JP5898102B2 - 積層フィルムの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、プラスチック容器の蓋材等に用いられる積層フィルムに関する。

ガムシロップ等の液体を封入する容器は、プラスチックのケースとフィルム状の蓋材とからなる。従来、この蓋材にはアルミニウムとプラスチックとの積層構造のフィルムが用いられている。

蓋材にアルミニウムが使用される結果、容器を開封しようとしてケースに貼り付けられた蓋材の一端をケースから引き剥がすと、蓋材はカールし、そのカールした状態が維持される。よって蓋材を引き剥がしたことによって生じた開口は開いたままとなり、蓋材をケースから完全に引き剥がさずともガムシロップ等を容易に注ぐことができる。

近年、環境問題等の理由により容器のアルミニウム使用量削減が進められているが、アルミニウムを蓋材に用いないと蓋材がカールした状態を十分に維持できず、容器の使い勝手が悪くなる虞がある。

そこで、加熱によりフィルムにカール特性を持たせた積層フィルムを、容器の蓋材として用いることが提案されている（特許文献１参照）。

特許４７９０１５９号公報

上記特許文献１に記載の蓋材は、ヒートシールによりカール特性が付与されるものであるため、ヒートシールの加熱温度や加熱時間などの条件がカール特性を適切に付与するための範囲に制限されてしまうという問題があった。

本発明の目的は、アルミニウムを用いずにカール特性を付与できる新規な積層フィルムの製造方法、および積層フィルムを提供することである。

上述した問題を解決するためになされた本開示の１つの態様は、第１のフィルムおよび第２のフィルムを積層してなる積層フィルムの製造方法であって、上記第１のフィルムを、所定方向に対して自然長よりも伸ばした状態で上記第２のフィルムと貼り合わせる積層工程を有することを特徴とする積層フィルムの製造方法である。

このような積層フィルムの製造方法により製造された積層フィルムは、第１のフィルムと第２のフィルムとを貼り合わせた後に第１のフィルムが収縮するため、第１のフィルムの形成された側を内側としてカールした状態となる。よって、アルミニウムを用いずにフィルムにカール特性を付与することができる。上述した積層フィルムを液体などを封入するための容器の蓋材として用いれば、開封した部分がカールするため開口が閉じられることなく維持できるようになる。

上記積層フィルムは少なくとも２つのフィルムを積層したものであればよく、３つ以上のフィルムからなるものであってもよい。
上述した積層フィルムにおいては、上記積層工程前におけるフィルムの上記所定方向に関する所定範囲の長さをＡ、上記積層工程後における当該フィルムの上記所定範囲の長さをＢとし、Ｂ／Ａ＝Ｃとしたときに、上記第１のフィルムにおけるＣ値を上記第２のフィルムにおけるＣ値で除した値Ｄが、Ｄ≦０．９９９４の範囲であるように製造することで、良好にカール特性を付与することができる。

また上述した積層フィルムは、上記第１のフィルムとしてポリプロピレン系樹脂およびポリエステル系樹脂の少なくともいずれか一方を主成分とするフィルムを用いることができる。ポリプロピレン系の樹脂としては、例えば延伸ポリプロピレン、一軸延伸ポリプロピレン、ＢＯＰＰ（二軸延伸ポリプロピレン）、無延伸ポリプロピレンなどが挙げられる。

また上述した積層フィルムは、上記第２のフィルムとしてポリエステル系樹脂およびポリプロピレン系樹脂の少なくともいずれか一方を主成分とするフィルムを用いることができる。ポリエステル系樹脂としては、例えばポリエチレンテレフタラートが挙げられる。

上述した第１のフィルムを用いる場合、第１のフィルムに加熱処理を行うことにより比較的弱い張力で望ましい伸張率とすることができる。具体的には、上記積層工程において第１のフィルムを上記第２のフィルムと貼り合わせる際に、第１のフィルムを８０℃以上に加熱して伸ばした状態とすることが考えられる。

また、本開示の別の態様の積層フィルムは、第１のフィルムおよび第２のフィルムを積層してなる積層フィルムであって、上記第１のフィルムを、所定方向に対して自然長よりも伸ばした状態で上記第２のフィルムと貼り合わせてなることを特徴とする。

