(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層からなる少なくとも一のシートを有するポーチであって、
ポリエステル外側層と、
ポリプロピレン内側層と、
前記積層の二つの隣接する層を共に結合するため、該積層の隣接する層の組の少なくとも一方の層に塗布される第１無溶剤脂肪族ポリウレタン積層接着剤にして、前記少なくとも一のシートを通る気体の通過に対する機能的障壁を形成する剥離された粘土プレートリットを含む第１無溶剤脂肪族ポリウレタン積層接着剤と、
前記少なくとも一のシートで実質上囲まれた収納スペースとを備えるポーチ。
【請求項２】
前記ポリエステル外側層とポリプロピレン内側層の間の層であって、前記第１接着剤でポリエステル外側層及びポリプロピレン内側層の一方に結合されるポリアミド層と、ポリエステル外側層及びポリプロピレン内側層の他方にポリアミド層を結合する第２接着剤とを更に備える請求項１記載のポーチ。
【請求項３】
前記第２接着剤は前記第１接着剤と同一である請求項２記載のポーチ。
【請求項４】
前記ポリアミド層はナイロンから作成される請求項２記載のポーチ。
【請求項５】
前記ポリエステル層はポリエチレンテレフタラートから作成される請求項１記載のポーチ。
【請求項６】
前記ポリプロピレン層はキャストポリプロピレンである請求項１記載のポーチ。
【請求項７】
損傷なしに少なくとも１２０℃の温度でレトルト可能である請求項１記載のポーチ。
【請求項８】
前記ポーチは前記積層の二つの部分の縁を接合する少なくとも一の継ぎ目を有し、該縁は互いに向かい合う前記積層の該二つの部分のポリプロピレン層と向かい合って横たわる請求項１記載のポーチ。
【請求項９】
前記二つの積層部分のポリプロピレン層は溶着により接合され、該二つの積層部分中の隣接する層の結合は、該ポリプロピレンの溶着によって影響されない請求項８記載のポーチ。
【請求項１０】
前記第１接着剤は、脂肪族ジイソシアナート及びジオールを含む請求項１記載のポーチ。
【請求項１１】
前記剥離された粘土材料は、ナトリウムイオンを第四オニウムイオンで置換することによって表面改質されるモンモリロナイト粘土プレートリットを含む請求項１記載のポーチ。
【請求項１２】
前記収納領域は製品を収容し、前記少なくとも一のシートは収納領域へのバクテリアの進入を実質上防ぐように密封される請求項１記載のポーチ。
【請求項１３】
レトルト可能ポーチに使用するための積層材であって、
ポリエステル第１層と、
気体の通過に対する機能的障壁を形成する粘土プレートリットを含む第１無溶剤積層接着剤で該第１層に付着されるポリアミド第２層にして、該第１無溶剤積層接着剤が該第１及び第２層の少なくとも一方に塗布される該ポリアミド第２層と、
第２無溶剤接着剤で該第２層に付着されるポリプロピレン第３層とを備える積層材。
【請求項１４】
前記第１無溶剤接着剤と第２無溶剤接着剤は同一である請求項１３記載の積層材。
【請求項１５】
前記第２無溶剤接着剤は粘土プレートリットを含む請求項１３記載の積層材。
【請求項１６】
前記ポリエステルはポリエチレンテレフタラートである請求項１３記載の積層材。
【請求項１７】
前記ポリアミドはナイロンである請求項１３記載の積層材。
【請求項１８】
前記ポリプロピレンはキャストポリプロピレンである請求項１３記載の積層材。
【請求項１９】
前記粘土プレートリットは、表面改質モンモリロナイトプレートリットである請求項１３記載の積層材。
【請求項２０】
レトルト可能ポーチに使用するための積層材であって、
ポリエステル第１層と、
気体の通過に対する機能的障壁を形成する粘土プレートリットを含む無溶剤積層接着剤で該第１層に付着されるポリプロピレン第２層にして、該無溶剤積層接着剤が該第１及び第２層の少なくとも一方に塗布される該ポリプロピレン第２層とを備える積層材。
【請求項２１】
前記ポリエステルはポリエチレンテレフタラートである請求項２０記載の積層材。
【請求項２２】
前記ポリプロピレンはキャストポリプロピレンである請求項２０記載の積層材。
【請求項２３】
前記粘土プレートリットは表面改質モンモリロナイトプレートリットである請求項２０記載の積層材。
【請求項２４】
ポーチのための可撓積層材であって、
ポリエステルフィルムからなる第１層と、
ポリプロピレンフィルムからなる第２層と、
