JP3773269B2 - 水分感受性ガス・バリヤ層を含むパッケージング・ラミネート、そのパッケージング・ラミネートおよび包装容器の製造方法 - Google Patents

Description

技術分野
本発明は、コア層および水分感受性ガス・バリヤ材料層を含むラミネート（積層物）のシート状またはウェブ状パッケージング（包装）未加工品であって、パッケージング未加工品が長手方向縁部を呈し、長手方向縁部を重ね合せ長手方向接合部に一体化することによって容器またはチューブに変形するためのものに関する。本発明はまた、そのようなシート状またはウェブ状パッケージング未加工品の製造方法、ならびに本発明によるパッケージング未加工品から製造される包装容器に関する。
背景技術
パッケージング業界内では、長らく流動食品の包装および輸送用に一回使用性のパッケージ（いわゆる使い捨て可能なパッケージ）を用いてきた。従来の一回使用パッケージは、紙または板紙、あるいはポリマーの、構成的には剛性であるが折曲げ可能なコア層、およびすぐれた加熱密封特性を有する液密ポリマーの外側層を含む柔軟なラミネート材料から製造されることが多い。
このような包装容器は、パッケージング・ラミネートのウェブを、ウェブの長手方向縁部を継ぎ合わせることによってチューブに変形し、その後にチューブに目的の内容物を充填し、狭い、横の相互に間隔を置いた密封領域沿いに加熱密封して製造することが多い。内容物を内蔵するチューブの封止部分は次いで上述の密封領域で切開によりチューブから分離され、密封接合部の配向に応じて、おそらく折曲げにより、任意の幾何形状に形成される。
あるいは、包装容器の製造は、パッケージング・ラミネートのシート状未加工品を折曲げ形成および加熱密封して容器をつくり、その後に容器に目的の内容物を供給し、折曲げ形成および容器上部の密封によって容器を密封することにより実施することができる。
そのような積層パッケージング材料には、酸素ガスに敏感な食品用の包装容器としても使用可能にするために、すぐれたガス・バリヤ特性を有する材料の層をさらに一つまたは複数補うことが多い。
一般的かつ効率的な酸素ガス・バリヤ材料はアルミニウムであり、箔状（Ａｌｉｆｏｉｌ）形式でパッケージング・ラミネートに配置することができる。しかし、Ａｌｉｆｏｉｌの使用には、幾つかの難点が伴う。箔は可撓性に乏しいため、折曲げ形式パッケージの折曲げ区域に曲げ亀裂および引張り亀裂を生じ、その結果、包装容器は浸透する酸素ガスに対して耐密性がない。さらに、Ａｌｉｆｏｉｌは、パッケージング材料のリサイクルまたは燃焼の際の取扱いが難しく、したがって使用後の包装容器は環境の観点から利点が少ない。
Ａｌｉｆｏｉｌ特有の欠点を回避するには、それに代えて、例えばエチレンビニルアルコール（ＥＶＯＨ）、またはポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）等、ポリマー材料の酸素ガス・バリヤを使用することができ、これらは生分解性に関して比較的に良好な特性を有するので、環境の観点からも好ましい。
しかし、ＥＶＯＨまたはＰＶＯＨ層の酸素ガス・バリヤ特性は、水分および液体によって負の影響を受け、したがって、流動食品の長距離輸送、長期保存および冷蔵用の包装容器における酸素ガス・バリヤは比較的に信頼性に乏しいことが問題である。
スウェーデン特許第４４０５１９号によれば、ポリビニルアルコール・エマルジョン層を、この場合は紙または板紙から成るコア層の片側に直接塗布し、その後に、塗布された水性ポリビニルアルコール層を乾燥して連続的にブランケット層を形成する。しかし、紙のコア層の未加工の粗い表面はブランケット被覆層を実現するにはＰＶＯＨの塗布量を不必要に多くしなければならず、同時にＰＶＯＨ層が水分感受性の紙または板紙層に直接接触し、したがってこの層を介した水分の作用から保護されない。
スウェーデン特許出願第ＳＥ９５０３４９４８号によれば、それらの問題は、コア層、例えば、押出し可能な熱可塑性樹脂、好ましくはポリエチレンの層の片側に配された２つの耐湿性材料層の間に水分感受性の酸素ガス・バリヤ層を積層することによって除去される。コア層とＰＶＯＨ層の間の第一の耐湿性材料層は、一方では、円滑化層として機能し、その場合はＰＶＯＨは薄目にしてよいがブランケット被覆とし、かつ、他方では、コア層からの水分浸透に対するバリヤとして機能する。第二の耐湿性材料層は、ＰＶＯＨ層の他方の側からの水分の作用に対する保護層となる。
