JP2002326660A - 積層包装材 - Google Patents
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Abstract
料を備えるレトルト可能ポーチを提供する。 【解決手段】 該積層材は、外側ポリエチレンテレフタ
ラート層とナイロン第2層とポリプロピレン内側層とを
含む。無溶剤接着剤が該層を共に結合するのに使用され
る。無溶剤接着剤は表面改変剥離モンモリロナイト粘土
プレートリットを含む。該プレートリットは積層の平面
に一般に平行に横たわり、かつ部分的に重なり、酸素及
び他の揮発性材料に対する障壁を形成する。レトルト可
能ポーチは、ポリプロピレン層が内部を向きかつ共に溶
着されるように積層の一又は複数のシートの縁をヒート
シールすることによって形成される。該ポーチ及びその
内容物は、積層又はヒートシールの劣化を伴わない熱処
理で低温殺菌され得る。
Description
ート)材に関し、特に、密封可能でかつ次にその内容物
を低温殺菌又は滅菌するのに十分な温度まで加熱可能な
可撓(フレキシブル)容器又はレトルト(滅菌)可能ポ
ーチ(パウチ)に形成可能な材料に関する。
のバクテリアは除去されなければならない。食品中の有
害なバクテリアを除去するための一の一般的な方法は、
該バクテリアを死滅させるのに十分な温度まで該食品を
加熱することによる。長年、食品はまず金属缶内に密封
され、次に該缶詰食品は適当な温度まで加熱された。冷
却後、該缶詰食品は長期間、室温で貯蔵可能である。
可撓ポーチに取って代えられている。これらポーチには
種々の形状及び大きさがある。二つの最も一般的な形状
は、扁平又は枕形状とガセット又は直立形状のポーチで
ある。これらポーチは、金属缶よりも相当軽くかつ低コ
ストであり、また、公共のごみの流れに置かれる場合、
削減の原因と考えられる。典型的な扁平又は枕状ポーチ
は、積層材の一又は二つのシートから構成される。典型
的なガセット又は直立ポーチは、積層材の三つのシート
を用いて製造される。両タイプは、詰込み(充填)後、
ヒートシール(熱融着)で共に密封される。この工程
は、製造ライン外の事前製造ポーチ、詰込み及び密封を
用いて、又は製造ライン内での形成、詰込み及び密封に
よって遂行可能である。
は多くの要求に従わなければならない。米国政府食品医
薬品局(FDA)は、華氏250度を超える温度にさら
される可撓包装に使用可能な及び不能な材料について非
常に明確である。特に、21C.F.R.§177.139
0は、これら極度の温度環境にさらされる可撓ポーチを
構成するのに使用可能な化学成分を規制する。これら可
撓ポーチの物理的性質、積層結合強度、ヒートシール強
度、WVTR(水蒸気透過度)、OTR(酸素透過度)
及び破裂分析は、通常試験パラメータを超えるが、フィ
ルムを共に付着するのに使用された液体成分は、該フィ
ルム自体と共に、FDAによって確立された移動性試験
ガイドラインに従わなければならない。
剤)を構成する成分は、内容物を汚染するかもしれない
移動成分を含んではならず、かつポーチの外側からの移
動物質(気体又は揮発性液体)の通過を防ぐ機能的障壁
を含まなければならない。機能的障壁の内部で使用され
るどのような液体、即ちこの場合接着剤でも、該接着剤
の化学的性質が脂肪族イソシアネートから作成されない
なら、移動性試験を受けなければならない。もし該接着
剤成分が脂肪族性からなるなら、該規制は撤回される。
そのような場合、該接着剤はFDA§177.1390
準拠であると思われる。ポーチは更に、該ポーチを3.
