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技術 パターン金属箔ラミネートおよびその製造方法

出願人 グラフィックパッケイジングインターナショナル,インコーポレイテッド
発明者 マイケルエイシュメルザーアントニージョセフスウィオンテックチャールズシーハーベガージュニアケニスエイポーラート
出願日 1997年2月14日 (24年8ヶ月経過) 出願番号 1997-030957
公開日 1997年12月9日 (23年10ヶ月経過) 公開番号 1997-314736
状態 特許登録済
技術分野 被包材 積層体(2)
主要キーワード 誘電性基体 分配ロール 真空フード ラミネート領域 線状鋼 レーザビーム切断 周縁リム 合成樹脂基体
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重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1997年12月9日)のものです。
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図面 (19)

課題

食品マイクロ波包装として特に有用であり、また商業的に実施可能で且つ経済的に魅力的な、パターン金属箔ラミネートを作成する方法を提供すること。

解決手段

パターン金属箔/基体ラミネートを形成する方法であって、接着剤が存在する領域および接着剤が存在しない領域を構成する所定のパターンで、金属箔と基体との間に接着剤を塗布することにより、前記金属箔を前記基体にラミネートする工程と;前記金属箔を、前記接着剤を含む領域の境界に対応するパターンに切断する工程と;前記基体に接着されていない金属箔の領域を除去する工程とを具備した方法。

概要

背景

食事の全てまたは一部を料理するための電子オーブン人気が増大するに伴って、食品を保存する食品包装のまま、電子オーブンで直接加熱調理できる極めて多様な食品が開発されている。包装から取り出すことなく食品を加熱調理できる簡便さは、著しく多くの消費者アピールしている。しかし、不幸なことに、マイクロ波食品のために現在入手可能な包装は、幾つかの重大な欠点を有している。主要な欠点は、これらの包装では、その中に含まれる食品の異なった領域が受けるマイクロエネルギーの量を制御できないことである。一つの特別の問題は、食品の中央部または厚い領域が殆ど加熱調理されいないのに、食品の縁部および薄い領域は乾燥し、過剰に加熱調理されてしまうことである。冷凍食品、特に容積が比較的大きい製品、とりわけ分厚い中央部分と薄い端部とを有する食品は、入手可能な冷凍/電子オーブン用包装の中で不均一に加熱調理され易い食品の例である。同様に、程度の異なったマイクロ波加熱を必要とする多くの異なった食材からなる冷凍食品は、入手可能な冷凍/マイクロ波包装において、幾つかの食材が過剰に加熱調理され易いにもかかわらず、他の成分は加熱調理が不足し易い食品である。

アルミ箔のような金属箔は、薄い金属化被覆とは対照的に、マイクロ波エネルギーを透過または吸収せずに反射させる。従って、金属箔は、マイクロ波エネルギーに対して若干または完全に透過性である代りに、不伝導性である。この金属箔の特徴およびそのマイクロ波遮蔽膜としての用途は以前から知られており、マイクロ波食品の包装に利用されてきた。例えば米国特許第3,615,713 号および同第3,936,626 号は、複数の異なった寸法の打抜き部を有するトレーと、該トレーの打抜き部内に支持されるように寸法決めされた複数の個々の容器とを具備したマイクロ波加熱調理装置が開示されている。完全な食事を同時に調製できるように、夫々の容器は、その中に収容されている食品を他の容器中の食品と同時に、完全かつ適切に加熱調理するように設計されている。これらの容器は、夫々の食品に到達するマイクロ波エネルギーの量を制御するために、種々の量のアルミ箔を含んでいる。例えば、アイスクリームのように加熱を僅かしか必要としないか、又は全く必要としない食品が収容される容器は、内容物をマイクロ波エネルギーから完全に遮断するようにアルミ箔でできている。他の容器は、同様にマイクロ波に対して不伝導性のアルミ箔のような材料で形成されるが、選択された量のマイクロ波が該容器を通過して、規定の時間内に内部の食品を加熱調理するように形成された孔または開口部を有している。この孔の寸法および数は、容器内の食品の通常の加熱調理要件に従って決定される。

米国特許第4,351,997 号には、マイクロ波放射に対して透過性の底と、周囲壁および該周囲壁の頂部から外側に向けて延びた周縁リムを含む周囲構造とを具備し、該周囲構造の少なくとも一部には、金属箔(例えばアルミ箔)のように、マイクロ波に対して不伝導性の材料を組み込んだ食品包装が開示されている。この金属箔は、周壁基体に被覆され又は積層されるのが有利であろう。トレーの選択された部分をマイクロ波エネルギーから遮蔽するように、金属箔が選択的に配置されまたはパターン化された食品包装は、該包装内の食品の均一なマイクロ波加熱調理に寄与する。同様の有益な結果が、米国特許第5,370,883 号の中で開示されている。ここには、トレーの選択された部分を遮蔽するアルミ箔ラミネート製の部分を有するカバーを含んだ、マイクロ波加熱トレーが開示されている。

所定の領域を選択的に除去することによりパターン金属箔は、現在のところ、所定領域の金属箔をエッチングで除去することにより、マイクロ波包装用に製造されている。例えば、米国特許第4,552,614 号および同第5,340436号に開示された方法によれば、ポリエステルフィルムに金属を真空蒸着またはラミネートしてアルミ箔とし、次いで、エッチング耐性材料パターンマスクを、保護すべきアルミ箔の領域を覆って選択的に印刷またはコーティングする。その後、マスクしたラミネートにエッチング液スプレーし、又は該ラミネートをエッチング浴中に通して、エッチング液との化学反応によってアルミ箔の非マスク領域を選択的に除去する。こうして得たパターン箔/フィルムのラミネートを、従来の方法により、更に紙または紙板基体上にラミネートしてもよい。しかし、この脱金属化プロセスは遅く且つ面倒であり、しかも費用が高くて不経済である。同様に重要なことは、化学反応によって取扱いが困難な水素が発生し、またエッチング液からアルミニウム回収する必要が生じることである。

マイクロ波包装用のパターン金属箔を製造するために提案されている他の方法は、提案方法独特の理由によって、或いはそれらが経済的に魅力がないために、同様に満足できないものである。従って、現在までの努力では、とりわけ広範な食品の選択的マイクロ波加熱に特に効果的な食品包装材料である金属箔ラミネートを製造するための、商業的に実施可能で且つ経済的に魅力的な方法を提供できていない。

概要

食品のマイクロ波包装として特に有用であり、また商業的に実施可能で且つ経済的に魅力的な、パターン金属箔ラミネートを作成する方法を提供すること。

パターン金属箔/基体ラミネートを形成する方法であって、接着剤が存在する領域および接着剤が存在しない領域を構成する所定のパターンで、金属箔と基体との間に接着剤を塗布することにより、前記金属箔を前記基体にラミネートする工程と;前記金属箔を、前記接着剤を含む領域の境界に対応するパターンに切断する工程と;前記基体に接着されていない金属箔の領域を除去する工程とを具備した方法。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
6件
牽制数
2件

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請求項1

パターン金属箔基体ラミネートを形成する方法であって:(a)接着剤が存在する領域および接着剤が存在しない領域を構成する所定のパターンで、金属箔と基体との間に接着剤を塗布することにより、前記金属箔を前記基体にラミネートする工程と;(b)前記金属箔を、前記接着剤を含む領域の境界に対応するパターンに切断する工程と;(c)前記基体に接着されていない金属箔の領域を除去する工程とを具備した方法。

請求項2

請求項1に記載の方法であって、更に、バリヤー層材料のシートを、前記ラミネートのパターン金属箔層の上にラミネートする工程を含む方法。

請求項3

請求項2に記載の方法であって、前記バリヤー層材料がポリマーフィルムである方法。

請求項4

請求項3に記載の方法であって、前記ポリマーフィルムがポリエステルフィルムである方法。

請求項5

請求項3または4に記載の方法であって、前記ポリマーフィルムはその一方の表面が金属化され、該金属化された表面が前記パターン金属箔層に接着剤で接着される方法。

請求項6

請求項2に記載の方法であって、前記バリヤー層材料のシートは、熱ニップラミネーションによって、前記ラミネートのパターン金属箔層上にラミネートされる方法。

請求項7

請求項2に記載の方法であって、前記バリヤー層材料のシートは、押し出しラミネーションによって、前記ラミネートのパターン金属箔層上にラミネートされる方法。

請求項8

請求項2に記載の方法であって、前記バリヤー層材料のシートは、ラミネーションに先立ち、前記フィルムに無溶媒接着剤の層を塗布することによって、前記ラミネートのパターン金属箔層上にラミネートされる方法。

