JPH11508835A - バリヤー性を有する包装用ラミネートの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、包装材料において、近接するラミネート層にバリヤー層を固定するための方法に関する。この固定は第１工程において達成される不完全な接着により行われ、その後の工程における熱処理により完了される。

Description

【発明の詳細な説明】 バリヤー性を有する包装用ラミネートの製造方法 本発明は、包装材料において、互いに近接する２つの層を固定するための方法 、より詳細には、包装材料において、近接するラミネート層にバリヤー層を固定 するための方法に関する。 容器に強度および寸法安定性を与える紙または厚紙の基層を有する包装用ラミ ネートの形態にあるラミネート包装材料は、包装産業において長い間使用されて きた。多くの場合、これらの既知の包装用ラミネートにおける基層は非常に厚く 、それにより容器に良好な機械的強度および寸法安定性を授ける。一方、外側の 熱可塑性の層は、いわゆるヒートシールによる包装用材料の容器への変換を可能 にすると同時に、結果として液体を透過させない容器を生じる。ここで、互いに 面している熱可塑性の層は、熱および圧力を供給されている間に互いに表面融着 されて、機械的に強く、液体を透過しない封止接合部を形成する。 基層およびポリエチレンのみを含む包装用ラミネートは良好な機械的強度並び に水分および液体に対する良好な封止性を有するけれども、実用上はバリヤー性 が不十分である。ちなみに、バリヤー層とは、光、ガスおよび／または調味剤(f lavouring agent)に対する良好なバリヤー性を有するラミネート層を意味する。 例えば光に敏感な製品のための容器において包装用ラミネートを使用すること ができるためには、このラミネートは光遮断性を有する材料の少なくとも１つの 層を追加しなければならない。ジュース、ワイン、料理用の油などのような液体 食品のための容器においては、良好なガス・バリヤー性を有する包装材料が必要 とされる。よ く使用されるガス・バリヤー層は、基層の片側に適用されるアルミニウム箔であ る。Ａｌ箔はそれ自身が完全に酸素不透過性であり、材料の容器への変換中の誘 導加熱により材料の不透過性および機械的に強力な接合を達成することができる と同時に、例えば光不透過性のような、充填される製品にとって価値のある他の バリヤー性をも有する。なおそのうえ、ラミネートの内側に対して適用されるＡ ｌ箔は、アルミニウム箔と後ほど充填される食品との間の接触を防ぐために、１ つまたは複数のプラスチック層（普通はポリエチレン）で覆われなければならな い。多くの場合、バリー層は基層に対して直接には結合できない代りに、１つま たは複数の中間結合層が良好な接着には必要とされる。 Ａｌ箔は高価な材料であるばかりでなく、複数の重大な欠点を有するアルミニ ウムを含む既知の包装材料でもある。これらは、バリヤー層として使用されるＡ ｌ箔が、その低い伸縮性のために、材料の特に脆弱な領域で、容器の製造中にし ばしば破断し、こうして完成容器の不透過性をそこなうという事実に、ある程度 そして特定の場合においては完全に依存する。これらの既知の包装材料は、液体 または水分に付された場合に、その機械的な強度特性を急速に失い、この容器が 軟弱で扱いにくくなるという、ずぶ濡れの紙または厚紙が引き起こす欠点をも有 する。なおそのうえ、容器に必要な寸法剛性を与えるためには、紙または厚紙の 層は比較的厚くしなければならず、このことは、材料の充填量の増加および容器 の製造中のＡｌ箔におけるひび割れの形成の危険性に寄与する。 上述の種類の容器が製造される場合、この包装材料は、（比較的大きな基層の 厚みのために、折り曲げは結果として材料における張力となるので）材料が折り 曲げられる際に特に大きくなる応力にしばしば付される。もしもこの材料が、プ ラスチック塗膜と比較して 非常に小さな引張強さしかないバリヤー層をさらに含む場合、この材料を折り曲 げる時に容易に破断することがある。 材料が交差している２本の折り線（いわゆるクロス）に沿って折り曲げられな ければならない場合、前記の問題はさらに悪化する。