(57)【要約】紫外線を用いで、山形タイプ紙板包装体（図１）のための、充填過程（９０）中或いは、その前に、掃酸素材料を活性化させる、包装構造体中での掃酸素誘導法である。紫外線源は、カートン底面形成の前の水平チェイン或いはラインに沿って、そして、製品でカートンを充填する前に、山形頂面ブランクに密接して設けられるものである。
2004525783.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）掃酸素剤材料を含有する紙板積層体から包装ブランクを作製し；
ｂ）充填機上に該包装ブランクを配置し；
ｃ）該包装ブランクに底面シールを形成し；そして、
ｄ）該紙板を紫外線照射にかけ、活性化包装ブランクを形成する工程を有することを特徴とする包装構造体中での掃酸素誘導法。
【請求項２】
更に、ｅ）該活性化包装ブランクを充填する工程を有することを特徴とする請求項１に記載の包装構造体中での掃酸素誘導法。
【請求項３】
該紫外線照射は、１５０ｍＪ／ｃｍ２〜８０００ｍＪ／ｃｍ２の投射量範囲で行われることを特徴とする請求項１に記載の包装構造体中での掃酸素誘導法。
【請求項４】
該紫外線照射は、約１〜１０秒間の投射量で行われることを特徴とする請求項１に記載の包装構造体中での掃酸素誘導法。
【請求項５】
該紫外線照射は、２００〜７００ｎｍの光波長範囲を有する紫外線ランプで少なくとも行われることを特徴とする請求項１に記載の包装構造体中での掃酸素誘導法。
【請求項６】
ａ）掃酸素材を含有する紙板積層体包装ブランクを作製し；
ｂ）該紙板積層体包装ブランクを環状形に開き；そして、
ｃ）該環状形を紫外線照射にかけ、活性化ブランクを形成する工程を有することを特徴とする包装構造体中での掃酸素誘導法。
【請求項７】
更に、ｄ）該活性化ブランクを充填機上に掛ける工程を有することを特徴とする請求項６に記載の包装構造体中での掃酸素誘導法。
【請求項８】
該紫外線照射は、１５０ｍＪ／ｃｍ２〜８０００ｍＪ／ｃｍ２の投射量範囲で行われることを特徴とする請求項６に記載の包装構造体中での掃酸素誘導法。
【請求項９】
該紫外線照射は、約１〜１０秒間の投射量で行われることを特徴とする請求項６に記載の包装構造体中での掃酸素誘導法。
【請求項１０】
該紫外線照射は、２００〜７００ｎｍの光波長範囲を有する紫外線ランプで少なくとも行われることを特徴とする請求項６に記載の包装構造体中での掃酸素誘導法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本願は、２０００年８月８日出願の米国仮特許出願６０／２２３．７３６の優先権を主張するものである。
【０００２】
【発明の背景技術】
本発明は、紫外線ランプを用いる、紙板包装構造体内に掃酸素作用を誘導して、掃酸素材料を活性化する方法に関する。紫外線ランプは、カートン底面形成に続く水平チェイン或いはラインに沿って、そして、カートン或いはブランクを製品で充填する前に、ブランクに密接して置かれる。本発明の他の変更形は、充填機械に載置される前に別の装置を用いて、包装体を活性化するものである。
【０００３】
従来、掃酸素剤ポリマー材料は、掃酸素反応を開始するために用いられる紫外線光により制御されてきた。これらの材料は、押出成形等により、多層構造体に、置かれてきた。
【０００４】
スペア（Ｓｐｅｅｒ）等の米国特許第５，５２９，８３３号は、その中に含有された 掃酸素剤材料を有する多層構造体を開示している。この材料は、別個の層にあり、或いは、積層の中で、熱シール層、バリヤー層或いは結合層等と組合せて用いられてきた。従来、カートン底面形成に続く、及び、製品化された包装体或いはカートンを充填する前に、充填機械鎖或いはラインにおいて、紫外線照射により、掃酸素剤材料を活性化することについての検討或いは示唆は、何もなかった。
【０００５】
スワンク（Ｓｗａｎｋ）等の米国特許第６，０３９，９２２号は、過酸化水素と組合 せた紫外線抗を用いる、カートンの滅菌法を開示している。ここには、掃酸素剤材料を活性化することは検討も示唆もされていない。
