JPH03243331A - ポリエステルの熱融着方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はポリエステルの熱融着方法に関し、更に詳しく
は紙を主体とする容器の構成材料として内面に設けられ
たポリエステルの熱融着方法に関する。

［従来の技術１ 乳飲料、果実飲料、酒等の液体飲料用容器としては、そ
の衛生性、耐水性、防湿性及び熱封緘が可能である事等
から、従来、紙を基材とし、内面をポリオレフィン類等
で加工した容器構成材料が用いられている。

このような容器構成材料のうち、例えば第１図に示され
るような胴部を有する容器においては、特に内容物が酒
等の場合、その接合部は構成材料端面が容器内部に露出
して内容物に接触することのないように構成されている
。すなわち、第１図へで示す部分は、第２図に拡大断面
図として示すように、一方の材料端部を接着に必要な所
定長さで内側に折り曲げ、該折り曲げ部分の外面とこれ
に対応する他方の材料端部の内面とを接着させる際、予
め、前記折り曲げ部分に相当する部分の先端から厚み方
向の中心付近、すなわち、紙の部分の外側部分を先端か
ら一定長さで除去し、残った内側の半分の厚み部分を外
側の除去部分へ折りこんでおく方法が通常用いられてい
る。従って、Ｘで示される部分においては構成材料の内
面同志が接着され、Ｙで示される部分においては構成材
料の外面と内面が接着されることになる。

従来、前記の如き容器構成材料としては、内面、外面の
いずれもポリオレフィンが用いられていた。

しかしながら容器内面にポリオレフィンを用いた場合、
ポリオレフィンが飲料の香味成分を吸着又は透過すると
いう性質を有しているため、飲料本来の香り、味等が維
持されないという問題があり、史に上記材料をポリオレ
フィンの押出］−ティングにより作成する場合、酸化が
おこりやすく、このため異臭か発生するという問題も生
じていた。

上記問題点を解決するために、近年容器内面層としてポ
リオレフィンのかわりにポリエステル、特にヒートシー
ル性１．：１１れだポリエステルを用いたちのが容器構
成材料として用いられている。

［発明が解決しようとする課題］ 上記の如くヒートシール性ポリエステルを用いた場合に
おいても、紙を主体とした構成材料の場合、端部の接着
部分を形成するためヒートシールを行なおうとしても、
紙か断熱材どして作用するため、現実には熱融着は困難
であった。このため、熱融着させるべき両方の面をガス
バーナー等であぶり、加熱溶融した後、重ねあわせ融着
する、いわゆるフレームシールが行なわれるが、例えば
前記の如く、一方の表面に二種以上の表面、即ち、ポリ
エステル部分とポリオレフィン部分を有する場合、フレ
ーム処理により、ポリエステル表面に低級酸化物が生成
し、該酸化物がポリエステル同志の接着を阻害するため
、第２図におけるＸの部分の接着が不十分であった。

従って、本発明の目的は、ポリエステル表面同志を良好
な接着強度をもって熱融着しうる方法を提供づ″ること
にある。

［３題を解決するための手段］ 本発明者等は、前記課題に鑑みて、鋭意研究の結果、本
発明の上記目的は、ポリエステル表面同志を重ねて両面
を熱融着する方法において、該重ね合わせるポリエステ
ル表面の各々に０５〜１５μｍの厚さの酸素遮断性液体
皮膜を設けた後、両表面の各々をフレーム処理し、次い
でフレーム処理した両表面を合わせて互いに圧着して熱
融着することを特徴とするポリエステルの熱融着方法に
より達成されることを見出した。

