JPH05269893A - 熱融着方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ポリエステル系樹脂部分とポリオレフィン系
樹脂部分とからなる表面と、ポリエステル系樹脂表面と
を充分な接着強度で熱融着することのできる熱融着方法
を提供する。 【構成】 ポリオレフィン系樹脂部分とポリエステル系
樹脂部分とを有する表面のうち、ポリオレフィン系樹脂
部分をフレーム処理し、ポリエステル系樹脂部分をホッ
トエアー処理し、一方、ポリエステル系樹脂表面のう
ち、上記のポリオレフィン系樹脂部分と熱融着される部
分をフレーム処理あるいはホットエアー処理し、上記の
ポリエステル系樹脂部分と熱融着される部分をホットエ
アー処理する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は熱融着方法に係り、特に
熱融着部分において、ポリエステル系樹脂間の熱融着と
ポリエステル系樹脂とポリオレフィン系樹脂との間の熱
融着とが含まれるような熱融着方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、一種類の合成樹脂からなる包装材
料、あるいは二種類以上の合成樹脂が積層された包装材
料を用いて種々の包装体、容器が形成されているが、こ
の形成段階において、包装材料を加熱溶融して圧着し接
合部を形成する熱融着が用いられている。

【０００３】例えば、飲料等の液体を収容する容器とし
て、内面層および外面層がポリオレフィン系樹脂層で構
成されている積層シートを用いて形成された容器があ
る。このような容器は、上記の積層シートの両端辺部を
封筒貼り様にして内面層と外面層とを熱融着することに
より形成されている。

【０００４】しかし、積層シートによる容器形成時に、
ポリオレフィン系樹脂が熱分解を受けて脂肪族炭化水素
等の揮発性成分が生成し、この揮発性成分が容器内に収
容されている例えばオレンジジュース等の内容物内に移
行して内容物に変味や異臭を発生させたり、容器の内周
面層を形成しているポリオレフィン系樹脂層が、オレン
ジジュース等のフレーバー成分を吸着・透過させ易いこ
とから内容物の風味を損なったりするという欠点を有し
ている。

【０００５】このため、フレーバー成分の保持性能に優
れたポリエステル系樹脂、例えばガラス転移温度が４０
℃以上の線状飽和ポリエステル樹脂により内面層が形成
された積層シートで構成された容器が開発されている。

【０００６】このような積層シートを用いた場合、容器
形成時において、外面層であるポリオレフィン系樹脂と
内面層であるポリエステル系樹脂との熱融着を行なう必
要が生じる。しかし、このポリオレフィン系樹脂表面と
ポリエステル系樹脂表面との熱融着は、従来のポリオレ
フィン系樹脂表面間の熱融着において用いられていたホ
ットエアー処理により行うことはできず、これに代っ
て、ガス火炎等により被熱融着部を加熱溶融するフレー
ム処理により熱融着が行なわれている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な種々の積層シートは、一般に中間層として紙層が用い
られているが、収容対象の液体が酒類の場合には、積層
シート内に液体が浸透し易く、このため積層シートの端
面が容器内部に露出しないような構造とすることが要求
される。このような構造の一例として、図７に示すよう
に、中間層５５、外面層５６、内面層５７で構成される
積層シート５１の一端部５２の外面側に、側端から一定
の幅で積層シート５１の厚さの半分を取り除いて切欠部
６０を形成し、この切欠き部６０が形成された端部５２
の残りの部分５２ａを、図８に示されるように内面層５
７が外側となるように折り曲げて中間層５５が露出しな
い状態とすることができる。これにより、端部５２が容
器内に位置しても、積層シート５１の端面と内容物とは
全く接触しないことになる。

【０００８】しかし、この場合、図８に示されるように
積層シート５１の一方の端部５２の外面と他の端部５３
の内面との熱融着は、端部５２の折り曲げ部だけではな
く、端部５２側の外面層５６まで及ぶことになる。した
がって、熱融着領域には、内面層５７（ポリエステル系
樹脂表面）−内面層５７（ポリエステル系樹脂表面）間
の熱融着部分Ａと、内面層５７（ポリエステル系樹脂表
面）−外面層（ポリオレフィン系樹脂表面）間の熱融着
部分Ｂとが存在することになる。

【０００９】すなわち、熱融着される２面のうち、一方
の表面はポリエステル系樹脂表面のみで構成されるが、
他方の表面はポリエステル系樹脂表面とポリオレフィン
系樹脂表面の２種の表面からなっている。この場合、上
記のようにフレーム処理により熱融着を行うと、熱融着
部Ａの接着強度が不充分となり、一方ホットエアー処理
により熱融着を行うと、熱融着部Ｂの接着強度が不充分
になるという問題があった。

