JP5478887B2 - タバコ用包装のインナーライナーとして単層または多層の二軸延伸フィルムを使用する方法 - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも１種の外装と、タバコのための内部包装材とを含むタバコ用包装に関する。さらに本発明は、インナーライナーに関する。
従来、タバコ用包装は、包装内容物、すなわち一揃いのタバコが内部包装材で取り巻かれるようにして形成されている。従来技術において、このような内部包装材は、アルミニウム箔のカットシート、アルミニウムと紙とのラミネート、または、１枚の金属化紙からなる。この内部包装材は、インプリント加工されるか、または、エンボス加工されることが多い。初期のカットシートは、今日では慣習的に紙で製造された内部包装材で代用されている。このような内部包装材は、必要に応じて外側へのエンボス加工と併用して、インプリント加工されるか、または、金属化されることが多い。

このような包装を製造する場合、この内部包装材（いわゆるインナーライナー）でタバコを包装し、包装された一揃いのタバコを、包装機で、外装、例えばフリップトップ式の上蓋を有する包装または紙ラベルを用いて折り込む。

このようなインナーライナーは、印刷紙、金属化紙、またはその他の薄層状の材料からなるものがある。これらの材料は、包装機でロールから引張られ、適切な長さに切断される。必要に応じてミシン目を選択的に作製し、標的の切り離し部位を作り、それにより、包装を最初に開けた際にインナーライナーの選択されたところが破れるようにすることができる。

紙および金属のフィルムは、その折り畳み特性と引裂特性のために特に有利である。このタイプの使用において、材料ストリップは、外装が所定位置に置かれる時まで、包装されるタバコの束がしっかり保持されるように安定して包装されるような優れた折り畳み特性（デッドフォールド）の特徴を有していなければならない。さらに、ライナーの開封が確実に制御されるためには、引裂きの挙動が重要な役割を果たす。最後に、材料の引裂かれた部分が巻上がることにより取り扱いの邪魔にならないように、切断部が優れた平面性を示していなければならない。

この一連の特性は、紙および金属化紙で十分に満たされる。熱可塑性ポリマーで製造されたフィルムは、本質的に低い折り畳み特性を有するため、この用途において一般的に適切な材料ではない。その上、小さい断片にした形態のプラスチックフィルムは巻き上がる傾向があり、すなわちこれらのカットは、フィルムストリップの長さ全体に沿って、またはそれら全体にわたって、そのものが巻き上がる。

それにもかかわらずプラスチックフィルムは、環境面の視点からだけでなく、コストに関しても紙を超える利点を有することが多いため、様々な用途で紙を置き換えることは、フィルムの製造元に絶えず課された要望である。

従って、本発明は、この用途の要求を満たすタバコ用包装のインナーライナーとしての使用に適したフィルムを利用可能にするという課題が基礎になっている。
この課題は、タバコ用包装のインナーライナーとして、フィルムに７０〜１００質量％の少なくとも１種の脂肪族ヒドロキシカルボン酸で製造されたポリマーが含まれるような単層または多層の二軸延伸フィルムを使用することによって解決される。

本発明は、特にフリップトップ式パック、および、軟包装に使用される。ポリヒドロキシカルボン酸フィルム、好ましくはＰＳＡフィルムで製造されたインナーライナーは、フリップトップ式パックに特に適している。これらのカートンは従来、薄い厚紙からなる。カートンの一部分は、ポリヒドロキシカルボン酸またはＰＳＡで製造された内部包装材を折り畳むことによって全ての面が取り巻かれた包装内容物、すなわち一揃いのタバコを取り出すのに役立つ。カートンの背面には蓋が配置されており、この蓋は、折り目を覆ってカートンに接着される。フリップトップ式パックの実施態様のさらなる詳細は既知であり、例えばＤＥ４３３３４６２で説明されている（その説明を参照により本明細書に含める）。

