JP3946259B2 - ウェブ形状の積層パッケージング材料、同材料の製法、及び積層パッケージング材料から製造されるパッケージング容器 - Google Patents

Description

技術的分野
本発明は、コア層と、このコア層の片側に施用された金属又は金属酸化物の層とを含むウェブ形状(web-shaped,網状)パッケージング材料に関する。本発明は更に、積層ウェブ形状パッケージング材料の製法と、この材料から製造されたパッケージング容器とに関する。
背景技術
パッケージング産業では、例えば液体食品のような製品を包装し、輸送するために一回使用性のパッケージ（いわゆる、一回使用使い捨て式パッケージ）が長い間用いられてきた。これらの一回使用パッケージの非常に大きい群が、紙又は板紙のコア層と、このコア層の両側外部のプラスチック製、（好ましくはポリエチレン製）の液体不透過性被膜とを含む層状パッケージング材料から製造される。
パッケージング材料の組成は、パッケージを製造し易く、かつ取り扱い易くすると同時に、パッケージに包装された製品に対して最良に可能な製品保護性を与えるように意図される。外部の液体不透過性プラスチック被膜がパッケージング材料中への水分及び湿気の浸透に対して有効な保護を与えると同時に、パッケージが簡単で、合理的な方法で分配され、便利に取り扱われるように、コア層はパッケージに良好な機械的形態安定性(mechanical configurational stability)を与える。好ましくは、外部の液体不透過性プラスチック被膜は熱可塑性樹脂、例えばポリエチレンから成り、これは更に積層パッケージング材料に優れた熱シーリング特性を与えるので、積層パッケージング材料から完成パッケージング容器への転換中にパッケージは従来の熱シーリングによってそれらの望ましい幾何学的形状を永久的に与えられる。
このようなパッケージング容器は、ウェブの縦縁(longitudinal edges,縦エッジ)を相互に合体させることによってパッケージング材料ウェブを管(tube,チューブ)に成形して、その後、管に予定の中身を充填し、狭い、横方向の間隔を置いたシーリング帯に沿ってシールすることによって、しばしば形成される。このようにそれらの予定の中身を含有する管の密封部分は、上記シーリング帯において切断手段によって管から分離されて、シーリング接合部又はシーリング継ぎ目の配向に依存して、任意の幾何学的形状に折り重ねることによって形成される。
上述したようにコア層と外部プラスチック被膜とを含む積層パッケージング材料は、水分及び湿気に対する優れた不透過性を有する形状的に安定な液体不透過性パッケージの合理的な製造に役立つが、気体、特に酸素ガスに対する不透過性はあまり完全には有さない。
従来技術の積層パッケージング材料にこのような気密性を補足するために、コア層の片面に、パッケージング材料のコア層と片面の外部プラスチック被膜との間において金属又は金属酸化物、例えばアルミニウム（アリホイル,Alifoil）の層を与えることが、当該技術分野において既知である。
上記パッケージング容器に共通した特徴は、管の接合部又は継ぎ目がオーバーラップ型であるならば、パッケージング材料の切断縁が完成パッケージの中身に暴露されることであり、このことはこのパッケージング材料が例えば紙又は板紙のような吸収性材料を包含する場合には、中身がパッケージング材料中に容易に吸収されることを意味する。中身が滅菌されてから、無菌条件下で充填される場合には、保護されない切断縁は中身と接触してはならず、何らかの方法で保護されなければならない。
多くの場合に、パッケージング材料ウェブは管（チューブ）に成形される前に、例えば、過酸化水素溶液の浴中へ浸漬することによる滅菌工程を受ける。コア層が繊維質の吸収性材料を包含する場合には、パッケージング材料が滅菌液を吸収して、この滅菌液が例えば蒸気ブリスター(vapour blisters)の発生という形で、縦接合部シールにおける問題を惹起しうるという更なる欠点が生ずる。それ故、この観点からも、液体及び水分の浸透から切断縁を保護することが望ましい。
パッケージング材料が金属層を包含する場合に充填される製品から切断縁を遮蔽しなければならない最も重要な理由は、食品のパッケージングに関する法律及び規定に従って、金属がこのような製品に及ぼす不利な影響のために、金属は食品と直接接触してはならないことである。
