フィルム基材の接着方法
【課題】異種材料からなるフィルムどうしを互いに接着して袋状とした包装体を製造する方法において、ラミネート樹脂を用いることなく強固に接着でき、異物や残留溶剤等が滲出することがなく耐候性にも優れた接着方法を提供する。
【解決手段】異種材料からなるフィルム基材どうしを互いに接着して袋状とした包装体を製造する方法であって、異種材料からなる一対のフィルム基材１、２を準備し、少なくとも一方の前記フィルム基材１の接着しようとする部分に電子線４を照射し、前記電子線４が照射された部分のみを他方のフィルム基材２に接着して袋状とすることを含む。
【解決手段】異種材料からなるフィルム基材どうしを互いに接着して袋状とした包装体を製造する方法であって、異種材料からなる一対のフィルム基材１、２を準備し、少なくとも一方の前記フィルム基材１の接着しようとする部分に電子線４を照射し、前記電子線４が照射された部分のみを他方のフィルム基材２に接着して袋状とすることを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルム基材の接着方法に関し、より詳細には、ラミネート加工等を行わずに異種材料からなるフィルムどうしを接着する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フィルム等を袋状に加工した包装体が使用されている。このような包装体は、充填される内容物に応じて所望される機能を発現させるために、使用するフィルムとして種々の材料を積層した多機能フィルム等が使用されている。例えば、内容物の紫外線等による劣化を抑止するために、紫外線吸収機能を有するフィルムを用いたり、また、内容物が酸素により変質してしまうのを防ぐために、ガス非透過性のフィルムや酸素吸収機能を有するフィルム等が用いられている。
【０００３】
包装体は、一般的に長尺状のフィルムを加工することより行われているが、袋状に加工するには、フィルムどうしを重ね合わせてその端部を接着することが行われている。フィルムどうしを接着する方法としては、ラミネート樹脂（接着剤）を接着しようとするフィルムの端部に塗布してフィルムどうしを押圧してシールしたり、フィルムどうしを重ね合わせて、その端部に熱を加えて融着させるいわゆるヒートシール加工が行われるのが一般的である。
【０００４】
ヒートシール加工は、フィルムどうしを接着する際にラミネート樹脂等を用いないため、簡易かつ簡便にフィルムどうしを接着することができる。しかしながら、ヒートシール加工は、フィルムを部分的に溶融ないし半溶融させて、互いのフィルムを融着させて接着する方法であるため、異種のフィルムどうし、例えば、ポリオレフィン系フィルムとポリエステル系フィルムとをヒートシール加工により接着することができない。また、ヒートシール加工においては、比較的低温で融着可能な樹脂からなるフィルムを用いる必要があるため、最表面層にポリオレフィン系樹脂等のヒートシール性樹脂層を設けた多層フィルムが用いられていた（例えば、特開昭５５−１０７４２８号公報等）。
【０００５】
一方、ラミネート加工によりフィルムどうしを接着する場合には、使用するフィルムの種類（樹脂の種類）に応じてラミネート樹脂の成分を適宜選択することが行われている。例えば、ポリエステル系フィルムとナイロン系フィルムとを接着することにより袋状に加工する際には、ウレタン系接着剤が使用されていた（例えば、特開昭５２−８２５９４号公報等）。
【０００６】
しかしながら、異種材料からなるフィルムどうしをラミネート樹脂を介して接着し包装体としたものは、ラミネート樹脂成分が徐々に包装体内に溶出または揮発し、内容物を変質させる場合があり、特に、安全性やクリーン性が重視される医療用分野においては、ラミネート樹脂による内容物の汚染が問題となることがあった。また、包装体の長期使用によりラミネート樹脂自体が劣化することもあり、特に屋外等で使用される外装用途においては、ラミネート加工した包装体の耐候性が問題となることもあった。また、接着剤を用いたラミネート技術においては、一般的に溶剤に希釈した樹脂成分を塗布することが行われるため、ラミネートして包装体等のような最終製品となった後にも溶剤が残留してしまうことがあった。
【０００７】
ところで、放射線や電子線を用いて材料の表面改質を行うことが従来から行われている。例えば、特開２００３−１１９２９３号公報（特許文献３）には、フッ素系樹脂に放射線を照射することにより架橋複合フッ素系樹脂が得られることが提案されている。また、Journal of Photopolymer Science and Technology Vol.19, No. 1 (2006), pp123-127（非特許文献１）には、ポリテトラフルオロエチレンフィルムとポリイミドフィルムとを積層させて高温下で電子線（以下、ＥＢと略す場合もある）を照射することにより、互いを接着することが提案されている。また、Material Transactions Vol.50, No.7 (2009), pp1859-1863（非特許文献２）には、ポリカーボネート樹脂の表面をナイロンフィルムで覆い、その上から電子線（以下、ＥＢと略す場合もある）を照射することにより、ポリカーボネート樹脂表面にナイロンフィルムを接着する技術が提案されている。さらに、日本金属学会誌第７２巻第７号（２００８）、ｐｐ５２６−５３１（非特許文献３）には、シリコーンゴム上に置いたナイロンフィルムの上からＥＢを照射することにより、互いを接着できることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭５５−１０７４２８号公報
【特許文献２】特開昭５２−８２５９４号公報
【特許文献３】特開２００３−１１９２９３号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Journal of Photopolymer Science and Technology Vol.19, No. 1 (2006), pp123-127
【非特許文献２】Material Transactions Vol.50, No. 7(2009), pp1859-1863
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明者らは、今般、異種材料からなるフィルムどうしを接着する場合であっても、フィルムに電子線を照射することにより、ラミネート樹脂等を用いることなく、互いを強固に接着することができる、との知見を得た。本発明はかかる知見によるものである。
【００１１】
したがって、本発明の目的は、異種材料からなるフィルムどうしを互いに接着する方法において、ラミネート樹脂を用いることなく強固に接着でき、異物や残留溶剤等が滲出することがなく耐候性にも優れた接着方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明による方法は、異種材料からなるフィルム基材どうしを互いに接着する方法であって、
異種材料からなる一対のフィルム基材を準備し、
少なくとも一方の前記フィルム基材の接着しようとする部分に電子線を照射し、
前記電子線が照射された部分のみを他方のフィルム基材に接着する、
ことを含んでなることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の態様によれば、前記一対のフィルム基材を重ね合わせた後に、いずれか一方のフィルム基材側から電子線照射を行うことが好ましい。
【００１４】
また、本発明の態様によれば、前記一対のフィルム基材を重ね合わせる前に、いずれか一方のフィルム基材側から電子線照射を行うことが好ましい。
【００１５】
また、本発明の態様によれば、前記フィルム基材の電子線を照射した側の面に、他方のフィルム基材を重ね合わせることが好ましい。
【００１６】
また、本発明の態様によれば、前記一対のフィルム基材を重ね合わせる前に、両方のフィルム基材に電子線を照射することがこのましい。
【００１７】
また、本発明の態様によれば、前記フィルム基材の電子線を照射した側の面どうしが対向するように、両方のフィルム基材を重ね合わせることが好ましい。
【００１８】
また、本発明の態様によれば、前記異種材料からなるフィルム基材が、ポリエチレンテレフタレート／ナイロン、ポリエチレンテレフタレート／ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート／ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート／ポリプロピレン、ポリエチレン／ナイロン、ポリエチレン／ポリアミド、ポリプロピレン／ナイロン、ポリプロピレン／ポリアミド、エチレンビニルアセテート／ポリエチレン、エチレンビニルアセテート／ポリプロピレン、ポリビニルアルコール／ポリエチレン、ポリビニルアルコール／ポリプロピレン、エチレン−ビニルアルコール共重合体／ポリエチレン、およびエチレン−ビニルアルコール共重合体／ポリプロピレン、から選択される組み合わせであることが好ましい。
