JP6882293B2 - 可剥性及び非可剥性ヒートシールを有するパッケージ - Google Patents
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Description
(A)延伸ポリプロピレン(OPP)を含む外面と、
(B)ブレンドであって、ブレンドの重量基準の重量パーセントにおいて、
(1)30〜80重量%のプロピレン系プラストマーまたはエラストマー(PBPE)、及び
(2)20〜70重量%の低密度ポリエチレン(LDPE)、のブレンドを含む内面と、を含むパッケージであり、
パッケージが、
(C)ヒートシールにおいて、内面の2つの部分を接合することによって形成される可剥性端部シールであって、ヒートシールが、1〜4ポンド/インチ(lb/in)(4.48〜17.9ニュートン(N)/25.4ミリメートル(mm))のシール強度を有する、可剥性端部シールと、
(D)ヒートシールにおいて、前記内面の部分を前記外面の部分と接合することによって形成されるラップシールであって、前記ヒートシールが、(≧)15lb/インチ(67.2N/25.4mm)以上のシール強度を有する、ラップシールと、をさらに含む。
反対の記述、文脈からの暗示、または当技術分野においての慣例がない限り、すべての部及び百分率は重量基準であり、すべての試験方法は、本開示の出願日時点で最新のものである。米国特許実務のために、参照されるあらゆる特許、特許出願もしくは刊行物の内容は、その全体が参照により組み込まれ(または、その相当する米国版が、同じように参照により組み込まれる)、特に、定義の開示(本開示において具体的に示されるいかなる定義とも矛盾しない程度に)、及び当技術分野における一般知識に関して参照により組み込まれる。
フィン及びラップシール
ヒートシール可能な可剥性フィルム(「可剥性シール」としても既知)は、例えば、食品または医療装置を含む容器を一時的に閉じるために、大規模に用いられる。使用中、消費者は、可剥性フィルムを引き剥がす。剥離性は、一般に、パッケージを開放する過程で2つのうちのいずれかの完全性を損なうことなく、2つの材料または基材を分離する能力を指す。消費者受容を得るために、ヒートシール可能な可剥性フィルムと関連する多くの特性が所望される。例えば、「可剥性」特性に加えて、フィルムは、容器またはバッグの漏れ止めクロージャも提供しなければならない。
端部シールは、フィルムの内面の2つの部分、典型的には、端部部分を合わせて、互いに対してシールするときに形成される。端部シールは、パッケージ、例えば、パウチの上下端部に位置し、それらは、典型的に、フィンまたはラップシールに対して垂直である。
シールを引き離すために必要な力は、「シール強度」(「ヒートシール強度」としても既知)と呼ばれている。本開示の目的のために、シール強度は、ASTM F88−94に従って測定される。ホットタック強度の測定とは異なり、シール強度は、周囲条件で測定される。図3は、消費者によって取り扱われるときに、端部シール及びラップシールを有するパウチが受ける典型的な力を例証する。パウチの端部(ここでは、「上部」)シールについてのシール強度は、T形状の引張力(90°の角度でパッケージの上部の両端を引っ張ることによって)によって測定され、これは、消費者が彼/彼女の手でパッケージを開放するのに及ぼす力を擬態する。
本発明のパッケージは、サイズ、形状、組成、及び構成において幅広く変化することができる。種々の構成としては、パウチ(自立形パウチを含む)及びサッシェが挙げられるが、これらに限定されない。一実施形態において、パッケージは、ラミネートフィルムから構成されたパウチである。ラミネートフィルムは、少なくとも外面(ラミネーション基材としても既知であり、それは、一般に、延伸ポリプロピレンなどの延伸材料に基づき、または場合によっては、延伸もしくは非延伸ポリエチレン基材を使用することができる)及び内面を含む(一般に、ヒートシール可能な層を含有するシーラントフィルムとしても既知である。これは、限定されないが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリエステル、またはこれらのコポリマーを含む材料に基づくモノまたは共押出構造であり得る)。ラミネートフィルムは、少なくとも2層の層を含み、各層は、フィルムまたはコーティングである。ラミネートフィルムは、1層以上の中間層、すなわち、外層と内層との間の層を含むことができ、これは、フィルムまたはコーティングのいずれかであり得る(その後者は、一般に、一種の液体接着剤または溶融ポリマー、例えば、ポリエチレンであり、外層及び内層を結合する)。各層、すなわち、外部、中間、及び内部は、2層以上の副層を含むことができる。
