(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層材料を製造するための合成樹脂製又は植物由来樹脂製の少なくとも２枚の膜状物を向かい合わせる工程と、
該膜状物が向かい合う内側に水を介在させる工程と、
該膜状物を、水を介して密着させて積層体を得る工程と、
かつ、
前記密着した積層体を、加熱手段を備えた少なくとも一対の加圧ロール間に通して加熱加圧し、該積層体を連続的に合体接着させる工程とを有し、
前記合体接着させる工程が少なくとも２つの工程からなり、
先の工程が、一対の加圧ロールによって前記密着した積層体を加圧して、該積層体の間の気泡と一部の水を排除する工程であり、
後の工程が、加熱ロールとゴムロールとによって前記密着した積層体を加熱加圧して、該積層体を合体接着させる工程である
ことを特徴とする積層材料の製造方法。
【請求項２】
前記積層体が２層からなり、膜状物の一方がフィルムであり他方がシートであるか、又は、前記膜状物の両方がフィルムであることを特徴とする請求項１に記載の積層材料の製造方法。
【請求項３】
前記積層体が３層からなり、中間の膜状物がシートであり、該シートの両面側の膜状物がフィルムであることを特徴とする請求項１に記載の積層材料の製造方法。
【請求項４】
積層材料を製造するための合成樹脂製又は植物由来樹脂製の少なくとも２枚の膜状物を向かい合わせる手段と、
該膜状物の間に水を付与する手段と、
該膜状物を、水を介して密着させて積層体を得る手段と、
かつ、
前記密着した積層体を、加熱手段を備えた少なくとも一対の加圧ロール間に通して加熱加圧し、該積層体を連続的に合体接着させる手段とを有し、
前記合体接着させる手段が少なくとも２つの手段を備え、
１の手段が、一対の加圧ロールによって前記密着した積層体を加圧して、該積層体の間の気泡と一部の水を排除する手段であり、
２の手段が、加熱ロールとゴムロールとによって前記密着した積層体を加熱加圧して、該積層体を合体接着させる手段である
ことを特徴とする積層材製造装置。
【請求項５】
前記積層体が２層からなり、膜状物の一方がフィルムであり他方がシートであるか、又は、前記膜状物の両方がフィルムであることを特徴とする請求項４に記載の積層材製造装置。
【請求項６】
前記積層体が３層からなり、中間の膜状物がシートであり、該シートの両面側の膜状物がフィルムであることを特徴とする請求項４に記載の積層材製造装置。
【請求項７】
請求項１〜３のいずれかに記載の積層材料の製造方法により製造されたことを特徴とする積層材料。
【請求項８】
請求項７に記載の積層材料からなることを特徴とする容器。
【請求項９】
請求項８に記載の容器で包装されたことを特徴とする包装体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接着剤を全く使用しない積層材料の製造方法、及びこれを可能とする積層材製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
合成樹脂製又は植物由来樹脂製フィルムと、合成樹脂製又は植物由来樹脂製シートとを貼り合わせる手法としては、ドライラミネーション、押出ラミネーション、サーマルラミネーション等の手法が挙げられる。
【０００３】
ドライラミネーションは、溶媒で溶解した接着剤をいずれかの基材に塗布し、乾燥ゾーンにて乾燥した後、もう一方の基材と加熱ロールで加圧して貼り合わせる手法である。また、押出ラミネーションは、アンカーコート剤（ＡＣ剤）を片方又は両方の基材に塗布し、その基材と貼り合わせるもう一方の基材との間に溶融押出機で溶融した樹脂を押出し、冷却ロールで加圧して貼り合わせる手法である。
【０００４】
これらの手法では、一方の基材の被接着面に溶剤系接着剤または水性接着剤を塗布し乾燥により溶剤又は水を蒸散させて、他方の基材の被接着面と重ね合わせて転圧を加えて巻き取り、エージングを行っており、例えば特許文献１に示されるように接着剤が必ず使用されている。