該第１及び第２フィルム層を共に結合するため、該第１及び第２フィルム層の少なくとも一方によって規定される面に塗布される積層接着剤にして、ポリウレタン、及び気体の通過に対する機能的障壁を形成する粘土プレートリットを含む該積層接着剤とを備える可撓積層材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は包装用積層（ラミネート）材に関し、特に、密封可能でかつ次にその内容物を低温殺菌又は滅菌するのに十分な温度まで加熱可能な可撓（フレキシブル）容器又はレトルト（滅菌）可能ポーチ（パウチ）に形成可能な材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】
食品の貯蔵寿命を延ばすため、該食品中のバクテリアは除去されなければならない。食品中の有害なバクテリアを除去するための一の一般的な方法は、該バクテリアを死滅させるのに十分な温度まで該食品を加熱することによる。長年、食品はまず金属缶内に密封され、次に該缶詰食品は適当な温度まで加熱された。冷却後、該缶詰食品は長期間、室温で貯蔵可能である。
【０００３】
最近、金属缶はレトルトパウチと呼ばれる可撓ポーチに取って代えられている。これらポーチには種々の形状及び大きさがある。二つの最も一般的な形状は、扁平又は枕形状とガセット又は直立形状のポーチである。これらポーチは、金属缶よりも相当軽くかつ低コストであり、また、公共のごみの流れに置かれる場合、削減の原因と考えられる。典型的な扁平又は枕状ポーチは、積層材の一又は二つのシートから構成される。典型的なガセット又は直立ポーチは、積層材の三つのシートを用いて製造される。両タイプは、詰込み（充填）後、ヒートシール（熱融着）で共に密封される。この工程は、製造ライン外の事前製造ポーチ、詰込み及び密封を用いて、又は製造ライン内での形成、詰込み及び密封によって遂行可能である。
【０００４】
レトルト法に使用されるため、可撓ポーチは多くの要求に従わなければならない。米国政府食品医薬品局（ＦＤＡ）は、華氏２５０度を超える温度にさらされる可撓包装に使用可能な及び不能な材料について非常に明確である。特に、２１Ｃ.Ｆ.Ｒ.§１７７.１３９０は、これら極度の温度環境にさらされる可撓ポーチを構成するのに使用可能な化学成分を規制する。これら可撓ポーチの物理的性質、積層結合強度、ヒートシール強度、ＷＶＴＲ（水蒸気透過度）、ＯＴＲ（酸素透過度）及び破裂分析は、通常試験パラメータを超えるが、フィルムを共に付着するのに使用された液体成分は、該フィルム自体と共に、ＦＤＡによって確立された移動性試験ガイドラインに従わなければならない。
【０００５】
ポーチ（インク、接着剤、フィルム及び溶剤）を構成する成分は、内容物を汚染するかもしれない移動成分を含んではならず、かつポーチの外側からの移動物質（気体又は揮発性液体）の通過を防ぐ機能的障壁を含まなければならない。機能的障壁の内部で使用されるどのような液体、即ちこの場合接着剤でも、該接着剤の化学的性質が脂肪族イソシアネートから作成されないなら、移動性試験を受けなければならない。もし該接着剤成分が脂肪族性からなるなら、該規制は撤回される。そのような場合、該接着剤はＦＤＡ§１７７.１３９０準拠であると思われる。ポーチは更に、該ポーチを３．０〜５．０バールの圧力で３０〜８０分間１２０℃〜１３０℃の範囲の温度にさらす通常レトルト法を経た後、気密性及び耐バクテリア性（密閉封止）のままでなければならない。この温度、圧力及び時間は、ポーチの大きさ及びポーチ内の内容物によってわずかに変わり得る。
【０００６】
現在利用可能な可撓レトルトポーチの一のタイプは４層積層から構成され、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、金属箔層、ポリアミド層からなる外側層にキャスト（注型）ポリプロピレン（ＣＰＰ）からなる内側層が続く。そのような先行技術包装の層は、溶剤としてメチルエチルケトン、酢酸エチル又はアセトンを含むウレタン接着剤で共に保持される。最近まで、溶剤性接着剤がレトルト可能構造を製造するのに使用可能な唯一のタイプであった。
【０００７】
