(57)【要約】  本発明は、ラミネートされたセルロースベースの液体または半液体食品包装材料に関するものであり、これはセルロースフルーティング材料からのバルク層、印刷表面と内側にアルミ箔障壁とを有する外側基材層、およびさらなる障壁層を備える。本発明は、ラミネート包装材料を製造するための方法、およびラミネート包装材料を含む液体食品包装のための包装容器にさらに関するものである。
2018537314.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無菌包装容器内にヒートシールするための、ラミネートされたセルロースベースの液体または粘性食品包装材料（１０ａ；１０ｂ；１０ｃ）であって、ＩＳＯ９８９５およびＩＳＯ５３６に従って決定されるように、流れ方向（ＭＤ）に少なくとも３０Ｎｍ／ｇのショート圧縮試験指数値（ＳＣＴ指数）を有する、セルロースベースの段ボール原紙材料を備えるバルク材料層（１１ａ；１１ｂ；１１ｃ）と、前記バルク層の外側に、すなわち、前記ラミネート材料から作られた包装容器から外に向けられるべき側に配置構成されている分離している印刷基材層（１２ａ；１２ｂ；１２ｃ）と、前記印刷基材層の外側の最外透明保護ポリマー層（１３ａ；１３ｂ；１３ｃ）と、を備え、前記ラミネート包装材料は、熱可塑性ポリマーの最内ヒートシール可能液密層（１５ａ；１５ｂ；１５ｃ）であって、前記最内ポリマー層は包装された食品と直接接触することを意図されている、最内ヒートシール可能液密層（１５ａ；１５ｂ；１５ｃ）と、障壁金属箔または前記バルク層と前記最内層との間にラミネートされた障壁コーティングフィルム（１４ａ；１４ｂ；１４ｃ）と、前記バルク層と前記最内ヒートシール可能層との間にさらに配置構成される、少なくとも５０ｗｔ％のポリアミドを含むさらなる障壁層（１８ａ；１８ｂ；１８ｃ）と、をさらに備えるラミネートされたセルロースベースの液体または粘性食品包装材料（１０ａ；１０ｂ；１０ｃ）。
【請求項２】
ポリアミドの少なくとも５０ｗｔ％を含む前記さらなる障壁層は、前記障壁金属箔または障壁コーティングフィルムと前記最内ヒートシール可能層との間に配置構成される請求項１に記載のラミネート包装材料。
【請求項３】
前記さらなる障壁層は、エチレンビニルアルコール（ＥＶＯＨ）またはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる群から選択されるポリマーとのブレンド中のポリアミドを含む請求項１から２のいずれか一項に記載のラミネート包装材料。
【請求項４】
前記ポリアミドは、芳香族または半芳香族ポリアミドを含む請求項１〜３のいずれか一項に記載のラミネート包装材料。
【請求項５】
前記さらなる障壁層は、３〜１０ｇ／ｍ２など、３〜８ｇ／ｍ２など、３〜６ｇ／ｍ２など、３〜１２ｇ／ｍ２の量で施される請求項１〜４のいずれか一項に記載のラミネート包装材料。
【請求項６】
前記バルク材料層は、１００〜３００ｇ／ｍ２の秤量を有する請求項１〜５のいずれか一項に記載のラミネート包装材料。
【請求項７】
前記バルク材料層は、カバ材から作られた１００％主繊維から作られる半化学的フルーティング材料を含む請求項１〜６のいずれか一項に記載のラミネート包装材料。
【請求項８】
前記バルク材料層は、流れ方向（ＭＤ）に少なくとも３０Ｎｍ／ｇのＳＣＴ指数を有するライナ材料を含む請求項１〜７のいずれか一項に記載のラミネート包装材料。
【請求項９】
前記障壁金属箔または障壁コーティングフィルムは、乾燥含有量で１〜２ｇ／ｍ２など、１〜１．５ｇ／ｍ２など、０．５〜３ｇ／ｍ２の量だけ塗布される、アクリル変性ポリエチレン共重合体の結合接着剤によって前記バルク層にラミネートされる請求項１〜８のいずれか一項に記載のラミネート包装材料。
【請求項１０】
前記印刷基材層は、紙または金属化印刷背景表面と、２０〜８０ｇ／ｍ２など、３０〜７０ｇ／ｍ２など、２０〜１００ｇ／ｍ２の秤量を有する紙である請求項１〜９のいずれか一項に記載のラミネート包装材料。
【請求項１１】
前記印刷基材層は、所望のカラーまたは金属化印刷背景表面を有するポリマーフィルムである請求項１〜１０のいずれか一項に記載のラミネート包装材料。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の前記ラミネート包装材料を含む液体または粘性食品包装容器（３０ａ；３０ｂ；３０ｃ；３０ｄ）。
【請求項１３】
任意の順序で、
ａ）ＩＳＯ９８９５およびＩＳＯ５３６に従って測定されるように、前記流れ方向（ＭＤ）に少なくとも３０Ｎｍ／ｇのショート圧縮試験指数値（ＳＣＴ指数）、すなわち秤量に関して正規化されたＳＣＴを有する、セルロースベースの段ボール原紙材料を備えるバルク材料層に障壁金属箔または障壁コーティングフィルムをラミネートするステップと、
ｂ）前記障壁金属箔または障壁コーティングフィルムの他方の非ラミネート側に少なくとも５０重量％のポリアミドを含むさらなる障壁層を施すステップと、
ｃ）前記さらなるポリアミド障壁層の非ラミネート（内）側に最内ヒートシール可能熱可塑性ポリマー層を施すステップと、
ｄ）印刷された装飾パターンありまたはなしで、印刷基材層を含む、さらなる層を、前記バルク材料層の他方の外側に施すステップと、
を含む請求項１〜１１のいずれか一項に記載の前記ラミネートされたセルロースベースの液体または粘性食品包装材料を製造するための方法。
【請求項１４】
前記障壁金属箔または障壁コーティングフィルムは、ラミネートされるべき前記表面のうちの１つに水性接着剤組成物（２１）を塗布することによって前記バルク材料層にラミネートされ、少なくとも１つのラミネーションローラーニップ（２２）に通させることによって互いに接着するように前記層に圧力を加えながら、乾燥作業またはステップが実行されることなく、前記バルク層の前記セルロース表面内への前記接着剤組成物の吸収を可能にする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記さらなる障壁層は、１つのステップｂ〜ｃ）において前記障壁金属箔または障壁コーティングフィルム上に前記最内ヒートシール可能層と一緒に溶融共押出コーティングされる（２３）請求項１３または１４のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミ箔障壁層を有する新しい液体包装ラミネート包装材料、およびラミネート包装材料を製造するための方法に関するものである。
【０００２】
さらに、本発明は、ラミネート包装材料を含むか、またはラミネート包装材料から作られる包装容器に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
液体食品用の１回使用使い捨て型の包装容器は、多くの場合に、板紙またはボール紙に基づき包装用ラミネートから生産される。１つのそのような普通に存在する包装容器は、Ｔｅｔｒａ  Ｂｒｉｋ  Ａｓｅｐｔｉｃ（登録商標）という商標で販売されており、主に、長期常温貯蔵のために販売されている牛乳、果汁など液体食品の無菌包装に使用される。この知られている包装容器における包装材料は、典型的には、紙または板紙のバルク層と、熱可塑性物質の外側液密層とを備えるラミネートである。たとえば、無菌包装および牛乳または果汁の包装を目的として、包装容器を気密にする、特に酸素ガス密にするために、これらの包装容器内のラミネートは、通常、少なくとも１つの追加層、通常、アルミ箔を備える。
【０００４】
ラミネートの内側に、すなわち、ラミネートから生産される容器の充填された食品内容物に面することが意図されている側に、アルミ箔に貼り付けられた、最内層があり、その一番内側で、内層は、接着性ポリマーおよび／またはポリオレフィンなどの、ヒートシール可能熱可塑性ポリマーを備える、１つまたは複数の部分層からなるものとしてよい。また、バルク層の外側に、最外ヒートシール可能ポリマー層がある。
【０００５】
包装容器は、一般に、包装材料のウェブまたは作成済みブランク（ｐｒｅｆａｂｒｉｃａｔｅｄ  ｂｌａｎｋ）から包装を形成し、充填し、封緘するタイプの最新の高速包装機械を用いて生産される。したがって、包装容器は、最内および最外ヒートシール可能熱可塑性ポリマー層を溶接して合わせることによってオーバーラップ継ぎ代で互いに一体化されるウェブの長手方向稜の両方によってラミネート包装材料のウェブをチューブに再形成することで生産され得る。チューブは、意図された液体食品製品を充填され、その後、チューブの内容物のレベルよりも下の互いから所定の距離のところでチューブを繰り返し横断方向に封緘することによって個別のパッケージに分割される。パッケージは、横断方向のシールに沿って切断することによってチューブから分離され、包装材料内の用意されたクリーズラインに沿って折り目形成することによって、通常は平行六面体または立方体の所望の幾何学的構成形状を与えられる。
【０００６】
この連続的チューブ形成、充填、および封緘包装方法概念の主要な利点は、ウェブがチューブ形成の直前に連続的に殺菌され、それにより、無菌包装方法、すなわち、充填されるべき液体内容物さらには包装材料それ自体が細菌を減らされ、充填された包装容器は充填されたパッケージが充填された製品内に微生物が増殖する危険を生じることなく周囲温度であっても長時間にわたって貯蔵され得るように清浄条件の下で生産される方法の可能性をもたらす点である。Ｔｅｔｒａ  Ｂｒｉｋ（登録商標）タイプの包装方法の別の重要な利点は、上で述べたように、コスト効率に相当の影響を有する、連続的高速包装の可能性である。
【０００７】
影響を受けやすい液体食品、たとえば、牛乳または果汁用の包装容器は、本発明のラミネート包装材料のシート状ブランクまたは作成済みブランクからも生産され得る。平らに折り畳まれた包装ラミネートのチューブ状ブランクから、最初に、ブランクを組み上げて一体の幅面の折り畳みおよびヒートシーリングを用いて一方の開放端が閉鎖されている開放チューブ状容器カプセルを形成することによってパッケージが生産される。こうして閉じられた容器カプセルは、その後対応する一体の幅面のさらなる折り畳みおよびヒートシーリングを用いて閉鎖される、開放端を通して、対象の食品、たとえば、果汁を充填される。シート状およびチューブ状ブランクから生産される包装容器の一例は、従来のいわゆるゲーブルトップパッケージである。プラスチックで作られたモールドトップ（ｍｏｕｌｄｅｄ  ｔｏｐ）および／またはネジ蓋を有するこのタイプのパッケージもある。
【０００８】
包装ラミネート内のアルミ箔の層は、大半のポリマーガス障壁材料よりもきわめて優れているガス障壁特性をもたらす。液体食品無菌包装用の従来のアルミ箔ベースの包装ラミネートは、それでも、今日市場に出回っている、性能レベルにおいて最もコスト効率の高い包装材料である。
【０００９】
そのような箔ベースの材料と競合する他の材料は、原材料に関してコスト効率が高く、同程度の食品保存特性を有し、機械的安定性が十分にあり、最終包装ラミネートへの転換における複雑さが比較的低いものでなければならない。
【００１０】
今日の包装材料のコストを低減することはさらに、ポリマー層の厚さをダウンゲージ（ｄｏｗｎ−ｇａｕｇｉｎｇ）するか、または１つまたは複数の異なる障壁層でアルミ箔障壁層を置き換えることによって行われるものとしてよく、これはきわめて難しいことが実証されている。今まで液体用カートン包装の分野において実用的とは見なされてこなかった、コスト節減の方法は、セルロース繊維材料のタイプおよび／または量によりセルロースベースのバルク層をダウンゲージすることによるものである。この方法は、通常、機械的強度および包装完全性の重要な特性、さらには材料障壁特性が損なわれる事態を引き起こし、以前には、この先あまり有利とはいえない方法であると考えられていた。板紙は、液体用カートン包装材料の主要部分であるが、全包装材料コストの主要部分も占める。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