パッケージの外層は、一軸延伸キャストポリプロピレン(cPP)及び二軸延伸ポリプロピレン(BOPP)を含むOPPを含む。いずれのものも、透明、裏印刷もしくは直接印刷、コーティング、着色、及び/または金属化フィルムであり得る。典型的には、外層は、単一シートのOPPフィルムを含み、すなわち、単一シートは、いかなる副層も含まない。このため、外層の両面は、OPPを含む、またはOPPから本質的になる、またはOPPからなる。本発明の実施において使用されるOPPは、既知の材料であり、市販されている。
パッケージの内層は、その表面のうちの1つ、すなわち、少なくともパッケージの内部に開放され、外層の表面のうちの1つ(ヒートシールの一部として以外)または中間層の表面のうちの1つのいずれかと接触しない表面として、ブレンドの重量基準の重量パーセントにおいて、(1)少なくとも50%、または60%、または70%、または80%、または90%のプロピレン系プラストマーまたはエラストマー(PBPE)、及び(2)50%未満、または40%、または30%、または20%、または10%の低密度ポリエチレン(LDPE)のブレンドを含む。一実施形態において、内層は、少なくとも70重量パーセント(wt%)のPBPE及び30重量%を超えないLDPEを含むブレンドを含む単一シートのフィルム、またはそのブレンドから本質的になる単一シートのフィルム、またはそのブレンドからなる単一シートのフィルムを含む。ブレンドは、限定されないが、スリップ剤、粘着防止剤、抗酸化剤などを含む1つ以上の添加剤を含むことができる。存在する場合、これらの添加剤は、ブレンド、すなわち、PBPE、LDPE、及び添加剤の総重量基準で、既知の量、例えば、全体で通常10重量%未満、または5重量%、または3重量%、または2重量%で使用される。
一実施形態において、PBPEは、実質的にアイソタクチックなプロピレン配列を有することを特徴とする。「実質的にアイソタクチックなプロピレン配列」は、配列が0.85超、または0.90超、または0.92超、または0.93超の13C NMRによって測定されるアイソタクチックトライアド(mm)を有することを意味する。アイソタクチックトライアドは、当技術分野において既知であり、例えば、USP5,504,172及びWO2000/01745に記載されており、これらは、13C NMRスペクトルによって決定されるコポリマー分子鎖中のトライアド単位に関するアイソタクチック配列に言及する。
一実施形態において、本発明の実施に使用されるLDPEは、ASTM 1238(190℃/2.16kg)に従って測定された0.2g/10分、または0.5g/10分〜10g/10分、または20g/10分、または50g/10分のメルトインデックス(MI)を有する。
一実施形態において、PBPE/LDPEブレンドは、30重量%〜80重量%のPBPE及び20重量%〜70重量%のLDPEを含む。重量パーセントは、ブレンド、すなわち、PBPE、LDPE、及び他の任意のブレンド構成要素、例えば、添加剤の総重量に基づく。
本発明の一実施形態において、パッケージは、1層以上の中間層を含むことができる。これらの層は、種々の機能のいずれか、例えば、外層と内層との間のタイとして、外層及び内層の一方または両方と別の中間層との間のタイとして、水分及び/または酸素に対するバリア層として、物理的強度をパッケージに提供する手段などとして機能することができ、これらの層は、単一シートのフィルムもしくは2層以上の副層を含み、または単一シートのフィルムもしくは2層以上の副層から本質的になり、または単一シートのフィルムもしくは2層以上の副層からなる。中間層の例としては、バリアフィルム、例えば、エチレンビニルアルコール(EVOH)、ポリ塩化ビニリデン(SARAN(商標)フィルム)、ポリアミド、アルミ箔など、接着剤フィルムまたはコーティング、例えば、PBPE、ポリアクリレート、ポリエチレン、接着剤(溶剤系、水性、及び無溶剤)などが挙げられるが、これらに限定されない。
