JP5554996B2 - 包装材料積層体の製造方法、包装材料積層体及びそれを用いた包装体 - Google Patents

包装材料積層体の製造方法、包装材料積層体及びそれを用いた包装体 Download PDF

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Description

本発明は、表面改質された樹脂フィルムを用いた包装材料積層体の製造方法、包装材料積層体及びそれを用いた包装体に関するものである。さらに、詳細には、接着剤及びアンカーコート剤を使用しないことにより、内容品への汚染源となりうる、接着剤及びアンカーコート剤に起因する低分子成分の発生が無いクリーンで、VOC(揮発性有機化合物)の発生を完全に無くし、環境対策や省エネルギー対策に優れ、且つ積層体の反りやカールが少ない包装材料積層体の製造方法、包装材料積層体及びそれを用いて作製した包装体に関するものである。
また、本発明による積層体は、化粧シート、光学フィルム、保護フィルム、包装容器などの各種用途に使用される。また、本発明による積層体を用いて作製される包装容器は、液体調味料、液体洗剤、液体漂白剤、液体ワックス、ヘアケア用品(シャンプー、リンス、コンディショナーなどが含まれる)、薬液、液体状の化粧品等の種々の液体状あるいは水分等の液体を含む製品の包装容器及び詰替え用包装容器、さらには、食品、電子部品、医療用部品、医療用機器部品、精密機械部品などの各種包装容器に広く使用される。
従来から、ヘアケア用品、ハウスホールド用品、薬液さらには、食品、電子部品、医療用部品、医療用機器部品、精密機械部品などを貯蔵保管及び運搬供給するための包装には、内面にシーラント層を有する合成樹脂フィルムの周縁部を熱融着した可撓性の包装袋や包装容器(以下、包装体とする)が使用されている。
このような包装体に用いられる包装材料積層体としては、例えば、ポリアミド(PA)樹脂フィルム/未延伸ポリエチレン(PE)樹脂フィルムのような構成をした積層体が広く用いられてきた。
この積層体を製造する場合の樹脂フィルムの貼り合わせは、通常、接着剤を用いて行うドライラミネート方式により行われていた。
また、従来技術においては、2種類以上の樹脂フィルムを組み合わせて、樹脂フィルム同士を貼合するのに、接着剤を用いて行うドライラミネート方式とは異なる方法として、アンカーコート剤を用いて行うフィルムサンド方式または押出ラミネート方式が用いられることもある。
樹脂フィルム同士を貼合するのに、接着剤やアンカーコート剤を用いないと接着強度が不足することがある。しかし、接着剤を用いたドライラミネート方式や、アンカーコート剤を用いたフィルムサンド方式、押出ラミネート方式では、有機溶剤を用いることから環境対策や省エネルギー対策の点で問題があり、さらには残留溶剤や接着剤及びアンカーコート剤に起因する低分子成分が包装袋に充填されている内容物と反応して、内容物の汚染が生じることや、内容物の成分に悪影響を及ぼすこともあった。
また、シーラント層にポリエチレン系樹脂を押出ラミネート方式で溶融押出した場合には、ポリエチレン系樹脂が分解してポリエチレン臭が付着する場合もあって、臭気を嫌う食品などの内容物を充填するための包装材料積層体として用いるには問題があった。
このため、より好ましい包装材料積層体の製造方法として、接着剤やアンカーコート剤を用いないで、必要とされる接着強度を有する積層体を製造できる方法が求められている。
このような要望に対して、接着強度を増加させるための処理を行い、接着剤やアンカーコート剤を用いないで積層体を製造する方法に関して、様々な提案がなされている(例えば特許文献1〜7を参照)。
特許文献1には、プラスチック基材の少なくとも一面にコロナ処理、プラズマ処理、フレームプラズマ処理、電子線照射、紫外線照射などにより表面を酸化処理するとともに、溶融押出したフィルムの少なくとも一面にオゾン処理したのち、両者を接触させ圧着する押出ラミネート方法が記載されている。
特許文献2には、プラスチック基材の少なくとも一面に、アルゴン、ヘリウム、クリプトン、ネオン、キセノン、窒素等の不活性気体の雰囲気で電子線照射処理、低圧プラズマ処理、大気圧プラズマ処理またはコロナ放電処理により表面処理するとともに、溶融押出したフィルムの少なくとも一面にオゾン処理したのち、両者を接触させ圧着する押出ラミネート方法が記載されている。
特許文献3には、合成樹脂の表面を活性化し、印刷インキや金属蒸着膜に対する接着性を向上するため、実質的に窒素と二酸化炭素とからなる混合気体雰囲気(望ましくは酸素濃度が0.1vol%以下)中でコロナ放電処理することを特徴とする合成樹脂の表面処理方法が記載されている。
特許文献4には、窒素ガス(酸素濃度が3vol%以下)、炭酸ガスあるいは窒素/炭酸ガスの混合ガス雰囲気でのコロナ放電処理により、ESCA法による基材フィルムの表面の窒素と炭素の原子数比(N/C)が0.001〜0.1の範囲である被処理面を生成し、該被処理面に、水/低級アルコール混合溶液や水を溶媒とし、水溶性高分子及び無機系層状化合物を主たる構成成分とする塗剤を塗布し、乾燥して塗膜を形成するガスバリアフィルムの製造方法が記載されている。
特許文献5には、少なくとも二層以上の、例えば、未延伸ポリエチレン(PE)、未延伸ポリプロピレン(CPP)などのポリオレフィン樹脂を、接着剤を用いないで積層する方法が開示されている。具体的には、積層する樹脂の表面に走査型グロー放電プラズマ装置を用いて低温プラズマ処理をした後、熱圧着により積層するとしている。
特許文献6には、大気圧プラズマ処理装置によりフッ素樹脂シートの表面をプラズマ処理した基材同士を、接着剤を使用しないで、かつ、その構造・組成を変化させないで、基材の融点以下の温度で圧着することにより接着させる、接着装置及び接着方法が示されている。
特許文献7には、プラズマ表面処理されたアラミド繊維とアラミドパルプとからなるアラミド紙と、プラズマ処理したポリエステルフィルムとを、室温〜200℃の温度で、加圧ロールを用いて連続的に積層接着された無接着剤アラミド−ポリエステル積層体が示されている。
特開平7−314629号公報 特開平9−234845号公報 特公昭57−30854号公報 特開平9−111017号公報 特開平3−162420号公報 特開2008−075030号公報 特開2008−183868号公報
しかし、特許文献1、2に提案された方法において、公知の空気雰囲気でのコロナ処理とUV/オゾン処理とを組み合わせて処理を行うだけでは、接着強度が不充分な場合がある。
特許文献3、4には、窒素を含み、実質的に酸素を含まない雰囲気でのコロナ放電処理により、合成樹脂の表面を改質して接着性を向上する方法が記載されている。しかし、これらの特許文献には、印刷インキや金属蒸着膜、水溶性高分子及び無機系層状化合物を主たる構成成分とする塗膜に対する接着性が記載されているのみである。本発明者は、このような表面処理方法により活性化された合成樹脂の表面処理面と樹脂フィルムとの熱圧着による接着性を確認するため、窒素ガス雰囲気下のコロナ放電処理をした合成樹脂フィルムに対して、表面が未処理である樹脂フィルムを熱ラミネートする方式で積層体の製造を試みたところ、充分な接着強度を得ることができなかった。
特許文献5には、無極性の熱可塑性樹脂である、例えば、未延伸ポリエチレン(PE)などのポリオレフィン樹脂の表面に、走査型グロー放電プラズマ装置を用いて低温プラズマ処理をした後、熱圧着により積層することが開示されている。また、ポリエステルなどの極性を有する熱可塑性樹脂と、無極性の熱可塑性樹脂とを積層する場合には、無極性の熱可塑性樹脂のみに変調磁界プラズマ装置で処理するが、極性を有する熱可塑性樹脂の表面は、プラズマ処理しないで用いた方が高強度の層間接着強度が得られるので好ましいとしている。この場合、変調磁界プラズマ装置で処理するとC−O基及びC=O基が生成することがESCA分析により確認できたことから、これらの生成した官能基が接着に寄与しているとしている。
しかし、実施例によると、例えば、PPとLDPEとを熱圧着するときの熱圧着温度は、100℃としているが加圧力は示されていないので、産業上の利用を図ることができない。
特許文献6には、炭素数4以下の第1級アルコール又は第2級アルコールである低級アルコールを気化して不活性ガスと混合して電極に供給して行う大気圧プラズマ処理装置を用いて、表面がフッ素樹脂で構成された基材の表面改質を行い、その表面改質された基材同士を、基材の融点以下の温度で熱圧着する方法が開示されている。
表面改質により表面のフッ素樹脂に親水性が与えられるとしているが、プラズマ処理した樹脂表面の好ましい処理状態を判断する基準を定義したものは示されていない。また、熱圧着するときの熱圧着温度は、例えば、融点が327℃であるポリテトラフルオロエチレン(PTFE)では200℃以下としているが加圧力は示されていないので、産業上の利用を図ることができない。
特許文献7には、プラズマ表面処理されたアラミド繊維とアラミドパルプとからなるアラミド紙と、プラズマ処理したポリエチレンテレフタレート又はポリエチレンナフタレートとを、室温〜200℃の温度で、200kgf/cm以上の圧力下の加圧ロールを用いて連続的に積層する方法が開示されている。
表面改質により、ある種の官能基、例えばCOOH基やOH基をフィルム表面に形成し、低温において、強固に積層・接着することができるとしているが、プラズマ処理した樹脂表面の好ましい処理状態を判断する基準を定義したものは示されていない。また、プラズマ処理は、種々の樹脂の接着性を高めるための方法として良く知られた方法であるので、これ自身に関する詳細な説明は省力するとして、プラズマ処理の具体的な説明が記載されていないので、産業上の利用を図ることができない。
また、接着剤を用いたドライラミネート方式や、アンカーコート剤を用いたフィルムサンド方式、押出ラミネート方式では、有機溶剤を用いることから残留溶剤及び低分子成分の移行の恐れが伴うことから、内容物へコンタミの影響が避けられないという問題があった。こうしたことから、樹脂フィルムを積層して包装材料積層体を製造するにあたり、接着剤及びアンカーコート剤の使用量を可能な限り低減することが求められている。
従来技術においては、同種類のフィルムを用いてのヒートラミネートにおいては、例えば、OPP/CPP等では接着剤及びアンカーコート剤を使用しないで行われていたが、異なる種類のフィルム同士を接着剤及びアンカーコート剤を使用しないで貼り合わせる場合は、接着力が弱くて実用に供しなかった。
また、従来技術により、異なる種類のフィルム同士をドライラミネート方式や、アンカーコート剤を用いたフィルムサンド方式、押出ラミネート方式あるいはヒートラミネートで貼り合わせる場合には、得られた積層体が反りやカールを伴っており、外観が劣ったり、あるいは積層体の製造工程での巻取りや包装体の製造工程等の後工程で不具合を生じることもあった。
このように、従来技術においては、異種フィルム同士を接着剤及びアンカーコート剤を使用することなく積層され、且つ積層体の反りやカールが少ない包装材料積層体の製造方法、包装材料積層体及びそれを用いて作製された包装体は、知られていなかった。
本発明は、上記に鑑みて成されたものである。すなわち本発明の目的は、接着剤及びアンカーコート剤を使用しないことにより、内容品への汚染源となりうる、接着剤及びアンカーコート剤に起因する低分子成分の発生が無いクリーンで、VOC(揮発性有機化合物)の発生を完全に無くし、環境対策や省エネルギー対策に優れ、且つ積層体の反りやカールが少ない包装材料積層体の製造方法、包装材料積層体及びそれを用いて作製された包装体を提供することを課題とする。
本発明では上記課題を解決するために、熱可塑性樹脂フィルムからなる第1の基材の両面に、前記第1の基材と異なる種類の熱可塑性樹脂フィルムであってヒートシール性を有する第2の基材が配設された積層体を含む包装材料積層体の製造方法であって、前記ヒートシール性を有する基材と、それに隣接する熱可塑性樹脂フィルムとを、接着剤及びアンカーコート剤が塗布されることなく加熱圧着して貼合した反りやカールが少ない包装材料積層体の製造方法を提供する。
前記熱可塑性樹脂フィルムの貼合面には大気圧プラズマ処理装置を用いた表面改質により熱接着性改質層が形成され、前記ヒートシール性を有する基材の貼合面にはエアコロナ処理(未延伸ポリプロプレンには大気圧プラズマ処理が必須)がされてなる反りやカールが少ない包装材料積層体の製造方法を提供する。
また、前記熱可塑性樹脂フィルムの貼合面及び前記ヒートシール性を有する基材の貼合面の両方に、大気圧プラズマ処理装置を用いた表面改質により熱接着性改質層が形成されてなる反りやカールが少ない包装材料積層体の製造方法を提供する。
なお、本発明では、10cm×10cmの寸法(つまり1辺が10cmの正方形状)に裁断した包装材料積層体を水平な台の上に置いて、包装材料積層体の四隅が台から浮いた高さ距離の最大値が42mm以下となる場合を「反りやカールが少ない包装材料積層体」と定義する。
本発明では、第1の基材の両面(説明の便宜上、一方を表面、他方を裏面と呼ぶ)に貼り合わせる、第1の基材と異なる種類の熱可塑性樹脂フィルムであってヒートシール性を有する第2の基材が、例えば、未延伸ポリエチレン(PE)である場合において、第1の基材の表面と裏面に貼合するポリエチレン(PE)が同一種類でなくて、第1の基材の表面と裏面に貼合するポリエチレン(PE)の密度が異なるポリエチレン(PE)を貼り合わせる場合もある。
また、前記課題を解決するため、本発明は、熱可塑性樹脂フィルムからなる第1の基材の両面に、前記第1の基材と異なる種類の熱可塑性樹脂フィルムであってヒートシール性を有する第2の基材を配設し貼合してなる包装材料積層体の製造方法であって、前記第1の基材の一方の貼合面を1A面、他方の貼合面を1B面とし、それぞれに貼合する前記第2の基材の貼合面を2A面、2B面とし、前記第1の基材の貼合面である1A面と1B面の両方には、大気圧プラズマ処理装置を用いた表面改質により熱接着性改質層が形成され、前記第2の基材の貼合面である2A面と2B面には、大気圧プラズマ処理装置を用いた表面改質により熱接着性改質層が形成されるか、若しくはエアコロナ処理による表面改質層が形成されてなる前記第1の基材及び前記第2の基材を用意し、前記第1の基材及び前記第2の基材の、1A面と2A面、及び1B面と2B面とを対向させ、接着剤及びアンカーコート剤を塗布することなく加熱圧着して貼合することを特徴とする反りやカールが少ない包装材料積層体の製造方法を提供する。
