JP2014515714A - 再生可能資源に由来する可撓性バリアパッケージング - Google Patents

再生可能資源に由来する可撓性バリアパッケージング Download PDF

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Abstract

本明細書に開示されるのは、バージン石油系化合物を実質的に含まない材料で構成される可撓性バリアパッケージである。この可撓性バリアパッケージは、少なくとも約８５％のバイオベースの含有量を有するシーラントを含有する。このシーラントは、少なくとも約９５％のバイオベースの含有量を有する外側基材に、押出し成形基材を更に含むことができる結合層を介して、ラミネートされる。押出し成形基材は、少なくとも約８５％のバイオベースの含有量を有する。所望により、インクは、外側基材のいずれかの面に堆積されることができ、外側基材の外面は、ラッカーを更に含むことができる。バリア材層は、第１結合層と外側基材との間に堆積又はラミネートされ得る。本発明の可撓性バリアパッケージは、例えば、食品、飲料、拭き取り用品、シャンプー、コンディショナー、スキンローション、シェーブローション、液状石鹸、固形石鹸、練り歯磨き、及び洗剤などの消費者製品の梱包に有用である。

Description

本発明は、再生可能資源に由来する可撓性バリアパッケージングに関するものである。これらのパッケージは、例えば食品、飲料、拭き取り用品、シャンプー、コンディショナー、スキンローション、シェーブローション、液状石鹸、固形石鹸、練り歯磨き、及び洗剤などの消費者製品の梱包に有用である。
ポリエチレンなどのポリマーは、可撓性パッケージング材料として長年使用されてきた。可撓性パッケージは、一般に、可撓性、封止、バリア、及び印刷等の所望の機能性を提供するために、異なる種類の材料を含む多層から構成される。食品のパッケージでは、例えば、可撓性パッケージング材料はしばしば食品の保護剤として使用される。可撓性パッケージは、ヘアケア、ビューティケア、口腔ケア、ヘルスケア、身体清浄、及び家庭用清浄用の製品などの様々な消費者製品を収容するためにも使用される。
プラスチックパッケージングは全ポリマーのほぼ４０％を使用しており、その実質的な部分は可撓性パッケージングに利用されている。可撓性パッケージング用途に使用されるほとんどのポリマー、例えばポリエチレン及びポリエチレンテレフタレートなどは、再生不能な化石系資源（例えば石油、天然ガス、及び石炭）に由来するモノマー（例えばエチレン、テレフタル酸、及びエチレングリコール）に由来する。それゆえに、石油、天然ガス、及び石炭原料ストックの価格及び入手しやすさは、最終的には、可撓性パッケージング材料に使用されるポリマーの価格に大きく影響する。石油、天然ガス及び／又は石炭の国際価格が上昇すると、可撓性パッケージング材料の価格も上昇する。その上、多くの消費者は、石油化学物質に由来する製品の購入に対して嫌悪感を示す。場合によっては、消費者は、限りある再生不能資源（例えば石油、天然ガス、及び石炭）から製造された製品を購入するのを躊躇する。他の消費者は、石油化学物質に由来する製品について「非天然」である又は環境に優しくないものであるとして嫌悪感を有している場合もある。
これに対応して、可撓性パッケージの製造業者は、再生可能資源に由来するポリマー（例えばバイオポリエチレン）をそれらのパッケージの部品の生産に使用し始めた。しかし、これらの可撓性パッケージは、実質的な量のバージン石油系材料をいまだに含有している。一部の製造業者は、再生可能資源由来のポリマーでそのほぼ全体が作られている可撓性パッケージを形成しようと試みてきた。例えば、Ｉｎｎｏｖｉａ ＬＬＣは、ＡＳＴＭ ６８６６により測定されたとき、９０％の再生可能含有量を含む金属化セルロースフィルムを製造しており、このフィルムで３０．４８ｃｍ×５．０８ｃｍ（１２”×２”）のサッシェ（すなわちＮａｔｕｒｅＦｌｅｘ（商標））を作ることができる。しかし、これらのサッシェを水で充填し、一晩置くと、金属化フィルムの眼に見える亀裂が観察され、フィルムからの液滴の目に見える滲出により明らかであるように、サッシェは２４時間以内に機能しなくなった。トウモロコシ由来のポリ乳酸（ＰＬＡ）で構成される可撓性パッケージもまた、限定的な成功に留まっている。ＰＬＡから製造された容器は持続可能かつ工業的に堆肥化可能であり、環境にも優しいが、これらは、熱、衝撃及び水分の影響を受けやすいため、現時点では長期保存に適していない。例えば、ＰＬＡに由来するパッケージは、漂白剤及びアルコールエトキシレート（すなわち、Ｍｒ．Ｃｌｅａｎ（登録商標）中の有効成分）などの家庭用化学製品にさらされたとき、ＰＬＡがそれらの製品に直接接触したときに、しなび、縮み、及びぼろぼろに損なわれる傾向がある。Ｆｒｉｔｏ Ｌａｙは、すべてのＰＬＡラミネートフィルム構造物を製造し、この構造物及び他の変異型（例えば、ＰＬＡ、ＰＨＡ、紙及び再生材料を使用して）を、参考として本明細書に組み込まれる国際公開第２００９／０３２７４８号に開示している。
ポリヒドロキシアルカノエート（ＰＨＡ）もまた、可撓性パッケージングの形成のための再生可能な材料としての用途で一般に関心がもたれている。例えば、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第５，４９８，６９２号は、少なくとも２つの無作為に反復するモノマー単位を有するポリヒドロキシアルカノエートコポリマーから構成される可撓性フィルムを開示している。このフィルムは、例えば、ショッピング袋、食品保存袋、サンドイッチ袋、再封可能なＺｉｐｌｏｃ（登録商標）型袋、及びゴミ袋を形成するために使用され得る。しかし、ＰＨＡのみで構成されている可撓性パッケージは、ほとんどの消費者製品のバリア性の要求を満たさない。更に、プラスチック材料としてのそれらの実使用は、それらの熱的不安定さにより妨げられてきた。ＰＨＡは、低溶融強度を有する傾向があり、硬化時間も長いという欠点がある場合もあり、そのため、加工には困難である傾向がある。更には、ＰＨＡは、非常に高い温度で熱劣化する傾向がある。また更に、ＰＨＡは、参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願第２００９／０２８６０９０号に説明されているように、ガス及び水分バリア特性に乏しく、パッケージング材料としての使用にあまり適さない。
Ｎｏｖａｍｏｎｔが製造する熱可塑性デンプンフィルムである、ＭＡＴＥＲ−ＢＩ（商標）の１グレードで押出し成形コーティングされた紙で構成される可撓性パッケージもまた知られている。これらのパッケージは、例えば、１回使用量の砂糖などの固形物の梱包には有用であるが、他の多くの消費者製品に必要なバリア特性を有していない。
可撓性のパッケージの形成に使用されてきた再生可能資源に由来する更なる材料としては、例えばペクチン、グルテン、及び他のタンパク質が挙げられる。これらのパッケージは水溶性であるので、水分バリア特性を有する外側パッケージの内部に梱包されない限りは用途が限定的である。
国際公開第２００９／０３２７４８号 米国特許第５，４９８，６９２号 米国特許出願第２００９／０２８６０９０号
再生可能資源（例えば、セルロース、ＰＬＡ、ＰＨＡ）に由来する材料のみで構成される現在使用されている可撓性パッケージングは、典型的には、製造、安定性、及び性能（例えば、製造プロセスに耐えられない、貯蔵寿命が短い、及び／又はバリア能力が不十分であるなど）に関する１つ以上の望ましくない特性を呈する。したがって、バージン石油系化合物を実質的に含まず、かつ製造、安定性、及び性能に関する望ましい特性もまた含む、可撓性バリアパッケージングを提供することが望ましい。
本発明は、可撓性バリアパッケージに関する。このパッケージは、シーラントと、シーラントをコーティングする第１結合層と、第１結合層を介してシーラントにラミネートされた外側基材とを含む。シーラントは、約１μｍ〜約７５０μｍの厚さ、及び少なくとも約８５％、好ましくは少なくとも約９０％、より好ましくは少なくとも約９５％、例えば約９７％又は約１００％などのバイオベースの含有量を有する。シーラントをコーティングする第１結合層は、約１μｍ〜約２０μｍの厚さの接着剤を含み、所望により、少なくとも約９５％、好ましくは少なくとも約９７％、より好ましくは少なくとも約９９％のバイオベースの含有量を有する。いくつかの実施形態では、第１結合層は、更に、約１μｍ〜約７５０μｍの厚さ及び少なくとも約８５％のバイオベースの含有量を有する押出し成形基材を含む。第１結合層を介してシーラントにラミネートされた外側基材は、約２．５μｍ〜約３００μｍの厚さ、及び少なくとも約９５％、好ましくは少なくとも約９７％、より好ましくは少なくとも約９９％のバイオベースの含有量を有する。可撓性バリアパッケージは、パッケージがその容積の４分の３まで洗濯粉α（すなわち、組成物の総重量に基づいて、約３０重量％のソーダ灰と、約６７重量％のゼオライトと、約１．５重量％のアントラニル酸メチルと、約１．５重量％の酢酸エチル）で充填され、かつ５５℃で相対湿度（ＲＨ）５０％の室内に少なくとも約１ヶ月、好ましくは約２ヶ月、より好ましくは約３ヶ月、更により好ましくは少なくとも約４ヶ月置かれた後に、ＡＳＴＭ Ｆ９０４により測定されたとき、２５．４ｍｍの試料幅につき少なくとも約１．０Ｎの、シーラントの外側基材に対するラミネート強度を呈する。
可撓性バリアパッケージは、外側基材の片面又は両面に堆積された、約１μｍ〜約２０μｍの厚さを有するインクを更に含むことができる。可撓性バリアパッケージは、所望により、外側基材の外面に約１μｍ〜約１０μｍの厚さを有するラッカーもまた含むことができる。いくつかの実施形態では、シーラントは更に、例えばスリップ剤、充填剤、帯電防止剤、顔料、ＵＶ防止剤、生分解性を向上させる添加剤、着色防止剤、又はこれらの混合物などの添加剤を含む。
いくつかの態様では、可撓性バリアパッケージは更にバリア材層を含むことができ、これは、第１結合層と外側基材との間に堆積又はラミネートされ、このバリア材層は２００Å〜約５０μｍの厚さを有する。バリア材層は第２結合層でコーティングされ、この第２結合層は約１μｍ〜約２０μｍの厚さを有し、所望により少なくとも約９５％のバイオベースの含有量を有する接着剤を含む。いくつかの態様では、可撓性バリアパッケージは、更に、シーラント上に堆積されるか又はシーラントと外側基材との間にラミネートされるバリア材層を含むことができ、このバリア材層は約２００Å〜約５０μｍの厚さを有し、このバリア材層は、約１μｍ〜約２０μｍの厚さを有する結合層でコーティングされ、所望により少なくとも約９５％のバイオベースの含有量を有する接着剤を含む。これらの態様では、可撓性バリアパッケージは、ｐＨ約５．５を有するシャンプーβ（すなわち、組成物の総重量に基づいて、約１０重量％のアンモニウムラウレス−３硫酸塩と、約６重量％のラウリル硫酸アンモニウムと、約０．６重量％のセチルアルコールと、約０．７重量％の塩化ナトリウムと、約０．４重量％のクエン酸ナトリウム二水和物と、約０．１５重量％のクエン酸と、約１．５重量％のアントラニル酸メチルと、約１．５重量％の酢酸エチルと、約２０．８５重量％の水）でその容積の４分の３が充填され、５５℃で相対湿度（ＲＨ）５０％の室内に少なくとも約１ヶ月、好ましくは少なくとも約２ヶ月、より好ましくは少なくとも約３ヶ月、更により好ましくは少なくとも約４ヶ月置かれた後に、（ｉ）ＡＳＴＭ Ｆ９０４により測定されたとき、２５．４ｍｍの試料幅につき少なくとも約１．０Ｎの、シーラントの外側基材に対するラミネート強度、（ｉｉ）ＡＳＴＭ Ｆ９０４により測定されたとき、２５．４ｍｍの試料幅につき少なくとも約１．０Ｎの、シーラントとバリア材層との間のラミネート強度、及び（ｉｉｉ）ＡＳＴＭ Ｆ９０４により測定されたとき、２５．４ｍｍの試料幅につき少なくとも約１．０Ｎの、バリア材層と外側基材との間のラミネート強度を呈する。
