特表 2022-547713 高バリア性板紙および板紙容器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-11-15

(54)【発明の名称】高バリア性板紙および板紙容器

(51)【国際特許分類】

   B32B 29/00 20060101AFI20221108BHJP

   B32B 27/10 20060101ALI20221108BHJP

   D21H 27/30 20060101ALI20221108BHJP

   B65D 3/22 20060101ALI20221108BHJP

【ＦＩ】

B32B29/00

B32B27/10

D21H27/30 C

B65D3/22 B

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022516356

(86)(22)【出願日】2020-09-09

(85)【翻訳文提出日】2022-05-13

(86)【国際出願番号】 US2020049844

(87)【国際公開番号】W WO2021050483

(87)【国際公開日】2021-03-18

(31)【優先権主張番号】62/899,786

(32)【優先日】2019-09-13

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】504376810

【氏名又は名称】ウエストロック・エム・ダブリュー・ヴイ・エルエルシー

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】ジエビン・パン

(72)【発明者】

【氏名】ウィリアム・ステーテルマン

(72)【発明者】

【氏名】ユエ・フ

【テーマコード（参考）】

4F100

4L055

【Ｆターム（参考）】

4F100AK04C

4F100AK04E

4F100AK06A

4F100AK69D

4F100AL07C

4F100AL07G

4F100AT00

4F100BA05

4F100DG10B

4F100EC182

4F100EC18G

4F100GB15

4F100GB16

4F100JD03

4F100JD04

4L055AG59

4L055AG64

4L055AG89

4L055AJ02

4L055EA08

4L055EA12

4L055FA14

4L055GA05

(57)【要約】

高バリア性板紙が、第１の主要側および第２の主要側を有する板紙基材と、板紙基材の第１の主要側にある少なくとも１つのエチレンビニルアルコール層と、板紙基材の第１の主要側にある少なくとも１つの有核ポリエチレン層とを備える。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の主要側（１１）および第２の主要側（１２）を有する板紙基材（１０）と、
前記板紙基材（１０）の前記第１の主要側（１１）にある少なくとも１つのエチレンビニルアルコール層（２０）と、
前記板紙基材（１０）の前記第１の主要側（１１）にある少なくとも１つの有核ポリエチレン層（３０）と
を備える高バリア性板紙（１）。

【請求項2】

０％ＲＨ、２３℃、および１００％のＯ_２において２ｃｃ／ｍ^２－ｄａｙ未満のＯＴＲと、９０％ＲＨおよび３８℃において２ｇ／ｍ^２－ｄａｙ未満のＷＶＴＲとを有する、請求項１に記載の高バリア性板紙（１）。

【請求項3】

０％ＲＨ、２３℃、および１００％のＯ_２において１ｃｃ／ｍ^２－ｄａｙ未満のＯＴＲと、９０％ＲＨおよび３８℃において１ｇ／ｍ^２－ｄａｙ未満のＷＶＴＲとを有する、請求項１または２に記載の高バリア性板紙（１）。

【請求項4】

前記板紙基材（１０）が、高バリア性天然クラフトボード、固体漂白硫酸塩ボード、固体無漂白硫酸塩ボード、高バリア性再生ボード、高バリア性裏白チップボード、および折り畳み箱用板紙から選択される、請求項１から３のいずれか一項に記載の高バリア性板紙（１）。

【請求項5】

前記板紙基材（１０）のキャリパー厚さが、６ポイントから３６ポイントの範囲にある、請求項１から４のいずれか一項に記載の高バリア性板紙（１）。

【請求項6】

前記板紙基材（１０）のキャリパー厚さが、１２ポイントから２０ポイントの範囲にある、請求項１から５のいずれか一項に記載の高バリア性板紙（１）。

【請求項7】

前記板紙基材（１０）のキャリパー厚さが、１６ポイントから２０ポイントの範囲にある、請求項１から６のいずれか一項に記載の高バリア性板紙（１）。

【請求項8】

前記板紙基材（１０）の坪量が、３，０００平方フィートあたり６０～３５０ポンドの範囲にある、請求項１から７のいずれか一項に記載の高バリア性板紙（１）。

【請求項9】

前記板紙基材（１０）の坪量が、３，０００平方フィートあたり１００～１５０ポンドの範囲にある、請求項１から８のいずれか一項に記載の高バリア性板紙（１）。

【請求項10】

前記板紙基材（１０）の坪量が、３，０００平方フィートあたり１５０～１８０ポンドの範囲にある、請求項１から８のいずれか一項に記載の高バリア性板紙（１）。

【請求項11】

前記板紙基材（１０）の坪量が、３，０００平方フィートあたり１８０～２２０ポンドの範囲にある、請求項１から８のいずれか一項に記載の高バリア性板紙（１）。

【請求項12】

前記エチレンビニルアルコール層（２０）が酸素除去エチレンビニルアルコール層である、請求項１から１１のいずれか一項に記載の高バリア性板紙（１）。

【請求項13】

前記エチレンビニルアルコール層（２０）の平均厚さが、０．０１ミルから５ミルの範囲にある、請求項１から１２のいずれか一項に記載の高バリア性板紙（１）。

【請求項14】

前記エチレンビニルアルコール層（２０）の平均厚さが、０．１ミルから１ミルの範囲にある、請求項１から１３のいずれか一項に記載の高バリア性板紙（１）。

【請求項15】

前記エチレンビニルアルコール層（２０）の平均厚さが、０．２ミルから０．５ミルの範囲にある、請求項１から１４のいずれか一項に記載の高バリア性板紙（１）。

【請求項16】

前記有核ポリエチレン層（３０）が有核高密度ポリエチレン層である、請求項１から１５のいずれか一項に記載の高バリア性板紙（１）。

【請求項17】

前記有核ポリエチレン層（３０）の平均厚さが、０．０１ミルから１０ミルの範囲にある、請求項１から１６のいずれか一項に記載の高バリア性板紙（１）。

【請求項18】

前記有核ポリエチレン層（３０）の平均厚さが、０．１ミルから１ミルの範囲にある、請求項１から１７のいずれか一項に記載の高バリア性板紙（１）。

【請求項19】

前記有核ポリエチレン層（３０）の平均厚さが、０．５ミルから０．９ミルの範囲にある、請求項１から１８のいずれか一項に記載の高バリア性板紙（１）。

【請求項20】

前記板紙基材（１０）と前記エチレンビニルアルコール層（２０）との間に少なくとも第１のタイ層（４０）をさらに備える、請求項１から１９のいずれか一項に記載の高バリア性板紙（１）。