また、前記課題を解決するため、本発明は、熱可塑性樹脂フィルムからなる第1の基材の両面に、前記第1の基材と異なる種類の熱可塑性樹脂フィルムであってヒートシール性を有する第2の基材を配設し貼合してなる包装材料積層体の製造方法であって、前記第1の基材の一方の貼合面を1A面、他方の貼合面を1B面とし、それぞれに貼合する前記第2の基材の貼合面を2A面、2B面とし、前記第1の基材の貼合面である1A面と1B面のいずれか一方の面には、大気圧プラズマ処理装置を用いた表面改質により熱接着性改質層が形成され、他方の面にはエアコロナ処理による表面改質層が形成されてなり、前記第1の基材の熱接着性改質層が形成された貼合面に貼合する前記第2の基材の貼合面には、エアコロナ処理による表面改質層が形成されるか、又は大気圧プラズマ処理装置を用いた表面改質により熱接着性改質層が形成され、前記第1の基材の表面改質層が形成された貼合面に貼合する前記第2の基材の貼合面には、大気圧プラズマ処理装置を用いた表面改質により熱接着性改質層が形成されてなる前記第1の基材及び前記第2の基材を用意し、前記第1の基材及び前記第2の基材の、1A面と2A面、及び1B面と2B面とを対向させ、接着剤及びアンカーコート剤を塗布することなく加熱圧着して貼合することを特徴とする反りやカールが少ない包装材料積層体の製造方法を提供する。
また、前記課題を解決するため、本発明は、熱可塑性樹脂フィルムからなる第1の基材の両面に、前記第1の基材と異なる種類の熱可塑性樹脂フィルムであってヒートシール性を有する第2の基材を配設し貼合してなる包装材料積層体の製造方法であって、前記第1の基材の一方の貼合面を1A面、他方の貼合面を1B面とし、それぞれに貼合する前記第2の基材の貼合面を2A面、2B面とし、前記第1の基材の貼合面である1A面と1B面の両方には、エアコロナ処理による表面改質層が形成され、前記第2の基材の貼合面である2A面と2B面の両方には、大気圧プラズマ処理装置を用いた表面改質により熱接着性改質層が形成されてなる前記第1の基材及び前記第2の基材を用意し、前記第1の基材及び前記第2の基材の、1A面と2A面、及び1B面と2B面とを対向させ、接着剤及びアンカーコート剤を塗布することなく加熱圧着して貼合することを特徴とする反りやカールが少ない包装材料積層体の製造方法を提供する。
上記の積層体の製造方法において、前記第1の基材と、前記第2の基材とを貼合するに際し、事前に、大気圧プラズマ処理装置を用いて樹脂フィルムの表面改質により熱接着性改質層が形成された前記第2の基材及び/又は前記第1の基材と、これと同一又は異なる種類の熱可塑性樹脂フィルムであってエアコロナ処理されてなる大気圧プラズマ処理効果の判定基準フィルムとを用い、前記第2の基材及び/又は前記第1の基材の熱接着性改質層が形成された面と、前記判定基準フィルムのエアコロナ処理面を対向させて、接着剤及びアンカーコート剤を塗布することなく熱圧着させて試験積層体を得た後、該試験積層体の貼合面における接着力を測定して、前記第2の基材及び/又は前記第1の基材の熱接着性改質層の形成状態の良否を確認することが好ましい。
大気圧プラズマ処理装置を用いて熱接着性改質層が形成される基材がポリアミド(PA)樹脂フィルムである場合には、前記判定基準フィルムとしてエアコロナ処理された未延伸ポリエチレン(PE)樹脂フィルムを用い、温度160℃、加圧力0.4MPaで10秒間保持して加熱圧着させたときの接着力が、JIS K 6854−1「接着剤 はく離接着強さ試験方法 第一部:90度はく離」に規定された測定方法で測定した値が9.8N/25.4mm以上となることを確認し、
大気圧プラズマ処理装置を用いて熱接着性改質層が形成される基材が未延伸ポリエチレン(PE)樹脂フィルムである場合には、前記判定基準フィルムとしてエアコロナ処理されたポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂フィルムを用い、温度160℃、加圧力0.4MPaで10秒間保持して加熱圧着させたときの接着力が、JIS K 6854−1「接着剤 はく離接着強さ試験方法 第一部:90度はく離」に規定された測定方法で測定した値が5.9N/25.4mm以上となることを確認し、
大気圧プラズマ処理装置を用いて熱接着性改質層が形成される基材がポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂フィルムである場合には、前記判定基準フィルムとしてエアコロナ処理された未延伸ポリエチレン(PE)樹脂フィルムを用い、温度160℃、加圧力0.4MPaで10秒間保持して加熱圧着させたときの接着力が、JIS K 6854−1「接着剤 はく離接着強さ試験方法 第一部:90度はく離」に規定された測定方法で測定した値が5.9N/25.4mm以上となることを確認し、
大気圧プラズマ処理装置を用いて熱接着性改質層が形成される基材がポリ塩化ビニル(PVC)樹脂フィルムである場合には、前記判定基準フィルムとしてエアコロナ処理された未延伸ポリエチレン(PE)樹脂フィルムを用い、温度140℃、加圧力0.4MPaで10秒間保持して加熱圧着させたときの接着力が、JIS K 6854−1「接着剤 はく離接着強さ試験方法 第一部:90度はく離」に規定された測定方法で測定した値が3.9N/25.4mm以上となることを確認し、
大気圧プラズマ処理装置を用いて熱接着性改質層が形成される基材がエチレン−ビニルアルコール共重合体(EVOH)樹脂フィルムである場合には、前記判定基準フィルムとしてエアコロナ処理された未延伸ポリエチレン(PE)樹脂フィルムを用い、温度160℃、加圧力0.4MPaで10秒間保持して加熱圧着させたときの接着力が、JIS K 6854−1「接着剤 はく離接着強さ試験方法 第一部:90度はく離」に規定された測定方法で測定した値が5.9N/25.4mm以上となることを確認し、
大気圧プラズマ処理装置を用いて熱接着性改質層が形成される基材が未延伸ポリプロピレン(CPP)樹脂フィルムである場合には、前記判定基準フィルムとしてエアコロナ処理されたポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂フィルムを用い、温度190℃、加圧力0.4MPaで10秒間保持して加熱圧着させたときの接着力が、JIS K 6854−1「接着剤 はく離接着強さ試験方法 第一部:90度はく離」に規定された測定方法で測定した値が5.9N/25.4mm以上となることを確認することが好ましい。
前記第1の基材が、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリアミド(PA)、延伸ポリプロピレン(OPP)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリアクリロニトリル(PAN)、ポリカーボネート(PC)、ポリイミド(PI)、ポリ塩化ビニル(PVC)、エチレン−ビニルアルコール共重合体(EVOH)からなる群の中から選ばれた1種類であり、前記第2の基材が、未延伸ポリエチレン(PE)、未延伸ポリプロピレン(CPP)、未延伸ポリエチレンと未延伸ポリプロピレンの共押し出しフィルム(PE/CPP)からなる群の中から選ばれた1種類または2種類であることが好ましい。
また、前記第1の基材が、両面に熱可塑性樹脂フィルムが積層されたラミネートフィルムであり、前記第1の基材の両面の熱可塑性樹脂フィルムが、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリアミド(PA)、延伸ポリプロピレン(OPP)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリアクリロニトリル(PAN)、ポリカーボネート(PC)、ポリイミド(PI)、ポリ塩化ビニル(PVC)、エチレン−ビニルアルコール共重合体(EVOH)からなる群の中から選ばれた1種類または2種類であり、前記第2の基材が、未延伸ポリエチレン(PE)、未延伸ポリプロピレン(CPP)、未延伸ポリエチレンと未延伸ポリプロピレンの共押し出しフィルム(PE/CPP)からなる群の中から選ばれた1種類または2種類であることが好ましい。
貼合工程後に、積層体を常温で10日〜1ヶ月間、または40〜60℃で1〜3日間静置するエージング工程を含むことが好ましい。これにより、接着力を増大させることができる。
また、本発明は、上記の反りやカールが少ない包装材料積層体の製造方法により製造された、反りやカールが少ない包装材料積層体を提供する。
また、本発明は、上記の反りやカールが少ない包装材料積層体を用いて、前記ヒートシール性を有する第2の基材のいずれか一方がシーラント層として内面側となるように製造されてなることを特徴とする包装体を提供する。
また、本発明は、熱可塑性樹脂フィルムからなる第1の基材の両面に、前記第1の基材と異なる種類の熱可塑性樹脂フィルムであってヒートシール性を有する第2の基材が貼合されていて、前記第1の基材の一方の貼合面が1A面、他方の貼合面が1B面とされ、それぞれに貼合する前記第2の基材の貼合面が2A面、2B面とされ、前記第1の基材の貼合面である1A面と1B面の両方には、大気圧プラズマ処理装置を用いた表面改質により熱接着性改質層が形成され、前記第2の基材の貼合面である2A面と2B面には、大気圧プラズマ処理装置を用いた表面改質により熱接着性改質層が形成されるか、若しくはエアコロナ処理による表面改質層が形成されていて、前記第1の基材及び前記第2の基材の、1A面と2A面、及び1B面と2B面とが対向して、接着剤及びアンカーコート剤を塗布することなく加熱圧着して貼合されていることを特徴とする反りやカールが少ない包装材料積層体を提供する。
また、本発明は、熱可塑性樹脂フィルムからなる第1の基材の両面に、前記第1の基材と異なる種類の熱可塑性樹脂フィルムであってヒートシール性を有する第2の基材が貼合されていて、前記第1の基材の一方の貼合面が1A面、他方の貼合面が1B面とされ、それぞれに貼合する前記第2の基材の貼合面が2A面、2B面とされ、前記第1の基材の貼合面である1A面と1B面のいずれか一方の面には、大気圧プラズマ処理装置を用いた表面改質により熱接着性改質層が形成され、他方の面にはエアコロナ処理による表面改質層が形成され、前記第1の基材の熱接着性改質層が形成された貼合面に貼合する前記第2の基材の貼合面には、エアコロナ処理による表面改質層が形成されるか、又は大気圧プラズマ処理装置を用いた表面改質により熱接着性改質層が形成され、前記第1の基材の表面改質層が形成された貼合面に貼合する前記第2の基材の貼合面には、大気圧プラズマ処理装置を用いた表面改質により熱接着性改質層が形成されていて、前記第1の基材及び前記第2の基材の、1A面と2A面、及び1B面と2B面とが対向して、接着剤及びアンカーコート剤を塗布することなく加熱圧着して貼合されていることを特徴とする反りやカールが少ない包装材料積層体を提供する。
また、本発明は、熱可塑性樹脂フィルムからなる第1の基材の両面に、前記第1の基材と異なる種類の熱可塑性樹脂フィルムであってヒートシール性を有する第2の基材が貼合されていて、前記第1の基材の一方の貼合面が1A面、他方の貼合面が1B面とされ、それぞれに貼合する前記第2の基材の貼合面が2A面、2B面とされ、前記第1の基材の貼合面である1A面と1B面の両方には、エアコロナ処理による表面改質層が形成され、前記第2の基材の貼合面である2A面と2B面の両方には、大気圧プラズマ処理装置を用いた表面改質により熱接着性改質層が形成されていて、前記第1の基材及び前記第2の基材の、1A面と2A面、及び1B面と2B面とが対向して、接着剤及びアンカーコート剤を塗布することなく加熱圧着して貼合されていることを特徴とする反りやカールが少ない包装材料積層体を提供する。
前記第1の基材が、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリアミド(PA)、延伸ポリプロピレン(OPP)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリアクリロニトリル(PAN)、ポリカーボネート(PC)、ポリイミド(PI)、ポリ塩化ビニル(PVC)、エチレン−ビニルアルコール共重合体(EVOH)からなる群の中から選ばれた1種類であり、前記第2の基材が、未延伸ポリエチレン(PE)、未延伸ポリプロピレン(CPP)、未延伸ポリエチレンと未延伸ポリプロピレンの共押し出しフィルム(PE/CPP)からなる群の中から選ばれた1種類または2種類であることが好ましい。
また、前記第1の基材が、両面に熱可塑性樹脂フィルムが積層されたラミネートフィルムであり、前記第1の基材の両面の熱可塑性樹脂フィルムが、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリアミド(PA)、延伸ポリプロピレン(OPP)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリアクリロニトリル(PAN)、ポリカーボネート(PC)、ポリイミド(PI)、ポリ塩化ビニル(PVC)、エチレン−ビニルアルコール共重合体(EVOH)からなる群の中から選ばれた1種類または2種類であり、前記第2の基材が、未延伸ポリエチレン(PE)、未延伸ポリプロピレン(CPP)、未延伸ポリエチレンと未延伸ポリプロピレンの共押し出しフィルム(PE/CPP)からなる群の中から選ばれた1種類または2種類であることが好ましい。
また、本発明は、上記の反りやカールが少ない包装材料積層体を用いて、前記ヒートシール性を有する第2の基材のいずれか一方がシーラント層として内面側となるように製造されてなることを特徴とする包装体を提供する。
上記の本発明によれば、包装体の最内層となるヒートシール層を貼り合わせるのに、接着剤及びアンカーコート剤を用いないので、残留溶剤及び内容品への汚染源となりうる、接着剤及びアンカーコート剤に起因する低分子成分の発生が伴わないことから、包装体内に充填されている内容物へのコンタミの影響を低減できる。
また、包装体の最内層となるヒートシール層を貼り合わせるのに、接着剤及びアンカーコート剤を用いないので、従来技術のように接着剤及びアンカーコート剤が、包装体内に充填されている液体内容物と反応して、内容物の成分への悪影響が起こること、例えば、薬効成分の分解、減少などが生じることも低減できる。
また、本発明によれば、熱可塑性樹脂フィルムからなる第1の基材の両面に、前記第1の基材と異なる種類の熱可塑性樹脂フィルムであってヒートシール性を有する第2の基材を配設しているので、熱収縮による歪みが均等化されて積層体の反りやカールが少ない包装材料積層体を製造することができる。
本発明に係わる包装材料積層体の第1の例を示す概略断面図である。 本発明に係わる包装材料積層体の第2の例を示す概略断面図である。 従来技術による包装材料積層体の一例を示す概略断面図である。
以下、好適な実施の形態について、本発明を説明する。