請求項9

請求項2に記載の方法であって、前記バリヤー層材料のシートは、ドライマウント接着剤ラミネーションによって、パターン金属箔層上にラミネートされる方法。

請求項10

請求項2に記載の方法であって、前記バリヤー層材料のシートは、前記ラミネートのパターン金属箔層上に押し出しコートされる方法。

請求項11

請求項1または2に記載の方法であって、前記切断工程が回転ダイカットからなる方法。

請求項12

請求項11に記載の方法であって、前記回転ダイカットの工程が機械式回転ダイを用いて行なわれる方法。

請求項13

請求項11に記載の方法であって、前記回転ダイ切断の工程が回転鋼ルールダイ(rotary steel rule die)を用いて行なわれる方法。

請求項14

請求項13に記載の方法であって、前記ダイが軟質アンビルに対して作用する方法。

請求項15

請求項14に記載の方法であって、前記軟質アンビルが段ボールである方法。

請求項16

請求項14に記載の方法であって、前記軟質アンビルが加湿された厚紙である方法。

請求項17

請求項1または2に記載の方法であって、前記切断工程がレーザビーム切断からなる方法。

請求項18

請求項17に記載の方法であって、前記レーザビーム切断の工程がNd:YAGレーザを用いて行なわれる方法。

請求項19

請求項1または2に記載の方法であって、前記基体は、紙、コート厚紙、アンコート厚紙およびポリマーフィルムからなる群から選択される方法。

請求項20

請求項19に記載の方法であって、前記ポリマーフィルムがポリエステルフィルムである方法。

請求項21

請求項1に記載の方法であって、前記基体がポリマーフィルムであり、また、厚紙のシートを前記ラミネートのパターン金属箔層に接着剤でラミネートする工程を更に具備した方法。

請求項22

請求項19に記載の方法であって、前記金属箔がアルミ箔である方法。

請求項23

請求項22に記載の方法であって、前記金属箔がアニールされていないアルミ箔である方法。

請求項24

請求項23に記載の方法であって、前記アルミ箔を前記基体にラミネートするに先立って、前記アニールされていないアルミ箔の表面をコロナ処理する工程を含む方法。

請求項25

請求項23に記載の方法であって、前記アルミ箔を前記基体にラミネートするに先立って、前記アニールされていないアルミ箔の表面を温和炎処理する工程を含む方法。

請求項26

請求項22に記載の方法であって、前記金属箔がダイカットアルミ合金箔である方法。

請求項27

請求項1に記載の方法であって、前記接着されていない金属箔の領域が真空剥離によって除去される方法。

請求項28

電子オーブンで加熱するようになった食品包装するための容器を形成する方法であって、前記容器は、食品を遮蔽するためのマイクロ波エネルギーに対して不伝導性の少なくとも一つのセクションと、マイクロ波エネルギーに対して実質的に透過性の少なくとも一つのセクションとを有しており、(a)接着剤が存在する領域および接着剤が存在しない領域を構成する所定のパターンで、金属箔と基体との間に接着剤を塗布することにより、前記金属箔を前記基体にラミネートする工程と;(b)前記金属箔を、前記接着剤を含む領域の境界に対応するパターンに切断する工程と;(c)前記基体に接着されていない金属箔の領域を除去する工程と;(d)バリヤー層材料のシートを、前記パターン金属箔層にラミネートする工程と;(e)前記バリヤー層/パターン金属箔/基体ラミネートを容器に成形して前記バリヤー層が容器内の食品に隣接するようにし、前記ラミネートの金属箔が除去された領域がマイクロ波エネルギーに対して実質的に透過性の容器セクションを形成し、前記ラミネートの金属箔を含む領域がマイクロ波放射に対して不伝導性の容器セクションを形成する、工程とを具備した方法。

請求項29

請求項28に記載の方法であって、前記金属箔はアルミ箔であり、前記基体は紙、コート厚紙、アンコート厚紙およびポリマーフィルムからなる群から選択され、また前記バリヤー層は材料はポリマーフィルムである方法。

請求項30

請求項29に記載の方法であって、前記金属箔はアニールされていないアルミ箔である方法。

請求項31

請求項30に記載の方法であって、前記アルミ箔を前記基体にラミネートするに先立って、前記アニールされていないアルミ箔の表面をコロナ処理する工程を含む方法。

請求項32

請求項30に記載の方法であって、前記アルミ箔を前記基体にラミネートするに先立って、前記アニールされていないアルミ箔の表面を温和な炎処理する工程を含む方法。

請求項33

請求項28に記載の方法であって、前記切断工程は、機械化された回転ダイを用いた回転ダイカットからなる方法。

請求項34

請求項28に記載の方法であって、前記切断工程はレーザ切断工程からなる方法。

請求項35

請求項28に記載の方法であって、前記バリヤー層材料はポリマーフィルムであり、該ポリマーフィルムはその一方の表面が金属化され、該金属化された表面は前記パターン金属箔層に接着剤で接着される方法。

請求項36

請求項28に記載の方法であって、前記接着されていない金属箔の領域は、真空剥しによって除去される方法。

請求項37

パターン金属箔/基体ラミネートであって、前記パターンは、前記金属箔と前記基体との間に、接着剤が存在する領域および接着剤が存在しない領域を構成する所定のパターンで接着剤を塗布することにより金属箔のシートを基体にラミネートし、前記金属箔を接着剤含有領域の境界に対応するパターンで切断し、前記基体に接着剤で接着されていない金属箔の領域を除去することによって形成される、パターン金属箔/基体ラミネート。

請求項38

請求項37に記載のパターン金属箔/基体ラミネートであって、更に、パターン金属箔層にラミネートされたバリヤー層材料のシートを含む、パターン金属箔/基体ラミネート。

請求項39

請求項38に記載のパターン金属箔/基体ラミネートであって、前記バリヤー層材料がポリマーフィルムである、パターン金属箔/基体ラミネート。

請求項40

請求項37,38または39に記載のパターン金属箔/基体ラミネートであって、前記金属箔はアルミ箔であり、また前記基体は紙、コート厚紙、アンコート厚紙およびポリマーフィルムからなる群から選択される、パターン金属箔/基体ラミネート。

請求項41

請求項40に記載のパターン金属箔/基体ラミネートであって、前記金属箔はアニールされていないアルミ箔であるパターン金属箔/基体ラミネート。

請求項42

請求項39に記載のパターン金属箔/基体ラミネートであって、前記ポリマーフィルムはその一方の表面が金属化され、該金属化された表面は前記パターン金属箔層に接着剤で接着されている、パターン金属箔/基体ラミネート。

請求項43

電子オーブンで加熱するようになった食品を包装するための容器であって、前記容器は、マイクロ波エネルギーに対して不伝導性の少なくとも一つのセクション(該セクションに隣接した食品を遮蔽するため)およびマイクロ波エネルギーに対して実質的に透過性の少なくとも一つのセクションを有し、前記容器は、前記バリヤー層を容器内の食品に隣接させて、バリヤー層/パターン金属箔/基体ラミネートから形成される容器において、前記バリヤー層/パターン金属箔/基体ラミネートは、前記金属箔と前記基体との間に、接着剤が存在する領域および接着剤が存在しない領域を構成する所定のパターンで接着剤を塗布することにより金属箔のシートを基体にラミネートし、前記金属箔を接着剤含有領域の境界に対応するパターンで切断し、前記基体に接着剤で接着されていない金属箔の領域を除去し、バリヤー層材料のシートを前記パターン金属箔層にラミネートすることによって形成され、これによって金属箔が除去された前記ラミネートの領域がマイクロ波に対して透過性の容器セクションを形成し、前記ラミネートの金属箔含有領域がマイクロ波放射に対して不伝導性の容器セクションを形成する、容器。

