JPH0777770B2 - 熱融着方法 - Google Patents

熱融着方法

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JPH0777770B2
JPH0777770B2 JP2023729A JP2372990A JPH0777770B2 JP H0777770 B2 JPH0777770 B2 JP H0777770B2 JP 2023729 A JP2023729 A JP 2023729A JP 2372990 A JP2372990 A JP 2372990A JP H0777770 B2 JPH0777770 B2 JP H0777770B2
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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は容器用構成材料の熱融着方法に関し、更に詳し
くは、ポリオレフィン部分とポリエステル部分からなる
表面とポリエステル表面を同時に熱融着する方法に関す
る。
［従来の技術］ 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２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２図Ａで示す部分は、第３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、更に上記材料をポリオレフィンの押
出コーティングにより作成する場合、酸化がおこりやす
く、このため異臭が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
ル性に優れたポリエステルを用いたものが容器構成材料
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、
紙が断熱材として作用するため、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、いわゆるフレーム処理が行なわれるが、前記の如
く、一方の表面が二種以上の材質、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３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、ポリオレフィン部分とポリエ
ステル部分からなる表面とポリエステル表面とを同時に
良好な接着強度をもって熱融着しうる方法を提供するこ
とにある。
［課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、少なくともポリオレフィン部分とポ
リエステル部分からなる表面を有する部材とポリエステ
ル表面を有する部材を、該両表面で熱融着する方法にお
いて、前記少なくともポリオレフィン部分とポリエステ
ル部分からなる表面をフレーム処理した後にホットエア
ー処理し、一方、前記ポリエステル表面をホットエアー
処理し、次いで該両表面を互いに圧着して熱融着するこ
とを特徴とする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。
第１図は本発明の熱融着方法による容器胴部の製造の１
例を示す概略工程図である。第１図において、容器内面
に相当するポリエステル表面２及びその裏面に容器外面
に相当するポリオレフィン表面３とその一方の端部４に
ポリエステル面２を有する積層体フィルム１を第１図
（Ａ）に示すように端部４のポリエステル面とポリオレ
フィン面をガスバーナー５によりフレーム処理し、次い
でホットエアー処理用ノズル６によりホットエアー処理
する。一方、ポリエステル面の他の端部にはホットエア
ー処理用ノズル６によるホットエアー処理が施される。
このような処理を施した後に、前記端部４を接着に必要
な所定長さ内側に折りこみ、その外面と、第１図（Ｂ）
に示すようにホットエアー処理した他の１端のポリエス
テル面とを互いに合わせ、圧着して熱融着を行ない、第
１図（Ｃ）に示すような接着された容器胴部が得られ
る。
本発明において、ポリオレフィン部分とポリエステル部
分からなる表面を処理するフレーム処理は主としてポリ
オレフィンを酸化して極性基を導入するために行なわれ
るが、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
好ましくは0.001〜1.5秒、更に好ましくは0.1〜0.6秒で
ある。すなわち、接触時間が0.001秒未満ではポリオレ
フィンの活性化が不十分であり、ポリオレフィンとポリ
エステルの接着が不十分となり、1.5秒を越える場合は
ホットエアー処理によるポリエステル同志の接着が不十
分となる場合がある。
また、前記フレーム処理された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及びポリエステル面に対
して行なわれるホットエアー処理は表面部を軟化させる
ために行なわれるが、このようなホットエアー処理は、
通常300〜1000℃の加熱空気を0.2〜５秒間ノズルを通し
て各々の面に吹きつけることにより行なわれる。特に、
前記ポリオレフィン部分とポリエステル部分とからなる
表面を処理する場合は、通常前記フレーム処理後、直ち
に行なう必要はないが、インライン処理で行なうことが
好ましい。
本発明においては、前記両面をホットエアー処理した
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触する。この際、圧着は0.05
kg/cm2以上の圧力で行なうことが好ましい。
本発明において、少なくともポリオレフィン部分とポリ
エステル部分からなる表面を有する部材とは少なくとも
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、ヒートシール性に優れたヒートシ
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Tg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）主としてテレフアル酸を含む
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。
テレフタル酸とのコ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酸、
ジフェニルスルホンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン
酸；ヘキサヒドロテレフタール酸、ヘキサヒドロイソフ
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;p−β−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ノール、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、ネオペンチレン
グリコール、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３〜20重量％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２〜10μｍの粒径を有するポリオレフィン類
又は無機物の微粒子が用いられる。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。
