JP3260530B2 - 多層製品 - Google Patents
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Description
製造用多層製品であって、気密多層プラスチックコーテ
ィングが配置されているその一方の表面上に繊維基材包
装材料から成形された層を含む上記多層製品に関する。
のフルーツジュース用容器に関して今日極めて周知であ
る。繊維基材材料は厚紙であることが多い。欧州特許出
願第0293098号明細書に開示された解決法は先行
技術解決法の一例である。
程、特に、プラスチック表面を互いにヒートシールする
場合に、多層プラスチックコーティングにピンホールが
生じることがあるという問題が生じた。ピンホールは、
その穴が容器の内面に生じる場合に特に問題である。プ
ラスチックコーティングの十分な気密性は、ミクロホー
ルがあるにもかかわらずコーティングが液体密であった
としても、該ミクロホールを介して気体流が生じること
があるので、その場合は若干損なわれる。
は、特に、ヒートシールの際にコーティグに対して適用
された高温がプラスチック層を軟化し且つ部分的に溶融
するということの結果である。ピンホールのもう一つの
理由は、シール区域において厚紙も加熱され、そして蒸
気圧のために、軟化し且つ部分的に溶融したプラスチッ
ク層に厚紙中の水分が浸透し、それによってコーティン
グにピンホールを生じがちであるということである。実
際は、ヒートシール温度が高いほど、そして厚紙中の水
分含量が高いほど、一層容易にピンホールが生じる。厚
紙中の蒸気圧は、厚紙に適用されたプラスチック層を小
点のスポット状に破裂させがちである。破裂点はピンホ
ールの開始点となる。
術の欠点を排除しうる多層製品を提供することである。
本発明に関して、ヒートシールを低温で実施することが
できるように多層構造用のヒトーシール可能なプラスチ
ックの種類を選択することにより、ピンホールを減少さ
せ且つなお完全に防止することができることが分かっ
た。プラスチック層が軟化されないし且つ初期の解決法
と同程度に容易にそれらの強度を損なわない上記結果に
よるプラスチック層の選択は、したがって、ピンホール
を妨げる。もう一方において、厚紙中の水分によって生
じた蒸気圧は減少する。更に、ピンホールは、厚紙に適
用するためのプラスチック層として、ヒートシール温度
において延性で且つ強い状態のままであるプラスチック
種を選択することによって防止することができる。ピン
ホールには、更に、ヒートシールする際に延性の状態の
ままであるプラスチック種を層の一つに選択することが
有効でありうる。本発明の多層製品は、気密多層プラス
チックコーティングが、重ねられた1〜4g/m2の遮
断プラスチック層、1〜4g/m2のバインダー層およ
び、液体密ヒートシールに十分な厚みを有するヒートシ
ール可能なポリオレフィン材料の表層から成形されてい
て、該層の内で該遮断プラスチック層が該繊維基材包装
材料層に対して最も近くにあるものであることを特徴と
する。
よりも、多層製品に関して従来よりも高い強度および延
性が達成されていることであり、これらの性質は、ヒー
トシールに用いられるような高温でも保持される。した
がって、本発明は、従来よりも15〜30%少ないコー
ティング厚みでも用いることができる。更に、ヒートシ
ールの際のシールの熱間粘着性および強度が改良され、
それによってヒートシールの際のライン速度が、同一の
加熱温度および熱量で10〜20%まで増大することが
本質的である。この因子もまた、プラスチックコーティ
ングのピンホールを減少させる。本発明の多層製品のも
う一つの利点は、耐環境応力亀裂性ESCRが従来より
もはるかに優れていることである。この特性は、保存す
るのが困難な製品の包装において重要である。例えば、
液体洗剤用容器において、約1年間の貯蔵期間を目的と
する場合、高ESCRはプラスチックコーティングの全
厚みを約30%まで減少させることを可能にする。本発
