(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）１２μｍ〜１００μｍの厚さを有する生分解性シーラントと、
（ｂ）前記シーラントをコーティングする、金属、金属酸化物、ナノクレイ、及びこれらの混合物からなる群から選択されるバリア材料であって、２００Å〜５０μｍの厚さ、及び１センチメートル当り少なくとも３８×１０−５ニュートン（Ｎ／ｃｍ）［３８ダイン／ｃｍ］の表面エネルギーを有する、バリア材料と、
（ｃ）前記バリア材料上に堆積し、１μｍ〜２０μｍの厚さを有するインクと、を備える、パッケージであり、
３７℃及び９０％の相対湿度（ＲＨ）で、１日につき１平方メートル当り１０グラム未満（ｇ／ｍ2／日）の湿気透過速度（ＭＶＴＲ）を有る、パッケージ。
【請求項２】
前記シーラントが、前記シーラントの総容量に基づき、１体積％（ｖｏｌ％）〜３０体積％（ｖｏｌ％）の量で充填剤を更に含む、請求項１に記載のパッケージ。
【請求項３】
前記生分解性シーラントが、ポリヒドロキシアルカノエート（ＰＨＡ）、ＰＨＡコーティングされた紙、ＰＨＡコーティングされた真空金属化紙、真空金属化ＰＨＡ、ポリビニルアルコール、脂肪族芳香族ポリエステル、熱可塑性デンプン、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネートのコポリマー、デンプンベースのフィルム、及びこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１又は２に記載のパッケージ。
【請求項４】
前記充填剤が、ナノクレイ、グラフェン、酸化グラフェン、炭酸カルシウム、ワックス、及びこれらの混合物からなる群から選択される、請求項２に記載のパッケージ。
【請求項５】
前記インクをコーティングし、最大２５μｍの厚さを有するラッカーを更に含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載のパッケージ。
【請求項６】
前記パッケージが、消費者製品を封入し、前記消費者製品に耐性である、請求項１〜５のいずれか一項に記載のパッケージ。
【請求項７】
前記消費者製品が液体であり、前記パッケージが２ｇ／ｍ2／日未満のＭＶＴＲを有する、請求項６に記載のパッケージ。
【請求項８】
前記消費者製品が粉末であり、前記パッケージが５ｇ／ｍ2／日未満のＭＶＴＲを有する、請求項６に記載のパッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、シャンプー、コンディショナー、スキンローション、シェービングローション、液状石鹸、固形石鹸、歯磨き粉、及び洗剤等の、消費者製品を封入するのに有用な生分解性サッシェ（即ち、小さな袋）に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリエチレン等のポリマーは、短い使用サイクル（例えば、約１２ヶ月未満）を有する製品のパッケージング用のサッシェ（即ち、小さな袋）として長い間使用されてきた。サッシェは、一般に、封止、バリア、及び印刷等の所望の機能性を提供するために、異なる種類の材料を含む多層から構成される。例えば、食品のパッケージングにおいて、サッシェは、食品をパッケージするための保護手段として使用されることが多く、容器が消費された後、直ぐに廃棄される。サッシェは、ヘアケア、ビューティケア、口腔ケア、ヘルスケア、身体清浄、及び家庭用清浄用の製品等の、短い使用サイクルを有する様々な消費者製品を収容するためにも使用される。これらのサッシェは、単回使用に十分なだけの製品を封入することが多く、その単回使用後にゴミとして廃棄されることが多い。
【０００３】
世界の先進国では、廃棄されたサッシェは、典型的に、焼却されるか、又は埋立地に置かれる固型廃棄流となる。最新の固型廃棄物基幹施設のない地域では、使用済みのサッシェは、通常、土壌及び地表水のゴミとして廃棄される。サッシェを再利用するいくつかの試みがなされたが、サッシェの層を構成する異なるポリマーの性質、金属の存在、サッシェが生産される方式、及びそれらが製品に変換される方式が、可能な再利用用途の数を制限する。例えば、たとえ純ポリマーの反復加工でも、材料の劣化、及びその結果として機械的特性の不良を生じさせる。加えて、再利用プロセス中に混合される異なる銘柄の化学的に類似するプラスチックは、再生材料が劣り、使用不可になる加工問題を引き起こす可能性がある。
【０００４】
いくつかのプラスチック製造業者は、好気性環境（例えば、堆肥化、土壌）及び嫌気性環境（例えば、埋立地、下水道）の両方のポリマーの生分解性を促進するために、オキソ生分解性添加剤及び有機材料等の添加剤を従来のポリマー（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル）に導入した。
【０００５】
オキソ生分解性添加剤は、ポリマーの総重量に基づき、約１重量％〜約５重量％の濃度でポリマーに配合され、理論的に、熱、空気、光、又はこれらの混合物に曝露されると、プラスチックの酸化及び鎖の分断を助長する遷移金属からなることが多い。短縮されたポリマー鎖は、理論的に、廃棄環境で見られる微生物によって消費され、食物源として使用され得る。しかしながら、断片化は、生分解の表れではなく、これらのプラスチック断片が土壌又は海洋環境にどれだけ長く存続するかを示すデータはない。更に、データは、水分が何ヶ月以上も断片化プロセスを遅らせることを示した。実用的な見地から、砂漠に捨てられたプラスチック袋は、おそらく数ヶ月で断片化するが、その断片は、何年以上も存続するだろう。同じ袋が寒くて暗い湿った森林に捨てられた場合、何ヶ月又は何年もの間、袋が断片化する可能性さえない。
【０００６】
セルロース、デンプン、エチレン酢酸ビニル、及びポリビニルアルコールを含むがこれらに限定されない有機材料が、従来のプラスチックに添加剤として使用されるとき、添加剤自体の一部分が生分解し、二酸化炭素及びメタンを生成する。データは、従来のプラスチックの残りの９５重量％〜９９重量％も生分解するであろうことを示していない。Ｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｌｅ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ（ＢＰＩ）は、供給元が、添加剤だけではなく全プラスチックフィルム又はパッケージの９０％が好気性条件下で二酸化炭素に、また嫌気性条件下で二酸化炭素及びメタンに変換されることを示すことを推奨している。
【０００７】
生分解性ポリマーから構成されるサッシェは、再利用並びに／又はオキソ生分解性及び有機材料添加剤の使用よりも有効である、若しくは実用的である、上述の問題に対する解決策を提供するように思われる。本明細書で使用される「生分解性ポリマー」という用語は、二酸化炭素、メタン、水、無機化合物、バイオマス、又はこれらの混合物への自然な分解を受けることができるものであり、その主要機構は、指定時間で適切な廃棄条件を反映する標準検査により測定され得る微生物の酵素作用である。酸素（好気性生分解）の存在下で、これらの代謝プロセスは、二酸化炭素、水、バイオマス、及び無機物をもたらす。嫌気性条件（嫌気性生分解）下で、メタンが付加的に産生され得る。
【０００８】
しかしながら、ポリマーに生分解性を付与する特質も、その意図される目的のために、その使用が防止されてもよい。時折、生分解性ポリマーは、感湿である（即ち、大量の水を吸収できる、膨張する、強度若しくは厚さを失う、又は水性媒体に曝露されると溶解する）、感熱である（即ち、約６５℃より低い融点若しくはガラス転移温度、又は約４５℃未満のビカー軟化点を有する）、機械的に制限される（即ち、ポリマーから形成された製品は非常に硬い、非常に柔かい、引張り強度若しくは引裂き強度に乏しいという欠点がある、又は伸長特性が不十分である）、及び／又は従来の溶融プロセス（例えば、鋳型フィルム押出、ブローンフィルム押出）によってフィルムに加工することが困難である。引張り強度、引張係数、引裂き強度、及び熱軟化点等の特性は、大体において、フィルムが変換ライン上でいかによく伸びるかを決定する。
