JPH11222227A - ガスおよび芳香バリア特性を有する包装容器用のシ―リングストリップ - Google Patents

ガスおよび芳香バリア特性を有する包装容器用のシ―リングストリップ

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JPH11222227A
JPH11222227A JP10310476A JP31047698A JPH11222227A JP H11222227 A JPH11222227 A JP H11222227A JP 10310476 A JP10310476 A JP 10310476A JP 31047698 A JP31047698 A JP 31047698A JP H11222227 A JPH11222227 A JP H11222227A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 ガスおよび優れたバリア特性を有し、可撓性
にすぐれ、通常の包装機械を用いてパッケージへと容易
に形成可能でありかつ環境に害を与えることなく容易に
廃棄可能な包装ラミネート材のシーリングストリップを
提供する。 【解決手段】 包装容器を製造するための包装ラミネー
ト材６０において、包装容器の縦線シール部分を内側か
ら保護するシーリングストリップは、第１のラミネート
材ユニット６０ａと第２のラミネート材ユニット６０ｂ
とを有し、これらは接着剤６１，６５からなる中間層を
介して互いに接合されて提供される。この第１のラミネ
ート材ユニットは、酸素ガスおよび芳香バリアとして作
用しかつプラズマ化学蒸着法によって堆積されたシリコ
ン酸化物からなる第１の層６３を含み、第２のラミネー
ト材ユニットは、可撓性に富む熱可塑性プラスチック材
からなる第２の層６４を含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はガスおよび芳香バリア特
性を有する包装容器用のシーリングストリップに関する
ものであり、より具体的には食料品を包装するためのガ
スおよび芳香バリア特性を有する包装容器用のシーリン
グストリップに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】柔軟性に富んだ包装ラミネート材および
シーリングストリップは多年にわたって食料品を包装す
るために用いられてきた。例えば、牛乳はラミネート板
紙にして両側にポリエチレンのコーティングを有するラ
ミネート部材から作られたカートンにより包装されてい
るが、この場合カートンの表面は互いに熱シールされて
所望の形状のカートンが形成される。オレンジジュース
のような幾つかの食品はカートンの壁を通しての酸素の
貫通のためにそれらの栄養学的価値を失ってしまう。カ
ートンへの酸素の侵入を減じて、ビタミンＣのような栄
養素の劣化を最小にするため、ラミネート材にはアルミ
ニウムフォイル（箔）の一層を添加してやることが普通
である。アルミニウムフォイルはバリア材料としては有
効であるが、それを使用するという事は環境上の問題を
誘起せしめる。アルミニウムフォイルにかわる実際的な
代替物にしてすぐれた酸素、ガスおよび芳香バリア特性
を備えつつ、しかも使用後に容易に廃棄可能なものを開
発する種々の試みがなされてきた。
【０００３】食品を包装するプロセスにおいて、カート
ンブランク（素材）およびシーリングストリップは１つ
またはそれ以上の折り曲げ線に沿って折り曲げることに
より同カートンが適正な形状にされ、包装材からなる重
なり合い部分が形成され、適当な接着剤を添加するかま
たは熱可塑性層を互いに熱シーリングすることによりシ
ール部を形成させることが可能である。ラミネート材に
折り目をつけるという事はラミネート材に応力を誘起さ
せるが同応力は漏洩を誘起せしめるか、または少なくと
もラミネート材を十分に弱化させ、その後の取扱い中に
カートンの漏洩をもたらす可能性がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のバリアラミネー
