JP2005330009A - 複合ビード缶用の高度バリアライナー - Google Patents

Abstract

【課題】 内側に面する金属層によって、容器の内部に向かって方向づけられた金属被覆フィルムを含む高度バリアライナーを有する容器を提供する。
【解決手段】 プロダクト用複合容器の高度バリアライナーは、内面を有する少なくとも一つの板紙本体層を含む管状本体部材を備える。複合容器は、さらに、管状本体部材の内面に接着されたライナー層を含む。ライナー層は、内部シーラント層と外部シーラント層の間に配置された金属被覆フィルムを含む。金属被覆フィルムは、ポリマーフィルム基材と、基材の片面上の蒸着金属層を含む。金属被覆フィルムは、好都合には、金属被覆フィルムの金属層が複合容器の内面に面するように方向付けられる。
【選択図】 なし

Description

食品および飲料製品ならびに他の腐敗性製品は、両端で密封された管状容器で包装されることが多い。これらの管状容器は通例、少なくとも一つの構造本体層および不浸透性ライナー層を含み、所望の形状のマンドレル周囲を本体層およびライナー層材料の連続ストリップで包囲することによって形成し、管状構造が作成される。層は、マンドレル周囲をらせん状に巻き付けるか、または一連の形成要素を通過させてマンドレル周囲を渦巻形状に包囲させる。マンドレルの下流端において、管を不連続長に切断して、端栓を嵌め込んで容器を形成する。

現在の市販容器は、剥離式シールを形成するために複合容器壁の湾曲またはビード形状リムにヒートシールされた、膜タイプの蓋または端栓を有することが多い。リムは、ライナー材料の内層を外側に湾曲した表面に位置決めするために、容器の端を外側に曲げることによって形成される。

上述したように、この種の管状容器は通例、板紙本体層の内面上にライナー層を含む。ライナー層は、ジュース等の液体が容器から漏出するのを防止し、液体が容器に浸入して、中に含有される食品をおそらく汚染することも防止する。ライナー層は好ましくは、容器内の食品の臭気が逃げるのを防止し、大気が容器に侵入して、食品を損なうのを防止するために、ガス、例えば酸素、水蒸気、および窒素の通過にも耐性である。従ってライナー層はバリア特性を提供し、本体層は構造特性を提供する。

高度バリアライナーを有する従来の複合容器は、箔系ライナーを利用してきた。箔は片側で紙またはフィルム層に積層され、箔の反対側にはシーラント層が積層されるか、押出しコーティングされる。シーラント層は、それがビードの露出面となるように、容器の内側面を形成する。膜蓋はライナー上のシーラント層にヒートシールされる。シーラント層の例は、Ｓｕｒｌｙｎ（登録商標）ポリマー（Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、Ｓｕｒｌｙｎ（登録商標）−ＨＤＰＥ同時押出し物、または低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）−ＨＤＰＥ同時押出し物を含む。紙またはフィルム層の代わりにシーラントを使用する場合、シーラントおよびシーラント層は相互にシールされて、ライナー層の対向する縁部分の間にラップシールを形成できるため、ライナーは容器の内面に沿った連続バリアを形成する。考えられるシーラントは、ＬＤＰＥ、エチレン−メチルアクリレート（ＥＭＡ）、または２つのブレンドまたは同時押出し物を含む。
米国特許第６，３５０，５００号

箔系ライナーは比較的高価である。その上、紙層（例えばクラフト）によって支持された箔を含むライナーは、実質的な厚さを有し、必要な折りシール(fold seal)を使用してライナーストリップの隣接する縁を共にシールする場合（すなわち「アナコンダ」シール）、このことは、容器端および膜蓋の間に密封シールを形成することに問題を生じる可能性がある。これらおよび他の理由で、金属被覆フィルム等の他のバリア材料に基づくライナーを作成することが考慮されている。しかしながら、金属被覆フィルムに基づくライナーは依然として、一部の高度バリア用途に必要な許容されるバリア性能を達成している。加えて、金属被覆フィルムのバリア特性は、高温および高湿度条件下で劣化を受けやすい。従って、高度バリアライナーは、これらの問題を本ライナーによって好都合に解決することが求められている。