【０００６】
本発明の目的は、カートンの形成中及びその間に、任意に、紫外線掃酸素剤材料を活性化する方法を提供することである。
【０００７】
本発明の更なる目的は、カートンの充填チェイン或いはラインの前或いはその間に、紫外線ランプ照射により、掃酸素剤材料を活性化する方法を提供することである。
【０００８】
本発明の更なる目的は、カートン底面形成の後、そして、カートンを製品で充填する前に、掃酸素剤材料を活性化する方法を提供することである。
【０００９】
本発明の更なる目的は、カートン形成及び充填機械での充填の間の予備工程において、掃酸素剤材料を活性化する方法を提供することである。
【００１０】
【発明の概要】
受動的な酸素バリヤーのみを含有する、現在のカートン構造体の欠点は、包装構造体内に含有された掃酸素剤材料を活性化する次の任意方法により克服される。掃酸素剤材料を含有する包装構造体は、カートン形成のためのブランクに作製される。第１の具体例では、その底面を、山形頂面タイプのカートンに形成した後に、カートンを、カートン底面形成に続く、充填機械チェイン或いはラインにおいて、紫外線照射に掛けることである。第２の具体例は、カートンブランクを環状体（チュ−ブ）に開いて、それを紫外線照射に掛け、山形頂面充填機械に載置する前に、別の装置を用いて活性化するものである。
【００１１】
［発明の詳細な説明］
本発明は、山形頂面充填機械に関し、充填期間のチェイン或いはライン内で紫外線ランプを使用するものである。紫外線ランプは、感光性の掃酸素ポリマー材料を活性化する紫外線を作る。ランプは、２００〜７００ｎｍの範囲、好適には、２００〜４００ｎｍの範囲の光波長を生み出し、２８０〜３２０ｎｍの波長範囲の紫外線Ｂ光及び２５０〜２８０ｎｍの波長範囲の紫外線Ｃ光を含むものである。カートン試料の活性化は、１５０ｍＪ／ｃｍ２〜８０００ｍＪ／ｃｍ２の範囲の紫外線光で、１００ｍＷ／ｃｍ２〜８０００ｍＷ／ｃｍ２の範囲の強度での投与により、得られた。
【００１２】
活性化時間の範囲は、ランプの強度及び充填操作スピードに基づいて変えられる。その範囲は、約１秒〜１０秒で行われ、最適な活性化時間は、２．５秒であり、典型的には、６０カートン／分／ラインの機械速度で、２台以上の照射である。
【００１３】
図１は、カートン底面形成過程５を含む充填装置ライン１００を示し、カートン底面１０を有するブランク７がホイール上に載置される。台２０は、カートン底面プリブレークが生じ、加熱３０され、折り曲げ４０そして圧力５０を掛けられて、それにより、カートン底面の形成が完成する。カートンは台６０のライン上に置かれ、次に、紫外線照射活性化領域７０に進む。この処理過程は、１以上変更できる。活性化容器は、製品充填９０が続く、容器の頂面プリブレ−ク８０を有する。
【００１４】
多くの他の工程或いは台が、形成過程に付加され得る。これらは、限定されないが、スプート適用或いは過酸化水素滅菌も含まれる。過酸化水素及び紫外線照射の相乗効果が示され、活性化速度を改良し、潜在期間（活性化と顕著な掃酸素の間の時間）を低減することになる。
【００１５】
図２は、カートン開き過程４１０を含むカートン活性化装置４００を示し、ブランク４２０は、台４３０でライン上に置かれ、次に、紫外線照射活性化領域４４０に進む。図示は、２つのランプを用いる両端からのカートンの処理である。この処理過程は、カートンの単一端からの活性化を含むように変更できるものである。活性化容器は、台４５０で降ろされ、貯められる。
【００１６】
所望の方法により活性化された掃酸素剤カートン対対照バリヤーカートンの性能は、図３及び４により示されるグラフの結果に証明される。
【００１７】
その結果から、明らかに、カートン内で、ビタミンＣの停留量が改良され、そして、掃酸素剤材料により消費される溶解酸素が低減されたことが、対照バリヤーと比較されて示される。
【００１８】