【００１９】
また、本発明の態様によれば、前記一対のフィルム基材を重ね合わせた後に、加熱しながら両フィルム基材を押圧することが好ましい。
【００２０】
また、本発明の態様によれば、押圧をヒートローラで行うことが好ましい。
【００２１】
また、本発明の態様によれば、前記一対のフィルム基材を重ね合わせて押圧した後に、いずれか一方のフィルム基材側から電子線照射を行うことが好ましい。
【００２２】
また、本発明の態様によれば、前記電子線の照射強度が、２０〜７５０ｋＧｙであり、また、前記電子線の照射を、３０〜３００ｋＶの加速電圧において行うことが好ましい。
【００２３】
さらに、本発明の別の態様によれば、上記した方法により異種材料からなるフィルムどうしを接着させた積層体や包装体も提供される。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、異種材料からなるフィルム基材どうし、とりわけ、極性材料からなる樹脂フィルムと非極性材料からなる樹脂フィルムとを接着する場合、融点やガラス転移温度差が大きい樹脂フィルムどうしを接着する場合、また、延伸樹脂フィルムと未延伸樹脂フィルムとを接着する場合などの異種フィルムどうしを互いに接着して袋状とした包装体を製造する方法において、ラミネート樹脂を用いることなく強固に接着でき、異物や残留溶剤等が滲出することがなく耐候性にも優れた包装体を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明によるフィルム基材の接着方法の一実施形態を示した概略模式図である。
【図２】フィルム基材の接着方法の好ましい実施形態を示した概略拡大図である。
【図３】本発明によるフィルム基材の接着方法の別の実施形態を示した概略図である。
【図４】本発明によるフィルム基材の接着方法の別の実施形態を示した概略図である。
【図５】本発明によるフィルム基材の接着方法の別の実施形態を示した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照しながら、本発明による包装体の製造方法を説明する。図１は、本発明による包装体の製造方法の一実施形態を示した概略模式図であり、異種材料からなるフィルム基材どうしを互いに接着する工程の概略を示したものである。まず、異種材料からなる二種のフィルム基材を準備する（図１（１））。フィルム基材としては、特に制限さるものではなく、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、酢酸セルロース、ポリエチレンビニルアセテート、ポリビニルアルコール、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、フッ素樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン、アイオノマー等のプラスチックフィルム等が挙げられ、これら中から選択される二種のフィルム基材を組み合わせることができる。
【００２７】
通常、上記したような異種材料からなるフィルム基材どうしは、接着剤を用いなければ互いを接着することができない。異種材料からなるフィルムどうしを接着する場合に、その間に接着剤を介在させると、接着剤（ラミネート樹脂）を介して水素結合やファンデルワールス力が形成されることにより、異種材料からなるフィルム基材どうしでも接着する。本発明においては、ラミネート樹脂等の接着剤を全く使用することなく、両フィルム基材どうしを接着するものである。
【００２８】
本発明において、互いを接着するフィルム基材の組み合わせとしては、ポリエチレンテレフタレート／ナイロン、ポリエチレンテレフタレート／ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート／ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート／ポリプロピレン、ポリエチレン／ナイロン、ポリエチレン／ポリアミド、ポリプロピレン／ナイロン、ポリプロピレン／ポリアミド、エチレンビニルアセテート／ポリエチレン、エチレンビニルアセテート／ポリプロピレン、ポリビニルアルコール／ポリエチレン、ポリビニルアルコール／ポリプロピレン、エチレン−ビニルアルコール共重合体／ポリエチレン、およびエチレン−ビニルアルコール共重合体／ポリプロピレン、から選択される組み合わせであることが好ましい。
【００２９】
次に、準備した異種材料からなる一対のフィルム基材を重ね合わせて、図１（２）に示すように、少なくとも一方のフィルム基材の接着しようとする部分５に電子線を照射する。その結果、図１（３）に示すように、電子線が照射された部分のみ、互いのフィルム基材が接着される。この理由は定かではないが、以下のように考えられる。高分子からなる樹脂フィルムに電子線を照射すると、樹脂フィルムの表面にラジカルが発生する。異種材料からなる樹脂フィルムどうしであっても、両フィルムの表面に発生したラジカルが互いに結合して共有結合を形成したり、あるいは、ラジカルの発生により樹脂フィルムの表面に形成された官能基が水素結合を形成し、この水素結合と供給結合との組み合わせにより、異種材料からなる樹脂どうしであっても互いに強固に結合するものと考えられる。
【００３０】
本発明においては、フィルム基材に電子線を照射した直後に、図２に示すようにローラー等を用いて重ね合わせたフィルム基材を押圧することが好ましい。フィルム基材の表面は、図２に示すようにミクロレベルで凹凸があるため、互いのフィルム基材を重ね合わせても完全に密着しておらず、両フィルム基材１，２の接触界面５での接触面積が小さい。本発明においては、電子線を照射した直後にローラー等でフィルム基材１，２を押圧することにより、フィルム基材界面５での接触面積が増加するため、密着性が向上する。
【００３１】
フィルム基材を重ね合わせた後フィルム基材を押圧する際には、加熱しながら両フィルム基材１，２を押圧することが好ましい。加熱しながら押圧することにより、フィルム基材の柔軟性が向上し、フィルム基材界面での接触面積をより増加させることができるため、密着性がより向上する。加熱する温度は、用いるフィルム基材の組み合わせにもよるが、樹脂フィルムが熱変形できる温度であればよく、例えば、フィルム基材を構成する樹脂のガラス転移温度以上に加熱することができる。例えば、異種材料からなるフィルム基材の組み合わせとして、ポリエチレンテレフタレートフィルムとポリエチレンフィルムとを重ね合わせる場合には、加熱温度は８０〜１８０℃、好ましくは１３０〜１６０℃とする。加熱温度を高くしすぎると、発生したラジカルが失活してしまい、強固な結合を実現できなくなる。なお、押圧の力（接圧）を高くしてもよく、接圧を高くすることにより、加熱温度を低くすることができる。
【００３２】
重ね合わせたフィルム基材１，２を押圧するには、上記したようにヒートローラ６等を好適に使用できる。また、図２に示すように、重ね合わせたフィルム基材１，２がヒートローラ６と支持ローラー７との間で圧接可能となるように、ヒートローラ６と対向する位置に支持ローラー７を載置してもよい。このようにヒートローラ６と対向する位置に支持ローラー７を載置することにより、フィルム基材１，２とヒートローラ６との接触を線接触に近づけて、ヒートローラ６からの熱によりフィルム基材１，２に発生する変形を最小限に抑えることができる。
【００３３】
図３は、本発明による接着方法の別の態様を示した概略図である。異種材料からなる一対のフィルム基材１，２を重ね合わせて接着する工程において、それぞれのフィルム基材をガイドローラにより電子線照射位置３まで導き、電子線４をフィルム基材１，２に照射した後にヒートローラ６により互いのフィルム基材１，２を押圧する工程を連続的に行うものである。それぞれのフィルム基材はロール状形態として供給されてもよい。
【００３４】