【０００９】
生分解性金属化セルロースフィルム（例えば、Ｉｎｎｏｖｉａ  ＬＬＣのＮａｔｕｒｅＦｌｅｘ（商標））は、乾燥環境で乾燥製品を収容することができる３０．５ｃｍ（１２インチ）×５．１ｃｍ（２インチ）のサッシェを形成するために使用されてきた。しかしながら、これらのサッシェが液体消費者製品で充填されると、ある程度しか有効ではない。例えば、これらのサッシェを水で充填し、一晩置くと、金属化フィルムの眼に見える亀裂が観察され、液滴の目に見えるフィルムからの滲出により明らかであるように、サッシェは２４時間以内に機能しなくなった。
【００１０】
砂糖等の一回分の乾燥製品を収容するのに適切な分解性サッシェも機知である。これらのサッシェは、Ｎｏｖａｍｏｎｔにより製造されるＭＡＴＥＲ−ＢＩ（商標）の銘柄の熱可塑性デンプンフィルムでコーティングされた押出成形品である紙から構成される。
【００１１】
生分解性ポリマー層から構成されるフィルムが米国特許出願公開第２００９／０２８６０９０号に説明されており、参照により本明細書に組み込まれる。しかしながら、これらのフィルムは、それらの所望の性能特徴を達成するために、高バリア特性を必要とする。これらの高バリア特性を実現化するために、非分解性材料（例えば、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリオレフィン（ポリエチレン及びポリプロピレン等）、ポリアミド、押出可能な銘柄のエチレン酢酸ビニル、押出可能な銘柄のアクリル酸エチレン、エチレンビニルアルコールコポリマー（ＥＶＯＨ）、及びポリアミド／ＥＶＯＨ／ポリアミド共押出成形品等のこれらの組み合わせ）を生分解性ポリマー層に組み込むことが必要である。よって、これらのフィルムは、部分的にのみ生分解性である。
【００１２】
多層積層物である完全に分解性のフィルムが、米国特許出願公開第２００８／００３８５６０号に説明されており、参照により本明細書に組み込まれる。しかしながら、積層プロセスは費用がかかるため、積層物はそれ自体望ましくない。
【００１３】
参照により本明細書に組み込まれる日本国特許出願第２００５／１１１７８３号は、アルミニウムが蒸着されるポリ乳酸及び乳酸基コポリエステルの樹脂組成物を用いたパッケージを開示している。しかしながら、これらのフィルムは、産業上の堆肥化条件下でのみ分解し、開放環境で生分解ではない。
【００１４】
ポリヒドロキシアルカノエート（ＰＨＡ）も、生分解性フィルムの形成の使用において、一般的に関心があるものであった。例えば、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第５，４９８，６９２号は、少なくとも２つの無作為に反復するモノマー単位を有するポリヒドロキシアルカノエートコポリマーから構成される生分解性フィルムを開示している。このフィルムは、例えば、ショッピング袋、食品保存袋、サンドイッチ袋、再封可能なＺｉｐｌｏｃ（登録商標）型袋、及びゴミ袋を形成するために使用され得る。ＰＨＡのみを含むサッシェは、大半の消費者商品のバリア条件に満たないが、ＰＨＡフィルム又は他の生分解性フィルムも、サッシェを作製するために使用され得る。
【００１５】
ＰＨＡは生分解性であるが、プラスチック材料としてのそれらの実使用は、それらの熱的不安定さにより妨げられてきた。ＰＨＡは、低溶融強度を有する傾向があり、硬化時間も長いという欠点がある場合もあり、そのため、溶融加工には困難である傾向がある。更に、ＰＨＡは、非常に高温（即ち、溶融加工中に直面し得る温度）の熱的分解を受ける傾向がある。また更に、ＰＨＡは、参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第２００９／０２８６０９０号に説明されるように、ガス及び水分バリア特性に乏しく、パッケージング材料としての使用にあまり適さない。
【００１６】
現在使用されており、製造プロセスに耐えることができる単層の生分解性ポリマー（即ち、積層ではない）から構成される単回使用のサッシェのいずれも、貯蔵寿命が短く、バリア条件に満たず、開放環境で比較的短い期間内に生分解しない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００９／０２８６０９０号
【特許文献２】米国特許出願公開第２００８／００３８５６０号
【特許文献３】日本国特許出願第２００５／１１１７８３号
【特許文献４】米国特許第５，４９８，６９２号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１８】
一態様において、本発明は、インクを堆積させるバリア材料でコーティングされた生分解性シーラントを含むパッケージに関する（図１ａ参照）。任意に、インクはラッカーでコーティングされる。シーラントは、約１２μｍ〜約１００μｍ、好ましくは約２５μｍ〜約７５μｍ、より好ましくは約３０μｍ〜約５０μｍの厚さで存在する。バリア材料は、金属、金属酸化物、ナノクレイ、及びこれらの混合物からなる群から選択され、約２００Å〜約５０μｍ、好ましくは約２００Å〜約９μｍの厚さである。バリア材料は、少なくとも約３８×１０−５ニュートン（Ｎ／ｃｍ）［３８ダイン／ｃｍ］、好ましくは少なくとも約４２×１０−５ニュートン（Ｎ／ｃｍ）［４２ダイン／ｃｍ］である表面エネルギーを有する。代替的に、表面は、約３８×１０−５ニュートン／ｃｍ（Ｎ／ｃｍ）［３８ダイン／ｃｍ］未満のエネルギーを有するが、コロナ処理等の、当業者に既知の技法を使用して、所望の表面エネルギーをもたらすように処理され得る。インクは、約０．５μｍ〜約２０μｍ、好ましくは約１μｍ〜約１０μｍ、より好ましくは約２．５μｍ〜約３．５μｍの厚さで存在する。存在するとき、ラッカーは、最大約２５μｍ、好ましくは最大約５μｍの厚さを有する。
【００１９】
別の態様において、本発明は、生分解性シーラント、並びにポリグリコール酸（ＰＧＡ）、ポリオレフィン、充填剤、及びこれらの混合物からなる群から選択されるバリア材料から構成される層を含むパッケージに関する。インクを層上に堆積させ、インクは、任意に、ラッカーでコーティングされる（図２ａを参照）。層は、約２５μｍ〜約１００μｍ、好ましくは約３０μｍ〜約６０μｍの厚さ、及び約３８×１０−５ニュートン／ｃｍ（Ｎ／ｃｍ）［３８ダイン／ｃｍ］未満の表面エネルギーを有するが、当業者に既知の技法を使用して、所望の表面エネルギーをもたらすように処理され得る。インクは、約０．５μｍ〜約２０μｍ、好ましくは約１μｍ〜約１０μｍ、より好ましくは約２．５μｍ〜約３．５μｍの厚さで存在する。存在するとき、ラッカーは、最大約２５μｍ、好ましくは最大約５μｍの厚さを有する。任意に、層は、インク堆積前にバリア材料でコーティングされる。存在するとき、バリア材料は、約２００Å〜約５０μｍ、好ましくは約２００Å〜約９μｍの厚さで存在する。
【００２０】
また別の態様では、本発明は、インクを堆積させる生分解性シーラントから構成される、第１のパッケージを含む物品に関する。任意に、インクはラッカーでコーティングされる。第１のパッケージは、第２のパッケージ内に封入される（図３ａを参照）。任意に、複数の第１のパッケージが第２のパッケージ内に封入される（図３ｂを参照）。
【００２１】