図1、図2は、それぞれ本発明に係わる包装材料積層体の一例を示す概略断面図である。熱可塑性樹脂フィルムからなる第1の基材3の両面に、第1の基材3と異なる種類の熱可塑性樹脂フィルムであってヒートシール性を有する第2の基材1が貼合されてなる反りやカールが少ない包装材料積層体10,11の一方の面には、上から順に、ヒートシール性を有する第2の基材1と、熱可塑性樹脂フィルムからなる第1の基材3と、ヒートシール性を有する第2の基材1とが少なくとも積層されてなり、前記熱可塑性樹脂フィルム3と、前記ヒートシール性を有する基材1とが、接着剤及びアンカーコート剤を塗布することなく加熱圧着して貼合してなる反りやカールが少ない包装材料積層体10,11である。
図1に示す第1の例に係わる反りやカールが少ない包装材料積層体10では、特に図示しないが、例えば下側のヒートシール性を有する第2の基材1と第1の基材3との間に印刷層を設けることもできる。
図2に示す第2の例に係わる反りやカールが少ない包装材料積層体11では、遮光性やバリア性を持たせるために、別にヒートシール性あるいはイージーピール性を有するアルミラミネートフィルム5が熱圧着によってヒートシール性を有する第2の基材1に貼合されている。また、特に図示しないが、例えば他の樹脂フィルム5とヒートシール性を有する第2の基材1との間に印刷層を設けることもできる。
また、本発明は上記の例に限られるものではなく、積層体中に金属箔、金属または金属酸化物の蒸着膜、ガスバリア性を有する樹脂組成物層からなる群の中から選択された1つ以上のガスバリア層を1層以上設けることもできる。
熱可塑性樹脂フィルム3からなる第1の基材3の貼合面2と、ヒートシール性を有する第2の基材1の貼合面2のどちらか一方には、大気圧プラズマ処理装置を用いた表面改質により熱接着性改質層が形成され、他方の面にはエアコロナ処理による表面改質層が形成されている。貼合面2は接着剤及びアンカーコート剤を塗布することなく加熱圧着により貼合されている。
熱可塑性樹脂フィルム3からなる第1の基材3とヒートシール性を有する第2の基材1の、熱接着性改質層が形成されている面と、表面改質層が形成されている面とを対向させて、接着剤及びアンカーコート剤を塗布することなく、所定の加熱温度、加圧力、時間で保持して熱圧着を行うことにより、本発明に係わる反りやカールが少ない包装材料積層体10,11における第1の基材3と第2の基材1との接合を得ることができる。
また、熱可塑性樹脂フィルム3からなる第1の基材3の貼合面2と、ヒートシール性を有する第2の基材1の貼合面2の両方に、大気圧プラズマ処理装置を用いた表面改質により熱接着性改質層を形成し、熱可塑性樹脂フィルム3からなる第1の基材3の熱接着性改質層が形成されている面とヒートシール性を有する第2の基材1の熱接着性改質層が形成されている面とを対向させて、接着剤及びアンカーコート剤を塗布することなく、所定の加熱温度、加圧力、時間で保持して熱圧着を行うことにより、本発明に係わる反りやカールが少ない包装材料積層体10,11における第1の基材3と第2の基材1との接合を得ることもできる。
熱可塑性樹脂フィルムからなる第1の基材3としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂フィルム、ポリアミド(PA)樹脂フィルム、延伸ポリプロピレン(OPP)、ポリエチレンナフタレート(PEN)樹脂フィルム、ポリアクリロニトリル(PAN)樹脂フィルム、ポリカーボネート(PC)樹脂フィルム、ポリイミド(PI)樹脂フィルム、ポリ塩化ビニル(PVC)、エチレン−ビニルアルコール共重合体(EVOH)などが挙げられる。
また、ヒートシール性を有する第2の基材1としては、未延伸ポリエチレン(PE)樹脂フィルムまたは未延伸ポリプロピレン(CPP)樹脂フィルム、未延伸ポリエチレンと未延伸ポリプロピレンの共押し出しフィルム(PE/CPP)などが挙げられる。
また、ガスバリア層となる金属箔としては、アルミ箔やステンレス箔などが挙げられる。また、ガスバリア性を有する蒸着膜となる金属または金属酸化物としては、アルミ、シリカ、アルミナなどが挙げられる。また、ガスバリア性を有する樹脂組成物としては、塩化ビニリデンコート、アクリル酸系ポリマーコートや、有機・無機ハイブリッドコート(有機化合物と無機化合物をハイブリッドしたコーティング剤)として入手可能な種々の市販品(例えばガスバリア性を有する樹脂とコロイダルシリカなどの微粒子を分散したものなど)、あるいはコーティングを施した市販フィルムを用いることができる。
そして、反りやカールが少ない包装材料積層体10,11においては、ヒートシール性を有する第2の基材1と熱可塑性樹脂フィルムからなる第1の基材3とが、接着剤及びアンカーコート剤を使用しないで積層されたものである。
この反りやカールが少ない包装材料積層体10,11には、ヒートシール性を有する第2の基材1が積層されていることから、この包装材料積層体10,11を所定の形状・寸法に裁断し、ヒートシール性を有する第2の基材1を内面側としてヒートシールすることにより、包装体を作製することができる。
図1に示す包装材料積層体10の場合、2つある第2の基材1のいずれか一方であれば、どちらでも、シーラント層として用いることができる。図2に示す包装材料積層体11の場合、2つある第2の基材1のうち、他のフィルム5が積層されていない側(図2の上側)の第2の基材1が、シーラント層として用いられる。
また、図3は、従来技術による包装材料積層体20の例であり、熱可塑性樹脂フィルムからなる第1の基材23の一方の面に、第1の基材23と異なる種類の熱可塑性樹脂フィルムであってヒートシール性を有する第2の基材21とが、接着剤層22を用いて接着されてなる包装材料積層体20である。
ところで、本発明の包装材料積層体のそれぞれの貼合面2において、熱可塑性樹脂フィルムからなる第1の基材3として、例えば、ポリアミド(PA)樹脂フィルムと、ヒートシール性を有する第2の基材1として、例えば、未延伸ポリエチレン(PE)樹脂フィルムを用いた組み合わせとしては、次の3通りがある。
(1): (改質処理PA)/(エアコロナ処理PE)
(2): (改質処理PA)/(改質処理PE)
(3): (エアコロナ処理PA)/(改質処理PE)
ここで、改質処理PAとは、少なくとも一方の面に大気圧プラズマ処理装置を用いた表面改質により熱接着性改質層が形成された、厚みが10〜500μmのポリアミド(PA)樹脂フィルムである。
エアコロナ処理PAとは、厚みが10〜500μmのエアコロナ処理されたポリアミド(PA)樹脂フィルムである。
エアコロナ処理PEとは、厚みが10〜500μmのエアコロナ処理されたヒートシール性を有する未延伸ポリエチレン(PE)樹脂フィルムである。
改質処理PEとは、厚みが10〜500μmの大気圧プラズマ処理装置を用いた表面改質により熱接着性改質層が形成された、ヒートシール性を有する未延伸ポリエチレン(PE)樹脂フィルムである。
本発明の包装材料積層体10,11は、第1の基材3の両面にそれぞれ貼合面2を介して第2の基材1,1が貼合されたものであり、それぞれの貼合面2について上記の(1)〜(3)の3通りの組み合わせが可能である。よって、両面の第2の基材1,1を区別すると(左側を表面、右側を裏面とした)、次の9通りの組み合わせがある。
(1/1): (エアコロナ処理PE)/(両面改質処理PA)/(エアコロナ処理PE)
(1/2): (エアコロナ処理PE)/(両面改質処理PA)/(改質処理PE)
(1/3): (エアコロナ処理PE)/(表面改質処理・裏面エアコロナ処理PA)/(改質処理PE)
(2/1): (改質処理PE)/(両面改質処理PA)/(エアコロナ処理PE)
(2/2): (改質処理PE)/(両面改質処理PA)/(改質処理PE)
(2/3): (改質処理PE)/(表面改質処理・裏面エアコロナ処理PA)/(改質処理PE)
(3/1): (改質処理PE)/(表面エアコロナ処理・裏面改質処理PA)/(エアコロナ処理PE)
(3/2): (改質処理PE)/(表面エアコロナ処理・裏面改質処理PA)/(改質処理PE)
(3/3): (改質処理PE)/(両面エアコロナ処理PA)/(改質処理PE)
ここで、両面改質処理PAとは、両面に大気圧プラズマ処理装置を用いた表面改質により熱接着性改質層が形成された、厚みが10〜500μmのポリアミド(PA)樹脂フィルムである。
両面エアコロナ処理PAとは、両面がエアコロナ処理された厚みが10〜500μmのポリアミド(PA)樹脂フィルムである。
表面改質処理・裏面エアコロナ処理PAとは、表面に大気圧プラズマ処理装置を用いた表面改質により熱接着性改質層が形成され、裏面がエアコロナ処理された厚みが10〜500μmのポリアミド(PA)樹脂フィルムである。
表面エアコロナ処理・裏面改質処理PAとは、裏面に大気圧プラズマ処理装置を用いた表面改質により熱接着性改質層が形成され、表面がエアコロナ処理された厚みが10〜500μmのポリアミド(PA)樹脂フィルムである。
第1の基材3が両面改質処理PAの場合には、2つの第2の基材1は、それぞれエアコロナ処理PEか改質処理PEのいずれでも良い。
第1の基材3が表面改質処理・裏面エアコロナ処理PA又は表面エアコロナ処理・裏面改質処理PAである場合には、第1の基材3の改質処理された側に貼合する第2の基材1はエアコロナ処理PEか改質処理PEのいずれでも良いが、第1の基材3のエアコロナ処理された側に貼合する第2の基材は、改質処理PEである。
第1の基材3が両面エアコロナ処理PAの場合には、第2の基材1はいずれも改質処理PEである。
第1の基材3の両面に第2の基材1,1を同時に熱圧着する場合には、第1の基材の表面の大気圧プラズマ処理又はエアコロナ処理と、第1の基材の裏面の大気圧プラズマ処理又はエアコロナ処理とを、別々の装置・工程で実施してもよい。第1の基材が、両面とも大気圧プラズマ処理装置を用いた表面改質により熱接着性改質層が形成されたものか、あるいは両面ともエアコロナ処理されたものであると、第1の基材の両面を単一の装置1台または同等の装置2台を用いて、両面を同じ処理条件で処理することができるので、好ましい。また、この時、第1の基材をロール状に巻き取る場合は、ブロッキングの発生を防止するために、必要に応じて両面の処理条件をそれぞれ変えて処理することが好ましい。
なお、第1の基材の一方の貼合面を1A面、他方の貼合面を1B面とし、それぞれに貼合する第2の基材の貼合面を2A面、2B面として区別した場合、本発明の製造方法は、次のようにまとめて表現することができる。
「熱可塑性樹脂フィルムからなる第1の基材の両面に、前記第1の基材と異なる種類の熱可塑性樹脂フィルムであってヒートシール性を有する第2の基材を配設し貼合してなる包装材料積層体の製造方法であって、
前記第1の基材の一方の貼合面を1A面、他方の貼合面を1B面とし、それぞれに貼合する前記第2の基材の貼合面を2A面、2B面とし、
前記第1の基材の1A面と、前記第2の基材の2A面のいずれか一方の面には、大気圧プラズマ処理装置を用いた表面改質により熱接着性改質層が形成され、他方の面には、大気圧プラズマ処理装置を用いた表面改質による熱接着性改質層またはエアコロナ処理による表面改質層が形成されてなり、かつ、前記第1の基材の1B面と、前記第2の基材の2B面のいずれか一方の面には、大気圧プラズマ処理装置を用いた表面改質により熱接着性改質層が形成され、他方の面には、大気圧プラズマ処理装置を用いた表面改質による熱接着性改質層、又はエアコロナ処理による表面改質層が形成されてなる前記第1の基材及び前記第2の基材を用意し、
前記第1の基材及び前記第2の基材の、1A面と2A面、及び1B面と2B面とを対向させ、接着剤及びアンカーコート剤を塗布することなく加熱圧着して貼合することを特徴とする反りやカールが少ない包装材料積層体の製造方法。」
本発明の反りやカールが少ない包装材料積層体10,11は、一方の表面にヒートシール性を有する第2の基材1を積層していることから、包装体に好適に使用することができる。例えば、この反りやカールが少ない包装材料積層体10を、未延伸ポリエチレン(PE)をヒートシール層とするために内面にして2つ折りし、三方をヒートシールすることにより袋体を得ることができる。
また、所定寸法に裁断された2枚の反りやカールが少ない包装材料積層体10,11を重ねて、両側端部をヒートシールし、さらに、2つ折りした底部用の包装材料積層体10,11をヒートシールすることによりスタンディングパウチ形式の自立型をした、包装体を得ることができる。
さらに、包装容器の使用方法に応じて必要な機能、例えば、遮光性を持たせること、再封用のチャックを備えること、注出口(スパウト)を設けることなどの、種々の機能を備えた包装容器を得ることができる。具体的には、遮光性やバリア性を持たせる包装容器を作製する場合、別途、ヒートシール性あるいはイージーピール性を有するアルミラミネートフィルムを準備し、本発明に係わる反りやカールが少ない包装材料積層体の外側となるヒートシール性を有する第2の基材と貼合して最終的な包装材料積層体を得ることができる。
また、熱可塑性樹脂フィルムからなる第1の基材の両面に、前記第1の基材と異なる種類の熱可塑性樹脂フィルムであってヒートシール性を有する第2の基材を配設し貼合するに当たり、第2の基材が同種の熱可塑性樹脂フィルムであって、積層体及び包装体を作製する加熱工程において、加熱板や加熱ロール側に第2の基材が溶融付着する現象が起きるようであれば、適宜、第1の基材の両面に配設される第2の基材の外側と内側でフィルムの厚みに差をつける、または熱可塑性樹脂の種類、密度あるいは融点差をつけたものを使用することで、加熱工程を容易にすることもできる。
また、シール層となる反対面の第2の基材の密度を上げることによって、積層体の剛性を強めて腰を出す等、積層体の風合いを調整することもできる。
また、種々の用途に用いられる包装容器(袋)は、充填する内容物の形態・性状に応じて、公知の包装容器の形状から適宜選択して用いることができる。例えば、スタンディングパウチ形状、三方又は四方シールの平袋形状、ガゼット袋体、ピロー包装形状、収納ケースなどが好適に用いられる。
また、詰替え用包装容器においては、自立型のスタンディングパウチとし、さらに、様々な注ぎ易い形状をした注出口を配設することにより、内容物の詰替え作業を簡便化した包装容器を得ることができる。
また、電子部品、医療用部品、医療用機器部品、精密機械部品などの用途向けとして、特別に清浄度管理されたクリーンルーム内の作業環境下において、清浄度の維持管理された基材フィルムを用いて本発明に係わる積層体を作製した後、それを用いた接着剤及びアンカーコート剤の使用量を低減した、よりクリーンな包装体を作製することができる。