【請求項21】

前記第１のタイ層（４０）がポリエチレンを含む、請求項２０に記載の高バリア性板紙（１）。

【請求項22】

前記第１のタイ層（４０）と前記エチレンビニルアルコール層（２０）との間に少なくとも第２のタイ層（４１）をさらに備える、請求項２０または２１に記載の高バリア性板紙（１）。

【請求項23】

前記第２のタイ層（４１）が無水変性ポリエチレンを含む、請求項２２に記載の高バリア性板紙（１）。

【請求項24】

前記エチレンビニルアルコール層（２０）と前記有核ポリエチレン層（３０）との間に少なくとも第３のタイ層（４２）をさらに備える、請求項２２または２３に記載の高バリア性板紙（１）。

【請求項25】

前記第３のタイ層（４２）が無水変性ポリエチレンを含む、請求項２４に記載の高バリア性板紙（１）。

【請求項26】

前記板紙基材（１０）の前記第１の主要側（１１）に、最外層として第１のシーラント層（５０）をさらに備える、請求項１から２５のいずれか一項に記載の高バリア性板紙（１）。

【請求項27】

前記第１のシーラント層（５０）が低密度ポリエチレンを含む、請求項２６に記載の高バリア性板紙（１）。

【請求項28】

前記板紙基材（１０）の前記第２の主要側（１２）に第２のシーラント層（５１）をさらに備える、請求項１から２７のいずれか一項に記載の高バリア性板紙（１）。

【請求項29】

前記第２のシーラント層（５１）が低密度ポリエチレンを含む、請求項２８に記載の高バリア性板紙（１）。

【請求項30】

少なくとも１つの高バリア性板紙ブランク（１０１）から形成される高バリア性板紙容器（１００）であって、前記少なくとも１つの高バリア性板紙ブランク（１０１）は、
第１の主要側（１１）および第２の主要側（１２）を有する板紙基材（１０）と、
前記板紙基材（１０）の前記第１の主要側（１１）にある少なくとも１つのエチレンビニルアルコール層（２０）と、
前記板紙基材（１０）の前記第１の主要側（１１）にある少なくとも１つの有核ポリエチレン層（３０）と
を備える、高バリア性板紙容器（１００）。

【請求項31】

０％ＲＨ、２３℃、および１００％のＯ_２において２ｃｃ／ｍ^２－ｄａｙ未満のＯＴＲと、９０％ＲＨおよび３８℃において２ｇ／ｍ^２－ｄａｙ未満のＷＶＴＲとを有する、請求項３０に記載の高バリア性板紙容器（１００）。

【請求項32】

０％ＲＨ、２３℃、および１００％のＯ_２において１ｃｃ／ｍ^２－ｄａｙ未満のＯＴＲと、９０％ＲＨおよび３８℃において１ｇ／ｍ^２－ｄａｙ未満のＷＶＴＲとを有する、請求項３０または３１に記載の高バリア性板紙容器（１００）。

【請求項33】

前記板紙基材（１０）が、高バリア性天然クラフトボード、固体漂白硫酸塩ボード、固体無漂白硫酸塩ボード、高バリア性再生ボード、高バリア性裏白チップボード、および折り畳み箱用板紙から選択される、請求項３０から３２のいずれか一項に記載の高バリア性板紙容器（１００）。

【請求項34】

前記板紙基材（１０）のキャリパー厚さが、６ポイントから３６ポイントの範囲にある、請求項３０から３３のいずれか一項に記載の高バリア性板紙容器（１００）。

【請求項35】

前記板紙基材（１０）のキャリパー厚さが、１２ポイントから２０ポイントの範囲にある、請求項３０から３４のいずれか一項に記載の高バリア性板紙容器（１００）。

【請求項36】

前記板紙基材（１０）のキャリパー厚さが、１６ポイントから２０ポイントの範囲にある、請求項３０から３５のいずれか一項に記載の高バリア性板紙容器（１００）。

【請求項37】

前記板紙基材（１０）の坪量が、３，０００平方フィートあたり６０～３５０ポンドの範囲にある、請求項３０から３６のいずれか一項に記載の高バリア性板紙容器（１００）。

【請求項38】

前記板紙基材（１０）の坪量が、３，０００平方フィートあたり１００～１５０ポンドの範囲にある、請求項３０から３７のいずれか一項に記載の高バリア性板紙容器（１００）。

【請求項39】

前記板紙基材（１０）の坪量が、３，０００平方フィートあたり１５０～１８０ポンドの範囲にある、請求項３０から３７のいずれか一項に記載の高バリア性板紙容器（１００）。

【請求項40】

前記板紙基材（１０）の坪量が、３，０００平方フィートあたり１８０～２２０ポンドの範囲にある、請求項３０から３７のいずれか一項に記載の高バリア性板紙容器（１００）。

