説明

発泡ポリオレフィン層を備えた包装材料

本発明は、以下の層配列:A)0.5〜25重量%の核化剤少なくとも1種を含有するポリオレフィン発泡体からのベース層、B)発泡層A)のポリオレフィン少なくとも1つを基礎とする層、場合によりC)ポリオレフィンを基礎とする結合層、場合によりD)付着助剤層、場合によりE)気密及び/又は防臭−バリヤー層、F)付着助剤層、場合によりG)シール可能な及び/又は剥離可能な表面層、を含む多層フィルムに関する。層A)と層B)の合計厚さが0.5〜2mmの範囲にあると共に、層B)の厚さが、層A)の厚さの1/6〜1/2の範囲にある。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、包装産業に関係し、外層として発泡ポリオレフィン層を有し表面上に更に層を含む包装材料及びそれから製造された包装に関する。
【背景技術】
【0002】
ほぼ連続の、巻き取ったウェブ(Bahnen)の形状にある、例えば、ポリプロピレンの発泡層を備えた包装材料は、熱成形された自立型パッケージ、例えば、食品を包装するためのトレーなどの製造のために使用される。この目的のために、そのような包装材料は、「FFS機械(Form−Fuell−Siegelmaschinen:成形充填シール機)」で、パッケージへと変換することができ、その場合、ウェブ形状の包装材料は、形成装置に供給され、その中でトレーの列に造形される。包装されるべき材料が、トレー中へ導入され、このトレーを、好ましくは透明フィルムでシール(Versiegeln)して閉じる。次いで、閉じたトレーを相互に分離することができる。
【0003】
公知包装材料において、発泡ポリオレフィンの層は、その表面の少なくとも1つの側面に他の層を備える。これらの層は、その組成及び厚さに応じて、包装材料の剛性を増加させることができ、並びに/又は、発泡表面の保護として、並びに/又は、ガス及び/もしくは匂いバリヤーとして、並びに/又は、充填された包装用トレーを好ましくは透明蓋用フィルム(Deckelfolie)でシールするための表面層として、役立つことができる。
【0004】
熱成形により包装用トレーを製造するための、発泡ポリプロピレンの層を含む包装材料は、例えば、EP−A−0570222に記載される。これらの材料は、発泡層及び多層複合フィルムを含み、包装材料を気密及び防臭にするバリヤー層は場合により含んでもよい。この多層包装材料は、自立型包装のための所望の特性を、常に示すものではない。
【0005】
EP−B−1117526は、包装材料の厚さを増加させずに、この包装材料から製造されたパッケージの自立特性を改良するために、発泡層のポリオレフィンからなる緻密層で発泡層を補完すると共に、同時にこれら2つの層の互いに対する固有の厚さの比を保持することを開示する。
【0006】
この包装材料は、例えば熱成形により、非常に容易にパッケージに加工できるが、例えば、包装容器の壁厚の不規則性を生じず、また、機械的強度又は剛性、ひいては包装容器の自立特性を損なわずに、より高い生産スピード、即ち、より短いサイクルタイムを可能にするように、包装材料を改良する、包装機械のますます速くなる操行速度に起因する要求がある。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【0007】
前記目的は、本発明により、以下の層配列:
A)ベース層の総重量に対して、核化剤少なくとも1種を0.5〜25重量%含有するポリオレフィン発泡体からなるベース層、
B)発泡層A)のポリオレフィン少なくとも1つを基礎とする層、
場合によりC)好ましくは、発泡層A)のポリオレフィンの主モノマーである特定のモノマーに基づくポリオレフィンを基礎とする結合層、
場合によりD)付着助剤層、
場合によりE)ガス−及び/又は匂い−バリヤー層、
F)付着助剤層、
場合によりG)シール可能な及び/又は剥離可能な表面層
を含む多層フィルムを提供することにより達成され、但し、層A)と層B)の合計厚さが0.5〜2mmの範囲にあり、層B)の厚さが、層A)の厚さの1/6〜1/2の範囲にある。
【発明を実施するための最良の形態】
【0008】
層A)と層B)の合計厚さが、好ましくは、0.6〜1.4mmの範囲にあり、層B)の厚さが、層A)の厚さの1/6〜1/3の範囲にある
【0009】
