JP2004529040A

JP2004529040A - 包装容器、包装用積層体および包装容器の製造方法

Info

Publication number: JP2004529040A
Application number: JP2002571366A
Authority: JP
Inventors: オルソン、ホカン; オランデル、ジョニー
Original assignee: テトララバルホールデイングスエフイナンスソシエテアノニム
Priority date: 2001-03-13
Filing date: 2002-03-11
Publication date: 2004-09-24
Also published as: ZA200306726B; SE0100859D0; SE518668C2; US6994898B2; DE60212348T2; ATE329839T1; EP1370467A1; CN1236965C; WO2002072435A8; SE0100859L; WO2002072435A1; RU2276047C2; EP1370467B1; BR0208066A; US20040096605A1; CN1496320A; DE60212348D1; PL363911A1

Abstract

第一方向に一つの主要な繊維整列を示す紙または板紙からなる少なくとも一枚の心層（11a,11b）を含む包装用積層体（10,10a）から形成された加圧液状食品用包装容器（20,21）。本発明によれば、完成した満杯の包装用容器の貯蔵中における膨張を減少させるか又は除去する目的で前記心層が前記第一方向に対して実質的に直角の第二方向において事前に引っ張られている。本発明は又、該包装容器用の包装用積層体（10,10a）および該包装容器の製造方法をも包含する。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は加圧液状食品、例えばビール、炭酸清涼飲料、炭酸水または発泡性ワイン用の包装容器に関し、該包装容器は第一方向に一つの主要な繊維整列（fibre orientation）を示す紙または板紙からなる少なくとも一枚の心層（core layer）を含む包装用積層体から形成されている。本発明は又、該包装容器用の包装用積層体および該包装容器の製造方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
ビール、炭酸清涼飲料、炭酸水または発泡性ワインの様な加圧液状食品で満たされている為に連続的内部過剰圧力下にある市場で商業的に入手可能な包装容器は、今日ガラス、プラスチック又は金属から製造された容器からなる。
【０００３】
紙並びに板紙からなる心層、およびガスバリヤー層並びに液体バリヤー層を含む包装用積層体からこのような容器を製造しようとする試みがなされている。しかしながら、このような状況では紙または板紙層（心層）における繊維の伸長または引張に帰着されうる問題が生ずる。この理由は、紙または板紙機械で紙または板紙層を製造する際に、その繊維網は紙または板紙機械の縦方向（machine direction）に延伸されるが、対応する横方向（transverse direction）の延伸は起こらないという点にある。更に、セルロース素材の噴射方向を縦方向に走るワイヤに合わせた場合、紙または板紙ウェブの形成結果として該繊維は実質的に該ウェブの縦方向に配向される。
【０００４】
加圧液状食品用管状包装容器をこのような紙または板紙からなる心層を含む包装用積層体から製造すべき場合、紙または板紙の縦方向が包装容器の円周の接線と一致するように紙または板紙を用いるのが適切である、即ち繊維が容器の円周の周りの方向に主として配向される様に紙または板紙を配置する。この理由は、紙または板紙が繊維整列の為にこの方向で最大の強度を示すと同時に、内部過剰圧力の為にこの方向で材料の最大ひずみ（strain）が起こるという点にある。しかしながら、内部過剰圧力の結果として容器の軸方向のひずみも当然起こると思われ、これは容器がいくらかの期間貯蔵された後に長さ方向に増加する様に、紙または板紙材料が容器の軸方向に膨張（「クリープ」）するであろうことを暗示している。これは特に、繊維が最初は上記のように紙または板紙の横方向、即ち容器の軸方向に感知できるほどの伸長を示さないからである。もしも、その代わりに包装用積層体を９０°回転させるならば、この問題は代わりに容器の接線方向で起こるであろうと思われ、その場合容器は膨張すると同時に破壊の危険があるであろう。
