WO2004076169A1

WO2004076169A1 - 積層材料、積層材料の製造方法、積層材料のヒートシール方法および包装容器

Info

Publication number: WO2004076169A1
Application number: PCT/JP2003/015515
Authority: WO
Inventors: Hideyo Kikuchi
Original assignee: Tetra Laval Holdings & Finance S.A.
Priority date: 2003-02-28
Filing date: 2003-12-04
Publication date: 2004-09-10
Also published as: EP1598176A1; CN1756653A; CN100384623C; JP4953408B2; EP1598176A4; US20060198975A1; AU2003289167B2; KR20050116129A; ES2547640T3; KR101017200B1; JP2004262048A; AU2003289167A1; EP1598176B1

Abstract

アセプチック包装とチルド包装との異なる包装システムであっても、異なる包装システムの一部を転用若しくは流用して、包装システム全体の効率的な運転／運用／操業が可能にする。エネルギーや資材の削減、製造コストの低減に寄与する。積層材料は、支持層１及び熱可塑性最内層３からなる包装容器用ウェブ状積層材料である。高周波誘導加熱によりヒートシールされる帯域に、誘導加熱により発生した熱が最内層に伝わるように支持層１と熱可塑性最内層３との間に積層された導電性層２を有し、導電性層２が蒸着フィルム８の基材フィルム９外面に設けられた金属性導電材料からなる金属蒸着層２である。

Description

明細書積層材料、積層材料の製造方法、積層材料のヒートシール方法および包装容器技術分野

本発明は、積層材料、積層材料の製造方法、積層材料のヒートシール方法および包装容器に関する。背景技術

支持層及び熱可塑性最内層からなる包装容器用ウェブ状積層材料であって、容器形成のために高周波誘導加熱によりヒトシ一ルされる帯域に、支持層と熱可塑性最内層との間に積層されたカーボンブラック導電性層を有する積層材料は、例えば、特公昭 6 3— 2 2 2号公報に記載されたものが知られている。図 1に示す積層材料では、支持層と、熱可塑性最内層と、それらの中間層のカーポンプラック導電性層とが構成されている。

また、ウェブ状積層材料のヒートシールされるべき部分に高周波誘導加熱用ァルミ二ゥム箔テープを張付ける張付け装置が配置され、ヒータの高周波コイルによって、アルミニウム箔テープを高周波誘導加熱する包装機械が、例えば、特許第 2 6 9 4 2 8 6号に記載されている。液体食品の包装紙容器に関して、常温保存可能なァセプチック包装と、牛乳容器の様にチルド流通されるチルド包装に分類される。それぞれの包装積層材料は、概ね、ァセプチック包装とチルド包装とに別々に製造され、別々の包装充填機により、別々のシール方法で液体食品を充填包装されている。

しかしながら、ァセプチック包装とチルド包装との異なる包装システムであつても、異なる包装システムの一部を転用若しくは流用すれば、包装システム全体の効率的な運転 /'運用/操業が可能になり、更には、エネルギーや資材の削減、製造コストの低減に寄与する。発明の開示

本発明は、上記課題を解決する積層材料、積層材料の製造方法、積層材料のヒ一トシール方法および包装容器を提供することを目的とする。この課題を解決する本発明の積層材料及び包装容器は、支持層及び熱可塑性最内層からなる包装容器用ウェブ状積層材料であって、容器形成のために高周波誘導加熱によりヒートシールされる帯域に、誘導加熱により発生した熱が最内層に伝わるように支持層と熱可塑性最内層との間に積層された導電性層を有し、該導電性層が、前記支持層と前記熱可塑性最内層との間に積層された蒸着フィルムの基材フィルムに設けられた金属性導電材料からなる金属蒸着層である構成を有する。

これにより、ァセプチック包装とチルド包装との異なる包装システムであつても、異なる包装システムの一部を転用若しくは流用して、包装システム全体の効率的な運転/運用 Z操業が可能にし、更には、エネルギーや資材の削減、製造コストの低減に寄与する。本発明の請求項 1に記載の積層材料の発明は、少なくとも支持層及び熱可塑性最内層からなる包装容器用ゥェブ状積層材料であって、