【０００５】
しかし、基材同士の積層において溶剤系接着剤を使用する場合は、大気汚染の原因になり、大気圏で分解して地球温暖化の原因となる炭酸ガスを生成して堆積することになり、積層ウエブの被接着面に残留して被包装物に臭いを与えるという問題がある。また溶剤系接着剤の使用は、例えば埼玉県条例によれば揮発したトルエン等の溶剤の回収を条件としており、回収できないときは使用不可とする、規制になっている。そこで、水性接着剤の使用が進んでいるが、水が溶媒であり、バインダーポリマーの種類が限定されてくるという問題がある。
【０００６】
さらに溶剤系接着剤と水性接着剤は、いずれの場合も、５００ｍｍ幅で１０００ｍの面積に対して５リットル位の量を使用しており、包材の積層工程において大きなコストを占めている。
【０００７】
また、上記のサーマルラミネーションは、熱接着性を有する基材面同士を熱圧着により貼り合わせる手法である。この手法では、基材を選択することによって接着剤を使用せずに基材同士を貼り合わせることが可能であるが、基材間に気泡が入ることによって透明性が悪化することがあり、また、接着の強度を高くするためには高熱で処理しなければならないという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−２３７６６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑みて、接着剤を全く使用せずに、透明性、接着強度、かつ再利用性に優れた積層材料の製造方法を提供することを課題とする。
又、本発明は、接着剤を全く使用しない積層材料の製造方法であることにより、接着剤のランニングコストがかからず、更に、大気汚染の原因を解消し、地球温暖化の原因となる炭酸ガスを生成する原因物質の排出を無くし、被包装物に臭いを与えることになっている原因物質が積層ウエブの接着面に残留するのを無くし、揮発したトルエン等の溶剤の回収を条件としている埼玉県条例の規制に見られるように溶剤系接着剤の使用の撤廃に対応することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意探求を重ねた結果、基材同士を熱圧着させる際に、基材間に水を介在させることが有効であることを見出し、本発明を完成させた。すなわち、本発明は以下の構成を有する。
【００１１】
（１）積層材料を製造するための合成樹脂製又は植物由来樹脂製の少なくとも２枚の膜状物を向かい合わせる工程と、
該膜状物が向かい合う内側に水を介在させる工程と、
該膜状物を、水を介して密着させて積層体を得る工程と、
かつ、
前記密着した積層体を、加熱手段を備えた少なくとも一対の加圧ロール間に通して加熱加圧し、該積層体を連続的に合体接着させる工程とを有し、
前記合体接着させる工程が少なくとも２つの工程からなり、
先の工程が、一対の加圧ロールによって前記密着した積層体を加圧して、該積層体の間の気泡と一部の水を排除する工程であり、
後の工程が、加熱ロールとゴムロールとによって前記密着した積層体を加熱加圧して、該積層体を合体接着させる工程である
ことを特徴とする積層材料の製造方法。
（２）前記積層体が２層からなり、膜状物の一方がフィルムであり他方がシートであるか、又は、前記膜状物の両方がフィルムであることを特徴とする上記（１）に記載の積層材料の製造方法。
（３）前記積層体が３層からなり、中間の膜状物がシートであり、該シートの両面側の膜状物がフィルムであることを特徴とする上記（１）に記載の積層材料の製造方法。
（４）積層材料を製造するための合成樹脂製又は植物由来樹脂製の少なくとも２枚の膜状物を向かい合わせる手段と、
該膜状物の間に水を付与する手段と、
該膜状物を、水を介して密着させて積層体を得る手段と、
かつ、
前記密着した積層体を、加熱手段を備えた少なくとも一対の加圧ロール間に通して加熱加圧し、該積層体を連続的に合体接着させる手段とを有し、