明のもう一つの利点は、高耐磨耗性である。その結果、
高速容器製造ラインでプラスチックダストが生じない
し、そしてそのライン上において従来よりも一層円滑に
ブランクが進行する。この関係において、例として、例
えば、線状低密度ポリエチレン、すなわち、PE−LL
D材料を多層プラスチックコーティングの表層として用
いる場合、耐磨耗性は先行技術製品の耐磨耗性の約2倍
であることを挙げることができる。更に、上記の他の利
点は、主として、PE−LLD材料が前記の多層プラス
チックコーティング中の表層材料である場合に関して説
明された。
好ましい実施態様によって更に詳細に記載するが、そこ
において、図1〜6は本発明の多層製品の好ましい実施
態様を示す。
い実施態様を示す。図1の照合番号1は、例えば、厚紙
でありうる繊維基材包装材料を示す。この実施態様にお
いて、低密度ポリエチレンPE−LDの層2は厚紙の一
方の表面上に与えられている。層2は、完成容器の外面
を与えるためのものである。PE−LD層2は、完成容
器の外面を他の方法でも同様に実現することができるの
で不可欠ではない。例として、ラッカー表面若しくは撥
水性であるように処理された表面、または若干の場合に
は未処理厚紙表面さえも挙げることができる。
ックコーティング3を厚紙1のもう一方の表面、すなわ
ち、完成容器の内面を与えるためのその表面に適用す
る。多層プラスチックコーティング3は、重ねられた遮
断プラスチック層4a、バインダー層5およびヒートシ
ール可能なポリオレフィン材料の表層6から成形され
る。
ク層4aは32%エチレンアルコールコポリマー材料か
ら製造され、そして順に、容器の内面を与える表層6は
線状低密度ポリエチレンPE−LLDから製造される。
バインダー層5は、例えば、酸変性PE−LLDであり
うる。図1の実施態様において、多層プラスチックコー
ティング中の種々の層の層厚みは以下の通りであり、す
なわち、遮断プラスチック層4aは1〜4g/m2、バ
インダー層5は1〜4g/m2、そして表層6の厚みは
液体密ヒートシールに十分であるように選択される。層
6の厚みは、充填される製品に応じて、例えば、ジュー
スの場合は20g/m2未満であるように、そして洗剤
などの攻撃的物質の場合は20g/m2を越えるように
変更することができる。厚紙の反対側のPE−LD層2
の厚みは、例えば、20g/m2でありうる。
好都合なコーティングおよび十分な遮断性が得られる。
図1による解決法のもう一つの利点としては、十分な機
械的耐磨耗性、好都合なESCR、十分なヒートシール
適性、低シール温度および十分な処理後特性がある。図
1による実施態様は、更に、保存するのが困難な液体に
関する利点によって用いることができる。
態様を示す。図2の実施態様は図1の実施態様と本質的
に一致し、したがって、図2では図1と同一の照合番号
を対応する点で用いる。図1の実施例との唯一の相違
は、気密多層プラスチックコーティング3の遮断プラス
チック層4bが、エチレンビニルアルコールポリマーE
VOHおよび雲母の配合物から製造されるということで
ある。この配合物はそれ自体既知の物質であり、例え
ば、米国特許第4818782号明細書に更に詳細に記
載されている。
な接着性をEVOHに与え、順次に、十分な接着性は発
泡する性質を減少させる。更に、雲母はEVOHの強度
を増大させ、この加えられた強度はヒートシーリングに
関して本質的に重要であり、それによって発泡する性質
を減少させる。更に、雲母はEVOHよりも高い熱伝導
率を有する物質であり、したがって、シーリング熱はE
VOH中に容易に蓄積されるほどではない。
を与え且つ紫外線透過性の減少に役立つ。再循環を考慮
すると、EVOH+雲母はEVOH単独よりも一層実用
的である。
充填機においてヒートシール温度をAl箔厚紙を用いる
場合と同一水準で維持することができる。同様に、ヒー
トシールのための作業窓は、EVOH+雲母の場合、A
l積層厚紙を用いる場合と同等に広い。雲母を用いない
場合、ヒートシール温度を約30℃まで低下させる必要
