JP3260530B2 - 多層製品 - Google Patents

多層製品

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、多層製品、特に、容器
製造用多層製品であって、気密多層プラスチックコーテ
ィングが配置されているその一方の表面上に繊維基材包
装材料から成形された層を含む上記多層製品に関する。
【０００２】
【従来の技術】上記種類の多層製品は、例えば、柑橘類
のフルーツジュース用容器に関して今日極めて周知であ
る。繊維基材材料は厚紙であることが多い。欧州特許出
願第０２９３０９８号明細書に開示された解決法は先行
技術解決法の一例である。
【０００３】先行技術解決法に関して、容器の製造工
程、特に、プラスチック表面を互いにヒートシールする
場合に、多層プラスチックコーティングにピンホールが
生じることがあるという問題が生じた。ピンホールは、
その穴が容器の内面に生じる場合に特に問題である。プ
ラスチックコーティングの十分な気密性は、ミクロホー
ルがあるにもかかわらずコーティングが液体密であった
としても、該ミクロホールを介して気体流が生じること
があるので、その場合は若干損なわれる。
【０００４】プラスチックコーティングのピンホール
は、特に、ヒートシールの際にコーティグに対して適用
された高温がプラスチック層を軟化し且つ部分的に溶融
するということの結果である。ピンホールのもう一つの
理由は、シール区域において厚紙も加熱され、そして蒸
気圧のために、軟化し且つ部分的に溶融したプラスチッ
ク層に厚紙中の水分が浸透し、それによってコーティン
グにピンホールを生じがちであるということである。実
際は、ヒートシール温度が高いほど、そして厚紙中の水
分含量が高いほど、一層容易にピンホールが生じる。厚
紙中の蒸気圧は、厚紙に適用されたプラスチック層を小
点のスポット状に破裂させがちである。破裂点はピンホ
ールの開始点となる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、先行技
術の欠点を排除しうる多層製品を提供することである。
本発明に関して、ヒートシールを低温で実施することが
できるように多層構造用のヒトーシール可能なプラスチ
ックの種類を選択することにより、ピンホールを減少さ
せ且つなお完全に防止することができることが分かっ
た。プラスチック層が軟化されないし且つ初期の解決法
と同程度に容易にそれらの強度を損なわない上記結果に
よるプラスチック層の選択は、したがって、ピンホール
を妨げる。もう一方において、厚紙中の水分によって生
じた蒸気圧は減少する。更に、ピンホールは、厚紙に適
用するためのプラスチック層として、ヒートシール温度
において延性で且つ強い状態のままであるプラスチック
種を選択することによって防止することができる。ピン
ホールには、更に、ヒートシールする際に延性の状態の
ままであるプラスチック種を層の一つに選択することが
有効でありうる。本発明の多層製品は、気密多層プラス
チックコーティングが、重ねられた１〜４ｇ／ｍ２の遮
断プラスチック層、１〜４ｇ／ｍ２のバインダー層およ
び、液体密ヒートシールに十分な厚みを有するヒートシ
ール可能なポリオレフィン材料の表層から成形されてい
て、該層の内で該遮断プラスチック層が該繊維基材包装
材料層に対して最も近くにあるものであることを特徴と
する。
【０００６】先行技術にまさる本発明の利点は、まず何
よりも、多層製品に関して従来よりも高い強度および延
性が達成されていることであり、これらの性質は、ヒー
トシールに用いられるような高温でも保持される。した
がって、本発明は、従来よりも１５〜３０％少ないコー
ティング厚みでも用いることができる。更に、ヒートシ
ールの際のシールの熱間粘着性および強度が改良され、
それによってヒートシールの際のライン速度が、同一の
加熱温度および熱量で１０〜２０％まで増大することが
本質的である。この因子もまた、プラスチックコーティ