前記合体接着させる手段が少なくとも２つの手段を備え、
１の手段が、一対の加圧ロールによって前記密着した積層体を加圧して、該積層体の間の気泡と一部の水を排除する手段であり、
２の手段が、加熱ロールとゴムロールとによって前記密着した積層体を加熱加圧して、該積層体を合体接着させる手段である
ことを特徴とする積層材製造装置。
（５）前記積層体が２層からなり、膜状物の一方がフィルムであり他方がシートであるか、又は、前記膜状物の両方がフィルムであることを特徴とする上記（４）に記載の積層材製造装置。
（６）前記積層体が３層からなり、中間の膜状物がシートであり、該シートの両面側の膜状物がフィルムであることを特徴とする上記（４）に記載の積層材製造装置。
（７）上記（１）〜（３）のいずれかに記載の積層材料の製造方法により製造されたことを特徴とする積層材料。
（８）上記（７）に記載の積層材料からなることを特徴とする容器。
（９）上記（８）に記載の容器で包装されたことを特徴とする包装体。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の積層材料の製造方法により、接着剤を全く使用せずに、水を介在させることで一定の水膜を凹凸のあるフィルム・シートの基材面に形成し、気泡の侵入を抑制し、接着後積層シートの透明性を向上させる。また、加熱圧着時に水を介在させ、加熱ロールを通過させることでフィルムを軟化させ、向かい合うシートの凹凸に沿わせて水と気泡を排除し、面々間の距離を限りなく近づけることによって接着力を向上させるとともに、接着後積層シートの透明性を一層向上させることができる。更に、樹脂製フィルムと樹脂製シートとを加熱圧着する際に水を介在させて面々間の距離を近づけることにより、互いの溶着に必要な熱量を減少させ、より低い接着温度での接着を可能とし、また、水を介在させない場合に比べ、同一温度下での接着強度を高めることができる。更に、本発明の積層材料の製造方法により製造された積層材料からなる容器は、接着剤を使用していなため不純物を含まないのでリサイクル性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る積層材製造装置の一例の概略を表す図である。
【図２】実施例１における各積層シートのラミネート強度を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明に係る積層材料の製造方法は、積層材料を製造するための合成樹脂製又は植物由来樹脂製の少なくとも２枚の膜状物を向かい合わせる工程と、該膜状物が向かい合う内側に水を介在させる工程と、該膜状物を、水を介して密着させて積層体を得る工程と、かつ、前記密着した積層体を、加熱手段を備えた少なくとも一対の加圧ロール間に通して加熱加圧し、該積層体を連続的に合体接着させる工程とを有することを特徴とする。
そして、上記膜状物はシート又はフィルムであり、積層体は少なくともフィルムを有してなる。また、シートが他の膜状物と接する場合には、当該他の膜状物はフィルムである必要があるが、フィルムが他の膜状物と接する場合には、当該他の膜状物はシートであってもフィルムであってもどちらでも構わない。
なお、本発明において、フィルムとは３μｍ以上、１００μｍ以下の膜状物をいい、シートとは１００μｍ超、１０００μｍ以下の膜状物をいうものと定義する。
【００１５】
本発明の積層材料の製造方法においては、上記のように、フィルムとシートとの積層に限られず、フィルム同士を積層することも可能である。以下では、フィルムとシートの場合を例にして説明するが、フィルム同士を積層する場合にも同様の方法により積層材料を製造することができる。
また、本発明においては、フィルム同士、又はフィルムとシートとは互いにヒートシール性を有することを必要とするが、ヒートシール性がない場合には、それぞれの膜状物の間に合成樹脂又は植物由来樹脂を塗布してヒートシール性を付与すればよい。本願明細書ではこのようなヒートシール性のない膜状物に合成樹脂又は植物由来樹脂を塗布してヒートシール性を付与して得られる膜状物をも含めてヒートシール性を有する膜状物という。
