JP2023526603A - 包装材料の製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、包装材料の製造方法並びに食品及び／又は液体の包装に適した包装材料を開示する。本発明の方法において、第１のバリア層及び任意選択の第２のバリア層を板紙ウェブの第１の面上に適用する。それによって形成されたバリア被覆ウェブを、第１の乾燥工程で少なくとも部分的に乾燥し、その後すぐ第２の被覆工程で、押し出された層を、部分的に乾燥したバリア被覆ウェブ上に適用する。本発明によれば、第１及び第２の被覆工程は、同じ被覆ライン内で統合して適用される。本発明による同じ被覆ライン内での第１のバリア層及び押出被覆層の適用は、極めて良好なバリア特性、特にガス、液体及び／又は油脂に対するバリア特性を有する、食品及び／又は液体のパッケージ用の包装材料を生じさせることを示した。【選択図】図１

Description

本発明は、包装材料の製造方法に関する。

流動、乾燥又は冷凍食品用のパッケージ又はカップ中に使用される繊維系材料には通常、内側（包装された品物に面する）と外側（印刷面）の両面にバリアコーティングが施されている。内側に適用されたバリアコーティングは、例えば液体、油脂、匂い及び／又はガスに対する耐性を材料に与え、包装された品物が包装材料に及ぼす影響に耐えられるようにする。バリアコーティングはまた、ヒートシール性であるべきである。外側のバリアは、周囲から、特に温度変化又は（満杯にしたときの）カップの外側とカップの内側の温度差によって表面上に形成される水蒸気及び結露から包装品を保護するために適用される。

バリアは普通、基材にバリア特性を付与する組成物で繊維系基材（板紙）を被覆することによって作製される。繊維系製品にバリアを形成するときに最も一般的に使用される材料は、ポリエチレン（ＰＥ）又はポリプロピレン（ＰＰ）などのポリオレフィンであり、これらは通常、繊維系基材に押出被覆又は積層される。今日では、それらのバイオ版も、ＰＬＡなどのその他のバイオ由来ポリマーを含めて使用される。押出被覆は、ポリオレフィンなどの熱可塑性ポリマーを溶解し、平型ダイに通して冷却ロール上に押し出す、連続工程である。冷却ロールは主に、押出及び被覆作業における伝熱及び仕上げ用装置として機能する。

液体包装用板紙は通常、両面にポリマーコーティングが施されており、多くの場合、内側には追加のアルミニウム被覆層が付いている。カップ用の板紙は、多くの場合、液体の内容物に面する内側と、結露から生じる水分に対するバリアを提供しようとする外側／印刷面との両面に、バリアを提供するためにポリオレフィンコーティングが施されている。

しかしながら、押出被覆又は積層されたポリオレフィン層を含む板紙はリサイクルが難しく、通常、生分解性又はリサイクル可能ではない。押出被覆されたポリマーは崩れにくく、紙及び板紙の製造における損紙処理の一部としての再利用が難しい。プラスチック廃棄物を減らすために、プラスチックの使用を禁止する法律が世界中でさらに議論されている。

先行技術において、分散バリアコーティングが提案されてきた。多くの場合に分散被覆に関連して言及されてきた一利点は、板紙抄紙機内でオンライン被覆が可能な点である。ＥＰ２３５８９４２は、約７０～９０重量％のポリマーエマルション及び１０～３０重量％の顔料を含む水性ポリマー分散体からなる第１及び第２のバリア被覆層で被覆された板紙を開示している。ＷＯ２０１５１５５４１３は、板紙層と顔料被覆層との間に分散バリアコーティングが適用された食品用被覆厚紙を開示している。ＷＯ９８５４４１０は、タルク含有ポリマー分散バリア層を含む被覆板を開示している。しかしながら、分散コーティングは多くの場合、液体又は食品に対して必要とされるバリアを設けて周囲環境下で長い貯蔵寿命を発揮するには不十分である。ＷＯ２０１９２３９３３４は、水溶性ポリマーを含むバリア層と、バリア層上のポリオレフィンの押出被覆層と、を含む包装材料を開示している。水溶性ポリマーを含むバリア層は、好ましくは板紙抄紙機内でオンライン被覆される。

液体、冷凍又は乾燥食品用のヒートシール性繊維系包装材料を製造する方法であって、包装材料が高収率で再パルプ化が可能であり、さらには、長期間の周囲環境における貯蔵寿命に必要なバリア特性をもたらす、方法が依然として必要とされている。

第１の態様において、本発明は、包装材料の製造方法であって、
－ 第１の面及び第２の面を有する板紙ウェブのロールを提供する工程と、
－ 巻き解き点で、前記ウェブを第１のロールから巻き解く工程と、
－ 第１の被覆工程において、少なくとも１つの第１のバリア層及び任意選択の第２のバリア層を第１の面に適用する工程であり、前記第１及び任意選択の第２のバリア層が、バリア層の乾燥重量に基づいて少なくとも５０重量％の量でポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）、エチレンとポリビニルアルコールとの共重合体、デンプン、カルボキシメチルセルロースの群から選択される水溶性ポリマーを含む分散バリア層又はバリア層であり、前記板紙ウェブ及び前記バリア層がバリア被覆ウェブを形成する、工程と、
－ 第１の乾燥工程において、前記バリア被覆ウェブを少なくとも部分的に乾燥する工程と、
－ 第２の被覆工程において、押出被覆によって、前記部分的に乾燥したバリア被覆ウェブの第１の面上にポリオレフィンを含む押出層を適用し、バリア被覆板紙を形成する工程と、
－ 巻き戻し点で、前記バリア被覆板紙を第２のロール上に巻き戻す工程と
を含み、
前記第１及び第２の被覆工程が、同じ被覆ライン中で統合して適用される、
方法を開示する。