該容器形成のために高周波誘導加熱によりヒートシールされる帯域に.，該誘導加熱により発生した熱が該最内層に伝わるように該支持層と該熱可塑性最内層との間に積層された導電性層を有し、

該導電性層が、前記支持層と前記熱可塑性最内層との間に積層された蒸着フィルムの基材フィルムに設けられた金属性導電材料からなる金属蒸着層であることを特徴とする。請求項 2に記載の積層材料の発明は、前記導電性層が、前記支持層と前記熱可塑性最内層との蘭に積層された蒸着フィルムの基材フィルム内面に設けられた金属性導電材料からなる金属蒸着層である。請求項 3に記載の積層材料の発明は、前記導電性層が、前記支持層と前記熱可塑性最内層との間に積層された蒸着フィルムの基材フィルム外面に設けられた金属性導電材料からなる金属蒸着層である。請求項 4に記載の積層材料の製造方法の発明は、少なくとも支持層及び熱可塑性最内層からなる包装容器用ウェブ状積層材料の製造方法であって、支持層の原料口ールを複数個準備し、前記原料口一ルからゥェブ状支持層を順次引き出し、該容器形成のために高周波誘導加熱によりヒートシールされる帯域を含む該支持層内面に、基材フィルムと、該基材フィルムの内面若しくは外面に設けられた金属性導電材料の金属蒸着層とからなる蒸着フィルムを積層し、該長尺ウェブ状支持層の外面に、間接若しくは直接に、容器デザインを印刷し、印刷された該ウェブ状支持層の外面及び内面を同時に若しくは順次同種若しくは異種、単数若しくは複数の熱可塑性層を形成し、上流側のウェブ状支持層の先端と下流側のゥェブ状支持層の後端とを接合しより長尺のゥェブ状支持層を形成する、ことを特徴とする。請求項 5に記載の積層材料のヒートシール方法の発明は、少なくとも支持層及び熱可塑性最内層からなる包装容器用積層材料であって、該容器形成のために高周波誘導加熱によりヒートシールされる帯域に、該誘導加熱により発生した熱が該最内層に伝わるように該支持層と該熱可塑性最内層との間に積層された導電性層を有し、該導電性層が、前記支持層と前記熱可塑性最内層との間に積層された蒸着フィルムの基材フィルムに設けられた金属性導電材料からなる金属蒸着層であるウェブ状積層材料を準備し、該ウェブ状積層材料をチューブ状に成形して長手方向に縦シールし、該積層材料チュ一ブ内に液体食品を充填し、充填された該チューブの横断方向に、所定間隔毎に高周波誘導加熱によりヒートシール帯域を形成して横シールし、前記シール帯域の中央を切断して個々の容器を成形することを特徴とする。請求項 6に記載の包装容器の発明は、少なくとも支持層及び熱可塑性最内層からなる積層材料から形成された包装容器であって、該容器形成のために高周波誘導加熱によりヒートシールされた帯域における、前記支持層と前記熱可塑性最内層との間に積層された蒸着フィルムの基材フィルムに設けられた金属性導電材料からなる金属蒸着層の導電性層で、該誘導加熱により発生した熱により最内層が溶融若しくは軟化して対向する軟化若しくは溶融の最内層とシール帯域が形成されていることを特徴とする。上記構成を有するこの発明は以下の作用を有する。

本発明の包装容器用ウェブ状積層材料は、多数個の容器を形成できる長尺の帯状（ウェブ状）であって、その為に、連続して高速に包装容器の充填製造が可能にする。

本発明において、支持層は、包装容器及び積層材料に物理的機械的な強度を付与し、それらの形状形態などを維持支持する。その熱可塑性最内層は、容器の器壁の最内層でもあり、液体食品と直接接触し、容器の支持層への液体の浸透

