JP7169295B2 - 堆肥化可能な多層膜および前記膜を用いたカートリッジ - Google Patents

堆肥化可能な多層膜および前記膜を用いたカートリッジ Download PDF

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Description

本出願は、請求項１の前提部中に定義されている堆肥化可能な多層膜に関する。
詳細には、非限定的に、多層膜は、液密性コンテナ内または封止するか閉止すべき他の類似の製品または装置内でまたは加圧下で水または他の流体を使用して抽出器具を用いて飲料を生産するための、コーヒーまたは可溶性製品を格納するカートリッジ内での使用のために好適である。
堆肥化は、湿潤物質（果物および野菜由来の廃棄物、コーヒーの出し殻および茶フィルタ、成形パン、卵の殻および骨、刈り取った牧草）および乾燥物質（乾燥した葉、おが屑、小枝、木材かんな屑および樹皮、一般的な紙およびペーパータオル、ボール紙）として分類され得る生分解性の有機材料を含む、堆肥（コンポスト）として知られる天然肥料を得るために使用される有機廃棄物再生利用プロセスである。
ＥＮ１３４２１規格によると、廃棄物は、以下の要件を満たす場合に堆肥化可能であるとみなすことができる：すなわちａ）少なくとも９０％の生分解性が６カ月未満で達成されること；ｂ）崩壊可能性、例えば最終的堆肥中における断片化および可視性喪失。２ｍｍ超の寸法を有する試験材料残渣の画分は、初期質量の１０％未満でなければならない；ｃ）重金属レベルが低く、堆肥の品質に対する負の影響が無いこと；ｄ）安定したｐＨ、塩分濃度、揮発性固形物、Ｎ、Ｐ、Ｍｇ、Ｋ値。
廃棄物処理問題に対する消費者の意識の向上により、多くの業界が、市場の持続可能性要件を満たすため、消費材を製造するための新たな材料を探し求めるようになっている。
挽いたコーヒー豆または他の抽出可能な飲料を格納するためのシングルサーブカートリッジ（またはカプセル）のメーカーは、この改善に大きな関心を示しており、持続可能な解決法を開発してきている。
現在入手可能なカートリッジのタイプは以下のようなものである：
ａ） 剛性または可撓性の堆肥化可能でない材料（例えばアルミニウム）製のコンテナ要素、およびアルミニウム製の閉鎖要素（蓋または膜としても知られる）を含む、剛性または半剛性カートリッジ。２つの要素は、抽出可能な製品または可溶性製品を内部に保持する格納用キャビティを形成するために互いにヒートシールされる。キャビティは、酸素および水バリア特性を有する。これらのカートリッジは、抽出または可溶化用液体がキャビティ内に入り、飲料送出のため流出するための孔を相対する側に有していなければならない。
ｂ） 全くバリア特性の無い濾紙または類似の材料製のコンテナ本体および閉鎖要素を両方共含む、濾紙カートリッジ。これらのカートリッジは、酸素および水に対していかなる耐性も提供しない。この第２のカートリッジ設計では、製品の官能特性を保つため、カートリッジを例えばアルミニウム製のバリアエンクロージャ内に包装することが必要とされ、これにより、電力消費量およびコストがさらに高い製造システムの使用が求められることになる。
ｃ） 剛性または可撓性の堆肥化可能な材料製のコンテナ要素および濾紙製の閉鎖要素（蓋または膜としても知られる）を含む、剛性または半剛性、カートリッジ。これらのカートリッジは、酸素および水に対していかなる耐性も提供しない。この第３のカートリッジ設計では、製品の官能特性を保つため、カートリッジを例えばアルミニウム製のバリアエンクロージャ内に包装することが必要とされ、これにより、電力消費量およびコストがさらに高い製造システムの使用が求められることになる。
特許文献１（米国特許出願公開第２０１７／０１０７０３４号明細書）は、コンテナ本体、フィルタおよび蓋を含む、ディスペンシングマシンによりシングルサーブ飲料を調製するための堆肥化可能なコンテナを開示している。蓋の層の１つは、紙層にバリア特性を付与する耐酸素特性を有するポリマで処理された紙でできている。特許文献１の多層構造は、０．３ｃｃ．ｍｉｌ／１００ｉｎ2．ｄａｙ．ａｔｏｍ未満の酸素移動速度（Oxygen Transfer Rate、ＯＴＲ）によって特徴付けられる。