本出願との関係において、「同じ被覆ライン中で統合して」とは、ウェブが巻き解き点と巻き戻し点との間を走行するとき、被覆工程が、同じプロセス工程内で、同じ被覆機、好ましくはオフライン被覆機で行われることを意味する。したがって、ウェブは、前記巻き解き点と前記巻き戻し点との間でリワインドされない。この文脈で用いられるオフライン被覆機は、板紙抄紙機とは別の被覆機を定めると意味する。

本発明による同じ被覆ライン内での第１のバリア層及び押出被覆層の適用は、極めて良好なバリア特性、特にガス、液体及び／又は油脂に対するバリア特性を有する、食品及び／又は液体のパッケージ用の包装材料を生じさせることを示した。このプロセスは、ウェブを予熱する必要なく、ポリオレフィンをホットウェブ上に押し出すことを可能にし、これはバリア層及び押出被覆層の両方の膜形成を改善する。加えて、押出ポリマー層のコート重量が軽い実施形態でも、押出層の接着が顕著に改善される。したがって、このプロセスは、極薄のポリオレフィン押出被覆層を含む包装材料の製造を可能にする。前記プロセスは、さらに、ポリオレフィン層とバリア層との間の界面に形成される結晶粒内構造を改善し、それによってバリア特性をさらに強化する。その上、本プロセスは、エネルギー及び材料の両方における節約を実現する。

第２の態様において、本発明は、第１の態様によって開示された方法に従って作製されるヒートシール性包装材料を開示する。ヒートシール性包装材料は、第１の態様による方法を規定する特徴によってさらに特徴付けられうる。

本発明の一実施形態による被覆ラインの概略図である。 本発明のさらなる実施形態による被覆ラインの概略図である。 本発明の実施形態による包装材料の概略図である。 本発明のさらなる実施形態による包装材料の概略図である。 本発明のさらなる実施形態による包装材料の概略図である。

「板紙ウェブ」は、本明細書中で用いられる場合、セルロース繊維を含む繊維系基材のウェブを指す。包装材料に使用される典型的な繊維系基材は、少なくとも１つのプライ、好ましくはいくつかのプライを含む。繊維系基材は、漂白及び／又は未漂白繊維を含んでもよく、表面サイズ指定されていてもよい。繊維系基材は、好ましくは、背部プライと上部プライの少なくとも２つのプライを含む包装用多層板紙である。繊維系基材は、例えば、上部及び背部プライ並びに少なくとも１つの中間プライを含んでもよい。板紙基材は、少なくとも１２０ｇｓｍ、又は少なくとも１５０ｇｓｍ、好ましくは少なくとも２００ｇｓｍの基本重量を有しうる。そのような多層板紙基材は、液体及び／又は食品用のパッケージに特に適している。

板紙、基材又は被覆層の秤量又は基本重量は、１平方メートル当たりのグラム、ｇｓｍ又はｇ／ｍ^２として表される重量を指す。本明細書で用いる場合、ｇｓｍ及びｇ／ｍ^２は区別なく用いてよい。

段の指定がない限り、所与の％は重量％であり、層、プライ又はパッケージなどの各物体１００重量％の乾燥重量を基準として算出される。

本明細書で用いる場合、「分散バリア層」は、分散被覆によって板紙基材上に適用された層であって、例えば油脂、ガス又は液体に対するバリアをもたらす層を指す。本明細書で用いる場合、「分散被覆」は、ポリマー微粒子の水性分散体を紙又は板紙の表面に適用して固体の実質的に非多孔質の膜を乾燥後に形成する被覆技術を指す。分散被覆層は、ローラー塗布、スプレー塗装、カーテン、ブレード被覆、スロット被覆、浸漬塗装、グラビアロール被覆、ダイレクトリバースグラビア被覆、ロッド被覆、ソフトティップブレード被覆、ジェット被覆及び／又はこれらの組合せを用いて適用されうる。好ましい被覆法は、ブレード被覆及びロッド被覆である。分散コーティングはリサイクルできる。

本明細書で用いる場合、「分散被覆ポリオレフィン」は、分散被覆によって適用されたポリオレフィンを指す。

本明細書で用いる場合、「押出層」は、押出被覆によって基材上に適用された層を指す。

用語「ラテックス」は、本明細書で用いる場合、天然ポリマー、合成ポリマー、バイオマスから誘導される合成ポリマー又はこれらの組合せであってもよいポリマー粒子の水性懸濁液を指す。

吸水率は、本明細書中で表される場合、ＳＣＡＮ－Ｐ １２：６４に準拠するＣＯＢＢ ６００を用いて測定する。

水蒸気移動速度は、本明細書中で表される場合、温度２３℃及び相対湿度（ＲＨ）５０％で、Ｍｏｃｏｎ機器を使用し、ＡＳＴＭ Ｆ１２４９に従って測定する。

酸素移動速度（ＯＴＲ）は、本明細書中で表される場合、温度２３℃及び相対湿度（ＲＨ）５０％で、ＡＳＴＭ Ｄ３９８５に従って測定する。

ピンホール数は、本明細書中で表される場合、ＥＮ１３６７６：２００１に従って測定する。測定は、包装材料を着色液（例えば、エタノール中の染料Ｅ１３１ Ｂｌｕｅ）で処理することと、表面顕微鏡で検査することと、を要する。

