JP6778116B2 - 包装材料および包装容器 - Google Patents

Description

液状または半液状食品用の包装容器のための包装材料、その作成方法、およびその使用方法が本明細書に記載される。

液状食品用の使い捨てタイプの包装容器は、多くの場合、板紙または厚紙に基づく包装材料から作成される。１つのかかる一般的に見出される包装容器は、テトラブリック（登録商標）アセプティックの商標名で市販されており、主に、市販の長期室温貯蔵用に販売されている牛乳、フルーツジュースなどの液状食品を無菌包装するのに用いられている。この既知の包装容器の包装材料は、一般的に、紙または板紙のバルク層と、外側の熱可塑材の液密層とを含む積層体である。例えば、牛乳またはフルーツジュースの包装など、無菌包装の目的で包装容器を気密に、特に酸素ガス密にするために、これらの包装容器の包装材料積層体は、通常、ガスバリア性質を提供する、最も一般的にはアルミニウム箔である少なくとも１つの追加層を備える。

積層体の内部、即ち、積層体から作成された容器の充填された食品内容物に面することが意図される側面には、アルミニウム箔の上に適用された最も内側の層があり、その最も内側の内層は、ヒートシール可能な接着剤ポリマーおよび／またはヒートシール可能なポリオレフィンを含む、１つまたはいくつかの部分層で構成されてもよい。また、紙または板紙のバルク層の外側には、最も外側のヒートシール可能なポリマー層（装飾層）がある。ヒートシール可能なポリマー層は、低密度ポリエチレンまたはそのブレンドに基づく場合が多い。

包装容器は、一般に、包装材料のウェブから、連続的にパッケージを形成し、充填し、封止するタイプの高速包装機械を、例えば、テトラブリック（登録商標）アセプティックタイプの包装機械を用いて作成される。包装容器は、したがって、基本的に、ウェブを形成し、充填し、封止してパッケージ状にする充填機を用いて、ウェブを積層された包装材料のチューブに連続的に形成することを含む、いわゆる製袋充填技術によって作成されてもよい。別の方法によれば、パッケージは、例えばテトラレックス（登録商標）タイプの充填機で、包装材料の前もって作られた半加工品から１つずつ作られて、いわゆるゲーブルトップ形状のパッケージ、または他の半加工品に基づくパッケージが提供される。

連続テトラブリック（登録商標）タイプの包装方法の１つの態様は、上述したように、高速包装が可能なものであり、コスト効率に対して相当な影響がある。一般的に、一時間当たり数千のパッケージが準備されてもよい。例えば、テトラパック（登録商標）Ａ３／スピードは、一時間当たり約１５，０００個のパッケージ（０．９リットル以上のファミリーサイズの包装容器）、および一時間当たり約２４，０００個の包装容器（ポーションパッケージ）を製造してもよい。

例えば国際公開第００／３０８４６号に記載されているように、板紙バルク層をポリマー発泡体と置き換えることによって、板紙積層体を改造する試みが行われてきた。しかしながら、コスト効率が良いポリマーによる発泡体は、通常、材料を積層材料へと変換する間に高温および高圧に晒されると変質し気泡が潰れるので、かかる試みは実用的な製品に至らなかった。これは、ポリマー発泡体が溶融ポリマーの熱および積層体ニップの圧力によって気泡が潰れるポリマーメルト押出し積層動作中における特有の問題であるが、熱可塑性ポリマーまたは接着剤で予めコーティングされた表面を有する層を、加熱ローラニップで熱および圧力を同時に加えることによって互いに接着させる積層ステップ、即ちいわゆる回転加熱加圧積層中における特有の問題でもある。

国際公開第００／３０８４６号 国際公開第２０１２／１６３７５３号 米国特許第６９７４６１２号明細書

１つの目的は、従来技術の上述の問題を低減または緩和する、液状および半液状食品のための積層包装材料、ならびに包装材料から製造される包装容器を製造することである。

さらなる目的は、積層動作の間、発泡バルク層がその元の厚さを失わずに加熱加圧積層に耐え、その結果、バルク材料が低密度の状態で完成した積層体の適切なバルク厚さを提供する、包装材料積層体を作成することである。

さらなる別の目的は、一方ではそのように確保されたバルク厚さおよび密度を有し、例えば離層強度などの適切な機械的耐久性も有するように最適化された、包装材料積層体を作成することである。

さらなる目的は、印刷面、ガスバリア性質を備えるとともに、機械的耐久性を有する、より軽量でよりコスト効率が良い包装材料構造を設計することである。

さらなる利点および好ましい特徴となる機構が、添付図面を参照して、以下の詳細な説明から明白となるであろう。

本明細書に記載する態様による積層包装材料を示す断面図である。 本明細書に記載する態様による積層包装材料を示す断面図である。 本明細書に記載する態様による積層包装材料を示す断面図である。 本明細書に記載する態様による積層包装材料を示す断面図である。 押出し成形機、押し出されたフィルム、紙または包装材料ウェブ、およびプラスチックとバルク層とを接合するように配置されたローラを示す概略図である。 本明細書に記載する実施形態による包装材料から作成される包装容器の一例を示す図である。 連続的な形成、充填、および封止プロセスで、かかる包装容器がどのようにして包装材料から製造されるかの原理を示す図である。 結果として得られる厚さの低減を示す図である。

実施形態の概要説明
図１ａは、包装材料の断面を概略的に示す。装飾層（１１）は、適切なＬＤＰＥまたはＰＰなどのポリオレフィンである。装飾層は、例えば、他の層のいずれかに設けられる、印刷パターン、穴、および／または弱化部（図面には図示なし）のカバーを提供するのに使用されてもよい。装飾層の一方の面にはバルク層（１２）が配置される。装飾層とは反対側の、バルク層の他方の面には、バリア層（１４）が配置される。バリア層とバルク層との間には、必要に応じて任意の積層体層を配置することができる。同様に、一方または両方の層は、バルク層とバリア層との間に十分な接着をもたらすために、表面改質するかまたはコーティングを含んでもよい。バリア層（１４）は、パックされる製品によって決まる特定の要求に応じて、酸素、光、水、および水蒸気バリアなどの所望のバリアを提供する。バリア層は、例えば、アルミニウム箔、またはＰＥＣＶＤ被覆フィルムなど、金属化または蒸着コーティングされたものなどの蒸着フィルムであることができる。バルク層とは反対側の面では、バリア層に、ＰＥもしくはＰＰまたはそれらのブレンドなど、適切なポリオレフィンなどのヒートシール可能な層（１６）が配置される。バリア層とヒートシール可能な層との間には、必要であれば接着剤が使用されてもよい。ヒートシール可能な層は、完成しパックされた包装容器内の製品に面する層である。

図１ｂは、包装材料の断面を概略的に示す。装飾層（１１）は、適切なＬＤＰＥまたはＰＰなどのポリオレフィンである。装飾層は、バルク層（１２）上に設けられる、印刷パターン、穴、および／または弱化部（図面には図示なし）のカバーを提供するのに使用されてもよく、その層は装飾層（１１）の一面に配置される。バルク層（１２）は、装飾層とは反対側の面にあり、ＬＤＰＥまたはＰＰなどの適切なポリオレフィンから選択された積層体層（１３）を有する。積層体層は、バルク層（１２）とは反対側に配置される、酸素バリア（１４）に対する接着を提供する。バリア層（１４）は、パックされる製品によって決まる特定の要求に応じて、酸素、光、水、および水蒸気バリアなどの所望のバリアを提供する。バリア層は、例えば、アルミニウム箔、またはＰＥＣＶＤ被覆フィルムなど、金属化または蒸着コーティングされたものなどの蒸着フィルムであることができる。積層体層とは反対側の面では、接着剤ポリマー（１５）がバリア層上に配置される。接着剤ポリマー（１５）は、例えば、押出しコーティングによって適用されてもよい。バリア層がアルミニウム箔である場合、接着剤は、プリマコール（登録商標）またはニュクレル（登録商標）の商標名で市販されているエチレン（メタ）クリル酸コポリマー（Ｅ（Ｍ）ＡＡ）など、適切な接着剤であることができる。バリア層とは反対側の面では、接着剤には、ＰＥもしくはＰＰまたはそれらのブレンドなど、適切なポリオレフィンなどのヒートシール可能な層（１６）が提供される。ヒートシール可能な層は、完成しパックされた包装容器内の製品に面する層である。

