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JP2003071973A - エネルギー硬化被膜を有するコーヒー包装用の積層物 - Google Patents

エネルギー硬化被膜を有するコーヒー包装用の積層物

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Publication number
JP2003071973A
JP2003071973A JP2002166989A JP2002166989A JP2003071973A JP 2003071973 A JP2003071973 A JP 2003071973A JP 2002166989 A JP2002166989 A JP 2002166989A JP 2002166989 A JP2002166989 A JP 2002166989A JP 2003071973 A JP2003071973 A JP 2003071973A
Authority
JP
Japan
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layer
laminate
electron beam
energy
coffee
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002166989A
Other languages
English (en)
Inventor
Marc Bray
マーク・ブレイ
David E Mcknight
デイビッド・イー・マックナイト
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sonoco Development Inc
Original Assignee
Sonoco Development Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 コーヒー包装用に特に好適である新規な積層
物を提供する。 【解決手段】 コーヒー包装用の積層物を明らかにす
る。この積層物は、無機のガス遮断層、強度層及びエネ
ルギー硬化層を包含する。この積層物は、慣用のコーヒ
ー包装用の積層物と同程度かそれ以上の遮断特性を提供
する。本発明の積層物は非移行性の「反応体」滑剤を有
する。さらに、この新規な積層物は慣用の積層物よりも
さらに経済的に製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は芳香性食品の包装に
関する。特に、本発明はコーヒー包装用の改良された積
層物に向けられる。
【０００２】
【従来の技術】コーヒー及び他の芳香性原料を積層物か
ら形成された容器で包装することが知られている。コー
ヒーの包装用に使用される積層物は、酸素、水分及び香
りの透過性を最小にするように設計されている。慣用の
コーヒー包装は、コーヒーを新鮮に且つ望ましくない汚
染物のない状態に維持するという点で一般的に良好な仕
事をしてきた。このようなコーヒー包装は、一般には金
属箔のシート、知られたプラスチックの種々の層及び接
着剤から形成されている。慣用のコーヒー包装材は、ポ
リエチレン（ＰＥ）、二軸延伸ナイロン（ＢＯＮ）又は
内層のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、金属箔
及びＰＥＴのような外層のポリエステルの積層構造（内
層から外層まで）を有し得る。印刷インク層がＰＥＴ層
上にしばしば裏面印刷される。米国特許第５３５２４６
６号（デロニス）は、この一般的な構造を有する積層物
から形成され得るコーヒー包装材を開示している。
【０００３】米国特許第５２５０３３４号（ルッテロッ
ティ）はコーヒー包装用の別の積層物を開示している。
ルッテロッティは、コーヒー包装において金属化層が箔
層の代わりに使用できることを示している。従来の金属
化構造では、金属被覆は二軸延伸ポリエチレンテレフタ
レート（ＰＥＴ）か二軸延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）
のどちらかの支持体上に付着される。一つの知られた構
造では、ＰＥＴの反対面側の表面がサランにより被覆さ
れてヒートシール層を与えている。別の知られた構造で
は、ＰＥＴ及びＰＥＴＧ（グリコール改質ポリエチレン
テレフタレート）のフィルムは延伸ＰＥＴ層の表面で金
属化される。この構造では、ＰＥＴＧはシーラント層と
しての役目を果たす。上記構造の両方では、金属化表面
（そして時には介在層）は次いでＯＰＰ又は延伸ＰＥＴ