本発明は、内側に面する金属層によって、容器の内部に向かって方向づけられた金属被覆フィルムを含む高度バリアライナーを有する容器を提供することによって、上記要求に対処し、他の利点を提供する。驚くべきことに、金属層の方向付けがバリア性能に効果を有することが見出されている。特に内向き方向付けは、バリア性能に関して外向き方向付けより優れており、高温、高湿度条件での劣化も受けにくい。

本発明の一つの実施形態により、プロダクト用複合容器は、内面を有する少なくとも一つの板紙本体層を含む管状本体部材を含む。複合容器は、さらに、管状本体部材の内面に付着したライナー層を含む。ライナー層は、内部および外部シーラント層間に配置された金属被覆フィルムを含む。金属被覆フィルムは、ポリマーフィルム基材と、基材の片面の蒸着金属層を含む。金属被覆フィルムは、金属被覆フィルムの金属層が複合容器の内部に向かって、半径方向内側に面するように、好都合に方向付けられている。

各種の材料が、金属被覆層に使用でき、限定されないが、金属被覆ポリエチレン、金属被覆ポリプロピレン、または金属被覆ポリエチレンテレフタレート等の金属被覆ポリエステルが挙げられる。内部および外部シーラント層は、それぞれ好ましくは、ポリプロピレン、アイオノマー樹脂、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、メタロセン触媒ポリオレフィン、エチレン−アクリル酸メチル、ならびにそれらのコポリマー、同時押出し物およびブレンドの少なくとも一つを含む。内部層は、亜鉛イオンまたはナトリウムイオンによって部分的に中和された酸基を有するエチレン酸コポリマーも含むことができる。

内部および外部シーラント層ならびに金属被覆フィルムは、各種の技法を用いて形成および付着することができる。例えば内部シーラント層は、金属被覆フィルムの金属層に付着可能であり、外部シーラント層は、金属被覆フィルムの反対面および板紙本体層の内面の両方に付着可能である。金属被覆フィルムは、内部シーラント層に接着可能であるか、内部シーラント層に押出し積層できる。あるいは内部シーラント層を金属被覆フィルム上に押出しコーティングすることができる。外部シーラント層は、本発明の実施形態に加えて、金属被覆フィルム上に押出しコーティング可能であるか、金属被覆フィルムと一体化することが可能である。

複合容器は、必要であれば、さらなる特徴を含むことができる。例えば、金属被覆フィルムと内部シーラント層との間に配置された第二の金属被覆フィルムがあってもよい。また、ライナー層はさらに、金属被覆フィルムの金属層上に施された保護コーティングであって、金属被覆フィルムと内部シーラント層との間に配置された保護コーティングを含むことができる。その上、金属被覆フィルムは、さらに、金属層の基材への接着を促進するために、ポリマーフィルム基材と金属層との間に施された接着促進材料を含むことができる。管状本体部材の上端は、ライナー層が露出されるリムを形成するために外側に巻くことが可能であり、蓋はリムにヒートシールされる。

本発明をこのようにして一般的に述べたが、必ずしも一定の縮尺で描かれていない添付図面をここで参照する。

本発明を、本発明の全てではないが一部の実施形態が示されている添付図面を参照して、以下でさらに十分に説明する。本発明は、実際に、多くの異なる形式で具現可能であるが、本明細書で述べる実施形態に限定されると解釈すべきではない。むしろこれらの実施形態は、本開示が適用可能な法律上の要求事項を満足するために提供されている。同一の番号は全体を通じて同一の要素を指す。

