JPH07267242A - バリヤー包装材及びその製造方法 - Google Patents

バリヤー包装材及びその製造方法

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JPH07267242A
JPH07267242A JP7009175A JP917595A JPH07267242A JP H07267242 A JPH07267242 A JP H07267242A JP 7009175 A JP7009175 A JP 7009175A JP 917595 A JP917595 A JP 917595A JP H07267242 A JPH07267242 A JP H07267242A
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cardboard
cardboard web
emulsion
web
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バリー・ジーン・カルヴァート
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 水蒸気バリヤーを有するボール紙製の包装材
を無駄なく低コストで製造する。 【構成】 第１の面にカレンダリングされた鉱物粒子の
コーティングを有するボール紙ウェブを製造するための
製造法は、ボール紙ウェブの第１の面に形成されたカレ
ンダリングされたコーティング上に商品情報を印刷する
印刷段階と、ボール紙ウェブの第２の面にバリヤー性及
びヒートシール性を付与するためのエマルジョンをコー
ティングするコーティング段階とを含む。そして、各段
階は一回通し操作で達成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はボール紙製の包装材
（トレー、蓋、カートン）を製造する方法及び装置に関
する。この発明の方法及び装置においては、バリヤー層
のコーティング工程と商品情報の印刷工程とがワンパス
すなわち一回通し操作で達成されるため、コーティング
のために別ラインを設ける必要がない。
【０００２】
【従来の技術】厳しい衛生基準及び性能要求を満たすた
めに、食品の流通段階から消費段階までをカバーできる
極めて特殊な包装システム、すなわち、食品を包装して
展示、販売及び加熱処理することができる包装システム
はこれまでにも少なからず開発されてきた。これらの包
装システムの多くは予め印刷された漂白サルフェート紙
のシートを型抜きしたブランクを折り曲げて形成されて
いる。このような包装システムは、例えば、「メソッド
・オブ・フォーミング・ア・ヒート・レジスタント・カ
ートン(Method of Forming A Heat Resistant Carton)
」という名称のティー・アール・ベーカー(T. R. Bake
r) の米国特許4,249,978 号、「カートン・ブランクス
・プリンテッド・ウイズ・ア・ヒート・シーラブル・コ
ンポジション・アンド・メソッド・ゼアーオブ(Carton
Blanks Printed with a Heat Sealable Composition an
d Method Thereof) 」という名称のディー・アール・ベ
ーカー(D. R. Baker) 外の米国特許3,788,876 号、及び
「オーブナブル・フード・コンテナ・ウイズ・リムーバ
ブル・リッド(Ovenable Food Container with Removabl
e Lid)」という名称のダブリュー・アール・リグビー
(W. R. Rigby) の米国特許4,930,639 号等に開示されて
いる。
【０００３】食品包装の場合、食品が直接カートンに接
触することによってカートンに水分が滲み込まないよう
にする（水蒸気バリヤー性すなわち耐透水性を付与す
る）ために、カートンの内面には熱可塑性の樹脂のフィ
ルムが一層又は複数層にわたって被着されている。一
方、一部の食品や食品以外のものの包装の場合には、酸
素等のガスや臭気に対する耐透過性を有するバリヤーフ
ィルムがボール紙ウェブに形成される。このようなフィ
ルムは、通常、加熱状態の粘性フィルムとして押し出す
か、粘性溶液又はエマルジョンを従来の方法を用いてコ
ーティングすることによって形成される。なお、フィル
ムの被着は、ボール紙シートに所定の印刷が施され、ボ
ール紙ウェブが型抜きされる前に行われる。押し出し用
の熱可塑性の樹脂としては、通常、低密度ポリエチレン
(LDPE)、ポリプロピレン(PP)及びポリエチレンテレフタ
レート(PET) の三つが使用される。また、コーティング
用の物質としては、通常、ポリ二塩化ビニル(PVDC)及び
ＰＥＴが使用される。ボール紙の食品包装用のカートン
は通常ベッセルと蓋とから構成されている。蓋には種々
のタイプがあるが、その一つは折り曲げ部を介してベッ
セルと一体化されているタイプのものである。この場
合、蓋はこの折り曲げ部をヒンジとして開閉可能であ
る。また、別のタイプとしては、ベッセルから独立させ
て別体として形成されたものもある。このようなタイプ
のカートンの場合、蓋は種々の方法でベッセルに取り付
けられるが、一般的には、蓋はベッセルの側壁あるいは
ベッセルの側壁に形成されたフランジに取り付けられ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のようなカートン