ここで、熱可塑性樹脂フィルムからなる第1の基材3と、ヒートシール性を有する第2の基材1とを貼合するに際し、事前に、大気圧プラズマ処理装置を用いて樹脂フィルムの表面改質により熱接着性改質層が形成された前記熱可塑性樹脂フィルムからなる第1の基材3及び/又は前記ヒートシール性を有する第2の基材1と、同一又は異なる種類の熱可塑性樹脂フィルムであってエアコロナ処理されてなる特定のフィルムを用い大気圧プラズマ処理装置による表面改質により熱接着性改質層が形成された表面の良否を判定する。すなわち、前記熱可塑性樹脂フィルムからなる第1の基材3及び/又は前記ヒートシール性を有する第2の基材1の熱接着性改質層が形成された面と、前記エアコロナ処理されてなる特定のフィルム(判定基準フィルム)のエアコロナ処理面を対向させて、接着剤及びアンカーコート剤を塗布することなく、熱圧着させたときの接着力が、JIS K 6854−1「接着剤 はく離接着強さ試験方法 第一部:90度はく離」に規定された測定方法で測定した値が所定値以上となるように、大気圧プラズマ処理装置を用いた表面改質が成されていることが必要である。
なお、前記判定基準フィルムは、大気圧プラズマ処理装置による表面改質により熱接着性改質層が形成された表面の良否判定のために用いられるのみであり、最終的には製品の積層体には含まれない。例えば、第1の基材および/または第2の基材が長尺のフィルムである場合には、その長手方向の一部において判定基準フィルムとの貼合を行い、表面改質の処理条件の良否を確認後、第1の基材および第2の基材の貼合を連続的に行う方法が挙げられる。この場合、積層体が判定基準フィルムと貼合されている部分は、製品からカット(除去)することが好ましい。
判定基準フィルムとの貼合による良否確認工程は、包装材料積層体の生産を行う際に、毎回行う必要はないが、例えば、大気圧プラズマ処理がなされる第1の基材および/または第2の基材の種類を変更するとき、大気圧プラズマの処理条件を変更するとき、大気圧プラズマ処理装置の清掃や部品交換などを行ったときなどに、必要に応じて良否確認工程を実施することが望ましい。
この良否確認工程は、第1の基材の表面を第2の基材と貼合する際と、第1の基材の裏面を第2の基材と貼合する際との両方で実施することが好ましい。
従来技術においては、大気圧プラズマ処理装置を用いた表面改質により、ある種の官能基、例えばCOOH基やOH基をフィルム表面に形成し、低温において、強固に積層・接着することができるとしているが、大気圧プラズマ処理したフィルム表面の好ましい処理状態を判断する基準を定義したものは示されていなかった。
本発明者らは、大気圧プラズマ処理された熱可塑性樹脂フィルムの熱接着性改質層が形成された表面と、エアコロナ処理されたヒートシール性を有する基材、例えば、未延伸ポリエチレン(PE)樹脂フィルムのエアコロナ処理面とを対向させて熱圧着して、得られた試験積層体の接着強度を測定することにより、大気圧プラズマ処理の状態の微妙な差異を確認することができることを見出し、また、熱可塑性樹脂フィルムの両面にヒートシール性を有する基材を配設して貼合することにより、反りやカールが少ない包装材料積層体が得られることを見出し、本発明を成し得るに至った。
大気圧プラズマ処理において、プラズマをフィルムの表面に対して照射する時間、印加電力、周波数などの処理条件は、例えばポリアミド(PA)樹脂フィルムに対してのプラズマ処理条件を探索するには、PA樹脂フィルムの熱接着性改質層が形成された表面と、エアコロナ処理された未延伸ポリエチレン(PE)樹脂フィルム(タマポリ株式会社製未延伸ポリエチレンフィルム、商品名;SK615P)のエアコロナ処理面とを対向させて、接着剤及びアンカーコート剤を塗布することなく、温度160℃、加圧力0.4MPaで10秒間保持して加熱圧着したときの接着力が、JIS K 6854−1「接着剤 はく離接着強さ試験方法 第一部:90度はく離」に規定された測定方法で速度5mm/minではく離させた時の強度として、9.8N/25.4mm以上となるように、大気圧プラズマ処理装置を用いた表面改質が成されていれば、包装体に使用可能な反りやカールが少ない包装材料積層体を得ることができる。
また、大気圧プラズマ処理されたポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂フィルムの熱接着性改質層が形成された表面は、エアコロナ処理された未延伸ポリエチレン(PE)樹脂フィルム(タマポリ株式会社製未延伸ポリエチレンフィルム、商品名;SK615P)のエアコロナ処理面とを対向させて、接着剤及びアンカーコート剤を塗布することなく、温度160℃、加圧力0.4MPaで10秒間保持して加熱圧着したときの接着力が、JIS K 6854−1「接着剤 はく離接着強さ試験方法 第一部:90度はく離」に規定された測定方法で速度5mm/minではく離させた時の強度として、5.9N/25.4mm以上となるように、大気圧プラズマ処理装置を用いた表面改質が成されていれば、包装体に使用可能な反りやカールが少ない包装材料積層体を得ることができる。
(樹脂フィルム)
本発明の反りやカールが少ない包装材料積層体に使用する熱可塑性樹脂フィルム3としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂フィルム、ポリアミド(PA)樹脂フィルム、延伸ポリプロピレン(OPP)、ポリエチレンナフタレート(PEN)樹脂フィルム、ポリアクリロニトリル(PAN)樹脂フィルム、ポリカーボネート(PC)樹脂フィルム、ポリイミド(PI)樹脂フィルム、ポリ塩化ビニル(PVC)樹脂フィルムやエチレン−ビニルアルコール共重合体(EVOH)樹脂フィルムなどが挙げられる。ヒートシール性を有する基材1としては、例えば、未延伸ポリエチレン(PE)樹脂フィルム、未延伸ポリプロピレン(CPP)樹脂フィルム、未延伸ポリエチレンと未延伸ポリプロピレンの共押し出しフィルム(PE/CPP)が挙げられる。
本発明で大気圧プラズマ処理される基材として使用できる熱可塑性樹脂フィルム1,3としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂、ポリアミド(PA)樹脂、延伸ポリプロピレン(OPP)、ポリ塩化ビニル(PVC)樹脂、エチレン−ビニルアルコール共重合体(EVOH)、ポリエチレンナフタレート(PEN)樹脂、ポリアクリロニトリル(PAN)樹脂、ポリカーボネート(PC)樹脂、ポリイミド(PI)樹脂、未延伸ポリエチレン(PE)樹脂、未延伸ポリプロピレン(CPP)樹脂などの樹脂フィルムが挙げられる。これらの熱可塑性樹脂の融点は、それぞれ、ポリエチレンテレフタレート(252℃)、ポリアミド(220℃)、延伸ポリプロピレン(164℃)、ポリ塩化ビニル(なし)、エチレン−ビニルアルコール共重合体(160〜190℃)、ポリエチレンナフタレート(約270℃)、ポリアクリロニトリル(なし)、ポリカーボネート(なし)、ポリイミド(なし)、未延伸ポリエチレン(105〜140℃)、未延伸ポリプロピレン(130〜165℃)、未延伸ポリエチレンと未延伸ポリプロピレンの共押し出しフィルム(PE/CPP)(105〜165℃)である。なお、ポリアミド樹脂は、酸とアミンが反応してできるアミド結合(−CONH−)の繰り返しによって主鎖が構成される線状高分子のことで、一般的な商品名としてはナイロンと呼ばれているものである。
積層する場合のヒートシール性を有する第2の基材1のヒートシール温度は、熱可塑性樹脂フィルムからなる第1の基材3の融点よりも低い温度で行う必要がある。熱可塑性樹脂フィルムからなる第1の基材3の融点よりも高い温度で熱圧着すると樹脂が加熱ロールに付着して基材3樹脂の表面が肌荒れを起してしまうという問題がある。
大気圧プラズマ処理されたポリアミド(PA)樹脂フィルムまたはポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂フィルムまたはポリ塩化ビニル(PVC)樹脂フィルムまたはエチレン−ビニルアルコール共重合体(EVOH)樹脂フィルムと、エアコロナ処理または大気圧プラズマ処理にて表面改質された、未延伸ポリエチレン(PE)樹脂フィルムまたは未延伸ポリプロピレン(CPP)樹脂フィルムとをヒートシールする場合の熱接着の工程では、熱圧着温度及び加圧力を選定して行うことが好ましい。接着力は熱圧着温度・時間・圧力を上げることで向上する。目標とする接着強度が得られる条件を適宜選定すればよい。
本発明の反りやカールが少ない包装材料積層体10,11に使用される、熱可塑性樹脂フィルムからなる第1の基材3及びヒートシール性を有する第2の基材1の厚みは、それぞれの厚みが10〜500μm程度であることが好ましい。厚みが10μm未満であると皺に成り易く、ロールtoロールでの加工を行うことが困難であり取扱いに不自由が生じる。また、厚みが500μmを超えると、剛性が高くて可撓性がなくなり、薄すぎる場合と同様に、ロールtoロールでの加工を行うことが困難であり取扱いに不自由が生じる。
従って、本発明による反りやカールが少ない包装材料積層体の製造方法において、表面改質された樹脂フィルム同士を熱圧着により貼り合わせて、積層フィルムを作製する場合、積層後の樹脂フィルムをロール体として巻き取るには、全体の厚みが500μmを超えないように配慮する必要がある。
また、積層された後の樹脂フィルムの厚みが500μmを超える場合には、積層された樹脂フィルムをロール体に巻き取ることが困難であることから、一定の寸法長さで切断された積層樹脂フィルムのシートとして作製することになる。
(包装材料積層体の製造方法)
本発明の反りやカールが少ない包装材料積層体10,11を製造する方法において、熱可塑性樹脂フィルムからなる第1の基材3とヒートシール性を有する第2の基材1とを貼り合わせて積層するには、下記の(1)〜(3)の工程により行うことができる。
(1)熱可塑性樹脂フィルムからなる第1の基材3の表面に、大気圧プラズマ処理装置を用いて表面処理を行い、熱接着性改質層を形成するか、または、空気雰囲気でのコロナ放電処理(エアコロナ処理)により、表面改質層の形成を行う。
(2)ヒートシール性を有する第2の基材1の表面に、大気圧プラズマ処理装置を用いて表面処理を行い、熱接着性改質層を形成するか、または、空気雰囲気でのコロナ放電処理(エアコロナ処理)により、表面改質層の形成を行う。なお、ヒートシール性を有する第2の基材1が未延伸ポリプロプレンからなる場合には、大気圧プラズマ処理が必須である。
(3)熱可塑性樹脂フィルムからなる第1の基材3の前記熱接着性改質層が形成された面に、ヒートシール性を有する第2の基材1の前記表面改質層が形成された面を重ね合わせて、熱圧着によりラミネートする。
ただし、第1の基材及び第2の基材のいずれか一方の基材が、大気圧プラズマ処理装置による表面改質により熱接着性改質層が形成された面を有するため、(1)において第1の基材のフィルムの表面に、空気雰囲気でのコロナ放電処理(エアコロナ処理)により、表面改質層の形成を行う場合は、(2)においては、第2の基材のフィルムの表面に、大気圧プラズマ処理装置を用いて表面処理を行い、熱接着性改質層を形成する。
なお、大気圧プラズマ処理装置に用いる反応ガスは、窒素ガスをベースにするものに限らず、酸素ガスや炭酸ガスをベースにしても良い。
本発明の包装材料積層体10,11において、熱圧着により貼合する2種類の樹脂フィルムは、熱可塑性樹脂フィルムからなる第1の基材3としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂フィルム、ポリアミド(PA)樹脂フィルム、延伸ポリプロピレン(OPP)樹脂フィルム、ポリ塩化ビニル(PVC)樹脂フィルム、エチレン−ビニルアルコール共重合体(EVOH)樹脂フィルム、ポリエチレンナフタレート(PEN)樹脂フィルム、ポリアクリロニトリル(PAN)樹脂フィルム、ポリカーボネート(PC)樹脂フィルム、ポリイミド(PI)樹脂フィルムなどであり、ヒートシール性を有する第2の基材1としては、未延伸ポリエチレン(PE)樹脂フィルム、未延伸ポリプロピレン(CPP)樹脂フィルム、未延伸ポリエチレンと未延伸ポリプロピレンの共押し出しフィルム(PE/CPP)である。
本発明の包装材料積層体10,11において、第2の基材1は、第1の基材3の両面に配設され、よって少なくとも2枚が使用される。2枚の第2の基材1,1は、互いに同一材料のフィルムでも異なる材料のフィルムでもよい。
第2の基材1,1として、上記のPE、CPP、PE/CPPのうちのいずれか1種類が選択された場合において、第2の基材の一方が低密度ポリエチレン(LDPE)、他方が直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)である等、PE、CPP又はPE/CPPより下位概念において異なる材料と認識される組み合わせであってもよい。
第2の基材1,1として、上記のPE、CPP、PE/CPPのうちの2種類が選択された場合においては、第2の基材の一方がPE、他方がCPPである等の組み合わせが考えられる。
本発明では、熱可塑性樹脂フィルムの単層フィルムからなる第1の基材3の代わりに、両面に熱可塑性樹脂フィルムが積層されたラミネートフィルムを用いることもできる(後述する構成例の(1−3)参照)。その層構成は特に限定されないが、例えば、PA/接着剤層/PVC、PA/接着剤層/PET、PA/接着剤層/PAなどである。
両面に熱可塑性樹脂フィルムが積層されたラミネートフィルムを第1の基材として用いる場合、その両面の熱可塑性樹脂フィルムとしては、PET、PA、OPP、PVC、EVOH、PEN、PAN、PC、PIなどの樹脂フィルムが挙げられ、そのうち1種類又は2種類が選択される。両面の熱可塑性樹脂フィルムは、互いに同一材料のフィルムでも異なる材料のフィルムでもよい。
他の樹脂フィルム5としては、熱可塑性樹脂フィルムからなる第1の基材3またはヒートシール性を有する第2の基材1と同一材料のフィルムでも異なる材料のフィルムでもよい。また、他の樹脂フィルム5は、複数の材料からなる複合フィルムやラミネートフィルムでもよい。例えば、遮光性やバリア性を持たせるためにアルミ箔が積層され、さらにヒートシール性あるいはイージーピール性を有するアルミラミネートフィルムを他の樹脂フィルム5として用いる場合、他の樹脂フィルム5は、「PET/接着剤層/金属箔/接着剤層/イージーピール層」や「PA/アルミ蒸着膜/接着剤層/PE」等の構成が採用できる(後述する(2−2)や(2−5)の場合)。他の樹脂フィルム5は、ヒートシール性あるいはイージーピール性を有する層が熱圧着(ヒートシール面4)によってヒートシール性を有する第2の基材1に貼り合わされている。
