JP6685994B2 - 積層パッケージング材料の製造方法および積層パッケージング材料 - Google Patents

Description

本発明は、積層パッケージング材料から形成されるパッケージの外側を向くよう配向される透明ポリマーからなる最外層と、基層と、第１の最外層とは反対側の基層の他方の面に配置されるヒートシール可能なポリマーからなる第２の最外層とを備え、任意選択的に基層と第２の最外ポリマー層との間における１つ以上のさらなる材料層を備える、積層パッケージング材料であって、第１の最外透明ポリマー層において視認可能か触覚で感知可能なパターンまたはその組み合わせを示す、積層パッケージング材料を製造する方法に関する。

本発明はまた、この方法によって製造された積層パッケージング材料に関する。特に本発明は、飲料、スープまたはソースなどの液状の食品もしくは半液状の食品の、外観が美的でありかつ魅力的なパッケージのための積層パッケージング材料に関する。

加えて、本発明は、積層パッケージング材料から製造された液状または半液状の食品のためのパッケージング容器に関する。

液状体のパッケージングに適した上述のタイプの公知のパッケージング積層体は、一般的に、紙または厚紙からなるバルク層と、低密度ポリエチレン(LDPE)などのポリエチレン(PE)またはポリプロピレン(PP)からなる外側液密コーティングと、を有する。主には気体に対するバリア特性を有するがそれだけでなく香料および水蒸気に対してもバリア特性を有するパッケージング積層体を提供するために、パッケージング積層体は、付加的に、そうしたバリア特性を提供するとともに層の積層によって紙または厚紙層に結合される材料からなる、好ましくは低密度ポリエチレン(LDPE)からなる少なくとも１つのさらなる層を有する。バリア特性を有するさらなる層の材料の例として、例えばエチレンビニルアルコールのコポリマー(EVOH)またはポリアミド(PA)などの固有のバリア特性を有するポリマーを含む層またはフィルム、もしくはもしくは液体フィルムコーティングで被覆された既製のフィルムあるいは対応するバリア特性を有する真空蒸着層または蒸着層が挙げられる。このタイプのコーティングされた既製のフィルムの市販されている例として、金属化された層またはプラズマ強化蒸着で被覆された層によって被覆された、ポリエステル、例えばポリエチレンテレフタラートフィルム(PET)からなるかまたはポリプロピレン(PP)からなる配向フィルムが挙げられる。アルミニウムホイルは、気体、特に酸素に対する有意なバリア特性を有することに加えて、迅速で単純でかつ効果的なヒートシーリング技術である誘導シーリングによるパッケージング積層体のヒートシールを可能にする有利な特性を有するため、一般的に使用されている。

公知のパッケージング積層体は、慣例的に、対応する保管リールからのアルミニウムホイルの巻き出しと同時に保管リールから巻き出される紙または厚紙のウェブから製造される。２つのウェブは、互いに一緒に移動され、両方とも、２つの隣接する回転シリンダ間のニップを通るようにガイドされる。同時に、アルミニウムウェブを紙または厚紙ウェブに永続的に結合するために、一般的に低密度ポリエチレン(LDPE)である積層材料がウェブの間に付与される。紙または厚紙ウェブは、その後、通常は低密度ポリエチレン(LDPE)であるポリエチレンからなる液密コーティングをその両面に付与され、続いて搬送および処理に向けて、完了したパッケージングリールに巻き取られる。

パッケージング容器は、通常は、積層パッケージング材料からなるウェブまたは既製のブランクからパッケージを形成し充填しかつシールする現代的な高速パッケージング機械を用いて積層パッケージング材料から製造される。したがって、パッケージング容器は、内側および最外側のヒートシール可能なサーモプラスチックポリマー層をともに溶着することでオーバーラップ連結部において互いに対して結合されるウェブの両長手方向縁部によって積層パッケージング材料のウェブをチューブとなるように変形することにより製造されてもよい。チューブは、意図された液状の食品で充填され、その後、チューブの内容物の所定の高さより下で、互いから既定の距離をおいたチューブの横方向シールを繰り返すことによって、個々のパッケージとなるように分割される。パッケージは、横方向シールに沿った切り込みによってチューブから分離され、パッケージング材料において準備された折り線に沿って折り曲げ形成されることによって所望の形状構造を、通常は平行六面体形状または直方体を付与される。連続的なチューブを形成し充填しかつシールするパッケージング方法のこうした構想の主要な利点として、チューブを形成する直前にウェブを連続的に殺菌できることが挙げられる。これによって、滅菌パッケージング方法が、つまりパッケージング材料自体と同様に充填される液状の内容物の細菌を減らして充填されるパッケージング容器を清潔な環境下で製造できるように充填された製品で微生物が繁殖するリスクを伴わずに充填されたパッケージを室温でも長期間にわたって保管できる方法が実現可能となる。Tetra Brik（登録商標）Asepticタイプのパッケージング方法の別の重要な利点として、上述のように、費用効果にかなりの影響を有する連続高速のパッケージングを実現できることが挙げられる。典型的には、１時間に何千個ものパッケージを用意できる。例えばTetra Pak（登録商標）A3/speedは、１時間当たり約１５０００個のパッケージ（０．９リットル以上の家庭用サイズのパッケージング容器）を製造でき、かつ、１時間当たり２４０００個のパッケージ（ポーションタイプのパッケージ）を製造できる。

別の方法によれば、パッケージは、Tetra Rex（登録商標）タイプの充填機械においてパッケージング材料の既製のブランクから１つずつ形成でき、いわゆるゲーブルトップ形状のパッケージあるいは他のブランクベースのパッケージを提供する。

上述のタイプの液体ボール紙パッケージは、さまざまなプリントされる装飾を設けることができかつさらに形状およびサイズを変更できる安全かつ信頼性のあるパッケージングを消費者に提供することが知られており、パッケージに充填される食品に適するように選択される、非常に広い範囲のさまざまなパッケージング製品を提供する。品質が高いが比較的低価格製品であるホワイトミルクは、通常、印刷される装飾がバルク厚紙層にプリントされ続いてヒートシール可能な液密タイプの最外透明サーモプラスチック保護層でコーティングされるパッケージに収容される。一方、高級ジュースおよびネクターまたは炭酸を含まない飲料は、多くの場合に印刷される装飾が金属化された裏面(background)を有するパッケージに入れられて市販されている。そうした金属化された裏面は、金属化された既製のフィルムを、バルク層に隣接するパッケージング積層体に積層することによって提供される。次いで文章や写真を含む印刷される装飾が既製のフィルムにプリントされる。既製のフィルム、特に金属化されたそうしたフィルムは、この種のパッケージング積層体においては比較的高価である。高級飲料製品のためのそうした積層材料は、結果的に、印刷される装飾がバルク紙層に直接設けられる通常の液体のボール紙パッケージのための積層パッケージング材料よりも高いコストを伴う。一方で、そうした既製のフィルムの装飾効果を向上できる場合、より高いコストを正当化するためにそうしたフィルムを使用することで、さらなる価値を得ることができる。

消費者および小売業者を惹き付け魅了するために、ボール紙パッケージに印刷される装飾の品質にはより高い要望や要求が存在する傾向がある。加えて、プリントされた装飾および視認可能な外観に関して積層パッケージング材料の新しい特徴を提供する機会に関して、長期間にわたって感じられてきた必要性が存在する。パッケージ販売所および乳製品販売所では、それら販売所の装飾された外観を変更して販売所のブランドの差別化を図り、より多く販売できるように、競合する乳製品販売所や競合するパッケージング会社のパッケージとは別の新しいパッケージを形成することを実現することが望まれている。そうした差別化の機会は、パッケージング材料の費用をあまり多く追加せずに実現することが必須である。

したがって、本発明の目的は、上述の必要性を満たす方法および構造を提供することである。

本発明のアイデアは、特に液状の食品のパッケージングのための高速連続法に関する、グッズのパッケージングのための、特に上述のパッケージング積層体を含む積層パッケージング材料の改善されかつ装飾された外観を提供するための方法および構造を提供することである。とりわけ、そうした方法は、好ましくは、内側および外側のヒートシール可能なサーモプラスチックポリマー層によってオーバーラップ連結部において互いに結合されるウェブの両長手方向縁部によって積層パッケージング材料のウェブをチューブに再形成することによってパッケージング容器を製造する上述の方法を含む。

さらなるアイデアは、そうした積層パッケージング材料の製造の際に改善された装飾効果を形成する場合に、付加的なコストを低くしたまま、満足のいく程度に高い製造ライン速度で、高いフレキシビリティを提供するための方法および構造を提供することである。