においては、カートン製造用のボール紙に対して、1)ボ
ール紙基板への熱可塑性のバリヤーフィルムの被着、及
び、2)商品情報の印刷という二つの処理を施す必要があ
る。これらの処理工程はそれぞれ別のラインで行われる
ため、一つのラインで行うことができれば、製造コスト
を低下させることができることは明白である。現行のカ
ートン用ボール紙基板の製造においては、押し出し又は
コーティングによるフィルムの形成は、印刷工場とは別
の施設において行われている。このため、輸送上のコス
トが高くなるだけでなく無駄も多い。フィルムの形成と
印刷とが別のラインで行われる場合、各処理毎にウェブ
の端部を処理する必要があるため、通常、無駄になるボ
ール紙基板及びコーティング材の割合は最大で１５％に
も達する。これらの処理工程を単一のラインで行なうと
ともに、コーティング材やコーティング法を改善するこ
とによって、無駄を５０％低減させることができるだけ
でなく、輸送コストも省くことが可能と考えられる。な
お、ロール状のウェブを使用することによって、搬送中
におけるウェブに対する損傷を少なくすることができる
と考えられる。さらに、押し出しによるコーティング重
量は現行では２７８．７ｍ2 連(3000ft2 ream)当たり
４．９５〜１１．７kg(11 〜26ポンド) とかなり多い
が、これは、コーティング重量を減らすと、十分な厚さ
のコーティングが得られず、ボール紙に対する接着性も
低下又は消失するからである。また、ポリマーの押し出
しによってフィルムを形成すると、使用後のカートンか
ら繊維成分を回収して再利用するための再生処理が極め
て複雑である。この発明の目的は、バリヤー層を有する
ボール紙包装材を低コストで無駄なく製造することがで
きる方法及び装置を開発することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は、第１の面に
カレンダリングされた鉱物粒子のコーティングを有する
ボール紙ウェブを製造するための一回通し製造法であっ
て、ボール紙ウェブの第１の面に形成されたカレンダリ
ングされたコーティング上に商品情報を印刷する印刷段
階と、ボール紙ウェブの第２の面にバリヤー性及びヒー
トシール性を付与するためのエマルジョンをコーティン
グするコーティング段階とを有し、各段階が一回通し操
作で達成される。好ましい実施例においては、第２の面
に塗布される水性エマルジョン又は溶剤溶液の塗布量
は、その面に鉱物粒子のコーティングが施されていない
場合には、２７８．７ｍ2 連当たり１．３５〜５．４０
kgである。第２の面にカレンダリングされた鉱物粒子の
コーティングが施されている場合には、その面のコーテ
ィング上に重ねて塗布される水性エマルジョンの塗布量
は、２７８．７ｍ2 連当たり０．４５〜４．５０kgであ
る。ただし、水性エマルジョンの塗布量はウェブの用途
によって変更される。一般に、蓋とベッセルとが一体化
されている一体型のカートンにおいては、それらが分離
されている別体型のものよりも塗布量を多くする必要が
ある。この発明によれば、ヒートシール可能であるとと
もにオーブンで使用可能なボール紙製の食品用のベッセ
ル及び蓋を無駄なく低コストで製造することが可能であ
る。この発明の内容は以下の図面に基づく実施例の説明
から十分に明らかになるであろう。
【０００６】
【実施例】以下、添付図面に基づいてこの発明の実施例
を説明する。この発明のボール紙基板の代表的なものは
厚さ０．４６mm（0.018 インチ) の漂白サルフェート
紙、未漂白中実サルフェート紙(SUS) 又は白土がコーテ
ィングされたニューズバック(clay coated newsback, C
CNB)である。ボール紙はその定義によれば厚さ０．２０
〜０．７１mm（0.008 〜0.028 インチ）の紙であるが、
この発明はこの範囲の厚さの紙への適用は言うに及ばず
この範囲外の厚さの紙にも適用可能である。ボール紙は
食品カートンの材料として使用される場合には、通常、
少なくともその片面（両面の場合もある）に白土等の鉱
物粒子（以下、クレーと呼ぶ）がコーティングされる。
業界では、ボール紙基板の片面にクレーコーティングし
たボール紙及びボール紙基板の両面にクレーコーティン
グしたボール紙をそれぞれＣ１Ｓボール紙及びＣ２Ｓボ
ール紙と呼んで区別している。ボール紙のクレーコーテ
ィング材は粘土、炭化カルシウム、二酸化チタン等の鉱
物と接着剤としての澱粉との流動性混合物であり、ボー
ル紙を移動させながらその面上に塗布される。クレーコ
ーティングされたボール紙はカレンダリング（カレンダ
ー仕上）によって高密度化及び光沢化処理される。この
カレンダリングによって高度に平滑化された印刷に適し
たクレーコーティング面が得られる。Ｃ１Ｓボール紙が
食品包装用に使用される場合には、クレーコーティング
面が外側の面、すなわち、食品と接触しない面とされ
る。この発明においては、非クレーコーティング面には
特殊な水性エマルジョンがコーティングされる。エマル
ジョンコーティング処理はグラビアロール、フレキソコ
ータ、ロッドコータ、エアーナイフ又はブレードを用い
て行われる。なお、水性エマルジョンについては追って
詳細に説明する。
【０００７】食品カートンのトレーすなわちベッセルの
リム部にヒートシールによって取付られる独立型（ベッ
セルのリム部に結合されていない）の蓋がＣ１Ｓボール
紙基板にエマルジョンを塗布することによって形成され