以下に本発明を更に詳細に説明する。

本発明において各々のポリエステル面に設ける酸素遮断
性液体皮膜はこの後に行なわれるフレーム処理時にあけ
るポリエステル表面の酸化を防止する作用を有している
が、このような皮膜としては圧力によりポリエステル同
志を接触させ融着させるため、液体であること及び厚さ
が０５〜１５μｍであることが必要である。すなわち、
皮膜の厚さが０５μｍ未満では上記酸化防止効果が小さ
く、厚さが１５μｍをこえると熱！！着が困難となる等
の問題か生ずる。また、上記の如き酸素遮断性皮膜は、
熱融着するポリエステルの両表面の各々に設けることが
必要であり、片面のみの塗布では、皮膜を設けない方の
ポリエステル面に前記低級酸化物が発生して十分な接着
力が得られない。

前記第２図に示す接着構造のような場合は第３図にその
接着前の状態を示すようにシール部（Ｘ部）のみに皮膜
を設けることが好ましく、シール部以外の部分に塗布す
るとシール阻害を生じることがあり、更に容器の内容物
に皮膜を形成する油が混入する恐れがあり好ましくない
。

本発明における酸素遮断性皮膜としては、例えば食用油
、鉱物油、流動パラフィン等からなる皮膜が用いられ、
これらは例えばロールコート、グラビアコート、スクリ
ーンコート等の塗布方法を用いて設けることができる。

本発明においては前記酸素遮断性液体皮膜を設けたポリ
エステル面の各々は、ポリエステル表面を軟化させるた
めフレーム処理される。このようなフレーム処理として
は、好ましくは、プロパンガス等の可燃性ガスと空気の
混合ガスで燃焼させたフレームと接触させる方法が挙げ
られ、接触時間は０５〜１５秒が好ましい。

本発明においては、前記ポリエステル表面の各々をフレ
ーム処理した後、好ましくは速やかに両面を重ね圧着し
て熱融着を行ない、軟化状態の両面を接着する。この際
、圧着はポリエステル面が酸素遮断性皮膜を破断して互
いに直接接触するように０．０５　ｋｇ／　ｃ■２以上
の圧力で行なうことが好よしい。

本弁明においてポリエステル表面とは、ポリエステルが
表面に露出しているものであればよく、このような表面
を有する材料としては、ポリエステル樹脂のみからなる
ものでもよいが、他の基材上にポリエステル表面を有す
る材料が存在しているものでもよい。特に紙主体の容器
に用いる場合は、例えば、ポリエステル７・′延伸プラ
スチック／金属箔／接着性樹脂、／′紙′ポリエチレン
等の層構成を有するものが用いられる。

上記層構成において、ポリエステル層及びポリエチレン
居の厚さとしてはそれぞれ５〜６０μ、５〜５０μが好
ましい。

また、接着性樹脂とは接着性樹脂、該接着性樹脂とポリ
オレフィンとの積層体、または接着剤あるいはブライマ
ーコート剤などからなるものが用いられる。

また、上記基材を構成する紙としては、滓出１００〜４
００！Ｊ／＊’の白板紙、ミルクカートン用原紙、耐酸
紙等が好ましく用いられる。

上記紙上には飲料の浸透防止等のため通常金属箔が設け
られており、金属筒としては厚さ６〜２００μｍのアル
ミニウムからなるものが好ましく用いられる。また、金
属箔のクラックによる内容物の透過を防止する等のため
に、延伸プラスチック層が設けられる。延伸プラスチッ
ク層に含有される延伸プラスチックとしては、ポリエス
テル樹脂又はナイロン樹脂を成形後縦方向に４〜６倍、
横方向に４〜６倍二軸延伸して二輪延伸後熱固定した二
軸延伸ポリエステル樹脂又は二輪延伸ナイロン樹脂が好
ましく用いられる。延伸プラスチック層としてはその厚
さは９〜２５μｍが適当である。

本発明の熱融着方法は、特にポリオレフィンが表面に露
出する部分、例えば第３図におけるＹ部分、及びポリエ
ステルが表面に露出する部分、例えば第３図におけるＸ
部分を有するものとポリエステル表面との熱融着に好適
である。このようなポリオレフィンとしてはポリエチレ
ン、ポリプロピレン等が用いられ、ポリエステルとして
は、容器の形成を考慮すると、ヒートシール性に滑れた
ヒートシール性ポリエステル樹脂が好ましく用いられる
。ヒートシール性ポリエステル樹脂としては、例えばガ
ラス転移温度Ｔｇが５０〜１５０℃である低結晶性又は
非結晶性ポリエステル樹脂が挙げられる。