請求項44

請求項43に記載の容器であって、前記金属箔はアルミ箔であり、前記基体は紙、コート厚紙、アンコート厚紙およびポリマーフィルムからなる群から選択され、また前記バリヤー層材料はポリマーフィルムである、容器。

請求項45

請求項44に記載の容器であって、前記金属箔はアニールされないアルミ箔である、容器。

請求項46

請求項43に記載の容器であって、前記バリヤー層材料はポリマーフィルムであり、該ポリマーフィルムはその一方の表面が金属化され、該金属化された表面は前記パターン金属箔層に接着剤で接着されている容器。

請求項47

パターン金属箔/基体ラミネートを形成する方法であって、(a)金属箔と基体との間に接着剤を塗布することにより、金属箔のシートを基体にラミネートする工程と;(b)前記金属箔に所定のパターンでレーザビーム照射して、前記金属箔の照射領域を蒸発により除去する工程とを具備した方法。

請求項48

請求項47に記載の方法であって、更に、バリヤー層材料のシートを前記ラミネートのパターン金属箔にラミネートする工程を含む方法。

請求項49

請求項48に記載の方法であって、前記バリヤー層材料がポリマーフィルムである方法。

請求項50

請求項49に記載の方法であって、前記ポリマーフィルムがポリエステルフィルムである方法。

請求項51

請求項49または50に記載の方法であって、前記ポリマーフィルムがその一方の表面で金属化され、該金属化された表面が前記パターン金属箔層に接着剤で接着される方法。

請求項52

請求項48に記載の方法であって、前記バリヤー層材料のシートが、熱ニップラミネーションによって前記ラミネートのパターン金属箔層にラミネートされる方法。

請求項53

請求項48に記載の方法であって、前記バリヤー層材料のシートは、押し出しラミネーションによって、前記ラミネートのパターン金属箔層にラミネートされる方法。

請求項54

請求項48に記載の方法であって、前記バリヤー層材料のシートは、ラミネーションの前に無溶媒接着剤の層を前記フィルムに塗布することによって、前記ラミネートのパターン金属箔層にラミネートされる方法。

請求項55

請求項48に記載の方法であって、前記バリヤー層材料のシートは、ドライマウント接着ラミネーションによって、前記ラミネートのパターン金属箔層にラミネートされる方法。

請求項56

請求項48に記載の方法であって、前記バリヤー層材料のシートは、前記ラミネートのパターン金属層の上に押し出しコートされる方法。

請求項57

請求項47または48に記載の方法であって、前記レーザビーム照射の工程は、Nd:YAGレーザを用いて行なわれる方法。

請求項58

請求項47または48に記載の方法であって、前記基体は紙、コート厚紙およびアンコート厚紙からなる群から選択される方法。

請求項59

請求項58に記載の方法であって、前記金属箔はアルミ箔である方法。

請求項60

請求項58に記載の方法であって、前記金属箔は0.0002〜0.002インチの厚さを有する方法。

請求項61

請求項60に記載の方法であって、前記金属箔は0.0002〜0.0006インチの厚さを有する方法。

請求項62

請求項59に記載の方法であって、前記金属箔は0.0002〜0.002インチの厚さを有する方法。

請求項63

請求項62に記載の方法であって、前記金属箔は0.0002〜0.0006インチの厚さを有する方法。

請求項64

請求項59に記載の方法であって、前記前記金属箔はアニールされないアルミ箔である方法。

請求項65

請求項64に記載の方法であって、前記アルミ箔を前記基体にラミネートする前に、前記アニールされていないアルミ箔の表面をコロナ処理する工程を含む方法。

請求項66

請求項64に記載の方法であって、前記アルミ箔を前記基体にラミネートする前に、前記アニールされていないアルミ箔の表面を温和な炎処理する工程を含む方法。

請求項67

請求項47または48に記載の方法であって、前記所定のパターンは、ギャップによって分離された複数の導電性の島である方法。

請求項68

請求項47に記載の方法であって、前記所定のパターンが電気回路である方法。

請求項69

電子オーブンで加熱するようになった食品を包装するための容器を形成する方法であって、該容器はマイクロ波エネルギーに対して不伝導性の少なくとも一つのセクション(該不透明セクションに隣接した食品を遮蔽するため)およびマイクロ波エネルギーに対して実質的に透過性の少なくとも一つのセクションを有し、前記方法は、(a)金属箔と基体との間に接着剤を塗布することにより、金属箔のシートを基体にラミネートする工程と;(b)前記金属箔に所定のパターンでレーザビームを照射して、前記金属箔の照射領域を蒸発により除去する工程と;(c)バリヤー層材料のシートを、前記パターン金属箔層にラミネートする工程と;(d)前記バリヤー層/パターン金属箔/基体ラミネートを容器に形成する工程とを具備し、前記バリヤー層が容器内の食品に隣接するようにし、前記ラミネートの金属箔が除去された領域がマイクロ波エネルギーに対して実質的に透過性の容器セクションを形成し、前記ラミネートの金属箔を含む領域がマイクロ波放射に対して不伝導性の容器セクションを形成している、方法。

請求項70

請求項69に記載の方法であって、前記金属箔はアルミ箔であり、前記基体は紙、コート厚紙およびアンコート厚紙からなる群から選択され、また前記バリヤー層材料はポリマーフィルムである方法。

請求項71

請求項70に記載の方法であって、前記金属箔は0.0002〜0.002インチの厚さを有する方法。

請求項72

請求項70に記載の方法であって、前記金属箔は0.0002〜0.0006インチの厚さを有する方法。

請求項73

請求項70に記載の方法であって、前記前記金属箔はアニールされないアルミ箔である方法。

請求項74

請求項73に記載の方法であって、前記アルミ箔を前記基体にラミネートする前に、前記アニールされていないアルミ箔の表面をコロナ処理する工程を含む方法。

請求項75

請求項73に記載の方法であって、前記アルミ箔を前記基体にラミネートする前に、前記アニールされていないアルミ箔の表面を温和な炎処理する工程を含む方法。

請求項76

請求項69に記載の方法であって、前記バリヤー層材料はポリマーフィルムであり、該ポリマーフィルムはその一方の表面が金属化され、該金属化された表面は前記パターン金属箔層に接着剤で接着される方法。

請求項77

請求項69または70に記載の方法であって、前記所定のパターンは、ギャップによって分離された複数の導電性の島である方法。

請求項78

パターン金属箔/基体ラミネートであって、前記パターンは、前記金属箔と前記基体との間に接着剤を塗布することにより金属箔のシートを基体にラミネートし、前記金属箔にレーザビームを所定のパターンで照射して、金属箔の照射領域を蒸発により除去することによって形成される、パターン金属箔/基体ラミネート。

請求項79

請求項78に記載のパターン金属箔/基体ラミネートであって、更に、前記パターン金属箔層にラミネートされたバリヤー層材料のシートが含まれる、パターン金属箔/基体ラミネート。

請求項80

請求項79に記載のパターン金属箔/基体ラミネートであって、前記バリヤー層材料がポリマーフィルムである、パターン金属箔/基体ラミネート。

請求項81

請求項78、79および80に記載のパターン金属箔/基体ラミネートであって、前記金属箔はアルミ箔であり、前記基体は紙、コート厚紙およびアンコート厚紙からなる群から選択される方法。

請求項82

請求項81に記載の方法であって、前記金属箔は0.0002〜0.002インチの厚さを有する方法。

請求項83

請求項81に記載の方法であって、前記金属箔は0.0002〜0.0006インチの厚さを有する方法。

請求項84

請求項81に記載のパターン化された金属箔/基体ラミネートであって、前記金属箔はアニールされないアルミ箔である、パターン金属箔/基体ラミネート。

請求項85

請求項80に記載のパターン金属箔/基体ラミネートであって、前記ポリマーフィルムはその一方の表面が金属化されており、該金属化された表面は前記パターン金属箔層に接着剤で接着されている、パターン金属箔/基体ラミネート。

請求項86

請求項78または79に記載のパターン金属箔/基体ラミネートであって、前記所定のパターンは、ギャップによって分離された複数の導電性の島である、パターン金属箔/基体ラミネート。