特許文献２（欧州特許第２２１８６５３号明細書）は、シェル、シェルの壁に固定された繊維質層およびシェルに対し密封して固定された閉鎖用膜を含むパッケージにおいて、シェル、繊維質層および閉鎖用膜が、２層を含む金属化セルロースの多層で作られているパッケージを開示している。
特許文献３（米国特許出願公開第２０１７／０００８６９４号明細書）は、底面、側壁およびフランジを有し、コンテナ本体を封止するため上に閉鎖要素が設置されている、実質的に剛性の閉鎖されたコンテナ本体を含むカプセルを開示する。カプセルは、酸素バリア層を変質から保護する不透水性材料の２層の間に挟まれた少なくとも１つの酸素バリア層を含む積層品で作られている。酸素バリア層および水バリア層はセルロース製である。
特許文献４（米国特許出願公開第２０１４／００３７９１６号明細書）は、堆肥化可能な印刷紙層、ＰＬＡ層およびこれらの層の間に挟まれた堆肥化可能なコアを含む、抽出可能な飲料のシングルサーブパッケージ用の蓋を開示する。このようにして得られた蓋は、０．４ｃｃ／１００ｉｎ2／ｄａｙのＯＴＲを提供することができる。
本明細書の出願人による特許文献５（米国特許出願公開第２０１４／０３６６７４５号明細書）は、アルミニウム製のバリアフィルムと少なくとも１つのプラスチックフィルムを含む多層プラスチックフィルムによって相対するベースにおいて密閉されている管形状の中空コンテナ本体を含む、抽出可能な飲料を生産するためのコーヒーまたは可溶性製品用のカートリッジを開示する。プラスチックフィルムは、加圧抽出用液体の作用下での膜の破裂を容易にすることを目的とする、好ましくはレーザにより形成された少なくとも１つのプレスコアを有する。
先行技術の問題点
したがって、上述の先行技術のカートリッジは、堆肥化可能性要件を満たさない材料、すなわち濾紙カートリッジが中に包装されるバリアエンクロージャまたは閉鎖要素を形成するために使用されるアルミニウムを含んでいる。
さらに、特許文献１（米国特許出願公開第２０１７／０１０７０３４号明細書）、特許文献２（欧州特許第２２１８６５３号明細書）、特許文献３（米国特許出願公開第２０１７／０００８６９４号明細書）および特許文献４（米国特許出願公開第２０１４／００３７９１６号明細書）は、蓋の堆肥化可能なバリア層が紙を用いて得られることを指摘している。この目的で、紙（本質的には堆肥化可能な材料であるものの、酸素バリア特性を有さない）には好適な加工作業を施さなければならず、これらの作業は、製造プロセスのコストおよび結果として得られる酸素移動速度の観点から見た性能の両方に影響を及ぼす。すなわち、紙にバリア特性を与えるために処理された場合でさえ、ますます長期の保存可能期間が求められる中、カートリッジ内に保持される可溶性製品の鮮度および風味特性を保つＯＴＲ値の達成がその間保証されるわけではない。
特許文献１（米国特許出願公開第２０１７／０１０７０３４号明細書）の多層構造のＯＴＲ値は、０．３ｃｃ．ｍｉｌ／１００ｉｎ2．ｄａｙ．ａｔｍとして標示され、これは、ｃｃ／ｍ2／ｄａｙ／ａｔｍなどのＳＩ単位で表現された場合に、４．６というＯＴＲ値を導く。
最後に、特許文献５（米国特許出願公開第２０１４／０３６６７４５号明細書）の蓋は、堆肥化可能な材料で製造されておらず、ＥＮ１３４２１規格に明記されている堆肥化可能性の要件を満たしていない。
米国特許出願公開第２０１７／０１０７０３４号明細書 欧州特許第２２１８６５３号明細書 米国特許出願公開第２０１７／０００８６９４号明細書 米国特許出願公開第２０１４／００３７９１６号明細書 米国特許出願公開第２０１４／０３６６７４５号明細書
本発明は、堆肥化可能でありかつ、加圧流体抽出による製品の送出機能などのカートリッジの機能を維持しながらカートリッジに対するバリアを提供することのできるカートリッジ用の閉鎖要素、すなわち膜または蓋を提供することを目的としている。
これらの目的は、添付の請求項中で定義されているように、可溶性製品または他の流体によって抽出するのに適した製品を格納するカートリッジ用の堆肥化可能な多層膜によって達成される。
発明の利点
本発明は、堆肥化可能性要件を満たしながら、アルミニウムと同じバリア特性を有する膜を提供することができる。
さらに、本発明は、加圧流体抽出による製品の適正な送出を保証する能力を有する膜を提供することができる。