図２ａは、包装材料の断面を概略的に示す。装飾層（２１）は、適切なＬＤＰＥまたはＰＰなどのポリオレフィンである。装飾層は、バルク層（２２）に設けられる、印刷パターン、穴、および／または弱化部（図面には図示なし）のカバーを提供するのに使用されてもよく、その層は装飾層（２１）の一面に配置される。装飾層（２１）とバルク層（２２）との間には、紙のまたはセルロースの追加層（２７）が配置される。バルク層（２２）は、装飾層とは反対側の面にあり、ＬＤＰＥまたはＰＰなどの適切なポリオレフィンから選択された積層体層（２３）を有する。積層体層は、積層体層（２３）とは反対側に配置される、酸素バリア（２４）に対する接着を提供する。バリア層（２４）は、パックされる製品によって決まる特定の要求に応じて、酸素、光、水、および水蒸気バリアなどの所望のバリアを提供する。バリア層は、例えば、アルミニウム箔、またはＰＥＣＶＤ（プラズマ促進化学蒸着）被覆フィルムなど、金属化または蒸着コーティングフィルムなどの蒸着フィルムであることができる。積層体層とは反対側の面では、接着剤層（２５）がバリア層上に配置される。接着剤（２５）は、例えば、押出しコーティングによって適用されてもよい。バリア層がアルミニウム箔である場合、接着剤は、プリマコール（登録商標）またはニュクレル（登録商標）の商標名で市販されている適切なエチレン（メタ）クリル酸コポリマー（Ｅ（Ｍ）ＡＡ）であることができる。バリア層とは反対側の面では、接着剤には、ＰＥもしくはＰＰまたはそれらのブレンドなど、適切なポリオレフィンなどのヒートシール可能な層（２６）が提供される。ヒートシール可能な層は、完成しパックされた包装容器内の製品に面する層である。

図２ｂは、包装材料の断面を概略的に示す。装飾層（２１）は、適切なＬＤＰＥまたはＰＰなどのポリオレフィンである。装飾層は、積層体の他の層の１つ以上に設けられる、印刷パターン、穴、および／または弱化部（図面には図示なし）のカバーを提供するのに使用されてもよい。装飾層の一面にはそれに隣接して、面重量約１００ｇ／ｍ^２以下の薄紙（２７）が配置される。薄紙層（２７）は、中間の熱可塑性の外側結合層（２８）によって、装飾層とは反対側でバルク層（２２）に積層される。結合層（２８）は、ＬＤＰＥもしくはＰＰまたはそれらのブレンドなど、適切なポリオレフィンから選択されてもよい。結合層（２８）は、バルクセルロース層（２２）および薄紙層（２８）をともに結合する。バルク層（２２）は、バルク層の結合層（２８）に積層された面とは反対側の面で、熱可塑性ポリマーの積層体層（２３）にさらに積層される。積層体層（２３）は、積層体層（２３）とは反対側に配置される、酸素バリア層（２４）に対する接着を提供する。バリア層（２４）は、パックされる製品によって決まる特定の要求に応じて、酸素、光、水、および水蒸気バリアなどの所望のバリアを提供する。バリア層は、例えば、アルミニウム箔、またはＰＥＣＶＤ被覆フィルムなど、金属化または蒸着コーティングフィルムなどの蒸着フィルムであることができる。積層体層とは反対側の面では、接着剤ポリマー（２５）がバリア層上に配置される。接着剤（２５）は、例えば、押出しコーティングによって適用されてもよい。バリア層がアルミニウム箔である場合、接着剤は、プリマコール（登録商標）またはニュクレル（登録商標）の商標名で市販されている適切なエチレン（メタ）クリル酸コポリマー（Ｅ（Ｍ）ＡＡ）接着剤であることができる。バリア層とは反対側の面では、接着剤には、ＰＥもしくはＰＰまたはそれらのブレンドなど、適切なポリオレフィンなどのヒートシール可能な層（２６）が提供される。ヒートシール可能な層は、完成しパックされた包装容器内の製品に面する層である。図３は、押出し成形機（３１）の概略図である。概略図の押出し成形機は、装飾層（１１）、積層体層（１３）、接着剤（１５）、およびヒートシール可能な層（１６）の適用に適している。一例として、積層体層（１３）はバルク層（１２）上に適用することができ、それによって図面は、ポリマーの溶融プラスチックフィルム（３２）がバルク層ウェブ（３５）上に溶融押出しコーティングによって配置される積層体層（１３）になることを示している。押出し成形機はポリマーを溶融し混合する。層がポリマーブレンドである場合、押出し成形機はまた、例えばポリマー粒体用の別個のホッパーを介して供給される、ポリマーをブレンドするのに使用されてもよい。溶融フィルム（３２）およびバルク層は、圧力を掛けるローラ（３３および３４）の間の積層ニップで接合される。ローラの一方は、ニップ内にあるときのポリマーの温度を低減する冷却ローラであることができる。同様に、包装材料の他のポリマーが、バルク層（３５）のウェブに添加されてもよい。バリア層（１４）は、例えば、別個のロールから前方に送られ、積層体ニップを通して、積層体層（１３）とともに、または接着剤とともに供給されてもよい。

図４は、図１または図２に記載される包装材料から作成される包装容器５０ａの一例を示す。包装容器は、飲料、ソース、スープなど、液状または半液状食料製品に特に適している。一般的に、かかるパッケージは約１００〜約２０００ｍｌの容積を有する。先に本明細書に記載したものなど、任意の構成のものであってもよいが、例えば、長手方向シール５１ａおよび横断方向シール５２ａと、任意に開封デバイス５３とを有するブリック形状である。図示されない別の実施形態では、包装容器はくさび形状であってもよい。かかる「くさび形状」を得るために、底部の横断方向ヒートシールが、パッケージの底部に対して折り曲げられシールされた三角形のコーナーフラップの下に隠れるように、パッケージの底部のみが折り曲げられる。頂部の横断方向シールは折り曲げられないままである。このように、半分折り曲げられた包装容器は、取扱いが依然として簡単であり、食料品店の棚またはテーブルの上などに置いたときに寸法的に安定している（即ち、形態および形状を実質的に維持する）。

図５は、本出願の導入部に記載したような、即ち、ウェブの長手方向縁部７２、７２’が重なり合うヒートシールされた接合部７３で互いに合体されることによって、包装材料のウェブがチューブ７１状に形成される原理を示している。チューブは、意図される液状食料製品で充填（７４）され、チューブ内の充填された内容物の量よりも下方で、互いから所定の距離におけるチューブの繰り返される横断方向シール７５によって個別のパッケージに分割される。

パッケージ７６は、横断方向シールでの切開によって分離され、材料に準備された折り線に沿って折り目を形成することによって、所望の幾何学的構成が与えられる。

本発明は、図示し上記に記載した実施形態によって限定されないが、特許請求の範囲内で変更されてもよい。添付の特許請求の範囲に開示されるような概念から逸脱することなく、当業者にとって明白な修正および変更が可能である。