請求項87

電子オーブンで加熱するようになった食品を包装するための容器であって、前記容器は、マイクロ波エネルギーに対して不伝導性の少なくとも一つのセクション(該セクションに隣接した食品を遮蔽するため)およびマイクロ波エネルギーに対して実質的に透過性の少なくとも一つのセクションを有し、前記容器は、前記バリヤー層が容器内の食品に隣接するように、バリヤー層/パターン金属箔/基体ラミネートから形成される容器において、前記バリヤー層/パターン金属箔/基体ラミネートは、前記金属箔と前記基体との間に接着剤を塗布することにより金属箔のシートを基体にラミネートし、前記金属箔に所定のパターンでレーザビームを照射して該金属箔の照射領域を蒸発により除去し、バリヤー層材料のシートを前記パターン金属箔層にラミネートすることによって形成され、これによって金属箔が除去された前記ラミネートの領域がマイクロ波に対して実質的に透過性の容器セクションを形成し、前記ラミネートの金属箔含有領域がマイクロ波放射に対して不伝導性の容器セクションを形成する、容器。

請求項88

請求項87に記載の容器であって、前記金属箔はアルミ箔であり、前記基体は紙、コート厚紙、アンコート厚紙およびポリマーフィルムからなる群から選択され、また前記バリヤー層材料はポリマーフィルムである容器。

請求項89

請求項88に記載の容器であって、前記金属箔は0.0002〜0.002インチの厚さを有する容器。

請求項90

請求項88に記載の容器であって、前記金属箔は0.0002〜0.0006インチの厚さを有する容器。

請求項91

請求項88に記載の容器であって、前記金属箔はアニールされないアルミ箔である、容器。

請求項92

請求項87に記載の容器であって、前記バリヤー層材料はポリマーフィルムであり、該ポリマーフィルムはその一方の表面が金属化されており、該金属化された表面は前記パターン金属箔層に接着剤で接着されている容器。

請求項93

請求項87または88に記載の容器であって、前記所定のパターンは、ギャップによって分離された複数の導電性の島である容器。

請求項94

タグを付された商品店舗から運び出されるときに警告を発するための販売電子監視タグであって、前記タグは、万引き防止の警告を発するための検出可能な共振条件を生じるために所定の高周波数同調された共振回路を具備し、該共振回路はパターン金属箔/基体ラミネートから形成されているタグにおいて、前記パターン金属箔/基体ラミネートは、前記金属箔と前記基体との間に接着剤を塗布することにより金属箔のシートを基体にラミネートし、前記金属箔に所定のパターンでレーザビームを照射して該金属箔の照射領域を蒸発により除去することによって形成され、これによって、金属箔で形成された前記ラミネートの非照射領域が前記共振回路を形成するための導電性回路素子を構成するタグ。

請求項95

請求項94に記載の電子的監視タグであって、前記金属箔はアルミ箔であり、前記基体は紙、コート厚紙、アンコート厚紙からなる群から選択される、タグ。

請求項96

請求項95に記載の電子的監視タグであって、前記金属箔は0.0002〜0.002インチの厚さを有する、タグ。

請求項97

請求項95に記載の電子的監視タグであって、前記金属箔は0.0002〜0.0006インチの厚さを有する容器。

請求項98

請求項94に記載の電子的監視タグであって、前記金属箔はアニールされないアルミ箔である、タグ。

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0001

この出願は、1996年2月14日に出願された係属中の米国特許出願第08/602,576号の一部継続出願である。

0002

本発明は、一般には金属箔を含むラミネートおよび該ラミネートの製造方法に関する。より詳しくは、とりわけ、電子オーブンで加熱されるようなった食品包装するのに特に適した食品容器成形するのに有用な金属箔/基体ラミネート、更に具体的にはパターン金属箔/基体ラミネートと、このようなラミネートの製造方法とに関する。

背景技術

0003

食事の全てまたは一部を料理するための電子オーブンの人気が増大するに伴って、食品を保存する食品包装のまま、電子オーブンで直接加熱調理できる極めて多様な食品が開発されている。包装から取り出すことなく食品を加熱調理できる簡便さは、著しく多くの消費者アピールしている。しかし、不幸なことに、マイクロ波食品のために現在入手可能な包装は、幾つかの重大な欠点を有している。主要な欠点は、これらの包装では、その中に含まれる食品の異なった領域が受けるマイクロエネルギーの量を制御できないことである。一つの特別の問題は、食品の中央部または厚い領域が殆ど加熱調理されいないのに、食品の縁部および薄い領域は乾燥し、過剰に加熱調理されてしまうことである。冷凍食品、特に容積が比較的大きい製品、とりわけ分厚い中央部分と薄い端部とを有する食品は、入手可能な冷凍/電子オーブン用包装の中で不均一に加熱調理され易い食品の例である。同様に、程度の異なったマイクロ波加熱を必要とする多くの異なった食材からなる冷凍食品は、入手可能な冷凍/マイクロ波包装において、幾つかの食材が過剰に加熱調理され易いにもかかわらず、他の成分は加熱調理が不足し易い食品である。

0004

アルミ箔のような金属箔は、薄い金属化被覆とは対照的に、マイクロ波エネルギーを透過または吸収せずに反射させる。従って、金属箔は、マイクロ波エネルギーに対して若干または完全に透過性である代りに、不伝導性である。この金属箔の特徴およびそのマイクロ波遮蔽膜としての用途は以前から知られており、マイクロ波食品の包装に利用されてきた。例えば米国特許第3,615,713 号および同第3,936,626 号は、複数の異なった寸法の打抜き部を有するトレーと、該トレーの打抜き部内に支持されるように寸法決めされた複数の個々の容器とを具備したマイクロ波加熱調理装置が開示されている。完全な食事を同時に調製できるように、夫々の容器は、その中に収容されている食品を他の容器中の食品と同時に、完全かつ適切に加熱調理するように設計されている。これらの容器は、夫々の食品に到達するマイクロ波エネルギーの量を制御するために、種々の量のアルミ箔を含んでいる。例えば、アイスクリームのように加熱を僅かしか必要としないか、又は全く必要としない食品が収容される容器は、内容物をマイクロ波エネルギーから完全に遮断するようにアルミ箔でできている。他の容器は、同様にマイクロ波に対して不伝導性のアルミ箔のような材料で形成されるが、選択された量のマイクロ波が該容器を通過して、規定の時間内に内部の食品を加熱調理するように形成された孔または開口部を有している。この孔の寸法および数は、容器内の食品の通常の加熱調理要件に従って決定される。

0005

米国特許第4,351,997 号には、マイクロ波放射に対して透過性の底と、周囲壁および該周囲壁の頂部から外側に向けて延びた周縁リムを含む周囲構造とを具備し、該周囲構造の少なくとも一部には、金属箔(例えばアルミ箔)のように、マイクロ波に対して不伝導性の材料を組み込んだ食品包装が開示されている。この金属箔は、周壁基体に被覆され又は積層されるのが有利であろう。トレーの選択された部分をマイクロ波エネルギーから遮蔽するように、金属箔が選択的に配置されまたはパターン化された食品包装は、該包装内の食品の均一なマイクロ波加熱調理に寄与する。同様の有益な結果が、米国特許第5,370,883 号の中で開示されている。ここには、トレーの選択された部分を遮蔽するアルミ箔ラミネート製の部分を有するカバーを含んだ、マイクロ波加熱トレーが開示されている。

0006

所定の領域を選択的に除去することによりパターン金属箔は、現在のところ、所定領域の金属箔をエッチングで除去することにより、マイクロ波包装用に製造されている。例えば、米国特許第4,552,614 号および同第5,340436号に開示された方法によれば、ポリエステルフィルムに金属を真空蒸着またはラミネートしてアルミ箔とし、次いで、エッチング耐性材料パターンマスクを、保護すべきアルミ箔の領域を覆って選択的に印刷またはコーティングする。その後、マスクしたラミネートにエッチング液スプレーし、又は該ラミネートをエッチング浴中に通して、エッチング液との化学反応によってアルミ箔の非マスク領域を選択的に除去する。こうして得たパターン箔/フィルムのラミネートを、従来の方法により、更に紙または紙板基体上にラミネートしてもよい。しかし、この脱金属化プロセスは遅く且つ面倒であり、しかも費用が高くて不経済である。同様に重要なことは、化学反応によって取扱いが困難な水素が発生し、またエッチング液からアルミニウム回収する必要が生じることである。