Z湿潤を防止する。また、その最内層は、熱により溶融 '軟化してヒートシ一ルにおけるシール帯域を形成する。導電性層が、支持層と熱可塑性最内層との間に積層された蒸着フィルムの基材フィルムに設けられた金属性導電材料からなる金属蒸着層である。

導電性層が電気伝導性を有するので、外部コイルに高周波電流を流すと、導電性層内に高周波誘導による誘導電流が生じ、その抵抗による熱によって隣接する最内層のプラスチック（熱可塑性材料. Z榭脂）を融解させてシールさせる。すなわち、この発明において、容器形成時には、高周波誘導加熱により導電性層が誘導加熱され、発生した熱が最内層に伝わり、熱可塑性最内層が加熱され、溶融 '軟化される。その加熱領域で、ヒートシール帯域が形成される。この発明の好ましい態様においては導電性層が支持層と熱可塑性最内層との間に積層された蒸着フィルムの基材フィルム内面に設けられた金属性導電材料からなる金属蒸着層である。

この態様においては、ポリエチレンゃポリエステルなどの基材フィルムの外側面に、金属、例えば、金属アルミニウム、アルミニウム合金などを真空蒸着することによって得られる蒸着テープを用いることができる。金属蒸着の方法及び蒸着層の厚みなどは、種々の方法により行うことができる。例えば、蒸着方法は、真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマ法等が用いられる。

この態様においては、包装容器用ウェブ状積層材料の層構成は、外側から内側に向けて、支持層 Z蒸着フィルム（基材フィルムノ金属蒸着層）ノ熱可塑性最内層となる。この態様では、金属蒸着層が内側に配設される。

この態様の利点は、容器形成のために高周波誘導加熱によりヒートシールされる帯域のみならず、積層材料の実質的に全面に蒸着フィルムを積層できることである ₉ そのために、積層材料の製造工程で、従来のアルミニウム箔のラミネート（積層）に替えて蒸着フィルムを積層させることによって、本発明の導電層の形成と、バリア層の形成とを同時に行うことができる。この発明の好ましい態様においては、導電性層が、支持層と熱可塑性最内層との間に積層された蒸着フィルムの基材フィルム外面に設けられた金属性導電材料からなる金属蒸着層である。

この態様においては、包装容器用ウェブ状積層材料の層構成は、外側から内側に向けて、支持層/蒸着フィルム (金属蒸着層/基材フィルム） Z熱可塑性最内層となる。この態様では、金属蒸着層が蒸着フィルムの外側に配設される。この態様の利点は、上述の態様と同様に、容器形成のために高周波誘導加熱によりヒ一トシ一ルされる帯域のみならず、積層材料の実質的に全面に蒸着フィルムを積層できることである。そのために、積層材料の製造で、蒸着フィルムを積層させることによって、導電層の形成とバリア層の形成とを同時に行うことができる。

更に、基材フィルムに白色隠ぺぃ剤を添加することによって、金属蒸着層の金属光沢色を覆い隠すことができる。この発明の好ましい態様におけるウェブ状積層材料の製造方法において、支持層の原料口ールを複数個準備し、前記原料口ールからゥェブ状支持層を順次引き出し、該容器形成のために高周波誘導加熱によりヒートシールされる帯域を含む該支持層内面に、基材フィルムと、該基材フィルムの内面若しくは外面に設けられた金属性導電材料の金属蒸着層とからなる蒸着フィルムを積層し、該長尺ウェブ状支持層の外面に、間接若しくは直接に、容器デザインを印刷し、印刷された該ウェブ状支持層の外面及び内面を同時に若しくは順次、同種若しくは異種、単数若しくは複数の熱可塑性層を形成し、上流側のウェブ状支持層の先端と下流側のゥェプ状支持層の後端とを接合し、より長尺のゥェブ状支持層を形成する。この態様の利点は、上述した様に、容器形成のために高周波誘導加熱によりヒートシールされる帯域のみならず、積層材料の実質的に全面に蒸着フィルムを積層でき、積層材料の製造工程で、従来のアルミニウム箔のラミネート（積層）に替えて蒸着フィルムを積層させることができ、本発明の導電層の形成と、バリァ層の形成とを同時に行うことができる。この発明の積層材料のヒートシール方法では、上記この発明の積層材料、すなわち、支持層及び熱可塑性最内層からなる積層材料であって、その容器形成のために高周波誘導加熱によりヒートシールされる帯域に、その誘導加熱により発生した熱がその最内層に伝わるようにその支持層とその熱可塑性最内層との間に積層された導電性層を有し、その導電性層が、前記支持層と前記熱可塑性最内層との間に積層された蒸着フィルムの基材フィルムに設けられた金属性導電材料からなる金属蒸着層であるゥェブ状積層材料を準備する。ゥェブ状積層材料は、通常、ロール状に巻取られて保管、搬送される。