【請求項41】

前記エチレンビニルアルコール層（２０）が酸素除去エチレンビニルアルコール層である、請求項３０から４０のいずれか一項に記載の高バリア性板紙容器（１００）。

【請求項42】

前記エチレンビニルアルコール層（２０）の平均厚さが、０．０１ミルから５ミルの範囲にある、請求項３０から４１のいずれか一項に記載の高バリア性板紙容器（１００）。

【請求項43】

前記エチレンビニルアルコール層（２０）の平均厚さが、０．１ミルから１ミルの範囲にある、請求項３０から４２のいずれか一項に記載の高バリア性板紙容器（１００）。

【請求項44】

前記エチレンビニルアルコール層（２０）の平均厚さが、０．２ミルから０．５ミルの範囲にある、請求項３０から４３のいずれか一項に記載の高バリア性板紙容器（１００）。

【請求項45】

前記有核ポリエチレン層（３０）が有核高密度ポリエチレン層である、請求項３０から４４のいずれか一項に記載の高バリア性板紙容器（１００）。

【請求項46】

前記有核ポリエチレン層（３０）の平均厚さが、０．０１ミルから１０ミルの範囲にある、請求項３０から４５のいずれか一項に記載の高バリア性板紙容器（１００）。

【請求項47】

前記有核ポリエチレン層（３０）の平均厚さが、０．１ミルから１ミルの範囲にある、請求項３０から４６のいずれか一項に記載の高バリア性板紙容器（１００）。

【請求項48】

前記有核ポリエチレン層（３０）の平均厚さが、０．５ミルから０．９ミルの範囲にある、請求項３０から４７のいずれか一項に記載の高バリア性板紙容器（１００）。

【請求項49】

前記板紙基材（１０）と前記エチレンビニルアルコール層（２０）との間に少なくとも第１のタイ層（４０）をさらに備える、請求項３０から４８のいずれか一項に記載の高バリア性板紙容器（１００）。

【請求項50】

前記第１のタイ層（４０）がポリエチレンを含む、請求項４９に記載の高バリア性板紙容器（１００）。

【請求項51】

前記第１のタイ層（４０）と前記エチレンビニルアルコール層（２０）との間に少なくとも第２のタイ層（４１）をさらに備える、請求項４９または５０に記載の高バリア性板紙容器（１００）。

【請求項52】

前記第２のタイ層（４１）が無水変性ポリエチレンを含む、請求項５１に記載の高バリア性板紙容器（１００）。

【請求項53】

前記エチレンビニルアルコール層（２０）と前記有核ポリエチレン層（３０）との間に少なくとも第３のタイ層（４２）をさらに備える、請求項５２に記載の高バリア性板紙容器（１００）。

【請求項54】

前記第３のタイ層（４２）が無水変性ポリエチレンを含む、請求項５３に記載の高バリア性板紙容器（１００）。

【請求項55】

前記板紙基材（１０）の前記第１の主要側（１１）に、最外層として第１のシーラント層（５０）をさらに備える、請求項３０から５４のいずれか一項に記載の高バリア性板紙容器（１００）。

【請求項56】

前記第１のシーラント層（５０）が低密度ポリエチレンを含む、請求項５５に記載の高バリア性板紙容器（１００）。

【請求項57】

前記板紙基材（１０）の前記第２の主要側（１２）に第２のシーラント層（５１）をさらに備える、請求項３０から５６のいずれか一項に記載の高バリア性板紙容器（１００）。

【請求項58】

前記第２のシーラント層（５１）が低密度ポリエチレンを含む、請求項５７に記載の高バリア性板紙容器（１００）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

優先権
本出願は、全体の内容が本明細書において参照により組み込まれている２０１９年９月１３日に出願された米国特許出願第６２／８９９，７８６号からの優先権を主張する。

【0002】

本出願は、高バリア性板紙および高バリア性板紙容器の分野に関し、詳細には、水分および酸素に対して非常に高いバリア特性を伴う板紙および板紙容器の分野に関する。

【背景技術】

【0003】

長い保存期間を必要とする食品包装用途のために、水分および酸素に対してほとんどゼロの透過性を有する非常に高いバリア性の板紙に対する要求がある。これは、現在、アルミニウムホイルを伴う板紙の積層によって達成することができる。しかしながら、包装においてホイルの使用を最小限にするまたは排除していこうとする潮流もある。したがって、アルミニウムホイルで積層された板紙に匹敵するバリア特性を有する非金属化の板紙に対する要求がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

したがって、当業者は、高バリア性板紙および高バリア性板紙容器の分野において研究開発を続けている。

【課題を解決するための手段】

【0005】

一実施形態において、高バリア性板紙が、第１の主要側と第２の主要側とを有する板紙基材を備える。少なくとも１つのエチレンビニルアルコール層が板紙基材の第１の主要側にある。少なくとも１つの有核ポリエチレン層も板紙基材の第１の主要側（例えば、エチレンビニルアルコール層）にある。

【0006】

他の実施形態では、高バリア性板紙容器が少なくとも１つの高バリア性板紙ブランクから形成される。少なくとも１つの高バリア性板紙ブランクは、第１の主要側と第２の主要側とを有する板紙基材を備える。エチレンビニルアルコール層が板紙基材の第１の主要側にある。有核ポリエチレン層がエチレンビニルアルコール層にある。

【0007】

開示されている高バリア性板紙および高バリア性板紙容器の他の実施形態が、以下の詳細な記載、添付の図面、および添付の請求項から明らかとなる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本記載による例示の高バリア性板紙の断面図である。

【図2】本記載による他の例示の高バリア性板紙の断面図である。

【図3】本記載による高バリア性板紙を製造する例示の方法の図である。

【図4】本記載による他の例示の高バリア性板紙の断面図である。

【図5】本記載による他の例示の高バリア性板紙の断面図である。

【図6】本記載による高バリア性板紙を製造する例示の方法の図である。

【図7】本記載の例示の高バリア性板紙容器の折り畳まれた長手方向端の概略図である。

【図8】折り畳まれた長手方向端が、本体継ぎ目を形成するために他の長手方向端の内側で重ねられている、容器本体の形成の概略図である。

【図9】容器本体、上蓋、および底部を備える例示の高バリア性板紙容器の図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

図１を参照すると、高バリア性板紙１が、第１の主要側１１および第２の主要側１２を有する板紙基材１０と、板紙基材１０の第１の主要側１１にあるエチレンビニルアルコール層２０と、エチレンビニルアルコール層２０にある有核ポリエチレン層３０とを備える。

【0010】

板紙基材１０は、板紙容器へと形成するのに適しているべきである。板紙基材１０は、例えば、天然クラフトボード、固体漂白硫酸塩ボード、固体無漂白硫酸塩ボード、被覆再生ボード、被覆裏白チップボード、および折り畳み箱用板紙から選択される板紙基材を備え得る。

