JP2583047C - - Google Patents

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JP2583047C
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polyethylene polymer
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インターナシヨナル ペーパー コンパニー
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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、柑橘類ジュースやその他の液体のための改良された容器に関する。
この容器は、精油を封じ込め、ビタミンCの損失を防止するためのペーパーボー
ド障壁積層体を利用する。さらに、その積層体の製造方法を明らかにする。その
積層体は、該積層体の障壁特性を強化するため熱封緘可能なエチレンビニルアル
コールコポリマーの層を使用している。 [発明の背景] 本発明は、ペーパーボード(板紙)のカートン(箱,容器)内に精油(essenti
aloils)を封じ込め、またビタミンCの損失を防ぐための熱封緘(ヒートシール
)が可能な障壁積層体に関し、さらにその製造方法に関する。その上特に、本発
明は改良された熱封緘可能な素材接触品を含む障壁積層体に関し、その素材接触
品は柑橘類その他のジュースの風味(フレーバー)または香りの成分を吸収した
り透過することのないものである。 熱封緘可能な低密度ポリエチレンは、現在のペーパーボード製の柑橘類ジュー
スのカートンの構成要素として周知である。このようなカートンは、障壁をほと
んど有さず、柑橘類ジュースに欠くことのできない風味/芳香油を吸収しおよび
/または透過してしまう。さらに、d−リモネンその他のような非極性な柑橘類
ジュース風味油を種々の度合で吸収および/または透過する障壁を供給する、ア
ルミホイルのような不透過性の物質、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート
、ポリビニリデン塩化物、ポリビニル塩化物等のような極性物質、および高密度
ポリエチレン、ポリプロピレンのような高クリスタリン非極性物質が周知である
。しかしながら、これらの物質は低密度ポリエチレンに代わることはできない。
なぜならこれらは、実用的な温度の範囲を超えて必要な熱封緘性、食品に直接接
触するため必要な食品医薬品局(FDA)の許可、および折り目付けおよび/ま
たは型打ち抜き転換工程の間の応力割れ強さと切断性に欠けていたからてある。
これら不透過性の物質では不十分であったため、従来は、熱封緘が可能となる構
成要素として低密度ポリエチレンにこれらの風味油に抵抗性のある物質を組み合
わせて用いることに関し、努力がなされてきた。 ジュースや同様の製品のためのペーパーボードカートンのため現に商用されて
いる構造としては、低密度ポリエチレン(LDPE)の2つの層の間に挟まれた
ペーパーボードよりなる簡易に熱封緘が可能な障壁積層体が利用されてきた。こ
のLDPEは安価で熱封緘可能な水分障壁である。その一般的な構造が弱まると
、熱封緘が完全に衰えまた層が応力亀裂するため、LDPE層は短期間の後ジュ
ースの精油を吸収し、そして精油がペーパーボード内にさらに周囲に移動するこ
とを許す。加えて、その一般的な構造は、ジュースのビタミンCを大量に失わさ
せる酸素に対し、大部分は障壁抵抗がない。 他の一般的な構造として、上記で示した構造に2つの付加的な層、すなわちホ
イル層と付加LDPE層を加えたものがある。高価なホイル層は酸素の流れに対
する障壁抵抗を増加させ、また付加LDPEは積層体の熱封緘性を最大にする。
改良された一般的構造は、その内側の接触層が未だLDPEであるため、精油や
芳香の吸収に関し乏しい障壁特性しかもたない。 本発明の目的は、柑橘類その他のジュースの風味/芳香成分を吸収せず透過も しない、ジュースを包装する改良された、表から裏へ横の閉じ目で熱封緘可能な
積層体を製造することにある。 [発明の概要] 本発明の実施例は、カートンの貯蔵期間(6週間)を超えて、さらにその上6