そこで、上記を考慮すると、本発明の目的は、ラミネートされたセルロースベースの液体または半液体食品包装材料のコストを低減する新しい方法を実現することである。
【００１２】
また、本発明の一般的な目的は、十分な機械的安定性さらには良好な、それどころか改善すらされた、障壁および完全性特性を有するよりコスト効率の高いラミネートされたセルロースベースの包装材料を提供することであり、この方法は液体用カートンラミネート包装材料におけるニーズに応えるものである。
【００１３】
本発明のさらなる目的は、生体分解性および再生可能材料に基づかない材料の含有量を減らした、すなわち、化石原材料を利用する供給源からの材料を少なくした低コストのそのようなラミネート包装材料を提供することである。
【００１４】
なおもさらなる目的は、現在設計され生産されているような液体包装材料に対する機械的性能が不十分であるが、最終的な包装材料はそれでも従来のそのような包装ラミネートに匹敵する機械的強度および障壁特性を有する、ダウンゲージされたバルクまたはコア層に基づくラミネートされたセルロースベースの包装材料を提供することである。
【００１５】
さらなる目的は、包装容器の外側の、ラミネート包装材料の外側層、すなわち、消費者を引き付け、消費者にアピールする層のコスト効率の高い差別化を可能にすることである。そのような外側層は、本発明の方法により、容易に取り替えられ、それにより、乳製品および充填剤の顧客、消費者、および小売業者の間の異なる要望に従って、異なる装飾的なおよび／または触感上の特徴が材料内にラミネートされ得る。そのようなカスタマイゼーションは、材料製造ラインの主流における停止、無駄、および物流上の問題を生じることなく、別個の、より短い一連の異なる仕方で装飾され、目的に合わせて作られた包装材料を生産することを可能にする。
【００１６】
こうして、これらの目的のうちのいくつかまたはすべては、付属の請求に記載されているように、ラミネート包装材料、ラミネート包装材料を製造する方法、ならびにそれから作られる包装容器により本発明に従って達成可能である。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明に関連する「長期貯蔵」という用語は、包装容器がパック入り食品の品質、すなわち、栄養価、衛生的安全性、および味を、少なくとも１または２ヶ月、少なくとも３ヶ月など、好ましくはそれよりも長く、６ヶ月など、１２ヶ月など、またはそれ以上の間、周囲条件の下で保存することができるべきであることを意味する。
【００１８】
「パッケージ完全性」という用語は、一般に、パッケージ耐久性、すなわち、包装容器の漏れまたは破損に対する耐性を意味する。この特性に主に関わる要因は、包装ラミネート内でラミネート包装材料の隣接する層の間の良好な内部接着がもたらされることである。別の関わっている要因は、材料層内のピンホール、破裂、および同様のものなどの欠陥への材料抵抗であり、さらに別の関わっている要因は、材料を包装容器の形成時に封緘する封緘継ぎ代の強度である。したがって、ラミネート包装材料それ自体に関して、完全性特性は、もっぱら、隣接する層へのそれぞれのラミネート層の接着、さらには個別の材料層の品質を対象としている。
【００１９】
「液体または半液体食品」という用語は、一般的に、任意選択で食品の断片を含み得る流動内容物を有する食品を指す。乳製品および牛乳、大豆、米、穀物、および種の飲み物、果汁、ネクター、炭酸を含まない飲み物、栄養飲料、スポーツドリンク、コーヒーまたは茶飲料、ココナッツ水、茶飲料、ワイン、スープ、ハラペーニョ、トマト、ソース（パスタソースなど）、豆油、およびオリーブ油は、企図されている食品の何らかの非限定的な例である。
【００２０】
包装材料および包装容器に関連する「無菌」という用語は、微生物が排除されるか、不活性化されるか、または殺されている状態を指す。微生物の例は、細菌および胞子である。一般に、製品が包装容器内に無菌でパックされるときに無菌プロセスが使用される。
【００２１】
「バルク層」という用語は、通常、最も厚い層または多層ラミネートにおいて大部分の材料を含む層、すなわち、大部分、ラミネートならびにラミネートから折り畳まれた包装容器の機械的特性および寸法安定性に最も大きく関わる層を意味する。本発明の文脈において、これは、また、十分なそのような機械的特性および寸法安定性を達成するために、バルク層の各面に、より高いヤング率を有する、安定化フェーシング層（ｆａｃｉｎｇ  ｌａｙｅｒ）とさらに相互作用する、サンドイッチ構造において層がより大きい厚さの距離をもたらすことを意味し得る。
【００２２】
「スペーサ層」は、スペーサ層の一方の側に配置構成された、高密度高抗張力剛性紙層、または箔もしくはフィルム、すなわち、剛性および安定性をもたらす層、いわゆるフェーシング層などの、より高いヤング率および密度を有する、著しく薄い材料層の間に距離または空間を形成する層である。スペーサ層は、低い、または低減された、固有の曲げ剛性を有し、したがって、それ自体、ラミネート包装材料の曲げ剛性に直接大きく関わることはない。しかしながら、間接的に、これは両側の隣接する、またはラミネートされた層との相互作用によって非常に強く関わり、層のうちのいくつかはより高いヤング率を有するが、スペーサ層に比べて厚さが薄い。サンドイッチ構造では、少なくとも１つのそのようなフェーシング層があるか、またはスペーサ層の各面に剛性強化層があることが重要である。スペーサ層が非常に低い密度を有し、それ自体曲げ剛性特性によって関わっていないときに、スペーサ層の各面に１つのフェーシング層が必要である。紙フェーシング層の間の距離が増大したときに、また、ラミネートサンドイッチ構造の曲げ強度および曲げ剛性が増大する。
【００２３】
「バルク層」は、「スペーサ層」と、バルク内のさらに組み合わされるか、または一体化された層とを含み得るが、「スペーサ層」と同じであってもよい。「ヒートシーリング」という用語は、熱可塑性材料の一方の表面を熱可塑性材料の別の表面に溶接するプロセスを指す。ヒートシール可能な材料、十分な加熱および圧力を加えることなど適切な条件の下で、別の好適な熱可塑性材料に当たり、また接触して押し付けられたときにシールを形成することができるものであるべきである。好適な加熱は、誘導加熱または超音波加熱または他の従来の接触もしくは対流加熱手段、たとえば、高温の空気によって達成され得る。
【００２４】
本発明の第１の態様によれば、無菌包装容器内にヒートシールするための、ラミネートされたセルロースベースの液体または粘性食品包装材料が提供され、これは、フルーティング材料および段ボール原紙材料を含み、ＩＳＯ９８９５およびＩＳＯ５３６に従って測定されるように、流れ方向（ＭＤ）に少なくとも３０Ｎｍ／ｇのショート圧縮試験指数値（ｓｈｏｒｔ  ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ  ｔｅｓｔ  ｉｎｄｅｘ  ｖａｌｕｅ）（ＳＣＴ指数）、すなわち、秤量に関して正規化されたＳＣＴを有する、セルロースベースの段ボール原紙材料を備えるバルク材料層と、バルク層の外側に、すなわち、ラミネート材料から作られた包装容器から外に向けられるべき側に配置構成されている分離している印刷基材層と、印刷基材層の外側の最外透明保護ポリマー層とを備え、ラミネート包装材料は、熱可塑性ポリマーの最内ヒートシール可能液密層であって、最内ポリマー層は包装された食品と直接接触することを意図されている、最内ヒートシール可能液密層と、障壁金属箔またはバルク層と最内層との間にラミネートされた障壁コーティングフィルムの層と、バルク層と最内ヒートシール可能層との間にさらに配置構成される、少なくとも５０ｗｔ％から最大１００ｗｔ％までのポリアミドを含むさらなる障壁層とをさらに備える。
【００２５】
今日のバルク層の装飾機能、すなわち、カラー装飾パターンが印刷され得る白色印刷可能表面、さらにはその曲げ剛性の少なくとも一部を、バルク層から取り除き、その代わりに、低品質バルク層をバルク層の外側の分離している印刷基材層上にラミネートすることによって、低いコストで、受注から納品までのリードタイムを短縮して、見掛けの異なる包装ラミネートの製造プロセスの柔軟性が高められ得る。したがって、印刷基材および実際の印刷装飾パターンを単に交換すること以外に、製造プロセスまたは原材料に影響を及ぼすことなく包装容器の外観を変えることがより容易になる。印刷基材層は、白色、茶色、カラー、金属化を施されてよい。それと同時に、全体としてラミネートの層のサンドイッチ効果のおかげで、良好な外観を有する機械的および寸法的に安定した包装容器がそれでも得られる。
【００２６】
バルク層と最内ヒートシール可能液密層との間で、障壁金属箔または障壁コーティングポリマーフィルムがラミネートされる。好ましい一障壁金属箔は、アルミ箔である。代替的に、分散コーティングもしくは液体フィルムコーティングされた障壁コーティング、または蒸着障壁コーティングなどの、障壁コーティングを有するポリマーフィルム基材が、それらの間にラミネートされてよい。そのような障壁箔およびフィルムは、実際の障壁材料が比較的延伸性が低く、比較的脆いか、もしくは応力の影響を受けやすいかのいずれかの材料であるか、または非常に薄い、したがって、影響を受けやすい、コーティング厚さで施されるか、またはその両方であるというよくある欠点を有する。機械的応力の影響の受けやすさは、通常は、厚い層となるように施されても低減されず、むしろその反対である。ラミネート包装材料を包装容器に変換する際に、材料にクリーズを付ける、材料を曲げて折り畳む、さらには折り畳まれ成形されたパッケージ内に封緘するなどの機械的歪みを材料層にもたらすいくつかの作業がある。これらの応力の影響を受けやすい障壁材料およびコーティングは、本質的に非常に効率的な障壁特性を有するが、これらは、主要な機械的応力に耐えられるようにラミネート包装材料中でうまくバランスを取られる必要がある。
【００２７】
標準的な従来のラミネート層構造体からの変更によって、ラミネート包装材料中の層の間の特性のバランスが歪められたときに、いくつかの特性の喪失を補償する必要がある。そのような変更の効果を和らげるよい方法は、ポリアミドなどの、酸素障壁ポリマーの層を加えて、変更によって現れ得る問題を補償し、対処し、隠すことであることがわかった。ポリアミドは、一般的にラミネート層として適しているべき良好な熱可塑性特性を有し、隣接する層への良好な界面を提供し、さらに酸素などのガスおよび遊離脂肪酸などの他のゆっくりと移動する化合物に対するいくつかの障壁特性を一般的に備える。ポリアミドは、一般的には十分に良好なスタンドアロンの障壁材料ではないが、緩衝補償層として使用する文脈において、１０ｇ／ｍ２未満などの、少ない量を施されるだけでよい。
【００２８】
ポリアミドの少なくとも５０ｗｔ％を含むさらなる障壁層は、障壁金属箔または障壁コーティングフィルムと最内ヒートシール可能層との間に配置構成され得る。この層の配置において、ポリアミド障壁層は、追加の酸素障壁および充填された食品から包装材料内に、そこを通り外へ移動する遊離脂肪酸に対する障壁の両方として活動的であるものとしてよい。
【００２９】
特に、ポリアミドが金属障壁層の内側に追加されたときに、これはパック食品からの遊離脂肪酸が食品から金属障壁層に移動するのを防ぎ、したがって、障壁層の障壁特性は、損なわれることがなく、障壁金属箔または障壁コーティングフィルムへの内側ヒートシールポリマー層の接着は、長い貯蔵期間にわたって維持され得る