ングのピンホールを減少させる。本発明の多層製品のも
う一つの利点は、耐環境応力亀裂性ＥＳＣＲが従来より
もはるかに優れていることである。この特性は、保存す
るのが困難な製品の包装において重要である。例えば、
液体洗剤用容器において、約１年間の貯蔵期間を目的と
する場合、高ＥＳＣＲはプラスチックコーティングの全
厚みを約３０％まで減少させることを可能にする。本発
明のもう一つの利点は、高耐磨耗性である。その結果、
高速容器製造ラインでプラスチックダストが生じない
し、そしてそのライン上において従来よりも一層円滑に
ブランクが進行する。この関係において、例として、例
えば、線状低密度ポリエチレン、すなわち、ＰＥ−ＬＬ
Ｄ材料を多層プラスチックコーティングの表層として用
いる場合、耐磨耗性は先行技術製品の耐磨耗性の約２倍
であることを挙げることができる。更に、上記の他の利
点は、主として、ＰＥ−ＬＬＤ材料が前記の多層プラス
チックコーティング中の表層材料である場合に関して説
明された。
【０００７】以下に、本発明を、添付の図面に示された
好ましい実施態様によって更に詳細に記載するが、そこ
において、図１〜６は本発明の多層製品の好ましい実施
態様を示す。
【０００８】図１は、本発明の多層製品の第一の好まし
い実施態様を示す。図１の照合番号１は、例えば、厚紙
でありうる繊維基材包装材料を示す。この実施態様にお
いて、低密度ポリエチレンＰＥ−ＬＤの層２は厚紙の一
方の表面上に与えられている。層２は、完成容器の外面
を与えるためのものである。ＰＥ−ＬＤ層２は、完成容
器の外面を他の方法でも同様に実現することができるの
で不可欠ではない。例として、ラッカー表面若しくは撥
水性であるように処理された表面、または若干の場合に
は未処理厚紙表面さえも挙げることができる。
【０００９】この実施態様において、気密多層プラスチ
ックコーティング３を厚紙１のもう一方の表面、すなわ
ち、完成容器の内面を与えるためのその表面に適用す
る。多層プラスチックコーティング３は、重ねられた遮
断プラスチック層４ａ、バインダー層５およびヒートシ
ール可能なポリオレフィン材料の表層６から成形され
る。
【００１０】図１の実施態様において、遮断プラスチッ
ク層４ａは３２％エチレンアルコールコポリマー材料か
ら製造され、そして順に、容器の内面を与える表層６は
線状低密度ポリエチレンＰＥ−ＬＬＤから製造される。
バインダー層５は、例えば、酸変性ＰＥ−ＬＬＤであり
うる。図１の実施態様において、多層プラスチックコー
ティング中の種々の層の層厚みは以下の通りであり、す
なわち、遮断プラスチック層４ａは１〜４ｇ／ｍ２、バ
インダー層５は１〜４ｇ／ｍ２、そして表層６の厚みは
液体密ヒートシールに十分であるように選択される。層
６の厚みは、充填される製品に応じて、例えば、ジュー
スの場合は２０ｇ／ｍ２未満であるように、そして洗剤
などの攻撃的物質の場合は２０ｇ／ｍ２を越えるように
変更することができる。厚紙の反対側のＰＥ−ＬＤ層２
の厚みは、例えば、２０ｇ／ｍ２でありうる。
【００１１】上記解決法により、薄い、従来よりも一層
好都合なコーティングおよび十分な遮断性が得られる。
図１による解決法のもう一つの利点としては、十分な機
械的耐磨耗性、好都合なＥＳＣＲ、十分なヒートシール
適性、低シール温度および十分な処理後特性がある。図
１による実施態様は、更に、保存するのが困難な液体に
関する利点によって用いることができる。
【００１２】図２は、本発明のもう一つの好ましい実施
態様を示す。図２の実施態様は図１の実施態様と本質的
に一致し、したがって、図２では図１と同一の照合番号
を対応する点で用いる。図１の実施例との唯一の相違
は、気密多層プラスチックコーティング３の遮断プラス
チック層４ｂが、エチレンビニルアルコールポリマーＥ
ＶＯＨおよび雲母の配合物から製造されるということで
ある。この配合物はそれ自体既知の物質であり、例え
ば、米国特許第４８１８７８２号明細書に更に詳細に記
載されている。