電子線照射装置３からフィルム基材１，２に電子線４を照射する場合、厚みがより小さい方のフィルム基材側から電子線４を照射することが好ましい。電子線は加速電圧が増加するほどその透過力も増大する性質を有しているため、何れか一方のフィルム基材側から電子線を照射した場合に、フィルム基材の厚さによっては、他方のフィルム基材まで電子線が届かないことがある。その場合には、電子線の加速電圧を増加させることにより、他方のフィルム基材の深部まで電子線を到達させることができるが、電子線エネルギーが高くなるに従い、フィルム基材自体を劣化させてしまう。そのため、厚肉のフィルム基材と薄肉のフィルム基材とを重ね合わせて接着する際には、電子線エネルギーをそれほど増大させることなく、薄肉のフィルム基材側から電子線を照射するのが好ましい。このような電子線照射方法を採用することにより、フィルム基材の劣化を最小限に留めることができる。
【００３５】
重ね合わせるフィルム基材が両方とも厚肉である場合には、図３に示すように両方のフィルム基材側から電子線が照射できるように、電子線照射装置３と対向する位置に、別の電子線照射装置３’を設けてもよい。この態様によれば、フィルム基材の厚みに応じて電子線の照射エネルギーを調整することができるため、フィルム基材を劣化させることなく両フィルム基材どうしを接着することができる。
【００３６】
図４は、本発明によるフィルム基材の接着方法の別の態様を示した概略図である。この実施態様においては、電子線の照射が、フィルム基材を重ね合わせる前に行われる。先ず、供給されてきた一対のフィルム基材１，２は、両フィルム基材が重ね合わされる前に、電子線照射装置３（３’）により、フィルム基材１（２）へ電子線４（４’）が照射される。図３に示した実施態様では、フィルム基材の電子線照射側と反対側の面どうしが対向するように両フィルム基材を重ね合わせたのに対し、図４に示す実施態様では、フィルム基材の電子線照射側の面どうしが対向するように両フィルム基材を重ね合わせる点が相違している。このように、フィルム基材１の電子線を照射した側の面に他方のフィルム基材２を重ね合わせることにより、フィルム基材の厚みによらず、電子線の照射エネルギーをより小さくすることができ、その結果、フィルム基材の電子線照射による劣化をより低減することができる。
【００３７】
また、図４に示した実施態様においても、一対の電子線照射装置３，３’を設けて、図３に示した実施態様と同様に両方のフィルム基材１，２へそれぞれ電子線４，４’を照射してもよい。これらの組み合わせにより、よりフィルム基材の劣化を少なくして接着強度を向上させることができる。
【００３８】
図５は、本発明によるフィルム基材の接着方法の別の態様を示した概略図である。この実施態様においては、両フィルム基材１，２を重ね合わせてヒートローラ６により押圧した後に電子線照射を行うものである。先ず、供給されてきた一対のフィルム基材１，２は、ガイドローラに導かれて重ね合わされる。続いて、ヒートローラ６と支持ローラー７とにより両フィルム基材１，２が押圧されるとともに、ヒートローラ６により加熱が行われる。その後、電子線照射装置３によりフィルム基材１，２の表面に電子線４が照射されてフィルム基材の接着が連続的に行われる。また、図５に示した実施態様においても、一対の電子線照射装置３，３’を設けて、図３及び４に示した実施態様と同様に両方のフィルム基材１，２へそれぞれ電子線４，４’を照射してもよい。これらの組み合わせにより、よりフィルム基材の劣化を少なくして接着強度を向上させることができる。
【００３９】
電子線の照射エネルギーは、上記したようにフィルム基材の材質や厚みに応じて適宜調整する必要がある。本発明においては、２０〜７５０ｋｅＶ、好ましくは２５〜４００ｋｅＶ、より好ましくは３０〜３００ｋｅＶ程度の照射エネルギー範囲で電子線を照射するが、より低い照射エネルギーとすることが好ましく、２０〜２００ｋｅＶとすることができる。このように低い照射エネルギーとすることにより、フィルムの劣化を抑制できるだけでなく、フィルム表面のラジカル発生がより効率的におこるため、より強固な結合を実現することができる。また、電子線の加速電圧は、３０〜３００ｋｅＶ、好ましくは３０〜２００ｋｅＶの範囲で行う。
【００４０】
このような電子線照射装置としては、従来公知のものを使用でき、例えばカーテン型電子照射装置（ＬＢ１０２３、株式会社アイ・エレクトロンビーム社製）やライン照射型低エネルギー電子線照射装置（ＥＢ−ＥＮＧＩＮＥ、浜松フォトニクス株式会社製）等を好適に使用することができる。
【００４１】
電子線を照射する際には、酸素濃度を１００ｐｐｍ以下とすることが好ましい。酸素存在下で電子線を照射するとオゾンが発生するため環境に悪影響を及ぼすとともにフィルム基材の表面がオゾンと反応してフィルム特性が変化してしまう場合があるからである。酸素濃度を１００ｐｐｍ以下とするには、真空下または窒素やアルゴン等の不活性ガス雰囲気下において、フィルム基材に電子線を照射すればよく、例えば、電子線照射装置内を窒素充填することにより、酸素濃度１００ｐｐｍ以下を達成することができる。
【００４２】
上記した接着方法によって、異種材料からなるフィルム基材どうしを接着すると、従来のラミネート樹脂を用いた接着と同等またはそれ以上の接着強度を実現できる。また、ラミネート樹脂等を全く用いていないため、積層フィルムを使用する際にも異物や残留溶剤等が滲出することがなく、また耐候性にも優れるものとなる。
【００４３】
異種材料からなる基材フィルムを貼り合わせて積層フィルムを製造する場合に限らず、多層積層フィルムにように表と裏とが異種材料フィルム基材からなる場合に、多層積層フィルムの表面と裏面とを貼り合わせて袋状とする場合にも、本発明による接着方法が好適に適用できる。特に、医療分野で使用されている包装体、例えばシリンジ包装袋や粉末あるいは顆粒状の医薬品を充填包装するための包装体等は、上記のような機能性多層フィルムが使用されており、これら機能性多層フィルムから包装体を製造する際に本発明による接着方法を用いれば、ラミネート樹脂等を全く使用することなく包装体を製造することができるため、充填物である医薬品の品質を保持することができる。
【実施例】
【００４４】
実施例１
＜フィルム基材の準備＞
２種の異なる材料からなるフィルム基材として、厚み２５μｍの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム（エスペットＴ４１０２、東洋紡株式会社製）と、厚み８０μｍの未延伸直鎖状低密度ポリエチレンフィルム（エボリューＳＰ２０２０、株式会社プライムポリマー製）を準備した。
【００４５】
＜フィルム基材の接着＞
二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムの未処理面と未延伸直鎖状低密度ポリエチレンフィルムとが対向するように互いのフィルムを重ね合わせた。次いで、カーテン型電子線照射装置（ＬＢ１０２３、株式会社アイ・エレクトロンビーム製）を用いて、下記の照射条件にて、積層フィルム表面にポリエチレンテレフタレートフィルム側から電子線を照射した。
電圧：１６５ｋＶ、電流値：３．９ｍＡ、照射線量：７５０ｋＧｙ
装置内フィルム搬送速度：５ｍ／分
装置内酸素濃度：１００ｐｐｍ以下
続いて、電子線照射した後すぐに、重ね合わせたフィルム上からゴム製のヒートロールにより、１５０℃、０．６Ｍｐａの条件でフィルムの押圧を行った。
【００４６】
実施例２
電子線の照射を下記の条件を代えた以外は実施例１と同様にして、異種材料からなるフィルムどうしの接着を行った。
電圧：１６５ｋＶ、電流値：３．９ｍＡ、照射線量：５００ｋＧｙ
【００４７】
実施例３
電子線の照射を下記の条件を代えた以外は実施例１と同様にして、異種材料からなるフィルムどうしの接着を行った。
電圧：１６５ｋＶ、電流値：３．９ｍＡ、照射線量：２５０ｋＧｙ
【００４８】
比較例１
実施例１で用いた２種のフィルムと同じものを互いに重ね合わせ、フィルム上からゴム製のヒートロールにより、１５０℃、０．６Ｍｐａの条件でフィルムの押圧を行った。
【００４９】
比較例２
実施例１で用いた２種のフィルムと同じものを用意し、これらフィルムを、下記の組成のウレタン系接着剤を介して重ね合わせ、フィルム上からゴム製のヒートロールにより、１５０℃、０．６Ｍｐａの条件でフィルムの押圧を行った。
＜ウレタン接着剤組成＞
主剤：ＲＵ０００４（ロックペイント製）
硬化剤：Ｈ−１（ロックペイント製）
混合比率：主剤／硬化剤＝７．４７／１（重量比率）
溶剤：酢酸エチル
【００５０】
実施例４
実施例１で用いた二種のフィルムと同じものを用意し、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムの未処理面と未延伸直鎖状低密度ポリエチレンフィルムとが対向するように互いのフィルムを重ね合わせる前に、各フィルムの接着面側の両方に、カーテン型電子線照射装置（ＬＢ１０２３、株式会社アイ・エレクトロンビーム製）を用いて、下記の照射条件にて電子線を照射した後、互いを重ね合わせた。次いで、重ね合わせたフィルム上からゴム製のヒートロールにより、１５０℃、０．６Ｍｐａの条件でフィルムの押圧を行った。
