JP2019535553A - カルボニル基に対する芳香族基の比を有するポリマー層を有する寸法安定性食品及び飲料品容器を製造するためのシート状複合体 - Google Patents
カルボニル基に対する芳香族基の比を有するポリマー層を有する寸法安定性食品及び飲料品容器を製造するためのシート状複合体 Download PDFInfo
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Abstract
Description
a)第1のポリマー層と、
b)キャリア層と、
c)バリア層と、
を備え、
第1のポリマー層が、第1のポリマー層中のカルボニル基の割合に対する第1のポリマー層中の芳香族基の割合の比が0.18〜0.34の範囲内にあることによって特徴付けられる、シート状複合体に関する。発明は更に、シート状複合体、容器前駆体、及び密封容器を製造するための工程と、前述の工程製品と、追加の容器前駆体と、追加の密封容器と、シート状複合体、硬化剤、及び印刷インキの使用とに関する。
a)第1のポリマー層と、
b)キャリア層と、
c)バリア層と、
を備え、
第1のポリマー層が、第1のポリマー層中のカルボニル基の割合に対する第1のポリマー層中の芳香族基の割合の比が、0.18〜0.34、好ましくは0.19〜0.33、より好ましくは0.20〜0.32、より好ましくは0.21〜0.31、より好ましくは0.22〜0.30、より好ましくは0.23〜0.29、最も好ましくは0.24〜0.28の範囲にあることによって特徴付けられるシート状複合体1の実施形態1によって達成される。
a)第1のジイソシアネート又はポリイソシアネート、及び
b)第2のジイソシアネート又はポリイソシアネート
と少なくとも1つのジオール又はポリオールとの重付加によって得られ、第1のジイソシアネート又はポリイソシアネートは芳香族基を含む。
a)層列の互いに重なり合う層として、
i)キャリア層と、
ii)バリア層と、
を含むシート状複合体前駆体を設けるステップと、
b)バリア層と反対側のキャリア層の表面に第1の液体ポリマー層前駆体組成物を被覆するステップと、
を含み、
第1の液体ポリマー層前駆体組成物が、第1の液体ポリマー層前駆体組成物中の脂肪族基の割合に対する第1の液体ポリマー層前駆体組成物中の芳香族基の割合の比が0.30〜0.80、好ましくは0.33〜0.77、より好ましくは0.35〜0.75、最も好ましくは0.37〜0.73の範囲内であることによって特徴付けられる、工程1の実施形態1によって達成される。
a.第1のジイソシアネート又はポリイソシアネートと、
b.第2のジイソシアネート又はポリイソシアネートと、
c.少なくとも1種のジオール又はポリオールと、
を含み、
第1のジイソシアネート又はポリイソシアネートは芳香族基を含む。好ましくは、第1の液体ポリマー層前駆体組成物は、追加のジオール又はポリオールを含む。
c)第1の液体ポリマー層前駆体組成物を硬化させることによって、シート状複合体の第1のポリマー層を得る工程ステップ、
を更に含み、硬化は、10〜45℃、好ましくは15〜40℃、より好ましくは15〜35℃、最も好ましくは18〜30℃の範囲内の第1の液体ポリマー層前駆体組成物及び第1のポリマー層の温度で実行される。
d)バリア層とは反対側のキャリア層の表面に第1の液体カラー塗布前駆体組成物を被覆する工程ステップを更に備える。
工程ステップd)における被覆は、好ましくは印刷工程として行われる。好ましい印刷工程は、凸版印刷、フレキソ印刷、及び凹版印刷から成る群から選択される、又はこれらのうちの少なくとも2つの組み合わせである。
e)バリア層とは反対側のキャリア層の表面に少なくとも1つの追加の液体カラー塗布前駆体組成物を被覆する工程ステップを更に備える。
工程ステップe)における被覆は、好ましくは印刷工程として行われる。好ましい印刷工程は、凸版印刷、フレキソ印刷、及び凹版印刷から成る群から選択される、又はこれらのうちの少なくとも2つの組み合わせである。
a.その都度前述の実施形態のいずれかに従って、第1の長手方向の縁部と追加の長手方向の縁部とを含むシート状複合体1又は2を設ける工程ステップと、
b.シート状複合体を折り畳む工程ステップと、
c.第1の長手方向縁部を追加の長手方向縁部に接触させて接合することによって長手方向継ぎ目を得る工程ステップと、
を含む工程2の実施形態1によって達成される。
A)その都度前述の実施形態のいずれかに従って容器前駆体1又は2を設ける工程ステップと、
B)シート状複合体を折り畳むことによって容器前駆体の基部領域を形成する工程ステップと、
C)基部領域を封鎖する工程ステップと、
D)容器前駆体に食品又は飲料品を充填する工程ステップと、
E)上部領域において容器前駆体を封鎖することによって密封容器を得る工程ステップと、
を含む工程3の実施形態1によって達成される。
F)密封容器を開封補助手段に接合する工程ステップ、を更に含む。
G)水蒸気の存在下で、100〜140℃、好ましくは100〜130℃、より好ましくは100〜120℃、最も好ましくは100〜110℃の範囲内の温度で1バール超のチャンバ圧力下で圧力チャンバ内の密封容器内に食品又は飲料品を保存する工程ステップ、を更に含む。
i)キャリア層と、
ii)バリア層と、
を備えるシート状複合体前駆体を印刷するための印刷インキにおいて、0.30〜0.80、好ましくは0.33〜0.77、より好ましくは0.35〜0.75、最も好ましくは0.37〜0.73の範囲内の硬化剤中の脂肪族基の割合に対する硬化剤中の芳香族基の割合の比によって特徴付けられる硬化剤の使用2の実施形態1によって達成される。
i)キャリア層と、
ii)バリア層と、
を備えるシート状複合体前駆体を印刷するため、0.30〜0.80、好ましくは0.33〜0.77、より好ましくは0.35〜0.75、最も好ましくは0.37〜0.73の範囲内の印刷インキ中の脂肪族基の割合に対する印刷インキ中の芳香族基の割合の比によって特徴付けられる印刷インキの使用3の実施形態1によって達成される。