ガラス転移温度Ｔ９が５０℃以下のポリエステル樹脂を
用いた場合、包材加工中又は保管中等に樹脂の軟化ベタ
ツキによるブロッキング等が発生し作業上問題となる場
合があり、ガラス転移温度が１５０℃以上のポリエステ
ル樹脂を用いると、ヒートシール時の製袋・製函が困難
となる場合がある。また結晶性の高いポリエステル樹脂
はヒートシール性が低下し、脆いという欠点を有してい
る。

ポリエステル樹脂は多塩基酸と多価アルコールの共重合
体からなる。このような多塩基酸としては、テレフター
ル酸を主成分として含むものが好ましく、また、多価ア
ルコールとしてはエチレングリコールを主成分として含
むものが好ましい。

上記多塩基酸及び多価アルコールはそれぞれコモノマー
成分として他の多塩基酸及び他の多価アルコールを含む
ことができる。

本発明においては、上記ヒートシール性ポリエステルと
しては具体的には、（１）主としてテレフタル酸を含む
２種以上の二塩基酸と二価アルコールとの共縮合重合体
、（２）テレフタル酸と２種以上の二価アルコールとの
共縮合重合体、（３）ポリエチレンテレフタレート又は
前記（１）若しくは（２）の共縮合重合体と変性ポリオ
レフィンのポリマーアロイが挙げられる。

テレフタル酸との］モノマー成分として含むことのでき
る他の二塩基酸としてはイソフタール酸、ナフタリンジ
カルボン酸、ジフェニルジカルボン酸、ジフェノキシエ
タンジカルボン酸、ジフェニルエーテルジカルボン ルボン ロテレフタール酸、ヘキサヒドロテレフタール酸等の脂
環族ジカルボン酸；アジピン酸、セバシン酸、アゼライ
ン酸等の脂肪族ジカルボン酸；ｐβ−ヒドロキシエトキ
シ安息香酸、ｐ−オキシ安息香酸、ε−オキシカプロン
酸等のオキシ酸等が挙げられる。

また、二価アルコールとしては、例えばエチレングリコ
ール、プロピレングリコール、１，４ブタンジオール、
１．４−ジシクロヘキサンジメタツール、トリメチレン
グリコール、テトラメチレングリコール、ヘキサメチレ
ングリコール、デカメチレングリコール、ネオベンチレ
ンゲリコール、ジエチレングリコール、１，１−シクロ
ヘキサンジメチロール、１，４−シクロヘキサンジメチ
ロール、２．２−ビス（４−β−ヒドロキシエトキシフ
ェニル）プロパン、ビス−（４−β−ヒドロキシエトキ
シフェニル）スルホンシクロヘキサンジオール、１．４
−ビス（β−ヒドロキシエトキシ）ベンゼン、１．３−
ビス（β−ヒドロキシエトキシ゛）ベンゼン等のグリコ
ール類等が挙げられる。

変性ポリオレフィンとしてはエチレンと不飽和カルボン
酸若しくはそのエステルとの共重合体、又はアイオノマ
ーが挙げられる。不飽和カルボン酸若しくはそのエステ
ルとしては、例えばアクリル酸、メタクリル酸、アクリ
ル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、
メタクリル酸エチル等が挙げられる。エチレンと不飽和
カルボン酸若しくはそのエステルとの共重合体としては
、不飽和カルボン酸の含有量が３〜２０１量％であるも
のが好ましく、エステルの場合はエステル成分の含有量
が１〜２０重量％であるものが好ましい。

