JP6471941B2 - ガスサンプリング用袋体およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ガスサンプリング用袋体およびその製造方法に関し、特に、臭気の測定あるいは試料気体中の成分測定などに用いられるガスサンプリング用袋体およびその製造方法に関するものである。

従前より、大気汚染の主たる原因となる亜硫酸ガス等各種ガスを試料として採取し、その濃度の測定或いは各種含有量を分析するために、吸入排出用弁体を備えたガスサンプリング用袋体が用いられている。また、呼気や悪臭測定あるいは各種工場において使用される溶剤などの揮発性有機化合物（以下「ＶＯＣ」という）の測定や分析、有機溶剤や接着剤等が使用された車両や種々の製品からの蒸散成分、あるいは内燃機関からの排気ガス中の有機化合物等の測定や分析において、ガスサンプリング用袋体が多く用いられている。

こうしたガスサンプリング用袋体に対して、以下のような特性が要求される。
（ａ）採取したガスの外部への透過がないこと（その一部の成分においても透過性があれば組成の変化を生じることとなる）、：非ガス透過性
（ｂ）袋体内部において、サンプリングされたガスの吸着性がないあるいは非常に少ないこと、：非ガス吸着性
（ｃ）袋体内部において、サンプリングされたガスとの反応性がないあるいは非常に少ないこと、：非反応性
（ｄ）袋体自体からのガスの発生や湧き出しがないあるいは非常に少ないこと、：非放出性
（ｅ）袋体外部からの紫外線や熱線等によって、サンプリングされたガスの変性がないあるいは非常に少ないこと、：遮光性
（ｆ）ガス採取時から測定や分析が完了する所定の期間、上記（ａ）〜（ｅ）の特性が維持されること：経時安定性

つまり、かかるガスサンプリング用袋体には、採取したガスの一部成分でも外部に透過することがなく、組成が不明な各種ガス等を変質させないとともに、外部からの影響を受けずに袋体内部に保管することが必要とされ、極めて高い性能が要求される。すなわち、ガスサンプリング用袋体の材質について、透過性が少なく発生物質や吸着の少なさなどに秀逸な素材を選定すること、さらに構成、構造、製法等を思慮し、袋体内部での経時変化を可能な限り小さくし測定精度を極め、高い評価、信頼性が得られる基材にする必要がある。また、バラツキの少ない安定した品質の気体の捕集袋を作製することができる製造方法が求められる。

例えば、図４に示すようなサンプリングした気体を注入および／または排出する注出口を有する気体の捕集袋が提案されている（例えば特許文献１参照）。具体的には、図４（Ａ）に例示するような袋本体１１０の周縁の四方に熱融着部１１１を形成した四方袋であって、熱溶着部を、フィルムの端縁から離れた袋本体の内方にも形成することができるため、熱融着部１１４を介して袋本体の隅部１１３を気体の収納部１１２から区分し、隅部１１３に紐、棒やリング等を通すための孔１１５を設ける。１１５ａは熱融着部、１１６は注出口、１１７は接合基部を示す。ここで、該捕集袋の袋本体が、図４（Ｂ）に示すようなポリエステル系樹脂からなる基材フィルム１０１とポリエステル系樹脂からなるシーラント１０２とが積層されたポリエステル系樹脂のみからなる積層体１０３を熱融着してなることを特徴とする。ここで積層体１０３は、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムにポリエステル系樹脂からなるシーラント１０２を、アンカー剤層を介することなく押出ラミネートしたものであることが好ましい。シーラント１０２のポリエステル系樹脂は、イソフタル酸変性ポリエチレンテレフタレートであることが好ましい。

特開２００９−１２８２２３号公報

しかし、上記のようなガスサンプリング用袋体では、以下のような問題点や課題が生じることがある。
（ｉ）上記特性（ａ）〜（ｄ）および（ｆ）の観点から、袋体自体は、耐熱、耐薬品性の効果が優れたポリエステルフィルム、例えばポリエチレンテレフタレート（以下「ＰＥＴ」という）フィルムが適し、シール性の高い袋体とするために、シートの端部に対して熱溶着（熱融着）処理が用いられる。このとき、こうしたポリエステルフィルムは、高融点であるとともに、高温条件で溶融したときに結晶化し易いことから、製袋の難度が高く、特にシール性の高い密封構造の袋体の作製には、端面に対する適切な温度管理と均一な加熱を確保することが非常に困難であった。特に、溶融温度で繰り返し加熱された部分は、局部的に白濁した結晶化現象が発生し、硬化しやすく、かつ脆くなる。このため、袋体として気体の封入・脱気を繰り返し、融着部分の膨張・収縮による負荷がかかった場合には、そのシール性が維持できなくなる可能性があった。
（ii）また、昨今微量成分の検出のための気体の収集量が多くなり、大きな容量の袋体の要請が強まっている。このとき、大きな袋体の長くなったシートの端部は、１つの熱融着処理によって全てのヒートシールを行うことは難しく、従来の方法では、均一に熱融着することが難しくなっている。また、非直線部分や折れ線状の部分については、１つの熱融着処理によって全てのヒートシールを行うことはできない。このため、シートの端部について、所定の距離の１次熱融着を行い、その後さらに続きで、あるいはセットし直して２次熱融着を行う必要が生じている。このとき、２度の熱融着処理において、部分的に重複箇所の発生を避けることはできず、こうした重複して熱融着処理された部分（融着接合部）は、上記（ｉ）のように、長期間の使用あるいは繰り返しの使用に対するシール性の維持が難しくなる可能性があった。