実施形態の詳細な説明
本明細書で詳細に考察し例証する積層包装材料に関連する態様が、以下に記載される。いくつかの態様は、包装材料を準備する方法に関連する。それに加えて、一部の態様は、液状および半液状食料製品に適した包装容器の提供における、包装材料の使用に関連する。包装材料は、１つの態様では、例えば、無菌包装容器を製造する、テトラパック（登録商標）Ａ３充填機などの製袋充填タイプの、液状または半液状食料製品のための充填機で使用される。いくつかの態様では、包装容器は包装材料のロール供給ウェブから製造される。いくつかの態様では、包装容器は包装材料の半加工品から製造される。

本明細書の実施形態、実施例、および態様で提供される包装材料は、７００ｋｇ／ｍ^３未満の密度を有するバルク層を備える包装材料に関する。

本明細書で使用される次の用語および定義について、以下にその定義を与えるものとする。

「ポリオレフィン」または「ポリアルケン」は、モノマーとしての式Ｃ_２Ｈ_２ｎの単純なオレフィンから作成されるポリマーである。

「ポリエチレン」は、モノマーエチレンを重合化することによって作成されるポリオレフィンである。

「コポリマー」または「ヘテロポリマー」は、２つ以上のモノマー種のポリマーである。

「高密度ポリエチレン」または「ＨＤＰＥ」は、０．９４１ｇ／ｃｍ^３を超える密度を有するエチレンポリマーである。

「低密度ポリエチレン」または「ＬＤＰＥ」は、０．９１０〜０．９３５ｇ／ｃｍ^３の密度を有するポリエチレンホモポリマーである。ＬＤＰＥはまた、比較的多数の長鎖分岐が主要なポリマー主鎖から延在しているため、分岐または異種分岐ポリエチレンとして知られている。ＬＤＰＥは、１９３０年代から商業的に製造されており、当該分野で周知である。

「直鎖低密度ポリエチレン」または「ＬＬＤＰＥ」は、０．８９ｇ／ｃｍ^３〜の密度を有するポリエチレンコポリマーを指す。ＬＬＤＰＥは線状であり、長鎖分岐を実質的に含まず、一般に、従来のＬＤＰＥよりも狭い分子量分布を有する。従来の「直鎖低密度ポリエチレン」（ＬＬＤＰＥ）は、従来のチーグラーナッタ触媒を用いて作成することができる。ＬＬＤＰＥはまた、長期にわたって（１９５０年代から溶液反応装置によって、１９８０年代から気相反応装置によって）商業的に製造されており、やはり当該分野で周知である。

「ｍＬＬＤＰＥ」は、気相反応装置内のメタロセン触媒によって、かつ／またはスラリー反応装置内のメタロセン触媒を用いて、かつ／または溶液反応装置内のハフノセン触媒のいずれかを用いて作成される、直鎖低密度ポリエチレンである。ｍＬＬＤＰＥポリマーは、包装技術の分野において周知である。

「半加工品」は、事前製造された包装材料の平らな折り畳まれていないチューブ状シートを意味する。半加工品の包装材料の一例は、バルク層と、バルク層の各面上の液密プラスチックコーティングとを含む。半加工品は、半加工品を組み立てて、一端において横断方向で封止された開いたチューブ状スリーブにし、その後で充填し、開放端部を横断方向で封止することによって、封止された包装容器を製造するのに使用される。

包装材料、包装容器、またはそれらの層を指す「厚さ」は、別段に定義されていない限り、顕微鏡法によって、例えばオリンパスの名称で市販されているもの、例えばＢＸ５１など、適切な顕微鏡によって決定される。

「液状または半液状食品」は、一般に、食品片を任意に含んでもよい流動内容物を有する食料製品を指す。乳製品および牛乳、大豆、米、穀粒、および種の飲料、ジュース、ネクター、炭酸を含まない飲料、エネルギー飲料、スポーツ飲料、コーヒーまたは紅茶飲料、ココナッツウォーター、紅茶飲料、ワイン、スープ、ハラペーニョ、トマト、ソース（パスタソースなど）、豆およびオリーブ油が、想到される食料製品のいくつかの非限定的な例である。

「無菌」は、包装材料および包装容器と関連して、微生物を排除するか、不活性化するか、または死滅させる状態を指す。微生物の例は、細菌および胞子である。一般に、無菌プロセスは、製品が包装容器に無菌パックされるときに使用される。

「ヒートシールする」という用語は、ある熱可塑性材料の１つの表面を別の熱可塑性表面に溶接するプロセスを指す。ヒートシール可能な材料は、十分な加熱および圧力を加えるなどの適切な条件下で、別の適切な熱可塑性材料に押し付けて接触させると、シールを生成することが可能であるべきである。適切な加熱は、誘導加熱もしくは超音波加熱、または他の従来の接触もしくは対流加熱手段、例えば熱風によって、達成することができる。

「弱化部」という用語は、折り目、穿孔など、材料の弱化を意味するものとする。

「希薄部」という用語は、包装材料のすべてではなく少なくとも１つの層を含む、包装材料の一部分を意味する。希薄部は、包装材料の層の少なくとも１つによって覆われている限りにおいて、例えば、開口部、スリット、または陥凹部であることができる。一例として、希薄部は、包装材料のバリア層および最も内側のヒートシール層の連続部分であり、包装容器の開封を容易にする目的で、バルク層がカットアウトされて、希薄部の境界を作り出している。

積層された包装材料は、押出し積層、湿式または乾式接着積層、熱圧力積層など、層を互いに積層する様々な方法によって得られ、様々なコーティング方法も含んでいてもよい。本明細書に記載する態様および実施形態の利益を達成するには、特定の積層技術は重要ではないが、押出し積層は、積層された包装材料、特に液状および半液状食品などの食品に使用される厚紙ベースのパッケージを作成するのに、適切に使用されてもよい一例である。

本明細書に開示する態様および実施形態によれば、３、６、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５か月以上の長い貯蔵寿命を有する包装容器が提供される。当然ながら、長い貯蔵寿命が好ましい。一般に、少なくとも１２か月の貯蔵寿命が求められるが、異なる好みに応じて変動してもよい。１つの態様では、本明細書に記載の包装材料から作られた包装容器は１２か月の貯蔵寿命を有する。

特に、かかる積層された包装材料は、以下に発泡セルロースと呼ばれる、発泡体で形成された繊維状セルロースの層を含むバルク層を含む。発泡セルロースは、したがって、発泡体形成プロセスによって製造することができる、調節可能な密度を有する繊維状ウェブ層である。バルク層は、積層体の曲げ剛性に最も有効に寄与するように配置される。本明細書で使用されるバルク層は、少なくとも２０ｇ／ｍ^２の面重量坪量（ｓｕｒｆａｃｅ ｗｅｉｇｈｔ ｇｒａｍｍａｇｅ）を有する。いくつかの実施形態では、坪量は２０〜４４０ｇ／ｍ^２である。坪量は、例えば、異なるタイプのパッケージによって与えられる要件に応じて決まる。バルク層の坪量はＩＳＯ ５３６に従って評価される。面重量坪量は、単位面積当たりの重量を表し、ｇ／ｍ^２で測定される。バルク層は、通常、８０〜１１００μｍの厚さを有し、包装容器のタイプおよび意図される食料製品に適した所望の剛性を得るために適切に選択される。バルク層の厚さは、本明細書で後述するように、顕微鏡法によって評価することができる。発泡セルロースは、バルク層の厚さの少なくとも２５％など、少なくとも３０％など、少なくとも４０％などの、少なくとも２０％を規定する。割合は、顕微鏡で包装材料の断面を検査することによって決定されてもよい。

