JP2018505819A - 多層構造体から形成されたパッケージ - Google Patents

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Abstract

不織布層と、127℃以下の融点をもつポリオレフィン系シーラント層を有する共押出多層フィルムと、を含む多層構造体から形成されたパッケージであって、不織布層が、パッケージの外層を形成する、パッケージが提供される。【選択図】図1

Description

本開示は、多層構造体から形成されたパッケージに関する。
自立パウチ型可撓性パッケージング形式は、概して、接着積層または押出積層のいずれかを使用して積層される2枚以上のフィルムから構成される。典型的に、積層品は、ポリエチレンテレフタレート(PET)、延伸ポリプロピレン(OPP)、延伸ポリアミド(OPA)(及びそれらの金属化変種)などのポリマーから製造された1枚または2枚の「硬質」フィルムと、アルミニウム箔と、ポリエチレン(PE)またはポリプロピレン(PP)を含むシーラント層との組み合わせである。そのようなフィルムを、従来のパウチ製造機器(垂直フォームフィルシール(VFFS)、水平フォームフィルシール(HFFS)、及びDoypakなど)で機能かつ処理するためには、フィルム全体にわたって理想的には60℃超の温度勾配が必要である。すなわち、シーラント層は溶融し封止するが、外面のフィルム(硬質フィルム)はそうならない。現在、ポリマーパッケージング材料は、典型的なプラスチック感を有する。しかしながら、一部の製品では、消費者は、柔らかい、または布のような感触及び手触りをより受け入れやすい場合がある。
本開示は、多層構造体から形成されたパッケージに関するものである。
一実施形態において、本開示は、不織布層と、127℃以下の融点をもつポリオレフィン系シーラント層を有する共押出多層フィルムと、を含む多層構造体を含むパッケージを提供し、不織布層は、柔らかい手触りまたは感触を提供するパッケージの外層、及び織物のような外観を備えた外表面を形成する。一部の実施形態では、ポリオレフィン系シーラント層は、115℃以下、または100℃以下、または95℃以下の融点を有する。
本開示によるパッケージの製造に有用な多層構造体の第1の実施形態の横断面を示す概略図である。
本開示は、パッケージを提供する。
本明細書において使用される場合、エチレン系ポリマーという用語は、エチレンモノマーから誘導されている単位を50重量%超含むポリマーを意味する。これには、ポリエチレンホモポリマーまたはコポリマー(2種以上のコモノマーから誘導される単位を意味する)が含まれる。
本明細書において使用される場合、プロピレン系ポリマーという用語は、プロピレンモノマーから誘導されている単位を50重量%超含むポリマーを意味する。これには、ポリプロピレンホモポリマーまたはコポリマー(2種以上のコモノマーから誘導される単位を意味する)が含まれる。
本明細書において使用される場合、ポリオレフィン系という用語は、1種以上のオレフィンモノマーから誘導されている単位を50重量%超含むポリマーを意味する。これには、ホモポリマー(単一のオレフィンモノマーから誘導される単位を有する)またはコポリマー(2種以上のオレフィンコモノマーから誘導される単位を有する)が含まれる。
第1の態様において、本発明は、不織布層と、127℃以下の融点をもつポリオレフィン系シーラント層を有する共押出多層フィルムと、を含む多層構造体を含むパッケージを提供し、不織布層は、パッケージの外層を形成する。一部の実施形態では、ポリオレフィン系シーラント層は、115℃以下の融点を有する。ポリオレフィン系シーラント層は、一部の実施形態では、溶融する100℃以下を有する。一部の実施形態では、ポリオレフィン系シーラントは、95℃以下の融点を有する。
本パッケージは、可撓性パッケージング、パウチ、袋、及び自立パウチを含むがこれらに限定されない、液体及び/または固体を保持するのに好適な任意の形式を有し得る。特定の態様では、本パッケージは、例えばVFFS、HFFS、及びDoypack機器を含む、従来のパッケージング機器での加工に適している。
この多層構造体の実施形態は、1つより多くの層を有する任意の構造を含む。例えば、この多層構造体は、合計で2つ、3つ、4つ、5つ、6つ、7つ、またはそれより多くの層を含んでもよい。