図１〜３は、本発明の一つの実施形態による容器１０を示す。容器１０は、各種の方法によって形成できる、各種構造を有してもよい管状容器本体１１を含む。一般に、容器本体１１は、少なくとも一つの構造本体層１２を成形マンドレル（図示せず）周囲に巻付け、一つの本体層の重複するエッジを相互に接着させて管状構造物を形成するか、または複数の本体層の場合には、一つの層を別の層上に巻付けて、層の対向面を相互に接着させて管状構造物を形成して作成できる。容器１０は、円形断面を有するとして図解されているが、適切な形状のマンドレル周囲に容器を包囲することによって形成できる、任意の断面形状を有することができる。一つまたは複数の本体層１２は、らせん状または渦巻状で巻付けることができる。一つまたは複数の本体層１２は、好都合に、板紙を含む。容器本体１１は、最外本体層１２の外面の周囲を包囲してそれに接着された外部ラベル層１６も含むことができる。ラベル層１６は、例えば、紙またはポリマーフィルムの薄い非構造性層を含むことができ、その外面に印刷された、または他の方法で設けられた図案および／または証印を含むことができる。

容器本体１１は、最内本体層１２の内向き面に接着されたライナー層１４も含む。ライナー層１４は、水分および／または酸素等のガスに対して実質的に不浸透性であるバリアを形成するために設けられる。特に食品および飲料製品の包装において、容器壁がある規定値（例えばＷＶＴＲ＜０．０１ｃｃ／１００インチ²／日）より低い水蒸気透過速度（ＷＶＴＲ）を持つようにすることと、および／またはある規定値（例えばＯＴＲ＜０．０１ｃｃ／１００インチ²／日）より低い酸素透過速度（ＯＴＲ）を持つようにすることが、しばしば重要である。個々のケースの要求事項に依存して、ライナー層１４に適切な材料が変わる。

図２に示す実施形態において、ライナー層１４は、内部シーラント層２０、外部シーラント層２２、金属被覆フィルム２４、および接着層２６を含む。金属被覆フィルム２４は、液体および酸素等のガスの通過に対して耐性であり、ポリマー基材３０に蒸着された金属層２８を含む。金属層２８は通例、真空チャンバ内でポリマー基材３０に蒸着される。液体およびガスの両方に高度バリアが要求される場合、好ましい金属被覆フィルム２４は、金属被覆ポリエチレン、金属被覆ポリプロピレン、または金属被覆ポリエチレンテレフタレート等の金属被覆ポリエステルであるが、本発明の金属被覆フィルムによって各種の材料が利用できることが理解される。バリア特性の向上が望ましい場合において、メタルイン構造内で方向付けられた、二以上の金属層２８を有することが可能である。

内部シーラント層２０は、ライナー層１４の半径方向の最内層であり、金属被覆フィルム２４の金属層２８に付着される。外部シーラント層２２は、接着剤２６を用いて本体層１２に付着され、金属被覆フィルム２４のポリマー基材３０にも付着される。内部シーラント層２０および外部２２シーラント層は、ポリプロピレン、アイオノマー樹脂（例えばＳｕｒｙｌｎ（登録商標））、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、メタロセン触媒ポリオレフィン、またはエチレン−アクリル酸メチル、またはそれらのコポリマー、同時押出し物、およびブレンドでもよい。上記材料リストは、当業者に既知であるように、内部シーラント層２０および外部２２シーラント層が、ライナー層１４と共に使用可能である適切な任意の材料でもよいと理解されるため、制限的でないものとする。接着剤２６は、本体層１２を外部シーラント層２２に結合できるどの適切な接着剤、例えば水ベース湿潤接着剤でもよい。内部シーラント層２０および外部２２シーラント層は、一般に、ライナーにラップシールを形成させる材料から成るが、別の実施形態において、ライナーは折りシールによってシール可能なことが理解される。

金属層２８は、金属層が容器１０の内部（「メタルイン」と呼ぶ）に面するように方向付けられている。メタルイン方向付けは、メタルアウト方向付けと比較して、改良されたバリア性能および高温、高湿度条件でのバリアのより遅い劣化を示した。試験は、ＷＶＴＲが同じ試験期間に渡って、メタルアウト方向付けよりもメタルイン方向付けにおいて低くなることを示している。加えて、本発明による非支持ライナー層１４は、従来の支持ライナーよりも著しく薄いため、ライナーシール（すなわち折りまたはラップシール）は、従来の支持ライナーのアナコンダ折りシールよりも実質的に薄い。従って、はるかに少ない不連続が、シームとビードが交差する箇所に存在する。従って、膜栓３２は、最少量のシーラント３６によって、ビード１９に安価および容易にシール可能であり、オーバーキャップの適合および除去性を改良できる。

