JP2001030432A - バリヤー性を有する包装用ラミネート、そのラミネートの製造法、およびそのラミネートから製造された包装容器 - Google Patents

バリヤー性を有する包装用ラミネート、そのラミネートの製造法、およびそのラミネートから製造された包装容器

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ペルソン フレドリク
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 酸素ガスおよび液体に対する優れたバリヤー
性ならびに良好な機械的強度を有し、費用効率が高くか
つ完全に一体化された新規な積層包装材料、その製造法
およびそのような積層包装材料から製造された包装容器
を提供すること。 【解決手段】 包装用ラミネート（１０）は、板紙のコ
ア層（１１）と、ｐ−ヒドロキシ安息香酸とヒドロキシ
ナフトエ酸のコポリマーまたはポリエチレンテレフタレ
ートとｐ−ヒドロキシ安息香酸のコポリマーなどの液晶
ポリマーのバリヤー層（１２）とを含む。バリヤー層
（１２）は、グリシジルメタクリレートモノマー単位を
含むオレフィンコポリマーなどの接着性ポリマーの中間
接着層（１４）と一緒にコア層上に共押出しする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コア層と、液晶ポ
リマー（ＬＣＰ）を含有するバリヤー層とを含む、液状
食品を包装するための積層包装材料に関する。
【０００２】本発明はさらに、本発明の積層包装材料の
製造法ならびにその積層包装材料から製造された包装容
器に関する。
【０００３】
【従来の技術】包装材料として、プラスチック材料の方
がガラスや金属などの他の包装材料より優れているため
に、最近数年間ではポリマーの使用が増大している。ポ
リマー材料は、原料コストや生産コストが比較的低く、
製造プロセスが迅速かつ簡単であると共に、軽量であ
り、有利な外観を有している。しかし、一般に単層ポリ
マーは、気体や溶媒の透過度が高いという不利点を有し
ている。従って、金属およびガラス包装が、湿度や、溶
媒、酸素などに対する良好なバリヤー性を必要とする食
品包装市場の大半を占有することが可能であった。これ
らのバリヤー問題を解決するために、種々のプラスチッ
クを共押出する方法が用いられてきた。共押出法は、種
々のポリマーが持つ最良の特性を組み合わせて用いるこ
とにより、包装材料のバリヤー機能およびコストを最適
化しようとするものである。
【０００４】包装産業においては、液状食品の包装およ
び輸送のみを目的とする積層包装材料が用いられている
ことは周知である。通常、そのような積層包装材料は、
良好な機械的形状安定性を得るために、例えば、形状的
に剛性であるが折りたたみ可能な紙または板紙製コア層
から形成される。コア層の両面には防液性プラスチック
被覆が施されており、液体吸収性ファイバーのコア層を
透湿から効率的に保護している。これらの外層は、通
常、熱可塑性樹脂、好ましくはポリエチレンからなる。
さらに、熱可塑性樹脂は、包装材料に優れた熱遮断性を
付与し、それによって、包装材料を所望の幾何学的形状
を有する完成包装品に転換することができる。
【０００５】しかし、紙または板紙および防液性プラス
チックのみで作られた積層包装材料は、ガス、特に酸素
ガスに対するバリヤー性を欠く。これは、酸素ガスに接
触すると、貯蔵寿命、風味および栄養素含量が驚異的に
劣化する多くの食品の包装においては重大な欠点であ
る。そのような食品の１例はフルーツジュースであり、
そのビタミンＣ含量は酸素ガスに暴露されると低下す
る。
【０００６】包装材料に、ガス、特に酸素ガスに対する
バリヤー性を与えるために、コア層の完成包装品の内側
に面するよう向けられた面に、例えば、アルミニウム箔
（「Ａｌ−箔」）、ＥＶＯＨ（エチレンビニルアルコー
ル）またはＰＶＯＨ（ポリビニルアルコール）の層を貼
り付ける方法が知られている。
【０００７】そのような積層包装材料を用いることによ
り、いわゆる「長期貯蔵寿命」（ＥＳＬ）および無菌包
装に適した包装容器を製造することができる。
【０００８】しかし、既知のガスバリヤー材料にはいく
つかの難点がある。例えば、コスト、環境およびリサイ
クルなどの観点から、食品包装品のガスバリヤー材料と
してＡｌ−箔に取って代わるには不適当と思われる場合
がある。一方、ＥＶＯＨやＰＶＯＨなどのバリヤーポリ
マーはどちらも高感湿性であり、高相対湿度に暴露され
ると急速に酸素ガスバリヤー性を失う。とりわけ、その
ために、ＥＶＯＨやＰＶＯＨガスバリヤー層を、別のポ
リマー層、例えば、防湿性のポリエチレン層で被覆する
必要が生じる。あるいは、ＥＶＯＨおよびＰＶＯＨをそ
れぞれ１種以上の既知のポリマーと組み合わせて、周囲
湿度含量が高くても優れたガスバリヤー性を維持する完
全に一体化された連続層を形成してもよい。しかし、そ
れぞれＥＶＯＨおよびＰＶＯＨを用いたガスバリヤー層
を含む包装材料の製造は、必然的に、材料の点でも要求
される多層ラミネートの製造の点でも高コストを伴う。
というのは、そのようなガスバリヤー層は、ラミネート
の各面上を、少なくとも１つ、しばしば２つのかなり厚
い保護外層で被覆しなければならないからである。
【０００９】さらに、これらの既知ポリマーバリヤー材
料に関る主な欠点は、それらの材料が、無菌包装用とし
てはＡｌ−箔ほど信頼性がないだけでなく、経済的なポ
リマー層厚ではＥＳＬ包装に求められるような良好なガ
スバリヤー性を有してもいないからである。
【００１０】その上、包装製品から包装容器壁の包装材
料への芳香物質の移行に対するバリヤー性が求められる
場合、ＥＶＯＨもＰＶＯＨもそのような特性を有してい
ないので、積層材料に、いわゆる非剥皮性を有する物質
の層を追加しなければならない。
【００１１】本発明の目的のためには、液晶ポリマー
（ＬＣＰ）は、溶液中および溶融状態で液晶を形成する
硬質芳香族コポリエステルであるのが好ましい。液晶ポ
リマー分子は、芳香族ブロックまたはセグメントを有す
る硬質ロッドとみなすことができる。芳香族セグメント
は容易に規則構造で配列して、結晶化することができ
る。このようにして、固体状態と等方性液体状態の中間
のものと称してよい新しい相が形成される。
【００１２】液晶ポリマー（ＬＣＰ）は、ポリマーの中
では最も高い密度を有し、従って、例えば、酸素や湿度
に対しても、食品中の種々の芳香物質に対しても、考え
られ得る最高のポリマー材料バリヤーを提供する。液晶
ポリマーは、もし極めて高い結晶化度を達成することが
できれば、金属と同程度の高いバリヤーを提供する可能
性がある。ＬＣＰ分子は、結晶化度が高くなればなるほ
ど、配向によってますます密に詰め込まれ、従って、酸
素ガス分子の透過に対してより効率的なバリヤーを提供
する。隣接する包装材料層およびその周囲の空気中の湿
度含量が高いＥＶＯＨおよびＰＶＯＨより酸素バリヤー
が高いのでＬＣＰは感湿性ではない。
【００１３】しかし、液晶ポリマーは、その異方性挙動
のために溶融加工が困難である。液晶ポリマー分子は、
ポリマーの溶融加工時にポリマー溶融体に応力が加えら
れている間に液状で配向されるが、これまで、ＬＣＰの
薄くて平滑なフラットフィルム層を支持体ウェブ上に押
出被覆することはできなかった。さらに、ＬＣポリマー
の価格はかなり高いので、実際的な食品包装用のバリヤ
ー材としては現実には使用されていない。
【００１４】従来技術において、液晶ポリマーフィルム
は、一般に、ポリマー分子の二軸延伸が起こるような方
法で製造されている。二軸延伸フィルムは、フィルムの
二軸方向、すなわち、機械加工方向（ＭＤ）および機械
加工方向に対して横断方向（ＴＤ）のいずれにおいて
も、剛性および機械的強度が高い。二軸延伸は、ＬＣＰ
が溶融状態にある間、すなわち、ダイ中にあるかまたは
溶融体がダイギャップを出た直後に行わなければならな