ロールから製造されるか、 あらかじめ製造された半加工品から製造されるかに関係なく、このタイプの容器 には多くの場合は常に存在する外側の封止領域（シートまたはロールの形態にあ る軟質材料であって、良好な寸法剛性を有する液体不透過性の包装容器の製造を 意図されている材料）に関する場合は正にそうである。 平行六面体形の容器が成形される場合、この容器の特定の領域においては、こ の材料の厚みはラミネートの厚みの６倍に達するであろう。その場合、この材料 のもっとも外側の層は、伸張を伴い、かつバリヤー層における破断の危険性の増 大につながる非常に大きな引張応力に付されるであろう。 アルミニウム箔の形態にあるバリヤー材料は実用上は伸張性がほとんど無いの で、容器の製造中に包装材料が付されるそれらの引張応力に無事に耐えることが できない。多くの場合、上述の特に脆弱な領域においては、Ａｌ箔上の引張応力 はこのように非常に大きいので、Ａｌ箔がひび割れたりまたは破断したりして、 上述のような不透過性の損失およびその結果としての完成容器における漏れの危 険性を伴う。前記の問題は、Ａｌ箔の厚みに幾分か関連しており、Ａｌ箔の厚み をより厚くすることによりある程度は抑制することができるけれども、材料の折 り曲げ方向から見てＡｌ箔の外側に配置されている他の層を有するＡｌ箔が、折 り曲げられていない平面の状態にあるＡｌ箔および前記の外側の層の各々の対応 する長さよりも長い距離を無理に通されるという事実に帰すべきものである。こ のように、これらの外側の層を有するＡｌ箔は、折り曲げにより生 じる”余分な距離”だけこの材料の層を伸張させるために必要なものに対応する 引張力に付されるであろう。Ａｌ箔の外側に配置されているプラスチック層は、 普通は、この余分な折り曲げ距離だけ伸張されるのに十分弾性であるけれども、 これに反してＡｌ箔は小さな伸張能力しか有しておらず、従って、折り曲げ方向 から離れて面している基層の面上に配置されているＡｌ箔を有する２重または多 重の材料の層が、交差している２本の折り曲げ方向に沿って折り曲げられる場合 に、しばしばひび割れたりまたは破断したりする。 このように、上述の包装材料は重大な欠点を有しており、ひび割れの形成また は同様の漏れの損傷の危険性を排除するための新しい材料および方法が大いに求 められている。 Ａｌ箔における破断およびひび割れの形成の１つの回避方法は、Ａｌ箔上の引 張応力を減らす目的のために、このような危険な領域におけるフライス削りまた は研削を通じて材料を除去することにより基層の厚みを部分的に減らして、Ａｌ 箔を折り曲げの中心により近づけることであった。なるほどこの解法は実際問題 としてうまくはたらくし、良好なガス不透過特性を有する折り畳み容器の製造を 可能にするけれども、同時にそれは材料の大量消費およびそれに関連する材料コ ストの上昇を意味する。 ひび割れの形成に伴う問題のもう１つの既知の解決方法は、包装材料における 適切な数の折り線により容器の折り曲げを制御して、Ａｌ箔にとっての緊張をよ り少なくすることができるようにすることであった。しかしながら、この解法は 、実際問題として達成することが非常に困難であることが判明している。 第３の既知の方法は、バリヤー層の内側に配置されている結合層によりＡｌ箔 が付される引張力を受けさせ、結果としてこの層を圧縮することからなる。しか しながら、この方法は包装材料がかなり 厚くなるという欠点を有しており、上述の２重または多重の領域において問題が さらに悪化する。 本発明の目的は、包装用ラミネートからの、良好なバリヤー性を有する折り畳 み容器の製造を可能にする上述の種類の方法を提供することである。 この目的を達成するために、本発明にかかる方法は請求項１の特徴点を有する 。 普通の他の層は別として、本発明にかかる包装用ラミネートは、企図される包 装容器の内側に向かって面しているバリヤー層を有する。このバリヤー層は、光 、味および／またはガスに対するバリヤーを提供するように構成することができ る。それは、アルミニウム（Ａｌ箔）、酸化アルミニウム塗膜およびシリカ塗膜 のような無機材料でつくることもできる。