本発明においては上記ポリエステル樹脂に核剤又は種々
の添加剤、例えば滑剤、アンチブロッキング剤、安定剤
、防曇剤、着色剤等を含有してもよい。このような核剤
としては２〜１０ｕｍの粒径を有するポリオレフィン類
又は無機物の微粒子か用いられる。ポリオレフィン類と
しては例えば低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン
、線状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン等が挙げら
れ、無機物としては例えばカーボンブラック、タルク、
石膏、シリカ、アルミナ、炭酸カルシウム、二酸化チタ
ン、グラファイト、粉末ガラス、粉末金属等が挙げられ
る。

前記接着性樹脂としては、例えば密度０．９１０以下の
エチレン−αオレフィン共重合体、不飽和カルボン酸変
性ポリオレフィン等が挙げられる。ポリオレフィンとし
ては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、エ
チレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸共
重合体、エチレンメタクリル酸共重合体、エチレン−α
オレフィン共重合体等が挙げられる。ここで、不飽和カ
ルボン酸変性ポリオレフィンとはカルボン酸基、酸無水
物基及びこれらの誘導体と共重合又はグラフト重合させ
た上記ポリオレフィンを意味し、カルボン酸基、酸無水
物基及びこれらの誘導体として具体的にはメタクリル酸
、マレイン酸、フマル酸、メタクリル酸無水物、無水マ
レイン酸、メタクリル酸エチル、アクリル酸グリシジル
、メタクリル酸ジグリシジル等が挙げられる。接着剤と
しては、例えば１液又は２液反応型ウレタン系接着剤、
ポリエステル系接着剤、アクリル−ウレタン系接着剤、
エポキシ−ウレタン系接着剤等が挙げられ、ブライマー
コート剤としては、例えばポリエチレンイミン、アルキ
ルチタネート等が挙げられる。

本発明の方法を好ましく適用しうる容器としては、浸透
性の高い液体飲料、例えば酒、ライスキ、ジュース、コ
ーヒー、麦茶、ウーロン茶、ミネラルウォーター、スー
プ類等を内容物とする種々の形態の容器があげられる。

［実施例］ 以下に実施例を挙げて、本発明を更に具体的に説明する
。

実施例１ 下記層構成を有する積層体フィルムを作成した。

ポリエステル（ＰＥＴ）／２軸延伸ポリエステル（ＯＰ
ＥＴ）／（６０μ）（１２μ） アルミニウム１（Ａ４）／エチレンーメタクリル酸共重
合体（ＥＭＡＡ）〈９μ〉（２０μ） ／　紙　／ポリエチレン（ＰＥ） （３２０ｇ／ｌ’　）　　　　　（２０μ）但し、ポリ
エステルとしてはテレフタル酸、イソフタル酸及びエチ
レングリコールからなるシーラー（３ｅｌａｒ）　ＰＴ
Ｘ　２０７（三〇　・−ｒユホ＞ホ’）ケミカル社Ｖ＞
（Ｔｇ７１℃）を用いた。

上記積層体フィルムを２種作成し、各々のポリエステル
層面上に食用サフラワー油を酸素遮断性１１Ｑとしてロ
ールコートにより厚さ１〜２μｍで設けた後、両面の食
用サフラワー油を塗設した部分をプロパンと空気の混合
ガスより成るフレームにより１２０ｍ／分の処理速度で
１０秒間フレーム処理し、直ちに両ポリエステル面を該
フレーム処理部分で合わせて０．４ｋｇ、、・　Ｃ，）
の圧力で圧着し、熱融着を（ｉ　＜’；った。得られた
接着横這についてテンシロンにてクロスヘラ１３００ｍ
ｍ／分で接着強度を測定した。結果を表１に示す。

実施例２〜４ 実施例１にお（〕る多層フィルムのポリエステルを１．
４−シクロヘギサンジメタノールを含むグリコール成分
と二塩基酸成分との縮合物であるＰＥＴ　　Ｇ　５１４
６　　（イーストマン社製）りＴｇ５８℃）にかえた以
外は実施例１と同様にして実施例２を行ない、また食用
サフラワー油の皮膜の厚さを１０μｍとした以外は実施
例１と同様にして実施例３を、更に、酸素遮断性皮膜と
して食用サフラワー油のかわりに流動パラフィンを用い
た以外は実施例１と同様にして、実施例４を行なった。