【００１３】雲母は押出被覆において厚紙に対する十分
な接着性をＥＶＯＨに与え、順次に、十分な接着性は発
泡する性質を減少させる。更に、雲母はＥＶＯＨの強度
を増大させ、この加えられた強度はヒートシーリングに
関して本質的に重要であり、それによって発泡する性質
を減少させる。更に、雲母はＥＶＯＨよりも高い熱伝導
率を有する物質であり、したがって、シーリング熱はＥ
ＶＯＨ中に容易に蓄積されるほどではない。
【００１４】雲母はＥＶＯＨに対して十分な気体遮断性
を与え且つ紫外線透過性の減少に役立つ。再循環を考慮
すると、ＥＶＯＨ＋雲母はＥＶＯＨ単独よりも一層実用
的である。
【００１５】雲母により、ブランク生産においておよび
充填機においてヒートシール温度をＡｌ箔厚紙を用いる
場合と同一水準で維持することができる。同様に、ヒー
トシールのための作業窓は、ＥＶＯＨ＋雲母の場合、Ａ
ｌ積層厚紙を用いる場合と同等に広い。雲母を用いない
場合、ヒートシール温度を約３０℃まで低下させる必要
があり、作業窓も約２０℃まで低下させる必要がある。
しかしながら、雲母を加える場合、その工程は作業窓の
下方端で最もよく実行することができ、したがって、厚
紙中に含まれる水分からの蒸気圧は低く、そしてミクロ
ホールを生じない。雲母を用いない場合、ミクロホール
が発生しやすいと考えられる。
【００１６】図３は、本発明の第三の好ましい実施態様
を示す。図３の実施態様は、図１および図２の実施態様
と実質的に一致する。唯一の相違は、図３の実施態様に
おいて遮断プラスチック層４ｃが、エチレンビニルアル
コールコポリマーおよびＣＯ基含有エチレンポリマーの
配合物から製造されることである。図３では、図１およ
び図２と同一の照合番号を対応する点で用いる。
【００１７】前述したように、図３による実施態様にお
いて、遮断プラスチック層４ｃは、エチレンビニルアル
コールコポリマーおよびＣＯ基含有エチレンポリマーの
配合物、すなわち、ＥＶＯＨ＋ＥＣＯ配合物から製造さ
れる。ＥＣＯ含有ＥＶＯＨプラスチックの溶融強度はＥ
ＶＯＨプラスチック単独の場合よりも高い。高い溶融強
度は押出被覆を考慮すると重要な因子である。ＥＶＯＨ
のみの低い溶融強度は、押出被覆だけでＥＶＯＨ層にピ
ンホールを引起こす。これは、被覆される厚紙の繊維
が、弱い溶融ＥＶＯＨ層を破りやすいということの結果
である。ＥＣＯを、例えば、３０重量％までＥＶＯＨに
加えると、繊維が溶融プラスチック薄膜にピンホールを
生じないほどにかなり溶融強度が改良される。それに関
する限り、これは厚紙に対するＥＶＯＨ＋ＥＣＯの直接
適用を可能にする。
【００１８】高い溶融強度はヒートシールにおいてＥＶ
ＯＨ＋ＥＣＯプラスチックの破裂を防止し、それによっ
てミクロホール形成を防止する。概して、ＥＶＯＨ＋Ｅ
ＣＯプラスチック層はヒートシールにおいて極めて強く
且つ延性のままであり、それによってその破裂する傾向
はＥＶＯＨプラスチック単独の場合よりも実質的に少な
い。
【００１９】更に、ＥＶＯＨ＋ＥＣＯは、周囲湿度の変
化に対する感受性がＥＶＯＨ単独よりも少ない。これは
ヒートシール特性に反映されるので、厚紙からの蒸気圧
が配合物の強度をＥＶＯＨのみの場合と同程度まで損な
うことはない。一方において、水分に対する感受性の低
下は、気密性に対する周囲湿度の影響の明らかな減少と
しても反映される。
【００２０】図４は、本発明の第四の好ましい実施態様
を示す。図４の実施態様は図１〜３の実施態様と実質的
に一致する。前の実施態様との本質的な相違は、遮断プ
ラスチック層４ｄがエチレンビニルアルコールコポリマ
ーおよびポリアミドの配合物から製造されることであ
る。図４では、図１〜３の実施態様と同一の照合番号を
対応する点で用いる。
【００２１】図４の実施態様において、遮断層はＥＶＯ
Ｈ＋ＰＡ、すなわち、ＥＶＯＨプラスチックおよびＰＡ
の配合物である。ＥＶＯＨおよびＰＡの種々の配合物は
それ自体知られており、これらの例は、米国特許第４９
５２６２８号明細書、同第５１１０８５５号明細書およ