発泡層A)は、発泡ポリオレフィン少なくとも1つからなる。発泡プロピレンホモ−及び/又はコポリマーは、これらの材料が僅かな厚さ及び低密度である場合ですら、自立特性を示すので、パッケージ、例えば、食品を包装するための包装用トレーなどの製造のために、特に好適である。発泡層を製造するためにポリオレフィンの混合物を使用することも可能である。その場合、長鎖分枝を有し、従って高い溶融強度を有するポリプロピレンとプロピレン−エチレンコポリマーとの混合物、例えば、高い溶融強度を有するポリプロピレンと不均一相プロピレン−エチレンブロックコポリマーとの混合物が特に好適である。特に、長鎖分枝及び1.4〜4.2g/10分の範囲のメルトフローインデクス(MFI)(ISO 1133により2.16kg、230℃で測定)を有するポリプロピレンと不均一相プロピレン−エチレンブロックコポリマーとの混合比1:1での混合物が好適である。
【0010】
層A)のポリオレフィンの発泡は、固体、液体及び/又は気体発泡剤の添加により進行させることができ、この発泡剤は、ポリオレフィンに慣用量で、好ましくは0.5〜3重量%の量で添加される。ここで、EP−A−0570222の開示が参考にされ、これは、参考として、明細書中に組込まれ、本願開示の一部とみなされる。
【0011】
発泡層A)は、発泡層A)の総重量に対して、0.5〜25重量%、好ましくは2.1〜20重量%、特に好ましくは2.5より大から15重量%までの核化剤少なくとも1種を含有する。核化剤は、好ましくは、4〜20μmの範囲の平均粒径に微粉砕されている。
【0012】
好適な核化剤は、任意の公知固体核化剤、好ましくは合成又は天然無機化合物である。タルク、二酸化チタン、二酸化ケイ素、炭酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸アルミニウム、リン酸カルシウム及びモンモリロナイトを含む群から選択された核化剤少なくとも1つが、特に好ましく用いられる。タルクの使用は、極めて特別に好ましい。
【0013】
核化剤は、発泡層の原料であるポリマーに添加され、好ましくは核化剤の30〜60重量%をポリマー中に含有するマスターバッチの形で添加され、かつ発泡前、その中に十分均一に分散されている。
【0014】
そこから得られた発泡層A)は、サイズ偏差が比較的小さい、沢山の数のセルを特徴とする。セル数は、好ましくは、250セル/mm3以上、特に好ましくは300セル/mm3以上から600セル/mm3までであり、セルのサイズ変動は、±15%、好ましくは±10%の範囲にある。発泡層A)の密度は、好ましくは0.35〜0.55g/cm3の範囲にある。
【0015】
更に、密度及びセル数は、工程パラメーター、例えば、押出し及び膨張による発泡層の好ましい製造の間の押出し温度又は他の工程パラメーターにより変動し得る。
【0016】
緻密(kompakt)ポリオレフィンからなる層B)は、実質的に、発泡ベース層A)のポリオレフィン少なくとも1つに基づく。このベース層が、発泡ポリプロピレン又はポリプロピレンとプロピレン−エチレンコポリマーとの発泡混合物からなる場合、緻密ポリオレフィン層B)は、好ましくはポリプロピレン又はプロピレン−エチレンコポリマーを基礎とする。不均一相プロピレン−エチレンブロックコポリマーが特に好ましい。層B)を製造するのに使用されるポリオレフィンのメルトフローインデクス(MFI)は、前記のように測定された1.8〜5.5g/10分の範囲にあるのが好ましい。層B)の厚さは、層A)の厚さの1/6〜1/2、特に好ましくは1/6〜1/3である。
【0017】
共押出成形により、好ましくはブローンフィルム共押出成形により、層D)からG)までが予め製造されていて、その他の層と結合できる場合、層C)が存在するのは好ましい。層C)は、好ましくは、発泡層A)の構成成分であるポリオレフィンの主モノマーでもあるモノマーから製造されたポリオレフィンを基礎とする。従って、層A)が発泡ポリプロピレン及び場合によりプロピレン−エチレンコポリマーからなる場合、層C)は、場合により無水マレイン酸単位がグラフトされたポリプロピレンからなることもある。エチレン−酢酸ビニルのコポリマーを、追加成分として使用することもできる。層C)の厚さは、好ましくは5〜25μm、特に好ましくは8〜15μmである。
【0018】
本発明による多層フィルムが、低いガス透過性、即ち酸素及び水分の低透過性並びに匂い保護を有するならば、多層フィルムはバリヤー層E)を含んでいる。このバリヤー層は、32〜45モル%、好ましくは35〜42モル%のエチレン分を含むエチレン−ビニルアルコールコポリマーからなるのが好ましい。バリヤー層E)は、付着助剤層D)又はF)の助けで、各表面上で、結合層C)又はシール層G)と結合することができる。この目的のために使用される材料は、好ましくは、は無水マレイン酸単位がグラフトされたポリエチレン又はプロピレンコポリマーである。