第１の態様によれば、積層されかつ装飾されたパッケージング材料を製造するための方法であって、積層パッケージング材料から形成されたパッケージの外側に向けて配向される第１の最外層と、基層と、第１の最外層とは反対側の基層の他方の面に配置されたヒートシール可能なポリマーからなる第２の最外層と、を備え、任意選択的に前記基層と第２の最外ポリマー層との間における１つ以上のさらなる材料層、を備え、積層パッケージング材料は、第１の最外透明ポリマー層において、視認可能なまたは触覚で感知可能なパターンあるいはその組み合わせを示す、方法が提供され、この方法は、積層パッケージング材料からなるウェブを形成するために別々の材料層を積層するステップであって、第１の積層ステップの前または後に、基層と第１の最外層との間に中間層を伴わずに、第１の積層ステップにおいて基層と第１の最外層とを互いに隣接して接触するつまり互いに直接接触されるように積層するステップを含む、ステップと、基層と、ヒートシール可能なポリマーからなる第２の最外層とを互いに積層されるように配置するステップと、第２のステップにおいて、こうした積層パッケージング材料のウェブを、２つの互いに対向する回転ローラ間のニップを通るように前進させるステップであって、ニップは、アンビルローラとして機能する第１のローラと、選択された領域において、パッケージング材料に視認可能か触覚で感知可能なパターンに対応するパターンを形成する突出部、台部分または頂部が設けられたマントル表面を有する第２のローラとからなる、ステップと、第３のステップにおいて、最外透明ポリマーおよび積層パッケージング材料がウェブまたはシートとしてニップを通過される際に、ローラニップに圧力を付与することによって、第２のローラのマントル表面のパターンを最外透明ポリマーおよび積層パッケージング材料にインプリントするステップと、を含む。さらなる実施形態によれば、マントル表面には、環境および必要性に応じてかつ最外層のポリマーがどのように機能するかに応じて、いくつかの選択された領域において溝または凹部が設けられる一方で他の選択された領域において突出部、台部分または頂部が設けられる。

本発明の一実施形態によれば、第１の積層ステップは、第１の地理学的位置で実施される一方で、積層体にインプリントするステップは、第２の地理学的位置で実施される。そうしたさらなる実施形態によれば、積層パッケージング材料は、積層ステップとインプリントステップとの間において、中間保管用または搬送用のリールに巻き取られる。パッケージング材料を積層するステップ、積層パッケージング材料のリールを保管または搬送するステップ、および積層材料の最外透明ポリマー層にパターンをインプリントする後続のステップは、同じ時期に一連の工程で実施されてもよく、あるいは異なる時期に機会があればつまり別の日、別の週、別の月に実施されてもよい。そのため、代替的な実施形態では、積層されかつ装飾されたパッケージング材料を製造するための方法であって、積層パッケージング材料から形成されたパッケージの外側に向けて配向される第１の最外層と、基層と、第１の最外層とは反対側の基層の他方の面に配置されたヒートシール可能なポリマーからなる第２の最外層と、を備え、任意選択的に前記基層と第２の最外ポリマー層との間における１つ以上のさらなる材料層と、を備え、この方法は、積層パッケージング材料のウェブまたはシートを、２つの互いに対向する回転ローラ間のニップへ向けて前進させるステップであって、ニップは、アンビルローラとして機能する第１のローラと、選択された領域において、パッケージング材料に視認可能か触覚で感知可能なパターンに対応するパターンを形成する突出部、台部分または頂部が設けられたマントル表面を有する第２のローラと、からなるステップと、最外透明ポリマーおよび積層パッケージング材料がウェブまたはシートとしてニップを通過される際に、ローラニップに圧力を付与することによって、第２のローラのマントル表面のパターンを最外透明ポリマーおよび積層パッケージング材料にインプリントする後続のステップと、を含み、このようにして積層されかつ装飾されたパッケージング材料は、結果的に、第１の最外透明ポリマー層において、視認可能なまたは触覚で感知可能なパターンあるいはその組み合わせを示す。

積層すべき材料は、別々の材料ウェブまたは材料が供給される際に、積層工程へ向けて前進される。いくつかの実施形態によれば、第１の最外透明ポリマー層の厚さは、８から３０μｍ、好ましくは１０から２０μｍ、より好ましくは１０から１５μｍ、最も好ましくは１０から１２μｍである。第１の最外透明ポリマー層が薄すぎる場合、第１の最外透明ポリマー層は、パッケージング積層体の内側における、水感受性を有するバルク層を十分に保護できない。なぜなら、ポリマー層におけるピンホールまたは割れは、パッケージング材料への水や染料の通過を許してしまい、染みや層間の接着剤の不良を引き起こしてしまうからである。さらに、最も一般的には、最外層は、形状付けられたパッケージへのパッケージング材料のヒートシーリングにも関与し、それによってポリマー層は、ポリマー材料の最小でも少なくとも１０μｍ、例えば１２μｍを必要とする。

いくつかの実施形態によれば、この方法はさらに、別々の材料層をともに積層するステップの前に、最外透明ポリマー層の内側に配置される基層に装飾パターンをプリントするステップを含む。プリントされた装飾パターンは、積層パッケージング材料から製造されるパッケージの外側から見えるように、透明ポリマー層で被覆される。

いくつかの実施形態において、インプリントされた視認可能かつ／または触覚で感知可能なパターンは、積層パッケージング材料における視認可能かつ／または触覚で感知可能な効果によって、装飾デザイン全体に付加的な寸法を提供するように、すでに付与されたプリント済み装飾パターンと一致するように整列される。

プリントされた視認可能かつ／または触覚で感知可能なパターンは、したがって、積層パッケージング材料を折り曲げてそれからパッケージング容器を製造する前に、積層パッケージング材料に設けられる。

付加的な装飾効果について、インプリントされた視認可能かつ／または触覚で感知可能なパターンは、プリントすべきさまざまなカラーの間で、プリントされる装飾パターンのアライメント精度と同じオーダーのアライメント精度で、すでに付与されたプリント済みの装飾パターンと一致するように整列される。例えばこの種の積層パッケージング材料のプリントの好ましい方法であるフレキソ印刷において、最小でも４つの色つまりシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックが続いて印刷され、互いに対して整列される。一致するように整列することは、良好には、±１ｍｍから±０．１ｍｍからの精度で、例えば±０．５ｍｍから±.０１ｍｍの精度で、制御されてもよい。

一実施形態によれば、積層パッケージング材料は、基層とヒートシール可能な第２の最外ポリマー層との間において、好ましくはアルミニウムホイル層であるバリア層をさらに備える。一実施形態によれば、アルミニウムホイルの厚さは５から１０μｍ、例えば５から７μｍである。

室温での長期間にわたる食品の保管のための滅菌状態での液状食品のパッケージングにおいて、本質的に、食品の内容物の食味および栄養の損失を避けるために、積層パッケージング材料は十分なバリア特性を有することが重要である。さらに環境に応じて、香気物質および香味物質が食品からパッケージング材料へ漏出することを防止するかまたはパッケージの外側からの臭気物質がパッケージの内側にある内容物に到達することを防止するなど、他の移行物質に対するバリア特性が必要とされる。

さらなる実施形態において、インプリントは、最外透明層の深さを越えて、バルク層に到達してもよいが、基層およびバルク層の反対の側に配置されたそうしたバリア層に到達する前に止まる。インプリントが積層材料の他の層に特にバリア層にダメージを与えないように、インプリントの深さを制御することは重要である。バリア材料は、一般的に、材料の重量に対して、パッケージング積層体に使用される最もコストのかかる材料である。そのためバリア材料は一般的に、所望された十分なバリア特性に至るように、できる限り薄く形成される。これら材料は、そうした積層体の他の従来のサーモプラスチック層よりも、より傷つきやすくかつ染料や機械的ストレスに対して感受性が高くなることがある。アルミニウムホイルバリア層は弾性特性を有しておらず、破損しやすくかつ容易に割れたり裂けたりするため、アルミニウムホイルバリア層が機械的ストレスや衝撃を受けた場合に、アルミニウムホイルバリア層は特に傷みやすい。バリア層は、パッケージの外側からの物質の貫通に対して、パッケージの滅菌性および完全性を保証し、それによってできる限り無傷のまま維持する必要がある。バリア層のなんらかの割れまたはピンホールまたは穴は、最終的に、特に長期保存中に、食品に悪影響を及ぼし得るため、避けなければならない。

一実施形態によれば、インプリントの深さと、インプリントされた層およびバルク層の厚さ全体との比率は、０．３０より小さく、例えば０．２５であり、例えば０．２０より小さい。当然のことながら、インプリントの深さがこの比率を超えると、バルク層の反対側におけるバリア層が破損されるリスクが発生する。この計算では、インプリント工程中に、バルク層は可逆的にその元の厚さとなるがバルク層が一時的に圧縮されてより薄くなり、インプリント工具がバルク層の反対側にあるバリア層をほぼ貫通したりバリア層に近接することも考慮されている。これは、特により薄いバルク層およびより密度の高い紙または厚紙に関する。