ラミネートフィルムの厚さ、ならびにラミネートフィルムの種々の層及び副層(存在する場合)の厚さは、幅広く変化することができる。典型的には、ラミネートフィルム、すなわち、パッケージが形成されるフィルムの厚さは、0.3〜6.0mil(8〜152μm)、より典型的には、0.8〜4.0mil(20〜100μm)、さらにより典型的には、1.0〜3.0mil(25〜76μm)である。
ラミネートフィルムは、押出コーティング/ラミネーションまたは接着剤ラミネーションのいずれかによって調製することができる。
押出コーティングまたはラミネーションは、パッケージング材料を製造するための技法である。キャストフィルムと同様に、押出コーティングは、フラットダイ技法である。フィルムは、例えば、USP4,339,507に記載されるプロセスに従って、単層または共押出品のいずれかの形態で、基材上へ押出コーティングすることができる。複数の押出機を利用する、または数回、種々の基材を押出コーティングシステムに通過させることによって、バリア、靭性、または改善されたホットタックまたはヒートシール性であるかどうかにかかわらず、いくつかの種類の性能属性をそれぞれ提供する複数のポリマー層をもたらすことができる。多層/多基材システムのためのいくつかの典型的な最終使用用途は、スナック、乾燥食品、液体、またはチーズパッケージ用である。他の最終使用用途としては、ペットフード、スナック、チップス、冷凍食品、肉、ホットドッグ、及び多数の他の用途が挙げられるが、これらに限定されない。
以下は、接着剤ラミネーションを形成するための手順の例証である。既知の厚さ(例えば、48ミクロン)外部フィルム(ラミネーション基材)は、溶剤系(もしくは無溶剤)または水性接着剤が約0.5〜3ポンド/リームのコーティング重量で20〜50%の固体で塗布されるコーティングデッキを通過する。接着剤が塗布された後、ウェブを(必要に応じて)乾燥させるためにオーブンを通じて移動させ、その後、少なくとも加熱されたスチールロール及びゴムロールを含むラミネータに移動させる(他の構成も、存在してもよい)。コーティングされた外部フィルムの裏側は、ホットスチールロールと接触する。一方、内部フィルムは、約38〜42ダインに処理されたコロナである。コロナ処理されたフィルムの側面は、それがゴムロールと加熱されたスチールロールとの間に入り、2つの基材が合わせられるので、外部基材の接着剤側面と接触する。得られたラミネート構造は、巻き戻しシステムに巻き付けられ、このように最終的なラミネートを形成する。
フレキシブルフィルムを使用して、所与の内容物を保護するためのパッケージングを形成する。フレキシブルフィルムを有するパッケージを製造する複数の方法が存在する。例えば、垂直フォームフィルシール(VFFS)は、フレキシブルフィルムのフラットシートが縦のシール(ラップまたはフィンシール)によって筒状に変えられて、その後、(一般に)上部及び下部シールによってパウチに変化させるプロセスである。VFFSプロセスにおいて、パッケージは、垂直面上をシールされ、その後、下部及び上部水平シールが形成される。Bilgen,M.,Van Dun,J.,Insuring Seal Integrity and Broad Operating Window,TAPPI,Place Conference(2012)を参照のこと。
本発明のパッケージによって格納するのに好適な内容物の非限定的な例としては、食料品(飲料、スープ、チーズ、穀類)、液体、シャンプー、油、ワックス、緩和剤、ローション剤、保湿剤、薬剤、ペースト、界面活性剤、ゲル、接着剤、懸濁液、溶液、酵素、石鹸、化粧品、リニメント剤、流動性微粒子、及びそれらの組み合わせが挙げられる。
本発明の構造は、以下の層からなった:
(1)透明かつ裏印刷されたBOPPの外層、
(2)タイ層は、
(a)0.888g/cm3(ISO 1183)の密度、2.0g/10分のMFR(230℃/2.16kg)(ASTM D1238)を有するプロピレンエチレンコポリマー(プラストマー)であり、The Dow Chemical Companyから入手可能な100%のVERSIFY(商標)2000からなる第1の副層(30重量%)、
(b)0.921g/cm3(ASTM D792)の比重、6.0g/10分のMI(190℃/2.16kg)(ASTM D1238)を有する直鎖状低密度ポリエチレンであり、The Dow Chemical Companyから入手可能な100%のDOWLEX(商標)2035からなる第2の副層(40重量%)、及び
