JP2020093447A - ヒートシール用フィルム - Google Patents

Abstract

【課題】生産性を損なうことなく、シール部が発色しないヒートシールを行うことが可能なヒートシール用フィルムの提供。【解決手段】加熱により熱溶着させるためのヒートシール層１０と、加熱により発色する感熱層４０とを有し、ヒートシール層１０のヒートシール温度は、感熱層４０の発色温度より低いヒートシール用フィルム。【選択図】図１

Description

本発明は、ヒートシール用フィルムに関する。

加熱により熱溶着させるためのヒートシール層と加熱により発色する感熱層とを含むヒートシール用フィルムを用い、ヒートシールによって、包装材の製袋を行う方法が提案されている。該方法によると、容易に商品等の包装が可能となる。しかし、ヒートシールにより、シール部の感熱層が発色する場合がある（図３に示すＨＳ１）。シール部の発色は、包装材の美観を阻害する。低温でのヒートシールにより、シール部の発色を防ぐことは可能である。しかし、低温でのヒートシールは時間がかかり、商品等の生産性が低くなる。

特開２０１６−０９３９６１号公報

本発明は上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、生産性を損なうことなく、ヒートシールによりシール部が発色しないヒートシール用フィルムを提供することである。

本発明のヒートシール用フィルムは、加熱により熱溶着させるためのヒートシール層と、加熱により発色する感熱層とを有し、該ヒートシール層のヒートシール温度が、該感熱層の発色温度よりも低い。
１つの実施形態においては、上記ヒートシール層のヒートシール温度が、上記感熱層の発色温度よりも５℃以上低い。
１つの実施形態においては、上記ヒートシール層のヒートシール温度が１１５℃以下であり、上記感熱層の発色温度が１２０℃以上である。
１つの実施形態においては、上記感熱層は、融点が５０℃以上の滑剤を含む。

本発明によれば、生産性を損なうことなく、ヒートシールによりシール部が発色しないヒートシール用フィルムを提供することができる。

本発明の１つの実施形態によるヒートシール用フィルムの概略断面図である。 本発明の１つの実施形態によるヒートシール用フィルムの概略平面図である。 従来構成によるヒートシール用フィルムの概略平面図である。

以下、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。

（ヒートシール用フィルム）
図１は、本発明の１つの実施形態によるヒートシール用フィルムの概略断面図である。図示例のヒートシール用フィルム１００は、ヒートシール層１０と、感熱層４０とを有する。ヒートシール用フィルム１００は、図示例のように、必要に応じて、基材層２０と、アンダー層３０と、中間層５０と、トップ層６０と、印刷層７０とを有していてもよい。本発明の実施形態においては、ヒートシール層１０のヒートシール温度は、感熱層４０の発色温度よりも低い。

本発明の実施形態においては、上記のとおり、ヒートシール層１０のヒートシール温度は感熱層４０の発色温度より低く、好ましくは５℃以上低い。具体的には、ヒートシール層１０のヒートシール温度は好ましくは１１５℃以下であり、より好ましくは９５℃〜１１５℃であり、さらに好ましくは１０５℃〜１１５℃である。感熱層４０の発色温度は好ましくは１２０℃以上であり、より好ましくは１２０℃〜１４０℃であり、さらに好ましくは１２０℃〜１３０℃である。このような構成であれば、図２に示すように、シール部ＨＳ２が発色しないヒートシール用フィルム１００が得られ得る。

（ヒートシール層）
ヒートシール層１０は、ヒートシール層１０同士を互いに密着させた状態で加熱することにより、溶着させることができる。本明細書においては、ヒートシール層が溶着状態となる温度をヒートシール温度とする。この性質を利用して、袋状に形成した包装シートを同様の状態で加熱することにより封緘、すなわちヒートシールすることができる。

