JP2607370B2 - ペーパーボードのカートンのための積層品 - Google Patents

ペーパーボードのカートンのための積層品

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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、柑橘類ジュースやその他の液体のための改
良された容器に関する。この容器は、精油を封じ込め、
ビタミンＣの損失を防止するためのペーパーボード障壁
積層体を利用する。さらに、その積層体の製造方法を明
らかにする。その積層体は、該積層体の障壁特性を強化
するため熱封緘可能なグリコール変性ポリエチレンテレ
フタレートの層を使用している。
［発明の背景］ 本発明は、ペーパーボード（板紙）のカートン（箱，
容器）内に精油（essential oils）を封じ込め、またビ
タミンＣの損失を防ぐための熱封緘（ヒートシール）が
可能な障壁積層体に関し、さらにその製造方法に関す
る。その上特に、本発明は改良された熱封緘可能な素材
接触品を含む障壁積層体に関し、その素材接触品は柑橘
類その他のジュースの風味（フレーバー）または香りの
成分を吸収したり透過することのないものである。
熱封緘可能な低密度ポリエチレンは、現在のペーパー
ボード製の柑橘類ジュースのカートンの構成要素として
周知である。このようなカートンは、障壁を有さず、柑
橘類ジュースに欠くことのできない風味／芳香油を吸収
しおよび／または透過してしまう。さらに、ｄ−リモネ
ンその他のような非極性な柑橘類ジュース風味油を種々
の度合で吸収および／または透過する障壁を供給する、
アルミホイルのような不透過性の物質、ポリアミド、ポ
リエチレンテレフタレート、ポリビニリデン塩化物、ポ
リビニル塩化物等のような極性物質、および高密度ポリ
エチレン、ポリプロピレンのような高クリスタリン非極
性物質が周知である。しかしながら、これらの物質は低
密度ポリエチレンに代わることはできない。なぜならこ
れらは、実用的な温度の範囲を超えて必要な熱封緘性、
食品に直接接触するため必要な食品医薬品局（FDA）の
許可、および折り目付けおよび／または型打ち抜き転換
工程の間の応力割れ強さと切断性に欠けていたからであ
る。これら不透過性の物質では不十分であったため、従
来は、熱封緘が可能となる構成要素として低密度ポリエ
チレンにこれらの風味油に抵抗性のある物質を組み合せ
て用いることに関し、努力がなされてきた。
ジュースや同様の製品のためのペーパーボードカート
ンのため現に商用されている構造としては、低密度ポリ
エチレン（LDPE）の２つの層の間に挟まれたペーパーボ
ードよりなる簡易に熱封緘が可能な障壁積層体が利用さ
れてきた。このLDPEは精油や風味の損失を防ぐための安
価で熱封緘可能な水分障壁である。その一般的な構造が
弱まると、熱封緘が完全に衰えまた層の応力亀裂のた
め、LDPE層は短期間の後ジュースの精油を吸収する。加
えて、その一般的な構造は、ジュースのビタミンＣを大
量に失わせる酸素に対し、大部分は障壁抵抗がない。
他の一般的な構造として、上記で示した構造に２つの
付加的な層、すなわちホイル層と付加LDPE層を加えたも
のがある。高価なホイル層は酸素の流れに対する障壁抵
抗を増加させ、また付加LDPEは積層体の熱封緘性を最大
にする。改良された一般的構造は、その内側の接触層が
未だLDPEであるため、精油や芳香の吸収に関し乏しい障
壁特性しかもたない。
本発明の目的は、柑橘類その他のジュースの風味／芳
香成分を吸収せず透過もしない、ジュースを包装する改
良された熱封緘可能な積層体を製造することにある。
［発明の概要］ 本発明の実施例は、カートンの貯蔵期間を超えて、さ
らにその上６週間を遥かに超えた後もビタミンＣの損失
に対する確固とした障壁となり、また風味精油の損失に
対する完全な障壁となる、熱封緘可能な障壁積層体を明
らかにする。本実施例は、外部の表面から精油および／
または風味と接触する内側の面までを含み、この外部の
層は低密度ポリエチレンおよびペーパーボードの基体を
含み、ジュースと接触し積層体を熱封緘可能たらしめる
内部の層は低密度ポリエチレンおよびその低密度ポリエ
チレンの内側層の上に塗布されたグリコール変性ポリエ
チレンテレフタレート（PETG）を含む。
本発明の積層体で構成されるカートンは、中に入れた
柑橘類ジュースの大切な風味油の保存、およびビタミン
Ｃの損失を有意的に防ぐことも可能とする。その結果、
それの貯蔵期間が有意的に延長され、高価なアルミニウ
ムホイルの障壁の代替となる。
上記のPETG、コダックコダボンドコポリエステル5116
（Kodak Kodabond Coplyester 5116）は、テネシー州キ
ングスポートのイーストマンケミカルプロダクツInc.