すなわち、本発明は、可溶性製品または加圧水若しくは他の流体によって抽出するのに適した製品のためのカートリッジまたはカセットにおいて、可溶性のまたは抽出可能な製品を内部に保持する密封された体積を２つの相対するベースにおいて画定する、生分解性のまたは堆肥化可能な材料製のコンテナ本体および少なくとも１つの堆肥化可能な多層膜を含むカートリッジまたはカプセルを提供することができる。
本開示の特徴および利点は、図面中に非限定的な例として示されている本開示の考えられる実践的実施形態についての以下の詳細な説明から明らかになる。
頂部壁４と底部壁５の間の密封された体積３を画定するコンテナ本体２を含み、頂部壁４が、封止用膜として作用する本発明の堆肥化可能な多層膜からなる、本発明のカートリッジ１の概略図である。 頂部壁４と底部壁５の間の密封された体積３を画定するコンテナ本体２、および底部壁５を閉鎖するためのパーティション６を含む、本発明のカートリッジ１の概略図である。 本発明の堆肥化可能な多層膜の概略図を示す。
明示的に示されているわけではないが、各実施形態に関連して説明される個別の特徴は、他の実施形態に関連して説明される他の特徴と置き換え可能でありかつ／または補助的なものとして意図されているものとする。
本発明の多層膜または蓋ならびにこれを格納するカートリッジの構造および利点も同様に、図３に関連して以下で説明される。
本明細書中で使用されるバリアフィルムなる用語は、酸素、水、気体または風味耐性特性またはそれらの組合せを有するフィルムを呼称するように意図されている。
有向フィルム（oriented film、方向性があるフィルム）なる用語は、１つ以上の共通の方向に延在および配向させられたポリマ鎖を有するポリマフィルムを呼称するように意図されている。機械的負荷に耐えるポリマの能力は、共有結合の強度および分子間の力によって左右される。非晶質系において、負荷は、ランダム「コイル」構成でポリマ鎖間に発生する弱いファンデルワールス相互作用によって担持される。ポリマ鎖の実質的な部分を負荷方向に整列させることができるならば、負荷のより大きな部分を主鎖の共有結合に移転することができる。この配向の結果、配向方向における有向材料の強度はより大きくなる。逆に、配向は、層の伸長特性、容易な切断および封止可能性に対し不利な影響を及ぼす。
層の配向に関係なく、堆肥化可能な多層膜は、ＡＳＴＭＦ１３０６にしたがって測定した場合に好ましくは３Ｎ～３０Ｎの範囲内にある弾性係数、すなわち穿刺抵抗（puncture resistance）を有する。
代替的には、堆肥化可能な多層膜は、ＤＩＮ１４４７７の指針にしたがって測定された場合に２～１５Ｎの範囲内の弾性係数すなわち穿刺抵抗を有する。
特殊な態様において、多層膜１０は、４０～２００μｍの範囲内の厚みＳを有する。
膜１０の厚みは、加圧下のカートリッジの破壊強度がこの厚みに依存することから、カートリッジの機能にとっての重要なパラメータである。
出願人は、膜１０の材料の厚みを増大させると、抽出用流体の送出圧力も相応して増大させる必要があり、このことがディスペンシングマシンの過剰圧力に起因する運転停止をひき起こす可能性があると思われることを発見した。
一態様において、堆肥化可能な多層膜１０は、以下のものを含む：
－ 堆肥化可能なバリアフィルムを含む第１のバリア層１１；
－ 金属化層１２；
－ 少なくとも１つの接着剤を含む中間層１３；
－ 堆肥化可能なバリアフィルムを含む第２のバリア層１４。
すなわち、第１のバリア層１１は、多層膜の外側層を、第２のバリア層は内側層を表わす。
一態様において、第１のバリア層１１および第２のバリア層１４の堆肥化可能なバリアフィルムは、セルロース系材料または紙でできていない。
多層膜１０は、金属化層１２が被着された側とは反対の側で、第１のバリア層１１に隣接する耐熱性ラッカを含む層１８を含む。
耐熱性ラッカ層１８は有利にも、第１のバリア層１１および第２のバリア層１４の堆肥化可能なバリアフィルムを、セルロース系材料または紙製でない製品を用いて形成できるようにし、こうして、膜１０をカートリッジの本体に対し封止できるよう保証する。
一態様において、堆肥化可能な多層膜１０は、中間層１３と第２のバリア層１４の間に配置された第２の金属化層１７を含む。
この第２の金属化層１７は、堆肥化可能なフィルムを含む第２の層１４が同様にバリア特性を有することを可能にする。