第１のパッケージの生分解性シーラントは、約２５μｍ〜約１００μｍ、好ましくは約３０μｍ〜約６０μｍの厚さで存在し、前述の表面エネルギーを有する。インクは、約０．５μｍ〜約２０μｍ、好ましくは約１μｍ〜約１０μｍ、より好ましくは約２．５μｍ〜約３．５μｍの厚さで存在する。任意に、第１のパッケージは、約２００Å〜約５０μｍの厚さで存在する金属、金属酸化物、ナノクレイ、及びこれらの混合物からなる群から選択されるバリア材料でコーティングされる。このバリア材料は、少なくとも約３８×１０−５ニュートン／ｃｍ（Ｎ／ｃｍ）［３８ダイン／ｃｍ］、好ましくは少なくとも約４２×１０−５ニュートン／ｃｍ（Ｎ／ｃｍ）［４２ダイン／ｃｍ］である表面エネルギーを有する。代替的に、表面は、約３８×１０−５ニュートン／ｃｍ（Ｎ／ｃｍ）［３８ダイン／ｃｍ］未満のエネルギーを有するが、当業者に既知の技法を使用して、所望の表面エネルギーをもたらすように処理され得る。
【００２２】
第２のパッケージは、ポリエチレンテレフタレート、ポリオレフィン、アルミニウム、金属化ポリオレフィン、金属化ポリエチレンテレフタレート、及びこれらの混合物からなる群から選択される基材から構成され、約１２μｍ〜約２００μｍの厚さを有する。任意に、基材は、約２００Å〜約５０μｍ、好ましくは約２００Å〜約９μｍの厚さで基材をコーティングするバリア材料を含む。加えて、又は代替的に、基材は、任意に、生分解性シーラントを更に含む。代替的に、第２のパッケージは、約１２μｍ〜約１００μｍの厚さを有し、約２００Å〜約５０μｍの厚さで存在する金属、金属酸化物、ナノクレイ、及びこれらの混合物からなる群から選択されるバリア材料でコーティングされる生分解性シーラントから構成される。別の代替として、第２のパッケージは、約１２μｍ〜約１００μｍの厚さを有する層から構成される。この層は、生分解性シーラント、並びに層の総容量に基づき、約１体積％（ｖｏｌ％）〜約４０体積％（ｖｏｌ％）の量でポリグリコール酸（ＰＧＡ）、ポリオレフィン、充填剤、及びこれらの混合物からなるバリア材料を含む。
【００２３】
本発明のパッケージ及び物品は、少なくとも約１年、好ましくは少なくとも約２年、より好ましくは少なくとも約３年の貯蔵寿命を有する。本発明の最初の２つの態様のパッケージ及び本発明の第３の態様の第１のパッケージが、例えば、消費者によって使用された後、これらはシーラント分解微生物に曝露される開放環境（即ち、産業上の堆肥化条件ではない）に廃棄される。水及びシーラント分解微生物に初めて、及び連続して曝露された後、これらのパッケージは、２年以内、好ましくは約１８ヶ月以内、より好ましくは約１年以内に１ミリメートルのふるいを通過するのに十分に小さい小片に崩壊する。
【００２４】
本発明の最初の２つの態様のパッケージ及び本発明の第３の態様の第２のパッケージは、約３７℃及び約９０％の相対湿度（ＲＨ）で、１日につき１平方メートル当り約１０グラム未満（ｇ／ｍ2／日）、好ましくは約５ｇ／ｍ2／日未満、より好ましくは約２ｇ／ｍ2／日未満、なおより好ましくは約１ｇ／ｍ2／日未満、更により好ましくは約０．６ｇ／ｍ2／日未満、例えば、約０．４ｇ／ｍ2／日未満、又は約０．２ｇ／ｍ2／日未満のＭＶＴＲを有する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
本明細書は、本発明とみなされる主題を特定して指摘し明確に請求する特許請求の範囲をもって結論とするが、本発明は、添付の図面と関連させた次の説明から更によく理解されると考えられる。いくつかの図は、他の要素をより簡潔に示すため、選択された要素を省略することで簡易化されてもよい。いくつかの図中のかかる要素の省略は、対応する明細書の中で明確に述べられている場合を除き、代表的な実施形態のいずれかにおいて必ずしも特定要素の有無を暗示するものではない。いずれの図面も必ずしも縮尺どおりではない。
【図１ａ】インクを堆積させるバリア材料でコーティングされた生分解性シーラントを含むサッシェパッケージに適した構造。任意に、インクはラッカーでコーティングされる。
【図１ｂ】インクを堆積させる金属化紙でコーティングされたシーラントとしてポリヒドロキシアルカノエートを含むサッシェパッケージに適した構造。任意に、インクはラッカーでコーティングされる。
【図２ａ】生分解性シーラント及びバリア材料から構成される層を含むサッシェパッケージに適した構造。インクを層上に堆積させ、インクは、任意に、ラッカーでコーティングされる。
【図２ｂ】生分解性シーラント及びバリア材料から構成される層を含むサッシェパッケージに適した構造。生分解性シーラントは、インクを堆積させるバリア材料でコーティングされる。インクは、任意にラッカーでコーティングされる。
【図３ａ】インクを堆積させる生分解性シーラントから構成されるサッシェパッケージに適した構造を含む物品。任意に、インクはラッカーでコーティングされる。本構造は、第２のより大きいパッケージに封入される。
【図３ｂ】インクを堆積させる生分解性シーラントから構成されるサッシェパッケージに適した複数の構造を含む物品。この複数の構造は、第２のより大きいパッケージに封入される。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
製造プロセスに耐える、貯蔵寿命が長く、開放環境に廃棄されたときに、水及びシーラント分解微生物に初めて、並びに連続して曝露された後短い期間内に１ｍｍのふるいを通り抜けるのに十分に小さい小片に崩壊する生分解性サッシェが生産され得ることが今回分かった。本発明のサッシェは、有利に、分解のための産業上の堆肥化条件を必要としない。更に、それらは、コーティングを伴う単層基材から構成され、費用のかかる、異なる材料の層の複数の積層ステップを必要としない。本発明のサッシェの比較的長い貯蔵寿命は、それらが液体消費者製品を収容しているときでもサッシェの物理的及び化学的一体性を減少することなく、それらを長い期間保存又は輸送することを可能にする。サッシェの比較的速い生分解は、環境ゴミの大幅な減少をもたらす。本発明のサッシェを生産するために使用されるフィルムは、有利に、例えば、ゴミ袋、おむつの構成要素、失禁製品、女性用衛生製品、食品パッケージング、チューブ、詰め替えパック、及びスタンドアップポーチ等の他の物品を形成するために使用され得る更に、本発明のサッシェを生産するために使用されるフィルムは、従来使用されるポリオレフィンフィルムより石油系供給源にあまり依存しない。よって、本発明のサッシェは、従来のサッシェと比較すると、炭素排出量を削減してもよい。
【００２７】
本発明のサッシェは、シーラント及びバリア材料の両方を含んでもよい分解性フィルムから構成される。本発明のシーラントは、バルク、熱封止、及びバリア保護特性を提供する。バリア材料は、その生分解を更に可能にする一方で、パッケージの中及び外への湿気透過速度（ＭＶＴＲ）を減少させるように機能する。バリア材料は、パッケージの壁を通したあらゆる拡散種の拡散を制限するよう働くこともできる。拡散種の非限定的な例としては、Ｏ2、ＣＯ2、芳香、及び香料が挙げられる。意外にも、本発明のシーラント及びバリア材料の特定の組み合わせは、サッシェが水及びシーラント分解微生物に初めて、及び連続して曝露された後２年未満、好ましくは約１８ヶ月未満、より好ましくは約１年未満に崩壊を受けることも可能にする一方で、適度に長いサッシェの貯蔵寿命を提供する、サッシェの内容物を外部環境から保護する、及び比較的低い湿気透過速度をサッシェに付与するように機能する。
【００２８】
第１の態様において、本発明は、図１ａに表されるパッケージに関する。この態様において、パッケージは、インクを堆積させるバリア材料でコーティングされた生分解性シーラントを含む。任意に、インクはラッカーでコーティングされる。
【００２９】