（Eastman Chemical Products,Inc.）から入手できる。
本発明は、表から裏までを無極性（LDPE）および極性
（PETG）でなした外側および内側の層において熱封緘さ
れることができる積層体を利用して、卓越した障壁の特
性を有する適切な容器を作り出した。一般的な理論は、
積層体はその周端部で無極性な構成部分をもつことなし
に、実用的な温度で一般的な装置により熱封緘されるこ
とができないとしていた。液体ジュースの構成要素は極
性PETG物質には不溶性であり接触層としてのLDPEに発生
するような風味油の吸収や、その結果の膨張、応力亀
裂、および柔軟となること、熱封緘の低下は防止され
る。
本発明の上記積層体は、ジュースの貯蔵期間を延長す
る有意的な障壁特性を呈するのみならず、この積層体は
一般的な押出し装置を用いて作られる。
まず、溶解したLDPEの層は、順次押出し塗布によりペ
ーパーボードの基体の上におかれる。その後、LDPEの新
たに形成された層は、プロセス中で後に行なわれる熱封
緘に備えて、コロナ放電処理または火炎処理される。
第２に、そのウエブ（web）を下のラインで裏返し、L
DPEの層をペーパーボードの基体が露出されているもう
一方の側に押出し塗布する。この層も次のPETG層の付着
を容易にするためコロナ放電処理または火炎処理され
る。
第３に、PETGの溶解した層は内側のLDPEの層の上に押
出し塗布される。これで、完成した積層体は、通常の温
度（250゜F〜500゜F）で表から裏へ（LDPEからPETGへ）
熱封緘されることができる。
それから新しく形成された積層体は移送のため切れ目
がつけられ、半加工品（blanks）に切断され、折り込ま
れ、横の閉じ目で熱封緘される。
移送の後、用意された半加工品はEx−Cell−０製のPu
rePak（登録商標）マシンのような一般的な装置にのせ
られる。その半加工品は、PurePak（登録商標）マシン
にて底面が熱封緘され、充填され、また上面が熱封緘さ
れて、充填されたカートンが完成する。
本発明によって製造された障壁積層体は、卓越した障
壁特性を呈し、また簡単に構成することができるのみな
らず、食物の包装に関してFDAの使用承認に適合する。
コダックのコポリエステル5116は、直接食物と接触する
ためFDAの承認を受けており、本発明の上記PETGであ
る。低温度（250゜F〜500゜F）で熱封緘し、通常の機械
で切断できる他のPETGは、接触する障壁として使用する
こともできた。
このように、本発明の出現までは、柑橘類ジュースを
入れる適正な容器、すなわちベースの物質としてペーパ
ーボードを使用する利点を持ち、経済的で通常の押出し
塗布装置を用いて形成できるFDA承認された熱封緘障壁
積層体は開発されていなかった。
ここで述べた本発明は、特に柑橘類ジュースや他の液
体の容器の製造に使用されるペーパーボードの積層体と
して有用である。そのような容器は閉じ合せや密閉のた
めに熱封緘を利用し、折重ねた箱、正方形や長方形の容
器やカートン、または円筒形のチューブのようにもされ
る。
［実施例］ ジュースや同様の物のためのペーパーボードカートン
の現に商用されている構造は、低密度ポリエチレン（LD
PE）の２つの層2,6の間に挟まれたペーパーボード４
（第１図）から構成される簡易に熱封緘される障壁積層
体を利用していた。このLDPEは、精油（風味）と芳香の
損失を防ぐ水分障壁として限られた程度にだけ働く安価
な熱封緘可能な物質である。一般的な積層体の構造が有
する問題は、ジュースの精油（すなわちＤリモネン）
が、熱封緘の衰え、応力亀裂、およびジュースから精油
が奪われると同時に膨張することによって、短時間の後
に、LDPE層に吸収されているということであった。加え