【0011】

板紙基材１０の厚さは、板紙容器へと形成するのに適しているべきである。例では、板紙基材１０は、６ポイントから３６ポイントの範囲でのキャリパー厚さを有し得る。他の例では、板紙基材１０は、１２ポイントから２０ポイントの範囲でのキャリパー厚さを有し得る。なおも他の例では、板紙基材１０は、１６ポイントから２０ポイントの範囲でのキャリパー厚さを有し得る。

【0012】

板紙基材１０の重量は、板紙容器へと形成するのに適しているべきである。例では、板紙基材１０は、３，０００平方フィートあたり６０～３５０ポンドの範囲にある坪量を有し得る。他の例では、板紙基材１０は、３，０００平方フィートあたり１００～１５０ポンドの範囲にある坪量を有し得る。なおも他の例では、板紙基材１０は、３，０００平方フィートあたり１５０～１８０ポンドの範囲にある坪量を有し得る。なおも他の例では、板紙基材１０は、３，０００平方フィートあたり１８０～２２０ポンドの範囲にある坪量を有し得る。

【0013】

エチレンビニルアルコール層２０は酸素バリアとして使用される。例では、エチレンビニルアルコール層２０の平均厚さが、０．０１ミルから５ミルの範囲にある。他の例では、エチレンビニルアルコール層２０の平均厚さは、０．１ミルから１ミルの範囲にある。なおも他の例では、エチレンビニルアルコール層２０の平均厚さは、０．２ミルから０．５ミルの範囲にある。

【0014】

有核ポリエチレン層３０は水分バリアとして機能する。有核ポリエチレン層３０のための適切な有核ポリエチレンは、核形成剤とポリエチレン樹脂とを含む。有核ポリエチレンを作るための適切なポリエチレンは、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を含む。高密度ポリエチレンは、エチレン単独重合体、および、エチレンとα－オレフィンとの共重合体を含み得る。適切なα－オレフィンは、１－ブテン、１－ヘキセン、１－オクテンなど、およびそれらの混合物を含む。好ましくは、有核ＨＤＰＥにおけるα－オレフィン含有量は２ｗｔ％未満である。有核ＨＤＰＥは、好ましくは０．９４０～０．９７０ｇ／ｃｍ^３の範囲内、より好ましくは０．９４５～０．９６５ｇ／ｃｍ^３の範囲内の密度を有する。有核ＨＤＰＥは、好ましくは０．００１～１００ｄｇ／ｍｉｎの範囲内、より好ましくは０．０５～５０ｄｇ／ｍｉｎの範囲内のメルトインデックスＭＩ_２を有する。密度はＡＳＴＭ Ｄ１５０５に従って測定され、ＭＩ_２は１９０℃および２．１６ｋｇにおいてＡＳＴＭ Ｄ１２３８に従って測定される。ある態様では、有核ポリエチレンは、有核ポリエチレンが少なくとも２つの成分を含むマルチモーダルポリエチレンとでき、それら２つの成分の一方は比較的小さい分子量を有し、他方は比較的大きい分子量を有する。

【0015】

適切な核形成剤には、業界に知られている核形成剤がある。例として、核形成剤は、グリセロールアルコキシド塩、ヘキサヒドロフタル酸性塩など、およびそれらの混合物から成る群から選択される。塩はアンモニウムおよび金属塩を含む。例では、グリセロールアルコキシド塩は、亜鉛、マグネシウムおよびカルシウムグリセロネート、並びにそれらの混合物から成る群から選択される。例では、ヘキサヒドロフタル酸性塩は、亜鉛、マグネシウムおよびカルシウムヘキサヒドロフタレートなど、並びにそれらの混合物から成る群から選択される。多くのグリセロールアルコキシド塩およびヘキサヒドロフタル酸性塩が市販されている。使用される核形成剤の量は、核形成剤の種類、ポリエチレン層３０の特性、およびバリア特性の目標とされる向上などの多くの因子に依存して変化する。例では、核形成剤は、ポリエチレン層３０の０．０１～１ｗｔ％の範囲内の量で使用される。他の例では、核形成剤は、ポリエチレン層３０の０．０５～０．５ｗｔ％の範囲内である。

【0016】

例では、有核ポリエチレン層３０の平均厚さが、０．０１ミルから１０ミルの範囲にある。他の例では、有核ポリエチレン層３０の平均厚さは、０．１ミルから１ミルの範囲にある。なおも他の例では、有核ポリエチレン層３０の平均厚さは、０．５ミルから０．９ミルの範囲にある。

【0017】

有核ポリエチレン層３０を、エチレンビニルアルコール層２０に、または、より高い湿気を伴う側に位置決めすることで、エチレンビニルアルコール層２０への水分の浸透が防止または最小限にされる。エチレンビニルアルコール層２０への水分の浸透を防止および最小限にすることは、水分がエチレンビニルアルコール層２０の酸素バリア特性に有害な影響を有するため、重要である。有核ポリエチレン層３０の優れた水分バリア特性をエチレンビニルアルコール層２０の優れた酸素バリア特性と組み合わせることで、優れた水分および酸素のバリア特性を有する板紙を提供する。

【0018】

さらに、エチレンビニルアルコール層２０は、酸素除去エチレンビニルアルコール層２０であり得る。酸素除去エチレンビニルアルコール層は、酸素除去剤を含むエチレンビニルアルコールである。酸素除去剤は、エチレンビニルアルコール層２０を通過する酸素を除去することで機能する。適切な酸素除去剤は、業界で知られている酸素除去ポリマを含む。

【0019】

酸素除去エチレンビニルアルコール層２０と有核ポリエチレン層３０とを備えることで、金属層を用いることなく非常に高いバリア性の板紙が達成可能である。実際、０ｃｃ／ｍ^２－ｄａｙのＯＴＲ（酸素透過率）と１ｇ／ｍ^２－ｄａｙ未満のＷＶＴＲ（水蒸気透過速度）とを伴う高バリア性板紙が、板紙基材において酸素除去エチレンビニルアルコールを有核高密度ポリエチレン層と組み合わせることで実証されており、アルミニウムホイルで積層された板紙に匹敵するバリア特性を達成している。