【０００５】
WO 99/59882号パンフレットはいくつかの層、例えば４層の紙または板紙で形成された包装用積層体を開示している。更に、これらの異なる層に対する縦の接合部が容器の円周の異なる位置に配置されているという点で破壊の危険が減少している。しかしながら、この包装用積層体および容器の形成は、大きな厚さのために生ずる極端な費用、即ち換言すれば消費される大量の板紙の為に、また容器の円周の異なる位置に縦の接合部を実現するための複雑な方法の為に商業的に実行できない。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（発明の概要）
本発明の目的は、上記に概説した構造問題を除去すること、より具体的には大量の紙または板紙を必要とせず、それにも拘わらず加圧液状食品の中身で貯蔵して形状的に安定な、製造するのに単純で従って経済的な、加圧液状食品用包装容器を提供することである。更に本発明の目的は、本発明による包装容器用の包装用積層体を提供すること、および本発明による包装容器の製造方法を提供することである。
【０００７】
これらの目的および他の目的は、添付した特許請求の範囲に定義した通りの包装容器、包装用積層体、および包装容器の製造方法によって達成される。
【０００８】
本発明概念は、連続的過剰圧力を受ける時に生ずる、包装用積層体、より具体的には紙または板紙からなるその心層の膨張またはクリープの大部分を前もって取り出すことである。この結果、該心層のクリープ曲線の変位が起こるので、完成した包装容器の中で、包装用積層体を該心層が比較的わずかな材料量であるにもかかわらず比較的大きな連続的荷重にさらすことが出来る。特に、紙または板紙の横方向、即ち紙または板紙の主要繊維整列に対して実質的に直角の方向、普通は縦方向に対して直角の方向で事前膨張（pre-expansion）あるいは事前引張（pre-straining）を行うことが意図されている。これは、包装容器を閉じる前の時点で包装容器用の包装用積層体の少なくとも心層を主要繊維整列の方向（以後第一方向と言う）に対して直角の方向（以後第二方向と言う）において事前に引っ張ることにより実現される。
【０００９】
本発明による事前引張は、心層を他の層と積層して包装用積層体とする前に該心層に対して行うことが出来る。あるいは、事前引張は包装用積層体を二次成形して容器本体とする前に該包装用積層体に対して行うことが出来、あるいは又、事前引張は包装容器を加圧液状食品で満たすことと結び付けて該包装容器に対して行うことも出来る。
【００１０】
事前引張後の心層は、該第二方向において、膨張させられていない或は引っ張られていない状態の心層の対応する縦寸法（longitudinal direction）（L₀）よりも約1-6％、好ましくは1-5％大きな縦寸法（L_exp）を示す。換言すればこれは、互いに第二方向に配向されている心層中の２点間の寸法が事前引張を行う場合1-6％、好ましくは1-5％だけ増加することを暗に示す。
【００１１】
事前引張の絶対的上限は、当然心層または包装用積層体の第二方向における破壊限界ひずみからなる。従って、事前引張の好ましい程度を表現する他の方法は、心層または積層体の破壊限界に関連付けること、例えば、破壊限界ひずみ（strain to failure limit）の少なくとも２０％であるが高くても９５％、好ましくは高くても９０％、更に好ましくは高くても８５％で該事前引張を行うことである。ここで用いられる型の紙または板紙層に対して、破壊限界ひずみは縦方向で１．５〜２．５％、横方向で５〜６％である。
【００１２】