本発明のこの態様におけるシーラントは、任意の生分解性ポリマーであり得る。一部の実施形態では、シーラントは、ポリヒドロキシアルカノエート（ＰＨＡ）、ＰＨＡコーティングされた紙、ＰＨＡコーティングされた真空金属化紙、真空金属化ＰＨＡ、ポリビニルアルコール、脂肪族芳香族ポリエステル（例えば、ＢＡＳＦのＥＣＯＦＬＥＸ（登録商標））、熱可塑性デンプンフィルム（例えば、ＮｏｖａｍｏｎｔのＭＡＴＥＲ−ＢＩ（商標）又はＰｌａｎｔｉｃのＰＬＡＮＴＩＣ（登録商標））、ポリブチレンサクシネート、及びこれらのコポリマー（例えば、Ｓｈｏｗａ  Ｈｉｇｈｐｏｌｙｍｅｒ  Ｃｏ．のＢＩＯＮＯＬＬＥ（登録商標））、デンプンベースのフィルム、並びにこれらの混合物からなる群から選択される。紙の非限定的な例としては、アート紙（即ち、コーティング紙）、クラフト紙、圧延シート、わら紙、濾紙、及びボール紙が挙げられる。紙をシーラントに加えることにより、シーラントにバルク及び剛性を付加し、印刷表面を改善することもできる。一部の好ましい実施形態では、シーラントは、ＰＨＡ、ＰＨＡコーティングされた紙、及びこれらの混合物からなる群から選択される。例えば、シーラントはＰＨＡである。
【００３０】
ＰＨＡは、ポリ（β−ヒドロキシアルカノエート）、ポリ（３−ヒドロキシブチレート−ｃｏ−３−ヒドロキシバレレート（ＮＯＤＡＸ（商標））を生産するＳｈｅｎｚｈｅｎ  Ｅｃｏｍａｎｎ  Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｃｏ．，Ｍｅｒｉｄｉａｎ，Ｉｎｃ．、又はＭＩＲＥＬ（商標）を生産するＭｅｔａｂｏｌｉｘの押出及び吹込用のフィルム用銘柄として商業化されているコポリマーとして得ることができる。ＰＨＡコポリマーの非限定的な例としては、米国特許第５，４９８，６９２号に記載されるものが挙げられる。他のＰＨＡコポリマーは、参照により本明細書に組み込まれる、Ｖｏｌｏｖａ，「Ｐｏｌｙｈｙｄｒｏｘｙａｌｋａｎｏａｔｅｓ−Ｐｌａｓｔｉｃ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ２１st  Ｃｅｎｔｕｒｙ：Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，Ｎｏｖａ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ，Ｉｎｃ．，（２００４）に記載されるように、微生物、β−ラクトンの開環重合、ヒドロキシアルカン酸の脱水−重縮合、及びヒドロキシアルカン酸のアルキルエーテルの脱アルコール化−重縮合等の、当業者に既知の方法により合成され得る。
【００３１】
本発明のこの態様のシーラントは、約１２μｍ〜約１００μｍ、好ましくは約２５μｍ〜約７５μｍ、より好ましくは約３０μｍ〜約５０μｍの厚さで存在する。例えば、パッケージが液体を封入する場合、シーラントは、約３０μｍ〜約５０μｍであり、パッケージが粉末を封入する場合、シーラントの厚さは、約２５μｍ〜約４０μｍの厚さで存在する。本発明の任意の態様のシーラント、バリア材料、基材、及び／又は層の厚さは、標準的な測径器等を用いて、当業者に既知の任意の方法によって決定され得る。シーラントがより薄いと、より速い生分解速度のパッケージとなるが、湿気透過速度（ＭＶＴＲ）が高いと、構造の一体性が低下し、貯蔵寿命が短くなる。シーラントがより厚いと、ＭＶＴＲが低いパッケージとなり、構造の一体性が増加するが、生分解速度が遅くなる。任意に、シーラントは、シーラントの総容量に基づき、約１体積％（ｖｏｌ％）〜約３０体積％（ｖｏｌ％）の量で充填剤を含む。充填剤の非限定的な例としては、グラフェン、酸化グラフェン、炭酸カルシウム、ナノクレイ及びワックスが挙げられる。
【００３２】
ＰＨＡ及び紙の極性は、典型的に、良好な結合につながるが、これは改善する必要はない。しかしながら、一部の実施形態では、シーラントがＰＨＡ又はＰＨＡコーティングされた真空金属化紙であるとき、参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願第２００９／０１９１３７１号に記載されるように、ＰＨＡの紙層への結合を改善するために、無水物又は酸修飾エチレン並びにプロピレンホモ−及びコ−ポリマーが押出可能な接着剤層として使用され得る。接着剤層の正確な組成物は、多層構造に結合される隣接する層の特定の組成物により決定される。ポリマー分野の技術者は、構造に使用される他の材料に基づき、適切な接着剤層を選択することができる。ホットメルト接着剤、溶剤系接着剤、及び水性接着剤等の接着剤層組成物が適している。
【００３３】
ＰＨＡは、米国特許出願第２００９／０１９１３７１号に記載される、紙又は箔にも積層され得る。積層は、冷間（冷却）ロールと接触するときに、高速（典型的には１分当り約３０．５〜約３０４．８メートル（１分当り約１００〜約１０００フィート）、好ましくは１分当り約９１．４〜約２４３．８メートル（１分当り約３００〜約８００フィート））で移動する基材とＰＨＡとの間に接着剤組成物の溶融幕を置くステップを伴う。溶融幕は、平坦なダイを通して接着剤組成物を押出すことにより形成される。溶液系接着剤組成物も、フィルムを基材に接着するために使用され得る。
【００３４】
接着剤の非限定的な例としては、アクリル、ポリ酢酸ビニル、及び極性材料に適した層を連結する他の一般に使用される接着剤が挙げられる。一部の実施形態では、接着剤は、ＢｉｏＴＡＫ（登録商標）等の再生可能な接着剤である。
【００３５】
本発明の第１の態様のバリア材料の正確な組成物及び厚さは、意図されるパッケージの使用、及び特定の材料の増加又は損失に対するパッケージ内の消費者製品の感度により決定される。例えば、パッケージがシャンプーを封入している場合、シャンプーからの臨界量の水分損失は、その性能に極めて悪影響を与える。パッケージが売買され続けることが予想される推定時間に基づき、所望の貯蔵寿命又は消費期限が定義される。既知の許容可能な水分損失の量、売買にかかる時間の長さ、及びパッケージの大きさにより、許容可能な水分流動量が定義される。その後、特定の性能基準及びパッケージ内に封入される各消費者製品の特徴に基づき、バリア材料の組成物及びバリアの厚さが選択される。
【００３６】
本発明のこの態様におけるバリア材料は、金属、金属酸化物、ナノクレイ、及びこれらの混合物からなる群から選択される。一部の実施形態では、バリア材料が金属又は金属酸化物であるとき、それは、アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、ダイアモンド様炭素（ＤＬＣ）、及びこれらの混合物からなる群から選択される。一部の好ましい実施形態では、金属は、真空金属化アルミニウムである。一部の実施形態では、バリア材料がナノクレイであるとき、ナノクレイは、モンモリロン石、バーミキュライト板状晶、及びこれらの混合物からなる群から選択される。バリア材料は少なくとも約３８×１０−５ニュートン／ｃｍ（Ｎ／ｃｍ）［３８ダイン／ｃｍ］、好ましくは少なくとも約４２×１０−５ニュートン／ｃｍ（Ｎ／ｃｍ）［４２ダイン／ｃｍ］である表面エネルギーを有するか、又はバリア材料は、コロナ処理等の、当業者に既知の技法を使用して、所望の表面エネルギーをもたらすように処理され得る。バリア材料の表面エネルギーは、当業者に既知の任意の方法により決定され得る。表面エネルギーが約３８×１０−５ニュートン／ｃｍ（Ｎ／ｃｍ）［３８ダイン／ｃｍ］未満である場合、バリア材料は、その表面に印刷インクを受容しない。バリア材料は、約２００Å〜約５０μｍ、好ましくは約２００Å〜約９μｍの厚さで存在する。
【００３７】
本発明のこの態様の一実施形態では、図１ｂに示されるように、分解性シーラントはＰＨＡであり、バリア材料は金属化紙である。
【００３８】
第２の態様において、本発明は、図２ａに表されるパッケージに関する。この態様において、パッケージは、生分解性シーラント、並びにポリグリコール酸（ＰＧＡ）、ポリオレフィン、充填剤、及びこれらの混合物からなる群から選択されるバリア材料から構成される層を含む。インクを層上に堆積させ、インクは、任意に、ラッカーでコーティングされる。一部の実施形態では、層は、図２ｂに示されるように、任意にバリア材料でコーティングされる。
【００３９】