ト材の欠陥に鑑みて、本発明の１つの目的はすぐれたバ
リア特性を有する包装ラミネート材のシーリングストリ
ップを提供することである。本発明の別の目的は包装ラ
ミネート材にして、可撓性にすぐれ、通常の包装機械を
用いてパッケージへと容易に形成可能なラミネート材の
シーリングストリップを提供することである。別の目的
は環境に害を与えること無く容易に廃棄可能な包装ラミ
ネート材のシーリングストリップを提供することであ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】これらの目的はラミネー
ト材のシーリングストリップの基材の上に化学的プラズ
マ蒸着によりシリコン酸化物の層を添加したラミネート
材によって達成される。堆積されるシリコン酸化物は一
般組成がＳｉＯx であらわされるものであり、ｘは１．
５から２．２の間の範囲内にある。
【０００６】プラズマ励起化学蒸着法（ＰＥＣＶＤ法）
は既知の手法であり、同手本は本発明にかかり適用され
る時には、例えばテトラメチル・ジシロキサン（ＴＭＤ
ＳＯ）またはヘキサメチル・ジシロキサン（ＨＭＤＳ
Ｏ）のような気化された有機シリコン化合物と、不活性
ガス（例えばヘリウム）および酸素ガスの混合物が真空
チャンバ内に送給され、そこでプラズマが点火される
と、前記気化したシリコン化合物が酸素と反応し、関連
するシリコン酸化物化合物が形成され、該化合物が真空
チャンバ内の冷却された基板すなわち芯層へと堆積また
は化学的に結合される。
【０００７】真空チャンバ内に送給されるガス混合物内
の酸素の量を規制することにより、真空チャンバ内の化
学反応をコントロールして、このようにして形成された
シリコン酸化物がＳｉＯx なる化学式（ただしｘは１．
５より小さな値から２．５を大幅に上回る値迄変化す
る）を占めるようにしてやることが可能である。本発明
によれば、前記化学反応はｘが１．５と２．２の間にく
るようにコントロールされているが、この範囲のｘにお
いては形成されたシリコン酸化物化合物が酸素ガスおよ
び芳香バリア並びに包装ラミネート材のシーリングスト
リップにとって価値のある他の特性値に関して最適な特
性を示すことが証明されている。
【０００８】上記化学プラズマ蒸着プロセスのコントロ
ールは、シリコン酸化物化合物が直接基板の表面上に形
成され、その際の化学反応の収量が例えば４５％のごと
く高くなるように、かつまたかくして形成された基板ま
たは芯層上のシリコン酸化物層の緊密性がバリアの観点
からして十分高くなり、シリコン酸化物層を極めて薄く
作っても所望のバリア特性が失われないようにすること
が出来るように行われている。好ましい基板ないし基材
はポリエチレン、ポリプロピレンまたはポリエチレン・
テレフタレート（ＰＥＴ）のような可撓性に富んだ熱可
塑性材料である。
【０００９】ＰＥＣＶＤ法によって形成されたシリコン
酸化物層は破壊する迄にかなりの伸びに耐えることが出
来る。このことはシリコン酸化物層をラミネート材内に
組込んで液体食品を封入包装する時には特に重要な特性
である。典型的には、前記包装ラミネート材はパッケー
ジを形成するための曲げ、折り返しを容易にするためラ
ミネートの表面内に形成された折り曲げ線を備えてい
る。破壊せずに変形出来るシリコン酸化物層の能力によ
りこれら折り曲げ線に沿っての漏洩は発生しない。プラ
ズマ励起化学蒸着によって形成された薄膜のシリコン酸
化物層は液体食品を封入包装するのに特に有用である。
【００１０】
【好ましい実施例の説明】ＰＥＣＶＤ法を利用して基材
上に薄膜を形成する種々のプロセスが知られている。米
国特許第４，８８８，１９９号は制御条件下にあるプラ
ズマを利用して基材の表面上に薄膜を堆積するプロセス
を記述している。プラズマは囲まれた反応チャンバ内に
おいて形成されており、該チャンバ内には基材が配置さ
れ、薄膜がその表面上に堆積される。前記基材は金属、
ガラスまたはある種のプラスチックスから形成させるこ
とが可能である。空気は高真空度が得られる迄チャンバ