レトルト用途に対する無溶剤接着剤は、ここ二年でのみ発達した。これら無溶剤接着剤は、一の成分がイソシアネートで他の成分がポリオールである二成分ウレタン系統として規定される。イソシアネート部分は、レトルト可能材料に対するＦＤＡガイドラインに適合する脂肪族である。これら成分は本質的に低分子量であり、分散又は適用に溶剤を必要としない。該二成分が適当な混合比率で結合され、無溶剤積層機に適当な塗布量（コーティング重量）及び温度、及び適当な硬化時間で適用されると、最終結果は、レトルト積層内で隣接する層を共に付着する架橋ポリエステルウレタンフィルムとなる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従前使用された積層は、四つの別個の層材料、三つの接着性コーティング及び三つの積層操作を必要とし、複雑で高価な多層積層機又は複雑な連続操作のいずれかを要する。その結果、そのような材料を製造するコストが甚大になる。しかし、多層積層において各層は明確な目的を有する。例えば、ＰＥＴは、摩耗抵抗、印刷可能な外側表面を与える。ナイロンはフィルムに対する構造的強度を与える。金属箔は気体に対する不透過性を与え、特に、酸素が包装の内容物に浸透することを防ぎ、従って、多くの製品の貯蔵寿命を延ばす。キャストポリプロピレンはヒートシール可能な内側表面を与え、これは、それ自体に溶着可能で、内容物又は積層構造を損傷することなく密封されるのに十分低いが密封包装のレトルト処理を耐えるのに十分高い軟化温度で気密包装を形成する。従って、該積層構造は単に層を除去することによっては簡略化できない。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は改良された積層の製造に関する。
【００１０】
本発明の一実施形態は、外側ポリエステル層とポリアミド第２層とポリプロピレン内側層とを含む３層積層である。該層は接着剤で共に結合される。一又は両方の接着剤コートは粘土（クレー）プレートリット（clay platelets）を含む。
【００１１】
薄い接着剤層において、プレートリットは積層の平面に一般に平行に横たわる傾向にある。十分な濃度において、粘土プレートリットは互いに部分的に重なりかつ上に横たわり、機能的障壁層を形成し、気体及び揮発性物質に対する積層の透過性を実質上低減する。積層の二つの層を共に結合する接着剤中に粘土を含むことにより、分離箔層は除去され得る。四つでなく三つの別個の層のみで、かつ三つでなく二つの積層接着結合のみで、材料費及び製造費の相当な削減が可能である。
【００１２】
本発明の別の実施形態は、外側ポリエステル層とポリプロピレン内側層とを含む２層積層である。該層は接着剤で共に結合される。該接着剤コートは粘土プレートリットを含む。
【００１３】
好ましくは、接着剤は、脂肪族イソシアネート及びジオールから形成される無溶剤接着剤で、表面改質剥離モンモリロナイト粘土の重量で０．７５％〜１．５％を含む。
【００１４】
本発明の別の実施形態は、本発明に従う２層又は３層積層から構成されたレトルト可能ポーチである。
【００１５】
本発明の前述の及び他の特徴及び利点は、添付図面に示されるような以下の好ましい実施形態の詳細な説明に鑑みてより明白になる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図面、最初に図１を参照して、本発明に従う枕状又は扁平レトルト可能ポーチが参照番号１０で一般に示される。枕状ポーチ１０は積層材からなる二つのシート１２Ａ及び１２Ｂを含み、それらは、ヒートシール１４でそれぞれの縁周りに共に接合及び密封される。収納スペース１６は、二つのシート１２Ａ、１２Ｂ間でかつヒートシール１４内の領域によって規定される。収納スペースは周囲環境から封鎖され、例えば食料品であり得る該ポーチの内容物１８を収容する。シート１２Ａ、１２Ｂは、食品を収納するために望ましい適当な形状に形成可能である。例えば、一方のシート１２Ｂは、平面のフランジを有する皿形状に形成され得る。第２シートl２Ａは、次に、該第１シート１２Ｂのフランジにヒートシールされ得る。
【００１７】
該包装は二つのシート１２Ａ、１２Ｂを有するように記述されるのに対し、単一のシートが使用可能であることが当業者には容易に分かるべきである。該シートは、それ自体の上に折り重ね可能で、二つの層を形成する。該三つの非結合縁は、次に、内容物が折り重ね層間に置かれた後、ヒートシールされるであろう。
【００１８】