週間を遥かに超えた後もビタミンCの損失に対する確固とした障壁となり、また
風味精油の損失に対する完全な障壁となる、熱封緘可能な障壁積層体を明らかに
する。本実施例は、外部の表面から精油および/または風味と接触する内側の面
までを含み、この外部の層は低密度ポリエチレンおよびペーパーボードの基体を
含み、ジュースと接触し積層体を熱封緘可能たらしめる内部の層は低密度ポリエ
チレンおよびその低密度ポリエチレンの内側層の上に塗布されたエチレンビニル
アルコールコポリマー(EVOH)を含む。 本発明の積層体で構成されるカートンは、中に入れた柑橘類ジュースの大切な
風味油の保存、およびビタミンCの損失を有意的に防ぐことをも可能とする。そ
の結果、それの貯蔵期間が有意的に延長され、高価なアルミニウムホイルの障壁
の代替となる。 上記のEVOHは製品名エバルEP(Eval EP)樹脂として販売され、アメ
リカのエバル(Eval)カンパニーから入手できる。 本発明は、表から裏までを無極性成分(LDPE)および極性成分(EVOH
)でなした外側および内側の層において熱封緘されることができる積層体を利用
して、卓越した障壁の特性を有する適切な容器を作り出した。一般的な理論は、
積層体はその周端部で無極性な構成部分をもつことなしに、実用的な温度で一般
的な装置により熱封緘されることができないとしていた。液体ジュースの構成要
素は極性EVOH物質には不溶性であり接触層としてのLDPEに発生するよう
な風味油の吸収や、その結果の膨張、応力亀裂、および柔軟となること、熱封緘
の低下は防止される。 本発明の上記積層体は、ジュースの貯蔵期間を延長する有意的な障壁特性を呈
するのみならず、この積層体は一般的な押出し装置を用いて作られる。 まず、ペーパーボードはその両面が火炎処理される。そして溶解したLDPE
の層が押出し塗布によりペーパーボードの基体の上におかれる。その後、LDP
Eの 新たに形成された層は、プロセス中で後に行なわれる熱封緘に備えて、コロナ放
電処理または火炎処理される。 第2に、そのウエブ(web)を裏返し、LDPEの層をペーパーボードの基体
が露出されているもう一方の側に押出し塗布する。この層も次のEVOH層の付
着を容易にするためコロナ放電処理または火炎処理される。 第3に、EVOHの溶解した層は内側のLDPEの層の上に押出し塗布される
。これで、完成した積層体は、通常の温度(250°F〜500°F)で表から裏へ(
LDPEからEVOHへ)熱封緘されることができる。 それから新しく形成された積層体は移送のため切れ目がつけられ、半加工品(b
lanks)に切断され、折り込まれ、横の閉じ目で熱封緘される。 移送の後、用意された半加工品はEx−Cell−O製のPurePak(登録商標)
マシンのような一般的な装置にのせられる。その半加工品は、PurePak(登録
商標)マシンにて底面が熱封緘されて充填され、また上面が熱封緘されて、充填
されたカートンが完成する。 本発明によって製造された障壁積層体は、卓越した障壁特性を呈し、また簡単
に構成することができるのみならず、食物の包装に関してFDAの使用承認に適
合する。アメリカのエバルカンパニーのエバルEPは、直接食物と接触するため
FDAの承認を受けており、本発明の上記EVOHである。低温度(250°F〜5
00°F)で熱封緘し、通常の機械で切断できる他のEVOHは、接触する障壁と
して使用することもできた。 このように、本発明の出現までは、柑橘類ジュースを入れる適正な容器、すな
わちベースの物質としてペーパーボードを使用する利点を持ち、経済的で通常の
押出し塗布装置を用いて形成できるFDA承認された熱封緘障壁積層体は開発さ
れていなかった。 ここで述べた本発明は、特に柑橘類ジュースや他の液体の容器の製造に使用さ
れるペーパーボードの積層体として有用である。そのような容器は閉じ合せや密
封のために熱封緘を利用し、折重ねた箱、正方形や長方形の容器やカートン、ま
たは円筒形のチューブのようにもされる。 [実施例] ジュースや同様の物のためのペーパーボードカートンの現に商用されている構
造は、低密度ポリエチレン(LDPE)の2つの層2,6の間に挟まれたペーパー
ボード4(第1図)から構成される簡易に熱封緘される障壁積層体を利用してい