があり、作業窓も約20℃まで低下させる必要がある。
しかしながら、雲母を加える場合、その工程は作業窓の
下方端で最もよく実行することができ、したがって、厚
紙中に含まれる水分からの蒸気圧は低く、そしてミクロ
ホールを生じない。雲母を用いない場合、ミクロホール
が発生しやすいと考えられる。
を示す。図3の実施態様は、図1および図2の実施態様
と実質的に一致する。唯一の相違は、図3の実施態様に
おいて遮断プラスチック層4cが、エチレンビニルアル
コールコポリマーおよびCO基含有エチレンポリマーの
配合物から製造されることである。図3では、図1およ
び図2と同一の照合番号を対応する点で用いる。
いて、遮断プラスチック層4cは、エチレンビニルアル
コールコポリマーおよびCO基含有エチレンポリマーの
配合物、すなわち、EVOH+ECO配合物から製造さ
れる。ECO含有EVOHプラスチックの溶融強度はE
VOHプラスチック単独の場合よりも高い。高い溶融強
度は押出被覆を考慮すると重要な因子である。EVOH
のみの低い溶融強度は、押出被覆だけでEVOH層にピ
ンホールを引起こす。これは、被覆される厚紙の繊維
が、弱い溶融EVOH層を破りやすいということの結果
である。ECOを、例えば、30重量%までEVOHに
加えると、繊維が溶融プラスチック薄膜にピンホールを
生じないほどにかなり溶融強度が改良される。それに関
する限り、これは厚紙に対するEVOH+ECOの直接
適用を可能にする。
OH+ECOプラスチックの破裂を防止し、それによっ
てミクロホール形成を防止する。概して、EVOH+E
COプラスチック層はヒートシールにおいて極めて強く
且つ延性のままであり、それによってその破裂する傾向
はEVOHプラスチック単独の場合よりも実質的に少な
い。
化に対する感受性がEVOH単独よりも少ない。これは
ヒートシール特性に反映されるので、厚紙からの蒸気圧
が配合物の強度をEVOHのみの場合と同程度まで損な
うことはない。一方において、水分に対する感受性の低
下は、気密性に対する周囲湿度の影響の明らかな減少と
しても反映される。
を示す。図4の実施態様は図1〜3の実施態様と実質的
に一致する。前の実施態様との本質的な相違は、遮断プ
ラスチック層4dがエチレンビニルアルコールコポリマ
ーおよびポリアミドの配合物から製造されることであ
る。図4では、図1〜3の実施態様と同一の照合番号を
対応する点で用いる。
H+PA、すなわち、EVOHプラスチックおよびPA
の配合物である。EVOHおよびPAの種々の配合物は
それ自体知られており、これらの例は、米国特許第49
52628号明細書、同第5110855号明細書およ
び同第5126401号明細書にある。PAプラスチッ
クは極めて延性で且つ強いプラスチックである。PAの
融点は230〜240℃であるが、EVOHの融点は1
68℃である。PAの気密性はEVOHのそれと同等で
はない。EVOHとPAとを配合することにより、多層
用途において以下の利点が達成される。押出被覆および
ヒートシールにおける強度および延性が改良される。こ
のために、押出被覆においてピンホールは生じないし、
もう一方において、その延性のためにEVOH+PA層
は破れないしまたは蒸気圧を通過させない。ヒートシー
ルにおいて、作業窓はEVOH単独の場合よりも30℃
広い。パルプ成形を考慮すると、PAのみでは延性すぎ
るプラスチックである。適当な比率のEVOH+PA
は、パルプ成形を考慮すると適当な解決法である。
を開示する。更に、この実施態様は前の実施例と実質的
に一致する。前の実施例との相違は、この実施例におい
て遮断プラスチック層4eが熱可塑性ポリエステルまた
は熱可塑性コポリエステルから製造されることである。
このような材料の例は、ポリエチレンテレフタレートお
よびポリブチレンテレフタレートである。図5では、前
の実施態様と同一の照合番号を対応する点で用いる。
クはポリエチレンテレフタレートPETである。PET
の気密性はEVOHまたはPAのそれと同等ではない