【００３０】
さらなる障壁層は、エチレンビニルアルコール（ＥＶＯＨ）とのブレンド中にポリアミドを含み得る。ＥＶＯＨ材料は、また、ポリアミドと似た仕方で追加の障壁特性にも関わるが、溶融（共）押出コーティングおよびラミネーション作業における同じ有利な処理可能性特性を有しない。類似の考慮事項が、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）に適用され、ポリアミドとＰＥＴとのブレンドは、代替として有用である。そこで、さらなる障壁層は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）とのブレンド中に、５０重量％以上のポリアミドを含み得る。
【００３１】
ポリアミドは、芳香族または半芳香族ポリアミドを含み得る。そのようなポリアミドは、移動する遊離脂肪酸に対するより良好な障壁特性を備え得るが、それが、そのような組合せは果汁および同様のものの包装に特に有利である理由である。
【００３２】
さらなる障壁層は、３から１０ｇ／ｍ２など、３から８ｇ／ｍ２など、３から６ｇ／ｍ２など、３から１２ｇ／ｍ２の量で施され得る。
【００３３】
障壁コーティングフィルムに適しているフィルム基材は、配向もしくは非配向ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、配向もしくは非配向ポリエチレンフラノエート（ＰＥＦ）、配向もしくは非配向ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンナフタネート（ＰＥＮ）、非配向もしくは配向ポリアミド（ＰＡ、ＯＰＡ、ＢＯＰＡ）などのポリアミド、エチレンビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、１軸もしくは２軸配向ポリプロピレン（ＰＰ、ＯＰＰ、ＢＯＰＰ）、配向もしくは非配向高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、およびシクロオレフィン共重合体（ＣＯＣ）などのポリエチレン、ならびに前記ポリマーのうちのどれかのブレンドなどのポリエステルに基づくフィルムからなる群から選択されるポリマーフィルム、または前記ポリマーもしくはそのブレンドのどれかを含む表面層を有する多層フィルムであってよい。
【００３４】
いくつかの実施形態によれば、障壁特性は、ポリマー層もしくは多層によって、または１つまたは複数の障壁ポリマーからのフィルムによって部分的にもたらされ得るが、他の実施形態では、フィルムのポリマーは、その後施される障壁コーティングのための基材を用意することのみを目的として用いられる。
【００３５】
酸素障壁特性は、薄い液体フィルムコーティング、たとえば、液状媒体または溶媒中の分散液または溶液の形態で紙もしくはポリマーフィルム基材などの基材上にコーティングされ、その後、乾燥させて薄い障壁コーティングを形成する障壁ポリマーによってもたらされ得る。分散液または溶液は均質で安定し、結果として、一様な障壁特性を有する均一なコーティングが得られることが重要である。水性組成物に対する好適なポリマーの例は、ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）、水分散性エチレンビニルアルコール（ＥＶＯＨ）または多糖類ベースの水分散性もしくは溶解性ポリマーである。そのような分散液コーティングまたはいわゆる液体フィルムコーティング（ＬＦＣ）層は、１ｍ２当たり数十分の１グラムと、非常に薄くされるものとしてよく、分散液もしくは溶液が均質で安定している、すなわち、十分に準備され混合されているならば、高品質の均質層を形成し得る。ＰＶＯＨは、乾燥条件の下で優れた酸素障壁特性を有し、また非常に良好な臭障壁特性ももたらす、すなわち、臭物質が、たとえば冷蔵庫もしくは貯蔵室内の、周囲環境から包装容器内に入るのを防止する能力を有し、この能力はパッケージの長期貯蔵の際に重要になる。さらに、水分散性または溶解性ポリマーからのそのような液体フィルムコーティングポリマー層は、多くの場合に、隣接する層への良好な内部接着をもたらし、最終的な包装容器の良好な完全性に関わる。
【００３６】
適切には、ポリマーは、ＰＶＯＨもしくは水分散性ＥＶＯＨなどのビニルアルコールベースのポリマー、アクリル酸もしくはメタクリル酸ベースのポリマー（ＰＡＡ、ＰＭＡＡ）、たとえばデンプンもしくはデンプン誘導体などの多糖類、セルロースナノフィブリル（ＣＮＦ）、ナノ結晶セルロース（ＮＣＣ）、キトサン、ヘミセルロースもしくは他のセルロース誘導体、水分散性ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）もしくは水分散性ポリエステル、またはこれらの２つもしくはそれ以上のものの組合せからなる群から選択される。
【００３７】
より好ましくは、ポリマー結合剤は、ＰＶＯＨ、水分散性ＥＶＯＨ、たとえば、デンプンもしくはデンプン誘導体などの多糖類、キトサンもしくは他のセルロース誘導体、またはこれらの２つもしくはそれ以上のものの組合せからなる群から選択される。
【００３８】
したがって、そのような障壁ポリマーは、液体フィルムコーティングプロセスを用いて、すなわち、施すときに、基材上に薄く一様な層になるように広げられ、その後、乾燥させられる水もしくは溶媒ベースの分散液または溶液の形態で適切に施される。
【００３９】
水性組成物は、一般的に、いくつかの環境上の利点を有する。好ましくは、液体ガス障壁組成物は水ベースであるが、それは、そのような組成物は通常溶媒ベースの系に比べて良好な作業環境配慮も有するからである。
【００４０】
最も好ましくは、ガス障壁ポリマーはＰＶＯＨであるが、それは、上述の良好な特性をすべて、すなわち、フィルム形成特性、ガス障壁特性、コスト効率、食品親和性、および臭障壁特性を有するからである。
【００４１】
ＰＶＯＨベースのガス障壁組成物は、ＰＶＯＨが少なくとも９８％、好ましくは少なくとも９９％の鹸化度を有するときに最良を示すが、それより低い鹸化度を有するＰＶＯＨでも酸素障壁特性を備える。
【００４２】
液体組成物は、それに加えて、酸素ガス障壁特性をさらに改善するために無機粒子を含み得る。
【００４３】
ポリマー結合剤材料は、たとえば、薄層状の形状であるか、または薄片形成された無機化合物と混合されてよい。薄片形状の無機粒子の重層配置構成により、酸素ガス分子は、蛇行経路を経由し、酸素障壁層を通って、障壁層にまたがる通常の直線経路よりも長い道を移動しなければならない。
【００４４】
無機薄層化合物は、剥離状態に分散されたいわゆるナノ粒子化合物、すなわち、重層無機化合物の薄層は、液状媒質を用いて互いから分離される。したがって、重層化合物は、好ましくは、ポリマー分散液または溶液によって膨らまされるか、または劈開されるものとしてよく、これは分散時に無機材料の重層構造に浸透している。これは、また、ポリマー溶液またはポリマー分散液に加えられる前に溶媒によって膨らまされ得る。したがって、無機薄層化合物は、液体ガス障壁組成物内および乾燥させた障壁層における層間剥離状態に分散される。多くの化学的に適しているナノクレー鉱物があり、好ましいナノ粒子は、精製されたモンモリロナイトまたはナトリウム交換モンモリロナイト（Ｎａ−ＭＭＴ）などの、モンモリロナイトのものである。ナノサイズの無機薄層化合物または粘土鉱物は好ましくは５０〜５０００のアスペクト比、および剥離状態で約５μｍまでの粒径を有する。
【００４５】
好適な無機粒子は、主に、５０から５０００のアスペクト比を有する薄層ベントナイト粒子からなる。
【００４６】
好ましくは、障壁層は、乾燥コーティング重量に基づき無機薄層化合物の約１から約４０重量％、より好ましくは約１から約３０重量％、および最も好ましくは約５から約２０重量％を含む。この量が少なすぎる場合、コーティングされ乾燥させられた障壁層のガス障壁特性は、無機薄層化合物が使用されないときと比べて目に見えて改善されることはない。この量が多すぎる場合、液体組成物は、コーティングとして施すのがより難しく、アプリケータシステムの貯蔵タンクおよび導管内で取り扱うのもより難しくなる。好ましくは、障壁層は、乾燥コーティング重量に基づきポリマーの約９９から約６０重量％、より好ましくは約９９から約７０重量％、および最も好ましくは約９５から約８０重量％を含む。分散安定剤または同様のものなどの添加剤が、ガス障壁組成物内に、好ましくは乾燥コーティングに基づき約１重量％以下の量で含まれ得る。組成物の全乾燥含有量は、好ましくは、５から１５重量％、より好ましくは７から１２重量％である。
【００４７】
異なる好ましい実施形態によれば、無機粒子は、主に、１０から５００のアスペクト比を有する薄層滑石粉粒子からなる。好ましくは、組成物は、乾燥重量に基づき、滑石粉粒子の１０から５０重量％、より好ましくは２０から４０重量％の量を含む。２０重量％未満では、ガス障壁特性の著しい増加はなく、５０重量％を超える場合には、コーティング層は、より脆く壊れやすいが、それは、層内の粒子間の内部凝集力が小さいからである。ポリマー結合剤は、粒子を囲み、分散させ、層内で互いにラミネートするのには量が少なすぎるように見える。ＰＶＯＨおよび滑石粉粒子からのそのような液体障壁組成物の全乾燥含有量は、５から２５重量％であってよい。
【００４８】
ところが驚いたことに、良好な酸素障壁特性は、３〜１５０ｎｍ、好ましくは４〜１００ｎｍ、なおいっそう好ましくは５〜７０ｎｍの粒径を示し、粒子は好ましくは無定形および球状である、コロイド状シリカ粒子が使用されたときに達成され得る。さらに、コロイド状シリカ粒子の使用は、液体障壁組成物が乾燥含有量で１５〜４０重量％、好ましくは２０〜３５重量％、およびなおいっそう好ましくは２４〜３１重量％で施され得るという利点を有し、それによって、強制的乾燥の必要性は減じられる。
【００４９】
本発明による無機粒子のあまり好ましくない代替的形態は、カオリン、マイカ、炭酸カルシウムなどの粒子である。
【００５０】
好ましいポリマー結合剤は、酸素障壁特性をもたらすために無機粒子を使用するときも、部分的に上述の有利な特性があるためＰＶＯＨである。それに加えて、ＰＶＯＨは、混合の観点から有利である、すなわち、一般的に、ＰＶＯＨおよび粒子の安定した混合物を形成するためにＰＶＯＨの水溶液中に無機粒子を分散させるか、または層剥離させるのが容易であり、それによって、均質な組成および形態を有する良好なコーティングされたフィルムを可能にする。
【００５１】
好ましくは、本発明によれば、前記酸素ガス障壁層は、乾燥重量で、０．１から５ｇ／ｍ２、好ましくは０．５から３．５ｇ／ｍ２、より好ましくは０．５から２ｇ／ｍ２の全量で施される。０．１ｇ／ｍ２未満では、ガス障壁特性はまったく達成されず、５ｇ／ｍ２を超える場合、コーティングされた層は、一般に障壁ポリマーのコストが高く、また液体を蒸発させるためのエネルギーコストが高いので、包装ラミネートに対してはコスト効率が得られない。認識可能なレベルの酸素障壁は、０．５ｇ／ｍ２以上でＰＶＯＨによって達成され、障壁特性とコストとの間の良好なバランスが０．５から３．５ｇ／ｍ２の間で達成される。
【００５２】
本発明の好ましい一実施形態によれば、酸素ガス障壁層は、２部層として、中間乾燥を伴う２つの連続するステップで施される。２部層として施されるときに、各層は、０．１から２．５ｇ／ｍ２、好ましくは０．５から１ｇ／ｍ２の量だけ適切に施され、少ない量の液体ガス障壁組成物からより高い品質の全層を可能にする。より好ましくは、２部層は、各々０．５から２ｇ／ｍ２、好ましくは各々０．５から１ｇ／ｍ２の量だけ施される。
【００５３】