例えば、ロール状のウェブ状積層材料を、包装充填機に装填し、ロールからその積層材料を引き出し、その充填機内に搬送する。搬送されているウェブ状積層材料は、下降しながらチューブ状に成形される。積層材料の長手方向に縦シ —ルされて、液漏れしない液密となる。高周波誘導加熱により縦シールする場合、高周波誘導加熱によりヒートシール帯域を形成する。

その積層材料チューブ内に液体食品を充填される。

充填されたそのチューブの横断方向に、かつ、好ましくは、液面下で、所定間隔毎に高周波誘導加熱によりヒートシール帯域を形成して横シールする。次いで、前記シール帯域の中央をカッターナイフなどで切断して個々の容器を成形し、必要に応じて、クリース線に沿って折り、最終形状に成形する。図面の簡単な説明

第 1図は、この発明の一実施の形態であるゥェブ状積層材料の一部分の断面図である。

第 2図は、この発明の一実施の形態であるゥェブ状積層材料の一部分を示す平面図である。

第 3図は、この発明の一実施の形態の積層材料の接合を示す平面図である。第 4図は、この発明に使用する包装充填機の概略図である。

第 5図は、この発明に使用する充填機の横シール装置の概略図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施の形態について、図 1から図 5を用いて説明する。

(実施の形態 1 )

図 1は、この発明の一実施の形態であるウェブ状積層材料の一部分の断面図を示している。図 1において、積層材料は、紙、板紙、プラスチック、それらの複合材からなる支持層 1と、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレンなどの熱可塑性最内層 3と、高周波誘導加熱によりヒートシールされる帯域に誘導加熱により発生した熱が最内層 3に伝わるように支持層 1と熱可塑性最内層 3との間に積層された導電性層 2とを有する。その導電性層は、支持層と熱可塑性最内層との間に積層された蒸着フィルム 8 の基材フィルム 9外面に設けられた金属性導電材料からなる金属蒸着層 2である。図 2は、この発明の一実施の形態であるゥェブ状積層材料の一部分を示す平面図である。図 2において、帯状積層材料 4は、紙、プラスチック、それらの複合材からなる支持層と低密度ポリエチレンなどの熱可塑性層との積層材である。その積層材料から多数個の包装容器が得られ、横断方向へ横シールする 2のシ —ル帯域 5の間の部分が 1個の包装容器に対応する。高周波誘導加熱によりヒートシールされる帯域 5に誘導加熱により発生した熱が最内層に伝わるように支持層と熱可塑性最内層との間に導電性層が積層される。

高周波誘導加熱により縦シールする場合、高周波誘導加熱によりヒートシール帯域を形成するために、ウェブ状積層材料の両端部分 7にも、導電性層が積層される。

その導電性層は、図 2で示す帯域 5及びその近傍に、更に高周波誘導加熱により縦シールする場合は、両端部分 7及び 7にも、積層される。図 3は、第 1のロールからの積層材料 4 ' 'の最終端と、第 2の口一ルからの積層材料 4 'の先端とを接合する様子を示す平面図である。積層材料 4 ' 'のシール帯域 5と、積層材料 4 'のシール帯域 5との中間で正確に切断する。図 3に示す様に、印刷工程の下流側の積層材料ウェブ 4 ' 'の最後端と印刷工程の上流側の積層材料ウェブ 4 'の先端とを、図 3の距離 Aが距離 A'と同じ長さで切断し、一時的に静止した状態で両材料の切断面を接合させる。導電層の巾はシール性獲得の必要巾より広く取って、紙の伸縮を吸収できる余地をとることもできる。この接合は、高速に印刷中の印刷機内で、自動接合装置を利用して、正確に処理され、大規模なフレキソ印刷機、グラビア印刷機で量産レベル行うことが可能になる。