以下で説明する堆肥化可能な多層膜１０の実施形態は、有利にも、堆肥化可能な多層膜１０の厚みの如何に関わらず、２３℃、相対湿度（ＲＨ）０％で０．１ｃｃ／ｍ2／ｄａｙ／ａｔｍ未満の酸素バリア値、すなわち酸素移動速度（ＯＴＲ）を提供する。さらに、ＯＴＲは、バリア層１１、１４の厚みではなく金属化層１２に左右されることが指摘される。
以下で使用する外側（outer）なる用語は、外部または周囲環境に面する膜表面を呼称するように意図され、内側層（inter layer）なる用語は、作動中、カートリッジまたはコンテナにより包み込まれた体積に面する膜の表面、すなわち、外部環境に面する表面とは反対側の膜の表面として意図される。
第１の実施形態
第１の実施形態において、堆肥化可能な多層膜１０は、堆肥化可能な有向バリアフィルムを含む第１および第２のバリア層１１、１４を含む。
出願人は、カートリッジ１の適正な機能を保証するために、第１の実施形態にしたがって形成される堆肥化可能な多層膜１０が、ＡＳＴＭＦ１３０６にしたがって測定された場合に好ましくは１５～３０の範囲内の弾性係数、すなわち穿刺抵抗を有することを発見した。
好ましい堆肥化可能な有向フィルムは、有利にも堆肥化可能性および酸素耐性特性を示すセロファンである。
本発明のために使用されるセロファンは、好ましくは、流体の圧力下で引裂特性または自己引裂特性を有するセロファンである。
金属化層１２は有利にも、第１のバリア層の酸素バリア特性を増大させ、水分バリアを創出する。
金属化は、一般に被着用に選択された金属を加熱しその後対象表面上に噴霧する周知の技術を用いて実施可能である。
好ましくは、金属化層１２のために使用される金属はアルミニウムである。より好ましくは、このようなアルミニウム層は、２０ナノメートル（２００オングストローム）～５０ナノメートル（５００オングストローム）の範囲内の厚みを有する。
一変形実施形態において、金属化層１２は、ＳｉＯｘおよびＡｌＯｘ酸化物を被着させることによって形成される。
金属化層１２および第２のバリア層１４は、少なくとも１つの接着剤を含む中間層１３によって分離され、ここで前記少なくとも１つの接着剤は好ましくは、堆肥化可能な、または生物堆肥化可能でない接着剤の中から選択される。
前記中間層１３の重量上の寄与は、少なくとも１つの堆肥化可能でない接着剤が含まれている場合でさえ、多層膜全体が生物堆肥化可能性要件を満たすことを保証するようなものである。
中間層１３は好ましくは、ポリウレタン接着剤；１成分、２成分または多成分接着剤；ブロックイソシアネート類（すなわち高い架橋温度で除去可能な保護された反応基を伴うイソシアネート基）、感圧性接着剤（ＰＳＡ）からなる群から選択された接着剤を含む。ＰＳＡ接着剤の非限定的例は、例えばアクリレートポリマ、ブチル、高い酢酸ビニル含有量を有するエチレン－ビニルアセテート（ＥＶＡ）ゴム、天然ゴム、ニトリル、特殊な「ＭＱ」シリケート樹脂粘着付与剤を必要とするシリコーンゴム、４官能（「Ｑ」）四塩化ケイ素と反応させられた単官能（「Ｍ」）トリメチルシラン化合物、スチレンコポリマ接着剤およびゴム系接着剤としても知られているスチレンブロックコポリマ（ＳＢＣ）、スチレン－ブタジエン－スチレン（ＳＢＳ）、スチレン－エチレン／ブチレン－スチレン（ＳＥＢＳ）、スチレン－エチレン／プロピレン（ＳＥＰ）、スチレン－イソプレン－スチレン（ＳＩＳ）、ビニルエーテル類およびその混合物である。
好ましくは、堆肥化可能な多層膜１０の中間層１３は、ポリウレタン接着剤、好ましくは多成分ポリウレタン接着剤を含む。
より好ましくは、多成分ポリウレタン接着剤は、イソシアネート成分を含む。イソシアネート成分は、例えば芳香族、脂肪族または脂環式タイプのものであってよく、２を超える平均官能性を有し得るということが指摘される。
非限定的な例示として、前記イソシアネートは、例えばトルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、メチレンジフェニルジイソシアネート（ＭＤＩ）、フェニレンジソシアネート、キシレンジソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリフェニルメタンポリイソシアネート（ポリマＭＤＩ）、ナフタレンジソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、ジフェニルスルフォンジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネート、エチレンジソシアネート、プロピレンジソシアネート、テトラメチレンジソシアネート、エクサメチレンジソシアネート、イソフォロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、これらのジイソシアネートのダイマおよびトリマまたはその混合物のうちの少なくとも１つを含み得る。
