JPH11514595A - 薄片化可能なパッケージ用ラミネートおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 開示は、紙または板紙の層（１１）および該紙または板紙ウェブ（１１）の両面のプラスチック製外側液密コーティング（１２，１３）からなる層状包装材料（１０）に関する。層状包装材料（１０）を使用した後で材料のリサイクルを促進するために、包装材料（１０）は、紙または板紙層（１１）とそれぞれの外側プラスチックコーティング（１２，１３）との間に水溶性ポリマーの層（１４，１５）を備えている。該層（１４，１５）は接着剤または接合剤として働く。接着剤または接合剤の層（１４，１５）が互いに個々の層を良好な一体化された包装材料を形成するように良好に接着するのと同時に、使用後において材料の処理、好ましくはおよそ４０乃至６０℃の温水で小さく砕くことによって包装材料を分離したり剥離することを可能にする。これによって、接着剤または接合剤の層（１４，１５）は分解され、それぞれ紙または板紙およびプラスチックに容易に分離されることとなる。接着剤または接合剤は例えば、バイオポリマーまたは合成水溶性ポリマーであり、すなわち０．１ｇ/ｍ²から５ｇ/ｍ²（乾燥重量）適用されるでんぷんまたはポリビニルアルコールである。

Description

【発明の詳細な説明】 薄片化可能なパッケージ用ラミネートおよびその製造方法 技術分野 本発明は、紙または板紙およびプラスチックの層を含む、薄片化すなわち薄い 層に裂けるのが可能なパッケージ用材料または包装材料（delaminable packagin g material）、および該薄い層に裂けるのが可能なパッケージ用ラミネート（de laminable packaging laminate）を作る方法に関する。 背景技術 包装産業において、一回使用型の包装すなわちパッケージを利用することが往 々にしてあり、紙または板紙の層および外側の液密ポリエチレン塗装物を含む積 層包装材料（パッケージ用ラミネートすなわち包装積層物）から、これらの所謂 使い捨て包装が多数の群で作られている。 積層包装材料（包装積層物）の組成の立脚点は、包装物が信頼性のある都合のよ い取り扱いに備えて機械的に十分に強度があり、かつ安定している必要があると 同時に、包装すべき製品に対して最良の可能な保護を提供することである。 紙または板紙およびポリエチレンからのみなる包装は、形態的に安定し、かつ液 密であるが、ガス遮断特性がない。ガス、特に酸素ガスに対する非漏洩特性を包 装に補うために、包装積層物は通常アルミ層（アルミ箔）を備えている。対応の 望ましい非漏洩特性を有するアルミ箔以外の材料は、例えばエチレンとビニルア ルコールの共重合体であるＥＶＯＨのような市販の一回使用の使い捨て包装に見 出される。 上記種類の包装積層物は、従来単一押出し工程により作られ、この場合紙また は板紙の帯片が両側に、包装積層物の外側の液密プラスチックの層の形成のため の押出しポリエチレンの薄い層を塗布されている。補足のガス密特性を備えた包 装積層物は、例えば紙または板紙の帯片が、帯片の間に押し出された密封層(接 着剤または結合剤)の助けで紙または板紙の帯片に優良な接着強度で接合された 、前もって作られたアルミ帯片と一体にされることで作られる。帯片は、その後 包 装積層物の外側の液密プラスチックの層の形成のため帯片の両側に押し出された ポリエチレンの薄い層を塗布される。 かかる手段により、前置きとして述べた形式の包装積層物は、優良な一体性と優 良な内部接着強度（接合）を与えられ、これは包装積層物から機械的に強くかつ 形態的に安定した包装を作ることができる重要な前提条件である。 包装積層物の優良な一体性と内部接着すなわち接合強度は、優れた機械的な強 度および形態的な安定性を有する包装を作ることができるのに望ましくかつ必要 であるが、これらは、使用済みの包装積層物の個々の材料をできるだけリサイク ルし、できるだけ純粋な形態で該材料を回収しリサイクルすることによって、個 々の材料を再使用できるとなると、まさしく重要で決定的な要因である。例えば 、包装積層物の繊維成分（紙または板紙部分）をリサイクルできることが当該分 野では久しく要求されていたが、紙または板紙の層と隣接の密封層（すなわちポ リエチレン層）との間の強力な接着力のため、分離処理後にプラスチックに付着 する繊維を過剰に喪失することなく該層を相互から分離することが困難なことが 分かっている。 