それでも、重複長手方向接合封止を意図したパッケージング未加工品の長手方向縁部沿いの区域における水分感受性バリヤ層に固有の欠点は依然として残る。通常、パッケージング未加工品の長手方向切込縁部は、包装容器の長手方向接合部において自在に露出し、そのために、多孔性の、水分感受性コア層を介するか、あるいは水分感受性バリヤ層自体を介する水分の浸透が、包装容器内部の液状内容物との接触あるいは包装容器外部の水分または湿った環境との接触においても起こり得る。したがって、包装容器の長手方向接合部の区域では、パッケージング材料のガス・バリヤ特性が依然として周囲水分および湿気によって負の影響を受け、その結果、長期貯蔵中の製品保護が悪くなる。
発明の目的
したがって、本発明の一目的は、従来技術につきものの種類の問題および欠点のない、導入部で記載したタイプのパッケージング・ラミネートの未加工品を実現することにある。
本発明のさらに別の目的は、一層良好な酸素ガス・バリヤ特性を有し、コア層と水分感受性ガス・バリヤ層とを備え、ガス・バリヤ層が未加工品の周囲環境からの長手方向縁部に沿った水分の浸透に対して完全に保護されたパッケージング未加工品を実現することにある。
本発明のさらにまた別の目的は、コア層と水分感受性ガス・バリヤ層とを含む一体性にすぐれたラミネートの包装容器未加工品であって、そのパッケージング未加工品において水分感受性ガス・バリヤ材料が未加工品から生産された包装容器内の液体を含有する充填内容物に対して完全に保護され、かつまた包装容器が貯蔵される周囲環境の水分に対しても完全に保護される包装容器未加工品を実現することにある。
本発明のまたさらに別の目的は、水分感受性ガス・バリヤ材料を含む一層良好なガス・バリヤ特性を有するラミネート材料からのパッケージング未加工品であって、その未加工品において長手方向縁部が周囲環境からの水分および液体の浸透に対して保護されたパッケージング未加工品を生産する、簡単で合理的な方法を実現することにある。
本発明のさらに別の目的は、長手方向の接合区域において一層良好なガス・バリヤ特性を有する簡単で生産の容易な包装容器を実現することにある。
解決策
以上および他の目的は、添付の請求項１に記載する特徴を有する積層包装材料によって達成される。本発明によるパッケージング・ラミネートの好ましい実施形態は、従属請求項２から５によりさらに明らかである。
本発明による方法は、添付の独立請求項６に記載する特徴を有する。本発明による方法の変形および変更は添付の従属請求項７から１０により明らかである。
本発明による包装容器は、請求項１１に記載する特徴を有する。
発明の概要
本発明によるパッケージング未加工品は、好ましくは、製品を連続充填され、かつ狭い、横の、相互に間隔を置いた密封領域に沿って密封された、充填された包装容器を形成する長手方向に密封されたチューブに変えるためのパッケージング・ラミネートのウェブ状未加工品である。しかし、本発明は、出発点として最も簡単かつ合理的な、適切な長さおよび構成のシートに分割される積層済みの、ウェブ状パッケージング未加工品であるシート状のパッケージング未加工品の生産にも適用することができる。
本発明によるパッケージング未加工品のコア層は、包装に適した性質の紙または板紙により構成するのが適切であるが、あるタイプのポリマーにより構成することもできる。
好ましい一実施形態によれば、本発明によるパッケージング・ラミネート未加工品は、加熱密封可能な熱可塑性の、好ましくはポリエチレン、例えば低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）等の、外側の、液密層を含む。外側の熱可塑性層はパッケージング・ラミネートにパッケージング・ラミネートの片側または両側からの水分および液体の浸透に対する保護を与え、同時に、相互に向かい合うプラスチック層を加熱および与圧し、それによって層の表面が互いに融着し、効果的に一体化して機械的に強固な、液密密封接合を形成することによって、パッケージング・ラミネートを従来の加熱密封によって加熱密封可能にする。
さらに、本発明によるパッケージング・ラミネートは、例えば、エチレンビニルアルコール（ＥＶＯＨ）共重合体またはポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）等の水分感受性ポリマーの酸素ガス・バリヤ層を含む。ＰＶＯＨは最も好ましいポリマーであり、きわめて良好なガス・バリヤ特性を有する。ＥＶＯＨに比べてＰＶＯＨは１０倍に及ぶ酸素ガス・バリヤ特性を有し、かつ周囲の層への密着性にも優れている。酸素ガス・バリヤ層は、加水分解度が少なくとも９０％のＰＶＯＨを含むことが好ましい。