ボール紙ベースのパッケージング材料は、液体のパッケージングに適するように構成されており、一実施形態によればこの目的のために特定の特性を有する。そのためパッケージング材料は、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に対する強度および寸法安定性を提供する要件を満たす紙またはボール紙からなるバルク層を有する。ボール紙は一般的に使用されており、適切な密度と強度を有し湿気に露出される可能性に耐性を有する繊維厚紙である、つまりセルロース繊維のバルクネットワーク構造を有する繊維板紙である。波型の厚紙もしくはハニカム構造または多孔質の厚紙タイプの、繊維のないセルロース由来のボール紙は、いわゆる構造厚紙(structural paperboard)は本発明の目的に適していない。特に本発明のパッケージング材料および方法に適用可能なタイプのバルク層またはボール紙または厚紙は、一様な繊維層からなる繊維構造のものであり、この繊維構造は、一実施形態では有利なことに互いに面する表面全体にわたって互いに締め付けられる個別の中間層およびフランジを備える、Ｉ型ビーム構造またはサンドイッチ構造である。繊維束に使用できる一般的な繊維は、化学パルプ、CTMP、TMPまたはクラフトパルプなどからなるセルロース繊維である。

一実施形態によれば、本発明に目的に適した繊維のバルク層、厚紙、またはボール紙は、３００ｋｇ／ｍ^３（ISO 534に基づく）より大きな密度、例えば４００ｋｇ／ｍ^３より大きな密度、例えば５００ｋｇ／ｍ^３より大きな密度を有する。

さらなる実施形態によれば、紙または厚紙は１５０から６６０μｍ(ISO 534)、例えば２００から５００μｍ、例えば２５０から４００μｍの厚さを有する。

別の実施形態によれば、バルク層は、液状の食品を封入するよう意図されたパッケージング容器のタイプに適した所望の強度を実現するように適切に選択される。さらなる実施形態によれば、厚紙またはボール紙の曲げ剛性は、３０から４８０ｍＮ、例えば８０から３００ｍＮである。

さらなる実施形態によれば、厚紙は、紙構造に湿潤強度添加物およびサイジング剤などを含むことによって、液体の透過および高い包囲水分含有量(surrounding moisture content)に対して改善された耐性を有する。別の実施形態によれば、紙またはセルロース由来の材料、本明細書で使用されるいわゆる紙、厚紙またはボール紙は、さまざまなタイプのパッケージに関する要件に応じて、１５０から４００ｇ／ｍ^２の坪量，例えば２００から３５０ｇ／ｍ^２の坪量を有する。厚紙の坪量は、ISO 536に従って評価される。坪量は、単位面積当たりの重量を示し、ｇ／ｍ^２で測定される。

本発明の一実施形態によれば、インプリントの深さは１００μｍ以下である。

厚紙が４００から５００μｍの厚さを有するより大きな標準的な液体のボール紙パッケージングに関して、これは可能な限りの最大深さであると結論付けられており、超えるべきではない。さらにこれは、任意のバリア層を無傷のまま維持し得ることを認定し、インプリントされたパターンがバルク層の内側（反対側）では識別できないことを保証する。例えば充填機械における滅菌工程などの後続の工程およびシーリング工程における後続の工程において、平坦な、影響を受けない内側層を有することは有利である。そのため、積層された材料の他側において知覚できる程度に大きなエンボスされたパターンまたは何らかの形で積層材料の他側の表面特性に影響を及ぼすことのできるエンボスされたパターンは、避けるべきである。

装飾のデザイン全体に対して付加された寸法は、基層にプリントされた装飾と相互作用する、最外透明ポリマー層およびパッケージング積層体における艶のあるインプリントパターンまたはマットな質感のインプリントパターンによって提供されてもよい。

装飾のデザイン全体に対して付加された寸法は、基層にプリントされた装飾と相互作用する、最外透明ポリマー層およびパッケージング積層体における光回折効果によってまたはホログラフ効果によって提供されてもよい。そうした光回折効果またはホログラフ効果の深さは、一実施形態によれば、可視範囲の波長の範囲内の、１μｍ未満である。

装飾のデザイン全体に対する付加された寸法は、基層にプリントされた装飾と相互作用する、最外透明ポリマー層およびパッケージング積層体における触覚で感知可能な表面テクスチャ効果によって提供されてもよい。そうした触覚で感知可能な効果のインプリントの深さは一実施形態によれば１００μｍより小さい。

一実施形態によれば、装飾のデザイン全体に対する付加された寸法は、基層にプリントされた装飾と相互作用する、最外透明ポリマー層およびパッケージング積層体においてインプリントされたパターンによって形成される、艶のある効果、マットな質感の効果、光回折効果、ホログラフ効果または触覚で感知可能な表面テクスチャ効果から選択された、１つまたは２つ以上の効果の組み合わせによって提供されてもよい。積層パッケージング材料の装飾表面にさまざまな視認可能かつ／または触覚で感知可能な効果を提供できることは、最先端のカラー印刷技術を超えて、個々に適するように形成されかつ差別化された装飾的な芸術作品について無限の機会をもたらす。例えばカラー印刷された装飾と相互作用する、マットな質感および／または艶のある表面の特徴を追加することによってあるいは光回折効果またはホログラフ効果によって、非常に多様な向上された装飾外観を得ることができる。

一実施形態によれば、１つ以上の触覚で感知可能な効果は、基層にプリントされた装飾と相互作用する。特定の実施形態によれば、視認可能な表面効果と触覚で感知可能な効果を組み合わせることは、カラー印刷されたパッケージング材料およびパッケージング材料から形成されたパッケージング容器に魅力的な差別化および価値をもたらす。

さらなる実施形態によれば、蓮の葉によって示されるような非常に高い撥水性つまり超疎水性をもたらすセルフクリーニング特性と類似する表面効果が、最外透明ポリマー層にインプリントされたパターンによって、エンボス工程で発生する。この効果によって、ほこりの粒子は、表面に液滴が付着する可能性を最小にする、表面上の微小なナノスケールの構造に起因して水滴に捕捉される。一実施形態によれば、最外透明ポリマーは、ヒートシール可能なポリマーであり、積層パッケージング材料から形成されたパッケージの効率的なシーリングに寄与する。最も一般的かつ本発明の一実施形態によれば、最外透明ポリマーはヒートシール可能なポリオレフィンである。パッケージング材料の、特に液体ボール紙積層パッケージング材料のヒートシーリングにおいて、ヒートシール可能なポリマーの表面が、溶融可能であり、ともに加圧される材料表面の界面を横断するポリマー分子の相互連結によって互いに結合できることが重要である。それゆえこの溶融結合工程において、最外層のサーモプラスチックポリマーは、サーモプラスチックヒートシーリングのために本来意図された形態にで変質しない、つまりインプリント工程を向上させるために添加可能な離型剤などのなんらかの添加物を用いないことが重要である。

さらなる実施形態によれば、最外透明ポリマーは、基層における溶融押出成形コーティングによって付与される。上述のようにかつ一実施形態によれば、基層は、セルロース繊維、ポリマーまたは軽量材料を含むバルク層である。通常は、バルク層は、ボール紙または上述のような紙または厚紙などのセルロース由来のバルク層である。

さらなる実施形態によれば、基層は、上述のようにバルク層に積層された既製のフィルムを含むプレラミネート(pre-laminate)である。したがってこの実施形態において、基層は、サブレイヤーを含むプレラミネートまたはプレレイヤー(pre-layer)であり、サブレイヤーの１つがバルク層であり、他の層が既製のフィルムである。配向ポリエステルまたはポリプロピレンフィルムなどの本発明の目的に適した既製のフィルムは一般的に利用可能である。そうしたフィルムはまず、厚紙などのバルク層に積層され、続いて装飾的なカラー印刷パターンをプリントされる。代替的に、第１のステップにおいて既製のフィルムにプリントし、続いてさらなる積層工程のためにプリントされた基層を提供するために紙または厚紙のバルク層にフィルムを積層することも可能である。いくつかの実施形態において、既製のフィルムは金属化された既製のフィルムであってもよい。そうした実施形態において、金属化は、一般的にプリント面から反対の側に位置される、つまりパッケージング積層体から形成されるパッケージの内側を向く方向に配向されている。最外透明ポリマー層において装飾的なカラー印刷を有し、最終的には視認可能かつ／または触覚で感知可能なパターンの付加的な寸法を有する、パッケージの外側へ向けて視認できる金属化された裏面がある場合、さまざまな実現可能な装飾的な外観の多様性がさらに増大される。金属化は、改善された三次元的な視覚効果を提供するために、実質的にエンボスされるかインプリントされたパターンをより良くしかつ反映する。光回折効果および／またはホログラフ効果と組み合わせて金属化された裏面を用いると、個々に適するように形成されかつユニークな装飾外観を得るための機会が無限となる。

基層が既製のフィルムを備える実施形態において、フィルムは、インプリントステップへ前進される前のステップにおいて、セルロース繊維、ポリマーまたは他の軽量材料を含むバルク層に積層される。インプリント工程中に付与されるニップ圧力は積層工程中に付与されるニップ圧力と同様であるため、インプリントされたパターンは、後続の積層工程によって、悪化し「平坦化」される。そのため、すべての積層工程をインプリント工程が開始される前に完了することが重要である。したがってヒートシール可能な最外透明ポリマー層は、プリント工程ステップ前にプリントされる基層に付与される。付加的なポリマーが積層後にコーティングされる場合、インプリントパターンは、溶融されるか溶解され／分散されたポリマーコーティング組成物を充填されかつ該組成物でコーティングされるインプリントパターンによって、少なくとも部分的に破壊され得る。