有用なジオール又はポリオールとしては、ポリウレタン形成について当業者に知られており、本発明による工程に適すると思われるすべてのジオール又はポリオールが挙げられる。これらは、例えば、イソマルト、ソルビトール、又はマンニトールなどの糖類、エタン−1,2−ジオール、プロパン−1,2−ジオール、プロパン−1,2,3−トリオール、ペンタエリスリトール、ポリエステルポリオール、又はポリエーテルポリオールなどの脂肪族アルコール、特にポリエチレンオキシド(EO)若しくはポリプロピレンオキシド(PO)、又はこれらのうちの少なくとも2つを含み、特に好ましいのはポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、又はそれらの組み合わせであり、更に好ましいのはポリエーテルポリオールである。
有用なジイソシアネート又はポリイソシアネートは、ポリウレタン形成について当業者に知られており、本発明による工程に適すると思われるすべてのジイソシアネート又はポリイソシアネートが挙げられる。例えば、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、ポリメリックジフェニルメタンジイソシアネート(PMDI)、トリレンジイソシアネート(TDI)、ナフチレンジイソシアネート(NDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)若しくは4,4’−ジイソシアナトジシクロヘキシルメタン(H12MDI)、又はこれらのうちの2つ以上の組み合わせが挙げられる。
第1のポリマー層は、好ましくは第1の架橋ポリマーを含む。第1のカラー塗布は、好ましくは第2の架橋ポリマーを含む。追加のカラー塗布はそれぞれ、好ましくは追加の架橋ポリマーを含む。好ましい第1の架橋ポリマーは、重付加生成物である。また、好ましい第2の架橋ポリマーは、重付加生成物である。好ましい追加の架橋ポリマーも同様に重付加生成物である。ここで、第1の架橋ポリマー、第2の架橋ポリマー、及び追加の架橋ポリマーは、その都度同じでも異なっていてもよい。
有用な着色剤は、当業者に知られており、本発明に適している固体及び液体着色剤の両方を含む。DIN55943:2001−10によれば、着色剤は、すべての着色物質、特に染料及び顔料の総称である。好ましい着色剤は顔料である。好ましい顔料は有機顔料である。本発明に関連して注目すべき顔料は、特にDIN55943:2001−10に記載される顔料及び「Industrial Organic Pigments、第3版」(Willy Herbst、Klaus Hunger(C)2004 WILEY−VCH Verlag GmbH&Co.KGaA,Weinheim ISBN:3−527−30576−9)に言及される顔料である。顔料は、好ましくは塗布媒体に溶解しない着色剤である。染料は、好ましくは塗布媒体に溶解する着色剤である。好ましい第1の着色剤は第1の顔料である。好ましい第1の顔料はTiO2である。第2の着色剤及び追加の着色剤は、好ましくはそれぞれ有彩色の着色剤である。第1の着色剤は、好ましくは白色着色剤である。好ましくは、有彩色は少なくとも部分的に赤色、緑色、及び青色から成る群から少なくとも部分的に選択される。他の好ましい実施形態では、有彩色は、シアン、マゼンタ、及び黄色からなる群から少なくとも部分的に選択される。第2の着色剤及び/又は追加の着色剤として適する顔料には、以下のものも含まれる。
i.赤又はマゼンタ顔料:
赤色顔料3、5、19、22、31、38、43、48:1、48:2、48:3、48:4、48:5、49:1、53:1、57:1、57:2、58:4、63:1、81、81:1、81:2、81:3、81:4、88、104、108、112、122、123、144、146、149、166、168、169、170、177、178、179、184、185、208、216、226、257
バイオレット顔料3、19、23、29、30、37、50、及び88;
ii.青色又はシアン顔料:
青色顔料1、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、17−1、22、27、28、29、36、及び60;
iii.緑色顔料:
緑色顔料7、26、36、及び50;
iv.黄色顔料:
黄色顔料1、3、12、13、14、17、34、35、37、55、74、81、83、93、94、95、97、108、109、110、128、137、138、139、153、154、155、157、166、167、168、177、180、185、及び193。
白色顔料6、18、及び21。
第1のポリマー層及びカラー塗布の被覆面積は、100%未満であり得る。したがって、第1のポリマー層及びカラー塗布は不連続層の形態をとり得る。より好ましくは、第1のポリマー層の被覆面積は100%である。この場合、第1のポリマー層は完全に被覆しており、従って連続的な層である。シート状複合体の外面でこのような第1のポリマー層を被覆する層は、好ましくはプライマーとして機能する第1のポリマー層の上にあるのが好ましい。カラー塗布は、好ましくは100%未満の被覆面積を有する。この場合、これらのカラー塗布はそれぞれ被さっていない。代わりに、カラー塗布は明確な領域を有し、つまり、不連続である。従って、カラー塗布も相互に重なり合う必要がない。その代わりに、カラー塗布はそれぞれ互いに接続されない多数の領域から成ることができる。従って、追加のカラー塗布の領域は、第1のカラー塗布の領域と並んでもよい、及び/又は部分的に第1のカラー塗布の領域上に配置されてもよい。このような配置は、具体的には、凹版印刷により100%未満の被覆面積で、第1のカラー塗布が好ましくは得られる第1のカラー塗布前駆体組成物と、追加のカラー塗布がそれぞれ好ましくは得られる追加のカラー塗布前駆体組成物との塗布の結果である。重なり合っておらず、上記のように層列の平面内に複数の不連続層がある場合、カラー塗布は、異なる着色剤、好ましくは異なる色を含むという点で好ましくは互いに容易に区別することができる。
