JP2011073448A

JP2011073448A - ガスバリア性包装用板紙

Info

Publication number: JP2011073448A
Application number: JP2010221474A
Authority: JP
Inventors: George M Fox; ジョージ・エム・フォックス; M Shearer Dwayne; ドウェイン・エム・シアラー
Original assignee: Weyerhaeuser NR Co
Current assignee: Weyerhaeuser NR Co
Priority date: 2009-09-30
Filing date: 2010-09-30
Publication date: 2011-04-14
Also published as: US20110076507A1; CN102029757A; KR20110035974A

Abstract

【課題】半芳香族半結晶性ナイロンと非結晶性ナイロンとのブレンドを含んでなるガスバリア層、結合層および低密度ポリエチレン層の３層製品面構造を有する、板紙構造物を提供する。
【解決手段】半芳香族半結晶性ナイロンと非結晶性ナイロンとのブレンドを含んでなるガスバリア層１４の一方の面に、結合層１６を介して低密度ポリエチレン層１８を積層した、３層製品面構造を有する積層体のガスバリア層１４の他方の面に板紙１２を貼合した板紙構造物を提供する。
【選択図】図１

Description

技術分野は包装用板紙である。より具体的には、本発明の技術分野は、カートンやカップに成形されうる包装用板紙であって、ガスバリア性を備える包装用板紙である。

板紙容器においては、平らな板紙原紙をその上で折り曲げて、断面が正方形または長方形の容器を形成する。この容器の側端を合わせてシールし、最終構造物を形成する。この板紙の外部表面および内部表面を、接着するヒートシール可能な材料でコートして容器を形成する。典型的には、このヒートシール可能な材料は、低密度ポリエチレンまたは板紙に損傷を与えずにシールするために十分低い融点を有する他の材料である。

材料の追加層が、板紙の製品面であって、板紙と内部シール層との間にある。これらの層の１つは、通常はガスバリア層である。
板紙包装におけるガスバリア性の必要性はよく知られており、板紙を通るガス移動を抑制するための解決策が多数ある。ガス移動の量および率は、用いられるバリア層（単数または複数）のタイプに依存するであろう。このガスバリア層は、板紙上にラミネート、押出または共押出されて、板紙にガスバリア性を与える。

酸素透過性以外にも、バリア材の選択に考慮される他の要因がある。使用されるバリア材のタイプおよびコストや、必要なバリア性を得るために要求される量の両方において、コストが要因である。層の数または材料のラミネート加工は、上記コストにおける要因である。

他の要因は、材料の板紙への接着性である。いくつかの材料は、他の材料よりもよく接着する。ナイロンなどのいくつかの材料は、板紙への接着性を得るために板紙表面の特別な処置を必要とする。多くの場合、追加層はバリア層の板紙への接着に使用される。これもコストに反映される。

他の要因は、材料を板紙上に配置するために使用されるダイの熱である。多くの場合、ダイの熱がガスバリア層を焦がすか、ダイにバリア層がくっつくことにより、ダイを掃除する間の停止をまねく。いくつかの場合、ダイリップからガスバリア層を離すために材料の追加層が使用される。

１つの周知の酸素バリア材は、半芳香族ナイロンＭＸＤ６、すなわちメタ−キシリレンジアミンとアジピン酸との縮合ポリマーである。ＭＸＤ６は半結晶性ナイロンである。残念なことに、ＭＸＤ６は押出ダイリップにくっつき、そこで蓄積したＭＸＤ６が最終的には焦げる。

他の要因は、材料の板紙への接着性である。いくつかの材料は、他の材料よりもよく接着する。いくつかのナイロンなどのいくつかの材料は、板紙への接着性を得るために板紙表面の特別な処置を必要とする。これもコストに反映される。周知の酸素バリア材である非結晶性ナイロンは、板紙への接着性が低い。

押出または共押出は、ラミネート加工より迅速で低コストな加工である。また、ラミネートフィルムのコストとそれに付随する操作も、共押出で回避することができる。
通常、ナイロンは、ナイロン層を内部シール層に接着する接着層または結合層を必要とする。

ラミネート加工の回数を減らすことや、特別な処置なしで板紙に接着でき、焦げたり押出ダイへくっついたりしないガスバリア材料を提供することにより、コスト的に効率的なガスバリア構造を有することは有利であろう。

本発明は、板紙の製品面に３層の材料を有し、ナイロンＭＸＤ６と非結晶性ナイロンとのブレンドをガスバリアとして使用する、コスト効率の良好なガスバリア構造に関する。

図１は、板紙の断面図である。

ベース材料は、第１面と、第１面の反対の第２面とを有する板紙１２である。第１面は、容器となる場合の板紙の外部面である。第２面は、容器となる場合の板紙の内部面または製品面である。板紙は、２００〜５００ｇ／ｍ^２の重量を有していてもよい。