今度は図２を参照して、ガセット又は直立レトルト可能ポーチの一形態が参照番号４０で一般に示される。ガセットポーチ４０は、積層材４２及び４３からなる二つのシートを含む。一のシート４２は折り重ねられ、ポーチの前面及び後面シート４２Ａ及び４２Ｂを形成する。該シートは、側部及び上部を巡るヒートシール４４と底部ガセットのヒートシール４５Ａ、４５Ｂとで、それらのそれぞれの縁周りに共に接合及び密封される。収納スペース４６は、三つのシート４２Ａ、４２Ｂ、４３間でかつヒートシール４４、４５Ａ、４５Ｂ内の領域によって規定される。収納スペースは周囲環境から封鎖され、ポーチの内容物４８を収容する。シート４２Ａ、４２Ｂ、４３は、食品を収容するために望ましい任意の適当な形状に形成可能である。通常、積層材の二つのウエブが製袋機に供給される。主ウエブはシート４２を形成し、また、ポーチの一側部に沿って半分に折り重ねられ、前面シート４２Ａ及び後面シート４２Ｂを形成し、これらは、一方が他方の上面上に整列される。シート４２Ａ及び４２Ｂの自由縁は、ポーチの他の側部に沿ってヒートシール４４で共にヒートシールされる。第２ウエブは該機械の側部に供給され、底部ガセットシート４３を形成し、また、前面及び後面シート４２Ａ及び４２Ｂに対しヒートシールされ、上部開放ポーチを形成する。該ポーチは、後の詰込みのために目下保管可能であり、又は充填機へと稼働状態に直接進行可能である。内容物がポーチ内に置かれた後、前面及び後面シート４２Ａ及び４２Ｂの上縁は、最終ヒートシール４４で共に密封される。
【００１９】
該包装は二つのシート４２及び４３を有するように記述されるのに対し、三つのシートが使用可能であり、前面４２Ａ及び後面４２Ｂが材料の分離ウエブから形成され、両側部に沿って共にヒートシールされることが当業者には容易に分かるべきである。単一のシートが利用可能であることも明らかである。該シートは、それ自体の上に折り重ね可能で、三つのシートを形成する。一般的に、該単一シートの中間はガセット４３を形成し、端部は該ポーチの上部で出合うであろう。非結合側部及び上縁は、次に、内容物が折り重ね層間に置かれた後にのみ、それらの内の少なくとも一つでヒートシールされるであろう。
【００２０】
枕状レトルト可能ポーチ１０のシート１２Ａ、１２Ｂは、図３に示されるように、３層積層構造から製造可能である。直立ポーチ４０のシート４２Ａ、４２Ｂ、４３も同様に該構造から形成可能である。
【００２１】
今度は図３を参照して、該３層積層は三つの層を含む。包装内容物１８又は４８から離れた最も外側の層２０はポリエステルから作成される。好ましい実施形態において、層２０はポリエチレンテレフタラートで、厚さが好ましくは約９〜１２ミクロンである。外側層２０にすぐに隣接する第２層２２は、１４〜２５ミクロンの好ましい厚さを有するナイロン層である。最も内側の層２４はキャストポリプロピレンから作成され、５５〜１１０ミクロンの好ましい厚さを有する。
【００２２】
該レトルト可能包装における全層は無溶剤接着剤で共に結合される。ポリオール及びイソシアネートからなる化学的組成を有する二成分材料に基づく無溶剤接着剤が適当である。これら両成分は、希釈及び適用に溶剤を必要とすることなくフィルムに適用されるのに十分低い分子量の化学物質に基づくことができる。該化学成分は更に、包装中に必要な場合に承認された２１Ｃ.Ｆ.Ｒ.§１７７．１３９０及び§１７５．１０５であると判明した。ＰＥＴ及びナイロン層２０及び２２は接着剤層６２で共に結合され、これは、好ましくはＬｉｏｆｏｌ社が製造及び販売するTycel７９９０／６０９２であり、１．２〜１．５lbs per３０００sq. ft.の塗布量で塗布される。モンモリロナイトの重量で５％〜１０％が、好ましくはＮａｎｏｃｏｒ株式会社によって供給されるＮＡＮＯＭＥＲ１．２８Ｅ又は１．３０Ｅ微小粘土（ナノクレー（nanoclay））の形態で、該接着剤が混合される前にTycel６０９２に添加され、これは、−ＯＨ基を末端にもつプレポリマーである。Tycel７９９０脂肪族イソシアネートプレポリマー及びTycel６０９２は、混合接着剤において微小粘土プレートリットの０．７５％〜１．５％の濃度を与えるように、好ましくは１５：１〜６：１の比率で共に混合される。該接着剤はＰＥＴ層に塗布され、ナイロン層はその上に積層される。該積層は次に二日間硬化される。硬化後、ナイロン層２２及びキャストポリプロピレン層２４は接着剤層６４で共に結合され、これも、好ましくは微小粘土プレートリットのTycel７９９０／６０９２であり、１．２〜１．５lbs per３０００sq. ft.の塗布量で塗布される。接着剤層６４はナイロン層２２の裏面に塗布され、これは次にＣＰＰ層２４に積層される。