たボール紙シートで形成される場合には、ボール紙基板
へのエマルジョンの塗布量は２７８．７ｍ2 連(3000ft2
ream)当たり乾燥重量で１．３５〜４．０５kg(3〜9 ポ
ンド) である。これに対し、蓋がＣ２Ｓボール紙基板に
エマルジョンを塗布することによって形成されたボール
紙シートで形成される場合には、ボール紙基板へのエマ
ルジョンの塗布量は２７８．７ｍ2 連当たり０．４５〜
１．８０kg(1〜4 ポンド) で済む。これは、カレンダリ
ングされたクレーコーティングがエマルジョンコーティ
ングに比べて生来的に高い耐透水性を有するからであ
る。食品カートンの独立型のトレーやヒンジ結合された
蓋付のトレーがＣ１Ｓボール紙基板にエマルジョンを塗
布することによって形成されたボール紙シートで形成さ
れる場合には、ボール紙基板へのエマルジョンの塗布量
は２７８．７ｍ2 連当たり乾燥重量で２．７０〜５．４
０kg(6〜12ポンド) である。これに対し、蓋がＣ２Ｓボ
ール紙基板にエマルジョンを塗布することによって形成
されたボール紙シートで形成される場合には、ボール紙
基板へのエマルジョンの塗布量は２７８．７ｍ2 連当た
り１．８０〜４．５０kg(4〜10ポンド) で済む。これ
は、カレンダリングされたクレーコーティングがエマル
ジョンコーティングに比べて生来的に高い耐透水性を有
するからである。
【０００８】この発明の第１実施例におけるカートン２
が図１に示されている。このカートン２はベッセル４と
蓋２０とを有する。ベッセル４は底パネル６と、側部壁
８と、フランジ１０と、コーナー片１２とを含む。な
お、蓋２０は分離して独立している。図１の平板上の蓋
２０は長い帯状のボール紙シートすなわちウェブ５４
（図６）を打ち抜いて形成される。ウェブとしてＣ１Ｓ
ボール紙が使用される場合には、アンコイラすなわちウ
ェブローラから供給されるＣ１Ｓボール紙基板の非クレ
ーコーティング面に水性エマルジョン２４が従来のコー
ティング手段によって連続的に又は所定のパターンで塗
布される。その好ましい塗布量は２７８．７ｍ2連当た
り乾燥重量で１．３５〜４．０５kg(3〜9 ポンド) であ
る。ウェブとしてＣ２Ｓボール紙が使用される場合に
は、クレーコーティングされたそれぞれの面に対して、
２７８．７ｍ2 連当たり乾燥重量で０．４５〜１．８０
kg(1〜4 ポンド) の割合で水性エマルジョン２４が塗布
される。なお、図１において、蓋の面のうち水性エマル
ジョン２４が塗布されている面はベッセル４の内面に面
する面である。さらに、ウェブローラから供給されるウ
ェブには、そのクレーコーティング面（ベッセル４及び
蓋２０において、それぞれ符号２６及び符号２８で示さ
れる面）に販売する上で必要な情報等（以下、商品情報
という）が印刷ステーション６２（図６）において印刷
される。
【０００９】図１におけるベッセル４は極めて長いボー
ル紙シートすなわちウェブから切り出される。ウェブと
してＣ１Ｓボール紙が使用される場合には、アンコイラ
から供給されるＣ１Ｓボール紙基板の非クレーコーティ
ング面に水性エマルジョン２４が従来のコーティング手
段によって連続的に又は所定のパターンで塗布される。
その好ましい塗布量は２７８．７ｍ2 連当たり２．７０
〜５．４０kg(6〜12ポンド) である。ウェブとしてＣ２
Ｓボール紙が使用される場合には、クレーコーティング
されたそれぞれの面に対して、２７８．７ｍ2 連当たり
乾燥重量で１．８０〜４．５０kg(4〜10ポンド) の割合
で水性エマルジョン２４が塗布される。なお、図１にお
いて、水性エマルジョン２４が塗布されている面はベッ
セル４の内面を形成する。通常の場合には、シートすな
わちウェブを印刷を施した後に連続的に打ち抜くことに
よって形成された蓋及びトレーのブランク（図１）は、
それぞれ別々に重ねられた状態で食品加工装置へと送ら
れる。ボール紙製のベッセル４には食品の充填後に蓋２
０が被せられてシールされる。蓋２０は通常ベッセルの
フランジ部１０に対してヒートシールされる。その手段
としては、加熱プラテン、熱風、マイクロ波を用いたシ
ールシステムが挙げられる。なお、このようなシールシ
ステムは、米国、ジョージア州、アトランタのクリック
ロック・コーポレーション(Kliklok Corp.) 、米国、ケ
ンタッキー州、ルイズビルのレイグー・フード・システ
ムズ(Rague Food Systems)及びスエーデン、ハルムタッ
ドのスプリンター・システムズ(Sprinter Systems)で製
造されている。図１のカートンにおいては、上記以外の
実施態様も考えられる。たとえば、圧接や押し出しによ
ってバリヤー層を設けた圧縮成形トレー、成形パルプト
レー、中実のプラスチックトレー、あるいは折り曲げト
レーである。
【００１０】この発明の第２実施例におけるカートン４
０が図２に示されている。このカートン４０はベッセル
４４とこれに一体化された蓋２０とを有する。カートン
４０は底パネル４６と、側部壁４８と、フランジ５０
と、コーナー片５１と、蓋２０とを含む。図２のトレー
及び蓋は長い帯状のボール紙シートすなわちウェブ（図
６）を打ち抜いて形成される。ウェブとしてＣ１Ｓボー
ル紙が使用される場合には、アンコイラから供給される
Ｃ１Ｓボール紙基板の非クレーコーティング面に水性エ
マルジョンが従来のコーティング手段によって連続的に
又は所定のパターンで塗布される。その好ましい塗布量
は２７８．７ｍ2 連当たり乾燥重量で２．７０〜５．４