包装材料の再パルプ化から受ける不合格品は、ＰＴＳ試験法ＲＨ０２１／９７に従って決定する。

しわができて折り目が付いた包装材料の耐脂性は、ＡＳＴＭ Ｆ１１９－８２に従って測定する。測定に先立って、材料にしわを付け（Ｍｏｒｇａｎａ Ｄｏｃｕ－Ｃｒｅａｓｅ ５２）、２．０７ｋｇのローラーで折り目を付けて、第１のバリア被覆面上で６０℃の動物油（鶏脂）に晒した。板の下に置いた２５４ｎｍの蛍光指示薬を有する薄層クロマトグラフィー用プレート上で目視的変化を示すのに要する時間（＝破過時間又は破壊時間）を記録した。耐脂性は、破過時間又は破壊時間を規定する。

本発明は、包装材料の製造方法並びに食品及び／又は液体の包装に適した包装材料を開示する。本発明の方法において、第１のバリア層及び任意選択の第２のバリア層を、板紙ウェブの第１の面に適用する。それによって形成されたバリア被覆ウェブを、第１の乾燥工程で少なくとも部分的に乾燥し、その後すぐ第２の被覆工程で、押し出された層を、部分的に乾燥したバリア被覆ウェブ上に適用する。本発明によれば、第１及び第２の被覆工程は、同じ被覆ライン中で統合して適用される。それによって形成されたバリア被覆板紙の第１の面は、好ましくは、該包装材料で製造されるパッケージの内側を形成するように適合される。したがって、押出層は、好ましくは、該包装材料で製造されるパッケージの内容物に接触するように適合される。

前記第１及び任意選択の第２のバリア層は、バリア層の乾燥重量に基づいて少なくとも５０重量％の量で、ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）、エチレンとポリビニルアルコールとの共重合体、デンプン、カルボキシメチルセルロースの群から選択される水溶性ポリマーを含む、分散バリア層又はバリア層である。第１のバリア層は、例えば、ローラー塗布、カーテン被覆、ブレード被覆、ロッド被覆又はジェット被覆を含めた任意の既知の被覆法によって適用することができる。好ましい実施形態において、第１のバリア層は、カーテン被覆、ブレード被覆及び／又はロッド被覆を用いて適用される。第１及び任意選択の第２のバリア層は、好ましくは、５ｇｓｍ以上４０ｇｓｍ以下の範囲、好ましくは１０ｇｓｍ以上３０ｇｓｍ以下又は１０ｇｓｍ以上２０ｇｓｍ以下の範囲の合計コート重量でウェブ上に適用される。

バリア被覆ウェブは、好ましくは、前記第１の乾燥工程において、少なくとも８５～９５重量％の固形分まで乾燥する。第１の乾燥工程において、バリア被覆ウェブは、好ましくは、例えば温風、ＩＲを用いた従来の乾燥技術を用いて乾燥する。実施形態において、第１の乾燥工程は、乾燥工程後にウェブが少なくとも３０℃、好ましくは少なくとも４０℃又は少なくとも５０℃又は少なくとも６０℃又は少なくとも７０℃の温度を有するようにウェブを加熱することを含む。好ましくは、ウェブは、第１の乾燥工程から第２の被覆工程まで直接走行し、したがってウェブは、第２の被覆工程に入るときに、少なくとも３０℃、好ましくは少なくとも４０℃又は少なくとも５０℃又は少なくとも６０℃又は少なくとも７０℃の温度を有する。次の押出被覆（第２の被覆工程）は、ウェブの加熱をさらに要し、それによって第１のバリア層の硬化が延長され、層の膜形成が改善される。

被覆ライン全体にわたるウェブ張力は、好ましくは０．５～２ｋＮ／ｍ、より好ましくは０．５～１．５ｋＮ／ｍの間である。ウェブ張力は、本明細書で用いる場合、ウェブの全幅にわたる張力を規定する。巻き解き点のウェブのアップワインドのウェブ張力は、好ましくは０．５～１ｋＮ／ｍの間であるが、巻き戻し点のバリア被覆板紙のリワインドのウェブ張力は、好ましくは１～１．５ｋＮ／ｍの間である。ウェブは前記アップワインド点と巻き戻し点との間でリワインドされないため、被覆ライン全体を通して実質的に一定のウェブ張力が維持される。このようにして、第１と任意選択の第２のバリア層との間のウェブの収縮及び押出層の適用は最小限に抑えられ、それによってバリア被覆板紙のバリア特性がさらに強化される。

好ましくは、押出層は、１ｇｓｍ以上１５ｇｓｍ以下の範囲、又は５ｇｓｍ以上１０ｇｓｍ以下の範囲のコート重量で適用される。押出層のポリオレフィンは、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、環状オレフィン共重合体（ＣＯＣ）、ポリメチルペンテン（ＰＭＰ）、又はこれらの混合物などの熱可塑性ポリオレフィンであってもよい。好ましい実施形態において、押出層のポリオレフィンは、ポリエチレン及びポリプロピレンの群から選択される。これらは、特に良好なバリア特性を提供し、押出被覆によって良好な適用を可能にする。