バルク層は、いくつかの態様および実施形態によれば、包装積層体の周囲の層間の接着と適合性を改善するため、および／または剛性の改善など、追加の所望の性質を得るため、表面処理または表面コーティングされてもよい。かかる表面処理は、材料表面を、コロナ、オゾン、または火炎処理などに晒すことによってもたらされてもよい。

バルク層は、例えば、９０〜８００μｍなど、１５０〜６００μｍなど、２００〜５５０μｍなど、２５０〜３５０μｍなどの、８０〜１１００μｍの厚さを有する。面重量ｇ／ｍ^２として表される、対応する適切な範囲は、２５〜３５０ｇ／ｍ^２など、４５〜２５０ｇ／ｍ^２など、６０〜２２０ｇ／ｍ^２など、６０〜２００ｇ／ｍ^２などの、２０〜４４０ｇ／ｍ^２である。本明細書で開示される態様および実施形態に適したバルク層は、主に発泡セルロースを含む。一実施形態によれば、積層体は、発泡セルロースを含むバルク層と、少なくとも１つの追加の紙層とを備える。

発泡セルロース層および任意に追加のセルロース層を含むバルク層は、例えばクレイコーティングなどのコーティングを備えてもよく、または表面改質されてもよい。かかるコーティングまたは表面改質は、例えば印刷用であり、バルク層（任意に、追加のセルロース層を含む）と装飾層との間に配置される、追加層に適用するのにも適していることがある。任意に追加層を含むバルク層は、表面改質することができ、またはバルク層と追加層との間の適合性および結合を容易にするために、接着剤もしくは結合層であってもよい。

バルク層は、発泡セルロースを含み、１００〜６００ｋｇ／ｍ^３など、１００〜５００ｋｇ／ｍ^３など、２００〜５００ｋｇ／ｍ^３など、２００〜４００ｋｇ／ｍ^３など、３００〜５００ｋｇ／ｍ^３など、３００〜４００ｋｇ／ｍ^３などの、７００ｋｇ／ｍ^３未満の密度によって特徴付けられる。いくつかの態様および実施形態では、バルク層は発泡セルロースで構成され、バルク層は、１００〜６００ｋｇ／ｍ^３、１００〜５００ｋｇ／ｍ^３など、２００〜５００ｋｇ／ｍ^３など、２００〜４００ｋｇ／ｍ^３など、３００〜５００ｋｇ／ｍ^３など、３００〜４００ｋｇ／ｍ^３などの、７００ｋｇ／ｍ^３未満の密度を有する。発泡セルロース層の密度が低いほど、消費される原材料に関するコスト効率は高くなる一方、３００ｋｇ／ｍ^３超過における発泡セルロースの厚さ低減性に対する耐性は向上する。一実施形態によれば、積層包装材料で使用される発泡セルロースの理想的な密度は、３００〜５００ｋｇ／ｍ^３、特に３００〜４００ｋｇ／ｍ^３であると結論付けられている。

いくつかの実施形態では、包装材料は、熱可塑性材料の装飾層を有する、即ち充填され封止された包装容器の外側のヒートシール可能面である、バルク層を備える。閉じられ封止された包装容器の外側面であるバルク層の面は、装飾層で覆われたプリントを含んでもよい。

本明細書に開示する態様および実施形態によれば、バルク層は、食料製品のための、特に液状および半液状食料製品のための包装容器を準備するのに適した積層包装材料に、発泡セルロースを組み込む機会を提供する。ポリマー層に対するバルク層の積層は、プラスチック層の押出しコーティングおよび押出し積層のような、溶融押出し動作によって実施されてもよい。押出しは、一般に、低密度ポリエチレンの場合、約３３０℃以下などの高温で行われる。かかる温度は、発泡ポリマー層のバルク層の場合とは反対に、発泡セルロースを含むバルク層の場合には重大な問題にならないことが示されている。発泡セルロースは、発泡ポリマー層一般および特に発泡ポリオレフィン層とは対照的に、３００℃超過で低い伝熱および熱安定性を有し、そのことにより、コストおよび環境的な観点から、最も現実的で実現可能な発泡ポリマーの代案が提供される。３００〜４００ｋｇ／ｍ^３の比較的低密度では、発泡セルロースは押出し積層動作によって著しく厚さを失わず、本発明の目的で包装積層体で使用するのには十分な離層強度またはいわゆるｚ強度を維持する。

本明細書の態様および実施形態に記載するような発泡セルロースを含むバルク層は、離層に対する所望の強度をさらに提供し、即ち、標準条件下で簡単に離層しない。離層強度は、例えば、ＴＡＰＰＩ Ｔ５６９に従い、Ｊ／ｍ^２の値を提供する、ヒュイゲンの内部結合エネルギー試験デバイスによって決定することができ、この場合、本明細書の包装材料は、６０〜２５０Ｊ／ｍ^２など、８０〜２００Ｊ／ｍ^２など、１４０〜２００Ｊ／ｍ^２などの、６０〜３００Ｊ／ｍ^２である。いくつかの態様および実施形態では、バルク層は、バリア層と最も外側の熱可塑性装飾層との間に距離を提供しており、それによって、特注の積層された包装材料構造を可能にしている。いくつかの実施形態では、発泡セルロースを含むバルク層は離層強度を提供し、厚さ方向の圧縮強度と組み合わせて、バリア層と装飾層との間の十分な距離を提供する。

発泡セルロースは、セルロース繊維と、水、および任意にドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）などの界面活性剤などの、発泡流体とを混合することによって生成することができる。界面活性剤の量は、０．５重量％〜１０重量％など、１重量％〜５重量％など、１．５重量％〜３重量％などの、０．１重量％〜２０重量％であるべきである。一般の発泡体生成機のロータミキサによって発泡セルロースが生成される。発泡体は、一般に、ガスを混合物に入れることによって形成される。空気は、適切なガスの一例である。別の適切なガスは酸素である。一般に、ガスは、加圧ガスによって、また撹拌によって起こる渦によって、混合物に入れられる。一般に、セルロースは、セルロース繊維を含む液体分散物として提供される。液体の一例は水である。セルロース繊維のいくつかの例は、化学パルプ繊維、ケミサーモメカニカルパルプ繊維、サーモメカニカルパルプ繊維、およびクラフトパルプ繊維など、セルロース系繊維である。繊維分散物は、例えば、発泡体が（界面活性剤を含む）流体によって生成された後で、発泡液に添加されてもよい。任意に、セルロース繊維を含む液体分散物は、発泡前に発泡流体と組み合わされてもよい。必要であれば、発泡体の粘度を制御する添加剤が添加されてもよい。本明細書に記載するようにして生成された発泡セルロースは、ノズル装置（「ヘッドボックス」）を通過させられ、そこで圧力および成形ツールが発泡セルロースのウェブを生成し、それがリール上に巻かれ、少なくとも部分的に乾燥させた後、例えば包装材料を準備するのに今後使用されるまで保管される。任意に、発泡セルロースウェブをインラインで使用することができ、即ち、発泡セルロースウェブを、液状または半液状食品を包装するための積層された包装材料へと変換するために、追加層が直接適用される。従来の紙製造と比べて、所望の乾燥度および密度を達成するために、追加のまたは修正された乾燥が適切に使用されてもよい。

いくつかの実施形態では、発泡セルロースは、他の材料、例えば、デンプンおよびその誘導体、マンノガラクタン、カルボキシメチルセルロース、メラミン−ホルムアルデヒドコロイド、ユリア−ホルムアルデヒド樹脂、ポリアミド−ポリアミン−エピクロロヒドリン樹脂など、添加剤、および／またはミクロフィブリル化セルロース、および／または精製パルプ、および／または増強化学物質もしくは増強剤と混合されてもよい。