カラー塗布は、その都度カラー塗布の重量を基準にして、好ましくは5〜15重量%、より好ましくは8〜15重量%、より好ましくは13〜15重量%の範囲の割合で少なくとも1種の着色剤を含む。好ましいカラー塗布は、多数の好ましくは印刷された網点から成る。好ましくは、カラー塗布は、装飾又は装飾の色部分を形成する。更に好ましいカラー塗布は、カラー塗布の重量を基準にして、好ましくは1〜20重量%、より好ましくは5〜15重量%の範囲の割合で塗布媒体を更に含む。好ましい塗布媒体は、有機媒体である。好ましい有機媒体は、有機バインダーである。好ましい有機バインダーは、熱可塑性物質である。好ましい熱可塑性物質は、ポリビニルアセタールである。カラー塗布は、好ましくは第1のポリマー層に隣接し、第1のポリマー層は、好ましくは追加のポリマー層に隣接する。カラー塗布は、好ましくは印刷工程によって得られる。ここで、好ましい印刷工程は、オフセット印刷、凹版印刷、又はその両方であり、特に好ましくは凹版印刷である。追加の好ましいカラー塗布は、キャリア層と反対側で、カラー塗布側の層列の追加の層で被覆されない。
ポリビニルアセタールは、ポリビニルアルコールとアルデヒド又はケトンとの反応によって作製される熱可塑性物質である。使用されるアルデヒド、例えば、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、又はブチルアルデヒドに応じて、様々なポリビニルアセタールが区別される。好ましいポリビニルアセタールは、ポリビニルホルマール及びポリビニルブチラールである。特に好ましいポリビニルアセタールは、ポリビニルブチラール(PVB)である。
本発明による工程では、第1の液体ポリマー層前駆体組成物、第1の液体カラー塗布前駆体組成物、及び追加の液体カラー塗布前駆体組成物から成る群から選択される前駆体組成物、又はこれらのうちの少なくとも2つの組み合わせは、それぞれの被覆において、25〜40℃の範囲、好ましくは26〜32℃の範囲、より好ましくは27〜29℃の範囲内の温度を有する。これは高圧蒸気耐性に有益な効果を及ぼす。
溶媒は、10℃未満の融点を有する物質と考えられる。原則として、有用な溶媒は当業者にとって既知であり、本発明による工程に適したすべての溶媒である。第1のポリマー層前駆体組成物に関しては、特に極性溶媒が好ましい。これらの中では、非プロトン性及びプロトン性溶媒が適している。これらの中で、第1のポリマー層前駆体組成物のための非プロトン性極性溶媒が好ましく、その中でも特に好ましいのはエステル及びケトン、例えばアセトンである。有用なエステルとしては、特に酢酸エチル、酢酸n−プロピル、又は酢酸メトキシプロピルが挙げられる。カラー塗布前駆体組成物の場合、エタノールが溶媒として特に好ましい。
層列の各層は互いに結合されている。2つの層は、相互の接着がファンデルワールス引力を超えるときに互いに接合される。互いに接合された層は、好ましくは、互いに封止され、互いに接着結合され、互いに圧縮され、又はこれらのうちの少なくとも2つの組み合わせから成る群から選択されるカテゴリーに属する。別段の記載がない限り、一連の層において層同士は、1つ又は少なくとも2つの中間層を介して間接的に、又は中間層を介さずに直接的に互いに続くことができる。これは、特に1つの層が別の層を被覆するような表現の場合に特に当てはまる。一連の層が列挙された層を備えるという表現は、少なくとも指定された層が指定された順序で存在することを意味する。この形の表現は、必ずしもこれらの層が互いに直接的に続くことを意味するものではない。2つの層が互いに隣接するという表現は、これらの2つの層が直接的に、つまり、中間層を伴わずに続くことを意味する。しかしながら、この表現は、2つの層が互いに接合されているか否かを特定しない。その代わり、これらの2つの層は、互いに接触していてもよい。
「ポリマー層」という用語は、特に内側ポリマー層、中間ポリマー層、及び追加のポリマー層を指す。好ましいポリマーは、ポリオレフィンである。ポリマー層は追加成分を有していてもよい。ポリマー層は、好ましくは、押出成形工程でシート状複合体材料に挿入される、又はシート状複合体材料に塗布される。ポリマー層の追加の構成成分は、好ましくは、層として塗布されるときにポリマー溶融物の挙動に悪影響を及ぼさない成分である。追加成分は、例えば、金属塩などの無機化合物、又は他の熱可塑性物質などの別のプラスチックであってもよい。しかしながら、追加成分がフィラー又は顔料、たとえばカーボンブラック又は金属酸化物であることも考えられる。追加成分に適した熱可塑性物質としては、良好な押出特性により容易に加工可能なものが特に含まれる。これらの中で、連鎖重合によって得られるポリマー、特にポリエステル又はポリオレフィンが好適であり、好ましくは、環状オレフィンコポリマー(COC)、多環式オレフィンコポリマー(POC)であり、ポリエチレン及びポリプロピレンが特に好ましく、ポリエチレンが更に特に好ましい。ポリエチレンの中でも、HDPE(高密度ポリエチレン)、MDPE(中密度ポリエチレン)、LDPE(低密度ポリエチレン)、LLDPE(直鎖状低密度ポリエチレン)、VLDPE(超低密度ポリエチレン)、及びそれらの少なくとも2つの組み合わせが好ましい。少なくとも2つの熱可塑性物質の混合物を使用することも可能である。好適なポリマー層は、1〜25g/10分の範囲、好ましくは2〜20g/10分の範囲、より好ましくは2.5〜15g/10分の範囲のメルト・フロー・レート(MFR)と、0.890〜0.980g/cm3の範囲、好ましくは0.895〜0.975g/cm3の範囲、より好ましくは0.900〜0.970g/cm3の範囲の密度とを有する。ポリマー層は、好ましくは80〜155℃の範囲、好ましくは90〜145℃の範囲、より好ましくは95〜135℃の範囲の少なくとも1つの溶融温度を有する。
内側ポリマー層は、熱可塑性ポリマーをベースとし、粒状無機固体を含むことができる。しかしながら、内側ポリマー層は、その都度内側ポリマー層の総重量を基準にして、少なくとも70重量%、好ましくは少なくとも80重量%、より好ましくは少なくとも95重量%、熱可塑性ポリマーを含むことが好ましい。好ましくは、内側ポリマー層のポリマー又はポリマー混合物は、0.900〜0.980g/cm3の範囲、より好ましくは0.900〜0.960g/cm3の範囲、最も好ましくは0.900〜0.940g/cm3の範囲の密度(ISO1183−1:2004による)を有する。ポリマーは、好ましくはポリオレフィン、mポリマー、又はその2つの組み合わせである。