【００１６】
上記フィルムとシートとを熱圧着させる際に、フィルムとシートとが向かい合う内側に水を介在させることで、積層材料の透明性を高めることができる。これは、フィルム及びシートの凹凸面を平滑化し気泡の侵入を抑制するとともに、加熱加圧することでフィルム及びシートを軟化させ、水と気泡を面々間から排除することによる。接着面の気泡が大幅に削減されることで接着後の積層材料の透明性が向上し、印字等の表示をクリアにすることができる。
【００１７】
また、フィルムとシートとの間に水を介在させると、水を介在させない場合に比べて低温度での溶着が可能となる。そして、フィルムとシートとの間に水を介在させると、水を介在させずに同じ温度で溶着させた積層材料と比べて、基材間の接着強度を向上させることができる。
【００１８】
上記本発明の積層材料の製造方法により得られた積層材料は接着剤等の不純物を含まないため再利用性に優れた積層材料である。一般に、積層材料を硬質容器として利用する場合には成形加工が行われるが、このときにいわゆる抜きロスが生じる。また、袋として利用する場合には製袋加工が行われるが、その過程においても端材が生じる。これら容器部分とならなかった端材は、回収して再利用したとしても接着剤等の不純物を含むことにより品質低下の原因となるため、廃棄されることが多かった。
これに対して本発明の積層材料の製造方法は、再利用時に不純物の原因となる接着剤等を全く使用しないため、成形加工時や製袋加工時に生じた端材を良好に再利用することができ、コストを大幅に削減することができる。また、印刷されたフィルムを使用する場合においても、端材中の印刷部分を除去することによりインク等の不純物を持ち込まないで再利用することができる。同様に、当該容器に内容物が詰められて包装体として使用された後にも、容器のみを回収して再利用することもできる。
【００１９】
上記フィルムとシートとが向かい合う内側に水を介在させる工程において、水は噴霧、滴下等、公知の方法により付与することができる。また、本発明においてはフィルム又はシートの表面の濡れ性を改質しておく必要は特にない。これは、フィルムとシートとの間に付与された水が、加圧ロール間を通過する際に加えられる圧力によってフィルムとシートとの間に均一に拡げられることによる。
【００２０】
上記水はシート側に付与しても、フィルム側に付与してもどちらでも構わない。また、水の量は製造する積層材料の大きさ（幅）に応じて適宜選択すればよく、シート又はフィルム上に水膜が形成される程度に調整することが好ましい。なお、積層材料がロール間を通過する際に余剰分の水は排除されるため、水が過剰に付与されていても構わない。
【００２１】
上記本発明の積層材料の製造方法において用いる水は、純水、イオン交換水、水道水等を問わない。また、水が主体であれば少量の添加物を加えた場合も含まれる。例えば、僅かな量のアルコール、界面活性剤を添加することもある。積層しようとするフィルムの組み合わせによっては接着強度アップに有効である。
【００２２】
本発明に用いることができる合成樹脂製又は植物由来樹脂製のフィルムとしては、例えば、Ｏ−ＰＥＴ、ＯＰＳ、ＯＰＰ、ＮＹＬＯＮ、ＰＬＡ（ポリ乳酸）が挙げられる。また、フィルムの厚さは、３μｍ〜１００μｍであることが好ましく、９μｍ〜５０μｍであることがより好ましく、１２μｍ〜３０μｍであることが最も好ましい。
【００２３】
また、上記合成樹脂製又は植物由来樹脂製のシートとしては、例えば、Ａ−ＰＥＴ、ＰＰ、ＰＬＡが挙げられる。また、シートの厚さは、１００μｍ〜１０００μｍであることが好ましく、１５０μｍ〜７００μｍであることがより好ましく、２００μｍ〜５００μｍであることが最も好ましい。
【００２４】