のような酷使に耐え得る層に積層される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】酷使に耐え得る層の必
要性は慣用のコーヒーの包装にとっては問題である。外
層のウェブ（多くの場合ＰＥＴ又はＯＰＰ）及びこのウ
ェブを接着させるための接着剤が擦り傷及び酷使からイ
ンク層を保護するのに必要とされる。この外層のウェブ
は、接着剤と樹脂の材料費の点で費用がかかるばかりで
なく、外層のウェブを積層物上に積層するという余分な
製造工程の点でも費用がかかる。
【０００５】多くの積層物の別の問題は滑剤の移行であ
る。コーヒー包装も例外ではない。滑剤は一般にその加
工処理を向上させるために積層物に添加される。滑剤
は、積層自身に対して及びその積層が滑り得る機械部品
に対して測定されるときの積層の摩擦係数を減少させ
る。この減少した摩擦係数は、積層が裂け目又はしわを
生じることなくそのような表面をたやすく移動するのを
可能にする。しかしながら、滑剤は、積層の離層を生じ
るだけでなく金属層とその他の層との接着を妨害する原
因にもなり得る移行を引き起こす傾向がある。
【０００６】本明細書中に記載した主題について、本発
明者は鋭意研究の結果、一定のエネルギー硬化性被覆材
を使用してコーヒー包装中のインク層を保護することが
できることを発見した。この進歩は、外層の重合体ウェ
ブとそれに関係する接着剤とに係る製造費用の削減を可
能にするだけでなく、長い間問題となっていた滑剤の移
行も解決させる。エネルギー硬化性被覆材は、一般に電
子ビーム（ＥＢ）硬化性被覆材及び紫外線（ＵＶ）硬化
性被覆材の二種類がある。エネルギー硬化被膜の一例
は、半相互貫入ポリマーネットワークを記載する米国特
許第４６５４３７９号（ラピン）に開示されている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、コーヒー包装
用に特に好適である新しい積層物に関する。この積層物
は、強度層、無機層及びエネルギー硬化性層を含む。ま
た、好ましくは、エネルギー硬化性層と強度層の間に配
置されるインク層も提供される。シーラント層を提供す
ることもまた好ましい。
【０００８】このエネルギー硬化性層は滑剤を含む。こ
の滑剤は層の架橋（硬化）中に「反応体」となる。従っ
て、この滑剤は固定される。換言すれば非移行性であ
る。
【０００９】さらに、本発明の積層物は慣用のコーヒー
包装用の積層物よりもより経済的に製造することができ
る。本発明に従って積層物を製造すると、従来のコーヒ
ー包装用の積層物よりも少数の原料しか必要とされな
い。さらに、本発明の積層物はより少ない製造工程で製
造されることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明を例示する目的のために、
現時点で好まれる形態を図示するが、この発明は示され
る正確な配置や方法に限定されないことを理解された
い。
【００１１】図１は、本発明に係る積層物の断面概略図
である。
【００１２】図２は、本発明に係るコーヒー包装材の斜
視図である。
【００１３】図を参照すると、符号１０によって全体と
して特定される積層物が示されている。積層物１０は前
印刷され、コーヒー包装の用途に好適である。
【００１４】本発明の積層物は、実質的にガス不透過性
の無機層、プラスチック強度層及びエネルギー硬化され
た外側の被膜を含む。様々な追加の層が本発明の好まし
い具体例の中に含まれる。
【００１５】積層物１０によって表される本発明の好ま
しい具体例は、図１に示すように多数の層を使用して形
成される。この層は、シーラント層２０、無機層３０、
強度層４０、インク層５０及びエネルギー硬化層６０を
包含する。図１に示した層は概略的に表されており、比
率を描いたものではない。
【００１６】シーラント層２０は、好ましくはポリエチ
レン（ＰＥ）の層であり、包装材へと形成されるときに
積層をヒートシールするのに使用される。その代わり
に、シーラント層は好適な封止性を有する任意のオレフ
ィンの重合体又は共重合体から形成されていてもよい。
当業者であれば、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、直
鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、メタロセン−
ＬＬＤＰＥ又はエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）の
ような樹脂が好適なシーラントフィルムであることが分
かるであろう。
【００１７】強度層４０は、好ましくはポリエチレンテ