追加のポリマー層は、好ましくは、ポリエチレン、ポリプロピレン、又はその両方を含む。ここで、好ましいポリエチレンは、LDPE、HDPE、及びこれらの混合物である。好ましい追加のポリマー層は、その都度追加のポリマー層の重量を基準にして、少なくとも50重量%、好ましくは少なくとも60重量%、より好ましくは少なくとも70重量%、更により好ましくは少なくとも80重量%、最も好ましくは少なくとも90重量%のLDPEを含む。
使用されるキャリア層は、この目的のために当業者にとって適切であり、充填状態の容器がほぼその形状を保持するように安定性を付与するのに十分な強度及び剛性を有する任意の材料で形成することができる。この特徴は特に、本発明が寸法安定性を備えた容器の技術分野に関するため、キャリア層に必須の特徴である。この種の寸法安定性のある容器は、原則として、通常は薄膜から製造されるパウチ及びバッグとは区別されるべきである。多数のプラスチックと同様に、植物系繊維材料、特にパルプ、好ましくは石灰、漂白及び/又は未漂白のパルプが好ましく、紙及び厚紙が特に好ましい。従って、好ましいキャリア層は多数の繊維を含む。キャリア層の坪量は、好ましくは120〜450g/m2の範囲、特に好ましくは130〜400g/m2の範囲、最も好ましくは150〜380g/m2の範囲内にある。より好ましい厚紙は、一般的に、単層又は多層構造を有し、1つ又は2つ以上のカバー層で片面又は両面に被覆されていてもよい。更に、好ましい厚紙は、厚紙の総重量を基準にして、20重量%未満、好ましくは2〜15重量%、特に好ましくは4〜10重量%の残留水分含有量を有する。特に好ましい厚紙は多層構造を有する。より好ましくは、厚紙は、環境に面する表面上に、当業者に「紙コーティング」として知られているカバー層の少なくとも1枚、より好ましくは少なくとも2枚の薄層を有する。更に、より好ましい厚紙は、100〜360J/m2、好ましくは120〜350J/m2、特に好ましくは135〜310J/m2の範囲内のスコットボンド値(Tappi T403umによる)を有する。上述の範囲により、高い堅牢さで、容易かつ低公差で容器を折り畳むことが可能な複合体を提供することができる。
使用されるバリア層は、この目的のために当業者にとって適切であり、特に酸素に対する十分なバリア作用を有する任意の材料で作製することができる。バリア層は、好ましくは、
a.プラスチックバリア層、
b.金属層、
c.金属酸化物層、又は
d.a〜cのうちの2つ以上の組み合わせ、
から選択される。
・20〜60モル%、好ましくは25〜45モル%の範囲内のエチレン含有量
・1.0〜1.4g/cm3、好ましくは1.1〜1.3g/cm3の範囲内の密度
・155℃〜235℃、好ましくは165℃〜225℃の範囲内の融点
・1〜25g/10分、好ましくは2〜20g/10分の範囲内のMFR値(TS(EVOH)<230℃のとき210℃/2.16kg、210℃<TS(EVOH)<230℃のとき230℃/2.16kg)
・0.05〜3.2cm3・20μm/m2・day・atmの範囲、好ましくは0.1〜1cm3・20μm/m2・day・atmの範囲の酸素透過率
接着促進層は、互いに直接隣接していない層間、好ましくはバリア層と内側ポリマー層の間に存在してもよい。接着促進層中の有用な接着促進剤には、それぞれの隣接層の表面とのイオン結合又は共有結合の形成を介して、適切な官能基による官能化を通じて強固な結合を生成するのに適したすべてのプラスチックが含まれる。好ましくは、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、アクリレート、アクリレート誘導体などのアクリル酸、無水マレイン酸のような二重結合を有するカルボン酸無水物、又はこれらのうちの2つ以上とエチレンとの共重合によって得られた官能基化ポリオレフィンを含む。これらの中で、ポリエチレン−無水マレイン酸グラフトポリマー(EMAH)、エチレン−アクリル酸コポリマー(EAA)、又はエチレン−メタクリル酸コポリマー(EMAA)が好ましく、たとえば、DupontによりBynel(R)及びNucrel(R)0609HSAの商品名で、又はExxonMobil ChemicalsによりEscor(R)6000ExCoの商品名で販売されている。
好ましいポリオレフィンは、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、又はその両方である。好ましいポリエチレンは、LDPE、LLDPE、及びHDPEから成る群から選択される、又はそれらのうちの少なくとも2つの組み合わせである。更に好ましいポリオレフィンは、mポリオレフィン(メタロセン触媒を用いて作製されたポリオレフィン)である。適切なポリエチレンは、1〜25g/10分の範囲、好ましくは2〜20g/10分の範囲、特に好ましくは2.5〜15g/10分の範囲のメルト・フロー・レート(MFR=MFI−メルト・フロー・インデックス)と、0.910g/cm3〜0.935g/cm3の範囲、好ましくは0.912g/cm3〜0.932g/cm3の範囲、より好ましくは0.915g/cm3〜0.930g/cm3の範囲の密度とを有する。
mポリマーは、メタロセン触媒を用いて作製されたポリマーである。メタロセンは、2つの有機配位子、たとえばシクロペンタジエニル配位子の間に中心金属原子が配置された有機金属化合物である。好ましいmポリマーはmポリオレフィン、好ましくはmポリエチレン、mポリプロピレン、又はその両方である。好ましいmポリエチレンは、mLDPE、mLLDPE、及びmHDPEから成る群から選択される、又はこれらのうちの少なくとも2つの組み合わせである。