0〜5.0バールの圧力で30〜80分間120℃〜1
30℃の範囲の温度にさらす通常レトルト法を経た後、
気密性及び耐バクテリア性(密閉封止)のままでなけれ
ばならない。この温度、圧力及び時間は、ポーチの大き
さ及びポーチ内の内容物によってわずかに変わり得る。
タイプは4層積層から構成され、ポリエチレンテレフタ
ラート(PET)、金属箔層、ポリアミド層からなる外
側層にキャスト(注型)ポリプロピレン(CPP)から
なる内側層が続く。そのような先行技術包装の層は、溶
剤としてメチルエチルケトン、酢酸エチル又はアセトン
を含むウレタン接着剤で共に保持される。最近まで、溶
剤性接着剤がレトルト可能構造を製造するのに使用可能
な唯一のタイプであった。
こ二年でのみ発達した。これら無溶剤接着剤は、一の成
分がイソシアネートで他の成分がポリオールである二成
分ウレタン系統として規定される。イソシアネート部分
は、レトルト可能材料に対するFDAガイドラインに適
合する脂肪族である。これら成分は本質的に低分子量で
あり、分散又は適用に溶剤を必要としない。該二成分が
適当な混合比率で結合され、無溶剤積層機に適当な塗布
量(コーティング重量)及び温度、及び適当な硬化時間
で適用されると、最終結果は、レトルト積層内で隣接す
る層を共に付着する架橋ポリエステルウレタンフィルム
となる。
た積層は、四つの別個の層材料、三つの接着性コーティ
ング及び三つの積層操作を必要とし、複雑で高価な多層
積層機又は複雑な連続操作のいずれかを要する。その結
果、そのような材料を製造するコストが甚大になる。し
かし、多層積層において各層は明確な目的を有する。例
えば、PETは、摩耗抵抗、印刷可能な外側表面を与え
る。ナイロンはフィルムに対する構造的強度を与える。
金属箔は気体に対する不透過性を与え、特に、酸素が包
装の内容物に浸透することを防ぎ、従って、多くの製品
の貯蔵寿命を延ばす。キャストポリプロピレンはヒート
シール可能な内側表面を与え、これは、それ自体に溶着
可能で、内容物又は積層構造を損傷することなく密封さ
れるのに十分低いが密封包装のレトルト処理を耐えるの
に十分高い軟化温度で気密包装を形成する。従って、該
積層構造は単に層を除去することによっては簡略化でき
ない。
の製造に関する。
層とポリアミド第2層とポリプロピレン内側層とを含む
3層積層である。該層は接着剤で共に結合される。一又
は両方の接着剤コートは粘土(クレー)プレートリット
(clay platelets)を含む。
積層の平面に一般に平行に横たわる傾向にある。十分な
濃度において、粘土プレートリットは互いに部分的に重
なりかつ上に横たわり、機能的障壁層を形成し、気体及
び揮発性物質に対する積層の透過性を実質上低減する。
積層の二つの層を共に結合する接着剤中に粘土を含むこ
とにより、分離箔層は除去され得る。四つでなく三つの
別個の層のみで、かつ三つでなく二つの積層接着結合の
みで、材料費及び製造費の相当な削減が可能である。
ル層とポリプロピレン内側層とを含む2層積層である。
該層は接着剤で共に結合される。該接着剤コートは粘土
プレートリットを含む。
ート及びジオールから形成される無溶剤接着剤で、表面
改変剥離モンモリロナイト粘土の重量で0.75%〜
1.5%を含む。
層又は3層積層から構成されたレトルト可能ポーチであ
る。
添付図面に示されるような以下の好ましい実施形態の詳
細な説明に鑑みてより明白になる。
発明に従う枕状又は扁平レトルト可能ポーチが参照番号
10で一般に示される。枕状ポーチ10は積層材からな
る二つのシート12A及び12Bを含み、それらは、ヒ
ートシール14でそれぞれの縁周りに共に接合及び密封
される。収納スペース16は、二つのシート12A、1
2B間でかつヒートシール14内の領域によって規定さ
れる。収納スペースは周囲環境から封鎖され、例えば食
料品であり得る該ポーチの内容物18を収容する。シー
ト12A、12Bは、食品を収納するために望ましい適