切断縁とパッケージ中身とが直接接触するのを回避する既知方法の１つは、縦プラスチックストリップによって切断縁を被覆することであり、この縦プラスチックストリップは、管が形成されると同時に、その切断縁の上を覆う、パッケージング材料チューブの内部プラスチック被膜に対して適切な位置に前進させて密閉する。この方法は、縦接合部シーリング工程に関連してゆるいストリップが位置決めされなければならないので、状況に応じて行われる。
パッケージング材料の切断縁をシーリング／不浸透性化するという問題を解決するための他の方法は、パッケージング材料の製造時に、内部プラスチック層にコア層又はキャリヤー層の縁全体に渡って縁帯と共にそれが突出するような幅を与えることであり、この場合にはパッケージング材料管の製造時に突出する縁帯が対向するオーバーラップ縁帯の内部プラスチック被膜に対して、切断縁が自動的に密封されるような形式でシール(seal,密閉)される。
スウェーデン特許ＳＥ７８１２１４２３号明細書は、アルミニウム層を包含するパッケージング材料管の内側で縦接合部の切断縁が如何にして、突出アルミニウムホイルストリップと、コア層からさらに突出して、対向する縁帯の内部プラスチック被膜にシールされるプラスックストリップとによって覆われるかを述べている。アルミニウムホイルストリップは切断縁をも覆うので、縦接合部のシーリング時に、繊維質コア又はキャリヤー層中に常に結合される水が気化するときに蒸気又はスチームのブリスターが発生するのが阻止される。
しかし、一方では、シーリング工程中に突出ストリップを適所に維持することが困難であるために、他方では、シーリング圧力が遊離プラスチックストリップ上と縦接合部帯における適当なオーバーラップ領域上との両方に均一にかつ同時に加えられるようにシーリングツールを制御することが困難であるために、このような薄い突出プラスチックストリップを対向縁の内部プラスチック層にシールすることはある一定の困難さを含むことが判明している。
英国特許ＧＢ１０１３６５６号明細書は、オーバーラップする重なり合うラミネートの縁の周囲に上述したような突出プラスチックストリップを折り重ねて、それを下方の対向縁帯のプラスチック被覆された内側にシールする方法を述べている。このような折り重ね工程(fold-over operation)では、縦接合部がパッケージング材料管の全長を通して機能的に信頼できる方法で保護され、不透過性であるように、突出縁ストリップを位置決めすることも困難である。
ウェブ縁から突出するプラスチックストリップを包含する製法に共通した特徴は、パッケージング材料を製造するときに積層プロセスが状況に応じた、複雑なものになることである。突出ストリップ(projecting strip)を有する層は、その層がラミネートウェブ(laminate web,積層ウェブ)の残部の縁の外側に広がるように適用されなければならない。或いは、その層が最初に適用され、次いで、第２段階で、薄い層に裂かれ、縁帯領域のラミネートウェブの残部から取り除かれなければならない。
上記の従来技術のテクノロジーは、パッケージング材料の一方の縁が反対側の縁にオーバーラップすると、パッケージング材料管の縦接合部が丈夫にかつ耐久性になるという推定に基づいている。しかし、この場合には、パッケージング容器の壁がパッケージの残りの部分よりも縦接合部において２倍の厚さになるという欠点が生ずる。
（発明の目的）
それ故、本発明の１つの目的は、前置きとして述べた種類の新規な積層パッケージング材料を、従来技術の方法に固有に関連した性質の結果として生じる問題なしに、実現することである。
本発明の他の目的は、パッケージング容器の縦接合部における改良された気体及び液体不透過性を有する気体及び液体不透過性パッケージング容器のためのパッケージング材料を実現することである。
本発明のさらに他の目的は、実質的に平らな縦接合部を有するパッケージング容器のためのパッケージング材料を実現することである。
（解決方法）
これらの及び他の目的は、本発明によると、請求項１の特徴部分に記載の特徴を有する積層パッケージング材料によって達成される。本発明の好ましい実施態様は、請求項２〜４に記載の特徴部分の特徴をさらに与えられている。