本明細書に記載される別の態様は、約５μｍ〜約７５０μｍの厚さ及び少なくとも約８５％のバイオベースの含有量を有するシーラントを含む可撓性バリアパッケージである。この態様では、パッケージは、その容積の４分の３まで洗濯粉α（すなわち、組成物の総重量に基づいて、約３０重量％のソーダ灰と、約６７重量％のゼオライトと、約１．５重量％のアントラニル酸メチルと、約１．５重量％の酢酸エチル）で充填され、密封され、５５℃で相対湿度（ＲＨ）５０％の室内に少なくとも約１ヶ月、好ましくは少なくとも約２ヶ月、より好ましくは少なくとも約３ヶ月、更により好ましくは少なくとも約４ヶ月置かれ、重量測定され、次いで、規格振動台に置かれて０Ｈｚから約６０Ｈｚまで１Ｈｚ／分の傾斜で周期振動に１時間さらされ、続いて、約６０Ｈｚから０Ｈｚまで１Ｈｚ／分の傾斜で１時間さらされ、次いで、再び重量測定された後に、パッケージの総重量に基づいて約１重量％未満の質量損失を呈する。
この態様のいくつかの実施形態では、可撓性バリアパッケージは更に、可撓性バリアパッケージの外面に堆積された、約１μｍ〜約２０μｍの厚さを有するインク及び約１μｍ〜約７５０μｍの厚さを有する任意のラッカーを含む。これらの実施形態では、可撓性バリアパッケージは、その容積の４分の３まで洗濯粉α（組成物の総重量に基づい、て約３０重量％のソーダ灰と、約６７重量％のゼオライトと、約１．５重量％のアントラニル酸メチルと、約１．５重量％の酢酸エチル）で充填され、５５℃で相対湿度（ＲＨ）５０％の室内に少なくとも約１ヶ月、好ましくは約２ヶ月、より好ましくは約３ヶ月、更により好ましくは少なくとも約４ヶ月置かれた後に、ＡＳＴＭ Ｄ５２６４−９８により測定されたとき、プローブへのインクの移動を呈さない。
本明細書は、本発明とみなされる主題を特定して指摘し明確に請求する特許請求の範囲をもって結論とするが、本発明は、添付の図面と関連させた次の説明から更によく理解されると考えられる。いくつかの図は、他の要素をより簡潔に示すため、選択された要素を省略することで簡易化されてもよい。いくつかの図中のかかる要素の省略は、対応する明細書の中で明確に述べられている場合を除き、代表的な実施形態のいずれかにおいて必ずしも特定要素の有無を暗示するものではない。いずれの図面も必ずしも縮尺どおりではない。
接着剤及び更に押出し成形基材を含む結合層を介して外側基材にラミネートされたシーラントを含む可撓性バリアパッケージに好適な２プライラミネート構造体を図示する。インクは、外側基材の内面に堆積することができる。所望により、バリア材層は、シーラント上に堆積されるか又はシーラントと外側基材層との間にラミネートされてよい。 接着剤を含む結合層を介して外側基材にラミネートされたシーラントを含む可撓性バリアパッケージに好適な２プライラミネート構造体を図示する。インクは、外側基材の外面に堆積されてよく、外側基材は、所望によりラッカーでコーティングされてよい。 接着剤を含む追加的な結合層を介してそれ自体が外側基材にラミネートされている、接着剤を含む結合層を介してバリア材層にラミネートされたシーラントを含む可撓性バリアパッケージに好適な３プライラミネート構造体を図示する。インクは、外側基材のいずれかの面に堆積され得る。外側基材の外面にインクが存在する場合、外側基材は、所望によりラッカーでコーティングされてよい。 接着剤及び押出し成形材料を含む結合層を介して外側基材にラミネートされたシーラントを含む可撓性バリアパッケージに好適な３プライラミネート構造体を図示する。インクは、外側基材のいずれかの面に堆積され得る。外側基材の外面にインクが存在する場合、外側基材は、所望によりラッカーでコーティングされてよい。 シーラントを含む可撓性バリアパッケージに好適なシングルプライラミネート構造体を図示する。インクは、シーラントの外面に堆積されてよく、インクが存在する場合、シーラントは、所望によりラッカーでコーティングされてよい。所望により、バリア材層をシーラント層の外側に堆積してもよい。
この度、バージン石油系材料を実質的に含まず、かつ望ましい製造特性、安定性、及び性能特性もまた有する、可撓性バリアパッケージが開発された。典型的に約２００μｍ未満の壁厚を有する可撓性パッケージは、通常、耐荷重性がない（すなわち、そのパッケージは、大きな変形なくして他のパッケージの重量を支持することができない）。本明細書に記載の可撓性バリアパッケージは、バージン石油系材料で作られた可撓性バリアパッケージと同じ外観及び感触、並びに同様の性能特性（例えば、湿気透過速度（ＭＶＴＲ）、ラミネート強度、及び摩擦係数）を有することから有利である一方で、本明細書に記載の可撓性バリアパッケージは、バージン石油系材料に由来するパッケージと比較して、改善された持続可能性を有する。
本明細書で使用するとき、「持続可能性」は、別の方法であれば製造するために使用されることになるであろう関連するバージン石油系プラスチック材料と比較したときに、そのライフサイクルアセスメント又はライフサイクルインベントリの一部の態様において１０％を超える改善を有する材料を指す。本明細書で使用するとき、「ライフサイクルアセスメント（ＬＣＡ）」又は「ライフサイクルインベントリ（ＬＣＩ）」は、所与の製品又はその存在により引き起こされる若しくは必然的に生じる環境影響の調査及び評価を指す。ＬＣＡ又はＬＣＩは、「ゆりかごから墓場まで」の分析を包含することができ、これは、フルライフサイクルアセスメント、又は製造（「ゆりかご」）から使用段階及び処分段階（「墓場」）までのライフサイクルインベントリを指す。例えば、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）容器は、ＨＤＰＥ樹脂ペレットにリサイクルされ、その後、容器、フィルム、又は射出成形物品を形成するために使用することができ、例えば、相当量の化石燃料エネルギーを節約する。その製品の処分段階で、ポリエチレンは、例えば、焼却処理により処分することができる。すべての投入及び産出は、ライフサイクルのすべての段階について考慮される。本明細書で使用するとき、「製品の処分」（ＥｏＬ）シナリオは、ＬＣＡ又はＬＣＩの処分段階を指す。例えば、ポリエチレンはリサイクルされ、エネルギーのために焼却処理され（例えば、１キログラムのポリエチレンは、１キログラムのディーゼル油と同じエネルギーを生じる）、他の製品に化学的に変形され、機械的に回収され得る。別の方法としては、ＬＣＡ又はＬＣＩは、「ゆりかごから出口まで」分析を包含することができ、これは、ペレットとして製造（「ゆりかご」）される時点から工場の門（すなわち、消費者に輸送される前）までの部分的な製品ライフサイクルのアセスメントを指す。あるいは、この２番目のタイプの分析は、「ゆりかごからゆりかごまで」とも呼ばれている。
また、本発明の可撓性バリアパッケージは、このパッケージの製造に使用される任意のバージンポリマーが、再生可能資源に由来することからも、有利である。本明細書で使用するとき、接頭辞「バイオ−」は、再生可能資源に由来した材料を指定するために使用される。本明細書で使用するとき、「再生可能資源」は、その消費速度と同程度の速度（例えば、１００年以内の時間枠）で自然プロセスにより生産されるものである。この資源は、自然に又は農業技術を介して、補充することができる。再生可能資源の非限定例としては、植物（例えば、サトウキビ、テンサイ、トウモロコシ、ジャガイモ、柑橘果実、木本植物、リグノセルロース誘導体、ヘミセルロース誘導体、セルロース廃棄物）、動物、魚、細菌、真菌、及び林産物が挙げられる。これらの資源は、自然生成、ハイブリッド、又は遺伝子組み換え生物であり得る。生成に１００年以上かかる原油、石炭、天然ガス及び泥炭などの天然資源は、再生可能資源とは考えられない。本発明の可撓性バリアパッケージの少なくとも一部は、二酸化炭素を抑制することができる再生可能資源に由来するので、この可撓性バリアパッケージの使用は、地球温暖化の可能性及び化石燃料の消費を低減することができる。例えば、ＨＤＰＥ樹脂についての一部のＬＣＡ又はＬＣＩ研究では、バージン石油系原料から作られた９０７ｋｇ（１トン）のポリエチレンは、環境に対して最大で約２２６８ｋｇ（２．５トン）の二酸化炭素を放出することになることが示されている。サトウキビは、例えば、成長中に二酸化炭素を取り込むので、サトウキビから作られた９０７ｋｇ（１トン）のポリエチレンは、環境から最大で約２２６８ｋｇ（２．５トン）の二酸化炭素を除去する。それゆえに、サトウキビなどの再生可能資源から製造されたポリエチレンを最大で約９０７ｇ（１トン）使用した場合、石油系資源に由来するポリエチレンを９０７ｇ（１トン）使用した場合と比較して、環境における二酸化炭素は最大で４５３６ｋｇ（約５トン）低減されることになる。
再生可能なポリマーの非限定例としては、ポリヒドロキシアルカノエート（例えば、ポリ（β−ヒドロキシアルカノエート）、ポリ（３−ヒドロキシブチレート−ｃｏ−３−ヒドロキシバレレート、ＮＯＤＡＸ（商標））及び細菌セルロースなどの有機体から直接生産されるポリマー、多糖類及びその誘導体（例えば、ガム、セルロース、セルロースエステル、キチン、キトサン、デンプン、化工デンプン）、タンパク質（例えば、ゼイン、乳清、グルテン、コラーゲン）、脂質、リグニン、及び天然ゴムなどの植物及びバイオマスから抽出されるポリマー、並びにバイオポリエチレン、バイオポリプロピレン、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリ乳酸、ＮＹＬＯＮ １１、アルキド樹脂、コハク酸系ポリエステル、及びバイオポリエチレンテレフタレートなどの天然源モノマー及び誘導体に由来する現時点のポリマーが挙げられる。
本明細書に記載の可撓性バリアパッケージは、更に、この可撓性バリアパッケージの構成成分を形成するために使用されるバイオ材料及び再生材料の量を変化させることにより又は添加剤の導入により特性が調製され得ることから、有利である。例えば、再生材料を消費して（例えば、ホモポリマー対コポリマーなど類似したものを比較したとき）バイオ材料の量を増すことは、機械的特性が改善されたパッケージをもたらす傾向がある。特定のタイプの再生材料の量を増加することは、パッケージの総製造費を低減することができるが、再生材料はより低い弾性率を有し、より脆性である傾向があり、結果として平均分子量がより低いため、パッケージの望ましい機械的特性が犠牲となる。