本発明の異なる実施形態によれば、障壁コーティングは、物理的気相成長（ＰＶＤ）または化学的気相成長（ＣＶＤ）を用いてフィルム材料の基材表面上に施され得る。基材材料それ自体は、同様にいくつかの特性とともに関わり得るが、中でも、蒸着コーティングを受けるのに適している適切な表面特性を有するべきであり、蒸着プロセスにおいて効率よく働くべきである。
【００５４】
蒸着薄層は、通常単にナノメートル単位の厚さである、すなわち、たとえば、１から５００ｎｍ（５０から５０００Å）、好ましくは１から２００ｎｍ、より好ましくは１から１００ｎｍ、および最も好ましくは１から５０ｎｍのナノメートルの大きさのオーダーの厚さを有する。
【００５５】
いくつかの障壁特性、特に水蒸気障壁特性を有することが多い、蒸着コーティングの１つの共通タイプは、いわゆる金属化層、たとえば、アルミニウム金属物理的気相成長（ＰＶＤ）コーティングである。
【００５６】
実質的にアルミニウム金属からなる、そのような蒸着層は、５から５０ｎｍの厚さを有するものとしてよく、これは包装の従来の厚さ、すなわち、６．３μｍのアルミ箔に存在するアルミニウム金属材料の１％未満に対応する。蒸着金属コーティングは、必要とする金属材料が著しく少ないが、これらはせいぜい低レベルの酸素障壁特性しかもたらさず、十分な壁特性を有する最終的なラミネート材料を形成するためにさらなるガス障壁材料と組み合わされる必要がある。その一方で、これは、水蒸気障壁特性を有しないが、むしろ水分の影響を受けやすい、さらなるガス障壁層を補完し得る。
【００５７】
蒸着コーティングの他の例は、酸化アルミニウム（ＡｌＯｘ）および酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）コーティングである。一般的に、そのようなＰＶＤコーティングは、より脆く、ラミネーションによる包装材料への組み込みにあまり適していない。金属化層は、例外として、ＰＶＤによって行われているにも関わらずラミネーション材料に適した機械的特性を有するが、一般的には、酸素ガスに対する障壁は低い。
【００５８】
ラミネート包装材料について研究された他のコーティングは、プラズマ化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）を用いて施されてよく、化合物の蒸気が、より多くのまたはより少ない酸化状況の下で基材上に蒸着される。酸化ケイ素コーティング（ＳｉＯｘ）は、たとえば、ＰＥＣＶＤプロセスによっても施されてよく、次いで、いくつかのコーティング条件およびガス製法の下で非常に良好な障壁特性を得るものとしてよい。残念なことに、ＳｉＯｘコーティングは、ポリオレフィンおよび他の隣接するポリマー層への溶融押出ラミネーションによってラミネートされたときに接着特性の低下を示し、ラミネート材料は、濡れた、または湿気の高い包装条件に曝される。液体用カートン包装を対象とするタイプの包装ラミネートにおいて十分な接着に達し、維持するために特別な高価な接着剤または接着性ポリマーが必要である。
【００５９】
蒸着コーティングは、代替的に、プラズマ化学気相成長法ＰＥＣＶＤによって施される無定形水素化炭素障壁層、いわゆるダイヤモンド状炭素（ＤＬＣ）であり得る。ＤＬＣは、ダイヤモンドの典型的な特性のうちのいくつかを示す無定形炭素物質の一群を定める。好ましくは、たとえば、アセチレンまたはメタンなどの、炭化水素ガスが、コーティングを形成するためにプラズマ中でプロセスガスとして使用される。上で指摘されているように、そのようなＤＬＣコーティングは、湿式検査条件の下でラミネート包装材料中の隣接するポリマーまたは接着剤層への良好で十分な接着をもたらすことがわかった。隣接するラミネートポリマー層、すなわち、ＤＬＣ障壁コーティングに接着するか、またはコーティングされるポリマー層との特に良好な接着親和性は、ポリオレフィン、ならびに特にポリエチレンおよびポリエチレンベースの共重合体の場合に見られた。
【００６０】
そのようなＤＬＣ障壁コーティングは、良好な機械的特性、充填されたパッケージから内向きまたは外向きのいずれかの方向にそのようなラミネート材料を通って移動する様々な物質への良好な障壁特性とともに関わることによって、さらには結果としてラミネート内の隣接するポリマー層への優れた接着性をもたらすことによって、障壁コーティングを有する障壁フィルムを備える包装ラミネートから作られる液体充填包装容器に良好な障壁および完全性特性を付与する。したがって、ＤＬＣ障壁コーティングを有する、ポリエステルまたはポリアミドの基材層からの障壁フィルムは、包装ラミネートおよび最大２〜６ヶ月など、最大１２ヶ月などの、長期常温貯蔵のための酸素障壁特性さらには水蒸気障壁特性を有する包装容器を形成し得る。それに加えて、ＤＬＣ障壁コーティングは、パックされた食品中に存在する様々な香気および風味物質への、材料の隣接する層中に現れる可能性の高い低分子物質への、ならびに臭気および酸素以外のガスへの、良好な障壁特性をもたらす。さらに、ＤＬＣ障壁コーティングは、カートンベースの包装ラミネート内にラミネートされるときに、ポリマーフィルム基材上にコーティングされるような、良好な機械的特性を示し、包装ラミネートのラミネーションおよびその後の折り目形成に耐え、充填されたパッケージ内に封緘する。
【００６１】
ＤＬＣコーティングは、自然および我々の周囲環境には自然に存在しない元素または材料を含む残留物をリサイクルされた内容物中に残すことなく、容易にリサイクルできるという利点をさらに有する。
【００６２】
上で説明されている接着性ポリマーの使用は、特に本発明の金属化層またはＤＬＣ障壁コーティングへの十分な結合に必要でないであろう。ポリエチレン層への金属化接着は良好であり、隣接する層としてのポリオレフィン層への十分で適切な接着力は、少なくとも３００Ｎ／ｍなど、少なくとも２００Ｎ／ｍのレベルでのＤＬＣにも関していると結論された。接着力測定は、ＬＤＰＥラミネーションから２４時間後に、１８０°剥離力検査装置（Ｔｅｌｅｍｅｔｒｉｃ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ  ＡＢ）により室温で実行された。剥離は、ＤＬＣ／ＬＤＰＥ界面で実行され、剥離アームは障壁フィルムであった。蒸留水の水滴が剥離時に剥離界面に加えられ、濡れた状態、すなわち、ラミネートされた包装材料が材料層を通る、ラミネート材料から作られた包装容器に貯蔵されている液体から、および／または濡れた、もしくは非常に湿度の高い環境内での貯蔵によって、移動する水分で飽和したときの状態で接着力も評価する。所与の接着値は、Ｎ／ｍで与えられ、６回の測定の平均値である。
【００６３】
したがって、２００Ｎ／ｍを超える乾燥接着力は、層が、たとえば、ラミネート材料を曲げ、折り目形成したときに通常のパッケージ製造条件の下で層間剥離を生じないことを確実にする。この同じレベルの湿式接着は、包装ラミネートの層が、輸送、配給、および貯蔵のときに充填およびパッケージ形成の後に層間剥離しないことを確実にする。内部結合ポリマー層は、一般的な技術および機械、たとえば、アルミ箔のラミネーション、特に溶融ポリマーからＤＬＣ障壁コーティング上へのポリマー層の高温ラミネーション（押出）に使用される技術および機械を使用することによって、ＤＬＣ障壁層が上にコーティングされるポリマーフィルム基材上に直接コーティングされ得る。また、事前に作られたポリマーフィルムを使用して、それを局部的に溶融して、たとえば、高温のシリンダーまたは加熱されたローラーで熱を加えることによって、直接障壁コーティングキャリアフィルムに付けることが可能である。上記のことから、ＤＣＬ障壁フィルムが、ラミネート包装材料内へのラミネーションおよび変換方法におけるアルミ箔障壁への類似する方法で、すなわち、押出ラミネーションおよび押出コーティングを用いて、取り扱われ得ることが明らかである。ラミネーション機器および方法は、他のプラズマコーティング材料で必要とされているように、たとえば特定の接着性ポリマーまたは結合剤／タイ層を加えることによる、任意の変性を必要としない。それに加えて、その上にコーティングされているＤＬＣ障壁層を含む新しい障壁フィルムは、最終的な食品パッケージ内の障壁特性に悪影響を及ぼすことなくアルミ箔と同程度の薄さにされ得る。
【００６４】
バルク材料層は、１００から２００ｇ／ｍ２など、１００から３００ｇ／ｍ２の秤量を有するものとしてよい。
【００６５】
最内ヒートシール可能層の熱可塑性ポリマーは、ポリエチレンなどの、ポリオレフィンであってよい。
【００６６】
本発明のラミネート包装材料中の最外および最内ヒートシール可能液密層に好適な熱可塑性ポリマーは、ポリエチレンおよびポリプロピレンホモもしくは共重合体などのポリオレフィン、好ましくはポリエチレン、およびより好ましくは低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、直鎖ＬＤＰＥ（ＬＬＤＰＥ）、シングルサイト触媒メタロセンポリエチレン（ｍ−ＬＬＤＰＥ）、およびこれらのブレンドもしくは共重合体からなる群から選択されたポリエチレンである。好ましい一実施形態によれば、最外ヒートシール可能および液密層は、ＬＤＰＥであるが、最内ヒートシール可能液密層は、最適なラミネーションおよびヒートシール特性に対するｍ−ＬＬＤＰＥおよびＬＤＰＥのブレンド組成物である。最外および最内熱可塑性ポリマー層は、溶融ポリマーを所望の厚さになるまで（共）押出コーティングすることによって貼り付けられ得る。代替的に、最外および／または最内液密ヒートシール可能層は、事前製造された配向もしくは非配向フィルムの形態で貼り付けられ得る。別の実施形態によれば、最外ヒートシール可能な液密保護熱可塑性ポリマー層は、そのような最外層の薄い厚さのみが望ましいとき、またはそのようなプロセスが他の理由で好ましいときなどに、熱可塑性ポリマーの水性分散コーティングを用いて施され得る。
【００６７】
最外および最内層に関して上に挙げられているような、同じ熱可塑性ポリオレフィンベースの材料、特にポリエチレンも、ラミネート材料の内側の結合層内で、たとえば、バルクもしくはコア層と障壁金属箔もしくは障壁コーティングフィルムとの間で適している。
【００６８】
特定の一実施形態によれば、障壁金属箔または障壁コーティングフィルム障壁は、乾燥含有量で１〜２ｇ／ｍ２など、１〜１．５ｇ／ｍ２など、０．５から３ｇ／ｍ２の量だけ塗布される、アクリル変性ポリエチレン共重合体の結合接着剤によってバルク層にラミネートされる。接着剤ポリマーの約２ｇ／ｍ２のみが塗布されるようにバルク層セルロース表面の繊維網内に部分的に吸収されることを許される、３０から５０重量％など、２０から５０重量％の乾燥含有量のごく少量の水性接着剤組成物によりアルミ障壁箔を段ボール原紙材料のバルク層にラミネートし、表面をラミネートして合わせることが非常にうまく行くことがわかっている。以前に信じられていたこととは正反対に、アルミ障壁箔は、バルク層への隣接するラミネーション層としてより厚い溶融押出層の緩衝作用を受ける必要はない。
【００６９】
代替的に、もちろん、ラミネートされるべき２つの表面の間の介在結合層として低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）などの、ポリエチレンなどの、ポリオレフィンなどの、熱可塑性ポリマーの層を溶融押出ラミネートすることによって従来の方式でアルミ箔をバルク層にラミネートすることも可能である。
【００７０】