電圧：９０ｋＶ、電流値：４．９ｍＡ、照射線量：７５０ｋＧｙ
装置内フィルム搬送速度：５ｍ／分
装置内酸素濃度：１００ｐｐｍ以下
【００５１】
実施例５
電子線の照射を下記の条件を代えた以外は実施例１と同様にして、異種材料からなるフィルムどうしの接着を行った。
電圧：９０ｋＶ、電流値：４．９ｍＡ、照射線量：５００ｋＧｙ
【００５２】
実施例６
＜フィルム基材の準備＞
２種の異なる材料からなるフィルム基材として、幅１７０ｍｍ、長さ２００ｍのロール状形態で供給される厚み２５μｍの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム（エスペットＴ４１０２、東洋紡株式会社製）と、同サイズのロール状形態で供給される厚み８０μｍの未延伸直鎖状低密度ポリエチレンフィルム（エボリューＳＰ２０２０、株式会社プライムポリマー製）を準備した。
【００５３】
＜フィルム基材の接着＞
上記のフィルムを用い、電子線の照射を下記の条件を代えた以外は実施例１と同様にして、異種材料からなるフィルムどうしの接着を行った。
電圧：１４５ｋＶ、電流値：１０ｍＡ、照射線量：６９０ｋＧｙ
装置内のＷＥＢ搬送ラフィルム：３ｍ／分
装置内酸素濃度：１００ｐｐｍ以下
【００５４】
実施例７
電子線の照射を下記の条件を代えた以外は実施例１と同様にして、異種材料からなるフィルムどうしの接着を行った。
電圧：１４５ｋＶ、電流値：５．２ｍＡ、照射線量：３６０ｋＧｙ
【００５５】
実施例８
電子線の照射を下記の条件を代えた以外は実施例１と同様にして、異種材料からなるフィルムどうしの接着を行った。
電圧：１４５ｋＶ、電流値：２．９ｍＡ、照射線量：２００ｋＧｙ
【００５６】
実施例９
実施例１で用いた二種のフィルムと同じものを用意し、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムの未処理面と未延伸直鎖状低密度ポリエチレンフィルムとが対向するように互いのフィルムを重ね合わせる前に、各フィルムの接着面側の両方に、ライン照射型低エネルギー電子線照射装置（ＥＢ−ＥＮＧＩＮＥ、浜松フォトニクス株式会社製）を用いて、下記の照射条件にて電子線を照射した後、互いを重ね合わせた。次いで、重ね合わせたフィルム上からゴム製のヒートロールにより、１５０℃、０．６Ｍｐａの条件でフィルムの押圧を行った。
電圧：７０ｋＶ、電流値：１ｍＡ、照射線量：６５０ｋＧｙ
装置内フィルム搬送速度：２０ｍｍ／秒
装置内酸素濃度：１００ｐｐｍ以下
【００５７】
実施例１０
電子線の照射線量及びフィルム搬送速度を下記に変更した以外は実施例９と同様にして、異種材料からなるフィルムどうしの接着を行った。
電圧：７０ｋＶ、電流値：１ｍＡ、照射線量：４３０ｋＧｙ
装置内フィルム搬送速度：３０ｍｍ／秒
【００５８】
実施例１１
＜フィルム基材の準備＞
２種の異なる材料からなるフィルム基材として、厚み２５μｍの二軸延伸ナイロンフィルム（エンブレム、東洋紡株式会社製）と、厚み８０μｍの未延伸直鎖状低密度ポリエチレンフィルム（エボリューＳＰ２０２０、株式会社プライムポリマー製）を準備した。
【００５９】
＜フィルム基材の接着＞
二軸延伸ナイロンフィルムの未処理面と未延伸直鎖状低密度ポリエチレンフィルムとが対向するように互いのフィルムを重ね合わせる前に、各フィルムの接着面側の両方に、ライン照射型低エネルギー電子線照射装置（ＥＢ−ＥＮＧＩＮＥ、浜松フォトニクス株式会社製）を用いて、下記の照射条件にて電子線を照射した後、互いを重ね合わせた。次いで、重ね合わせたフィルム上からゴム製のヒートロールにより、１５０℃、０．６Ｍｐａの条件でフィルムの押圧を行った。
電圧：７０ｋＶ、電流値：１ｍＡ、照射線量：６５０ｋＧｙ
装置内のＷＥＢ搬送ライン速度：２０ｍｍ／秒
装置内酸素濃度：１００ｐｐｍ以下
【００６０】
実施例１２
電子線の照射線量及びフィルム搬送速度を下記に変更した以外は実施例９と同様にして、異種材料からなるフィルムどうしの接着を行った。
電圧：７０ｋＶ、電流値：１ｍＡ、照射線量：４３０ｋＧｙ
装置内フィルム搬送速度：３０ｍｍ／秒
【００６１】
＜フィルム接着強度の評価＞
実施例１〜１２及び比較例１，２において得られた積層フィルムを幅１５ｍｍの短冊状になるように切り出し、引張試験機（テンシロン万能材料試験機ＲＴＣ−１３１０Ａ、ＯＲＩＥＮＴＥＣ社製）を用いて、５０ｍｍ／分の剥離速度にて接着強度試験を行った。なお、比較例１の試験片は、剥離試験を行うまでもなく、互いのフィルムが接着していなかった。評価結果は下記の表１に示される通りであった。
【００６２】
【表１】
【符号の説明】
【００６３】
１，２ フィルム基材
３ 電子線照射装置
４ 電子線
５ フィルム基材接触界面
６ ヒートローラ
７ 支持ローラー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルム基材の接着方法に関し、より詳細には、ラミネート加工等を行わずに異種材料からなるフィルムどうしを接着する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フィルム等を袋状に加工した包装体が使用されている。このような包装体は、充填される内容物に応じて所望される機能を発現させるために、使用するフィルムとして種々の材料を積層した多機能フィルム等が使用されている。例えば、内容物の紫外線等による劣化を抑止するために、紫外線吸収機能を有するフィルムを用いたり、また、内容物が酸素により変質してしまうのを防ぐために、ガス非透過性のフィルムや酸素吸収機能を有するフィルム等が用いられている。
【０００３】
包装体は、一般的に長尺状のフィルムを加工することより行われているが、袋状に加工するには、フィルムどうしを重ね合わせてその端部を接着することが行われている。フィルムどうしを接着する方法としては、ラミネート樹脂（接着剤）を接着しようとするフィルムの端部に塗布してフィルムどうしを押圧してシールしたり、フィルムどうしを重ね合わせて、その端部に熱を加えて融着させるいわゆるヒートシール加工が行われるのが一般的である。
【０００４】
ヒートシール加工は、フィルムどうしを接着する際にラミネート樹脂等を用いないため、簡易かつ簡便にフィルムどうしを接着することができる。しかしながら、ヒートシール加工は、フィルムを部分的に溶融ないし半溶融させて、互いのフィルムを融着させて接着する方法であるため、異種のフィルムどうし、例えば、ポリオレフィン系フィルムとポリエステル系フィルムとをヒートシール加工により接着することができない。また、ヒートシール加工においては、比較的低温で融着可能な樹脂からなるフィルムを用いる必要があるため、最表面層にポリオレフィン系樹脂等のヒートシール性樹脂層を設けた多層フィルムが用いられていた（例えば、特開昭５５−１０７４２８号公報等）。
【０００５】
一方、ラミネート加工によりフィルムどうしを接着する場合には、使用するフィルムの種類（樹脂の種類）に応じてラミネート樹脂の成分を適宜選択することが行われている。例えば、ポリエステル系フィルムとナイロン系フィルムとを接着することにより袋状に加工する際には、ウレタン系接着剤が使用されていた（例えば、特開昭５２−８２５９４号公報等）。
【０００６】
しかしながら、異種材料からなるフィルムどうしをラミネート樹脂を介して接着し包装体としたものは、ラミネート樹脂成分が徐々に包装体内に溶出または揮発し、内容物を変質させる場合があり、特に、安全性やクリーン性が重視される医療用分野においては、ラミネート樹脂による内容物の汚染が問題となることがあった。また、包装体の長期使用によりラミネート樹脂自体が劣化することもあり、特に屋外等で使用される外装用途においては、ラミネート加工した包装体の耐候性が問題となることもあった。また、接着剤を用いたラミネート技術においては、一般的に溶剤に希釈した樹脂成分を塗布することが行われるため、ラミネートして包装体等のような最終製品となった後にも溶剤が残留してしまうことがあった。
【０００７】