また更には、本明細書に記載の可撓性バリアパッケージは、バージン石油系材料にその全て又はその一部由来する同様の可撓性バリアパッケージを１対１で置換するように作用することができ、かつ既存の製造設備、リアクター条件、及び検定パラメータを使用して製造され得ることから、有利である。再生可能な可撓性バリアパッケージの使用は、可撓性バリアパッケージの環境フットプリントの低減及び非再生可能資源の消費の低減をもたらす。パッケージを構成する原材料を製造するのに使用される資源の補充速度がその消費速度以上であり、多くの場合、再生可能資源に由来する材料を使用すると、大気中の二酸化炭素とは切り離されるため、温室効果ガスの削減がもたらされるので、あるいは、原構成材料が製造工場内で（消費者又は産業廃棄物）リサイクルされることで、使用されるバージンプラスチックの量及び浪費される使用プラスチックの量（例えば、埋め立てでの処分）が低減されるので、環境フットプリントが削減される。
また更には、本明細書に記載の可撓性バリアパッケージは、比較的長い貯蔵寿命（例えば、少なくとも約１年、好ましくは少なくとも約２年）を有し、このことは、可撓性バリアパッケージの物理的及び化学的な完全性の低下なしに（例えば、消費者製品の露出による層間剥離、脱色などなしに）それらを長期間貯蔵又は輸送することを可能にする。本明細書に記載の可撓性バリアパッケージを製造するために使用されるフィルムは、有利なことに、例えば、ゴミ袋、おむつの構成要素、失禁用製品、及び女性用生理用品、おむつ用バッグ、失禁用製品、又は女性用生理用品、食品パッケージング、タブ、詰め替えパック、及びスタンドアップパウチなどの他の物品を形成するために使用することができる。
可撓性バリアパッケージの組成
本明細書に開示されるのは、バージン石油系材料を実質的に含まない材料で構成される、シングルプライ及びマルチプライ（例えば２プライ、３プライ）の可撓性バリアパッケージである。この可撓性バリアパッケージは、少なくとも約８５％のバイオベースの含有量を有するシーラントを含有する。このシーラントは、所望により少なくとも約９５％のバイオベースの含有量を有する、接着剤を含む結合層を介して少なくとも約９５％のバイオベースの含有量を有する外側基材にラミネートされる。この結合層は、少なくとも約８５％のバイオベースの含有量を有する押出し成形基材を更に含むことができる。所望により、インクは、外側基材のいずれかの面に堆積されることができ、外側基材の外面は所望によりラッカーを更に含むことができる。バリア材層は、第１結合層と外側基材との間、又はシーラント層上に堆積又はラミネートされ得る。
第１の態様において、本発明は、図１に表現されている２プライの可撓性バリアパッケージに関する。この態様の可撓性バリアパッケージは、接着剤を含む結合層を介して外側基材にラミネートされたシーラントで構成される。所望により、インクは、外側基材のいずれかの面に堆積され得る。外側基材の外面にインクが存在する場合、外側基材は所望によりラッカーでコーティングされてよい。図２は、所望によりラッカーでコーティングされる２プライの可撓性バリアパッケージを表す。
第２の態様において、本発明は、図３に表現されている３プライの可撓性バリアパッケージに関する。この態様の可撓性バリアパッケージは、接着剤を含む結合層を介してバリア材層の一面にラミネートされるシーラントで構成される。バリア材層のもう一方の面は、接着剤を含む別の結合層を介して外側基材にラミネートされる。あるいは、バリア材層は、ラミネートされるのでなく、シーラントと外側基材との間に堆積されてもよい。所望により、インクは、外側基材のいずれかの面に堆積され得る。外側基材の外面にインクが存在する場合、外側基材は所望によりラッカーでコーティングされてよい。
第３の態様において、本発明は、図４に表現されている３プライの可撓性バリアパッケージに関する。この態様の可撓性バリアパッケージは、押出し成形基材を含む、結合層を通じて外側基材にラミネートされたシーラントで構成される。所望により、バリア材層でシーラントをコーティングする。更に所望により、インクは、外側基材のいずれかの面に堆積され得る。外側基材の外面にインクが存在する場合、外側基材は所望によりラッカーでコーティングされてよい。
第４の態様において、本発明は、図５に表現されているシングルプライの可撓性バリアパッケージに関する。この態様の可撓性バリアパッケージはシーラントで構成され、その上に所望によりバリア材層が堆積されてもよく、更に、その上に所望によりインクが堆積されてもよい。インクは、シーラントの外面に堆積され、シーラントは所望によりラッカーでコーティングされてよい。
シーラント
シーラントは、本明細書に記載の可撓性バリアパッケージにバルク特性、ヒートシール特性、及びバリア保護特性を提供する。シーラントは、本明細書に記載の消費者製品と適合性のある任意のシーラントであってよく、少なくとも約８５％、好ましくは少なくとも約９０％、より好ましくは少なくとも約９５％、更により好ましくは少なくとも約９７％、例えば約９９％又は約１００％などのバイオベースの含有量を有する。
シーラントは、それぞれ例えばＢｒａｓｋｅｍから入手可能である高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）及び線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）；Ｂｒａｓｋｅｍのホスタレン／バセル技術又はスフェリレン／バセル技術のような技術又はそれらと同様の技術を使用して、それぞれサトウキビから達成可能である低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）及び超低線状低密度ポリエチレン（ＵＬＤＰＥ）；ポリヒドロキシアルカノエート（ＰＨＡ、例えば、Ｅｃｏｍａｎｎ Ｃｈｉｎａ、Ｍｅｒｅｄｉａｎ、及びＭｅｔａｂｏｌｉｘから入手可能）；デンプン系フィルム（例えば、Ｎｏｖａｍｏｎｔ、Ｂｉｏｍｅ、Ｃａｒｄｉａ、Ｔｅｋｎｏｒ Ａｐｅｘ又はＰｌａｎｔｉｃから入手可能）；ポリエステル配合デンプン（例えば、Ｅｃｏｆｌｅｘ（ＢＡＳＦ）から入手可能、又は、参考として本明細書に組み込まれる米国特許出願第２００８／０２００５９１号に記載のように、例えばバイオグリセロール、有機酸、及び無水物など、バイオ原料のポリエステルを用いて入手可能）、ポリブチレンサクシネート（例えば、Ｇｅｎｏｍａｔｉｃａなどの会社から入手可能なプロセスである、砂糖の発酵で得ることが可能なバイオ−１，４−ブタンジオールの重合により形成されるもの、及びＭＢＩなどの会社から入手可能な、天然発酵製品として製造され得るバイオ−コハク酸など、参考として本明細書に組み込まれる米国特許第７，８５８，３５０号を参照のこと）、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）（例えば、ＭＥＴａｂｏｌｉｃ ＥＸｐｌｏｒｅｒにより製造されているようなバイオ−グリコール酸モノマーからのもの）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）（例えばＢｒａｓｋｅｍより入手可能）、並びにこれらの混合物からなる群から選択することができる。いくつかの好ましい実施形態では、シーラントは、ＨＤＰＥ、ＬＤＰＥ、ＬＬＤＰＥ、ＵＬＤＰＥ、及びこれらの混合物からなる群から選択される。所望により、シーラントは紙を含み、シーラントは紙をコーティングする。
シーラントは、約１μｍ〜約７５０μｍ、好ましくは約２５μｍ〜約７５μｍ、より好ましくは約３０μｍ〜約５０μｍの厚さで存在する。例えば、パッケージが液体を封入する場合、シーラントの厚さは、約３０μｍ〜約５０μｍであり、パッケージが粉末を封入する場合、シーラントの厚さは、約２５μｍ〜約４０μｍの厚さである。他のバリアが存在しないときは、シーラントが薄いほど湿気透過速度（ＭＶＴＲ）が高く、構造完全性が低く、貯蔵寿命が短いパッケージが得られ、一方、シーラントが厚いほど、ＭＶＴＲが低く、構造完全性の高いパッケージが得られる。
所望によりシーラントは添加剤を含んでもよい。添加剤としては、例えば、スリップ剤又は帯電防止剤（例えば、エウラカミド、ステラミドなど）、充填剤（例えば、タルク、クレー、パルプ、熱可塑性デンプン、生デンプン、木粉、珪藻土、シリカ、無機ガラス、無機塩、粉砕可塑剤、粉砕ゴム）、顔料（例えば、マイカ、チタニア、カーボンブラック）、ＵＶ防止剤、着色防止剤、及び生分解性増強添加剤（例えば、オキソ分解性添加剤又は有機材料）が挙げられる。オキソ分解性添加剤は、ポリマーの総重量を基準にして、約１重量％〜約５重量％の濃度でポリマー中に配合されることが多く、熱、空気、光、又はこれらの混合物にさらされるとプラスチックの酸化及び鎖切断を促進することができる少なくとも１種類の遷移金属を含む。有機材料（例えば、セルロース、デンプン、エチレンビニルアセテート、及びポリビニルアルコール）は、生分解性増強添加剤として使用することができるが、ポリマーマトリックスの非分解性部分の分解を促進することはできない。代表的な実施形態において、添加剤としては、エウラカミド、ステラミド、マイカ、オキソ分解性添加剤、タルク、クレー、パルプ、チタニア、熱可塑性デンプン、生デンプン、木粉、珪藻土、カーボンブラック、シリカ、無機ガラス、無機塩（例えば塩化ナトリウム）、粉砕可塑剤、粉砕ゴム、及びこれらの混合物が挙げられる。
第１結合層
シーラントは、接着剤を含む第１結合層を介して外側基材にラミネートされ得る。接着剤は、所望により、少なくとも約９５％、好ましくは少なくとも約９７％、より好ましくは少なくとも約９９％、例えば約１００％のバイオベースの含有量を有する。ラミネーションは、「押出し成形」又は「接着」プロセスにより達成可能である。ラミネーションは、フラットダイ（押出しラミネーションの場合）又は液体層（接着ラミネーションの場合）を通して、高速（通常約０．５０８〜約５．０８ｍ／秒（毎分約１００〜約１０００フィート／分）、好ましくは約１．５２４〜約４．０６４ｍ／秒（毎分約３００〜約８００フィート／分）で押し出すことによりシーラントと外側基材との間にポリマーの溶融カーテンを敷設することを含む。次いで、押出しラミネーションでは、ラミネート構造体を冷たい（冷却した）ロールと接触させる。接着ラミネーションでは、ラミネート構造体はライン上で熱乾燥を経て、次いで、ラミネート構造体が最大接着強度に達するように約１２〜約４８時間の追加的な硬化を経る。