上記フィルムとシートとを合体接着させる工程は、少なくとも２つの工程からなり、先の工程が、一対の加圧ロールによって前記密着したフィルムとシートとを加圧して、該フィルムとシートとの間の気泡と一部の水を排除する工程であり、後の工程が、加熱ロールとゴムロールとによって前記密着したフィルムとシートとを加熱加圧して、該フィルムとシートとを合体接着させる工程であることが好ましい。
【００２５】
上記先の工程では、上記フィルムとシートとが密着するように圧力がかかるため、水がフィルムとシートの間により均一に拡がり、これと同時にフィルムとシートとの間の気泡が排除される。更に、水が過剰に付与されていた場合には、加圧ロール間を通過することによってフィルムとシートとが密着し、これによってフィルムとシートとの間の余剰分の一部の水が排除される。このためフィルムとシートとがムラなく均一に密着した状態となり、後の工程で加熱加圧されることによって、均質に合体接着される。
【００２６】
本発明の積層材料の製造方法においては、前記積層体が２層からなる場合には、膜状物の一方をフィルムとし他方をシートとするか、又は、膜状物の両方をフィルムとすることもできる。また、前記積層体が３層からなる場合には、中間の膜状物をシートとし、該シートの両面側の膜状物をフィルムとすることもできる。
【００２７】
本発明に係る積層材製造装置は、合成樹脂製又は植物由来樹脂製の２枚の膜状物を向かい合わせる手段と、該膜状物の間に水を付与する手段と、該膜状物を、水を介して密着させて積層体を得る手段と、かつ、前記密着した積層体を、加熱手段を備えた少なくとも一対の加圧ロール間に通して加熱加圧し、該積層体を連続的に合体接着させる手段とを有することを特徴とする。
そして、上記膜状物はシート又はフィルムであり、積層体は少なくともフィルムを有してなる。また、シートが他の膜状物と接する場合には、当該他の膜状物はフィルムである必要があるが、フィルムが他の膜状物と接する場合には、当該他の膜状物はシートであってもフィルムであってもどちらでも構わない。
【００２８】
本発明の積層材製造装置は、上記のように、フィルムとシートとを積層する構成に限られず、フィルム同士を積層する構成にすることも可能である。以下では、フィルムとシートの場合を例にして説明するが、積層材製造装置が同様の手段を備えていることにより、フィルム同士の積層材料を製造可能な積層材製造装置にすることができる。
【００２９】
前記合体接着させる手段は、少なくとも２つの手段を備え、１の手段が、一対の加圧ロールによって前記密着したフィルムとシートとを加圧して、該フィルムとシートとの間の気泡と一部の水を排除する手段であり、２の手段が、加熱ロールとゴムロールとによって前記密着したフィルムとシートとを加熱加圧して、該フィルムとシートとを合体接着させる手段であることが好ましい。
【００３０】
本発明に係る積層材製造装置の一例の概略を図１に示す。これにより上記本発明の積層材料の製造方法の実施が可能となる。
図１の装置では、フィルムとシートとがそれぞれガイドロールに導かれながら接近して向かい合わされる。そして、フィルムとシートとが向かい合う側のシート上の面に水が付与される。そして、当該向かい合うフィルムとシートとをゴムロール間に通して圧力をかけ、フィルムとシートとを密着させることにより、水を均一に拡げてフィルムとシート間の気泡を排除し、それと同時に余剰分の一部の水も排除される。
続いて加熱ロールとゴムロールとの間を通されることにより加熱圧着され、フィルムとシートとが良好に合体接着される。加熱ロールはフィルム面が通過する側に設けられていることが好ましい。これは、シートを溶かす熱量よりもフィルムを溶かす熱量の方が少なくて済むからである。
【００３１】
本発明の積層材料の製造方法により製造された積層材料は、容器として用いることができる。本発明で容器とは、本発明の積層材料を成形加工して得られる硬質容器と、製袋加工して得られる袋の両者を含む広い概念を意味する。このように容器として用いる場合には、多くの場合積層接着面に印刷が行われる。