押出成形において、ポリマーは典型的には、押出ダイからの出口の下方の溶融ポリマーフィルムで測定して210〜350℃の温度に加熱される。押出成形は、当業者に既知な市販の押出工具、たとえば押出機、押出機スクリュー、供給ブロックなどによって実行することができる。押出機の端部には、好ましくは、ポリマー溶融物が押し込まれる開口部が設けられる。開口部は、ポリマー溶融物の押出成形を可能にする任意の形状をとり得る。たとえば、開口部は、角形、楕円形、又は円形であってもよい。開口部は、好ましくは漏斗のスロットの形状である。いったん上記の工程によって溶融層が基板層に塗布されると、溶融層は熱硬化のために冷却させられ、この冷却は、好ましくは、5〜50℃の範囲、特に好ましくは10〜30℃の範囲内の温度に保たれた表面との接触を介した急冷によって実行される。続いて、少なくとも側面が該表面から分離される。分離は、可能な限り迅速、正確、かつ明瞭に側面を分離するために、よく知られており、当業者に適すると思われる任意の方法で実行することができる。好ましくは、ナイフ、レーザービーム、ウォータージェット、又はそれらの2つ以上の組み合わせによって分離が行われ、ナイフ、特にホイール・カップ・ナイフの使用が特に好ましい。
シート状複合体の折り畳みは、10〜50℃、好ましくは15〜45℃、特に好ましくは20〜40℃の範囲内の温度で行われる。これは、シート状複合体が前述の範囲内の温度である場合に達成し得る。折り畳み工具も、好ましくはシート状複合物と共に前述の範囲内の温度にあることが好ましい。この目的のために、折り畳み工具は、好ましくは加熱手段を有していない。むしろ、折り畳み工具、シート状複合体、又はその両方は冷却することができる。また、「冷間折り畳み」として、折り畳みが最高50℃の温度で行われ、接合が「ホットシール」として50℃超、好ましくは80℃超、特に好ましくは120℃超の温度で行われることが好ましい。前述の条件、特に温度は、好ましくは折り畳みの環境、例えば折り畳み工具のハウジングにも適用される。
本発明の文脈上、シート状複合体及び容器前駆体は好ましくは、食品又は飲料品容器の製造用に設計される。また、本発明の密封容器は、好ましくは食品又は飲料品容器である。食品及び飲料品は、人間の摂取及び動物飼料に関して当業者が既知なあらゆる種類の飲食物を含む。好ましい食品及び飲料品は、例えば乳製品、スープ、ソース、非炭酸飲料などの5℃を超える液体である。
容器前駆体は、密封容器の製造過程で生じる密封容器の前駆体である。この文脈では、容器前駆体はブランク形状のシート状複合体を含む。この文脈では、シート状複合体は、折り畳まれていない状態又は折り畳まれた状態にあることができる。好ましい容器前駆体は、あるサイズに切断され、単一の密封容器の製造用に設計されている。あるサイズに切断され、単一の密封容器の製造用に設計された好ましい容器前駆体は、シェル又はスリーブとも称される。この文脈では、シェル又はスリーブは、折り畳まれた形状のシート状複合体を含む。加えて、容器前駆体は、好ましくは角柱の外形をとる。好ましい角柱は直方体である。更に、シェル又はスリーブは、長手方向継ぎ目を含み、上部領域及び基部領域に開口している。あるサイズに切断され、多数の密封容器の製造用に設計された典型的な容器前駆体は、チューブと称されることが多い。
本発明による密封容器は、多数の異なる形態を有することができるが、基本的には直方体構造が好ましい。更に、容器の全領域は、シート状複合体から形成されてもよく、又は2つの部分又は複数部分から成る構造を有してもよい。複数部分の構造の場合には、シート状複合体と同様に、特に容器の上部領域又は基部領域で使用可能なプラスチックなどの他の材料も使用されると考えられる。しかしながら、この文脈では、容器は、領域の少なくとも50%、特に好ましくは少なくとも70%、より好ましくは少なくとも90%がシート状複合体から形成されることが好ましい。また、容器は、内容物を空にするための仕組みを有することができる。この仕組みは、例えば、ポリマー又はポリマー混合物から形成され、容器の外側に装着されてもよい。この仕組みは、直接射出成形によって容器に一体化されることも考えられる。好ましい構成では、本発明による容器は、少なくとも1つの縁部、好ましくは4〜22又はそれ以上の縁部、特に好ましくは7〜12の縁部を有する。本発明の文脈上の縁部は、表面の折り畳みで生じる領域を意味すると理解される。例示的な縁部は、その都度、容器の2つの壁面間の長手方向接触領域を含み、ここでは長手方向縁部とも称される。容器において、容器壁は、好ましくは縁部によって囲まれた容器の表面である。好ましくは、本発明による容器の内部は、食品又は飲料品を含む。好ましくは、密封容器は、シート状複合体と一体に形成されない蓋又は基部を含まない、又はいずれも含まない。好ましい密封容器は、食品又は飲料品を含む。
好ましい実施形態に従ってキャリア層に設けられる少なくとも1つの孔は、当業者に知られており、様々なクロージャ又は飲用ストローに適した任意の形状を有することができる。孔は、平面図では円形部を有することが多い。従って、孔は本質的に円形、長円形、楕円形又は滴形であり得る。キャリア層の少なくとも1つの孔の形状は、通常、開口部の形状も予め決定し、開口部は、容器に接続されて開封後に容器の内容物を容器から分配する開閉可能クロージャ、又は容器の飲用ストローのいずれかによって形成される。その結果、開封された容器の開口部は、キャリア層の少なくとも1つの孔と同等又は同一である形状を有することが多い。単独の孔を有するシート状複合体の構造は主に、シート状複合体から製造された容器内に配置された食品及び飲料品を引き出すのに役立つ。食品又は飲料品が放出されている間に、特に空気を容器内に入れるために、追加の孔が設けられてもよい。