(c)0.938g/cm3(ISO 1183)の密度、11.0g/10分のMFR(190℃/2.16kg)(ASTM D1238)を有するエチレンアクリル酸コポリマーであり、The Dow Chemical Companyから入手可能な100%のPRIMACOR(商標)3440からなる第3の副層(30重量%)、のブレンドを含む3−副層共押出コーティングウェブであり、
(3)金属化BOPP
(4)3−副層の共押出内(シーラント)層であって、
(d)100%のVERSIFY(商標)2000からなる第1の副層(27.5の重量%)、
(e)0.920g/cm3(ASTM D792)の比重、8.0g/10分のMI(190℃/2.16kg)(ASTM D1238)を有する低密度ポリエチレンであり、The Dow Chemical Companyから入手可能な100%のLDPE 722からなる第2の副層(27.5重量%)、及び
(f)0.895g/cm3(ASTM D792)の密度、3.80g/10分のMI(190℃/2.16kg)(ASTM D1238)、または8.50g/10分のMFR(230℃/2.16kg)(ASTM D1238)を有する約75%のPBPE及び約25%のLDPEの100%の溶融混練ポリエチレン樹脂からなる第3の副層(45重量%)、からなる3−副層の共押出内(シーラント)層。
外層は、1.2mil(30μm)であり、
タイ層は、16lb/リームであり、
金属化OPP層は、0.7mil(18μm)であり、
内層は、1.1mil(28μm)である。
第1の副層(VERSIFY(商標)2000)−0.3mil(8μm)、
第2の副層(LDPE 722)−0.3mil(8μm)、及び
第3の副層(PBPE/LDPEブレンド)−0.5mil(12μm)である。
比較構造は、以下の層からなった:
(1)OPPの外層、
(2)タイ層は、
(a)0.888g/cm3(ISO 1183)の密度、2.0g/10分のMFR(230℃/2.16kg)(ASTM D1238)を有するプロピレンエチレンコポリマー(プラストマー)であり、The Dow Chemical Companyから入手可能な100%のVERSIFY(商標)2000からなる第1の副層(30重量%)、
(b)0.921g/cm3(ASTM D792)の比重、6.0g/10分のMI(190℃/2.16kg)(ASTM D1238)を有する直鎖状低密度ポリエチレンであり、The Dow Chemical Companyから入手可能な100%のDOWLEX(商標)2035からなる第2の副層(40重量%)、及び
(c)0.938g/cm3(ISO 1183)の密度、11.0g/10分のMFR(190℃/2.16kg)(ASTM D1238)を有するエチレンアクリル酸コポリマーであり、The Dow Chemical Companyから入手可能な100%のPRIMACOR(商標)3440からなる第3の副層(30重量%)、のブレンドを含む3層の副層共押出コーティングウェブであり、
(3)金属化BOPP、
(4)3−副層の共押出内(シーラント)層であって、
(d)100%のVERSIFY(商標)2000からなる第1の副層(27.5の重量%)、
(e)0.9135g/cm3(ASTM D792)の密度、1.9g/10分のMI(190℃/2.16kg)(ASTM D1238)を有する約30%のPBPE及び約70%のLDPEの100%の溶融混練ポリエチレン樹脂からなる第2の副層(27.5重量%)、及び
(f)0.904g/cm3(ASTM D792)の比重、7.5.0g/10分のMI(190℃/2.16kg)(ASTM D1238)を有するエチレン−アルファ−オレフィンコポリマーであり、The Dow Chemical Companyから入手可能な100%のAFFINITY PT 1450G1からなる第3の副層(45重量%)、からなる3−副層の共押出内(シーラント)層。
外層は、1.2mil(30μm)であり、
タイ層は、16lb/リームであり、
金属化OPP層は、0.7mil(18μm)であり、
内層は、1.1mil(28μm)である。
第1の副層(VERSIFY(商標)2000)−0.3mil(8μm)、