０kg(6〜12ポンド) である。ウェブとしてＣ２Ｓボール
紙が使用される場合には、クレーコーティングされたそ
れぞれの面に対して、２７８．７ｍ2 連当たり乾燥重量
で１．８０〜４．５０kg(4〜10ポンド) の割合で水性エ
マルジョンが塗布される。なお、図２において、水性エ
マルジョンが塗布されている面はベッセルの内面とな
る。図２のカートンにおいては、上記以外の実施態様も
考えられる。たとえば、コーナー片が側部壁に取り付け
られていないタイプのトレー、あるいはフランジを有し
ておらず、蓋が側部壁又は底パネルに取り付けられてい
るタイプのトレーである。
【００１１】この発明の第３実施例が図３及び図４に示
されている。この実施例においては、ベッセル４は独立
型の蓋すなわちカバー部材３０によってシールされる。
コンテナ／蓋アセンブリは「コンテナ／リッドアセンブ
リ(Container/Lid Assembly)」という名称のビー・ディ
ー・ホプキンズ(B.D. Hopkins)外の米国特許第5,090,61
5 号及び「コンテナ／リッドアセンブリ(Container/Lid
Assembly)」という名称のエム・ダブリュー・ローレン
ス(M.W. Lorence)外の米国特許第5,234,159 号に開示さ
れている。この実施例における蓋とともに用いられてい
る代表的なトレーは片面又は両面にポリマーのコーティ
ングを施したプレス成形ボール紙(pressed paperboard)
から製造されるが、上記のようなタイプのトレーでもよ
い。ベッセル４は底パネル、側部壁、及び図１に示され
ているフランジ部に類似したフランジ部とを有する。カ
バー部材３０は上部パネル３２と、側部パネル３４と、
及び底フラップ３６とを含む。図４に示されている平板
状の蓋は図１に関する説明で述べたようにして製造され
るが、必要に応じて、フラップの部分のコーティングを
省略してもよい。蓋すなわちカバー部材３０は重ねられ
た状態で食品加工装置へと送られる。ボール紙製のベッ
セル４には食品の充填後にカバー部材３０が被せられて
シールされる。カバー部材３０がベッセルのフランジ部
に対して加熱シールされると、図３に示されるように、
底フラップ３６が折り曲げられてトレーの底パネルにシ
ールされる。
【００１２】この発明において使用可能な水性エマルジ
ョンの代表的なものは、米国、オハイオ州、シンシナテ
ィ、シェル・ロード 9080 に所在のマイケルマン・イン
コーポレーテッド(Michelman, Inc.) で製造されている
製品MW10である。なお、米国、オハイオ州、ブレックス
ビル、ブレックスビル・ロード 9911 に所在のビー・エ
フ・グッドリッチ・カンパニー(B.F.Goodrich Company)
で製造されている製品CARBOSET XPD-1103 も使用でき
る。マイケルマンの製品MW10はアクリルコポリマー樹脂
及び高密度ポリエチレンワックスを含む。一方、グッド
リッチの製品CARBOSET XPD-1103 はアクリルエステルコ
ポリマーの陰イオン型水性エマルジョンと公表されてい
る。製品CARBOSET XPD-1103 は熱硬化性のスチレン／ア
クリルコポリマーエマルジョンとしての特徴を有し、そ
の硬化温度は121.1 〜148.9 ℃(250〜300 °F)である。
これらの水性エマルジョンが食品に接触するコーティン
グ材として使用される場合におけるその重要な特徴は、
(a) 204.4 ℃(400°F)未満の温度におけるマススタビリ
ティー、すなわち、コーティングが溶融、劣化、あるい
は重量低下（溶媒の揮発等に起因する）を起こさないこ
と、(b) 溶媒と接触（たとえば、65.6℃(150°F)におい
てN-ヘプタンと二時間接触）させたときに、クロロホル
ム溶性の成分の溶出量が食品との接触面6.45cm2 (1in2)
当たり0.5mg を越えないことである。これらの特徴は、
このような物質のコーティングを有するカートンを使用
して食品を貯蔵している間に、食品がコーティングとの
接触によって汚染されないという点において重要であ
る。
【００１３】マイケルマンの製品MW10の代表的なマスス
タビリティー曲線が図５に示されている。この曲線は示
差走査熱量測定(DSC) によって測定されたものであり、
温度を常温から204.4 ℃(400°F)を越える温度まで変化
させた場合において、オーブン内部とコーティング試料
との間に生じる温度差が温度に対してプロットされてい
る。このプロットに沿って生じる吸熱及び発熱作用によ
って物理的変化（すなわち、溶融）がもたらされる。図
中の実線で示されている曲線はオーブンでの使用に必要
とされる熱的特性を有するコーティングに対応する。一
方、破線で示されている曲線は、約162.8 ℃(325°F)で
溶融することを示しており、オーブンでの使用が不可能
なコーティングの代表的なものに対応する。図５には、
熱重量分析(TGA) の結果も示されている。この曲線にお
いては、コーティング試料の重量が温度に対してプロッ
トされている。図中の破線で示されている曲線は、ガス
放出に起因する相当量の重量減少を示している。したが
って、この曲線に対応するコーティングは204.4 ℃(400
°F)未満の温度においてかなりの重量減少を起こすた
め、オーブンでの使用が不可能である。一方、実線で示
されている曲線はオーブンでの使用が可能なコーティン
グに対応する。上記のように、コーティング材は多くの