レフタレート（ＰＥＴ）又は延伸ポリプロピレン（ＯＰ
Ｐ）の層であり、最も好ましくはＯＰＰである。強度層
４０は、代わりに好適な剛性及び強度特性を有する他の
プラスチックから形成されることができる。「プラスチ
ック」という称呼は、熱硬化性材料及び熱可塑性材料を
含めてその最も広い意味で本明細書中に使用される。強
度層４０を形成するプラスチックは、包装材が典型的に
出会う破損やその他の酷使に抵抗すべきである。本発明
のいくつかの具体例では、強度層４０はヒートシールを
経て又は多数の他の方法によってシール可能である。こ
のような具体例では、強度層４０はシーラント層２０の
主要な機能を果たす。従って、シーラント層２０は省略
されてもよい。
【００１８】無機層３０は強度層４０上に形成される。
好ましくはアルミニウムの金属化薄層が真空蒸着法によ
って形成されることができる。金属化法では、金属の薄
層が強度層４０上に蒸着される。この金属化層はとても
薄いが、適切な支持層に適用したときに全てのガスの透
過に対して有効な遮断層として機能し得る。また、金属
化は見た目に美しい外観も与える。
【００１９】また、酸化アルミニウム及び酸化珪素（Ａ
ｌ2ＯX又はＳｉＯX）も特に酸素及び水分を遮断するも
のとして有用な被覆材である。従って、無機層３０は代
わりにこれらの酸化物から形成されてもよい。この被覆
材は、高エネルギー電子ビーム蒸着法、化学プラズマ溶
着及びスパッターを使用することを含めて、斯界に周知
の任意の方法により強度層４０に適用されることができ
る。酸化アルミニウム又は酸化珪素の被膜を形成させる
別法は、シート上に酸化アルミニウム又は酸化珪素を被
膜形成させるのに適切なｐＨ水準を有する水溶液でシー
トを処理することを含む。
【００２０】このようにして、無機層３０が強度層４０
上に形成される。この無機層３０は、１ミルの厚さのほ
んの数百分の１しかなくてもよい。１ミルは１インチの
１／１０００である。図１において、無機層３０の厚さ
は、積層の構造を明確にする目的のためにかなり誇張さ
れていることに注意すべきである。この具体例の強度層
４０と無機層３０は、一緒にして単一金属化ＯＰＰ層と
呼ばれてもよい。
【００２１】積層物１０は、好ましくは印刷を施され
る。一例として、随意のインク層を図１に示す。インク
層５０は、当業者に周知のフレキソ印刷のような任意の
許容し得る印刷技術によって表面印刷される。熱可塑性
ウェブ上に印刷するための別法は同様に周知である。こ
の印刷ユニットはインク層５０を強度層４０に塗布す
る。印刷は、積層物１０上に添付されるべき商品の出所
を特定するための表示を含む。また、印刷は、栄養表示
又は賞味期限若しくは価格のような潜在的な購入者に関
係がある他の情報も含む。理想的には、その画像は人目
を引いて消費者を魅了し、それによって積層物１０から
形成された包装材が含まれる商品の売り上げを魅力的に
する。インクを塗布した後、このフィルムは、好ましく
はインク層５０を乾燥させるために乾燥ユニットに通さ
れる。
【００２２】インク層５０と無機層３０を保護するのに
エネルギー硬化性被膜６０（また、図１に誇張された比
率で示される）が積層１０に被覆される。このエネルギ
ー硬化性被膜６０は強度層４０上に被覆され、それによ
ってインク層５０をエネルギー硬化性被膜６０と強度層
４０との間にサンドイッチする。当業者に周知の慣用の
被覆ユニットであればどんなものでもこの目的のために
使用できる。
【００２３】エネルギー硬化性層６０は電子ビームによ
り硬化できるものであることが好ましい。電子ビーム硬
化性被覆材は多種の好適な成形材料を含む。好適なもの
であることが分かった成形材料の一群は、モルトンイン
ターナショナル社（ロームアンドハス社の子会社）が所
有する登録商標ＭＯＲ−ＱＵＩＫのもとにロームアンド
ハス社により販売されている。被膜６０に最適な材料
は、低重合体と単量体の組み合わせである。好ましい低
重合体はエポキシアクリレートである。好ましい単量体
はアクリレートである。この単量体は希釈剤として作用
し、被覆する目的のために被覆材の粘度を減少させるの
に使用される。多数の慣用の被覆システムを使用して電
子ビーム硬化性被覆材を適用することができるように、
単量体の濃度を調節して広範囲の粘度を与えることがで
きる。また、低重合体と単量体のブレンド比は、被覆材
の物理的性質及び粘着性も調節する。
【００２４】また、所望される積層物の規格に依存する
であろう的確な性質の様々な望ましい添加剤が添加され
ることもできる。多くの場合、消泡剤及び滑剤が望まし
い。そのような添加剤を重合体フィルムに提供して、摩
擦係数、光沢及び加工特性のような種々の特性を改良す