本明細書において使用される場合、不織布層という用語は、化学的処理、機械的処理、熱処理、または溶媒処理によって一緒に結合された繊維から製造された材料の層を意味する。開示内容が参照により本明細書に組み込まれるEP 1 745 171及び米国特許出願公開第2014/0248811号に記載されるもののような、任意の適切な方法によって製造された任意の不織布形式が使用され得る。不織布材料は、スパンボンド、メルトブローン、カード式短繊維、スパンレース、エアレイド、または通気形成されたものであってもよい。別の実施形態では、不織布層は、かかる不織布形態の組み合わせを有するウェブであってもよい。例えば、限定されないが、不織布層は、スパンボンド/メルトブローン/スパンボンドウェブ(SMS)、スパンボンド/メルトブローン/メルトブローン/スパンボンドウェブ(SMMS)、またはスパンボンド/X/メルトブローン/メルトブローン/X/スパンボンドウェブ(SXMMXS)であってもよく、Xは、スパンボンド及びメルトブローンを含む任意の不織布形態とすることができる。
不織布材料(二軸延伸ポリプロピレン単成分スパンボンド不織布)の製造に好適なポリマーとしては、Braskem H502−25RGポリプロピレン樹脂(スパンボンド不織布製作機器及び他の繊維紡績プロセスでの使用に好適なホモポリマー樹脂)、Braskem H502−25RG(220〜280℃の溶融温度で優れた加工性を提示するレオロジー制御ポリプロピレンであるポリプロピレン樹脂)、及びBraskem H502−25RG(ガス退色に抵抗するように変性されているポリプロピレン樹脂)が挙げられ、これらは全て、Braskem(Philadelphia,PA,USA)から市販されている。他のポリマーには、繊維用途を目的とするポリプロピレンホモポリマーグレードHH450FB(Borealis AG(Vienna,Austria)から市販されている)が含まれる。
一実施形態において、不織布層は、15gsm(グラム毎平方メートル)〜100gsmの範囲の密度を有するスパンボンド不織布である。15〜100gsmの全ての個別値及び部分的範囲が本明細書に包含かつ開示され、例えば、スパンボンド不織布材料の密度は、15、30、45、60、75、または90gsmの下限から、20、35、50、65、80、95、または100gsmの上限までの範囲とすることができる。例えば、スパンボンド不織布材料の密度は、15〜100gsm、または代替形態では15〜60gsm、または代替形態では50〜100gsm、または代替形態では25〜75gsmであってもよい。別の実施形態では、スパンボンド不織布材料の繊維は、1.5〜3.5dpfの単繊維デニール(denier per filament)を有する。1.5〜3.5dpfの全ての個別値及び部分的範囲が本明細書に包含かつ開示され、例えば、単繊維デニールは、1.5、2.0、2.5、または3.0dpfの下限から、2.0、2.5、3.0、または3.5dpfの上限までの範囲とすることができる。例えば、単繊維デニールは、1.5〜3.5dpf、または代替形態では1.5〜2.5dpf、または代替形態では2.5〜3.0dpf、または代替形態では2〜3dpfの範囲とすることができる。
不織布を製造するために使用される繊維は、単成分繊維であっても二成分繊維であってもよい。単成分繊維は、典型的に、プロピレン系ポリマー、エチレン系ポリマー、またはポリエチレンテレフタレートから形成される。二成分繊維は、典型的に、プロピレン系ポリマー、エチレン系ポリマー、及びポリエチレンテレフタレートの組み合わせから形成される。例えば、二成分繊維は、ポリエチレンテレフタレート/エチレン系ポリマー、またはポリエチレンテレフタレート/プロピレン系ポリマー、またはプロピレン系ポリマー/エチレン系ポリマーであってもよく、ここで1番目に言及されたポリマーは、繊維の芯を形成し、2番目に言及されたポリマーは、繊維の鞘を形成する。
特定の実施形態では、不織布層は、15〜100gsmのスパンボンド式ポリプロピレン系不織布である。15〜100gsmの全ての個別値及び部分的範囲、例えば、スパンボンド式ポリプロピレン系不織布の坪量を、15、30、45、60、75、または90gsmの下限から、20、35、50、65、80、95、または100gsmの上限までの範囲とすることができる場合が、本明細書に包含かつ開示される。例えば、坪量は、15〜100gsm、または代替形態では15〜57gsm、または代替形態では55〜100gsm、または代替形態では25〜90gsm、または代替形態では45〜70gsmの範囲とすることができる。