接着剤は、約１μｍ〜約２０μｍ、好ましくは約１μｍ〜約１０μｍ、より好ましくは約２．５μｍ〜約３．５μｍの厚さで存在する。接着剤が薄いほど、得られる可撓性バリアパッケージはより速く乾燥及び硬化し、より安価である。接着剤が厚いほど、得られる可撓性バリアパッケージは望ましい結合強度を達成するが、より高価であり、乾燥及び硬化にかかる時間が長くなる。接着剤は、溶媒性接着剤でも無溶媒接着剤でもよい。接着剤の例としては、ウレタン系接着剤、水性接着剤、又はニトロセルロース系接着剤が挙げられる。所望により、接着剤は、ＰＬＡ系接着剤（例えば、Ｄａｎｉｍｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ＬＬＣのＢｉｏｐｏｌｙｍｅｒ ２６８０６、ＮｏｖａｍｏｎｔｋのＭＡＴＥＲ−ＢＩ（登録商標）、Ｂｅｒｋｓｈｉｒｅ ＬａｂｅｌｓのＢｉｏＴＡＫ（登録商標））、デンプン系接着剤、又はこれらの混合物のようなバイオ接着剤である。
いくつかの任意の実施形態では、第１結合層は、更に、少なくとも約８５％、好ましくは少なくとも約９０％、より好ましくは少なくとも約９５％、例えば少なくとも約９９％のバイオベースの含有量を有する押出し成形基材を含む。押出し成形基材は、約１μｍ〜約７５０μｍ、好ましくは約１μｍ〜約５０μｍの厚さで存在する。押出し成形基材が薄いほど、得られる可撓性バリアパッケージは安価になり、より可撓性であり、より小さいかさを有する。押出し成形基材が厚いほど、得られる可撓性バリアパッケージは高価になり、可撓性は低く、より大きいかさを有する。より大きいかさをラミネート構造に与えるための安価な方法は、他の層の厚さを大きくするのではなく、むしろ押出し成形層の厚さを大きくすることである。押出し成形基材の例としては、ＬＤＰＥ、ＨＤＰＥ、及びＬＬＤＰＥが挙げられる。
外側基材
可撓性バリアパッケージの外側基材は、寸法的安定性をパッケージにもたらすものであり、インク用の容器である。外側基材は、本明細書に記載の特性、及び少なくとも約９５％、好ましくは少なくとも約９７％、より好ましくは少なくとも約９９％、例えば約１００％のバイオベースの含有量を有する可撓性バリアパッケージを形成する任意の材料であってよい。
外側基材は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ＨＤＰＥ、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、ＬＤＰＥ、ＬＬＤＰＥ、ＰＬＡ（例えば、Ｎａｔｕｒｅｗｏｒｋｓのもの）、ＰＨＡ、ポリ（エチレン−２，５−フランジカルボキシレート）（ＰＥＦ）、セルロース（例えば、Ｉｎｎｏｖｉａから入手可能なもの）、ＮＹＬＯＮ １１（すなわち、ＡｒｋｅｍａのＲｉｌｓａｎ（登録商標））、デンプン系フィルム、バイオポリエステル（例えば、参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願第２００８／０２００５９１号に記載されているようなバイオグリセロール、有機酸、及び無水物から作られたもの）、ポリブチレンサクシネート、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、及びこれらの混合物からなる群から選択することができる。いくつかの好ましい実施形態では、外側基材は、ＰＥＴ、ＰＥＦ、ＬＤＰＥ、ＬＬＤＰＥ、ＮＹＬＯＮ １１、及びこれらの混合物からなる群から選択される。
バイオポリエチレンテレフタレートは、Ｔｅｉｊｉｎ Ｆｉｂｅｒｓ Ｌｔｄ（３０％再生可能）、Ｔｏｙｏｔａ Ｔｓｈｕｓｈｏ、Ｋｌｏｃｋｎｅｒのような会社から入手可能である。また、バイオポリエチレンテレフタレートは、バイオエチレングリコールとバイオテレフタル酸との重合から製造することもできる。バイオエチレングリコールは、再生可能資源から、例えば、国際公開第２００９／１５５０８６号及び米国特許第４，５３６，５８４号（各々参照により本明細書に組み込まれる）に記載のものなどの多数の好適な経路を介して、誘導することができる。バイオテレフタル酸は、再生可能なアルコールから、国際公開第２００９／０７９２１３号（参照により本明細書に組み込まれる）に記載されているように、再生可能なｐ−キシレンを介して誘導することができる。一部の実施形態では、再生可能なアルコール（例えば、イソブタノール）を反応槽において酸触媒により脱水し、イソブチレンが生成される。イソブチレンを回収し、適切な高熱及び高圧条件下で、既知の触媒を収容する第２反応槽において反応させ、脂肪族炭化水素を芳香化して、再生可能なｐ−キシレンを生成する。別の実施形態では、再生可能なアルコール（例えば、イソブタノール）を脱水させ、酸触媒により二量体化させる。生成されたジイソブチレンを回収し、第２反応槽で反応させ、再生可能なｐ−キシレンを生成する。更に別の実施形態では、最大で１５重量％の水を含有する再生可能なアルコール（例えば、イソブタノール）を脱水させ、あるいは脱水及びオリゴマー化させ、生成したオリゴマーを芳香化させ、再生可能なｐ−キシレンを生成する。再生可能なフタル酸又はフタル酸エステルは、所望により１種類以上のアルコールの存在下で、遷移金属触媒によりｐ−キシレンを酸化することにより生成することができる（例えば、Ｉｎｄ．Ｅｎｇ．Ｃｈｅｍ．Ｒｅｓ．，３９：３９５８〜３９９７（２０００）を参照のこと）。
バイオポリ（エチレン−２，５−フランジカルボキシレート）（バイオＰＥＦ）は、Ｗｅｒｐｙ及びＰｅｔｅｒｓｅｎの「Ｔｏｐ Ｖａｌｕｅ Ａｄｄｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ ｆｒｏｍ Ｂｉｏｍａｓｓ第１巻−Ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ Ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ ｆｏｒ Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ Ｃａｎｄｉｄａｔｅｓ ｆｒｏｍ Ｓｕｇａｒｓ ａｎｄ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ Ｇａｓ，ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｂｙ ｔｈｅ Ｓｔａｆｆ ａｔ Ｐａｃｉｆｉｃ Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ（ＰＮＮＬ）；Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｒｅｎｅｗａｂｌｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ（ＮＲＥＬ），Ｏｆｆｉｃｅ ｏｆ Ｂｉｏｍａｓｓ Ｐｒｏｇｒａｍ（ＥＥＲＥ）」（２００４）及びＰＣＴ特許出願第２０１０／０７７１３３号（参考として本明細書に組み込まれる）に開示されている経路により生成することができる。
外側基材は、約２．５μｍ〜約３００μｍ、好ましくは約７μｍ〜約５０μｍ、より好ましくは約８μｍ〜約２０μｍ、更により好ましくは約１０μｍ〜約１５μｍの厚さで存在する。外側基材が薄いほど、得られる可撓性バリアパッケージの硬度は低くなる。外側基材が厚いほど、得られる可撓性バリアパッケージの硬度が増し、印刷のための寸法安定性が増し、ヒートシーリング中の熱抵抗が増す。
インクが外側基材に堆積される任意の実施形態では、インクが堆積される基材の面は、少なくとも約３８ダイン／ｃｍ、好ましくは少なくとも約４２ダイン／ｃｍの表面エネルギーを有する。代替的に、外側基材は、コロナ処理等の、当業者に既知の技法を使用して、所望の表面エネルギーをもたらすように処理され得る。表面エネルギーが約３８ダイン／ｃｍ未満である場合、外側基材は、その表面に印刷インクを受容しない。
更に、可撓性パッケージの任意の実施形態は、パッケージの外装に配置されたラベルを含む。ラベルは、感圧接着ラベル又はシュリンクスリーブラベル、又は他のタイプの好適なラベルを含むことができる。ラベルは、所望により印刷され、所望によりアートワーク及び／又はしるしを含む。
インク
いくつかの実施形態では、１つ以上のインク層は、所望により、外側基材の片面又は両面に堆積され得る。インクは、約１μｍ〜約２０μｍ、好ましくは約１μｍ〜約１０μｍ、より好ましくは約２．５μｍ〜約３．５μｍ、更により好ましくは約３μｍの厚さで存在する。堆積されるインクは、それが接触する材料と適合性のある任意のインクであってよい。いくつかの実施形態では、インクは、大豆系、植物系、又はこれらの混合物であってよい。インクの非限定例としては、Ｇａｎｓ Ｉｎｋ ＆ Ｓｕｐｐｌｙ Ｃｏ．製のＥＣＯ−ＳＵＲＥ！（商標）、並びに、ＥＦＩ製の溶剤系ＶＵＴＥｋ（登録商標）及びＢｉｏＶｕ（商標）インクが挙げられ、これらは完全に再生可能資源（例えば、トウモロコシ）に由来する。一部の実施形態では、インクは高耐摩耗性である。例えば、高耐摩耗性インクは、紫外線（ＵＶ）又は電子ビーム（ＥＢ）により硬化されたコーティングを含んでもよい。
ラッカー
外側基材の外面にインクが堆積される態様では、外側基材の外面は所望によりラッカーを含む。任意のラッカーは、インク層をその物理的及び化学的環境から保護する機能を果たすものであり、再生可能資源から誘導することが可能である。ラッカーは、耐久性、及び光沢のある又は艶消仕上げを最適化するように調合されてもよい。一部の実施形態では、ラッカーは、樹脂、添加剤、及び溶剤／水からなる群から選択される。いくつかの好ましい実施形態では、ラッカーは、ニトロセルロース系ラッカー、天然シェラック、又はこれらの混合物である。ラッカーは、約１μｍ〜約１０μｍ、好ましくは約１μｍ〜約５μｍ、より好ましくは約２．５μｍ〜約３．５μｍの厚さを有する。マルチプライパッケージに存在するラッカーの量は、下の印刷層の保護レベルを決定する。ラッカーは薄いと亀裂又は磨耗を生じる場合があるが、薄いほど速く乾燥及び硬化し、より安価である。ラッカーが厚くなるとより高価になるが、インクに対する保護は増す。
可撓性バリアパッケージがシングルプライパッケージである態様では、可撓性バリアパッケージは、約５μｍ〜約７５０μｍの厚さ及び少なくとも約８５％のバイオベースの含有量を有するシーラントを含み、所望によりバリア材層が存在する。インクは、シーラント（又はシーラントをコーティングする任意のバリア材層）の外面に所望により堆積され、約１μｍ〜約２０μｍ、好ましくは約１μｍ〜約１０μｍ、より好ましくは約２．５μｍ〜約３．５μｍ、更により好ましくは３μｍの厚さで存在する。インクは、所望により、約１μｍ〜約１０μｍ、好ましくは約１μｍ〜約５μｍ、より好ましくは約２．５μｍ〜約３．５μｍの厚さで存在するラッカーでコーティングされる。既に述べたように、インクは、それが接触する材料と適合性のある任意のインクであってよく、例えば、大豆系、植物系、又はこれらの混合物（例えば、ＥＣＯ−ＳＵＲＥ！（商標）、ＶＵＴＥｋ（登録商標）、及びＢｉｏＶｕ（商標））であってよい。いくつかの実施形態では、本明細書で既に述べたように、インクは高度に摩擦抵抗性である。シングルプライパッケージに存在するラッカーの量はパッケージに剛性を加え、この剛性の程度はラッカーの厚さとともに増す。