ポリオレフィン層１０は、板紙１２の外部表面または第１表面に適用される。典型的な外部ポリオレフィン層１０は、低密度ポリエチレンである。層１０は、良好な印刷面を与える。カートンの耐久性向上が要求される場合、直鎖低密度ポリエチレン、メタロセン触媒直鎖低密度ポリエチレンまたは低密度ポリエチレンと直鎖低密度ポリエチレンもしくはメタロセン触媒直鎖低密度ポリエチレンとのブレンドを使用してもよい。これらの樹脂は、低密度ポリエチレン樹脂より丈夫である。層１０は、１４〜２５ｇ／ｍ^２の範囲の量で適用される。

ガスバリア層１４は、板紙１２の内部面または第２面に直接適用される第１面を有する。ガスバリア層と板紙との間に材料の追加層はない。ガスバリア層１４は、第１面の反対の第２面を有する。

ガスバリア層１４は、ナイロンＭＸＤ６と非結晶性ナイロンとのブレンドである。
ナイロンＭＸＤ６は、ナイロン鎖中にベンゼン環を有する半芳香族ナイロンである。ナイロンＭＸＤ６は、以下の式：

［ここで、ｎは１０〜１００００である］
で示される、ポリアミド樹脂である。
１つの非結晶性ナイロンは、ＷｉｌｍｉｎｇｔｏｎＤｅｌａｗａｒｅのデュポン社から、Ｓｅｌａｒ３４２６の商標名で市販されている。ＧｒｉｖｏｒｙＧ２１は、ＥＭＳから入手可能な類似の樹脂である。他の非結晶性ナイロンを使用してもよい。

Ｓｅｌａｒ非結晶性ナイロンコポリマーは、ヘキサメチレンイソフタルアミド−ヘキサメチレンテレフタルアミドコポリマーであるナイロン６Ｉ／６Ｔである。Ｓｅｌａｒ３４２６は、ヘキサメチレンイソフタルアミドから誘導されたポリマーユニットを約６５〜約８０％有するヘキサメチレンイソフタルアミド−ヘキサメチレンテレフタルアミドコポリマーである。デュポン社によると、非結晶性ナイロン（ポリアミド）は、優れた透明度、Ｏ_２などのガス、溶媒および精油に対する良好なバリア性、下記の規格による以下の特性：１．１９ｇｍ／ｃｃの密度（ＡＳＴＭＤ１５０５）；１２７℃のガラス転移温度（ＡＳＴＭＤ３４１８）；４．６Ｋｇ／ｃｍ^２（６６ｐｓｉ）で１２６℃、１８．４Ｋｇ／ｃｍ^２（２６４ｐｓｉ）で１２３℃の荷重たわみ温度（ＡＳＴＭＤ６４８）；５０％相対湿度、２３℃で２７９００Ｋｇ／ｃｍ^２（４０００００ｐｓｉ）の曲げ弾性率（ＡＳＴＭＤ７９０）；を有することが特徴とされている。

本発明において使用される非結晶性ナイロンコポリマーは、ヘキサメチレンジアミン、テレフタル酸およびイソフタル酸の縮合により公知の方法にしたがって製造されてもよい。好ましくは、ヘキサメチレンイソフタルアミドから誘導されたポリマーユニットが６５〜８０％となるように製造されたナイロン６Ｉ／６Ｔ樹脂が使用される。このような樹脂は、食品接触用途が認められており、１．２０７±０．１の比重を有し、融点がない。

１つの態様において、コポリマー中のＭＸＤ６の重量は、５０〜８５重量％の範囲であってもよく、残りのコポリマーは、ナイロン６Ｉ／６Ｔである。他の態様において、ＭＸＤ６の重量は７０〜８０重量％であり、残りはナイロン６Ｉ／６Ｔである。他の態様において、ＭＸＤ６の重量は７５重量％であり、残りはナイロン６Ｉ／６Ｔである。

板紙に接着しないナイロン６Ｉ／６Ｔとは対照的に、ＭＸＤ６により板紙に接着する樹脂が提供されるが、このコポリマーによって、それ自体はダイヘッドにくっつかない樹脂が提供される。これにより、ダイヘッドから保護するための追加層、または、板紙に樹脂を接着させないための追加層を必要としない樹脂が提供される。

ＭＸＤ６の代わりに使用されてもよいコポリマーは、ＭＸＤ６／ＭＸＤＩである。ＭＸＤ６／ＭＸＤＩは、ＭＸＤ６とメチルキシレンジイソシアネートとのコポリマーである。ＭＸＤ６／ＭＸＤＩは、上記と同様の重量でＭＸＤ６の代わりに使用してもよい。