特定の実施形態では、不織布層が30%以下の45度光沢度を示す、不織布層。30%以下からの全ての個別値及び部分的範囲が本明細書に包含かつ開示される。例えば、不織布層の光沢度は、30%以下、または代替形態では20%以下、または代替形態では15%以下、または代替形態では10%以下とすることができる。
別の実施形態では、不織布層は、ワニスで覆われる。ワニスは、Siegwerk Druckfarben AG & Co.(Siegburg,Germany)から市販されているものなどの耐熱性ワニスであってもよい。特定の実施形態では、不織布材料の融点は、140℃以下であり、不織布層は、ワニスで覆われる。不織布材料の融点は、本明細書において使用される場合、単成分繊維系の不織布材料のバルク融点、または二成分繊維系の不織布材料の外側の融点を意味する。なおも別の実施形態では、不織布層は、内部繊維成分の融点と外部繊維成分の融点との差が少なくとも40℃である、二成分繊維を含む。少なくとも40℃からの全ての個別値及び部分的範囲が本明細書に包含かつ開示され、例えば、融点の差は、少なくとも40℃からの範囲とすることができ、または代替形態では、融点の差は、少なくとも50℃からの範囲とすることができ、または代替形態では、融点の差は、少なくとも60℃からの範囲とすることができる。代替的な実施形態では、融点の差は、100℃以下である。
本パッケージの実施形態は、127℃以下の融点をもつポリオレフィンから形成されたポリオレフィン系シーラント層を含む共押出多層フィルムをさらに含む。本多層フィルムは、2層以上の任意の数の層を有し得る。例えば、本多層フィルムは、2つ、3つ、4つ、5つ、6つ、またはそれより多くの層を有してもよい。本多層フィルムは、ポリオレフィン系シーラントから形成される少なくとも1つの層を含む。
図1は、不織布層10と、積層接着剤20と、集合的に3つの層30、40、及び50からなる多層フィルムとを含む、多層構造体1の一実施形態を例示し、最内層50は、95℃以下の融点をもつポリオレフィンから形成されたシーラント層である。層30及び40は、ポリオレフィン、ポリアミド、エチレンビニルアルコール(EVOH)、ポリビニルアルコール(PVOH)、PET、イオノマー、機能性結合層組成物、またはこれらの組み合わせから形成され得る。特定の実施形態では、層30、40、及び/または50は、同じ組成を有する。層30及び40は、靱性、バリア、透過性、引裂強度、剛性、または色などの性能特性を提供し得る。特定の実施形態では、本多層フィルムは、少なくとも1つのバリア層を含む。例えば、アルミニウム箔または金属化ポリマー層を含む、任意の好適なバリア層が使用され得る。図1はさらに、任意のワニス層5を示す。ワニス層5は、存在する場合、不織布層10の全体または一部分のみを被覆してもよい。
積層接着剤は、溶媒不含接着剤及び溶媒系接着剤を含む、任意の好適な積層接着剤であり得る。例示的な積層接着剤としては、MOR−FREE ELM及びMORE−FREE Lの名称でThe Dow Chemical Company(Midland,MI,USA)から市販されているものが挙げられる。一実施形態において、積層接着剤は、80℃以下の硬化温度を有する。図1では積層接着剤と共に示されているが、本多層フィルムは代替的に、不織布層上に直接共押出されてもよい。
シーラント層は、127℃以下の融点を有するポリオレフィンから形成される。127℃以下からの全ての個別値及び部分的範囲が本明細書に包含かつ開示される。例えば、ポリオレフィンの融点は、127℃以下、または代替形態では125℃以下、または代替形態では120℃以下、または代替形態では115℃以下、または代替形態では110℃以下、または代替形態では105℃以下、または代替形態では102.5℃以下、または代替形態では100℃以下、97.5℃以下、または代替形態では95℃以下、または代替形態では92.5℃以下、または代替形態では90℃以下、または代替形態では87.5℃以下、または代替形態では85℃以下とすることができる。特定の実施形態では、ポリオレフィンの融点は、少なくとも82.5℃である。シーラント層が製造され得るポリオレフィンは、エチレン系ポリマー、プロピレン系ポリマー(それらのホモポリマー及びコポリマーを含む)を含んで製造されてもよい。例示的なポリオレフィンとしては、AFFINITY(商標)、DOWLEX(商標)、ELITE(商標)、VERSIFY(商標)、INFUSE(商標)、ATTANE(商標)の名称でThe Dow Chemical Company(Midland,MI,USA)から市販されているもの、またはEXCEED、ENABLE、もしくはEXACT、もしくはVISTAMAXXの名称でExxonMobil Chemical Company(Houston,TX,USA)から市販されているもの、またはQUEOの名称でBorealis AG(Vienna,Austria)から、またはSABICから市販されているものが挙げられるが、これらに限定されない。