【0019】
本発明による多層フィルムの第二外層を形成する表面層G)は、好ましくはシール可能及び/又は剥離可能である。従って、この層の製造のために、0.5〜8.0g/10分、好ましくは1〜5g/10分の範囲のメルトフローインデクス(MFI)(ASTM D1238により2.16kg、190℃で測定)を有する低密度ポリエチレン(LDPE)又はイオノマー、例えばα−オレフィンとエチレン性不飽和カルボン酸(但し、カルボキシル基は、金属塩として、好ましくはナトリウム塩として、20〜100モル%の量で存在する)とのコポリマー又は酢酸ビニル含分3〜10重量%、好ましくは4〜6重量%を有するエチレン−酢酸ビニルコポリマー、を使用するのが好ましい。
【0020】
特に好ましい実施態様によれば、シール層は剥離可能でもある。そのために、LDPEとポリブチレン(PB)との混合物を、層材料として使用するのが好ましい。混合物は、15〜30重量%、好ましくは20〜28重量%のポリブチレンを含むのが好ましい。ポリブチレンは、0.3〜2.0g/10分の範囲のメルトフローインデクス(MFI)(190℃、2.16kg、ASTM 1238による)を有するのが好ましい。
【0021】
表面層の厚さは、10〜50μm、好ましくは15〜30μmの範囲にあるのが好ましい。
【0022】
LDPEが、シール層G)の製造用ポリマーとして使用され、本発明による多層フィルムが、バリヤー層も含むならば、エチレン−ビニルアルコールコポリマーが、バリヤー層材料として使用される場合を除き、付着助剤層が、好ましくは、バリヤー層とシール層との結合のために必要である。ポリオレフィン、好ましくはグラフトされた無水マレイン酸単位を有するポリエチレンを、付着助剤層用材料として使用することができる。しかしながら、LDPEとLLDPEとの混合物を3:1〜4:1の割合で使用することも可能である。各付着助剤層の厚さは、2〜8μm、好ましくは3〜6μmの範囲にある。
【0023】
表面層G)は、慣用で、公知の抗生物質、スリップ剤及び粘着防止剤、例えばエルカ酸アミド、ポリアルキルシロキサン、例えばポリジメチルシロキサン及び/又は二酸化ケイ素を含んでも良い。
【0024】
本発明による多層フィルムの個々の層全て又は1つは、安定剤及び公知種類の他の添加剤を含んでもよい。
【0025】
層B)は、更に、白色顔料、例えばカオリン、炭酸カルシウム、タルク、二酸化チタン又はこれらの混合物を0.5〜2重量%含有してもよい。そのような無機顔料は、層B)がそこから製造されるポリマーに、顔料の30〜70重量%を含有するマスターバッチの形態で添加されるのが好ましい。
【0026】
本発明による多層フィルムは、それが、層配列C)〜G)に関わる限り、好ましくは、慣用のブローンフィルム共押出成形法又はフラットフィルム共押出成形法により製造することができ、かつ好ましくは、押出しラミネーション工程によりポリオレフィン発泡層A)と結合され得る。そのため、発泡層A)と層C)〜G)からなる多層フィルムとは、層B)がその間に押出されるように接合される。押出し直後に、十分に大きな圧力を、生じたラミネート上に適用して、層A)からG)までを相互にぴったりと結合させる。
【0027】
しかしながら、本発明による多層フィルムを、共押出のみで製造することも可能であり、その場合、発泡層A)は、場合により層C)を省いて、その他の層と共に同時に共押出成形され、かつ同時に層A)が発泡される。
【0028】
本発明による多層フィルムは、所謂「FFS」機(成形充填シール機)で優れた熱成形性を示し、これらの機械により包装容器、好ましくは真空成形包装用トレー(tiefgezogenen Verpackungsmulden)に加工され、次いで充填されて、シールされ得る。意外にも、本発明による多層フィルムは、FFS機で、高い生産スピードで、優れた加工をすることができ、本発明による改変を行わない包装材料と比べ、サイクル時間の10%までの短縮を可能にし、従って、壁の厚さの均一性を損なわずに包装用トレーの10%まで高い生産高を可能にする。
【0029】
公知の、比較されうる改変されていない包装材料と比較すると、本発明による多層フィルムは、機械特性において、特に、縦方向の弾性率により測定された剛性において、及び、引張応力において予期せぬ改善も示す。従来技術から公知である、多層フィルムの厚さを増す必要性を有することなく、この明白な改善が示される。
