JP3784592B2

JP3784592B2 - 熱融着方法並びに熱融着用加熱装置

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Publication number: JP3784592B2
Application number: JP28965899A
Authority: JP
Inventors: 陽一郎津名; 強内藤; 栄三野; 修竹内
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1999-10-12
Filing date: 1999-10-12
Publication date: 2006-06-14
Anticipated expiration: 2019-10-12
Also published as: JP2001105498A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、容器用構成材料の熱融着方法並びにこの方法に用いられる加熱装置、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、ポリエステル部分からなる表面とを同時に熱融着する方法とそのための加熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
乳飲料、果実飲料、酒など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ことなどから、従来、紙を基材とし、内面をポリオレフィン類などで加工した容器構成材料が採用されている。
【０００３】
このような容器構成材料のうち、例えば図４に示されるような胴部を有する容器においては、特に内容物が酒などの場合、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、図４（Ａ）で示す部分は、図５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込んでおく方法が通常採用されている。したがって、図中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。
【０００４】
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採用されていた。しかしながら、容器内面にポリオレフィンを採用した場合、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、味など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し出し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。
【０００５】
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採用されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のごと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にヒートシールをおこなおうとしても、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などであぶり、加熱溶融した後、重ね合わせ融着する、いわゆるフレーム処理が行われるが、前記のごとく、一方の表面が二種以上の材質、すなわち、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、図５におけるＸの部分の接着が不十分であった。更に、この直接火炎を接触させる手段では、直火の局部加熱により熱ダメージを紙が受け、紙を主体とする構成材料の熱融着後の品質を一定に保てない欠点がある。
【０００７】
また、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として、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フレーム処理した後にホットエアー処理し、一方、ポリエステル表面をホットエアー処理し、次いで該両面を互いに圧着して熱融着する方法が提案されている。しかし、この手段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することにより、ポリエステル部分が酸化または、加水分解され、ポリエステル同志の熱融着性に悪影響を及ぼすという欠点があった（一例として特公平７−７７７７０号公報参照）。この酸化反応は次のとおりである。ＣｍＨｎ＋Ｏ₂→ｍＣＯ₂＋１／２Ｈ₂Ｏ
【０００８】
また、以上考察してきたように、従来の熱融着手段のうちホットエアー処理のための具体的な構造は、電熱ヒーターにエアーを吹き込んて熱風を発生させ、その熱風を走行する紙を主体とした構成材料に吹きつけることによりポリオレフィン部分及びポリエステル部分を溶融させるようにしていた。しかし、ブロアーの風圧がヒーター保護の上から３ｍｍＡｑといった、ほんのゆらぎ程度の風圧でしか供給できなかったために、ラインスピードが１１０ｍ／ｍｉｎと大変遅く、かつ、ホットエアーの供給時間も１．５秒以上でないと所期の好ましい熱融着が得られず、熱容量が低く生産速度が上がらなかったり、熱源が電気であるためコストアップを招来するなどの欠点もあった。