ヒートシール層１０は、代表的にはヒートシール性を有する物質で構成される。本発明においては、ヒートシール層１０は、ヒートシール温度が好ましくは１１５℃以下であり、より好ましくは９５℃〜１１５℃であり、さらに好ましくは１０５℃〜１１５℃である物質で構成され得る。ヒートシール層１０を構成する物質としては、ＬＤＰＥ(低密度ポリエチレン)、ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）、ＣＰＰ（無延伸ポリプロピレン）、ＯＰＰ（二軸延伸ポリプロピレン）、ポリオレフィン樹脂（ポリプロピレン、ポリブチレンなど）、オレフィン−酢酸ビニル共重合体（エチレン−酢酸ビニル共重合体など）、オレフィン−（メタ）アクリル酸共重合体（エチレン−（メタ）アクリル酸共重合体、またはその金属架橋物など）が挙げられる。

ヒートシール層１０は、上記樹脂材料からなるフィルムを基材層２０に積層することにより形成してもよいし、上記樹脂材料を、基材層２０を構成する樹脂とともに共押出しすることにより基材層２０上に形成してもよい。また、基材層２０上に、ヒートシール層１０を構成する材料を塗工することにより形成してもよい。

ヒートシール層１０の厚みは、積層や共押出しにより形成する場合は、好ましくは１μｍ〜１００μｍであり、より好ましくは１０μｍ〜３０μｍである。塗工により形成する場合は、好ましくは０．１μｍ〜１０μｍであり、より好ましくは０．５μｍ〜３．０μｍである。

（基材層）
基材層２０は、ヒートシール用フィルム１００の強度を担保する機能を有する。基材層２０は、透明性を有し、包装強度が得られる部材であれば様々な材料を用いることができる。基材層２０を構成する材料としては、例えば、二軸延伸ポリプロピレンフィルム（ＯＰＰフィルム）、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂、ポリスチレンなどのスチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル樹脂、ポリカーボネートなどのカーボネート系樹脂が挙げられる。これらの樹脂は、一種を単独で用いてもよいし、二種以上を組み合わせて使用してもよい。基材層２０は、未延伸フィルムであってもよく、延伸フィルムであってもよい。延伸フィルムは、一軸延伸フィルムおよび二軸延伸フィルムのいずれであってもよい。基材層２０は、単層フィルムであってもよく、多層フィルムであってもよい。さらに、基材層２０は、無色透明であってもよく、有色透明であってもよい。なお、基材層２０の詳細については、特開２０１６−０９３９６１号公報に記載されており、当該公報の記載は、本明細書に参考として援用される。

（アンダー層） アンダー層３０は、基材層２０と感熱層４０との密着性を高めるために設けられている。アンダー層３０は、結着剤を主成分として形成されており、必要に応じて充填剤が用いられている。結着剤および充填剤としては、後述する感熱層４０の結着剤および充填剤として例示したものを用いることができる。

（感熱層）
感熱層４０は、加熱により発色する発色材料を含み、これにより感熱層４０に感熱印字することができる。発色材料としては、加熱により発色可能である限り特に制限されず、単独で発色可能な染料を使用してもよく、透明または淡色の染料（代表的には、ロイコ染料）と、この染料を加熱により発色させることができる顕色剤とを組み合わせて使用してもよい。ロイコ染料と顕色剤とを組み合わせた発色材料は、一般的な感熱記録紙などでも使用されており、入手し易く、汎用性が高い。感熱層４０は、代表的には、図１に示すように、アンダー層３０の上側に配置される。なお、本明細書において、「印刷」というときは、インキや染料等で、トップ層等に直接彩色・図形描写・文字印刷等をすることを指し、「印字」というときは、感熱層を発色させて彩色・図形描写・文字印刷等をすることを指す。

ロイコ染料としては、公知のものが使用でき、例えば、トリフェニルメタンフタリド系、トリアリルメタン系、フルオラン系、フェノチジアン系、チオフルオラン系、キサンテン系、インドフタリル系、スピロピラン系、アザフタリド系、クロメノピラゾール系、メチン系、ローダミンアニリノラクタム系、ローダミンラクタム系、キナゾリン系、ジアザキサンテン系、ビスラクトン系などの各種のロイコ染料が挙げられる。ロイコ染料は、一種を単独で使用してもよいが、二種以上を組み合わせて使用することで、所望の色の印字を行うことができる。