ところで、放射線や電子線を用いて材料の表面改質を行うことが従来から行われている。例えば、特開２００３−１１９２９３号公報（特許文献３）には、フッ素系樹脂に放射線を照射することにより架橋複合フッ素系樹脂が得られることが提案されている。また、Journal of Photopolymer Science and Technology Vol.19, No. 1 (2006), pp123-127（非特許文献１）には、ポリテトラフルオロエチレンフィルムとポリイミドフィルムとを積層させて高温下で電子線（以下、ＥＢと略す場合もある）を照射することにより、互いを接着することが提案されている。また、Material Transactions Vol.50, No.7 (2009), pp1859-1863（非特許文献２）には、ポリカーボネート樹脂の表面をナイロンフィルムで覆い、その上から電子線（以下、ＥＢと略す場合もある）を照射することにより、ポリカーボネート樹脂表面にナイロンフィルムを接着する技術が提案されている。さらに、日本金属学会誌第７２巻第７号（２００８）、ｐｐ５２６−５３１（非特許文献３）には、シリコーンゴム上に置いたナイロンフィルムの上からＥＢを照射することにより、互いを接着できることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭５５−１０７４２８号公報
【特許文献２】特開昭５２−８２５９４号公報
【特許文献３】特開２００３−１１９２９３号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Journal of Photopolymer Science and Technology Vol.19, No. 1 (2006), pp123-127
【非特許文献２】Material Transactions Vol.50, No. 7(2009), pp1859-1863
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明者らは、今般、異種材料からなるフィルムどうしを接着する場合であっても、フィルムに電子線を照射することにより、ラミネート樹脂等を用いることなく、互いを強固に接着することができる、との知見を得た。本発明はかかる知見によるものである。
【００１１】
したがって、本発明の目的は、異種材料からなるフィルムどうしを互いに接着する方法において、ラミネート樹脂を用いることなく強固に接着でき、異物や残留溶剤等が滲出することがなく耐候性にも優れた接着方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明による方法は、異種材料からなるフィルム基材どうしを互いに接着する方法であって、
異種材料からなる一対のフィルム基材を準備し、
少なくとも一方の前記フィルム基材の接着しようとする部分に電子線を照射し、
前記電子線が照射された部分のみを他方のフィルム基材に接着する、
ことを含んでなることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の態様によれば、前記一対のフィルム基材を重ね合わせた後に、いずれか一方のフィルム基材側から電子線照射を行うことが好ましい。
【００１４】
また、本発明の態様によれば、前記一対のフィルム基材を重ね合わせる前に、いずれか一方のフィルム基材側から電子線照射を行うことが好ましい。
【００１５】
また、本発明の態様によれば、前記フィルム基材の電子線を照射した側の面に、他方のフィルム基材を重ね合わせることが好ましい。
【００１６】
また、本発明の態様によれば、前記一対のフィルム基材を重ね合わせる前に、両方のフィルム基材に電子線を照射することがこのましい。
【００１７】
また、本発明の態様によれば、前記フィルム基材の電子線を照射した側の面どうしが対向するように、両方のフィルム基材を重ね合わせることが好ましい。
【００１８】
また、本発明の態様によれば、前記異種材料からなるフィルム基材が、ポリエチレンテレフタレート／ナイロン、ポリエチレンテレフタレート／ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート／ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート／ポリプロピレン、ポリエチレン／ナイロン、ポリエチレン／ポリアミド、ポリプロピレン／ナイロン、ポリプロピレン／ポリアミド、エチレンビニルアセテート／ポリエチレン、エチレンビニルアセテート／ポリプロピレン、ポリビニルアルコール／ポリエチレン、ポリビニルアルコール／ポリプロピレン、エチレン−ビニルアルコール共重合体／ポリエチレン、およびエチレン−ビニルアルコール共重合体／ポリプロピレン、から選択される組み合わせであることが好ましい。
【００１９】
また、本発明の態様によれば、前記一対のフィルム基材を重ね合わせた後に、加熱しながら両フィルム基材を押圧することが好ましい。
【００２０】
また、本発明の態様によれば、押圧をヒートローラで行うことが好ましい。
【００２１】
また、本発明の態様によれば、前記一対のフィルム基材を重ね合わせて押圧した後に、いずれか一方のフィルム基材側から電子線照射を行うことが好ましい。
【００２２】
また、本発明の態様によれば、前記電子線の照射強度が、２０〜７５０ｋＧｙであり、また、前記電子線の照射を、３０〜３００ｋＶの加速電圧において行うことが好ましい。
【００２３】
さらに、本発明の別の態様によれば、上記した方法により異種材料からなるフィルムどうしを接着させた積層体や包装体も提供される。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、異種材料からなるフィルム基材どうし、とりわけ、極性材料からなる樹脂フィルムと非極性材料からなる樹脂フィルムとを接着する場合、融点やガラス転移温度差が大きい樹脂フィルムどうしを接着する場合、また、延伸樹脂フィルムと未延伸樹脂フィルムとを接着する場合などの異種フィルムどうしを互いに接着して袋状とした包装体を製造する方法において、ラミネート樹脂を用いることなく強固に接着でき、異物や残留溶剤等が滲出することがなく耐候性にも優れた包装体を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明によるフィルム基材の接着方法の一実施形態を示した概略模式図である。
【図２】フィルム基材の接着方法の好ましい実施形態を示した概略拡大図である。
【図３】本発明によるフィルム基材の接着方法の別の実施形態を示した概略図である。
【図４】本発明によるフィルム基材の接着方法の別の実施形態を示した概略図である。
【図５】本発明によるフィルム基材の接着方法の別の実施形態を示した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照しながら、本発明による包装体の製造方法を説明する。図１は、本発明による包装体の製造方法の一実施形態を示した概略模式図であり、異種材料からなるフィルム基材どうしを互いに接着する工程の概略を示したものである。まず、異種材料からなる二種のフィルム基材を準備する（図１（１））。フィルム基材としては、特に制限さるものではなく、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、酢酸セルロース、ポリエチレンビニルアセテート、ポリビニルアルコール、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、フッ素樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン、アイオノマー等のプラスチックフィルム等が挙げられ、これら中から選択される二種のフィルム基材を組み合わせることができる。
【００２７】
通常、上記したような異種材料からなるフィルム基材どうしは、接着剤を用いなければ互いを接着することができない。異種材料からなるフィルムどうしを接着する場合に、その間に接着剤を介在させると、接着剤（ラミネート樹脂）を介して水素結合やファンデルワールス力が形成されることにより、異種材料からなるフィルム基材どうしでも接着する。本発明においては、ラミネート樹脂等の接着剤を全く使用することなく、両フィルム基材どうしを接着するものである。
【００２８】
本発明において、互いを接着するフィルム基材の組み合わせとしては、ポリエチレンテレフタレート／ナイロン、ポリエチレンテレフタレート／ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート／ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート／ポリプロピレン、ポリエチレン／ナイロン、ポリエチレン／ポリアミド、ポリプロピレン／ナイロン、ポリプロピレン／ポリアミド、エチレンビニルアセテート／ポリエチレン、エチレンビニルアセテート／ポリプロピレン、ポリビニルアルコール／ポリエチレン、ポリビニルアルコール／ポリプロピレン、エチレン−ビニルアルコール共重合体／ポリエチレン、およびエチレン−ビニルアルコール共重合体／ポリプロピレン、から選択される組み合わせであることが好ましい。