好ましい実施形態において、ポリウレタン接着剤はさらに可塑剤を含む。
本発明の目的で、ポリウレタン接着剤は、好ましくは無溶媒、溶媒型または水性の接着剤である。
一変形実施形態において、ポリウレタン接着剤は好ましくは、従来の市販の触媒、無機充填剤、染料、酸化防止剤、ＵＶ吸収剤、接着促進剤、酸化カルシウム、内包発泡性ミクロスフェア（例えばＥＸＰＡＮＣＥＬ（登録商標）の商標で知られているもの）、乾燥剤またはそれらの混合物のうちの少なくともいずれか１つを含む。
一変形実施形態によると、ポリウレタン接着剤は好ましくは、従来の市販の有機充填剤、鎖延長剤、ＵＶ安定剤、光安定剤、殺菌剤、殺生物剤、防かび剤、難燃剤、表面添加物、溶媒、鉱油、分散剤、消泡剤、貯蔵安定剤、潜在硬化剤、硬化遅延剤、溶媒またはそれらの混合物のうちの少なくともいずれか１つを含む。
この第１の実施形態において、堆肥化可能な多層膜１０は好ましくは、中間層１３と第２のバリア層１４の間に配置された第２の金属化層１７を含む。
この金属化層１７は、第２のバリア層の酸素バリア特性を改善し、水分バリアを創出する。
好ましくは、金属化層１７のために使用される金属はアルミニウムである。
より好ましくは、このようなアルミニウム層は、２０ナノメートル（２００オングストローム）～５０ナノメートル（５００オングストローム）の範囲内の厚みを有する。
代替的には、金属化層１７は、ＳｉＯｘおよびＡｌＯｘ酸化物を被着させることによって形成される。
好ましくは、本発明の多層膜１０は、金属化層１２が被着されている側と反対の側に、第１のバリア層１１に隣接する耐熱性ラッカ層１８を含む。この耐熱性ラッカ層１８は、膜１０の外に面している。
耐熱性ラッカとして好適な材料としては、例えば塩化ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、ニトロ－ポリウレタン樹脂、ニトロ－アクリル樹脂；ニトロセルロース樹脂；ポリエステル樹脂；セルロース；アクリル樹脂；スチレン樹脂；アクリル－スチレン樹脂；エポキシ樹脂；アルキド樹脂；メラミン樹脂；シロキサン樹脂類；ウレタン樹脂類；尿素樹脂類をベースとするラッカが含まれる。
第１の実施形態のより好ましい実施形態によると、堆肥化可能な多層膜１０は、接着剤を含む中間層１３と結合される側とは反対の側に、第２のバリア層１４に隣接するフィルタ１６を含むということが指摘される。
この第１の実施形態においてこれまで説明した堆肥化可能な多層膜１０の構成においては、膜１０は、０．５ｃｃ／ｍ2／ｄａｙ／ａｔｍのＯＴＲ値を有する。
ＯＴＲ値を膜１０の厚みの関数として計算しなければならない場合（ＯＴＲ値はバリア層１１、１４の厚みに左右されないことから、これが不適切であるとしても）、それでもなお、第１の実施形態に関連して上述した構成において、膜１０は、０．０５７ｃｃ／１００ｉｎ2／ｄａｙ／ａｔｍのＯＴＲ値を有する。
好ましくは、前記フィルタ１６は、不織布、例えばポリ乳酸（ＰＬＡ）不織布で作られている。
フィルタ１６は、堆肥化可能な多層膜と組合わされていてもよいし、組合わされていなくてもよい。
フィルタ１６が組合わされている場合、それは好ましくは、ヒートシール、接着、点接着などの周知の技術によって膜にボンディングされ、ここで接着は好ましくは堆肥化可能なまたは堆肥化可能でない接着剤を用いて実施される。
第１の実施形態のより好ましい実施形態によると、堆肥化可能な多層膜は、中間層１３と金属化層１２の間に介在させた、酸素バリア特性を有するラッカを含む第３のバリア層１５を含む。
バリア特性を有するラッカは、好ましくは、ＰＶＤＣ；そのままの状態のまたはシランで改質されたポリビニルアルコール樹脂；セルロース；アクリル樹脂；エポキシ樹脂をベースとするラッカを含む群の中から選択される。
前記第３のバリア層１５は、好ましくは、例えばポリウレタン、イソシアネート、イソセルロースなどから選択されたプライマにより金属化層１２に結合される。