て、一般的な構造（第１図）では、実質的に酸素に対し
障壁抵抗がなく、ジュースのビタミンＣを比較的短時間
の後、多量に失わせる。例を挙げれば、一般的なペーパ
ーボードの1/2ガロンジュースカートンは、６週の貯蔵
期間でその精油（Ｄ−リモネン）の含有量の60.5％を失
い、そのビタミンＣの含有量の84.5％を失うであろう
（第１表参照）。
ある一般的な現用しているペーパーボードカートン
（第２図）は、酸素の透過およびビタミンＣの結果とし
ての損失に対し、より大きな障壁抵抗を加えるため、第
１図に示された層に加えて２つの付加層を利用してい
る。アルミニウム14は、酸素流に対する障壁抵抗を増加
させるため積層体構造に加えられた。LDPEの付加層16
は、積層体を外側のLDPE層８とともに表から裏へと熱封
緘されるのを許すのに必要である。障壁積層体の構造
（第２図は）、熱封緘可能な接触層が未だ低密度ポリエ
チレンであるため、精油と芳香の吸収に乏しい障壁特性
をもつ。第２図の障壁積層体を構成するジュースカート
ンの貯蔵期間では、未だ35.5％の精油（Ｄ−リモネン）
の損失率を示し、同時にビタミンＣの損失率に関して
は、その障壁特性が大きく改良して、24％（第１表参
照）を示す。ホイル層の付加は、積層体が卓越したO2障
壁特性を示すのを許す。しかし、ホイル層の使用は非常
に有益であるけれども、増加した費用はホイルの使用を
経済的には望ましくないものとする。
第３図および第４図は、米国特許4,513,036に記載さ
れた障壁積層体の構造を示す。第３図は、 LDPE18 −ペーパーボード20 −高密度ポリエチレン（HDPE）22 −LDPE24 のサンドイッチ状のものを含む障壁積層体を示す。開示
された積層体は、その６週の貯蔵期間の間、精油の大き
な損失すなわち60.5％の損失を示し、同時に６週間で87
％のビタミンＣの大きな損失をも示す（第１表参照）。
この障壁特性の悪さが、第３図の積層体の経済性と製造
の容易性を上回っている。
第４図は、米国特許4,513,036の実施例に開示されて
おり、すなわち、 LDPE26 −ペーパーボード28 −ポリプロピレン30 −LDPE32 を含む障壁積層体である。付加ポリプロピレン層30は比
較的低い付加コストで障壁特性を増強する。障壁特性
は、未だ酸素の透過およびそのビタミンＣの損失に対す
る抵抗が非常に不十分であって、すなわち６週後には71
％となる。ポリプロピレン積層体構造は、６週後その精
油（Ｄ−リモネン）の39.5％を失う。
上記に引用した特許で開示された２つの例は、ジュー
スの芳香やビタミンＣの含有量を十分に保存しない。現
に商用されている構成の構造は、カートンの半加工品を
形成し、およびカートンをジュースや同様のもので満た
すとともに、閉じ目および蓋を熱封緘するための必要性
に支払われるべき同様の問題にすべて直面していた。積
層体の表から裏へ熱封緘を行なうということは、結果と
して必然的に外側のLDPE層および内側のLDPE層を使用す
るということである。これら２つの無極性組成物は互い
に卓越した熱封緘特性を示す。
第５図を参照して、本発明の積層体の実施例は、最も
適切なハイグレードペーパーボード台紙、例えば282 1b
ミルクカートンボード、であるペーパーボードの基体36
を含むものとして示される。このペーパーボードの両サ
イドには、一連に対し約５から約40ポンドの塗布重量範
囲で低密度ポリエチレン（LDPE）層34,38を塗布する。
どのような商用の標準LDPEの押出し塗布も、ここで使用
するためには適正である。積層体の裏または内側部分
に、すなわちLDPE層38上に、PETGの層40が塗布される。
熱封緘可能な層であるPETGは、コダックのコダボンドコ
ポリエステル5116よりなる。
さて、第10図を参照して、ブロックダイアグラムによ