発明の目的 本発明の一目的は、上記の従来技術の包装積層物と関連して概略した欠点を除 去することである。 本発明の別の目的は、包装積層物の個々の層の間の優良な一体性と優良な内部 接着にも拘らず、薄い層に裂くのが容易であり、かつ従来技術の包装積層物の場 合と同様に、過剰な材料の喪失をなくしてリサイクルし、かつ再使用するのが容 易である包装積層物を実現することである。 本発明のさらに別な目的は、包装積層物の少なくとも繊維成分（紙または板紙） が最大可能限度まで、かつ最も純粋な形態で容易にリサイクルし、かつ再使用し うる紙または板紙およびプラスチックの層を含む包装積層物を実現することであ る。 本発明のさらに別の目的は、薄い層に裂くのが容易であり、かつ酸素ガス遮断 特性（barrier properties）を有する包装積層物を提供することである。 解決策 これら及び他の目的及び利点は、本発明によれば添付された請求項１に記載さ れた特徴を有するパッキング用ラミネートによって達成される。 本発明によるパッキング用ラミネートの好都合で好ましい特徴は、添付された 従属請求項２から従属請求項５の特徴部分からさらに明かである。 紙及び板紙層とプラスチック層（及び複数のプラスチック層）との間に塗布さ れる水溶性ポリマーの接着剤層を使用すると、一方では紙又は板紙層と上記した プラスチック層との間の良好な一体性と良好な内部結合力（接着強度）を示し、 他方ではラミネート、即ち、使用後に個々の材料層に剥離することが易しいパッ キング用ラミネートが本発明によれば実現される。より詳細には、本発明による パッキング用ラミネートから、ガス遮断特性と、十分な機械的強度と、通常の扱 い及び使用において発生する外部応力に変形、あるいは、破壊されることなく耐 える形状的剛性とを有するパッケージを作ることができること及びパッケージの 繊維含有量（紙又は板紙）が、剥がされ及び分離されたプラスチック部分に伴う 繊維から発生する過剰なロス無く、簡単な利用可能手段を採用することで容易に リサイクル及び再使用され得ることが証明されている。 「リリース剤層（release agent layers）」として作用する、その様な水溶性 ポリマーのバインダー又は接着剤の例はいわゆるバイオポリマー又は合成水溶性 ポリマーのいずれかであろう。上記バイオポリマーの良好に機能する実際例はカ ルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、澱粉、澱粉誘導体、デキストリン、ペク チンであり、澱粉及び澱粉誘導体がより好ましい。合成水溶性ポリマーの良好に 機能する実際例はポリビニルアルコールである。 本発明に従って実施された実験において、約０．１ｇ（乾燥重量）／ｍ²より 少ないような非常に少ない量においてさえも、中間にある層は良好な一体性と、 同時に、容易に剥離可能なパッキング用ラミネートに寄与することが証明されて いる。本発明によれば、中間にあるバインダー、すなわち、接着剤層の実際上の 量範囲は、それ故、約０．１ｇ（乾燥重量）／ｍ²から約５ｇ（乾燥重量）／ｍ² のオーダーであり、約０．５ｇ（乾燥重量）／ｍ²から約１ｇ（乾燥重量）／ｍ² が好ましい。 本発明の別の面によれば、紙又は板紙の層とプラスチックの層とを有する良好に 一体であるが容易に剥離可能なパッキング用ラミネートを作る方法がさらに実現 されよう。本発明による方法は、独立請求項６に記載されているような特徴が与 えられている一方、本発明による方法の好ましい及び有利な特徴は添付された従 属請求項７から従属請求項１０から明らかである。 図面の簡単な説明 本発明の１つの好ましい実施態様によるパッケージ用ラミネートの非限定的な 例、および添付の図面を参照して本発明を以下に詳細に述べる。 図１は、本発明の１つの実施態様によるパッケージ用ラミネートを概略的に示 す断面図である。 図２は、図１のパッケージ用ラミネートを製造する方法を概略的に示す図であ る。 好ましい実施例の説明 図面を参照すると、図１は本発明の単純な実施態様によるパッケージ用ラミネ ートの断面図を概略的に示しており、全体を参照数字１０で示した。ここに、「 単純な実施態様」という表現を採用したのは、その原理をできるだけ明瞭な方法 で示すために、パッケージ用ラミネート１０が、非常に限定された数の個々の層 で示されていることを意味している。しかしながら、実際、パッケージ用ラミネ ートは、図面に示されているものより多くの層を有し得る。