JP2014509564A - パッケージング用の改善された複合システム - Google Patents

Abstract

本発明は、例えば食品用のフォイルパッケージングの製造に適した、多層複合システムに関する。当該多層複合システムは、特に、液体食品のパッケージング、特に飲料のパッケージングに適した、自立パウチの製造に適する。

Description

発明の詳細な説明

本発明は、例えば食品用のフォイルパッケージングの製造に適した、多層複合システムに関する。当該多層複合システムは、特に、液体食品のパッケージング、特に飲料のパッケージングに適した、自立パウチの製造に適している。

［先行技術］
複合システムから組み立てられた食品システムは、特に自立パウチ又はブロックボトムパウチが良く知られている。そのような自立パウチ用の典型的な複合システムは、通常は接着積層及び／若しくは押出積層されているか又はコーティングされており、特に、バリア層キャリア又は機械的特性を改善するための層として金属箔を有している。そのような積層体のさらなる層としてはプラスチック層があり、当該プラスチック層は所望の用途に応じて様々なデザインを有することができる。ここでは、現在に至るまで、石油を基剤として調製された材料及び／又は生分解又は堆肥化が不可能な材料の使用が一般的である。

そのような複合システム、自立パウチ、及び自立パウチ又は他のパッケージングシステムの製造プロセスは、例えば欧州特許出願公開第２２２３８６６号、国際公開第２００８／０３７４４７号、又は欧州特許出願公開第０６００５０２号等の先行技術により知られている。当該先行技術において開示されている複合システムは生分解性ではないため、それらを用いて製造されたパッケージングは従来の方法でのみ処分可能であり、堆肥化による処分は不可能である。同時に、これらの複合システムは、金属箔等のエネルギーを大量に使用して製造された出発物質を使用しており、さらには石油系材料を消費する。しかし、特に食品分野においては、生態系と調和する材料、特に金属箔を使用しない材料に切り替えることが望ましい（金属箔はエネルギー及び水等の他の資源を大量に使用して製造されるため）。堆肥化可能にすることによって、そのような積層体のより簡便な処分が可能となり、そうすると、それに対応してパッケージも、これまでに広く普及している廃棄物処分システムによって簡便に再利用可能となる。さらに、再生可能資源をベースとした材料を応用することにより、既存の石油資源を逼迫させることがなく、炭素排出量の低減にも貢献するであろう。

国際公開第２００９／００５９４７号、国際公開第９６／３１３０３号、独国実用新案第２０２００５０１１６４１号、特開２０１０−０６９７６６号公報、中国実用新案第２４５７０７４号明細書、及び国際公開第２００８／０３７４４７号は、パッケージング材料を開示している。

［本発明の目的］
従って、本発明は、自立パウチの製造に特に適した複合システムであって、そのような食品パッケージングの製造に必要とされる特性、例えば、安定性、液体に対する密閉性、ガス通過性等を備えており、且つ、生態系と調和する材料又は生分解性材料を可能な限り最大限に使用した複合システムを提供することを目的とする。

［発明の簡単な説明］
前記目的は、請求項１に記載の複合システムにより達成される。当該複合システムの好ましい実施形態は、従属請求項２〜８及び以下の説明の項に提示する。本発明はさらに、請求項１〜８のいずれか一項に記載の複合システムを含む食品パッケージングを提供する。この食品パッケージングは、好ましくは自立パウチである。

［発明の詳細な説明］
本発明の複合システムは、不可欠な要素として紙の層と少なくとも１つのバリア層とを含み、且つ、金属箔を備えていないことを特徴とする。

本発明の複合システムのさらなる実施形態及び当該複合システムに関連する利点について、以下に列記する。以下に規定する付加的な層、使用するのが好ましい層材料、層の厚さ、及びさらなる実施形態は、所望に応じてそれぞれ組み合わせることができる。本発明の複合システムの具体的な層順序を以下に提示するが、そのような層順序は、本発明を説明及び例証するためのものであって、本発明はそのような具体例に限定されるものではない。

紙の層
本発明の複合システムは、不可欠な層として、紙の層を備えている。当該紙の層は、典型的には、厚さの範囲が１５０〜１５μｍ、好ましくは１００〜２５μｍ、特に好ましくは８０〜３０μｍ、例えば３５、４５又は５０μｍである。本発明によれば、例えば、カオリン、タルク、二酸化チタン、デンプン、炭酸カルシウム等の充填剤を含む紙等、任意の種類の紙を使用することができる。本発明において使用される紙は、コーティングされていてもコーティングされていなくてもよいが、非常に短繊維の紙が好ましい。特に好ましい紙は、透明な紙、例えば、ペルガミン紙、完成パルプから製造された紙である。