包装内容物である一揃いのタバコは、全ての面が本発明に係る内部包装材で取り巻かれる。このようにして得られた包装内容物としての単位が、一組のタバコである。本発明によれば、このようなタバコのブロックを製造するために、タバコの包装材に、ポリヒドロキシカルボン酸で製造されたフィルム、好ましくはＰＬＡフィルムが導入される。

上記フィルムは、この目的に適した幅に切断され、包装機で一つの連としてロールから引張られ、適切な長さに切断される。切断の形状は、使用予定の折り畳みのタイプに依存する。例えば、一揃いのタバコの周りに、面の折り畳み方式に従って設計されたフィルムのカットを置く。連続的に閉じた底面に、正面と背面とを連結させる。上部端の壁面を同様に折り畳んで形成し、内部に向いた角と台形の端部が形成されるようにする。

さらなる実施態様において、上部の領域の内部包装材には、引張って取り除くタイプの帯、いわゆるフラップが備えられていてもよい。この目的のために、穴を開けたライン、または、その他の種類の強度を低くしたラインが切断物の全幅にわたり作製される。まずパッケージを開封したら、引張って取り除くタイプの帯の外側に出ている端部を掴むことによって、その帯が取り外される。

このような切断物は、一般的に、切断物が縦方向に置かれるように材料ストリップから分離される。材料ストリップは必要に応じて表面に印刷が施されていてもよく、ここで、材料の長さに沿った方向に印刷の途切れが配置されることが有利である。切断物を分割するために、フィルムの縦方向にわたってクロスカットが施される。分割ラインの正確な位置決定は、印刷機のインプリント加工によって印刷されたマークを制御することによって行うことができる。

あるいは、このような切断物は、フィルムのストリップ幅と切断物の長さとを対応させることによって形成してもよい。この配置の場合、切断物は、材料ストリップの長さ方向に垂直に並置される。このような場合において、材料ストリップとして、具体的には様々な幅を有し両面に印刷が施された連続したストリップが提供される。

インナーライナーの切断および折り畳み技術、切断物をインプリントするための単位、および、さらなる詳細は従来技術において既知であり、例えばＤＥ２０１２０９７７、または、ＤＥ４３３３４６２、または、ＤＥ２５１１２４１で説明されている（これらは参照により本明細書に含める）。

一般的に、上述したようにして形成されたインナーライナーを備えた包装は、フィルム、具体的にはポリプロピレンフィルムまたはセロハンで製造された外装材がさらに備えられる。

本発明によれば、インナーライナーは、二軸延伸フィルムで製造され、このようなフィルムは、単層を特徴とするものでもよいし、または多層を特徴とするものでもよい。このようなフィルムの主成分は、少なくとも１種の脂肪族ヒドロキシカルボン酸で製造されたポリマーである。一般的に、このようなフィルムは、少なくとも７０〜１００％の脂肪族ポリヒドロキシカルボン酸で製造されたポリマー、好ましくはＰＳＡを含む。いずれの場合においてもフィルム質量に対して８０〜９９質量％、好ましくは８５〜９５質量％の上記ポリマーで製造された実施態様が好ましい。

驚くべきことに、ポリヒドロキシカルボン酸で製造されたフィルム、好ましくはＰＬＡは、インナーライナーとしての使用に関して優れている。このようなフィルムは、固着するとタバコの束を所定位置にしっかり固定することが見出された。現状においてこのようなフィルムは、包装機で取り扱う際に破断を示す。我々は、その切断物が、驚くべきことに全くではないがほとんど巻き上がらなかったため、他の熱可塑性物質のフィルムの問題を回避できることを見出した。さらに、このようなフィルムを用いることによって、天候が不安定な状況下でも優れた安定な作業性が得られるため、このようなフィルムは特に有利である。このようなフィルムおよびその特性は、紙と比較して、不安定な温度または不安定な湿度の影響をほとんど受けず、そのインナーライナーとしての使用にも影響を受けず、常に一定して良好に取り扱うことができることが示された。