このように構成された積層フィルムは、請求項１に記載の積層フィルムの製造方法にて製造された積層フィルムと同様の作用・効果を奏するものとなる。

実施形態の積層フィルムを製造する貼り合わせ装置の模式図である。 積層フィルムの側面断面図であり、（Ａ）がラミネート直後のテンションが掛かった状態を示す図であり、（Ｂ）が所定時間経過後の状態を示す図である。

以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。以下では２種類のフィルムを貼り合わせて積層フィルムを製造する工程を説明する。
図１に、実施形態の積層フィルムを製造する貼り合わせ装置１の模式的な図を示す。この貼り合わせ装置１は、第１の送出ロール１１から引き出される第１のフィルム１３と、第２の送出ロール１５から引き出される第２のフィルム１７と、を貼り合わせる装置である。

この貼り合わせ装置１は、第１送出部２１、コーティング部２３、加熱部２５、第２送出部２７、貼り合わせ部２９、巻取部３１を備える。装置全体には図示しないものを含む複数のガイドローラ１９が設けられており、それらにより第１のフィルム１３，第２のフィルム１７は案内される。

第１の送出ロール１１に巻き回された第１のフィルム１３は、第１送出部２１からコーティング部２３に送出される。コーティング部２３では、第１のフィルム１３の一方の面に接着剤が塗布される。

加熱部２５では、接着剤の溶剤を加熱により気化させて除去する。また、第１のフィルム１３を加熱することにより伸張を促進する。その後、第１のフィルム１３は貼り合わせ部２９に送られる。

第２の送出ロール１５に巻き回された第２のフィルム１７は、第２送出部２７から貼り合わせ部２９に送出される。
貼り合わせ部２９では、加圧ローラ４１，４３によって第１のフィルム１３における接着剤の塗布面と第２のフィルム１７とを圧着させ、積層フィルム３３とする。巻取部３１では積層フィルム３３を巻き回し、巻取りロール３５を形成する。

一部のガイドローラ１９は軸位置を変動可能に構成されており、これらの軸位置を変動させること、および第１の送出ロール１１，第２の送出ロール１５，巻取りロール３５の回転速度を調整することにより、第１のフィルム１３および第２のフィルム１７に掛かる送出方向の張力（以降、単にテンションと記載する）を調整できる。テンションは第１送出部２１、コーティング部２３、加熱部２５、第２送出部２７、貼り合わせ部２９、巻取部３１それぞれにおいて調整することができる。

この貼り合わせ装置１は、第１のフィルム１３および第２のフィルム１７のテンションを調整し、相対的に第１のフィルム１３の長手方向（送出方向）に関する伸び率が大きくなるように調整した状態で貼り合わせ部２９にて貼り合わせる。換言すると、第１のフィルム１３を自然長よりも伸ばした状態とし、第２のフィルム１７をなるべく伸びないようにした状態で貼り合わせる。

このようにして製造された積層フィルム３３の側面断面図を図２（Ａ），（Ｂ）に示す。これらの図において、矢印方向が長手方向（送出方向）である。図２（Ａ）が貼り合わせ部２９にて貼り付けられたその時点での状態を示す。このとき第１のフィルム１３にはテンションが掛り長手方向に自然長よりも長く伸びている。時間が経過すると第１のフィルム１３が元の長さに戻ろうと収縮することにより、図２（Ｂ）に示すように第１のフィルム１３が内側となるようにカールする。

第１のフィルム１３としては、テンションを掛けることで伸び、かつテンションを掛けない状態とすると長さが元に戻る性質を有する材料が好ましい。このような材料としては、例えばオレフィン系の材料が好ましく、より具体的にはポリプロピレン系樹脂、特にＯＰＰ（延伸ポリプロピレン）、一軸延伸ポリプロピレン、ＢＯＰＰ（二軸延伸ポリプロピレン）、無延伸ポリプロピレンなどを主成分とするフィルム用いることができる。また、ポリエステル系の樹脂を用いてもよい。

また第２のフィルム１７としては、テンションを掛けても伸びが小さい材料が好ましい。このような材料としては、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）系の樹脂などを主成分とするフィルムを用いることができる。また、ＣＰＰ（無延伸ポリプロピレン）などのポリプロピレン系樹脂、オレフィン系樹脂を用いてもよい。

これらのフィルム材料には何らかの材料がコーティングされていてもよい。例えば、アルミ蒸着を行ったＶＭフィルム（ＶＭＯＰＰ，ＶＭＣＰＰ，ＶＭＰＥＴ）などを用いてもよい。