ることは周知である。本発明の積層物に提供される添加
剤は、電子ビーム硬化性被膜の架橋中に「反応体」とな
る。例えば、摩擦係数を改良するために与えられた滑剤
は架橋操作で固定され、そのため積層中の滑剤の移行に
関連する周知の問題に影響されにくい。従って、電子ビ
ーム硬化性被覆材及びその添加剤の安定性が積層物の光
沢特性及び滑り特性をより大きく制御させ、製造業者が
要求する規格に従って積層物を製造するのを可能にさせ
る。
【００２５】電子ビーム硬化性被膜は好適な電子ビーム
源を使用して硬化される。好適な電子ビーム源は、マサ
チューセッツ州ウィルミントンのエネルギーサイエンス
社から商業的に得ることができる。
【００２６】線量としても知られる吸収されるエネルギ
ーの量は、メガラド（ＭＲ若しくはＭｒａｄ）又はキロ
グレイ（ｋＧｙ）の単位で測定される。ここで、１メガ
ラドは１０ｋＧｙであり、１ｋＧｙは１０００ジュール
／キログラムに等しい。電子エネルギーの出力は、２．
５〜５．０メガラドの線量で１１０ＫｅＶ〜１７０Ｋｅ
Ｖの範囲内とすべきである。好ましくは、そのエネルギ
ーは、３．０〜４．０メガラドの線量で１２５ＫｅＶ〜
１３５ＫｅＶの範囲内にある。
【００２７】好適なエネルギー源からの電子ビームに暴
露されたときに、アクリレート単量体はエポキシアクリ
レート鎖と反応して架橋を形成する。その前駆体分子は
イオン化電子ビームにより直接励起される。従って、い
かなる開始剤化合物も必要とされず、そのため残留の揮
発性有機化合物は最終製品中には全く存在しない。さら
に、硬化は実質的には瞬時であり、１００％又はそれに
近い硬化率を与える。
【００２８】本発明の電子ビーム被膜は毎分１０００フ
ィートを超過する製造速度で加工処理され得ることが分
かった。このような加工処理速度は、毎分約６００フィ
ートである典型的な積層速度を著しく改善している。
【００２９】さらに、本発明の積層物は慣用の積層物よ
りも少ない費用で製造することができる。生産にはさら
に費用がかからない。なぜならば、貼合せ機を通す第２
のパスが必要とされないし、わずかの原料しか必要とさ
れないからである。本発明の好ましい具体例では、金属
化ＯＰＰ層（強度層４０と無機層３０の組み合わせ）
は、慣用の積層物中の二層、即ち、箔層と二軸延伸ナイ
ロン又は内側のポリエチレンテレフタレート層の役割を
果たす。さらに、外側の保護用ウェブも接着用の接着剤
も全く必要とされず、インク層５０はエネルギー硬化層
によって保護される。
【００３０】本発明の積層物は、一連のローラー、無機
層を被覆又は蒸着する手段、印刷ステーション、電子ビ
ーム硬化性被覆材をフィルム上に被覆する手段及び電子
ビーム源を含めた方法により製造することができる。シ
ーラント層と強度層は、同時押出又は接着剤の塗布によ
って接着されてもよい。両方法は当業者に周知である。
【００３１】上で述べたように、本発明の積層物はコー
ヒー包装の生産に使用するのに理想的である。図２は、
本明細書中に記載した積層物から形成されたコーヒー包
装材１００を示している。コーヒー包装材１００は、好
ましくは袋１０２の形で形成される。袋１０２は、下方
へとまるめることができる又は折り畳むことができる形
式のものとすべきである。また、袋を密閉した状態に保
つための方法も提供され、それによってより効果的にコ
ーヒーの鮮度を維持することが好ましい。図２には、非
弾力性の柔軟タブとして示されるそのような方法が構成
要素１０４として示されている。
【００３２】本発明は、その精神又は必須の特性からは
ずれることなく他の特別の形で取り入れることができ
る。従って、本発明の範囲を示すものとしては、前述の
発明の詳細よりも特許請求の範囲を参照すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る積層物の断面概略図である。
【図２】本発明に係るコーヒー包装の斜視図である。
【符号の説明】
１０ 積層物 ２０ シーラント層 ３０ 無機層 ４０ 強度層 ５０ インク層 ６０ エネルギー硬化層 １００ コーヒー包装材 １０２ 袋 １０４ 柔軟タブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デイビッド・イー・マックナイト アメリカ合衆国サウスカロライナ州フロレ ンス、トゥック・プレイス1125 Ｆターム(参考） 3E086 AB01 AC07 AD01 BA04 BA13 BA15 BA33 BB02 BB05 BB15 BB51 BB85 CA15 DA08 4F100 AA01A AA19A AA20A AB10A AK07B AK25C AK42B AL05C BA03 BA04 BA05 BA07 BA10A BA10C BA10D CA19 EJ37B EJ53 EJ532 GB23 HB31E JB12C JB14C JK01B JL11D