容器の開口部は通常、少なくとも1つの孔を覆う孔カバー層を少なくとも部分的に破壊することによってもたらされる。この破壊は、切断、容器内への押し込み、又は容器からの引き出しによって実行され得る。破壊は、容器に接続され、少なくとも1つの孔の領域、通常は少なくとも1つの孔の上に配置されている開封補助手段を用いて、例えば、孔カバー層内に押し込まれる飲用ストローによっても行うことができる。本発明による構成では、少なくとも1つの孔の領域に開封補助手段が設けられることも好ましい。ここで、開封補助手段は、容器の外面を表す複合体の表面領域に設けられることが好ましい。容器は好ましくは、容器の外面にクロージャ、例えば蓋を含む。この場合、クロージャが少なくとも部分的に、好ましくは完全に孔を覆うことが好ましい。その結果、クロージャは、少なくとも1つの孔の外側の領域よりも堅牢性が低い孔カバー層を、機械的影響による損傷から保護する。少なくとも1つの孔を覆う孔カバー層を開放するため、クロージャは開封補助手段を含むことが多い。そのような開封補助手段として適しているのは、例えば、孔カバー層の少なくとも一部を引き裂くためのフック、孔カバー層に切り込むための縁部もしくは切断縁部、又は孔カバー層を穿刺するためのスパイク、又はそれらのうちの2つ以上の組み合わせである。これらの開封補助手段は、大抵の場合、例えばヒンジによってクロージャの蓋又はキャップに機械的に結合されて、スクリュー蓋又はキャップが発動したとき、孔カバー層に作用し、密封容器を開封する。孔を覆う複合層と、この孔を覆い、開口補助手段を有する開閉可能クロージャとを含むこの種のクロージャシステムは、専門文献では「適用付属品」を備えた「保護孔」と呼ばれることがある。
以下の試験方法を本発明の文脈内で使用した。他に特に記載がない限り、測定は、周囲温度23℃、周囲空気圧100kPa(0.986気圧)、及び相対湿度50%下で行った。
MFRは、ISO規格1133(別段の記載がない限り190℃及び2.16kgで)に従って測定される。
密度は、ISO規格1183−1に従って測定される。
融解温度は、DSC法ISO規格11357−1、−5に基づいて判定される。この機器は、以下の測定値に基づき、製造元の指示に従って較正される。
−インジウム温度−開始温度
−溶融インジウムの熱
−亜鉛温度−開始温度
酸素透過率は、ISO規格14663−2の補遺Cに従って20℃、相対湿度65%で判定される。
PAの粘度数は、規格DIN EN ISO307(2013−08)に従って95%硫酸中で測定される。
分子量分布は、ISO16014−3/−5(2009−09)に従って光散乱によるゲル浸透クロマトグラフィを用いて測定される。
厚紙の水分含有量は、ISO規格287:2009に従って測定される。
2つの隣接層の接着力は、測定中、90度剥離試験機器、例えば、Instron社製の「ドイツ製回転ホイール固定具」において、40mm/分で回転する回転自在ローラにそれらの層を固定することによって判定される。サンプルは、予め幅15mmのストリップに切断しておいた。サンプルの一方の側で、薄層は互いに分離され、分離された端部は垂直方向に上方に向けられた引張り装置に留められる。引張り力を判定する測定機器が、引張り装置に取り付けられている。ローラの回転に伴い、薄層を互いに分離するのに必要な力が測定される。この力は、層の相互の接着力に対応し、N/15mmで報告される。個々の層の分離は、制御された前処理により、たとえば、サンプルを30%酢酸中に60℃で3分間浸漬することによって、機械的に実行することができる。
有機着色剤の検出は、「Industrial Organic Pigments、第3版」(Willy Herbst、Klaus Hunger(C)2004WILEY−VCH Verlag GmbH&Co.KGaA、Weinheim ISBN:3−527−30576−9)に記載される方法にしたがって実行することができる。
測定機器は、濃度計機能を有する分光光度計−スイス、レーゲンスドルフ、8105のX−Rite社製のSpectroEye(登録商標)を使用した。色値の測定を実施するために、3cm×10cmの寸法の試験片をラミネートから切り取り、製造業者によって供給された操作説明書に従い、測定機器を用いて試験片を分析する。
被覆面積は、色表面が通常の観察者に対してどの程度覆われて見えるかを示す尺度である。被覆面積は、Murray−Davies式で計算することができる。本文書中のすべての被覆面積値は、X−Rite社(CH−8105、レーゲンスドルフ)製の分光光度計(SpectroEyeTM)を用いて測定した。
ポリマー層又は外面の表面張力を判定するために、まず、水で湿らせる接触角(「水接触角」)が規格ATSM D5946−09に従って決定される。この場合、寸法30mm×35mmのサンプルが、メスを用いてラミネートから切り出される。サンプル毎に10回の測定を行い、平均を計算する。測定前に、サンプルが、規格の第10.2項に従って作製される。試験条件は第10.4項に従って選択される。測定された水接触角から始めて、表面張力dyn/cm(dyn/cm=mN/m)が規格の補遺X2の表X2.1から読み取られる。
インキ層の結合強度は、接着ストリップがインキ層の表面から引き剥がされるときに生じる力に対するインキ層の抵抗を意味すると理解される。試験に使用される接着ストリップは、ハンブルグのBeiersdorfAG社製の幅20mmの接着テープ、Tesaband4104である。試験対象のラミネートは、硬くて滑らかで平坦な基部上にインキ層を上にして配置される。各試験では、接着テープTesaband4104のストリップを少なくとも30mmの長さにわたってインキ層に貼り付け、親指で均一に押し付ける。接着テープTesafilmを貼り付けてから30秒以内に試験を実施する。インキ層上での滞留時間が長いほど、異なる結果が生じ得る。試験は、
a.接着ストリップを90度の角度で鋭く引き剥がす、
b.接着剤ストリップを(インキ層に対して45度未満の角度で)徐々に剥離することによって引き剥がす、
のいずれかによって実行される。
結果は1から5にかけて向上する。
接着ストリップの面積に基づき、
5−インキ層が剥がれない
4−インキ層が点々と剥がれる
3−インキ層が個々の部位で剥がれる
2−インキ層が広い領域にわたって剥がれる
1−インキ層が完全に剥がれる