さらに最外透明ポリマー層にヒートシール性を提供するために、最外透明ポリマーは、熱硬化樹脂または架橋/硬化ラッカーなどを除く、サーモプラスチックポリマーとすべきである。

一実施形態によれば、積層パッケージング材料はバルク層を備えており、バルク層は、さらなる方法ステップにおいて、パッケージング材料からパッケージング容器を製造する間の積層パッケージング材料の折り曲げを容易にするために弱化された折れ線が設けられ、視認可能かつ／または触覚で感知可能なインプリントされたパターンは、基層にプリントされたプリント済み装飾パターンと同様に弱化された折れ線と一致するように整列される。

さらなる実施形態において、最外透明ポリマー層は、その大部分において、低密度ポリエチレン(LDPE)または線状低密度ポリエチレン(LLDPE)もしくはそれらポリマーの混合物を含む。これらポリマーは今日の液体ボール紙パッケージングにおける最外ポリマー層に関して最も一般的に使用される。なお他のポリエチレンなどのポリオレフィンまたは任意のコポリマーあるいはさまざまなオレフィンおよびポリオレフィンを組み合わせた混合物を代替的に利用可能である。

一実施形態によれば、インプリント工程は、DSC法で測定された場合に、インプリントされる透明最外層のポリマーの融点より低い温度で、好ましくはポリマーの融点よりも大幅に低い温度で、実施される。特定の実施形態によれば、インプリント工程またはエンボス工程は、低密度ポリエチレン(LDPE)または線状低密度ポリエチレン(LLDPE)であるポリマーの、９０セルシウス度より低い温度で実施される。

一実施形態によれば、インプリント工程は、ポリマーのビカット軟化温度よりも低い温度で、例えば室温つまり２３セルシウス度と透明最外層のポリマーのビカット軟化温度との間の温度で、実施される。ビカット軟化点またはビカット硬化は、プラスチックおよびポリマーなどの明確な融点を持たない材料に関する軟化点の決定である。これは、１ｍｍ^２の円形または正方形の断面を有する端部が平らな針によって試料が１ｍｍの深さまで貫通される温度とされる。ビカット試験Ａでは１０Ｎの負荷が使用される。ビカット試験Ｂでは５０Ｎの負荷が使用される。ビカット軟化点を決定する基準にはASTM D 1525およびISO 306が含まれ、これらはほぼ同等である。ビカット軟化温度を用いて、異なる材料の熱軟化特性を比較することができる。

ある程度の加熱は有利となり得かつより効率的なインプリント方法をもたらすが、積層材料を冷却して処理後にリール上に保管することができるように、ポリマーの温度をできるだけ低く保つことが重要である。インプリントされたポリマー表面がインプリントローラのマントルまたはスリーブの表面に粘着しないように、サーモプラスチックポリマーが加熱の際にネバネバしたり粘着性が増加することは可能な限り避ける必要があることが判明している。したがって、ポリマーの軟化温度に近すぎないようにまたはポリマーの軟化温度付近の温度で動作させることは望ましくなく、最適な結果のためにできるだけ冷たい状態で作動させることが望ましい。インプリントされるポリマー表面の加熱は、ニップに入る前に表面を予熱することによって、またはニップにインプリントされている間に実施されてもよい。

一実施形態によれば、異なる積層パッケージング材料にインプリントされるパターンの迅速な変更を可能にすることを目的として、第２のローラを形成するために、第２のローラの壁面の突起、台部分または頂部のパターンは、中実金属コアに取り付けられる材料からなる交換可能なスリーブ上に設けられる。

さらなる実施形態によれば、アンビルローラである第１のローラは、インプリントローラである第２のローラの硬度より低い表面硬度を、例えば８０から９８のショア硬度を有する。インプリントローラまたはインプリントローラのスリーブは金属から形成される。インプリントローラまたはスリーブに適切した金属材料は、鋼またはクロムまたはニッケルベースの合金の中に見出され、通常は同様の工具製造において使用される。インプリントニップにおける２つのローラー間の硬さの相対的な差は、インプリントの深さの制御および調整に有益な影響を与え、同時にインプリントされた高品質の視認可能かつ／または触覚で感知可能な効果が得られる。

第１のローラと第２のローラとの間のニップ圧力は相対的に高い、つまり、所望の表面効果、表面積および／またはインプリントの深さに応じて、１０から１００Ｎ／ｍｍまで、例えば４０から１００Ｎ／ｍｍまで、例えば５０から９０Ｎ／ｍｍまで変化する直線荷重で、積層ローラニップにおけるニップ圧力よりはるかに高くなる。

最外透明ポリマー層に視認可能かつ／または触覚で感知可能な効果を示すインプリントされた積層パッケージング材料は、搬送における取扱いおよび充填機械での操作におけるその後の取扱いに耐え得ることが判明している。特に、高温の液体による滅菌に耐え、視認可能かつ／または触覚で感知可能な効果を著しく損なうことがないことが証明されている。

一方で、インプリントされた第１の最外層を、積層パッケージング材料への圧力を伴うさらなる操作に曝露しないこと、すなわち視認可能かつ／または触覚で感知可能なパターンを最外ポリマー層にインプリントする工程の後のさらなる積層工程を避けることが非常に重要となる。さらなる積層圧力は、インプリントされた表面のテクスチャおよび深さ／高さを平坦化し、それによって、視認可能かつ／または触覚で感知可能な効果を損なうかまたは減少させる。

それゆえ本発明の一部を、バルク層が紙、厚紙またはボール紙からなる層である方法が形成する。

さらに本発明の一部は、インプリントの深さが１００μｍ未満である方法である。

さらに、最外透明ポリマーが基層に溶融押出成形コーティングによって付与される方法も本発明の一部である。

パッケージング積層体の最外透明ポリマー層を形成するために押出成形コーティングに適したサーモプラスチックポリマーは、ヒートシールにも適している。特に、最外サーモプラスチックポリマー層は、それ自体に対してヒートシール可能でありかつ積層材料の反対側の外側サーモプラスチックポリマー層に対してヒートシール可能でなければならない。これは、液体食品パッケージの高速成形、充填およびシーリングのためのパッケージング機械において、良好に機能するパッケージング工程にとって重要な特性および特徴である。用語「ヒートシール可能」は、サーモプラスチックポリマーが迅速に溶融結合すること、つまりポリマー材料を劣化させないかまたはポリマーに悪影響を及ぼさない温度で分離不能な溶融連結部が形成され、続いて再び急速に冷却され、シールされた連結部を永続的に強固に固定するように、接触して加熱されたポリマー表面にわたってポリマーの絡合を生じさせることができることを意味する。

一実施形態によれば、積層パッケージング材料のウェブを、オーバーラップ連結部で互いに結合されるウェブの長手方向縁部の両方によって、チューブとなるように再形成し、かつ内側および外側のヒートシール可能なサーモプラスチックポリマー層をともに溶融する場合、最内層（すなわち、パッケージング積層体の反対側の最外サーモプラスチック層）に対する最外層のそうしたシーリングは、上述のようになされる。第２の態様によれば、透明ポリマーの第１の最外層に、視認可能かまたは触覚で感知可能なパターンまたはそれらの組み合わせを示す積層パッケージング材料が提供され、かつ積層パッケージング材料は、基層と、第１の態様に基づく方法によって製造された基層と、第１の最外層とは反対側の基層の他側に配置されたヒートシール可能なポリマーの第２の最外層とをさらに含む。

第３の態様によれば、第２の態様の積層パッケージング材料から製造された付加された装飾効果を有するパッケージング容器が提供される。

さらに有利かつ有益な特色を有する特徴は、添付の図面を参照した以下の詳細な説明から明らかとなろう。

本明細書に開示される態様に基づく積層パッケージ材料の断面図である。 本明細書に開示される態様に基づく積層パッケージ材料の断面図である。 本明細書に開示される態様に基づく積層パッケージ材料の断面図である。 図１ａおよび図１ｂの積層パッケージ材料へ転換するための製造ラインの概略図である。 図１ａおよび図１ｂの積層パッケージ材料へ転換するための製造ラインの概略図である。 連続的な形成、充填およびシーリング工程においてパッケージング容器がどのようにして積層パッケージング材料から製造され得るかを表す原理を示す図である。 本明細書に開示される実施形態に基づく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の例を示す図である。 本明細書に開示される実施形態に基づく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の例を示す図である。 本明細書に開示される実施形態に基づく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の例を示す図である。 本明細書に開示される実施形態に基づく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の例を示す図である。 立体的なあるいは視認可能なキャラクターやその両方の組み合わせである表面効果が最も外側の透明ポリマー層にさらに付与された、プリント付き積層パッケージング材料の改良された装飾された外観の例を示す図である。 第２のインプリントローラまたはエンボスローラのマントル表面を構成する突出部や台部分または頂部のパターンを有するスリーブを示し、かつどのようにスリーブが第２のローラの金属コアに取り付けられるかを示す図である。