【０００９】
従って、この発明は、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良好な接着強度をもって熱融着できるようにすることと、併せて低廉なコストで品質の安定した製品を高速で生産できるようにすることを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、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並びに前記ポリエステル表面に共に、５０ｍ／ｓ〜７０ｍ／ｓの高速で２００ｍｍＡｑの風圧でかつ５００〜８００゜Ｃの高温の熱風を吹きつけてこれらを溶融させ、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ものである。
【００１１】
また、請求項２記載の発明は、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、該両面で熱融着する方法に採用される熱融着用加熱装置であって、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とポリエステル表面とに向けて熱風を吹きつけるための複数個の熱風吹き出し部と、これら複数個の熱風吹き出し部の夫々に向けて５０ｍ／ｓ〜７０ｍ／ｓの高速で２００ｍｍＡｑの風圧でかつ５００〜８００゜Ｃの高温の熱風を供給する熱源部を前記複数個の熱風吹き出し部夫々に対応して備え、これら熱風吹き出し部と熱源部を夫々熱風供給配管で接続してあることを特徴とするものである。
【００１２】
【発明実施の形態】
以下に本発明を更に詳細に説明する。
図３（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の熱融着方法による容器胴部の製造の一例を示す概略工程図である。図３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、図３（Ａ）に示すように、端部４のポリオレフィン部分並びにポリエステル部分を共に、熱風吹き出し部の一例である熱風処理ノズル５から吹き出される熱風により加熱溶融し、更にこの積層体フィルム１の移送方向下手に設けられた今一つの熱風処理ノズル６により再度熱風処理する。一方、ポリエステル面の他の端部も、積層体フィルム１の移送方向に沿って設けられた前後一対の熱風処理ノズル７，８による熱風処理が施される。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を内側に折り込み、その外面と、図３（Ｂ）に示すような熱風処理した他の一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い、図３（Ｃ）に示すような接着された容器胴部を得る。
【００１３】
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とポリエステル表面を共に熱風処理するのは、それらの表面部分を軟化溶融させるために行われる。このような熱風処理としては、図１の概念図に示すような熱源部としての熱融着加熱装置が採用される。この熱融着加熱装置９による熱風発生の具体的な構成は、例えば給気ファン１０より圧送された空気を熱風発生炉１１内に送り、この供給空気をこの熱風発生炉１１に接続されたガス燃焼炉１２でＬＰＧや都市ガスなどを燃焼することによって得られた熱で加熱することによって得る。この熱風発生炉１１では送り込まれた空気は約５００〜８００°Ｃまで昇温される。
【００１４】
更に具体的には、ガス燃焼炉１２にはガス供給配管１３を介して送り込まれるＬＰＧや都市ガスを炉内バーナー１４で直接燃焼させる。また、熱風発生炉１１から前記熱風処理ノズル５（６，７，８）に熱風供給配管１５が接続されていて、この熱風発生炉１１の高温の熱風が熱風処理ノズル５（６，７，８）に送られ、５０ｍ／ｓ〜７０ｍ／ｓの高速で積層フィルム１に吹き付けられる。このような熱風処理によると、ポリオレフィン部分並びにポリエステル部分を酸化反応させることなく瞬間的に若しくはほとんど瞬間的に溶融できる。前記熱風処理ノズル５（６，７，８）のダクト１６には、その積層体フィルム１の移送方向の前後で所定間隔を開けて、前記熱風供給配管１５につながる一対の熱風供給分岐管１７が接続され、熱風処理ノズル５（６，７，８）の全域から均等な圧力、風量そして風速で熱風が吹き出るように構成されている。つまり、熱風処理ノズル５（６，７，８）と熱風発生炉１１を分離して、両者の間を熱風供給配管１５で接続することによって、この熱風供給配管１５にバッファー（緩衝器）としての機能を発揮させることができ、その結果風量、風速、風圧ともにムラがなく均一で理想的な熱風を得ることができる。
【００１５】