押出層は、第２の被覆工程において、押出被覆を用いて適用される。押出被覆は、ポリオレフィンなどの熱可塑性ポリマーを溶解し、平型ダイに通して冷却ロール上に押し出す、連続工程である。冷却ロールは主に、押出及び被覆作業における伝熱及び仕上げ用装置として機能する。好ましくは、特定の溶融温度で押出層の押出をさらに実行し、押出機を出るときにポリマーを有する。本方法の実施形態において、ポリオレフィン層の押出を３００℃以上３３０℃以下の範囲の温度で実行し、かつ／又はポリプロピレン層の押出を２９５℃以上３２０℃以下の範囲の温度で実行する。ＰＥをポリオレフィン層に使用する実施形態において、溶融温度は、好ましくは３１０℃以上３２５℃以下の範囲であり、冷却ロール温度は、好ましくは１０℃以上２５℃以下の範囲である。ＰＰをポリオレフィン層に使用する実施形態において、溶融温度は、好ましくは３００℃以上３１５℃以下の範囲であり、冷却ロール温度は、好ましくは１０℃以上２５℃以下の範囲である。

板紙基材は通常、押出層の接着を改善するために、押出被覆に先立ってコロナ、火災又はオゾン処理によって処理される。本発明のプロセスは、該処理を最小限にし、さらにポリオレフィン押出層の良好な接着を達成することを可能にする。このようにして、不快な匂い及び／又は味に関する問題が解消される。実施形態において、ウェブを、第２の被覆工程に先立って、いずれかのコロナ、火災又はオゾン処理に供することはない。

本方法は、屈曲の制御のために第２の面に水分を適用する工程をさらに含んでもよい。

本発明のプロセスは、押出被覆ポリオレフィンの薄層の使用を可能にし、さらには良好なバリア特性を達成する。実施形態において、ポリオレフィンを含む層は、第２の被覆工程において、１５ｇｓｍ未満、好ましくは１０ｇｓｍ未満、最も好ましくは７ｇｓｍ未満のコート重量で適用される。

実施形態において、押出層を適用する第２の工程は、本方法の唯一の押出被覆工程であり、本方法は、熱可塑性ポリマー層をウェブ上に押出被覆又は積層するさらなる工程を一切含まない。さらに好ましくは、本方法は、アルミニウム層又はアルミホイルを適用する工程を一切含まない。前記押出層は、好ましくは、形成されるパッケージの内側を形成するように適合され、したがって該形成されるパッケージの内容物に接触するように適合される。

押出バリア層の重量は、さらには板紙基材の基本重量に依存しうる。実施形態において、板紙基材は、１５０～２３０ｇｓｍの範囲の低い秤量を有していてもよく、ここで、押出層は、１．５～１１ｇｓｍ又は１．５～５ｇｓｍ、又は５～１１ｇｓｍの範囲の秤量で適用されうる。実施形態において、板紙基材は、２３０ｇｓｍ超、例えば２３０～４００ｇｓｍ又は２００～３６０ｇｓｍの範囲の秤量を有していてもよい。これらの実施形態では、押出層は、２～１５ｇｓｍ又は１０～１５ｇｓｍ又は５～１１ｇｓｍの範囲の秤量で適用されうる。

実施形態において、第２の被覆工程は、ポリオレフィンを含む第２の押出層の適用をさらに含んでもよく、したがってウェブは第１及び第２の押出層を含み、ここで、前記第２の押出層は、前記第１の押出層上に押し出される。好ましくは、第１及び第２の押出層は、第１の押出層及び第２の押出層の合計が１５ｇｓｍ未満、好ましくは１０ｇｓｍ未満又は７ｇｓｍ未満になるようなコート重量で、第１の面に適用される。これらの実施形態では、前記第１の押出層及び前記第２の押出層の適用は、好ましくは、包装材料の押出被覆又は積層された熱可塑性ポリマー層の適用のみを構成し、本方法は、任意のさらなる押出被覆又は積層された熱可塑性ポリマー層の適用を含まない。さらに好ましくは、本方法は、包装材料へのアルミニウム層又はアルミホイルの適用を含まない。実施形態において、前記第１及び第２の押出層は、共押出法を用いて板紙基材に適用してもよい。前記第２の押出層は、好ましくは、形成されるパッケージの内側を形成するように適合され、したがって、該形成されるパッケージの内容物に接触するように適合される。

実施形態において、第１及び任意選択の第２のバリア層は、ラテックス及び任意選択の顔料及び／又はポリオレフィンを含む分散バリア層である。好ましくは、第１及び任意選択の第２のバリア層は、ラテックス及び／又はポリオレフィンを、層の全固形分に基づいて計算した場合に少なくとも３０重量％、例えば３０重量％以上１００重量％以下の範囲又は３０重量％以上７０重量％以下の範囲の量で含む。ラテックスは、スチレン－ブタジエンラテックス、スチレン－アクリレートラテックス、アクリレートラテックス、酢酸ビニルラテックス、アクリレートラテックス、酢酸ビニルラテックス、酢酸ビニル－アクリレートラテックス、スチレン－ブタジエン－アクリロニトリルラテックス、スチレン－アクリレート－アクリロニトリルラテックス、スチレン－ブタジエン－アクリレート－アクリロニトリルラテックス、スチレン－無水マレイン酸ラテックス、スチレン－アクリレート－無水マレイン酸ラテックス、又はこれらのラテックスの混合物を含む群から選択されうる。ラテックスは、好ましくはスチレン－ブタジエン（ＳＢ）ラテックス又はスチレン－アクリレート（ＳＡ）ラテックス、アクリレートラテックス、酢酸ビニルラテックス、もしくは酢酸ビニル－アクリレートラテックス、又はこれらのラテックスの混合物である。ラテックスは、バイオをベースとしたものであってもよく、すなわちバイオマスに由来するもの、例えばバイオベースのスチレン－アクリレート又はスチレン－ブタジエンラテックスであってもよい。バイオラテックスは、同様の性能をもたらすことができ、かつ改善された二酸化炭素排出量をもたらす。