ラミネート材料の内側の結合層の押出ラミネーションに対する、すなわち、外側ヒートシール可能層と金属障壁箔、または障壁もしくはプライマーコーティング基材層との間の、または単層もしくは多層のそのような結合ラミネート層におけるバルク層に障壁コーティングフィルムを結合するための好適な他の接着性ポリマーは、カルボキシルもしくはグリシジル官能基などの、単量体単位を含む官能基とのＬＤＰＥもしくはＬＬＤＰＥ共重合体またはグラフト共重合体、たとえば、（メタ）アクリル酸単量体もしくは無水マレイン酸（ＭＡＨ）単量体（すなわち、エチレンアクリル酸共重合体（ＥＡＡ）もしくはエチレンメタクリル酸共重合体（ＥＭＡＡ））、エチレングリシジル（メタ）アクリレート共重合体（ＥＧ（Ｍ）Ａ）またはＭＡＨグラフトポリエチレン（ＭＡＨ−ｇ−ＰＥ）に大部分基づく、変性ポリオレフィンなどの、いわゆる接着性熱可塑性ポリマーである。そのような変性ポリマーまたは接着性ポリマーの別の例は、いわゆるアイオノマーまたはアイオノマーポリマーである。好ましくは、変性ポリオレフィンは、エチレンアクリル酸共重合体（ＥＡＡ）またはエチレンメタクリル酸共重合体（ＥＭＡＡ）である。
【００７１】
対応する変性ポリプロピレンベースの熱可塑性接着剤または結合層も、最終包装容器の要求条件に応じて、有用であり得る。
【００７２】
したがって、そのような接着性ポリマー層またはタイ層は、通常、共押出コーティング作業でそれぞれの外側層またはさらなるバルク−障壁結合層と一緒に施される。
【００７３】
好適な印刷基材層は、紙または金属化印刷背景表面と、２０から８０ｇ／ｍ２など、３０から７０ｇ／ｍ２など、２０から１００ｇ／ｍ２の秤量を有する紙である。
【００７４】
そのような印刷基材は、クレーコーティングされた白色紙表面、または茶色の自然紙表面、または金属化フィルム、または金属化紙表面である印刷可能表面を有し得る。
【００７５】
印刷基材層は、代替的に、所望のカラーまたは金属化印刷背景表面を有するポリマーフィルムであってよい。
【００７６】
好適な印刷基材の一種は、配向もしくは非配向ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、配向もしくは非配向ポリエチレンフラノエート（ＰＥＦ）、配向もしくは非配向ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンナフタネート（ＰＥＮ）などのポリエステル、非配向もしくは配向ポリアミド（ＰＡ、ＯＰＡ、ＢＯＰＡ）などのポリアミド、エチレンビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、１軸もしくは２軸配向ポリプロピレン（ＰＰ、ＯＰＰ、ＢＯＰＰ）、配向もしくは非配向高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、およびシクロオレフィン共重合体（ＣＯＣ）などのポリエチレン、ならびに前記ポリマーのうちのどれかのブレンドなどのポリエステルのうちのどれかに基づくフィルムからなる群から選択され得る、安定化、延伸および事前製造ポリマーフィルム、または前記ポリマーもしくはそのブレンドのどれかを含む表面層を有する多層フィルムであってよい。
【００７７】
本発明の第２の態様において、本発明のラミネート包装材料を含む液体、半液体、または粘性食品包装容器が提供される。包装容器は、シートまたはウェブ成形ブランクを立方体または他の折り目成形パッケージに、または単にパウチパッケージに折り目形成することによってラミネート包装材料から完全に作られ得る。代替的に、これは、包装材料スリーブとして使用されてよく、プラスチックボトル頂部または同様のものと組み合わされ得る。
【００７８】
本発明の包装容器は、従来の液体用包装板紙に基づき、実質的に低い材料コストで、類似の包装材料からの容器に対して改善されたか、または少なくとも等しい性能を有する。これは、コスト節減のために材料層が低減または変更され得る従来の観点では、予想外であり、驚きでもある。
【００７９】
本発明の第３の態様において、本発明のラミネートされたセルロースベースの液体または粘性食品包装材料を製造するための方法が提供され、方法は、任意の順序で、
ａ）ＩＳＯ９８９５およびＩＳＯ５３６に従って測定されるように、流れ方向（ＭＤ）に少なくとも３０Ｎｍ／ｇのＳＣＴ指数値を有するセルロースベースの段ボール原紙材料を含むバルク材料層に障壁金属箔または障壁コーティングフィルムをラミネートするステップと、
ｂ）障壁金属箔または障壁コーティングフィルムの他方の非ラミネート側に少なくとも５０重量％のポリアミドを含むさらなる障壁層を施すステップと、
ｃ）ポリアミドを含むさらなる障壁層の非ラミネート（内）側に最内ヒートシール可能熱可塑性ポリマー層を施すステップと、
ｄ）印刷された装飾パターンありまたはなしで、印刷基材層を含む、さらなる層を、バルク材料層の他方の外側に施すステップと、
を含む。
【００８０】
段ボール原紙材料は、フルーティング材料とライナ材料の両方を含む。
【００８１】
障壁金属箔または障壁コーティングフィルムは、ラミネートされるべき表面のうちの１つに水性接着剤組成物を塗布することによってバルク材料層にラミネートされ、乾燥作業またはステップが実行されることなく、少なくとも１つのラミネーションローラーニップに通させることによって互いに接着するように層に圧力を加えながら、バルク層のセルロース表面内への接着剤組成物の吸収を可能にし得る。
【００８２】
ラミネーションが、水性接着剤吸収ラミネーション、すなわち、非常に少ない量のポリマー接着剤が塗布されるラミネーション法を用い、ラミネートされるべき２つの表面を結合することによって行われるときに、水媒体または溶媒がラミネート層のセルロース繊維網内に吸収され、さらなる乾燥もしくは加熱が必要ないときに、さらなる有利な効果がある。溶融押出ラミネーションの場合など、熱可塑性の低い結合材料が必要であるが、包装材料中の紙もしくはセルロースベースの材料層の相対的割合は、増大する。さらに、障壁層は、接着剤ポリマーの障壁特性など、ラミネート包装材料に含まれる様々な材料層の特性の効率的な組合せがある場合に、ダウンゲージされ得る。
【００８３】
代替的な一実施形態において、層は、溶融押出ラミネーションによってラミネートされてよいが、必然的にコストが高くなる。
【００８４】
さらなる障壁層は、１つの共通のステップｂ〜ｃ）においてアルミ箔障壁上への最内ヒートシール可能層で一緒に溶融共押出コーティングされ得る。これは、内側ポリマー層を施す、すなわち、１つの共押出作業で一緒に施す最も経済的で合理的な方法である。しかしながら、２ステップで行うか、または間に隣接するタイ層があるさらなる障壁ポリマー材料を溶融共押出することによってアルミ箔の内側に押出ラミネートすることによって事前製造フィルムの形態で内側ヒートシール可能層を施すことが可能である。
【００８５】
最内ヒートシール可能層の熱可塑性ポリマーは、ポリエチレンなど、メタロセン触媒による直鎖低密度ポリエチレン（ｍ−ＬＬＤＰＥ）と低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）のブレンドなど、ポリオレフィンであってよい。最内ポリオレフィン層が、コンパクト表面障壁紙上に直接施されると、ラミネート材料の障壁特性が著しく増大することがわかる。
【００８６】
バルク材料層の外側の印刷基材層は、８００ｇ／ｍ３より高い密度、および８０ｇ／ｍ２以下など、７０ｇ／ｍ２以下など、１００ｇ／ｍ２以下の秤量を有し、スペーサ層として働くバルク材料層およびバルク材料層の対向する側、すなわち、内側のアルミ箔層障壁と相互作用する、サンドイッチ構造体内のフェーシング層として機能する、さらなる紙であってよい。
【００８７】
さらなる実施態様では、この方法は、
ａ）ＩＳＯ９８９５およびＩＳＯ５３６に従って測定されるように、１００から３００ｇ／ｍ２の秤量と、流れ方向（ＭＤ）に少なくとも３０Ｎｍ／ｇのＳＣＴ指数値とを有する、段ボール原紙材料のセルローススペーサ層を含む中心モジュールバルク材料のウェブを提供するステップと、
ｂ）印刷された、またはそれに貼り付けられた装飾を有するか、または持たない少なくとも印刷基材層を備える外側材料モジュールであって、ラミネート包装材料から作られた包装容器の外側に向けられるべきである、バルク材料のその側を対象とする外側材料モジュールのウェブを提供するステップと、
ｃ）中心モジュールバルク材料のウェブの外側および外側材料モジュールのウェブを互いにラミネートするステップと、
ｄ）装飾を外側材料モジュールに追加するステップと、
ｅ）ラミネートされた外側材料モジュールおよび中心モジュールバルク材料にクリーズを付け、適宜、穴抜きまたは穿孔するステップと、
ｆ）少なくともアルミ箔障壁を備える内側材料モジュールであって、ラミネート包装材料から作られた包装容器の内側に向けられるべきである、バルク材料のその側を対象とする内側材料モジュールのウェブを提供するステップと、
ｇ）内側材料モジュールのウェブおよびバルク材料のウェブの内側を互いにラミネートするステップと、
ｈ）最外透明液密保護層を外側材料モジュールの外側に貼り付けるステップと、
ｉ）最外熱可塑性液密ヒートシール可能層を内側材料モジュールの内側に貼り付けるステップと、
ｊ）それにより、ラミネートされたセルロースベースの液体または粘性食品包装材料のウェブを取得して、さらにリールに巻き付けるステップと、
を含み、
バルク材料層は、ラミネート包装材料内でサンドイッチ構造体の中心スペーサ層を構成し、サンドイッチ構造体はスペーサ層の内側に載るフェーシング層として配置構成されているアルミ箔を有し、スペーサ層の外側に配置構成されている印刷基材紙フェーシング層と相互作用し、紙フェーシング層およびアルミ箔障壁はスペーサ層に比べて著しく薄い厚さを有するが、高いヤング率を有する。
【００８８】
これらの方法ステップは、任意の順序で行われてよいが、上に挙げた順序は、ラミネーションセットアップの観点から好ましいと考えられる。代替的に、内側および外側材料モジュールは、予め作られる、すなわち、事前ラミネートされるものとしてよく、それにより、スペーサ層を含むか、またはスペーサ層からなるバルク層を備える低密度で比較的影響を受けやすい中心モジュールは、２つのラミネーション作業に耐えられるだけでよい。
【００８９】
特定の実施形態において、外側紙フェーシング層は、バルク層に最初にラミネートされるべきであり、それにより、従来のバルク板紙で今日行われているように、材料のより厚い嵩張る部分に事前切断した孔、開口部、またはスリットを作るときに一緒に事前切断される。したがって、そのような事前切断された穴または開口部またはスリットは、内側層および障壁金属箔または障壁コーティングフィルムを含む、その後の作業においてラミネートされるラミネート層の間にカプセル封入される。
【００９０】
スペーサ層の一例は、いわゆる段ボール原紙材料から作られ、これは通常きわめて高い密度を有するが、従来の液体包装板紙と比較して、固有の曲げ剛性は低く、さらには機械的特性の他の違いもあり、そのため、そのような材料のバルク層から作られたパッケージの寸法および機械的安定性は、包装ラミネートの従来の製造によって作られたときと同様に、損なわれる。特に、液体包装に適しているラミネート包装材料と比較してそれ自体実質的に低い曲げ剛性を有する。曲げ剛性は、とにかく段ボールカートン製造を対象としていたので段ボール原紙材料上では一般に測定されないが、そのような材料は、印刷可能コーティング（クレーコート）坪量を除外したときに対応する坪量で、ＴｒｉｐｌｅｘまたはＤｕｐｌｅｘ板紙タイプの液体用カートン板紙の曲げ剛性よりも少なくとも４０％など、少なくとも５０％など、少なくとも３０％低い曲げ剛性を有することが測定された。しかしながら、これはそれでも、高いヤング率を有する、フェーシング層の間にサンドイッチ構造で距離層をさらに設けることと、液体包装用の従来の板紙に比べて、層の平面内（ｘ−ｙ）で高い圧縮強度特性を持たせることとによって、ラミネート包装材料の全機械的特性および曲げ剛性に関わっている。一般的に、フルーティング材料は、ライナ材料よりも高い秤量当たりの曲げ剛性を有する。