接着剤は、例えば芳香族系、脂肪族系の接着剤として一般的に用いられるものを用いることができる。
［実施例および比較例］
実施例１〜３にて用いた第１のフィルム、第２のフィルムは以下の通りである。

第１のフィルム：ＢＯＰＰ＃４０ １０２０ｍｍ幅、１０００ｍ（三井化学東セロ株式会社製 ＯＰ−Ｕ１ ４０ミクロン）
第２のフィルム：ＰＥＴ＃１２ １０２０ｍｍ幅、１０００ｍ（ユニチカ株式会社製 エンブレットＰＥＴ １２ミクロン）
これらのフィルムには、貼り合わせ装置１に取り付ける前、即ちテンションを掛けることおよび加熱処理を行わない状態（以降、単に通常状態と記載する）において所定の間隔で目印を記載しておいた。そしてこれらのフィルムを、テンションを調整してラミネートし、カール特性とラミネート後における上記目印の間隔の変化を測定した。ラミネート後とは２４時間経過後である。

試験条件および結果を下記表１に示す。表１において、「テンション」欄の「第１送」、「コート」、「加熱部」、「第２送」とは、それぞれ第１送出部２１、コーティング部２３、加熱部２５、第２送出部２７におけるテンションである。

また「目印長さ」欄における「第１（前）」とは第１のフィルムにおける通常状態での目印間隔であり、「第１（後）」とは第１のフィルムにおけるラミネート後の目印間隔であり、「第２（前）」とは第２のフィルムにおける通常状態での目印間隔であり、「第２（後）」とは第２のフィルムにおけるラミネート後の目印間隔である。

また「変化率」欄における「第１」、「第２」は、通常状態の目印間隔（本発明における、積層工程前におけるフィルムの所定方向に関する所定範囲の長さ）をＡ、ラミネート後の目印間隔（本発明における、積層工程後における当該フィルムの所定範囲の長さ）をＢとしたときのＢ／Ａの値（Ｃ値、％）であり、「第１／第２」は第１のフィルムにおけるＣ値を第２のフィルムにおけるＣ値で除した値（Ｄ値）である。このＤ値は、第１のフィルムおよび第２のフィルムの長さ変化の一致度合を示すパラメータであり、Ｄ値が１であれば、第１のフィルムと第２のフィルムとは通常状態からの長さの変化度合が同じである。Ｄ値が１より小さい場合には第１のフィルムが第２のフィルムよりも収縮したといえる。

また「評価」欄は、１０ｃｍ角に切り取られた積層フィルムが直径３０ｍｍ以下の円筒形となるようにカールする場合に「良好」とし、直径が３０ｍｍを超える場合やカールしない場合を「不良」とした。

加熱温度はいずれも８０℃とし、ニップ圧（貼り合わせ部２９における圧着圧力）はいずれも１３２５０Ｎとした。
また比較例１，２として、実施例１〜３と同一のフィルム材料を用い、実施例１〜３よりもテンションを低く、特にフィルムの伸張に対する影響の大きい加熱部２５におけるテンションを低く設定して積層フィルムを製造した。これらの結果も併せて表１に示す。

ラミネート直後における第１のフィルムは通常状態よりも１ｍｍほど長くなっていたが、時間経過と共に縮み、表１に示す値となった。
表１に示すように、上記実施例１〜３の条件にて製造した積層フィルムはいずれも良好なカール特性を有していた。

一方、比較例１，２の積層フィルムは十分なカール特性を得られなかった。なお良好なカール特性を有する積層フィルムは、第１／第２の変化率（Ｄ値）から明らかなように、０．９９９４以下（Ｄ≦０．９９９４）の場合に良好なカール特性を得ることができた。実施例１〜３ではＤ値が０．９９８２〜０．９９９４の範囲で良好な結果を示しているが、この範囲以上に第１のフィルムが小さくなるようにテンションや加熱温度を調整してもよい。なお実施例１，３ではカール特性が非常に優れていた。即ち、第１／第２の変化率を０．９９８８以下とすることで、良好なカール特性を得ることができる。

ところで、ラミネートの後２４時間経過した積層フィルムにおいて、第１のフィルムおよび第２のフィルムが通常状態よりも短い状態となったものがあるが、これは加熱処理後の外気温度の影響を受けて短縮したためである。例えば夏季のように外気温度が高い条件で製造を行うと通常状態よりも長くなる場合がある。

