JPS5981168A - 包装用多層はり合せ柔軟構造物 - Google Patents

包装用多層はり合せ柔軟構造物

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JPS5981168A
JPS5981168A JP58141999A JP14199983A JPS5981168A JP S5981168 A JPS5981168 A JP S5981168A JP 58141999 A JP58141999 A JP 58141999A JP 14199983 A JP14199983 A JP 14199983A JP S5981168 A JPS5981168 A JP S5981168A
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linear polyethylene
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ロナルド・シ−・クリステンセン
ロジヤ−・ピ−・ジエンスケ
デニス・イ−・ケスタ−
ウイリアム・エフ・オシアン
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の背景〕 現在、柔軟シート材料から作られるヒートシールバウグ
°は無菌状態で保存されるある種の製品を包装するため
に使用されている。このようにして包装され使用される
代表的製品はある種の食品と回位用品である。こりよう
に使用される包装は一般にし) /I/l−パウチと吋
ばれている。
矛1阻代りレトルトパウチにいろいろな層をはり合わせ
るのに使用されるある種の接着剤を含んでいた。この接
着剤は完全に硬化したあとでもある程度の残留モノマー
成分を有していた。これらの構造物は、有毒モノマーが
包装食品内に移動する可能性が認められたために、本数
府当局によって認可され1よがった。
最近では、技術の進歩により、レトルトパウチ構造物は
、いくつかの押出し法のうち一つ以上のものによって層
を互いに接着するという%種の方法を用い″′C製造さ
れCいる。これらの方法の例としては、米国特許矛4,
190,477号明細書に記載され℃いる方法がある。
該明細書に述べである方法では、まず二軸延伸ポリエス
テルを、包装容器の外側と1.Cるべき金属箔面上に接
着剤により接着させる。このような接着剤の使用は許容
されると思われる。なぜならば、金属箔は接着剤から出
る残留上ツマ−の包装容器内側への移動に対して効果的
な障壁とし℃働くからである。ポリエチレンペースυノ
ヒートシール層は別に押出し成形される。ポリエステル
と反対側の箔面にはプライマーを塗布する。最後に、押
出しグレードのポリプロピレンベースポリマーを押出し
はり合せ剤に用いて、シーツント層と下塗りした箔とを
押出しはり合ぜして一体にする。
レトルトパウチ包装の必要条件に共通なものは1、パウ
チに製品を装入しシールしてから、この装入・シール包
装容器を比較的に高温の殺菌条件にさらす必要があると
いうことである。典型的な殺菌条件は温度が約135℃
(約275F)までの範囲で、該温度における滞留時間
が3σ分以上にもわたるというものである。そのような
条件にj6いては、包装容器に大きな応力が加わる。多
くの包装用構造物は、これほど厳しくない条件において
は、包装内容物に1″ぐれた保詮を与える。例えば、沸
騰水(例えば100℃(212F)における)に耐える
能力が要求される包装のための比較的簡単な包装用構造
物は、幾社かの供給者から容易に入手することができる
。しかしながら、殺菌条件の適用か必要と1よる場合に
は、これらの包装用構造物の殆んどはその工程に耐える
ことができない。
一般に、パウチの周縁部におけるヒートシールの過度の
弱化もしくは損傷によって問題が生じる。
また、多層シート構造物においては層間にある程度の弱
い部分もしくは分離が発生し5る。
ある種の殺菌包装使用においては、製品を目視検査でき
るのが望ましく・。このような場合、透明な包装用フィ
ルムがきわめて望ましく、したがって金属箔をベースと
するフィルムはあまり望ましくない。
他の包装使用においては、包装用構造物から特に金属箔
を排除して、例えば包装容器内に含まれる食品を料理す
るためK、完成包装容器内にマイ −クロ波のエネルギ
ーを送りこめるようにすることがきわめて重要である。
殺菌工程に耐えうる包装用構造物において、殆んどすべ
ての場合、パウチのシーラントもしくは内側層は、ポリ
プロピレンをベースとするモC)であると思われ、いく
つかの場合については、プロピレンコポリマーをベース
とするものであると思われう−1A   ・     
 ” ・プロピレンをベースとするポリマーで作ったパ