【００１０】本発明は上述のような事情に鑑みてなされ
たものであり、ポリエステル系樹脂部分とポリオレフィ
ン系樹脂部分とからなる表面と、ポリエステル系樹脂表
面とを充分な接着強度で熱融着することのできる熱融着
方法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明はポリオレフィン系樹脂部分とポリエ
ステル系樹脂部分とを有する表面と、ポリエステル系樹
脂表面とを熱融着する方法において、前記ポリオレフィ
ン系樹脂部分をフレーム処理し、前記ポリエステル系樹
脂部分をホットエアー処理し、一方、前記ポリエステル
系樹脂表面のうち前記ポリオレフィン系樹脂部分と熱融
着される部分をフレーム処理あるいはホットエアー処理
し、前記ポリエステル系樹脂部分と熱融着される部分を
ホットエアー処理し、次に前記両表面を互いに重ねて圧
着するような構成とした。

【００１２】

【作用】フレーム処理によりポリオレフィン系樹脂部分
は溶融・酸化され、また、ポリエステル系樹脂部分はホ
ットエアー処理され、一方、ポリエステル系樹脂表面の
うちポリオレフィン系樹脂部分と熱融着される部分はフ
レーム処理あるいはホットエアー処理により溶融され、
ポリエステル系樹脂部分と熱融着される部分はホットエ
アー処理により溶融され、上記のポリエステル系樹脂表
面に対して、ポリエステル系樹脂部分とポリオレフィン
系樹脂部分とを有する重ね合せて圧着することにより充
分な接着強度で両表面が熱融着される。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本発明の熱融着方法を説明するため
の図であり、熱融着される一方の部材１１はポリエステ
ル系樹脂部分１２とポリオレフイン系樹脂部分１３とか
らなる表面を少なくとも有し、他方の部材１５はポリエ
ステル系樹脂表面１６を少なくとも有している。

【００１４】本発明の熱融着方法では、上記の部材１１
のうち、ポリエステル系樹脂部分１２はホットエアー処
理が施され、ポリオレィン系樹脂部分１３はフレーム処
理が施される。すなわち、ポリエステル系樹脂部分は、
ホットエアー処理により後述する熱融着に備えて表面が
溶融される。一方、ポリオレフィン系樹脂樹脂部分１３
は、フレーム処理により酸化・溶融される。

【００１５】また、上部の部材１５のうち、部材１１の
ポリエステル系樹脂部分１２と熱融着される部分１６ａ
はホットエアー処理により表面が溶融される。また、部
材１１のポリオレフィン系樹脂部分１３と熱融着される
部分１６ｂはフレーム処理あるいはホットエアー処理に
より表面が溶融される。

【００１６】このように、本発明では、部材１１のポリ
エステル系樹脂部分１２と、部材１５のポリエステル系
樹脂表面１６ａとについては、ホットエアー処理を施す
ことを必須とし、また、部材１１のポリオレフィン系樹
脂部分１３については、フレーム処理を施すことを必須
とするものである。これは、本発明が熱融着する樹脂表
面の表面張力及び極性基の量に着目したことによる。す
なわち、ポリオレフィン系樹脂は表面極性基が少なく、
また表面張力は、一般に３２〜３３ｄｙｎｅ程度であ
る。一方、ポリエステル系樹脂は表面極性基が多く、さ
らに表面張力は、一般に３８〜４８ｄｙｎｅ程度であ
る。したがって、ポリオレフィン系樹脂とポリエステル
系樹脂とを良好な接着強度で熱融着するためには、ポリ
オレフィン系樹脂の表面張力を引き上げるとともに極性
基を増大させる必要がある。

【００１７】そこで、本発明では、上述のようにポリオ
レフィン系樹脂部分１３に対してフレーム処理を施して
酸化・溶融させることにより表面張力を高め、極性基を
増大させるものである。そして、このポリオレフィン系
樹脂部分の表面張力は、４６〜５４ｄｙｎｅの範囲内に
入るようにして、部材１５のポリエステル系樹脂表面１
６ｂの表面張力に近づけることが好ましい。したがっ
て、フレーム処理によるポリオレフィン系樹脂部分１３
の表面張力の向上の程度に応じて、部材１５のポリエス
テル系樹脂表面１６ｂはホットエアー処理による溶融と
するか、フレーム処理により溶融するとともに表面張力
も若干高くするか、適宜決定することができる。

【００１８】一方、部材１１のポリエステル系樹脂部分
１２の表面張力は、部材１５のポリエステル系樹脂表面
１６ａの表面張力と同じである。したがって、両者は表
面酸化の必要はなく、本発明ではポリエステル系樹脂部
分１２およびポリエステル系樹脂表面１６ａをホットエ
アー処理により溶融するものとした。