いくつかの実施形態では、包装材料は、装飾層とバルク層との間の追加層を備える。追加層は、例えば、紙層または板紙層またはポリマーフィルムであることができる。追加層は、包装容器の外側になる面にプリントを含んでもよい。追加層が、紙層、板紙層、またはセルロース層である場合はいつでも、少なくとも２０ｇ／ｍ^２、いくつかの実施形態では２０〜１００ｇ／ｍ^２の坪量が適切である。紙層は、表面の白色度を改善するため、白色クレイ層でコーティングされてもよい。追加層がポリマーフィルムである場合は必ず、その厚さは１０〜５０μｍであるべきである。適切なフィルムの例は、ＢＯＰＰ（二軸延伸ポリプロピレン）、ＢｏＰＥＴ（二軸延伸ポリエチレンテレフタレート）、ポリアミド、および延伸高密度ポリエチレンフィルムなど、事前製造された延伸フィルムである。

いくつかの実施形態では、追加層は、２０〜１００ｇ／ｍ^２の坪量を有する紙層、および１０〜５０μｍの厚さを有するポリマーフィルムから選択される。

本明細書に開示する態様および実施形態によれば、包装材料は、７００ｋｇ／ｍ^３未満の密度を有し、発泡セルロースを含むバルク層を備え、前記包装材料は、例えば、ポリオレフィン系ポリマーもしくはコポリマーの結合層などの、熱可塑性ポリマー結合層など、結合層を用いて配置された追加層をさらに備え、結合層はバルク層と追加層との間に配置され、前記追加層は、結合層とは反対側に配置された装飾層を有し、前記バルク層は、結合層とは反対側にバリア層を備え、そのバリア層のバルク層とは反対側には、ヒートシール可能な層が設けられる。装飾層は、包装容器の周囲、例えばＬＤＰＥまたはポリプロピレンと接触している、上述した最も外側のヒートシール可能なポリオレフィン層などのポリオレフィン層である。装飾層は、追加の保護、例えば防湿性および耐引っ掻き性／耐摩耗性と、安定性とを包装容器に提供する。

装飾層は、結果として得られる包装容器の周囲環境に面する、ヒートシール可能なポリオレフィン層から成り、適切なポリオレフィンは、ＬＤＰＥ、ＬＬＤＰＥ、ＶＬＤＰＥ、ＵＬＤＰＥ、またはｍＬＬＤＰＥ、およびそれらの２つ以上のブレンドから成る群から選択される低密度タイプのポリエチレンであり、任意に、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン、またはプロピレンのコポリマーもしくはターポリマーなどの他のポリオレフィンが、周囲に面する層として有用である。装飾層は、押出しコーティング、または他の適切な技術によって適用されてもよい。装飾層として使用するためのポリエチレンの一例は、例えば、６〜９など、４〜１５のメルトフローインデックス（ＡＳＴＭ Ｄ１２３８、１９０℃／２．１６ｋｇに従って決定される）と、９１８〜９２０ｋｇ／ｍ^３など、９１５〜９２２ｋｇ／ｍ^３の密度（ＩＳＯ １１８３、方法Ｄに従って決定される）とを有するＬＤＰＥを有する、押出しグレードのＬＤＰＥである。包装材料の装飾層の厚さは、例えば、７μｍ〜３０μｍなど、７μｍ〜２０μｍなど、８μｍ〜１５μｍなどの、５μｍ〜５０μｍである。

バルク層の装飾層とは反対側に、したがって完成した包装容器の内部に面して、例えば、バルク層と酸素バリアとの間の接着をさらに容易にする、例えばＨＤＰＥ、ＬＤＰＥ、ポリプロピレン、またはエチレンアクリル酸コポリマー（ＥＡＡ）などの別の適切な熱可塑性ポリマー層の、ポリオレフィン系層であることができる中間積層体層を用いて、バリア層が配置される。任意に、バルク層および／またはバリア層は、層間の接着を達成するために処理または改質することができ、その場合、積層体層は不要なことがある。例えば、基質の１つ以上の表面を改質するコーティングが使用されてもよい。いくつかの実施形態では、バリア層は、アルミニウム箔、バリアフィルム、またはコーティングである。アルミニウム箔が使用される場合、適切な厚さは、５〜１０μｍなど、５〜８μｍなどの、３〜１５μｍである。一実施形態の積層体層は、市販の押出し機器を使用した押出しプロセスによって適用される。積層体層として適切な材料が知られており、従来、ポリオレフィンを含む。一実施形態によれば、積層材料はポリエチレンまたはそのブレンドを含む。ポリエチレン群の中で、包装材料の様々な最終性質を達成するために、積層体層の性質を変更し調整することができる。液状および半液状食品向けの所望のタイプの包装材料に関する積層体層の変更は、したがって、主にポリエチレンポリマー群の中で見出される。適切なＬＤＰＥグレードは、例えば、ダウ（Ｄｏｗ）、エクソンモービル（Ｅｘｘｏｎ Ｍｏｂｉｌｅ）、ボレアリス（Ｂｏｒｅａｌｉｓ）、およびイネオス（Ｉｎｅｏｓ）などによって製造され、かかるグレードは当業者には良く知られている。積層体層はまた、当然ながら例えば直鎖低密度ポリエチレンを含む、エチレンおよび他のα−オレフィンモノマーのコポリマー、また、異なる比率のエチレンおよびプロピレンのコポリマー、例えばいわゆるプラストマー、またはダウ（Ｄｏｗ）によって「エンゲージ（Ｅｎｇａｇｅ）」および「アフィニティ（Ａｆｆｉｎｉｔｙ）」の名称で市販されているタイプのエラストマー、ならびにエチレン（メタ）クリル酸コポリマー、また、エチレン、プロピレン、およびポリエチレンに似た性質を有するα−オレフィンモノマーのターポリマーから選択されてもよい。様々な機械的性質を改善する助けとなり得るポリマーの例は、いわゆる直鎖状ポリオレフィン、例えば高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、従来の触媒を用いて、またはいわゆるシングルサイト触媒、もしくは幾何拘束型触媒を用いて作成される、いわゆるメタロセンＬＬＤＰＥ（ｍＬＬＤＰＥ）を含む直鎖低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ／ＶＬＤＰＥ／ＵＬＤＰＥ）、およびポリプロピレン（ＰＰ）である。超低密度ポリエチレン（ＶＬＤＰＥ）および極低密度ポリエチレン（ＵＬＤＰＥ）は、直鎖低密度ポリエチレンの分類内における下位分類の例である。コモノマーのタイプおよび量に応じて、これらのポリマーは一般に、いくつかの観点において優れた耐久性を有する。飲料および液体向けの所望のタイプの包装材料に対する積層材料の変更は、ポリエチレンポリマー群、例えば、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、従来の触媒を用いて、またはいわゆるシングルサイト触媒、もしくは幾何拘束型触媒を用いて作成される、いわゆるメタロセンＬＬＤＰＥ（ｍＬＬＤＰＥ）を含む直鎖低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ／ＶＬＤＰＥ／ＵＬＤＰＥ）、およびそれらの混合物またはブレンド、ならびにポリプロピレンもしくはプロピレンのコポリマーもしくはターポリマーを含む群から選択されたポリマーの中で見出される。適切な積層体層の一例は、例えば、５〜１０など、２〜１３のメルトフローインデックス（ＡＳＴＭ Ｄ１２３８、１９０℃／２．１６ｋｇに従って決定される）と、９１５〜９２０ｋｇ／ｍ^３など、９１４〜９２２ｋｇ／ｍ^３の密度（ＩＳＯ １１８３、方法Ｄに従って決定される）とを有する、ポリエチレン、例えば押出しグレードのＬＤＰＥである。包装材料の積層体層の厚さは、例えば、１０μｍ〜３０μｍなど、１５μｍ〜３０μｍなど、１７μｍ〜２５μｍなどの、５μｍ〜５０μｍである。