脂肪族ポリヒドロキシカルボン酸で製造された単層および多層フィルムはいずれも、本発明に係る使用に適している。多層フィルムは厚い基層から形成され、このような基層は、一般的に、最も大きい層厚さを占めることを特徴とし、フィルム総厚さの６０％以上１００％未満を構成する。この基層には、１つまたは複数の上層が提供され、好ましくは両面に提供されるが、必要に応じて片面だけでもよい。さらなる実施態様において、追加の中間層、または、多層フィルム外面のコーティングが存在してもよく、それにより、４または５層の、コーティングされた、または、コーティングされていないフィルムが得られる。上層の厚さは、一般的に０．５〜１０μｍの範囲であり、好ましくは０．５〜６μｍ、具体的には１〜３μｍの範囲である。本発明に係るフィルムの総厚さは、２０〜１００μｍの範囲であり、好ましくは２５〜８０μｍ、具体的には３０〜６０μｍの範囲である。上層は、フィルムの外層に形成される層である。中間層は、当然ながら基層と上層との間に配置される層である。以下のフィルムの層に関する実施態様は、単層フィルムの実施態様と同じ方法で同様に実施されるとみなされる。

驚くべきことに、本発明に係るインナーライナーとして使用するには、最小限の厚さが２０μｍのフィルムが特に有利である。フィルムの厚さが２０μｍ未満の場合、機械でつまりが生じる。驚くべきことに、薄膜が、本発明に係る使用においてさらにより優れて機能することが見出された。フィルム厚さが厚すぎると、フィルムは、元に戻ろうとする力が大きくなり、外部のフリップトップ式パックが適用される前に包装されたタバコが束から滑り落ちてしまう。それゆえに、最大限の厚さは１００μｍを超えないと予想される。

フィルム、加えてフィルムの個々の層は、必要に応じて、７０〜約１００質量％、好ましくは８０〜９８質量％の少なくとも１種の脂肪族ヒドロキシカルボン酸（以下、ＰＨＣと称する）、または、ポリヒドロキシカルボン酸で製造されたポリマーを含む。これは、脂肪族ヒドロキシカルボン酸の重合単位で構成されているホモポリマーまたは混合型の重合体を意味する。本発明に適したＰＨＣのなかでも、ポリ乳酸が特に適切である。これらは以下、ＰＬＡ（ポリ乳酸）と称する。さらに本明細書においてＰＳＡという用語は、乳酸単位のみで構成されたホモポリマー、さらに、主成分として、その他の脂肪族ヒドロキシ乳酸単位と結合した乳酸単位を含む（＞５０％）混合型の重合体の両方を意味する。

脂肪族ポリヒドロキシカルボン酸（ＰＨＣ）の単量体として、脂肪族モノ、ジまたはトリヒドロキシカルボン酸、または、それらの二量体環状エステルが適切であり、そのなかでもＤまたはＬ型乳酸が好ましい。これらの種類のポリマーは従来技術において知られており、市販されている。ポリ乳酸の製造も同様に従来技術で説明されており、これは、ラクチド（１，４−ジオキサン−３，６−ジメチル２，５−ジオン）、すなわち乳酸の二量体化環状エステルを触媒で開環重合することによって起こるため、ＰＳＡはしばしばポリラクチドとも呼ばれる。ＰＳＡの製造は、以下の公報：ＵＳ５，２０８，２９７、ＵＳ５，２４７，０５８、または、ＵＳ５，３５７，０３５で説明されている。

主に乳酸単位で構成されたポリ乳酸が好ましい。これに関連して、８０〜１００質量％のＬ型乳酸単位、それに対応して０〜２０質量％のＤ型乳酸単位を含むＰＳＡホモポリマーが特に好ましい。結晶性を減少させるために、さらにより高い濃度のＤ型乳酸単位が、共重合用単量体として含まれていてもよい。必要に応じて、ポリ乳酸は、共重合用単量体として、乳酸以外の様々な脂肪族ポリヒドロキシカルボン酸単位を追加で含むことを特徴としてもよく、このような単位としては、例えばグリコール酸単位、３−ヒドロキシプロパン酸単位、２，２−ジメチル−３−ヒドロキシプロパン酸単位、または、５個以下炭素原子を有するヒドロキシカルボン酸のより高度な相同体が挙げられる。