パッケージ用ラミネ ート１０は４つの別個の層のみを有しているように示されているが、当業者にと ってはこの層の数を変更し得ることは自明であり、従って、以下の説明は本発明 の限定例として考慮すべきである。 パッケージ用ラミネート１０は、外見は堅固であるが折り畳み得るコア層１１ を有しており、このコア層１１の主たる機能はパッケージ用ラミネート１０から 外見上安定しているパッケージを製造するためにこのパッケージ用ラミネート１ ０に機械的強度と安定性を与えることである。コア層１１は、相対的に最大の厚 さを呈するパッケージ用ラミネート１０中の層であり、本発明が特に関連するパ ッケージ用ラミネートのタイプとして、約１００ミクロンから約３００−４００ ミクロンまで変更し得るものである。本発明においてはコア層１１の厚さに臨 界的なパラメーターはないが、その最も広い範囲において、本発明は、ここに特 に開示されているものより薄いコア層および厚いコア層を有するパッケージ用ラ ミネートに適用し得る。 コア層１１の両側には、プラスチック製の外側層１２、１３があり、これらの 助けで、内部の液体吸収繊維１１（紙または厚紙）が湿気および水分の浸透に対 して両方向から保護される。これらがなければ、湿気および水分は容易に浸透し て繊維層を湿らせて使用できないようになる。これらの２つの外側層１２、１３ に対するプラスチックの選択は、好ましくは説明した実施態様と同じプラスチッ クから成る複数の層が好ましいが、例えば低密度のポリウレタン（ＬＤＰＥ）の ような、押し出し成形可能な熱可塑性プラスチックに変更し得る。本発明による パッケージ用ラミネート１０における外側の液密性プラスチック層１２及び１３ のような複数のＬＤＰＥ層が有する利点の１つは、それらがいわゆる熱密封(hea tsealing)によって互いにかつそれら同志で容易に密封し得ることであり、これ は折り畳んだ形態で製造されるパッケージに、以下に詳細に述べるように、パッ ケージ用ラミネート１０を外見上安定したパッケージに転換する間にその望まれ る永久的な幾何形状（permanent geometric configuration）を与える効果的な 方法である。外側層１２及び１３の各々の厚さは、繊維層１１に対する望ましい 湿気および防水が達成され、同時に効果的な熱密封が互いに面する２つの層の表 面間に可能とされるように、選択されることが好ましい。実際、それぞれのプラ スチック層１２および１３の厚さは約１０ミクロンおよび４０ミクロンに達する 。 図１から明らかなように、外側層１２及び１３の両方は、この簡単な実施態様 において、それが良好な接着強度で、紙または板紙層１１に対し、および各々の プラスチック層１２及び１３に対して結合するような特性を有する結合剤または 接着剤から成る各々の介在層１４および１５によって内部の紙または板紙層１４ 及び１５に結合される。 本発明によるそのような接着剤或いは結合剤の例は、所謂バイオポリマー物質 （biopolymers）或いは合成ポリマー物質のいずれかであれば良く、それらの物 質はそれらの良好な接着結合性能に加えて更に、使用後のパッケージ用ラミネー ト１０の容易な剥離を可能にする為に、水溶性でなければならない。本発明によ る使用可能な所謂バイオポリマー物質の例は、カルボキシル基メチルセルロース （ＣＭＣ）、澱粉、デキストリン並びにペクチンであり、そのうちの澱粉或いは 澱粉からの派生物がより好適である。水溶性合成ポリマー物質の良好機能な例は 、ポリビニルアルコールである。 剥離に際しての分離成分層として作用する中間接着結合剤層１４，１５は、約 ０．１ｇ（乾燥重量）／ｍ２以上、例えば０．１−５ｇ（乾燥重量）／ｍ²の厚 さを有し得る。好適には、厚さは０．５−１ｇ（乾燥重量）／ｍ²である。 驚くべきことには、澱粉の層は、酸素ガス遮蔽特性を有することが見出された 。非常に驚くべきことには、商業的に許容できるガス遮蔽特性が、非常に少量の 水性澱粉ポリマーにより達成される。 例としては、それぞれ０．５ｇ／ｍ²と１ｇ／ｍ²の厚さを有する澱粉ポリマー 層１４，１５を使用することにより、２４時間１気圧で２８９ｃｍ³／ｍ²の酸素 ガス遮蔽が提供されることが見出された。 更に、それぞれ１ｇ／ｍ２と１．５ｇ／ｍ²の厚さを有する澱粉ポリマー層１ ４，１５を使用することにより、２４時間１気圧で１４１ｃｍ³／ｍ²の酸素ガス 遮蔽が提供されることが見出された。 