JP6756146B2

JP6756146B2 - 積層体の製造方法

Info

Publication number: JP6756146B2
Application number: JP2016091288A
Authority: JP
Inventors: 幹雄柳内
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2016-04-28
Filing date: 2016-04-28
Publication date: 2020-09-16
Anticipated expiration: 2036-04-28
Also published as: JP2017196851A

Description

本発明は、積層体の製造方法に関するものである。

ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ナイロン（ＮＹ）等のフィルムを基材層とした積層体を包装材料に用いた場合に、基材層の一部を除去するか膜厚を薄くして包装材料を容易に引き裂いて開封できるように形成した傷加工部を設ける技術が知られている。

傷加工部の形成には、刃物による機械的方法のほか、レーザー光の照射による方法が知られている。特に、基材層がＰＥＴなどのレーザー光のエネルギーを吸収しやすいフィルムの場合は、深さの調節も容易で安定した深さの傷加工部を設けることができる（特許文献１参照）。

特開２０１６−４０１８２号公報

図３には、従来技術に係る積層体に、レーザー光１０５を照射して傷加工部１０４を形成した際の断面図を示す。レーザー光１０５を用いて基材層１０９に傷加工部１０４を形成する場合、形成された傷加工部１０４の周辺に、除去された基材層１０９の一部が盛り上がる等して、フィルムカス１０６が付着することがある。このようにフィルムカス１０６が表面に付着した積層体を包装材料に用いた場合、フィルムカス１０６が積層体から剥がれて内容物に混入するおそれがあった。

特に、最内層１０３を無延伸ポリプロピレン（ＰＰ）やポリエチレン（ＰＥ）等のシーラント層１０３として、表面に基材層１０９を形成した積層体の場合、積層体をロール状に巻き取ることにより、フィルムカスがシーラント層１０３に転写されて付着することがある。このような積層体は、シーラント層１０３が包装容器の内面に面することが多いため、よりフィルムカス１０６が内容物に付着しやすくなる。

また、基材層１０９の下層に接着層１０７や印刷層１０８を形成した場合には、基材層１０９が取り除かれることにより、接着層１０７や印刷層１０８が積層体表面に露出する。このため、積層体をロール状に巻き取る際に、接着剤またはインキがシーラント層１０３に付着して、包装容器の内容物に接着剤またはインキが付着するおそれがある。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、レーザー光の照射により傷加工部を設けても、包装材料として用いた際にフィルムカス等により内容物を汚すことのない積層体及びその製造方法を提供することを目的とする。

また、本発明の一局面は、ポリエチレンテレフタレート層またはナイロン層からなる中間層に延伸ポリオレフィン層からなる最外層を積層する工程と、延伸ポリオレフィン層にレーザー光を照射して、延伸ポリオレフィン層を透過したレーザー光により中間層に、傷加工部を形成する工程とを含む、積層体の製造方法である。

本発明によれば、レーザー光の照射により傷加工部を設けても、包装材料として用いた際にフィルムカス等により内容物を汚すことのない積層体及びその製造方法を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る積層体の断面図本発明の一実施形態に係る積層体に傷加工部を形成した際の断面図従来技術に係る積層体に傷加工部を形成した際の断面図

以下では、図を参照して実施形態に係る積層体１００について説明する。

（積層体）
図１には、積層体１００の断面図を示す。積層体１００は、包装材料として使用する際の外層から内層の順に、ポリオレフィン層からなる最外層１０１と、最外層１０１に隣接するＰＥＴ層またはＮＹ層からなる中間層１０２と、中間層１０２に積層されたシーラント層１０３とを含み、中間層１０２の一部に、傷加工部１０４を備える。

最外層１０１は、ＰＰ、延伸ＰＰ、ＰＥ、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、エチレン・メタクリル酸共重合体（ＥＭＡＡ）、エチレン・アクリル酸共重合体（ＥＡＡ）等の酸コポリマー、エチレン・アクリル酸メチル共重合体（ＥＭＡ）、アイオノマー（ＩＯＮ）等のエステルコポリマー、変性ポリエチレン等のポリオレフィンを用いて、中間層１０２の外層に積層して形成される。最外層１０１の厚みは、例えば、２０μｍである。

中間層１０２は、ＰＥＴまたはＮＹを用いて、最外層１０１の内層に積層して形成される。中間層１０２の厚みは、例えば、１２μｍである。

シーラント層１０３は、無延伸ＰＰ、ＰＥ、ＨＤＰＥ、ＭＤＰＥ、ＬＤＰＥ、ＬＬＤＰＥ等を用いて中間層１０２の内層に積層して形成される。シーラント層１０３の厚みは、例えば、３０μｍである。