スリーブのパターンは、積層パッケージング材料の最も外側のポリマー表面にプリントされる。

従来のタイプのものではあるが本発明に方法によって大きく変更されて外観が改良された積層パッケージング材料の一例が、図１ａに図示される。パッケージング積層体１０ａは、紙または厚紙１１からなるバルク層つまりコア層を有する。バルク層は、代替的にセルロースまたは他のポリマーから形成される別の軽量材料から形成されてもよい。バルク層は、一般的に溶融押出ラミネーションを用いて付与される中間サーモプラスチックポリマー結合層１２によって、バリア層１３（従来ではアルミニウムホイル）に対して積層される。あるいは結合層１２は、ウェットコーティングおよび乾燥によってもしくは硬化可能な接着剤を用いた乾燥ラミネーションによって構成されてもよい。積層材料から形成されるパッケージの内側に向かう側において、バリア層１３の内側には、熱可塑性の、ヒートシール可能でありかつ軽量なポリマー１４が、単層としてまたは異なるオレフィン単量体由来のポリマー（図示せず）からなる３つの層からなる共押出された多層（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ）のいずれかとして、設けられる一般的に、アルミニウムホイルに隣接する層は、例えばエチレンアクリル酸コポリマー（ＥＡＡ）、あるいはMAH-PEまたはMAHA-PPタイポリマー(tie polymer)などの無水マレイン酸変性ポリエチレンまたはポリプロピレンなどの無水マレイン酸変性ポリオレフィンである。厚紙１１の外側には、好ましくはフレキソ印刷インクまたはプリント方法によって、インク装飾がプリントされる。ほとんどの場合にプリントされた装飾を湿潤状態やすり減りあるいはパッケージの処理または搬送時の摩耗から保護することが所望されかつ必要とされるため、プリントされた装飾は、その外側において、ポリマーからなる透明な保護層１６でさらにコーティングされる。最も都合がよいことに、特に液体パッケージの場合、折り曲げ形成工程において最内層１４と最外層１６を、充填されかつシールされたパッケージとなるように、互いに熱溶着することによってパッケージ容器をシール可能にすることが所望される。なぜなら、最外ポリマー層は、内側層１４（ａ，ｂ，ｃ）のサーモプラスチックポリマーと同様にヒートシール可能でありかつ液密ポリマー層であるからである。最外透明ポリマー層１６の表面において、圧痕、溝、隆起部および突出部からなるパターン１７は、ポリマー層１６およびパッケージング積層体にプリントされた際に、視認でき、かつ任意選択的に触覚で感知できる。

従来のタイプのものであるが本発明の方法によって大きく変更されてその外観が改良された積層パッケージング材料の別の例が図１ｂに図示される。パッケージング積層体１０ｂは、図１ａに関してすでに説明された層１１，１２，１３および１４（ａ，ｂ，ｃ）に加えて、強化されかつ／または装飾されたポリマーフィルムからなるさらなる層１８を有する。層１８は、任意選択で、薄手の蒸着コートされた金属化層１９によって被覆される。金属化層は従来のものであってもよく、任意選択的にポリプロピレンまたはポリエチレンテレフタラートフィルム(OPP，BOPP，OPETまたはBOPET)などの金属化が重視されたポリマー層であってもよい。この層は、インク装飾層１５を付与するプリント工程に先行して、別の積層工程においてバルク厚紙層１１に積層される。既製のフィルムへの厚紙の積層は、低密度ポリエチレン(LDPE)などのポリエチレンなどのポリオレフィン結合層あるいは代替的にエチレン（メチル）アクリル酸コポリマー(E(M)AA)などのカルボキシル官能基を含む接着ポリマーを使用する溶融押出積層として実施される実施形態に基づいている。あるいは結合層２０は、ウェットコーティングおよび乾燥によってもしくは硬化可能な接着剤を用いた乾燥ラミネーションによって設けられてもよい。

そのため、好ましくはフレキソ印刷インクおよび印刷方法によって、既製の（任意選択的に金属化された）フィルムの外側にインク装飾１５がプリントされる。ほとんどの場合にプリントされた装飾を湿潤状態やすり減りあるいはパッケージの処理や搬送時の摩耗から保護することが所望されかつ必要とされるため、プリントされた装飾は、その外側において、ポリマーからなる透明な保護層１６でさらにコーティングされる。最も都合がよいことに、特に液体パッケージの場合、折り曲げ形成工程において最内層１４と最外層１６を、充填されシールされたパッケージとなるように、互いに熱溶着することによってパッケージ容器をシール可能にすることが所望される。なぜなら、最外ポリマー層は、内側層１４（ａ，ｂ，ｃ）のサーモプラスチックポリマーと同様にヒートシール可能かつ液密ポリマー層であるからである。最も外側の透明なポリマー層１６の表面において、圧痕、溝、隆起部および突出部からなるパターン１７は、ポリマー層１６およびパッケージング積層体にプリントされた際に、視認でき、かつ任意選択的に触覚で感知可能なことができる。

本発明によれば、すでに説明したように、結合層１２のためのポリマーは、多かれ少なかれ自由に選択でき、それゆえ特定のタイプのポリマーに限定されない。結合層１２に利用可能なポリマーの例として、低密度ポリエチレン(LDPE)のさまざまな押出積層グレードのものが挙げられる。結合層１２に利用可能なポリマーの別の例として、完成したパッケージング積層体の機械的特性を向上させるのに役立つという利点を有する線状ポリマーが挙げられる。本発明に基づく方法で使用可能な線状ポリマーの一例として、従来型の触媒いわゆるシングルサイト触媒あるいはいわゆるメタロセン触媒を含む幾何学拘束型触媒で製造される、高密度ポリエチレン(HDPE)、中密度ポリエチレン(MDPE)、線状低密度ポリエチレン(LLDPE)、超低密度ポリエチレン(VLDPE)、超低密度ポリエチレン(ULDPE)が挙げられる。いくつかの実施形態において、複数の層の組み合わせあるいは２つ以上の上述のポリマーの混合物が、層１１および層１３を互いに結合するのに効果的となることがある。

（バリア層に隣接する）層１４ａに有用な接着剤の例として、例えばエチレン−アクリル酸コポリマー(EAA)およびエチレン−メタクリル酸コポリマー(EMAA)が挙げられる。そうした接着性ポリマーは、Dow Chemical Companyから商標Primacorで市販されている。別のそうした接着剤は商標NucrelでDuPontから入手できる。さらなる例は商標EscorでExxonMobil Chemicalsから入手できる。

本発明のいくつかの態様に適切な結合していない活性カルボン酸基を有する接着性ポリマーの別の例として、無水マレイン酸官能化ポリオレフィン、特に結合されていないカルボキシル酸官能基を有する代替的なポリオレフィン由来のポリマーを提供する無水マレイン酸官能化ポリエチレンが挙げられる。

ガスバリア特性を有しかつ一実施形態に基づく方法においてパッケージング材料における層１３として利用可能な代替的な材料は、有機材料および有機性および無機物性の両方のものであってもよい。有機材料の一例として、エチレンビニルアルコール(EVOH)およびさまざまなタイプのポリアミド(PA)のコポリマーが挙げられる。無機材料の一例として、アルミニウムホイル、または蒸着または真空金属化されたアルミニウムまたは例えば酸化アルミニウムまたは酸化ケイ素(SiOx)などの金属コーティングをその片面あるいは両面に有するポリマーフィルムが挙げられる。アルミニウムホイルは、気体に対して良好なバリア特性を有することに加えて、パッケージング材料を、迅速で簡単で効果的なヒートシーリング技術であるいわゆる誘導シーリングによってシールできるようにするため、使用が好まれる。

本発明の材料および方法の実施形態に基づく液密タイプのヒートシール可能な外側層１４および１６に利用可能なポリマーの例として、低密度ポリエチレン(LDPE)、線状低密度ポリエチレン(LLDPE)、高密度ポリエチレン(HDPE)またはポリプロピレンなどのポリオレフィン、およびオレフィンモノマー由来のコポリマーやそうしたポリマーを２つ以上混合したものが挙げられる。

図１ｃには、最外透明ポリマー層１６の表面における表面パターン１７の原理および拡大図を図示する。図示されるように、表面パターンは、材料表面において深さが変化するインプリントまたは圧痕あるいは溝を備えており、これらインプリントまたは圧痕あるいは溝の深さは決してバルク層１１をすべて貫通しない、言い換えるとバルク層１１の他方の面または内側層１２，１３および１４の表面構造または表面の滑らかさに悪影響を及ぼすリスクを持たない。図示されるように、いくつかの圧痕は、図１ｃにおいてＸを用いて示されるようにポリマー層１６，または１６，２０，１９，１８，にのみ作用する。一方で他の圧痕は、バルク層の表面に到達するかあるいはさらにバルク層の中間部分まで到達する。第１のインプリント圧痕は主に視認できるか光回折効果をもたらす。上述の他の圧痕は、パッケージング積層体表面に触覚で感知可能な効果をもたらす。図１ｃから明らかなように、ポリマー層Ｘは、インプリント工程で破損されたり裂けたりすることなく、単純にインプリント圧痕に追従しており、依然として、積層された材料から形成されたパッケージの外側において染色や湿潤状態からバルク層１１を保護する。