ウ゛ヂは殺菌工程に耐えうる能力を有するが、これらり
ポリマーのシー1・構造物は比較的に脆くて硬い。
そのため、パウチは、手荒な扱いを受けた場合に、ある
程度亀裂やひび割れを生じる傾向がある。また、あまり
大ぎい問題ではないが、層間接着力の弱化に門する問題
もある。一旦層間接着力が弱まると、もちろんパウチは
、非弱化パウチならば通常耐えうるある程度の手荒な取
扱いによってもさらに損傷を受けることになる。
既知のシート構造物で作ったパウチはある程度の成功な
おさめているが、普通の殺菌工程には影響を受り“ない
で耐えうる改良シート構造物を提供することが望ましい
。特に望ましいのは、改良シーラント層+19造を有す
るシート構造物を提供することである。場合によっては
、このシー) ’Blj造物は透v]であるのが望まし
い。また、場合によっては、このシート構造物が大量の
金属成分を含んでいないということが特に重要である。
改良シーラント層措造物の特性のうちには、該構造物が
プロピレンベースのシーラントよリモ脆くてはならない
ということが含まれる。また、この構造物はパウチ周縁
部が十分なヒートシール強度を持った状態で殺菌工程を
通過しなければlLらない。さらに、層間接着力は、特
に殺菌工程のあとで、〜・くつかの層が全体として完全
でそのままでありかつ応力下でお互いに支えあうのに十
分な強さを残すものでなければならない。
〔要約〕
ここでの発見によれば、これらの目的および関連する目
的は、本明細書で開示する新しい包装用多層柔軟フィル
ム構造物によって達成される。各層は対面接触によりし
っかりと互いに接着される。
コ0)ti 遺物ハ、順に、低密度線状ボリエテレ7r
y)矛1の層および低密度線状ポリエチレンの矛2の層
と下記の各層とを備えている。λ・2の層を低密度線状
ポリエチレンと中密度ポリエチレンとのブレンドとする
ことは随意である。矛3の層は無水物改質中密度ポリエ
チレンである。牙4.矛5および1・6の層はそれぞれ
ナイロン、エチレンビニルアルコールコポリマーおよび
ナイロンである。
本発明の一つの変形においては、牙2の層と牙3の層と
の間に低密度線状ポリエチレンの付加層が配置される。
好ましい実施型において、牙2の層はO〜80%中密度
ポリエチレンと20〜100%低密夏線状ポリエチレン
とから成るブレンドとすることができる。前述の変形実
施型において、付加層はO〜80%中密度ポリエチレン
と20〜100%低密度録状ポリエチレンとを含むこと
ができる。
本発明のシート構造物を製造する好ましい方法において
は、まず牙1および2・2の層を除くすべての層を含む
副集成体を、好ましくは同時押出し法によって作る。そ
れから、矛2の層を押出しはり合せ剤どして使用して矛
1の層を構造物の残′9゛の部分に押出しはり合せする
〔好ましい実施態様の詳細な説明〕
以下、添付の図面を用いて本発明の詳細な説明する。
剖・1図は本発明で目的とする包装用構造物であるパウ
チを示す。このパウチの部分断面図を矛2図に示す。こ
のパウチを作るのに使用したシート材料を矛3図に示す
。牙2図と矛3図との比較かられかるように、矛2図の
構造物は、】・3図の構造物から成る二枚のシート要素
から成っている。
これらの要素は対面関係にあり、$12はヒートシール
によって一端で接合し℃ある。このパウチは、二枚のシ
ート要素を対面関係に配置して共通の周縁部に沿ってヒ
ートシール19を形成させることによって作る。また、
このパウチは一枚のシート要素を折り重ねて周縁部に沿
ってヒートシールを形成さ°せることによっても作るこ
とができる。
いずれの方法でも、作られるパウチは矛1図罠示すよう
な外観を呈する。
、?2および3図において、層12は低密度線状ポリエ
チレンから成るヒートシール可能な層である。層14は
低密度線状ポリエチレンをベースとする接着剤もしくは
つなぎ剤層である。層16も接着剤もしくはつなぎ剤層
であるが、無水物改質中密度ポリエチレンである。層1
8および22はナイロンである。層20はエチレンビニ
ルアルコールコポリマーである。したがって、成形され
たパウチ4′1q造物は低密度線状ポリエチレンの内側
ヒートシール層とナイロンの外側表面とを有する。
中間層は、オi4造物に強度とある程度の障壁としての
性質を与え、かつ構造物を結合して一体にするf!lI
ぎを有する。
このように成形されるパウチは、包装してシールしてか
ら殺菌工程を通す製品の包装を意図1−るものである。
普通の殺菌法はオートクレーブ法もしくはL/トルト法
として知られている。この方法に16いては、閉じてシ
ールした包装を圧力容器に入れる。次に、蒸気と水とを
、約135℃(約275F)の温度と所望の温度を維持
するのに十分な高圧とで、該容器内に導入する。この温
度と圧力は通常約30分間維持する。最後に、圧力容器