【００２９】
次に、準備した異種材料からなる一対のフィルム基材を重ね合わせて、図１（２）に示すように、少なくとも一方のフィルム基材の接着しようとする部分５に電子線を照射する。その結果、図１（３）に示すように、電子線が照射された部分のみ、互いのフィルム基材が接着される。この理由は定かではないが、以下のように考えられる。高分子からなる樹脂フィルムに電子線を照射すると、樹脂フィルムの表面にラジカルが発生する。異種材料からなる樹脂フィルムどうしであっても、両フィルムの表面に発生したラジカルが互いに結合して共有結合を形成したり、あるいは、ラジカルの発生により樹脂フィルムの表面に形成された官能基が水素結合を形成し、この水素結合と供給結合との組み合わせにより、異種材料からなる樹脂どうしであっても互いに強固に結合するものと考えられる。
【００３０】
本発明においては、フィルム基材に電子線を照射した直後に、図２に示すようにローラー等を用いて重ね合わせたフィルム基材を押圧することが好ましい。フィルム基材の表面は、図２に示すようにミクロレベルで凹凸があるため、互いのフィルム基材を重ね合わせても完全に密着しておらず、両フィルム基材１，２の接触界面５での接触面積が小さい。本発明においては、電子線を照射した直後にローラー等でフィルム基材１，２を押圧することにより、フィルム基材界面５での接触面積が増加するため、密着性が向上する。
【００３１】
フィルム基材を重ね合わせた後フィルム基材を押圧する際には、加熱しながら両フィルム基材１，２を押圧することが好ましい。加熱しながら押圧することにより、フィルム基材の柔軟性が向上し、フィルム基材界面での接触面積をより増加させることができるため、密着性がより向上する。加熱する温度は、用いるフィルム基材の組み合わせにもよるが、樹脂フィルムが熱変形できる温度であればよく、例えば、フィルム基材を構成する樹脂のガラス転移温度以上に加熱することができる。例えば、異種材料からなるフィルム基材の組み合わせとして、ポリエチレンテレフタレートフィルムとポリエチレンフィルムとを重ね合わせる場合には、加熱温度は８０〜１８０℃、好ましくは１３０〜１６０℃とする。加熱温度を高くしすぎると、発生したラジカルが失活してしまい、強固な結合を実現できなくなる。なお、押圧の力（接圧）を高くしてもよく、接圧を高くすることにより、加熱温度を低くすることができる。
【００３２】
重ね合わせたフィルム基材１，２を押圧するには、上記したようにヒートローラ６等を好適に使用できる。また、図２に示すように、重ね合わせたフィルム基材１，２がヒートローラ６と支持ローラー７との間で圧接可能となるように、ヒートローラ６と対向する位置に支持ローラー７を載置してもよい。このようにヒートローラ６と対向する位置に支持ローラー７を載置することにより、フィルム基材１，２とヒートローラ６との接触を線接触に近づけて、ヒートローラ６からの熱によりフィルム基材１，２に発生する変形を最小限に抑えることができる。
【００３３】
図３は、本発明による接着方法の別の態様を示した概略図である。異種材料からなる一対のフィルム基材１，２を重ね合わせて接着する工程において、それぞれのフィルム基材をガイドローラにより電子線照射位置３まで導き、電子線４をフィルム基材１，２に照射した後にヒートローラ６により互いのフィルム基材１，２を押圧する工程を連続的に行うものである。それぞれのフィルム基材はロール状形態として供給されてもよい。
【００３４】
電子線照射装置３からフィルム基材１，２に電子線４を照射する場合、厚みがより小さい方のフィルム基材側から電子線４を照射することが好ましい。電子線は加速電圧が増加するほどその透過力も増大する性質を有しているため、何れか一方のフィルム基材側から電子線を照射した場合に、フィルム基材の厚さによっては、他方のフィルム基材まで電子線が届かないことがある。その場合には、電子線の加速電圧を増加させることにより、他方のフィルム基材の深部まで電子線を到達させることができるが、電子線エネルギーが高くなるに従い、フィルム基材自体を劣化させてしまう。そのため、厚肉のフィルム基材と薄肉のフィルム基材とを重ね合わせて接着する際には、電子線エネルギーをそれほど増大させることなく、薄肉のフィルム基材側から電子線を照射するのが好ましい。このような電子線照射方法を採用することにより、フィルム基材の劣化を最小限に留めることができる。
【００３５】
重ね合わせるフィルム基材が両方とも厚肉である場合には、図３に示すように両方のフィルム基材側から電子線が照射できるように、電子線照射装置３と対向する位置に、別の電子線照射装置３’を設けてもよい。この態様によれば、フィルム基材の厚みに応じて電子線の照射エネルギーを調整することができるため、フィルム基材を劣化させることなく両フィルム基材どうしを接着することができる。
【００３６】
図４は、本発明によるフィルム基材の接着方法の別の態様を示した概略図である。この実施態様においては、電子線の照射が、フィルム基材を重ね合わせる前に行われる。先ず、供給されてきた一対のフィルム基材１，２は、両フィルム基材が重ね合わされる前に、電子線照射装置３（３’）により、フィルム基材１（２）へ電子線４（４’）が照射される。図３に示した実施態様では、フィルム基材の電子線照射側と反対側の面どうしが対向するように両フィルム基材を重ね合わせたのに対し、図４に示す実施態様では、フィルム基材の電子線照射側の面どうしが対向するように両フィルム基材を重ね合わせる点が相違している。このように、フィルム基材１の電子線を照射した側の面に他方のフィルム基材２を重ね合わせることにより、フィルム基材の厚みによらず、電子線の照射エネルギーをより小さくすることができ、その結果、フィルム基材の電子線照射による劣化をより低減することができる。
【００３７】
また、図４に示した実施態様においても、一対の電子線照射装置３，３’を設けて、図３に示した実施態様と同様に両方のフィルム基材１，２へそれぞれ電子線４，４’を照射してもよい。これらの組み合わせにより、よりフィルム基材の劣化を少なくして接着強度を向上させることができる。
【００３８】
図５は、本発明によるフィルム基材の接着方法の別の態様を示した概略図である。この実施態様においては、両フィルム基材１，２を重ね合わせてヒートローラ６により押圧した後に電子線照射を行うものである。先ず、供給されてきた一対のフィルム基材１，２は、ガイドローラに導かれて重ね合わされる。続いて、ヒートローラ６と支持ローラー７とにより両フィルム基材１，２が押圧されるとともに、ヒートローラ６により加熱が行われる。その後、電子線照射装置３によりフィルム基材１，２の表面に電子線４が照射されてフィルム基材の接着が連続的に行われる。また、図５に示した実施態様においても、一対の電子線照射装置３，３’を設けて、図３及び４に示した実施態様と同様に両方のフィルム基材１，２へそれぞれ電子線４，４’を照射してもよい。これらの組み合わせにより、よりフィルム基材の劣化を少なくして接着強度を向上させることができる。
【００３９】
電子線の照射エネルギーは、上記したようにフィルム基材の材質や厚みに応じて適宜調整する必要がある。本発明においては、２０〜７５０ｋｅＶ、好ましくは２５〜４００ｋｅＶ、より好ましくは３０〜３００ｋｅＶ程度の照射エネルギー範囲で電子線を照射するが、より低い照射エネルギーとすることが好ましく、２０〜２００ｋｅＶとすることができる。このように低い照射エネルギーとすることにより、フィルムの劣化を抑制できるだけでなく、フィルム表面のラジカル発生がより効率的におこるため、より強固な結合を実現することができる。また、電子線の加速電圧は、３０〜３００ｋｅＶ、好ましくは３０〜２００ｋｅＶの範囲で行う。
【００４０】
このような電子線照射装置としては、従来公知のものを使用でき、例えばカーテン型電子照射装置（ＬＢ１０２３、株式会社アイ・エレクトロンビーム社製）やライン照射型低エネルギー電子線照射装置（ＥＢ−ＥＮＧＩＮＥ、浜松フォトニクス株式会社製）等を好適に使用することができる。
【００４１】
電子線を照射する際には、酸素濃度を１００ｐｐｍ以下とすることが好ましい。酸素存在下で電子線を照射するとオゾンが発生するため環境に悪影響を及ぼすとともにフィルム基材の表面がオゾンと反応してフィルム特性が変化してしまう場合があるからである。酸素濃度を１００ｐｐｍ以下とするには、真空下または窒素やアルゴン等の不活性ガス雰囲気下において、フィルム基材に電子線を照射すればよく、例えば、電子線照射装置内を窒素充填することにより、酸素濃度１００ｐｐｍ以下を達成することができる。
【００４２】