【0020】

高バリア性板紙１は、エチレンビニルアルコール層２０および有核ポリエチレン層３０に加えて、１つまたは複数の追加の層を備えてもよい。例えば、図２に示されているように、高バリア性板紙１は、板紙基材１０とエチレンビニルアルコール層２０との間に１つまたは複数のポリマ層またはタイ層を備えてもよい。ある態様では、高バリア性板紙１は、板紙基材１０とエチレンビニルアルコール層２０との間に、第１のポリマ層またはタイ層４０と第２のタイ層４１とを少なくとも備え得る。第１のポリマ層またはタイ層４０は、板紙基材１０に接着するように機能することができる。第１のポリマ層またはタイ層４０のための適切な材料は、ポリエチレンを含み、特には低密度ポリエチレンを含む。第２のタイ層４１は、第１のポリマ層またはタイ層４０とエチレンビニルアルコール層２０との接着を向上させるように機能することができる。第２のタイ層４１のための適切な材料は、無水変性ポリエチレンを含む。板紙基材１０とエチレンビニルアルコール層２０との間に追加のポリマ層が含まれてもよい。

【0021】

高バリア性板紙１は、エチレンビニルアルコール層２０と有核ポリエチレン層３０との間に１つまたは複数のポリマ層またはタイ層を備えてもよい。ある態様では、高バリア性板紙１は、エチレンビニルアルコール層２０と有核ポリエチレン層３０との間に第３のタイ層４２を少なくとも備え得る。第３のタイ層４２は、エチレンビニルアルコール層２０と有核ポリエチレン層３０との間の接着を向上させるように機能することができる。第３のタイ層４２のための適切な材料は、無水変性ポリエチレンを含む。エチレンビニルアルコール層２０と有核ポリエチレン層３０との間に追加のポリマ層が含まれてもよい。

【0022】

高バリア性板紙１は、有核ポリエチレン層３０において第１のシーラント層５０を備えてもよい。第１のシーラント層５０は、高バリア性板紙が熱封止され得るように、低温において軟化することで機能する。第１のシーラント層５０のための適切な材料は、低密度ポリエチレンを含む。有核ポリエチレン層３０上に追加の層が含まれてもよい。

【0023】

高バリア性板紙１は、板紙基材１０の第２の主要側１２において第２のシーラント層５１を備えてもよい。第２のシーラント層５１は、高バリア性板紙が強い接合で熱封止され得るように、低温において軟化することで機能する。板紙容器の外側をしばしば向くこのポリマシーラント層５１は、水分によって水浸しになるなどの損傷から容器を保護することもでき、高い印刷品質を提供することができる。第２のシーラント層５１のための適切な材料は、低密度ポリエチレンを含む。板紙基材１０の第２の主要側１２にある追加のポリマ層が含まれてもよい。

【0024】

図３を参照すると、高バリア性板紙１は、例えば、第１の膜６０および第２の膜６１を板紙基材１０に積層することで、製造され得る。図３の例示の高バリア性板紙の構造は、積層工程を容易にするための追加の層を除いて、図２の例示の高バリア性板紙と同様である。また、第１のシーラント層５０および第２のシーラント層５１は図３に示されていない。第１のシーラント層５０および第２のシーラント層５１が、第１の膜６０および第２の膜６１を板紙基材１０に積層する前、最中、または後に適用され得ることは、理解されるであろう。

【0025】

図３に示されているように、高バリア性板紙１は、板紙基材１０の第１の主要側１１において第４のタイ層４３を備えてもよい。第４のタイ層４３は、第１の膜６０を板紙基材１０に封止することを容易にする。第４のタイ層４３は、第１の膜６０が板紙基材１０に接合され得るように、低温で軟化することで機能する。第４のタイ層４３のための適切な材料は、低密度ポリエチレンを含む。

【0026】

図３においてさらに示されているように、高バリア性板紙１は、第３のポリマ層またはタイ層４２において第５のタイ層４４を備えてもよい。第５のタイ層４４は、第１の膜６０を第２の膜６１に封止することを容易にする。第５のタイ層４４は、第２の膜６１が第１の膜６０に接合され得るように、低温で軟化することで機能する。第５のタイ層４４のための適切な材料は、低密度ポリエチレンを含む。

【0027】

実験用の高バリア性板紙１が、図３に示されているような積層によって形成された。板紙基材１０は、１６．５ポイントの固体漂白硫酸塩ボードであった。０．７５ミルの低密度ポリエチレンＰｅｔｒｏｔｈｅｎｅ（商標） ＮＡ２１７０００、Ｅｑｕｉｓｔａｒ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ、ＬＰが、板紙基材１０の第１の主要側１１に設けられた。

【0028】

第１の膜６０は、酸素除去エチレンビニルアルコール層を含む３ミルのポリエチレン共押出膜であった。より明確には、第１の膜６０は、相対する０．１５ミルのタイ層の間に挟まれた酸素除去エチレンビニルアルコールの０．３ミルの層を含み、それら層のすべてが低密度ポリエチレンの０．６ミルの層によって間に挟まれており、それら層のすべてが鎖状低密度ポリエチレンの０．６ミルの層によって間に挟まれている。酸素除去エチレンビニルアルコールの０．３ミルの層は、Ｋｕｒａｒａｙ Ａｍｅｒｉｃａ ＩｎｃからのＥＶＡＬ（登録商標） ＸＥＰ－１１９１であった。０．１５ミルのタイ層は、Ｄｏｗ ＣｈｅｍｉｃａｌからのＤｏｗ ６１１／ＮＦ４９８ ７０／３０； ＤＯＷ（商標） ６１１樹脂、および、Ｍｉｔｓｕｉ ＣｈｅｍｉｃａｌｓからのＡＤＭＥＲ（商標） ＮＦ４９８Ｅ（無水マレイン酸グラフトＬＬＤＰＥ基樹脂）であった。低密度ポリエチレンの０．６ミルの層は、Ｄｏｗ ＣｈｅｍｉｃａｌからのＤｏｗ（商標） ６１１樹脂であった。鎖状低密度ポリエチレンの０．６ミルの層は、Ｄｏｗ ＣｈｅｍｉｃａｌからのＤＯＷＬＥＸ（登録商標） ２０５６であった。