本発明に係る不可欠な紙の層は、典型的には、最終食品パッケージング内において、複合システムの面のうち、外側を向いている方の面から比較的遠い位置に存在しており、また、本発明において使用される紙の層、特に好ましい紙の層であるペルガミン紙は、特に本発明の複合システムの機械的強度及び剛性に寄与する。好ましい紙であるペルガミン紙を使用すると、当該紙が透明であることに起因して、様々な種類の印刷が可能となる。その理由は、例えば、ペルガミン紙の層の内側に印刷が施される裏刷り法が可能となるためである（これにより印刷内容が外側からも見えるため、特に、紙の層の外側に施された印刷の損傷及び摩耗を回避することができる）。当該層の紙材料は、さらに、例えば吸収剤等の追加の添加剤を含有していてよい。このようにして、当該層が複合システムの全体的特性に及ぼす影響を、最適化することができる。

さらに、紙の層を使用することによって気候保護に貢献することができる。その理由は、ペルガミン紙を含む紙の製造には再生可能資源が使用されるため、炭素排出量の改善も得られることになるからである。

バリア層
さらに、本発明の複合システムは、少なくとも１つのバリア層を含んでいる。当該複合システムの所望の実施形態に応じて、バリア層の種類、複合システム内におけるバリア層の位置、及びバリア層の数に関していくつかの選択肢が可能である。本発明の複合システムは、１つ又は複数のバリア層、例えば１つ、２つ又は３つのバリア層を含んでよい。これらのバリア層は、種類及び複合システム内における位置がそれぞれ異なっていてよい。バリア層は、例えば、バリア特性を備えたバリア材料層及び／若しくは密封層、並びに／又はラッカー層であってよく、それぞれの層について以下に説明する。

バリア材料層
第一の選択肢は、食品パッケージング内部に設けられた前述の紙の層上に、バリア材料層を設けることである。本発明に係るそのようなバリア材料層は、好ましくはバリア材料からなる蒸着層を備えたキャリア層を含んでいることが好ましい。或いは、バリア材料層をラッカーとして設層することも可能であり、これについてはさらに後述する。ここで、バリアの大部分を占めるのはキャリア層である。その理由は、好ましくはバリア材料からなる蒸着層自体がわずか数オングストロームであり、また、ラッカーのコートを施す場合であっても当該ラッカーはキャリア層よりも明らかに薄いためである。主要な要素として、キャリア層は、好ましくは、生分解性の材料及び／又は再生可能資源である材料を含んでいる。本発明において用いるバリア材料層のためのキャリア層として特に適した材料は、ポリ乳酸材料及びセロファンである。ポリ乳酸材料は、例えばマルチフィルムとして又は買い物袋において、フォイル材料及びパッケージング用に既に用いられている。ポリ乳酸の他の応用分野としては、使い捨てカトラリー、ストロー、及びネジ式キャップ付きの箱が知られている。バリア層の材料として好ましい別の材料としては、再生セルロースとしても知られている材料であるセロファンが挙げられる。

本発明のバリア材料層のキャリア層として好ましい材料は、特に液体に対して、バリア適合性を既に備えている。これらのバリアキャリア層は、典型的には厚さが約１０〜１００μｍ、好ましくは１２〜５０μｍ、特に好ましくは１５〜４０μｍ、例えば約２５μｍである。

しかし、所望のバリア特性を得るためには、バリア材料からなる層を設けた前述のキャリア層を設ける必要がある。本発明によれば、ここでは、特に蒸着バリア材料が使用される。その理由は、蒸着バリア材料を使用することによって、特に酸素、ＣＯ_２、さらには水蒸気に対し、非常に薄い層で（わずか数オングストローム）所望のバリア効果が得られるからである。本発明に適したバリア材料は、例えば、アルミニウム、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３等の（半）金属酸化物若しくは（半）金属又は他の酸化物、及び混合酸化物又は混合物の蒸着層である。ここでは、金属層を使用する必要がないため酸化物材料が好ましい。

バリア材料の蒸着層は、キャリア層の一つの面に設層することが好ましいが、当該蒸着バリア層をキャリア層の両面に設層することも可能である。好ましくは、前述のようにキャリア層とバリア材料の蒸着層とを含むバリア層が、キャリア層の面のうち紙の層に面しているのとは反対側の面に蒸着バリアが位置するように、本発明の複合システム内に配置される。しかし、他の実施形態も可能である。バリア材料を別の層で可能な限り早く被覆して、この比較的傷付きやすい層を、以降の製造プロセスでの損傷から保護することを可能にする製造プロセス（複合システムの個々の層の設層／導入の順序を意味する）に関する検討に基づいて構成が選択される場合も多い。