からポンプで吸出される。例えば、ヘキサメチルジシロ
キサンのような有機シリコン化合物が酸素およびヘリウ
ムとともにチャンバ内に導入され、かくしてシリコン分
子および酸素分子が基材の表面上に堆積される。得られ
る膜は前記特許第４，８８８，１９９号によれば極めて
硬質であり、ひっかき傷がつきにくく、光学的に透明で
あり、可撓性に富んた基材に良好に付着する薄膜である
とされている。この特許の開示事項はその全容がここで
組入れられている。米国特許第５，２２４，４４１号に
は改良されたＰＥＣＶＤ法プロセスが記述されており、
この特許もまたその全容が本発明に組入れられている。
この特許に記載されたプロセスにおいては、シリコン酸
化物が堆積される基材は約２０℃の温度に保持されてお
り、基材はポリエチレンテレフタレータ（ＰＥＴ）また
はポリカーボネート樹脂から形成することが出来る。上
記特許には、シリコン酸化物膜をして厚味が１００Å
（オングストローム）〜約４００Å（０．０００４ｍｉ
ｌｓ乃至約０．００１６ｍｉｌｓ）であり、基材は厚味
が１．２５×１０5 Å〜２．５×１０5 Å（約０．５乃
至１ｍｉｌ）の食品包装用途のものであると記載されて
いる。
【００１１】牛乳およびジュースのような液体状食品は
現在ラミネート化された包装材料から形成されたカート
ンによりパッケージされている。このようなパッケージ
は、ゲーブルトップ（切妻）カートンまたはブリク状パ
ッケージのような直方体状パッケージの形態のものとす
ることが出来る。ゲーブルトップのカートンは予め切れ
目を入れたブランクから形成されており、このブランク
は充填機械へと供給され、該機械はブランクを折り曲げ
るとともに、折り目をシールしてカートンを形成し、同
カートンをして液体状食品を充満し、同カートンのトッ
プを閉じてシールする。ブリック形状のパッケージは包
装状からなるロール材を徐々にチューブへと形成し、液
体状食品で充満し、熱シーリングにより閉じることで形
成してやることが出来る。両方の場合において、包装容
器の継ぎ目部分をシーリングストリップが保護し、包装
材料にはそれを予めえがかれた線に沿って折り曲げ易く
するために折り曲げ線が提供されている。
【００１２】ＳｉＯx の薄肉コーティングはプラズ励起
化学蒸着法（ＰＥＣＶＤ法）によって熱可塑性基材上に
コーティングされた時に有効な酸素バリアを提供すると
いうことが見出されている。このＳｉＯx コーティング
は慣用の化学蒸着法によって形成されるシリコン酸化物
コーティングよりも高い延性を備えている。本発明に係
るＳｉＯx の層を含んだ包装ラミネート材はバリア層内
にクラックや孔を生ずることなく、通常の包装機械上で
折り曲げ、熱シールしてやることが可能である。
【００１３】図１に示すように、ＰＥＣＶＤ法で作成さ
れるシリコン酸化物コーティングは該シリコン酸化物コ
ーティング内にクラックが生じて漏洩を生じさせる迄に
実質的な量の伸びに耐えることが出来る。図１のデータ
を提供するために試験された特定のラミネート材はプラ
ズマ励起化学蒸着法により堆積されたシリコン酸化物の
ラミネート材であり、平均厚味は２００Åであった。基
材は１２μｍの厚味を有するポリエステルのシートであ
った。図１に示すように、これと実質的に同一の厚味を
有し蒸着法で作成されたコーティングは実質的に酸素透
過率を増大させることなく耐えられる伸び量はより小さ
くなっている。これはプラズマ励起化学蒸着法において
はコーティングと基材の間には化学結合が生じているの
に対して、慣用の蒸着法においてはそれが生じていない
ためであると説明できるように思われる。
【００１４】薄肉のシリコン酸化物を作成することが望
ましい。何故ならば、薄肉の範囲ではコーティングプロ
セスをより迅速に進めることが出来るからである。ま
た、基材上のコーティングの厚味が大きいと、ラミネー
ト材がカーリングを起し易く、これは後で製造をより困
難にするからである。
【００１５】図２はラミネート材の酸素透過率とシリコ
ン酸化物層の厚味との関係をグラフにあらわした図であ