水分感受性ガス・バリヤ層は、２つの耐湿性ポリマー層間に配される。耐湿性ポリマーの選択は、本発明によればさほど重要ではないものの、押出成形可能な熱可塑性樹脂が現在のところはそれらの層として最も好ましいことが判明している。両層とも水分感受性ガス・バリヤ・ポリマーと完全な整合性があり、かつ良好な水分バリヤを生成し、同時にラミネートの水分感受性ガス・バリヤ層および隣接する他の層に共に良好な接着強度で付着する耐湿性ポリマーから成ることが好ましい。２つの耐湿性層は、同一または互いに異なるポリマーであってもよい。例えば、１つのポリエチレン、好ましくはＬＤＰＥを耐湿性ポリマーとして使用することができる。
酸素ガス・バリヤ層の耐湿性をさらに増すには、架橋剤を添加することができる。ＥＶＯＨまたはＰＶＯＨの適切な架橋剤は、例えば、グリオキサールやグルタルアルデヒド等のジアルデヒド、および酸無水物である。デンマーク特許出願第１４５１／９５号に記載のように、例えばキトサン等の多糖およびジアルデヒドまたは酸無水物から成る組合せ剤を添加して架橋を達成することもできる。他の適切な架橋剤は当分野の技術者には周知のところである。架橋剤は酸素ガス・バリヤ層に約０．５〜１０モルパーセント相当量を添加することが好ましい。
ガス・バリヤに含まれるポリマーの水性分散液の形態の上述のガス・バリヤ層を、すぐれた液体バリヤ特性を有する耐湿性ポリマーの下側層に、好ましくは塗布後に所望の含水量まで乾燥する特別の塗布方法により、２つの層間の驚くほど良好な接着が達成される。
さらに良好な接着は、酸素ガス・バリヤ層における接着剤の添加、または相互隣接する接着剤の層を層間に塗布することによって達成することができる。本発明によれば適切な接着剤の例は、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）またはポリ酢酸ビニル（ＰＶＡＣ）である。酸素ガス・バリヤ層における接着剤の添加量は約５０重量％までが好ましく、２０〜３０重量％がさらに好ましく、相互隣接する接着剤層は水性分散液の形態で塗布することが好ましく、塗布後に乾燥することが一層好ましい。
既知の表面改質技術、例えば、塗布する表面、即ち下側の耐湿性材料層のコロナ処理または火炎処理等によってさらに良好な接着を達成することもできる。
本発明の別の実施形態によれば、水分感受性ガス・バリヤ層は、隣接する耐湿性層と同様に押出成形により与えられる。
添付図面の簡単な説明
以上に概略を説明した本発明の諸態様を添付図面を参照して以下にさらに詳細に説明する。
図１は、本発明によるパッケージング未加工品１０の長手方向両縁の概略断面図である。
図２は、本発明によるパッケージング未加工品２０の長手方向両縁の概略断面図である。
図３は、本発明によるパッケージング未加工品の長手方向両縁の長手方向接合シール部の概略断面図である。
図４は、本発明によるパッケージング未加工品の製造方法の好ましい一実施形態の概略図である。
以下に、本発明を図面に示す具体的な実施形態に関してさらに詳細に説明するが、当分野の技術者には、添付の請求項に定義された本発明の精神から逸脱することなく様々な変更および変形を実施し得ることが明らかであろう。
好ましい実施形態の説明
図１は、本発明によるパッケージング未加工品１０の断面を示す。パッケージング未加工品１０は、紙または板紙のコア層１１を含むラミネートと、外側の、ポリエチレン、好ましくは低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）の液密かつ加熱密封可能な層１２と、ＰＶＯＨのガス・バリヤ層１３、およびガス・バリヤ層各側部１４，１５の、ＬＤＰＥ等の耐湿性熱可塑性ポリマーの層から作成される。
外側の、液密層１２は、パッケージング・ラミネートから作られる包装容器の外側に向いたパッケージング・ラミネート１０の側に配され、一方、それに対して、外側層１５は、包装容器の内側に向いたパッケージング・ラミネートの側に配される。層１５は、例えば接着性およびアロマ・バリヤ特性を最適化するために、同一の耐湿性加熱密封可能なポリマーの２つ以上の部分層により構成することができる。
したがって層１２および１５は、この好ましい実施形態によれば、外側の、液密かつ相互に加熱密封可能なバリヤ層となり、同時に層１５が一方の側から水分感受性ガス・バリヤ層１３を湿気および液体に対して保護する機能を有する。