添付図面を参照しながら、以下に本発明を更に詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明による第一の実施態様の包装用積層体１０を示す。これは、紙または板紙からなる二枚の心層11a及び11bを示している。該積層体における紙層の全面的な坪量（grammage）は、普通２００〜４００ g/m²,好ましくは２００〜３５０ g/m²,更に好ましくは２００〜３００ g/m²であり、二枚の心層11a及び11bに大体等しく適切に分布されている。該心層11a及び11bは、例えば澱粉またはポリエチレンから構成できる接着剤層１２により、それらの互いに面する表面の実質的にすべてに亘り更に適切に連続的に結合されている。該積層体から製造される包装容器の外側を構成するように意図された該積層体の一面には、熱可塑性材料、好ましくはポリプロピレンからなる薄層１３が配置されている。該心層11a及び11bの反対面には、一方では例えば熱可塑性接着剤、好ましくはポリエチレン又はポリプロピレンからなる接着剤層１４を含み、他方ではバリヤー層１５および該バリヤー層の外側に配置され好ましくはポリプロピレンからなる熱可塑性コーティング１６を含む複数の層が設けられており、該心層はその表面のすべてに亘りこれらの層によって連続的に覆われている。用語、バリヤー層１５は、主として酸素ガスに対するバリヤーを構成する層を意味するようにここでは用いられている。好ましいバリヤー層は金属箔層からなり、好ましくはアルミニウム箔層からなる。
【００１４】
図２は本発明による第二の実施態様の包装用積層体１０aを示し、これはあらゆる点で図１に例示したものに相当するが、ポリプロピレンの最外層の代りに夫々ポリエチレンおよびポリエチレンテレフタレートからなる二重外層１７，１８aおよび１７b、１８bを示し、該ポリエチレンテレフタレート層１８a,bは夫々包装用積層体中の二枚の最外層を構成する。該積層体の内側で、ポリエチレン層１７bは低密度ポリエチレン(LDPE)からなるのが適切である。
【００１５】
図１および図２に例示した実施態様に加えて、包装用積層体は当然多数の他の方法で、例えば他のタイプのガスバリヤー層および液体バリヤー層を用いて構成することが出来る。該積層体は又、紙または板紙からなる唯一枚の心層あるいは三枚以上の層を示すように形成することも出来るが、後者は経済的な観点からより好ましくない。一枚より多い心層が存在する場合、これらの少なくとも二枚、より好ましくは紙または板紙からなるこれらの心層のすべてが本発明により事前に引っ張られていることが適切である。
【００１６】
図３は、本発明による第一の実施態様の包装容器２０を示す。これは、円形断面を有し、好ましくは該積層体中の熱可塑性層のヒートシールにより作成された耐久力のある縦の接合部２７が設けられた円筒形の管状体からなる容器本体２２を示している。蓋２３および底２４は、好ましくはヒートシールにより作成された耐久力のある接合部２５により容器本体２２と結合されている。該図に示された蓋および底は、原則として単なる例示と見るべきであり、蓋および（又は）底の実際の形成およびデザインは開口配置の多数の変形を含んだ多数の異なる方法で実行することが出来る。更に、包装容器/包装用積層体中の心層に対する縦方向MDは該図では矢印で示されている。この縦方向は主要な繊維整列に相当し、これに関連して第一方向とも示されている。これに対して、該心層の横方向CDは矢印で記されており、この横方向は容器本体の母線（generatrix）と実質的に一致し、これに関連して第二方向と示されている。包装容器２０の外側の寸法は典型的に、例えばビール用容器、３３および５０clを典型的に収容できるビール金属缶の従来の寸法に相当する。
【００１７】
図４は本発明による第二の実施態様の包装容器２１を示し、これは、容器本体２６が円形断面を有した円錐状にだんだん細くなる形状を示す事は別として、あらゆる点で包装容器２０に相当する。
【００１８】
本発明による包装容器または包装用積層体を製造する際、心層（単数又は複数）の事前引張は、移動方向即ち縦方向に一つの主要な繊維整列を示す前記心層（紙または板紙層）からなる可動ウェブを該ウェブの横方向を構成する第二方向において事前に引っ張る第一の実施態様によって実行される。より具体的に、これは例えば、該ウェブの両縦縁を保持部材により固定して保持すると同時に該保持部材に連結させた延伸装置の助けで該ウェブに横方向の引張荷重を適用することにより実現できる。多分、縦方向にも小さな事前引張が実行されるかもしれない。引張荷重の代りに又はそれと組み合わせて、該ウェブの両縦縁を保持部材により固定して保持すると同時に該ウェブの一面に圧縮荷重をかけることも考えられる。このような圧縮荷重は、該ウェブの一面に適用されるガスの圧力によって実行できる。
【００１９】