が、PETの遮断性が周囲湿度に応じて変化しないこと
は重要である。PETの耐熱性は十分であり、融点は2
55℃である。更に、PETは十分な強度特性を有し且
つ200℃を越える温度で延性のままである。したがっ
て、ヒートシールに関してPETでミクロホールは生じ
ないし、更に、押出被覆に関してピンホールは生じな
い。PETプラスチックは、PETコーティングの量が
約40g/m2またはそれ以上である場合にのみ厚紙に
対する十分な接着性を有する。しかしながら、同時押出
被覆を用いて、例えば、3層コーティングを生じること
により、少量のPETコーティングでも接着性を達成す
ることができる。図1に関して記載したコーティング量
はいずれも、図2〜5の実施態様に適当である。
溶融粘度の変化さえも、押出被覆において顕著な不安定
性を引起こすことがあるということである。3層押出被
覆において、PETプラスチックの不安定性は他の2層
の十分な安定性によって補われる。十分な安定性はグラ
ム量変化を補正し、プラスチックコーティングのエッジ
ウェイビングを消滅させ、そしてこれらの因子が互いに
PETの使用に生産経済性を与える。更に、PETプラ
スチックは剛性であるので、それは容器の剛性を改良し
且つふくれを伴うことなく長期間貯蔵を可能にする。こ
のことは、特に、無菌容器に関して不可欠である。
ラスチック層は繊維基材包装材料層1に直接適用され
る。このような配置は、繊維基材包装材料層が十分に平
滑である場合に特に好都合である。このような材料の一
例はホットカレンダー仕上した厚紙である。厚紙の表面
がざらざらしている場合、厚紙の表面に平滑層を適用し
て厚紙の表面の不規則を平滑にすることが好ましく、そ
の場合、望ましい効果は好ましい厚みのパリヤープラス
チック層によって達成される。ざらざらした表面に直立
した繊維はパリヤープラスチック層を容易に突き抜け、
それによって完成品の効率を損なうことがある。平滑層
の目的は、遮断プラスチック層の厚みを過度に増大させ
ることを全く必要とすることなく望ましい効率を提供す
ることである。
を示す。図6の実施態様は、遮断プラスチック層4aと
繊維基材包装材料層1との間に平滑層7を用いる。更
に、図6の実施態様は、層1のもう一方の表面上にPE
−LD層を有していないが、前記のように、例えば、ラ
ッカー層を該表面に適用する。ラッカー層は図6に示さ
れていないが、図6による実施態様を図2〜5の実施態
様からも成形することができることは明らかである。更
に、完成容器の外層に対して適用されるPE−LD層
は、平滑層7を用いる実施態様に関して用いることがで
きる。平滑層7は、好ましくは、バインダー層5と同一
材料から製造することができる。平滑層7の厚みは、好
都合には、バインダー層の厚みと同程度、例えば、3g
/m2未満でありうる。
法で製造することができる。製造を図2の実施態様によ
って以下に説明するが、全部の実施態様を同様に製造す
ることができることは明らかである。被覆される厚紙1
のウェブは、必要ならば、火炎、コロナ、プライマーま
たはプラズマ法によって両面に処理することができる。
予め処理された厚紙または紙は、以下のように1回の作
業で両面に被覆される。すなわち、完成容器に外面を与
える表面のPE−LDコーティング2は、火炎処理済み
厚紙に対して押出法によって達成される。完成容器の内
面のプラスチックコーティング3は、必要な層全部を一
度に押出すことによって1回の作業で達成されて、図面
に示した3層コーティングが得られる。これは低押出温
度を用いることを可能にするので、熱感受性EVOHが
熱によって分解することはない。EVOH+雲母はそれ
専用の押出機から供給され、バインダーポリマーはそれ
専用の押出機から、そしてPE−LLDはそれ専用の押
出機から供給される。上記方法において被覆された厚紙
ラミネートの外面をコロナ処理して、プリンターのイン
キを印刷することを可能にし且つヒートシールを改良す
る。更に、印刷を強化する他の処理、例えば、プリンタ