試験対象のラミネートを、水浴中で94℃の温度で60秒間湿気と熱にさらす。水浴はビーカー内に置かれ、均一な温度分布を保証するために磁気撹拌器で常時攪拌される。温度計で温度をチェックし、ストップウォッチで時間を測定する。60秒後、ラミネートは水浴中に留め、そこで、丸みを帯びた縁部を有するガラス棒を用いて、穏やかな圧力下でインキ層が擦られる。続いて、ラミネートを水浴から取り出し、損傷がないかインキ層を肉眼でチェックする。この目的のために、その都度、インキ層の異なる部位で3回の試験運転を行う。この研究では、ガラス棒で擦る処理の持続時間及び印加圧力は、すべてのサンプルでほぼ同一となるように確保すべきである。この目的のため、一連の比較試験中の試験は常に同じ人によって実行されるものとする。
1−インキ層が完全に掻き落とされる
2−インキ層が著しく損傷している
3−インキ層はさほどひどくないが明らかに損傷している
4−インキ層がわずかに損傷している
5−インキ層が損傷していない
層又は組成物中の脂肪族基、芳香族基、及びカルボニル基の割合は、ATR赤外分光法によって判定される。この目的のため、層又は組成物は、FT−IR顕微鏡−Themo Fisher Scientific Inc.製の赤外線映像顕微鏡Thermo Scientific NicoletTMiNTM10MXを用いて分析される。4cm−1の分解能で3500〜1400cm−1の波数範囲を対象とする分析サンプルのATRスペクトルを、検出器チップとしてダイヤモンドを用いて45度で記録する。測定されたスペクトルは、2900〜2950cm−1の波数範囲内に測定された吸収/消光の第1の最大値を含む。この第1の最大値は、C−H2基(脂肪族基)の振動によって生じる。更に、スペクトルは、1720〜1740cm−1の波数範囲内に第2の最大値を含む。この第2の最大値は、C=O振動(カルボニル基)に対応する。更に、スペクトルは、1590〜1610cm−1の波数範囲内に第3の最大値を含む。この第3の最大値は、C=C振動(芳香族基)に対応する。存在する最大振動の面積は、顕微鏡ソフトウェア(Themo Fisher Scientific Inc.製Thermo ScientificTMOMNICTMシリーズソフトウェア、バージョン8.2)を組み込むことによって判定される。本明細書における特定の基に関する最大値下の面積は、分析されたサンプル中のそれぞれの基の割合である。これらの割合のそれぞれの比率は比形成によって決定される。
実施例(本発明)及び比較例(本発明ではない)については、以下の層構造及び層順序を有する未印刷ラミネートを層押出成形法によって製造した。
ラミネートは、Davis Standard社製の押出被覆システムを用いて製造される。ここで、押出温度は約280〜330℃の範囲内にある。±6℃の温度偏差は、通常の許容範囲内である。±3g/m2の坪量偏差は、通常の許容範囲内である。第1のステップでは、キャリア層に、製造される容器に応じて孔が設けられ、次いで外側ポリマー層がキャリア層に塗布される。第2のステップでは、バリア層が、中間ポリマー層と共に、予め外側ポリマー層で被覆されたキャリア層に塗布される。続いて、接着促進剤と内側ポリマー層が、バリア層上に共押出しされる。個々の層を塗布するため、ポリマーが押出機内で溶融される。層内のポリマーが塗布される場合、得られた溶融物が供給ブロックを介してノズル内へ移送され、キャリア層に押し出される。
上記のようなラミネートを、その後、凹版印刷法で印刷した。最初に、外側ポリマー層を、ドイツのAFS Entwicklungs−und−Vertriebs GmbH製のAVE−250Hを用いてコロナ処理した。コロナ処理の入力電力及び電圧は、コロナ処理の直後に42dyn/cmの外側ポリマー層の表面張力が得られるように選択された。コロナ処理の直後に、処理された外側ポリマー層に多段階で印刷が行われ、その都度印刷は、ドイツのKochsiek製の印刷システムを用いた凹版印刷の形態で行われた。液体白色プライマーを、処理済みの外側ポリマー層上の全領域にわたって印刷した(約100%の領域被覆率)。実施例及び比較例において、液体プライマーはそれぞれ、ドイツのCovestro社製のDesmodur N100及びDesmodur L75H、ドイツ、ジークブルクのSiegwerk Drucfarben AG社製のPV86Weiss、及び溶媒として酢酸エチルを含む。これらの成分は、液体プライマー中で表2に特定された比率を達成するような比率で互いに混合された。表中の比は、上に特定した試験方法に従ってIR分光法により決定した。それぞれの液体プライマーをファンで10分間送風することによって硬化させた。以下別記しない限り、硬化は23℃の温度で行われた。更に、硬化したプライマーを、芳香族基対カルボニル基、脂肪族基対カルボニル基、及び芳香族基対脂肪族基の比で、IR分光法を用いる上記の試験方法に従って検査した。これらの測定結果を以下の表3に要約する。続いて、溶媒としてエタノールを用いた、ドイツ、ジークブルクのSiegwerk Drucfarben AG社製のVB67タイプの液体有彩色インキを、別の凹版印刷法で、硬化プライマー上に70%の被覆面積で印刷し、次いで同様に10分間ファンで送風することによって硬化/乾燥させた。このようにして得られた印刷ラミネートの有彩色インキ層を有する外面を、高温及び高湿度下の結合強度及び安定性について、上記試験方法に従って検査した。結果を表4に示す。
溝、特に長手方向の溝を上記のようにして得られた印刷ラミネートに導入した。また、溝付きラミネートを個々の容器用のブランクに分割し、各ブランクは上記の孔のうちの1つを含んでいた。各ブランクの4つの長手方向溝に沿って折り畳み、重なり合う折り畳み面を封止することによって、図3に示す形状の容器前駆体シェルがその都度得られた。このシェルを使用して、リンニッヒのSIG Combibloc社製CFA712標準充填機で、図4に示す形状(れんがタイプ)の密封容器を製造した。これは、折り畳みとヒートシールによって基部領域を製造することを含む。これにより、上部が開放されたビーカーが完成した。ビーカーを過酸化水素で滅菌した。更に、ビーカーに水を充填した。折り畳み及び超音波封止により、孔を有するビーカーの上部領域を閉鎖することによって密封容器を得た。この容器の孔の領域に開封補助手段を固定した。このようにして得られた容器を湿った水蒸気雰囲気中、回転式オートクレーブ内で高圧蒸気殺菌した。高圧蒸気殺菌は、13分間の加熱段階、42分間の125℃での保持時間、及び25分間の冷却段階を含む。チャンバ圧力は2.6バール、回転は3回転/分であった。続いて、高圧蒸気殺菌性を判定するため、高圧蒸気殺菌した容器の有彩色インキ層の損傷を肉眼で調べた。下記の基準に従って評価した。これに関する試験結果を表4で報告する。