び同第５１２６４０１号明細書にある。ＰＡプラスチッ
クは極めて延性で且つ強いプラスチックである。ＰＡの
融点は２３０〜２４０℃であるが、ＥＶＯＨの融点は１
６８℃である。ＰＡの気密性はＥＶＯＨのそれと同等で
はない。ＥＶＯＨとＰＡとを配合することにより、多層
用途において以下の利点が達成される。押出被覆および
ヒートシールにおける強度および延性が改良される。こ
のために、押出被覆においてピンホールは生じないし、
もう一方において、その延性のためにＥＶＯＨ＋ＰＡ層
は破れないしまたは蒸気圧を通過させない。ヒートシー
ルにおいて、作業窓はＥＶＯＨ単独の場合よりも３０℃
広い。パルプ成形を考慮すると、ＰＡのみでは延性すぎ
るプラスチックである。適当な比率のＥＶＯＨ＋ＰＡ
は、パルプ成形を考慮すると適当な解決法である。
【００２２】図５は、本発明の第五の好ましい実施態様
を開示する。更に、この実施態様は前の実施例と実質的
に一致する。前の実施例との相違は、この実施例におい
て遮断プラスチック層４ｅが熱可塑性ポリエステルまた
は熱可塑性コポリエステルから製造されることである。
このような材料の例は、ポリエチレンテレフタレートお
よびポリブチレンテレフタレートである。図５では、前
の実施態様と同一の照合番号を対応する点で用いる。
【００２３】図５の実施態様において、遮断プラスチッ
クはポリエチレンテレフタレートＰＥＴである。ＰＥＴ
の気密性はＥＶＯＨまたはＰＡのそれと同等ではない
が、ＰＥＴの遮断性が周囲湿度に応じて変化しないこと
は重要である。ＰＥＴの耐熱性は十分であり、融点は２
５５℃である。更に、ＰＥＴは十分な強度特性を有し且
つ２００℃を越える温度で延性のままである。したがっ
て、ヒートシールに関してＰＥＴでミクロホールは生じ
ないし、更に、押出被覆に関してピンホールは生じな
い。ＰＥＴプラスチックは、ＰＥＴコーティングの量が
約４０ｇ／ｍ２またはそれ以上である場合にのみ厚紙に
対する十分な接着性を有する。しかしながら、同時押出
被覆を用いて、例えば、３層コーティングを生じること
により、少量のＰＥＴコーティングでも接着性を達成す
ることができる。図１に関して記載したコーティング量
はいずれも、図２〜５の実施態様に適当である。
【００２４】ＰＥＴプラスチックのもう一つの性質は、
溶融粘度の変化さえも、押出被覆において顕著な不安定
性を引起こすことがあるということである。３層押出被
覆において、ＰＥＴプラスチックの不安定性は他の２層
の十分な安定性によって補われる。十分な安定性はグラ
ム量変化を補正し、プラスチックコーティングのエッジ
ウェイビングを消滅させ、そしてこれらの因子が互いに
ＰＥＴの使用に生産経済性を与える。更に、ＰＥＴプラ
スチックは剛性であるので、それは容器の剛性を改良し
且つふくれを伴うことなく長期間貯蔵を可能にする。こ
のことは、特に、無菌容器に関して不可欠である。
【００２５】上記実施態様のいずれにおいても、遮断プ
ラスチック層は繊維基材包装材料層１に直接適用され
る。このような配置は、繊維基材包装材料層が十分に平
滑である場合に特に好都合である。このような材料の一
例はホットカレンダー仕上した厚紙である。厚紙の表面
がざらざらしている場合、厚紙の表面に平滑層を適用し
て厚紙の表面の不規則を平滑にすることが好ましく、そ
の場合、望ましい効果は好ましい厚みのパリヤープラス
チック層によって達成される。ざらざらした表面に直立
した繊維はパリヤープラスチック層を容易に突き抜け、
それによって完成品の効率を損なうことがある。平滑層
の目的は、遮断プラスチック層の厚みを過度に増大させ
ることを全く必要とすることなく望ましい効率を提供す
ることである。
【００２６】図６は、図１の実施態様に基づく実施態様
を示す。図６の実施態様は、遮断プラスチック層４ａと
繊維基材包装材料層１との間に平滑層７を用いる。更
に、図６の実施態様は、層１のもう一方の表面上にＰＥ
−ＬＤ層を有していないが、前記のように、例えば、ラ