好ましくは、１１０〜１７０℃の融点、好ましくは１２５〜１６５℃の融点、および、１〜５０ｇ／１０分、好ましくは１〜３０ｇ／１０分のメルトフローインデックス（２．１６Ｎの負荷および１９０℃でのＤＩＮ測定法５３７３５による）を有する乳酸ポリマー（ＰＬＡ）である。ＰＬＡの分子量は、少なくとも１００００〜５０００００（数平均）、好ましくは５００００〜３０００００（数平均）の範囲である。ガラス転移温度Ｔｇは、４０〜１００℃、好ましくは４０〜８０℃の範囲である。

フィルムの個々の層はそれぞれ、７０〜約１００質量％、好ましくは８０〜９８質量％の上述のポリマーを含み、加えて、必要に応じて中和剤、安定剤、潤滑剤、静電気防止剤、および、充填剤のような追加の添加剤を含む。このような添加剤は、溶融の前にポリマーまたはポリマー混合物にを添加することが有利である。例えば、安定剤として、リン酸またはリン酸エステルのようなリン結合体が導入される。個々の層は、ポリマーおよび添加剤に関して基本的に同じ組成を有することを特徴としてもよい。一般的に、基層の組成は、その他の層の組成とは異なる。具体的には、上層には、抗ブロッキング剤または潤滑剤のような添加剤が添加され、それに対して基層には、充填剤または顔料が導入されることが好ましい。しかしながらフィルムの個々の層の形成および組成は、広く様々であってよい。

空隙を有さない透明実施態様および白色の実施態様が特に、この使用によく適していることが見出された。ポリプロピレンフィルムに関して、基層において、空隙を有さない不透明ＰＰフィルムのほうが、透明ＰＰフィルムよりも優れた折り畳み特性を示すという特徴を有することがわかっている。驚くべきことに、空隙を有さないフレキシブルなＰＬＡフィルムはまた、この使用において、空隙を有する実施態様に比べて極めて優れた折り畳み特性を示す。本発明の観点において、透明なフィルムは、ＡＳＴＭ−Ｄ１００３−７７に従って７５％を超える、好ましくは９５％を超える光透過性を有するフィルムと理解することとする。白色のＰＬＡフィルムは、白色の顔料の添加によって白色に着色されているが、これも空隙を有さない。これらの実施態様は、一般的に、少なくとも１種の層に、必要に応じて数種の層に、ＴｉＯ_２が１〜１２質量％の量で含まれる。基本的には、片方または両方の上層にＴｉＯ_２を上記量で添加することができ、または、片方または両方の中間層に添加してもよい。

基本的には、フィルムの不透明な実施態様、または、白色の不透明な実施態様の追加も可能である。これらのフィルムは、基層に、例えばシクロオレフィンコポリマー（不透明なフィルム）に、発泡開始剤を含み、さらに必要に応じて、追加の顔料（白色の不透明なフィルム）を含む。このような場合も、顔料としてＴｉＯ_２が好ましく、いずれの場合もケース基層に対して１０質量％以下、好ましくは１〜８質量％の量で導入される。

必要に応じて、上記フィルムは、フィルムの追加の特性を最適化するためにコーティングされてもよい。典型的なコーティングは、接着を強化する、滑らかさを改善する、または、剥離性を調節するコーティングである。必要に応じて、これらの追加のコーティングは、横延伸またはオフラインの前に、水性または非水性分散液によって一列でのコーティングによって適用することができる。

さらなる実施態様において、上記フィルムは、使用前にインナーライナーとして金属化される。インナーライナーとして使用する際に、金属化した側が、目に見える側として形成される。さらなる実施態様において、上記フィルムは、両面を金属化してもよい。この実施態様は、タバコとフィルムとの直接の接触が回避されることによって、フィルムによってタバコの味が損なわれないようにすることができ、または、厳密に言えばそのようなことが徹底して防ぐことができるという追加の利点を有する。