バリア材層
いくつかの実施形態では、可撓性バリアパッケージは、第１結合層と外側基材との間に堆積若しくはラミネートされるか、又はシーラント層上に堆積されるバリア材層を含む。例えば、バリア材層は、シーラント又はインク層上に堆積されるか（例えば、真空金属、ナノクレーコーティング）、ポリマー層上に堆積された後に第１結合層と外側基板との間にラミネートされるか（例えば、真空金属化ポリエチレンテレフタレート）、又は第１結合層と外側の基板との間に直接ラミネートされる（例えば、ホイル）。バリア材層はパッケージの中又は外への湿気透過速度（ＭＶＴＲ）を低下する機能を果たし、また、任意の拡散種のパッケージ壁を通じた拡散を制限する役割を果たすことができる。拡散種の非限定的な例としては、Ｏ2、ＣＯ2、芳香、及び香料が挙げられる。バリア材層は、約２００Å〜約５０μｍ、好ましくは約２００Å〜約９μｍの厚さを有する。
バリア材層は、本明細書に記載の特性を有する可撓性バリアパッケージを形成する任意の材料でよい。バリア材層の例としては、金属、金属酸化物、金属コーティングを含むバイオ系ポリマー、金属酸化物コーティングを含むバイオ系ポリマー、ナノクレイ、シリカナノ粒子コーティング、バリアポリマー（例えば、ＭＥＴａｂｏｌｉｃ ＥＸｐｌｏｒｅｒが製造するバイオグリコール酸からのバイオポリグリコール酸（ＰＧＡ））、ダイヤモンド状炭素コーティング、充填材を有するポリマーマトリックス、乳清層、及びこれらの混合物が挙げられる。充填材を有するポリマーマトリックスは、得られる可撓性バリアパッケージが本明細書に記載の機械的特性を有する限りは、任意の量の任意のバリアポリマー及び任意の充填材で構成されてよい。代表的な実施形態では、金属、金属酸化物、金属コーティング、又は金属酸化物コーティングは、ホイル、金属化二軸延伸ポリプロピレン（ｍＢＯＰＰ）、金属化ＰＥＴ（ｍＰＥＴ）、金属化ポリエチレン（ｍＰＥ）、アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、及びこれらの混合物からなる群から選択される。いくつかの実施形態では、ｍＢＯＰＰ、ｍＰＥＴ、及びｍＰＥはそれぞれ、バイオポリプロピレン、バイオＰＥＴ、及びバイオポリエチレンを含有する。代表的な実施形態において、充填剤は、ナノクレイ、グラフェン、グラフェン酸化物、グラファイト、炭酸カルシウム、デンプン、ワックス、マイカ、カオリン、長石、ガラス繊維、ガラス球、ガラスフレーク、セノスフィア、シリカ、ケイ酸塩、セルロース、セルロースアセテート、及びこれらの混合物からなる群から選択される。代表的な実施形態では、ナノクレイは、モンモリロナイト、ベントナイト、バーミキュライト血小板、ハロサイト、クロイサイト、スメクタイト、及びこれらの混合物からなる群から選択される。バリア材層の例は、参考として本明細書にそれぞれ組み込まれる米国特許第７，２３３，３５９号及び同第６，２３２，３８９号、並びに国際公開第２００９／０３２７４８号に開示されている。バリア材層として使用することができる材料は、ＮＡＮＯＬＯＫ（商標）としてＩｎｍａｔから市販されている。
バリア材層の正確な組成及び厚さは、可撓性バリアパッケージの意図される用途、及び特定の材料の増加又は損失に対する可撓性バリアパッケージ内の消費者製品の感度により決定される。例えば、可撓性バリアパッケージがシャンプーを封入している場合、シャンプーからの臨界量の水分損失は、その性能に深刻な影響を与える。パッケージが売買され続けることが予想される推定時間に基づき、所望の貯蔵寿命又は消費期限が定義される。既知の許容可能な水分損失の量、売買にかかる時間の長さ、及びパッケージの大きさにより、許容可能な水分流動量が定義される。その後、特定の性能基準、及び可撓性バリアパッケージ内に封入される各消費者製品の特徴に基づき、バリア材層の組成物及びバリア材層の厚さが選択される。
バリア材層は、本明細書に既に記載したように、接着剤を含む第２結合層で両面がコーティングされる。第２結合層は、約１μｍ〜約２０μｍ、好ましくは約１μｍ〜約１０μｍ、より好ましくは約２．５μｍ〜約３．５μｍの厚さを有する。本明細書に既に記載したように、接着剤は、溶媒接着剤でも無溶媒接着剤でもよい。
いくつかの実施形態では、可撓性バリアパッケージは、液体又は粉末などの消費者製品を包含する。本明細書で使用するとき、「消費者製品」は、例えば、ヘアケア、ビューティケア、口腔ケア、ヘルスケア、身体清浄、及び家庭用清浄に使用される材料を指す。消費者製品の非限定的な例としては、食品、飲料、拭き取り用品、シャンプー、コンディショナー、スキンローション、シェーブローション、液状石鹸、固形石鹸、練り歯磨き、ムース、顔用石鹸、ハンドソープ、ボディソープ、保湿剤、シェーブローション、口腔洗浄剤、ヘアゲル、手用殺菌剤、洗濯洗剤、食器洗剤、食器洗浄機洗剤、化粧料、及び市販の医薬品が挙げられる。可撓性バリアパッケージは、その消費者製品に対して抵抗性である。本明細書で使用するとき、「抵抗性である」は、可撓性バリアパッケージが、消費者製品の相互作用及び拡散による劣化、又は可撓性バリアパッケージを通じての若しくはそれからの消費者製品の漏出を伴わずに、設計されたようにその機械的特性及びその表面上のアートワークを維持する能力を指す。
物質のバイオベースの含有量の評価
本明細書で使用するとき、「バイオベースの含有量」は、生成物中の総有機炭素の重量（質量）の百分率としての、物質中のバイオ炭素の量を指す。例えば、ポリエチレンは、その構造単位中に２個の炭素原子を含有する。エチレンが再生可能資源由来である場合、ポリエチレンのホモポリマーは、炭素原子のすべてが再生可能資源に由来することになるため、理論上は１００％のバイオベースの含有量を有する。ポリエチレンのコポリマーもまた、エチレン及びコモノマーの両方が各々再生可能資源由来である場合、理論上は１００％のバイオベースの含有量を有し得る。コモノマーが再生可能資源に由来しない実施形態では、ＨＤＰＥは典型的には、わずか約１重量％〜約２重量％の再生不能なコモノマーを含むことになり、１００％より若干低い、理論上のバイオベースの含有量を有するＨＤＰＥをもたらす。別の例としては、ポリエチレンテレフタレートは、その構造単位中に１０個（すなわち、エチレングリコールモノマーから２個及びテレフタル酸モノマーから８個）の炭素原子を含有する。エチレングリコール部分が再生可能資源由来であるが、テレフタル酸が石油系資源由来である場合、ポリエチレンテレフタレートの理論上のバイオベースの含有量は、２０％である。
再生可能資源由来の物質を評価するための好適な方法は、ＡＳＴＭ Ｄ６８６６によるものであり、この方法により、促進剤質量分析、液体シンチレーション計数、及び同位体質量分析による放射性炭素分析を使用して、物質のバイオベースの含有量を決定できる。大気中の窒素と、紫外線により生成された中性子とが衝突すると、窒素はプロトンを失い、１４の分子量を有する放射性炭素が生成される。この14Ｃは即座に、大気の炭素の、小さいが測定可能な分留を代表する二酸化炭素に酸化される。大気中の二酸化炭素は、緑色植物によって循環されて、光合成として知られるプロセス中に有機分子が製造されることになる。循環は、緑色植物又は他の形態の生命体が、有機分子を代謝して二酸化炭素を生成することで完了し、これにより、大気への二酸化炭素の再放出が生じる。地球上の生命体の実質上すべての形態は、成長及び生殖を促進する化学エネルギーを生成するにあたって、この緑色植物による有機分子の生成に依存する。したがって、大気中に存在する14Ｃは、すべての生命形態及びそれらの生物学的生成物の一部となる。二酸化炭素に生分解するこれらの再生可能ベースの有機分子では、大気に放出される炭素の純増加がないため、これらの分子は地球温暖化に寄与しない。対照的に、化石燃料系炭素は、大気の二酸化炭素の、シグネチャー放射性炭素比率を有さない。参照により本明細書に組み込まれる国際公開第２００９／１５５０８６号を参照されたい。
「バイオベースの含有量」を導き出すためのＡＳＴＭ Ｄ６８６６の適用は、放射性炭素年代測定法と同じ概念上に構築されるが、年齢方程式の使用を伴わない。分析は、未知の試料中の放射性炭素（14Ｃ）の量の、現代参照基準の量に対する比率を導き出すことによって行われる。比率は、単位「ｐＭＣ」（現代炭素パーセント）により百分率として報告される。分析されている物質が、現代の放射性炭素と化石炭素（放射性炭素を含有しない）との混合物である場合、得られたｐＭＣ値は、試料中に存在するバイオマス物質の量と直接相関する。
放射性炭素年代測定法において使用される現代参照基準は、およそＡＤ １９５０年と同等の既知の放射性炭素含有量を用いるＮＩＳＴ（米国標準技術局）基準である。ＡＤ １９５０年は、各爆発と共に大量の過剰の放射性炭素（「爆発炭素」と称される）が大気中に導入された、熱核兵器実験前の時を代表するために選択された。ＡＤ １９５０参照は、１００ｐＭＣを代表する。
実験のピークであり、かつ実験を停止させる条約の前の１９６３年に、大気中の「爆発炭素」は、正常濃度のほぼ２倍に到達した。大気内のこの分布は、それ以来近似されており、ＡＤ １９５０年以来生存している植物及び動物に関しては１００ｐＭＣを超える値が示される。爆発炭素の分布は、時間と共に徐々に減少してきており、今日の値は、１０７．５ｐＭＣに近い。結果として、トウモロコシのような新鮮なバイオマス物質は、１０７．５ｐＭＣに近い放射性炭素シグネチャーをもたらし得る。
石油系炭素は、大気の二酸化炭素の、シグネチャー放射性炭素比率を有さない。研究は、化石燃料及び石油化学製品が約１ｐＭＣ未満、及び典型的に約０．１ｐＭＣ未満、例えば、約０．０３ｐＭＣ未満を有することに留意している。しかしながら、完全に再生可能資源に由来する化合物は、少なくとも約９５パーセントの現代炭素（ｐＭＣ）、好ましくは少なくとも約９９ｐＭＣ、例えば、約１００ｐＭＣを有する。
化石炭素を現代の炭素と物質中に組み合わせることで、現代のｐＭＣ含有量が希釈されるであろう。１０７．５ｐＭＣが現代のバイオマス物質を代表し、０ｐＭＣが石油由来体を代表するとの推定を基にすると、物質について測定されるｐＭＣ値は、２つの構成成分タイプの割合を反映することになるであろう。現代のダイズに１００％由来する物質は、１０７．５ｐＭＣに近い放射性炭素シグネチャーを示すであろう。この物質が５０％石油由来体で希釈された場合、それは、５４ｐＭＣに近い放射性炭素シグネチャーを示すであろう。
バイオベースの含有量結果は、１００％が１０７．５ｐＭＣに等しく、０％が０ｐＭＣに等しいように割り当てることによって導き出される。この点で、９９ｐＭＣと測定される試料では、バイオベースの含有量は９３％相当であるという結果が得られるであろう。
本明細書に記載の材料の評価は、ＡＳＴＭ Ｄ６８６６にしたがって、具体的には方法Ｂにより、実施した。本報告に記載した平均値は、末端成分の放射性炭素シグネチャーの変動を考慮するために、６％（バイオベースの含有量の値の両側±３％）の絶対範囲を含む。すべての物質が、現代の又は化石の起源であり、所望の結果は、製造プロセスにおいて「使用される」バイオ物質の量ではなく、物質中に「存在する」バイオ構成成分の量であるものと推定される。