図1に示す反りやカールが少ない包装材料積層体10を製造するに当たり、第1の基材3の両面の第2の基材1,1のラミネートが熱ラミネートによる場合、第1の基材3の片面に一方の第2の基材1をラミネートした後で他方の第2の基材をラミネートすること(片面ずつ熱ラミ)もでき、あるいは第2の基材1/第1の基材3/第2の基材1の3枚の樹脂フィルムを重ね合わせた状態で熱圧着すること(両面同時に熱ラミ)によってもラミネートすることができる。
熱収縮による歪みがより均等化されるため、「両面同時に熱ラミ」の方が好ましい。2枚の第2の基材1,1は、熱収縮による歪みが同程度であることが好ましく、例えば、互いに同一材料のフィルムで厚さも同等のフィルムを用いることが好ましい。
「片面ずつ熱ラミ」の熱ラミネートの場合には、第1の基材3の片面に一方の第2の基材1をラミネートした直後のフィルムの反りやカールの影響で巻取りに不具合が発生する場合があるので、第2の基材1の上に工程紙の役割として未処理PETフィルムも合わせて擬似接着させた状態(すなわち、工程紙/第2の基材1/第1の基材3の状態)で巻き取り品を作製する。これにより、熱収縮による歪みを抑制することができる。さらに第1の基材3の反対面に第2の基材1の熱ラミネートをして、巻き取る前に擬似接着している未処理PETフィルムを剥がしながら巻き取ることで最終的な積層体(すなわち、第2の基材1/第1の基材3/第2の基材1の状態)が完成する。
図2に示す反りやカールが少ない包装材料積層体11を製造するに当たり、第1の基材3の両面に第2の基材1,1がラミネートされた反りやカールが少ない包装材料積層体10を製造した後、その片方の第2の基材1の側で他の樹脂フィルム5とラミネートしてもよい。この場合、包装材料積層体10の片面のみに他の樹脂フィルム5をラミネートするが、包装材料積層体10はすでに3層以上の積層体であり、反りやカールが少ない包装材料積層体10を用いることで、他の樹脂フィルム5とラミネートする際に反りやカールが抑えられて、その結果、反りやカールが少ない包装材料積層体11を得ることができる。
また、図2に示す反りやカールが少ない包装材料積層体11を製造するに当たり、他の樹脂フィルム5と第2の基材1とがヒートシール面4でラミネートされた積層体を製造した後、この「他の樹脂フィルム5/ヒートシール面4/第2の基材1」からなる積層体と、第1の基材3と、第2の基材1とをラミネートしてもよい。この手順によれば、図1に示す反りやカールが少ない包装材料積層体10と同様に、反りやカールが少ない包装材料積層体11を得ることができる。
他の樹脂フィルム5の第2の基材1に対する貼合面がヒートシール性またはイージーピール性を有する場合は、特に貼合面に表面処理をしなくとも、接着剤及びアンカーコート剤を塗布することなく、容易に熱圧着で第2の基材1と貼合することができる。そうでない場合は、第1の基材3と第2の基材1との貼合面2と同様の方法により、他の樹脂フィルム5と第2の基材1との間のそれぞれの貼合面に表面処理をして、接着剤及びアンカーコート剤を塗布することなく加熱圧着して貼合することができる。
本発明の反りやカールが少ない包装材料積層体の層構成は、特に限定されるものではないが、例えば以下のような構成例が挙げられる。以下の例においては、右側がシーラント層を示す。
[図1に示す包装材料積層体10の構成例]
(1−1) PE/貼合面/PA/貼合面/PE
(1−2) CPP/貼合面/PA/貼合面/CPP
(1−3) PE/貼合面/PA/接着剤層/PVC/貼合面/PE
(1−4) PE/貼合面/PA/貼合面/CPP
(1−5) PE/貼合面/PET/貼合面/PE
(1−6) CPP/貼合面/PET/貼合面/CPP
[図2に示す包装材料積層体11の構成例]
(2−1) PET/接着剤層/金属箔/接着剤層/PE/ヒートシール面/PE/貼合面/PA/貼合面/PE
(2−2) PET/接着剤層/金属箔/接着剤層/イージーピール層/ヒートシール面/PE/貼合面/PA/貼合面/CPP
(2−3) PET/シリカ蒸着膜/接着剤層/PE/ヒートシール面/PE/貼合面/PA/貼合面/PE
(2−4) PET/シリカ蒸着膜/接着剤層/イージーピール層/ヒートシール面/CPP/貼合面/PA/貼合面/CPP
(2−5) PA/アルミ蒸着膜/接着剤層/PE/ヒートシール面/PE/貼合面/PET/貼合面/PE
(2−6) PA/アルミ蒸着膜/接着剤層/イージーピール層/ヒートシール面/CPP/貼合面/PET/貼合面/CPP
また、図2に示す包装材料積層体11における他のラミネートフィルム5の構成例としては、例えば以下のような構成例が挙げられる。以下の例においては、他のラミネートフィルム5がヒートシール面4を介して第2の基材1とラミネートされる側を右側に示す。
(3−1) PET/接着剤層/金属箔/接着剤層/PE
(3−2) PET/接着剤層/金属箔/接着剤層/イージーピール層
(3−3) PET/シリカ蒸着膜/接着剤層/PE
(3−4) PET/シリカ蒸着膜/接着剤層/イージーピール層
(3−5) PA/アルミ蒸着膜/接着剤層/PE
(3−6) PA/アルミ蒸着膜/接着剤層/イージーピール層
本発明の反りやカールが少ない包装材料積層体において、貼合に使用する2種類の樹脂フィルムに対する表面改質の処理は、ラミネートの前段階であれば、どちらを先に行っても良い。また、ラミネートする2種類のフィルムに対して表面改質の処理を同時に、もしくは並行して行っても良い。
また、本発明では、熱可塑性樹脂フィルムからなる第1の基材の両面に、前記第1の基材と異なる種類の熱可塑性樹脂フィルムであってヒートシール性を有する第2の基材を貼合するには、1枚の熱可塑性樹脂フィルムからなる第1の基材と、2枚のヒートシール性を有する第2の基材とからなる、合計3枚の樹脂フィルムを重ね合わせて同時に加熱圧着するのが、積層体の反りやカールが少ない包装材料積層体を得る上で好ましい。
また、本発明は、接着剤及びアンカーコート剤を使用することなくシーラント層が積層され、且つ積層体の反りやカールが少ない包装材料積層体、及びそれを用いて作製された包装体を提供するものである。
したがって、シーラント層以外の樹脂フィルム及び金属箔を貼合する場合には、接着剤を用いてもよい。
(コロナ放電処理)
ポリエチレン、ポリプロピレン等の熱可塑性ポリオレフィン樹脂フィルムは、表面層に極性基を持たないので、インキの印刷性、他の樹脂との接着性が低い。このため、インキの印刷性、他の樹脂との接着性を高めるために、コロナ放電処理による樹脂フィルム表面の改質が行われている。コロナ放電による表面改質の処理は、高周波電源電圧を用いて大気中にコロナ放電を発生させ、それに伴って発生する電子やイオンを樹脂フィルムの表面に照射し、樹脂フィルムの表面に官能基を付加することによって樹脂フィルムの表面改質を行うものである。
(空気雰囲気でのコロナ放電処理(エアコロナ処理))
通常の、空気雰囲気下で行われるコロナ放電による表面改質の処理では、コロナ放電処理した樹脂フィルムの表面が酸化され、該樹脂フィルムの表面において、高分子の主鎖や側鎖に、カルボニル基(>CO)やカルボキシル基(−COOH)などの酸素官能基が主として形成すると考えられる。
(窒素ガス雰囲気でのコロナ放電処理)
窒素ガス雰囲気でのコロナ放電処理を行うことで、樹脂フィルム表面の高分子の主鎖や側鎖に、接着に寄与すると思われるアミノ基(−NH)等の窒素官能基が主として生成すると考えられる。さらに、窒素ガス雰囲気でのコロナ放電処理は、通常の空気雰囲気でのコロナ放電処理(エアコロナ処理)と異なり、窒素ガス雰囲気中で放電が起こっているために、空気雰囲気でのコロナ放電処理(エアコロナ処理)を行った場合に発生する空気中の不純物による脆弱層の発生が抑えられる。幾つかの特許文献では、窒素ガスも大気圧グロープラズマ処理の雰囲気ガスとして使用できるような記載があるが、放電状態を観察すると大気圧グロープラズマ放電ではない。しかしながら、窒素ガス雰囲気でのコロナ放電は、放電条件の調整によって雷のようなストリーマー状(線状)、すなわち空気雰囲気でのコロナ放電よりは緩やかな(マイルドな)グローに近い放電が可能であるため、エアコロナ処理よりも均一な表面改質として利用できる。
(大気圧グロープラズマ処理)
従来、真空状態で放電させる低温プラズマ処理が表面改質に用いられていたが、真空設備を要することから装置が大掛かりとなり操作が煩雑であるという欠点があった。このため、通常、真空状態でしか発生できないグロー放電状態を大気圧下で発生させ、それにより生じる反応ラジカル、電子などを用いて表面改質を行う大気圧プラズマ処理装置が、樹脂フィルムの濡れ性改善・接着性改善に簡便に使用されるようになった。
大気圧グロープラズマ処理は、雰囲気ガスとしてヘリウム、アルゴンなどの希ガス元素を用いることで安定にグロー放電が保持され、雷のようなストリーマー状(線状)、すなわち空気雰囲気でのコロナ放電よりも、むらの無い均一な表面改質が可能である。幾つかの特許文献では、窒素ガスも大気圧グロープラズマ処理の雰囲気ガスとして使用できるような記載があるが、放電状態を観察すると大気圧グロープラズマ放電ではない。
本発明での大気圧プラズマ処理とは、窒素ガス雰囲気でのコロナ放電処理、あるいはヘリウム、アルゴンなどの希ガス雰囲気での大気圧グロープラズマ処理である。
酸素を反応ガスとする大気圧プラズマ処理では、樹脂フィルムの表面において、高分子の主鎖や側鎖に、カルボニル基(>CO)やカルボキシル基(−COOH)などの酸素官能基が主として形成する。また、窒素系ガスを反応ガスとする、例えば、N、NO、NHなど、さらに水素(H)、酸素(O)などを混合することにより、アミノ基、アミド基なども意図的に導入することができることを、本発明者らは確認している。
また、反応ガスには、CH、CO等を添加してもよい。
これらを考慮して本発明では、樹脂フィルムの表面に大気圧プラズマ処理を用いて表面改質処理を行う場合、窒素ガス雰囲気でのコロナ放電処理、あるいはヘリウム、アルゴンなどの希ガス雰囲気での大気圧グロープラズマ処理を用いて行う。
さらに、本発明ではフィルム表面に、熱接着性改質層が形成されるように、大気圧プラズマ処理において、大気圧プラズマ処理装置で発生したプラズマを樹脂フィルムの表面に対して照射する時間、印加電力、周波数などを調整して行う。
大気圧プラズマ処理において、プラズマを樹脂フィルムの表面に対して照射する時間、印加電力、周波数などの処理条件は、例えば、ポリアミド(PA)樹脂に対してのプラズマ処理条件を探索するには、PA樹脂フィルムの熱接着性改質層が形成された表面と、エアコロナ処理された未延伸ポリエチレン(PE)樹脂フィルム(タマポリ株式会社製未延伸ポリエチレンフィルム、商品名;SK615P)のエアコロナ処理面とを対向させて、接着剤及びアンカーコート剤を塗布することなく、温度160℃、加圧力0.4MPaで10秒間保持して加熱圧着したときの接着力が、JIS K 6854−1「接着剤 はく離接着強さ試験方法 第一部:90度はく離」に規定された測定方法で速度5mm/minではく離させた時の強度として、9.8N/25.4mm以上となるように、大気圧プラズマ処理装置を用いた表面改質が成されている処理条件を調査することによって行うことができる。
また、未延伸ポリエチレン(PE)樹脂に対してのプラズマ処理条件を探索するには、PE樹脂フィルムの熱接着性改質層が形成された表面と、エアコロナ処理されたポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂フィルム(東洋紡績株式会社製二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、商品名;E5102)のエアコロナ処理面とを対向させて、接着剤及びアンカーコート剤を塗布することなく、温度160℃、加圧力0.4MPaで10秒間保持して加熱圧着したときの接着力が、JIS K 6854−1「接着剤 はく離接着強さ試験方法 第一部:90度はく離」に規定された測定方法で速度5mm/minではく離させた時の強度として、5.9N/25.4mm以上となるように、大気圧プラズマ処理装置を用いた表面改質が成されている処理条件を調査することによって行うことができる。
また、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂、塩化ビニル(PVC)樹脂、エチレン−ビニルアルコール共重合体(EVOH)樹脂、未延伸ポリプロピレン(CPP)樹脂に対してのプラズマ処理条件を探索する場合も同様であり、詳細は、実施例の末尾に記載したとおりである。
また、延伸ポリプロピレン(OPP)、未延伸ポリエチレンと未延伸ポリプロピレンの共押し出しフィルム(PE/CPP)、ポリエチレンナフタレート(PEN)樹脂、ポリアクリロニトリル(PAN)樹脂、ポリカーボネート(PC)樹脂、ポリイミド(PI)樹脂など他の熱可塑性樹脂からなるフィルムに対してのプラズマ処理条件を探索する場合も、同様の手法により接着力を測定して、大気圧プラズマ処理装置を用いた処理条件を調査することによって行うことができる。
(エージング処理)
本発明は、熱圧着による貼合工程後に、積層体を常温で10日〜1ヶ月間、または40〜60℃で1〜3日間静置するエージング工程を含むことが好ましい。これにより、第1の基材と第2の基材との間の接着力を増大させることができる。
なお、熱圧着による貼合工程が積層体製造の最後の工程でなくとも、必要があれば、反りやカールが少ない包装材料積層体の製造途中で上記エージング工程を実施することは可能である。
以下、実施例をもって本発明を具体的に説明する。
(測定機器、測定方法)
本発明の効果を確認するために、実施した実験は、次の測定機器及び測定方法を用いて行った。
・大気圧プラズマ処理による処理条件
周波数 3kHz〜13.56MHz
照射時間 0.001〜10秒
電極間距離 1〜4mm
なお、印加電力は装置規模に依存するため、以下の表面改質例において挙げた印加電力の値は、絶対的な数値としてよりも、相対的な強弱を示す参考として理解すべきである。
・接着(剥離)強度の測定:JIS K 6854−1「接着剤 はく離接着強さ試験方法 第一部:90度はく離」に規定された測定方法に準じた。
・ヒートシール強さの測定:JIS Z 0238「ヒートシール軟包装袋及び半剛性容器の試験方法 7.袋のヒートシール試験」に規定された測定方法に準じた。
・引張強度及び引張伸度の測定:JIS K 7127「プラスチック−引張特性の試験方法」に規定された測定方法に準じた。
・落下強さ:JIS Z 0238「ヒートシール軟包装袋及び半剛性容器の試験方法 9.落下強さ試験」に規定された測定方法に準じた。袋に水200mlを充填して、落下高さは1.2m、品温・試験環境は5℃で実施した。落下回数は、水平方向、続いて垂直方向の各30回ずつとした。
・突刺し強さの測定:JIS Z 1707「食品包装用プラスチックフィルム通則 7.4突刺し強さ試験」に規定された測定方法に準じた。
・ゲルボフレックステスター試験:MIL−B−131Gに規定された測定方法に準じた。