0007

マイクロ波包装用のパターン金属箔を製造するために提案されている他の方法は、提案方法独特の理由によって、或いはそれらが経済的に魅力がないために、同様に満足できないものである。従って、現在までの努力では、とりわけ広範な食品の選択的マイクロ波加熱に特に効果的な食品包装材料である金属箔ラミネートを製造するための、商業的に実施可能で且つ経済的に魅力的な方法を提供できていない。

0008

従って、本発明の主たる目的は、食品のマイクロ波包装として特に有用であり、また商業的に実施可能で且つ経済的に魅力的な、パターン金属箔ラミネートを作成する方法を提供することである。また、特に電気回路として有用であり、また商業的に実施可能で且つ経済的に魅力的な、パターン金属箔ラミネートを作成する方法を提供することも、本発明の目的である。本発明の他の目的は、ラミネートを通過し、該ラミネートで形成されたマイクロ波包装の中の異なった食品または一つの食品の異なった領域によって受け取られるマイクロ波エネルギーの量を選択的に制御するための、広範な規則的または不規則な形状のパターンを形成する方法を提供することである。

0009

本発明の更に別の目的は、パターン金属箔/基体ラミネートを作成する方法であって、金属箔と基体との間に、ラミネートにおける望ましい金属箔パターンに対応した所定のパターンに接着剤が塗布される方法を提供することである。本発明の更に別の目的は、パターン金属箔/基体ラミネートを作成する方法であって、選択された領域における金属箔と基体との間に接着剤が所定のパターンで塗布され、前記金属箔は接着剤塗布領域境界に対応したパターンで切断され、前記金属箔の非接着領域が除去されて、前記金属箔パターンが接着剤塗布パターンに対応しているラミネートを作る方法を提供することである。本発明の更に別の目的は、パターン金属箔/基体ラミネートを作成する方法であって、選択された領域における金属箔と基体との間に接着剤を所定のパターンで塗布し、前記基体を許容不能に切断または劣化することなく、前記接着剤塗布領域の境界に対応するパターンで、前記金属箔を回転ダイを用いて切断する方法を提供することである。

0010

本発明の更に別の目的は、パターン金属箔/基体ラミネートを作成する方法であって、選択された領域における金属箔と基体との間に接着剤を所定のパターンで塗布し、前記基体を許容不能に切断または劣化することなく、前記接着剤塗布領域の境界に対応するパターンで、前記金属箔をレーザビームを用いて切断する方法を提供することである。本発明の他の目的は、電子オーブンで加熱するようになった食品を包装するための容器を製造するために、パターン金属箔/基体ラミネートを容器に成形する方法であって、前記ラミネートの金属箔を含む領域がマイクロ波に対して不伝導性の容器セクションを形成して、これら容器セクションにおける食品の過剰な加熱調理を防止し、該食品の均一な加熱料理を促進するようにする方法を提供する。

0011

本発明の更に別の目的は、マイクロ波包装および他の用途のためのパターン金属箔/基体ラミネートであって、前記パターンは、選択された領域において金属箔と基体との間に所定パターンで接着剤を塗布することにより金属箔のシートを基体にラミネートし、例えば回転ダイまたはレーザのような切断ツールを用いて前記金属箔を接着剤塗布領域の境界に対応するパターンに切断し、また金属箔の非接着領域を除去してラミネートを作ることにより形成され、前記金属箔パターンは前記接着剤塗布パターンに対応している方法を提供する。本発明の更に別の目的は、パターン金属箔/基体ラミネートを作成する方法であって、金属箔と基体との間に接着剤を塗布してラミネートを形成し、また前記金属箔に所定のパターンでレーザビームを照射して、前記基体を許容不能に劣化することなく、照射された金属箔を蒸発させる方法を提供することである。

0012

本発明の他の目的は、パターン金属箔/基体ラミネートを作成する方法であって、前記金属箔パターンはギャップにより分離された複数の島を有し、また前記方法は、金属箔と基体との間に接着剤を所定のパターンで塗布してラミネートを形成する工程と、前記金属箔にレーザビームを所定パターンで照射して、前記基体を許容不能に劣化させることなく、照射された金属箔を蒸発させる工程とを具備した方法を提供することである。

課題を解決するための手段

0013

上記の目的および他の目的は、本発明に従い、パターン金属箔/基体ラミネートを形成する方法であって、接着剤が存在する領域および接着剤が存在しない領域を構成する所定のパターンで、金属箔と基体との間に接着剤を塗布することにより、前記金属箔を前記基体にラミネートする工程と;前記金属箔を、前記接着剤を含む領域の境界に対応するパターンに切断する工程と;前記基体に接着されていない金属箔の領域を除去する工程とを具備した方法を提供することによって達成される。一つの実施例において、この方法は更に、バリヤー層材料のシート、好ましくはポリマーフィルムを、前記パターン金属箔/基体ラミネートのパターン金属箔層の上にラミネートする工程を含む。好ましくは、該金属箔は回転ダイ、望ましくは機械式回転ダイ、またはレーザビームを用いることによって切断される。上記の金属箔はアニールされていないアルミ箔であり、基体は厚紙であり、ポリマーフィルムはポリエステルフィルムであるのが有利である。他の実施例において、本発明は、パターン金属箔/基体ラミネートを提供する。ここで、該パターンは、選択された領域における金属箔と基体との間に接着剤を所定のパターンで塗布することにより、金属箔のシートを基体にラミネートし、該金属箔を前記接着剤塗布領域の境界に対応したパターンで切断し、金属箔の接着されていない領域を除去することにより、金属箔を接着剤塗布パターンに対応させることによって形成される。更に別の実施例において、本発明は、電子オーブンで加熱するようになった食品を包装するための容器と、該容器に従って、パターン金属箔/基体ラミネートが容器に成形される、容器の製造方法を提供する。ここで、前記ラミネートの金属箔を含む領域は、容器の当該部分にある食品の過剰な加熱調理を防止するための、マイクロ波エネルギーに対して不伝導性の容器セクションを形成する。

0014

上記の目的はまた、本発明の他の実施例に従って、パターン金属箔/基体ラミネートを製造する方法を提供することによって達成される。この方法は、金属箔と基体との間に接着剤を塗布することにより、金属箔のシートを基体にラミネートする工程と、前記金属箔に所定のパターンでレーザビームを照射して、該金属箔の照射領域を蒸発させる工程とを含んでいる。上記の金属箔はアルミ箔であり、基体は紙または厚紙であるのが有利である。ラミネートの意図した用途に応じて、当該方法は更に、バリヤー層材料のシート、好ましくはポリエステルフィルムを、上記パターン金属箔/基体ラミネートのパターン金属箔層にラミネートする工程を含んでいてもよい。

0015

マイクロ波エネルギーにより加熱調理するようになった食品のための商業的に最も入手可能な包装は、三次元固形直方体の全体形状を有し、その壁の中に食品が収容されている。この構造は、折り畳み、或いはプレス成形して所望の寸法の三次元容器を作る、厚紙等でできた平坦な二次元ブランクから容易に形成される。食品が比較的大きな体積を有しているか、或いは著しく厚いか又は薄い場合には、マイクロ波加熱調理を行うと、縁部および/または薄い領域は過剰に加熱調理されるが、中央部および厚い領域は冷凍のまま、または殆ど加熱調理されないまま残るという同様の結果になる。この望ましくない作用を排除し、または少なくとも減少させるためには、ブランクに基体/金属箔ラミネートで形成された部分を含ませて、マイクロ波に対して透過性のパッケージ領域およびマイクロ波に対して不伝導性のパッケージ領域を構成すればよい。このラミネート部分を容器内の選択された食品または食品の部分に近接して配置することにより、これら食品をマイクロ波エネルギーから選択的に遮蔽することができる。