上述の様に、上流側のゥェブ状支持層の先端と下流側のゥェプ状支持層の後端とを接合し、より長尺のゥェブ状支持層を形成する。得られたウェブはロールとして保管することもできる。また、保管すること無く、下流工程に連続的に流すことができる。ウェブは、印刷工程において、ウェブ状支持層の外面に、間接若しくは直接に、容器デザインを印刷する。ここで、間接若しくは直接とは、絵柄、デザインの印刷層と支持層面との間にプラスチックラミネート層やフィルム層、接着層、アンカーコート層などを積層することもできることを意味する。

印刷されたそのウェブ状支持層の外面及び内面を同時に若しくは順次、同種若しくは異種、単数若しくは複数の熱可塑性層を形成する。その結果、単層若しくは複層の最外層及び最内層が形成される。また、必要に応じて、途中の工程で、ストローパンチ、容器成形を容易にする為の藓線 (折り目、クリース線) を積層材料に付す。この発明の一形態の積層材料のヒートシール方法を., 図 4及び図 5を参照して説明する。図 4は、この発明に使用する包装充填機の概略図である。この発明の積層材料、すなわち、支持層/蒸着フィルム（金属蒸着層/基材フイルム） Z熱可塑性最内層からなるウェブ状積層材料を準備する。ロール状のウェブ状積層材料 4 1を、包装充填機に装填し、ロール 4 1からその積層材料を引き出し、その充填機内に搬送する。搬送されているウェブ状積層材料は、縦シール用のストリップテープをアプリケ一夕 4 2で付けられた後、下降しながらチューブ状にローラ一 4 4により成形される。積層材料の長手方向に縦シールされて、液漏れしない液密となる。縦シール用のストリップテ一ブを積層材料一端に高周波誘導加熱により接合する場合は、その一端 7にも、導電層が積層される。また、高周波誘導加熱により縦シールする場合、高周波誘導加熱によりヒートシール帯域を形成するために、積層材料ウェブの両端 7及び 7にも、導電層が積層される。

その積層材料チューブ内に液体食品を充填パイプ 4 5から充填される。

充填されたそのチューブの横断方向に、かつ、液面下で、所定間隔毎に高周波誘導加熱によりヒートシール帯域を形成して横シール装置（図 5に示す）で横シールする。

次いで、前記シール帯域の中央をカッターナイフなどで切断して個々の容器 4 6を成形し、必要に応じて、クリース線に沿って折り、最終形状に成形する。図 5はその充填機の横シール装置の概略図である。

図 5に示す様に、上下に運動する 2台の橫シール装置 1 4及び 1 5が、充填された積層材料チューブ 1 0を、高周波誘導加熱用ィンダクタ一 1 9とカウン夕一ジョー 1 8によって横断方向に押圧し、加熱し、冷却して、所定間隔毎に高周波誘導加熱によりヒートシール帯域 Sを形成して横シールする。

次いで、前記シール帯域 Sの中央をカツ夕一ナイフ（図示せず）で切断して個々の容器を成形する。上記形態における容器形状の他、この発明における包装容器は、例えば、プリック状（平行 6面体）の他、 6角柱状、 8角柱状、四面体形状、屋根型容器などがある。以上のように本発明によれば、以下の有利な効果が得られる。

ァセプチック包装とチルド包装との異なる包装システムであっても、異なる包装システムの一部を転用若しくは流用することができるので、包装システム全体の効率的な運転/運用 Z操業が可能になり、更には、エネルギーや資材の削減、製造コストの低減に寄与することができる。