本発明のこの態様におけるシーラントは、任意の生分解性ポリマーであり得る。本発明のこの態様の一部の実施形態では、シーラントは、本発明の第１の態様に記載される通りである。
【００４０】
本発明のこの態様の層のバリア材料は、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）、ポリオレフィン（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン）、及びこれらの混合物からなる群から選択される。本明細書に使用される「ポリオレフィン」という用語は、未使用の石油系ポリオレフィン、消費者再利用ポリオレフィン、産業再利用ポリオレフィン、再生可能資源由来のポリオレフィン（即ち、植物、動物、魚、細菌、菌類、及び林産物等のその消費速度と比較可能な速度の自然プロセスによって産生される）、又はこれらの混合物を指す。本発明のこの態様の一部の実施形態では、バリア材料は、ナノクレイ、グラフェン、酸化グラフェン、炭酸カルシウム、ワックス、及びこれらの混合物からなる群から選択される充填剤である。ナノクレイの非限定的な例としては、モンモリロン石、バーミキュライト板状晶、及びこれらの組み合わせが挙げられる。一部の好ましい実施形態では、バリア材料は、ナノクレイ又は酸化グラフェンからなる群から選択される。
【００４１】
バリア材料は、層の総容量に基づき、約１体積％（ｖｏｌ％）〜約４０体積％（ｖｏｌ％）、好ましくは約５体積％（ｖｏｌ％）〜約４０体積％（ｖｏｌ％）、より好ましくは約５体積％（ｖｏｌ％）〜約２０体積％（ｖｏｌ％）の量で存在する。バリア材料の量がより多いと、構造の一体性が増加し、ＭＶＴＲが低下するが、分解速度がより遅くなる可能性がある。
【００４２】
層は、約２５μｍ〜約１００μｍ、好ましくは約３０μｍ〜約６０μｍの厚さを有する。例えば、パッケージが液体を封入するとき、層は、約４０μｍ〜約６０μｍの厚さで存在する。パッケージが粉末を封入するとき、層は、約２５μｍ〜約５０μｍの厚さで存在する。層がより薄いと、より速い生分解速度のパッケージとなるが、ＭＶＴＲが高いと、構造の一体性が低下し、貯蔵寿命が短くなる。層がより厚いと、ＭＶＴＲが低いパッケージとなり、構造の一体性が増加するが、生分解速度が遅くなる。層は少なくとも約３８×１０−５ニュートン／ｃｍ（Ｎ／ｃｍ）［３８ダイン／ｃｍ］、好ましくは少なくとも約４２×１０−５ニュートン／ｃｍ（Ｎ／ｃｍ）［４２ダイン／ｃｍ］のエネルギーを有する表面を有するか、又は層は、コロナ処理等の、当業者に既知の技法を使用して、所望の表面エネルギーをもたらすように処理され得る。表面エネルギーが約３８×１０−５ニュートン／ｃｍ（Ｎ／ｃｍ）［３８ダイン／ｃｍ］未満である場合、層は、その表面に印刷インクを受容しない。代表的な実施形態の層の組成物は、ＰＨＡ／ＰＧＡ、ＰＨＡ／ナノクレイ、ＰＨＡ／グラフェン、ＰＨＡ／酸化グラフェン、及びＰＨＡ／ポリオレフィンを含む。
【００４３】
本発明のこの態様の層は、図２ｂに示されるように、任意に、バリア材料でコーティングされ得、その組成物及び厚さは、本発明の第１の態様に前述される通りである。
【００４４】
第３の態様において、本発明は、図３ａに表される物品に関する。この態様において、物品は、インクを堆積させる生分解性シーラントから構成される第１のパッケージを含む。任意に、インクはラッカーでコーティングされる。第１のパッケージは、より大きい第２のパッケージ内に封入される。
【００４５】
第１のパッケージのシーラントの組成物及び厚さは、本発明の第１の態様に前述される通りである。第２のパッケージは、約１２μｍ〜約２００μｍの厚さを有する基材から構成される。第２のパッケージの基材の非限定的な例としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリオレフィン（例えば、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、二軸延伸ポリプロピレン）、金属化ポリオレフィン（例えば、金属化高密度ポリエチレン、金属化低密度ポリエチレン、金属化ポリプロピレン、金属化二軸延伸ポリプロピレン）、金属化ポリエチレンテレフタレート、及びアルミニウムが挙げられる。基材の厚さは、その組成物及び所望されるバリア特性に依存する。当業者は、標準的な産業情報に基づき、必要な基材の厚さを容易に決定することができる。任意に、基材は、本発明の第１の態様に前述されるように、約２００Å〜約５０μｍ、好ましくは約２００Å〜約９μｍの厚さの基材をコーティングするバリア材料を含む。加えて又は代替的に、基材は、本発明の第１の態様に前述されるように、任意に、生分解性シーラントを更に含む。
【００４６】
代替的に、第２のパッケージは、本発明の第１の態様に前述されるように、約１２μｍ〜約１００μｍの厚さを有し、約２００Å〜約５０μｍの厚さを有するバリア材料でコーティングされる生分解性シーラントから構成される。別の代替として、第２のパッケージは、約１２μｍ〜約１００μｍの厚さを有する層から構成される。この層は、本発明の第２の態様に前述されるように、生分解性シーラント、及び層の総容量に基づき、約１体積％（ｖｏｌ％）〜約４０体積％（ｖｏｌ％）の量でバリア材料を含む。
【００４７】
任意に、複数の第１のパッケージが、図３ｂに示されるように、単一の第２のパッケージ内に収容される。例えば、小さいサッシェのロールは、小さいサッシェの全ロールにバリアを提供する、より大きい袋内に封入される。よって、バリアの要求条件は、単一のより大きいパッケージによって提供されるため、有利に、多数のより小さいサッシェから除去され得る。
【００４８】
本発明の全態様において、堆積させるインクは、溶剤系又は水性のいずれかであり得る。一部の実施形態では、インクは高耐摩耗性である。例えば、高耐摩耗性インクは、紫外線（ＵＶ）又は電子ビーム（ＥＢ）により硬化されたコーティングを含んでもよい。一部の実施形態では、インクは、石油資源に由来する。一部の実施形態では、インクは、大豆、植物、又はこれらの混合物等の、再生可能な資源に由来する。インクの非限定的な例としては、完全に再生可能な資源（例えば、トウモロコシ）に由来する、Ｇａｎｓ  Ｉｎｋ  ＆  Ｓｕｐｐｌｙ  Ｃｏ．のＥＣＯ−ＳＵＲＥ！（商標）及びＥＦＩの溶媒系ＶＵＴＥｋ（登録商標）及びＢｉｏＶｕ（商標）インクを含む。インクは、約０．５μｍ〜約２０μｍ、好ましくは約１μｍ〜約１０μｍ、より好ましくは約２．５μｍ〜約３．５μｍの厚さで存在する。
【００４９】
本発明の全態様における任意のラッカーは、その物理的及び化学的環境からインク層を保護するように機能する。一部の実施形態では、ラッカーは、樹脂、添加剤、及び溶剤／水からなる群から選択される。一部の好ましい実施形態では、ラッカーは、ニトロセルロース系ラッカーである。ラッカーは、耐久性を最適化し、光沢のある又は艶消仕上げを提供するように調合される。ラッカーは、最大約２５μｍ、好ましくは最大約５μｍの厚さで存在する。存在するラッカーの量は、ラッカー自体の分解速度ではなく、全パッケージの分解速度に影響を及ぼす。よって、ラッカーの層がより薄いと、全パッケージの生分解速度がより速くなる。
【００５０】
一部の実施形態では、本発明の生分解性パッケージ及び物品は、オキソ生分解性添加剤を実質的に含まない（即ち、パッケージ又は物品の総重量に基づき、約１重量％未満）。本明細書に前述するように、オキソ生分解性添加剤は、理論的に、熱、空気、光、又はこれらの混合物に曝露されると、プラスチックの酸化及び鎖の分断を助長する遷移金属からなる。短縮されたポリマー鎖は、理論的に、廃棄環境で見られる微生物によって消費され、食物源として使用され得るが、これらのプラスチック断片が土壌又は海洋環境にどれだけ長く存続するか、又はこれらの断片化の生分解がそもそも起こるかを支持するデータはない。
【００５１】