い。これを行うためには、インフレーションダイまたは
逆転ダイなどの特殊なダイを用いる。ＬＣＰから二軸延
伸フィルムを製造する一般的な方法は、環状ダイを介し
てチューブラーフィルムを押出す方法である。チューブ
は、空気のブローまたはインフレーションによって膨張
するにつれ、機械加工方向と横断方向とに延伸される。
【００１５】これまでは、包装用にＬＣＰの一軸延伸フ
ィルムを用いることは不可能だと考えられていた。とい
うのは、これまでの考えられる厚さを有するそのような
フィルムは、機械加工方向に対して横断方向には弱すぎ
て、フィルムの長さ（ＭＤ）に沿って容易に裂けてしま
うと考えられたからである。現在に至るまで、通常のフ
ラットフィルム押出ダイを介したフラットコート押出に
よりＬＣＰの薄くて平滑なフラットフィルムを押出すこ
とは不可能であった。さらに、走行する支持体ウェブ上
にＬＣＰの薄くて平滑なフラットフィルムを押出被覆す
ることも不可能であった。特に、走行する支持体ウェブ
上に経済的な速度でＬＣＰの薄くて平滑なフラットフィ
ルムを押出被覆することはできなかった。「薄い」と
は、好ましくは１０μｍ未満、より好ましくは約２〜約
８μｍ、最も好ましくは３〜７μｍの厚さを意味する。
これまでは、ＬＣポリマーの二軸延伸をさらに含み、従
って、包装用ラミネートの高速製造技術に用いられてい
るような通常の押出被覆より長い製造時間を要する別の
プロセスで経済的な厚さを有するＬＣＰフィルムを予備
製造する必要があると考えられていた。
【００１６】一般に、積層包装材料の製造においては、
支持体上にＬＣＰの薄くて平滑なフラットフィルムを押
出被覆することは不可能であると考えられていたので、
その代わりとして、ＬＣＰバリヤーフィルムまたは層の
代替製造法に開発および研究努力が費やされていた。
【００１７】ＷＯ９５／２３０６３号に開示されている
１つの研究および開発法によれば、溶融加工性を向上さ
せるために、ＬＣポリマーを第２の熱可塑性等方性ポリ
マーとブレンドする。所望の溶融加工性を得るのに好ま
しいと示唆されている熱可塑性ポリマーは、ＬＤＰＥな
どのポリオレフィンである。ブレンドすることにより、
ＬＣＰの異方性挙動は減少し、それによって延伸作用も
低下する。それでも、二軸方向の延伸は脆性の防止に好
ましいと言う。ＷＯ９５／２３０６３号によれば、ブレ
ンドは、例えば紙ウェブ支持体上に押出被覆してよく、
非バリヤーポリマーで希釈されるにも拘わらず、良好な
ガスバリヤー性を提供すると言う。特に、このブレンド
はＬＣＰ／等方性ポリマーのモルホロジーが層状になる
ように加工され、ＬＣＰは連続層を形成し、等方性ポリ
マーはオーバーラップラメラ形態でＬＣＰ層の表面領域
に集まる。実際には、そのような２種の異なるポリマー
のブレンドは、官能化反応性ポリマー形態の相溶化性化
合物を使用しなければフィルムとして加工することはで
きない。
【００１８】特に、ＬＣＰとポリオレインのブレンドか
ら一定の厚さを有する均質層を押出すことは極めて困難
である。ブレンド中のＬＣＰはブレンド内に塊を形成
し、この塊のために押出された層が平滑でなくなる。各
塊の位置では突起ができるのに対し、その周囲の層には
厚さが薄い領域ができる。そのように押出層の厚さむら
は、当然、ブレンド層と隣接層との間の接着に悪影響を
及ぼす。
【００１９】このように、バリヤー性、加工性および隣
接層への接着性に関するブレンド組成物の最適化は複雑
であると共に多くの時間を要し、実際には、ブレンド中
に第３の成分として相溶化性化合物をさらに加える必要
がある。
【００２０】他の研究および開発法によれば、ＬＣＰの
単層または多層フィルムを形成するプロセスにおいて、
ＬＣＰの二軸延伸法を開発することにより、ＬＣＰ溶融
体からフィルムを製造する。ＥＰ５０３０６３号は、Ｌ
ＣＰ層と、この液晶ポリマー層の少なくとも１つの面上
に積層された熱可塑性層とを含む複合フィルム、および
そのようなフィルムおよび層をＬＣＰの二軸延伸を達成
する共押出技術により製造する方法を開示している。米
国特許第５５８９２３６号は、１つの層または１つの層
の一部の機械加工方向に関して第１の角度をもった第１
の方向の分子配向を、第２の層またはその層の一部の機
械加工方向に関して同じ角度をもった第２の対向方向の
分子配向によって張力補正および平衡が保たれるように
ＬＣＰの分子配向を制御し、それによって、得られたフ
ィルムのカールが回避されるようにフィルムまたは層内
の均衡張力を補う方法を記載している。要するに、ＵＳ
５５８９２３６に記載されている発明の目的は、層間お
よび層内の異なる熱膨張係数に起因する張力によってカ
ールすることのない平面フィルムおよび層を提供するこ
とである。
【００２１】ＥＰ５０３０６３号およびＵＳ５５８９２
３６号に記載のプロセスの主な難点は、ＬＣＰの溶融加
工および所望の二軸延伸を可能にするために特殊な装置
およびフィルム成形ダイを用いなければならない点にあ
る。ＬＣＰフィルムの製造には、液状食品カートン包装
用ラミネートの製造技術に要求されるより長い時間とよ
り複雑な装置が必要である。それでも、分子配向による
固有の張力無しに平面フィルムを得ることは難しく、か
つこの現象に関して、プロセスを慎重に最適化しなけれ
ばならない。
【００２２】従って、包装用ラミネートに、均質なＬＣ
Ｐの薄くて柔軟な層を組み込む簡単で経済的かつ信頼し
得る方法を見出す必要がある。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、優れたバリヤー性、特に酸素ガスに対するバリヤー
性を有するだけでなく、良好な液体バリヤー性ならびに
高い可撓性およびラミネートの層間の良好な接着性など
の良好な機械的強度をも有する、序文に記載されている
タイプの、費用効率が高く、完全に一体化された新規な
積層包装材料を実現することである。
【００２４】本発明の別の目的は、包装品から包装壁材
への物質の移行に対する優れた非剥皮性を有する包装材
料を実現することである。
【００２５】本発明の他の目的は、液状食品の無菌包装
および長期貯蔵ならびに「長期貯蔵寿命」（ＥＳＬ）包
装に特に適した包装容器を製造するための包装材料を実
現することである。
【００２６】
【課題を解決するための手段】上述の目的は、本発明に
従って、紙またはカートンのコア層と、液晶ポリマー
（ＬＣＰ）のバリヤー層とを含む積層包装材料によって
達成される。バリヤー層のＬＣＰが実質的に一軸延伸さ
れるように、ＬＣＰは、２〜１０μｍの量で適用され、
かつ少なくとも１つの中間接着層と一緒にコア層上に共
押出被覆される。
【００２７】そのような包装用ラミネートは、溶融加工
性と、機械加工方向（ＴＤ）に対して横断方向における
フィルムまたは層の不十分な機械的性質に関る問題のた
めに、これまで製造が不可能かつ不経済であると考えら
れていた。そのような包装用ラミネートによって達成さ
れる主な利点は、結晶化度およびＬＣＰ層内のＬＣＰ分
子の整列が増強され、それによって、ポリマー分子が互
いに密着するためにバリヤー性が増強されることであ
る。今や、バリヤー性を確実に増強させても、ＬＣＰ層
を以前より薄く製造することができる。さらに、ガスバ
リヤー性は高湿環境では増強される。従って、ＬＣＰ材
料は、ＥＶＯＨやＰＶＯＨとは全く反対に、液体や湿度
と直接接触した状態でもバリヤー材料として用いること
ができる。湿度が高くなると、可塑化作用により酸素バ
リヤーがさらに増強される。水分子は、ギャップ、すな
わち、ＬＣＰ分子の結晶構造中の不完全な部分を塞ぎ、
従って、殆どの物質に対してＬＣＰ層の緊密性をさらに
増大させる。実際、ＬＣＰ材料は、本発明の包装用ラミ
ネート容器中で包装すべき液状食品と直接接触したとき
にバリヤー性が最も高くなる。
【００２８】ＬＣＰ材料の防湿バリヤーは、ＨＤＰＥや
延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）より優れている。