更に、独立の訓練した味パネル評価によると、掃酸素カートン中に包装されたオレンジジュ−スは、対照物（９９％の信頼性；２６人のうちの１８人のパネリストが、トライアングルテストで試料を正しく判定する）及び好適なもの（”より甘いもの”及び”より天然のもの”として、掃酸素試料を説明した）の両方において、対照物と比べて、顕著性があるとした結果であった。
【００１９】
多種の掃酸素剤材料が、本発明の実施内で使用できるが、ポリブタジエンシステム（１，２−ポリブタジエン）、アントロキノンシステム及び特定の３相材料混合（反応性２重結合；光開始剤及び遷移金属触媒（コバルト塩）を含有するポリマーから成る）に限定されない。３層混合物のポリマーは、ポリ（エチレン／メチル  アクリレート／シクロヘキセン−メチルアクリレート（ＥＭＣＭ）であり得る。
【００２０】
更に、本発明は、山形頂面充填機械に載置される活性化包装ブランクの製造に関する。活性化包装ブランク、即ち、掃酸素のために活性化されるものは、第１に、紙板積層体から通常製造されるブランクを有し、該ブランクを環状体に開き、そして、それを、紫外線照射にかけて、掃酸素のために活性化されたブランクを形成するものである。
【００２１】
種々の積層構造体が、図５〜１０に示すように製造できる。
【００２２】
第１に提案された構造体は、低密度ポリエチレン（好適には、１２ポンド）；紙板基板ベースストック層６５（好適には、１６６〜２８７ポンド）；酷使抵抗及び酸素バリヤー層７０（好適には、約５ポンドのナイロンのようなポリアミド）；結合層７５（好適には、１．５ポンド）；チョーキング材料層８０（好適には、１２ポンドの低密度ポリエチレン）；掃酸素剤層８５（約５ポンドの掃酸素樹脂を含有する）；及び低密度ポリエチレンの製品接触層９０（約４ポンド）を有する。すべての重量は、３，０００フィ−ト平方当りのポンド数で表示された。
【００２３】
掃酸素剤層は、純粋な掃酸素材料であり、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、メタロセン、ポリプロピレン或いはその混合物と混合できる。臭気／芳香吸収化合物も同様に混合物中に誘導され得る。
【００２４】
この構造体は、充填機械性能を高める酷使耐性層を有し、包装体への酸素進入を防ぐ酸素バリヤーを提供し、そして、酸素が包装体、掃酸素材料及び熱シール層の内部から好適に排除されることを確保するものである。
【００２５】
図６は、代替的な構造体を示し、それは、光沢層１２０；紙板基板ベースストック１２５；酷使耐性及び酸素バリヤー層１３０；結合層１３５；チョ−キング材料と混合された掃酸素剤１４０；結合材料１４５；グリコール変性ポリエチレンテレフタレート、エチレンビニルアルコールコポリマー及びナイロン単独或いは低密度ポリエチレン（約５ポンド）と混合されたもののような芳香バリヤー１５０；結合層１５５；及び製品接触加熱シール層１６０を有するものである。この構造体は、充填機械性能を改善し、そして、改善された製品芳香性を与える。また、すべての重量は、３，０００フィ−ト平方当りのポンドで示される。
【００２６】
図７は、更なる掃酸素積層体の具体例を示す。光沢層２１０（１２ポンド）は、低密度ポリエチレンである。光沢層は、紙板基板ベースストック２１５（１６６〜２８７ポンド）上に被覆される。更に、酷使耐性及び酸素バリヤー層２２０（５ポンドの掃酸素樹脂を含有する）そして、結合層２２５（５ポンド）が提供される。層の重量は、３，０００フィ−ト平方当りのポンドで示される。
【００２７】
この構造体により、充填機械性能を改善する酷使耐性層、酸素が好適に、包装体内部から排除されることを確保する酸素バリヤー層、掃酸素材料及び加熱シール材料と組合せた芳香バリヤーが提供される。
【００２８】
図８は、酸素が好適に、包装体内部から排除されることを確保する酷使耐性層、酸素バリヤー層２５０（５ポンド）、結合層２５５（５ポンド）、掃酸素層（５ポンドの掃酸素樹脂を含有する）２６０、及び臭気／芳香吸収化合物を含有する加熱シール層（４ポンド）２６５を提供する構造体を示す。光沢層２４０（１２ポンド）は、紙板基板ベースストック２４５（１６６〜２８７ポンド）上に被膜される。重量は、３，０００フィ−ト平方当りのポンドで示される。