第１及び／又は第２のバリア層は、顔料をさらに含んでもよく、該顔料は、粘土（好ましくはカオリン粘土）、炭酸カルシウム及び／又はタルクの群から選択される。

ラテックス及び顔料に加えて、バリア層（複数可）は、少量の添加剤、例えば、前記分散被覆層の乾燥重量に基づいて計算した場合、０．１～５重量％又は０．１～１又は１～５重量％の添加剤をさらに含んでもよい。添加剤は、増粘剤、消泡剤又は泡止め剤、分散剤、追加の顔料、架橋剤、滑剤、充填剤、剥離剤、防腐剤及びブロッキング防止剤を含んでもよい。

本発明の一実施形態によれば、少なくとも１つのバリア層は架橋剤を含む。架橋剤は、本明細書中で用いられる場合、カルボキシル基及び／又はヒドロキシル基と反応する薬剤を規定することを意味する。架橋剤は、好ましくは、炭酸ジルコニウムアルミニウム（ＡＺＣ）、炭酸ジルコニウムカリウム、酢酸ジルコニウムカリウム（メチル化）メラミンホルムアルデヒド樹脂又は（メチル化）尿素ホルムアルデヒド樹脂、グリオキサール、イミダゾリン誘導体、ジアルデヒド多糖類、クエン酸及びこれらの組合せの群から選択される。架橋剤は、好ましくは、前記分散被覆層の乾燥重量に基づいて計算した場合、０．１～５重量％又は１～２重量％の量で添加される。架橋剤は、例えば、より高い密度かつ低い空隙率の被覆層を実現することによってバリア特性をさらに改善する。加えて、表面の滑らかさが改善される。好ましい一実施形態において、架橋剤は、ジアルデヒド多糖類、例えばジアルデヒドセルロース（ＤＡＣ）及びジアルデヒドデンプンの群から選択される。

実施形態において、バリア層は、バリア層の乾燥重量に基づいて少なくとも５０重量％の量で、ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）、エチレンとポリビニルアルコールとの共重合体、デンプン、カルボキシメチルセルロースの群から選択される水溶性ポリマーを含む。

実施形態において、バリア層は、バリア層の乾燥重量に基づいて５０重量％以上１００重量％以下の範囲、好ましくは７０重量％以上９５重量％以下の範囲、より好ましくは８０重量％以上９０重量％以下の範囲の量の水溶性ポリマーを含む。

実施形態において、バリア層の水溶性ポリマーは、ＰＶＯＨ又はエチレンとＰＶＯＨとの共重合体である。エチレンとＰＶＯＨとの共重合体が好ましいことがあり、これは、より良好な耐湿性をもたらす。水溶性ポリマーがＰＶＯＨ又はエチレンとＰＶＯＨとの共重合体である実施形態において、層（複数可）の秤量は、好ましくは４ｇ／ｍ^２以上６ｇ／ｍ^２以下の範囲である。

さらなる実施形態において、バリア層の水溶性ポリマーはデンプンである。デンプンは、好ましくは９９％超のアミロペクチンを含むアミロペクチン富化デンプンであることが好ましい。これは、改善された膜形成をもたらす。水溶性ポリマーがデンプンである実施形態において、秤量は、好ましくは５ｇ／ｍ^２以上１０ｇ／ｍ^２以下の範囲である。

さらなる実施形態において、バリア層の水溶性ポリマーはカルボキシメチルセルロースである。水溶性ポリマーがＣＭＣである実施形態において、層の秤量は４ｇ／ｍ^２以上６ｇ／ｍ^２以下の範囲である。

さらなる実施形態において、第１及び任意選択の第２のバリア層（複数可）は、顔料、例えば粘土、炭酸カルシウム、タルク及び／又はナノ顔料の群から選択される顔料をさらに含む。好ましくは、粘土はカオリン粘土である。ナノ顔料という用語は、ナノスケールの粉末を指す。顔料は、バリア特性をさらに改善することができる。バリア層は、バリア層の乾燥重量に基づいて５０重量％未満の量の顔料を含んでもよい。

ナノ顔料は、本明細書中で用いられる場合、９０重量％の顔料が１００ｎｍ未満の顔料の平均粒径ｄ_５０を有する顔料を規定することを意味する。ｄ_５０は、粒度分布の５パーセンタイルの中央粒径値として定義され、分布中の５０％の粒子がｄ_５０粒径値より大きく、分布中の他の５０％の粒子はｄ_５０値より小さい。平均粒径は、粒径を推測するための光散乱法、例えば動的光散乱によって推定することができる。

実施形態において、バリア層は、１００重量％のバリア層の全乾燥重量に基づいて、少なくとも５０重量％、８０重量％又は９０重量％の、ＰＶＯＨ、エチレンとＰＶＯＨとの共重合体、デンプン及び／又はＣＭＣの群から選択される水溶性ポリマー、０重量％以上５０重量％以下の、マレイン酸共重合体及び／又はアクリル酸共重合体の群から選択される添加剤、及び０重量％以上１０重量％以下の、消泡剤又はレオロジー調整剤などの第２の添加剤を含んでもよい。