【0029】

第２の膜６１は、２ミルの有核高密度ポリエチレン膜Ａｌａｔｈｏｎ（登録商標） Ｍ６０１０ＳＢ、Ｅｑｕｉｓｔａｒ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ、ＬＰであった。第１の膜６０および第２の膜６１は、Ｂａｎｎｅｒ ＡｍｅｒｉｃａｎのＰＬ １３５－４ラミネータで、板紙基材１０に積層された。

【0030】

以下のＴａｂｌｅ １（表１）に記載されているように、結果的にできた板紙は、酸素除去エチレンビニルアルコールを、板紙における有核高密度ポリエチレン膜と組み合わせることで、０ｃｃ／ｍ２－ｄａｙのＯＴＲ（酸素透過率）と１ｇ／ｍ２－ｄａｙ未満のＷＶＴＲ（水蒸気透過速度）とを有している。ＷＶＴＲは、Ｉｌｌｉｎｏｉｓ ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓのＭｏｄｅｌ ７０１２ Ｗａｔｅｒ Ｖａｐｏｒ Ｐｅｒｍｅａｔｉｏｎ Ａｎａｌｙｚｅｒで測定された。ＯＴＲは、Ｉｌｌｉｎｏｉｓ ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓのＭｏｄｅｌ ８０１１ Ｏｘｙｇｅｎ Ｐｅｒｍｅａｔｉｏｎ Ａｎａｌｙｚｅｒ－Ｅｘｐａｎｓｉｏｎ Ｍｏｄｕｌｅで測定された。

【0031】

【表1】

【0032】

これは、水分および酸素を含むすべての分子に対してほとんどゼロの透過性を有するアルミニウムホイルで積層された板紙に匹敵するバリア性能を伴う非常に高いバリア性の板紙を実証している。ＷＶＴＲおよびＯＴＲの値は、２ミルの有核ＨＤＰＥ膜が最初に板紙基材１０に積層され、続いて、酸素除去エチレンビニルアルコール層を含む３ミルのポリエチレン共押出膜が積層されている場合、同じまたは同様になると期待される。

【0033】

高バリア性板紙１は、エチレンビニルアルコール層２０および有核ポリエチレン層３０に加えて、１つまたは複数の追加の層を備えてもよい。例えば、図４に示されているように、高バリア性板紙１は、板紙基材１０とエチレンビニルアルコール層２０との間に第２の有核ポリエチレン層３１を備えてもよい。

【0034】

第２の有核ポリエチレン層３１は水分バリアとして機能する。第２の有核ポリエチレン層３１のための有核ポリエチレンは、第１の有核ポリエチレン層３０の有核ポリエチレンと同じであってもよいし、異なってもよい。第２の有核ポリエチレン層３１のための適切な有核ポリエチレンは、核形成剤とポリエチレン樹脂とを含む。有核ポリエチレンを作るための適切なポリエチレンは、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を含む。高密度ポリエチレンは、エチレン単独重合体、および、エチレンとα－オレフィンとの共重合体を含み得る。適切なα－オレフィンは、１－ブテン、１－ヘキセン、１－オクテンなど、およびそれらの混合物を含み得る。好ましくは、有核ＨＤＰＥにおけるα－オレフィン含有量は２ｗｔ％未満である。有核ＨＤＰＥは、好ましくは０．９４０～０．９７０ｇ／ｃｍ^３の範囲内、より好ましくは０．９４５～０．９６５ｇ／ｃｍ^３の範囲内の密度を有する。有核ＨＤＰＥは、好ましくは０．００１～１００ｄｇ／ｍｉｎの範囲内、より好ましくは０．０５～５０ｄｇ／ｍｉｎの範囲内のメルトインデックスＭＩ_２を有する。密度はＡＳＴＭ Ｄ１５０５に従って測定され、ＭＩ_２は１９０℃および２．１６ｋｇにおいてＡＳＴＭ Ｄ１２３８に従って測定される。ある態様では、有核ポリエチレンは、有核ポリエチレンが少なくとも２つの成分を含むマルチモーダルポリエチレンとでき、それら２つの成分の一方は比較的小さい分子量を有し、他方は比較的大きい分子量を有する。

【0035】

適切な核形成剤には、業界に知られている核形成剤がある。例として、核形成剤は、グリセロールアルコキシド塩、ヘキサヒドロフタル酸性塩など、およびそれらの混合物から成る群から選択される。塩はアンモニウムおよび金属塩を含む。例では、グリセロールアルコキシド塩は、亜鉛、マグネシウムおよびカルシウムグリセロネート、並びにそれらの混合物から成る群から選択される。例では、ヘキサヒドロフタル酸性塩は、亜鉛、マグネシウムおよびカルシウムヘキサヒドロフタレートなど、並びにそれらの混合物から成る群から選択される。多くのグリセロールアルコキシド塩およびヘキサヒドロフタル酸性塩が市販されている。使用される核形成剤の量は、核形成剤の種類、ポリエチレン層３０の特性、およびバリア特性の目標とされる向上などの多くの因子に依存して変化する。例では、核形成剤は、ポリエチレン層３０の０．０１～１ｗｔ％の範囲内の量で使用される。他の例では、核形成剤は、ポリエチレン層３０の０．０５～０．５ｗｔ％の範囲内である。

【0036】

例では、第２の有核ポリエチレン層３１の平均厚さは、第１の有核ポリエチレン層３０の平均厚さと同じであってもよいし、異なってもよい。第２の有核ポリエチレン層３１の平均厚さは、０．０１ミルから１０ミルの範囲にある。他の例では、第２の有核ポリエチレン層３１の平均厚さは、０．１ミルから１ミルの範囲にある。なおも他の例では、第２の有核ポリエチレン層３１の平均厚さは、０．５ミルから０．９ミルの範囲にある。