内部シーラント層２０と外部２２シーラント層と金属被覆フィルム２４は、当業者に既知であるように、各種技法を使用して付着できる。例えば、本発明の一つの実施形態により、金属被覆フィルム２４は、内部シーラント層２０に接着可能であるか、内部シーラント層２０上に押出し積層できる。あるいは内部シーラント層２０を金属被覆フィルム２４上に押出しコーティングすることができる。外部シーラント層２２は、本発明の実施形態に加えて、金属被覆フィルム２４上に押出しコーティング可能であるか、金属被覆フィルムと一体化させることが可能である。

図３に示す本発明の別の実施形態において、ライナー層１４は、金属被覆フィルム２４の金属層２８上に施された保護コーティング３１であって、金属被覆フィルムと内部シーラント層２０との間に配置された保護コーティングをさらに含むことができる。さらに、金属被覆フィルム２４は、金属被覆の際に金属層の基材への接着を促進するために、ポリマー基材３０と金属層２８との間に施された接着促進材料３３を含むことができる。また、当業者に既知であるように、金属被覆層２４と内部または外部シーラント層との間の接着を促進するために、プライマーまたは結合層３１を利用できる。

図４に示すように、容器１０は、容器本体１１の壁の上縁を半径方向外側に巻き、次に容器本体の下端に向けて下方向に巻くことによって形成された、巻きビード１９も容器本体１１の上端に含むことができる。ビード１９は、適切な構造のダイを供給して、本体の上部を外側に、次に下向きに巻くために、容器本体の上端をダイに対して軸方向に押付けることによって形成できる。ビード１９は、一部分、除去可能および再配置可能なオーバーキャップ１８が、ビードと係合して容器１０の上端にスナップ嵌めできるように設けられている。オーバーキャップ１８は、最初に開封された後に容器１０を再閉止する方法を提供する。

しかしながら、容器１０の上端の一次またはオリジナルシールは、容器の充填後にビード１９の端面に結合された可撓性膜栓３２によって提供できる。膜栓３２は、各種の構造が可能であるが、一般に少なくとも水分および／またはガスバリア層３５を含み、所望ならば板紙層３４等の一つ以上の層を含むことができる。膜栓３２をビード１９に結合するために、膜栓は、その表面の下に、ライナーの内部シーラント層２０にヒートシールできるシーラント３６を含む。

膜栓３２をビード１９に結合させた後に、オーバーキャップ１８を膜の上に置いて、ビード１９と係合させる。消費者がシールされた容器を開封したい場合、図１に示すように、オーバーキャップ１８を取外して、次に膜栓３２をビード１９から剥離する。容器は、オーバーキャップ１８を再配置することによって再閉止される。

容器１０は、当業者に既知であるように、各種の技法を用いて製造できる。例えば、引用することにより本明細書に組み入れられている米国特許第６，３５０，５００号は、最初に成形マンドレルに向けて前進される、板紙本体層の連続ストリップを利用する。板紙本体層材料は、成形マンドレルに向かって前進するので、本体層は、本体層の内面に接着剤を塗布する接着剤アプリケーター内を前進する。ライナー層が本体層に接着するように、連続ライナー層も成形マンドレル上に前進させる。本体層およびライナー層がらせん方式で前進するため、連続ラベル層が本体層の外面に接着され、容器が切断ステーションにて個別の長さに切断される。

上述の説明および関連図面に示した教示の利点を有し、本発明が関連する、本明細書で述べた本発明の多くの改良および他の実施形態が、当業者に思い浮かぶであろう。従って、本発明は、開示された特定の実施形態に限定されるのではなく、改良および他の実施形態が添付請求項の範囲内に含まれることが理解されるものとする。本明細書では特定の用語を利用したが、それらは総称的および説明的な意味でのみ使用され、制限を目的とするものではない。