【００９１】
段ボール原紙は、また、段ボールケース材料（ＣＣＭ）としても知られており、段ボールケース材料に必要な材料は、２つの平らなライナまたはライナ媒体の間を接着剤で接着することによって使用時に波形加工（ｆｌｕｔｅｄ）（ウェルド加工（ｗｅｌｌｅｄ））され、次いで配置構成される中芯原紙（または波形加工媒体）である。そのような段ボール構造は、２つの比較的薄いライナ層の間で距離またはスペーサ層として働いている、波形加工中間層により、高いサンドイッチ構造曲げ剛性をもたらす。したがって、段ボール原紙を構成する２つのタイプの紙は、一般にクラフトライナまたはテストライナとも呼ばれるライナ材料、およびフルーティング（または中芯原紙）材料である。段ボール原紙材料は、もっぱら天然の無漂白セルロース繊維から作られるので、これらは、それの色の濃さがセルロースのタイプに依存して変わり得るが、一般的に茶色、またはベージュ色である。しかしながら、一方の表面に白色の上層を有する、通常はより高価な材料である、白色の上部ライナもある。
【００９２】
ライナは、通常、８３５ｋｇ／ｍ３未満など、８５０ｋｇ／ｍ３未満の密度を有し、茶色またはベージュ色であり、スプルースおよびマツ繊維などの、主に軟材繊維を含む。
【００９３】
したがって、フルーティングは、６００から７００ｋｇ／ｍ３、通常は約６５０ｋｇ／ｍ３など、６００から７５０ｋｇ／ｍ３の密度を有する、段ボール容器板紙で中芯原紙として通常使用される紙製品である。フルーティング紙は、茶色またはベージュ色であり、大部分は短繊維を含み、ちょうどライナのように、一般的に、それ自体液体用カートンパッケージの製造に適していない、低コスト低品質の紙である。しかしながら、サンドイッチ構造体内でスペーサ層として使用されるときに、これは液体用カートン包装の目的のために、および実質的に低い価格で、紙のグレードが承認された種類のものであり、そのような包装ラミネートにおいて正しい層と正しい方法で組み合わされる場合にうまく働き得る。しかしながら、フルーティング媒体は、ラミネート液体用カートン包装材料に対するサンドイッチ構造内に十分な距離をもたらし得る剛性が低く、低コストである繊維質材料であることによって、波形加工されていない、スペーサ層を形成する。波形加工されたスペーサ層、すなわち、形のよいスペーサ層は、本発明の範囲内にない。段ボールカートン材料は、液体用カートンラミネート包装材料へのきわめて異なる技術的意味および要件をもたらすので、ここでは取り扱わない。
【００９４】
ライナまたは中芯原紙の製造で一般的に使用される繊維は、リサイクル繊維および新しい、すなわち、バージン繊維であってよい。紙の特性は、シートを構成する様々な繊維の構造的特性に依存する。一般的に言えば、バージン繊維の含有率が高ければ高いほど、フルーティングまたはライナ材料は強く、剛性が高くなる（圧縮抵抗が高くなる）。本発明の目的に関して調査されたフルーティング材料は、Ｐｏｗｅｒｆｌｕｔｅからの、カバ材などの広葉樹材から作られる１００％バージン繊維から作られる半化学的フルーティングである。カバ材は、最適なフルーティング原材料である。その構造は、高濃度のリグニンおよびヘミセルロースを含む。パルプ化プロセスは、繊維の柔らかく柔軟性のあるセルロースコアが保護されるように自然に高い疎水性リグニンを保存し、残っているヘミセルロースを変性させる。これは、より高い剛性およびより低いクリープ特性をもたらす。液体包装に使用されるときに、市場で利用可能なフルーティング材料は、この新しい使用および貼り付けについて液体および高水分条件を扱うために、セルロースウェブ製造時に１つまたは複数の追加のサイジング剤を補われる必要がある。従来のサイジング技術および化学物質（ＡＫＤ、ＡＳＡ、ロジンなど）は、特定の製品に対する必要な要求条件を満たすためにフルーティング材料に使用され得る。
【００９５】
バージン繊維から作られるライナは、クラフトライナと呼ばれるが、リサイクル繊維からのライナは、テストライナと呼ばれる。またバージン繊維とリサイクル繊維との混合も可能である。クラフトライナは、少なくとも８０ｗｔ％、および好ましくは１００ｗｔ％のバージン繊維を有するべきである。ライナに使用される繊維は、フルーティング材料で使用される繊維よりも長く、ライナが元々外側のカートン材料のライナ層を対象としているので、これらは、また、異なる程度の水分および湿潤条件に耐えるためにサイジング剤によりサイジングされる。
【００９６】
一般的に、フルーティングに比べてより高い破断伸びを有し、破片および繊維塊のような含まれる不純物は少ないので、ライナ材料は、液体用カートンラミネートにおけるスペーサ層としてなおいっそううまく働くように見えることがわかった。これらの特性は両方とも、パッケージ内への折り目形成を対象とするラミネート包装材料において有利である。耐湿性に関して、ライナは、また、水分の影響を受けやすい、ヘミセルロースの含有量が少ないおかげでより良好である。
【００９７】
したがって、段ボール原紙材料は、液体包装に対する対応する板紙に比べて低い曲げ剛性を有するが、その一方で、通常の液体用板紙材料、またはこの文脈において適当である他の紙もしくはセルロース材料に比べて、流れ方向（ＭＤ）に秤量当たり高いＳＣＴ指数、すなわち、高いＳＣＴ値を有する。段ボール原紙は、一般に、印刷可能コーティング（クレーコート）の秤量を除外したときに、対応する秤量を有する、液体用板紙の曲げ剛性より少なくとも３０％以上低い曲げ剛性を有する。一般的に、フルーティング材料は、ライナ材料よりも高い秤量当たりの曲げ剛性を有する。
【００９８】
ＳＣＴ値は、国際標準ＩＳＯ９８９５によって測定され、異なる段ボール原紙材料を互いに比較するために依存する特性である。ＳＣＴすなわちショート圧縮試験では、ＣＤおよびＭＤで、紙繊維の内部圧縮抵抗、すなわち紙の平面内圧縮強度を測定する。この特性は、測定される特定の紙の坪量とともに変わる。紙製品の坪量は、ＩＳＯ５３６に従って測定される。
【００９９】
より高いＳＣＴ指数を有する材料から作られたパッケージは、より良好な積み重ね性を有し、したがって、これは、カートン材料の平面（ｘ−ｙ平面）内の秤量当たりの圧縮強度の測定である。段ボール原紙は、通常、ＭＤにおいて少なくとも３０Ｎｍ／ｇのＳＣＴ指数を有し、とりわけ液体用板紙ラミネートに対する必要な圧縮強度および積み重ね特性をもたらす。これらの材料は、液体用カートン包装のためのラミネート材料中の（非波形加工）スペーサ層としてのみ使用されるので、曲げ剛性特性に関して最適化される必要はない。したがって、そのようなライナ材料は、元々、段ボールカートンサンドイッチ構造内のフェーシング層を対象としているが、これらは、本発明の目的のために、各面にラミネートされたさらなるフェーシング層を有し、液体用カートンラミネート材料に対する必要な曲げ剛性特性をもたらす、ラミネート構造体中のスペーサ層として使用される。
【０１００】
比較のために、今日の液体用板紙材料は、約２５Ｎｍ／ｇのＳＣＴ指数を有するが、次いで、他のすべての特性に関して最適化もされるが、液体用カートンラミネート包装材料における寸法安定性をもたらす主要な働きをするものとして頼りにされているからである。今日の最適化された液体用板紙をラミネート中のサンドイッチ構造において低コストのスペーサ層で置き換えたときに、そのようなスペーサ層は、最新技術の板紙を取り除くときに特性の喪失を補うために、少なくとも３０Ｎｍ／ｇの、より高いＳＣＴ指数を有する必要がある。
【０１０１】
新しいスペーサ層は、ラミネート構造中のサンドイッチ構成におけるさらなるフェーシング層にラミネートされるので、スペーサ層それ自体に白色の、または滑らかな（たとえば、クレーコーティングされた）印刷面を形成する必要はない。また、その点で、段ボール原紙材料は、そのため、そのようなスペーサ層に対する適切な材料である。
【０１０２】
耐湿性に関して、これらの材料は、液体用カートン包装ラミネート内でより適切に機能するように、３５ｇ／ｍ２未満のコッブ水吸着値を有するものとしてよい。コッブ値は、ＩＳＯ５３５に従って測定され、ほとんどのライナ材料によってすでに満たされているが、いくつかのフルーティング材料は、液体用カートン包装ラミネート内の非波形加工スペーサ層として使用されるために追加のサイジングを必要とすることがある。したがって、バルク層における段ボール原紙材料は、少なくとも１つのサイジング添加物を含む。バルク層に対して従来の液体用板紙からそのようなフルーティング材料またはライナ材料などのセルロースベースの段ボール原紙材料にダウンゲージするときに、バルク層の内側にラミネートされたアルミ箔障壁は小亀裂が生じ、もはや気体透過に対して気密ではないことがわかった。したがって、これは、そのような低コストおよび低率のバルク材料のいくつかの態様における不適切な機械的性能の帰結であり、その結果、実際に亀裂および破断を生じる限界までアルミ箔にかかる歪みおよび応力が高くなる。
【０１０３】
外側印刷基材層に対する好適なそのような安定化紙フェーシング層は、薄いクラフト紙、耐脂紙、またはパーチメント紙に見られるものとしてよい。これらは、３０から７０ｇ／ｍ２など、３０から６０ｇ／ｍ２などの、２０から１００ｇ／ｍ２の秤量、６００から１５００ｋｇ／ｍ３の密度を有するべきである。
【０１０４】
典型的には、本発明の目的のための紙フェーシング層は、５から１０ＧＰａなど、１から１０ＧＰａのヤング率を有するべきである（３０から７０ＧＰａを有する、約６μｍの厚さのアルミ箔と比較して）。
【０１０５】
包装材料ラミネートの曲げ剛性は、個別の層の厚さおよびヤング率から導出され得る。サンドイッチラミネート材料構造体の機械的特性のバランスを取るために、サンドイッチのフェーシング層は、スペーサ層の各、それぞれの面に配置構成されるべきであり、したがってそれらは実質的に等しい引張剛性を有する。引張剛性は、ヤング率と厚さとの積によって与えられる。
【０１０６】
包装ラミネートの外側に対するうまく機能している紙フェーシング層は、また、その後の障壁コーティング、特に蒸着障壁コーティングに対して滑らかにされ、事前コーティングされた表面も有する耐脂紙または高密度紙であってよい。次いで、もちろん、そのような紙フェーシング層は、最終的な包装ラミネートの酸素障壁にさらに関わる。
【０１０７】
得られるラミネート包装材料のさらなる態様によれば、ラミネート材料の最外ヒートシール可能層は、１つまたは２つの事前製造フィルムとして用意され得る。したがって、そのようなフィルムは、バルク層の第１の面にラミネートされるべき第１の事前ラミネート材料において障壁層に事前ラミネートされ、および／またはバルク層の第２の面にラミネートされるべき印刷され装飾された外側表面層に事前ラミネートされるものとしてよい。フィルムが障壁層または印刷され装飾された層に事前ラミネートされるときに、これは、特にＥＡＡまたはＥＭＡＡなどの接着性ポリマーを事前コーティングされるかまたは一体化された層がラミネーション表面のうちの１つに存在するかまたは塗布される場合に、他の層へのフィルムの熱圧力ラミネーションのみによるものであってよい。代替的に、ラミネーションは、介在する溶融押出ポリマーの消費量が多いのでコストが高い、溶融押出ラミネーションを用いて、または乾燥ステップを必要としない、ラミネートされるべき少なくとも１つの紙もしくはセルロースベースの表面内に浸透し得る少量の水性接着剤で事前コーティングすることによって行われてもよい。
【０１０８】
概してラミネート包装材料のコストを引き下げようとする中で、追加する必要のある層をできる限り減らすように様々な層の中の特性を組み合わせることが望ましい。
【０１０９】