ブル・グルーアブル(PrintableGlueab
le)(PG)処理が可能である。このようにして製造
された厚紙−プラスチックラミネートをここで慣用的な
方法によってヒートシールすることができる。
び他の流動食物用の包装材料、例えば、立方体、直方体
または円筒形容器に折りたたまれる材料として特に好都
合である。
様に決して制限されないが、本発明は、請求の範囲に記
載の範囲内で全く自由に変更することができる。したが
って、本発明の多層製品またはその詳細は必ずしも図面
に示したように正確である必要がなく、他の解決法も可
能である。例えば、層6はPE−LLD材料に制限され
ないが、該層のポリオレフィンは、例えば、低密度ポリ
エチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
ブチレン等であってよい。更に、層6のポリオレフィン
材料は配合物、例えば、線状低密度ポリエチレンおよび
低密度ポリエチレンの配合物であってよい。繊維基材包
装材料は必ずしも厚紙である必要はなく、他の材料、例
えば、紙、プラスチック被覆厚紙等も可能である。
施態様を示す。
を示す。
す。
す。
す。
す。
気密多層プラスチックコーティング、4a、4b、4
c、4d、4eは遮断プラスチック層、5はバインダー
層、6は容器内面の表層、7は平滑層である。
Claims (12)
- 【請求項1】 一方の表面上に気密多層プラスチックコ
ーティング(3)を配置させた繊維基材包装材料から形
成された層(1)を含む多層製品、特に、容器製造用多
層製品であって、その気密多層プラスチックコーティン
グが: (a)エチレンビニルアルコール共重合体からなる1〜
4g/m2の遮断プラスチック層(4a、4b、4c、
4d、4e)、 (b)低密度ポリエチレンからなる1〜4g/m2のバ
インダー層(5)及び (c)液体蜜ヒートシールのために十分な厚みを有する
ヒートシール可能なポリオレフィン材料の表層(6)
を、該遮断プラスチック層がそれらの層のうちで繊維基
材包装材料層に最も近くなるように重ねられて構成され
ていることを特徴とする上記多層製品。 - 【請求項2】 遮断プラスチック層が繊維基材包装材料
層に対して直接適用されている請求項1に記載の多層製
品。 - 【請求項3】 平滑層(7)が遮断プラスチック層と繊
維基材包装材料層との間に配置されている請求項1に記
載の多層製品。 - 【請求項4】 平滑層がバインダー層(5)と同じ材料
から作られている請求項3に記載の多層製品。 - 【請求項5】 遮断プラスチック層(4a)が32モル
%のエチレンを含むエチレンビニルアルコールコポリマ
ーから作られている請求項1〜4のいずれか1項に記載
の多層製品。 - 【請求項6】 遮断プラスチック層が(4b)エチレン
ビニルアルコールコポリマーおよび雲母の配合物から作
られている請求項1〜4のいずれか1項に記載の多層製
品。 - 【請求項7】 遮断プラスチック層(4c)がエチレン
ビニルアルコールコポリマーおよびCO基含有エチレン
ポリマーの配合物から作られている請求項1〜4のいず
れか1項に記載の多層製品。 - 【請求項8】 遮断プラスチック層(4d)がエチレン
ビニルアルコールコポリマーおよびポリアミドの配合物
から作られている請求項1〜4のいずれか1項に記載の
多層製品。 - 【請求項9】 遮断プラスチック層(4e)が熱可塑性
ポリエステルまたは熱可塑性コポリエステルから作られ
ている請求項1〜4のいずれか1項に記載の多層製品。 - 【請求項10】 バインダー層(5)が酸変性低密度ポ
リエチレンから作られている請求項1〜9のいずれか1
項に記載の多層製品。 - 【請求項11】 表層(6)のポリオレフィン材料が低
密度ポリエチレンである請求項1〜10のいずれか1項
に記載の多層製品。 - 【請求項12】 表層(6)のポリオレフィン材料が線
状低密度ポリエチレンである請求項11に記載の多層製
品。
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