ッカー層を該表面に適用する。ラッカー層は図６に示さ
れていないが、図６による実施態様を図２〜５の実施態
様からも成形することができることは明らかである。更
に、完成容器の外層に対して適用されるＰＥ−ＬＤ層
は、平滑層７を用いる実施態様に関して用いることがで
きる。平滑層７は、好ましくは、バインダー層５と同一
材料から製造することができる。平滑層７の厚みは、好
都合には、バインダー層の厚みと同程度、例えば、３ｇ
／ｍ２未満でありうる。
【００２７】本発明の多層構造体は、例えば、以下の方
法で製造することができる。製造を図２の実施態様によ
って以下に説明するが、全部の実施態様を同様に製造す
ることができることは明らかである。被覆される厚紙１
のウェブは、必要ならば、火炎、コロナ、プライマーま
たはプラズマ法によって両面に処理することができる。
予め処理された厚紙または紙は、以下のように１回の作
業で両面に被覆される。すなわち、完成容器に外面を与
える表面のＰＥ−ＬＤコーティング２は、火炎処理済み
厚紙に対して押出法によって達成される。完成容器の内
面のプラスチックコーティング３は、必要な層全部を一
度に押出すことによって１回の作業で達成されて、図面
に示した３層コーティングが得られる。これは低押出温
度を用いることを可能にするので、熱感受性ＥＶＯＨが
熱によって分解することはない。ＥＶＯＨ＋雲母はそれ
専用の押出機から供給され、バインダーポリマーはそれ
専用の押出機から、そしてＰＥ−ＬＬＤはそれ専用の押
出機から供給される。上記方法において被覆された厚紙
ラミネートの外面をコロナ処理して、プリンターのイン
キを印刷することを可能にし且つヒートシールを改良す
る。更に、印刷を強化する他の処理、例えば、プリンタ
ブル・グルーアブル（ＰｒｉｎｔａｂｌｅＧｌｕｅａｂ
ｌｅ）（ＰＧ）処理が可能である。このようにして製造
された厚紙−プラスチックラミネートをここで慣用的な
方法によってヒートシールすることができる。
【００２８】上記の本発明は、柑橘類ジュース、水およ
び他の流動食物用の包装材料、例えば、立方体、直方体
または円筒形容器に折りたたまれる材料として特に好都
合である。
【００２９】上記に開示された本発明は示された実施態
様に決して制限されないが、本発明は、請求の範囲に記
載の範囲内で全く自由に変更することができる。したが
って、本発明の多層製品またはその詳細は必ずしも図面
に示したように正確である必要がなく、他の解決法も可
能である。例えば、層６はＰＥ−ＬＬＤ材料に制限され
ないが、該層のポリオレフィンは、例えば、低密度ポリ
エチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
ブチレン等であってよい。更に、層６のポリオレフィン
材料は配合物、例えば、線状低密度ポリエチレンおよび
低密度ポリエチレンの配合物であってよい。繊維基材包
装材料は必ずしも厚紙である必要はなく、他の材料、例
えば、紙、プラスチック被覆厚紙等も可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の多層製品の第一の好ましい実
施態様を示す。
【図２】図２は、本発明のもう一つの好ましい実施態様
を示す。
【図３】図３は、本発明の第三の好ましい実施態様を示
す。
【図４】図４は、本発明の第四の好ましい実施態様を示
す。
【図５】図５は、本発明の第五の好ましい実施態様を示
す。
【図６】図６は、図１の実施態様に基づく実施態様を示
す。
【符号の説明】
１は繊維基材包装材料層、２は完成容器外面の層、３は
気密多層プラスチックコーティング、４ａ、４ｂ、４
ｃ、４ｄ、４ｅは遮断プラスチック層、５はバインダー