顕色剤としては、酸性物質などの電子受容体が使用できる。顕色剤は、ロイコ染料の種類に応じて、適宜選択でき、公知のものが使用できる。顕色剤としては、例えば、酸性無機物（ベントナイト、ゼオライト、シリカゲルなど）、カルボン酸（ステアリン酸などの脂肪族モノカルボン酸；シユウ酸、マレイン酸などのポリカルボン酸；酒石酸、クエン酸、コハク酸などの脂肪族ヒドロキシカルボン酸；安息香酸などの芳香族カルボン酸など）の他、フェノール性水酸基を有する化合物が例示できる。これらの顕色剤は、一種を単独でまたは二種以上を組み合わせて使用できる。

本発明の実施形態においては、感熱層４０は滑剤を含む。該滑剤の融点は、好ましくは５０℃以上であり、より好ましくは５０℃〜１２０℃である。このような構成であれば、感熱層４０の発色温度が高くなる。その結果、ヒートシール層のヒートシール温度との差が大きくなり、シール部が発色しないヒートシール用フィルムが得られ得る。滑剤としては、ワックス（パラフィンワックス、カルナバワックス等のエステルワックス、ポリエチレンワックスなどのポリオレフィンワックスなど）、油脂類（オレイン酸などの高級脂肪酸、高級脂肪酸塩（ステアリン酸亜鉛などの金属石鹸など）、鯨油などの動物性油脂、植物性油脂など）およびシリコーンオイルなどが挙げられる。融点が５０℃以上の滑剤と融点が５０℃未満の滑剤とを組み合わせて用いてもよい。

一般的に、感熱層４０に用いられる滑剤に関しては、比較的融点の低い滑剤を用いることにより、加熱により滑剤が溶融し易いため、低温度で容易に発色させることが可能である。また、ヒートシール層１０の材料に関しても、比較的融点の低い材料を用いることにより、加熱により溶融し易いため、低温度で容易に溶着することが可能である。しかしながら、感熱層４０の発色温度と、ヒートシール層１０のヒートシール温度とが同じ場合には、ヒートシールした際にヒートシール部が発色してしまうといった問題点がある。本発明の実施形態によれば、感熱層４０に用いられる滑剤として比較的融点の高い滑剤を用いることにより、ヒートシールする際に滑剤が溶融し難くなるため、ヒートシールした際にヒートシール部が発色しないヒートシール用フィルムを実現することができるとともに、サーマルヘッド等の加熱装置の加熱温度範囲内において感熱層４０を効果的に発色させることができる。すなわち、上記のような、低温度でヒートシールする際にヒートシール部の発色を抑制しながら確実にヒートシールすることができ、高温度で感熱層４０を効果的に発色させることができ、かつ、文字、数字、図柄およびバーコード等の読み取り性に優れた包装材が実現できるという効果は予期せぬ優れた効果である。そして、上記のように、一般的に発色を悪化させる高融点の滑剤をあえて感熱層４０に用いることは、業界の技術常識とは逆方向の技術的思想に基づいて得られたものである。

また、感熱層４０は、必要に応じて、充填剤および結着剤を含み得る。充填剤としては、無機充填剤（シリカ等）、有機充填剤（ポリスチレン（ＰＳ）などのスチレン樹脂、ポリエチレン（ＰＥ）などのオレフィン樹脂、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などのアクリル樹脂、尿素樹脂などの各種樹脂粒子など）などが挙げられる。結着剤としては、樹脂および高分子（合成高分子、天然高分子など）などが使用でき、親水性または水溶性の結着剤、水分散性の結着剤が好ましい。なお、充填剤および結着剤の詳細については、特開２０１６−０９３９６１号公報に記載されており、当該公報の記載は、本明細書に参考として援用される。

感熱層４０は、例えば、上記の材料を分散媒に分散させて塗工液を調製し、基材層２０の表面に塗布し、塗膜を乾燥することにより形成することができる。感熱層４０の構成材料を分散媒に分散させる際には、公知のミキサーの他、サンドミル、ビーズミルなどの公知の粉砕器などを用いてもよい。分散媒としては、例えば、アルコール、ケトン、およびニトリルなどの有機溶媒を用いてもよく、好ましくは水を用いる。