上記の遮蔽特性は、ＥＶＯＨ層或いはアルミフォイルのような従来の遮蔽層を 備えない、２４時間１気圧で３０００ｃｍ³／ｍ²の酸素ガス遮蔽を備える従来の 板紙−ポリエチレンラミネートと比較されるべきである。 本発明によるパッケージ用ラミネート１０は、図２に概略的に示されるように 製作されても良く、図２に於いて、図１と同じ参照番号は同じ或いは対応する部 分の為に使用されたのであり、二つの図面の比較を容易にする。 紙或いは板紙のウェッブ１１はマガジンリール（図示されず）から図２の左側 へ引き出され矢印の方向にコーティングステーション２０まで導かれ、ウェッブ １１の両側は、従来のコーティング装置２１を使用して、例えば澱粉或いはポリ ビニルアルコールである選択された水性ポリマーの水性の溶液或いは分散体の薄 膜でコーティングされる。ウェッブ１１の両側上に付加される水性の溶液又は分 散体の量は、塗布された各々のポリマー層が０．１−５ｇ（乾燥重量）／ｍ²好 適には約０．５−１ｇ（乾燥重量）／ｍ²の厚さを有するように選択される。 更に、両側コーティングされたウェッブ１１は、乾燥ステーション３０に送ら れ、そこでウェッブは、先に塗布された水性ポリマー層から水を取り除く（乾燥 する）ための乾燥装置３１を介して両側で乾燥される。乾燥後、各ポリマー層の 厚さは先に記したように、０．１−５ｇ（乾燥重量）／ｍ²理想的には約０．５ −１ｇ（乾燥重量）／ｍ²であるべきである。 乾燥ステーション３０から、乾燥されたウェッブ１１は更に曲げローラー４０ を経て押し出しステーション５０に送られ、そこで、パッケージ用ラミネート１ ０を完成させるための囲まれた領域Ａ内に拡大されて示される二つの回転式冷却 ローラー５２の間のニップをウェッブが通過するのと同時に、ウェッブ１１の両 側は、適当な押し出し機５１により乾燥されたポリマー層上へ押し出されるプラ スチックの薄い外膜によりコーティングされる。先に記したように、押し出され たプラスチックは、好適には熱可塑性、好適には低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ ）であり、それはパッケージ用ラミネート１０を所謂ヒートシールにより液密封 で形状的に安定なラミネートに効率的に変換させる。 シート、またはウエブ形状の好ましくは予め折られて(pre-creased)彩色され た、パッケージ用ラミネート１０の半加工品(blank)から、液密で寸法的に安定 した、使い捨てタイプのパッケージ(package)が、従来の、パッケージが近代的 で合理的な包装・充填装置により、形成・充填・密封される、『形成−充填−密 封(form-fill-seal)』技術により形成される。例えば、パッケージ用ラミネート のウエブから、そのようなパッケージは形成されるが、そのウエブはまず、チュ ーブの長手方向両縁を、長手方向の重ね接合シールで熱シールすることにより、 互いに一体化することで、チューブに形成される。このチューブは、例えば液体 食料のような、適当な内容物を充填され、チューブの長手軸線方向を横断したり チューブの中身のレベルの下方においてチューブの横方向シールを繰り返して、 個々のパッケージに分離する。このパッケージは、横方向のシールにそった横方 向の切り込みによって最終的に互いに分離され、本来公知の態様の追加の形成熱 シール操作により、所望の幾何学的な、通常は平行六面体の形状を与えられる。 使用後、パッケージの材料は、簡単な態様と使用するに入手可能な技術と設備 で、容易にその個々の構成要素に分離可能であり、非常に純粋な形態で、リサイ クルできまた再使用できる。本発明によって、特にパッケージの繊維の構成物（ パッケージ用ラミネートのコア層での紙又は板紙）は特に非常に大量にリサイク ル可能であり、非常に純粋な形態で再使用することができ、そこにおいて、空の 使用済みのパッケージはまず細片またはストリップ状に機械的に細かくされる。 この細かくされた材料は従来のパルパー(pulper)に供給され、４０℃から６０℃ の熱水の中で撹拌することにより機械的に処理されて、『解離剤(release agent )』として作用する水溶性ポリマーの層を分解し、それによって、繊維はプラス チックの表面に何らくっついたり添付されることなく、効果的にプラスチックか ら分離される。こうして分離された繊維とプラスチックの断片はその後物理的に 互いに分離されて、それにより分離された繊維は、大量にリサイクルされて、例 えば紙や板紙の新製品のために純粋な形状で再使用される。 