同様にバリア特性を有するラッカ１５を含む、この第１の実施形態においてこれまで説明した堆肥化可能な多層膜１０の構成では、膜１０は、０．１ｃｃ／ｍ2／ｄａｙ／ａｔｍ未満のＯＴＲ値を有する。
第２の実施形態
同様に図３も参照して、堆肥化可能な多層膜１０の第２の実施形態においては、膜は、堆肥化可能な無向バリアフィルム（compostable non-oriented barrier film、堆肥化可能な方向性のないバリアフィルム）を含む第１および第２のバリア層１１、１４を含む。
第１の実施形態のために示唆された考慮事項は、第２の実施形態にも同様に適用可能であることが指摘される。
すなわち、前記第２の実施形態によると、堆肥化可能な多層膜１０は、ＡＳＴＭＦ１３０６にしたがって測定された場合に３～２０Ｎの範囲内の弾性係数および４０～２００μｍの範囲内の厚みＳを有する。
前記堆肥化可能な無向フィルムは、例えばポリエステル、ポリ乳酸、でんぷん樹脂などをベースとする、成形技術によって形成されたポリマフィルムである。
有利にも、前記堆肥化可能な無向フィルムは、顕著な脆性特徴を有する。
ポリマフィルムは、ポリマ鎖がランダムコイル構成であり、共通の配向方向が全く識別できない場合に、無向であるとみなされる。概して、無向ポリマフィルムは、非晶質ポリマフィルムである。
金属化層１２は有利にも、第１のバリア層の酸素遮断特性を増大させ、水分バリアを創出する。
金属化は、一般に被着用に選択された金属を加熱しその後対象表面上に噴霧する周知の技術を用いて実施可能である。
好ましくは、金属化層のために使用される金属はアルミニウムである。より好ましくは、このようなアルミニウム層は、２０ナノメートル（２００オングストローム）～５０ナノメートル（５００オングストローム）の範囲内の厚みを有する。
代替的には、金属化層１２は、ＳｉＯｘおよびＡｌＯｘ酸化物を被着させることによって形成される。
金属化層１２は、少なくとも１つの接着剤を含む中間層１３によって第２のバリア層１４とは別個になっており、ここで前記少なくとも１つの接着剤は好ましくは、堆肥化可能な、または生物堆肥化可能でない接着剤の中から選択される。
前記中間層１３の重量上の寄与は、少なくとも１つの堆肥化可能でない接着剤が含まれている場合でさえ、多層膜全体が生物堆肥化可能性要件を満たすことを保証するようなものである。
中間層１３は好ましくは、ポリウレタン接着剤を含み、この接着剤は本発明の目的のためには、１成分または２成分接着剤であってよく、好ましくは、無溶媒、溶媒型または水性の接着剤である。
一変形実施形態において、堆肥化可能な多層膜１０は、中間層１３と第２のバリア層１４の間に配置された追加の金属化層１７を含む。
一変形実施形態において、本発明の膜は、金属化層１２が被着された側とは反対の側で第１のバリア層１１に隣接する、耐熱性ラッカを含む外側層１８を含む。
耐熱性ラッカとして好適な材料としては、例えば、塩化ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、ニトロ－ポリウレタン樹脂、ニトロ－アクリル樹脂；ニトロセルロース樹脂；ポリエステル樹脂；セルロース；アクリル樹脂；スチレン樹脂；アクリル－スチレン樹脂；エポキシ樹脂；アルキド樹脂；メラミン樹脂；シロキサン樹脂類；ウレタン樹脂類；尿素樹脂類をベースとするラッカが含まれる。
より好ましい実施形態によると、多層膜１０は、接着剤を含む中間層１３と結合される側とは反対の側に、第２のバリア層１４に隣接するフィルタ１６を含むということが指摘される。
好ましくは、前記フィルタ１６は、不織布、例えばポリ乳酸（ＰＬＡ）不織布で作られている。
フィルタ１６は、堆肥化可能な多層膜と組合わされていてもいなくてもよい。
フィルタ１６が組合わされている場合、それは好ましくは、ヒートシール、接着、点接着などの周知の技術によって膜にボンディングされ、ここで接着は好ましくは堆肥化可能なまたは堆肥化可能でない接着剤を用いて実施される。
より好ましい実施形態によると、堆肥化可能な多層膜１０は、中間層１３と金属化層１２の間に介在させた、酸素バリア特性を有するラッカを含む第３のバリア層１５を含む。