た。このLDPEは、精油(風味)と芳香の損失を防ぐ水分障壁として限られた
程度にだけ働く安価な熱封緘可能な物質である。一般的な積層体の構造が有する
問題は、ジュースの精油(すなわちDリモネン)が、熱封緘の衰え、応力亀裂、
およびジュースから精油が奪われると同時に膨張することによって、短時間の後
に、LDPE層に吸収されているということであった。加えて、一般的な構造(
第1図)は、実質的に酸素に対し障壁抵抗がなく、ジュースのビタミンCを比較
的短時間の後、多量に失わせる。例を挙げれば、一般的なペーパーボードの1/2
ガロンジュースカートンは、6週の貯蔵期間でその精油(D−リモネン)の含有
量の60.5%を失い、そのビタミンCの含有量の84.5%を失うであろう(第1表参
照)。 ある一般的な現用しているペーパーボードカートン(第2図)は、酸素の透過
およびビタミンCの結果としての損失に対し、より大きな障壁抵抗を加えるため
、第1図に示された層に加えて2つの付加層を利用している。アルミニウムホイ
ル14は、酸素流に対する障壁抵抗を増加させるため積層体構造に加えられた。L
DPEの付加層16は、積層体を外側のLDPE層8とともに表から裏へと熱封緘
されるのを許すのに必要である。障壁積層体の構造(第2図)は、熱封緘可能な
接触層が未だ低密度ポリエチレンであるため、精油と芳香の吸収に関し乏しい障
壁特性をもつ。第2図の障壁積層体を構成するジュースカートンの貯蔵期間では
、未だ35.5%の精油(D−リモネン)の損失率を示し、同時にビタミンCの損失
率に関しては、その障壁特性が大きく改良して、24%(第1表参照)を示す。ホ
イル層の付加は、積層体が卓越したO2障壁特性を示すのを許す。しかし、ホイ
ル層の使用は非常に有益であるけれども、増加した費用はホイルの使用を経済的
には望ましくないものとする。 第3図および第4図は、米国特許4,513,036に記載された障壁積層体の構造を
示す。第3図は、 LDPE18 − ペーパーボード20 − 高密度ポリエチレン(HDPE)22 − LDPE24 のサンドイッチ状のものを含む障壁積層体を示す。開示された積層体は、その6
週の貯蔵期間の間、精油の大きな損失すなわち60.5%の損失を示し、同時に6週
間で87%のビタミンCの大きな損失をも示す(第1表参照)。この障壁特性の悪
さが、第3図の積層体の経済性と製造の容易性を上回っている。 第4図は、米国特許4,513,036の実施例に開示されており、すなわち、 LDPE26 − ペーパーボード28 − ポリプロピレン30 − LDPE32 を含む障壁積層体である。付加ポリプロピレン層30は比較的低い付加コストで障
壁特性を増強する。障壁特性は、未だ酸素の透過およびそのビタミンCの損失に
対する抵抗が非常に不十分であって、すなわち6週後には71%となる。ポリプロ
ピレン積層体構造は、6週後その精油(D−リモネン)の39.5%を失う。 上記に引用した特許で開示された2つの例は、ジュースの風味/芳香やビタミ
ンCの含有量を十分に保存しない。現に商用されている構成の構造は、カートン
の半加工品を形成し、およびカートンをジュースや同様のもので満たすとともに
、閉じ目および蓋を熱封緘するための必要性に支払われるべき同様の問題にすべ
て直面していた。積層体の表から裏へ熱封緘を行なうということは、結果として
必然的に外側のLDPE層および内側のLDPE層を使用するということである
。これら2つの無極性組成物は互いに卓越した熱封緘特性を示す。 第5図を参照して、本発明の積層体の実施例は、最も適切なハイグレードペー
パーボード台紙、例えば282 lbミルクカートンボード、であるペーパーボードの
基体36を含むものとして示される。このペーパボードの両サイドには、一連に対
し約5から約40ポンドの塗布重量範囲で低密度ポリエチレン(LDPE)層34,3
8を塗布する。どのような商用の標準LDPEの押出し塗布も、ここで使用する
ためには適正である。積層体の裏または内側部分に、すなわちLDPE層38上に
、EVOHの層40が塗布される。熱封緘可能な層であるEVOHはアメリカのエ
バルカンパニー のエバルEP樹脂よりなる。 さて、第8図を参照して、ブロックダイアグラムにより、第5図の熱封緘可能