本発明によれば、前述のバリア材料層は、冒頭で説明した紙の層上に設層することが好ましい。ここで、バリア材料層と紙の層との間に、接着性を改善する一般的な層を設層することができる。当該一般的な層は、厚さが典型的には２０μｍ未満、特に好ましくは１〜１０μｍ、特に好ましくは２〜５μｍである。そのような層の設層に適した材料及び設層方法は当業者には周知であり、適切な例は接着層（押出接着剤、積層接着剤等）である。ここでも、そのような接着層のための材料は、生分解性及び／又は再生可能資源をベースとした材料であることが好ましい。

前述のキャリア層に好ましい材料、例えば乳酸材料及びセロファン等には、フィルム製造において滑らかな表面が得られるため、バリア材料の非常に薄い層を蒸着させることができ、ここでは、キャリア層の粗い表面に対し、大規模な調整を行う必要がない。同時に、前述のバリア材料はキャリア層に良好に接着するため、キャリア層とバリア材料の蒸着層とを含むバリア層を確実に形成することができる。

当該バリア層は、そのバリア効果以外にも、機械的強度、さらには紫外線防護にも貢献する。これらの特性は、充填剤及び添加剤を使用することによってさらに改変及び最適化することができ、例えば紫外線吸収剤又は剛性を高めるための充填剤等、当業者に知られている一般的な材料が使用される。

バリア層の別の選択肢として、対応するように設計された密封層がある。これについて以下に説明する。

密封層
本発明の複合システムは、前述のバリア材料層の一つ面上に設層された密封層をさらに含んでいる。当該密封層は、複合システムの不可欠な層のうち、最も内側の層となるように配置される。すなわち、典型的には、当該密封層が最終食品パッケージングの直接の内層となる。本発明に係る密封層もまた、生分解性の材料、又は、好ましくは堆肥化可能な材料及び／若しくは再生可能資源をベースとした材料から製造されることが好ましい。

特に、ポリエステルをベースとしたポリマー材料、例えば、前述のポリ乳酸材料、さらにはＰＢＡＴ（ポリブチレン−アジペート−テレフタレート）及び他の類似材料、並びにそれらの混合物が好ましい。例えば、Ｅｃｏｆｌｅｘ（登録商標）の名称でＢＡＳＦから市販されている材料が好ましい。

密封層は、好ましくは、厚さが約１０〜２００μｍ、好ましくは２０〜１５０μｍ、特に好ましくは１００〜５０μｍ、例えば９０、７５又は６０μｍである。

密封層にもまた、他の層について説明したように、添加剤及び充填剤を含むことができる。ここでもまた、これら添加剤及び充填剤により、複合システムの特性を改変及び最適化することができる。

前述のバリア層上に密封層を確実に設層するために、ここでもまた、前述のように設計された接着性改善層を使用することができる。接着性をさらに改善するために、個々の層の接着性を改善するための追加の技術、例えば、フレーム処理又はコロナ放電等による表面処理を使用することもできる。

さらに前述の密封層は、バリア材料により被覆することができ、好ましくはバリア材料により蒸着することができる。このために前述の材料を使用することができる。特に好ましい材料は、ここでもまた酸化コーティング剤、特にＳｉＯ_ｘ、ＡｌＯ_ｘ、これらの混合物、及び他の酸化物である。そのようなバリアもまた、密封層の片面又は両面に設層することができるが、特にコスト面での理由がある場合は、片面への設層で十分である場合が多い。ここに記載の密封層がそのようなバリア層を備えている場合、本発明の一部の実施形態では、本実施形態のように前述のバリア材料層はなくてもよく、密封層がバリア効果を担う。このため、紙の層及び密封層のみが設けられた層構造であっても、複合システム全体の十分なバリア特性及び機械的特性を達成することができる。前述のポリエステル材料を使用することにより、ここでもまた、本発明の複合システムを、少なくとも生分解性又は好ましくは堆肥化可能である材料から本質的に構成することができる。

バリア層の別の選択肢として、以下に説明するラッカーのコートがある。

ラッカーのコート
バリア層の別の選択肢として、例えば紙の層上への設層が可能な、ラッカーのコートがある。ラッカーのコートの適切な例としては、ニトロセルロース系ラッカーが挙げられる。これらのラッカーは、例えば防湿層として機能することができる。そのような層の適切な設層方法、厚さ及び材料は、当業者に知られている。