・耐内容品適性試験:接着剤及びアンカーコート剤の性能を劣化させる内容品を使って、四方袋(130mm×170mm)に200ml充填して、所定日数を経過(50℃にて保存1ヶ月)後に積層体の接着強度を評価した。
・包装材料積層体の反り・カールの測定:包装材料積層体を10cm×10cmの寸法に裁断し、水平な台の上に置いて、包装材料積層体の四隅が台から浮いた高さ距離の最大値を測定した。なお、高さ距離は四隅とも測定することが好ましいが、高さ距離が最大値となる隅が明らかであれば、高さ距離を四隅とも測定する必要はない。
本発明では、反り・カールの測定方法において、前記高さ距離の最大値が42mm以下となる場合を、「反りやカールが少ない包装材料積層体」と定義する。より好ましくは、前記高さ距離の最大値が25mm以下である。
(熱接着性改質層の良否の確認)
本発明による反りやカールが少ない包装材料積層体を作製するに際して、まず、各種の熱可塑性樹脂フィルムに対して、大気圧プラズマ処理装置を用いて表面改質を行った後、熱接着性改質層の良否が確認された基材を準備する。
ここで、熱接着性改質層が形成された基材Aと、その基材Aと異なる種類の熱可塑性樹脂フィルムであってエアコロナ処理されてなる基材Bとを用い、基材Aの熱接着性改質層が形成された面と、基材Bのエアコロナ処理面を対向させて、接着剤及びアンカーコート剤を塗布することなく、熱圧着させて試験積層体を得た後、該試験積層体の貼合面における接着力を測定して、基材Aの熱接着性改質層の良否が確認される。
基材Aの試験積層体の貼合面における接着力が低い値であると、その基材Aを用いて本発明の積層体を作製した場合に不具合が生じることがある。例えば、その基材Aが用いられた積層体を使用して包装容器を作製した場合、積層体の貼合面からの剥離が生じることや、落下衝撃に耐えられないで破損するなど、実用的な積層体を得ることが困難となる。
従って、本発明による反りやカールが少ない包装材料積層体の製造方法を実施するには、事前に、使用する大気圧プラズマ処理装置を用いて表面改質による熱接着性改質層が形成された基材Aの、熱接着性改質層の形成状態が適切であるかどうかを確認して置く必要がある。
なお、熱接着性改質層の形成状態が適切であるかどうかは、その基材Aと異なる種類の熱可塑性樹脂フィルムであってエアコロナ処理されてなる基材Bとを用い、基材Aの熱接着性改質層が形成された面と、基材Bのエアコロナ処理面を対向させて、接着剤及びアンカーコート剤を塗布することなく、熱圧着させて試験積層体を得た後、該試験積層体の貼合面における接着力が所定値を超えているかどうかで判定される。
(大気圧プラズマ処理による表面改質例1)
ポリアミド(PA)樹脂フィルムを、大気圧プラズマ処理装置を用いて表面改質した。処理条件は、照射時間0.12s、印加電力1.0kW、周波数20kHzである。
厚みが15μmのポリアミド(PA)樹脂フィルム(株式会社興人製二軸延伸ポリアミドフィルム、商品名;ボニールW)を用いて、大気圧プラズマ処理による表面改質処理を行い、表面改質例1の表面改質されたポリアミド(PA)樹脂フィルムを得た。
次に、表面改質例1のポリアミド(PA)樹脂フィルムの熱接着性改質層が形成された表面と、市販されているエアコロナ処理された未延伸ポリエチレン(PE)樹脂フィルム(タマポリ株式会社製未延伸ポリエチレンフィルム、商品名;SK615P)のエアコロナ処理面とを対向させて、接着剤及びアンカーコート剤を塗布することなく、温度160℃、加圧力0.4MPaで10秒間保持して加熱圧着し、表面改質例1のヒートシール層の積層体を得た。得られた表面改質例1のヒートシール層の積層体について、貼合したフィルム同士の接着力を測定すると、はく離強度の測定結果は、22.5N/25.4mmであった。
(大気圧プラズマ処理による表面改質例2)
大気圧プラズマ処理装置での、大気圧プラズマの照射時間、印加電力、周波数を弱い方向に変更した以外には表面改質例1と同じ操作を行い、表面改質例2の表面改質されたポリアミド(PA)樹脂フィルムを得た。処理条件は、照射時間0.10s、印加電力20W、周波数13.56MHzである。
次に、得られた表面改質例2の樹脂フィルムを用いて、表面改質例1と同一のエアコロナ処理された未延伸ポリエチレン(PE)樹脂フィルムを用いて、表面改質例1と同一の条件で貼合して、表面改質例2のヒートシール層の積層体を得た。得られた表面改質例2のヒートシール層の積層体は、はく離強度の測定値が7.8N/25.4mmであった。
(大気圧プラズマ処理による表面改質例3)
未延伸ポリエチレン(PE)樹脂フィルムを、大気圧プラズマ処理装置を用いて表面改質した。処理条件は、照射時間0.05s、印加電力10W、周波数13.56MHzである。
厚みが60μmの未延伸ポリエチレン(PE)樹脂フィルム(タマポリ株式会社製未延伸ポリエチレンフィルム、商品名;SK615P)を用いて、大気圧プラズマ処理装置にて表面改質処理を行い、表面改質例3の表面改質された未延伸ポリエチレン(PE)樹脂フィルムを得た。
次に、表面改質例3の樹脂フィルムの熱接着性改質層が形成された表面と、市販されているエアコロナ処理されたポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂フィルム(東洋紡績株式会社製二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、商品名;E5102)のエアコロナ処理面とを対向させて、接着剤及びアンカーコート剤を塗布することなく、表面改質例1と同一の条件で貼合して、表面改質例3のヒートシール層の積層体を得た。得られた表面改質例3のヒートシール層の積層体は、はく離強度の測定値が8.0N/25.4mmであった。
(大気圧プラズマ処理による表面改質例4)
大気圧プラズマ処理装置での、大気圧プラズマの照射時間、印加電力、周波数を弱い方向に変更した以外には表面改質例3と同じ操作を行い、表面改質例4の表面改質された未延伸ポリエチレン(PE)樹脂フィルムを得た。処理条件は、照射時間0.005s、印加電力20W、周波数13.56MHzである。
次に、得られた表面改質例4の樹脂フィルムを用いて、表面改質例3と同一のエアコロナ処理されたポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂フィルムと、表面改質例1と同一条件で貼合して、表面改質例4のヒートシール層の積層体を得た。得られた表面改質例4のヒートシール層の積層体は、はく離強度の測定値が2.5N/25.4mmであった。
(大気圧プラズマ処理による表面改質例5)
ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂フィルムを、大気圧プラズマ処理装置を用いて表面改質した。処理条件は、照射時間0.05s、印加電力10W、周波数13.56MHzである。
厚みが12μmのポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂フィルム(東洋紡績株式会社製二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、商品名;E5200)を用いて、大気圧プラズマ処理装置にて表面改質処理を行い、表面改質例5の表面改質されたポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂フィルムを得た。
次に、表面改質例5の樹脂フィルムの熱接着性改質層が形成された表面と、市販されているエアコロナ処理された未延伸ポリエチレン(PE)樹脂フィルム(タマポリ株式会社製未延伸ポリエチレンフィルム、商品名;SK615P)のエアコロナ処理面とを対向させて、接着剤及びアンカーコート剤を塗布することなく、表面改質例1と同一の条件で貼合して、表面改質例5のヒートシール層の積層体を得た。得られた表面改質例5のヒートシール層の積層体は、はく離強度の測定値が7.9N/25.4mmであった。
(大気圧プラズマ処理による表面改質例6)
大気圧プラズマ処理装置での、大気圧プラズマの照射時間、印加電力、周波数を弱い方向に変更した以外には表面改質例5と同じ操作を行い、表面改質例6の表面改質されたポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂フィルムを得た。処理条件は、照射時間0.01s、印加電力10W、周波数13.56MHzである。
次に、得られた表面改質例6の樹脂フィルムを用いて、表面改質例5と同一の条件で、市販されているエアコロナ処理された未延伸ポリエチレン(PE)樹脂フィルムと貼合して、表面改質例6のヒートシール層の積層体を得た。得られた表面改質例6のヒートシール層の積層体は、はく離強度の測定値が3.9N/25.4mmであった。
(大気圧プラズマ処理による表面改質例7)
ポリ塩化ビニル(PVC)樹脂フィルムを、大気圧プラズマ処理装置を用いて表面改質した。処理条件は、照射時間0.27s、印加電力2.2kW、周波数40kHzである。
厚みが19μmのポリ塩化ビニル(PVC)樹脂フィルム(旭化成ケミカルズ株式会社製ポリ塩化ビニルフィルム、商品名;サラン−UB)を用いて、大気圧プラズマ処理装置にて表面改質処理を行い、表面改質例7の表面改質されたポリ塩化ビニル(PVC)樹脂フィルムを得た。
次に、表面改質例7の樹脂フィルムの熱接着性改質層が形成された表面と、市販されているエアコロナ処理された未延伸ポリエチレン(PE)樹脂フィルム(タマポリ株式会社製未延伸ポリエチレンフィルム、商品名;SK615P)のエアコロナ処理面とを対向させて、接着剤及びアンカーコート剤を塗布することなく、温度140℃、加圧力0.4MPaで10秒間保持して加熱圧着し、表面改質例7のヒートシール層の積層体を得た。得られた表面改質例7のヒートシール層の積層体は、はく離強度の測定値が5.6N/25.4mmであった。
(大気圧プラズマ処理による表面改質例8)
エチレン−ビニルアルコール共重合体(EVOH)樹脂フィルムを、大気圧プラズマ処理装置を用いて表面改質した。処理条件は、照射時間0.27s、印加電力2.2kW、周波数40kHzである。
厚みが15μmのエチレン−ビニルアルコール共重合体(EVOH)樹脂フィルム(クラレトレーディング株式会社製エチレン−ビニルアルコール共重合体フィルム、商品名;エバール EF−XL)を用いて、大気圧プラズマ処理装置にて表面改質処理を行い、表面改質例8の表面改質されたエチレン−ビニルアルコール共重合体(EVOH)樹脂フィルムを得た。
次に、表面改質例8の樹脂フィルムの熱接着性改質層が形成された表面と、市販されているエアコロナ処理された未延伸ポリエチレン(PE)樹脂フィルム(タマポリ株式会社製未延伸ポリエチレンフィルム、商品名;SK615P)のエアコロナ処理面とを対向させて、接着剤及びアンカーコート剤を塗布することなく、表面改質例1と同一の条件で貼合して、表面改質例8のヒートシール層の積層体を得た。得られた表面改質例8のヒートシール層の積層体は、はく離強度の測定値が20.1N/25.4mmであった。
(大気圧プラズマ処理による表面改質例9)
未延伸ポリプロピレン(CPP)樹脂フィルムを、大気圧プラズマ処理装置を用いて表面改質した。処理条件は、照射時間0.27s、印加電力2.2kW、周波数40kHzである。
厚みが60μmの未延伸ポリプロピレン(CPP)樹脂フィルム(東洋紡績株式会社製未延伸ポリプロピレンフィルム、商品名;パイレンP1146)を用いて、大気圧プラズマ処理装置にて表面改質処理を行い、表面改質例9の表面改質されたポリプロピレン(CPP)樹脂フィルムを得た。
次に、表面改質例9の樹脂フィルムの熱接着性改質層が形成された表面と、市販されているエアコロナ処理された12μmのポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂フィルム(東洋紡績株式会社製二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、商品名;E5102)のエアコロナ処理面とを対向させて、接着剤及びアンカーコート剤を塗布することなく、温度190℃、加圧力0.4MPaで10秒間保持して加熱圧着し、表面改質例9のヒートシール層の積層体を得た。得られた表面改質例9のヒートシール層の積層体は、はく離強度の測定値が16.4N/25.4mmであった。
(大気圧プラズマ処理による表面改質例10)
大気圧プラズマ処理装置での、大気圧プラズマの照射時間、印加電力、周波数を弱い方向に変更した以外には表面改質例9と同じ操作を行い、表面改質例10の表面改質された未延伸ポリプロピレン(CPP)樹脂フィルムを得た。処理条件は、照射時間0.12s、印加電力1.0kW、周波数20kHzである。
次に、得られた表面改質例10の樹脂フィルムを用いて、表面改質例9と同一の条件で、市販されているエアコロナ処理されたポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂フィルムと貼合して、表面改質例10のヒートシール層の積層体を得た。得られた表面改質例10のヒートシール層の積層体は、はく離強度の測定値が0.2N/25.4mmであった。
以上のとおり、大気圧プラズマ処理装置を用いて、表面改質例1〜10の表面改質された樹脂フィルムを得た。得られた表面改質例1〜10の熱接着性改質層と、エアコロナ処理された樹脂フィルムとを、熱圧着により貼合し、表面改質例1〜10のヒートシール層の積層体を得た。
得られた表面改質例1〜10のヒートシール層の積層体について、はく離強度を測定した結果を、表1に示した。
Figure 0005554996
次に、得られた表面改質例1、2、3、5、6、9、10の表面改質された樹脂フィルムと、市販されているエアコロナ処理された熱可塑性樹脂フィルムとを使用して、接着剤やアンカーコート剤を用いないで、熱圧着のみにより貼り合わせて、実施例1〜4、及び比較例1〜3の包装材料積層体を作製した。
また、本発明により作製された包装材料積層体と比較するため、従来技術である接着剤を用いたドライラミネート方式により貼合して比較例4の包装材料積層体を作製した。
(実施例1)
上記の表面改質例1の、ポリアミド(PA)樹脂フィルムの熱接着性改質層が形成された表面と、市販されているエアコロナ処理された未延伸ポリエチレン(PE)樹脂フィルム(タマポリ株式会社製未延伸ポリエチレンフィルム、商品名;SK615P)のエアコロナ処理面とが、接着剤及びアンカーコート剤を塗布することなく、速度5m/min、温度150℃、圧力0.23MPaで、加熱ロールにて加熱圧着して貼り合わせて、実施例1の包装材料積層体を得た。さらに、得られた実施例1の包装材料積層体を用いて、スタンディングパウチ形式及び四方シール袋の包装容器を作製した後、包装容器に関する各種の試験を行った。