さらなる実施態様において、金属化した、または、金属化していないフィルムはさらにエンボス加工を施してもよく、このようなエンボス加工は、一方では装飾的な特徴を付与し、また平面性のさらなる改善に貢献する。驚くべきことに、金属化およびインプリントした後でも、上記フィルムは、これまで用いられてきた紙のインナーライナーとまったく同様に扱うことができる。さらにその上、エンボス加工された金属化フィルムは、金属化紙の本来の外観に極めて近くなる。

ＰＨＣフィルムは、それ自身よく知られた共押出し法に従って製造される。この手順の範囲内において、フィルムの層に対応する溶融物を平坦なダイを通過して共押し出しして、このようにして得られた多層フィルムを硬化のために１個または数個のローラーで引き伸ばし、続いてそのフィルムを二軸延伸（配向）し、その二軸延伸フィルムを熱硬化させ、必要に応じて処理を要する表面層をコロナまたは火炎処理する。

二軸延伸は、一般的に、連続的に行われる。その行程において、延伸は、好ましくは、まず縦方向（すなわち流れ方向＝ＭＤ方向）に行われ、その後横方向（すなわち流れ方向に対して直角＝ＴＤ方向）に行われる。これにより分子鎖の配向が起こる。縦方向での延伸は、好ましくは、２個のローラーを、望ましい延伸比率に対応する異なる速度で動かすことによって行われる。横延伸の場合は、一般的には、それに対応するクリップを有するフレームが使用される。それに続いて連続的な延伸を行うフラットフィルム押出しの例に従って、フィルム製造をさらに説明する。

溶融物を平坦なダイ（シートダイ）に通過させ、プレスされて出てきたフィルムを、１個または数個のアウトフィードローラーで、冷却されて硬化するように１０〜１００℃、好ましくは２０〜８０℃の温度で引き伸ばす。

続いてこのようにして得られたフィルムを、押出し方向に沿って、および、その方向にわたって延伸する。縦延伸は、好ましくは、４０〜１３０℃、好ましくは５０〜１００℃の延伸ローラーのローラー温度で行われると予想され、ここで、２個のローラーを望ましい延伸比率に対応する異なる速度で動かすことが有利である；横延伸は、好ましくは、５０〜１３０℃、好ましくは６０〜１２０℃の温度で行われ、それに対応するクリップを有するフレームが使用される。縦延伸の比率は、１．５〜８の範囲で様々であってよい。発泡開始剤を含む基層を有するフィルム製造の場合は、３〜６の高い縦延伸の比率が好ましく、それに対して透明な基層を有するフィルムの場合は、好ましくは１．５〜３．５の範囲で延伸される。横延伸の比率は、３〜１０、好ましくは４〜７の範囲である。

フィルムを延伸した後に、それらを熱硬化（熱処理）し、ここでフィルムを約０．１〜１０秒の時間、６０〜１５０℃の温度で保持して収縮させる（２５％以下の収縮）。その後、フィルムを従来の方式で巻取機を用いて巻き取る。

原材料およびフィルムを特徴付けるために、以下の測定を用いた：
ここで、以下の実施例に基づき本発明を説明する：
実施例１：
押出して、続いて縦および横方向にさらに配向させることによって、約３０μｍの厚さを有する透明な３層のＰＬＡフィルムを製造した。基層は、約１６０℃の融点を有するほぼ１００質量％のポリ乳酸からなる。この層はさらに、安定剤および中和剤を一般的な量で含む。密封可能な両上層は、基本的に無定形のポリ乳酸で構成し、このポリ乳酸は、約４０／６０のＬ／Ｄ比を特徴とする。加えて、上層はそれぞれ、抗ブロッキング剤として０．１質量％のＳｉＯ_２系の粒子を含む。上層の厚さはそれぞれ、２．５μｍに達した。