を冷却するが、このとぎ圧力は包装が内部まで冷却−3
−るよでしばらくそのままに保たれる。
それから、圧力を下げて処理済みの包装をとりだす。
このパウチ構造物においては、ヒートシール層12が該
パウチの物理的性質にかなりの影響を与える。とい5の
は、物理的に他のどの単一層よりも層12に多くの物質
が存在するからである。M12の組成物は低密度線状ポ
リエチレンとして知られているポリマーもしくはコポリ
マーのいずれであっても良い。これらのポリマーは、元
来比較的に延伸性と弾性とを有するので、物理的衝撃の
吸収に関しである程度のレジリエンスをパウチに与える
層14は低密度線状ポリエチレンをベースとする組成を
有し、80%までの中密度ポリエチレンを含むことがで
きる。この中密度ポリエチレンは無水物改質剤例えば無
水マレイン酸を含むことができる。層14の組成物は層
12を構造物の残りの部分に接合するつなぎ剤層として
働く。
M laは無水物改質中密度ポリエチレンである。
そのような物質のうち好ましいものの一つは、無水マレ
イン酸で改質したもので、日本の三井からAdmer 
NF300として市販されている。
JJ l gおよび22のナイロンは通常同じ組成であ
るが、使用者は満足のゆくように異なるナイロンポリマ
ーを選択使用することができる。
好ましいナイロン組成物はナイロン6、およびナイロン
6とナイロン12とのブレンドである。このブレンドに
おいては、ナイロン12は50%以下でIJ:ければな
らない。とい5のは、これよりも太き(・袋度の場合に
は、パウチがレトルト法殺菌後の衝撃試験において破損
しヤすくなるからである。
J曽18および22は、牙lの機能として衝撃抵抗を与
える。ナイロンポリマーは衝撃を大址に吸11にするこ
とができるので、これは)くウチ構造物のもつと物理的
に敏感な層を保護する。層22は、竹に薄くて、脆くて
、弱い、エチレンビニルアルコールの層20を保護する
ものである。層18および220組合せは押出し工程の
間に層20を封入するように働き、したがっである程度
熱に対する保護物の役目を果す。
エチレンビニルアルコールコポリマーf)層20は酸素
のパウチ構造物通過に対する障壁となる。
少(とも90%のエステルがアルコールの形に加水分解
されている限り、任意のエチレンビニルアルコールを使
用することができる。ある種のエチレンビニルアルコー
ルコポリマーは90%ニ満りない加水分解の場合でも適
白な障壁を与えうるが、これは一般には正しくない。層
20の組成は必要な障壁が得られるように選択すべきで
ある。ビニルアルコールは非常に脆いので、層20に可
塑剤を含ませるのが望ましい場合もある。これは、酸素
障壁として適当な性質が保存される限り、完全に許容し
5ることである。
、IF4図は本発明の代替シート構造物の断面図である
。矛4図の構造物は矛3図の構造物と同じであるが、層
14と16との間に低密度線状ポリエチレンの付加層2
4を含んでいる点が異なる。層24は、随意に、0〜8
0%中密度ポリエチレン、20〜100%低密度線状ポ
リエチレンのプレンド組成とすることができる。ツ・4
図の構造物において、層14の組成物は高い割合(一般
に50重量%よりも犬)の低密度線状ポリエチレンを有
するのが好ましい。
層14と24の両方を使用する構造物において、それぞ
れの相の組成は同じにすることもできるが普通は同じに
はしない。例えば、まず二つの構造物側集成体を同時押
出しするのが便利である。牙1の副集成体は層16,1
B、20.22および24を含む。、1−2の副集成体
は層12である。したがって、構造物は、層14の組成
物を押出しを工り合せ剤として用いて、押出しはり合せ
法により層12と24とを接合することによって完成す
る。
したがって、同時押出しに関する、層24への工程要求
条件(工、押出しはり合せに関する、層14への]工程
要求条件とは大ぎく異なり5る。これらの工程の相違に
合わせるために、それぞれ異なるポリマーを選択するこ
とができる。明らかに、本発明の意図を逸脱することな
く、構造物において、この複雑で小さい調節を行うこと
ができる。
層14と24は、それぞれの構造物の組成を該構造物が
最大の性能を発揮できるようなものにするために、可能
なブレンド組成の範囲を故意に広くとっである。二つの
成分は配合したとぎ相溶性ポリマー泪合物を形成しなけ
ればならないが、考慮すべき矛1の重要パラメータはそ
れが形成されるかどうかということである。2・2に、
各ブレンド成分は、類似のポリマー組成を有する吋接層
との十分な結合の形成に寄与しなければならな(・。
例えば、ブレンドの中密度ポリエチレン成分は、才3図
の構造物の層14と層16との間の結合形成能力の大部
分に寄与する。同様に、ブレンドの低密反線状ポリエチ