り、第５図の熱封緘可能な障壁積層体の形成方法を示
す。
その積層体は簡単に製造されることができる。ステッ
プＡで、LDPEの溶解した層34はペーパーボードの基体36
の上に押出し塗布される。ステップＢでLDPE層34は次の
熱封緘ステップＣの準備でコロナ放電または火炎処理さ
れる。ステップＣでそのウエブはステップＤを容易にす
るため裏返される。ステップＤでは、ペーパーボードの
基体36の上に溶解LDPE層38が押出し塗布される。ステッ
プＥで、LDPE層38は次のPETG層の付着を容易とするため
コロナ放電処理される。最後に、ステップＦでPETG層40
がLDPE層38の上に押出し塗布され、サンドイッチ構造が
完成する。
さて第６図を参照して、本発明の積層体の他の実施例
を明らかにする。この実施例では、風味油を完全に封じ
込めるのみならずビタミンＣの有意的な封じ込めをもな
すことができる付加障壁層を付加する。この実施例にお
いて、ペーパーボードの基体44の外側表面には、その熱
封緘可能なLDPE42のウエブが塗布される。ペーパーボー
ドの基体44の内側表面にはLDPE46の塗布がなされる。LD
PEのウエブ46にのせるのは酸素障壁物質の層48である。
その酸素障壁物は、次のようないかなる物とすることも
できる。ホイル（金属箔）、ポリアクリロニトリル、ポ
リエチレンテレフタレート、ポリビニリデン塩化物、ポ
リアミド、ポリエチレン／ビニルアルコールまたはポリ
ビニル塩化物、この障壁物にのせるのは、構成された容
器の内表面をそれが最後に形成することとなるであろう
ところの熱封緘可能なPETGの層50である。
付加障壁層48の、LDPE層46およびPETG層50への付着を
強化するため、結合層47,49がその間に挟まれている。
デュポン（（Dupont）のCxA′ｓやノルケム（Norchem）
のPLEXARSのような押出し形成や共押出し形成が可能な
付着物を選択するのが望ましい。
第７図は、本発明の他の実施例を示す。この例は、第
５図の外部LDPE層をペーパーボードの基体54上に押出し
塗布されたPETGの外側層52に置き換えるものである。内
部の層すなわち層56（LDPE）と内側の層58（PETG）は第
４図の構造に似ている。カートンの外側に熱封緘可能な
PETG層を付加することは、製品としての種々多くの使用
を許す。そのような使用は高品質な酸素障壁や表裏の封
緘を簡易にすることを容器に対し要求する。
第８図は、第７図のさらに別の例を示す。そして、そ
の積層体は表から裏に向けて、PETG層60、LDPE層62、ペ
ーパーボードの基体64、LDPE層66、そして最も奥のPETG
層68を含む。
第９図は、第８図のものと同様の例を示す。熱封緘可
能な外側のPETG層60の代わりにPETG層とLDPEの混合層70
がおかれている。その混合は、５％から30％のPETGとそ
の残余のLDPEで構成される。
この積層体は外側から内側に向って、 LDPE/PETG混合層70 −LDPE72 −ペーパーボードの基体74 −LDPE76 −PETG78 を含む。LDPE/PETG混合層の利益は、熱封緘に先立って
必要な表面処理を除くということである。
これらの特定の塗布技術につき記載したが、ペーパー
ボードの基体の上の層の塗布についてはいかなる適切な
技術も適宜使用できる。
本発明の積層体により供給される、精油の損失率およ
びビタミンＣの損失率に対する独特の障壁の効果は、第
１表に概説された次の例により明らかに説明される。
本発明の積層体により容器を形成し、容器の前後、上
部、底部、側面の継ぎ目に熱封緘を使用して製造した標
準1/2ガロンジュース容器を用意し、ジュースを満たし
た。そのジュース内の典型的な精油はｄ−リモネンであ
った。満たされたカートンは６週間の検査期間の間貯蔵