上記した接着方法によって、異種材料からなるフィルム基材どうしを接着すると、従来のラミネート樹脂を用いた接着と同等またはそれ以上の接着強度を実現できる。また、ラミネート樹脂等を全く用いていないため、積層フィルムを使用する際にも異物や残留溶剤等が滲出することがなく、また耐候性にも優れるものとなる。
【００４３】
異種材料からなる基材フィルムを貼り合わせて積層フィルムを製造する場合に限らず、多層積層フィルムにように表と裏とが異種材料フィルム基材からなる場合に、多層積層フィルムの表面と裏面とを貼り合わせて袋状とする場合にも、本発明による接着方法が好適に適用できる。特に、医療分野で使用されている包装体、例えばシリンジ包装袋や粉末あるいは顆粒状の医薬品を充填包装するための包装体等は、上記のような機能性多層フィルムが使用されており、これら機能性多層フィルムから包装体を製造する際に本発明による接着方法を用いれば、ラミネート樹脂等を全く使用することなく包装体を製造することができるため、充填物である医薬品の品質を保持することができる。
【実施例】
【００４４】
実施例１
＜フィルム基材の準備＞
２種の異なる材料からなるフィルム基材として、厚み２５μｍの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム（エスペットＴ４１０２、東洋紡株式会社製）と、厚み８０μｍの未延伸直鎖状低密度ポリエチレンフィルム（エボリューＳＰ２０２０、株式会社プライムポリマー製）を準備した。
【００４５】
＜フィルム基材の接着＞
二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムの未処理面と未延伸直鎖状低密度ポリエチレンフィルムとが対向するように互いのフィルムを重ね合わせた。次いで、カーテン型電子線照射装置（ＬＢ１０２３、株式会社アイ・エレクトロンビーム製）を用いて、下記の照射条件にて、積層フィルム表面にポリエチレンテレフタレートフィルム側から電子線を照射した。
電圧：１６５ｋＶ、電流値：３．９ｍＡ、照射線量：７５０ｋＧｙ
装置内フィルム搬送速度：５ｍ／分
装置内酸素濃度：１００ｐｐｍ以下
続いて、電子線照射した後すぐに、重ね合わせたフィルム上からゴム製のヒートロールにより、１５０℃、０．６Ｍｐａの条件でフィルムの押圧を行った。
【００４６】
実施例２
電子線の照射を下記の条件を代えた以外は実施例１と同様にして、異種材料からなるフィルムどうしの接着を行った。
電圧：１６５ｋＶ、電流値：３．９ｍＡ、照射線量：５００ｋＧｙ
【００４７】
実施例３
電子線の照射を下記の条件を代えた以外は実施例１と同様にして、異種材料からなるフィルムどうしの接着を行った。
電圧：１６５ｋＶ、電流値：３．９ｍＡ、照射線量：２５０ｋＧｙ
【００４８】
比較例１
実施例１で用いた２種のフィルムと同じものを互いに重ね合わせ、フィルム上からゴム製のヒートロールにより、１５０℃、０．６Ｍｐａの条件でフィルムの押圧を行った。
【００４９】
比較例２
実施例１で用いた２種のフィルムと同じものを用意し、これらフィルムを、下記の組成のウレタン系接着剤を介して重ね合わせ、フィルム上からゴム製のヒートロールにより、１５０℃、０．６Ｍｐａの条件でフィルムの押圧を行った。
＜ウレタン接着剤組成＞
主剤：ＲＵ０００４（ロックペイント製）
硬化剤：Ｈ−１（ロックペイント製）
混合比率：主剤／硬化剤＝７．４７／１（重量比率）
溶剤：酢酸エチル
【００５０】
実施例４
実施例１で用いた二種のフィルムと同じものを用意し、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムの未処理面と未延伸直鎖状低密度ポリエチレンフィルムとが対向するように互いのフィルムを重ね合わせる前に、各フィルムの接着面側の両方に、カーテン型電子線照射装置（ＬＢ１０２３、株式会社アイ・エレクトロンビーム製）を用いて、下記の照射条件にて電子線を照射した後、互いを重ね合わせた。次いで、重ね合わせたフィルム上からゴム製のヒートロールにより、１５０℃、０．６Ｍｐａの条件でフィルムの押圧を行った。
電圧：９０ｋＶ、電流値：４．９ｍＡ、照射線量：７５０ｋＧｙ
装置内フィルム搬送速度：５ｍ／分
装置内酸素濃度：１００ｐｐｍ以下
【００５１】
実施例５
電子線の照射を下記の条件を代えた以外は実施例１と同様にして、異種材料からなるフィルムどうしの接着を行った。
電圧：９０ｋＶ、電流値：４．９ｍＡ、照射線量：５００ｋＧｙ
【００５２】
実施例６
＜フィルム基材の準備＞
２種の異なる材料からなるフィルム基材として、幅１７０ｍｍ、長さ２００ｍのロール状形態で供給される厚み２５μｍの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム（エスペットＴ４１０２、東洋紡株式会社製）と、同サイズのロール状形態で供給される厚み８０μｍの未延伸直鎖状低密度ポリエチレンフィルム（エボリューＳＰ２０２０、株式会社プライムポリマー製）を準備した。
【００５３】
＜フィルム基材の接着＞
上記のフィルムを用い、電子線の照射を下記の条件を代えた以外は実施例１と同様にして、異種材料からなるフィルムどうしの接着を行った。
電圧：１４５ｋＶ、電流値：１０ｍＡ、照射線量：６９０ｋＧｙ
装置内のＷＥＢ搬送ラフィルム：３ｍ／分
装置内酸素濃度：１００ｐｐｍ以下
【００５４】
実施例７
電子線の照射を下記の条件を代えた以外は実施例１と同様にして、異種材料からなるフィルムどうしの接着を行った。
電圧：１４５ｋＶ、電流値：５．２ｍＡ、照射線量：３６０ｋＧｙ
【００５５】
実施例８
電子線の照射を下記の条件を代えた以外は実施例１と同様にして、異種材料からなるフィルムどうしの接着を行った。
電圧：１４５ｋＶ、電流値：２．９ｍＡ、照射線量：２００ｋＧｙ
【００５６】
実施例９
実施例１で用いた二種のフィルムと同じものを用意し、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムの未処理面と未延伸直鎖状低密度ポリエチレンフィルムとが対向するように互いのフィルムを重ね合わせる前に、各フィルムの接着面側の両方に、ライン照射型低エネルギー電子線照射装置（ＥＢ−ＥＮＧＩＮＥ、浜松フォトニクス株式会社製）を用いて、下記の照射条件にて電子線を照射した後、互いを重ね合わせた。次いで、重ね合わせたフィルム上からゴム製のヒートロールにより、１５０℃、０．６Ｍｐａの条件でフィルムの押圧を行った。
電圧：７０ｋＶ、電流値：１ｍＡ、照射線量：６５０ｋＧｙ
装置内フィルム搬送速度：２０ｍｍ／秒
装置内酸素濃度：１００ｐｐｍ以下
【００５７】
実施例１０
電子線の照射線量及びフィルム搬送速度を下記に変更した以外は実施例９と同様にして、異種材料からなるフィルムどうしの接着を行った。
電圧：７０ｋＶ、電流値：１ｍＡ、照射線量：４３０ｋＧｙ
装置内フィルム搬送速度：３０ｍｍ／秒
【００５８】
実施例１１
＜フィルム基材の準備＞
２種の異なる材料からなるフィルム基材として、厚み２５μｍの二軸延伸ナイロンフィルム（エンブレム、東洋紡株式会社製）と、厚み８０μｍの未延伸直鎖状低密度ポリエチレンフィルム（エボリューＳＰ２０２０、株式会社プライムポリマー製）を準備した。
【００５９】
＜フィルム基材の接着＞
二軸延伸ナイロンフィルムの未処理面と未延伸直鎖状低密度ポリエチレンフィルムとが対向するように互いのフィルムを重ね合わせる前に、各フィルムの接着面側の両方に、ライン照射型低エネルギー電子線照射装置（ＥＢ−ＥＮＧＩＮＥ、浜松フォトニクス株式会社製）を用いて、下記の照射条件にて電子線を照射した後、互いを重ね合わせた。次いで、重ね合わせたフィルム上からゴム製のヒートロールにより、１５０℃、０．６Ｍｐａの条件でフィルムの押圧を行った。
電圧：７０ｋＶ、電流値：１ｍＡ、照射線量：６５０ｋＧｙ
装置内のＷＥＢ搬送ライン速度：２０ｍｍ／秒
装置内酸素濃度：１００ｐｐｍ以下
【００６０】
実施例１２
電子線の照射線量及びフィルム搬送速度を下記に変更した以外は実施例９と同様にして、異種材料からなるフィルムどうしの接着を行った。
電圧：７０ｋＶ、電流値：１ｍＡ、照射線量：４３０ｋＧｙ
装置内フィルム搬送速度：３０ｍｍ／秒
【００６１】
＜フィルム接着強度の評価＞
実施例１〜１２及び比較例１，２において得られた積層フィルムを幅１５ｍｍの短冊状になるように切り出し、引張試験機（テンシロン万能材料試験機ＲＴＣ−１３１０Ａ、ＯＲＩＥＮＴＥＣ社製）を用いて、５０ｍｍ／分の剥離速度にて接着強度試験を行った。なお、比較例１の試験片は、剥離試験を行うまでもなく、互いのフィルムが接着していなかった。評価結果は下記の表１に示される通りであった。
【００６２】
【表１】
【符号の説明】
【００６３】
１，２ フィルム基材