物質のバイオベースの含有量を評価するための他の技術は、各々参照により本明細書に組み込まれる米国特許第３，８８５，１５５号、同第４，４２７，８８４号、同第４，９７３，８４１号、同第５，４３８，１９４号、及び同第５，６６１，２９９号、国際公開第２００９／１５５０８６号に記載される。
特性決定
貯蔵寿命
本明細書に記載の可撓性バリアパッケージは、少なくとも約１年、好ましくは少なくとも約２年の貯蔵寿命を有する。本明細書に使用するとき、「貯蔵寿命」は、可撓性バリアパッケージが、劣化又は使用に不適切になることなく、その当初の設計の意図される特性及び外観を維持する期間を指す。当初の設計の意図される特性及び外観の維持を損なうこととしては、ヒートシール区域を通じた製品の漏出若しくは可撓性バリアパッケージラミネート層を通じた製品の染み出し、インクの色泣き、インクのフェード、ラミネートの層間剥離、又は、パッケージで包含されている、消費者製品の効能の低下につながる、可撓性バリアパッケージとその消費者製品との化学反応が挙げられる。可撓性バリアパッケージの貯蔵寿命中、可撓性バリアパッケージの物理的及び化学的完全性は、保管、輸送、及び消費者の使用を通じて維持される。加えて、パッケージの外観（例えば、アートワークの忠実度及びパッケージの完全性）も維持される。
可撓性バリアパッケージの貯蔵寿命は、可撓性バリアパッケージを一定の温度及び一定の湿度の部屋に特定の時間にかけて置き、次いで、例えば漏出、記された重量から許容範囲を超えて外れた材料の損失、インクフェーディング、インク色泣き、又はパッケージの層間剥離に代表されるような欠陥に関してパッケージを検査することによって試験することができる。高温は、老化プロセスを加速する試みとして使用され、かつ非加速条件での長期間の安定性及び化学的影響を予測するために使用することができる。これらのデータを使用して、周囲温度での貯蔵寿命を定めることができる。例えば、当業者は、アレニウスの速度の法則を用いた事例でのように、温度が１０℃上昇するごとに老化速度が２倍に加速され得ると仮定する。したがって、相対湿度（ＲＨ）５０％かつ５５℃の室内に２ヶ月置かれた可撓性バリアパッケージは、ＲＨ ５０％かつ２５℃で１６ヶ月置かれた可撓性バリアパッケージと同等であると仮定される。老化プロセスの加速後、可撓性バリアパッケージは、重量損失及び漏出について試験され、アートワークは、変色、にじみ等について検査される。可撓性バリアパッケージが、消費者許容可能レベルを超えて減少する物理的特性又は外見を有する場合、可撓性バリアパッケージは不合格とみなされる。消費者許容可能レベルは、消費者が店で製品を選択するとき、及び基準と比較するときに認識されるであろう、例えばインク色泣き、層間剥離、及び／又は変色などのパッケージの物理的又は機械的特性における、容易に観察可能な変化である。
可撓性バリアパッケージがインクを含まないシングルプライパッケージであるときなどのいくつかの実施形態では、パッケージは、その容積の４分の３まで洗濯粉α（すなわち、組成物の総重量に基づいて約３０重量％のソーダ灰と、約６７重量％のゼオライトと、約１．５重量％のアントラニル酸メチルと、約１．５重量％の酢酸エチル）で充填され、密封され、５５℃で相対湿度（ＲＨ）５０％の室内に少なくとも約１ヶ月、好ましくは少なくとも約２ヶ月、より好ましくは少なくとも約３ヶ月、更により好ましくは少なくとも約４ヶ月置かれ、次いで、重量測定され、規格振動台に置かれて０Ｈｚから約６０Ｈｚまで１Ｈｚ／分の傾斜で周期振動に１時間さらされ、続いて、約６０Ｈｚから０Ｈｚまで１Ｈｚ／分の傾斜で１時間さらされ、次いで、再び重量測定されたときに、パッケージの総重量に基づいて約１重量％未満の質量損失を呈する。
湿気透過速度
本明細書に記載の可撓性バリアパッケージは、外部環境への、又は可撓性バリアパッケージ内部の消費者製品への、可撓性バリアパッケージを通じた水分の透過をできるだけ抑制する湿気透過速度（ＭＶＴＲ）を有する。ＭＶＴＲは、水蒸気が特定の温度及び相対湿度条件でフィルムを透過する定常速度であり、ＡＳＴＭ Ｆ１２４９を使用して決定され得る。消費者製品が液体であるとき、可撓性バリアパッケージのＭＶＴＲは、液体の外部環境への水分損失を防止する。消費者製品が粉末又は物品（例えばベビーおむつ）であるとき、可撓性バリアパッケージのＭＶＴＲは、外部環境から粉末又は物品内への水分の吸収を防止する。
本明細書に記載の可撓性バリアパッケージは、ＡＳＴＭ Ｆ１２４９により測定されたとき、約３７℃かつ約９０％の相対湿度（ＲＨ）で、１日につき１平方メートル当り約１０グラム未満（ｇ／ｍ2／日）、好ましくは約５ｇ／ｍ2／日未満、より好ましくは約２ｇ／ｍ2／日未満、なおより好ましくは約１ｇ／ｍ2／日未満、更により好ましくは約０．６ｇ／ｍ2／日未満、例えば、約０．４ｇ／ｍ2／日未満、又は約０．２ｇ／ｍ2／日未満のＭＶＴＲを有する。いくつかの実施形態では、可撓性バリアパッケージが粉末を封入するとき、ＭＶＴＲは、ＡＳＴＭ Ｆ１２４９により測定されたとき、約３７℃かつ約９０％のＲＨで約１０ｇ／ｍ2／日未満、好ましくは約５ｇ／ｍ2／日未満、より好ましくは約２ｇ／ｍ2／日未満、例えば、約１ｇ／ｍ2／日未満である。いくつかの実施形態では、可撓性バリアパッケージが液体を封入するとき、ＭＶＴＲは、ＡＳＴＭ Ｆ１２４９により測定されたとき、約３７℃かつ約９０％のＲＨで約２ｇ／ｍ2／日未満、好ましくは約１ｇ／ｍ2／日未満、より好ましくは約０．６ｇ／ｍ2／日未満、例えば、約０．４ｇ／ｍ2／日未満又は約０．２ｇ／ｍ2／日未満である。本明細書に記載の可撓性バリアパッケージのＭＶＴＲは、シーラント、外側基材、任意の押出し成形基材、及び／又は任意のバリア材層の組成及び厚さを調節することにより調整することができる。例えば、ＭＶＴＲは、他のバリアが存在しないとき、シーラントの厚さが増大すると減少し、特に、バリア材層が増加する又はバリア層が低いＭＶＴＲを有すると、ＭＶＴＲは減少する。
引っ張り係数
本明細書に記載の可撓性バリアパッケージは、引っ張り係数によって特徴付けることもできる。引っ張り係数は、応力歪み曲線の線形領域の歪みで割った応力である。一部の実施形態では、可撓性バリアパッケージの引っ張り係数は、１５．０又は２５．４ｍｍ幅のフィルム、約５０ｍｍの把持ギャップ、及び約３００ｍ／分のクロスヘッド速度を使用して、ＡＳＴＭ Ｄ８８２によって測定され得る。一部の実施形態では、本発明の可撓性バリアパッケージは、約１４０ＭＰａ〜約４１４０ＭＰａの引っ張り係数を有する。可撓性バリアパッケージの引っ張り係数が低すぎると、可撓性バリアパッケージは、フィルムが張力下にあるときにフィルム変換線で破壊される場合又は歪む場合がある。
動摩擦係数
動摩擦係数は、相互に対する相対運動において２つの物体間の摩擦力の比率、及びそれらを一緒に押す力を説明する無次元のスカラー値である。動摩擦係数は、ＡＳＴＭ Ｄ１８９４により決定され得る。いくつかの実施形態では、本発明の可撓性バリアパッケージは、シーラントのそれぞれと第２パッケージのシーラントとの間、並びに外側基材と第２パッケージの外側基材との間に、約２００ｇのスレッド重量及び約１５０ｍｍ／分のクロスヘッド速度で可撓性バリアパッケージの２層間に、約０．５以下、好ましくは約０．４以下、より好ましくは約０．２以下の動摩擦係数を有する。例えば、本発明の可撓性バリアパッケージは、約２００ｇのスレッド重量及び約１５０ｍｍ／分のクロスヘッド速度で可撓性バリアパッケージの２層間に、約０．１〜約０．５、又は約０．２〜約０．５、又は約０．１〜約０．４の動摩擦係数を有することができる。動摩擦係数が高すぎると、フィルムはフィルム変換線上で適正に走らない。
静摩擦係数
静摩擦係数は、互いに対して移動していない２つの固形物間の摩擦である。付加された力により静摩擦力が克服されないと、物体は移動することができない。シーラントのそれぞれと第２パッケージのシーラント、並びに外側基材と第２パッケージの外側基材の間の静摩擦係数は、ＡＳＴＭ Ｄ１８９４により決定することができる。いくつかの実施形態では、本発明の可撓性バリアパッケージは、約２００ｇのスレッド重量及び約１５０ｍｍ／分のクロスヘッド速度で可撓性バリアパッケージの２層間に、約０．５以下、好ましくは約０．４以下、より好ましくは約０．２以下の静摩擦係数を有する。静摩擦係数が高すぎると、フィルムはフィルム変換線上で適正に走らない。
最大負荷
最大負荷は、フィルムが破壊する前に耐えられ得る最大量の力である。いくつかの実施形態では、本明細書に記載の可撓性バリアパッケージは、ＡＳＴＭ Ｄ８８２により測定されるとき、横断方向（ＣＤ）で約５０Ｎ、及び機械方向（ＭＤ）で約６５Ｎの最大負荷に耐えることができる。最大負荷が低すぎると、フィルムはフィルム変換線上の張力下にあるときに破壊する。
ラミネート強度
ラミネートは、２つ以上の層又は１種類以上の材料のパイルをともに結合することによって作製される。ラミネートの性能は、ラミネートが単一のユニットとして機能する能力にしばしば依存する。パイルが適正にともに結合されていないと、性能に悪影響が及ぶ場合がある。いくつかの実施形態では、本明細書に記載の可撓性バリアパッケージは、ＡＳＴＭ Ｆ９０４により測定されるとき、２５．４ｍｍの試料幅につき、少なくとも約１Ｎ、少なくとも約２Ｎ、少なくとも約３Ｎ、少なくとも約４Ｎ、少なくとも約５Ｎ、少なくとも約６Ｎ、又は少なくとも約７Ｎの、外側基材へのシーラントのラミネート強度を呈する。いくつかの実施形態では、本明細書に記載の可撓性バリアパッケージは、ＡＳＴＭ Ｆ９０４により測定されるとき、１５ｍｍの試料幅につき、少なくとも約７Ｎ、少なくとも約８Ｎ、又は少なくとも約９Ｎの、シーラントの外側基材に対する相互のラミネート強度を呈する。
外側基材を備えているが、バリア材層を備えていない本明細書に記載のパッケージ（例えば、図１、２及び４に図示されているパッケージ）は、パッケージがその容積の４分の３まで洗濯粉αで充填され、５５℃で相対湿度（ＲＨ）５０％の室内に少なくとも約１ヶ月、好ましくは少なくとも約２ヶ月、より好ましくは少なくとも約３ヶ月、更により好ましくは少なくとも約４ヶ月置かれた後に、ＡＳＴＭ Ｆ９０４により測定されるとき、２５．４ｍｍの試料幅につき、少なくとも約１．０Ｎ、好ましくは少なくとも約２Ｎ、より好ましくは少なくとも約３Ｎ、更により好ましくは少なくとも約４Ｎの、シーラントの外側基材に対するラミネート強度を呈する。
Figure 2014515714
洗濯粉αは、適切なミキサーを用いてソーダ灰とゼオライトとを適切な寸法の容器内でともに混合し、次いでアントラニル酸メチル（液体）及び酢酸エチルに徐々に滴下することにより調製した。得られる粉末は、本明細書に記載の可撓性バリアパッケージで直ちに梱包され、そのパッケージは、当業者に周知の方法によりヒートシールされる。