そこで、本発明の目的は、臭気の測定あるいは試料気体中の成分測定などにおいて、採取されたガスと接する内部表面が、非ガス吸着性でガスの湧き出し（放出）がない素材で形成されるとともに、ガスサンプリング用袋体のシートの端部のヒートシール接着において、部分的に重複して熱融着処理された融着接合部における長期間の使用あるいは繰り返しの使用に対する高いシール性を確保することが可能なガスサンプリング用袋体およびその製造方法を提供することにある。

本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、以下に示すガスサンプリング用袋体およびその製造方法により上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに到った。

本発明は、非ガス透過性かつ非ガス吸着性のポリエステルフィルムから構成され、該ポリエステルフィルムを折返しまたは複数枚重ね合せて形成されたシートの端部において熱融着処理によってヒートシール接着されるとともに、部分的に重複して熱融着処理された融着接合部を少なくとも１つ有するガスサンプリング用袋体であって、
該融着接合部を形成する一方のシートの端部外層が、同質のポリエステルフィルムからなり１つの面にアルミニウムまたはアルミニウム化合物の蒸着層を有する被覆フィルムによって被覆された状態で１次熱融着処理された後、前記融着接合部を形成する他方のシートの端部外層について、同様に、前記被覆フィルムによって被覆された状態で２次熱融着処理されて密封構造を形成することを特徴とする。

また、本発明は、非ガス吸着性かつ非ガス吸着性のポリエステルフィルムから構成される袋体の製造方法であって、以下の工程、
（１）ポリエステルフィルムのシートを折返しまたは複数枚重ね合わせ、内層同士を対向させた該シートの端面を合掌させる工程
（２）合掌したシートの端面について、予め、１次熱融着処理の範囲，２次熱融着処理の範囲、および該１次熱融着処理と２次熱融着処理が重複する融着接合部が設定される工程
（３）該融着接合部を形成する一方のシートの端部外層に、所定幅の同質のポリエステルフィルムからなり１つの面にアルミニウムまたはアルミニウム化合物の蒸着層を有する被覆フィルムを被覆する工程
（４）前記シートの端面について、前記被覆フィルムが被覆された融着接合部を含めて１次熱融着処理を行う工程
（５）前記融着接合部を形成する他方のシートの端部外層に、前記被覆フィルムを被覆する工程
（６）前記シートの端面について、前記被覆フィルムが被覆された融着接合部を含めて２次熱融着処理を行いヒートシール接着し、密封構造を作製する工程
を有することを特徴とする。

高度な要求に対応できるガスサンプリング用袋体には、上記（ａ）〜（ｆ）のような特性を同時に満たすことが必要となると同時に、製袋工程において熱融着処理によってヒートシールを行う場合に、溶融温度で繰り返し加熱された部分が生じないように融着温度や融着時間等を精度よく管理することが要求される。しかしながら、既述のように、大容量袋体の要請等の場合には、１つの熱融着処理によって全てのヒートシールを行うことが困難であった。本発明者は、こうした重複して熱融着処理が必要とされるシートの端部の部位（融着接合部）に対して、アルミニウムまたはアルミニウム化合物（以下「アルミニウム等」）の蒸着層を有する同質の被覆フィルムによって被覆された状態で熱融着処理を繰り返すことによって、従前方法において発生していた白濁した結晶化を防止し、単一の熱融着処理と同様の均一かつ強固なヒートシールを形成することができることを見出した。また、実証試験においても、部分的に重複して熱融着処理された融着接合部における断面性状が、単一の熱融着処理された端部の断面性状と変わらないことが確認された。熱伝導度の高いアルミニウム等の熱分散機能により、熱融着処理されるシートの端部への局部的な加熱の集中を防止され、均等に均一かつ強固なヒートシールを形成することができる。こうした知見を基に、シートの端部の適正な位置に融着接合部を設定し、該融着接合部をアルミニウム等の蒸着層を有する同質の被覆フィルムで被覆し、繰り返し熱融着処理を行うことによって、非ガス吸着性でガスの湧き出しがなく、長期間の使用あるいは繰り返しの使用に対する高いシール性を確保することが可能なガスサンプリング用袋体およびその製造方法を提供することが可能となった。