され、その後ジュースが分析され、精油ｄ−リモネンの
重量での損失率およびビタミンＣの重量での損失率を測
定した。
６つの検査されたカートンは第１〜６図に示したもの
であり、ここに記載した。
［発明の効果］ 本発明の積層体から準備された容器は、LDPE熱封緘層
を含む現にある構造よりも遥かに優れた精油の損失に対
するほとんど完全な障壁を提供することが明らかになっ
た。加えて酸素透過やビタミンＣの損失率が、アルミニ
ウムホイルを含まない従前のすべての積層体を超えて、
大きく減少された。
ビタミンＣの損失に対する障壁としてのみならず、精
油や風味の移動に対する障壁としての、本発明の積層体
の効果としては、それから構成された容器が有意的に貯
蔵期間を拡張することが認められる。
【図面の簡単な説明】
第１図〜第４図は、それぞれ積層体の現在商用されてい
る構造の正面断面図、 第５図は、本発明の積層体の実施例の正面断面図、 第６図〜第９図は、それぞれ本発明の積層体の他の実施
例の正面断面図、 第10図は、本発明の実施例に係る積層体を製造するため
の工程を表わすブロックダイヤグラムである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロバート エル． ランハム アメリカ合衆国、アラバマ州 36608、 モービル、パークウッド ドライブ 6233 (72)発明者 ジョー エル．キンゼイ ジュニア アメリカ合衆国、アラバマ州 36608、 モービル、アパートメント 52デー、ウ イスパーリング パインズ ロード 3650 (56)参考文献 特開 昭62−128752（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−36225（ＪＰ，Ｕ)

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】精油および／または風味を含む液体用容器
    で、前記容器が下記 ａ）外側の表面と内側の表面を持ち併せた、ペーパーボ
    ードの基体（36、44）； ｂ）前記ペーパーボードの基体の前記外側の表面に塗布
    された、熱封緘が可能な低密度ポリエチレンポリマー層
    （34、42）； ｃ）前記ペーパーボードの基体の前記内側の表面に塗布
    された、熱封緘が可能な低密度ポリエチレンポリマー層
    （38、46）であって、該低密度ポリエチレンポリマー層
    （38、46）は、前記ペーパーボードの基体に接しない表
    面を有し、 ｄ）前記ｃ）の低密度ポリエチレンポリマー層（38、4
    6）の前記表面に押し出し塗布された、熱封緘が可能な
    グリコール変性ポリエチレンテレフタレート（PETG）層
    （40、50） の積層体からなることを特徴とする前記容器。
  2. 【請求項２】前記ｂ）の低密度ポリエチレンポリマー層
    （34、42）が前記積層体の熱封緘性を強化するためにコ
    ロナ放電処理されることを特徴とする特許請求の範囲第
    １項に記載の容器。
  3. 【請求項３】前記ｂ）の低密度ポリエチレンポリマー層
    （34、42）が前記積層体の熱封緘性を強化するため、火
    炎処理されることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
    記載の容器。
  4. 【請求項４】前記ｃ）の熱封緘可能な低密度ポリエチレ
    ンポリマー層（38、46）の前記表面が前記熱封緘可能な
    PETG層の付着を強化するためコロナ放電処理されること
    を特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の容器。
  5. 【請求項５】前記ｃ）の熱封緘可能な低密度ポリエチレ