今日の包装ラミネートの従来の液体用包装板紙がより弱いバルク層で置き換えられ、それにより著しいコスト削減を可能にするときに、代わりに、ラミネート包装材料の印刷および装飾のために様々な目的に合わせて作られた装飾基材にいくつかの追加のコストが費やされ得る。本発明のバルク層は、もはや、印刷表面、すなわち、印刷されるべき表面を構成しないので、滑らかな白色表面および高価なクレーコートは、バルク層から省かれてよく、滑らかな白色印刷表面が、代わりに、バルク層の他の面にラミネートされるべき、外側印刷基材フェーシング紙上で、他の手段によって得られるものとしてよい。そのような印刷基材は、たとえば、カラーフィルムまたは白色印刷可能紙フェーシング層であってよい。代替的に、白色印刷背景表面を形成するための白色紙は、裏面にラミネートする前に印刷される透明フィルム、すなわち、反転印刷フィルムに事前ラミネートされ、それにより、印刷された装飾が白色紙表面の方へ向けられ、透明フィルム基材によって保護される。したがって、外側白色紙フェーシング層への印刷およびラミネーションならびに場合によっては、最外ヒートシール可能層へのさらなるラミネーションは、ラミネート包装材料の第２の側、すなわち外側に対して第２の事前ラミネート材料を用意するために事前ラミネーション作業において行われ得る。
【０１１０】
光障壁特性および白さをさらに加えるために、そのようなフィルムまたは紙は、白色充填剤材料または紙の場合にはクレーコート、またもしくは代わりに、金属化層を備え得る。包装容器のいくつかの製品および外観について、金属化印刷表面が好ましく、他の場合には、カラー印刷表面もしくは茶色の自然なセルロース印刷表面が好ましい。印刷表面層をバルク層から外すことによって、可能な外側外観における多様性が可能であり、これは本発明の３部モジュールラミネーションモデルのさらなる利点である。なおもさらなる酸素障壁層は、最終的なラミネート材料の全障壁性能を強化するために第２の事前ラミネート材料に含まれ得る。
【０１１１】
以下では、本発明の実施形態が、図面を参照しつつ説明される。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１ａ】本発明によるフルーティング材料およびアルミ箔障壁からのバルク層を有するラミネート包装材料の概略断面図である。
【図１ｂ】フルーティング材料およびアルミ箔障壁からのバルク層のラミネート包装材料のさらなる実施形態の概略断面図である。
【図１ｃ】そのようなラミネート包装材料のなおもさらなる実施形態の概略断面図である。
【図２ａ】本発明によりアルミ箔障壁をバルク材料にラミネートするための方法の一例の概略図である。
【図２ｂ】本発明によりアルミ箔障壁をバルク材料にラミネートするための異なる方法の一例の概略図である。
【図３ａ】本発明によるラミネート包装材料から生産される包装容器の典型的な例を示す図である。
【図３ｂ】本発明によるラミネート包装材料から生産される包装容器の典型的な例を示す図である。
【図３ｃ】本発明によるラミネート包装材料から生産される包装容器の典型的な例を示す図である。
【図３ｄ】本発明によるラミネート包装材料から生産される包装容器の典型的な例を示す図である。
【図４】連続的、ロール送り、フォーム、充填、および封緘プロセスで包装ラミネートから包装容器が製造される原理を示す図である。
【図５】フルーティング材料から作られたバルク層からのラミネート包装材料の酸素障壁特性が、同様にしてアルミ箔障壁でラミネートされ、同じ種類の充填されたパウチパッケージ内に形成されたときに、従来の板紙ベースのラミネートされた液体用包装材料と比較してどのように劣化するか、さらには、ポリアミドのさらなる層をバルク層の内側にラミネートすることによって再びどのように改善され得るかを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０１１３】
図１ａには、本発明のラミネート包装材料１０ａの第１の実施形態の断面図が示されている。これは、本明細書で使用されている２００ｇ／ｍ２など、１００から３００ｇ／ｍ２の秤量を有する、フルーティング材料のバルク層１１ａを備える。
【０１１４】
スペーサ層１１ａの内側で、ラミネート材料は、バルク層１１ａとサンドイッチ構造体内で相互作用するアルミ箔障壁と、外側紙フェーシング層にも作用する薄い高密度紙印刷基材１２ａとを備える。アルミ箔は、６から７μｍなど、５から９μｍの厚さを有する。アルミ箔障壁の内側に、ポリアミド１８ａのさらなる障壁層も用意される。ポリアミド障壁層は、１．５から１０モル％のアクリル単量体含有率を有する、エチレンアクリル酸共重合体ＥＡＡである、接着性ポリマーを用いてアルミ箔障壁に結合される。ポリアミド障壁層は、充填される食品の要求条件および使用される材料のコストとのバランスに応じて、３から１０ｇ／ｍ２など、３から８ｇ／ｍ２など、３から６ｇ／ｍ２など、３から１２ｇ／ｍ２の量で施され得る。
【０１１５】
好ましい一実施形態によれば、ポリアミド障壁層は、芳香族または半芳香族ポリアミドポリマーを含む。しかしながら、コスト効率の高いラミネート包装材料およびそのような共押出コーティングされたラミネート構造体の容易な製造の目的に適う最も一般的なポリアミドはＰＡ−６である。
【０１１６】
内側は、最終的な包装容器内の充填された食品と直接接触する包装ラミネートの層でもある、最内ヒートシール可能熱可塑性物質層１５ａも備える。最内ヒートシール可能ポリマー層１５ａは、ポリアミド障壁層ならびにＥＡＡの中間タイ層１９ａおよび２０ａと一緒にアルミ箔１４ａ上に溶融共押出コーティングされる。
【０１１７】
最内層１５ａ、ポリアミド障壁層１８ａ、および中間タイ層の（共）押出コーティングは、バルク層１１ａへのアルミ箔障壁のラミネーションの前または後に行われ得る。
【０１１８】
最内ヒートシール可能層または多層１５ａは、代替的に、事前製造されたフィルムの形態で施され、押出コーティング作業で得ることが可能なものよりも高い程度で配向フィルムであることによりさらなる安定性および耐久性を加え得る。次いで、そのようなフィルムは中間ポリアミド障壁層１８ａおよびタイ層１９ａおよび２０ａによってアルミ箔に溶融共押出ラミネートされる。ここでもまた、内側材料層は、バルク層１１ａにラミネートする前に、内側の別のモジュールとして事前ラミネートされ得る。しかしながら、この特定の実施形態において、アルミ箔は、最初に、バルク層１１ａ、またはバルク層を含むラミネート材料の他の部分にラミネートされ、その後、ポリアミド障壁層１８ａ、およびポリエチレンなど、この場合にメタロセン触媒による直鎖低密度ポリエチレン（ｍ−ＬＬＤＰＥ）と低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）とのブレンドを含む低密度ポリエチレン組成物など、ポリオレフィンから選択されるヒートシール可能ポリマーの層または多層１５ａでアルミ箔の内側に溶融押出ラミネートされる。２つの層が、ヒートシール可能層を構成している場合、ＬＰＤＥの第１の層および上記のブレンドの第２の最内層があり得る。
【０１１９】
他の側、スペーサ材料層１１ａの外側では、包装材料は、秤量が７０ｇ／ｍ２であり、滑らかな印刷表面を有する薄い高密度紙１２ａの印刷基材層を備える。白色印刷基材が望ましい場合、薄い紙フェーシング層は、クレーコートまたは同様のものを備え得る。紙１２ａは、スペーサ層１１ａおよびバルク層の内側のアルミ箔障壁と相互作用するサンドイッチ構造体の外側にフェーシング層も構成する。最終的なラミネート材料では、基材１２ａは、様々な色、画像、およびテキストからの印刷パターンで印刷され装飾される。バルク層の外側の材料は、プラスチック、好ましくは、ポリオレフィンなど、ポリエチレン材料層などの、ヒートシール可能熱可塑性物質の最外液密透明層１３ａも備える。印刷基材および紙フェーシング層１２ａは、バルク層へのラミネーションの前または後に印刷されてよく、最外プラスチック層１３ａは、バルク層１１ａへのラミネーションの前または後に別の作業で印刷基材層上に施され得る。プラスチック層１３ａによる装飾印刷のコーティングが、バルク層へのラミネーションの前に行われる場合、そこで、外側材料全体は、１つのモジュールとして、すなわち、事前ラミネートされた外側として用意され、これは次いでバルク層の外側の、バルク層またはラミネートの残り部分にラミネートされる。
【０１２０】
バルクおよびスペーサ層１１ａの外側の紙フェーシング層１２ａでもある薄い高密度印刷基材は、３０から８０ｇ／ｍ２など、３０から６０ｇ／ｍ２など、２０から１００ｇ／ｍ２の秤量を持ち、６００から１５００ｋｇ／ｍ３の密度を有する紙であってよい。特定の実施形態において、これは単独の、またはたとえば、金属化コーティングなどの、さらなる障壁コーティングでコーティングされた、耐脂紙であってよい。いくつかの耐脂紙は、ポリエチレン層または同様の層などの、熱可塑性層の間にラミネートされたときに、２３℃および５０％ＲＨで、２ｃｃ／ｍ２／日／ａｔｍ未満のさらなるガス障壁を備え、最外ポリマー層１３ａはそのような１つの隣接する熱可塑性ポリマー層である。
【０１２１】
アルミ箔をバルク層にラミネートする作業は、溶融押出ラミネーション作業であり、それにより、中間熱可塑性結合層１７ａをバルク層とアルミ箔との間に施すものとしてよい。
【０１２２】
しかしながら、この特定の実施形態において、バルク層１１ａへのアルミ箔障壁層１４ａのラミネーションは、バルクセルロース層に部分的に吸収され、２つの層を効率よく接着して結合する接着剤の少量の水性溶液を塗布することによって実行され、この接着剤は３０から５０重量％の固形成分含有量でエチレンとのアクリル変性共重合体の水分散液である。アクリル官能基は、アルミ箔表面への良好な結合を形成し、したがって２つのラミネート層の間の良好な接着をもたらす。
【０１２３】
バルク層１１ａへの印刷基材紙フェーシング層１２ａのラミネーションは、また、それぞれのセルロース層内に部分的に吸収され、２つの紙セルロース層を効率的に接着する接着剤の少量の水溶液を塗布することによって実行され、その代わりに接着剤はデンプンまたはナノ／マイクロ繊維状セルロースまたはポリビニルアルコール／ポリ酢酸ビニルまたは類似の親水性物質であり、セルロース分子に容易に結合する。接着剤材料が固有の障壁特性を有しているときに、もちろんそのような接着剤は、非常に少ない量で塗布されるが、ラミネート包装材料の結果として得られる酸素障壁特性になおいっそう関わり得る。
【０１２４】
代替的に、ただし、環境およびコスト節減の観点からはあまり好ましくないことだが、外側印刷基材層１２ａは、ＬＤＰＥまたは同様のものなどの熱可塑性結合ポリマーによる溶融押出ラミネーションを用いてバルク層１１ａにラミネートされ得る。
【０１２５】
図１ｂには、類似のラミネート包装材料１０ｂの第２の実施形態の断面図が示されている。ラミネート材料は、印刷基材層１２ｂがポリマーフィルムであることを除き、図１ａの材料と実質的に同じである。バルク層１１ｂは、中間接着剤１６ｂによって印刷基材フィルムにラミネートされる。最内ヒートシール可能層１３ｂは、包装材料１０ａにおいて１３ａと同じであるか、または類似である。印刷基材は、独立した顧客および消費者の嗜好および選択に応じて、可能な様々な印刷背景の少数の例としてカラー、透明、または金属化であってよい。そのような印刷基材フィルムの好適な厚さは、１０から４０μｍであってよい。
【０１２６】
図１ｃは、本発明による、ラミネート包装材料１０ｃの第３の実施形態の断面図を示している。ラミネート包装材料は、原理上、図１ａおよび図１ｂで説明されているのと同じであるが、その代わりに、ポリアミド障壁層１８ｃがアルミ箔障壁１４ｃとバルク層１１ｃとの間に配置される。したがって、アルミ箔障壁層は、周囲の隣接するタイ層１９ｃおよび２０ｃと一緒に溶融押出されるポリアミド障壁材料を用いてバルク層と溶融共押出ラミネートされる。最内ヒートシール可能層１５ｃは、アルミ箔への接着接触層として、１．５から１０モル％のアクリル酸含有率を有するＥＡＡのタイ層と一緒にアルミ箔障壁上に溶融共押出コーティングされる。