【００２９】ＬＣポリマーは、剥皮性の点でポリエチレ
ンテレフタレート（ＰＥＴ）と同等であり、従って、い
わゆる「非剥皮性」材料とみなされる。
【００３０】さらに、ＬＣＰの光バリヤーは、一般に、
例えば充填包装品の長期貯蔵に関して有利な立場にある
ＬＤＰＥより良好である。
【００３１】本発明の包装用ラミネートにおいて、コア
層は紙または板紙層を含む。紙コア層の厚さと剛性は、
包装用ラミネートを折りたたみ成形かつシールすること
により積み木または切妻屋根形状を有する自立包装容器
が得られる程度である。
【００３２】用いられる液晶ポリマーは、芳香族主鎖サ
ーモトロピックポリマー、好ましくは、サーモトロピッ
クポリエステル、ポリ（エステルアミド）、ポリ（エス
テルエーテル）、ポリ（エステルカーボネート）または
ポリ（エステルイミド）である。液晶ポリマーは、ポリ
（エチレンテレフタレート）とヒドロキシ安息香酸との
コポリマー、またはヒドロキシナフトエ酸とヒドロキシ
安息香酸とのコポリマーなどのポリエステルコポリマー
を含むのが好ましい。一般に、液晶ポリマーは、以下の
一般式（またはそれのうちの２つ以上）で表される成分
を互いに反応させたときに形成されるポリマーと定義す
ることができる：一般式ＨＯＯＣ−Ｒ1−ＣＯＯＨのジ
カルボン酸、一般式ＨＯ−Ｒ2−ＯＨのジオール、およ
び一般式ＨＯ−Ｒ3−ＣＯＯＨのオキシカルボン酸（上
記式中、Ｒ1、Ｒ2およびＲ3は二価の芳香族炭化水素基
を表す）、一般式Ｒ4−Ｘ−Ｒ5の基（式中、Ｒ4および
Ｒ5は二価の炭化水素基を表し、Ｘは、酸素もしくは硫
黄原子、スルホニル、カルボニル、アルキレン、または
エステル基を表すか、あるいは、Ｘは、単結合、キシリ
レン基または二価の脂肪族炭化水素基を表す）。液晶ポ
リマーはまた、一般式ＨＯ−Ｒ3−ＣＯＯＨのオキシカ
ルボン酸のホモポリマーを含んでいてもよい。
【００３３】芳香族コポリエステル級の市販ＬＣＰの例
としては、Ｖｅｃｔｒａ（登録商標）〔ヘキスト・セラ
ニーズ社（Ｈｏｅｃｈｓｔ−Ｃｅｌａｎｅｓｅ）〕、Ｘ
ｙｄａｒ（登録商標）〔アモコ・パフォーマンス・プロ
ダクツ社（Ａｍｏｃｏ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｐｒ
ｏｄｕｃｔｓ）〕、ＨＸ型ＬＣＰ〔デュポン社（ＤｕＰ
ｏｎｔ）〕、Ｅｉｋｏｎｏｌ（登録商標）およびＳｕｍ
ｉｋａｓｕｐｅｒ（登録商標）（住友化学）、Ｒｏｄｒ
ｕｎ（登録商標）（ユニチカ）およびＧｒａｎｌａｒ
（登録商標）〔グランモント社（Ｇｒａｎｍｏｎｔ）〕
が挙げられる。
【００３４】ＬＣＰがｐ−ヒドロキシ安息香酸とヒドロ
キシナフトエ酸との芳香族コポリマー（ＰＨＢ／ＨＮ
Ａ）またはポリエチレンテレフタレートとｐ−ヒドロキ
シ安息香酸とのコポリマーであればなお好ましい。ＬＣ
Ｐとしては、商品名Ｖｅｃｔｒａ Ａ ９５０（登録商
標）として市販されているＰＨＢ／ＨＮＡ芳香族コポリ
マー、またはＶｅｃｔｒａ ＲＤ ５０１（登録商標）
として市販されているＬＣＰポリマーが最も好ましい。
最も好ましいＬＣＰ、すなわち、ＶｅｃｔｒａＡ ９５
０（登録商標）は、粘性の点でＬＤＰＥ〔通常、包装の
分野で用いられているものは、メルトインデックス（Ｍ
Ｉ）が１９０℃、２．１６ｋｇ（ＡＳＴＭ １２７８）
で約６〜８ｇ／１０分である〕と近似しており、従っ
て、上述のＬＤＰＥとの共押出ラミネーションに最も適
したＬＣＰである。
【００３５】ＬＣＰバリヤー層は、少なくとも１つの中
間接着層と一緒にコア層上に共押出被覆される。そのよ
うな包装用ラミネートは、効率的な製造法のゆえにコス
ト面で極めて有利であり、特定のＬＣＰ層への接着に適
した中間接着層が選択される限りにおいて優れた層間接
着性を有する。さらに、包封共押出層は、ＬＣＰ層の層
厚を支持かつ一様に分配する助けをする。接着性ポリマ
ーは、ＬＣＰの温度に近い温度での溶融加工に適してお
り、かつ最適な接着を供給するためにＬＣＰとほぼ同じ
レオロジー的挙動を有するのが好ましい。バリヤー層に
隣接する中間接着層は、グリシジルメタクリレート基を
含有する接着性オレフィンコポリマーを含むのが好まし
い。グリシジルメタクリレートのオキシラン環は、極め
て反応性であり、ＬＣＰ層に接着させるのに極めて有利
であることが判明した。中間接着層の接着性ポリマー
が、エチレンとアクリル酸エステルとグリシジルメタク
リレートとのランダムターポリマーであればなお好まし
い。接着性ポリマーとしては、エチレンとメチルアクリ
レートとグリシジルメタクリレートとのランダムターポ
リマーが最も好ましい。そのような接着性ポリマーのう
ち十分な機能を果たすものの１例は、エルフ・アトケム
社（Ｅｌｆ Ａｔｏｃｈｅｍ）から、「Ｌｏｔａｄｅｒ
ＡＸ ８９００」（登録商標）として入手可能であ
る。
【００３６】バリヤー層は、包装用ラミネートに、約２
〜約１０μｍ、好ましくは約３〜約７μｍ、最も好まし
くは約３〜約５μｍの量で適用される。そのような薄い
一軸延伸ＬＣＰ層のフィルムまたは層はこれまで製造す
ることができなかった。
【００３７】厚さが３μｍ以下か、ときに２μｍ以下に
なったりすると、得られたフィルムまたは層の厚さは確
実に一様にはならず、溶融押出プロセス中に困難が生じ
る。厚さが約７μｍより厚いか、ときに１０μｍより厚
くなると、得られた押出フィルムまたは層は異方性機械
的性質を有するという問題が生じることがある。すなわ
ち、ＬＣＰは、機械加工方向に対して横断方向（ＴＤ）
で、もろさと不撓性とを示すことがある。とりわけ、Ｌ
ＣＰ層を厚くする必要はない。というのは、バリヤー性
が増強されないのに包装用ラミネートのコストが高くな
るからである。ＬＣＰ層の最も好ましい厚さは約５μｍ
であることが判明した。この厚さだと、バリヤー性とフ
ィルムのＴＤにおける機械的性質との最適な均衡が得ら
れる。驚くべきことには、ＬＣＰ層が薄いと、優れたガ
スバリヤー性が得られるだけでなく、優れた機械的性
質、すなわち、ＬＣＰ層のＴＤにおいて優れた破断時伸
びが得られ、もろさや脆性がなくなることがわかった。
本発明による積層包装材料のＬＣＰ層がＴＤにおいて優
れた破断時伸び値を有するという結論は、充填包装品で
測定した酸素バリヤー値が優れているという事実によっ
て推断することができる。超音波ヒートシールによりシ
ールされた１リットル入りＴｅｔｒａ Ｂｒｉｋ（登録
商標）包装品の酸素バリヤーをＡＳＴＭ Ｄ３９８５−
８４で試験したところ、２４時間、２１２７８．２５Ｐ
ａ Ｏ2、２３℃、５０％ＲＨで、０．３ｃｃ以上、実
際には、０．２５ｃｃ以上であり、プロセスを最適化す
れば、好ましくは０．１ｃｃ／２４時間／２１２７８．
２５Ｐａまたはそれ以上になるであろう。積層材料の構
造は、／１２／板紙／２０／５／５／５／２０／ｇ／ｍ
2の量のＬＤＰＥ／板紙／ＬＤＰＥ／接着性ポリマー／
ＬＣＰ／接着性ポリマー／ＬＤＰＥであった。
【００３８】ＬＣＰ酸素バリヤー層は、包装品をアルミ
ニウム箔と同程度に折りたたみ成形したときに角や二重
に折りたたまれた領域（いわゆるＫ−折り目ゾーン）に
亀裂や劣化がない。アルミニウム箔に比べて偶発的な亀
裂は少ないし、亀裂ははるかに小さく、かつ細い。ＬＣ
Ｐポリマーの良好な破断時伸び性は折りたたみゾーンで
は重要である。というのは、包装材料は折りたたむとき
に曲げられ、ＬＣＰ層は曲げられたコア層にわたって伸
び得ることが必要だからである。さらに、他のポリマー
ガスバリヤー材料に比べてＬＣ−ガスバリヤー層が有す
る重要な利点は、ＬＣＰ層のガスバリヤー性が湿度の影
響を受けて増強されること、すなわち、ＬＣＰ材料のガ
スバリヤー性は、包装品が空のときよりも液体で充填さ
れたときの方が良くなることにある。
【００３９】本発明の好ましい実施態様によれば、ガス
バリヤー層のコア層に面していない方の面を接着性ポリ
マー中間層によって熱可塑性ヒートシール可能なポリマ
ー層に接着する。そのような熱可塑性ポリマーのヒート
シール可能な層は、ヒートシール可能な包装用ラミネー