【0037】

第２の有核ポリエチレン層３１を板紙基材１０とエチレンビニルアルコール層２０との間に位置決めすることで、エチレンビニルアルコール層２０への水分浸透がさらに防止または最小限とされる。エチレンビニルアルコール層２０への水分の浸透を防止および最小限にすることは、水分がエチレンビニルアルコール層２０の酸素バリア特性に有害な影響を有するため、重要である。さらに、有核ポリエチレン層３０および第２の有核ポリエチレン層３１の優れた水分バリア特性をエチレンビニルアルコール層２０の優れた酸素バリア特性と組み合わせることで、優れた水分および酸素のバリア特性を有する高バリア性板紙を提供する。

【0038】

図５を参照すると、高バリア性板紙１は、第２の有核ポリエチレン層３１とエチレンビニルアルコール層２０との間に１つまたは複数のタイ層を備え得る。態様において、高バリア性板紙１は、第２の有核ポリエチレン層３１とエチレンビニルアルコール層２０との間に第２のタイ層４１を備え得る。第２のタイ層４１は、第２の有核ポリエチレン層３１とエチレンビニルアルコール層２０との接着を向上させるように機能することができる。第２のタイ層４１のための適切な材料は、無水変性ポリエチレンを含む。第２の有核ポリエチレン層３１とエチレンビニルアルコール層２０との間に追加の層が含まれてもよい。

【0039】

図５を参照すると、高バリア性板紙１は、板紙基材１０と第２の有核ポリエチレン層３１との間に１つまたは複数のタイ層をさらに備え得る。高バリア性板紙１は、板紙基材１０と第２の有核ポリエチレン層３１との間に第４のタイ層４３を備え得る。第４のタイ層４３は、第２の有核ポリエチレン層３１を板紙基材１０に接合することを容易にする。第４のタイ層４３は、第２の有核ポリエチレン層３１が板紙基材１０に接合され得るように、低温で軟化することで機能する。第４のタイ層４３のための適切な材料は、低密度ポリエチレンを含む。

【0040】

高バリア性板紙１は、例えば、図６に示されているものなど、第１の膜６０を板紙基材１０に積層することで、製造され得る。図６では、第１の膜６０は、エチレンビニルアルコール層２０と、第１の有核ポリエチレン層３０と、第２の有核ポリエチレン層３１と、第２の有核ポリエチレン層３１とエチレンビニルアルコール層２０との間の第２のタイ層４１と、エチレンビニルアルコール層２０と有核ポリエチレン層３０との間の第３のタイ層４２と、第１のシーラント層５０とを備える。第２のシーラント層５１は図６に示されていない。第２のシーラント層５１が、第１の膜６０を板紙基材１０に積層する前、最中、または後に適用され得ることは、理解されるであろう。また、第１のシーラント層５０が、第１の膜６０を板紙基材１０に積層する前、最中、または後に適用され得ることは、理解されるであろう。

【0041】

実験用の高バリア性板紙１が、図６に示されているような積層によって形成された。板紙基材１０は、１６．５ポイントの固体漂白硫酸塩ボードであった。０．５ミルおよび０．７５ミルの低密度ポリエチレンＰｅｔｒｏｔｈｅｎｅ（商標） ＮＡ２１７０００、Ｅｑｕｉｓｔａｒ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ、ＬＰが、板紙基材１０の第１の主要側１１および第２の主要側１２にそれぞれ設けられた。

【0042】

第１の膜６０は、エチレンビニルアルコール膜と有核ポリエチレンとを含む３．２５ミルの共押出膜であった。より明確には、第１の膜６０は、相対する０．３１５ミルのタイ層の間に挟まれたエチレンビニルアルコールの０．３７ミルの層を含み、それら層のすべてが０．７５ミルの有核高密度ポリエチレン層によって間に挟まれている。有核高密度ポリエチレン層のうちの１つは追加のシーラント層を含んでいた。より明確には、エチレンビニルアルコールの０．３７ミルの層は、ＳｏａｒｎｏＬ（商標） ＤＴ２９０４ＲＢ、Ｎｉｐｐｏｎ Ｇｏｈｓｅｉであった。０．３ミルのタイ層は、Ｐｌｅｘａｒ（登録商標） ＰＸ３２３６、（無水変性ＬＬＤＰＥ）、Ｅｑｕｉｓｔａｒ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ、ＬＰであった。有核高密度ポリエチレン層は、Ａｌａｔｈｏｎ Ｍ６０１０ＳＢ、Ｅｑｕｉｓｔａｒ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ、ＬＰであった。シーラント層は低密度ポリエチレンＰｅｔｒｏｔｈｅｎｅ（商標） ＮＡ２０５０００、Ｅｑｕｉｓｔａｒ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ、ＬＰであった。

【0043】

以下のＴａｂｌｅ ２（表２）に記載されているように、結果的にできた板紙は、板紙上にエチレンビニルアルコールを有核高密度ポリエチレン膜と組み合わせることで、１ｃｃ／ｍ２－ｄａｙ未満のＯＴＲ（酸素透過率）と１ｇ／ｍ２－ｄａｙ未満のＷＶＴＲ（水蒸気透過速度）とを有している。

【0044】

【表2】

【0045】

これもまた、水分および酸素を含むすべての分子に対してほとんどゼロの透過性を有するアルミニウムホイルで積層された板紙に匹敵するバリア性能を伴う非常に高いバリア性の板紙を実証している。

【0046】

結果的にできた高バリア性板紙は、以下に記載されている１１．５オンスの密閉封止カップへと形成された。

【0047】

以下のＴａｂｌｅ ３（表３）を参照すると、結果的にできた高バリア性板紙は、ほとんどゼロのＯＴＲ（酸素透過率）と小さいＷＶＴＲ（水蒸気透過速度）とを有していた。

【0048】

【表3】

【0049】

これは、水分および酸素を含むすべての分子に対してほとんどゼロの透過性を有するアルミニウムホイル層を含むカップに匹敵するバリア性能を伴う非常に高いバリア性の板紙を実証している。