外側基材及びバリア材層を両方備える本明細書に記載のパッケージ（例えば、図３に図示されているパッケージ）は、シャンプーβでその容積の４分の３が充填され、５５℃で相対湿度（ＲＨ）５０％の室内に少なくとも約１ヶ月、好ましくは少なくとも約２ヶ月、より好ましくは少なくとも約３ヶ月、更により好ましくは少なくとも約４ヶ月置かれた後に、（ｉ）ＡＳＴＭ Ｆ９０４により測定されたとき、２５．４ｍｍの試料幅につき少なくとも約１．０Ｎ、好ましくは少なくとも約２Ｎ、より好ましくは少なくとも約３Ｎ、更により好ましくは少なくとも約４Ｎの、シーラントの外側基材に対するラミネート強度、（ｉｉ）ＡＳＴＭ Ｆ９０４により測定されたとき、２５．４ｍｍの試料幅につき、少なくとも約１．０Ｎ、好ましくは少なくとも約２Ｎ、より好ましくは少なくとも約３Ｎ、更により好ましくは少なくとも約４Ｎの、シーラントとバリア材層との間のラミネート強度、及び（ｉｉｉ）ＡＳＴＭ Ｆ９０４により測定されたとき、２５．４ｍｍの試料幅につき少なくとも約１．０Ｎ、好ましくは少なくとも約２Ｎ、より好ましくは少なくとも約３Ｎ、更により好ましくは少なくとも約４Ｎの、バリア材層と外側基材との間のラミネート強度を呈する。
Figure 2014515714
シャンプーβは、蒸留水を適切な容器に加え、適切な寸法の攪拌ブレードを使用して、適切な速度（例えば約１００〜約２００ｒｐｍ）で攪拌することにより調製される。クエン酸溶液を容器に加え、次いで、ラウレス−３硫酸アンモニウム及びラウリル硫酸アンモニウムを加える。得られる混合物を６０℃に加熱し、攪拌しながらセチルアルコールを加える。混合物が均質になるまで攪拌を続ける。次いで、混合物を室温に冷却し、アントラニル酸メチル及び酢酸エチルを攪拌しながら加える。得られる溶液のｐＨは、必要に応じて、１．０ＭのＨＣｌ（水溶液）又は１．０ＭのＮａＯＨ（水溶液）のいずれかを使用して５．５に調整する。得られるシャンプーは、本明細書に記載のパッケージで直ちに梱包され、そのパッケージは、当業者に周知の方法によりヒートシールされる。
耐摩擦性
外側基材を備えていない本明細書に記載のパッケージ（例えば、図５に図示されているパッケージ）は、ＡＳＴＭ Ｄ５２６４−９８を使用して特徴付けることができる。この方法は、Ｓｕｔｈｅｒｌａｎｄ摩擦試験機を使用して、印刷された材料の耐摩耗性を試験する。磨耗損傷は、輸送、保管、取り扱い、及び最終使用中に発生する場合がある。その結果、製品情報の外観及び視認性が著しく減少する。外側基材を含まない本明細書に記載のパッケージは、５ストロークで設定された４ポンド重量を使用して、既に述べたようにその容積の４分の３が洗濯粉αで充填され、５５℃で相対湿度（ＲＨ）５０％の室内に少なくとも約１ヶ月、好ましくは少なくとも約２ヶ月、より好ましくは少なくとも約３ヶ月、更により好ましくは少なくとも約４ヶ月置かれた後、ＡＳＴＭ Ｄ５２６４−９８により測定されたとき、プローブへのインクの移動を呈さない。
ヒートシール強度
ヒートシール強度は、ヒートシールが分離され得るピーク力である。ヒートシール強度は、幅１５ｍｍ又は２５．４ｍｍの切った細片、約２５０ｋＰａ（２．５バール）の圧力、約０．５秒の滞留時間、２００ｍｍ／分又は３００ｍｍ／分のクロスヘッド速度、及び約６０℃〜約２００℃、又は約１４０℃〜約１８０℃の温度を使用して、ＡＳＴＭ Ｆ８８よって測定され得る。いくつかの実施形態では、本発明の可撓性バリアパッケージは、約６０℃〜約２００℃のヒートシーリング温度を使用して、幅２５．４ｍｍにつき、少なくとも約５５Ｎ（例えば、少なくとも約６５Ｎ、少なくとも約７５Ｎ、少なくとも約８５Ｎ、少なくとも約９５Ｎ）のヒートシール強度を呈する。いくつかの実施形態では、本発明の可撓性バリアパッケージは、約６０℃〜約２００℃のヒートシーリング温度を使用して、幅１５ｍｍにつき、少なくとも約３５Ｎ（例えば、少なくとも約４５Ｎ、少なくとも約５５Ｎ、少なくとも約６５Ｎ、少なくとも約７５Ｎ）のヒートシール強度を呈する。ヒートシール強度が低すぎると、内容物が可撓性バリアパッケージから漏出する可能性がある。
製造方法
本明細書に記載の可撓性バリアパッケージは、ラミネーションにより製造される。ラミネーションには、２つ以上の個別のフィルムをともに接合してマルチプライの構造体にし、特性の組み合わせを提供することが含まれる。ラミネート体の外側の層（すなわち、外側基材）は、耐摩擦性、シーリングの耐熱性、及び高度の美観（通常、裏刷による）を提供する。コア層（すなわち、シーラント）は、改善されたバリア特性をしばしば提供し、一方、内側層（例えば、第１結合層）は構造体をともに接合する手段を提供する。
接着ラミネーションは、当業者には周知である。接着ラミネーションを使用してパッケージを製造する方法は、米国特許第３，４６２，２３９号及び米国特許出願第２００６／０００３１２２号に記載されており、それぞれ参考として本明細書に組み込まれる。
押出しラミネーションもまた、当業者には周知である。押出しラミネーションでは、当業者に既知の方法により、フィルム層（例えば、シーラントと外側基材）の間の融解プラスチックの薄層（すなわち、押出し成形基材）を鋳造することにより、異なる層がともに接着される。追加的に、２つ以上の層を基材上に直接押出し、多層フィルムをもたらしてもよい。押出し成形ラミネーションを使用してパッケージを製造する方法は、参考として本明細書に組み込まれる米国特許第７，２８１，３６０号に記載されている。
ヒートシーリングは、加熱したつかみ具を使用して、圧力下で２つのフィルムシーラント層をともにし、それらをともに融解して堅固なシールを形成するプロセスである。フィルムのヒートシーリングは、通常、パッケージラボで行われ、手動で水平又は垂直に配列されたつかみ具を使用して、可撓性のパッケージフィルムからパッケージを形成するために、かつまた、製品を充填した後にパッケージを閉じるべくシールするために、使用される。フィルムのヒートシーリングでは、加熱したつかみ具の温度、２つのフィルムをともにするために使用されるシーリング圧、及びシール時間という３つの変数を考慮する。これらの変数がともになって、圧力及び熱の下でシーラント層をともに保持するのに必要な時間を提供する。シール温度は、使用する特定のシーラントの融点及びシーリングウィンドウに依存する。シール圧は、一般には、２つのフィルムの良好な機械的接触をもたらすためにちょうど十分である（例えば、約２００ｋＰａ（２バール））。シール時間は、十分なシール強度のために必要に応じて変化し得るが、典型的には約１〜約３秒である。
例示的実施形態
いくつかの代表的な実施形態では、可撓性バリアパッケージは図１に描かれているような２プライパッケージであり、そのシーラントは、ＬＬＤＰＥ、ＬＤＰＥ、ＨＤＰＥ、でんぷん、及びこれらの混合物からなる群から選択され、かつもう一方の基材は、ＰＥＴ、ＰＥＦ、セルロース、ＰＨＡ、ＰＬＡ、及びこれらの混合物からなる群から選択される。これらの実施形態では、パッケージは、ＡＳＴＭ Ｆ１２４９により測定されたとき、３７．８℃かつ相対湿度（ＲＨ）１００％で、約１．８ｇ／ｍ2／日以下のＭＶＴＲ、ＡＳＴＭ Ｄ１８９４により測定されたとき、約２００ｇのスレッド重量及び約１５０ｍｍ／分のクロスヘッド速度で、シーラントのそれぞれと第２パッケージのシーラント、並びに外側基材と第２パッケージの外側基材との間に、約０．４以下の動摩擦係数、ＡＳＴＭ Ｆ９０４により測定されたとき、２５．４ｍｍの試料幅につき約５Ｎの、シーラントの外側基材に対するラミネート強度、及びＡＳＴＭ Ｆ８８により測定されたとき、約１４０℃〜約１８０℃のヒートシーリング温度を用いて、幅２５．４ｍｍにつき少なくとも約５５Ｎのヒートシール強度を呈する。更に、これらの可撓性バリアパッケージは、ＡＳＴＭ Ｄ８８２により測定されたとき、横断方向（ＣＤ）で約５０Ｎ、及び機械方向（ＭＤ）で約６５Ｎの最大負荷に耐えることができる。例えば、可撓性バリアパッケージは、約５０μｍの厚さのＬＤＰＥで構成されるシーラントと、約３μｍの厚さの溶媒接着剤を含む第１結合層と、約１２μｍの厚さのＰＥＴで構成される外側基材とを含むことができ、その上に、約３μｍの厚さのインクが堆積される。
他の代表的な実施形態では、可撓性バリアパッケージは、図３に描かれているような３プライのパッケージであり、そのシーラントは、ＬＤＰＥ、ＬＬＤＰＥ、ＨＤＰＥ、ＵＬＤＰＥ、及びこれらの混合物からなる群から選択され、その外側基材は、ＰＥＴ、ＰＥＦ、及びこれらの混合物からなる群から選択され、かつそのバリア材層は、ｍＢＯＰＰ及び金属化ＰＥＴからなる群から選択される。これらの実施形態では、可撓性バリアパッケージは、ＡＳＴＭ Ｆ１２４９により測定されたとき、５周期の屈曲後に約０．９ｇ／ｍ2／日以下のＭＶＴＲ、ＡＳＴＭ Ｄ１８９４により測定されたとき、約２００ｇのスレッド重量及び約１５０ｍｍ／分のクロスヘッド速度で機械方向に約０．２〜約０．５の、バリア材層と外側基材との間の動摩擦係数、並びにＡＳＴＭ Ｆ９０４により測定されたとき、２５０ｍｍ／分のクロスヘッド速度で、２５．４ｍｍの試料幅につきシーラントとバリア材層との間に約１．６Ｎ超、及び２５．４ｍｍの試料幅につきバリア材層と外側基材との間に約２．５Ｎ超のラミネート強度を呈する。例えば、可撓性バリアパッケージは、約４０μｍの厚さのＬＤＰＥとＬＬＤＰＥとで構成されるシーラントと、厚さ約３μｍの接着剤を含む第１結合層と、約１８μｍの厚さの、金属化された二軸延伸ポリプロピレン（ｍＢＯＰＰ）で構成されるバリア材層と、約２μｍの厚さの接着剤を含む第２結合層と、その上にインクが裏刷される、約１２μｍの厚さのＰＥＴで構成される外側基材とを含むことができる。
更なる代表的な実施形態では、可撓性バリアパッケージは図１に描かれているような２プライパッケージであり、そのシーラントは、ＬＬＤＰＥ、ＬＤＰＥ、ＨＤＰＥ、及びこれらの混合物からなる群から選択され、かつその外側基材は、ＬＤＰＥ、ＬＬＤＰＥ、ＨＤＰＥ、及びこれらの混合物からなる群から選択される。これらの実施形態では、可撓性バリアパッケージは、ＡＳＴＭ Ｄ１８９４により測定されたとき、約２００ｇのスレッド重量及び約１５０ｍｍ／分のクロスヘッド速度で、シーラントのそれぞれと第２パッケージのシーラント、並びに外側基材と第２パッケージの外側基材との間に、約０．２以下の動摩擦係数、ＡＳＴＭ Ｆ９０４により測定されたとき、２５．４ｍｍの試料幅につき約４Ｎの、シーラントの外側基材に対するラミネート強度、並びにＡＳＴＭ Ｆ８８により測定されたとき、約１４０℃のヒートシーリング温度、約３００ｋＰａ（３バール）のシール圧、及び約０．５秒のシール時間を用いて、幅２５．４ｍｍにつき少なくとも２５Ｎのヒートシール強度を呈する。更に、これらの可撓性バリアパッケージは、ＡＳＴＭ Ｄ８８２により測定されたとき、横断方向（ＣＤ）で約５０Ｎ、及び機械方向（ＭＤ）で約６５Ｎの最大負荷に耐えることができる。例えば、可撓性バリアパッケージは、約３０μｍの厚さのＬＤＰＥとＬＬＤＰＥとで構成されるシーラントと、約３μｍの厚さの接着剤を含む第１結合層と、約７０μｍの厚さのＬＤＰＥとＬＬＤＰＥとで構成される外側基材とを含むことができ、その上に、インクが堆積される。