トの分野で通常用いられている厚さと質を有するのが好
ましい。適当な熱可塑性ヒートシール可能なポリマーの
好ましい例としては、ポリエチレンまたはポリエチレン
テレフタレート（ＰＥＴ）などのポリオレフィンが挙げ
られる。
【００４０】中間接着層は、上記定義の接着性ポリマー
を含むのが好ましい。
【００４１】ガスバリヤー層は、隣接する接着性ポリマ
ー層および熱可塑性ヒートシール可能なポリマー層と一
緒にコア支持体層上に共押出被覆される。そのようなラ
ミネートの利点は、包装用ラミネートの内側、すなわ
ち、包装用ラミネートから得られた包装容器内に包装さ
れる製品に面するように折り返される側の全てのポリマ
ー層を１回の操作で押出し得るので、コスト効率が極め
て良いことである。所望の厚さの一軸延伸ＬＣＰバリヤ
ー層だけでなく層間の満足すべき中間層接着性を有する
そのようなラミネートは、これまで製造することができ
なかった。
【００４２】コア層のバリヤー層に面していない面も、
熱可塑性ヒートシール可能なポリマー外層で被覆され
る。
【００４３】本発明の他の態様により、積層包装材料の
製造法が提供される。
【００４４】この方法は、バリヤー層が実質的に単一の
方向（機械加工方向）に延伸されるように、バリヤー層
を少なくとも１つの中間接着層と一緒にコア層上に共押
出被覆することを含み、このようにして、ＬＣＰポリマ
ー層は、実質的に一軸延伸され、かつ２〜１０μｍの量
で適用される。
【００４５】押出ダイは、個々の層を互いに独立して分
配する装置、例えば、フィードブロックを具備した、固
定幅コートハンガーダイおよび／または内部デックル付
きダイ型のものであるのが好ましい。デックルは、広い
ダイから押出されるポリマーを、通常支持体ウェブの幅
である所望の幅に制限する機能を有する。
【００４６】そのようなダイは、例えば外部デックル付
きダイとは反対に、配向が生じる、いわゆる不感帯無し
にＬＣＰをスムーズに流動させ、従って、薄い押出被覆
層の一軸延伸を得るために、ダイユニット内で形成され
るポリマーの層状構造を妨げない。ダイ内のＬＣＰの滞
留時間はできるだけ短くする必要がある。
【００４７】押出ダイ中のＬＣＰ溶融体の圧力は、ＬＣ
Ｐ押出機と組み合わせた溶融体ポンプにより一定に保つ
のが好ましい。
【００４８】一定の溶融体圧力により、ダイユニットに
おいて均一な剪断速度が得られ、それによってポリマー
の流動がスムーズになる。これは、ポリマーの層状構造
を維持するためにも極めて重要である。
【００４９】バリヤー層は、約２〜約１０μｍ、好まし
くは約３〜約７μｍ、最も好ましくは約５μｍの厚さに
押出す。
【００５０】この方法は、バリヤー層を隣接する接着性
ポリマー層および熱可塑性ヒートシール可能なポリマー
層と一緒にコア層上に共押出被覆することを含む。この
方法により、ＬＣＰバリヤー層は、周囲のポリマー層か
ら支持され、フィルムまたはラミネートの全領域にわた
ってより容易に一様かつ均一に保たれる。
【００５１】ＬＣＰポリマーの溶融加工温度と隣接ポリ
マー層の溶融加工温度の差は、共押出ラミネーション後
の冷却時に層間に生じる剪断力を排除または実質的に減
少させる程度に小さいのが有利である。
【００５２】溶融加工温度の差が大き過ぎると、ポリマ
ー層はプロセスの下流で種々の時期に固化するであろ
う。これは、層間の接着破断、およびそれによる接着性
の喪失を引き起こす可能性がある。
【００５３】本発明の包装用ラミネートの好ましい製造
法は、ＬＣＰバリヤー層を含む多層フィルムを共押出す
るステップと、コア層支持体表面を活性化するために前
処理するステップと、場合によって、新たに押出された
多層フィルムの接触表面を前処理し、その後で、前処理
した表面に圧力を加えて互いに接着させるステップとを
含む。
【００５４】コア層支持体は、プラズマ、コロナまたは
火炎処理などの真空ベース乾式表面活性化法により表面
活性化処理し、場合によって、多層フィルムのコア層接
触面をオゾンで処理してもよい。
【００５５】本発明の第３の態様により、本発明の包装
用ラミネートから製造された形状安定性包装容器が提供
される。
【００５６】
【発明の実施の形態】本発明を、以下の実施態様によ
り、添付図面を参照しながらさらに詳細に説明する。
【００５７】図１ａを参照すると、本発明による好まし
い積層包装材料１０ａの断面図が示されている。包装材
料１０ａは、好ましくは形状剛性であるが折りたたみ可
能な紙または板紙製コア層を含む。あるいはコア層１１
は、好ましくは、発泡プラスチックなどの、より厚く、
より剛性のプラスチック層からなっていてもよい。コア
層１１の一方の面には、「Ｖｅｃｔｒａ Ａ ９５０」
（登録商標）タイプの液晶ポリマーのバリヤー層が適用
されている。ＬＣＰは、実質的に一軸延伸されており、
ＬＣＰ層の厚さは約５μｍである。
【００５８】バリヤー層１２は、コア層１１に直接隣接
する熱可塑性ポリマー、特に、低密度ポリエチレン（Ｌ
ＤＰＥ）などのポリエチレンの層１３、およびＬＤＰＥ
層１３とバリヤー層１２の間の、エチレンとアクリル酸
エステルとグリシジルメタクリレートとのランダムター
ポリマーであるＬｏｔａｄｅｒ ＡＸ ８９００（登録
商標）を含む接着性ポリマー層１４によりコア層１１に
接着されている。
【００５９】この特定タイプの接着性ポリマーは、一般
に包装用ラミネートの製造に用いられている他の接着剤
に比べて、ＬＣＰ層とそれに隣接する層とを接着するの
に最も有利であることが証明されている。液状食品の長
期貯蔵用包装品の特性が無傷の状態を保ち、かつ包装用
ラミネートの各層が互いに完全に一体化された状態に保
たれる、つまり、包装用ラミネートの層間の接着性が維
持されることは極めて重要である。従って、本発明に従
って製造された種々の包装用ラミネートに関して接着試
験を実施した。接着性ポリマーを選択すること以外は同
一のラミネート構造に関して行った比較接着試験によ
り、接着性ポリマー、Ｌｏｔａｄｅｒ ＡＸ ８９００
（登録商標）を用いた試料は、隣接するＬＣＰ層および
ＬＤＰＥ層に極めて良好に接着することが証明された。
破断時に、ＬＣＰ層自体の凝集破壊が発生した。
【００６０】この分野の技術では一般的なカルボン酸ま
たはマレイン酸無水物改質ポリオレフィンなどの他の接
着剤を用いると、さらに良好な接着性が得られるが、層
間の界面で最終破壊が起こる。しかし、層間の界面での
破壊は、液体包装用ラミネートにおいては、望ましく
も、好ましくもない。
【００６１】これらの結果は、考え得る最良のＬＣＰ層
との接着性は、前述のエチレンとアクリル酸エステルと
グリシジルメタクリレートとのターポリマーを用いるこ
とにより得られることを示している。
【００６２】１９μｍのＬＤＰＥと、７μｍの接着性ポ
リマー、すなわち、ＬｏｔａｄｅｒＡＸ ８９００（登
録商標）と、７μｍのＬＣＰと、７μｍの接着性ポリマ
ーと、１６μｍのＬＤＰＥとからなる５層ラミネートの
接着性を、３週間ラミネートを貯蔵した後でインストロ
ン剥離試験法で試験したところ、ＬＣＰ層において約１
１４．５Ｎで凝集破壊があった。
【００６３】あるいは、層１３の熱可塑性ポリマーは、
線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）もしくはメタロ
センポリエチレン（ｍ−ＰＥ）タイプのポリエチレン、
またはそれらのポリエチレンとＬＤＰＥのブレンドを含
んでいてもよい。
【００６４】ＬＣＰバリヤー層１２のコア層１１に面し
ないように向けられた面上には、接着層１３と同一また
は異なる種類の熱可塑性ポリマーからなるヒートシール
可能な外層１５が適用されている。この層１５は、前述
の接着性ポリマーからなる第２の中間層１６によってバ
リヤー層１２に接着されている。
【００６５】ヒートシール可能な外層１５は、好ましく
は１５ｇ／ｍ2以上、より好ましくは２０〜２５ｇ／ｍ2
以上の量で適用される。
【００６６】本発明の包装用ラミネートから製造された