場合直接的又は間接的に食品と接触するため、コーティ
ング材に必要とされる他の特徴はそのコーティング材が
食品貯蔵中にその食品に転移しないことである。カート
ンに入れられる食品は通常脂肪、油及び砂糖を多く含ん
でいる。このような物質は特定の条件下においてコーテ
ィング材を溶解させる性質があるため、コーティングが
食品に吸収される可能性がある。
【００１４】カートンからの物質が食品へ転移しないこ
とを保証するために、食品接触面における抽出テストを
行うことができる。コーティングが施されたボール紙は
抽出セルを使用して、「エクスポージング・フレキシブ
ル・バリヤー・マテリアルズ・フォー・エキストラクシ
ョン(Exposing Flexible Barrier Materials for Extra
ction)」によってテストされる。なお、抽出セルについ
ては、「オフィシャル・メソッズ・オブ・アナリシス・
オブ・ジ・アソシエーション・オブ・オフィシャル・ア
ナリティカル・ケミスツ(Official Methods of Analysi
s of the Association of Official Analytical Chemis
ts) 」、第１３版(1980)、第21.010-21.015 節に記載さ
れている。上記の蓋についてのテストにおいて、実際の
食品の代わりに用いられる溶媒（擬食品溶媒）として
は、N-ヘプタンが適している。なお、このN-ヘプタンは
使用前に再蒸留された沸点97.8℃(208°F)のものだけを
含む試薬級のものでなくてはならない。抽出テストのテ
スト手順は次の通りである。まず、蓋の試料がクランプ
装置の寸法に合うように切断される。次に、溶媒が食品
接触面のみに接触するように試料がクランプ装置内に配
置される。次いで、クランプ装置に取り付けられた抽出
セル内に溶媒が注入され、65.6℃(150°F)のオーブン内
で２時間保持される。その後、抽出セルがオーブンから
外され、溶媒が清浄なパイレックス（Pyrex,商標名）製
のフラスコ又はビーカーに注がれる。なお、その際、抽
出セルは少量の未使用の溶媒で濯がれる。こうして回収
された食品に代わる溶媒はフラスコの中で液量が約100m
l になるまで揮散させられた後、風袋として計量された
清浄な蒸発皿に移される。その際、フラスコは少量のN-
ヘプタンで３回洗浄され、その洗浄液は蒸発皿に注がれ
る。蒸発皿の中の溶媒は残留液量が数ミリリットルにな
るまでホットプレート上で揮散させられる。こうして得
られた数ミリリットルの液体は約105.0 ℃(221°F)に保
持されたオーブン内で加熱され、その中に含まれる溶媒
が揮散させられる。溶媒が完全に揮散させられた後、蒸
発皿はデシケータ内で３０分間冷却される。
【００１５】次に、クロロホルム抽出が行われる。ま
ず、蒸発皿に残された残留物に試薬級のクロロホルム50
mlが注入される。こうして得られたクロロホルム溶液は
加温され、次いで、パイレックス製の漏斗に取り付けた
ワットマン数４１(Whatman No.41)の濾紙に通すことに
よって濾過される。濾液は風袋として計量された清浄な
蒸発皿に回収される。なお、濾紙は別のクロロホルムで
洗浄され、その洗浄液も回収される。こうして回収され
た洗浄液は先の濾液に注入される。得られた混合濾液は
低温のホットプレート上で残留液量が数ミリリットルに
なるまで揮散させられる。このようにして得られた数ミ
リリットルの液体は約105.0 ℃(221°F)に保持されたオ
ーブン内で加熱され、その中に含まれる溶媒が揮散させ
られる。溶媒が完全に揮散させられた後、蒸発皿はデシ
ケータ内で３０分間冷却される。冷却後、蒸発皿は0.1m
g の精度で計量され、クロロホルム溶性の抽出物の量が
算出される。食品カートン用のコーティング材として必
要な特性を有する水性コポリマーコーティングについ
て、この抽出テストによって得られた結果が表１に示さ
れている。食品へのコーティングの転移が認められない
ことを保証するためには、クロロホルム溶性の抽出物の
量が6.45cm2 (1in2)当たり0.5 mgを越えてはならない。
【００１６】
【表１】 溶媒 時間／温度 抽出物 mg/6.45cm2(mg/in2) N-ヘプタン 2時間/65.6 ℃(150°F) .33 .45 .27 .28 .22 .24
【００１７】ここに開示されている水性コーティングに
共通する他の特性は、以下に挙げる物質の一つから誘導
される物質が総ポリマーユニットの５％を越えないこと
である。その物質とは、アクリル酸、アクリルアミド、
1,3-ブチレングリコールジメタクリラート、1,4-ブチレ
ングリコールジメタクリラート、ジエチレングリコール
ジメタクリラート、ジプロピレングリコールジメタクリ
ラート、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジメタ
クリラート、イタコン酸、メタクリル酸、N-メチロール
アクリルアミド、N-メチル-1,4- ペンタンジオールジメ
タクリラート、プロピレングリコールジメタクリラー
ト、トリビニルベンゼン、フマル酸、グリシジルメタク
リラート、及びN-ヘキシルメタクリラートである。その
理由は、これらの物質はコーティング材の製造には必要
であるが、これらの量（単一又は複数で）が５％を越え
ると、食品の安全上問題を生じるからである。この発明
の水性コーティングの他の特性は、クレーコーティング
面及びポリエステルやポリプロピレン等のポリマーコー