++:インキ層への可視の損傷なし
+:インキ層へのわずかな可視の損傷あり
−:インキ層への著しい可視の損傷あり
実施例及び比較例で行われた研究の結果を以下の表にまとめる。
101 外面
102 内面
103 第1のポリマー層
104 キャリア層
105 中間ポリマー層
106 バリア層
201 第1のカラー塗布
202 追加のカラー塗布
203 追加のポリマー層
204 接着促進層
205 内側ポリマー層
300 本発明による容器前駆体
301 縁部
302 長手方向継ぎ目
303 上部領域
304 基部領域
305 孔
306 溝
400 本発明による密封容器
401 食品及び飲料品
402 開封補助手段を有する蓋
500 シート状複合体前駆体を印刷するための本発明による工程
501 工程ステップa)
502 工程ステップb)
601 工程ステップi)
602 工程ステップii)
603 工程ステップc)
604 工程ステップd)
605 工程ステップe)
700 容器前駆体を製造するための本発明による工程
701 工程ステップa
702 工程ステップb
703 工程ステップc
800 密封容器を製造するための本発明による工程
801 工程ステップA)
802 工程ステップB)
803 工程ステップC)
804 工程ステップD)
805 工程ステップE)
806 工程ステップF)
807 工程ステップG)
900 第1の印刷版/凹版印刷ロール
901 第1の印刷版面
902 凹部/窪み
903 第1の液体ポリマー層前駆体組成物
Claims (14)
- シート状複合体(100)であって、前記シート状複合体(100)の外面(101)から前記シート状複合体(100)の内面(102)への方向の層列の層として、
a)第1のポリマー層(103)と、
b)キャリア層(104)と、
c)バリア層(106)と、
を備え、前記第1のポリマー層(103)が、前記第1のポリマー層(103)中のカルボニル基の割合に対する前記第1のポリマー層(103)中の芳香族基の割合の比が0.18〜0.34の範囲内にあることによって特徴付けられる、シート状複合体。 - 前記第1のポリマー層(103)が、前記第1のポリマー層(103)中のカルボニル基の割合に対する前記第1のポリマー層(103)中の脂肪族基の割合の比が0.40〜0.60の範囲内にあることによって更に特徴付けられる、請求項1に記載のシート状複合体(100)。
- 前記第1のポリマー層(103)が、前記第1のポリマー層(103)の重量を基準にして、10〜50重量%の範囲内の割合で第1の着色剤を更に含む、請求項1又は2に記載のシート状複合体(100)。
- 工程ステップとして、
a)層列の互いに重なり合う層として、
i)キャリア層(104)と、
ii)バリア層(106)と、
を含むシート状複合体前駆体を設けるステップと、
b)前記バリア層(106)とは反対側の前記キャリア層(104)の表面に第1の液体ポリマー層前駆体組成物を被覆するステップと、
を、備える工程(500)であって、
前記第1の液体ポリマー層前駆体組成物が、前記第1の液体ポリマー層前駆体組成物中の脂肪族基の割合に対する前記第1の液体ポリマー層前駆体組成物中の芳香族基の割合の比が0.30〜0.80の範囲内にあることによって特徴付けられる工程。 - 請求項4に記載の工程(500)によって得られるシート状複合体(100)。
- 請求項1〜3又は5のいずれか一項に記載のシート状複合体(100)を備える容器前駆体(300)。
- 請求項1〜3又は5のいずれか一項に記載のシート状複合体(100)を含む密封容器(400)。
- 工程ステップとして、
a.第1の長手方向縁部と追加の長手方向縁部とを備える、請求項1〜3又は5のいずれか一項に記載のシート状複合体(100)を設けるステップと、
b.前記シート状複合体(100)を折り畳むステップと、
c.前記第1の長手方向縁部を前記追加の長手方向縁部に接触させて接合することによって長手方向継ぎ目(302)を得るステップと、
を含む工程(700)。 - 請求項8に記載の工程(700)によって得られる容器前駆体(300)。
- 工程ステップとして、
A)請求項6又は9による容器前駆体(300)を設けるステップと、
B)前記シート状複合体(100)を折り畳むことによって前記容器前駆体(300)の基部領域(304)を形成するステップと、
C)前記基部領域(304)を封鎖するステップと、
D)前記容器前駆体(300)を食品又は飲料品(401)で充填するステップと、
E)容器前駆体(300)を上部領域(303)で封鎖することによって密封容器(400)を得るステップと、
を備える工程(800)。 - 請求項10に記載の工程(800)によって得られる密封容器(400)。
- 食品又は飲料品容器の製造のための、請求項1〜3又は5のいずれか一項に記載のシート状複合体(100)の使用。
- 硬化剤の使用であって、
層列の互いに重ね合わされた層として、
i)キャリア層(104)と、
ii)バリア層(106)と、
を備えるシート状複合体前駆体の印刷用の印刷インキにおいて、前記硬化剤中の脂肪族基の割合に対する前記硬化剤中の芳香族基の割合の比が0.30〜0.80の範囲にあることによって特徴付けられる、硬化剤の使用。 - 印刷インキの使用であって、
層列の互いに重ね合わされた層として、
i)キャリア層(104)と、
ii)バリア層(106)と、
を備えるシート状複合体前駆体を印刷するために、前記印刷インキ中の脂肪族基の割合に対する前記印刷インキ中の芳香族基の割合の比が0.30〜0.80の範囲にあることを特徴とする、印刷インキの使用。
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