包装品の外面を構成することになるコア層の反対側の面
上には、層１３および層１５と同一または異なる種類の
熱可塑性ヒートシール可能なポリマーの第２のヒートシ
ール可能な外層１７が、好ましくは１０ｇ／ｍ2以上、
より好ましくは１０〜１５ｇ／ｍ2の量で適用される。
【００６７】５つの層１２、１３、１４、１５および１
６は、全部一緒に共押出被覆されるのが好ましいが、あ
るいは、それより有利でない実施態様によれば、第１の
ステップで共押出層１２、１３および１４を支持体コア
層１１上に適用し、第２のステップでバリヤー層１２上
に層１５および１６を共押出被覆してもよい。
【００６８】図１ｂを参照すると、本発明による別の好
ましい積層包装材料１０ｂの断面図が示されている。包
装用ラミネート１０ｂは、包装用ラミネート１０ａと実
質的に同一の構造を有しているが、バリヤー層１２は、
接着性ポリマー層１４により直接コア層１１上に接着さ
れ、ポリオレフィン層１３は省かれている。
【００６９】４つの層１２、１４、１５および１６は、
全部一緒にコア層支持体１１上に共押出被覆されるのが
好ましい。
【００７０】図１ａおよび図１ｂの包装用ラミネート構
造は、ヒートシールによる無菌包装用のＴｅｔｒａ Ｂ
ｒｉｋ（登録商標）タイプの包装容器の製造に極めて適
している（図４ｂの説明も参照されたい）。
【００７１】図１ｃには、本発明の別の好ましい積層包
装材料１０ｃの断面図が示されている。
【００７２】包装材料１０ｃは、好ましくは形状剛性で
あるが折りたたみ可能な紙または板紙製のコア層を含
む。コア層の一方の面上には、「Ｖｅｃｔｒａ Ａ ９
５０」（登録商標）タイプの液晶ポリマーのバリヤー層
１２が適用されている。ＬＣＰは実質的に一軸延伸され
ており、この層の厚さは約５μｍである。
【００７３】バリヤー層１２は、コア層１１に直接隣接
する熱可塑性ポリマー、特に、低密度ポリエチレン（Ｌ
ＤＰＥ）などのポリエチレンの層１３、およびＬＤＰＥ
層１３とバリヤー層１２の間の、エチレンとアクリル酸
エステルとグリシジルメタクリレートとのランダムター
ポリマーであるＬｏｔａｄｅｒ ＡＸ ８９００（登録
商標）を含む接着性ポリマー層１４により、コア層１１
に接着されている。
【００７４】本発明の包装用ラミネートから製造された
包装品の外面を構成することになるコア層の反対側の面
上には、層１３と同一または異なる種類の熱可塑性ヒー
トシール可能なポリマーのヒートシール可能な外層１７
が、好ましくは１５ｇ／ｍ2の量で適用される。
【００７５】３つの層１２、１３および１４は一緒にコ
ア層支持体１１上に共押出被覆される。
【００７６】図１ｄを参照すると、本発明による別の好
ましい積層包装材料１０ｄの断面図が示されている。包
装用ラミネート１０ｄは、包装用ラミネート１０ｃと実
質的に同一の構造を有しているが、バリヤー層１２は接
着性ポリマー層１４により直接コア層１１に接着されて
おり、ポリオレフィン層１３は省かれている。
【００７７】２つの層１２および１４は一緒にコア層支
持体１１上に共押出被覆される。
【００７８】図１ｃおよび図１ｄの包装用ラミネート構
造は、低速ヒートシール法または代替シール法により、
ＥＳＬ包装用の切妻屋根形Ｔｅｔｒａ Ｒｅｘ（登録商
標）包装容器の製造に極めて適している（図４ａの説明
も参照されたい）。
【００７９】図２ａは、それぞれ、図１ａ、図１ｂ、図
１ｃおよび図１ｄの積層包装材料の好ましい製造法を概
略的に示している。
【００８０】板紙支持体コア層１１のウェブは、ロール
（図示せず）から巻き出され、表面をコロナおよび／ま
たは火炎処理により活性化する表面活性化ステーション
２１を通って前進する。
【００８１】図１ａ〜図１ｄに記載されている層１２〜
１６は、それぞれ、共押出装置２２のダイユニットのフ
ィードブロック中でまだ完全には一体化されていない２
層、３層、４層または５層のプレフィルム２４を生成し
て共押出しされ、多層プレフィルム２４はダイと前進す
る板紙支持体ウェブ１１の間のエアギャップ２５を通過
して、冷却ロール２７とカウンタープレッシャーロール
２８の間のロールニップ２６に引きこまれる。
【００８２】ＬＣＰバリヤーポリマー、接着性ポリマー
および熱可塑性ヒートシール可能なポリマーは、比較的
低い一定の速度でダイギャップを出る。多層プレフィル
ムがロールニップ２６方向に引っ張られるにつれ、プレ
フィルム２４が前進する速度が加速される。支持体ウェ
ブは、ラミネーションプロセス中、３００〜４００ｍ／
分で前進し、プレフィルムをニップに引っ張り込む。前
述のように加速されるために、バリヤー層１２のＬＣポ
リマーは、ウェブの走行方向、すなわち、機械加工方向
（ＭＤ）に強力に延伸される。ＬＣＰは、共押出装置２
２のダイユニット内である程度多軸で延伸されるが、フ
ィルムは、その後の強力なＭＤ延伸により、実質的に一
軸延伸される。ＬＣＰ層内のＭＤに対して横断方向の延
伸、またはＭＤ以外の他の方向の延伸は無視できる。支
持体ウェブの速度（ロールニップでの速度）とダイにお
ける押出されたフィルムの速度との比は、シートまたは
フィルムの押出注型プロセスより約３〜４倍も高い。こ
れは、共押出プロセスの実質的により困難な状況を示し
ている。
【００８３】ＬＣＰバリヤー層１２の厚さは、好ましく
は約３〜７μｍ、最も好ましくは約５μｍである。驚く
べきことには、一軸延伸されたＬＣＰ層は、この層のＴ
Ｄでは脆性でも、不撓性でもない。この層の断片をねじ
ったり、絞って小球状のプラスチックにしたりしても、
この材料は、割れたり、裂けたりしない。これは、剛性
ではあるが折りたたみ可能なコア層を含む包装用ラミネ
ートの折りたたみ成形による形状安定性包装容器の製造
には極めて有利である。というのは、包装品の折り目や
角の部分でＬＣＰ層が割れたりする恐れがなくなるかま
たは実質的に減少するからである。
【００８４】共押出された、まだ高温の溶融多層プレフ
ィルム２４は、板紙支持体ウェブに接着されて完全に一
体化された状態になり、プレフィルム２４の種々の層
は、ロールニップ２６でポリマー層からの圧力および熱
により互いに完全に接着される。種々のポリマーは一緒
に共押出しするのが好ましい。というのは、溶融プレフ
ィルムの熱は、このフィルムが支持体表面に到達するま
で良好に維持され、従って、フィルムと紙ウェブとが良
好に接着されるからである。プレフィルムに含まれる層
が厚ければ厚いほど、ラミネートの各層間の適切な接着
を確実にするために供給される熱エネルギーが高くな
る。
【００８５】冷却ロール２７の温度は、約８〜約１５℃
であるのが好ましい。
【００８６】熱可塑性樹脂被覆１７は、図２ａに示され
ている共押出被覆法の前または後に、コア層１１のガス
バリヤー層１２に面しないように折り返される他の面の
押出被覆により適用してよい。
【００８７】このようにして両面が押出被覆された板紙
ウェブ１１′は前進して、第２のロール（図示せず）に
巻き取られる。
【００８８】図２ｂは、それぞれ、図１ａおよび図１ｂ
の積層包装材料の次善の代替製造法を概略的に示してい
る。
【００８９】板紙支持体コア層１１のウェブは、ロール
（図示せず）から巻き出され、表面をコロナおよび／ま
たは火炎処理により活性化する表面活性化ステーション
２１を通って前進する。
【００９０】図１ａおよび図１ｂに記載されている層
（１３）、１４および１２は、この順序で、第１の共押
出被覆ステップで、共押出装置２２′のダイユニットの
フィードブロック中でそれぞれ完全には一体化されてい
ない２層または３層のプレフィルム２４′を生成して共
押出しされ、多層プレフィルム２４′は、ダイと前進す
る板紙支持体ウェブ１１の間のエアギャップ２５を通過
して、冷却ロール２７とカウンタープレッシャーロール
２８の間のロールニップ２６に引きこまれる。共押出さ
れた、まだ高温の溶融多層プレフィルム２４′は、板紙
支持体ウェブ１１に接着されて完全に一体化された状態
になり、プレフィルム２４′の種々の層は、ロールニッ