バリア特性を有するラッカは、好ましくは、ＰＶＤＣ；そのままの状態のまたはシランで改質されたポリビニルアルコール樹脂；セルロース；アクリル樹脂；エポキシ樹脂をベースとするラッカを含む群の中から選択される。
前記第３のバリア層１５は、好ましくは、例えばポリウレタン、イソシアネート、イソセルロースなどから選択されたプライマにより第１の金属化層１２に結合される。
第３の実施形態
第３の実施形態において、堆肥化可能な多層膜１０は、堆肥化可能な無向バリアフィルムを含む第１のバリア層１１と、堆肥化可能な有向フィルムを含む第２のバリア層１４とを含む。
第１および第２の実施形態のために示唆された考慮事項は、第３の実施形態にも同様に適用可能であることが指摘される。
ここでは、堆肥化可能な多層膜１０は、ＡＳＴＭＦ１３０６にしたがって測定した場合に好ましくは９～１６Ｎの範囲内にある弾性係数を有する。
ここで図１および２を参照して、コーヒーまたは他の可溶性のまたは抽出可能な製品を格納するカートリッジ１内における堆肥化可能な多層膜１０の特殊な実装について説明する。
堆肥化可能な多層膜１０は、堆肥化可能性およびバリア特性要件を満たす必要のあるあらゆる形状およびサイズのカートリッジ１の中で使用され得る、ということが指摘される。
図１は、可溶性のまたは抽出可能な製品（図示せず）が内部に保持される閉鎖された体積３を２つの相対するベース４および５において画定する生分解性材料製のコンテナ本体２を含む、コーヒーまたは他の可溶性のまたは抽出可能な製品を格納するための本発明のカートリッジ１を概略的に示している。
すなわち、一方のベースは頂部壁４を画定し、他方のベースは、体積３を密封する底部壁５を画定する。
頂部壁４および底部壁５は、コンテナ本体２の高さｈを画定する。前記高さは、好ましくは２０～３０ｍｍの範囲内にある。
以下で使用される生分解性なる用語は、一連の不可逆的化学反応を通してより単純な分子へと分解される有機物質または材料の能力として意図されている。１つの材料が生分解性であるものとして認定されるために必要とされる生分解レベルは、６カ月未満で少なくとも９０％が達成されるというものである。
生分解性カートリッジ１のコンテナ本体は例えば、トウモロコシデンプン、ジャガイモデンプン、セルロース、Ｍａｔｅｒ－Ｂｉおよび／またはこれらの材料の任意の組合せを含む群から選択される。
一変形実施形態において、カートリッジ１のコンテナ本体２は、堆肥化可能な材料、例えばポリエステル／ＰＬＡ／デンプン樹脂などをベースとする堆肥化可能な成形材料を用いて形成される。
頂部壁４および底部壁５のうちの少なくとも１つまたは両方は、本明細書中で説明されている堆肥化可能な多層膜１０で構成されている、ということが指摘される。
堆肥化可能な多層膜１０は有利にも、体積３のための密閉シールを構成することから、生分解性および／または生物堆肥化可能性要件との適合性を保証しながら、酸素および水バリア特性を提供することにより、輸送および貯蔵中の可溶性のまたは抽出可能な製品の官能特性を保つことができる。
膜１０は同様に、有利にも、抽出用液体の圧力下で開放されるような貫通性／壊れやすさおよび／または厚み特性を示す。この点に関して、加圧水若しくは他の流体が抽出可能なまたは可溶性の製品を格納する体積を通って流動するように、膜１０は好ましくは鋭利な先端部または針によって破られる。
堆肥化可能な多層膜１０には切り込みが入っていない（not scored）。
本発明のカートリッジのいくつかの実施形態においては、堆肥化可能な多層膜１０は、内部に格納されたフィルタ１６を介してカートリッジ内の抽出可能なまたは可溶性の製品と接触することができる、ということが指摘される。
同様に図２を参照して、カートリッジ１の第２の実施形態において、底部壁５は、密封された体積３に向かって陥凹している。
この実施形態においては、膜１０は底部壁５とは別個になっていることから、底部壁５と膜１０の間に１つの体積が画定される。
当業者であれば明らかに、以下の請求項において定義されている本発明の範囲から逸脱することなく、特定の要件を満たすために上述の通りの多くの変更および変形形態を実施することができるということを認識するものである。

Claims (14)

  1. 可溶性製品または加圧水若しくは他の流体によって抽出するのに適した製品を格納するカートリッジ用の堆肥化可能な多層膜（１０）において、
    － 堆肥化可能なバリアフィルムを含む第１のバリア層（１１）と；