【００２９】
図９は、酸素バリヤーとしてのホイル積層体３００、掃酸素層（５ポンドの掃酸素樹脂を含有する）３１０、及び加熱シール層（４ポンド）３１５を有する構造体を示す。結合層３０５は、ホイルと掃酸素層の間に置かれる。光沢層２８０（１２ポンド）は、低密度ポリエチレンである。光沢層は、紙板基板ベースストック２８５（１６６〜２８７ポンド）の上に被覆される。ベースストック上に、低密度ポリエチレンのチョ−キング層２９５が被覆され、次に、結合層３００があり、ホイル積層体がある。（重量は、３，０００フィ−ト平方当りのポンドで示される）
【００３０】
図１０は、酸素バリヤーとしてのホイル積層体３５０、掃酸素層（５ポンドの掃酸素樹脂を含有する）３６０、及び臭気／芳香吸収化合物を含有する加熱シール層（４ポンド）３６５を有する構造体を示す。結合層３５５は、ホイルと掃酸素層の間に置かれる。光沢層３３０（１２ポンド）は、低密度ポリエチレンである。光沢層は、紙板基板ベースストック３３５（１６６〜２８７ポンド）の上に被覆される。ベースストック上に、低密度ポリエチレンのチョ−キング層３４０が被覆され、次に、結合層３４５があり、ホイル積層体がある。（重量は、３，０００フィ−ト平方当りのポンドで示される。）
【００３１】
図１１〜１３は、水（図１１〜１２）及びオレンジ  ジュース（図１３）の中に溶解した酸素を有し、掃酸素剤材料を活性化させたオフラインでの、半ガロン山形頂面容器についてテスト結果を図に示すものである。
【００３２】
図１１は、ブランク中の掃酸素剤が、５１５０ｐｐｍである場合、Ｏ２がどの くらい、１〜１０日後の水中に溶解しているかを示すものである。
【００３３】
図１２は、ブランク中の掃酸素剤が、１０００ｐｐｍである場合、Ｏ２がどの くらい、１〜１０日後の水中に溶解しているかを示すものである。
【００３４】
図１３は、ブランク中の掃酸素剤が、１０００ｐｐｍである場合、Ｏ２がどの くらい、１〜７０日後の水中に溶解しているかを示すものである。
【００３５】
各々の掃酸素材料が、充填機械において、紫外線照射処理台において、或いは予備処理台における充填機械の前に、活性化される。
【００３６】
本発明は、以上に説明した具体例に限定されなく、付属の請求項に記載の発明の精神と範囲を逸脱しない限り、他の全ての具体例を包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
カートン形成と充填の工程毎のフロー図である。
【図２】
カートン形成と充填機での充填工程の前のカートン活性化を工程ごとに示すフロー図である。
【図３】
本発明の方法による、掃酸素剤ポリマー容器と活性化なしの容器を比較した、溶解酸素と充填時から日数を示すグラフである。
【図４】
本発明の方法による、掃酸素剤ポリマー容器と活性化なしの容器を比較した、溶解酸素と充填時から日数を示すグラフである。
【図５】
本発明の装置による、活性化された、掃酸素剤ポリマーを含有する積層体の断面図である。
【図６】
本発明の装置による、活性化された、掃酸素剤ポリマーを含有する積層体の断面図である。
【図７】
本発明の装置による、活性化された、掃酸素剤ポリマーを含有する積層体の断面図である。
【図８】
本発明の装置による、活性化された、掃酸素剤ポリマーを含有する積層体の断面図である。
【図９】
本発明の装置による、活性化された、掃酸素剤ポリマーを含有する積層体の断面図である。
【図１０】
本発明の装置による、活性化された、掃酸素剤ポリマーを含有する積層体の断面図である。
【図１１】
水で充填された半ガロンの山形トップカートン中の溶解酸素を示すグラフである。
【図１２】
水で充填された半ガロンの山形トップカートン中の溶解酸素を示すグラフである。
【図１３】
水で充填された半ガロンの山形トップカートン中の溶解酸素を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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