３ 電子線照射装置
４ 電子線
５ フィルム基材接触界面
６ ヒートローラ
７ 支持ローラー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異種材料からなるフィルム基材どうしを互いに接着する方法であって、
異種材料からなる一対のフィルム基材を準備し、
少なくとも一方の前記フィルム基材の接着しようとする部分に電子線を照射し、
前記電子線が照射された部分のみを他方のフィルム基材に接着する、
ことを含んでなることを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記一対のフィルム基材を重ね合わせた後に、いずれか一方のフィルム基材側から電子線照射を行う、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記一対のフィルム基材を重ね合わせる前に、いずれか一方のフィルム基材側から電子線照射を行う、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記フィルム基材の電子線を照射した側の面に、他方のフィルム基材を重ね合わせる、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記一対のフィルム基材を重ね合わせる前に、両方のフィルム基材に電子線を照射する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記フィルム基材の電子線を照射した側の面どうしが対向するように、両方のフィルム基材を重ね合わせる、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記異種材料からなるフィルム基材が、ポリエチレンテレフタレート／ナイロン、ポリエチレンテレフタレート／ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート／ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート／ポリプロピレン、ポリエチレン／ナイロン、ポリエチレン／ポリアミド、ポリプロピレン／ナイロン、ポリプロピレン／ポリアミド、エチレンビニルアセテート／ポリエチレン、エチレンビニルアセテート／ポリプロピレン、ポリビニルアルコール／ポリエチレン、ポリビニルアルコール／ポリプロピレン、エチレン−ビニルアルコール共重合体／ポリエチレン、およびエチレン−ビニルアルコール共重合体／ポリプロピレンから選択される組み合わせである、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記一対のフィルム基材を重ね合わせた後に、加熱しながら両フィルム基材を押圧する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
押圧をヒートローラで行う、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記一対のフィルム基材を重ね合わせて押圧した後に、いずれか一方のフィルム基材側から電子線照射を行う、請求項２に記載の方法。
【請求項１１】
前記電子線の照射強度が、２５〜７５０ｋＧｙである、請求項１〜１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記電子線の照射を、３０〜３００ｋＶの加速電圧において行う、請求項１〜１１に記載の方法。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法により異種材料からなるフィルムどうしを接着させた積層体。
【請求項１４】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法を用いて包装体を製造する方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の方法により得られた包装体。
【請求項１】
異種材料からなるフィルム基材どうしを互いに接着する方法であって、
異種材料からなる一対のフィルム基材を準備し、
少なくとも一方の前記フィルム基材の接着しようとする部分に電子線を照射し、
前記電子線が照射された部分のみを他方のフィルム基材に接着する、
ことを含んでなることを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記一対のフィルム基材を重ね合わせた後に、いずれか一方のフィルム基材側から電子線照射を行う、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記一対のフィルム基材を重ね合わせる前に、いずれか一方のフィルム基材側から電子線照射を行う、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記フィルム基材の電子線を照射した側の面に、他方のフィルム基材を重ね合わせる、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記一対のフィルム基材を重ね合わせる前に、両方のフィルム基材に電子線を照射する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記フィルム基材の電子線を照射した側の面どうしが対向するように、両方のフィルム基材を重ね合わせる、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記異種材料からなるフィルム基材が、ポリエチレンテレフタレート／ナイロン、ポリエチレンテレフタレート／ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート／ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート／ポリプロピレン、ポリエチレン／ナイロン、ポリエチレン／ポリアミド、ポリプロピレン／ナイロン、ポリプロピレン／ポリアミド、エチレンビニルアセテート／ポリエチレン、エチレンビニルアセテート／ポリプロピレン、ポリビニルアルコール／ポリエチレン、ポリビニルアルコール／ポリプロピレン、エチレン−ビニルアルコール共重合体／ポリエチレン、およびエチレン−ビニルアルコール共重合体／ポリプロピレンから選択される組み合わせである、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記一対のフィルム基材を重ね合わせた後に、加熱しながら両フィルム基材を押圧する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
押圧をヒートローラで行う、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記一対のフィルム基材を重ね合わせて押圧した後に、いずれか一方のフィルム基材側から電子線照射を行う、請求項２に記載の方法。
【請求項１１】
前記電子線の照射強度が、２５〜７５０ｋＧｙである、請求項１〜１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記電子線の照射を、３０〜３００ｋＶの加速電圧において行う、請求項１〜１１に記載の方法。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法により異種材料からなるフィルムどうしを接着させた積層体。
【請求項１４】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法を用いて包装体を製造する方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の方法により得られた包装体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−１３６４９２（Ｐ２０１１−１３６４９２Ａ）
【公開日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２９８２６１（Ｐ２００９−２９８２６１）
【出願日】平成２１年１２月２８日（２００９．１２．２８）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２８日（２００９．１２．２８）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
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