感熱層４０は、図１に示すようにアンダー層３０の表面全体に形成されていてもよいし、印字したい部分がヒートシールフィルムの限られた一部の領域である場合、当該領域のみに形成してもよい。

（中間層）
中間層５０は、水や油に対するバリアー性を有する。中間層５０は樹脂によって構成され、中間層５０を構成する樹脂としては、例えば、アクリル樹脂のエマルジョン、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）樹脂等の水溶性樹脂、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）樹脂などが挙げられる。中間層５０は、代表的には、図１に示すように、感熱層４０の上側に配置される。なお、中間層の詳細については、特開２０１６−０９３９５０号公報に記載されており、当該公報の記載は、本明細書に参考として援用される。

（トップ層）
トップ層６０は、印刷適性および印字適性を担保し、印刷層７０の印刷面であり得る。結着剤中に滑剤、架橋剤および充填剤などが添加されたものが用いられる。トップ層６０は、代表的には、図１に示すように、中間層５０の上側に配置される。なお、トップ層の詳細については、特開２０１６−０９３９５０号公報に記載されており、当該公報の記載は、本明細書に参考として援用される。

結着剤としては、樹脂および高分子（合成高分子、天然高分子など）などが使用できる。結着剤である樹脂としては、例えば、アクリル樹脂などが挙げられる。また、親水性または水溶性の結着剤、水分散性の結着剤が好ましい。

滑剤としては、例えば、ポリエチレン、ワックス（パラフィンワックス、カルナバワックスなどのエステルワックス、ポリエチレンワックスなどのポリオレフィンワックスなど）、油脂類（オレイン酸などの高級脂肪酸、高級脂肪酸塩（ステアリン酸亜鉛などの金属石鹸など）、鯨油などの動物性油脂、植物性油脂など）およびシリコーンオイルなどが挙げられる。

架橋剤としては、例えば、ベース樹脂が有する官能基の種類に応じて、炭酸ジルコニウムアンモニウムなどの公知のものが使用できる。

充填剤としては、無機充填剤、有機充填剤（ポリスチレン（ＰＳ）などのスチレン樹脂、ポリエチレン（ＰＥ）などのオレフィン樹脂、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などのアクリル樹脂、尿素樹脂などの各種樹脂粒子など）などが挙げられる。

（印刷層）
印刷層７０は、印字部分以外の部分に所定の情報またはデザインを提示するために設けられ得る。例えば印字部分が個別の商品情報を提示する場合、印刷層には全体的な情報（例えば、製品メーカーのロゴ）を提示することができる。さらに、製品（実質的には包装材）に優れた意匠性を付加することができる。該印刷層を構成する材料としては、例えば、染料、顔料、金属、バインダー成分の材料、溶媒、他の成分などを含む塗工液が挙げられる。また、上記材料は金属を含んでいてもよい。金属の種類は特に限定されず、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金（銅−ニッケル合金、銅−亜鉛合金など）、銀、銀合金などを使用することができる。金属の形態は、金属粉末、金属フレーク、および金属繊維などいずれの形態であってもよい。これらの金属を含有する印刷層は、意匠性に優れるとともに、遮光性にも優れている。印刷層７０は、代表的には、図１に示すように、トップ層６０の上側に配置される。また、他の例として、印刷層７０をヒートシール層１０と基材層２０との間に配置してもよいし、印刷層７０をヒートシール層１０の基材層２０とは反対側の面に配置してもよい。

上記材料を印刷する方法は、印刷面との相性に応じて、任意の適切な方法を採用することができ、例えば、グラビア印刷、オフセット印刷、凸輪転印刷、ＵＶ印刷、シルクスクリーン印刷等が挙げられる。感熱層４０の分散媒が有機溶媒の場合であって、印刷により形成可能な場合は、印刷層７０は感熱層４０と同時に形成することが可能である。

（包装材）
上記ヒートシール用フィルムをヒートシールすることにより、包装材が作製され得る。本発明の実施形態によれば、上記のとおり、シール部を発色させることなく包装材を作製することができる。