酸素バリア（例えば、アルミニウム箔、もしくは蒸着コーティングされた熱可塑性フィルムなどのポリマーフィルム）などのバリア層は、積層体層の助けによってバルク層とは反対側の面に配置される。任意に、バルク層および／またはバリア層は、層間の接着を達成するために処理または改質することができ、その場合、積層体層は不要である。例えば、基質の１つ以上の表面を改質するコーティングが使用されてもよい。いくつかの実施形態では、バリア層は、任意の積層体層とは反対側の面に接着剤を有する。接着剤は、当業者の能力の範囲内であって、接触する層の所望の性質および適合性に応じて選択される。バリア層がアルミニウム箔である場合、接着剤の一例は、例えばダウによってプリマコール（登録商標）の商標名で、またはデュポンによってニュクレル（登録商標）の商標名で市販されている、エチレンアクリル酸コポリマーなどの、カルボキシル酸の機能性を有するコモノマーを有するエチレンコポリマーである。

一般に、包装材料中に存在する異なる層は、例えば顕微鏡法によって検出することが可能である。層のうちの１つまたは複数、例えば接着剤をヒートシール可能な層から分離するのが不可能なことがあり、したがって、特定の実施形態では、包装容器の内部を形成する層は接着剤とヒートシール可能な層との組み合わせであり、その場合、ヒートシール可能な層が液状または半液状食料製品に面している。本明細書に記載するような包装材料の接着剤層は、４μｍ〜１０μｍなど、５μｍ〜９μｍなどの、３μｍ〜１２μｍの厚さを有する。接着剤層は、例えば赤外分光法（ＩＲ）を含む、異なる方法によって特性決定することができる。

包装材料は、最も内側のヒートシール可能な層を含む。ヒートシール可能な層の一例は、容器の内部に向かって方向付けられる、即ち食品と直接接触する層として適用される、ヒートシール可能なポリオレフィンポリマーである。最も内側の層のためのヒートシール可能な層は、適切には、ＬＤＰＥ、ＬＬＤＰＥ、ＶＬＤＰＥ、ＵＬＤＰＥ、またはｍＬＬＤＰＥ、およびそれらの２つ以上のブレンドから成る群から選択される、低密度タイプのポリエチレンポリマーであってもよい。ヒートシール可能な層の配置は、積層体層、およびやはりヒートシール可能な最も内側の層に適用する積層体層に関連して上述したものに類似している。包装材料から作製される包装容器のタイプに応じて、包装材料の他の構成要素、特に本明細書に記載する接着剤と適合性があり、それらと組み合わせて所望の効果を達成する限り、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、またはプロピレンのコポリマーもしくはターポリマーのヒートシール可能な最も内側の層も、添付の特許請求の範囲内で想到できる。最も内側の層として使用される適切な例は、２〜７など、２〜１２のメルトフローインデックス（ＡＳＴＭ Ｄ１２３８、１９０℃／２．１６ｋｇに従って決定される）と、９１５〜９２０ｋｇ／ｍ^３など、９１４〜９２２ｋｇ／ｍ^３の密度（ＩＳＯ １１８３、方法Ｄに従って決定される）とを有する、押出しグレードのＬＤＰＥなど、ＬＤＰＥとｍＬＬＤＰＥのブレンド（例えば、５０／５０、４０／６０、６０／４０、３０／７０、７０／３０、２０／８０、８０／２０重量％のブレンド比）である。本明細書に記載する態様および実施形態で使用するのに適したｍＬＬＤＰＥの例は、０．９２２ｋｇ／ｃｍ^３未満の密度と、１９０℃および２．１６ｋｇ（ＡＳＴＭ １２７８）で１５〜２５のメルトフローインデックス（ＭＦＩ）とを有する。さらなる詳細は周知であって当業者の能力の範囲内であり、さらなる理解は、例えば米国特許第６９７４６１２号明細書で得ることができる。包装材料の最も内側の層の厚さは、例えば、１０μｍ〜３０μｍなど、１５μｍ〜３０μｍなど、１７μｍ〜２５μｍなどの、５μｍ〜５０μｍである。当然ながら、上記に参照した例は一般的な指針として役立つものであり、他のポリマーもあり得る。

したがって、包装材料の上述の層は、例えば、また従来的には、押出し技術によってバルク材料のそれぞれの面に適用される。

いくつかの実施形態は、したがって、装飾層を備える包装材料に関し、装飾層は、層の一面に７００ｋｇ／ｍ^３未満の密度を有するバルク層を有するとともに発泡セルロースを含み、その装飾層とは反対側の面にはバリア層を有し、そのバルク層とは反対側の面には、ヒートシール可能な層を有する。いくつかの実施形態では、バリア層は、積層体層によってバルク層に配置される。層の材料は、本明細書で上述した層から選択される。いくつかの実施形態では、包装材料は、液状または半液状食品のための包装容器を作成するのに使用される。いくつかの実施形態では、包装材料は、バルク層と装飾層との間に追加層を備える。いくつかの実施形態では、追加層は、少なくとも２０ｇ／ｍ^２の面重量坪量を有する。必要であれば、例えば追加層とバルク層との間の改善された接着を達成するために、結合層が存在する。いくつかの実施形態では、結合層は、積層体の説明で列挙した材料から選択される。いくつかの実施形態では、追加層は紙層またはポリマー層もしくはフィルムである。いくつかの実施形態では、追加層は、隣接層に対する接着を向上するために、表面コーティングまたは表面改質されてもよい。

１つの可能な作成方法によれば、包装容器は、任意の印刷および適切な折りパターンを有するバルク層を提供することによって得られ、バルク層は、包装容器が少なくとも１つの穴（または希薄部）をもつように、開口部のための抜き穴を有する。上述の折りパターンは、テトラパック（登録商標）アセプティックなどの完成パッケージを形成するための折曲げ線として役立つ。折りパターンの一例は、例えば、国際公開第２０１２／１６３７５３号の図３に見ることができる。バルク層はロールから供給され、バルク層ウェブは任意に、熱および／またはオゾンで処理される。積層体層は、押出し成形機から出るプラスチックのフィルムの助けによって、任意の印刷とは反対側の面に配置される。通常、押し出された材料は、２８０℃超過など、２９０℃超過など、３００℃超過などの、２６０℃超過の温度を有する。いくつかの材料の場合、２９０℃超過の押出し積層温度が好ましい。押出しについてさらに記載するために、図３は、積層体層（１３）をバルク層（１２）上に配置するのに適した押出し成形機（３１）の概略図を開示しており、それに加えて、ポリマーの溶融プラスチックフィルム（３２）がバルク層ウェブ（３５）の上に配置される積層体層（１３）になることを示している。押出し成形機はポリマーを溶融し混合する。ブレンドの場合、押出し成形機はまた、例えば別個のホッパーを介して供給される、ポリマーをブレンドするのに使用されてもよい。溶融フィルム（３２）およびバルク層は、ローラ（３３および３４）の間のニップで接合される。他のポリマー層（接着剤およびヒートシール可能な層）は、同様の配置を使用してバルク層（３５）に追加される。バリア層（１４）は、別個のロールから配置され、積層体層（１３）とともに、または接着剤とともに配置されてもよい。

