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ヒートシール性シート及び袋、並びにそれらの製造方法
説明

ヒートシール性シート及び袋、並びにそれらの製造方法

【課題】ヒートシール性シートのヒートシール性を改善する。
【解決手段】ヒートシール性シート1は、熱可塑性樹脂からなる繊維またはテープが3次元的に設けられ、繊維またはテープが網状に交差している網状フィルム2と、網状フィルムと貼り合わされた基材3と、を有し、網状フィルムは、繊維またはテープによって画定され網状フィルムを膜厚方向に貫通する開口部を有し、開口部は、網状フィルム同士を当接させて加熱及び加圧を行ったときに実質的に塞がれるように構成されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ヒートシール性シートとヒートシール性シートから形成される袋、並びにそれらの製造方法に関し、特に割繊維不織布を用いたヒートシール性シートに関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、不織布を用いて包装袋などの袋を製造する技術が知られている。特許文献1には、表面層と補強層と裏面層とが積層された包装材料が開示されている。表面層は、包装袋としたときにその包装袋の表面に現われる層であり、内容物の情報表示や良好な外観の付与のために用いられる。補強層は包装材料に必要な強度を与えるために設けられ、割繊維フィルムで形成される。裏面層は包装袋を作る際のヒートシール層として設けられている。補強層の両面にはラミネート層が形成されており、各ラミネート層は、補強層の各面を各々表面層と裏面層に接合する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2005−47234号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
不織布を用いた袋においては、不織布は補強材としての機能が中心でありヒートシール性は期待されていないことから、ヒートシールのために別途ヒートシール層が設けられていた。不織布は加圧及び加熱を行うことによって溶融するため、それ自体も一定のヒートシール性を備えているが、シール性能は十分とはいえない。例えば、内容物の重量が大きい場合や、内容物が粉状である場合、不織布同士をヒートシールしても必要なシール性能が得られなかった。そのため、十分なヒートシール機能を実現するためには、ヒートシール層を、ラミネート層を介して設ける必要があった。しかし、ヒートシール層及びラミネート層を別途設けることは製造プロセスの複雑化や製造コストの増加につながる。
【0005】
本発明は、ヒートシール性に優れたヒートシール性シート及びこれを用いた袋、並びにそれらの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明のヒートシール性シートは、熱可塑性樹脂からなる繊維またはテープが3次元的に設けられ、繊維またはテープが網状に交差している網状フィルムと、網状フィルムと貼り合わされた基材と、を有し、網状フィルムは、繊維またはテープによって画定され網状フィルムを膜厚方向に貫通する開口部を有し、開口部は、網状フィルム同士を当接させて加熱及び加圧を行ったときに実質的に塞がれるように構成されている。
【0007】
本発明のヒートシール性シートの製造方法は、熱可塑性樹脂からなる繊維またはテープが3次元的に設けられ、繊維またはテープが網状に交差している網状フィルムと、基材とを貼り合わせてヒートシール性シートを作成する工程を有し、網状フィルムは、繊維またはテープによって画定され網状フィルムを膜厚方向に貫通する開口部を有し、開口部は、網状フィルム同士を当接させて加熱及び加圧を行ったときに実質的に塞がれるように形成されている。
【0008】
従来のヒートシール性シートでは、網状フィルムは基材の補強材として設けられることが多く、それ自体のヒートシール性は十分ではなかった。その原因は網状フィルムの開口部が比較的大きいため、網状フィルム同士を加圧融着させても、開口を十分に塞ぐことができなかったためであると考えられる。本発明のヒートシール性シートでは、従来よりも開口部が制限されており、網状フィルム同士を当接させて加熱及び加圧を行ったときに実質的に塞がれるように構成されている。このため、網状フィルムにヒートシールとしての機能を持たせることが可能となる。
【0009】