本発明によると、積層パッケージング材料におけるコア層は、適当なパッケージング品質の紙又は板紙の従来の繊維層から成ることができる。例えばプラスチックのような、他の物質のコア層も使用可能である。このようなプラスチックの例はポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド等であることができ、固体と、発泡又はエキスパンデッド(expanded)構造との両方を包含する。
コア層の片面に気体バリヤーとして適用される金属層は、金属又は金属酸化物又は無機化学化合物を包含することができる。このような気体バリヤーの好ましい例はアルミニウム、酸化アルミニウム又はシリカ酸化物ＳｉＯｘ（式中、ｘは１．５〜２．２の範囲で変化し得る）から成る。このような気体バリヤー層は薄層として、例えば真空付着のような、何らかの形式の付着方法によってコア層に直接供給されるか、又はいわゆる粘着性バインダー層若しくはラミネート層(lamination layer,積層)によってコア層に積層されるホイルとして供給されることができる。このようなラミネート層は当業者に既知である。
金属層を、種々な方法によって、例えば、金属層に溝をカットして、次にコア層からそれを剥離することによって、又は斜め引き裂き若しくは斜めカッティングによって片側縁に沿ってコア層から暴露する(be exposed)ことができる。従って、例えば縁にＬ形状若しくは階段状の形態又は斜めにカットされた斜角の外観を与えることによって、厚さがパッケージング材料の厚さの２倍未満である、縦接合部継ぎ目中のオーバーラップを生じるような方法で、縁を処理する。好ましくは、材料ウェブの片側縁の最外部の先端は露出金属又は露出金属酸化物から成るように縁を斜めにカットすることによって、金属層を暴露する。
パッケージング容器の内側で露出金属又は露出金属酸化物（即ち、気体バリヤー）から成るこの最外部先端は、反対側の縁帯の気体バリヤー材料に、熱シール可能なプラスチックを間に挟んでオーバーラップするので、縦接合部領域において改良された気体バリヤー効果が得られる。従来のパッケージング容器では、２つの金属層は、片側縁のコア層と他の中間層（存在するとすれば）も金属層の間に入るような方法で、相互にオーバーラップする。例えば、酸素ガスは、気体バリヤー特性を有さない、これらの中間層を介して、縦接合部の内側が他の手段によって、例えば優れた気体バリヤー特性を有する物質のストリップによってシールされていない限り、侵入する。
本発明によるパッケージング材料では、処理済み縁は熱シール可能なプラスチック、好ましくは押出成形可能な熱可塑性樹脂によって完全に覆われる。本発明によるパッケージング材料における外部被覆プラスチック層に使用可能である施用可能な熱シール性プラスチックの例は、ＬＤＰＥ（低密度ポリエチレン）、ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）及びＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）である。好ましくは、ポリエチレンプラスチックが用いられる。
パッケージング材料の種々なラミネート層の厚さは決定的ではない。パッケージング材料の種々な層は、既知のパッケージング材料に従来技術の方法によって適用されるあらゆる厚さを有することができる。
気体バリヤーとして機能する金属層又は金属酸化物層がパッケージング材料ウェブの縁の１つにおいて暴露され、プラスチックの外部層によって覆われるならば、気密性かつ液体不透過性の両方であるオーバーラップがパッケージング容器の縦接合部において得られ、金属と中身との直接の接触は防止される。さらに、パッケージング材料の厚さの２倍よりも薄いオーバーラップが得られる。縦接合部から周囲パッケージング材料への移行部は、殆ど平らであることが好ましく、このことはパッケージング容器の外側における縦接合部の改良された装飾外観(decor appearance)に役立つ。