本発明により、新規なシール方法で封止/接合を形成することが可能になり、高速に印刷中の印刷機内で、自動接合装置を利用して、正確に処理され、大規摸なフレキソ印刷機、ダラビア印刷機で量産レベル行うことが可能になる。本発明による方法により、金属箔層を何ら含まない安価な包装用材料に急速、確実な封止方法を適用することが可能になる。産業上の利用可能性

この発明の積層材料、積層材料の製造方法、積層材料のヒートシール方法および包装容器は、牛乳、清涼飲料等の液体食品を収容する包装容器に利用される。

Claims

請求の範囲

1 . 少なくとも支持層及び熱可塑性最内層からなる包装容器用ウェブ状積層材料であって、

5 該容器形成のために高周波誘導加熱によりヒートシールされる帯域に、該誘導加熱により発生した熱が該最内層に伝わるように該支持層と該熱可塑性最内層との間に積層された導電性層を有し、

該導電性層が、前記支持層と前記熱可塑性最内層との間に積層された蒸着フイルムの基材フィルムに設けられた金属性導電材料からなる金属蒸着層で 10 あることを特徴とする積層材料。

2 . 前記導電性層が、前記支持層と前記熱可塑性最内層との間に積層された蒸着フィルムの基材フィルム内面に設けられた金属性導電材料からなる金属蒸着層である、請求項 1記載の積層材料。

3 . 前記導電性層が、前記支持層と前記熱可塑性最内層との間に積層された蒸 15 着フィルムの基材フィルム外面に設けられた金属性導電材料からなる金属蒸着層である、請求項 1記載の積層材料。

4 . 少なくとも支持層及び熱可塑性最内層からなる包装容器用ウェブ状積層材 , 料の製造方法であって、

支持層の原料口一ルを複数個準備し、

0 前記原料ロールからゥェブ状支持層を順次引き出し、該容器形成のために高周波誘導加熱によりヒートシールされる帯域を含む該支持層内面に、基材フィルムと、該基材フィルムの内面若しくは外面に設けられた金属性導電材料の金属蒸着層とからなる蒸着フィルムを積層し、

該長尺ウェブ状支持層の外面に、間接若しくは直接に、容器デザインを印刷し、印刷された該ウェブ状支持層の外面及び内面を同時に若しくは順次、同種若しくは異種、単数若しくは複数の熱可塑性層を形成し、

上流側のゥェブ状支持層の先端と下流側のゥェブ状支持層の後端とを接合し、より長尺のゥェプ状支持層を形成する、

ことを特徴とする積層材料の製造方法。

5 . 少なくとも支持層及び熱可塑性最内層からなる包装容器用積層材料であつて、該容器形成のために高周波誘導加熱によりヒ一トシールされる帯域に、該誘導加熱により発生した熱が該最内層に伝わるように該支持層と該熱可塑性最内層との間に積層された導電性層を有し、該導電性層が、前記支持層と前記熱可塑性最内層との間に積層された蒸着フィルムの基材フィルムに設けられた金属性導電材料からなる金属蒸着層であるゥェブ状積層材料を準備し、該ウェブ状積層材料をチューブ状に成形して長手方向に縦シールし、該積層材料チユーブ内に液体食品を充填し、

充填された該チューブの横断方向に、所定間隔毎に高周波誘導加熱によりヒートシ一ル帯域を形成して横シールし、

前記シール帯域の中央を切断して個々の容器を成形することを特徴とする積層材料のヒートシール方法。

6 . 少なくとも支持層及び熱可塑性最内層からなる積層材料から形成された包装容器であって、

該容器形成のために高周波誘導加熱によりヒートシールされた帯域における、前記支持層と前記熱可塑性最内層との間に積層された蒸着フィルムの基材フィルムに設けられた金属性導電材料からなる金属蒸着層の導電性層で、該誘導加熱により発生した熱により最内層が溶融若しくは軟化して対向する軟ィ匕若しくは溶融の最内層とシール帯域が形成されていることを特徴とする包装容器。