本発明は、上記ガスサンプリング用袋体であって、前記融着接合部を形成する一方のシートの端部外層が、外層面にアルミニウムまたはアルミニウム化合物の蒸着層を有する前記被覆フィルムによって被覆され、該被覆フィルムの内層面と前記端部外層が内接した状態で１次熱融着処理された後、前記融着接合部を形成する他方のシートの端部外層について、同様に、前記被覆フィルムによって被覆され、該被覆フィルムの内層面と前記端部外層が内接した状態で２次熱融着処理されて密封構造を形成することを特徴とする。
また、本発明は、上記ガスサンプリング用袋体の製造方法であって、前記工程（３）において、前記一方のシートの端部外層が、外層面にアルミニウムまたはアルミニウム化合物の蒸着層を有する前記被覆フィルムの内層面と内接した状態とし、
前記工程（５）において、前記他方のシートの端部外層が、前記被覆フィルムの内層面と前記端部外層が内接した状態とし、
前記１次熱融着処理および２次熱融着処理されて密封構造を形成することを特徴とする。
上記のように、本発明は、シートの端部（融着接合部）のいずれか一方の面に対して、片面にアルミニウム等の蒸着層を有する被覆フィルムが被覆された状態で、重複して熱融着処理することによって、融着接合部白濁した結晶化を防止し、単一の熱融着処理と同様の均一かつ強固なヒートシールを形成することが可能となった。このとき、シートの端部外層が、外層面にアルミニウム等の蒸着層を有する被覆フィルムの内層面と内接した状態で熱融着処理されることによって、同素材の端部外層と被覆フィルムの内層面が熱融着され、一体化されてより強固な結晶状態を形成するとの知見を得た。熱伝導度の高いアルミニウム等の熱分散機能により、熱融着処理されるシートの端部への加熱の集中を防止されるとともに、同素材の端部外層と被覆フィルムの内層面が一体的に融着されて均一な結晶が形成されることによって非ガス吸着性でガスの湧き出しがなく、長期間の使用あるいは繰り返しの使用に対する高いシール性を確保することが可能なガスサンプリング用袋体およびその製造方法を提供することが可能となった。

本発明は、上記ガスサンプリング用袋体の製造方法であって、前記工程（１）〜（６）によって作製された袋体に対して、
（７）前記シートの端部またはシート面上に、切り欠き部を設け、遮光性を有するガス吸排口を配設する工程
（８）該切り欠き部のシール処理を行う工程
を有することを特徴とする。
ガスサンプリング用袋体は、袋体自体とガスを袋体に注入するガス吸排口から構成され、ガス吸排口についても、上記（ａ）〜（ｆ）とほぼ同様の機能が要求されるとともに、袋体との接合部のシール性およびサンプリング操作における他の部品との接続等の操作を伴う堅牢性が求められる。本発明においては、シートの端部またはシート面上に、切り欠き部を設け、例えば金属製のガス吸排口を配設することによって、こうした機能を確保しつつ、袋体内のサンプリングされたガスの安定性を確保することが可能となった。

本発明は、上記ガスサンプリング用袋体の製造方法であって、前記工程（２）において前記シートを折返し処理する場合、該折返し部または折返し辺の両端部に生じる膨らみ部分に対して、予め超音波によるポイントシール処理を行うことを特徴とする。
上記のガスサンプリング用袋体の製造過程においては、複数のフィルムを重ねた端部がシール処理される。このとき、例えば２枚のフィルムが重なった１枚のシートを折返し処理して袋体を形成する場合には、折返し部または折返し辺の両端部には膨らみ部分が生じている。この状態で端部の熱融着処理を行った場合、その膨らみ部分において、フィルムの重なり合いのズレあるいは不十分な熱伝導部分が生じるおそれ、さらにこれに伴う熱融着が不十分あるいは未処理部分が生じるおそれがある。本発明は、予め超音波によるポイントシール処理を行うことによって、こうした可能性を排除し、折返し部または折返し辺の両端部に対して確実なシール処理を確保することを可能にした。また、ポイントシールを後工程のヒートシールの溶融が及ぶ範囲内とすることによって、最小範囲のシール部分の形成と、均一な高レベルヒートシールが確保される。

本発明に係るガスサンプリング用袋体の構成を例示する説明図 本発明に係るガスサンプリング用袋体の端部断面を例示する説明図 本発明に係るガスサンプリング用袋体と従来の袋体の比較検証結果を例示する説明図 従来技術に係るガスサンプリング用袋体の一例を示す説明図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
＜本発明に係るガスサンプリング用袋体＞
本発明に係るガスサンプリング用袋体（以下「本袋体」という）は、非ガス透過性かつ非ガス吸着性のポリエステルフィルムから構成され、該ポリエステルフィルムを折返しまたは複数枚重ね合せて形成されたシートの端部において熱融着処理によってヒートシール接着されるとともに、部分的に重複して熱融着処理された融着接合部を少なくとも１つ有し、該融着接合部を形成する一方のシートの端部外層が、同質のポリエステルフィルムからなり１つの面にアルミニウムまたはアルミニウム化合物（アルミニウム等）の蒸着層を有する被覆フィルムによって被覆された状態で１次熱融着処理された後、融着接合部を形成する他方のシートの端部外層について、同様に、被覆フィルムによって被覆された状態で２次熱融着処理されて密封構造を形成することを特徴とする。