ティング面に対するそれ自体のヒートシール性である。
【００１８】マイケルマンのMW-10 のヒートシール特性
を表２に示す。試料調製のために使用したボール紙基板
は両面にクレーコーティングを施したサルフェート紙で
あり、エマルジョンの塗布には印刷機が使用された。一
方、このエマルジョンを塗布した試料が溶着される側の
対応試料としては、クレーコーティング面にPET を被着
させたものを調製した。PET は加熱押し出しによって被
着され、その被着量は２７８．７ｍ2 連当たり９．４５
kg(21 ポンド) であった。テストにおけるクランプ圧は
176.7 ℃（350 °Ｆ）において４．１×１０5 Ｐａ(60p
si) であった。クランプ状態の持続時間(dwell time)は
０．２５〜２．０秒の間で変化させた。なお、表２中の
「MW10」は２７８．７ｍ2 連当たり１．３５kg(3ポン
ド) の割合でクレーコーティングを施したボール紙にMW
-10 を０．４６mm(0.018インチ) の厚さで塗布した試料
を示す。
【００１９】
【表２】 持続時間（秒） 0.25 0.40 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 PET/PET --- --- --- 0% 10% 50% 100% 100% 100% PET/MW10 0% 10% 100% 100% --- --- --- --- --- MW10/MW10 0% 85% 100% 100% --- --- --- --- --- PET/クレー 0% --- 0% 0% 0% 100% 100% --- --- MW110/クレー 0% --- 0% 0% 100% 100% 100% --- --- 表２の結果は、このコーティングの優れたヒートシール
性を明瞭に示している。すなわち、PET をコーティング
したものでは、シールに要する時間が１．５０秒である
のに対して、この発明の水性アクリルコーティングを施
したものでは、それが０．５秒に短縮されている。この
ような持続時間の短縮は製造ラインの高速化、シール効
率の向上、及びエネルギーコストの低減を可能にする。
【００２０】当業者であれば、この発明のボール紙シー
トが従来の対流式オーブンやマイクロ波オーブンによっ
て食品を加熱するときにその食品を包装するためのカー
トン用の材料として優れた実用性を有することを認識で
きるであろう。また、この発明のボール紙シートは優れ
たヒートシール特性を有し、機能面及び経済面での優れ
た利点を有するだけでなく、耐透水性の面でも優れた特
性を有する。なお、以上の説明においては、水性エマル
ジョンが示されているが、この水性エマルジョンと同等
の特性を有するものであれば、溶剤ベースのエマルジョ
ンも使用可能である。
【００２１】先にも若干説明したが、図６には、この発
明のボール紙製のカートンのブランクの製造装置が示さ
れている。この製造装置は自給式一回通し型の装置であ
る。この装置においては、バリヤー層の形成やヒートシ
ールコーティングの工程が商品情報の印刷工程と組み合
わされているため、コーティングのために別ラインを設
ける必要がない。なお、図は蓋２０及びカバー部材３０
の製造を示している。製造装置８０はウェブローラ５
２、コーティングステーション５６、従来のコーティン
グ乾燥機６０、印刷ステーション６２、硬化ステーショ
ン６４、コーティングステーション６６、従来のコーテ
ィング乾燥機６８、及び従来のカッター７０とを含む。
そして、ウェブローラ５２にはボール紙シートすなわち
ウェブ５４が巻かれており、最終的には蓋２０及びカバ
ー部材３０が生成される。なお、説明は省略するが、ベ
ッセル４，４４もこの製造装置８０によって製造され
る。
【００２２】以下、製造装置８０の動作について説明す
る。まず、製造装置８０が作動されると、ウェブローラ
５２からウェブ５４が供給される。ウェブ５４は従来の
移送手段によってコーティングステーション５６へと案
内される。コーティングステーション５６において、ウ
ェブ５４に水性エマルジョンがコーティングされる。こ
の場合において、ウェブ５４としてＣ１Ｓボール紙基板
が使用されていれば、コーティングは非クレーコーティ
ング面に施され、ウェブ５４としてＣ２Ｓボール紙基板
が使用されていれば、コーティングはクレーコーティン
グ面に施される。ウェブ５４への水性エマルジョンのコ
ーティングが完了すると、ウェブ５４は従来のコーティ
ング乾燥機６０へと案内され、そこでコーティングされ
たエマルジョンが従来通りの方法で乾燥される。ウェブ
５４は各乾燥段階を経た後、従来のドラム式冷却機（図
示せず）との接触によって冷却される。次に、ウェブ５
４は印刷ステーション６２へと案内され、そこで商品情
報がウェブ５４に印刷される。なお、印刷面はエマルジ
ョンがコーティングされていない方の面である。印刷さ
れたインクはその後硬化ステーション６４において硬化
乾燥される。なお、この印刷に用いるインクとしては、
視認性、耐久性及び最終使用性能を考慮すると、放射硬
化性インク(radiation curable ink) が適している。さ
らに、コーティングステーション６６において、同様な
タイプのコーティングすなわちオーバーコーティングが
施される。このコーティングステーション６６において
は、製品の性能向上のために他の機能性コーティングが
オーバーコーティングとして施される場合もある。たと