なお、図１中１８は前記給気ファン１０から熱風発生炉１１へ大気を送り込むための送気配管、１９はガス燃焼炉１２へ燃焼用空気を供給するために給気ファン１０から分岐させた送気用分岐配管である。
【００１６】
本発明においては、少なくとも前記両面を熱風処理した後、好ましくは速やかに両面を重ねて圧着して熱融着を行い、軟化状態の両面を接着する。この際、圧着は０．０５Ｋｇ／ｃｍ²以上の圧力で行うことが好ましい。
【００１７】
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、例えば図５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、ポリプロピレンなどが用いられ、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い。ヒートシール性ポリエステル樹脂としては、例えばガラス移転温度Ｔｇが５０〜１５０°Ｃ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。
【００１８】
ガラス移転温度Ｔｇが５０°Ｃ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などに樹脂が軟化ベタツキによるブロッキングなどが発生し作業上問題になる場合があり、ガラス移転温度が１５０°Ｃ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、脆いという欠点有している。
【００１９】
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。
【００２０】
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）主としてテレフタル酸を含む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。
【００２１】
テレフタル酸と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など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などの脂環族ジカルボン酸；アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸など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−オキシカプロン酸などのオキシ酸などが挙げられる。
【００２２】
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）ベンゼンなどのグリコール類などが挙げられる。
【００２３】
変性ポリオレフィンとしてはエチレンとの共重合体、又は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などが挙げられる。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。
【００２４】
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、着色剤などを含有してもよい。このような核剤としては２〜１０μｍの粒状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、高密度のポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、ポリプロピレンなどが挙げられ、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、二酸チタン、グラスファイト、粉末ガラス、粉末金属などが挙げられる。
【００２５】
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。
【００２６】
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とは、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、他方の面側に図５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。図５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／ポリエチレンなど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５〜６０μｍ、５〜５０μｍが好ましい。
【００２７】
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などが挙げられる。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などが挙げられる。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体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などが挙げられる。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−ウレタン系接着剤などが挙げられ、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などが挙げられる。