本発明の方法の第１の被覆工程は、第２のバリア層を第１のバリア層の上に適用することをさらに含んでもよく、前記第２のバリア層は、ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）、エチレンとポリビニルアルコールとの共重合体、デンプン、ヒドロキシプロピル化デンプンカルボキシメチルセルロースの群から選択される水溶性ポリマーを、バリア層の乾燥重量に基づいて少なくとも５０重量％の量で含む分散バリア層又はバリア層である。前記第２のバリア層は、第１のバリア層と同じ組成であっても、異なる組成であってもよい。前記実施形態において、本方法は、好ましくは、第２の分散バリア層の適用に先立って第１の分散バリア層を乾燥してバリア被覆ウェブを形成する中間の乾燥工程を含む。

一実施形態において、本方法は、第１のバリア層を適用することを要し、第１のバリア層は、３０重量％以上７０重量％以下の範囲の量の顔料を含む。バリア層の適用は、第１の層、続けて追加のバリア層の中の顔料を含み、乾燥工程からの熱が板紙ウェブへ移るのを減らすことに貢献する。このようにして、コーティングはまた、第２の被覆工程全体を通して高温を維持し、膜形成を強化する。

実施形態において、本方法は、第３の被覆工程で、少なくとも１つの第３のバリア層及び任意選択の第４のバリア層を第２の面に適用し、ここで、前記第３及び任意選択の第４のバリア層は、第２のバリア被覆ウェブを形成するバリア層の乾燥重量に基づいて少なくとも５０重量％の量の、ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）、エチレンとポリビニルアルコールとの共重合体、デンプン、カルボキシメチルセルロースの群から選択される水溶性ポリマーを含む分散バリア層又はバリア層であることと、第２の乾燥工程で、前記形成された第２のバリア被覆ウェブを乾燥することとをさらに含んでもよい。これらの実施形態において、前記第１、第２及び第３の被覆工程は、同じ被覆ライン中で統合して適用される。

これらの第３及び任意選択の第４のバリア層は、第１及び任意選択の第２のバリア層と同じ組成を有していてもよく、したがって、ラテックスもしくはポリオレフィン及び任意選択の顔料、例えばラテックス及び顔料もしくはポリオレフィン及び顔料、又は上述の群から選択される水溶性ポリマーも含みうる。前記第３及び任意選択の第４のバリア層は、第２の面上のバリア層のみを構成しうる。前記第２の面は、この実施形態では、印刷面を形成することができ、該実施形態において、前記バリア層（複数可）は、特に結露から生じる水分に対するバリアを形成する。

実施形態において、本方法は、第４の被覆工程で、押出被覆によって、ポリオレフィンを含む第３の押出層を前記第２の部分的に乾燥したバリア被覆ウェブ上に適用する工程をさらに含んでもよく、ここで、前記第１、第２、第３及び第４の被覆工程は、同じ被覆ライン中で統合して適用される。好ましくは、ポリオレフィンを含む第３の押出層は、第４の被覆工程で、１５ｇｓｍ未満、好ましくは１０ｇｓｍ未満、最も好ましくは７ｇｓｍ未満のコート重量で適用される。第４の被覆工程は、例えば共押出法によって、ポリマーを含む第４の押出層を第３の押出層に適用することをさらに含んでもよい。好ましい一実施形態において、第１、任意選択の第２、第３及び任意選択の第４の押出層は、１５ｇｓｍ未満の全コート重量で適用される。したがって、本方法は、好ましくは、１５ｇｓｍ未満の全コート重量で、押出ポリオレフィン層をウェブ上に押し出すことを要する。したがって、本方法は、好ましくは、さらなる熱可塑性ポリマー層の積層又はアルミニウム層もしくはアルミホイルの適用の工程を一切含まない。

本発明は、本明細書で開示する方法に従って製造される包装材料をさらに開示する。本発明の方法に従って製造される包装材料は、該少量の押出プラスチック層を含むが、優れたバリア特性を示す。本発明の包装材料は、ＳＣＡＮ－Ｐ １２：６４に準拠するＣＯＢＢ ６００を用いて測定した場合に１５ｇ／ｍ^２未満、好ましくは１３ｇ／ｍ^２未満、最も好ましくは１０ｇ／ｍ^２未満の吸水率及び／又はＡＳＴＭ Ｆ１２４９を用いて測定した場合に１５ｇ／ｍ^２／２４時間未満、好ましくは１０又は５ｇ／ｍ^２／２４時間未満の水蒸気移動速度（ＷＶＴＲ）を示し得る。さらには、ＡＳＴＭ Ｄ３９８５（２３℃、相対湿度（ＲＨ）５０％）に従って測定した場合に５０ｃｃ／ｍ^２＊日＊ａｔｍ未満、好ましくは２０ｃｃ／ｍ^２未満、又はさらには１０ｃｃ／ｍ^２未満の酸素移動速度（ＯＴＲ）を示しうる。本発明は、意外なことに、低重量の押出被覆層でもピンホールが減少又は回避されうることをさらに示した。包装材料は、標準ＥＮ１３６７６：２００１に従って測定した場合に１０未満のピンホール／ｍ^２、好ましくは０ピンホール／ｍ^２をさらに含んでもよい。

本発明の包装材料は、さらに容易に再パルプ化できる。包装材料の再パルプ化から受ける不合格品（ＰＴＳ試験法ＲＨ０２１／９７に従って決定される）は、１００重量％の包装材料の乾燥重量に基づいて、好ましくは２０重量％未満、好ましくは１５重量％未満、より好ましくは１０重量％未満である。