0016

本発明は、マイクロ波加熱を意図した食品を包装するのに特に有用な金属箔/基体ラミネートと、このようなラミネートを製造するための有利かつ経済的な方法を提供する。本発明の一つの実施例によれば、金属箔の所定の選択された領域を除去し、ラミネートのこれら領域をマイクロ波に対して透過性にする一方、金属箔が存在するラミネートの領域はマイクロ波に対して不伝導性のままとする。食品の加熱要件に合わせて金属箔のパターン化をカスタマイズすることにより、金属箔を含むラミネート領域がマイクロ波エネルギーに対して不伝導性である容器部分を形成し、これら容器部分の内部にある食品の過剰な加熱調理を防止して食品の均一な加熱調理を促すような容器を、上記のラミネートから形成することができる。金属箔パターンは、食品に対して容易に且つ便利にカスタマイズし、また食品包装内の望ましくない加熱領域が回避されるような形状にすればよい。更に、容器の異なった部分におけるマイクロ波エネルギー加熱活性を選択的に減少させて、食品の種々の部分を異なった速度または異なった程度に加熱するようにすればよい。図1は、本発明の方法に従って作成された、金属箔を含む領域および金属箔が除去された領域を有するパターン化された金属箔/基体ラミネート10を示している。示された各層の相対的な寸法は、説明を容易にするために誇張されている。ラミネート10は基体12を含んでおり、該基体は、食品包装を構成する容器の一つの壁としても機能し得る。金属箔層14は基体12に接着されており、好ましくは該基体と、ポリマーフィルムのようなバリヤー層16との間に位置し、ポリマーフィルムに基体が結合される。以下の説明から明らかになるように、ラミネート10は、基体12に所定のパターンで接着剤を塗布し、金属箔シートを基体12に接着し、金属箔シートを塗布した接着剤のパターンに対応したパターンに切断し、接着されていない金属箔を除去し、そして或る場合には、接着された金属箔14を覆ってポリマーフィルム16をラミネートして、基体および金属箔と接触させることによって形成される。本発明の他の実施例では、ラミネート10は、基体12に接着剤を塗布し、金属箔シート14を基体12に接着し、基体を損傷させることなく金属箔シートを所定のパターンで蒸発させ、そして或る場合には、接着された金属箔14を覆ってポリマーフィルム16をラミネートして、基体および金属箔と接触させることによって形成される。図1に示した金属箔層14は、非接着部分を切断および除去した後、或いはレーザ蒸発による金属箔の除去の後に残った、適用された金属箔シートの部分を表している。

0017

バリヤー層16は、容器内の食品を金属箔層から分離するバリヤーとして機能する、耐熱性の安定な材料であるのが好ましい。該層16は、マイクロ波エネルギー透過性であり、また食品が電子オーブンで加熱調理されている際に到した温度の食品との接触に適するように、金属箔にラミネートされたときに高温で十分に安定である。バリヤー層16は、ポリマーフィルムおよび紙(ポリエステルポリオレフィンナイロンセロファン、紙およびポリスルホンを含む)のような、バリヤー特性を有する広範な安定材料から形成することができる。ポリエステルは、その熱安定性および表面平滑性のために、食品容器に好まれるフィルム材料である。プラスチック膜の厚さは、好ましくは約0.0003〜0.002インチであり、最も望ましくは約0.0005インチである。

0018

金属箔14はアルミ箔であるのが好ましいが、アルミニウム合金箔のように、マイクロ波不伝導性の周知の薄いラミネート可能な金属箔であればよい。本発明の好ましい実施例では、この金属箔は、展性に乏しい(less malleable)、即ち脆い、アニールされた又はアニールされていない金属箔である。このようなアニールされた金属箔の一例は、ダイカット(diecutting)用に設計された比較的脆いアルミニウム合金である。このような金属箔は、アルマックス8145(Alumax 8145)として商業的に入手可能である。しかし、使用に特に好まれるのは、アニールされていないアルミ箔である。望ましくは、本発明のラミネートに利用される箔は0.0002〜0.002インチの範囲の厚さを有し、より好ましくは、比較的薄く0.0002〜0.0006インチの範囲の厚さを有する。基体12は好ましくは可撓性材料であり、マイクロ波エネルギー透過性で、また相対的に高い絶縁性能と、電子オーブンでの加熱調理温度に耐えるのに十分な熱安定性とを有している。適切な基体材料には、紙、コート又はアンコート厚紙、ポリエステルフィルムのようなプラスチックフィルム、および繊維/ポリマー複合体のような複合材料が含まれる。マイクロ波を適用するためには、好ましい基体材料は、紙、コート及びアンコート厚紙、並びにポリマーフィルムである。

0019

パターン金属箔/基体ラミネート10は、本発明によれば、図2に概略的に示した方法によって有利に製造される。この方法では、マイクロ波の反射が望まれるようなラミネートの領域のみに、基体/金属箔界面に接着剤が塗布される。次に、外観を損なわず、また基体を切断したり損傷させたりすることなく、接着剤を塗布した領域の境界に対応したパターンで金属箔を切断する。接着剤で基体に接着されていない金属箔領域は除去され、望ましくはクリーンリサイクルの流れに送られる。特に、マイクロ波食品包装の適用のための最終工程として、金属箔/基体ラミネートと食品との間のバリヤーとして働くポリマーフィルム層のようなバリヤー層が、パターン金属箔層の上に適用される。得られたラミネートは、マイクロ波を反射するパターン金属箔領域を接着剤でラミネートした基体を具備しており、プレス成形又は折り畳み式マイクロ波用トレー及びカートン用のブランクを形成するのに特に有用である。

0020

図2を参照すると、基体材料のシート(例えば厚紙)30が供給ロール32から供給される。接着剤リザーバ34からパターングラビアロール36に接着剤が供給され、このパターングラビアロールは、金属箔38が貼合せロール40の上を通過して基体シート30と積層接触するときに、ロール36の所定パターンの接着剤を金属箔38のシート上に転写する。或いは、隆起パターンを形成したフレキソ印刷ゴムロール(flexographic rubber roll)を用いて接着剤を塗布してもよい。得られたこの金属箔/基体ラミネートは、回転ダイ42とアンビル44との間を通過し、そこで金属箔層が、基体の外観を著しく損ねたり基体を損傷させたりすることなく、接着剤塗布領域の境界に対応するパターンで切断される。接着剤で基体に接着されていない金属箔は、真空かす取りステーション46で真空引きにより剥離され、クリーン金属箔リサイクルステーション(図示せず)に送られる。一つの実施例において、このかす取りステーションは、回転する真空/加圧ドラム真空フードの組み合わせ、または単純な真空フードを具備しており、金属箔のかすを除去して、該かすをリサイクルステーションへと吹き飛ばす。その後、ポリマー薄膜層(例えばポリエステルフィルム)のようなバリヤー層が、パターン金属箔の上に適用される。種々の技術を用いて、ポリマーフィルム48を金属箔の上にコートし又はラミネートすればよい。例えば、金属箔層に接触するようになったアモルファスポリエステルのような熱シール層を表面に有するポリマーフィルムを、熱ニップラミネーションによって、金属箔層にラミネートさせることができる。この技術に従えば、ポリマー膜48は加熱されたフィルム貼合せロール50の上に通されて、熱シール層を溶融させ、溶融した層がプレスされて金属箔層に接触するときに、ポリマーフィルムが金属箔および基体(金属箔が除去されている領域)に熱シールされる。本発明の方法においては、ドライマウント接着ラミネーション、押し出しラミネーション、無溶媒接着剤を用いたラミネーション、および押し出しコーティングのような他の周知の積層技術または被覆技術を同様に利用することができる。