(比較例1)
上記の表面改質例2の、ポリアミド(PA)樹脂フィルムの熱接着性改質層が形成された表面と、市販されているエアコロナ処理された未延伸ポリエチレン(PE)樹脂フィルムのエアコロナ処理面とが貼り合わされた積層体を用いた以外は、実施例1と同様にして、比較例1の包装材料積層体を得た。さらに、得られた比較例1の包装材料積層体を用いて、スタンディングパウチ形式及び四方シール袋の包装容器を作製した後、包装容器に関する各種の試験を行った。
(実施例2)
上記の表面改質例5の、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂フィルムの熱接着性改質層が形成された表面と、エアコロナ処理された未延伸ポリエチレン(PE)樹脂フィルム(タマポリ株式会社製未延伸ポリエチレンフィルム、商品名;SK615P)のエアコロナ処理面とが貼り合わされた積層体を用いた以外は、実施例1と同様にして、実施例2の包装材料積層体を得た。さらに、得られた実施例2の包装材料積層体を用いて、四方シール袋の包装容器を作製した後、包装容器に関する各種の試験を行った。
(比較例2)
上記の表面改質例6の、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂フィルムの熱接着性改質層が形成された表面と、エアコロナ処理された未延伸ポリエチレン(PE)樹脂フィルムのエアコロナ処理面とが貼り合わされた積層体を用いた以外は、実施例1と同様にして、比較例2の包装材料積層体を得た。さらに、得られた比較例2の包装材料積層体を用いて、四方シール袋の包装容器を作製した後、包装容器に関する各種の試験を行った。
(実施例3)
上記の表面改質例9の、未延伸ポリプロピレン(CPP)樹脂フィルムの熱接着性改質層が形成された表面と、エアコロナ処理されたポリアミド(PA)樹脂フィルム(ユニチカ株式会社製二軸延伸ポリアミドフィルム、商品名;エンブレムONMB)フィルムのエアコロナ処理面とが、接着剤及びアンカーコート剤を塗布することなく、速度5m/min、温度185℃、圧力0.23MPaで、加熱ロールにて加熱圧着して貼り合わせて、実施例3の包装材料積層体を得た。さらに、得られた実施例3の包装材料積層体を用いて、四方シール袋の包装容器を作製した後、包装容器に関する各種の試験を行った。
(比較例3)
上記の表面改質例10の、未延伸ポリプロピレン(CPP)樹脂フィルムの熱接着性改質層が形成された表面と、エアコロナ処理されたポリアミド(PA)樹脂フィルムのエアコロナ処理面とが貼り合わされた積層体を用いた以外は、実施例3と同様にして、比較例3の包装材料積層体を得た。さらに、得られた比較例3の包装材料積層体を用いて、四方シール袋の包装容器を作製した後、包装容器に関する各種の試験を行った。
(実施例4)
上記の表面改質例1の、ポリアミド(PA)樹脂フィルムの熱接着性改質層が形成された表面と、表面改質された表面改質例3の未延伸ポリエチレン(PE)樹脂フィルムの熱接着性改質層が形成された面とを貼り合わせて、実施例1と同一の条件で熱ラミネートを行い、実施例4の包装材料積層体を得た。さらに、得られた実施例4の包装材料積層体を用いて、スタンディングパウチ形式及び四方シール袋の包装容器を作製した後、包装容器に関する各種の試験を行った。
(比較例4)
従来技術により、厚みが15μmのポリアミド(PA)樹脂フィルム(株式会社興人製二軸延伸ポリアミドフィルム、商品名;ボニールRX)のエアコロナ処理面と、市販されているエアコロナ処理された未延伸ポリエチレン(PE)樹脂フィルム(タマポリ株式会社製未延伸ポリエチレンフィルム、商品名;SK615P)のエアコロナ処理面とを対向させて、接着剤を塗布した後、加圧ロールで圧着し、エージングを経て比較例4の包装材料積層体を得た。さらに、得られた比較例4の包装材料積層体を用いて、スタンディングパウチ形式及び四方シール袋の包装容器を作製した後、包装容器に関する各種の試験を行った。
上記のようにして得られた実施例1〜4及び比較例1〜4の積層体を用いて、スタンディング形式または四方シール袋の包装容器を作製した後、包装容器に関する各種の試験を行った。得られた試験結果を、表3に示した。
表2は、本発明による反りやカールが少ない包装材料積層体である実施例1〜4及び比較例1〜4の包装材料積層体の層構成をまとめた表である。
Figure 0005554996
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Figure 0005554996
Figure 0005554996
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表3は、本発明による反りやカールが少ない包装材料積層体である実施例1〜4及び比較例1〜4の包装材料積層体を用いて作製したスタンディング形式または四方シール袋の包装体(包装容器)について行った各種試験の結果である。
比較例4は、従来技術による接着剤を用いてドライラミネート方式で作製した包装材料積層体を用いて作製した包装体(包装容器)の試験結果である。
実施例1〜4は、本発明による熱圧着でヒートシール層の積層体を作製した包装材料積層体を用い作製した包装体(包装容器)の試験結果である。従来技術による包装材料積層体を用いて作製した包装体(包装容器)である比較例4の試験結果と、本発明による包装体である実施例1〜4の試験結果とを比較しても、顕著な差異は見られない。
したがって、本発明による反りやカールが少ない包装材料積層体は、従来技術による接着剤を用いたドライラミネート方式による包装材料積層体と同等レベルの性状を有しており、包装体(包装容器)の構成材料として何ら問題を生じることなく利用することが可能である。
また、表4は、従来技術により作製した比較例4の包装材料積層体と、本発明による実施例1の包装材料積層体について、積層体の反り・カールを測定した結果である。実施例1の包装材料積層体は、通常の従来技術による接着剤を用いてドライラミネート方式で作製した包装材料積層体よりも反り・カールの少ない包装材料積層体になっている。
また、表5は、耐内容品適性試験として、従来技術により作製した比較例4の包装容器と、本発明による実施例1の包装容器について、内容品を充填して50℃にて保存1ヶ月間の保存期間経過後に積層体のヒートシール層の接着強度を評価した結果である。
実施例1の包装容器は、デラミ(貼り合わせ面からの剥離)現象の発生も起きておらず、通常の従来技術による接着剤を用いてドライラミネート方式で作製した積層体を用いて作製した包装容器と同様以上の耐久性を有している。
また、表6は、従来技術による接着剤を用いてドライラミネート方式で作製した積層体を用いて作製した包装容器である比較例4の、包装体の最内層となるヒートシール層を貼り合わせる工程において、ドライラミネート方式で、基材巾1,000mmで1,000m加工した場合に必要とされる溶剤量(kg)を算出したものである。
ドライラミネート加工に必要とされる溶剤量は38.7(kg)であった。これに対して、本発明の場合には、包装体の最内層となるヒートシール層を貼り合わせるのに接着剤を使用しないため、ヒートシール層の残留溶剤を低減でき、内容物へのコンタミを防いで、成分への悪影響を抑制することにもつながる。
また、表1と表3の試験結果を総合的に判断すると、大気圧プラズマ処理装置を用いて熱可塑性樹脂フィルムに施した表面改質による熱接着性改質層の接着力を、次のように適切にコントロールすれば良い。そうすれば、本発明を実施するのに適した大気圧プラズマ処理の表面改質による熱接着性改質層が形成された樹脂フィルムを得ることができる。
(ポリアミド樹脂に対するプラズマ処理)
ポリアミド(PA)樹脂フィルムに対して、大気圧プラズマ処理装置により表面改質により熱接着性改質層が形成された表面の良否を判定するには、判定基準となる特定のフィルムを選択し、積層体としたときの接着強度が必要な強度となることが保証される基準値を設定する。そして、接着剤及びアンカーコート剤を塗布することなく、熱圧着したときの接着強度が基準値以上である場合に、熱接着性改質層が形成された表面の判定を良とする。具体的には、ポリアミド(PA)の樹脂フィルムの表面改質により熱接着性改質層が形成された表面と、判定基準フィルムとして、例えば、市販のエアコロナ処理された未延伸ポリエチレン(PE)樹脂フィルム(タマポリ株式会社製未延伸ポリエチレンフィルム、商品名;SK615P)のエアコロナ処理面と対向させて、接着剤及びアンカーコート剤を塗布することなく、温度160℃、加圧力0.4MPaで10秒間保持して加熱圧着させたときの接着力が、JIS K 6854−1「接着剤 はく離接着強さ試験方法 第一部:90度はく離」に規定された測定方法で測定した値が9.8N/25.4mm以上となるように、大気圧プラズマ処理装置を用いた表面改質をすれば良い。
(未延伸ポリエチレン樹脂に対するプラズマ処理)
未延伸ポリエチレン(PE)樹脂フィルムに対して、大気圧プラズマ処理装置により表面改質により熱接着性改質層が形成された表面の良否を判定するには、未延伸ポリエチレン(PE)樹脂フィルムの表面改質により熱接着性改質層が形成された表面と、市販のエアコロナ処理されたポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂フィルム(東洋紡績株式会社製二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、商品名;E5102)のエアコロナ処理面と対向させて、接着剤及びアンカーコート剤を塗布することなく、温度160℃、加圧力0.4MPaで10秒間保持して加熱圧着させたときの接着力が、JIS K 6854−1「接着剤 はく離接着強さ試験方法 第一部:90度はく離」に規定された測定方法で測定した値が5.9N/25.4mm以上となるように、大気圧プラズマ処理装置を用いた表面改質をすれば良い。
(ポリエチレンテレフタレート樹脂に対するプラズマ処理)
ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂フィルムに対して、大気圧プラズマ処理装置により表面改質により熱接着性改質層が形成された表面の良否を判定するには、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂フィルムの表面改質により熱接着性改質層が形成された表面と、市販のエアコロナ処理された未延伸ポリエチレン(PE)樹脂フィルム(タマポリ株式会社製未延伸ポリエチレンフィルム、商品名;SK615P)のエアコロナ処理面と対向させて、接着剤及びアンカーコート剤を塗布することなく、温度160℃、加圧力0.4MPaで10秒間保持して加熱圧着させたときの接着力が、JIS K 6854−1「接着剤 はく離接着強さ試験方法 第一部:90度はく離」に規定された測定方法で測定した値が5.9N/25.4mm以上となるように、大気圧プラズマ処理装置を用いた表面改質をすれば良い。
(ポリ塩化ビニル樹脂に対するプラズマ処理)
ポリ塩化ビニル(PVC)樹脂フィルムに対して、大気圧プラズマ処理装置により表面改質により熱接着性改質層が形成された表面の良否を判定するには、ポリ塩化ビニル(PVC)樹脂フィルムの表面改質により熱接着性改質層が形成された表面と、市販のエアコロナ処理された未延伸ポリエチレン(PE)樹脂フィルム(タマポリ株式会社製未延伸ポリエチレンフィルム、商品名;SK615P)のエアコロナ処理面と対向させて、接着剤及びアンカーコート剤を塗布することなく、温度140℃、加圧力0.4MPaで10秒間保持して加熱圧着させたときの接着力が、JIS K 6854−1「接着剤 はく離接着強さ試験方法 第一部:90度はく離」に規定された測定方法で測定した値が3.9N/25.4mm以上となるように、大気圧プラズマ処理装置を用いた表面改質をすれば良い。
(エチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂に対するプラズマ処理)
エチレン−ビニルアルコール共重合体(EVOH)樹脂フィルムに対して、大気圧プラズマ処理装置により表面改質により熱接着性改質層が形成された表面の良否を判定するには、エチレン−ビニルアルコール共重合体(EVOH)樹脂フィルムの表面改質により熱接着性改質層が形成された表面と、市販のエアコロナ処理された未延伸ポリエチレン(PE)樹脂フィルム(タマポリ株式会社製未延伸ポリエチレンフィルム、商品名;SK615P)のエアコロナ処理面と対向させて、接着剤及びアンカーコート剤を塗布することなく、温度160℃、加圧力0.4MPaで10秒間保持して加熱圧着させたときの接着力が、JIS K 6854−1「接着剤 はく離接着強さ試験方法 第一部:90度はく離」に規定された測定方法で測定した値が5.9N/25.4mm以上となるように、大気圧プラズマ処理装置を用いた表面改質をすれば良い。
(未延伸ポリプロピレン樹脂に対するプラズマ処理)
未延伸ポリプロピレン(CPP)樹脂フィルムに対して、大気圧プラズマ処理装置により表面改質により熱接着性改質層が形成された表面の良否を判定するには、未延伸ポリプロピレン(CPP)樹脂フィルムの表面改質により熱接着性改質層が形成された表面と、市販のエアコロナ処理されたポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂フィルム(東洋紡績株式会社製二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、商品名;E5102)のエアコロナ処理面と対向させて、接着剤及びアンカーコート剤を塗布することなく、温度190℃、加圧力0.4MPaで10秒間保持して加熱圧着させたときの接着力が、JIS K 6854−1「接着剤 はく離接着強さ試験方法 第一部:90度はく離」に規定された測定方法で測定した値が5.9N/25.4mm以上となるように、大気圧プラズマ処理装置を用いた表面改質をすれば良い。
判定基準フィルムを用いた良否確認方法において、第1の基材の1A面を第2の基材の2A面と貼合する際に熱接着性改質層が形成される面を有する基材の材質と、第1の基材の1B面を第2の基材の2B面と貼合する際に熱接着性改質層が形成される面を有する基材の材質とが異なるときは、次の(1)及び(2)による判定基準フィルムの選択を独立して行うことが好ましい。
(1)第1の基材の1A面と第2の基材の2A面とを貼合する際、その両基材間で熱接着性改質層が形成される基材と判定基準フィルムとの適切な組み合わせを選択する。
(2)第1の基材の1B面と第2の基材の2B面とを貼合する際、その両基材間で熱接着性改質層が形成される基材と判定基準フィルムとの適切な組み合わせを選択する。