る。約５０Å以下ではシリコン酸化物は十分に基材を被
覆していないので酸素に対する実質的なバリアの作用を
果たしていない。１０００Åを超えると透過率が増大し
ているのは内部応力が形成された結果のためと考えられ
る。好ましくは、上記ＳｉＯx 層は５０Åから５００Å
の間の厚味を備えている。
【００１６】プラズマ励起化学蒸着法により製造された
ＳｉＯx バリア層を液体状食品のための包装ラミネート
材のシーリングストリップとして利用するためにはある
種の付加的層が含まれるべきである。
【００１７】図３は包装容器内で用いられるシーリング
ストリップを製造するための本発明に係る包装ラミネー
ト材のシーリングストリップを図式的に例示している。
包装ラミネート材６０は第１のラミネート材ユニット６
０ａと第２のラミネート材ユニット６０ｂを有してお
り、これらのユニットは互いに中間の接着剤層６１を介
して永久的に接合されている。
【００１８】第１のラミネート材ユニット６０ａはポリ
エチレンから形成されている。第２のラミネート材ユニ
ット６０ｂは例えばポリエステル、２軸配向したポリエ
ステルまたはポリプロピレンのようなプラスチックスか
らなる基材またはキャリア層６２を有しており、該層は
第１のラミネート材ユニット６０ａから遠去かるほうの
側において、一般的化学式がｘを１．５〜２．２として
ＳｉＯx であらわされるシリコン酸化物からなり、酸素
ガスおよび芳香バリアとして作用するバリア層６３を担
持している。シリコン酸化物層６３は例えばポリプロピ
レンのような熱可塑性プラスチック６４の外側層にして
中間の接着剤層６５によってシリコン酸化物層６３に接
合される外側層によって被覆されている。
【００１９】シリコン酸化物の層６３はＰＥＣＶＤ法に
よって作成されており、包装ラミネート材６０に所望の
酸素ガスおよび芳香バリア特性を付与している５０〜５
００Åの厚味を有している。包装ラミネート材６０は第
１のユニット６０ａの熱可塑性プラスチック層と第２の
ラミネート層ユニット６０ｂをこれらユニット間に適用
される接着剤層５１を介して互いに接合させることによ
り製造される。
【００２０】
【発明の効果】かくして、本発明によれば、例えば欧州
特許第０，３７８，９９０号に示されるような従来技術
に特有な種類の付随的問題点および欠点を生ずることな
く、すぐれた酸素ガスおよび芳香バリア特性を示す、導
入部で説明したタイプの包装ラミネート材が実現され
る。特に、プラズマ化学蒸着法によって製造されるシリ
コン酸化物を含んだ包装ラミネート材にして、該酸化物
は５０〜５００Åとわずかな厚味しかなくとも、折り曲
げ成形によりすぐれた酸素ガスおよび芳香バリア特性を
有する包装容器の製造を可能としている包装ラミネート
材のシーリングストリップが実現される。
【００２１】本発明は特定のラミネート構造と関連して
説明されてきたが、同発明は当然のことながらそのよう
な構造にのみ限定されるものではない。付記された特許
請求の範囲に規定された本発明の概念の精神および範囲
から離脱することなく、基材またはキャリア層および芯
層の両者に関してここに述べた以外の他の材質を選定す
ることは可能であり、当業者にとっては自明のことであ
る。例えば、ここに開示した発明概念の範囲内におい
て、基材またはキャリア層のための材質として所望に応
じ耐脂性の紙からなる層を採用することが可能である。
【００２２】本発明のラミネート材のシーリングストリ
ップは５０Åのごとく小さな厚味でも有効であり、好ま
しくは２００Åの厚みにおいて有効なガスバリア層を備
えている。薄肉コーティングの利点は主としてそれらの
内部応力を低く出来ることに関連するすぐれた機械的特
性に存する。このことは薄肉コーティングがこの明細書
において説明したように、折り曲げにより成形される容
器の場合にはとくに重要となってくるクラック発生に対
する良好な抵抗を備えているということを意味してい
る。そのような容器のコーナーおよび折り曲げられたエ
ッジは特に鋭敏な領域であり、より厚肉のコーティング
を備えた材質を用いるとパッケージのこれらの部分にお