本発明の他の実施態様によると、縦接合部における改良された気密性かつ液体不透過性と、その外側における改良された装飾外観とを有するパッケージング容器のためのパッケージング材料の簡単で、効果的な製法が実現される。本発明による方法は請求項５に記載の特徴部分の特徴を与えられており、この方法の実際的な、特徴部分の特徴は請求項６〜８から明らかである。
本発明のさらに他の態様によると、請求項１〜４に開示するパッケージング材料から製造されるパッケージング容器が実現される。
（発明の概要）
このように、ウェブ形状のパッケージング材料の縦縁の処理は、金属層に溝をカットして、次にこの層をコア層から剥離することによって、又は斜め引き裂き若しくは斜めカッティングによって行うことができる。例えば縁にＬ形状若しくは階段形状の外観を、或いは斜めにカットされた斜角の外観を与えることによって、厚さがパッケージング材料の厚さの２倍未満である、縦接合部のオーバーラップを可能にするような方法で、縁を処理する。好ましくは、材料ウェブの縁の最外部先端が露出金属又は露出金属酸化物から成るように、縁を斜めにカットすることによって金属層を暴露する。斜め引き裂きの際には、片側縁において金属層が暴露されるように金属層から付着繊維を除去するための特別な操作工程を挿入することが必要であると分かる可能性がある。
本発明の好ましい１実施態様によると、片側の縦縁の最外部先端が露出金属から成るように、材料ウェブの縁を斜めにカットする。この斜めカッティングは付加的な利益として、管形成によるパッケージング容器の製造のために必要であるウェブ幅が、従来技術の方法による接合部のオーバーラッピングにおいて同サイズのパッケージング容器を製造するために必要であるウェブ幅よりも小さいことを含む。大ざっぱな見積りとして、材料消費量を約１〜１．５％減ずることができる。
斜め切断加工(cutting,カッティング)において、切断(cut,カット)は材料ウェブの水平面を基準にある角度で（斜めに）行う。この角度は、傾斜している縁に沿って外部被覆プラスチック層が良好に接着するのに十分に小さく、しかし、同時に、これら縁が機械的取扱い及び保管取扱いに耐えるのに十分大きい。
ウェブの縦縁は別の被覆工程で縁を封入すること(encapsulating)によってプラスチックで覆うこともできるが、材料ウェブの縁の被覆層がパッケージング材料ウェブ全体の両面を覆うプラスチック層の連続結合部分から成ることが好ましい。例えば、材料ウェブの両面を外部プラスチック層によって被覆し、同時にこのプラスチック層をウェブ縁の外側まで伸ばし、そこで相互にシールすることによって、縁をこの方法で被覆することもできる。
材料ウェブの各面に予め製造されたプラスチックフィルムを重ね合わせることによって、又は材料ウェブの各面への押出しによってプラスチックフィルムを供給することによって、材料ウェブの面と縁とを同時に被覆することができる。被覆プラスチック層を材料ウェブの面と縁の両方の上に押出しによって供給することが好ましい。
縁加工処理は、パッケージング容器管用に予定された１つの材料ウェブに一度に、又は相互に平行する幾つかの部分ウェブに同時に行うことができる。最初の幅広い材料ウェブを、それぞれパッケージング容器管に予定される２個以上のより狭い部分ウェブに縁加工処理分割工程によって縦方向に分割することによって、複数の部分ウェブの縁加工処理を同時に行うことができる。
このように分割され、縁処理された部分ウェブを相互から予め定められた相互間隔を置いて配置し、部分ウェブの全ての各面でプラスチックの被覆外部層によって被覆する、外部層は部分ウェブの幅全体上に達し、より幅広い連続ウェブの形成のためには、一定間隔を置いて配置された複数の上記ウェブに固定されて、その後にこれらの部分ウェブが、これらの部分ウェブの縦縁の間のスペースに形成される熱可塑性樹脂層のストリップを通しての切断によって縦方向にもう一度分割される。
プラスチックの外部層は同時に又は２回の連続工程で供給されることができ、その後に、部分ウェブ間に形成される二重プラスチック層を分割する。これらのプラスチック外部層を２工程で、中間工程を挟んで別々に供給することもでき、中間工程は、部分ウェブの片面の被覆時に部分ウェブ間に形成される第１単一プラスチック層の分割と、その後の部分ウェブ（片面をプラスチック被覆された）の相互からの予め定められた相互間隔での付加的な配置とを包含する。