えば、形成されたブランクの搬送を容易にしたり積み重
ねやすくするために、摩擦係数を増大させことのできる
機能性コーティングを施すことができる。なお、オーバ
ーコーティングの必要がないと考えられる場合には、こ
のコーティングステーション６６は回避することも可能
である。
【００２３】図６にはコーティング工程及び情報印刷工
程に関してその順序のみが示されているが、これらの工
程は「一回通し」操作で達成される。ウェブ５４はその
裏面への印刷及びオーバーコーティングが終了した後カ
ッター７０へと移送される。ここで、ウェブ５４はミシ
ン目を形成されるととも切断され、蓋２０やカバー部材
３０が形成される。カッター７０の切断手段としてはロ
ータリー切断システムが最適であるが、他の従来式の切
断方法も使用可能である。なお、場合によっては、ウェ
ブ５４をカッター７０に通さずにロール状に巻き取っ
て、別途切断するという方法を採用することも可能であ
る。以上、食品包装用の容器を例としてこの発明を説明
してきたが、この発明はバリヤー特性やヒートシール特
性が必要とされる他のボール紙容器にも適用可能であ
る。従来、これらの特性は押し出し等によるコーティン
グ法（印刷とは別のラインで行われる）によって付与さ
れている。
【００２４】上述した実施例は発明の内容を説明するた
めの例に過ぎず、この発明の範囲を制限するものではな
い。したがって、上記実施例は、特許請求の範囲によっ
て限定される発明の範囲を逸脱しない限り、いかなる変
更も可能である。なお、記載されている数値に関し、括
弧書きによって別の数値が併記されている数値は括弧内
の数値をもとに換算された数値である。したがって、そ
の数値と括弧内の数値との間に不一致がある場合には、
括弧内の数値が正しい数値とされなくてはならない。
【図面の簡単な説明】
【図１】蓋とベッセルとが分離されたタイプのこの発明
のボール紙製の食品カートンの斜視図である。
【図２】蓋とベッセルとが一体化されたタイプのこの発
明のボール紙製の食品カートンの斜視図である。
【図３】蓋とベッセルとが分離されたタイプのこの発明
のプレス成形されたボール紙製の食品カートンの斜視図
である。
【図４】図３の蓋のブランクの平面図である。
【図５】他のコーティングとの比較におけるこの発明の
コーティングの熱分析結果を示すグラフである。
【図６】この発明のカートンの製造装置の略図である。
【符号の説明】
４，４４ ベッセル ２０，６０ 蓋 ２４ 水性エマルジョン ５４ ウェブ ５６，６６ コーティングステーション ６２ 印刷ステーション

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 食品を収容するベッセルの開口部を覆う
    ためのボール紙製の蓋であって、印刷に適した外面を形
    成する第１の面と食品に対する直接的な接触に適した内
    面を形成する第２の面とを有し、前記第１の面はカレン
    ダリングされた鉱物粒子のコーティングを有し、前記第
    ２の面はそのほぼ全面に連続状に形成された水性アクリ
    ルコポリマーエマルジョンのコーティングを有し、前記
    水性アクリルコポリマーエマルジョンは水蒸気バリヤー
    性を有するとともに食品を収容した前記ベッセルの開口
    部を覆った状態で前記蓋を前記ベッセルにヒートシール
    させる特性を有し、前記水性アクリルコポリマーエマル
    ジョンは204.4 ℃未満の温度において優れたマススタビ
    リティーを有し、121.1 ℃以上においては溶融接着性を
    有し、また、N-ヘプタン等の擬食品溶媒と65.6℃におい
    て二時間接触させたときに、クロロホルム溶性の成分の
    溶出量が食品との接触面6.45cm2 当たり0.5mg を越える
    ことはなく、さらに、アクリル酸、アクリルアミド、1,
    3-ブチレングリコールジメタクリラート、1,4-ブチレン
    グリコールジメタクリラート、ジエチレングリコールジ
    メタクリラート、ジプロピレングリコールジメタクリラ
    ート、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジメタク
    リラート、イタコン酸、メタクリル酸、N-メチロールア
    クリルアミド、N-メチル-1,4- ペンタンジオールジメタ
    クリラート、プロピレングリコールジメタクリラート、
    トリビニルベンゼン、フマル酸、グリシジルメタクリラ
    ート、及びN-ヘキシルメタクリラートの中から選択され
    る物質から誘導される物質の割合が総ポリマーユニット
    の５％を越えないボール紙製の蓋。
  2. 【請求項２】 前記第２の面に塗布される水性アクリル
    エマルジョンの塗布量が２７８．７ｍ2 連当たり１．３
    ５〜４．０５kgである請求項１に記載のボール紙製の
    蓋。
  3. 【請求項３】 前記第２の面もカレンダリングされた鉱
    物粒子のコーティングを有し、このコーティング面上に
    前記アクリルコポリマーエマルジョンが塗布され、前記
    アクリルコポリマーエマルジョンの塗布量が２７８．７
    ｍ2 連当たり０．４５〜１．８０kgである請求項１に記
    載のボール紙製の蓋。
  4. 【請求項４】 第１の面にカレンダリングされた鉱物粒
    子のコーティングを有するボール紙ウェブを製造するた