本発明によって、図１ａにおいてパッケージング積層体１０ａは、図２に概略的に図示される様式で製造できる。紙または厚紙からなるウェブ２００ａは、保管リール２００から巻き出され、プリントステーションにおいて、好ましくは最小でもCMYKの４色を用いたフレキソ印刷技術によってインク装飾をプリントされ、プリントされた装飾インク層が形成される。プリント工程の後、プリントされた厚紙２００ｂは通常は、積層工程へ移動される前に、中間保管用のリール（図示せず）に巻き取られる。プリントされた厚紙２００ｂに積層させるために、アルミニウムなどの気体（特に酸素）に対するバリア特性を有する材料からなる対応するウェブ２０３が、保管リール２０２から巻き出される。２つのウェブ２００ｂおよび２０３が、２つの隣接する回転シリンダ２０４および２０５の間のニップを通ってともに案内され、同時にこれらウェブの間に積層材料２０６が、互いに対してこれらウェブを積層するように付与され、耐久性のある積層ウェブ２０８が形成される。積層材料２０６は、ニップ上に配置された押出成形機を用いた溶融押出によって付与される。

積層ウェブ２０８は、続いてガイドローラ２０９および２１０を経て、２つのさらに隣接する回転シリンダ２１１および２１２の間のニップへ向けて方向転換され、該ニップを通過する。同時に、ウェブ２０８の一方の表面には、押出コーティングされるポリマーからなる液密性を有しかつヒートシール可能な第２の最外コーティング２１３が設けられる。この最外ポリマー層は、後で、積層材料から製造されるパッケージング容器の内側を形成する。別の２つの隣接する回転シリンダ２１７および２１８の間にある後続のニップにおいて、ウェブ２０８の外面に、押出成形されたポリマーからなる第１の最外透明コーティング２１４が設けられる。これら２つの押出成形コーティングステップは逆の順番でも、全体的にあるいは部分的にでも実施できる。

図示される例においては、最外液密コーティング２１３は、押出成形機２１５を使用した押出成形によってウェブの一方の表面に付与され、かつ最外透明ポリマーコーティング２１４は、ウェブ２０８の付近に配置される対応する押出成形機２１６を用いる押出成形によってウェブ２０８の他方の表面に付与される。

最終工程２３０において、このような積層パッケージング材料のウェブが、２つの互いに対向する回転ローラ２３１および２３２の間のニップを通って前方に送られ、前記ニップは、アンビルローラとして機能する第１のローラ２３２と、選択された領域に溝または凹部が設けられたマントル表面を有するとともに、別の選択された領域に突出部、台部分または頂部を有する第２のインパクトローラ２３１とから構成され、これらローラは、パッケージング材料の最外透明ポリマーにおける視認可能なあるいは触覚で感知可能なパターンに対応する所定のパターンをともに形成する。ローラニップ２３０に圧力が付与された際に積層パッケージング材料がウェブまたはシートとなるようにニップを通る場合、第２のローラのマントル表面のパターンが最外透明ポリマー層にインプリントされる。

このようにコーティングされたウェブへの切断やスリット形成などのさらなる機械的な工程または機械加工工程に追従して、前方への搬送のために、かつ以下で説明されるようなミルク、ジュース、ワインおよび食用油などの酸素感受性を有する液状の食品のための寸法が安定したパッケージング容器となるようにウェブを形成するさらなる処理のために、積層かれかつ強化されたパッケージング材料は最終的に保管リール２１９に巻き取られる。

図２ｂには、代替的な積層パッケージング材料を製造し得る、図２ａに図示される製造方法とは主に異なる部分を概略的に示す。代替的な積層パッケージング材料は、パッケージング材料の外面において、つまり図１ｂに図示されるようにパッケージの外側を形成するよう意図された側において視認可能な外観を向上させるために装飾を有するように製造されたフィルムを備える。

一番最初のステップにおいて、紙または厚紙からなるウェブ２００ａが、保管リール２００から巻き出され、既製されたポリマーフィルムであるさらなる材料ウェブ２２０ａが別の保管リール２２０から巻き出される。２つの材料ウェブ２００ａおよび２２０ａは、互いとともに移動され、２つの隣接する回転シリンダ２２３および２２４の間におけるニップを通してともにガイドされると同時に、積層材料２２１がこれらウェブの間において互いに積層されるように付与され、積層ウェブ２２５を形成する。積層材料２２１は、ニップの上に配置される押出成形機２２２を用いた溶融押出成形によって付与され、かつ例えばポリエチレンなどのポリオレフィン材料でまたはエチレンアクリル酸コポリマーなどの官能基化オレフィンコポリマーあってもよい。ポリマー結合材料を官能基化オレフィンコポリマーとして選択する場合、結合層の層厚さを著しく薄くしてもよい。積層ウェブ２２５は、プリントステーション２０１へさらに導かれ、ここでウェブ２２５には、好ましくは最小でもCMYKの４色を用いたフレキソ印刷技術によってインク装飾がプリントされ、プリントされた装飾インク層が形成される。プリント工程の後、プリントされた厚紙２２６が、積層工程へ移動される前に、中間保管のためのリール（図示せず）に巻き取られる。プリント工程の後の後続の積層工程は、図２ａにおける積層ニップ２０４〜２０５へ向かうウェブの方向における破線の後と本質的に同じでありそこに続いている。この場合においても、２つの層２１３および２１４の押出成形コーティングの２つのステップは、シリンダ２０４および２０５の間のニップにおける積層ステップ前では、全体的にあるいは部分的に、逆の順番で実施されてもよい。

最終工程２３０において、このような積層パッケージング材料のウェブは、２つの互いに対向する別の回転ローラ２３１および２３２の間におけるニップを通って前方に送られる。このニップは、アンビルローラとして機能する第１のローラ２３２と、選択された領域に溝または凹部が設けられたマントル表面を有するとともに、別の選択された領域に突出部、台部分または頂部を有する第２のインパクトローラ２３１とから構成され、これらローラは、パッケージング材料の最外透明ポリマーにおける視認可能なあるいは触覚で感知可能なパターンに対応する所定のパターンをともに形成する。ローラニップ２３０に圧力が付与された際に積層パッケージング材料がウェブまたはシートとなるようにニップを通る場合に、第２のローラのマントル表面のパターンが最外透明ポリマー層にインプリントされる。図２ａおよび図２ｂから明らかなように、インプリントローラまたはエンボスローラ２３１は、積層パッケージング材料のうち、材料から製造されたパッケージの外面を形成するよう意図された側に作用し、かつ積層ラインの組立時の環境に応じて上方または下方から作用してもよい。

このようにコーティングされたウェブへの切断やスリット形成などのさらなる機械的な工程または機械加工工程に続いて、前方への搬送のために、かつ以下で説明されるようなミルク、ジュース、ワインおよび食用油などの酸素感受性を有する液状の食品のための寸法が安定したパッケージング容器となるようにウェブを形成するさらなる処理のために、積層されかつ強化されたパッケージング材料は最終的に保管リール２１９に巻き取られる。

図１においてパッケージング積層体１０のウェブから、例えば、上述したように、ミルク、ジュース、ワインおよび食用油などの酸素感受性を有する液状食品のための使い捨てタイプの寸法が安定したパッケージング容器を製造することができる。そうしたパッケージング容器は、今日では、完成したパッケージが形状付けられ充填されかつシールされる現代的なタイプの機械を用いて製造される。

図１におけるパッケージング積層体１０から形成されるパッケージング容器を形状付けられ充填されかつシールできる可能な方法の１つの例が図３に図示される。いわゆるシングルユースパッケージがこの方法を用いてウェブから製造され、殺菌され、続いてチューブ３１となるように形状付けられる。このとき、ウェブの長手方向縁部３２，３２ａが、プラスチック層１４および１５の互いに面する表面をともに溶融させることによって、オーバーラップ継ぎ目３３において互いに結合される。チューブは、意図された液状の食品または半液状の食品で充填３４され、チューブが製造される高さより下方において、チューブの長手方向３５に対して交差する方向にチューブを繰り返し加圧してヒートシールすることによって、隣接するまくら形状パッケージングユニット３６となるように分割される。パッケージングユニット３６は、互いから分離され、通常は少なくとも１つのさらなる折り曲げおよびヒートシーリングステップを用いて直方体形状または平行六面体形状となるように用意された折り線に沿って折り曲げ形成することによって、最終的に所望の形状を付与される。