個々の手順の工程における製造条件は以下の通りとした：
押出しの温度：１７０〜２００℃
アウトフィードローラーの温度：６０℃
縦延伸の温度：６８℃
縦延伸の比率：２．０
横延伸の温度：８８℃
横延伸の比率（有効値）：５．５
固定の温度：７５℃
収縮：５％。

実施例２：
実施例１で説明した通りにフィルムを製造した。実施例１とは異なり、上層は付着させなかった。それ以外に関して、組成および製造条件は変更しなかった。２５μｍの厚さを有する透明なフィルム、ただし単層のフィルムを再度製造した。

実施例３：
押出して、続いて縦および横方向にさらに配向させることによって、３０μｍの厚さを有する不透明な単層のＰＬＡフィルムを製造した。この層は、１３５℃の融点、約３ｇ／１０分のメルトフローインデックス、および、６０℃のガラス転移温度を有する約９５質量％のポリ乳酸、および、１４０℃のＴｇを有する約５質量％のＣＯＣ（チコナ（Ｔｉｃｏｎａ）のトパス（Ｔｏｐａｓ）６０１３）で構成されていた。この層はさらに、安定剤、および、中和剤を一般的な量で含む。個々の手順の工程における製造条件は以下の通りとした：
押出しの温度：１７０〜２００℃
アウトフィードローラーの温度：６０℃
縦延伸の温度：６８℃
縦延伸の比率：４．０
横延伸の温度：８８℃
横延伸の比率（有効値）：５．５
静置の温度：７５℃
収縮：５％。

この方法で、真珠光沢を有し、および、約０．７５ｇ／ｃｍ^３の低い密度を有することを特徴とする不透明なフィルムが得られた。
このフィルムをインナーライナーとして市販のタバコの包装機に導入したところ、大きな問題を起こすことなく使用が可能であった。実施例１および２に記載の空隙を有さないフィルムは、それ自身特に有利であることが示された。

それに対して、二軸延伸ポリプロピレンフィルムは、この用途に適用できなかった。材料の強い元に戻ろうとする力のために、個々のタバコを包装することができなかった。

Claims (14)

1. タバコ用包装のインナーライナーとして単層または多層の二軸延伸フィルムを使用する方法であって、該フィルムが少なくとも１種の脂肪族ポリヒドロキシカルボン酸のポリマーを７０〜１００質量％含み、前記タバコ用包装がフリップトップ式パックであることを特徴とする、上記の方法。
2. 前記フィルムが透明であることを特徴とする、請求項１に記載のフィルムを使用する方法。
3. 前記フィルムが白色であることを特徴とする、請求項１に記載のフィルムを使用する方法。
4. 前記フィルムが空隙を有する不透明基層を有することを特徴とする、請求項１に記載のフィルムを使用する方法。
5. 前記フィルムの一方の面が金属化されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のフィルムを使用する方法。
6. 前記フィルムの両面が金属化されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のフィルムを使用する方法。
7. 前記フィルムが、エンボス加工されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載のフィルムを使用する方法。
8. 前記金属化したフィルムの表面が、エンボス加工されていることを特徴とする、請求項５に記載のフィルムを使用する方法。
9. 前記フィルムが、基層に、８０質量％以上９８質量％未満の脂肪族ポリヒドロキシカルボン酸のポリマーを含むことを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載のフィルムを使用する方法。
10. 前記フィルムが、両面に上層を有し、該上層は、７０質量％以上１００質量％未満の脂肪族ポリカルボン酸ポリマーを含むことを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載のフィルムを使用する方法。
11. 前記脂肪族ポリヒドロキシカルボン酸が、ポリ乳酸であることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のフィルムを使用する方法。
12. 前記フィルムが、２０〜１００μｍの総厚さを有することを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のフィルムを使用する方法。
13. 前記上層が、０．５〜６μｍの厚さを有することを特徴とする、請求項１０に記載のフィルムを使用する方法。
14. 前記上層が、密封可能であることを特徴とする、請求項１０または１３に記載のフィルムを使用する方法。