一部の実施形態では、本発明の生分解性パッケージ及び物品は、液体又は粉末等の消費者製品を含有する。本明細書で使用される「消費者製品」とは、例えば、ヘアケア、ビューティケア、口腔ケア、ヘルスケア、身体清浄、及び家庭用清浄に使用される材料を指す。消費者製品の非限定的な例としては、シャンプー、コンディショナー、ムース、顔用石鹸、ハンドソープ、ボディソープ、液状石鹸、固形石鹸、保湿剤、スキンローション、シェービングローション、歯磨き粉、口腔洗浄剤、ヘアゲル、手用殺菌剤、洗濯洗剤、食器洗剤、食器洗浄機洗剤、化粧料、及び市販の医薬品が挙げられる。本発明のパッケージ及び物品は、消費者製品に耐性である。本明細書で使用される「耐性」とは、消費者製品の相互作用により分解することなく、またパッケージ材料を通した消費者製品が拡散することなく、パッケージ及び物品が、それらの機械的特性及び設計された通りにそれらの表面上に図柄を維持する能力を指す。
【００５２】
特性決定
貯蔵寿命
本発明のパッケージ及び物品は、少なくとも約１年、好ましくは少なくとも約２年、より好ましくは少なくとも約３年の貯蔵寿命を有する。本明細書に使用される「貯蔵寿命」とは、本発明のパッケージ又は物品が、劣化又は使用に不適切になることなく、その当初の設計の意図される特性を維持する期間を指す。本発明のパッケージ又は物品の貯蔵寿命の間、パッケージ及び物品の物理的及び化学的一体性は、保管、輸送、及び消費者使用の間中維持される。本発明のパッケージ及び物品は、空のとき、又は液体若しくは粉末等の消費者製品で充填されたときの上述の貯蔵寿命を維持する。
【００５３】
本発明のパッケージ又は物品の貯蔵寿命は、老化を促進するために、パッケージ又は物品を一定温度、一定湿度の部屋に設置することにより試験され得る。これらの研究のデータは、輸送状態等の非加速状態での長期安定性及び化学作用を予想するために使用され得る。これらのデータは、アレニウス計算又は他の適格な分析法を使用して、８０％の信頼限界で貯蔵寿命を設定するために使用され得る。例えば、老化速度は、温度が摂氏１０度増加する度に２倍加速し得る。２ヶ月間５０％の相対湿度（ＲＨ）及び５５℃の部屋に設置されたパッケージ又は物品は、１６ヶ月間５０％のＲＨ及び２５℃でのパッケージ又は物品と等しい。老化プロセスの加速後、パッケージ又は物品は、重量損失及び漏出について試験され、図柄は、変色、にじみ等について検査される。関連する機械特性も試験される。パッケージ又は物品が、温度及び湿度に曝露されない対照パッケージ又は物品と同じである場合、パッケージ又は物品は安定しているとみなされる。パッケージ又は物品が消費者許容可能レベルを超えて減少する物理的特性又は外見を有する場合、パッケージ又は物品は不合格とみなされる。
【００５４】
生分解
本発明のパッケージ又は物品は、例えば消費者によって使用された後、開放環境に廃棄される（即ち、産業堆肥化状態ではない）。本発明の最初の２つの態様のパッケージ及び本発明の第３の態様の第１のパッケージは、水及びシーラント分解微生物に初めて、及び連続して曝露された後２年以内、好ましくは約１８ヶ月未満、より好ましくは約１年未満で、１ミリメートルのふるい、好ましくは０．７５ｍｍのふるい、より好ましくは０．５ｍｍのふるい、例えば、０．２５ｍｍのふるいを通過するのに十分に小さい小片に崩壊する。本明細書で使用される「微生物」とは、細菌、菌類、古細菌、及び原生生物等の、肉眼で見るには非常に小さい生物として定義される。例えば、本発明のパッケージ又は物品がＰＨＡから構成される場合、それは、微生物由来の酵素によって解重合され得る。
【００５５】
微生物は、ポリマーを細胞外で水溶性産物に加水分解する特定のＰＨＡ解重合酵素を分泌する。ＰＨＡを分解することが報告されている細菌の非限定的な例としては、バチルス属、シュードモナス属（例えば、シュードモナスレモイネイ）、及びストレプトミセス属の細菌が挙げられる。他のＰＨＡ分解細菌は、参照により本明細書に組み込まれるＪｅｎｄｒｏｓｓｅｋ  ｅｔ  ａｌ．，Ａｐｐｌ．Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ．Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ．４６：４５１〜４６３（１９９６）の４５４頁の表１に見出すことができる。ＰＨＡ分解細菌は、ほぼ全ての陸上及び水中生態系に存在する。ＰＨＡを分解する菌類の非限定的な例としては、前述のＪｅｎｄｒｏｓｓｅｋらの論文に記載される子嚢菌、担子菌、不完全菌、マスティジオミセト（Mastigiomycetes）、変形菌、接合菌が挙げられる。
【００５６】
崩壊中、無機材料が分散される一方で、本発明のパッケージ及び物品中の炭素化合物は無機化を受ける。本明細書で使用される「無機化」とは、炭素化合物の二酸化炭素、メタン、又はこれらの混合物への変換である。無機化は、二酸化炭素、メタン、又はこれらの混合物に変換される、パッケージ又は物品中の有機炭素の量を測定することにより決定され得る。本明細書で使用される「分散される」とは、無機材料が特定の大きさのふるい（例えば、１ｍｍ）を通り抜けることができる小さい小片に崩壊することを指す。
【００５７】
光添加剤
加えて、本発明に特定される分解性に合致するようにポリマーの分解性を調整するために、特定の添加剤が添加され得る。例えば、ＵＳ第２０１０／０２２２４５４（Ａ１）号、ＵＳ第２００４／００１００５１（Ａ１）号、ＵＳ第２００９／０２８６０６０（Ａ１）号、及びその中の参考文献に開示されるように、ある外部刺激（例えば、光への曝露）によって誘発される、又は誘発されることなく、ポリマーの分解を調整するための多くの添加剤が知られている。加えて、Ｒａｎｂｙ及びＲａｂｅｋによるポリマーの光分解、光酸化、及び光安定化は、光分解材料を説明している。
【００５８】
理論に拘束されるわけではないが、これらの添加剤（光酸及び光塩基発生剤）の例の１つは、ポリエステルの加水分解をもたらす、特定の光波長への曝露に応答して局部ｐＨを調整する。これらのポリマーが低分子量に加水分解されると、微生物によって真の意味で生分解される。
【００５９】
湿気透過速度
本発明のパッケージ及び物品は、パッケージ又は物品を通して外部環境若しくはパッケージ内の消費者製品のいずれかへの水分の移動を最小にする湿気透過速度（ＭＶＴＲ）を有する。ＭＶＴＲは、水蒸気が特定の温度及び相対湿度条件でフィルムを透過する定常速度であり、ＡＳＴＭ  Ｆ１２４９を使用して決定され得る。消費者製品が液体であるとき、パッケージ又は物品のＭＶＴＲは、液体の外部環境への水分損失を防止する。消費者製品が粉末であるとき、パッケージ又は物品のＭＶＴＲは、外部環境から粉末が水分を吸収するのを防止する。
【００６０】
本発明のパッケージ及び物品は、約３７℃及び約９０％の相対湿度（ＲＨ）で、１日につき１平方メートル当り約１０グラム未満（ｇ／ｍ2／日）、好ましくは約５ｇ／ｍ2／日未満、より好ましくは約２ｇ／ｍ2／日未満、なおより好ましくは約１ｇ／ｍ2／日未満、更により好ましくは約０．６ｇ／ｍ2／日未満、例えば、約０．４ｇ／ｍ2／日未満、又は約０．２ｇ／ｍ2／日未満のＭＶＴＲを有する。一部の実施形態では、本発明のパッケージ又は物品が粉末を封入するとき、ＭＶＴＲは、約３７℃及び約９０％のＲＨで、約１０ｇ／ｍ2／日未満、好ましくは約５ｇ／ｍ2／日未満、より好ましくは約２ｇ／ｍ2／日未満、例えば、約１ｇ／ｍ2／日未満である。一部の実施形態では、本発明のパッケージ又は物品が液体を封入するとき、ＭＶＴＲは、約３７℃及び約９０％のＲＨで、約２ｇ／ｍ2／日未満、好ましくは約１ｇ／ｍ2／日未満、より好ましくは約０．６ｇ／ｍ2／日未満、例えば、約０．４ｇ／ｍ2／日未満、又は約０．２ｇ／ｍ2／日未満である。本発明のパッケージ及び物品のＭＶＴＲは、パッケージ又は物品のシーラント及びバリア材料の組成物及び厚さを調節することにより調整され得る。例えば、ＭＶＴＲは、シーラントの厚さが増加すると、特にバリア材料の厚さが増加すると減少する。
【００６１】