プ２６でポリマー層からの圧力および熱により互いに完
全に接着される。３つのポリマー層を一緒に共押出する
のが好ましい。というのは、溶融プレフィルムの熱は、
このフィルムが支持体表面に到達するまで良好に維持さ
れ、従って、紙ウェブに良好に接着するからである。
【００９１】第２の共押出被覆ステップで、層１６およ
び１５は、この順序で、コロナおよび／または火炎処理
ステーション２９で表面活性化処理された後、第２の共
押出装置２２″により、前以て共押出しされたバリヤー
層１２の表面上に共押出しされる。
【００９２】熱可塑性樹脂被覆１７は、図２ｂに示され
ている共押出被覆法の前または後に、コア層１１のガス
バリヤー層１２に面しないように向けられる他の面の押
出被覆により適用してよい。
【００９３】このようにして両面が押出被覆された板紙
ウェブ１１″は前進して、第２のロール（図示せず）に
巻き取られる。
【００９４】図３は、本発明の方法を実施するための押
出装置３０を概略的に示している。この装置は、ＬＣＰ
を押出すための第１の押出機３１ａと、ＬＣＰ層に隣接
する層用のポリマーを押出すための第２および任意の第
３の押出機３１ｂおよび３１ｃと、ダイユニット３２と
を含む。押出機３１ａは、原料ＬＣＰの顆粒を充填する
ための原料ホッパー３３と、内部に慣用タイプのスクリ
ュー３５を具備したシリンダー体３４とを有する。上述
のスクリューは、その縦軸を中心として回転可能であ
り、可変回転速度を有する電気または油圧モーター３６
によって駆動される。原料は、ホッパー３３中に充填さ
れ、外部加熱ラジエーターまたは加熱コイル３７で加熱
されるシリンダー体３４中に落下する。シリンダー３４
中で、ＬＣＰは加熱コイル３７で加熱され、回転スクリ
ュー３５によってシリンダー体３４を通って前進輸送さ
れている間に摩擦により分配される。スクリューでのＬ
ＣＰの混合は、できるだけ緩慢かつ低剪断速度で行うの
が好ましい。ＬＣＰが加熱されたシリンダー体３４の他
端に到達したときには、ＬＣＰは均一溶融体となり、ス
クリューと追加の溶融体ポンプ３８により、シリンダー
体３４とダイユニット３２の間のいわゆる管３９を通っ
てポンプ輸送され、定圧下にダイユニット中に射出され
る。ＬＣＰ押出装置の追加の溶融体ポンプ３８は、この
ように、ダイユニット３２に到達する前のＬＣＰ溶融体
の圧力を一定に、好ましくは約４〜５×１０4Ｐａに保
つ。ＬＣＰ溶融体の圧力の変動が大き過ぎると、平滑な
フラットフィルムまたは層の押出が極めて困難になる。
【００９５】同時に、隣接するポリマー層用のポリマー
溶融体は、類似の装置により、第２および随意の第３の
押出機３１ｂおよび３１ｃによりダイユニット３２中に
供給される。しかし、これらのポリマー溶融体をダイユ
ニット３２に供給するためには、追加の溶融体ポンプは
必要ではない。これらのポリマー溶融体は、通常、ＬＣ
Ｐよりはるかに容易に溶融加工されるので、圧力は押出
機だけで容易に一定に保たれる。種々のポリマーフィー
ドをダイユニット３２の入り口の一部である多層フィー
ドブロック（図示せず）の所望数のチャンネルに分配
し、層間がまだ完全には接着されていない多層高温プレ
フィルムとしてダイを介してダイギャップから押出す。
高温のプレフィルムを、走行する支持体ウェブ、好まし
くは板紙層のウェブ上に直接押出す。ポリマー溶融体が
押出されるダイユニットのダイギャップと、支持体ウェ
ブ表面との距離、すなわち、いわゆるエアギャップは、
隣接層のポリマーがまだ溶融体である間はＬＣＰが結晶
化しない程度に短くなければならず、できるだけ短いの
が好ましい。エアギャップは、約２００ｍｍより短いの
が好ましく、約１８０ｍｍより短かければなお好まし
く、１６０ｍｍより短いのが最も好ましい。エアギャッ
プが大き過ぎると、種々の層の種々のポリマーの冷却速
度により、ロールニップでＬＣＰが隣接層より早く固化
してしまうかもしれず、これは、層間の接着性および層
間の界面構造に悪影響を及ぼす可能性がある。
【００９６】本発明の典型的な押出被覆ラミネーション
操作において、「Ｖｅｃｔｒａ Ａ９５０」（登録商
標）タイプのＬＣＰは、１９０℃および２．１６ｋｇ
（ＡＳＴＭ１２７８）で約７ｇ／１０分のＭＩを有する
ＬＤＰＥと共に押出され、接着性ポリマーは、エルフ・
アトケム社から入手可能な「Ｌｏｔａｄｅｒ ＡＸ８９
００」（登録商標）と称される、エチレンとアクリル酸
エステルとグリシジルメタクリレートとのランダムター
ポリマーである。
【００９７】共押出しされる種々のポリマーは、薄く平
滑な層を確実に押出すことができるように、レオロジー
的挙動および流動性に関して互いに整合していることが
重要である。従って、粘度比は、ダイ中で安定した層流
を得るためにダイ中の剪断速度で可能な限り一致する必
要がある。これは、ＬＣＰおよびＬＣＰ層に直接隣接す
る層のポリマーにとって特に重要である。上述のポリマ
ーの粘度は、１００ｓ -1を超えるあたりの剪断速度で収
束する。一般に、ＬＣＰポリマーの粘度と共押出される
ポリマーの粘度の比率は、共押出し可能であるために
は、１：４〜４：１の範囲でなければならない。この比
率は、１：３〜３：１の範囲であればなお好ましく、約
１：１が最も好ましい。粘度およびレオロジー的挙動の
差が大き過ぎると、粘度の低い方のポリマーによる粘度
の高い方のポリマーのエッジ包封が発生し得る。すなわ
ち、粘度が高い方のポリマーの厚さが押出されたフィル
ム／層のエッジで減少することになる。さらに、いわゆ
る界面障害、すなわち、層厚の変動を引き起こす流動障
害の恐れがある。
【００９８】本発明の押出被覆法に用いられるダイユニ
ットの剪断速度範囲、すなわち、１０〜１０，０００ｓ
-1、好ましくは約１００〜約２，０００ｓ-1の場合、共
押出しされるポリマーは、１〜１，０００Ｐａｓ、好ま
しくは１〜約１００Ｐａｓの範囲内の粘度を有している
必要がある。
【００９９】ＬＣＰの押出に用いられるスクリュー３５
は、高い混合能力を有していなければならない。本発明
の典型的な押出被覆ラミネーション操作においては、シ
リンダー体３４およびスクリュー３５は、それぞれ、３
４ａ、３４ｂ、３４ｃおよび３４ｄで示されている第
１、第２、第３および第４の混合ゾーンを含む。ＬＣＰ
押出装置全体の温度は慎重に調節する。典型的には、第
１の混合ゾーン３４ａの温度は、加熱コイル３７により
約２８５〜２９０℃に維持し、第２、第３および第４の
混合ゾーンの温度は、約２９０〜３００℃に維持する。
シリンダー体３４とダイユニット３２の間の管３９およ
び溶融体ポンプ３８の温度は約３００℃に維持し、ダイ
ユニット３２の温度は約３１０℃に維持する。
【０１００】押出時には、前述のＬＤＰＥポリマーも同
様に約３００℃に維持してよいが、前述の接着性ポリマ
ーは約２６０℃に維持する。共押出される種々のポリマ
ーの溶融加工温度の差は、共押出ラミネーション後の冷
却時に層間に発生する剪断力を排除または実質的に減少
させる程度に小さくなければならない。
【０１０１】本発明のこの典型的な押出被覆ラミネーシ
ョン操作におけるダイユニット３２のダイギャップは、
約０．６ｍｍであるのが有利である。エアギャップ、す
なわち、ポリマー溶融体が出てくるダイユニット３２の
ダイギャップと支持体ウェブ表面との距離はできるだけ
短くする必要があり、この場合には約１７０ｍｍであ
る。
【０１０２】ＬＣＰが押出被覆されるウェブ支持体の走
行速度は容易に約３００ｍ／分に維持され、場合によっ
て約４００ｍ／分に増大した。
【０１０３】ＬＣＰは、隣接する接着性ポリマー層およ
び接着性ポリマー層の他の面に隣接するＬＤＰＥ層と一
緒に、板紙走行支持体ウェブ上に共押出しした。このよ
うにして共押出被覆されたＬＣＰバリヤー層は、一軸延
伸モルホロジーを有する平滑で均質なフラット層であ
り、厚さは約５μｍであった。
【０１０４】図２ａの方法で製造した図１ａのラミネー
ト構造に関してガスバリヤー性を測定した。層の厚さ