本発明の包装材料は、折り畳んで折り目がついたときも優れたバリア特性を示すことをさらに示した。しわができて折り目が付いた包装材料の耐油脂性は、好ましくは、ＡＳＴＭ Ｆ１１９－８２（６０℃、０％ＲＨ）に従って、少なくとも２０時間、好ましくは少なくとも２５時間である。

本発明の包装材料から製造されたパッケージは、食品及び／又は液体の包装に特に適している。さらには、レトルト可能であってもよい。

本発明のさらなる特徴は、実施例及び図面から明らかになるであろう。

図１に示す実施形態において、第１の面（３）及び第２の面（４）を有するウェブ（２）は、巻き解き点（５）で第１のロール（１）からリワインドされる。その後、ウェブは、例えばロッド又はブレード被覆によって第１のバリア層がウェブの第１の面（３）上に被覆される第１の被覆工程（６）へ導かれ、バリア被覆ウェブ（７）が形成される。第１の被覆工程（６）は、実施形態において、第２のバリア層などのさらなるバリア層の適用をさらに含むことができる。そのような実施形態において、被覆工程（６）は、中間乾燥工程を含み、バリア層の適用の間にウェブを乾燥する。第１の被覆工程（６）の後、バリア被覆ウェブ（７）を、第１の乾燥工程（８）で、好ましくは約３０～７０℃のウェブ温度まで、好ましくは約５０～７０℃のウェブ温度まで乾燥する。第１の乾燥工程（８）の後、部分的に乾燥したバリア被覆ウェブ（７）を直接、第２の被覆工程（９）へ導き、該工程において、押出被覆によって押出層がバリア被覆ウェブ（７）上に適用される。ウェブは、第２の被覆工程（９）に入るときに約４０℃又は約５０℃の温度を有しうる。本方法は、押出被覆の後、巻き戻し点（１２）で、ウェブが第２のロール（１１）上にリワインドされる前に、さらなる乾燥工程（図示せず）を含んでもよい。

図２に示す実施形態において、第１の被覆工程（６）で、まずウェブ（２）が、少なくとも第１のバリア層と共に第１の面（３）上に被覆され、すぐに第１の乾燥工程（８）で、形成されたバリア被覆ウェブ（７）を乾燥する。その後、バリア層が、第３の被覆工程（１３）において、ウェブの第２の面（４）上に適用される。それによって形成された第２のバリア被覆ウェブ（１４）は、第２の乾燥工程（１５）で乾燥する。その後、部分的に乾燥した第２のバリア被覆ウェブ（１４）を、第２の被覆工程（９）において、第１の面（２）上に押出層と共に適用され、次いで第４の被覆工程（１６）において、第２の面（４）上に押出層と共に適用される。それによって毛性されたバリア被覆板紙を、巻き戻し点（１２）の第２のロール（１１）上にリワインドされる前に、さらに乾燥してもよい。

図３に示す包装材料は、繊維系基材（１７）を含む。繊維系基材は、第１及び第２の面を有し、第１の面上で、板紙基材は第１のバリア層（１８）で被覆され、液体、水分、油脂及び／又はガスに対するバリアが設けられる。ポリエチレン又はポリプロピレンなどのポリオレフィンの押出層（１９）は、第１のバリア層（１８）上に押出被覆される。押出層（１９）は、この実施形態において、包装材料から形成されるパッケージの内容物に接触することになる。板紙基材（１）の第２の面は、別の（第３の）バリア層（２０）で被覆され、バリア層（２０）は、包装材料の印刷面を形成する。この実施形態において、押出層（１９）のコート重量は、好ましくは１５ｇｓｍ未満、好ましくは１０ｇｓｍ未満又は７ｇｓｍ未満である。

図４に示す包装材料は、繊維系基材（１７）を含む。繊維系基材は、第１及び第２の面を有し、第１の面上で、繊維系基材は第１及び第２のバリア層（１８、１８’）で被覆される。第１及び第２のポリオレフィン押出層（１９、１９’）は、第２のバリア層（１８’）上に被覆される。第２の押出層（１９’）は、包装材料から形成されるパッケージの内容物に接触することになる。繊維系基材（１７）の第２の面は、第３のバリア層（２０）で被覆される。この実施形態において、第１及び第２のポリオレフィン押出層（１９、１９’）のコート重量の合計は、好ましくは１５ｇｓｍ未満、又は１０ｇｓｍ未満又は７ｇｓｍ未満である。

図５に示す包装材料は、第１及び第２の面を有する繊維系基材（１７）を含み、この繊維系基材は、第１のバリア層（１８）及びポリオレフィンを含む第１の押出層（１９）でその第１の面が被覆され、第３のバリア層（２０）及び第３のポリオレフィン押出層（２１）でその第２の面が被覆されている。この実施形態では、第１及び第３のポリオレフィン押出層（１９、２１）のコート重量の合計は、好ましくは１５ｇｓｍ未満、又は１０ｇｓｍ未満又は７ｇｓｍ未満である。

Claims (19)