本発明の袋は、上述のヒートシール性シートから形成されており、網状フィルムの、基材と貼り合わされていない方の表面同士が対向するように袋状に成形され、袋状に成形されたことによって互いに対向するヒートシール性シートの縁部に沿って、網状フィルムの互いに対向する部分同士が熱融着されている。
【0010】
さらに、本発明の袋の製造方法は、上述の製造方法に従ってヒートシール性シートを製造する工程と、網状フィルムの、基材と貼り合わされていない方の表面同士が対向するように、ヒートシール性シートを袋状に成形する工程と、袋状に成形されたことによって互いに対向するヒートシール性シートの縁部に沿って、網状フィルムの互いに対向する部分同士を熱融着させて、袋状に成形されたヒートシール性シートをヒートシールする工程と、を有している。
【発明の効果】
【0011】
このように、本発明によればヒートシール性に優れたヒートシール性シート及びこれを用いた袋、並びにそれらの製造方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明の一実施形態に係るヒートシール性シートの概念的な断面図である。
【図2】割繊維フィルムの部分斜視図である。
【図3】網状フィルムだけを取り出して示す平面図である。
【図4】スリットが形成された原反フィルムの斜視図である。
【図5】割繊維フィルムの他の例を示す部分斜視図である。
【図6】一軸延伸多層テープからなる不織布の斜視図である。
【図7】一軸延伸多層テープからなる織布の斜視図である。
【図8】包装袋の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、図面を参照して本発明のヒートシール性シート及び包装袋について説明する。
【0014】
図1は、ヒートシール性シートの概念的な断面図である。ヒートシール性シート1は、熱可塑性樹脂からなる網状フィルム2と、ラミネート層4を介して網状フィルム2が貼り合わされた基材3と、からなる積層体である。網状フィルム2は、割繊後一軸延伸され、その後これと直交方向に拡幅された割繊維フィルム5a,5bの積層体であり、割繊維フィルム5a,5bは縦横に積層されて互いに熱融着されている。ここで、縦横とは、割繊維フィルム5a,5bを作成する際の延伸方向ないしは幹繊維が互いに直交していることを意味する。図1では、2層の割繊維フィルム5a,5bが積層されて網状フィルム2が構成されているが、割繊維フィルムの層数に限定はない。
【0015】
基材3は、ヒートシール性シート1の用途によって様々な材質のものを選択可能であり、包装袋に要求される機能(除湿機能、帯電防止機能、遮光性、リサイクル性等)に応じて適切な材料を選択することができる。基材3は袋とした時に袋の外側面を構成する層であることから、袋への印刷のし易さや袋の意匠性を考慮して選択することができる。材料の例として、様々な合成樹脂からなるフィルム(二軸延伸ポリプロピレンフィルム、無延伸ポリプロピレンフィルム、二軸延伸ナイロンフィルム、不織布等)、和紙、クラフト紙、ゴム、金属箔等が挙げられる。
【0016】
ラミネート層4は、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)、エチレン−メタクリル酸共重合体(EMMA)、エチレン−アクリル酸メチル共重合体(EMA)、メタロセン触媒で製造されたエチレン・α−オレフイン共重合体などを用いることができる。ラミネート層4の形成には、Tダイ法などの押出ラミネーション法を用いることができる。また、ラミネート層4を構成するフィルムを軟化状態で基材3または網状フィルム2に積層することもできる。
【0017】
図2は、割繊維フィルム5a,5b(以下、割繊維フィルム5という場合がある。)の部分斜視図である。同図(a)は割繊維フィルム5の一部を示す斜視図であり、同図(b)は端部の拡大図である。各割繊維フィルム5は、相対的に融点の高い高融点層51と、その両面に積層され相対的に融点の低い低融点層52a,52bと、から形成される。高融点層51と低融点層52a,52bとの融点の差は、製造上の理由から、5℃以上であることが必要であり、好ましくは10〜50℃である。一例では、高融点層51は高密度ポリエチレンから、低融点層52a,52bは低密度ポリエチレンから形成されている。割繊維フィルム5は、後述する方法に従って作成される結果、互いに平行に延びる幹繊維6と、幹繊維6に対して交差して延び隣接する幹繊維6同士を繋ぐ枝繊維7と、によって構成されている。枝繊維7は幹繊維6と比べて細く、割繊維フィルム5の機械的強度は主として幹繊維6によって与えられる。幹繊維6と枝繊維7の間は開口8となっている。
【0018】