【００２８】
金属箔のクラックによる内容物の透過を防止するなどのために、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に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倍二軸延伸ポリエステル樹脂又は二軸延伸ナイロン樹脂を採用するのが好ましい。
【００２９】
また本発明に係る積層体フィルム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であれは特に限定はないが、好ましくは基材の層構成中に紙を含むものが望ましい。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、耐酸紙などを採用するのが好ましい。
【００３０】
前記紙上には飲料の浸透防止など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を採用するのが好ましい。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、アイオノマー樹脂などにより上記紙上に設けられる。また、金属箔のかわりに、ガラス蒸着を施したプラスチックフィルムを用いることもできる。
【００３１】
本発明の熱融着方法並びに熱融着用加熱装置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、スープ類などを内容物とする種々の形態の容器が挙げられる。
【００３２】
【作用】
請求項１記載の容器の熱融着方法において、ポリオレフィンもポリエステルも共に５０ｍ／ｓ〜７０ｍ／ｓの高速で２００ｍｍＡｑの風圧でかつ５００〜８００゜Ｃの高温の熱風を吹きつけて溶融させて接着を行うことによって、従来のフレーム処理と違って、ポリエステル部分が酸化または、加水分解されるおそれが全くなくなり、ポリエステル同志の熱融着性が格段に改善され、熱ダメージを紙が受けるおそれもなくなる。また、ホットエアー処理と違って、熱源部で得られる熱風温度が５００〜８００°Ｃであり、しかも、ヒーター保護を考慮する必要が全く無くなるので、熱風吹き出し部からは５０〜７０ｍ／ｓの高速度で熱風を積層体フィルム表面に供給でき、積層体フィルム１が搬送ライン上を１９０ｍ／ｍｉｎのスピードで移行しても、わずか１秒以内でこの積層体フィルム１の表面温度を１３０〜１５０°Ｃに昇温することができた。
【００３３】
また、請求項２記載の熱融着用加熱装置において、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とポリエステル表面とに向けて熱風を吹きつけるための複数個の熱風吹き出し部と、これら複数個の熱風吹き出し部の夫々に向けて５０ｍ／ｓ〜７０ｍ／ｓの高速で２００ｍｍＡｑの風圧でかつ５００〜８００゜Ｃの高温の熱風を供給する熱源部と分離し、しかも複数個の熱風吹き出し部に対応して夫々前記熱源部を備え、これら複数個の熱風吹き出し部とこれらに夫々対応して設けられる前記熱源部を熱風供給配管で接続させることによって、この熱風供給配管をバッファー（緩衝器）としてうまく機能させることができる。
【００３４】
また、この熱融着用加熱装置においては、請求項３記載のように、熱源部を給気ファンとバーナーを備えたガス燃焼炉からなる熱風発生炉で構成することができる。
構成が簡素である上に、燃費の低減に貢献できるからである。
【００３５】
更に、この熱融着用加熱装置においては、請求項４記載のように、熱風吹き出し部はライン状の熱風吹き出し口で構成されたノズルであるのが望ましい。
熱風の吹き出し範囲を、所定の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に的確に絞って行え、この部位を的確に熱溶融させ、周辺部位に不必要な熱ダメージを与えるおそれを可及的になくすことができるからである。
【００３６】
【実施例】
先ず、本発明に採用される積層体フィルムの具体構成を説明する。
下記層構成を有する積層体フィルムの一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、図５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り返し幅８ｍｍで折り返し、ポリエステル面２とポリエチレン面３からなる表面を有する積層体フィルム１を作成した。層構成は以下のとおりである。
ポリエステル層２０（ＰＥＴ，厚さ６０μｍ）／２軸延伸ポリエステル２１（ＯＰＥＴ，厚さ１２μｍ）／アルミニウム箔２２（Ａｌ，厚さ９μｍ）／アイオノマー２３（厚さ２０μｍ）／紙２４（坪量３２０ｇ／ｍ²）／ポリエチレン層２５（ＰＥ，厚さ２０μｍ）