当な形状に形成可能である。例えば、一方のシート12
Bは、平面のフランジを有する皿形状に形成され得る。
第2シートl2Aは、次に、該第1シート12Bのフラ
ンジにヒートシールされ得る。
するように記述されるのに対し、単一のシートが使用可
能であることが当業者には容易に分かるべきである。該
シートは、それ自体の上に折り重ね可能で、二つの層を
形成する。該三つの非結合縁は、次に、内容物が折り重
ね層間に置かれた後、ヒートシールされるであろう。
レトルト可能ポーチの一形態が参照番号40で一般に示
される。ガセットポーチ40は、積層材42及び43か
らなる二つのシートを含む。一のシート42は折り重ね
られ、ポーチの前面及び後面シート42A及び42Bを
形成する。該シートは、側部及び上部を巡るヒートシー
ル44と底部ガセットのヒートシール45A、45Bと
で、それらのそれぞれの縁周りに共に接合及び密封され
る。収納スペース46は、三つのシート42A、42
B、43間でかつヒートシール44、45A、45B内
の領域によって規定される。収納スペースは周囲環境か
れ封鎖され、ポーチの内容物48を収容する。シート4
2A、42B、43は、食品を収容するために望ましい
任意の適当な形状に形成可能である。通常、積層材の二
つのウエブが製袋機に供給される。主ウエブはシート4
2を形成し、また、ポーチの一側部に沿って半分に折り
重ねられ、前面シート42A及び後面シート42Bを形
成し、これらは、一方が他方の上面上に整列される。シ
ート42A及び42Bの自由縁は、ポーチの他の側部に
沿ってヒートシール44で共にヒートシールされる。第
2ウエブは該機械の側部に供給され、底部ガセットシー
ト43を形成し、また、前面及び後面シート42A及び
42Bに対しヒートシールされ、上部開放ポーチを形成
する。該ポーチは、後の詰込みのために目下保管可能で
あり、又は充填機へと稼働状態に直接進行可能である。
内容物がポーチ内に置かれた後、前面及び後面シート4
2A及び42Bの上縁は、最終ヒートシール44で共に
密封される。
るように記述されるのに対し、三つのシートが使用可能
であり、前面42A及び後面42Bが材料の分離ウエブ
から形成され、両側部に沿って共にヒートシールされる
ことが当業者には容易に分かるべきである。単一のシー
トが利用可能であることも明らかである。該シートは、
それ自体の上に折り重ね可能で、三つのシートを形成す
る。一般的に、該単一シートの中間はガセット43を形
成し、端部は該ポーチの上部で出合うであろう。非結合
側部及び上縁は、次に、内容物が折り重ね層間に置かれ
た後にのみ、それらの内の少なくとも一つでヒートシー
ルされるであろう。
A、12Bは、図3に示されるように、3層積層構造か
ら製造可能である。直立ポーチ40のシート42A、4
2B、43も同様に該構造から形成可能である。
の層を含む。包装内容物18又は48から離れた最も外
側の層20はポリエステルから作成される。好ましい実
施形態において、層20はポリエチレンテレフタラート
で、厚さが好ましくは約9〜12ミクロンである。外側
層20にすぐに隣接する第2層22は、14〜25ミク
ロンの好ましい厚さを有するナイロン層である。最も内
側の層24はキャストポリプロピレンから作成され、5
5〜110ミクロンの好ましい厚さを有する。
接着剤で共に結合される。ポリオール及びイソシアネー
トからなる化学的組成を有する二成分材料に基づく無溶
剤接着剤が適当である。これら両成分は、希釈及び適用
に溶剤を必要とすることなくフィルムに適用されるのに
十分低い分子量の化学物質に基づくことができる。該化
学成分は更に、包装中に必要な場合に承認された21
C.F.R.§177.1390及び§175.105で
あると判明した。PET及びナイロン層20及び22は
接着剤層60で共に結合され、これは、好ましくはLi
ofol社が製造及び販売するTycel7990/609