本発明の第二の実施態様によれば、事前引張は、完成した包装用積層体または少なくとも一枚の心層を含んだ包装用積層体の二枚以上の層への荷重により起こる。これは、前記したものと全く類似したやり方で積層体の可動ウェブに対して、又はバッチ方式で一時により大きな或はより小さな片の包装用積層体に対して実行することが出来る。
【００２０】
本発明の第三の実施態様によれば、事前引張は、二次成形された容器本体を該食品で満たす前または満たしている間に該容器本体に加圧媒体により内部から圧力を荷重することにより実行される。この場合、前記加圧媒体は加圧液状食品本体からなるのが好ましいが必要ではない。あるいは、該加圧媒体は他の液体または気体、例えば空気から構成することが出来る。加圧は、事前引張が起きるのに必要な時間の間好ましくは1-12 bar、更に好ましくは3-8 barの圧力で行われる。加圧剤が該液状食品からなる場合、容器本体中の圧力は後で容器本体を閉じる前に低下させる。他の場合、該圧力を全体的に開放してから、容器を該液状食品で満たして閉じる。
【００２１】
本発明の変形によれば、実施態様に拘わらず該荷重は、荷重効果を増加させる目的で、室温より温度を上昇させて及び（又は）紙または板紙中の水分量を上昇させて実行することが出来る。
【００２２】
（実施例）
図５は、各々１４５g/m²の二枚の層からなる事前引張されていないクラフト紙に関する時間に対する膨張の基準曲線を示し、該クラフト紙は８０％の相対湿度で２７．１ kNm/kg の横方向荷重を受けている。約１０分後、該紙は横方向に平均約４．５％延伸されていた。（異なる曲線は同じ条件下におけるいくつかの異なる実験からの結果を示す。）
【００２３】
図６〜９は、実験前に夫々１，２，３及び４％事前引張された同じタイプのクラフト紙に関して行った相当する実験に対する曲線を示す。これらの曲線からは、荷重を受けている材料の延伸は事前引張の程度に関連して減少することが読み取れる。４％の事前引張では、８０％の相対湿度における２７．１ kNm/kg の約１０分間の荷重後、該紙は横方向に平均約３．２％だけ延伸されていた。
【００２４】
本発明は、前記した実施態様に限定されず、添付した特許請求の範囲から離れることなく変化させることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明による包装用積層体の第一の実施態様の断面を示す。
【図２】図２は、本発明による包装用積層体の第二の実施態様の断面を示す。
【図３】図３は、側面から見た、本発明による包装容器の第一の実施態様を示す。
【図４】図４は、側面から見た、本発明による包装容器の第二の実施態様を示す。
【図５】図５は、横方向で荷重を受けた事前引張されていない板紙心層における時間に対する膨張の基準曲線を示す。
【図６】図６は、横方向で荷重を受けた１％事前引張された板紙心層における時間に対する膨張曲線を示す。
【図７】図７は、横方向で荷重を受けた２％事前引張された板紙心層における時間に対する膨張曲線を示す。
【図８】図８は、横方向で荷重を受けた３％事前引張された板紙心層における時間に対する膨張曲線を示す。
【図９】図９は、横方向で荷重を受けた４％事前引張された板紙心層における時間に対する膨張曲線を示す。

Claims

第一方向に一つの主要な繊維整列を示す紙または板紙からなる少なくとも一枚の心層（11a,11b）を含む包装用積層体（10,10a）から形成された加圧液状食品用包装容器（20,21）であって、前記心層が前記第一方向に対して実質的に直角の第二方向において事前に引っ張られていることを特徴とする、上記包装容器。
円形断面を有した円筒状の又は円錐状にだんだん細くなる形状を示す管状容器本体（22,26）を含み、前記第二方向が該容器本体に対する母線（CD）と実質的に一致していることを特徴とする、請求項１に記載の包装容器。
事前に引っ張られた心層（11a,11b）が、該第二方向において、事前に引っ張られていない状態の心層の対応縦寸法（L₀）よりも約1-6％、好ましくは1-5％大きな縦寸法（L_exp）を示すことを特徴とする、請求項１又は２に記載の包装容器。
前記包装用積層体が紙または板紙からなる二枚以上の心層（11a,11b）を含み、好ましくはそれらの少なくとも二枚が、そして更に好ましくは紙または板紙からなるこれらの心層のすべてが、それぞれ各心層で前記第一方向に対して実質的に直角の第二方向において事前に引っ張られていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の包装容器。