【００２３】
Tycel７９９０／６０９２接着剤は、２１Ｃ.Ｆ.Ｒ.§１７７．１３９０下で食品包装用にＦＤＡが最近承認した無溶剤接着剤である。上述したレトルト可能包装は、劣化することなく３０〜８０分間、１２０℃〜１３０℃（華氏２５０度〜華氏２６５度）の範囲の予想適用温度に耐えるように設計される。これらはレトルトポーチ内の食品からバクテリアを除去するのに一般的に必要な温度及び時間である。
【００２４】
該ＮＡＮＯＭＥＲ微小粘土は、微小プレートリットに剥離されたモンモリロナイト粘土である。該プレートリットは、１ｎｍ厚及び１μｍ幅のオーダーである。該モンモリロナイトは、次の理論式を有する。
【化１】
0003906095.tif 000002
しかし、通常状態において、いくつかの中心Ａｌ及びＭｇイオンは低原子価イオンで置換される。該置換は陰電荷インバランスを作り出し、これは、吸着水化可能陽イオン、特にナトリウムで補償される。該ＮＡＮＯＭＥＲ微小粘土は、第四オニウムイオンをいくつかの吸着ナトリウムイオンで置換するように改質された表面である。該置換は、プレートリット間の接着を低減し、プレートリットを該接着剤中に分散させることを可能にする。
【００２５】
いくぶん驚いたことに、微小粘土と無溶剤ウレタン接着剤の適当な混合は、十分に浸透不能な部分的に重なる微小粘土プレートリットの障壁層を形成し、包装フィルムに有益な障壁層を与え、酸素及び他の望ましくない揮発性物質の透過を防ぐ一方、積層のフィルム層を共に結合するのに十分強い接着剤層を更に与えることが分かった。
【００２６】
今度は図４を参照して、該２層積層は二つの層を含む。包装内容物１８又は４８から離れた外側層７０はポリエステルから作成される。好ましい実施形態において、層７０はポリエチレンテレフタラートで、厚さが好ましくは約９〜１２ミクロンである。内側層７４は、キャストポリプロピレンから作成され、５５〜１１０ミクロンの好ましい厚さを有する。該二つの層は接着剤層８２で共に結合され、これは、図３に示された接着剤層６２及び６４と同じ組成を有する。
【００２７】
レトルト可能ポーチのいずれのタイプ、図１に示された枕状ポーチ又は図２に示された直立ポーチにおいても、特定のインクシステムは、積層前にポリエステル層を裏面印刷するのに使用可能である。これは、どんな市場に最終製品が供給されることを企図するかによってエンドユーザーに選択され得るオプションであり、本発明の最も広い意味において本発明に必須ではない。該インクがモンモリロナイト機能的障壁の外側にあるので、モンモリロナイト機能的障壁が積層を通るインク成分の移動を防ぐ程度まで、ポーチの内容物との直接接触に容認できなインクを使用することが可能になり得る。接着剤中の微小粘土の存在は積層にわずかに曇った外観を与え、これは、印刷された包装の外観を設計する場合、考慮に入れる必要があり得る。
【００２８】
本発明はその模範的な実施形態について記述及び図示されたが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、それに前述の及び種々の他の変更、省略及び付加がなされ得ることが当業者に理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従う枕状レトルト可能ポーチの平面図である。
【図２】本発明に従う直立レトルト可能ポーチの斜め図である。
【図３】図１に示された三層レトルト可能ポーチの一シートを通しての断面図である。
【図４】図１に示された二層レトルト可能ポーチの一シートを通しての断面図である。
【符号の説明】
１０、４０  レトルト可能ポーチ
１２Ａ、１２Ｂ  シート
１４、４４、４５Ａ、４５Ｂ  ヒートシール
１６、４６  収容スペース
１８、４８  内容物
２０  最も外側の層
２２  ナイロン層
２４  キャストポリプロピレン層
４２、４３  積層材
４２Ａ  前面シート
４２Ｂ  後面シート
６２、６４、８２  接着剤層
７０  外側層
７４  内側層
【図１】
0003906095.tif 000003
【図２】
0003906095.tif 000004
【図３】
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【図４】
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