このタイプのシングルユースパッケージの公知の例として、図４ａに図示されるTetra Brik Aseptic（登録商標）の名前で市販されているパッケージが挙げられる。パッケージング容器は、とりわけ飲料、ソース、スープなどに適している。一般的にそうしたパッケージは、約１００から１０００ｍｌの容量を有する。パッケージは任意の構造のものでもよいが、長手方向および横方向シール５１ａおよび５２ａをそれぞれ有しかつ任意選択で開口デバイス５３を有する平行六面体形状のものが好ましい。図示されない別の実施形態では、パッケージング容器はくさびのように形状付けられてもよい。そうした「くさび形状」を得るために、底部の横方向ヒートシールが、パッケージの底部に接するように折り曲げられてシールされる三角形の角フラップの下に隠されるように、パッケージの底部のみが折り曲げられて形成されてもよい。上部の横方向シールは折り曲げられないままである。この方法では、食品保管庫の棚やテーブルなどに置かれた場合、半分に折り曲げられたパッケージング容器は依然として取扱いが容易であり、寸法も安定している。そうしたパッケージング容器４０ａには、さらに適切な開口構造４３、例えば開封された場合にパッケージング材料を貫通して取り外されるとともにパッケージされた製品から中身を出すことができるようにするスクリューキャップを設けることができる。この目的のために、積層されたパッケージング積層体は、ポリマーと積層体のバリア層との間に積層された厚紙層に穿孔を有することができる。代替的に、充填工程前に積層パッケージング材料にホールが穴あけされてもよく、その後、このホールにはパッケージング材料の両面においてテープまたはプルタブが設けられる。パッケージング容器が充填されかつシールされた後、ヒンジまたはスクリューキャップの形態の開口構造を、被覆されたホールの上部に付与できる。あるいは、開口構造は、充填工程中に直接穴あけされたホール上に成形されて付与される。パッケージング容器に、開口デバイスを設けることは必須ではなく、そうしたパッケージング容器は、引き裂き用のミシン目を用いてあるいは切断によって引き裂いて開封可能である。

代替的に、パッケージング容器は上述のように製造することができるが、その最終形状として、パッケージング容器が互いから分離された直後に得られるまくら形状を維持することができ、その場合、折り曲げによってさらに形状付けられない。そうしたパッケージは一般的により薄手の厚紙材料を用いて製造され、そのためポリマー層の積層に対するとともに機械的強度特性（特に弾性特性）に対するパッケージング材料の品質および接着性について大きな需要を伴う。そうしたパッケージの例が図４ｂに図示される。これは、一般的には、直方体またはくさび形状のパッケージング容器を形成するのに寸法が十分に安定しておらず、横方向シーリング５２の後に折り曲げて形成されない。そのため、まくら形状のパウチ状容器のまま、この形状で分配されて市販される。

例えばジュースなどの酸素感受性を有する液状食品のためのパッケージング容器は、図１ａにおけるパッケージング積層体１０ａまたは図１ｂにおけるパッケージング積層体１０ｂのシート状のブランクからまたは既製のブランクから製造できる。平坦に折りたたまれたパッケージング積層体１０ａの筒状のブランクから、パッケージは、開放された筒状容器カプセルを形成するように、まずブランクを組み立てることによって製造される。その開放端部は一体的な端部パネルを折り曲げてヒートシールすることによって閉じられる。このように閉じられた容器カプセルは、その開口端部を介して、ジュースなどの意図された食品で充填される。その後、開口端部は、対応する一体的な端部パネルをさらに折り曲げてヒートシールすることによって閉じられる。シート状の筒状ブランクから製造されるパッケージング容器の一例が、図４ｃに図示されており、いわゆるゲーブルトップパッケージ４０ｃと称される。プラスチックから形成される成形トップおよび／またはスクリューキャップ開口デバイスを有するこのタイプのパッケージもある。

ボトルタイプのパッケージのさらなる例が図４ｄに図示されている。このパッケージは、さらに成形トップを開口デバイス４５に連結する折りたたみスリーブ４４となるように、パッケージング材料のブランクから形成される。ボトル状のこのタイプのパッケージは滅菌されてもよく、あるいは滅菌されなくてもよい。そうした滅菌ボトルの商業例が、Tetra Evero（登録商標）Asepticの名前で市販されている。

図５には、プリントされかつ積層パッケージング材料のシートの改良された装飾外観の例が図示される。シートには、最外透明ポリマー層に、触覚で感知可能な特徴か視認可能な特徴もしくはその両方の特徴である表面効果がさらに提供される。ロゴマークおよび言葉、文章または名前のカラープリントが厚紙にプリントされた領域５６は、ロゴや名前が明瞭に輝いてより良くなるように、最外上ポリマー層における光沢や艶の増大によってさらに改良される。装飾されたカラープリントの他の部分５７の特徴は、触覚で感知可能な表面テクスチャや、艶のある効果またはマットな質感の効果、光沢のあるホログラム状の特徴部などによる外側ポリマー層における表面効果によって向上される。改良された表面効果は、以下に説明されるようなフレキシビリティを有しかつ経済的な方法で、個々のカラープリントおよびすべてのプリントデザインに対してかつパッケージのサイズおよび形状のそれぞれずべてに対して、それぞれ適したものであってもよくかつそれらに整列されてもよい。

図６において、突出部、平坦部または頂部６２を有するスリーブ６１が、スリーブがインプリントローラまたはエンボスローラ６０の金属コア６３に取り付けられた場合に、どのようにインプリントローラまたはエンボスローラ６０のマントル表面を構成するかが示される。パターンは、加圧の影響下で、場合によってはインプリントされるべきポリマー層および／またはマントル表面の加熱の影響下で、積層パッケージング材料の最外透明ポリマー表面にインプリントされる。インプリントローラのマントル表面は、スチールまたはクロム合金もしくはニッケル合金などの硬質金属材料から形成されてもよく、所望の突出部、頂部および台部分を示すように彫り込まれている。相手側ローラつまりアンビルローラは、最も有利なことに、積層パッケージング材料のポリマー層の制御されかつ規定の深さでインプリントパターンの形成を目的として、より弾性のあるマントルまたはマントル表面を有する。

そのためインプリントローラの硬質金属の表面は、適切かつ最適化された圧力およびインプリント状態を実現するために相対的に硬質であるが弾性のあるポリマーまたはゴム材料から形成されるアンビルローラの助けによって、積層パッケージング材料に作用するようもたらされる。これは、特にポリマーの薄手の最外層同士の間においてバルク層を有する積層パッケージング材料に、より詳細には厚紙ベースの積層パッケージング材料にとって重要となる。より薄手の紙からなるバルク層つまり厚紙ベースの材料は、相対的に高速でかつ室温程度の低温のポリマーで明瞭なインプリントを最外サーモプラスチックポリマー層に形成し得るように、インプリントプロセスに寄与する。

交換可能なインプリントローラスリーブのシステムを用いることで、インプリンティング装置に必要な出資金が少なくても、積層後のインプリント工程を維持でき、かつ１つのパッケージの装飾から別のパッケージの装飾へパターン化された装飾の間を切り替える際に、製造ラインおよび製造工程を長期間停止させる必要がなくなる。相対的に高速のライン速度は例えば１００ｍ／分以上、少なくとも２００ｍ／分以上であるため、このシステムは全体的にかなり効率的でありかつ経済的である。

結論として、特に添付の図面を参照して上述のよう説明された本発明は、単なる例示として説明されかつ図示された実施形態に制限されず、特許請求の範囲に記載される本発明の趣旨から逸脱せずに変更および修正を実施できることは当業者には明らかであろう。

本発明の方法によって、改良された装飾効果を有する積層パッケージング材料は、消費者および小売業者にとって新しい外観あるいは差別化された外観を有するパッケージング容器を比較的低コストで製造するために、プリントされた装飾および弱化ラインの付加的なパターンと同様にさまざまなパッケージの形状およびサイズに関して、パッケージング容器のその後の使用について個々に適するように製造できる。

１０ パッケージング積層体
１１ 基層、バルク層
１２ 結合層
１３ バリア層
１４ 最内層
１５ 装飾
１６ 最外透明ポリマー層
１７ 表面パターン
１８ 既製フィルム
１９ 金属化層
２０ 結合層
３１ チューブ
３２ ウェブの長手方向縁部
３３ オーバーラップ継ぎ目
３４ 半液状の食品で充填
３５ 横方向シール
３６ パッケージングユニット
４０ パッケージング容器
４３ 開口構造
４４ スリーブ
５１ａ 長手方向シール
５２ａ 横方向シール
６０ エンボスローラ
６１ スリーブ
６２ 頂部
６３ 金属コア
２００ａ 材料ウェブ
２００ 保管リール
２００ｂ ウェブ
２０１ プリントステーション
２０２ 保管リール
２０３ ウェブ
２０４，２０５ 回転シリンダ
２０６ 積層材料
２０９，２１０ ガイドローラ
２１１，２１２ 回転シリンダ
２１３ 最外コーティング
２１４ 最外透明ポリマーコーティング
２１５，２１６ 押出成形機
２１７，２１８ 回転シリンダ
２１９，２２０ 保管リール
２２１ 積層材料
２２２ 押出成形機
２２３，２２４ 回転シリンダ
２２５ 積層ウェブ
２２６ 厚紙
２３１，２３２ 回転ローラ

Claims (22)