管（チューブ）形成に用いるために調整されたパッケージング材料ウェブが縁処理後に両面上及び縁に沿って、プラスチックで完全に被覆されている事実に固有である更なる利点は、その調整されたパッケージング材料が完全にダストを含まないことである。ウェブの縁の処理に関連して生じたと考えられる、あらゆる可能なゆるい繊維とダストはプラスチック層の下方に存在しても、その結果として、パッケージング容器に転換して充填する間にいかなる問題をも生じることはない。
（添付図面の簡単な説明）
本発明によるパッケージング材料とその製造方法との１実施態様を、以下で添付図面に特に関連してさらに詳細に説明する：
図１はウェブ形状のパッケージング材料の縦方向縁の断面を、本発明によるパッケージング容器の縦接合部の接合までの種々な工程で概略的に示す。
図２は、図１に示す本発明によるパッケージング材料の製法を概略的に示す。
図面に示した特定の実施態様に特に関連して、本発明を以下で更に詳述するが、請求項で定義する本発明の概念から逸脱せずに種々な修正及び変更がなされうることが当業者に明らかであることに留意すべきである。
（好ましい実施態様の説明）
従って、図１は、本発明による好ましい１実施態様におけるパッケージング容器の縦接合部を共に接合するまでの種々な工程におけるウェブ形状パッケージング材料の縦縁の断面の１例を概略的に説明する。
ウェブ形状パッケージング材料は紙又は板紙のコア層１１と、その上に供給される金属（例えばアルミニウム）層１２とから成る。金属層はラミネート層１３を用いてコア層に重ね合わせることができる。コア層はその片面に、パッケージの外側に見られることになるプリント装飾１４が備えられる。
積層材料ウェブをウェブの縦方向に斜めにカットすることによって、最初の幅広いウェブを分割して（裂いて）複数の狭い部分ウェブにするとき（Ａ）、１つの縦縁の最外部先端（Ｂ¹）に金属層が露出されるような切り口を得ることができる。新たに形成された複数の部分ウェブは、お互いから予め定められた間隔を置いた関係で配置し（Ｂ）、次に、全ての部分ウェブの幅全体上に達するプラスチックの外部層によって両面を被覆し（Ｃ）、１つのプラスチック層の部分ストリップ（Ｃ¹）が部分ウェブの間に形成される。部分ウェブ間の上記プラスチック層を通しての切断によって、部分ウェブが他方からもう一度分離される（Ｄ）。各々部分ウェブを再成形して管にするときに、部分ウェブの斜めにカットされた縁はお互いに背を向けて置かれる（Ｅ）ので、露出され、プラスチックで封入された(plastic-encapsulated)金属縁（Ｅ¹）が対向する縁の金属層に重なり合い、その後に、この位置（Ｆ）における縁を互いに熱シールする。本発明によると、図１に示したパッケージング材料（Ｅ）は図２に概略的に説明する方法で製造することができる；図２では、明瞭さのために、同じ又は相当する部分に対しては図１と同じ参照番号が用いられている。
紙又は板紙のコア層ウェブ１１と、アルミニウムホイルのウェブ１２とは、積層１３の押出成形によって互いに重ね合わされる。その後、このように形成されたウェブ形状パッケージング材料を複数の狭い部分ウェブに縦方向に分割する（Ａ）。次いで、今や互いに隣接して正確に伸びている部分ウェブを互いから予め定められた間隔を置いて離れた関係で配置する（Ｂ）。この空間的配置の工程は、例えば、いわゆるスプレッダーローラ(spreader rollers)の助けによって行うことができる。部分ウェブが互いに離れて延ばされそれら部分ウェブの間に調整可能な間隔が生じるようなやり方で、これらスプレッダーローラの対称軸は互いに幾らか斜めにずらされている。
その後、全ての部分ウェブの幅全体に渡って伸びるプラスチック層を押し出すことによって、それら部分ウェブは被覆され（Ｃ１）、その結果、それら部分ウェブの間に単一のプラスチック層が形成される（Ｃ１′）。それら部分ウェブは、それら部分ウェブ間のプラスチック層を貫いて切断することによって、もう一度分離され（Ｄ１）、次いで、もう一度互いに一定間隔を置いて配置される（Ｇ）。それら部分ウェブの片面をこのようにプラスチックで被覆されたそれら部分ウェブは、その後、第２プラスチック層を押し出すことによって被覆される（Ｃ２）。この第２プラスチック層は全ての部分ウェブの幅全体に渡って広がり、その結果、それら部分ウェブの間に単一プラスチック層が形成される（Ｃ２′）。最後に、部分ウェブは、それら部分ウェブ間のプラスチック層を貫いて切断することによって、もう一度他方の部分ウェブから引き離される（Ｄ２）。