【００１９】次に、より具体的に本発明の熱融着方法を
説明する。図２は、容器の成形用素材である積層シート
の端部を示す概略図であり、図３は、この積層シートの
端部の拡大断面図である。図２、図３において、積層シ
ート２１は中間層２５とポリオレフィン系樹脂からなる
外面層２６とポリエステル系樹脂からなる内面層２７と
が積層された構造を有している。そして、積層シート２
１の端部２２側は、側端から一定の幅で外面層２６側か
ら積層シート２１の厚さの略中央までを取り除き、残っ
た内面層２７側の半分を、中間層２５が露出しないよう
に内面層２７を外側にして折り曲げて接着したものであ
る。したがって、端部２２の内面層側は、内面層２７と
同一樹脂であるポリエステル系樹脂部分２２ａと、外面
層２６であるポリオレフィン系樹脂部分２２ｂとからな
っている。

【００２０】一方、端部２３側の内面層２７は、後述す
る積層シートの折り曲げ形成により上記のポリエステル
系樹脂部分２２ａと熱融着されるポリエステル系樹脂表
面２３ｂと、上記のポリオレフィン系樹脂部分２２ｂと
熱融着されるポリエステル系樹脂表面２３ａとに区分さ
れる。

【００２１】図４は、この積層シート２１を折り曲げて
容器を形成する際の本発明による熱融着方法を説明する
図である。図２、図４において、積層シート２１は図中
右側から左側へ搬送され、まず、ガスバーナー３１によ
り端部２２のポリオレフィン系樹脂部分２２ｂがフレー
ム処理により酸化・溶融され、同時にホットエアーノズ
ル３２により端部２３のポリエステル系樹脂表面２３ｂ
が溶融される。

【００２２】次に、端部２２のポリエステル系樹脂部分
２２ａがホットエアーノズル３３により、また端部２３
のポリエステル系樹脂表面２３ａがホットエアーノズル
３４により、それぞれ溶融される。

【００２３】尚、ホットエアーノズル３４の代りにガス
バーナーを配設し、端部２３のポリエステル系樹脂表面
２３ａをフレーム処理して溶融してもよい。このように
してフレーム処理、ホットエアー処理が施された積層シ
ート２１は、折れ線ａ₁ 〜ａ₄ において内面層２７が内
周面となるように折り曲げ（図２の矢印方向へ折り曲
げ）ることにより、図５に示されるように端部２２と端
部２３とが熱融着される位置にくる。図６は、この状態
にある端部２２、２３の拡大図である。

【００２４】そして、端部２２と端部２３とを圧着する
ことにより、端部２２のポリエステル系樹脂部分２２ａ
とポリオレフィン系樹脂部分２２ｂ（外面層２６）とか
らなる表面と、端部２３のポリエステル系樹脂表面（内
面層２７）とが熱融着されて容紙が形成される。

【００２５】尚、上述のフレーム処理、ホットエアー処
理におけるガスバーナー、ホットエアーノズルの配置順
序、大きさ等は、特に制限されるものではなく、適宜決
定することができる。

【００２６】ここで、中間層２５としては、例えば、
紙、アルミニウム箔、二軸延伸ポリエステルフィルム、
二軸延伸ポリプロピレンフィルム、あるいは、これらの
積層体により形成することができ、この中間層２５の厚
さは１００〜６００μｍ程度が好ましい。

【００２７】外面層２６を構成するポリオレフィン系樹
脂としては、例えば低密度ポリエチレン、中密度ポリエ
チレン、高密度ポリエチレン、エチレンー酢酸ビニル共
重合体、エチレンーアクリル酸共重合体、エチレンーア
クリル酸メチル共重合体、エチレンーα・オレフィン共
重合体、更には、ポリプロピレン等を挙げることができ
る。

【００２８】また、内面層２７を構成するポリエステル
系樹脂としては、例えばガラス転移温度が４０℃以上の
線状飽和ポリエステル樹脂を用いることができる。次
に、実験例を示して本発明を更に詳細に説明する。 （実験例）図３に示される積層シートにおいて、中間層
として坪量４００ｇ／ｍ² の耐酸紙を用い、この耐酸紙
の一方の面に低密度ポリエチレン樹脂（三井石油化学工
業（株）製）ミラソン１６ＳＰ）を、他方の面に線状飽
和ポリエステル樹脂（イーストマンコダック社製 ＰＥ
Ｔ Ｇ ６７６３（ガラス転移温度８１℃））を、それ
ぞれ押出しラミネートして、厚さ２０μｍの外面層およ
び厚さ３０μｍの内面層を形成して、３層構造の積層シ
ートを作成した。