2であり、1.2〜1.5lbs per3000sq. ft.の塗
布量で塗布される。モンモリロナイトの重量で5%〜1
0%が、好ましくはNanocor株式会社によって供
給されるNANOMER1.28E又は1.30E微小
粘土(ナノクレー(nanoclay))の形態で、該接着剤が
混合される前にTycel6092に添加され、これは、−
OH基を末端にもつプレポリマーである。Tycel799
0脂肪族イソシアネートプレポリマー及びTycel609
2は、混合接着剤において微小粘土プレートリットの
0.75%〜1.5%の濃度を与えるように、好ましく
は15:1〜6:1の比率で共に混合される。該接着剤
はPET層に塗布され、ナイロン層はその上に積層され
る。該積層は次に二日間硬化される。硬化後、ナイロン
層22及びキャストポリプロピレン層24は接着剤層6
4で共に結合され、これも、好ましくは微小粘土プレー
トリットのTycel7990/6092であり、1.2〜
1.5lbs per3000sq. ft.の塗布量で塗布される。
接着剤層64はナイロン層22の裏面に塗布され、これ
は次にCPP層24に積層される。
C.F.R.§177.1390下で食品包装用にFDA
が最近承認した無溶剤接着剤である。上述したレトルト
可能包装は、劣化することなく30〜80分間、120
℃〜130℃(華氏250度〜華氏265度)の範囲の
予想適用温度に耐えるように設計される。これらはレト
ルトポーチ内の食品からバクテリアを除去するのに一般
的に必要な温度及び時間である。
トリットに剥離されたモンモリロナイト粘土である。該
プレートリットは、1nm厚及び1μm幅のオーダーで
ある。該モンモリロナイトは、次の理論式を有する。
gイオンは低原子価イオンで置換される。該置換は陰電
荷インバランスを作り出し、これは、吸着水化可能陽イ
オン、特にナトリウムで補償される。該NANOMER
微小粘土は、第四オニウムイオンをいくつかの吸着ナト
リウムイオンで置換するように改変された表面である。
該置換は、プレートリット間の接着を低減し、プレート
リットを該接着剤中に分散させることを可能にする。
ウレタン接着剤の適当な混合は、十分に浸透不能な部分
的に重なる微小粘土プレートリットの障壁層を形成し、
包装フィルムに有益な障壁層を与え、酸素及び他の望ま
しくない揮発性物質の透過を防ぐ一方、積層のフィルム
層を共に結合するのに十分強い接着剤層を更に与えるこ
とが分かった。
の層を含む。包装内容物18又は48から離れた外側層
70はポリエステルから作成される。好ましい実施形態
において、層70はポリエチレンテレフタラートで、厚
さが好ましくは約9〜12ミクロンである。内側層74
は、キャストポリプロピレンから作成され、55〜11
0ミクロンの好ましい厚さを有する。該二つの層は接着
剤層82で共に結合され、これは、図3に示された接着
剤層62及び64と同じ組成を有する。
1に示された枕状ポーチ又は図2に示された直立ポーチ
においても、特定のインクシステムは、積層前にポリエ
ステル層を裏面印刷するのに使用可能である。これは、
どんな市場に最終製品が供給されることを企図するかに
よってエンドユーザーに選択され得るオプションであ
り、本発明の最も広い意味において本発明に必須ではな
い。該インクがモンモリロナイト機能的障壁の外側にあ
るので、モンモリロナイト機能的障壁が積層を通るイン
ク成分の移動を防ぐ程度まで、ポーチの内容物との直接
接触に容認できなインクを使用することが可能になり得
る。接着剤中の微小粘土の存在は積層にわずかに曇った
外観を与え、これは、印刷された包装の外観を設計する
場合、考慮に入れる必要があり得る。
述及び図示されたが、本発明の精神及び範囲から逸脱す
ることなく、それに前述の及び種々の他の変更、省略及
び付加がなされ得ることが当業者に理解されるべきであ
る。
である。
である。
ートを通しての断面図である。