0021

金属泊接触回転ダイ切断(foil kiss rotary diecutting)は、塗布された接着剤のパターンに対応したパターンに金属箔を切断するための、一つの好ましい方法である。アルミ箔/厚紙基体をダイカットする際に遭遇する一つの問題は、アルミ箔が非常に可鍛性(malleable)である。それは、失敗することなく大きな面外剪断応力(out-of -plane shear strain)を受ける。金属箔を分割するために、ダイは、厚く柔らく厚い板状基体の中に深く侵入しなければならない。このプロセスにおいて、ダイによっては、基板が不当に切断および損傷されるかも知れない。本発明によれば、機械加工された回転ダイは、アルミ箔をダイカットするための好ましい切断ツールである。より具体的に言えば、機械加工された回転ダイは、典型的には鋭く、平らで、正確に機械加工された中実鋼部品である。機械加工された回転ダイは、下地の基体をも切断することなく、金属箔のきれいでシャープな正確な切断が可能である点において、特に効果的なダイカットツールである。また、鋼ルール回転ダイ(rotary steel rule die)は、多くの応用において満足な結果を生んでいる。鋸歯状鋼ルールダイは、直線状鋼ルールダイよりも優れた結果を生むように思える。加えて、基体がf−フルート段ボールのような段ボールであるとき、或いはダイカットの際に軟質アンビルが用いられるときに、切断は鋼ルールダイを用いることによって向上する。軟質アンビルは従来の軟質アンビル、段ボールまたは軟質アンビルとなるように加湿された厚紙基体で良い。

0022

金属泊がアニールされていないアルミ箔である場合には、更に良好な結果が得られる。アニールされていない金属箔について、このような箔はより脆弱で、ダイカットしやすい事実から、改善された結果が観察されたものと確信される。例えば、一つの例では、コート18pt.厚紙にラミネートされた、アルマックス1145H19 として商業的に入手可能な厚さ0.0003インチのアニールされていないアルミ箔を用いることにより、特に好ましい結果が得られた。アンコート厚紙が用いられたとき、顕著な相違は見られなかった。アニールされていない金属箔を用いるときは、アルミ箔の圧延の際に用いた潤滑剤が、金属箔と基体との結合を妨げないように注意しなければならない。アニールされていない金属箔は依然として潤滑表面層を保持しており、これらが結合を妨害する。従って、アニールされていない金属箔の表面に存在する潤滑剤は、例えば、コロナ処理または表面潤滑剤を除去するのに十分であるが、金属箔をアニールするには不十分なほどよい炎処理によって処理される。或いは、表面潤滑剤が存在するときでも有効な結合を形成する、特別な接着剤を用いることができる。

0023

上記の積層法は種々のタイプの積層装置で実施することができ、また本発明の方法を実施する能力を有するこのような全ての装置は、本発明に使用することが考えられる。積層装置の一つの適切な例は、種々の方法工程を行うことができる個々のデッキを備えたフレキソ印刷機である。積層装置の他の適切な品目は、図3に概略的に示すように、中央印刷ドラム(central impression drum)を利用するものである。図3に概略的に示す方法は、金属箔を基体にラミネートするに先立って、接着剤パターンが金属箔にではなく基体に塗布されること、並びに金属箔が回転ダイによってではなくレーザビームによって切断される点を除いて、実質的には図2に概略的に示した方法と同一である。本発明の実施において、接着剤が金属箔か基体の何れかに塗布されるかは重要なことではない。即ち、図3を参照すると、基体材料のシート60は中央印刷ドラム62と供給ロール64との間に供給される。接着剤は、接着剤リザーバ66からパターングラビアロール68に分配され、このロール68は、基体シートが支持ロール70とグラビアロール68との間を通るときに、接着剤をグラビアロールの所定パターンで基体シートの一面に転写する。或いは、接着剤は、所定のパターンを形成したフレキソ印刷ゴムロールを用いて塗布される。金属箔シート72が貼合せロール74の上を通るときに、金属箔のシート72は、接着剤をパターンに塗布した基体シートとラミネート接触する。得られた金属箔/基体ラミネートは、レーザ切断ステーション76を通るが、該ステーションでは、基体の外観を著しく損傷または劣化させることなく、金属箔が接着剤塗布領域の境界に対応したパターンで切断される。金属箔のレーザビームパターン切断は、特にNd:YAGレーザを用いてレーザ切断が達成される場合には、非常に正確で且つ極めて望ましいものであることが分かっている。レーザは、単にレーザビーム走査パターンおよび/または偏光ソフトウエアを調節するだけで、異なったパターンおよび異なった厚さの金属箔のために容易に調節することができる。レーザビーム切断は、基体を注意深く保存しながら、金属箔を効率的に焼き尽くす。多くの応用において、レーザビーム切断の利点は、費用の問題や、例えば大きなパターンの場合はレーザビーム切断はダイカットよりも遅く、ラミネート製造ラインを遅くしなければならないといった不便さの欠点を相殺するものである。切断に続いて、接着剤で基体に粘着されていない金属箔は、真空かす取りステーション78で真空剥離されてクリーン金属箔リサイクルステーション(図示せず)に送られる。その後、薄いポリマーフィルム層(例えばポリエステルフィルム)のようなバリヤー層が、パターン金属箔の上に適用される。ポリマーフィルム80を金属箔の上に被覆し、または積層するためには種々の技術を用いることができる。例えば、金属箔に接触させる目的で熱シール性層(例えばアモルファスポリエステル層)を有するポリマーフィルムを、加熱されたフィルム貼合せロール82の上に通して該熱シール性層を溶融させ、プレスして金属箔に接触させて、該ポリマーフィルムを熱ニップラミネーションによって金属箔および基体に熱シールすればよい。或いは、ドライマウント接着ラミネーション、押し出しラミネーション、無溶媒接着剤を用いたラミネーション、および押し出しコーティングのような、積層またはコーティングの技術を利用することができる。

0024

本発明の方法によって達成すべく研究されているゴールは、如何なる材料および/装置が選択されたときにも、図1のラミネート10のように、マイクロ波エネルギーを反射して、該金属箔が存在する領域に隣接した容器内の食品の過剰な加熱調理を防止する、パターン金属箔14を含んだラミネートを製造することである。この方法で、マイクロ波加熱活性が低下した選択領域、即ちマイクロ波反射領域を、食品の異なった領域を異なった速度で異なった程度にまで加熱することができるように、食品包装内に必要に応じて位置決めすることができる。本発明の他の実施例においては、パターン金属箔層にポリマーフィルムを積層するに先立って、真空メタライジングのような従来の技術により、バリヤー層のポリマー膜を薄い金属箔で金属化することができる。図4に見られるように、ラミネート90は、パターン金属箔層94/基体96(金属泊が除去された領域)とバリヤー層のポリマーフィルム98の一方の面との間に位置し、且つパターン金属箔層94/基体96に接着剤で接着された金属化層92を含んでいる。この示された層の相対的な寸法は、図示を容易にするために誇張されている。周知のように、ポリマーフィルムのようなマイクロ波透過性基体上にある約0.01 Mhoの表面導電性を有する金属化フィルムは、ある種のマイクロ波エネルギーを吸収して、それを該金属化層に近接した食品を適度に焦がしてカリカリに焼くのに使用できる加熱エネルギーに変換する。ラミネート90は、食品の一部を選択的に遮蔽することにより食品の均一なマイクロ波加熱調理を高める上での、ラミネート10の特性の実質的に全てを有している。しかしながら、付言すると、ラミネート90の金属箔層94が除去された領域では、ラミネート90はマイクロ波と相互作用する特性を有している。ラミネート90がマイクロ波加熱調理用の食品包装に形成されるときには、金属箔パターンの適切な選択およびパターン金属箔の選択的な位置決めによって、選択的な遮蔽だけでなく、食品包装内の食品の選択的な適度の焦げ目およびカリカリの焼き上げが可能になることが理解されるであろう。

0025

マイクロ波加熱を目的として食品を包装するための、本発明によるパターン金属箔/基体ラミネートの一実施例が、図5トレーブランク100に示されている。トレーブランク100は最終的にはプレス成形されて、マイクロ波加熱容器を形成する。ブランク100におけるマイクロ波反射領域102およびマイクロ波透過領域104の形状は、特定の寸法、形状および誘電率をもった食品に効果的な形状の実例である。図示のように、ブランク100をプレスしてトレーを形成したときに底106を形成するトレーブランク100の一部は、金属箔を含んだ領域を有していない。これとは対照的に、ブランクをプレスして成形した時に側壁パネル108,110を形成するトレーブランク部分は、実質的に全体が金属箔を含む領域からなっている。周辺のトレー縁部112は、電子オーブン壁にアークが飛ばないように、全体が金属箔を有していない。金属箔のパターン化と、これにより得られた金属箔を含む領域102の選択的な配置によって、これら領域における食品の過剰なマイクロ波加熱が回避され、また均一な加熱調理が促進される。