ここで「非ガス透過性かつ非ガス吸着性のポリエステルフィルム」とは、純度１００％に近く、かつ密度の高いポリエステルフィルムであって、空孔や浸透などによるガス透過性、ガス吸着性やガス放出性が殆どない特性あるいは非常に小さい特性を有し、加えて反応性が殆どない特性あるいは非常に小さい特性を有するとともに、こうした特性の経時変化が殆どない。つまり、優れた（ａ）非ガス透過性，（ｂ）非ガス吸着性，（ｃ）非反応性，（ｄ）非放出性および（ｆ）経時安定性を有する。なお、ここでいう非ガス透過性、非ガス吸着性あるいは非放出性は、数ヶ月を超える長期使用において生じる各特性を微量域とすることまで求める趣旨ではなく、ガスサンプリング用袋体として要求される０〜２４時間経時を最重要とし、数日、最大でも数週間における使用において各特性を維持可能な機能を有するフィルムを規定するものである。

〔本袋体の実施の一態様（基本構成例）〕
図１（Ａ）〜（Ｄ）は、本袋体の基本構成例を示す。本袋体は、ポリエステルフィルムからなるシート１によって形成される空間部２を有し、複数（本図においては２枚）のシート１を重ね合せて作製されたシート１の端部が熱融着処理によってヒートシール接着されて、密封構造となる袋体端部４（４ａ〜４ｄ）を形成する。袋体の一端部４ｄには、空間部２と連通するガス吸排口３が設けられる。このとき、部分的に重複して熱融着処理された融着接合部５を少なくとも１つ有することを特徴とし、本構成例においては、本袋体端部の長辺４ｂに融着接合部５を有する構成を示す。融着接合部５を設け、安定的に均等な熱融着処理が可能な条件で作製された袋体端部４を連結することによって、強固なヒートシール接着が可能となり、長期間の使用あるいは繰り返しの使用に対する高いシール性を有する袋体を確保することができる。

袋体端部４は、図１（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、シートの外周端部が合掌された状態で融着一体化された構造を有する。図１（Ｂ）は、Ｂ−Ｂ断面を例示する。本袋体端部４ｂおよび４ｄにおいて、シート１同士が重なり合い、内層同士を対向させたシート１，１の端面が合掌した状態が形成された状態で熱融着処理されることによって、強固なヒートシール接着が形成され、密閉性の高い空間部２を形成することができる。図１（Ｃ）は、Ｃ−Ｃ断面を例示する。本袋体の一方の端部４ｄにおいて融着接合部５が形成され、他方の端部４ｂにガス吸排口３同士が形成された構成を示す。他の端部と同様に均等な状態で熱融着処理された融着接合部５を介して、袋体に形成された長辺の端部４ｂを構成することによって、強固なヒートシール接着が形成され、密閉性の高い空間部２を形成することができる。他方、空間部２と連通しサンプルガスが流通するガス吸排口３をこれと対向する位置に設けることによって、重複して熱融着処理を必要としない端部４ｂを構成することが可能となり、密閉性の高い空間部２を形成することができる。また、図１（Ｄ）に示すように、その一部（例えば端部４ａ）を、シート１を折返して端部を形成することによって、熱融着処理されない端部を有する袋体を作製することができる。空間部２は、シート１およびその端部近傍に形成された合掌部が融着一体化され、同材料のポリエステルによって密封されることから、実質的に連続体となり、非常に堅固な密封構造を形成することができる。特に、本袋体においては、長辺となる端部４ｄに対して、融着接合部５を介して連結された端部を形成することによって、不均一な熱融着処理・ヒートシール接着を防止することができることから、より堅固な密封構造を形成することができる。

融着接合部５は、部分的に重複して熱融着処理され、ヒートシール接着が形成される。具体的には、図２（Ａ）〜（Ｆ）に例示するように、融着接合部５を形成する一方のシート１ａの端部と他方のシート１ｂの端部が重ね合わされ、クランプ（Ｐ１，Ｐ２）によって挟持され、加熱部（ＨまたはＨ１，Ｈ２）を近接・走行させることによって、熱融着処理され、ヒートシール接着が形成される。このとき、シート１ａの端部外層が、同質のポリエステルフィルムからなり１つの面にアルミニウム等の蒸着層を有する被覆フィルム５ａによって被覆された状態で１次熱融着処理された後、シート１ｂの端部外層が、同質の被覆フィルム５ｂによって被覆された状態で２次熱融着処理されることによって、部分的に重複して熱融着処理された融着接合部５を介してシート１ａの端部とシート１ｂの端部において、連続的にヒートシール接着が形成される。被覆フィルム５ａおよび５ｂに蒸着された熱伝導度の高いアルミニウム等の熱分散機能により、熱融着処理されるシートの端部への局部的な加熱の集中を防止され、重複して熱融着処理された融着接合部５においても、他のシート１ａ，１ｂの端部同様、均等に均一かつ強固なヒートシールを形成することができる。