図3は、網状フィルム2だけを取り出して示す平面図である。開口8を有する2層の割繊維フィルム5a,5bを縦横に重ねることによって、網状フィルム2には、網状フィルム2を膜厚方向に貫通する開口部9が形成されている。開口部9は、網状フィルム2のフィルム面直交方向における投影図に現われる開口であり、2層の割繊維フィルム5a,5bの幹繊維6及び枝繊維7によって形成される。開口部9を上述のように定義した場合、開口率(網状フィルム2の総面積に対する開口部9の総面積の比)は25%以上40%以下、より好ましくは25%以上35%以下である。
【0019】
開口率はヒートシール性能に大きく影響する。ヒートシールの際には割繊維フィルム5a,5bを構成する繊維が加熱溶融し、さらに加圧によって広げられて開口部9が閉じられる。このため、開口部9を確実に閉じるためには開口率が一定の上限値以下であることが必要である。開口率は要求されるシール性能により異なるが、例えば粉物を内容物とする包装袋にヒートシール性シート1を適用する場合、40%以下の開口率であればほぼ満足すべきシール性能が得られ、35%以下であれば、より優れたシール性能が得られる。一方、開口率があまり小さいと、繊維が局所的に集中しやすくなり、繊維同士の重なりが増加する。このため、繊維が加熱溶融せずに残存する可能性が増え、ヒートシール性が逆に悪化するおそれがある。従って、25%程度を開口率の下限値とすることが望ましい。また、25%を下まわると、網状フィルム自体の透湿性が低下するため、最終製品の透湿性を十分に確保できない可能性がある。同じ開口率であれば、繊維径は小さいほうが有利である。これは、大きな繊維径の割繊維フィルムを用いた場合、繊維が偏在した際に局所的に大きな開口部9が生じ易いためである。小さな繊維径の繊維を用いると、繊維の本数が増え、繊維の偏在が生じにくくなるため、大きな開口部9が生じにくくなる。
【0020】
網状フィルム2を構成する割繊維フィルム5a,5bのうち、ラミネート層4を介して基材3と貼り合わされていない方の網状フィルム2の表面を構成する割繊維フィルム5bは、接着性樹脂を含んでいてもよい。包装袋に成形した際にヒートシールされる割繊維フィルム5bに接着性樹脂を含ませることによって、網状フィルム2のヒートシール性が一層向上する。接着性樹脂はラミネート層4に用いられる材料と同様の材料を用いることができる。一例として、上述のEVA、EMMA、EMA等を、網状フィルム2の最表面に位置する割繊維フィルム5bの低融点層52bに、あらかじめブレンドしておくことができる。
【0021】
割繊維フィルム5は、例えば以下に示す方法によって製造することができる。まず、多層インフレーション法あるいは多層Tダイ法などの押出成形により、高融点層51の両面に低融点層52a,52bが積層された3層構造の原反フィルム10を製造する。次に、図4に示すように、この原反フィルム10に、縦方向(図4に示すL方向)に、千鳥状に多数の平行なスリット11を形成する。スリット11は、スプリッターを用いて割繊(スプリット処理)するか、熱刃によりスリット処理を行うことによって形成することができる。その後、スリット11の形成された原反フィルム10を縦方向に延伸し、さらにこれと直交する方向に拡幅する。これにより、図2に示すような、幹繊維6がほぼ縦方向に配列された割繊維フィルム5が得られる。延伸倍率(配向倍率)は、1.1〜15倍が好ましく、3〜10倍であることがより好ましい。以上のようにして得られた割繊維フィルム5を、延伸方向が直交するように2枚重ね合わせ、対向配置された一対の加熱シリンダ間に供給し、加熱して融着することにより、図3に示した網状フィルム2が得られる。熱融着の際には、重ね合わせた割繊維フィルム5a,5bを幅方向の収縮が生じないように固定することが望ましい。また熱融着は、高融点層51の延伸効果が失われないように、高融点層51の融点以下で、かつ低融点層52a,52bの融点以上の温度で行うことが望ましい。
【0022】
網状フィルム2の厚さは、50μm〜300μmであることが好ましく、80μm〜200μmであることがより好ましい。網状フィルム2を構成する割繊維フィルム5a,5bは一方向へ延伸されているので、この程度の厚みでも十分な強度を有する。2枚の割繊維フィルム5を直交積層した網状フィルム2の例として、新日石プラスト(株)製の割繊維不織布である「ワリフ」(登録商標)が挙げられる。
【0023】