本発明の一つの実施形態による容器の透視図であり、開封機構を示す。 ライナーの断面図であり、ライナーの複数層を示す。 本発明の別の実施形態によるライナーの断面図である。 ライナーの部分拡大断面図であり、容器の密封端におけるライナーのメタルイン構造を示す。

符号の説明

１０ 容器
１１ 容器本体
１２ 本体層
１４ ライナー層
１６ ラベル層
２０ 内部シーラント層
２２ 外部シーラント層
２４ 金属被覆フィルム２４
２６ 接着剤
２８ 金属層
３０ ポリマー基材
３２ 膜栓
３３ 接着促進材料
３４ 板紙層
３５ バリア層
３６ シーラント

Claims (18)

1. 少なくとも一つの板紙本体層を含み、内面を有する管状本体部材と；
   上記管状体部材の内面に接着され、内部シーラント層と外部シーラント層の間に配置された金属被覆フィルムを含むライナー層であって、該金属被覆フィルムがポリマーフィルム基材と該基材の片面の蒸着金属層とを含み、該金属被覆フィルムの該金属層が複合容器の内部に面するように該金属被覆フィルムが方向付けられているライナー層と；
   を備えるプロダクト用複合容器。
2. 上記金属被覆フィルムが、金属被覆ポリエチレンを含む請求項１に記載の複合容器。
3. 上記金属被覆フィルムが、金属被覆ポリプロピレンを含む請求項１に記載の複合容器。
4. 上記金属被覆フィルムが、金属被覆ポリエステルを含む請求項１に記載の複合容器。
5. 上記金属被覆フィルムが、金属被覆ポリエチレンテレフタレートを含む請求項１に記載の複合容器。
6. 上記ライナー層が、上記金属被覆フィルムと上記内部シーラント層との間に配置された第二金属被覆フィルムをさらに含む請求項１に記載の複合容器。
7. 上記内部シーラント層が、上記金属被覆フィルムの上記金属層に付着され、上記外部シーラント層が、上記金属被覆フィルムの反対面と上記板紙本体層の内面との両方に付着される請求項１に記載の複合容器。
8. 上記金属被覆フィルムが、上記内部シーラント層に接着積層される請求項７に記載の複合容器。
9. 上記金属被覆フィルムが、上記内部シーラント層に押出し積層される請求項７に記載の複合容器。
10. 上記内部シーラント層が、上記金属被覆フィルム上に押出しコーティングされる請求項７に記載の複合容器。
11. 上記外部シーラント層が、上記金属被覆フィルム上に押出しコーティングされる請求項７に記載の複合容器。
12. 上記外部シーラント層が、上記金属被覆フィルムと一体化している請求項７に記載の複合容器。
13. 上記内部シーラント層と外部シーラント層のそれぞれが、ポリプロピレン、アイオノマー樹脂、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、メタロセン触媒ポリオレフィン、エチレン−アクリル酸メチル、ならびにそれらのコポリマー、同時押出し物、およびブレンドの少なくとも一つを含む請求項１に記載の複合容器。
14. 上記内部層が、亜鉛イオンまたはナトリウムイオンによって部分的に中和された酸基を有するエチレン酸コポリマーを含む請求項１に記載の複合容器。
15. 上記ライナー層が、上記金属被覆フィルムの金属層上に施された保護コーティングをさらに含み、該保護コーティングが、上記金属被覆フィルムと上記内部シーラント層との間に配置される請求項１に記載の複合容器。
16. 上記金属被覆フィルムが、上記ポリマーフィルム基材と上記金属層との間に施された接着促進材料をさらに含み、該金属層の該基材への接着を促進する請求項１に記載の複合容器。
17. 上記管状本体部材の上端が、ライナー層を露出するリムを形成するために外側に巻かれる請求項１に記載の複合容器。
18. 上記リムにヒートシールされた蓋をさらに含む請求項１７に記載の複合容器。

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