【０１２７】
図２ａには、１つの層または層のモジュールが低温水性接着剤吸収ラミネーションによって別の層／モジュールにどのようにラミネートされ得るかが概略として示されており、非常に少ない量の水性接着剤溶液が互いにラミネートされるべき表面のうちの１つに塗布され、水性接着剤溶液は２つの表面のうちの一方または両方に吸収され、その際に圧力を加えられた状態で接着する。したがって、図１ａ〜図１ｃのラミネート包装材料を製造するための実施形態において、バルク層（１１ａ；１１ｂ；１１ｃ）の外側の層を表す外側層／材料モジュール１Ｂ；２Ｂ；３Ｂの、ラミネートされるべき表面、すなわち、接着材塗布作業２１において、印刷基材層１２ａ；１２ｂ；１２ｃの非印刷表面上に水性接着剤溶液が塗布される。２つのニップローラーの間のラミネーションニップにおいて、スペーサ層を含むバルク層を表す中心モジュール材料１Ａ；２Ａ；３Ａのウェブが、ラミネーションステーション２２で、２つの表面を接着するのに十分に高いが、サンドイッチ構造体の低密度バルク層またはスペーサ層がつぶれるほど高くはない圧力により、ラミネーションニップを通して２つのウェブを同時に送るステップの下で外側モジュール材料１Ｂ；２Ｂ；３Ｂのウェブにラミネートされる。２つの層／モジュール１Ａ＋１Ｂ；２Ａ＋２Ｂ；３Ａ＋３Ｂの中間事前ラミネートの得られたウェブは、さらなるラミネーションステーションに送られ、図２ｂにおいて以下に説明されるように第３のモジュールまたはその一部分へのラミネーションを行うか、または代替的に、リールに巻き取って異なる時間または場所に中間貯蔵するか、または輸送し、そこで最終的なラミネーションおよび最終ステップが行われる。低温水性接着剤吸収ラミネーション法は、また、または代替的に、内側材料モジュール１Ｃ；２Ｃ；３Ｃを中心層／モジュール材料または事前ラミネートされた中心および外側モジュールにラミネートするときに施され得る。
【０１２８】
図２ｂに、１つの層／モジュールが、ラミネートされるべき２つの表面が中間熱可塑性結合層によって互いに結合されるように溶融押出ラミネーションによって別の層／モジュールにどのようにラミネートされ得るかが概略として示されている。この例によれば、図２ａの例でラミネートされた２つのモジュールの事前ラミネートのウェブは、内側材料モジュール１Ｃ；２Ｃ；３Ｃのウェブと同時にラミネーションニップへ送られる。それと同時に、熱可塑性結合ポリマー２３；１７ａ；１７ｂ；１７ｃの溶融カーテンがラミネーションローラーニップ内に押し出しされ、２つのウェブ同士を押し付けながら冷却され、それにより、セルロースベースの中心モジュール、すなわち、バルク層１１ａ；１１ｂ；１１ｃの表面と内側材料モジュールのアルミ箔障壁１４ａ；１４ｂ；１４ｃとの間に十分な接着力が得られる。
【０１２９】
図３ａは、本発明による包装ラミネート１０ａ；１０ｂ；１０ｃから生産される包装容器３０ａの一実施形態を示している。包装容器は、飲料、ソース、スープ、または同様のものに特に適している。典型的には、そのようなパッケージは、約１００から１０００ｍｌの体積を有する。これは任意の構成をとってよいが、好ましくは、レンガ形状であり、それぞれ長手方向シール３１ａおよび横断方向シール３２ａ、任意選択で、開放デバイス３３を有する。図示されていない、別の実施形態において、包装容器は、くさび形であってもよい。そのような「くさび形」を得るために、パッケージの底部分のみ、底部の横断方向ヒートシールがパッケージの底部に対して折り畳まれ封緘される三角形のコーナーフラップの下に隠されるように折り目形成される。頂部の横断方向シールは、折り畳まれないままにされる。このようにして、半分折り畳まれた包装容器は、それでも、食料品店の棚、またはテーブル、または同様のものの上に置かれたときに取り扱いやすく、寸法安定性を有する。
【０１３０】
図３ｂは、本発明による代替的包装ラミネートから生産される包装容器３０ｂの代替的な好ましい例を示している。代替的包装ラミネートは、より薄いセルロースバルク層１１を持たせることによってより薄く、したがって、立方体、平行多面体、またはくさび形の包装容器を形成するのに十分な寸法安定性を有せず、横断方向封緘３２ｂの後に折り目形成されない。したがって、これは、枕に似た形状のポーチに似た容器のままであり、この形態で配給され販売される。
【０１３１】
図３ｃは、ゲーブルトップパッケージ３０ｃを示しており、これは事前切断シートまたがブランクから、板紙のバルク層および本発明の耐久性のある障壁フィルムを含むラミネート包装材料から、折り目形成される。また、フラットトップパッケージも、材料の類似のブランクから形成されてよい。
【０１３２】
図３ｄは、ボトルに似たパッケージ３０ｄを示しており、これは、本発明のラミネート包装材料の事前切断ブランクから形成されたスリーブ３４と、スクリューコークまたは同様のものなどの開放デバイスと組み合わせてプラスチックを射出成形することによって形成される、頂部３５との組合せである。このタイプのパッケージは、たとえば、Ｔｅｔｒａ  Ｔｏｐ（登録商標）およびＴｅｔｒａ  Ｅｖｅｒｏ（登録商標）の商標の下で販売されている。それらの特定のパッケージは、成形頂部３５を閉位置に取り付けられている開放デバイスでラミネート包装材料のチューブ状スリーブ３４に取り付け、そのようにして形成されたボトルトップカプセルを殺菌消毒し、それに食品を充填し、最終的に、パッケージの底部を折り目形成し、封緘することによって形成される。
【０１３３】
図４は、本出願の導入部で説明されているような原理を示している、すなわち、包装材料のウェブは、オーバーラップ継ぎ代４３において互いに合体されているウェブの長手方向稜４２によってチューブ４１内に形成される。チューブは、意図された液体食品製品を充填され（４４）、チューブに充填された内容物のレベルよりも下の互いから所定の距離のところでチューブを繰り返し横断方向に封緘する（４５）ことによって個別のパッケージに分割される。パッケージ４６は、横断方向のシール内で切断することによって分離され、材料内の用意されたクリーズラインに沿って折り目形成することによって、所望の幾何学的構成形状を与えられる。
【０１３４】
図５には、同じ方法によってアルミ箔障壁でラミネートされ、同じ種類の充填された１リットルの折り畳まれたパウチパッケージに形成されたときに、基準となる従来の板紙ベースのラミネート液体用包装材料と比較してセルロースフルーティング材料のバルク層からのラミネート包装材料の酸素障壁がどのように劣化するかが示されている。フルーティング層にラミネートされ、パッケージ内に形成されたときに、アルミ箔内に多数の亀裂があり、これは、酸素障壁の喪失に対する理由であると識別されたことが確認されている。これは、低コストのセルロースベースのスペーサ層を選択したときに、したがって、バルク層の機械的特性を変えたときに、酸素障壁特性は、帰結として劣化し、既存の障壁材料を増やすか、改善するか、置き換える必要があることを示す。
【０１３５】
基準ラミネート：／／ＬＤＰＥ／８０ｍＮ板紙／ＬＤＰＥ／アルミ箔６μｍ／ＥＡＡ／ブレンドＬＤＰＥ＋ｍＬＬＤＰＥ／
【０１３６】
例１：／／ＬＤＰＥ／２００ｇ／ｍ２フルーティング材料／ＬＤＰＥ／アルミ箔６μｍ／ＥＡＡ／ブレンドＬＤＰＥ＋ｍＬＬＤＰＥ／
【０１３７】
例２、３、４：／／ＬＤＰＥ／２００ｇ／ｍ２フルーティング材料／ＬＤＰＥ／アルミ箔６μｍ／ＥＡＡ／ＰＡ−６（３、５、および８ｇ／ｍ２）／ブレンドＬＤＰＥ＋ｍＬＬＤＰＥ／
【０１３８】
図からわかるように、ＯＴＲは、ＰＡ−６の秤量が増加すると減少するが、遊離脂肪酸物質移動に対する障壁は、それに対応して大きくなるべきである。ラミネート中の施されたポリアミドの量を制御することによって、所望の酸素障壁が、パックされる特定の食品について得られ得る。
【０１３９】
さらなる例
ラミネートの外側に白色紙印刷基材を有する図１ｂによる包装ラミネートが生産された。ラミネートの外側に白色紙印刷基材を有するラミネートが生産され、フルーティング材料バルク層にラミネートされた。フルーティング材料バルク層の他方の側に、次の異なる構造体が施された。
Ａ１：（ＬＤＰＥ／アルミ箔／ＥＡＡ／ｍＰＥ）
Ａ２：（ＬＤＰＥ／アルミ箔／ＥＡＡ／ＰＡ／ＥＡＡ／ｍＰＥ）
Ｂ１：（薄層ＥＡＡ／アルミ箔／ＥＡＡ／ｍＰＥ）
Ｂ２：（薄層ＥＡＡ／アルミ箔／ＥＡＡ／ＰＡ／ＥＡＡ／ｍＰＥ）
【０１４０】
【表１】
2018537314.tif 000003
【０１４１】
本発明は、上に示され、説明されている実施形態によって限定されないが、請求項の範囲内であれば変更されてよい。概して、層の厚さの間の割合、層の間の距離、ならびに互いに比較した他の特徴部のサイズおよびそれらの相対的サイズは、これらの図に示されていると解釈されるべきでなく、これらは互いに関する層の順序およびタイプを示しているだけであり、他のすべての特徴は明細書中で説明されているとおりに理解されるべきである。
【符号の説明】
【０１４２】
１Ａ；２Ａ；３Ａ  中心モジュール材料
１Ｂ；２Ｂ；３Ｂ  外側モジュール材料
１Ｃ；２Ｃ；３Ｃ  内側材料モジュール
１０ａ  ラミネート包装材料
１０ｃ  ラミネート包装材料
１０ａ；１０ｂ；１０ｃ  包装ラミネート
１１ａ  バルク層、スペーサ層、スペーサ材料層
１１ｂ  バルク層
１１ａ；１１ｂ；１１ｃ  バルク材料層
１２ａ  薄い高密度紙印刷基材、薄い高密度紙、紙、基材、印刷基材および紙フェーシング層、外側印刷基材層
１２ｂ  印刷基材層
１２ａ；１２ｂ；１２ｃ  印刷基材層
１３ａ  最外液密透明層、最外プラスチック層、プラスチック層
１３ｂ  最内ヒートシール可能層
１４ａ  アルミ箔、アルミ箔障壁層
１４ｃ  アルミ箔障壁
１４ａ；１４ｂ；１４ｃ  アルミ箔障壁
１５ａ  最内ヒートシール可能熱可塑性物質層、最内ヒートシール可能ポリマー層、最内層
１５ｃ  最内ヒートシール可能層
１６ｂ  中間接着剤
１８ａ  ポリアミド、ポリアミド障壁層
１８ｃ  ポリアミド障壁層
１９ａ、２０ａ  ＥＡＡの中間タイ層、タイ層
２１  接着材塗布作業
２２  ラミネーションステーション
２３；１７ａ；１７ｂ；１７ｃ  熱可塑性結合ポリマー
３０ａ  包装容器
３０ｂ  包装容器
３０ｄ  パッケージ
３１ａ  長手方向シール
３２ａ  横断方向シール
３２ｂ  横断方向封緘
３３  開放デバイス
３４  スリーブ
３５  頂部
４１  チューブ
４２  長手方向稜
４３  オーバーラップ継ぎ代
４４  充填される
４５  横断方向に封緘する
４６  パッケージ
【図１ａ】
2018537314.tif 000004
【図１ｂ】
2018537314.tif 000005
【図１ｃ】
2018537314.tif 000006
【図２ａ】
2018537314.tif 000007
【図２ｂ】
2018537314.tif 000008
【図３ａ】
2018537314.tif 000009
【図３ｂ】
2018537314.tif 000010
【図３ｃ】
2018537314.tif 000011
【図３ｄ】
2018537314.tif 000012
【図４】
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【図５】
2018537314.tif 000014
【国際調査報告】
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