例えば、一部の実施形態では、次のポリオレフィンを、単独で、または他のポリオレフィンと組み合わせて、シーラント層中に使用することができる:AFFINITY(商標)PF1140、AFFINITY(商標)PF1146、AFFINITY(商標)PL1850、ATTANE(商標)SL4101、DOWLEX(商標)4056G、DOWLEX(商標)5056G、ELITE(商標)5401GS、EXCEED 1018、及び/またはSABIC 6118。
特定の実施形態では、シーラント層は、0.895g/cc〜0.915g/ccの密度及び1.0〜5.0g/10分のメルトフローレート(ASTM D1238、190C、2.16kg)を有するポリオレフィンから形成される。
本パッケージは、例えばVFFS、HFFS、及びDoypack機器を含む、任意の適切な機器を使用して、多層構造体から形成され得る。
以下の実施例は本発明を例示するが、本発明の範囲を限定することを意図しない。
発明的な多層構造体の製作
20gsmの不織布材料(スパンボンド不織布製作機器での使用に好適なホモポリマー樹脂であるBraskem H502−25RGポリプロピレン樹脂を使用して製作されたポリプロピレン単成分スパンボンド不織布材料)を、NORDMECCANICA ACCOPPIATRICE積層機(モデル400)上でMORFREE L716−FB及びCR87−550を使用して、70μmのポリエチレン(PE)構造体に接着積層(溶媒不含)して、発明的な多層構造体実施例1を製作する。単成分スパンボンド不織布の代わりにOPPを使用して、延伸ポリプロピレン(OPP)を含む比較用の多層構造体実施例1を、同様の様式で調製する。
70μmのポリエチレン構造体は、次の3層構造を有する:80重量%のELITE 5960G+20重量%のGRANIC 421/94重量%のELITE 5960G+6重量%のPOLYWHITE 8160/85重量%のAFFINITY 1146G+15重量%のLD352E(層比率1/3/1で70μmの総厚)。ELITE 5960は、0.962g/cc(ASTM D792)の密度及び0.85g/10分のメルトインデックスIを有するポリエチレン樹脂であり、The Dow Chemical Company(Midland,MI,USA)から市販されている。GRANIC 421は、Granic Group(Tarragona Spain)から市販されている炭酸カルシウムマスターバッチである。POLYWHITE 8160は、A.Schulman Inc.(Akron,Ohio,USA)から市販されている白色のマスターバッチである。LDPE352Eは、The Dow Chemical Company(Midland,MI,USA)から市販されている低密度ポリエチレンである。AFFINITIY 1146Gは、0.897g/ccの密度及び1.6g/10分のIを有するポリオレフィンプラストマーであり、The Dow Chemical Companyから市販されている。
結果として得られた積層品を、さらに、パウチ製造のために所望の幅に裁断した。MORFREE L716−FB及びCR87−550は、The Dow Chemical Companyから市販されている。発明的な、そして比較用の多層構造体実施例を、様々な試験にかけた。その結果が表1に示される。
四隅封止パウチの製作
パウチの製作を、Bosch SVE 2520WR連続VFFSパッケージングライン上で以下の条件を用いて行った。
●長尺シール=150℃
●横断シール=160℃
●隅部シール=145/145/155℃
●シール持続時間=500ms
●速度=60bpm
●袋長=240mm
試験法
試験法は以下を含む。
ポリマー密度は、ASTM 792に従って測定される。
メルトインデックス、Iは、ASTM D1238(190℃、2.16kg)に従って測定される。
ここで使用される「融点」(プロットされたDSC曲線の形状に関して溶融ピークとも称される)は、典型的には、米国特許第5,783,638号に記載されるように、ポリオレフィンの融点すなわちピークを測定するためのDSC(示差走査熱量測定)技術によって測定される。
45度光沢度は、ASTM D2457−13に従って測定される。