また、第1の基材がラミネートフィルムからなる場合、第1の基材の1A面を有する熱可塑性樹脂フィルムと、第1の基材の1B面を有する熱可塑性樹脂フィルムとが、異なる材料のフィルムとなる場合もある。その場合も、上記の(1)及び(2)による判定基準フィルムの選択を独立して行うことが好ましい。
上記の(1)及び(2)により判定基準フィルムを独立して選択した結果、同種の判定基準フィルムを用いることが許容される場合は、言うまでもなく、同じ判定基準フィルムを用いても構わない。
また、上記の(1)及び(2)において、熱接着性改質層が形成される基材と判定基準フィルムとの適切な組み合わせが同一の組み合わせとなり、かつ熱接着性改質層が形成される基材の改質処理条件が同一であるとき(例えば第1の基材の1A面及び1B面を同じ条件で改質処理した場合や、第2の基材の2A面及び2B面を同じ条件で改質処理した場合)は、熱接着性改質層が形成される基材と判定基準フィルムとを1回のみ貼合することで、両面の良否確認を行うことができる。
本発明によれば、熱可塑性樹脂フィルムに対して、接着剤及びアンカーコート剤を用いることなく熱圧着して貼合された積層体を得るために必要な、大気圧プラズマ処理された樹脂フィルムの熱接着性改質層の形成状態の良否を判定することにより、大気圧プラズマ処理を効果的に実施することが可能となる。
また、本発明によれば、接着剤及びアンカーコート剤を用いることなく貼合されて、且つ積層体の反りやカールが少ない積層体の製造方法、積層体、及びそれを用いて作製した包装容器を得ることができる。
本発明による積層体は、化粧シート、光学フィルム、保護フィルム、包装容器などの各種用途に使用できる。
また、本発明による積層体を用いて作製される包装容器は、液体調味料、液体洗剤、液体漂白剤、液体ワックス、ヘアケア用品(シャンプー、リンス、コンディショナーなどが含まれる)、薬液、液体状の化粧品等の種々の液体状製品の包装容器及び詰替え用包装容器、さらには、食品、電子部品、医療用部品、医療用機器部品、精密機械部品などの各種包装容器に使用できる。
また、本発明によれば、包装体の最内層となるヒートシール層を貼り合わせるのに、接着剤及びアンカーコート剤を用いないで、即ち有機溶剤を全く使用しないで、積層体及びそれを用いた包装容器を作製することが可能となるので、ヒートシール層の残留溶剤を低減でき、内容物へのコンタミを防いで、成分への悪影響を抑制することができる。
1,21…ヒートシール性を有する基材、2…貼合面、3,23…熱可塑性樹脂フィルム、22…接着剤層、4…ヒートシール面、5…他のラミネートフィルム、10,11…本発明の反りやカールが少ない包装材料積層体、20…従来技術による包装材料積層体。

Claims (8)

  1. 熱可塑性樹脂フィルムからなる第1の基材の両面に、前記第1の基材と異なる種類の熱可塑性樹脂フィルムであってヒートシール性を有する第2の基材を配設し貼合してなる包装材料積層体の製造方法であって、
    前記第1の基材の一方の貼合面を1A面、他方の貼合面を1B面とし、それぞれに貼合する前記第2の基材の貼合面を2A面、2B面とし、
    前記第1の基材の貼合面である1A面と1B面の両方には、大気圧プラズマ処理装置を用いた表面改質により熱接着性改質層が形成され、前記第2の基材の貼合面である2A面と2B面には、大気圧プラズマ処理装置を用いた表面改質により熱接着性改質層が形成されるか、若しくはエアコロナ処理による表面改質層が形成されてなる前記第1の基材及び前記第2の基材を用意し、
    事前に、大気圧プラズマ処理装置を用いて樹脂フィルムの表面改質により熱接着性改質層が形成された前記第2の基材及び/又は前記第1の基材と、これと同一又は異なる種類の熱可塑性樹脂フィルムであってエアコロナ処理されてなる大気圧プラズマ処理効果の判定基準フィルムとを用い、前記第2の基材及び/又は前記第1の基材の熱接着性改質層が形成された面と、前記判定基準フィルムのエアコロナ処理面を対向させて、接着剤及びアンカーコート剤を塗布することなく熱圧着させて試験積層体を得た後、該試験積層体の貼合面における接着力を、JIS K 6854−1「接着剤 はく離接着強さ試験方法 第一部:90度はく離」に規定された測定方法で測定して、前記測定方法で測定した値が所定値以上となることにより、前記第2の基材及び/又は前記第1の基材の熱接着性改質層の形成状態の良否を確認し、
    前記第1の基材及び前記第2の基材の、1A面と2A面、及び1B面と2B面とを対向させ、接着剤及びアンカーコート剤を塗布することなく加熱圧着して貼合することを特徴とする反りやカールが少ない包装材料積層体の製造方法。
  2. 熱可塑性樹脂フィルムからなる第1の基材の両面に、前記第1の基材と異なる種類の熱可塑性樹脂フィルムであってヒートシール性を有する第2の基材を配設し貼合してなる包装材料積層体の製造方法であって、
    前記第1の基材の一方の貼合面を1A面、他方の貼合面を1B面とし、それぞれに貼合する前記第2の基材の貼合面を2A面、2B面とし、
    前記第1の基材の貼合面である1A面と1B面のいずれか一方の面には、大気圧プラズマ処理装置を用いた表面改質により熱接着性改質層が形成され、他方の面にはエアコロナ処理による表面改質層が形成されてなり、前記第1の基材の熱接着性改質層が形成された貼合面に貼合する前記第2の基材の貼合面には、エアコロナ処理による表面改質層が形成されるか、又は大気圧プラズマ処理装置を用いた表面改質により熱接着性改質層が形成され、前記第1の基材の表面改質層が形成された貼合面に貼合する前記第2の基材の貼合面には、大気圧プラズマ処理装置を用いた表面改質により熱接着性改質層が形成されてなる前記第1の基材及び前記第2の基材を用意し、
    事前に、大気圧プラズマ処理装置を用いて樹脂フィルムの表面改質により熱接着性改質層が形成された前記第2の基材及び/又は前記第1の基材と、これと同一又は異なる種類の熱可塑性樹脂フィルムであってエアコロナ処理されてなる大気圧プラズマ処理効果の判定基準フィルムとを用い、前記第2の基材及び/又は前記第1の基材の熱接着性改質層が形成された面と、前記判定基準フィルムのエアコロナ処理面を対向させて、接着剤及びアンカーコート剤を塗布することなく熱圧着させて試験積層体を得た後、該試験積層体の貼合面における接着力を、JIS K 6854−1「接着剤 はく離接着強さ試験方法 第一部:90度はく離」に規定された測定方法で測定して、前記測定方法で測定した値が所定値以上となることにより、前記第2の基材及び/又は前記第1の基材の熱接着性改質層の形成状態の良否を確認し、
    前記第1の基材及び前記第2の基材の、1A面と2A面、及び1B面と2B面とを対向させ、接着剤及びアンカーコート剤を塗布することなく加熱圧着して貼合することを特徴とする反りやカールが少ない包装材料積層体の製造方法。
  3. 熱可塑性樹脂フィルムからなる第1の基材の両面に、前記第1の基材と異なる種類の熱可塑性樹脂フィルムであってヒートシール性を有する第2の基材を配設し貼合してなる包装材料積層体の製造方法であって、
    前記第1の基材の一方の貼合面を1A面、他方の貼合面を1B面とし、それぞれに貼合する前記第2の基材の貼合面を2A面、2B面とし、
    前記第1の基材の貼合面である1A面と1B面の両方には、エアコロナ処理による表面改質層が形成され、前記第2の基材の貼合面である2A面と2B面の両方には、大気圧プラズマ処理装置を用いた表面改質により熱接着性改質層が形成されてなる前記第1の基材及び前記第2の基材を用意し、
    事前に、大気圧プラズマ処理装置を用いて樹脂フィルムの表面改質により熱接着性改質層が形成された前記第2の基材と、これと同一又は異なる種類の熱可塑性樹脂フィルムであってエアコロナ処理されてなる大気圧プラズマ処理効果の判定基準フィルムとを用い、前記第2の基材の熱接着性改質層が形成された面と、前記判定基準フィルムのエアコロナ処理面を対向させて、接着剤及びアンカーコート剤を塗布することなく熱圧着させて試験積層体を得た後、該試験積層体の貼合面における接着力を、JIS K 6854−1「接着剤 はく離接着強さ試験方法 第一部:90度はく離」に規定された測定方法で測定して、前記測定方法で測定した値が所定値以上となることにより、前記第2の基材の熱接着性改質層の形成状態の良否を確認し、
    前記第1の基材及び前記第2の基材の、1A面と2A面、及び1B面と2B面とを対向させ、接着剤及びアンカーコート剤を塗布することなく加熱圧着して貼合することを特徴とする反りやカールが少ない包装材料積層体の製造方法。
  4. 大気圧プラズマ処理装置を用いて熱接着性改質層が形成される基材がポリアミド(PA)樹脂フィルムである場合には、前記判定基準フィルムとしてエアコロナ処理された未延伸ポリエチレン(PE)樹脂フィルムを用い、温度160℃、加圧力0.4MPaで10秒間保持して加熱圧着させたときの接着力が、JIS K 6854−1「接着剤 はく離接着強さ試験方法 第一部:90度はく離」に規定された測定方法で測定した値が9.8N/25.4mm以上となることを確認し、
    大気圧プラズマ処理装置を用いて熱接着性改質層が形成される基材が未延伸ポリエチレン(PE)樹脂フィルムである場合には、前記判定基準フィルムとしてエアコロナ処理されたポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂フィルムを用い、温度160℃、加圧力0.4MPaで10秒間保持して加熱圧着させたときの接着力が、JIS K 6854−1「接着剤 はく離接着強さ試験方法 第一部:90度はく離」に規定された測定方法で測定した値が5.9N/25.4mm以上となることを確認し、
    大気圧プラズマ処理装置を用いて熱接着性改質層が形成される基材がポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂フィルムである場合には、前記判定基準フィルムとしてエアコロナ処理された未延伸ポリエチレン(PE)樹脂フィルムを用い、温度160℃、加圧力0.4MPaで10秒間保持して加熱圧着させたときの接着力が、JIS K 6854−1「接着剤 はく離接着強さ試験方法 第一部:90度はく離」に規定された測定方法で測定した値が5.9N/25.4mm以上となることを確認し、
    大気圧プラズマ処理装置を用いて熱接着性改質層が形成される基材がポリ塩化ビニル(PVC)樹脂フィルムである場合には、前記判定基準フィルムとしてエアコロナ処理された未延伸ポリエチレン(PE)樹脂フィルムを用い、温度140℃、加圧力0.4MPaで10秒間保持して加熱圧着させたときの接着力が、JIS K 6854−1「接着剤 はく離接着強さ試験方法 第一部:90度はく離」に規定された測定方法で測定した値が3.9N/25.4mm以上となることを確認し、
    大気圧プラズマ処理装置を用いて熱接着性改質層が形成される基材がエチレン−ビニルアルコール共重合体(EVOH)樹脂フィルムである場合には、前記判定基準フィルムとしてエアコロナ処理された未延伸ポリエチレン(PE)樹脂フィルムを用い、温度160℃、加圧力0.4MPaで10秒間保持して加熱圧着させたときの接着力が、JIS K 6854−1「接着剤 はく離接着強さ試験方法 第一部:90度はく離」に規定された測定方法で測定した値が5.9N/25.4mm以上となることを確認し、
    大気圧プラズマ処理装置を用いて熱接着性改質層が形成される基材が未延伸ポリプロピレン(CPP)樹脂フィルムである場合には、前記判定基準フィルムとしてエアコロナ処理されたポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂フィルムを用い、温度190℃、加圧力0.4MPaで10秒間保持して加熱圧着させたときの接着力が、JIS K 6854−1「接着剤 はく離接着強さ試験方法 第一部:90度はく離」に規定された測定方法で測定した値が5.9N/25.4mm以上となることを確認することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の反りやカールが少ない包装材料積層体の製造方法。
  5. 前記第1の基材が、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリアミド(PA)、延伸ポリプロピレン(OPP)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリアクリロニトリル(PAN)、ポリカーボネート(PC)、ポリイミド(PI)、ポリ塩化ビニル(PVC)、エチレン−ビニルアルコール共重合体(EVOH)からなる群の中から選ばれた1種類であり、前記第2の基材が、未延伸ポリエチレン(PE)、未延伸ポリプロピレン(CPP)、未延伸ポリエチレンと未延伸ポリプロピレンの共押し出しフィルム(PE/CPP)からなる群の中から選ばれた1種類または2種類であることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の反りやカールが少ない包装材料積層体の製造方法。
  6. 前記第1の基材が、両面に熱可塑性樹脂フィルムが積層されたラミネートフィルムであり、前記第1の基材の両面の熱可塑性樹脂フィルムが、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリアミド(PA)、延伸ポリプロピレン(OPP)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリアクリロニトリル(PAN)、ポリカーボネート(PC)、ポリイミド(PI)、ポリ塩化ビニル(PVC)、エチレン−ビニルアルコール共重合体(EVOH)からなる群の中から選ばれた1種類または2種類であり、前記第2の基材が、未延伸ポリエチレン(PE)、未延伸ポリプロピレン(CPP)、未延伸ポリエチレンと未延伸ポリプロピレンの共押し出しフィルム(PE/CPP)からなる群の中から選ばれた1種類または2種類であることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の反りやカールが少ない包装材料積層体の製造方法。
  7. 請求項1から6のいずれかに記載の反りやカールが少ない包装材料積層体の製造方法により製造されたことを特徴とする反りやカールが少ない包装材料積層体。
  8. 請求項7に記載の反りやカールが少ない包装材料積層体を用いて、前記ヒートシール性を有する第2の基材のいずれか一方がシーラント層として内面側となるように製造されてなることを特徴とする包装体。
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