ートを通しての断面図である。
Claims (23)
- 【請求項1】 積層を含む少なくとも一のシートを有す
るポーチであって、 ポリエステル外側層と、 ポリプロピレン内側層と、 前記積層の二つの隣接する層を共に結合し、かつ少なく
とも一のシートを通る気体の通過に対する機能的障壁を
形成する剥離された粘土プレートリットを含む第1無溶
剤脂肪族ポリウレタン接着剤と、 少なくとも一のシートで実質上囲まれた収納スペースと
を備えるポーチ。 - 【請求項2】 前記ポリエステル外側層とポリプロピレ
ン内側層の間の層であって、前記第1接着剤でポリエス
テル外側層及びポリプロピレン内側層の一方に結合され
るポリアミド層と、ポリエステル外側層及びポリプロピ
レン内側層の他方にポリアミド層を結合する第2接着剤
とを更に備える請求項1記載のポーチ。 - 【請求項3】 前記第2接着剤は第1接着剤と同一であ
る請求項2記載のポーチ。 - 【請求項4】 前記ポリアミド層はナイロンから作成さ
れる請求項2記載のポーチ。 - 【請求項5】 前記ポリエステル層はポリエチレンテレ
フタラートから作成される請求項1記載のポーチ。 - 【請求項6】 前記ポリプロピレン層はキャストポリプ
ロピレンである請求項1記載のポーチ。 - 【請求項7】 損傷なしに少なくとも120℃の温度で
レトルト可能である請求項1記載のポーチ。 - 【請求項8】 前記ポーチは積層の二つの部分の縁を接
合する少なくとも一の継ぎ目を有し、該縁は互いに向か
い合う積層の二つの部分のポリプロピレン層と向かい合
って横たわる請求項1記載のポーチ。 - 【請求項9】 前記結合はポリプロピレンの溶着によっ
てもたらされる請求項3記載のポーチ。 - 【請求項10】 前記第1接着剤は、脂肪族ジイソシア
ナート及びジオールの共重合体である請求項1記載のポ
ーチ。 - 【請求項11】 前記剥離された粘土材料は、ナトリウ
ムイオンを第四オニウムイオンで置換することによって
改変されるモンモリロナイト粘土プレートリット表面を
備える請求項1記載のポーチ。 - 【請求項12】 前記収納領域は製品を収容し、少なく
とも一のシートは収納領域へのバクテリアの進入を実質
上防ぐように密封される請求項1記載のポーチ。 - 【請求項13】 レトルト可能ポーチに使用するための
積層材であって、 ポリエステル第1層と、 粘土プレートリットを含む第1無溶剤接着剤で該第1層
に付着されるポリアミド第2層と、 第2無溶剤接着剤で該第2層に取り付けられるポリプロ
ピレン第3層とを備える積層材。 - 【請求項14】 前記第1無溶剤接着剤と第2無溶剤接
着剤は同一である請求項13記載の積層材。 - 【請求項15】 前記第2無溶剤接着剤は粘土プレート
リットを含む請求項13記載の積層材。 - 【請求項16】 前記ポリエステルはポリエチレンテレ
フタラートである請求項13記載の積層材。 - 【請求項17】 前記ポリアミドはナイロンである請求
項13記載の積層材。 - 【請求項18】 前記ポリプロピレンはキャストポリプ
ロピレンである請求項13記載の積層材。 - 【請求項19】 前記粘土プレートリットは、表面改変
モンモリロナイトプレートリットである請求項13記載
の積層材。 - 【請求項20】 レトルト可能ポーチに使用するための
積層材であって、 ポリエステル第1層と、 粘土プレートリットを含む無溶剤接着剤で該第1層に付
着されるポリプロピレン第2層とを備える積層材。 - 【請求項21】 前記ポリエステルはポリエチレンテレ
フタラートである請求項20記載の積層材。 - 【請求項22】 前記ポリプロピレンはキャストポリプ
ロピレンである請求項20記載の積層材。 - 【請求項23】 前記粘土プレートリットは表面改変モ
ンモリロナイトプレートリットである請求項20記載の
積層材。
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