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）ＰＴＸ２０７（三井・デュポンポリケミカル社製）を用いた。
【００３７】
次に、上記の構成を備える積層体フィルム１に熱風処理を施す，熱源部９である熱融着加熱装置１０９の具体構成を説明する。
図２，図３（Ａ）に示されるように、積層体フィルム１の搬送ライン２６を挟んで、上方と下方とに、この搬送ライン２６の搬送方向に沿ったライン状の熱風処理ノズル５，６，７，８が搬送ライン２６上を搬送される積層体フィルム１に向けて、前後一対づつ設けられている。下方の熱風処理ノズル５，６は、ポリエチレン部分とポリエステル部分からなる表面３に対応してこの搬送ライン２６の他側に、また、上方の熱風処理ノズル７，８はポリエステル面２に対応してこの搬送ライン２６の一側に設けられている。
【００３８】
この熱風処理ノズル５，６，７，８それぞれには、図２に示すように熱風を供給する熱風発生炉１１１がそれぞれ接続されている。この熱風発生炉１１１には、当該炉１１１内に大気を送り込む給気ファン１１０が給気配管１１８を介して接続されているとともに、ＬＰＧ（或いは都市ガス）を炉内バーナー１１４で燃焼させてその高温燃焼ガスを当該炉１１１内に送り込むガス燃焼炉１１２が接続されている。また、前記給気ファン１１０からはこのガス燃焼炉１１２に大気を供給する送気用分岐配管１１９が設けられていて、給気ファン１１０から送り出される大気の一部を燃焼用空気としてこのガス燃焼炉１１２内に供給するように構成されている。
【００３９】
前記熱風発生炉１１１から前記熱風ノズル５，６，７，８それぞれに向かって熱風供給配管１１５がそれぞれ延設されている。この熱風供給配管１１５の延設端は二本に分岐された熱風供給分岐管１１７を介して熱風ノズル５，６，７，８のダクト１１６に接続されている。供給された熱風がダクト１１６内において、その量、圧、熱量ともに可及的に均等になるようにするためである。
【００４０】
次に上記実施例構造の具体的な作用を詳述する。
先ず、熱源部９である熱融着加熱装置１０９を作動させ、熱風発生炉１１１内で７００°Ｃの熱風を得、これを熱風供給配管１１５を介して各熱風処理ノズル５，６，７，８に供給するとともに、上記作成した積層体フィルム１を、図１〜図３（Ａ）に示すように、ライン上を１９０ｍ／ｍｉｎのスピードで搬送し、この搬送される積層体フィルム１のポリエステル面とポエチレン面とからなる表面３と一方のポリエステル面２に対して、前記熱風処理ノズル５，６，７，８から熱風を風圧２００ｍｍＡｑ、風速６０ｍ／ｓの高圧、高速で吹き付けて熱風処理を行った。次いで、熱風処理した両面を０．２Ｋｇ／ｃｍ³の圧力で圧着し、熱融着を行った。
【００４１】
ポリエチレン及びポリエステルの軟化点（融点）は１３０°Ｃであるため、積層体フィルム１の表面温度を少なくとも１３０〜１５０°Ｃにさせる必要がある。従来のホットエアー処理の熱源は電気ヒーターを採用していて、ホットエアーそのものの温度は７００°Ｃほどに昇温される。しかし、積層体フィルム１にこのホットエアーを吹き付けるに際しては、ブロアーの風圧がヒーター保護の上から３ｍｍＡｑといった、ほんのゆらぎ程度の風圧でしか供給できなかった。その結果、この従来の構造ではラインスピードが１１０ｍ／ｍｉｎと大変遅く、かつ、ホットエアーの供給時間も１．５秒以上でないと所期の好ましい熱融着温度まで積層体フィルム１の表面を昇温できなかった。
【００４２】
このような従来のホットエアー処理構造に比べて、本発明に係るこの熱融着加熱装置１０９では、熱風発生炉１１１内で得られる熱風温度が５００°Ｃ〜８００°Ｃであり、しかも、ヒーター保護を考慮する必要が全く無くなるので、給気ファン１１０から圧力を効果的に働かせて、この熱風は熱風処理ノズル５，６，７，８から５０〜７０ｍ／ｓの高速度で供給できるようになった。その結果、積層体フィルム１が搬送ライン上を１９０ｍ／ｍｉｎのスピードで移行しても、わずか１秒以内でこの積層体フィルム１の表面温度を１３０〜１５０°Ｃの所期の望ましい温度に昇温することができた。
【００４３】
また、熱風処理ノズル５，６，７，８と熱風発生炉１１１とを分離し、両者を熱風供給配管１１５で接続するようにしたことにより、この熱風供給配管１１５をバッファー（緩衝器）としてうまく機能させることができ、その結果、熱風処理ノズル５，６，７，８には均一で安定した、しかも高カロリーの熱風を供給できるようになった。
【００４４】
全体として見ると、従来の各種構成と対比して、品質の安定した製品を、生産スピードを約６０％も向上しながら得られることがわかった。また、フレーム処理のような酸化反応がなくなるから、対象製品のヴァリエーションも豊富になり幅広い生産展開が可能になった。更に、光熱量も１／５にも低減できた。
【００４５】