    ンポリマー層（38、46）の前記表面が前記熱封緘可能な
    PETG層の付着を強化すべく火炎処理されることを特徴と
    する特許請求の範囲第３項に記載の容器。
  6. 【請求項６】前記容器が前記ｃ）の層（46）と前記ｄ）
    の層（50）の間に挿入される酸素障壁物質層（48）を含
    むことを特徴とする特許請求の範囲第１〜５項いずれか
    に記載の容器。
  7. 【請求項７】前記酸素障壁物質層（48）がポリエチレン
    テレフタレートの層であることを特徴とする特許請求の
    範囲第６項に記載の容器。
  8. 【請求項８】前記酸素障壁物質層（48）がポリビニリデ
    ン塩化物の層であることを特徴とする特許請求の範囲第
    ６項に記載の容器。
  9. 【請求項９】前記酸素障壁物質層（48）がポリアミドの
    層であることを特徴とする特許請求の範囲第６項に記載
    の容器。
  10. 【請求項１０】前記酸素障壁物質層（48）がポリエチレ
    ン／ビニルアルコールの層であることを特徴とする特許
    請求の範囲第６項に記載の容器。
  11. 【請求項１１】少なくとも１つの結合層（47、49）が、
    少なくとも前記ｃ）の層（46）、前記ｄ）の層（50）の
    うちの１つへの付着を強化すべく、前記酸素障壁物質層
    （48）に接触して挿入されることを特徴とする特許請求
    の範囲第６項に記載の容器。
  12. 【請求項１２】精油および／または風味を含む液体用容
    器で、前記容器が下記 ａ）外側の表面と内側の表面とを併せ持つペーパーボー
    ドの基体（54）； ｂ）前記ペーパーボードの基体の前記外側の表面に塗布
    されたグリコール変性ポリエチレンテレフタレート層
    （52）； ｃ）前記ペーパーボードの基体の前記内側の表面に塗布
    された低密度ポリエチレンポリマー層（56）であって、
    該低密度ポリエチレンポリマー層（56）は前記ペーパー
    ボードの基体に接しない表面を有し、および ｄ）前記低密度ポリエチレンポリマー層（56）のペーパ
    ーボード基体に接しない前記表面に塗布されたグリコー
    ル変性ポリエチレンテレフタレートの層（58） の積層体からなることを特徴とする前記容器。
  13. 【請求項１３】精油および／または風味を含む液体用容
    器で、前記容器が下記 ａ）外側の表面と内側の表面とを併せ持つペーパーボー
    ドの基体（64,74）； ｂ）前記ペーパーボードの基体の前記外側の表面に塗布
    された低密度ポリエチレンポリマー層（62、72）であっ
    て、該低密度ポリエチレンポリマー層（62、72）は前記
    ペーパーボードの基体と接しない外側の表面を有し、 ｃ）前記ペーパーボードの基体の前記内側の表面に塗布
    された低密度ポリエチレンポリマー層（66、76）であっ
    て、該低密度ポリエチレンポリマー層（66、76）は前記
    ペーパーボードの基体に接しない表面を有し、 ｄ）前記ｂ）の低密度ポリエチレンポリマー層（62、7
    2）の前記外側の表面上に塗布されたグリコール変性ポ
    リエチレンテレフタレート層（60）、または低密度ポリ
    エチレンポリマーと５〜30％グリコール変性ポリエチレ
    ンテレフタレートの混合層（70）；および、 ｅ）前記ｃ）の低密度ポリエチレンポリマー層（66、7
    6）の前記表面上に塗布されたグリコール変性ポリエチ
    レンテレフタレート層（68、78） の積層体からなることを特徴とする前記容器。
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