前記包装用積層体（10,10a）がガスバリヤー層（15）をも含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の包装容器。
第一方向に一つの主要な繊維整列を示す紙または板紙からなる少なくとも一枚の心層（11a,11b）を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の包装容器（20,21）用の、包装用積層体（10,10a）であって、前記心層が前記第一方向に対して実質的に直角の第二方向において事前に引っ張られていることを特徴とする、上記包装用積層体。
事前に引っ張られた心層（11a,11b）が、該第二方向において、事前に引っ張られていない状態の心層の対応縦寸法（L₀）よりも約1-6％、好ましくは1-5％大きな縦寸法（L_exp）を示すことを特徴とする、請求項６に記載の包装用積層体。
紙または板紙からなる二枚以上の心層（11a,11b）を含み、好ましくはそれらの少なくとも二枚が、そして更に好ましくは紙または板紙からなるこれらの心層のすべてが、それぞれ各心層で前記第一方向に対して実質的に直角の第二方向において事前に引っ張られていることを特徴とする、請求項６又は７に記載の包装用積層体。
ガスバリヤー層（15）をも含むことを特徴とする、請求項６〜８のいずれか１項に記載の包装用積層体。
第一方向に一つの主要な繊維整列を示す紙または板紙からなる少なくとも一枚の心層（11a,11b）を含む包装用積層体（10,10a）を製造し、前記包装用積層体のシート形状素材を二次成形して容器本体（22,26）とし、その後該容器本体を加圧液状食品で満たしてから閉じることからなる加圧液状食品用包装容器（20,21）の製造方法であって、前記包装用積層体（10,10a）の製造前または製造中、あるいは前記シート形状素材を二次成形して容器本体（22,26）とする前、あるいは該容器本体を該食品で満たす前または満たしている間の時点で、前記心層（11a,11b）を前記第一方向に対して実質的に直角の第二方向において事前に引っ張ることを特徴とする、上記方法。
前記心層（11a,11b）からなる可動ウェブまたは前記包装用積層体（10,10a）からなる可動ウェブであって、移動方向即ち縦方向（MD）に一つの主要な繊維整列を示す前記ウェブを該ウェブの横方向（CD）からなる第二方向において事前に引っ張ることを特徴とする、好ましくは、該ウェブの両縦縁を固定して保持すると同時に、前記横方向における該ウェブの縦寸法が引張荷重前の対応縦寸法に関して1-6％、好ましくは1-5％だけ増加する様に、該ウェブに横方向の引張荷重を受けさせることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
好ましくは該容器本体に対する母線（CD）と一致する前記第二方向に配向される該容器本体の縦寸法が、圧縮荷重前の対応縦寸法に関して1-6％、好ましくは1-5％だけ増加する様に、該容器本体を該食品で満たす前または満たしている間に該容器本体（22,26）に加圧媒体により内部から圧縮荷重をかけることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
前記加圧媒体が、好ましくは1-12 bar、更に好ましくは3-8 barの圧力で適用されるガス状加圧媒体からなることを特徴とする、請求項１２記載の方法。
前記加圧媒体が前記加圧液状食品からなり、該加圧液状食品を前記の事前引張が起きるのに必要な時間の間、好ましくは1-12 bar、更に好ましくは3-8 barの圧力で満たし、その後で、該容器本体（22,26）を閉じて包装容器（20,21）とする前に、該圧力を低下させることを特徴とする、請求項１２記載の方法。
前記心層（11a,11b）または前記包装用積層体（10,10a）に対して破壊限界ひずみの少なくとも２０％であるが高くても９５％、好ましくは高くても９０％、更に好ましくは高くても８５％で前記の事前引張を行うことを特徴とする、請求項１０〜１４のいずれか１項に記載の方法。
前記の事前引張を、温度を上げて及び（又は）一枚以上の心層中の水分量を上げて行うことを特徴とする、請求項１０〜１５のいずれか１項に記載の方法。