このようなバリヤー層は、普通は、好 ましくは25μｍまでの厚みの薄層として形成される。しかしながら、この無機層 はかなり厚くてもよく、つまり25μｍを超えてもよい。 あるいは、このバリヤー層は、エチレン／ビニルアルコール、つまりエチレン とビニルアルコールとのコポリマー（ＥＶＯＨ）、ポリビニルアルコール、（普 通はアルミニウムを用いる）金属化延伸ポリプロピレンまたは（普通はアルミニ ウムを用いる）金属化延伸ポリエステルのような有機材料を多少含んでもよく、 このポリエステルは例えばポリエチレンテレフタレートである。 バリヤー層は、本発明に従って、近接するラミネート層で覆われる。この層は 、例えば無水マレイン酸またはアクリル酸で改質されている商用のポリプロピレ ンのような接着性プラスチックからなることが好ましい。このラミネート層の接 着は、既知の技術に従って、コロナ処理またはオゾン処理により改善することが できる。 ラミネート層としてのプライマーは、例えばポリウレタンプライマー、エポキ シプライマー、アクリレートプライマーまたは紫外線もしくは電子線に付すこと により硬化するプライマーのような高分子であってもよい。このラミネート層は ラッカーであってもよい。ちなみに、ラッカーとは、有機膜を形成する物質（こ れは天然樹脂、合成樹脂または油であってもよい）を有する無着色の液体を意味 する。 ラッカーを硬化させる化学的な連鎖反応のための開始剤を、その中に取り込ん でもよい。ラッカーは、例えば放射線、好ましくは電子への暴露によるような、 他の方法により硬化させてもよい。 ラミネート層は、バリヤー層と後ほど包装される充填材料との間の接触を防ぐ ために、内側の膜として配置されることが好ましい。もちろん、容器に面してい る側のバリヤー層の面またはバリヤー層の両面にラミネート層を適用してもよい 。 ラミネート層は、本発明に従って、まずバリヤー層の外側に固定され、結果と して両方の層の間で接着が達成され、容器の製造中に材料が付されるそれらの応 力に包装用ラミネートが耐えることができるのに十分なほど強くなる。同時に、 材料の折り曲げ、熱成形または他の機械的処理の間に著しく大きくなる、材料に おける上述の張力および応力に包装用ラミネートが付されないように、この接着 は小さくなければならない。 接着は、糊貼り、ヒート・ラミネーションまたは押出しのいずれかにより達成 することができる。糊貼りを使用する場合、（水または有機溶媒に溶解されてい る）糊を一方の層に塗り、次に他の層と共に乾燥およびプレスする。ラミネート 層は、溶媒または分散剤の中に各々溶解または分散されている上述の高分子の形 態にある糊の膜として供給することもできる。溶媒または分散剤と同様にラミネ ート層において適切な材料を使用することにより接着を適合させ、包装用ラミネ ートの完成容器へのさらなる付形のために十分なものとすることができる。糊貼 りによる接着は、乾燥機の中を通るラミネートのウェブの速度を変化させること により制御することが好ましい。 ラミネートにおける２つの層は、押出し（つまり未だ溶融しているうちに一方 の層を押し出す）により、ふさわしい場合には共押出し（つまり２つの層を同時 に押し出す）により互いに接着することもできる。この手順は当該分野における 熟練者によく知られている。この場合、ラミネートのウェブの速度により接着を 制御することもできる。 包装用ラミネートにおける上述の張力および応力を同様の処理の追加により排 除した後に、上述の接着による不完全な固定が完了する。これは、乾熱と同様に 湿熱処理により達成することができる。糊貼りにより接着を行う場合は乾熱が好 まれ、押出しにより接着を行う場合は湿熱、好ましくはオートクレーブ処理が好 まれる。 包装用ラミネート、主にそのバリヤー層におけるひび割れの形成の危険性は、 ラミネート層への接着が強いほど増大する。従って、ひび割れに備えてラミネー トへの接着を低く保ちつつ、該当する製品のための希望する不透過特性を有する 容器を成形し、折り曲げることができることは利点である。以下の固定の完了と 同時に、強力な接着により、その最終的な形状に容器を固定することができる。 