結果を表１に示す。

実施例５ 実施例１と同様の積層体フィルムの１端部を内層の紙の
層からポリエチレン層側を端から一定長さ除去し、第３
図に示すようにポリエステル側の残部をポリエステル層
が外層となるように折返し幅８１１Ｉｌｌで折り返し、
ポリエステル面とポリエチレン面からなる表面を有する
積層体フィルムを作成した。

上記作成したフィルムに対し、第４図に示すようにポリ
エステル面とポリエチレン面とからなる表面部分及びポ
リエステル面の他の端部の各々をフレームシールする部
分にのみ実施例１と同一条件で食用サフラワー油を塗設
した。次いで第４図（Ａ）に示すように各々の面の食用
サフラワー油を塗設した部分を実施例１と同様にフレー
ム処理した後、直らに第４図（Ｂ）に示す如くフレーム
処理した部分同志を重ね合わせ、第４図（Ｃ）のように
０１ｋｇ／　（ＴＩ）の圧力で熱融着した。接着部につ
いて実施例１と同様にポリエステル部分同志の接着強度
を測定した。結果を表１に示す。

尚、ポリエステルとポリエチレンとの接着強度は３．５
　ｋｃ＋ｆ／　１５＋ｎｍテあった。

比較例１〜４ 酸素遮断性皮膜（食用サフラワー油）を設けない以外は
実施例１と同様にして比較例１を、また食用サフラワー
油を一方のポリエステル面にのみ設（）る以外は実施例
１と同様にして比較例２を、また、実施例１におけるサ
フラワー油の厚さを０１μｍ及び２０μｍと各々かえる
以外は実施例１と同様にして各々比較例３及び４を行な
った。

結果を表１に示す。

一；） 以下余自ミー′ｌ− 表　　１ 表１より明らかなように、酸素遮断性皮膜を設けない比
較例１、一方の面のみに設ける比較例２及び皮膜の厚さ
を本発明の範囲外とした比較ＶＡ３及び４はいずれ−も
ポリエステル面同志の接着が弱い。これに対し、本発明
の熱融着方法に基づ〈実施例１〜５はいずれも優れた接
着強度が得られた。

［発明の効果１ 以上詳細に説明したように、本発明の熱融肴方法により
、ポリエステル表面同志を高い接着強度をもって熱融着
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法により作成される容器の１例の胸
部を示す概略斜視図であり、第２図は第１図のＡ部の拡
大断面図であり、本発明の方法により接着される部分の
１例を示し、第３図は上記第２図の接着前の状態を示す
拡大断面図であり、第４図は実施例５における本発明の
熱融着方法の１例を示す概略工程図である。 く主な参照番ｇ〉 １・・・ポリエステル層 ２・・・接着層 ３・・・二軸延伸ポリエステル層 ４・・・紙 ５・・・アルミニｒクム箔 ６・・・ポリオレフィン層 ７・・・酸素遮断性皮膜 ８・・・積層体フィルム ９・・・ポリエステル面 １０・・・ポリオレフィン部分とポリエステル部分とか
らなる表面 １１・・・端部 １２・・・酸素遮断性皮膜塗設面 １３・・・フレーム処理用バーナー Ｘ・・・ポリエステル面 Ｙ・・・ポリオレフィン面 Ａ・・・端部熱融着部分

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ポリエステル表面同志を重ねて両面を熱融着する方法に
   おいて、該重ね合わせるポリエステル表面の各々に０．
   ５〜１５μｍの厚さの酸素遮断性液体皮膜を設けた後、
   両表面の各々をフレーム処理し、次いでフレーム処理し
   た両表面を合わせて互いに圧着して熱融着することを特
   徴とするポリエステルの熱融着方法。