1. 包装材料の製造方法であって、
   － 第１の面（３）及び第２の面（４）を有する板紙ウェブ（２）のロール（１）を提供する工程と、
   － 巻き解き点（５）で、前記ウェブ（２）を第１のロール（１）から巻き解く工程と、
   － 第１の被覆工程（６）において、少なくとも１つの第１のバリア層及び任意選択の第２のバリア層を第１の面（３）に適用する工程であり、前記第１及び任意選択の第２のバリア層が、バリア層の乾燥重量に基づいて少なくとも５０重量％の量でポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）、エチレンとポリビニルアルコールとの共重合体、デンプン、カルボキシメチルセルロースの群から選択される水溶性ポリマーを含む分散バリア層又はバリア層であり、前記板紙ウェブ（２）及び前記バリア層がバリア被覆ウェブ（７）を形成する、工程と、
   － 第１の乾燥工程（８）において、前記バリア被覆ウェブ（７）を乾燥する工程と、
   － 第２の被覆工程（９）において、押出被覆によって、前記乾燥したバリア被覆ウェブの第１の面上にポリオレフィンを含む押出層を適用し、バリア被覆板紙（１０）を形成する工程と、
   － 巻き戻し点（１２）で、前記バリア被覆板紙（１０）を第２のロール（１１）上に巻き戻す工程と
   を含み、
   前記第１及び第２の被覆工程（６、９）が、同じ被覆ライン中で統合して適用される、
   方法。
2. 第１の乾燥工程（８）が、乾燥工程（８）後にウェブが少なくとも３０℃、好ましくは少なくとも５０℃又は少なくとも６０℃又は少なくとも７０℃の温度を有するように、ウェブを加熱することを含む、請求項１に記載の方法。
3. 被覆ライン全体を通してのウェブの張力が、０．５～２ｋＮ／ｍの間、好ましくは０．５～１．５ｋＮ／ｍの間である、請求項１又は２に記載の方法。
4. 第２の被覆工程に先立って、ウェブをコロナ、火災又はオゾン処理に供しない、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
5. ポリオレフィンを含む層が、第２の被覆工程（９）において、１５ｇｓｍ未満、好ましくは１０ｇｓｍ未満、最も好ましくは７ｇｓｍ未満のコート重量で適用される、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記押出層が、第１の押出層を形成し、第２の被覆工程（９）が、押出被覆によって、ポリオレフィンを含む第２の押出層を第１の押出層上に適用することをさらに含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
7. 第１のバリア層が分散バリア層であり、前記分散バリア層がラテックス及び任意選択の顔料及び／又はポリオレフィンを含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
8. 第１のバリア層が、ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）、エチレンとポリビニルアルコールとの共重合体、デンプン、カルボキシメチルセルロースの群から選択される水溶性ポリマーを、バリア層の乾燥重量に基づいて少なくとも５０重量％の量で含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
9. 第１の被覆工程（６）が、第２のバリア層を第１のバリア層上に適用することを含み、前記第２のバリア層が、ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）、エチレンとポリビニルアルコールとの共重合体、デンプン、カルボキシメチルセルロースの群から選択される水溶性ポリマーを、バリア層の乾燥重量に基づいて少なくとも５０重量％の量で含む分散バリア層又はバリア層である、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
10. 第１のバリア層が、≧３０重量％～≦７０重量％の範囲の量の顔料を含む、請求項９に記載の方法。
11. － 第３の被覆工程（１３）において、少なくとも１つの第３のバリア層及び任意選択の第４のバリア層を第２の面（４）に適用する工程であり、前記第３及び任意選択の第４のバリア層が、第２のバリア被覆ウェブ（１４）を形成するバリア層の乾燥重量に基づいて少なくとも５０重量％の量の、ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）、エチレンとポリビニルアルコールとの共重合体、デンプン、カルボキシメチルセルロースの群から選択される水溶性ポリマーを含む分散バリア層又はバリア層である、工程と、
    － 第２の乾燥工程（１５）において、前記形成された第２のバリア被覆ウェブ（１４）を乾燥する工程と
    をさらに含み、
    前記第１、第２及び第３の被覆工程（６、９、１３）が、同じ被覆ライン中で統合して適用される、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 第４の被覆工程（１６）において、押出被覆によって、ポリオレフィンを含む第３の押出層を、前記部分的に乾燥した第２のバリア被覆ウェブ（１４）の第２の面上に適用する工程をさらに含み、前記第１、第２、第３及び第４の被覆工程（６、９、１３、１６）が、同じ被覆ライン中で統合して適用される、請求項１１に記載の方法。
13. ポリオレフィンを含む押出層を、１５ｇｓｍ未満の全コート重量でウェブ上に適用することを含む、請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法。
14. 請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法に従って製造されるヒートシール性包装材料。
15. ＳＣＡＮ－Ｐ １２：６４に準拠するＣＯＢＢ ６００を用いて測定した場合に１５ｇ／ｍ^２未満の吸水率及び／又はＡＳＴＭ Ｆ１２４９を用いて測定した場合に１５ｇ／ｍ^２／２４時間未満の水蒸気移動速度（ＷＶＴＲ）を示す、請求項１４に記載のヒートシール性包装材料。
16. ＡＳＴＭ Ｄ３９８５（２３℃、相対湿度（ＲＨ）５０％）に従って測定した場合に５０ｃｃ／ｍ^２＊日＊ａｔｍ未満の酸素移動速度（ＯＴＲ）を示す、請求項１４又は１５に記載の包装材料。
17. 規格ＥＮ１３６７６：２００１に従って測定した場合に１０ピンホール／ｍ^２未満を含む、請求項１４から１６のいずれか一項に記載の包装材料。
18. 包装材料の再パルプ化から受ける不合格（ＰＴＳ試験法ＲＨ０２１／９７に従って決定される）が、１００重量％の包装材料の乾燥重量に基づいて２０重量％未満である、請求項１４から１７のいずれか一項に記載の包装材料。
19. 折り畳まれて折り目がついた材料の耐油脂性が、ＡＳＴＭ Ｆ１１９－８２（６０℃）に従って少なくとも２０時間である、請求項１４から１８のいずれか一項に記載の包装材料。

Images