本発明のパッケージ及び物品は、悪臭がなく、少なくとも次の手段のうちの１つを特徴とする：引張係数、動摩擦係数、熱封止開始温度、熱封止強度、及び引裂き抵抗。本明細書に使用される「悪臭」とは、何らかの形で消費者に不快であり得る明白な臭いを指す。
【００６２】
引張係数
引張係数は、応力歪み曲線の線形領域の歪みで割った応力である。一部の実施形態では、本発明のパッケージ及び物品の引張係数は、１５．０又は２５．４ｍｍ幅のフィルム、約５０ｍｍの把持ギャップ、及び約３００ｍ／分のクロスヘッド速度を使用して、ＡＳＴＭ  Ｄ８８２によって決定され得る。一部の実施形態では、本発明のパッケージ及び物品は、約１４０ＭＰａ〜約４１４０ＭＰａの引張係数を有する。本発明のパッケージ及び物品の引張係数が非常に低い場合、梱包プロセスからの印刷のゆがみが消費者によって見られる。
【００６３】
動摩擦係数
動摩擦係数は、相互に対する相対運動において２つの物体間の摩擦力の比率、及びそれらを一緒に押す力を説明する無次元のスカラー値である。動摩擦係数は、ＡＳＴＭ  Ｄ１８９４により決定され得る。一部の実施形態では、本発明のパッケージ及び物品は、パッケージ又は物品の外表面間で約０．７５を超えない、好ましくは約０．５を超えない、及びパッケージの内表面間で約０．２０〜約０．７５、好ましくは約０．２〜約０．５の動摩擦係数を有する。動摩擦係数が非常に高い場合、フィルムはサッシェに形成されるには非常に粘着である。
【００６４】
熱封止開始温度
熱封止開始温度は、シールの剥離強度が４Ｎの値を達成する最小封止温度である。熱封止開始温度は、１５．０又は２５．４ｍｍ幅のフィルム、約０．５秒の滞留時間、約２５０ｋＰａ（２．５バール）の圧力、及び２００ｍｍ／分のクロスヘッド速度を使用して、ＡＳＴＭ  Ｆ８８によって決定され得る。一部の実施形態では、本発明のパッケージ及び物品は、約１２０℃を超えない、好ましくは１１０℃を超えない熱封止開始温度を示す。熱封止開始温度が非常に高い場合、梱包サイクル時間を遅くする。
【００６５】
熱封止強度
熱封止強度は、２．５４ｃｍ（１インチ）幅のシールが分離され得るピーク力である。熱封止強度は、１５又は２５．４ｍｍの切った細片、約２５０ｋＰａ（２．５バール）の圧力、約０．５秒の滞留時間、２００ｍｍ／分のクロスヘッド速度、及び約１８０℃の温度を使用して、ＡＳＴＭ  Ｆ８８よって決定され得る。一部の実施形態では、本発明のパッケージ及び物品は、少なくとも約２０００Ｎ／ｍ、好ましくは少なくとも約３０００Ｎ／ｍ、より好ましくは少なくとも約４０００Ｎ／ｍの熱封止強度を示す。熱封止強度が非常に低い場合、内容物は、パッケージから漏れる可能性がある。
【００６６】
引裂き耐性
引裂き耐性は、パッケージ又は物品が引裂きに耐える能力である。引裂き耐性は、フィルム材料上でＡＳＴＭ  Ｄ１９２２によって測定され得、これは、消費者がパッケージを容易に開けられる能力と相関する。一部の実施形態では、本発明のパッケージ及び物品は、約１０００ｍＮを超えない引裂き耐性を示すはずである。引裂き耐性が非常に高い場合、消費者がパッケージを開けるのは非常に困難な可能性がある。
【００６７】
光安定性
光安定性は、本発明のパッケージ又は物品が、光に曝露されたとき（例えば、３２０〜８００ｎｍ）、劣化又は使用に不適切になることなく、その当初の設計の意図される特性を維持する能力である。光曝露は、製造、パッケージング、配送、小売店ディスプレイ、及び家庭での保管を模倣するための近ＵＶ及び可視光を含む。光源（近ＵＶ及び可視）は、近ＵＶ及び可視用に単一ランプ源（例えば、キセノンアーク、ハロゲン化金属及び人工日光蛍光）を使用して一緒に試験されるか、又は別個に近ＵＶ（例えば、ＵＶＡ蛍光）及び可視（例えば、白色蛍光）用の別個のランプ源を使用して、同時に又は順次試験され得る。最小曝露限度は、２００ワット時間／平方メートルの近ＵＶ光、及び１２０万ルクス時間の可視光を含む。
【００６８】
製造方法
本発明のパッケージ及び物品を生産するために使用されるフィルムは、従来の共押出フィルム作製機器上で多層フィルムを生産するための従来の手順を使用して加工され得る。例えば、それぞれ参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第５，３９１，４２３号及び第５，９３９，４６７号を参照。一般に、ポリマーは鋳造又は吹込フィルム押出のいずれかを使用してフィルムに加工され得る。例えば、参照により本明細書に組み込まれる、Ｇｒｉｆｆ，「Ｐｌａｓｔｉｃｓ  Ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，」２nd  Ｅｄ．，Ｖａｎ  Ｎｏｓｔｒａｎｄ  Ｒｅｉｎｈｏｌｄ，１９７６を参照。鋳造フィルムは、直線状のスロットダイを通して押出される。一般に、平坦なウェブは、大きい、移動している圧延金属ロール上で冷却される。フィルムはこの最初のロールから剥離され、ゴムでコーティングされた引張りロール又は「引き取り」ロール一式を通って１つ以上の補助冷却ロールを通過し、巻取機へと進む。
【００６９】
吹込フィルム押出において、溶融物は、薄い環状のダイ開口部を通って上方に押し出され、インフレーション成形（tubular film extrusion）とも呼ばれるプロセスである。チューブを膨らませるために、ダイの中心を通して空気が導入され、これがチューブを拡張させる。内部空気圧を制御することによって、一定の大きさに維持される移動する気泡が生じる。フィルムのチューブは、チューブを取り囲む１つ以上の裏当て輪を通して空気を吹き込むことによって冷却される。次いで、チューブは、一対の引張りロールを通して平面加工フレームの中へ、そして巻取機の中に引き込むことによりつぶされる。
【００７０】
鋳造フィルム及び吹込フィルムプロセスの両方が、単層又は多層フィルム構造のいずれかを生産するために使用され得る。単一熱可塑性材料又は熱可塑性構成要素の混合物からの単層フィルムの生産は、一軸押出機及び単一マニホールドダイのみを必要とする。特定のフィルムが混合物（例えば、シーラント／バリア材料、シーラント／充填剤）を必要とする場合、構成要素のペレットが最初に乾燥混合され、次に、積層される押出機供給で溶融混合され得る。代替的に、不十分な混合が押出機で生じる場合には、ペレットは、最初に乾燥混合され、次に予備配合押出機で溶融混合された後、フィルム押出する前に再ペレット化され得る。
【００７１】
多層フィルムの生産には、共押出プロセスが利用される。そのようなプロセスは、多層フィルム構造を達成するために、２つ以上の押出機及び共押出フィードブロック若しくは多重マニホールドダイシステム、又はその２つの組み合わせのいずれかを必要とする。共押出のフィードブロックの原理は、米国特許第４，１５２，３８７号及び第４，１９７，０６９号に記載されており、それぞれ、参照により本明細書に組み込まれる。複数の押出機は、流路を通過するポリマーの容量に直接関係する各個別の流路の配置を比例的に変更するために移動可能な分流器を利用するフィードブロックに接続される。流路は、材料がそれらの合流点で同じ流速及び圧力で一緒に流れ、界面応力及び流動不安定性を排除するように設計される。材料がフィードブロックで合流した後、それらは複合構造として単一マニホールドダイに流れ込む。材料の溶融粘度及び溶融温度は、あまり大幅に異なるべきではない。さもなければ、米国特許第５，４９８，６９２号に記載されるように、流動不安定性は、多層フィルムの層の厚さ分布の制御が不十分となるダイをもたらす可能性がある。
【００７２】