は、ＬＤＰＥが約２０ｇ／ｍ2、接着性ポリマーが５ｇ
／ｍ2、ＬＣＰが５ｇ／ｍ2、接着性ポリマーが５ｇ／ｍ
2、ＬＤＰＥが２０ｇ／ｍ2であった。測定データは５０
／８０％ＲＨで［ｃｍ3、μｍ／（ｍ2、２４時間）、１
０１３２５Ｐａ］として表し、気体は試験用気体であ
る。
【０１０５】 Vectra A 950: 39.9/39.0平均、 0.3/1.8標準偏差 Vectra RD 501: 78.9/52.5平均、 2.4/9.0標準偏差 得られたガスバリヤーは、バリヤー層１２の厚さに比例
する。上記からわかるように、酸素バリヤー値は少なく
とも良好であり、相対湿度が高くなると、すなわち、５
０％ＲＨのときより８０％ＲＨのときの方がさらに良く
なる。
【０１０６】Ｐｅｒｍａｔｒａｎ−Ｗ ３／３１平面試
料法を用い、３７．８℃、１００％ＲＨで、防湿性を測
定した。報告された値に到達するまでに６〜８日かかっ
た。透過率は、初期には、約４０〜６０ｇ、μｍ／（ｍ
2、２４時間）であった。材料 平均 標準偏差 試料数 最大 最小 バリヤー 6.2 7.5 0.00 2 7.5 7.5 Vectra A950 7.1 8.7 0.42 2 9.0 8.4 Vectra RD501 厚さ５０μｍの純粋なＶｅｃｔｒａ Ａ９５０およびＲ
Ｄ５０１（登録商標）フィルムに関して光透過率測定を
行った。これらのフィルムは、３００ｎｍでは０．２
％、８００ｎｍでは約６０％の透過率という光バリヤー
を示した。厚さ約４０μｍのＬＬＤＰＥ＋ＥＡＡフィル
ムは、３００〜８００ｎｍで＞９０％の透過率を有す
る。従って、ＬＣＰの光バリヤーは純粋なＬＤＰＥより
良好であると推断することができる。
【０１０７】共押出ラミネーションおよびそのようなＬ
ＣＰバリヤーラミネートを得るプロセスは、溶融体ポン
プの流れ、それによるダイユニット３２の前のＬＣＰ溶
融体の圧力を調節し、ダイユニットの寸法、ダイギャッ
プ、支持体ウェブの速度、ダイと支持体表面の間のエア
ギャップ、共押出されるポリマーのレオロジー性とそれ
らのポリマーの溶融加工温度との整合、ならびに押出機
の混合ゾーンにおけるＬＣＰ溶融体の緩慢な混合を制御
することにより可能になる。
【０１０８】図４ａおよび図４ｂは、本発明の包装用ラ
ミネートから製造された慣用の形状安定性包装容器を概
略的に示している。
【０１０９】このように、良好な酸素ガスバリヤー性を
有する防液性寸法安定性包装品４０ａおよび４０ｂは、
本発明による積層包装材料１０から、不連続または連続
プロセスで、それぞれシートまたはウェブ形状の包装材
料を完成包装品４０ａ、４０ｂとして形成、充填、シー
ルする既知のパッキング機および充填機を用いて製造す
ることができる。
【０１１０】本発明の包装容器は、開口装置４１を備え
ていてよく、そのような開口／閉鎖装置は、一般に、液
状食品包装の分野では公知である。
【０１１１】積層包装材料を４０ｂタイプの包装容器に
変換するプロセスは、例えば、先ず、ウェブ形積層包装
材料１０の縦エッジをチューブ状に結合し、このチュー
ブに連続的に液状食品を充填し、その後で、内容物のレ
ベルの下でチューブを繰返し横方向にシールして個々の
包装品４０ｂを分離する。包装品４０ｂは、横方向シー
ルゾーンで切断することにより互いに分離され、最終的
な折りたたみ成形およびシールプロセスにより、通常は
平行六面体の所望の幾何学的形状が得られる。
【０１１２】あるいは、４０ａタイプの包装品は、シー
トをカートンブランクカプセルとして折りたたみ成形
し、次いで、充填、閉鎖して、完成包装品を形成するこ
とにより実現してもよい。
【０１１３】本発明のＬＣＰポリマーのガスバリヤー層
を含む積層包装材料のヒートシールは、超音波ヒートシ
ールにより実施するのが好ましい。超音波ヒートシール
法は、ＬＣＰガスバリヤー層を含む包装用ラミネート包
装には極めて良好に機能することが明らかに証明され
た。超音波ヒートシールでは、包装用ラミネートの層の
材料が振動するが、感受性が強すぎると、超音波により
破断または破壊されることがある。これは、ＬＣＰバリ
ヤー層には関係ないことが証明された。超音波シールに
より極めて強力なシールが得られ、ＬＣＰポリマー層
は、機械的性質およびガスバリヤー性を維持しながら無
傷に保たれた。充填し、シールした包装品を試験した結
果、これらの包装品が、極めて良好な酸素バリヤー性を
有すると共に、落下試験でも高いシール強度を有するこ
とが証明された。落下試験法は、包装品の衝撃強さを測
定し、包装品中で最も弱い部分を見出す方法である。充
填包装品を、所与の温度および相対湿度（２３℃および
５０％ＲＨ）で２４時間状態調整貯蔵した後で試験す
る。落下試験装置は、９０°または１１０°の衝撃角を
有する傾斜滑りレールを備えている。第１のステップで
は、９０°で漏洩が起こる高さを決定する。高さは、種
々の高さで１０個の包装品を落下させて決定する。統計
的に５０％の包装品が漏洩する高さを計算し、その高さ
から１個の包装品を落下試験にかける。別の包装品を調
整した高さで落下させ、合計５０個の包装品を落下させ
て、漏洩を調べる。１１０°の落下角で同じ手順を繰り
返す。得られた結果から、試験した包装品の５％が漏洩
する高さを決定する。
【０１１４】この方法は、公式な「Ｐａｃｋｆｏｒｓｋ
Ｎｏｒｍ ＰＴＮ １３−７０、Ｒｅｖ．７３」とし
て、また「Ｍｅｓｓａｇｅ Ｎｕｍｂｅｒ １８」で公
開されている。ブロー成形プラスチック容器に対して
は、ＡＳＴＭ−Ｄ ２４６３−９５（「Ｓｔａｎｄａｒ
ｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｄｒｏｐ Ｉｍ
ｐａｃｔ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ Ｂｌｏｗ−Ｍ
ｏｌｄｅｄ Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ Ｃｏｎｔａ
ｉｎｅｒｓ」）による極めて類似した標準試験法が用い
られている。
【０１１５】試験した積層材料の構造は、／１２／板紙
／２０／５／５／５／２０／ｇ／ｍ 2の量の／ＬＤＰＥ
／板紙／ＬＤＰＥ／接着性ポリマー／ＬＣＰ／接着性ポ
リマー／ＬＤＰＥ／であり、この材料から形成された包
装品は、１リットル入りＴｅｔｒａ Ｂｒｉｋ（登録商
標）包装品であった。落下試験の結果から、１．７５ｍ
の高さから落下させた後では包装品の５％未満しか漏洩
を示さず、これは極めて良好なシール品質を示している
との結論を得た。
【０１１６】当業者には、本発明が例示されている実施
態様には限定されず、添付請求の範囲で規定されている
本発明の範囲を逸脱しなければ、種々の変更および改変
が可能であることは自明であろう。例えば、図１に示さ
れている材料の構造が、例示されている層の数には制限
されず、その数はもっと多くても少なくてもよいし、包
装材料の所望の用途に応じて自由に変更し得ることは勿
論である。同様に、種々の層の厚さは、例えば、充填さ
れる製品、ヒートシール要件および市場要件などの特定
の要件に応じて変更し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】ａ，ｂ，ｃ，ｄは、本発明による積層包装材料
の断面図である。
【図２】ａ，ｂは、図１に関連して記載された個々の積
層包装材料の製造法の略図である。
【図３】本発明を実施するための装置の略図である。
【図４】ａ，ｂは、本発明の積層包装材料から製造され
た慣用の形状安定性包装容器の斜視側面図である。
【符号の説明】
１０ａ 積層包装材料 １１ コア層 １２ バリヤー層 １３ ＬＤＰＥ層 １４ 接着性ポリマー層 １５ ヒートシール可能な外層 １６ 第２の接着性ポリマー中間層 １７ 第２のヒートシール可能な中間層
