回った。同様に、実施例の網状フィルムに厚さ１５μｍのナイロンフィルムを基材として貼り合わせ、ヒートシール性シートを作成した。ヒートシール強度は縦方向（ＭＤ)で１０．６Ｎ／１５ｍｍ、横方向で９．１Ｎ／１５ｍｍであり、目安値を上回った。

１ ヒートシール性シート
２ 網状フィルム
３ 基材
５，５ａ，５ｂ 割繊維フィルム
６ 幹繊維
７ 枝繊維
９ 開口部
１５ 包装袋

Claims (7)

1. 熱可塑性樹脂からなる繊維またはテープが３次元的に設けられ、該繊維または該テープが網状に交差している網状フィルムと、
   前記網状フィルムと貼り合わされた基材と、
   を有し、
   前記網状フィルムは、前記繊維または前記テープによって画定され該網状フィルムを膜厚方向に貫通する開口部を有し、該開口部は、前記網状フィルム同士を当接させて加熱及び加圧を行ったときに実質的に塞がれるように構成され、前記網状フィルムの総面積に対する前記開口部の総面積の比は２５％以上４０％以下である、ヒートシール性シート。
2. 前記網状フィルムは、互いに平行に延びる幹繊維と、該幹繊維に対して交差して延び隣接する前記幹繊維同士を繋ぐ枝繊維と、によって構成される割繊維フィルムの積層体であり、該繊維フィルムは前記幹繊維が互いに直交するように積層され互いに熱融着されている、請求項１に記載のヒートシール性シート。
3. 前記網状フィルムの、前記基材と貼り合わされていない方の表面を構成する前記割繊維フィルムは、接着性樹脂を含んでいる、請求項２に記載のヒートシール性シート。
4. 前記網状フィルムの総面積に対する前記開口部の総面積の比は２５％以上３５％以下である、請求項１から３のいずれか１項に記載のヒートシール性シート。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載のヒートシール性シートから形成された袋であって、
   前記網状フィルムの、前記基材と貼り合わされていない方の表面同士が対向するように袋状に成形され、袋状に成形されたことによって互いに対向する前記ヒートシール性シートの縁部に沿って、前記網状フィルムの互いに対向する部分同士が熱融着されている袋。
6. 熱可塑性樹脂からなる繊維またはテープが３次元的に設けられ、該繊維または該テープが網状に交差している網状フィルムと、基材と、を貼り合わせてヒートシール性シートを作成する工程を有し、前記網状フィルムは、前記繊維または前記テープによって画定され該網状フィルムを膜厚方向に貫通する開口部を有し、該開口部は、前記網状フィルム同士を当接させて加熱及び加圧を行ったときに実質的に塞がれるように形成され、前記網状フィルムの総面積に対する前記開口部の総面積の比は２５％以上４０％以下である、ヒートシール性シートの製造方法。
7. 請求項６に記載の製造方法に従ってヒートシール性シートを製造する工程と、
   前記網状フィルムの、前記基材と貼り合わされていない方の表面同士が対向するように、前記ヒートシール性シートを袋状に成形する工程と、
   袋状に成形されたことによって互いに対向する前記ヒートシール性シートの縁部に沿って、前記網状フィルムの互いに対向する部分同士を熱融着させて、袋状に成形された前記ヒートシール性シートをヒートシールする工程と、
   を有する、袋の製造方法。

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