な障壁積層体の形成方法を示す。 その積層体は簡単に製造されることができる。ステップAで、ペーパーボード
は両面が火炎処理される。ステップBで、LDPEの溶解した層34はペーパーボ
ードの基体36の上に押出し塗布される。ステップCでLDPE層34は次の熱封緘
ステップDの準備でコロナ放電または火炎処理される。ステップDでそのウエブ
はステップEを容易にするため裏返される。ステップEでは、ペーパーボードの
基体36の上に溶解LDPE層38が押出し塗布される。ステップFで、LDPE層
38は次のEVOH層の付着を容易とするためコロナ放電処理される。最後に、ス
テップGでEVOH層40がLDPE層38の上に押出し塗布され、サンドイッチ構
造が完成する。 さて第6図を参照して、本発明の積層体の他の実施例を明らかにする。この実
施例では、風味油を完全に封じ込めるのみならずビタミンCの有意的な封じ込め
をもなすことができる付加障壁層を付加する。この実施例において、ペーパーボ
ードの基体44の外側表面には、その熱封緘可能なLDPE42の層が押出し塗布さ
れる。ペーパーボードの基体44の内側表面にはLDPE46の塗布がなされる。L
DPEのウエブ46にのせるのは酸素障壁物質の層48である。その酸素障壁物は、
次のようないかなる物とすることもできる。ホイル(金属箔)、ポリアクリロニト
リルまたはそのコポリマー、ポリエチレンテレフタレートまたはそのコポリマー
、ポリビニリデン塩化物またはそのコポリマー、ポリアミドまたはそのコポリマ
ー、ポリビニルアルコールまたはそのコポリマー、ポリビニル塩化物またはその
コポリマーまたはEVOHの付加層、この障壁物にのせるのは、構成された容器
の内表面をそれが最後に形成することとなるであろうところの熱封緘可能なEV
OHの層50である。 付加障壁層48の、LDPE層46およびEVOH層50への付着を強化するため、
付加結合層47,49がその間に挟まれている。デュポン(Dupont)のCXAシリー
ズや最近では古くなったがノルケム(Norchem)のPlexars(登録商標)のよう
な押出し形成や共押出し形成が可能な付着物を選択するのが望ましい。第6図で
酸素 障壁48および熱封緘層50の両者にエチレンビニルアルコール(EVOH)を使う
場合は、結合層47は、先に火炎またはコロナ処理されたLDPE層46の上にEV
OH48/結合層49/EVOH50を複合押出しで共押出し塗布することにより、省
略することができる。 第7図に、第5図のものと同様の例を示す。熱封緘可能な外側のLDPE層34
の代わりにEVOHとLDPEの混合層52がおかれている。その混合は、5%か
ら30%のEVOHとその残余のLDPEで構成される。 この積層体は外側から内側に向かって、 LDPE/EVOH混合層52 − ペーパーボードの基体54 − LDPE56 − EVOH58 を含む。LDPE/EVOH混合層の利益は、熱封緘に先立って必要な広範囲に
亙る表面処理を除くということである。 これらの特定の塗布技術につき記載したが、ペーパーボードの基体の上の層の
塗布についてはいかなる適切な技術も適宜使用できる。例えば、本特許で述べた
発明を達成するペーパーボードに対する、押出し、共押出し、または付着力のあ
る積層体または1つおよび/または複数の層のフィルムのようなものである。 本発明の積層体により供給される、精油の損失率およびビタミンCの損失率に
対する独特の障壁の効果は、第1表に概説された次の例により明らかに説明され
る。 本発明の積層体により容器を形成し、両側面、頂部、底面、前面から背面を熱
封緘して形成した標準1/2ガロンジュース容器を用意し、ジュースを満たした。
そのジュース内の典型的な精油はd−リモネンであった。満たされたカートンは
6週間の検査期間の間貯蔵され、その後ジュースが分析され、精油d−リモネン
の重量での損失率およびビタミンCの重量での損失率を測定した。 6つの検査されたカートンは第1〜6図に示したものであり、ここに記載した
[発明の効果] 本発明の積層体から準備された容器は、LDPE熱封緘層を含む現にある構造
よりも遥かに優れた精油の損失に対するほとんど完全な障壁を提供することが明
らかになった。加えて酸素透過やビタミンCの損失率が、アルミニウムホイルを