レンは、層14と低密度線状ポリエチレンから成る層1
2との間の結合形成能力 V)大部分に寄与する。
一般に、層14の好ましい組成は、40〜60%中密度
ポリエチし・ン、60〜40%低密度線状ポリエチレン
である。実際、本発明の各種の構造物において十分満足
すべき組成は、50%中密度ポリエチレン、50%低密
度線状ポリエチレンである。
】・4図の構造物に対しても同様のことが適用される。
層14に対しては、低密度線状ポリエチレンを高濃度に
含むブレンドを使用し、一方層24に対しては、中密度
ポリエチレンを高濃度に含むブレンドを使用する。これ
は、層14と24のそれぞれがそれぞれの隣接層12お
よび16に結合するよりにするためである。どの層のブ
レンド組成も、ブレンド比の調節、低密度線状ポリエテ
レンもしくは中密度ポリエチレンの代替ポリマー成分の
選択、またはこれらの方法の同時使用のいずれかによつ
℃、最大効果か裂られるように調節することができる。
例えば1.M−3IIに示す普通の構造物を使用すると
ぎ、層14と16との間の結合が望みのものよりも弱い
場合には、層14の組成を調節することかでざる。
一つり代替法は層14の組成物にお(・て中密度ポリエ
チレンの割合を大ぎくすることである。もう一つの代替
法は、該ブレンド組成物の中密度ポリエチレン成分とじ
℃使用するため罠、別のポリマーを選択することである
ブレンド層組成の調節に関する前述の方法は、本発明の
最善の実施を可能にし、本発明の包装容器で最大の効果
を得るのに重要である。
て、本発明の基本的な実施に関して(工臨界的で台嶌な
い。本発明はブレンド層組成の広い範囲にわたつ℃満足
がゆくように実施することができる。
考察すべきもう一つの基本的5I!素は、層14と24
0)lJ1成を、層粗成物が共通の界面において物理的
かつ化学的に十分な相溶性を有するように選択するとい
うことに関する。これは、それぞれの組成の層の間で密
接な接触と結合とが発達するようにするだめのものであ
る。
一般に、本発明のシート構造物は約127〜約381μ
m(約5ミル〜約15ミル)の厚さの範囲にある。最も
厚い層は通常シーラント層であり、最も薄い層は通常つ
なぎ剤層とエチレンビニルアルコール層である。
本発明のシート構造物は、周知の方法およびその組合せ
によって製造することができる。方法とその順序は使用
できる装置とポリマーとに応じて選択できる。選択する
特定の構造と層14および付加層24の組成とは、少く
とも一部は、方法とそのII序に依存する。
A・3図の構造物の場合、層16.18.20および2
2は4層フィルムとして同時押出しされる。
この構造物は、層16上に層14と12を押出し被覆も
しくは同時押出し被覆することによって完成する。
この方法を使用する場合には、層14の組成にある種の
制限が諜される。構造物を完成するにあたっては層14
を層16に接合しなければならないが、本方法において
課される基本的な要請は、層12および特に層14の組
成を、該特定方法の要求に応じて、作業温度と溶融液流
の性質とが押出し被覆、同時押出しおよび同時押出し被
覆に適合するように選択しなければならないということ
である。特に層14に関し′Cは、同時押出しおよび押
出し被覆工程に適合させるために、本発明の範囲内にお
いてではあるが、組成に関し又ある種の妥協(例えば層
14と16との結合強さに関して〕をしなければならな
いと思われる。
1−3図の構造物を製造するためのもう一つの方法にお
いては、層12を独立のフィルムとして押出す。押出し
はり合せ工程において、層12と層16.18.20お
よび220組合せとをニップを通して同時に引張り、か
つ層14を該ニップを通して層12と16とにはさんで
押出す。
矛3図の構造物を製造するためのさらにも5 一つの方
法においては、層12と14を同時押出ししてから、層
12および140組合せと層16゜18.20および2
2の組合せとを対向する側から供給しながらホットニッ
プを通して引張る。
このとき、層14と16の結合形成を達成するために、
適当な組合せの熱と圧力を加える。
、1−3図の構造物を製造する方法の代表的なものをい
くつか説明したが、当朶者には、明らかなように、矛4
図の構造物も類似の方法および方法の組合せによって同
L2に製造しつる。
【図面の簡単な説明】
矛1図は木兄り」のシート構造物で作った三辺をシール
したパウチ、 矛2図は11図のパウチの2−2線に?85UT面図、 矛3図は矛lおよび2図のパウチを作るのに使用するシ
ート朴1造物の断面図、 矛4図は牙1図のパウチを作るのに使用できる本発明の
シート構造物の代替実施屋である。 図中、12は低密度線状ポリエチレンの矛10層、14
は低密度紐状ポリエチレンの4・20層、16は焦水物
改質中密度ボIJ 、l−チレンのλ・3の層、18.