フィードブロック共押出の代替は、参照により本明細書に組み込まれる前述の米国特許第４，１５２，３８７号、第４，１９７，０６９号、及び米国特許第４，５３３，３０号に開示される多重マニホールド又は羽根ダイ（vane die）である。フィードブロックシステムでは、溶融流は、外部で及びダイ本体に入る前に一緒にされるが、多重マニホールド又は羽根ダイでは、各溶融流は、ポリマーがそれぞれのマニホールドで独立して広がるダイにその独自のマニホールドを有する。溶融流は、ダイの出口付近で一緒になり、各溶融流はダイ全幅である。移動可能な羽根は、そこを通って流れる材料の容量に正比例して各流路の出口の調整性を提供し、溶融物が同じ線形流速、圧力、及び所望の幅で一緒に流れるのを可能にする。加工された材料の溶融流の特性及び溶融温度は広範に変動してもよいため、羽根ダイの使用には、いくつかの利点がある。ダイは熱分離特徴に役立ち、例えば、最大８０℃の非常に異なる溶融温度の材料が一緒に加工され得る。
【００７３】
羽根ダイの各マニホールドは、特定のポリマーに対して設計及び調整され得る。これは、非常に異なる溶融粘度を有する材料を多層フィルムに共押出することを可能にする。加えて、羽根ダイは、個別のマニホールドの幅に調整する能力も提供するため、内部層は、水不溶性材料によって完全に囲まれ、水の影響を受けやすい露出された端部を残さない。前述の特許は、より複雑な多層構造を達成するために、フィードブロックシステム及び羽根ダイの組み合わせた使用も開示する。
【００７４】
前述のプロセスによって生産されるフィルムは、成形充填封止プロセスを使用して、本発明のパッケージ及び物品に変換され得る。従来のプロセスは、典型的に、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第６，２９３，４０２号に記載されるように、パッケージ又は物品がフィルム構造から形成され、充填され、次いで封止又は密閉される３つの連続ステップを伴う。熱封止法において、温度範囲が存在し、シールはそれより上では焼け、またシールはそれ以下では十分に強くない。
【００７５】
封止は、当業者に既知の任意の封止手段によって提供される。封止は、連続して加熱された要素をフィルムに適用し、次いで封止後にその要素を取り除くステップを含んでもよい。加熱要素は、顎又は回転する加熱されたホイールを含む加熱棒であり得る。異なる封止形式は、フィン封止及びオーバーラップ封止を含む。
【００７６】
単一レーンプロセス
垂直形成及び充填機を使用した周知の封止単一レーンプロセスは、米国特許第４，５２１，４３７号に記載されており、参照により本明細書に組み込まれる。このプロセスにおいて、合成熱可塑性フィルムの平坦なウェブは、ロールから巻き出され、フィルム上の長手方向端を一緒に封止することにより連続チューブに形成され、ラップ封止（即ち、フィン封止）を形成する。得られたチューブは、充填ステーションに垂直に下方に引張られ、チューブの横断面にわたってつぶれ、そのような断面は、充填ステーションより下の封止デバイスに位置する。横熱封止は、封止装置によってつぶれたチューブの部分で作製され、よってチューブにわたって気密な封止を作製する。横封止を作製した後、パッケージされる予め設定された容量の材料、例えば流動可能材料が、充填ステーションでチューブに入り、前述の横封止から上方にチューブを充填する。次いで、チューブは、チューブの材料の重量、及び機械上のフィルム給送機構の影響により既定の距離落下する。封止装置の顎が閉められ、チューブの空気／材料接触面より上の第２の横断面でチューブをつぶす。封止装置は、前記第２の横断面で、横方向にチューブを封止し、分断する。材料を充填したチューブの部分は、これで枕の形をしたサッシェの形状になる。よって、封止装置は、一操作で、充填されたサッシェの上部を封止し、次に形成されるサッシェの底部を封止し、充填されたサッシェを次に形成されるサッシェから分離した。
【００７７】
多重レーンプロセス
本発明のパッケージはまた、ＱｕａｄｒｏＰａｃｋのＶＥＧＡ  ＰＡＣＫ  ３００Ｓ等の、多重レーンサッシェパッケージング機を使用することにより加工され得る。高速の多重レーンサッシェ加工機も、米国特許第６，９６６，１６６号に記載されており、参照により本明細書に組み込まれる。このプロセスに使用される機械は、同じ寸法のウェブ状フィルムのシートを分配するロール２本、そのようなフィルムに適切な複数の封止装置、及びフィルムパッケージの中に内容物（例えば、液体、粘稠材料、他の物質）を挿入するための、以下に記載されるポンプステーション等の手段を含む。複数のパッケージは、機械を通るフィルムの流れと共に移動する１つ以上の移動可能な往復運動する台車を利用することにより生産され得、台車は封止ステーション及び横断ステーションのそれぞれを支持する。封止装置は、端部の１つを除く全てに適用され、空洞を有するポーチ及び開口部を形成する。所望のパッケージの内容物が開口部を通して空洞に挿入される。その後、開口部は封止され、フィルムから分離される。
【００７８】
一対のフィルムロールがフィルムロールステーションに提供される。代替的に、フィルム幅を２等分に分けるために、カッターが単一ニップローラーに設置され得る。フィルムのシートは、引張りホイールによって装置を通って前進し、パッケージの前と後のパネルを形成するために使用される。各ロールからのフィルムは、フィルムの２枚にシートが、機械を通って前進するときに、相互に近接し、相互に平行関係にあるように誘導される。
【００７９】
封止装置及び切断装置は、パッケージの縦側を封止するための長手方向封止棒、フィルムを所定位置に維持し、それが後方向に摺動するのを防止するための一方向ローラー、切り取りスリットを縦方向にパッケージに切り込むための縦カッター、及びパッケージを水平方向に封止するための横封止棒を含む。
【００８０】
ポンプステーションは、消費者製品をパッケージに収容する保管構造と連通する複数の充填分配装置から構成される。これらの分配装置は、予め既定された量の消費者製品をリザーバから引き出し、それを機械によって形成されたフィルムパッケージの中に収めることができる。好ましい実施形態では、ポンプステーション及び分配装置は、カムシステムと連通する１つ以上の動作制御されたサーボモーターによって駆動され得る。消費者製品の量は、（より大きい容積又はより小さい容積の異なる分配装置と）分配装置を交換すること、ポンプサイクルの行程を変更すること、ポンプサイクルのタイミングを変更することにより変更することができる。したがって、消費者製品の異なる量は、機械によって形成されるパッケージの大きさ及び容積に応じて分配され得る。
【００８１】
本発明の好ましい実施形態は、逆印刷されたＰＨＡ外部層に接着によって積層される真空金属化バリア層を有するＰＨＡシーラント層である。
【００８２】
本明細書に開示した寸法及び値は、記載された正確な数値に厳密に限定されるものとして理解されるべきでない。むしろ、特に断らない限り、そのような寸法はそれぞれ、記載された値及びその値周辺の機能的に同等の範囲の両方を意味するものとする。例えば、「４０ｍｍ」として開示された寸法は、「約４０ｍｍ」を意味するものとする。
【００８３】
本発明の「発明を実施するための形態」で引用した全ての文献は、関連部分において本明細書に援用するが、いずれの文献の引用もそうした文献が本発明に対する先行技術であることを容認するものとして解釈されるべきではない。本書における用語の任意の意味又は定義が、参照により組み込まれた文献における同一の用語の任意の意味又は定義と相反する限りにおいては、本書においてその用語に与えられた意味又は定義が適用されるものとする。
【００８４】
以上、本発明の特定の実施形態を例示、記載したが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく他の様々な変更及び改変を行い得る点は、当業者には明らかであろう。したがって、本発明の範囲に含まれるそのような全ての変更及び改変を添付の特許請求の範囲において網羅するものとする。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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