動摩擦係数及び静摩擦係数は、ISO 8295−1995に従って測定される。
平均エルメンドルフ引裂度は、ASTM D1922−09に従って測定される。
ハンドルOメーターは、WSP 90.3.0(05)に従って測定される。ハンドルOメーター機器は、Thwing−Albert Instrument Co.(Philadelphia,PA,USA)から入手可能である。WSP 90.3(05)は、Worldwide Strategic Partnersの「Standard Test for the Nonwovens and Related Industries」第2版によって公開されている標準的な試験法である。
本発明は、その主旨及び本質的な特質から逸脱することなく他の形態で実施されてもよく、したがって、前述の明細ではなく添付の特許請求の範囲が、本発明の範囲を示すものとして参照されるべきである。

Claims (20)

  1. 不織布層と、
    127℃以下の融点をもつポリオレフィン系シーラント層を有する共押出多層フィルムと、を含む多層構造体から形成されたパッケージであって、
    前記不織布層が、前記パッケージの外層を形成する、パッケージ。
  2. 前記シーラント層が、前記パッケージの内部層の少なくとも一部分を形成する、請求項1に記載のパッケージ。
  3. 前記パッケージが、連続ヒートシール加工機器上で形成され、充填され、かつ封止されることができる、請求項1または2のいずれか一項に記載のパッケージ。
  4. 前記ポリオレフィン系シーラント層が、115℃以下の融点を有する、請求項1〜3のいずれか一項に記載のパッケージ。
  5. 前記ポリオレフィン系シーラント層が、100℃以下の融点を有する、請求項1〜4のいずれか一項に記載のパッケージ。
  6. 前記ポリオレフィン系シーラント層が、95℃以下の融点を有する、請求項1〜5のいずれか一項に記載のパッケージ。
  7. 前記共押出多層フィルムが、第1の層と、第2の層と、第3の層とを含み、前記第3の層が、前記ポリオレフィン系シーラント層であり、前記第1及び第2の層が、ポリオレフィン、ポリアミド、エチレンビニルアルコール、ポリビニルアルコール、ポリエチレンテレフタレート、イオノマー、及び官能化ポリマーからなる群から選択される1種以上の材料から製造される、請求項1〜6のいずれか一項に記載のパッケージ。
  8. 前記共押出多層フィルムが、1つ以上のバリア層をさらに含む、請求項7に記載のパッケージ。
  9. 前記共押出多層フィルムが、1つ以上の結合層をさらに含む、請求項7または8に記載のパッケージ。
  10. 前記共押出多層フィルムが、1つ以上の積層接着剤を使用して前記不織布層に接着される、請求項1〜9のいずれか一項に記載のパッケージ。
  11. 前記共押出多層フィルムが、前記不織布層上に直接押し出される、請求項1〜10のいずれか一項に記載のパッケージ。
  12. 前記シーラント層が最内層である、請求項1〜11のいずれか一項に記載のパッケージ。
  13. 前記不織布層が、15〜100gsmのスパンボンド式ポリプロピレン系不織布を含む、請求項1〜12のいずれか一項に記載のパッケージ。
  14. 前記不織布層が、スパンボンド/メルトブローン/スパンボンド、スパンボンド/メルブローン/メルトブローン/スパンボンド、またはスパンボンド/X/メルトブローン/メルトブローン/X/スパンボンド構造体を含み、Xが、不織布、スパンボンド、またはメルトブローン材料である、請求項13に記載のパッケージ。
  15. 前記不織布層が、カード式短繊維不織布、エアレイド不織布、スパンレース不織布、及び通気性不織布からなる群から選択される1つ以上である、請求項1〜13のいずれか一項に記載のパッケージ。
  16. 前記不織布層が、二成分PET/PE繊維及びPP/PE繊維のうちの1つ以上を含む、請求項1〜13のいずれか一項に記載のパッケージ。
  17. 内部繊維成分の融点と外部繊維成分の融点との差が少なくとも40℃である、請求項16に記載のパッケージ。
  18. 前記不織布層が、PP、PE、及びPETのうちの1つ以上から製造された単成分繊維を含む、請求項1〜13のいずれか一項に記載のパッケージ。
  19. 前記不織布層の外表面を被覆するワニスをさらに含む、請求項1〜18のいずれか一項に記載のパッケージ。
  20. 前記不織布層の外表面が、印刷可能である、請求項1〜19のいずれか一項に記載のパッケージ。

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