含まない従前のすべての積層体を超えて、大きく減少された。 ビタミンCの損失に対する障壁としてのみならす、精油や風味の移動に対する
障壁としての、本発明の積層体の効果としては、それから構成された容器が有意
的に貯蔵期間を拡張することが認められる。
【図面の簡単な説明】 第1図〜第4図は、それぞれ積層体の現在商用されている構造の正面断面図、 第5図は、本発明の積層体の実施例の正面断面図、 第6図〜第7図は、それぞれ本発明の積層体の他の実施例の正面断面図、 第8図は、本発明の実施例に係る積層体を製造するための工程を表わすブロッ
クダイアグラムである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.ペーパーボードの基体を有する積層体から構成され、該積層体の表から裏
    へ横の閉じ目で熱封緘された精油および/または風味を含有する液体用の容器で
    あって、前記容器は以下のものを含む積層体から構成されることを特徴とする: (a)外側表面及び内側表面を有するペーパーボードの基体(36,44,54); (b)上記ペーパーボードの基体の外側表面に塗布された熱封緘が可能な低密
    度ポリエチレンポリマー(34,42)、または上記ペーパーボードの基体の外側表面
    に塗布された70−95%の低密度ポリエチレンポリマーと30−5%のエチレンビニ
    ルアルコールコポリマーとの混合物(52)の外側層(表側の層); (c)上記ペーパーボードの基体の内側表面に塗布された熱封緘が可能な低密
    度ポリエチレンポリマー(38,46,56)の内側層;および (d)上記ペーパーボードの基体から離れている、上記ポリエチレンポリマー
    の上記内側層の表面に押出し塗布された、熱封緘が可能なエチレンビニルアルコ
    ールコポリマー(40,50,58)の液体接触層(裏側の層)。 2.前記外側層(34,42)が、前記積層体の熱封緘可能性を強化すべくコロナ
    放電処理された低密度ポリエチレンポリマーであることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項記載の容器。 3.低密度ポリエチレンポリマーの前記外側層(34,42)が、前記積層体の熱
    封緘可能性を強化すべく火炎処理されることを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載の容器。 4.前記熱封緘可能な低密度ポリエチレンポリマー(38,46,56)の前記内側層
    の前記表面が、前記熱封緘可能なEVOH層の付着を強化すべくコロナ放電処理
    されることを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の容器。 5.前記熱封緘可能な低密度ポリエチレンポリマー(38,46,56)の前記内側層
    の前記表面が、前記熱封緘可能なEVOH層の付着を強化すべく火炎処理される
    ことを特徴とする特許請求の範囲第3項記載の容器。 6.前記(c)の熱封緘が可能な低密度ポリエチレンポリマー(38,46,56)の
    内側層と前記(d)の熱封緘が可能なエチレンビニルアルコールコポリマー(40,
    50,58)の液体接触層との間に、第1の結合層(47)、酸素障壁物質層(48)及び
    第2の結合層(49)がこの順に形成され、 前記結合層(47)及び(49)が押出し成形または共押出し成形が可能な付着物
    で形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の容器。 7.前記酸素障壁物質層が、エチレンビニルアルコールコポリマーであること
    を特徴とする特許請求の範囲第6項記載の容器。 8.前記酸素障壁物質層が、ポリビニルアルコールであることを特徴とする特
    許請求の範囲第6項記載の容器。 9.前記酸素障壁物質層が、アルミニウムホイルの層であることを特徴とする
    特許請求の範囲第6項記載の容器。 10.前記酸素障壁物質層が、ポリエチレンテレフタレートの層であることを特
    徴とする特許請求の範囲第6項記載の容器。 11.前記酸素障壁物質層が、グリコール変性ポリエチレンテレフタレートの層