また他の代表的な実施形態では、可撓性バリアパッケージは図１に描かれているような２プライのパッケージであり、そのシーラントは、ＬＤＰＥ、ＬＬＤＰＥ、ＨＤＰＥ、及びこれらの混合物からなる群から選択され、その外側基材はナイロンである。これらの実施形態では、可撓性バリアパッケージは、ＡＳＴＭ Ｆ９０４により測定されたとき、１５ｍｍの試料幅につき少なくとも約７Ｎの、シーラントの外側基材に対するラミネート強度、及びＡＳＴＭ Ｆ８８により測定されたとき、約３００ｍｍ／分で１５ｍｍにつき約３５．３Ｎのヒートシール強度を呈する。例えば、可撓性バリアパッケージは、約１００μｍの厚さのＬＬＤＰＥで構成されるシーラントと、約３μｍの厚さの接着剤を含む第１結合層と、インクが裏刷された約１５μｍの厚さのナイロンで構成される外側基材とを含むことができる。
更なる代表的な実施形態では、可撓性バリアパッケージは、図４に描かれているような２プライのパッケージであり、そのシーラントは、ＬＤＰＥ、ＬＬＤＰＥ、ＨＤＰＥ、及びこれらの混合物からなる群から選択され、その外側基材は、ＰＥＴ、ＰＥＦ、及びこれらの混合物からなる群から選択され、かつその押出し成形基材は、ＬＤＰＥ、ＬＬＤＰＥ、ＨＤＰＥ、及びこれらの混合物からなる群から選択される。これらの実施形態では、パッケージは、ＡＳＴＭ Ｄ１８９４により測定されたとき、約２００ｇのスレッド重量及び約１５０ｍｍ／分のクロスヘッド速度で、シーラントのそれぞれと外側基材、並びに外側基材と第２パッケージの外側基材との間に、約０．１〜約０．４の静摩擦係数、ＡＳＴＭ Ｆ９０４により測定されたとき、２５．４ｍｍの試料幅につき少なくとも約１．７Ｎの、シーラントのそれぞれの押出し成形基材に対するかつ押出し成形基材の外側基材に対するラミネート強度、並びにＡＳＴＭ Ｆ８８により測定されたとき、約１３０℃のヒートシーリング温度、約３００ｋＰａ（３バール）のシール圧、及び約１．５秒のシール時間を用いて、幅２５．４ｍｍにつき少なくとも約３０Ｎのヒートシール強度を呈する。例えば、可撓性バリアパッケージは、約６０μｍの厚さのＬＤＰＥとＬＬＤＰＥとで構成されるシーラントと、約２０μｍの厚さのＬＤＰＥで構成される押出し成形基材と、約１２μｍの厚さのＰＥＴで構成されるシーラントとを含むことができる。
代替実施形態
本明細書に記載の任意の実施形態のいくつかの代替実施形態において、シーラント、外側基材、押出し成形基材、バリア材層、第１結合層、第２結合層、又はこれらの組み合わせは、バイオベースの材料の代わりに又はバイオベースの材料に加えて、バイオベースの材料の最高１００％までの量の再生材料を含む。本明細書で使用するとき、「再生」材料は、一般廃棄物からの再生（ＰＣＲ）材料、産業廃棄物からの再生（ＰＩＲ）材料、及びこれらの混合物を包含する。
これらの代替実施形態において、例えばシーラントは、シーラントの総重量に基づいて、約１０重量％以下のバージン石油系材料を含むことができる。第１結合層は、接着剤の総重量に基づいて、約５重量％以下のバージン石油系材料で構成される接着剤を含むことができる。外側基材は、外側基材の総重量に基づいて、約５重量％以下のバージン石油系材料を含むことができる。任意の押出し成形基材は、押出し成形基材の総重量に基づいて、約１５重量％以下のバージン石油系材料を含むことができる。
これらの構成成分のそれぞれについて（例えば、シーラント、外側基材、押出し成形基材、バリア材層、第１結合層、第２結合層、又はこれらの混合物）の非バージン石油系材料は、バイオベースの材料、再生材料、又はこれらの混合物で構成され得る。例えば、シーラントが約１０重量％以下のバージン石油系材料を含む場合、少なくとも約９０重量％の非バージン石油系材料は、シーラントの総重量に基づいて、０重量％〜約９０重量％のバイオベースの材料及び０重量％〜約９０重量％の再生材料（例えば、シーラントの総重量に基づいて、１０重量％のバイオベースの材料と８０重量％の再生材料、又は約２０重量％のバイオベースの材料と約７０重量％の再生材料、又は約３０重量％のバイオベースの材料と約６０重量％の再生材料、又は約４０重量％のバイオベースの材料と約５０重量％の再生材料、又は約５０重量％のバイオベースの材料と約４０重量％の再生材料、又は約６０重量％のバイオベースの材料と約３０重量％の再生材料、又は約７０重量％のバイオベースの材料と２０重量％の再生材料、又は約８０重量％のバイオベースの材料と約１０重量％の再生材料）を含むことができる。

Claims (10)

  1. 可撓性バリアパッケージであって、
    （ａ）約１μｍ〜約７５０μｍの厚さ及び少なくとも約８５％のバイオベースの含有量を有するシーラントと、
    （ｂ）約１μｍ〜約２０μｍの厚さを有する接着剤を含み、前記シーラントをコーティングする第１結合層と、
    （ｃ）約２．５μｍ〜約３００μｍの厚さ、及び少なくとも約９５％のバイオベースの含有量を有し、前記第１結合層を介して前記シーラントにラミネートされた外側基材と、を備え、
    前記パッケージがその容積の４分の３まで洗濯粉組成物αで充填され、かつ５５℃で相対湿度（ＲＨ）５０％の室内に少なくとも約１ヶ月置かれた後に、ＡＳＴＭ Ｆ９０４により測定されたとき、前記パッケージが、２５．４ｍｍの試料幅につき少なくとも約１．０Ｎの、シーラントの外側基材に対するラミネート強度を呈する、可撓性バリアパッケージ。
  2. 前記外側基材の外面、内面、又は両方に堆積された、約１μｍ〜約２０μｍの厚さを有するインクを更に備える、請求項１に記載の可撓性バリアパッケージ。
  3. 前記外側基材の外面に堆積されたインクと、約１μｍ〜約１０μｍの厚さの、前記外側基材の外面をコーティングするラッカーとを備える、請求項２に記載の可撓性バリアパッケージ。
  4. 前記第１結合層と前記外側基材との間に堆積又はラミネートされたバリア材層を更に備える請求項１に記載の可撓性バリアパッケージであって、
    前記バリア材層が、約２００Å〜約５０μｍの厚さを有し、約１μｍ〜約２０μｍの厚さを有する第２結合層でコーティングされ、前記パッケージが、その容積の４分の３までシャンプーβで充填され、かつ５５℃で相対湿度（ＲＨ）５０％の室内に少なくとも約１ヶ月置かれた後に、
    前記パッケージが、
    （ｉ）ＡＳＴＭ Ｆ９０４により測定されたとき、２５．４ｍｍの試料幅につき少なくとも約１．０Ｎの、前記シーラントと前記外側基材との間のラミネート強度、
    （ｉｉ）ＡＳＴＭ Ｆ９０４により測定されたとき、２５．４ｍｍの試料幅につき少なくとも約１．０Ｎの、前記シーラントと前記バリア材層との間のラミネート強度、及び
    （ｉｉｉ）ＡＳＴＭ Ｆ９０４により測定されたとき、２５．４ｍｍの試料幅につき少なくとも約１．０Ｎの、前記バリア材層と前記外側基材との間のラミネート強度を呈する、請求項１に記載の可撓性バリアパッケージ。
  5. 前記シーラントと前記外側基材との間に堆積又はラミネートされたバリア材層を更に備える請求項１に記載の可撓性バリアパッケージであって、
    前記バリア材層が、約２００Å〜約５０μｍの厚さを有し、約１μｍ〜約２０μｍの厚さを有する結合層でコーティングされ、前記パッケージが、その容積の４分の３までシャンプーβで充填され、かつ５５℃で相対湿度（ＲＨ）５０％の室内に少なくとも約１ヶ月置かれた後に、前記パッケージが、
    （ｉ）ＡＳＴＭ Ｆ９０４により測定されたとき、２５．４ｍｍの試料幅につき少なくとも約１．０Ｎの、前記シーラントと前記外側基材との間のラミネート強度、
    （ｉｉ）ＡＳＴＭ Ｆ９０４により測定されたとき、２５．４ｍｍの試料幅につき少なくとも約１．０Ｎの、前記シーラントと前記バリア材層との間のラミネート強度、及び
    （ｉｉｉ）ＡＳＴＭ Ｆ９０４により測定されたとき、２５．４ｍｍの試料幅につき少なくとも約１．０Ｎの、前記バリア材層と前記外側基材との間のラミネート強度を呈する、請求項１に記載の可撓性バリアパッケージ。
  6. 前記第１結合層が、約１μｍ〜約７５０μｍの厚さを有する押出し成形基材と、少なくとも約８５％のバイオベースの含有量とを更に有する、請求項１に記載の可撓性バリアパッケージ。
  7. 前記シーラントのバイオベースの含有量が少なくとも約９０％であり、前記外側基材のバイオベースの含有量が少なくとも約９７％である、請求項１に記載の可撓性バリアパッケージ。
  8. 前記シーラントのバイオベースの含有量が少なくとも約９５％であり、前記外側基材のバイオベースの含有量が少なくとも約９９％である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の可撓性バリアパッケージ。
  9. 前記シーラントが、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、超低線状低密度ポリエチレン（ＵＬＤＰＥ）、ポリヒドロキシアルカノエート（ＰＨＡ）、デンプン系フィルム、ポリエステルが配合されたデンプン、ポリブチレンサクシネート、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、及びこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の可撓性バリアパッケージ。
  10. （ａ）前記シーラントが、ＬＬＤＰＥ、ＬＤＰＥ、ＨＤＰＥ、デンプン、及びこれらの混合物からなる群から選択され、かつ
    （ｂ）前記外側基材が、ＰＥＴ、ＰＥＦ、セルロース、ＰＨＡ、ＰＬＡ、及びこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１に記載の可撓性バリアパッケージであって、
    前記パッケージが、
    （ｉ）ＡＳＴＭ Ｆ１２４９により測定されたとき、３７．８℃及び相対湿度（ＲＨ）１００％で約１．８ｇ／ｍ2／日以下のＭＶＴＲを呈し、
    （ｉｉ）ＡＳＴＭ Ｄ１８９４により測定されたとき、約２００ｇのスレッド重量及び約１５０ｍｍ／分のクロスヘッド速度で、前記シーラントのそれぞれと第２パッケージの前記シーラントとの間、並びに前記外側基材と第２パッケージの前記外側基材との間に、約０．４以下の動摩擦係数を呈し、
    （ｉｉｉ）ＡＳＴＭ Ｄ８８２により測定されたとき、横断方向（ＣＤ）で約５０Ｎ、及び機械方向（ＭＤ）で約６５Ｎの最大負荷に耐えることができ、
    （ｉｖ）ＡＳＴＭ Ｆ９０４により測定されたとき、２５．４ｍｍの試料幅につき５Ｎの、シーラントの外側基材に対するラミネート強度を呈し、かつ
    （ｖ）ＡＳＴＭ Ｆ８８により測定されたとき、約１４０℃〜約１８０℃のヒートシーリング温度を使用して、２５．４ｍｍの幅につき少なくとも５５Ｎのヒートシール強度を呈する、請求項１に記載の可撓性バリアパッケージ。
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