【００２９】上記の積層シートをゲーベルトップ型容器
用のブランク板に打ち抜いた後、図３に示されるよう
に、一方の端部２２を折り曲げて（折り曲げ幅は約１０
ｍｍ）、中間層である耐酸紙が露出しない構造とした。 （試料１）上記のブランクを搬送速度１５０ｍ／ｍｉ
ｎ．で搬送して図２〜図４に示されるうに、外面層の２
２ｂ部分を幅約１０ｍｍでフレーム処理を行うととも
に、内面層の２３ｂ部分を幅約１０ｍｍで４２０℃のホ
ットエアーを吹きつけてホットエアー処理を施した後、
端部２２の折り曲げ部分２２ａと内面層の２３ａ部を幅
約１０ｍｍで、それぞれ４２０℃のホットエアーを吹き
つけてホットエアー処理を施した。尚、フレーム処理
は、ガス圧３５ｍｍＡｑ、空気圧３００ｍｍＡｑのガス
バーナーにより行なった。

【００３０】次に、このブランク板を図５、図６に示さ
れるように折り曲げて端部２２，２３を熱融着しゲーベ
ルトップ型容器を（試料１）作成した。 （試料２）ブランク板の内面層の２３ａ部分をホットエ
アー処理の代りにフレーム処理したこと以外は、試料１
と同様にしてゲーベルトップ型容器（試料２）を作成し
た。このフレーム処理は、ガス圧２０ｍｍＡｑ、空気圧
２５０ｍｍＡｑのガスバーナーにより行った。 （比較試料１）ブランク板の端部２２の折り曲げ部２２
ａと、ブランク板の外面層の２２ｂ部分とをフレーム処
理した後、４２０℃のホットエアーを吹きつけてホット
エアー処理を施した他は、上記の試料２と同様にしてゲ
ーベルトップ型容器（比較試料１）を作成した。 （比較試料２）ブランク板の端部２２の折り曲げ部２２
ａと、ブランク板の外面層の２２ｂ部分とを、４２０℃
のホットエアーを吹きつけてホットエアー処理を施した
他は、上記の試料１と同様にしてゲーベルトップ型容器
（比較試料２）を作成した。

【００３１】次に、上記のように作成した各ゲーベルト
ップ型容器（試料１，２、比較試料１，２）について、
端部２２，２３との熱融着部分の接着強度を下記の方法
により評価し、その結果を表１に示した。 （評価方法）テンシロンＵＴＭ−３型 引張試験機（定
速伸張型）を使用し、幅１５ｍｍのタンザク形状の測定
片を１８０°剥離して測定した。

【００３２】

【表１】 表１に示されるように、本発明の熱融着方法に従って作
成したゲーベルトップ型容器は、その熱融着部分が高い
接着強度を有するものであった。

【００３３】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によればポ
リオレフィン系樹脂部分とポリエステル系樹脂部分とを
有する表面と、ポリエステル系樹脂表面とが充分な接着
強度をもって熱融着されるという効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の熱融着方法を説明するための図であ
る。

【図２】容器の成形用素材である積層シートの概略図で
ある。

【図３】図２に示される積層シートの端部の拡大断面図
である。

【図４】積層シートの熱融着方法を説明するための図で
ある。

【図５】積層シートを折り曲げた状態を示す概略図であ
る。

【図６】図５に示される積層シートの熱融着部分の拡大
断面図である。

【図７】容器の成形用素材である積層シートの端部構造
を示す断面図である。

【図８】積層シートの端部の熱融着状態を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

１１…部材 １２…ポリエステル系樹脂部分 １３…ポリオレフィン系樹脂部分 １５…部材 １６…ポリエステル系樹脂表面 １６ａ…ポリエステル系樹脂部分と熱融着される部分 １６ｂ…ポリオレフィン系樹脂部分と熱融着される部分

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリオレフィン系樹脂部分とポリエステ
   ル系樹脂部分とを有する表面と、ポリエステル系樹脂表
   面とを熱融着する方法において、 前記ポリオレフィン系樹脂部分をフレーム処理し、前記
   ポリエステル系樹脂部分をホットエアー処理し、一方、
   前記ポリエステル系樹脂表面のうち前記ポリオレフィン
   系樹脂部分と熱融着される部分をフレーム処理あるいは
   ホットエアー処理し、前記ポリエステル系樹脂部分と熱
   融着される部分をホットエアー処理し、次に前記両表面
   を互いに重ねて圧着することにより熱融着することを特
   徴とする熱融着方法。