1. 積層されかつ装飾されたパッケージング材料（１０ａ；１０ｂ）を製造するための方法であって、
   前記パッケージング材料（１０ａ；１０ｂ）は、積層パッケージング材料から形成されるパッケージの外面へ向けて配向される第１の最外透明ポリマー層（１６）と、基層（１１）と、第１の最外層とは反対側の前記基層の他方の面に配置されるヒートシール可能なポリマーからなる第２の最外層（１４（ａ，ｂ，ｃ））と、を備え、
   前記積層パッケージング材料は、前記第１の最外透明ポリマー層（１６）において、視認可能なまたは触覚で感知可能なパターン（１７）もしくはその組み合わせを示し、
   前記方法は、
   ａ 積層パッケージング材料のウェブを形成するために別々の材料層を積層するステップであって、
   ｉ 前記基層（１１；１８，１９，２０，１１）と、透明ポリマーからなる前記第１の最外層（１６）とを、互いに隣接しかつ接触するように、積層するステップと、
   ｉｉ ステップｉの前あるいは後に、前記基層と、ヒートシール可能なポリマーからなる前記第２の最外層（１４（ａ，ｂ，ｃ））とを、互いに対して積層されるように配置するステップと、
   を含む、ステップと、
   ｂ ２つの互いに対向する回転ローラの間のニップ（２３０）を通過するように、前記積層パッケージング材料のウェブを前進させるステップであって、前記ニップは、アンビルローラとして機能する第１のローラ（２３２）と、選択された領域に突出部、台部分または頂部が設けられたマントル表面を有する第２のインプリントローラ（２３１）と、からなり、前記突出部、台部分または頂部はともに、前記パッケージング材料における前記視認可能なまたは触覚で感知可能なパターンに対応するパターンを形成する、ステップと、
   ｃ ローラのニップに対して圧力を付与することによって、前記積層パッケージング材料がウェブまたはシートとして前記ニップ（２３０）を通過する際に、前記第２のインプリントローラ（３２１）の前記マントル表面の前記パターンを、最外透明ポリマー層（１６）と前記積層パッケージング材料とに、インプリントするステップと、を含み、
   前記基層は、セルロース由来の繊維紙、板紙または厚紙からなるバルク層（１１）であり、
   前記インプリントの深さは、最外透明層（１６；１６，１８，１９，２０）の深さを越えて、前記基層へ到達できるが、前記基層の内側に配置されるバリア層（１３）に到達する手前で止まることを特徴とする方法。
2. 前記基層（１１）およびヒートシール可能なポリマーからなる前記第２の最外層（１４（ａ，ｂ，ｃ））は、前記基層上への前記ヒートシール可能なポリマーの押出成形コーティングによって、互いに対して積層されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 請求項１または請求項２に記載される、積層されかつ装飾されたパッケージング材料（１０ａ；１０ｂ）を製造するための方法であって、
   前記パッケージング材料は、前記積層パッケージング材料から形成されるパッケージの外面へ向けて配向される第１の最外透明ポリマー層（１６）と、基層（１１）と、前記第１の最外層とは反対側の前記基層の他方の面に配置されるヒートシール可能なポリマーからなる第２の最外層（１４（ａ，ｂ，ｃ））と、を備え、
   前記方法は、
   ｂ ２つの互いに対向する回転ローラの間のニップ（２３０）を通過するように、前記積層パッケージング材料のウェブを前進させるステップであって、前記ニップは、アンビルローラとして機能する第１のローラ（２３２）と、選択された領域に突出部、台部分または頂部が設けられたマントル表面を有する第２のインプリントローラ（２３１）と、からなり、前記突出部、台部分または頂部はともに前記パッケージング材料における前記視認可能なまたは触覚で感知可能なパターンに対応するパターンを形成する、ステップと、
   ｃ 前記ローラのニップに対して圧力を付与することによって、前記積層パッケージング材料がウェブまたはシートとして前記ニップ（２３０）を通過する際に、前記第２のインプリントローラ（３２１）の前記マントル表面の前記パターンを、前記最外透明ポリマー層（１６）と前記積層パッケージング材料とに、インプリントするステップであって、前記積層されかつ装飾されたパッケージング材料が、前記第１の最外透明ポリマー層（１６）において、視認可能なまたは触覚で感知可能なパターン（１７）もしくはその組み合わせを示す、ステップと、を含むことを特徴とする方法。
4. ステップａは、第１の位置で実施されるかあるいはすでに実施され、
   ステップｂおよびステップｃは、第２の位置で実施され、
   前記積層パッケージング材料は、ステップｄにおいて、ステップａとステップｂとの間において、あるいはステップｂの前に、中間保管または搬送のためにリールに巻き取られることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記第１の最外透明ポリマー層（１６）の薄さは、１０から２０μｍ、又は８から３０μｍであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記積層パッケージング材料から製造されたパッケージの外側から視認可能な装飾のために、別々の材料層をともに積層するステップの前に、前記基層（１１；１８，１９，２０，１１）に、前記最外透明ポリマー層（１６）の内側に配置されかつ前記最外透明ポリマー層（１６）に近接して配置される装飾パターン（１５）をプリントするステップをさらに備えていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記積層パッケージング材料における視認可能かつ／または触覚で感知可能な効果によって、装飾デザイン全体に対して、付加された寸法を提供するために、インプリントされる視認可能かつ／または触覚で感知可能なパターン（１７）は、すでに付与されたプリント済みの装飾パターン（１５）と一致するように整列されて付与されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 前記インプリントされる視認可能かつ／または触覚で感知可能なパターン（１７）は、プリントされた異なるカラー同士の間で、前記プリント済みの装飾パターン内のアライメントと同じオーダーの正確さで、つまり±１ｍｍから±０．１ｍｍの制御された正確さで、前記すでに付与されたプリント済みの装飾パターン（１５）と一致するように整列されて付与されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. 前記基層は、セルロース繊維、ポリマーを含むバルク層（１１）に対して積層される既製のフィルム（１８）であることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記既製のフィルム（１８）は、金属化（１９）された既製のフィルムであることを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. 前記積層パッケージング材料は、前記基層および第２の最外ヒートシールポリマー層の間において、前記バリア層（１３）を備える請求項１から請求項１０のいずれか一項に方法。
12. 前記バリア層は、アルミニウムホイル層であり、アルミニウムホイルの厚さは、５〜７μｍ、又は５〜１０μｍであることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
13. 前記インプリントの深さと、外側のインプリントされた層（Ｘ）（１６；１６，１８，１９，２０）およびバルク層（１１）の厚さ（Ｙ）全体との比率は、０．２０より小さい、又は０．２５より小さい、又は０．３０より小さいことを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の方法。
14. 前記バルク層（１１）は、５００ｋｇ／ｍ^３より大きい、又は４００ｋｇ／ｍ^３より大きい、又は３００ｋｇ／ｍ^３(ISO534)より大きい密度を有する厚紙であることを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の方法。
15. 前記バルク層（１１）は、２５０から４００μｍ、又は２００から５００μｍ、又は１５０から６６０μｍの厚さを有する厚紙であることを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の方法。
16. 前記バルク層（１１）は、８０から３００ｍＮ、又は３０から４８０ｍＮの曲げ剛性を有する厚紙であることを特徴とする請求項１から請求項１５のいずれか一項に記載の方法。
17. 前記装飾の全体のデザインに対する、加えられた寸法は、前記基層におけるプリントされた装飾（１５）と相互作用する、最外透明層（１６）およびパッケージング積層体におけるインプリントされたパターン（１７）によってもたらされる、艶のある効果、マットな質感の効果、光回折効果、ホログラフ効果、または触覚で感知可能な表面テクスチャ効果から選択された１つの効果または２つ以上の効果の組み合わせによって、提供されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
18. 最外透明ポリマー（１６）は、低密度ポリエチレン(LDPE)または線状低密度ポリエチレン(LLDPE)もしくはその混合物が大部分を占めるポリオレフィンを含む前記積層パッケージング材料（１０ａ；１０ｂ）から形成されたパッケージの効率的なシーリングに寄与するヒートシール可能なポリマーであることを特徴とする請求項１から請求項１７のいずれか一項に記載の方法。
19. 前記積層パッケージング材料は、セルロース繊維、ポリマーを含むバルク層（１１）を備えており、
    前記バルク層（１１）は、前記パッケージング材料からパッケージング容器を製造する際の前記積層パッケージング材料の折り曲げを容易にするために、別の方法ステップにおいて、弱化された折れ線を設けられており、
    前記視認可能かつ／または触覚で感知可能なインプリントされたパターン（１７）は、前記弱化された折れ線と前記基層にプリントされたプリント済みの装飾パターン（１５）とに一致するように整列されていることを特徴とする請求項１から請求項１８のいずれか一項に記載の方法。
20. ステップｃは、最外透明層（１６）のポリマーの溶融温度つまり融点よりも低い温度で実施され、前記低い温度は、前記溶融温度よりも、少なくとも２０℃低い、又は少なくとも１０℃低いことを特徴とする請求項１から請求項１９のいずれか一項に記載の方法。
21. ステップｃは、最外透明層（１６）のポリマーのビカット軟化温度よりも低い温度で、２３セルシウス度とビカット軟化温度との間の温度で、実施されることを特徴とする請求項１から請求項２０のいずれか一項に記載の方法。
22. 前記インプリントローラ（２３１）または前記インプリントローラのマントル表面は、金属から形成されており、前記アンビルローラ（２３２）は８０から９８ショア硬度の硬度を有することを特徴とする請求項１から請求項２１のいずれか一項に記載の方法。

Images