以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例によって限定されるものではない。

[実施例１]
ＨＳ−ＯＰＰ（ヒートシール−二軸延伸ポリプロピレン）であるＰ３１６２（東洋紡社製）のヒートシール面とは反対側の面にアンダー層３０を形成した。次に、染料として３−ジブチルアミノ−６−メチル−７−アニリノフルオランを、顕色剤として４−ヒドロキシ−４’−ｎ−プロポキシジフェニルスルホンを、滑剤としてＱ３４０（融点１１０℃、中京油脂製）を分散媒に分散させて塗液を調製し、アンダー層３０の基材層２０とは反対側の面に塗布乾燥し、感熱層４０を形成した。次に、アクリル樹脂のエマルジョンを感熱層４０に塗布乾燥し、中間層５０を形成した。次に、結着剤としてのアクリル樹脂に対し、滑剤としてのポリエチレン、架橋剤としての炭酸ジルコニウムおよび充填剤としてのコロイダルシリカを添加した塗液を調製し、中間層５０に対して塗布乾燥し、トップ層６０を形成した。次に、トップ層６０の一部にグラビア印刷をすることにより、印刷層７０を形成した。このようにして、ヒートシール用フィルムを作製した。得られたヒートシール用フィルムを１１５℃で１秒間ヒートシールし、シール部の発色の有無を目視により評価した。結果を表１に示す。

[実施例２]
感熱層に含まれる滑剤としてＬ−７００（融点７５℃、中京油脂製）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、ヒートシール用フィルムを作製した。得られたヒートシール用フィルムをヒートシールし、実施例１と同様の評価に供した。結果を表１に示す。

[実施例３]
感熱層に含まれる滑剤としてＰＦ６０（融点６６℃、中京油脂製）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、ヒートシール用フィルムを作製した。得られたヒートシール用フィルムをヒートシールし、実施例１と同様の評価に供した。結果を表１に示す。

[実施例４]
感熱層に含まれる滑剤としてＯ−１２８（融点１２０℃、中京油脂製）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、ヒートシール用フィルムを作製した。得られたヒートシール用フィルムをヒートシールし、実施例１と同様の評価に供した。結果を表１に示す。

[比較例１]
感熱層に含まれる滑剤としてＲ−２３２（融点４６℃、中京油脂製）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、ヒートシール用フィルムを作製した。得られたヒートシール用フィルムをヒートシールし、実施例１と同様の評価に供した。結果を表１に示す。

上記実施例１〜４における感熱層の発色温度は１２０℃であった。一方、比較例１における感熱層の発色温度は１１５℃であった。

本発明の実施例のヒートシール用フィルムは、ヒートシール後のシール部の発色は認められず、ヒートシール性に関しては良好であった。一方、比較例のヒートシール用フィルムは、ヒートシール後のヒートシール性に関しては良好であったが、シール部の発色が認められた。上記の評価結果から、感熱層に融点の高い滑剤を用いることにより、ヒートシールの際にシール部が発色しないヒートシールフィルムが得られた。

本発明のヒートシール用フィルムは、食品等の包装に好適に利用できる。

１０ ヒートシール層
２０ 基材層
３０ アンダー層
４０ 感熱層
５０ 中間層
６０ トップ層
７０ 印刷層
１００ ヒートシール用フィルム

Claims (4)

1. 加熱により熱溶着させるためのヒートシール層と、加熱により発色する感熱層とを有し、
   該ヒートシール層のヒートシール温度が、該感熱層の発色温度よりも低い、
   ヒートシール用フィルム。
2. 前記ヒートシール層のヒートシール温度が、前記感熱層の発色温度より５℃以上低い、請求項１に記載のヒートシール用フィルム。
3. 前記ヒートシール層のヒートシール温度が１１５℃以下であり、前記感熱層の発色温度が１２０℃以上である、請求項２に記載のヒートシール用フィルム。
4. 前記感熱層が、融点が５０℃以上の滑剤を含む、請求項１から３のいずれかに記載のヒートシール用フィルム。

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