なお、図１中２７、図２中１２７は給気ファン１０、１１０からガス燃焼炉１２、１１２にわたって設けられている送気用分岐配管１９，１１９内に装備されたバタフライ弁である。また、図１中２８、図２中１２８は前記ガス供給配管１３、１１３の管路途中に設けられた絞り弁である。したがって、前記熱風発生炉１１、１１１から延設された熱風供給配管１５、１１５内の温度を検知するセンサー２９、１２９とこれら両弁２７、２８，１２７、１２８とを連動連結させることによって、熱風発生炉１１、１１１内の温度の高低をこのセンサーで検知し、その出力情報に基づいて前記両弁の開閉度合いを種々制御させることによって、この熱風発生炉１１、１１１から熱風処理ノズル５，６，７，８に供給される熱風の温度を所期通りの範囲に保つようにすることもできる。
【００４６】
また、本発明における、熱源部９は本発明実施例の熱融着加熱装置１０９に対応し、給気ファン１０は給気ファン１１０に、熱風発生炉１１は熱風発生炉１１１に、ガス燃焼炉１２はガス燃焼炉１１２に、ガス供給配管１３はガス供給配管１１３に、炉内バーナー１４は炉内バーナー１１４に、熱風供給配管１５は熱風供給配管１１５に、ダクト１６はダクト１１６に、熱風供給分岐管１７は熱風供給分岐管１１７に、給気配管１８は給気配管１１８に、送気用分岐配管１９は送気用分岐配管１１９に、バタフライ弁２７はバタフライ弁１２７に、絞り弁２８は絞り弁１２８に、温度検知センサー２９は温度検知センサー１２９にそれぞれ対応する。
【００４７】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係る熱融着方法により、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により、良好な接着強度をもって熱融着できる。殊に、従来のフレーム処理やホットエアー処理と違って、熱ダメージを紙に与えたり、ポリオレフィン及びポリエステルの酸化反応が生じるおそれがなく、熱融着後の製品の品質を常に一定にでき、対象製品のヴァーリエーションも豊富になり、幅広い生産展開が可能になり、併せて短時間で高能率に接着部位を昇温して熱溶融できるので、生産スピードを従来のものに比べて６０％もレベルアップでき、生産性を格段に向上でき、また、製造コストの低減にも大きく貢献することができるようになった。
【００４８】
また、本発明に係る熱融着用加熱装置は、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とポリエステル表面とに向けて熱風を吹きつけるための複数個の熱風吹き出し部と、これら複数個の熱風吹き出し部の夫々に向けて５０ｍ／ｓ〜７０ｍ／ｓの高速で２００ｍｍＡｑの風圧でかつ５００〜８００゜Ｃの高温の熱風を供給する熱源部と分離し、しかも複数個の熱風吹き出し部に対応して夫々前記熱源部を備え、これら複数個の熱風吹き出し部とこれらに夫々対応して設けられる前記熱源部を熱風供給配管で接続させることによって、この熱風供給配管をバッファー（緩衝器）としてうまく機能させることができるので、熱風吹き出し部には均一で安定した、しかも高カロリーの熱風を供給でき、ポリオレフィン及びポリエステルを瞬時若しくは準瞬時に溶融でき、熱融着後の製品の品質を常に一定にでき、品質の安定した製品を高速で生産できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明熱融着用加熱装置の概念図である。
【図２】本発明熱融着用加熱装置の具体的な一実施例の説明図である。
【図３】本発明熱融着方法の一実施例を示す概略工程図である。
【図４】本発明方法並びに装置により作成される容器の一例の胴部を示す概略斜視図である。
【図５】図４のＡ部拡大断面図であり、本願発明の方法並びに装置により接着される部分の一例を示す。
【符号の説明】
１…積層体フィルム、２…ポリエステル表面，３…ポリオレフィン表面，４…一方の端部，５、６、７、８…熱風吹き出し部，９、１０９…熱源部，１０、１１０…給気ファン，１１、１１１…熱風発生炉，１２、１１２…ガス燃焼炉，１４、１１４…炉内バーナー，１５、１１５…熱風供給配管。

Claims

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並びに前記ポリエステル表面に共に、５０ｍ／ｓ〜７０ｍ／ｓの高速で２００ｍｍＡｑの風圧でかつ５００〜８００゜Ｃの高温の熱風を吹きつけてこれらを溶融させ、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。
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、該両面で熱融着する方法に採用される熱融着用加熱装置であって、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とポリエステル表面とに向けて熱風を吹きつけるための複数個の熱風吹き出し部と、これら複数個の熱風吹き出し部の夫々に向けて５０ｍ／ｓ〜７０ｍ／ｓの高速で２００ｍｍＡｑの風圧でかつ５００〜８００゜Ｃの高温の熱風を供給する熱源部を前記複数個の熱風吹き出し部夫々に対応して備え、これら熱風吹き出し部と熱源部を夫々熱風供給配管で接続してあることを特徴とする熱融着用加熱装置。
熱源部が給気ファンとバーナーを備えたガス燃焼炉からなる熱風発生炉である請求項２記載の熱融着用加熱装置。
熱風吹き出し部がライン状の熱風吹き出し口で構成されたノズルである請求項２記載の熱融着用加熱装置。