【0050】

膜積層工程が高バリア性板紙の例で使用されていたが、多層共押出工程が、同様の高いバリア性能のための同様の板紙構造を達成するために使用されてもよい。

【0051】

図７～図９を参照すると、高バリア性板紙容器１００（例えば、高バリア性板紙カップ）が、本開示の高バリア性板紙１の少なくとも１つの高バリア性板紙ブランクから形成され得る。高バリア性板紙容器１００は、高バリア性板紙容器を形成する任意の方法によって、少なくとも１つの高バリア性板紙ブランク１０１から形成され得る。例示の方法が以下のように記載される。

【0052】

本記載の高バリア性板紙１は、第１の長手方向端１０２および第２の長手方向端１０３を含む高バリア性板紙ブランク１０１を提供するために、所望の輪郭へと打ち抜かれ得る。高バリア性板紙ブランク１０１の第１の長手方向端１０２は、所定の幅について所定の厚さへとスカイブ加工され得る。高バリア性板紙ブランク１０１の結果的にできたスカイブ加工された端は、図７に示されているように、折り畳まれた第１の長手方向端１０２を提供するために、熱で処理されてから折り畳まれ、高バリア性板紙ブランク１０１にわたって封止され得る。したがって、板紙基材１０の第１の主要側１１にある第１のシーラント層５０は、高バリア性板紙ブランク１０１のスカイブ加工された端の周りに巻き付く。第１のシーラント層５０は高バリア性板紙容器の内部を定め、第２のシーラント層５１は高バリア性板紙容器の外部を定め得る。

【0053】

図８を参照すると、折り畳まれた第１の長手方向端１０２が第２の長手方向端１０３の内側になり、続けて重ね合わされた継ぎ目が封止されるように、高バリア性板紙ブランクの両方の長手方向端を重ね合わせることで、高バリア性板紙容器の容器本体が高バリア性板紙ブランク１０１から形成される。

【0054】

図９を参照すると、蓋構成要素も、本開示の高バリア性板紙１の少なくとも１つの高バリア性板紙ブランクから形成され得る。望まれるとき、蓋構成要素は、容器本体のための材料と同じまたは同様の材料から作られ得る。いくつかの方法が、蓋構成要素を容器本体に封止するために使用されてもよい。このような封止の例には、限定されることはないが、プラスチックの周縁を伴う上部を密閉で封止すること、段差下領域に下げられたシーラントビード、蓋をする前に上周縁全体に加えられるシーラントビード、バリアトレーを封止するために使用される蓋用膜などのヘビーシーラントによる蓋用材料、最大限の封止に向けて蓋用材料を押し付けて周縁を平坦にするためのより高い封止圧力、およびそれらの組み合わせがある。

【0055】

本開示の一態様では、高バリア性板紙容器の底構成要素も、本開示の高バリア性板紙１の少なくとも１つの高バリア性板紙ブランクから形成され得る。望まれるとき、底構成要素は、容器本体のための材料と同じまたは同様の材料から作られ得る。底部は、様々な封止技術によって容器本体に組み付けられ得る。このような封止の例には、限定されることはないが、高温空気熱シールおよび超音波封止があり得る。封止工程は様々な因子に基づいて最適化され得る。これらの因子のうちの一部には、限定されることはないが、底部におけるシーラント層の厚さ、ならびに、ピンホールの形成を防止するためのより低い封止温度、および、底部と本体との間の隙間の形成を最小限にするためのより高い封止圧力などの加工条件がある。

【0056】

容器本体の形成の後、本体の上端および底端の構成は、蓋構成要素および底構成要素との封止を支援するように構築され得る。容器本体の上端および下端についての任意の知られている構成が、本開示において使用されてもよく、このような構成の選択は、容器の所望の包装用途に依存する。容器本体の上端および下端についての構成の例には、限定されることはないが、凹んだ構造、丸められたビード、フランジ、およびそれらの組み合わせがある。

【0057】

図９は、本開示の高バリア性板紙容器１００の一実施形態を示している。板紙容器１００は、本体４０１と、蓋構成要素４０２と、底構成要素４０３とを備える。本体４０１の上端は、ビードまたはフランジ４０４を形成するように丸められるが、本体４０１の底端は、凹んだ構成４０５へと構築されている。蓋構成要素４０２は、蓋構成要素４０２のシーラント層５０Ａと本体４０１の第１のシーラント層５０Ｂとの間に接着を提供する加工条件において、本体４０１の上端に密閉して封止される。底構成要素４０３は、底構成要素４０３のシーラント層５０Ｃと本体４０１の第１のシーラント層５０Ｂとの間に接着があり、シーラントが底構成要素４０３と本体４０１との間のあらゆる隙間を完全に満たすように、本体４０１の凹んだ端へ配置されて封止される。

【0058】

開示されている高バリア性板紙および高バリア性板紙容器の様々な実施形態が図示および記載されているが、本明細書を読んだ当業者には変更が想到される可能性がある。本出願は、このような変更を含み、特許請求の範囲のみによって限定される。

【符号の説明】

【0059】

１ 高バリア性板紙
１０ 板紙基材
１１ 第１の主要側
１２ 第２の主要側
２０ 酸素除去エチレンビニルアルコール層
３０ 第１の有核ポリエチレン層
３１ 第２の有核ポリエチレン層
４０ 第１のポリマ層またはタイ層
４１ 第２のタイ層
４２ 第３のポリマ層またはタイ層
４３ 第４のタイ層
４４ 第５のタイ層
５０ 第１のシーラント層
５０Ａ シーラント層
５０Ｂ 第１のシーラント層
５１ 第２のシーラント層、ポリマシーラント層
６０ 第１の膜
６１ 第２の膜
１００ 高バリア性板紙容器
１０１ 高バリア性板紙ブランク
１０２ 第１の長手方向端
１０３ 第２の長手方向端
４０１ 本体
４０２ 蓋構成要素
４０３ 底構成要素
４０４ ビード、フランジ
４０５ 凹んだ構成

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【国際調査報告】