22はナイロンの4/4および矛6の層、20はエチレ
ンビニルアルコールの矛5の;y4.2rns低密度腺
状ポリエチレンの付加層。 代理人弁理士 秋 沢 政 光 外1名 第1頁の続き 0発 明 者 デニス・イー・ケスターアメリカ合衆国
ライスコンシン 54956二−ナー・ウェストウッ ドドライブ1420 @発明者  ウィリアム・エフ・オシアンアメリカ合衆
国ライスコンシン 54911アプルトン・イー・タフ トストリート912 特許庁1何  殿 1、事件の表示 仔キ 願昭ダg−第7!−/′?77  号3、補正を
する者 事件との関係 出斥虜人 4、代 理 人

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)各層が対面接触によりお互いにしっかりと接着し
    ている包装用多層はり合せ柔軟構造物であって、順に、 (a)低密度線状ポリエチレンの矛10層、(b)低密
    度線状ポリエチレンの;v−2の層、(C)無水物改質
    中密度ポリエチレ/の矛3の層、td) ツレツレナイ
    ロン、エチレンビニルアルコールおよびナイロンの矛4
    .矛5および矛6の層 から成ることを特徴とする構造物。
  2. (2)前記子2の層と矛3の層との間に並置される低密
    度線状ポリエチレンの付加層を含む特許請求の範四矛1
    項に記載のはり合せ構造物。
  3. (3)前記1・20層が、0〜80%中密度ポリエチレ
    ン、20〜100%低密度線状ポリエチレンのブレンド
    組成を有する特許請求の範囲才1項に記載のはり合せ構
    造物。
  4. (4)  前記付加層が、θ〜80%中密度ポリエチレ
    ン、20〜100%低密度綜状ポリエチレンのブレンド
    組成を有する特許請求の範囲矛2項に記載のはり合せ構
    造物。
  5. (5)  M記載2の層を押出しはり合せ剤として使用
    し、前記子1の層を前記構造物の残りの部分に押出しな
    工9合せする方法によって製造する特許請求の範囲矛1
     t 2 + 3または4項に記載のはり合せ構造物。
  6. (6)%層が対面接触によりお互いにしっかりと接着し
    ている包装用多層はり合せ柔軟構造物であって、順に、 (a)低密度線状ポリエチレンの矛1の層、(b)低密
    度線状ポリエチレンの矛2の層、(C)無水物改質中密
    度ポリエチレンの、i−3の層、(d)ツレツレナイロ
    ン、エチレンビニルアルコールおよびナイロンの矛4 
    、315および矛6の層 から成るはり合せ構造物で作られているパッチ。
  7. (7)  前記載2の層と;1−3の層との間に並置さ
    れる低密反線状ポリエチレンの付加店を含む特許請求の
    範四矛6項に記載のはり合せ構造物で作られたパウチ。
  8. (8)前記;”l−2の層が、0〜80%中密度ポリエ
    チレン、20〜100%低密度線状ポリエチレンのブレ
    ンド組成を有する特許請求の範囲矛6項に記載のはり合
    せ構造物で作られているパウチ。
  9. (9)前記刊加層が、θ〜80%中密度ポリエチレン、
    20\100%低密度線状ポリエチレンのブレンド組成
    を有する特許請求の範囲牙7項に記載のはり合せ構造物
    で作られているパウチ。
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