接着層
必要に応じて、前述してきた層と層との間に、接着性を改善するための接着層を設けることができる。当業者に知られている一般的な接着材料、例えば、前述の押出接着剤及び積層接着剤等を使用することができる。適切な材料は当業者には知られており、さらにここでもまた、そのような接着層のための材料は、生分解性の材料及び／又は再生可能資源をベースとした材料が好ましいことを記載しておく。そのような接着層は、紙の層とバリア層との間、特に紙の層と前述のバリア材料層の一部であるキャリア層との間において使用されることが好ましい。さらに、接着層は、好ましくは密封層とバリア層との間に設けられる。ここでもまた、好ましい一実施形態では、そのような接着層は密封層とバリア材料層のキャリア層との間に設けられる。しかし、接着層を紙の層とバリア層との間又は密封層とバリア層との間に設けて、当該接着層がバリア材料層と接触するように構成する選択肢も可能である。そのような接着層は、複合システムの個々の層の接着性を改善することに加え、さらにバリア特性、特に酸素透過に対するバリア特性にも貢献することができる。

シェラック層
別の選択肢として、本質的にシェラックからなる追加のシェラック層を設けることができる。そのようなシェラック層は、複合システム内の任意の位置に設けることができ、好ましくは厚さが比較的小さく、典型的には２０μｍ未満、好ましくは約１〜１０μｍ、特に好ましくは２〜５μｍである。

そのようなシェラック層は、紙の層とバリア層との間、バリア層と密封層との間、又はキャリア層とバリア材料層との間に設けることができる。１つ又は複数のシェラック層を設けて、本発明の複合材のバリア効果をさらに改善することができる。

本明細書に記載するバリア層の複数の選択肢は、独立して採用することができるが、所望の用途に応じて、本発明の複合システムにおいて組み合わせて使用することも可能である。これらの層の数は任意に選択することができ、例えば１つ、２つ又は３つの、同一又は異なるバリア層が存在していてよい。

本発明は、全体として、食品パッケージングの製造、特に自立パウチの製造に適した、改善された複合システムを提供する。当該複合システムは、金属箔が不要であるが、これによるバリア特性及び機械的特性への悪影響はなく、また、本質的には、再生可能資源をベースとしたポリマー材料及び／又は生分解性ポリマー材料が使用される。

本発明の複合システムは、前述の不可欠な層及び接着性を改善する任意の層のほかに、さらに追加の層、例えば、紙の層の外面のラッカー、又は複合システムの内面及び／若しくは外面に配置された別の密封層を備えていてよい。

従って、典型的な複合システムは、以下の通りに構成することができる（食品パッケージングの外側から内側）。
ラッカー／紙の層／接着剤／バリア材料層／接着剤／密封層
ラッカー／紙の層／接着剤／バリア材料層／接着剤／バリア材料を含む密封層
ラッカー／紙の層／接着剤／バリア材料を含む密封層
紙の層／接着剤／バリア材料層／接着剤／密封層
ラッカー／紙の層／バリア材料層／密封層

しかし、本発明はこれらの典型的な実施形態に限定されるものではない。

本発明の複合システムは、特に液体又は半液体食品、好ましくは飲料、特にフルーツジュース及び他のフルーツ含有飲料のための、食品パッケージングの製造に特に適している。本発明の複合システムは、特に、従来の製造プロセスによる自立パウチの製造を可能にするものであり、それによって、本質的に生分解性原材料をベースとした食品パッケージングが製造可能であり、食品パッケージングの例えば完全な堆肥化による処理が可能である。

Claims (12)

1. 紙の層とバリア層とを含む、食品パッケージングの製造に適した複合システムにおいて、積層が金属箔を含んでいないことを特徴とし、前記バリア層が生分解性材料を含むことをさらに特徴とする、複合システム。
2. 密封層がさらに存在していることを特徴とする、請求項１に記載の複合システム。
3. 前記バリア層が前記紙の層上に設層されており、それとは反対側の前記バリア層の表面に前記密封層が設層されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の複合システム。
4. 前記紙の層が透明な紙であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の複合システム。
5. 前記バリア層がキャリア層と蒸着バリア材料層とを含み、前記キャリア層が好ましくはポリ乳酸材料又はセロファンからなり、前記バリア材料層が蒸着（半）金属酸化物からなることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の複合システム。
6. 前記紙の層が厚さ１０〜１００μｍであることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の複合システム。
7. 前記密封層が蒸着バリア材料層を含むことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の複合システム。
8. 前記紙の層と前記バリア層との間及び／又は前記バリア層と前記密封層との間に、接着性改善層が設けられていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の複合システム。
9. １つ、２つ又は３つのバリア層が存在することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の複合システム。
10. 堆肥化可能材料が含有されており、好ましくは前記複合システムが堆肥化可能であることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の複合システム。
11. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の積層を含んでいる、食品パッケージング。
12. 自立パウチであることを特徴とする、請求項９に記載の食品パッケージング。