その後、材料ウェブの縦縁の１つに沿って金属層がコア層から暴露されて、コアから暴露された金属又は金属酸化物層が材料ウェブの対向する縁の金属層にオーバーラップするように、材料ウェブの縦縁が管の縦方向の接合部において互いにシールされることによって、プラスチックの外部層によって覆われている、このような材料ウェブの１つから管及び折り畳み(fold)を形成することによって、気体及び液体不透過性のパッケージング容器が形成される。材料ウェブの縦縁が斜めにカットされて、管の縦方向の接合部において互いにオーバーラップし、オーバーラップする縁とその直ぐ下方のパッケージング材料との間の移行部がパッケージング容器の内側と外側の両方で殆ど平坦であることが好ましい。
従って、上記説明から、本発明が簡単な方法でかつ簡単な手段によって本発明の目的を達成し、かつ充填された製品が金属層と直接接触することから保護され、パッケージング容器の縦方向接合部がパッケージング容器の外側の目障りな接合部縁なしに殆ど平坦に作成されていると同時に、縦方向接合部において改良された気体及び液体バリヤー特性を有するパッケージング容器のためのパッケージング材料を実現することは明らかである。

Claims (3)

1. 紙又は板紙から成るコア層と、
   その上に供給された金属又は金属酸化物の層と
   を含むウェブ形状積層パッケージング材料の製法であって、
   前記金属又は金属酸化物の層が１つの縁に沿ってコア層から暴露されるように、ウェブを加工処理し、
   上記加工処理において、ウェブの縦縁を斜めカッティングによって加工処理し、
   コア層と金属又は金属酸化物の層とから成るウェブを縦方向に分割して、少なくとも２個のより狭い部分ウェブを形成すると同時に、部分ウェブのこのように形成された縦縁を、前記金属又は金属酸化物の層が各々部分ウェブの１つの縁に沿ってコア層から暴露されるように加工処理し、その後、
   これらの部分ウェブの両面と、コア層及び曝露された金属又は金属酸化物の層の縦縁と、をプラスチックの外部層によって被覆する
   ことを特徴とする、上記製法。
2. 分割後、より幅広い連続ウェブを形成するために、部分ウェブを予め定められた相互に一定間隔を置いて離れた関係に間隔を置いて配置し、このように一定間隔を置いて配置された部分ウェブを両面において、全ての部分ウェブを覆って、部分ウェブの幅全体にわたって伸びて、一定間隔を置いて配置された前記部分ウェブに固定されるプラスチックの外部層によって被覆し、その後、部分ウェブの縦縁の間の熱可塑性樹脂層を貫く切断によって、これらのウェブをもう一度縦方向に分割する、請求項１記載の製法。
3. 紙又は板紙から成るコア層と、
   コア層の片面に供給された金属又は金属酸化物の層と、
   プラスチックの外部層と
   を含むパッケージング材料からの管及び折り重ね形成によって製造される気体及び液体不透過性パッケージング容器であって、
   金属又は金属酸化物の層が材料ウェブの縦縁の１つに沿ってコア層から暴露され、プラスチックの外部層によって覆われることと、
   材料ウェブの縦縁が管の縦方向の接合部において、金属又は金属酸化物の前記層がコア層から暴露されている縁が材料ウェブの対向する縁における金属又は金属酸化物の層にオーバーラップするように、相互に対してシールされていて、
   材料ウェブの縦縁が、１つの縁に沿って金属又は金属酸化物の層がコア層から暴露されるように、ウェブの縦方向において斜めにカットされていて、
   コア層の縁及び曝露された金属又は金属酸化物の層の縁の双方がプラスチックの外部層によって被覆されていて、
   管の縦方向の接合部において、オーバーラップする縁とすぐ下方のパッケージング材料との間の移行部がパッケージング容器の内側と外側との両方において殆ど平坦であるように、これらの縦縁が相互にオーバーラップしている、
   ことを特徴とする、上記気体及び液体不透過性パッケージング容器。

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