また、本発明においてポリエステル表面を有する部材と
は表面がポリエステルのみからなるものを指し、このよ
うなポリエステルとは前記のヒートシール性ポリエステ
ル樹脂と同様のものが用いられる。
本発明における、少なくともポリオレフィン部分とポリ
エステル部分からなる表面を有する部材とポリエステル
表面を有する部材は、各々別個のフィルム部材であって
もよいが、好ましくは容器の製造上、基体上の一方の面
側にポリエステル表面層を有し、他方の面側に第３図に
示されるようなポリエステル面とポリオレフィン面から
なる端部を有するポリオレフィン表面層を有する積層体
フィルムが使用される。第３図におけるポリエステル表
面を含む部分の折り返しの幅、すなわち、Ｘ部分の長さ
としては１〜15mmが容器製造上好ましい。上記の積層体
フィルムとしては、例えば、ポリエステル／接着層／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
層の各々には前記のものが用いられるが、その厚さとし
てはそれぞれ５〜60μ、５〜50μが好ましい。
また、接着層とは接着性樹脂、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プライマーコ
ート剤などからなるものが用いられる。
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、プライ
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。
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を設けることができる。延伸
プラスチック層の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倍二軸延伸して二軸延伸後
後熱固定した二軸延伸ポリエステル樹脂又は二軸延伸ナ
イロン樹脂が好ましく用いられる。
また本発明に係る積層体を構成する基材には、容器の構
造的支持体として用いられうるものならば特に限定はな
いが、好ましくは基材の層構成中に紙を含むものが好ま
しい。上記基材を構成する紙としては、坪量100〜400g/
m2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、金属箔としては厚さ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。このような
金属箔は例えば前述の接着性樹脂として用いられたと同
様の不飽和カルボン酸変性ポリオレフィン、アイオノマ
ー樹脂等により上記紙上に設けられる。
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、ウィスキー、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8mm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。
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（Selar）P
TX207（三井・デュポンポリケミカル社製）を用いた。
上記作成したフィルムに対し、第１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を、プ
ロパンと空気の混合ガスによるフレームにて0.5秒あぶ
り、フレーム処理した後ホットエアー処理用ノズル６か
ら400℃のホットエアーを1.5秒間上記フレーム処理済面
とポリエステル面の他の端部に吹きつけホットエアー処
理を行なった。次いで、ホットエアー処理した両面を直
ちに0.2kg/cm2の圧力で圧着し、熱融着を行ない、その
接着強度を調べた。
結果を第１表に示す。
尚、接着強度は以下の方法にて測定した。
接着強度の測定：得られた積層体を幅15mmの短冊状に切
断し、両面の間を300mm/minの引張速度で剥がし、その
強度を測定した。
実施例２〜５ 実施例１におけるポリエステルを1,4−シクロヘキサン
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 G5116（イーストマン社製）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、更に実
施例１におけるホットエアー処理時間又はフレーム処理
時間を第１表に示すようにかえた以外は実施例１と同様
にして実施例３〜５を各々行ない、実施例２〜５の各々
において実施例１と同様にして接着強度を測定した。結
果を第１表に示す。
比較例１〜３ フレーム処理を行なわない以外は実施例１と同様にして
比較例１を行なった。更に比較例１においてホットエア
ー処理の時間を第１表に示すようにかえた以外は比較例
１と同様にして、比較例２及び３を行なった。比較例１
〜３の各々において実施例１と同様に接着強度を測定し
た。結果を第１表に示す。
比較例４〜７ ホットエアー処理を行なわない以外は、実施例１と同様
にして比較例４を行なった。更に、比較例４においてフ
レーム処理時間を第１表に示すようにかえた以外は比較
例４と同様にして比較例５〜７を行なった。比較例４〜
７の各々において実施例１と同様に接着強度を測定し
た。結果を第１表に示す。
第１表より明らかなように、ホットエアー処理のみを行
なった比較例１〜３ではポリオレフィン／ポリエステル
間の接着が不十分であり、フレーム処理のみを行なった
比較例４〜７ではポリエステル同志の接着が不十分又は
不可能であるが、実施例１〜５におけるように、フレー
ム処理後にホットエアー処理を行なうことにより、ポリ
オレフィン／ポリエステル間及びポリエステル同志のい
ずれにおいても良好な接着が行なわれた。
［発明の効果］ 以上詳細に説明したように、本発明の熱融着方法によ
り、ポリオレフィン部分とポリエステル部分とからなる
表面とポリエステル表面とを同時に、かつインラインで
良好な接着強度をもった熱融着することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の熱融着方法の１実施例を示す概略工程
図であり、第２図は本発明の方法により作成される容器
の１例の胴部を示す概略斜視図であり、第３図は第２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例を示す。 ＜主な参照番号＞ １……積層体フィルム ２……ポリエステル面 ３……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 ４……端部 ５……ガスバーナー ６……ホットエアー処理用ノズル ７……ポリエステル層 ８……接着層 ９……二軸延伸ポリエステル層 10……紙 11……アルミニウム箔 12……ポリオレフィン層 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. 【請求項１】少なくともポリオレフィン部分とポリエス
    テル部分からなる表面を有する部材とポリエステル表面
    を有する部材を、該両表面で熱融着する方法において、
    前記少なくともポリオレフィン部分とポリエステル部分
    からなる表面をフレーム処理した後にホットエアー処理
    し、一方、前記ポリエステル表面をホットエアー処理
    し、次いで該両表面を互いに圧着して熱融着することを
    特徴とする熱融着方法。
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