結合層１６は、ガスバリア層と結合層との間の材料の追加層なしで、ガスバリア層１４に直接適用される１つの面を有する。結合層は、第１面と、第１面の反対の第２面とを有する。結合層１６の第１面は、ガスバリア層１４の内部面または第２面に直接適用される。結合層１６は、任意の適当な接着性樹脂であってよい。典型的な接着性樹脂は、無水マレイン酸修飾されたポリエチレン樹脂である。Ｂｙｎｅｌ（登録商標）４２８８を結合層として使用してもよい。当該接着性樹脂は、修飾エチレン酢酸ビニル、修飾エチレンアクリレート、無水物修飾された高密度ポリエチレン、無水物修飾された直鎖低密度ポリエチレン無水物修飾された低密度ポリエチレンまたは無水物修飾されたポリプロピレンであってもよい。Ｓｕｒｌｙｎ（登録商標）を結合層として使用してもよい。Ｓｕｒｌｙｎ（登録商標）は、エチレン／メタクリル酸コポリマーの部分的なナトリウム塩またはマグネシウム塩である。結合性樹脂（tie resin）の通常の量は、３〜９ｇ／ｍ^２であろう。

内部ポリオレフィン層１８は、内部ポリオレフィン層と結合層との間にいかなる材料の追加層も有さずに、結合層１６へ直接適用される１つの面を有する。内部ポリオレフィン層は、第１面と第２面とを有する。ポリオレフィン層１８の第１面は、結合層１６の第２面に直接適用される。この内部ポリオレフィン製品接触層１８は、低密度ポリエチレンである。ポリエチレンの重量は、１０〜４０ｇ／ｍ^２の範囲であってよい。

１つの態様において、ガスバリア層、結合層およびポリエチレン層は、共押出される。
この構造は、３層製品面ガスバリア層とシール層の構造を提供する。
特定の用語を使用して本発明の好ましい態様を記載しているが、このような記載は例示を目的とするものにすぎない。使用した語は、限定のためでなく説明のための語である。当然のことながら、付属の特許請求の範囲に示されている本発明の精神または範囲から逸脱することなく、当業者によって変更および変形が行われてもよい。添付の特許請求の範囲の精神および範囲は、本明細書に含まれる好ましい態様に限定されるべきではない。

Claims

板紙；
当該板紙に適用された３層の内部構造；
半芳香族半結晶性ナイロンと非結晶性ナイロンとのブレンドからなる、当該板紙に直接適用されたガスバリア層；
当該ガスバリア層に直接適用された結合層；および
当該結合層に直接適用された低密度ポリエチレン；
からなる、ガスバリア性を有する板紙。
前記半芳香族半結晶性ナイロンが、半芳香族半結晶性ナイロンと非結晶性ナイロンとのブレンドの５０〜８５重量％である、請求項１に記載の板紙。
前記半芳香族半結晶性ナイロンが、半芳香族半結晶性ナイロンと非結晶性ナイロンとのブレンドの７０〜８０重量％である、請求項２に記載の板紙。
前記半芳香族半結晶性ナイロンが、半芳香族半結晶性ナイロンと非結晶性ナイロンとのブレンドの７５重量％である、請求項２に記載の板紙。
前記半芳香族半結晶性ナイロンが、ナイロンＭＸＤ６である、請求項１に記載の板紙。
前記半芳香族半結晶性ナイロンが、半芳香族半結晶性ナイロンと非結晶性ナイロンとのブレンドの５０〜８５重量％である、請求項５に記載の板紙。
前記半芳香族半結晶性ナイロンが、半芳香族半結晶性ナイロンと非結晶性ナイロンとのブレンドの７０〜８０重量％である、請求項５に記載の板紙。
前記半芳香族半結晶性ナイロンが、半芳香族半結晶性ナイロンと非結晶性ナイロンとのブレンドの７５重量％である、請求項５に記載の板紙。
前記非結晶性ナイロンが、ナイロン６Ｉ／６Ｔである、請求項８に記載の板紙。
前記非結晶性ナイロンが、ナイロン６Ｉ／６Ｔである、請求項７に記載の板紙。
前記非結晶性ナイロンが、ナイロン６Ｉ／６Ｔである、請求項６に記載の板紙。
前記非結晶性ナイロンが、ナイロン６Ｉ／６Ｔである、請求項５に記載の板紙。
前記ガスバリア層、前記結合層およびポリオレフィン層が、共押出される、請求項１に記載の板紙。
前記板紙の前記ガスバリア層と反対の面に直接適用された第２のポリオレフィン層をさらに含んでなる、請求項１に記載の板紙。
前記半芳香族半結晶性ナイロンが、ナイロンＭＸＤ６とナイロンＭＸＤＩとのコポリマーである、請求項１に記載の板紙。
前記半芳香族半結晶性ナイロンが、半芳香族ナイロンと非結晶性ナイロンとのブレンドの５０〜８５重量％である、請求項１５に記載の板紙。
前記半芳香族半結晶性ナイロンが、半芳香族半結晶性ナイロンと非結晶性ナイロンとのブレンドの７０〜８０重量％である、請求項１５に記載の板紙。
前記半芳香族半結晶性ナイロンが、半芳香族半結晶性ナイロンと非結晶性ナイロンとのブレンドの７５重量％である、請求項１５に記載の板紙。
前記非結晶性ナイロンが、ナイロン６Ｉ／６Ｔである、請求項１５に記載の板紙。