    － 第１の金属化層（１２）と；
    － 少なくとも１つの接着剤を含む中間層（１３）と；
    － 堆肥化可能なバリアフィルムを含む第２のバリア層（１４）と；
    － 前記中間層（１３）と前記第２のバリア層（１４）との間に配置された第２の金属化層（１７）と；
    を含み、
    － 前記第１のバリア層（１１）および前記第２のバリア層（１４）の前記堆肥化可能なバリアフィルムは、紙製ではなく、
    こうして、前記堆肥化可能な多層膜（１０）が０．５ｃｃ／ｍ2／ｄａｙ／ａｔｍ未満のＯＴＲ値を有するようになっており、
    前記堆肥化可能な多層膜（１０）が、
    － 前記金属化層（１２）が被着された側とは反対側で前記第１のバリア層（１１）に隣接する、耐熱性ラッカを含む層（１８）と；
    前記接着剤を含む前記中間層（１３）と結合されている側とは反対の側で前記第２のバリア層（１４）に隣接する、不織布で作られたフィルタ（１６）とを含むこと、
    を特徴とする堆肥化可能な多層膜（１０）。
  2. ４０～２００μｍの範囲内にある厚み（Ｓ）を有する、請求項１に記載の堆肥化可能な多層膜。
  3. 前記膜が、ＡＳＴＭＦ１３０６にしたがって測定した場合に３～３０Ｎの範囲内にある弾性係数を有する、請求項１または２に記載の堆肥化可能な多層膜。
  4. 前記第１のバリアフィルム（１１）および前記第２のバリアフィルム（１４）の前記堆肥化可能なバリアフィルムが有向または無向である、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の堆肥化可能な多層膜。
  5. 前記接着剤が好ましくは、ポリウレタン接着剤；１成分、２成分または多成分接着剤；ブロックイソシアネートを含む接着剤；感圧接着剤（ＰＳＡ）からなる群から選択される、
    請求項１ないし４のいずれか１項に記載の堆肥化可能な多層膜。
  6. 酸素バリア特性を有するラッカを含む第３のバリア層（１５）を含み、こうして前記多層膜（１０）が０．１ｃｃ／ｍ2／ｄａｙ／ａｔｍ未満のＯＴＲ値を有するようになっている、請求項１に記載の多層膜。
  7. 前記酸素バリア特性を有するラッカが好ましくは、ＰＶＤＣ；そのままの状態のまたはシランで改質されたポリビニルアルコール樹脂；セルロース；アクリル樹脂；エポキシ樹脂をベースとするラッカを含む群から選択される、請求項６に記載の多層膜。
  8. 前記第１の金属化層（１２）および／または前記第２の金属化層（１７）がアルミニウムで構成されている、請求項１に記載の多層膜。
  9. 前記第１の金属化層（１２）が２０ナノメートル（２００オングストローム）～５０ナノメートル（５００オングストローム）の範囲内の厚みを有する、請求項８に記載の多層膜。
  10. 前記第１の金属化層（１２）および／または前記第２の金属化層（１７）がＳｉＯｘおよびＡｌＯｘ酸化物の被着によって形成される、請求項１に記載の多層膜
  11. 前記中間層（１３）と前記第１の金属化層（１２）との間に介在し、酸素バリア特性を有するラッカを含む第３のバリア層（１５）を含む、請求項１に記載の多層膜。
  12. 前記第３のバリア層（１５）の前記酸素バリア特性を有するラッカが、ＰＶＤＣ；そのままの状態のまたはシランで改質されたポリビニルアルコール樹脂；セルロース；アクリル樹脂；エポキシ樹脂をベースとするラッカを含む群から選択される、請求項１１に記載の多層膜。
  13. 前記第３のバリア層（１５）の前記酸素バリア特性を有するラッカが、プライマを用いて前記金属化層（１２）に結合されている、請求項１１または１２に記載の多層膜。
  14. 可溶性製品または加圧水若しくは他の流体によって抽出するのに適した製品のためのカートリッジにおいて、前記可溶性のまたは抽出可能な製品を内部に保持する密封された体積を２つの相対するベースにおいて画定する、堆肥化可能なまたは生分解性の材料製のコンテナ本体を含むカートリッジであって、前記２つの相対するベースの一方または両方が請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の多層膜を用いて形成されている、カートリッジ。
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