第１工程における接着による不完全な固定およびその後の工程における熱処理 によるその完了は、ラミネート層における材料と同様にバリヤー層における材料 にももちろん依存する。既知の技術による押出しの間、その層に押し出す構成成 分に依存する特定の温度にラミネート層が達しないように手順を調整する。これ は押出し速度 および／または押出し温度を変えることにより達成することができる。このよう に、ラミネート層は、その層の冷却と同時に急速に付着する熱溶融素材として適 用される。 例えば、改質ポリプロピレンの形態にある接着性プラスチックをラミネート層 としてアルミニウム箔のバリヤー層の上に押し出す場合は、このプラスチックが 溶融し、接着のみが達成されるように、押出しを調整する。次に、さまざまな期 間にわたって温度を上げることにより固定を完了する。同時に、包装材料に圧力 をかけてもよいけれども、これは必ずしも必要ではない。ちなみに、オートクレ ーブを使用することが好ましい。しかしながら、オーブンも適用することができ る。 上述のような固定手順が使用される場合、バリヤー層とラミネート層との間の 接着は押出しと同時に達成され、インストロン引張応力装置において測定する場 合、100〜500N/mの範囲内の接着力の区間にあるべきである。固定の完了後は、 接着力の区間は800〜2000N/mの範囲内にあるべきである。ちなみに、ラミネート 層の20mmのストリップを使用し、このストリップを20℃において状態調整し、測 定は100mm/分の速度および180°の角度（支持体付き）で行う。 オートクレーブ処理前の引張強さが500N/m未満であり、かつオートクレーブ処 理後が800N/mより大きい場合に、包装目的に使用可能な優れた結果が達成される 。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ // Ｂ２９Ｌ 9:00 (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，Ｉ Ｓ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，Ｓ Ｄ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 マグヌソン，カタリナ スウェーデン国，エス−240 17 セード ラ サンドバイ，アサーウサベーゲン 214

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．包装材料において、近接するラミネート層にバリヤー層を固定するための 方法であって、この固定が、第１工程において接着を達成することにより不完全 に行われ、その後の工程における熱処理により完了されることを特徴とする方法 。 ２．前記の接着が押出しにより達成されることを特徴とする、請求項１に記載 の方法。 ３．前記の接着が糊貼りにより達成されることを特徴とする、請求項１に記載 の方法。 ４．前記の接着がヒート・ラミネーションにより達成されることを特徴とする 、請求項１に記載の方法。 ５．前記のバリヤー層がアルミニウム、酸化シリカ塗膜、酸化アルミニウム塗 膜、エチレン／ビニルアルコール、ポリビニルアルコール、金属化延伸ポリエス テルおよび金属化延伸ポリプロピレンを包含する群から選ばれる材料を含むこと を特徴とする、請求項１に記載の方法。 ６．前記のバリヤー層が25μｍ以下の厚みであることを特徴とする、請求項４ に記載の方法。 ７．前記のラミネート層が前記のバリヤー層の２つの面の一方の上に達成され ることを特徴とする、請求項１に記載の方法。 ８．前記のラミネート層が前記のバリヤー層の両方の面の上に達成されること を特徴とする、請求項１に記載の方法。 ９．前記のラミネート層が接着性のプラスチック、ヒートシール可能なプラス チック、プライマーおよびラッカーを包含する群から選ばれることを特徴とする 、請求項１に記載の方法。 １０．前記の熱処理が湿熱により達成されることを特徴とする、 請求項１に記載の方法。 １１．前記の熱処理がオートクレーブ処理により達成されることを特徴とする 、請求項１０に記載の方法。