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ６５Ｄ 65/40 Ｂ６５Ｄ 65/40 Ｄ 81/24 81/24 Ｄ // Ｂ２９Ｋ 67:00 Ｂ２９Ｌ 9:00 (72)発明者 クイエル アスプルンド スウェーデン国 ソドラ サンドビイ、ア ルムベーゲン ５ (72)発明者 フレドリク ペルソン スウェーデン国 ロムマ、ホイエアガタン 213 (72)発明者 アンデルス ピー、アンデルソン スウェーデン国 ビルレベルガ、ピー、オ ー、ボックス 549

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 紙またはカートンのコア層（１１）と、
    液晶ポリマー（ＬＣＰ）のガスバリヤー層（１２）とを
    含む、液状食品を包装するための積層包装材料料（１
    ０）であって、ＬＣＰガスバリヤー層（１２）が、２〜
    １０μｍの量で適用され、かつ前記バリヤー層の液晶ポ
    リマーが実質的に単一方向に配向されるように、少なく
    とも１つの中間接着層（１３、１４）と一緒にコア層
    （１１）上に共押出被覆されることを特徴とする、積層
    包装材料（１０）。
  2. 【請求項２】 バリヤー層（１２）に隣接する中間接着
    層（１４）が、グリシジルメタクリレートモノマー単位
    を含有する接着性オレフィンコポリマーを含むことを特
    徴とする、請求項１に記載の積層包装材料（１０）。
  3. 【請求項３】 接着性オレフィンコポリマーが、エチレ
    ンと、アクリル酸エステルと、グリシジルメタクリレー
    トとのランダムターポリマーであることを特徴とする、
    請求項２に記載の積層包装材料（１０）。
  4. 【請求項４】 前記ＬＣＰが、ｐ−ヒドロキシ安息香酸
    とヒドロキシナフトエ酸との芳香族コポリマー（ＰＨＢ
    ／ＨＮＡ）、またはポリエチレンテレフタル酸とｐ−ヒ
    ドロキシ安息香酸とのコポリマーであることを特徴とす
    る、請求項１から３のいずれか１項に記載の積層包装材
    料（１０）。
  5. 【請求項５】 バリヤー層（１２）が、３〜７μｍ、よ
    り好ましくは３〜５μｍの量で適用されることを特徴と
    する、請求項１から４のいずれか１項に記載の積層包装
    材料（１０）。
  6. 【請求項６】 ガスバリヤー層（１２）のコア層（１
    １）に面していない他の面が、接着性オレフィンコポリ
    マー中間層（１６）により熱可塑性ヒートシール可能な
    ポリマー層（１５）に接着されることを特徴とする、請
    求項１から５のいずれか１項に記載の積層包装材料（１
    ０）。
  7. 【請求項７】 ガスバリヤー層（１２）が、隣接する接
    着性ポリマー（１４、１６）層および熱可塑性ヒートシ
    ール可能なポリマー層（１３、１５）と一緒にコア層
    （１１）上に共押出被覆されることを特徴とする、請求
    項６に記載の積層包装材料（１０）。
  8. 【請求項８】 コア層（１１）のバリヤー層（１２）に
    面していない他の面も、熱可塑性ヒートシール可能なポ
    リマーの外層（１７）で被覆されることを特徴とする、
    請求項１から７のいずれか１項に記載の積層包装材料
    （１０）。
  9. 【請求項９】 バリヤー層の液晶ポリマーが実質的に１
    つの方向に配向されかつ２〜約１０μｍの量で適用され
    るように、バリヤー層（１２）を少なくとも１つの中間
    接着層（１３、１４）と一緒にコア層（１１）上に共押
    出被覆することを含む、請求項１から８のいずれか１項
    に記載の積層包装材料（１０）を製造する方法。
  10. 【請求項１０】 ＬＣＰポリマーが実質的に１つの方向
    に配向され、かつ２〜約１０μｍの量で適用されるよう
    に、バリヤー層（１２）を隣接する接着性ポリマー層
    （１４、１６）および熱可塑性ヒートシール可能なポリ
    マー層（１３、１５）と一緒にコア層（１１）上に共押
    出被覆することを含む、請求項１から９のいずれか１項
    に記載の積層包装材料（１０）を製造する方法。
  11. 【請求項１１】 押出ダイ（３２）がフィードブロック
    を具備する固定幅コートハンガーダイおよび／または内
    部デックル付きダイ型のものであることを特徴とする、
    請求項９または１０に記載の方法。
  12. 【請求項１２】 ＬＣＰ押出機と組み合わせた溶融体ポ
    ンプ（３８）により、押出ダイ（３２）中のＬＣＰ溶融
    体の圧力を一定に保つことを特徴とする、請求項９から
    １１のいずれか１項に記載の方法。
  13. 【請求項１３】 バリヤー層（１２）が３〜７μｍの厚
    さに押出されることを特徴とする、請求項９から１２の
    いずれか１項に記載の方法。
  14. 【請求項１４】 ＬＣＰポリマーの溶融温度と隣接層の
    ポリマーの溶融温度との差が、共押出ラミネーション後
    の冷却時に層間に生じる剪断力を排除または実質的に減
    少させる程小さいことを特徴とする、請求項９から１３
    のいずれか１項に記載の方法。
  15. 【請求項１５】 ＬＣＰバリヤー層（１２）を含む多層
    プレフィルム（２４）を共押出しするステップと、コア
    層（１１）支持体の表面を活性化するために前処理する
    ステップ（２１）と、場合によって、多層フィルムの接
    触表面を前処理し、その後で、圧力を加えて前処理表面
    を互いに接着させるステップとを含む、請求項９から１
    ４のいずれか１項に記載の方法。
  16. 【請求項１６】 プラズマ、コロナまたは火炎処理など
    の真空ベース乾式表面活性化法によりコア層支持体（１
    １）を表面活性化処理し、場合によって、多層フィルム
    のコア層接触面をオゾンで処理することを特徴とする、
    請求項１５に記載の方法。
  17. 【請求項１７】 コア層（１１）と液晶ポリマー（ＬＣ
    Ｐ）を含むバリヤー層（１２）とを含む積層包装材料
    （１０）を製造する方法であって、ＬＣＰ層が実質的に
    １つの方向に延伸されるように、固定幅コートハンガー
    ダイおよび／または内部デックル付きダイ型の押出ダイ
    （３２）により、ＬＣＰフラット層を他のポリマー層と
    一緒に前記コア層を含む支持体ウェブ上に共押出被覆す
    る（２２）ステップを含む、積層包装材料（１０）を製
    造する方法。
  18. 【請求項１８】 請求項１から８のいずれか１項に記載
    の積層包装材料（１０）のシートまたはウェブ形状ブラ
    ンクを折りたたみ成形かつシールして製造した、酸素ガ
    ス感受性液状食品を無菌貯蔵または長期貯蔵寿命で貯蔵
    するための形状安定性包装容器（３０）。
  19. 【請求項１９】 請求項１から８のいずれか１項に記載
    の積層包装材料（１０）のシートまたはウェブ形状ブラ
    ンクを折りたたみ成形かつ超音波ヒートシールして製造
    した、酸素ガス感受性液状食品を無菌貯蔵または長期貯
    蔵寿命で貯蔵するための充填包装容器。
  20. 【請求項２０】 ２４時間、２１２７８．２５Ｐａ Ｏ
    2、２３℃、５０％ＲＨ（ＡＳＴＭ Ｄ３９８５−８
    ４）で測定して、容量１リットル当たり、０．３ｃｃよ
    り良好、好ましくは０．２５ｃｃより良好な酸素バリヤ
    ーを示し、Ｐａｃｋｆｏｒｓｋ Ｎｏｒｍ ＰＴＮ １
    ３−７０、Ｒｅｖ．７３による落下試験において、１．
    ５０ｍより良好、好ましくは１．７５ｍを実現する、す
    なわち、約１．５０ｍ、好ましくは約１．７５ｍの高さ
    から落下させた後で、前記充填包装容器のうちの５％未
    満しか漏洩しないことを特徴とする、請求項１９に記載
    の充填包装容器。
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