図5に、網状フィルム2に用いることのできる一軸延伸割繊維フィルムの他の例を示す。割繊維フィルム5’は、図2に示した一軸延伸割繊維フィルム5の製造に用いたのと同じ原反フィルム10から作ることができる。本実施形態では、その原反フィルム10を、横方向(図5に示す矢印T方向)に、千鳥状に割繊またはスリット処理を行い、横方向に延伸し、これをさらに縦方向に伸長することによって、一軸延伸割繊維フィルム5’が得られる。このようにして作成された一軸延伸割繊維フィルム5’は網状構造を有し、主として横方向に高い引張強度を有している。得られた一軸延伸割繊維フィルム5’は、延伸方向が直交するように2枚重ね合わせられて熱融着され、これによって網状フィルムを構成することができる。あるいは、図2に示した一軸延伸割繊維フィルム5と組み合わせることもできる。具体的には、図2に示した一軸延伸割繊維フィルム5と図5に示した一軸延伸割繊維フィルム5’とを、延伸方向が直交するように重ね合わせて熱融着することによって、網状フィルムを構成することができる。
【0024】
網状構造シートは、これまで説明したような、繊維が網状に分布した割繊維フィルム5,5’を積層したものの他に、図6,7に示すような、一軸延伸多層テープ12からなる不織布13や織布14なども用いることができる。これらの不織布13および織布14は、いずれも図2に示した一軸延伸割繊維フィルム5の製造に用いたのと同様の原反フィルムを1.1〜15倍、好ましくは3〜10倍に一軸延伸した後、延伸方向に沿って2mm〜7mmの幅で裁断した一軸延伸多層テープ12からなる。原反フィルムの裁断は延伸前であってもよい。図6に示す不織布13は、複数の一軸延伸多層テープ12を一定の間隔をあけて平行に並べ、それを一軸延伸多層テープ12の長手方向が直交するように2層に積層したものである。図7に示す織布14は、この一軸延伸多層テープ12を縦横に織成したものである。
【0025】
以上をまとめると、網状フィルム2は熱可塑性樹脂からなる繊維またはテープが3次元的に設けられ、繊維またはテープが網状に交差した構成を備えていればよく、このような構成を備えている限り、上述の例に限定されない。
【0026】
次に、このようなヒートシール性シート1からなる包装袋について説明する。図8は、包装袋15の斜視図を示している。包装袋15を作成するにはまず、上述のヒートシール性シート1を矩形等の所望の形状に切断する。図8では、このときのヒートシール性シート1を破線で示している。そして、図8に矢印で示すように、対向する一組の縁部(図8においては辺16a,16b)が重なるように、ヒートシール性シート1を袋状に折り曲げ成形する。このようにヒートシール性シート1を成形することで、一組の縁部16a,16b同士が互いに対向するとともに、残りの縁部(図8においては辺16c,16d)は各々がそれ自身の他の部位と対向することになる。この際、網状フィルム2の基材3と貼り合わされていない方の表面(割繊維フィルム5bの低融点層52b)同士が対向するように、すなわち基材3が袋の外面に、網状フィルム2が袋の内面となるように、ヒートシール性シート1を折り曲げ成形する。
【0027】
次に、ヒートシール性シート1の縁部に沿って、互いに対向する網状フィルム2の部分同士を熱融着させて、袋状に成形されたヒートシール性シート1をヒートシールする。具体的にはまず、重ねられた一組の辺16a,16b同士をヒートシールする(縦方向シール17)。これとともに、残りの辺のうち、一つの辺16cをヒートシールする(第1の横方向シール18a)。このようにして一つの辺16dだけが開口し残りの辺16a〜16cが閉じられた袋を作成し、内容物を入れた後、開口を構成する残りの辺16dをヒートシールする(第2の横方向シール18b)。
【0028】
本発明のヒートシール性シート1からなる袋は、網状フィルム2の開口率が従来と比べて小さくなっており、網状フィルム2同士を当接させて加熱及び加圧を行ったときに網状フィルム2の開口部9が実質的に塞がれる。このため、別途ヒートシール層を設けなくても、それ自身が十分なシール性能を発揮する。
【0029】
(実施例1)
本出願人が製造販売する割繊維不織布(商品名「ワリフ」)を用いて、ヒートシール性シート1を作成した。まず、比較例として、グレードS(F)ELの不織布を網状フィルムとして用いてヒートシール性シートを作成した。次に実施例として、本発明に従い開口率を減少させた点を除き、グレードS(F)ELの不織布と同一の材料及び同一の製造プロセスで割繊維不織布を作成し、これを網状フィルムとして用いてヒートシール性シートを作成した。具体的には、スリットの形成されたフィルムを延伸後、横方向に拡幅する際の拡幅量を従来よりも小さくした。比較例の網状フィルムは開口率が57%であり、実施例の網状フィルムは開口率が35.6%であった。
【0030】