【００３２】
しかし、上記のように本発明によれば、水によりフィルムとシートとの間の空気が排除されるためフィルムとシートとの接着強度を高めることができる。更に、フィルムとシートとの間には微小な気泡も残らないため得られた積層材料は透明性に優れ、上記のように印刷面を有する容器として用いられた場合にも印刷面をクリアにすることができる。
【００３３】
本発明の積層材製造装置においては、２層構成の積層材を製造する場合には、膜状物の一方をフィルムとし他方をシートとするか、又は、膜状物の両方をフィルムとする構成にすることもできる。また、３層構成の積層材を製造する場合には、中間の膜状物をシートとし、該シートの両面側の膜状物をフィルムとする構成にすることもできる。
【実施例】
【００３４】
［実施例１］
ラミネーターを用いて以下の表１の構成のサンプルを作製した。ラミネーターの温度目盛りを１〜４まで変更し、それぞれ表２の温度（７０〜１３５℃）でサンプルを作製した。また各々、フィルムとシートの間に水を含ませるもの、含ませないものの２種類のサンプルを作製した。水はフィルムとシートとの間に滴下することにより付与した。
【００３５】
【表１】
0005539805.tif 000002
【００３６】
上記で作製した各サンプルのラミネート強度を測定した。
測定条件は、検体幅を１５ｍｍとし、剥離速度３００ｍｍ／ｍｉｎ、剥離角度１８０°で行った。
測定結果を、表２及び図２のグラフに示す。
【００３７】
【表２】
0005539805.tif 000003
【００３８】
上記結果より、一定以上の温度で加熱加圧された場合、水を介在させることにより接着強度を高められることが示された。この傾向は、無地面同士の場合、及び印刷が有る場合のいずれにも見られた。
【００３９】
［実施例２］
２層構成のラミネートシートと３層構成のラミネートシートを作製し、それぞれの透明度を測定した。２層シートの構成は、「Ａ−ＰＥＴシート（２５０μｍ）／Ｏ−ＰＥＴフィルム（１２μｍ）」とし、３層シートの構成は、「Ｏ−ＰＥＴフィルム（１２μｍ）／Ａ−ＰＥＴシート（２５０μｍ）／Ｏ−ＰＥＴフィルム（１２μｍ）」とした。
これらの２種に対してラミネート方法を変えたもの（水と熱・熱のみ・ドライラミネーション（接着剤））を作製し、それぞれ透明性がどれだけ変化するかについて検証を行った。また、それぞれの基材の透明性、及び各基材を接着させずに、重ねただけの状態の透明性も測定した。
なお、水は滴下により付与した。また、ドライラミネーションにおいてはＤＩＣ社製エーテル系接着剤を使用した。
【００４０】
透明性（ヘイズ）測定方法
ＨＧＭ−２Ｂ（スガ試験機製）を用いて、ＪＩＳ Ｋ７１０５準拠にて行った。
【００４１】
測定結果
Ｈaze（曇り度）は、全光線透過率に対する拡散透過率の比として定義され、以下の式により表わされる。
ヘイズ（％）＝１００×拡散透過率（Ｔｄ）÷全光線透過率（Ｔｔ）
測定結果を表３、４に示す。
【００４２】
【表３】
0005539805.tif 000004
【００４３】
【表４】
0005539805.tif 000005
【００４４】
上記のように、２層構成のシート及び３層構成のシートとも、本発明の製造方法により作製した積層シート（表中の「水あり」）は、重ねるのみのもの、サーマルラミネーションにより作製した積層シート（表中の「水なし」）、及びドライラミネーションにより作製した積層シート（表中の「ドライラミ」）よりも透明性が高かった。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明の積層材料の製造方法によって得られた積層材料は透明性及び接着強度に優れるとともに接着剤を使用していないことから再利用性にも優れているため包装材料とし好適に使用することができる。
【図１】
0005539805.tif 000006
【図２】
0005539805.tif 000007