第2の副層(XUS−56703.03)−0.3mil(8μm)、及び
第3の副層(AFFINITY PT 1450G1)−0.5mil(12μm)である。
押出コーティング/ラミネーションを使用して、本発明の試料及び比較試料を製作する。押出コーティング機器は、以下のものを含んだ:
T形状ヒートシール強度測定(90°の角度でシールの2つの端部を引っ張ることによって測定される)を使用して、パウチ上の端部シールの剥離力を測定する。4ポンド/インチ以下は、容易な剥離機能を保証するのに望ましいヒートシール強度である。図4に示されるデータは、発明構造(819544)が可剥性シールを提供することを示す。一方、比較構造(819545)は、可剥性ではない。
Claims (12)
- パッケージであって、
(A)延伸ポリプロピレン(OPP)を含む外面と、
(B)3層の副層を含む内層と
を備え、
前記3層の副層は、
(a)プロピレン系プラストマーまたはエラストマー(PBPE)を含む第1の副層と、
(b)ポリオレフィンを含む第2の副層と、
(c)PBPE/LDPEブレンドを含む第3の副層であって、前記ブレンドは、前記ブレンドの重量基準の重量パーセントにおいて、
(1)30〜80重量%のプロピレン系プラストマーまたはエラストマー(PBPE)、及び
(2)20〜70重量%の低密度ポリエチレン(LDPE)
を含む、前記第3の副層と
を備え、
前記パッケージの内面は、前記内層の前記第3の副層の表面であり、
前記パッケージが、
(C)ヒートシールにおいて、前記内面の2つの部分を接合することによって形成される可剥性端部シールであって、前記ヒートシールが、1〜4ポンド/インチ(lb/in)(4.48〜17.9ニュートン(N)/25.4ミリメートル(mm))のシール強度を有する、前記可剥性端部シールと、
(D)ヒートシールにおいて、前記内面の部分を前記外面の部分と接合することによって形成されるラップシールであって、前記ヒートシールが、(≧)15lb/インチ(67.2N/25.4mm)以上のシール強度を有する、前記ラップシールと
をさらに含む、前記パッケージ。 - 前記OPPが、(i)一軸延伸キャストポリプロピレン(cPP)または(ii)二軸延伸ポリプロピレン(BOPP)である、請求項1に記載のパッケージ。
- 外層をさらに含み、前記パッケージの前記外面が、前記外層の表面である、請求項1または2に記載のパッケージ。
- 少なくとも1層の中間層をさらに含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載のパッケージ。
- 前記PBPE/LDPEブレンドが、
(1)少なくとも50%のPBPEと、
(2)50%未満のLDPEと
を含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載のパッケージ。 - 前記PBPE/LDPEブレンドが、ASTM D792に従って測定された0.890〜0.915g/cm3の密度を有する、請求項1〜5のいずれか一項に記載のパッケージ。
- 前記PBPEが、ASTM D−1238(230℃/2.16kg)に従って測定された0.1〜25g/10分のMFRを有する、請求項1〜6のいずれか一項に記載のパッケージ。
- 前記PBPEが、1〜30重量%の範囲の結晶化度(少なくとも2〜50ジュール/グラム未満の融解熱)を有する、請求項1〜7のいずれか一項に記載のパッケージ。
- 前記PBPEが、エチレンから誘導された1〜40重量%のマー単位を含む、請求項1
〜8のいずれか一項に記載のパッケージ。 - パウチの形態における請求項1〜9のいずれか一項に記載のパッケージ。
- タイ層である少なくとも1層の中間層をさらに含む、請求項1〜10のいずれか一項に記載のパッケージ。
- 前記PBPE/LDPEブレンドが、
(1)75%のPBPEと、
(2)25%のLDPEと
を含み、
前記PBPE/LDPEブレンドが、ASTM D792に従って測定された0.890〜0.915g/cm3の密度、及びASTM D−1238(190℃/2.16Kg)に従って測定された3.0〜4.0g/10分のメルトインデックスを有する、請求項1〜11のいずれか一項に記載のパッケージ。
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