層、６は容器内面の表層、７は平滑層である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マッティ・サルステ フィンランド共和国55420 イマトラ, ケルペンカトゥ 11 (56)参考文献 特開 昭63−312143（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−138828（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−43554（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−233963（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−90259（ＪＰ，Ａ) 国際公開92／4187（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B32B 1/00 - 35/00 ＥＰＡＴ（ＱＵＥＳＴＥＬ) ＷＰＩ／Ｌ（ＱＵＥＳＴＥＬ)

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 一方の表面上に気密多層プラスチックコ
    ーティング（３）を配置させた繊維基材包装材料から形
    成された層（１）を含む多層製品、特に、容器製造用多
    層製品であって、その気密多層プラスチックコーティン
    グが： （ａ）エチレンビニルアルコール共重合体からなる１〜
    ４ｇ／ｍ2の遮断プラスチック層（４ａ、４ｂ、４ｃ、
    ４ｄ、４ｅ）、 （ｂ）低密度ポリエチレンからなる１〜４ｇ／ｍ2のバ
    インダー層（５）及び （ｃ）液体蜜ヒートシールのために十分な厚みを有する
    ヒートシール可能なポリオレフィン材料の表層（６）
    を、該遮断プラスチック層がそれらの層のうちで繊維基
    材包装材料層に最も近くなるように重ねられて構成され
    ていることを特徴とする上記多層製品。
  2. 【請求項２】 遮断プラスチック層が繊維基材包装材料
    層に対して直接適用されている請求項１に記載の多層製
    品。
  3. 【請求項３】 平滑層（７）が遮断プラスチック層と繊
    維基材包装材料層との間に配置されている請求項１に記
    載の多層製品。
  4. 【請求項４】 平滑層がバインダー層（５）と同じ材料
    から作られている請求項３に記載の多層製品。
  5. 【請求項５】 遮断プラスチック層（４ａ）が３２モル
    ％のエチレンを含むエチレンビニルアルコールコポリマ
    ーから作られている請求項１〜４のいずれか１項に記載
    の多層製品。
  6. 【請求項６】 遮断プラスチック層が（４ｂ）エチレン
    ビニルアルコールコポリマーおよび雲母の配合物から作
    られている請求項１〜４のいずれか１項に記載の多層製
    品。
  7. 【請求項７】 遮断プラスチック層（４ｃ）がエチレン
    ビニルアルコールコポリマーおよびＣＯ基含有エチレン
    ポリマーの配合物から作られている請求項１〜４のいず
    れか１項に記載の多層製品。
  8. 【請求項８】 遮断プラスチック層（４ｄ）がエチレン
    ビニルアルコールコポリマーおよびポリアミドの配合物
    から作られている請求項１〜４のいずれか１項に記載の
    多層製品。
  9. 【請求項９】 遮断プラスチック層（４ｅ）が熱可塑性
    ポリエステルまたは熱可塑性コポリエステルから作られ
    ている請求項１〜４のいずれか１項に記載の多層製品。
  10. 【請求項１０】 バインダー層（５）が酸変性低密度ポ
    リエチレンから作られている請求項１〜９のいずれか１
    項に記載の多層製品。
  11. 【請求項１１】 表層（６）のポリオレフィン材料が低
    密度ポリエチレンである請求項１〜１０のいずれか１項
    に記載の多層製品。
  12. 【請求項１２】 表層（６）のポリオレフィン材料が線
    状低密度ポリエチレンである請求項１１に記載の多層製
    品。
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