中間層１０２に形成された傷加工部１０４は、中間層１０２の一部が除去されているか膜厚が他の部分よりも薄くなっている。例えば、積層体１００を包装材料に用いた場合に、傷加工部１０４に沿って積層体１００の一部を容易に引き裂いて開封することができる。また、中間層１０２がガスバリア性を有す場合には、傷加工部１０４を形成することにより、中間層１０２の一部においてガスバリア性を低下させたガス透過部を形成することも可能である。

傷加工部１０４は、その機能に応じて任意の形状に形成できる。例えば、傷加工部１０４を開封手段として設けた場合は、包装材料を引き裂く方向に伸びる線状に形成したり、包装材料を任意の箇所から引裂くことができるように、所定の領域に点状の傷加工部１０４を多数形成したりしてもよい。また、ガス透過部として設けた場合は、必要となるガスバリア性能に応じた面積で面状の傷加工部を形成してもよい。

積層体１００は、最外層１０１と、最外層１０１に隣接して傷加工部１０４を備えた中間層１０２と、最内層とを含めば、積層体１００の機能に応じて、接着層、印刷層、シーラント層、バリア層等の周知の技術に係る様々な層を追加してもよい。また、各層の厚さも限定されず、適宜設定可能である。

（製造方法）
次に、図を参照して実施形態に係る積層体１００の製造方法について説明する。

積層体１００の製造方法は、シーラント層１０３にＰＥＴ層またはＮＹ層からなる中間層１０２を積層する工程と、中間層１０２にポリオレフィン層からなる最外層１０１を積層する工程と、最外層１０１にレーザー光を照射して、最外層１０１を透過したレーザー光により中間層１０２に、傷加工部１０４を形成する工程とを含む。

各層を積層する工程においては、ドライラミネーション、押出しラミネーション等の周知の技術を用いることができる。

傷加工部１０４を形成する工程においては、レーザー装置により、積層体１００にレーザー光１０５を照射する。図２には、傷加工部１０４を形成する際の積層体１００の断面図を示す。図２に示すように、レーザー光１０５は最外層の最外層１０１の表面に照射されるが、最外層１０１の材質であるポリオレフィンはレーザー光１０５のエネルギーを吸収しにくい性質を有するため、照射されたレーザー光１０５によって最外層１０１の温度上昇は発生しない。これに対して、中間層１０２の材質であるＰＥＴやＮＹはレーザー光１０５のエネルギーを吸収しやすい性質を有する。このため、ポリオレフィン層１０１を透過して照射されたレーザー光１０５によって、中間層１０２は温度上昇し、部分的に溶融、薄化等、変質して、傷加工部１０４が形成される。

この際、中間層１０２の外層には、最外層１０１が形成されているため、レーザー光１０５の照射によってもフィルムカスが発生しない。また、傷加工部１０４が形成されることにより、接着層１０７や印刷層１０８が露出することもない。このため、積層体１００を包装材料として用いた際に内容物を汚すことを防止できる。

レーザー装置には、赤外線レーザーや炭酸ガスレーザー等の周知のレーザー装置を用いることができる。レーザー光１０５のスポット形状は、傷加工部の形状に応じて任意の形状を採用できる。レーザー光１０５を照射しながらレーザー装置と積層体１００との相対的な位置を変えることにより、積層体１００上でレーザー光１０５のスポットを走査することができ、任意の形状の傷加工部１０４を形成することができる。

製造された積層体１００を用いることにより、例えば、２枚の積層体１００を重ねて、周縁部にヒートシール処理を行うことで形成される四方シール袋や、１枚のフィルムを２つ折りにして、合わせた周縁部をシールして形成される三方シール袋や、２枚のフィルムの間に２つ折りにした１枚のフィルムを挟み、周縁部をシールして形成される自立性を有するフレキシブル包装袋を製造することができる。また、紙を基材層としたシートやプラスチックを用いて製造された開口部を備える容器の蓋に積層体１００を用いることもできる。また、ガスバリア性を制御できる性質を利用して各種フィルタに用いることもできる。

実施例１、２、参考例３、４及び比較例１〜３に係る積層体を作製し、レーザー光の照射によりそれぞれの積層体に傷加工部を形成した際の、フィルムカスの発生状態を比較する評価を行った。