図２（Ａ），（Ｂ）は、重ね合わされたシート１ａおよび１ｂの端部が、融着接合部５においてシート１ａの端部外層に被覆フィルム５ａが被覆され、クランプＰ１，Ｐ２によって挟持された状態で、該端部に加熱部Ｈが近接・走行することによって、１次熱融着処理される態様を例示する。図２（Ｃ）は、融着接合部５においてシート１ｂの端部外層に被覆フィルム５ｂが被覆され、クランプＰ１，Ｐ２によって挟持された状態で、該端部に加熱部Ｈが近接・走行することによって、シート１ａおよび１ｂの端部が２次熱融着処理される態様を例示する。また、図２（Ｄ），（Ｅ）は、融着接合部５においてシート１ａの端部外層に被覆フィルム５ａが被覆されたシート１ａおよび１ｂの端部が、クランプＰ１，Ｐ２によって挟持された状態で、該端部に加熱部Ｈ１がシート１ａ側に近接し、加熱部Ｈ２がシート１ｂ側に近接して同時に並走することによって、１次熱融着処理される態様を例示する。図２（Ｆ）は、融着接合部５においてシート１ｂの端部外層に被覆フィルム５ｂが被覆され、クランプＰ１，Ｐ２によって挟持された状態で、該端部に対して同様に加熱部Ｈ１およびＨ２が近接して同時に並走することによって、シート１ａおよび１ｂの端部が２次熱融着処理される態様を例示する。いずれも、融着接合部５において重複して熱融着処理されるが、被覆フィルム５ａおよび５ｂによって局部的な加熱の集中を回避することができ、シート１ａおよび１ｂの端部全体において、均等に均一かつ強固なヒートシールを形成することができる。

このとき、融着接合部５において、外層面にアルミニウム等の蒸着層を有する被覆フィルム５ａを用い、被覆フィルム５ａの内層面とシート１ａの端部外層が内接した状態で１次熱融着処理された後、シート１ｂの端部外層について、同様に、被覆フィルム５ｂの内層面とシート１ｂの端部外層が内接した状態で２次熱融着処理されことが好ましい。アルミニウム等の熱分散機能を維持した状態で、シート１ａおよび１ｂの端部外層と被覆フィルム５ａおよび５ｂの内層面が、同素材で接合して熱融着され、一体化されてより強固な結晶状態を形成することができる。

非常に高い非ガス透過性を有するポリエステルフィルムによる密着性の高さから、長時間経過後においても空間部２内に封入された試料ガスが漏洩することはなく、試料ガスが接触するシート１の内層（空間部２との接触面）での吸着や反応の可能性がないことから、本袋体についての優れた（ａ）非ガス透過性，（ｂ）非ガス吸着性，（ｃ）非反応性，（ｄ）非放出性および（ｆ）経時安定性を確保することができる。このように、吸排口３を介して非ガス透過性かつ非ガス吸着性を有する空間部２に導入された試料ガスは、変質あるいは漏洩がなく組成変動が生じることのない状態を保持することができる。

また、袋体外部の要因による試料ガスに対する袋体内部での不安定要素を排除することができる。つまり、外部から照射される光に対しては、本袋体の最外層に例えばアルミニウムの蒸着層（図示せず）を設けること、あるいは遮光ポリエステルフィルムとして、黒色ポリエステル繊維の織布、黒色ポリエステル不織布を本袋体の最外層に付着させることによって、紫外線や熱線を遮光・緩和する機能を有することができる。このとき、ヒートシール接着によって、シート１と一体化溶着が可能で、さらに密封度の高い袋体を形成することが可能である。また、シート１として、遮光機能を有する試剤を含有するポリエステルフィルムを用いることによって、空間部２まで透過し試料ガス中の成分の光反応、特に紫外線による変質などを防止することができる。遮光機能を有する試剤としては、例えばカーボンブラックや酸化チタンなどの細粒子や微粒子が挙げられる。シートを構成するポリエステルフィルム自体に遮光機能を保有させることによって、試料ガスに対する袋体外部からの不安定要素を排除することができ、封止された試料ガスに対する高い安定性を確保することができる。

被覆フィルム５ａ，５ｂは、シート１（１ａ，１ｂ）と同質で、片面にアルミニウムまたはアルミニウム化合物（アルミニウム等）の蒸着層を有するポリエステルフィルムを用いるが好ましい。同一温度で融着しシート１と一体化することによって、強固なヒートシール接着を形成することができる。また、高密度高純度のポリエステルフィルムとアルミニウム等との間における強い付着特性を利用することによって、シート１の端部外層の強化を図ることができる。ここで、アルミニウム化合物とは、例えば酸化アルミニウム（α−あるいはγ−アルミナ）やアルミニウムと酸化アルミニウムの混合物等をいい、樹脂表面に蒸着層を形成することができ、所定の熱分散機能を有することが好ましい。また、アルミニウムの蒸着層を有するフィルムは、紫外線や熱線を遮光緩和する機能を有することから、遮光機能を有する袋体が要求される場合であっても、融着接合部５に特殊な加工等を行うことなく、袋体全体として遮光機能を確保することができる。一方、酸化アルミニウムの蒸着層を有するフィルムは、シート１の素材であるポリエステルフィルムと同様に透明性が高く、一体化された透明性の袋体を構成することができる。