次に、実施例４〜７として、第２のフィルムとしてＶＭＣＰＰを用いて製造を行った。第１のフィルムは実施例１〜３と同様である。
第２のフィルム：ＶＭＣＰＰ＃２５ １０２０ｍｍ幅、１０００ｍ（三井化学東セロ株式会社製 ＭＬ−ＣＰＷＳ ２５ミクロン）
なお実施例４，５は加熱温度を７０℃とし、実施例６，７は加熱温度を８０℃とした。また実施例４〜６はニップ圧を１３２５０Ｎとし、実施例７はニップ圧を２３０００Ｎとした。

表２に示すように、第１のフィルムのテンションを第２のフィルムのテンションに比べて大きくすると、カール特性を与えることができた。
［その他の実施例］
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は、上記実施例に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態をとり得ることはいうまでもない。

例えば、上記各実施例においては、加熱温度を７０℃または８０℃とした。しかしながら加熱温度は、７０〜８０℃はもちろん、８０℃以上の温度であってもよい。７０〜１００℃、特に８０〜１００℃の範囲とするとフィルムを劣化させることなく良好な伸張が可能である。また加熱温度は７０℃以下であってもよいが、その場合には第１のフィルムのテンションを高く設定するとよい。

また上記各実施例においては２層の積層フィルムを製造する製造方法を例示したが、３層以上のフィルムからなる積層フィルムとして製造してもよい。３層以上のフィルムを製造する場合には、予め一方のフィルムに他のフィルムを積層しておいてもよいし、本発明の積層フィルムを製造した後に更に他のフィルムと積層してもよい。また、同時にもう１種のフィルムと積層してもよく、これらは必要に応じ適宜選択することができる。

また、第１のフィルムとしてＰＥＴなどのポリエステル系樹脂を用いてもよい。ＰＥＴはポリプロピレン系樹脂よりも硬いため、積層フィルムに十分なカール特性を与えるためには、第１のフィルムとしてポリプロピレン系樹脂を用いる場合よりもテンションを高く設定したり加熱温度を高くしたりして貼り合わせることが考えられる。また、厚さの薄いＰＥＴを用いてもよい。具体的にはポリプロピレンの約半分程度の厚さとすることで、当該ポリプロピレンを第１のフィルムとして用いる場合と同程度のテンションおよび加熱温度により要求されるカール特性を与えることができる。２０〜６０μｍの厚さのポリプロピレンに変えてＰＥＴを用いる場合には、その半分程度１２〜２５μｍの厚さとするとよい。

１…貼り合わせ装置、１１…第１の送出ロール、１３…第１のフィルム、１５…第２の送出ロール、１７…第２のフィルム、１９…ガイドローラ、２１…第１送出部、２３…コーティング部、２５…加熱部、２７…第２送出部、２９…貼り合わせ部、３１…巻取部、３３…積層フィルム、３５…巻取りロール、４１，４３…加圧ローラ

Claims (2)

1. 第１のフィルムおよび第２のフィルムを積層してなる積層フィルムの製造方法であって、
   前記第１のフィルムおよび前記第２のフィルムは、それぞれ、ポリプロピレン系樹脂およびポリエステル系樹脂の少なくともいずれか一方を主成分とするフィルムであり、
   前記第１のフィルムを８０℃以上に加熱して所定方向に対して自然長よりも伸ばし、前記第２のフィルムの前記所定方向の伸び率よりも前記第１のフィルムの前記所定方向の伸び率が大きくなるようにした状態で前記第２のフィルムと貼り合わせることで、当該積層フィルムを前記第１のフィルムの形成された側を内側としてカールした状態とする積層工程を有する
   ことを特徴とする積層フィルムの製造方法。
2. 前記積層工程前におけるフィルムの前記所定方向に関する所定範囲の長さをＡ、前記積層工程後における当該フィルムの前記所定範囲の長さをＢとし、Ｂ／Ａ＝Ｃとしたときに、
   前記第１のフィルムにおけるＣ値を前記第２のフィルムにおけるＣ値で除した値Ｄが、Ｄ≦０．９９９４の範囲である
   ことを特徴とする請求項１に記載の積層フィルムの製造方法。