よって、上記の記載により、本発明によるパッケージ用ラミネートは、パッケ ージ用ラミネートと同時に、液密で寸法的に安定したパッケージの製造を可能と して、パッケージ用ラミネートから作られたパッケージはそれぞれ容易に薄片に 裂くことが可能で、結果として、簡単な技術とすでに入手されている設備の適用 で、容易にリサイクルされかつ再使用することができる。特に、本発明はパッケ ージ用ラミネート（紙又は板紙）の全繊維成分を実質的にリサイクルされかつ極 めて純粋な形状で再使用されるパッケージ用ラミネートに基づく紙や板紙を作成 するものである。 上記の特に記載されたパッケージ用ラミネートの複数の修正例や変更例は、こ こに開示された、発明の概念から逸脱することなく、当業者には明らかであろう 。例えば、パッケージ用ラミネートは、上記に記載されたこれらの層に加えて、 複数の同じかまたは例えばさらに遮断となる材料（例としてアルミ箔やＥＶＯＨ ）である異なる材料の他の層を含んでいてもよい。そのような場合、本発明によ るパッケージ用ラミネートは上記の追加の層の間で解離剤として作用する追加の 接着剤又はバインダー層を含んでいてもよく、パッケージ用ラミネートの簡単な 薄片化を可能とし、これらの追加の層はまたリサイクルされて再使用される。し たがってそのような修正や変更は、これが添付された請求の範囲に規定される本 発明の概念の精神と権利範囲内にあるものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 Ｌ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 ルンドグレン，ボ スウェーデン国 エス−244 36 カブリ ンゲ，ホガリドスベーゲン 141 ビー (72)発明者 ベントマル，マッツ スウェーデン国 エス−233 37 スベダ ラ，ハストブスガタン ８ 【要約の続き】 たはポリビニルアルコールである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．紙又は板紙の層（１１）と１つ以上のプラスチック層（１２，１３）とを有 するパッケージ用ラミネートにおいて、紙又は板紙の層（１１）と前記プラスチ ック層（１２，１３）とが水溶性ポリマーからなる中間接着剤又は結合層(１４ ，１５)を介して互いに結合されていることを特徴とするパッケージ用ラミネー ト。 ２．請求項１に記載のパッケージ用ラミネートにおいて、中間接着剤又は結合層 (１４,１５)がバイオポリマーからなることを特徴とするパッケージ用ラミネー ト。 ３．請求項１に記載のパッケージ用ラミネートにおいて、中間接着剤又は結合層 （１４，１５）がポリビニルアルコールからなることを特徴とするパッケージ用 ラミネート。 ４．請求項１から３までのいずれか１項に記載のパッケージ用ラミネートにおい て、中間接着剤又は結合層（１４，１５）の量が乾燥重量で０．１〜５ｇ／ｍ² であることを特徴とするパッケージ用ラミネート。 ５．請求項１から４までのいずれか１項に記載のパッケージ用ラミネートにおい て、中間接着剤又は結合層（１４，１５）の量が乾燥重量で０．５〜１ｇ／ｍ² であることを特徴とするパッケージ用ラミネート。 ６．請求項１に記載のパッケージ用ラミネート（１０）の製造方法において、紙 又は板紙ウエブ（１１）の少なくとも一方の側にポリマー水溶液の薄層（１４， １５）を施し、施されたポリマー水溶液の薄層（１４，１５）から水を除くため にウエブを乾燥させ、乾燥されたウエブを、そのウエブ上に押出されたプラスチ ックフィルム（１２，１３）を表面融解によって中間のポリマー層（１４，１５ ）に結合させることによって、プラスチックフィルム（１２，１３）と一体化す ることを特徴とする方法。 ７．請求項６に記載の方法において、ポリマー水溶液がコーティング操作により 施されることを特徴とする方法。 ８．請求項６又は７に記載の方法において、施されたポリマー層（１４，１５） の量が乾燥後に０．１〜５ｇ／ｍ²になるように、ポリマー水溶液が施されるこ と を特徴とする方法。 ９．請求項６から８までのいずれか１項に記載の方法において、ポリマー水溶液 中のポリマーがバイオポリマーからなることを特徴とする方法。 １０．請求項６から９までのいずれか１項に記載の方法において、ポリマー水溶 液中のポリマーがポリビニルアルコールからなることを特徴とする方法。