シート１を構成するポリエステルは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）ポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ）の総称であり、「高密度高純度のポリエステルフィルム」は、これらのフィルムの中でも、水素などの気体に対する空孔からの非ガス透過性に優れるのみならず、水や高沸点炭化水素などに対する浸透性も極小で、非ガス透過性に優れ、その上これらのガスに対する非ガス吸着性に優れた特性を有するフィルムをいう。具体的には、二軸延伸ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムのタイプ群から厳正な比較テストにより選定したタイプ（Ｓ−ＰＥＴ）が該当する。密度１．４０ｇ／ｃｍ^３以上、純度９８％以上を基準とする。また、こうしたタイプのＰＥＴフィルムは、透明性、平滑性、光沢に優れていることから、「高密度高純度のポリエステルフィルム」の選定において、こうした特性をも選定基準とすることが好ましい。

シート１は、単層のポリエステルから構成することによって、端部における熱融着処理を容易にすることができる。しかし、高い遮光性が必要となる袋体においては、最外層面に遮光機能を有する蒸着層等を設けたポリエステルフィルムを外層とし、上記（ａ）〜（ｄ）および（ｆ）の特性を有するポリエステルフィルムを重ね合わせて一体化された構成を有するシートを用いることができる。同種のフィルムから構成することによって、端部における熱融着処理を容易にすることができる。

また、袋体を形成するに際し、図１（Ｄ）のように、１枚のシート１を２つ折りにした構造とすることによって、熱融着処理部分の低減および高いシール性の確保することができる。このとき、折返される端部に生じる膨らみ部分に対して、予め超音波によるポイントシール処理を行うことが好ましい。重なり合う端部の熱融着処理を確実にすることができる。

本袋体は、袋体自体とガスを袋体に注入するガス吸排口３から構成され、ガス吸排口３は、金属製のガス吸排口を有することが好ましい。ガス吸排口３についても、上記（ａ）〜（ｆ）とほぼ同様の機能が要求されるとともに、袋体との接合部のシール性およびサンプリング操作における他の部品との接続等の操作を伴う堅牢性が求められる。従前、ガラス管や樹脂製を使用することがあったが、紫外線などの遮光が困難なため、袋体内のサンプリングされたガスの安定性に影響を及ぼすことがあった。金属製のガス吸排口を用いることによって、特にアルミＰＥＴフィルムなどのように遮光性材料の蒸着層３を有するフィルムに対する高い加工性およびシール性を確保する場合に優れている。

＜本袋体の製造方法＞
本発明におけるガスサンプリング用袋体の製造方法（以下「本製造方法」という）は、以下の工程を有する。
（１）ポリエステルフィルムのシートを折返しまたは複数枚重ね合わせ、内層同士を対向させた該シートの端面を合掌させる工程
（２）合掌したシートの端面について、予め、１次熱融着処理の範囲，２次熱融着処理の範囲、および該１次熱融着処理と２次熱融着処理が重複する融着接合部が設定される工程
（３）該融着接合部を形成する一方のシートの端部外層に、所定幅の同質のポリエステルフィルムからなり１つの面にアルミニウム等の蒸着層を有する被覆フィルムを被覆する工程
（４）シートの端面について、被覆フィルムが被覆された融着接合部を含めて１次熱融着処理を行う工程
（５）融着接合部を形成する他方のシートの端部外層に、被覆フィルムを被覆する工程
（６）シートの端面について、被覆フィルムが被覆された融着接合部を含めて２次熱融着処理を行いヒートシール接着し、密封構造を作製する工程

部分的に重複して熱融着処理された融着接合部を有することを特徴とし、熱融着処理が必要とされる袋体が長辺の端部を有する場合において、安定的に他の端部と同様に均等な熱融着処理が可能な条件で作製された該融着接合部を設け、袋体端部を連結することによって、強固なヒートシール接着が可能となり、長期間の使用あるいは繰り返しの使用に対する高いシール性を有する袋体を作製することができる。

（１）シート端面を合掌させる工程
ポリエステルフィルムのシートを折返しまたは複数枚（例えば２枚）重ね合わせ、内層同士を対向させた該シートの端面が合掌した状態を形成する。内層同士が接面を形成した状態で、合掌された端部を熱融着処理することによって、強固なシールを形成することができる。なお、折返しによって形成された端面については熱融着処理する必要がないが、袋体の整形のために行う場合がある。