パッケージング・ラミネートの両長手方向縁部に沿って、ラミネートには各縁部沿いの狭い、ストリップ状長手方向区域１６ａおよび１６ｂ内はＰＶＯＨ、即ちガス・バリヤ層１３がなく、そこにおいて２つの熱可塑性の、液密層１４および１５が相互に密封される。狭い長手方向区域は、２つの層１４および１５が相互に縁部沿いに密封され得る幅を有し、したがってガス・バリヤ層１３をパッケージング未加工品の長手方向切込縁部沿いに水密に封鎖しかつ水分への露出に対して保護する。ガス・バリヤ層のない狭い長手方向区域１６ａおよび１６ｂは、幅を約３ｍｍと１０ｍｍの間で変えることができ、約５〜７ｍｍとすることが好ましい。この区域が狭すぎる場合には、層１４および１５の強力なタミネーションまたは溶融が十分に達成されず、その結果、層１３の保護が弱くなる。それらの区域の幅が広すぎる場合には、長手方向接合区域の大部分がガス・バリヤ層を欠くため、パッケージング未加工品から作られる長手方向に密封された包装容器のガス・バリヤ特性が結果としてより乏しくなるであろう。
ポリビニルアルコール層、即ちガス・バリヤ層１３が層１４に与えられる量は約１〜１０グラム毎平方メートルであり、３〜６グラム毎平方メートルが好ましい。
図２は、同様に、本発明による、図１の場合と同じタイプのコア層２１、外側層２２およびガス・バリヤ層２３を含むラミネートから生産されるパッケージング未加工品２０の断面を示す。パッケージング未加工品２０においては、ガス・バリヤ層２３は、例えば、酸変性もしくは酸共重合ポリエチレン等、図１の場合とは異なるタイプの熱可塑性の、耐湿性ポリマーの２つの層２４および２５間に積層される。ラミネートの、パッケージング未加工品から作成される包装容器の内側に向いた側に、ポリエチレン、好ましくはＬＤＰＥの内側層２６が追加して配される。したがって層２６は、パッケージング未加工品の「外側」の外側層２２に対して加熱密封可能である。図１の場合と同様に、ガス・バリヤ層２３は、２つの層２４および２５が相互に積層されるパッケージング未加工品の長手方向縁部沿いでは省かれている。
図３は、パッケージング未加工品１０および２０それぞれの長手方向縁部の相互重ね合わせ状態および長手方向に密封された包装容器の長手方向接合区域の積層構造を示す断面図である。分かりやすくするため、図３の同一もしくは対応する細部には図１および図２と同じ参照番号を用いている。
ガス・バリヤ層１３，２３は、それぞれにパッケージング未加工品の長手方向縁部沿いのラミネートから省かれているので、層１４および１５，２４および２５は、それぞれに相互に積層され、ガス・バリヤ層は、パッケージング未加工品の切込縁部３１および３２において封鎖されかつ浸透水分への露出に対して保護される。したがって、パッケージング未加工品の２つの長手方向ストリップ状の縁部区域３３および３４にはガス・バリヤ層１３および２３がなく、幅は約３〜１０ｍｍであり、５〜７ｍｍとすることが好ましい。
図４は、本発明による方法の好ましい一実施形態の概略図であり、ここにおいては、幅の広いパッケージング・ラミネート・ウェブが、生産工程中に、包装容器の１つの未加工品の幅に相当する複数の狭い部分ウェブに分割され、目的の部分ウェブの幅より狭い長手方向ライン４１，４２，４３において水分感受性ガス・バリヤ材料、好ましくはＰＶＯＨの水性分散液を塗布され、それによって、第一の幅の広いウェブを複数の狭い部分ウェブに分割する切込ライン４４，４５沿いの狭いストリップ状区域およびウェブの長手方向縁部４６，４７沿いの狭いストリップ状区域がガス・バリヤ材料のない状態となる。このように、ガス・バリヤ材料は紙または板紙のコア層の半製品ウェブ状ラミネートにストリップ状に塗布され、各側部に熱可塑性の、耐湿性層を塗布され、かつ乾燥され、しかる後にウェブ状ラミネートの幅全体にさらに耐湿性熱可塑性層がブランケット・コートされる。したがって、部分ウェブ幅近辺のガス・バリヤ材料を塗布され乾燥されたラインは切込みによって分割される部分ウェブの縁部沿いの熱可塑性の、液密層、即ちウェブ状パッケージング未加工品間の取り囲まれかつ封鎖される。
以上の説明から明らかなように、本発明は、水分感受性ガス・バリヤ層がパッケージング未加工品の長手方向縁部沿いでは省かれ、それによってガス・バリヤ層が２つの隣接する層によってガス・バリヤ層のいずれの側も、未加工品の水分に対して露出される切込縁部沿いに封入されかつ密封されることにおいて所期の目的を容易にかつ効率的に達成する。
さらに、本発明は、本発明によるパッケージング未加工品、および一層良好な耐酸素ガス特性を有する、本発明によるパッケージング未加工品から生産される包装容器をも生産する簡単で合理的な方法を実現する。

Claims (11)