いてクラックが生じ、その結果バリア特性が失われるこ
とになる。これと対比して、本明細書において開示した
ような薄肉コーティングは十分に柔軟性および伸延性に
富んでいるので、材料を包装容器へと転換しても、最も
露出する領域においてさえクラッキングまたは破損を生
ずる危険が無い。薄肉コーティングの内部応力が低いと
いうことはまたこれらの材料がそらないという特性に反
映されている。プラスチックフィルム上に厚肉コーティ
ングを適用すると、以後のラミネート材製造プロセス中
に種々の問題点を誘起せしめる可能性がある。
【００２３】最後に、本発明に係る包装ラミネート材は
すぐれた酸素ガスおよび芳香バリア特性を有することに
加えて、同ラミネート材はまたそれが非攻撃タイプのも
のであるという利点を有している。すなわち包装ラミネ
ート材のシリコン酸化物層は果物ジュースのような特に
貯蔵に敏感なパッケージの中身と直接接触しても、その
芳香の中身や基本的オイルというものを、この種の中身
ではかなり発生しがちであるが、「攻撃」するすなわち
劣化させるということが無い。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は通常のＳｉＯx とポリエチレンのラミネ
ート材並びに本発明のＳｉＯxラミネート材に対する伸
び率と酸素透過率の関係を示すグラフである。
【図２】図２は本発明に係るＳｉＯx バリア層厚味と酸
素透過率の関係を示すグラフである。
【図３】図３は本発明の実施例に係る包装ラミネート材
を図式的に例示する図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｂ６５Ｄ 75/00 Ｂ６５Ｄ 75/00

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ガスおよび芳香バリア特性を有する包装
    容器の継ぎ目部分を保護するためのシーリングストリッ
    プであって、 該シーリングストリップは、プラズマ励起化学蒸着法に
    より形成されたシリコン酸化物であるバリア性の第１の
    層と、第１の層が担持される可撓性に富む熱可塑性プラ
    スチック材からなる第２の層と、 該シーリングストリップの外側の少なくとも１の層に、
    熱シール可能な熱可塑性プラスチック層とを備えること
    を特徴とするシーリングストリップ。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載されたシーリングストリ
    ップにおいて、前記第１の層は、真空中で気化されたヘ
    キサメルジシロキサン又はテトラメチルジシロキサンの
    有機シリコン化合物と酸素の混合物からプラズマ励起化
    学蒸着法により形成されていることを特徴とするシーリ
    ングストリップ。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載されたシーリングストリ
    ップにおいて、該シーリングストリップが、７．５％の
    伸びに対して３０［ｃｃ・ｍ2 ・２４ｈｒ・１．０気
    圧］以下の酸素透過率を有することを特徴とするシーリ
    ングストリップ。
  4. 【請求項４】 請求項１に記載されたシーリングストリ
    ップにおいて、前記層第１の層が５０Åを超えかつ５０
    ０Å未満の厚みを有することを特徴とするシーリングス
    トリップ。
  5. 【請求項５】 請求項４に記載されたシーリングストリ
    ップにおいて、前記第１の層が２００Åを超えかつ５０
    ０Å未満の厚みを有することを特徴とするシーリングス
    トリップ。
  6. 【請求項６】 請求項４に記載されたシーリングストリ
    ップにおいて、前記第１の層が５０Åを超えかつ２００
    Å未満の厚みを有することを特徴とするシーリングスト
    リップ。
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