（２）１次熱融着処理，２次熱融着処理の範囲および融着接合部が設定される工程
合掌したシートの端面について、予め、１次熱融着処理の範囲，２次熱融着処理の範囲、および該１次熱融着処理と２次熱融着処理が重複する融着接合部が設定される。長辺の端部については重複する熱融着処理が必要となると同時に、ガス吸排口の配設および折返しによって形成された端面の配設等袋体を構成する熱融着処理の設計が必要となる。具体的には、例えば上記図１のようなＣ−Ｃ断面やＤ−Ｄ断面のように設定することによって、効率的で、シール性の高い最適な１次熱融着処理，２次熱融着処理の範囲および融着接合部を設定することができる。
このとき、シートを折返して端部に用いる場合、折返し部または折返し辺の両端部に生じる膨らみ部分に対して、予め超音波によるポイントシール処理を行うことが好ましい。膨らみ部分において、フィルムの重なり合いのズレあるいは不十分な熱伝導部分が生じるおそれ、さらにこれに伴う熱融着が不十分あるいは未処理部分が生じるおそれ可能性を排除し、折返し部または折返し辺の両端部に対して確実なシール処理を確保することを可能にした。また、ポイントシールを後工程のヒートシールの溶融が及ぶ範囲内とすることによって、最小範囲のシール部分の形成と、均一な高レベルヒートシールが確保される。

（３）一方のシートへ被覆フィルムを被覆する工程
融着接合部を形成する一方のシートの端部外層に、所定幅の同質のポリエステルフィルムからなり１つの面にアルミニウム等の蒸着層を有する被覆フィルムを被覆する。熱伝導度の高いアルミニウム等の熱分散機能により、熱融着処理されるシートの端部への局部的な加熱の集中を防止され、均等に均一かつ強固なヒートシールを形成することができる。このとき、一方のシートの端部外層が、外層面にアルミニウム等の蒸着層を有する被覆フィルムの内層面と内接した状態として１次熱融着処理を行うことが好ましい。同素材の端部外層と被覆フィルムの内層面が熱融着され、一体化されてより強固な結晶状態を形成することができる。

（４）１次熱融着処理を行う工程
シートの端面の１次熱融着処理を行う範囲について、被覆フィルムが被覆された融着接合部を含めて１次熱融着処理を行う。融着接合部については、被覆された被覆フィルムによって他の処理済み部位に比較して融着率は弱いが、十分に固定されて簡単に剥離できない状態であることが検証された。

（５）他方のシートへ被覆フィルムを被覆する工程
上記工程（３）と同様に、融着接合部を形成する他方のシートの端部外層に、被覆フィルムを被覆する。このとき、上記工程（３）同様、他方のシートの端部外層が、被覆フィルムの内層面（アルミ蒸着層のない面）と内接した状態として２次熱融着処理を行うことが好ましい。

（６）２次熱融着処理を行う工程
シートの端面の２次熱融着処理を行う範囲について、被覆フィルムが被覆された融着接合部を含めて２次熱融着処理を行う。融着接合部については、上記工程（４）に続いて熱融着処理されることによって、他の一度熱融着処理された部位とほぼ同等の処理状態を形成することができると推認することができ、シール性の高いヒートシール接着ができ、高い密封構造を作製することができる。

（７）ガス吸排口を配設する工程
本袋体に設けられるガス吸排口は、シートの端部または面上に切り欠き部を設けて配設される。具体的には、上記図１（Ａ）に例示するような端部４ｄ、または端部４ａ〜４ｄが交わるエッジ部（図示せず）に切り欠き部（図示せず）を設けて配設される。ただし、これに限定されるものではなくシートの外層面上に配設することも可能である。切り欠き部は、端部またはエッジ部に沿って、ナイフ等にて多少融通性を持たせてガス吸排口を挿通し得る程度の寸法に切開する。

（８）切り欠き部のシール処理を行う工程
切り欠き部のシール処理に際し、ガス吸排口を切り欠き部に挿入する前に、切り欠き部６ａの内周面と接するガス吸排口の外周面に、予め熱可塑性樹脂接着剤を塗着する。この接着剤は特定しないが、例えば常温で硬化するエポキシ系樹脂などが好ましい。ガス吸排口外周面に接着剤の層を形成した後、ガス吸排口を切り欠き部に挿入し、切り欠き部の内周面とガス吸排口の外周面とを完全密接させてシール処理を行う。

＜被覆フィルムを用いた熱融着処理の検証＞
上記のように、大容量袋体の要請等の場合には、シートの端部において重複して熱融着処理が必要とされる。従前の方法では、後述するように、こうした重複処理がなされた部位については白濁した結晶化状態となり、シール性の劣化を招来した。本発明によって作製された袋体における重複処理部位（融着接合部）の状態について、従前の重複処理部位の状態と比較し、その技術的効果を検証した。

〔検証内容〕
ポリエステルフィルムのシートを２枚重ね合わせ、以下の熱融着処理された場合について、（ｉ）端部をカットした断面を拡大して目視し、（ii）各シートの非処理部から熱融着処理部位に対して引き裂き方向に引張り、その破壊強度を、（３ａ）の場合を基準にして、比較・検証した。
（３ａ）従前方法によって１回の熱融着処理によりヒートシール接着を行った場合
（３ｂ）従前方法によって重複して熱融着処理を行った場合
（３ｃ）本製造方法によって重複して熱融着処理を行った場合