    めの一回通し製造法であって、 前記ボール紙ウェブの前記第１の面に形成された前記カ
    レンダリングされたコーティング上に商品情報を印刷す
    る印刷段階と、 前記ボール紙ウェブの第２の面にバリヤー性及びヒート
    シール性を付与するためのエマルジョンをコーティング
    するコーティング段階と、 を有し、前記各段階が一回通し操作で達成されるボール
    紙ウェブの一回通し製造方法。
  5. 【請求項５】 前記ボール紙ウェブをボール紙ブランク
    に成形する成形段階をさらに有し、前記成形段階が前記
    一回通し操作で達成される請求項４に記載のボール紙ウ
    ェブの一回通し製造方法。
  6. 【請求項６】 前記第２の面に塗布される前記エマルジ
    ョンの塗布量が２７８．７ｍ2 連当たり乾燥重量で２．
    ７０〜５．４０kgである請求項４に記載のボール紙ウェ
    ブの一回通し製造方法。
  7. 【請求項７】 前記ボール紙ウェブが前記第１の面に加
    えて第２の面にもカレンダリングされた鉱物粒子のコー
    ティングを有し、 前記第２の面に形成された前記鉱物粒子のコーティング
    に重なるように前記第２の面に前記エマルジョンをコー
    ティングする段階をさらに有し、前記第２の面に塗布さ
    れる前記エマルジョンの塗布量が２７８．７ｍ2 連当た
    り乾燥重量で１．８０〜４．５０kgである請求項４に記
    載のボール紙ウェブの一回通し製造方法。
  8. 【請求項８】 前記印刷段階において印刷された印刷及
    び前記コーティング段階において形成されたエマルジョ
    ンのコーティングを乾燥させる乾燥段階をさらに有する
    請求項４に記載のボール紙ウェブの一回通し製造方法。
  9. 【請求項９】 前記エマルジョンは204.4 ℃未満の温度
    において優れたマススタビリティーを有し、121.1 ℃以
    上においては溶融接着性を有し、また、クロロホルム溶
    性の成分の溶出量が食品との接触面6.45cm2 当たり0.5m
    g を越えることはない請求項４に記載のボール紙ウェブ
    の一回通し製造方法。
  10. 【請求項１０】 第１の面にカレンダリングされた鉱物
    粒子のコーティングを有するボール紙ウェブを製造する
    ための一回通し製造法であって、 前記ボール紙ウェブの前記第１の面に形成された前記カ
    レンダリングされたコーティング上に商品情報を印刷す
    る印刷段階と、 前記ボール紙ウェブの第２の面にバリヤー性及びヒート
    シール性を付与するための溶液をコーティングするコー
    ティング段階と、 を有し、前記各段階が一回通し操作で達成されるボール
    紙ウェブの一回通し製造方法。
  11. 【請求項１１】 前記ボール紙ウェブをボール紙ブラン
    クに成形する成形段階をさらに有し、前記成形段階が前
    記一回通し操作で達成される請求項１０に記載のボール
    紙ウェブの一回通し製造方法。
  12. 【請求項１２】 前記第２の面に塗布される前記溶液の
    塗布量が２７８．７ｍ2 連当たり乾燥重量で２．７０〜
    ５．４０kgである請求項１０に記載のボール紙ウェブの
    一回通し製造方法。
  13. 【請求項１３】 前記ボール紙ウェブが前記第１の面に
    加えて第２の面にもカレンダリングされた鉱物粒子のコ
    ーティングを有し、 前記第２の面に形成された前記鉱物粒子のコーティング
    に重なるように前記第２の面に前記溶液をコーティング
    する段階をさらに有し、前記第２の面に塗布される前記
    溶液の塗布量が２７８．７ｍ2 連当たり乾燥重量で１．
    ８０〜４．５０kgである請求項１０に記載のボール紙ウ
    ェブの一回通し製造方法。
  14. 【請求項１４】 前記印刷段階において印刷された印刷
    及び前記コーティング段階において形成されたエマルジ
    ョンのコーティングを乾燥させる乾燥段階をさらに有す
    る請求項１０に記載のボール紙ウェブの一回通し製造方
    法。
  15. 【請求項１５】 前記溶液は204.4 ℃未満の温度におい
    て優れたマススタビリティーを有し、121.1 ℃以上にお
    いては溶融接着性を有し、また、クロロホルム溶性の成
    分の溶出量が食品との接触面6.45cm2 当たり0.5mg を越
    えることはない請求項４に記載のボール紙ウェブの一回
    通し製造方法。
JP7009175A 1994-01-24 1995-01-24 バリヤー包装材及びその製造方法 Pending JPH07267242A (ja)

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US08/185,054 US5425972A (en) 1993-04-16 1994-01-24 Heat sealed, ovenable food carton lids
US08/309,682 US5418008A (en) 1993-04-16 1994-09-21 Method for producing barrier packaging
US185054 1994-09-21
US309682 1994-09-21

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