（実施例１）
実施例１に係る積層体は、外層から内層の順に延伸ＰＰ（ＯＰＰ）（２０μｍ）／ＰＥＴ（１２μｍ）／ＰＥ（３０μｍ）を積層して形成した。

（実施例２）
実施例２に係る積層体は、外層から内層の順に延伸ＰＥ（２０μｍ）／ＰＥＴ（１２μｍ）／ＰＥ（３０μｍ）を積層して形成した。

（参考例３）
参考例３に係る積層体は、外層から内層の順に無延伸ＰＰ（ＣＰＰ）（２０μｍ）／ＰＥＴ（１２μｍ）／ＰＥ（３０μｍ）を積層して形成した。

（参考例４）
参考例４に係る積層体は、外層から内層の順に無延伸ＰＥ（２０μｍ）／ＰＥＴ（１２μｍ）／ＰＥ（３０μｍ）を積層して形成した。

（比較例１）
比較例１に係る積層体は、外層から内層の順にＰＥＴ（１２μｍ）／ＰＥＴ（１２μｍ）／ＰＥ（３０μｍ）を積層して形成した。

（比較例２）
比較例２に係る積層体は、外層から内層の順にＮＹ（１５μｍ）／ＰＥＴ（１２μｍ）／ＰＥ（３０μｍ）を積層して形成した。

（比較例３）
比較例３に係る積層体は、外層から内層の順にセロファン（２０μｍ）／ＰＥＴ（１２μｍ）／ＰＥ（３０μｍ）を積層して形成した。

それぞれの積層体の最外層にレーザー光を照射して傷加工部を形成した。レーザー光の照射には、最大出力３０Ｗのレーザー装置を用いた。レーザー装置の出力は７０％で固定し、直径１００μｍの点スポットを、３５００ｍｍ／秒、３０００ｍｍ／秒、２５００ｍｍ／秒、２０００ｍｍ／秒の各速度で走査した。その後、レーザー光の照射位置周辺におけるフィルムカスの発生状態を目視で確認した。

評価結果を表１に示す。表１では、評価の結果を、フィルムカスの発生状態に応じて次のように示した。傷加工部が形成されても最外層が損傷することなく、フィルムカスが積層体表面に発生しなかった場合には「＋＋」を付した。また、傷加工部の形成により最外層がわずかに損傷したものの、フィルムカスが積層体表面に発生するほどではなかった場合には「＋」を付した。また、傷加工部の形成により最外層が損傷し、フィルムカスが積層体表面に発生した場合には「−」を付した。

表１に示すように、実施例１及び２に係る積層体では、レーザー光の走査速度に関わらず最外層に損傷は生じることはなく、フィルムカスが積層体表面に発生しないことが確認できた。

参考例３に係る積層体では、レーザー光の走査速度が、２０００ｍｍ／秒の場合には、最外層の一部が損傷を起こしたものの、どの走査速度でもフィルムカスが積層体表面に発生するほどの損傷は発生しないことが確認できた。

参考例４に係る積層体では、レーザー光の走査速度が、２５００ｍｍ／秒及び２０００ｍｍ／秒の場合には、最外層の一部が損傷を起こしたものの、どの走査速度でもフィルムカスが積層体表面に発生するほどの損傷は発生しないことが確認できた。また、実施例１〜４では、２０００ｍｍ／秒から３５００ｍｍ／秒の一般的なレーザー光の走査速度を含む広い範囲で好適に傷加工処理ができることが確認できた。

比較例１に係る積層体では、レーザー光の走査速度が、３５００ｍｍ／秒の場合には、フィルムカスが積層体表面に発生しなかったものの、３０００ｍｍ／秒よりも遅くなると最外層が損傷し、フィルムカスが積層体表面に発生した。

比較例２に係る積層体では、レーザー光の走査速度が、３５００ｍｍ／秒及び３０００ｍｍ／秒の場合には、フィルムカスが積層体表面に発生しなかったものの、２５００ｍｍ／秒よりも遅くなると最外層が損傷し、フィルムカスが積層体表面に発生した。

比較例３に係る積層体では、いずれの走査速度によっても、最外層が損傷し、フィルムカスが積層体表面に発生した。

以上、説明したように本発明によれば、レーザー光１０５の照射により中間層１０２に傷加工部１０４を設けても、最外層１０１によりフィルムカス１０６が積層体１００表面に付着することを防止できるため、包装材料として用いた際にフィルムカス等により内容物を汚すことのない積層体１００を提供することができる。

本発明の積層体は、包装材料等に有用である。

１００積層体
１０１最外層
１０２中間層
１０３シーラント層
１０４傷加工部
１０５レーザー光
１０６フィルムカス
１０７接着層
１０８印刷層
１０９基材層

Claims

ポリエチレンテレフタレート層またはナイロン層からなる中間層に延伸ポリオレフィン層からなる最外層を積層する工程と、
前記延伸ポリオレフィン層にレーザー光を照射して、前記延伸ポリオレフィン層を透過したレーザー光により前記中間層に、傷加工部を形成する工程とを含む、積層体の製造方法。