【0030】
更に、本発明による多層フィルムから製造されるパッケージは、実質的に気泡の破れのない明らかに均一な表面構造を示し、そのため取り扱いが同様に改善されている。
【0031】
従って、本発明は、本発明による多層フィルムの包装材料としての用途を提供し、好ましくは成形充填シール機での用途であり、前記包装材料は、食品の包装のために、特に極めて腐りやすい食品、例えば食肉、ハム又はスライスした食品の包装用の包装材料である。種々の製品を包装するために、包装は、これらの機械で、しばしば不連続的に実施されるので、包装材料は、その中で熱成形が可能である、比較的広い「熱成形ウィンドゥ(Thermoformfenster)」を有すべきである。本発明による包装材料は、優れた熱成形性、特に真空成形性(Tiefziehverformbarkeit)を示すので、これを備えている。
【0032】
本発明による多層フィルムから製造されており、熱成形された、好ましくは真空成形された包装製品(例えば包装用トレー、好ましくは真空成形された包装用トレー)は、充填後すぐに、公知の蓋用フィルムでシールすることができる。好適な蓋用フィルムは、多層フィルムであり、好ましくはポリエチレンテレフタレート/SiOx/付着助剤層/低密度ポリエチレンからなる多層フィルム又はポリエチレンテレフタレート/付着助剤層/ポリエチレン/付着助剤層/エチレン−ビニルアルコールコポリマー/付着助剤層/ポリエチレンからなる多層フィルムである。
【0033】
前記蓋用フィルムのうち、最初に記載した多層フィルムが特に好適である。この目的のために二軸配向ポリエチレンテレフタレートが、プラズマ真空技術(Plasmavakuumtechnik)によりSiOxで被覆される。次いで、付着助剤の助けを借りて、既に製造しておいたポリエチレンフィルムをそこにラミネートする。そのような蓋用フィルムは、優れた透明性及び高められた破壊強さを特徴とする。更に、そのような蓋用フィルムを含むパッケージは、優れたガスバリヤー特性を示す。
【0034】
以下の実施例において、弾性率及び引張応力は、ISO 527−2により、縦方向及び横方向で測定する。
【実施例】
【0035】
[実施例1]
以下の層構造:
層A)長鎖分枝を有するポリプロピレン(高い溶融強度を有するポリプロピレン)50重量%と不均一相プロピレン−エチレンブロックコポリマー46重量%との混合物及び微粉砕タルク4重量%から製造された、密度0.47g/cm3及びセル数492セル/mm3を有する発泡層、
層B)発泡層A)のブロックコポリマーに相当する不均一相プロピレン−エチレンブロックコポリマー100重量%から製造された層、
層C)ポリプロピレンから製造された層、
層D)無水マレイン酸単位でグラフトされたポリプロピレンを基礎とする付着助剤から製造された層、
層E)エチレン−ビニルアルコールコポリマーを基礎とするガスバリヤー層としての層、
層F)層D)と同一構造の付着助剤層としての層、
層G)低密度ポリエチレンを基礎とするシール層としての層
を有する本発明による多層フィルム。
【0036】
この多層フィルムは、共押出成形により製造される。各層の厚さを表1に記載する。
【表1】

このフィルムの機械特性は、表2に記載される。
[比較例1]
【0037】
実施例1による多層フィルムに対応して、同一の層配列、並びに層A)以外は同一の層組成及び同一の層厚さで、多層フィルムを製造した。その際、層A)は、実施例1と同じポリマー組成を有するが、核化剤は有さない。
【0038】
比較例による多層フィルムの機械特性は、表2に記載される。
【表2】

【0039】
本発明による多層フィルムが、変性されていない発泡層A)を有する多層フィルムよりはるかに良好な機械特性値を示すことは、表2から明白である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
以下の層配列:
A)ベース層の総重量に対して、少なくとも1種の核化剤0.5〜25重量%を含有するポリオレフィン発泡体からなるベース層、
B)発泡層A)のポリオレフィン少なくとも1つを基礎とする層、
C)場合により、ポリオレフィンを基礎とする結合層、
D)場合により、付着助剤層、
E)場合により、ガス−及び/又は匂い−バリヤー層、
F)付着助剤層
G)場合により、シール可能な及び/又は剥離可能な表面層