Claims (25)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 無機層、強度層及びエネルギー硬化層の
    順に構成されたコーヒー包装用の積層物。
  2. 【請求項２】 強度層とは反対側の無機層上に配置され
    たシーラント層をさらに含む請求項１の積層物。
  3. 【請求項３】 強度層とエネルギー硬化層とにサンドイ
    ッチされたインク層をさらに含む請求項１の積層物。
  4. 【請求項４】 強度層が延伸ポリプロピレンである請求
    項１の積層物。
  5. 【請求項５】 強度層がポリエチレンテレフタレートで
    ある請求項１の積層物。
  6. 【請求項６】 エネルギー硬化層が電子ビーム硬化性で
    あり、低重合体と単量体の組み合わせを含む請求項１の
    積層物。
  7. 【請求項７】 低重合体がエポキシアクリレートである
    請求項６の積層物。
  8. 【請求項８】 単量体がアクリレートである請求項６の
    積層物。
  9. 【請求項９】 電子ビーム硬化層が、約１１０ＫｅＶ〜
    約１７０ＫｅＶのエネルギーを有する電子ビームにより
    硬化された請求項６の積層物。
  10. 【請求項１０】 電子ビーム硬化層が、約１２５ＫｅＶ
    〜約１３５ＫｅＶのエネルギーを有する電子ビームによ
    り硬化された請求項９の積層物。
  11. 【請求項１１】 電子ビーム硬化層が、約２．５〜約
    ５．０メガラドの線量を吸収することにより硬化された
    請求項６の積層物。
  12. 【請求項１２】 電子ビーム硬化層が、約３．０〜約
    ４．０メガラドの線量を吸収することにより硬化された
    請求項１１の積層物。
  13. 【請求項１３】 無機層が金属化アルミニウム層である
    請求項１の積層物。
  14. 【請求項１４】 無機層がＳｉＯX及びＡｌ2ＯXよりな
    る群から選択された酸化物である請求項１の積層物。
  15. 【請求項１５】 エネルギー硬化層が滑剤を含み、該滑
    剤が非移行性であることを特徴とする請求項１の積層
    物。
  16. 【請求項１６】 無機層、プラスチック強度層、プラス
    チック強度層上に被覆された電子ビーム硬化被膜及びプ
    ラスチック強度層と電子ビーム硬化被膜の間に配置され
    たインクを有する積層物を含むコーヒー包装材。
  17. 【請求項１７】 プラスチック強度層が延伸ポリプロピ
    レンである請求項１６のコーヒー包装材。
  18. 【請求項１８】 プラスチック強度層がポリエチレンテ
    レフタレートである請求項１６のコーヒー包装材。
  19. 【請求項１９】 プラスチック強度層が金属化されて無
    機層を形成した請求項１６のコーヒー包装材。
  20. 【請求項２０】 電子ビーム硬化層がエポキシアクリレ
    ート低重合体とアクリレート単量体から形成された請求
    項１６のコーヒー包装材。
  21. 【請求項２１】 電子ビーム硬化層とは反対側のプラス
    チック強度層に密着されたシーラント層をさらに含む請
    求項１６のコーヒー包装材。
  22. 【請求項２２】 電子ビーム硬化層が非移行性の滑剤を
    含む請求項１６のコーヒー包装材。
  23. 【請求項２３】 プラスチックフィルムを準備し、その
    プラスチックフィルムの第１面にシーラントウェブを密
    着させ、そのプラスチックフィルムの第２面上に画像を
    印刷し、そのプラスチックフィルムの第２面に電子ビー
    ム硬化性被覆材を被覆し及びその被膜を電子ビームで硬
    化する工程を含むコーヒー包装材を製造する方法。
  24. 【請求項２４】 前記密着工程より先に無機層をプラス
    チックフィルムの第１面上に真空蒸着する工程をさらに
    含む請求項２３のコーヒー包装材の積層物を製造する方
    法。
  25. 【請求項２５】 被膜を電子ビームで硬化させる工程
    が、電子ビーム硬化性被膜を約１１０ＫｅＶ〜１７０Ｋ
    ｅＶのエネルギーを有する電子ビームに約２．５〜５．
    ０メガラドの線量で暴露することを含む、請求項２３の
    コーヒー包装材の積層物を製造する方法。
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