一実施形態では、本明細書および添付の特許請求の範囲に記載する包装材料は、一面に追加層（２７）を有する装飾層（１１）を備え、前記追加層は、装飾層とは反対側の面に、バルク層を配置するために結合層を有し、前記バルク層（１２）は、装飾層（１１）とは反対側の面に積層体層（１３）を有し、前記積層体層（１３）は、バルク層（１２）とは反対側の面に酸素バリア（１４）を有し、前記酸素バリア（１４）は、積層体層（１３）とは反対側の面に接着剤（１５）を有し、前記接着剤（１５）は、酸素バリア（１４）とは反対側の面にヒートシール可能な層（１６）を有する包装材料を提供する。包装材料は、一実施形態では、無菌包装容器へと変換される。変換は、包装材料の部品を予め折り曲げ、封止して半加工品にすることによって行われ、半加工品から作られたパッケージの例は、例えば、テトラリカルト（登録商標）およびゲーブルトップ容器である。半加工品は、開封デバイスを備え、半加工品を扱うのに適した充填機で充填され封止されてもよい。包装材料から包装容器への変換はまた、例えばテトラパック（登録商標）Ａ３スピード／フレックスで、連続チューブ状ウェブ製袋充填技術を使用して行われてもよい。本明細書に記載する態様および実施形態に従って、包装材料から形成された包装容器は、任意の既知の形状のものであってもよい。いくつかの態様では、本明細書に記載する容器は、高品質の包装材料であることにより、取扱いおよび流通において耐久性があり、長期貯蔵中の湿気および酸素ガスに対して耐性であって、それが次いで、十分な封止品質およびガスバリア性質も提供する、実質的にブリック形またはくさび形の容器に関連する。本明細書に記載の態様および実施形態が有用であってもよい、液体包装のための板紙ベースのパッケージのさらなるタイプは、ブリック形包装容器、ゲーブルトップ包装容器、くさび形包装容器、正方形、長方形、または八角形がベースの包装容器である。より具体的には、いわゆるテトラブリック（登録商標）、テトラブリック（登録商標）アセプティック、テトラブリック（登録商標）エッジ、テトラジェミーナ（登録商標）アセプティック、テトラプリズマ（登録商標）アセプティック、テトラレックス（登録商標）、ならびにテトラトップ（登録商標）およびテトラエベロ（登録商標）パッケージ、または板紙ベースの包装材料のスリーブと、その折り曲げられた形態の底部と、プラスチック成形材料の頂部およびスクリューキャップとを備える、他の種類のボトル状パッケージである。本明細書に記載する一実施形態は、２００ｍｌ、２５０ｍｌ、５００ｍｌ、および１０００ｍｌなど、既知のサイズのテトラブリック（登録商標）パッケージに関し、それらは任意に、正方形のベース、または例えばテトラブリック（登録商標）エッジなど、傾斜した頂部を有してもよい。

概して、本発明の積層された包装材料では、セルロース繊維の量を大幅に低減させることができ、それでもなお、一般に食品包装のため、また特に液体の厚紙包装のための機械的性質および適性が維持されているものと結論付けられている。それに加えて、実施形態の詳細な説明を、実施形態の説明と関連して開示する。

例
ＣＳＦ（カナダ標準ろ水度）値５３０ｍｌの約７５重量％のトウヒＣＴＭＰ繊維からの水性セルロースパルプを、約２５重量％の漂白軟材化学パルプとブレンドして、濃度を約３〜４％とした。約２重量％のドデシル硫酸ナトリウムＳＤＳを水に混合することによって、発泡流体を準備した。撹拌と同時に加圧水を添加した後、適切な発泡体が作られるまで、連続撹拌および混合の下で繊維分散物を発泡体に添加した。このように得られた繊維性発泡体を、ノズル（ヘッドボックス）に通し、コーティング状にして多孔質フェルトの移動ウェブ上に置いて水抜きし、その後、このようにしてウェブ状に形作られた発泡体シートを乾燥させた。

第１の特定の実施形態では、包装材料を積層包装材料へと変換する間の積層動作における、発泡セルロースの性質を調査した。

積層中の発泡セルロースに対する熱的および機械的負荷の影響を分析するために、様々な低密度材料に対して試験を行った。試験した材料は、発泡セルロースおよび発泡ポリプロピレンであった。包装材料構造体の積層は、２つの押出しコーティングステーションを用いて可撓性のラボラミネータで行った。ラミネータ設定は、ウェブ速度約１００ｍ／分、ウェブ張力２５０〜２７５Ｎ、および基準ニップ負荷２５Ｎ／ｍｍであった。各押出しコーティング動作において、１５〜２０ｇ／ｍ^２のＬＤＰＥを、約３２０℃の溶融押出し温度で、発泡セルロースの層のそれぞれの面上に溶融押出しした。積層前の元の厚さと積層後の厚さを、顕微鏡Ｏｌｙｍｐｕｓ ＢＸ５１を使用して光学測定した。サンプルの準備はミクロトームを使用して行った。

図６に、結果として得られる厚さの低減が示される。例えば、ＩＤ「ＦＣ ３００ ２ｘ」は、密度３００ｋｇ／ｍ^３の発泡セルロースを、基準ニップ負荷の２倍のニップ負荷で積層したことを意味する。一般に、発泡セルロースの残りの厚さは、発泡ポリマー材料を有する積層体の変形と比べて実質的に厚いことが分かる。

また、押出しコーティングによる積層は、密度３００ｋｇ／ｍ^３以上を有する発泡セルロースで良好に働くものと結論付けられた。発泡セルロースの低重量層を有する積層体は、積層の熱および圧力に対する感受性がより高く、発泡セルロース材料の厚さのより大きい低減を示す。

さらに、加熱されたポリマー発泡体セルの溶融および再整形により、ポリマー発泡体の厚さの低減は恒久的であるが、発泡体セルロースにはスプリングバック効果があるので、積層中の厚さの低減は、約３００〜４００ｋｇ／ｍ^３の密度で基準ニップの約１０〜１５％しか低減されない最終厚さへと戻される。発泡セルロースの密度が高いほど、このスプリングバック効果、即ちＺＤ圧縮強度はより良好になる。

第２の特定の実施形態では、テトラブリック（登録商標）２５０ｍｌのタイプの包装容器を、適宜作成した発泡体からのバルク層を有する積層包装材料から作製した。包装材料は、パッケージの外側になるように配置された、ＬＤＰＥの１２ｇ／ｍ^２の装飾層を備えていた。装飾層から始まる追加層は、７０ｇ／ｍ^２の白色紙、１５ｇ／ｍ^２の結合層としてのＬＤＰＥ、発泡セルロースのバルク層３３２ｋｇ／ｍ^３、２４３μｍ、２０ｇ／ｍ^２のＬＤＰＥおよび約６μｍのアルミニウム箔のバリア層の積層体層、６ｇ／ｍ^２の接着剤（プリマコール（商標）３４４０）、ならびにＬＤＰＥ（３０重量％）およびメタロセン触媒化直鎖低密度ポリエチレンのブレンドの１９ｇ／ｍ^２のヒートシール層であった。包装材料はロール上で得られ、オレンジジュースを収容した２５０ｍｌのテトラブリック（登録商標）包装容器を生成するために、従来の製造プロセスに従って加工された。この試験から、１２ｇ／ｍ^２のＬＤＰＥ装飾、８０ｍＮ（２００ｇ／ｍ^２）の板紙、２０ｇ／ｍ^２のＬＤＰＥ積層体層、６μｍのアルミニウム箔、６ｇ／ｍ^２の接着剤（プリマコール（商標）３４４０）、ならびにＬＤＰＥ（３０重量％）およびメタロセン触媒化直鎖低密度ポリエチレンのブレンドの１９ｇ／ｍ２のヒートシール層を有する、１つの従来の板紙層を有する対応する材料と比べて、セルロース繊維の量を２５％低減できることが結論付けられた。