を含む多層フィルムであって、層A)と層B)との合計厚さが、0.5〜2mmの範囲にあり、層B)の厚さが、層A)の厚さの1/6〜1/2の範囲にあることを特徴とする多層フィルム。
【請求項2】
層A)と層B)との合計厚さが、0.6〜1.4mmの範囲にある、請求項1に記載の多層フィルム。
【請求項3】
層B)の厚さが、層A)の厚さの1/6〜1/3の範囲にあることを特徴とする請求項1又は2に記載の多層フィルム。
【請求項4】
層A)が、発泡ポリプロピレンを基礎とするか、又は、長鎖分枝を有するポリプロピレンとプロピレン−エチレンコポリマーとの発泡混合物、好ましくはポリプロピレンと不均一相プロピレン−エチレンブロックコポリマーとの発泡混合物を基礎とすることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の多層フィルム。
【請求項5】
層A)が、2.1〜20重量%、好ましくは2.5〜15重量%の核化剤を含有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の多層フィルム。
【請求項6】
核化剤として、タルク、二酸化チタン、酸化ケイ素、炭酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸アルミニウム、リン酸カルシウム及びモンモリロナイトの群からの薬剤少なくとも1つが存在することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の多層フィルム。
【請求項7】
層B)が、ポリプロピレン又はプロピレン−エチレンコポリマーを基礎とすることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の多層フィルム。
【請求項8】
層C)が、発泡層A)のポリオレフィンの主モノマーである特定のモノマーに基づくポリオレフィン、好ましくはポリプロピレンを基礎とすることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の多層フィルム。
【請求項9】
層E)が、エチレン−ビニルアルコールコポリマーを基礎とすることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の多層フィルム。
【請求項10】
層G)が、シール可能なポリマー、好ましくは、低密度ポリエチレン又はイオノマーを基礎とし、場合により慣用の添加剤を含有することを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の多層フィルム。
【請求項11】
層G)が、剥離性ポリマー、好ましくは低密度ポリエチレンとポリブチレンとの混合物を基礎とし、場合により慣用の添加剤を含有することを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の多層フィルム。
【請求項12】
層C)からG)までの合計厚さが、20〜70μm、好ましくは、30〜50μmであることを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の多層フィルム。
【請求項13】
請求項1乃至12のいずれか1項に記載の多層フィルムの包装材料としての使用。
【請求項14】
請求項1乃至12のいずれか1項に記載のフィルムから製造された包装容器、好ましくは包装用トレー。
【請求項15】
食品、好ましくは固形食品を包装するための、請求項14に記載の包装容器。
【請求項16】
食肉、ソーセージ又はチーズを包装するための、請求項15に記載の包装容器。
【請求項17】
成形充填シール機での包装材料としての、請求項1乃至12のいずれか1項に記載の多層フィルムの使用。

【公表番号】特表2007−508972(P2007−508972A)
【公表日】平成19年4月12日(2007.4.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−537154(P2006−537154)
【出願日】平成16年10月25日(2004.10.25)
【国際出願番号】PCT/EP2004/012029
【国際公開番号】WO2005/042245
【国際公開日】平成17年5月12日(2005.5.12)
【出願人】(506146091)シーエフエス・ケンプテン・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング (2)
【Fターム(参考)】