    であることを特徴とする特許請求の範囲第6項記載の容器。 12.前記酸素障壁物質層が、酸変性ポリエチレンテレフタレートの層であるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第6項記載の容器。 13.前記酸素障壁物質層が、ポリビニリデン塩化物の層であることを特徴とす
    る特許請求の範囲第6項記載の容器。 14.前記酸素障壁物質層が、ビニリデン塩化物コポリマーの層であることを特
    徴とする特許請求の範囲第6項記載の容器。 15.前記酸素障壁物質層が、ポリビニル塩化物ポリマーの層であることを特徴
    とする特許請求の範囲第6項記載の容器。 16.前記酸素障壁物質層が、ビニル塩化物コポリマーの層であることを特徴と
    する特許請求の範囲第6項記載の容器。 17.前記酸素障壁物質層が、ポリアミドの層であることを特徴とする特許請求
    の範囲第6項記載の容器。 18.前記酸素障壁物質層が、ポリアミドコポリマーの層であることを特徴とす
    る特許請求の範囲第6項記載の容器。 19.前記低密度ポリエチレンポリマーの前記外側層が、前記積層体の熱封緘可
    能性を強化すべくコロナ放電処理されることを特徴とする特許請求の範囲第6項
    記載の容器。 20.前記低密度ポリエチレンポリマーの前記外側層が、前記積層体の熱封緘可
    能性を強化すべく火炎処理されることを特徴とする特許請求の範囲第6項記載の
    容器。 21.前記低密度ポリエチレンポリマーの前記内側層が、引き続き塗布される熱
    封緘可能な前記EVOH層の付着を強化すべくコロナ放電処理されることを特徴
    とする特許請求の範囲第20項記載の容器。 22.前記低密度ポリエチレンポリマーの前記内側層が、引き続き塗布される熱
    封緘可能な前記EVOH層の付着を強化すべく火炎処理されることを特徴とする
    特許請求の範囲第20項記載の容器。 23.前記(b)の外側層(52)が、前記ペーパーボードの基体(54)の前記外
    側表面に塗布された熱封緘可能な5−30%のエチレンビニルアルコールコポリマ
    ーと95−70%の低密度ポリエチレンの混合物であることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項記載の容器。 24.前記熱封緘可能な低密度ポリエチレンポリマーの前記内側層の前記表面が
    、前記熱封緘可能なEVOH層の付着を強化すべくコロナ放電処理されることを
    特徴とする特許請求の範囲第23項記載の容器。 25.前記熱封緘可能な低密度ポリエチレンポリマーの前記内側層の表面が、前
    記熱封緘可能なEVOH層の付着を強化すべく火炎処理されることを特徴とする
    特許請求の範囲第23項記載の容器。 26.ペーパーボードの基体を有する積層体から構成され、該積層体の表から裏
    へ横の閉じ目で熱封緘して構成された精油および/または風味を含有する液体用
    の容器において、精油および/または風味の移動に対するペーパーボー ドの抵抗を改良する方法であって、前記方法は以下のステップを含むことを特徴
    とする: (a)上記ペーパーボード(36,44,54)の外側表面に低密度ポリエチレンポリ
    マー(34,42)の外側層(表側の層)を押出し塗布するステップ; (b)低密度ポリエチレンポリマーの上記外側層をコロナ放電処理または火炎
    処理するステップ; (c)上記ペーパーボードの内側表面に低密度ポリエチレンポリマー(38,46,
    56)の内側層を押出し塗布するステップ; (d)低密度ポリエチレンポリマーの上記内側層をコロナ放電処理または火炎
    処理するステップ;および (e)上記ペーパーボードの基体から離れている低密度ポリエチレンポリマー
    の上記内側層の表面に熱封緘が可能なエチレンビニルアルコールコポリマー(40
    ,58)の層(裏側の層)を押出し塗布するか、又はエチレンビニルアルコール/
    結合層/エチレンビニルアルコールの複合押出し(48,49,50)の3層(裏側の層
    )を共押出し塗布するステップ。

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