さらに、積層された包装材料で使用される材料の量を低減することに加えて、バルク層は、依然として天然の再生可能源、即ちセルロースに基づく。

バルク層の密度を決定するために、包装材料の層に応じて異なる処置が適用可能であってもよい。多層包装材料の発泡セルロースを含むバルク層の密度（ｋｇ／ｍ^３）は、坪量（ｋｇ／ｍ^２）を厚さ（ｍ）で割ることによって決定することができる。厚さは、標準的な顕微鏡を使用することによって得ることができる。包装材料の１ｄｍ^２の円板を使用して、標準化された分離処置によって、別個の坪量を得ることができる。すべての測定は、２３℃および相対湿度５０％の制御された環境で行う。包装材料の総坪量は、秤（精度０．００１ｇ）を使用して測定する。包装材料は、２プライを得るため、発泡セルロース層で分割する。２プライは、すべてのセルロース繊維が簡単に除去されるまで、銅エチレンジアミン溶液を収容したビーカーに入れる。その後、残りの坪量を決定し、残りの坪量を総坪量から引くことによって、発泡セルロースの坪量を計算することができる。プライの少なくとも１つがアルミニウム層を含む場合は必ず、処置は、各プライの坪量を測定し、銅エチレンジアミン溶液の代わりに酢酸溶液を使用し、プライを３〜４時間放置しなければならない。包装材料のプライの層を個別の層に分割し、対応する個別の層の坪量を決定し、総坪量から引く。紙の追加層が存在する場合は必ず、上述の方法を適用するが、紙層は、例えば研削によって除去する。母材料の重量を決定し、バルク層の密度計算において適切に修正する。

１１ 装飾層
１２ バルク層
１３ 積層体層
１４ バリア層
１５ 接着剤ポリマー、接着剤
１６ ヒートシール可能な層
２１ 装飾層
２２ バルク層
２３ 積層体層
２４ 酸素バリア層、バリア層
２５ 接着剤層
２６ ヒートシール可能な層
２７ 薄紙層、セルロースの追加層
２８ 結合層
３１ 押出し成形機
３２ 溶融フィルム
３３ ローラ
３４ ローラ
３５ バルク層ウェブ
５０ａ 包装容器
５１ａ 長手方向シール
５２ａ 横断方向シール
５３ 開封デバイス
７１ チューブ
７２、７２’ 長手方向縁部
７３ 接合部
７４ 充填
７５ シール

Claims (24)

1. 装飾層（１１）を備え、該層の一面に７００ｋｇ／ｍ^３未満の密度を有するバルク層（１２）および前記バルク層の少なくとも２５％の厚さの発泡セルロースを有し、前記バルク層の前記装飾層（１１）とは反対側の面にバリア層（１４）を有し、前記バリア層の前記バルク層（１２）とは反対側の面にヒートシール可能な層（１６）を有する、液状または半液状食品のための包装容器の包装材料。
2. 前記ヒートシール可能な層と前記バリア層との間に接着剤を備える、請求項１に記載の包装材料。
3. 前記バルク層と前記バリア層との間に積層体層を備える、請求項１または２に記載の包装材料。
4. 前記装飾層と前記バルク層との間に追加層を備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の包装材料。
5. 前記追加層が紙層もしくは板紙層または延伸ポリマーフィルムである、請求項４に記載の包装材料。
6. 前記追加層が少なくとも２０ｇ／ｍ^２の坪量を有する紙層である、請求項５に記載の包装材料。
7. 前記追加層と前記バルク層との間に結合層を備える、請求項４または５に記載の包装材料。
8. 前記バルク層が、１００から５００ｋｇ／ｍ^３ 、または２００から５００ｋｇ／ｍ^３ 、または３００から５００ｋｇ／ｍ^３ 、または３００から４００ｋｇ／ｍ^３ 、または１００から６００ｋｇ／ｍ^３の密度を有する、請求項１から６のいずれか一項に記載の包装材料。
9. 前記バルク層が、少なくとも６０ｇ／ｍ^２ 、または６０から２５０ｇ／ｍ^２ 、または少なくとも２０ｇ／ｍ^２の面重量坪量を有する、請求項１から６のいずれか一項に記載の包装材料。
10. 前記装飾層が、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、直鎖低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、超低密度ポリエチレン（ＶＬＤＰＥ）、極低密度ポリエチレン（ＵＬＤＰＥ）、またはメタロセン触媒を使用して製造したＬＬＤＰＥ（ｍＬＬＤＰＥ）、およびそれら２つ以上のブレンド、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレンもしくはプロピレンのコポリマーまたはターポリマーから成る群から選択された、ヒートシール可能なポリオレフィン層から選択される、請求項１から９のいずれか一項に記載の包装材料。
11. 前記積層体層および前記ヒートシール可能な層が、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、直鎖低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、超低密度ポリエチレン（ＶＬＤＰＥ）、極低密度ポリエチレン（ＵＬＤＰＥ）、またはメタロセン触媒を使用して製造したＬＬＤＰＥ（ｍＬＬＤＰＥ）、およびそれらのブレンド、ポリプロピレンもしくはプロピレンのコポリマーまたはターポリマーから成る群から個別に選択される、請求項３から９のいずれか一項に記載の包装材料。
12. 前記バリア層が、アルミニウム箔、または蒸着コーティングフィルムからなる、請求項１から９のいずれか一項に記載の包装材料。
13. 前記包装材料が、ＴＡＰＰＩ Ｔ５６９に従って決定される、６０から３００Ｊ／ｍ^２の離層強度を有する、請求項１から１０のいずれか一項に記載の包装材料。
14. 前記包装容器が液状または半液状食料製品のための容器である、請求項１から１３のいずれか一項に記載の包装材料から製造された包装容器。
15. 前記包装容器が、ブリック形包装容器、ゲーブルトップ包装容器、くさび形包装容器、正方形、長方形、もしくは八角形がベースの包装容器、またはパウチである、請求項１３または１４に記載の包装容器。
16. 液状または半液状食品のための包装容器の包装材料を提供する方法であって、
    ７００ｋｇ／ｍ^３未満の密度を有し、発泡セルロースを含むバルク層を提供するステップと、
    前記バルク層の一面にポリオレフィン装飾層を提供するステップと、
    前記装飾層とは反対側の面にバリア層を提供するステップと、
    前記バリア層の前記バルク層とは反対側の面にヒートシール可能な層を提供するステップとを含み、
    前記包装材料が、押出し積層および／または加熱加圧積層によって得られる、方法。
17. 前記ヒートシール可能な層と前記バリア層との間に接着剤を提供するステップをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
18. 前記バルク層と前記バリア層との間に積層体層を提供するステップをさらに含む、請求項１６または１７に記載の方法。
19. 前記装飾層と前記バルク層との間に追加層を提供するステップをさらに含む、請求項１６から１８のいずれか一項に記載の方法。
20. 前記追加層が、紙層もしくは板紙層または延伸ポリマーフィルムである、請求項１９に記載の方法。
21. 前記追加層が、少なくとも２０ｇ／ｍ^２の坪量を有する紙層である、請求項２０に記載の方法。
22. 前記追加層と前記バルク層との間に結合層を提供するステップをさらに含む、請求項１９から２１のいずれか一項に記載の方法。
23. 前記バルク層が、１００から５００ｋｇ／ｍ^３ 、または２００から５００ｋｇ／ｍ^３ 、または３００から５００ｋｇ／ｍ^３ 、または３００から４００ｋｇ／ｍ^３ 、または１００から６００ｋｇ／ｍ^３の密度を有する、請求項１６から２２のいずれか一項に記載の方法。
24. 前記バルク層が、少なくとも６０ｇ／ｍ^２ 、または６０から２５０ｇ／ｍ^２ 、または少なくとも２０ｇ／ｍ^２の面重量坪量を有する、請求項１６から２２のいずれか一項に記載の方法。
    

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