その後これらのヒートシール性シートを用いて包装袋を作成した。ヒートシール条件は以下とした。
(1)ヒートシール温度:130℃(縦方向シール)、110℃(横方向シール)
(2)ヒートシール圧力:64N/cm2(縦方向シール)、49N/cm2(横方向シール)
(3)ヒートシール時間:1.5秒(縦方向シール及び横方向シール)
作成した包装袋に粉物を充填しシール性能を確認したところ、比較例では内容物の漏出が見られたのに対し、実施例では内容物が包装袋から漏れ出すことはなかった。
【0031】
次に、実施例の網状フィルムに目付40g/m3の耐水紙を基材として貼り合わせ、ヒートシール性シートを作成した。ヒートシール強度は縦方向(MD)で8.1N/15mm、横方向で9.9N/15mmであり、目安値の6N/15mmを上回った。同様に、実施例の網状フィルムに厚さ15μmのナイロンフィルムを基材として貼り合わせ、ヒートシール性シートを作成した。ヒートシール強度は縦方向(MD)で10.6N/15mm、横方向で9.1N/15mmであり、目安値を上回った。
【符号の説明】
【0032】
1 ヒートシール性シート
2 網状フィルム
3 基材
5,5a,5b 割繊維フィルム
6 幹繊維
7 枝繊維
9 開口部
15 包装袋

【特許請求の範囲】
【請求項1】
熱可塑性樹脂からなる繊維またはテープが3次元的に設けられ、該繊維または該テープが網状に交差している網状フィルムと、
前記網状フィルムと貼り合わされた基材と、
を有し、
前記網状フィルムは、前記繊維または前記テープによって画定され該網状フィルムを膜厚方向に貫通する開口部を有し、該開口部は、前記網状フィルム同士を当接させて加熱及び加圧を行ったときに実質的に塞がれるように構成されている、ヒートシール性シート。
【請求項2】
前記網状フィルムは、互いに平行に延びる幹繊維と、該幹繊維に対して交差して延び隣接する前記幹繊維同士を繋ぐ枝繊維と、によって構成される割繊維フィルムの積層体であり、該繊維フィルムは前記幹繊維が互いに直交するように積層され互いに熱融着されている、請求項1に記載のヒートシール性シート。
【請求項3】
前記網状フィルムの、前記基材と貼り合わされていない方の表面を構成する前記割繊維フィルムは、接着性樹脂を含んでいる、請求項2に記載のヒートシール性シート。
【請求項4】
前記網状フィルムの総面積に対する前記開口部の総面積の比は25%以上40%以下である、請求項1から3のいずれか1項に記載のヒートシール性シート。
【請求項5】
前記網状フィルムの総面積に対する前記開口部の総面積の比は25%以上35%以下である、請求項1から3のいずれか1項に記載のヒートシール性シート。
【請求項6】
請求項1から5のいずれか1項に記載のヒートシール性シートから形成された袋であって、
前記網状フィルムの、前記基材と貼り合わされていない方の表面同士が対向するように袋状に成形され、袋状に成形されたことによって互いに対向する前記ヒートシール性シートの縁部に沿って、前記網状フィルムの互いに対向する部分同士が熱融着されている袋。
【請求項7】
熱可塑性樹脂からなる繊維またはテープが3次元的に設けられ、該繊維または該テープが網状に交差している網状フィルムと、基材と、を貼り合わせてヒートシール性シートを作成する工程を有し、前記網状フィルムは、前記繊維または前記テープによって画定され該網状フィルムを膜厚方向に貫通する開口部を有し、該開口部は、前記網状フィルム同士を当接させて加熱及び加圧を行ったときに実質的に塞がれるように形成される、ヒートシール性シートの製造方法。
【請求項8】
請求項7に記載の製造方法に従ってヒートシール性シートを製造する工程と、
前記網状フィルムの、前記基材と貼り合わされていない方の表面同士が対向するように、前記ヒートシール性シートを袋状に成形する工程と、
袋状に成形されたことによって互いに対向する前記ヒートシール性シートの縁部に沿って、前記網状フィルムの互いに対向する部分同士を熱融着させて、袋状に成形された前記ヒートシール性シートをヒートシールする工程と、
を有する、袋の製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【公開番号】特開2011−225247(P2011−225247A)
【公開日】平成23年11月10日(2011.11.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−96847(P2010−96847)
【出願日】平成22年4月20日(2010.4.20)
【出願人】(504249824)JX日鉱日石ANCI株式会社 (11)
【Fターム(参考)】