〔検証結果〕
図３（Ａ）〜（Ｃ）に各端部の拡大図を例示する。
（ｉ）目視の結果
（３ｂ）においては、図３（Ｂ）に例示するように、図３（Ａ）に例示する（３ａ）の場合と比較して、重複して熱融着処理された部位が明らかに白濁していた。一方（３ｃ）においては、図３（Ｃ）に例示するように、接合部において各シートの境界が殆ど消滅し、（３ａ）の場合と殆ど差異がない程度の透明度を有して結晶化していることがわかった。
（ii）引張り強度について
（３ｂ）においては、（３ａ）の場合と比較して約２／３〜１／２程度の引張り強度（例えば約５〜６ｋｇ）で破壊した。一方（３ｃ）においては、（３ａ）の場合と比較して約６／５〜３／２程度まで破壊しなかった。
（iii）まとめ
以上のように、重複して熱融着処理を行った場合であっても本製造方法においては、通常の熱融着処理と同様の溶融（結晶）状態が目視され、引張り強度は、強化された結果を得た。結晶化されたポリエステル成分の増大およびアルミニウム等を含む結合状態の強化によると推察される。本製造方法あるいは本袋体について、従前にない優れた特性を得ることができることを実証することができた。

以上のガスサンプリング用袋体は、主に、試料ガスの安定性に優れた臭気測定用に用いられる袋体について説明したが、本袋体は、こうした用途に限定されることなく、各種プロセスガスや大気あるいは排気ガス等、特に現場で採取し、バッチ的に測定する分野に広く適用することができる。

１ シート
２ 空間部
３ ガス吸排口
４ａ〜４ｄ 端部
５ 融着接合部

Claims (6)

1. 非ガス透過性かつ非ガス吸着性のポリエステルフィルムから構成され、該ポリエステルフィルムを折返しまたは複数枚重ね合せて形成されたシートの端部において熱融着処理によってヒートシール接着されるとともに、部分的に重複して熱融着処理された融着接合部を少なくとも１つ有するガスサンプリング用袋体であって、
   該融着接合部を形成する一方のシートの端部外層が、同質のポリエステルフィルムからなり１つの面にアルミニウムまたはアルミニウム化合物の蒸着層を有する被覆フィルムによって被覆された状態で１次熱融着処理された後、前記融着接合部を形成する他方のシートの端部外層について、同様に、前記被覆フィルムによって被覆された状態で２次熱融着処理されて密封構造を形成することを特徴とするガスサンプリング用袋体。
2. 前記融着接合部を形成する一方のシートの端部外層が、外層面にアルミニウムまたはアルミニウム化合物の蒸着層を有する前記被覆フィルムによって被覆され、該被覆フィルムの内層面と前記端部外層が内接した状態で１次熱融着処理された後、前記融着接合部を形成する他方のシートの端部外層について、同様に、前記被覆フィルムによって被覆され、該被覆フィルムの内層面と前記端部外層が内接した状態で２次熱融着処理されて密封構造を形成することを特徴とする請求項１記載のガスサンプリング用袋体。
3. 非ガス吸着性かつ非ガス吸着性のポリエステルフィルムから構成される袋体の製造方法であって、以下の工程、
   （１）ポリエステルフィルムのシートを折返しまたは複数枚重ね合わせ、内層同士を対向させた該シートの端面を合掌させる工程
   （２）合掌したシートの端面について、予め、１次熱融着処理の範囲，２次熱融着処理の範囲、および該１次熱融着処理と２次熱融着処理が重複する融着接合部が設定される工程
   （３）該融着接合部を形成する一方のシートの端部外層に、所定幅の同質のポリエステルフィルムからなり１つの面にアルミニウムまたはアルミニウム化合物の蒸着層を有する被覆フィルムを被覆する工程
   （４）前記シートの端面について、前記被覆フィルムが被覆された融着接合部を含めて１次熱融着処理を行う工程
   （５）前記融着接合部を形成する他方のシートの端部外層に、前記被覆フィルムを被覆する工程
   （６）前記シートの端面について、前記被覆フィルムが被覆された融着接合部を含めて２次熱融着処理を行いヒートシール接着し、密封構造を作製する工程
   を有することを特徴とするガスサンプリング用袋体の製造方法。
4. 前記工程（３）において、前記一方のシートの端部外層が、外層面にアルミニウムまたはアルミニウム化合物の蒸着層を有する前記被覆フィルムの内層面と内接した状態とし、
   前記工程（５）において、前記他方のシートの端部外層が、前記被覆フィルムの内層面と前記端部外層が内接した状態とし、
   前記１次熱融着処理および２次熱融着処理されて密封構造を形成することを特徴とする請求項３記載のガスサンプリング用袋体の製造方法。
5. 前記工程（１）〜（６）によって作製された袋体に対して、
   （７）前記シートの端部またはシート面上に、切り欠き部を設け、遮光性を有するガス吸排口を配設する工程
   （８）該切り欠き部のシール処理を行う工程
   を有することを特徴とする請求項３または４記載のガスサンプリング用袋体の製造方法。
6. 前記工程（１）において前記シートを折返し処理する場合、該折返し部または折返し辺の両端部に生じる膨らみ部分に対して、予め超音波によるポイントシール処理を行うことを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載のガスサンプリング用袋体の製造方法。