1. コア層（１１；２１）および水分感受性ガス・バリヤ材料層（１３；２３）を含むラミネートのシート状またはウェブ状パッケージング未加工品（１０；２０）であって、該パッケージング未加工品は長手方向縁部を有し、かつ長手方向縁部を継ぎ合わせて重ね合せ長手方向接合部にすることによって容器またはチューブに変形するためのパッケージング未加工品において、水分感受性ガス・バリヤ層は、２つの耐湿性材料層（１４および１５；２４および２５）間に配され、パッケージング未加工品の各長手方向縁部沿いの狭い区域（１６ａおよび１６ｂ；２７ａおよび２７ｂ）を除いたパッケージング未加工品表面の区域に局在することを特徴とするシート状またはウェブ状パッケージング未加工品。
2. パッケージング未加工品の長手方向縁部（１６；２７）沿いの狭い区域の幅が３ｍｍと１０ｍｍの間であることを特徴とする請求項１に記載のシート状またはウェブ状パッケージング未加工品。
3. 水分感受性ガス・バリヤ層（１３；２３）が実質的にポリビニルアルコールから成ることを特徴とする請求項１に記載のシート状またはウェブ状パッケージング未加工品。
4. コア層（１１；１２）が紙または板紙から成ることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のシート状またはウェブ状パッケージング未加工品。
5. 耐湿性材料層（１４，１５；２４，２５）が実質的にポリエチレンから成ることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のシート状またはウェブ状パッケージング未加工品。
6. コア層（１１；２１）および水分感受性ガス・バリヤ層（１３；２３）を含むラミネートからシート状またはウェブ状パッケージング未加工品（１０；２０）を製造する方法であって、該パッケージング未加工品が長手方向縁部を有し、かつ長手方向縁部を継ぎ合わせて重ね合せ長手方向接合部にすることによって容器またはチューブに変形する方法において、水分感受性ガス・バリヤ材料は、ガス・バリヤ層の各側の第一および第二の耐湿性材料層（１４，１５；２４，２５）の間の層（１３；２３）に配され、パッケージング未加工品の各長手方向縁部沿いの狭い区域（１６；２７）を除いたパッケージング未加工品表面の区域に局在することを特徴とするシート状またはウェブ状パッケージング未加工品を製造する方法。
7. コア層（１１；２１）および水分感受性ガス・バリヤ層（１３；２３）を含むラミネートからシート状またはウェブ状パッケージング未加工品（１０；２０）を製造する方法であって、該パッケージング未加工品が長手方向縁部を有し、かつ長手方向縁部を継ぎ合わせて重ね合せ長手方向接合部にすることによって容器またはチューブに変形するための方法において、水分感受性ガス・バリヤ材料は、パッケージング未加工品の各長手方向縁部沿いの狭い区域（１６；２７）を除いたパッケージング未加工品表面の区域において第一の下側の耐湿性材料層（１４；２４）に塗布されること、およびラミネートの表面全体は、水分感受性ガス・バリヤ層を含めて、その後に第二のブランケット耐湿性材料層（１５；２５）を塗布されることを特徴とするシート状またはウェブ状パッケージング未加工品を製造する方法。
8. 水分感受性ガス・バリヤ材料（１３；２３）が分散液で形態でコーティングにより塗布され、その後に乾燥されることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の方法。
9. 第一の段階において、コア層（１１；２１）と耐湿性材料の最上層（１４；２４）を含む半製品ラミネートの第一の広いウェブに水分感受性ガス・バリヤ材料が、第一の広いウェブを２つ以上の狭い部分ウェブに分割するための切込ライン（４４；４５）周囲の狭い長手方向区域を除いたウェブ表面の区域（４１，４２，４３）にブランケット状に塗布されること、第二の段階において、部分ウェブ状に塗布されたガス・バリヤ材料を含む、第一の、広いウェブにその後に耐湿性材料層がブランケット・コートされること、および第三の最後の段階において、積層済みのウェブが切込みライン（４４，４５）沿いに切開により分割されることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の方法。
10. 狭い、長手方向区域（１６；２７）の幅が３ｍｍと１０ｍｍの間であることを特徴とする請求項６から請求項９のいずれか一項に記載の方法。
11. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のパッケージング未加工品（１０；２０）から製造される包装容器。

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