0026

図6は、本発明のパターン金属箔/基体ラミネートから形成された、他のトレーブランク120の一例である。トレーブランク120は、最終的には折り畳まれてマイクロ波加熱容器が形成される。トレーブランク100の場合と同様に、該ブランク120はマイクロ波エネルギーを反射させる金属箔を含む領域122と、本発明に従って金属箔を除去したマイクロ波エネルギーを透過させる領域124とを含んでいる。ここでも、電子オーブン壁にアークが飛ばないように、周囲のトレー縁部126は全体が金属箔を有していない。こうして得られた金属箔を含む領域122のパターン化および選択的配置によって、食品の均一な加熱調理が促される。図7は、本発明のパターン金属箔/基体ラミネートから形成された、他の例のトレーブランク130を示している。トレーブランク130は最終的にはプレス成形されて、マイクロ波加熱容器を形成する。トレーブランク100および120の場合と同様に、該ブランク130はマイクロ波エネルギーを反射させる金属箔を含む領域132と、本発明に従って金属箔を除去したマイクロ波エネルギーを透過させる領域134とを含んでいる。ここでも、電子オーブン壁にアークが飛ばないように、周囲のトレー縁部136は全体が金属箔を有していない。ブランク130がトレーを形成するようにプレス成形されたとき底他の例のトレーブランク130を示している。トレーブランク130は、マイクロ波加熱容器を形成するために最終的にはプレス成形される。トレーブランク100および120の場合と同様に、該ブランク130はマイクロ波エネルギーを反射する金属箔を含む領域132と、本発明に従って金属箔を除去したマイクロ波エネルギーを透過する領域134とを含んでいる。ここでも、マイクロ波オーブン壁にアークが飛ばないように、周囲のトレー縁部136は全体が金属箔を有していない。ブランク130がトレーを形成するようにプレス成形されたとき底138を形成する金属箔を含む領域は、間隔をへだてた一般に同心のリングを含んでいる。ブランク130をプレス成形したときに側壁パネル140,142を形成するトレーブランク130の部分は、実質的に全体に金属箔を含む領域を具備している。こうして得られた金属箔を含む領域132のパターン化および選択的配置によって、金属箔を含む領域で過剰な加熱調理が回避され、食品の均一な加熱調理が促される。

0027

この目的のために採用されるパターンのタイプは、本質的には制限されず、特定の食品のマイクロ波加熱要件に従って、所望通りに変化させればよい。理想的に言えば、均一な加熱調理を確保するために、各タイプの食品は当該タイプの食品について特別に設計された金属箔含有領域パターンを有する容器内に包装されるべきである。本発明はこの目的を達成し、食品を電子オーブンで加熱したときに特定の食品の望ましい均一な加熱調理を生じさせるように特別に設計された、パターン金属箔/基体ラミネートの提供を容易にする。本発明の更に別の実施例に従えば、パターン金属箔/基体ラミネート10は、図8および図9に概略的に示した方法に従って有利に作成される。この方法では、基体/金属箔の界面に接着剤が塗布されてラミネートが形成され、その後、選択された領域において、レーザによる蒸発によって金属箔が所定のパターンで除去される。先に説明した実施例と同様に、特にマイクロ波食品の包装の適用については、ポリマーフィルム層のようなバリヤー層が、パターン金属箔層を覆って適用され、金属箔/基体ラミネートと食品との間のバリヤーとして作用する。得られたラミネートは、基体の上に接着剤で接着されたマイクロ波を反射させるパターン金属箔領域を有しており、このラミネートは、プレス成形または折り畳式マイクロ波トレーおよびカートン用のブランクを形成するのに特に有用である。

0028

図8を参照すると、基体材料のシート30、例えば厚紙が供給ロール32の回りに供給される。接着剤は、接着剤リザーバ34から分配ロール36aに分与され、該ロールは、金属箔が貼合せロール40の上を通って基体シート30とラミネート接触するときに、接着剤を金属箔38上に転写する。ここで得られた金属箔/基体ラミネートは移動してレーザ切断ステーション76を通り、そこでは、基体の外観を著しく損なったり損傷させたりせずに、所定のパターンで金属箔にレーザ照射が行われる。図3の実施例と関連して説明したように、レーザ照射は望ましくは、異なったパターンおよび異なった厚さの金属箔について容易に調節できるNd:YAGレーザを用いて達成される。その後、金属箔の上にポリマーフィルム48を被覆またはラミネートするために、薄いポリマーフィルム(例えばポリエステルフィルム)のようなバリヤー層が、これまでに述べた種々の技術の何れかを用いることにより、パターン金属箔を覆って適用される。

0029

本発明の方法を実施するのに使用し得る種々のタイプの積層装置を制限しようとするものではないが、他の適切な積層装置は、図9に概略的に示すような中央印刷ドラムを利用する。図9に概略的に示されている方法は、接着剤のパターンが金属箔にではなく基体に塗布される点を除いて、図8に概略的に図示した方法と実質的に同一である。本発明の実施においては、接着剤が金属箔か基体の何れかに塗布されるかは重要ではない。図9を参照すると、基体材料のシート60は、中央印刷ドラム62と供給ロール64との間に供給される。接着剤は接着剤リザーバ66から分配ロール68a上に分与され、該ロールは、基体シートが支持ロール70と分配ロール68aの間を通るときに、接着剤を基体シートの一方の面に転写する。金属箔のシート72は、該金属箔シートが貼合せロール74の上を通るときに、接着剤を有する基体シートとラミネート接触するに至る。こうして得られた金属箔/基体ラミネートは移動してレーザ切断ステーション76を通り、そこで基体の外観を著しく損なったり損傷させたりせずに、所定のパターンで金属箔にレーザ照射が行われる。その後、薄いポリマーフィルム(例えばポリエステルフィルム)のようなバリヤー層80が、これまでに述べた種々の技術の何れかを用いることにより、パターン金属箔を覆って適用される。

0030

接触ダイカット(kiss diecutting)またはレーザ切断の何れを利用するかにかかわらず、また接着剤が所定パターンで塗布されるか否かにかかわらず、本発明の重要な目的は、電子オーブンによる加熱調理の均一性を改善する安価な食品包装を製造する方法を提供することである。これは、或る領域ではマイクロ波不伝導性であり、他の領域ではマイクロ波透過であり、ある包装を提供することによって達成される。この方法において、食品の異なった領域を、異なった速度で異なった程度にまで加熱することができる。本発明の一つの特別に有利な形態では、マイクロ波加熱を意図した食品を包装するための本発明によるパターン金属箔/基体ラミネートには、マイクロ波透過性を要求する領域で金属箔を完全に除去する必要なしに、マイクロ波透過領域が形成される。むしろ、図10および図11を参照すると、ラミネート200の金属箔202は、ギャップまたはストリップ206によって分離された複数の導電性金属箔島またはパッチ204に分割される。望ましくは、金属箔202は厚さが0.0002〜0.002インチ、より好ましくは0.0002〜0.0006インチのアルミ箔である。基体208は、最も望ましくは、コート若しくはアンコート厚紙である。導電性金属箔の島の列は、互いに電気的に分離されている。その厚さにより、これら金属の島は反射性でマイクロ波エネルギーを透過させないにもかかわらず、ギャップおよび島の寸法を巧く選択することにより、普通には反射性であるアルミ箔が、マイクロ波エネルギーに対して実質的に透過性になることが分かっている。島/ギャップのパターンの目的は、アルミ箔を完全には除去することなく、通常であればマイクロ波遮蔽を行うアルミ箔を局部的に不活性化すること、即ち、その機能を無くすことである。本発明によれば、反射および周辺領域加熱は最小限に抑制され、加熱および付随する焦げ目およびカリカリの焼き上がりは無視し得る。別の言い方をすれば、アルミ箔を選択的に分割することによって、加熱易い領域では遮蔽を維持しながら、加熱し難い領域に優先的にマイクロ波を通過させるようなラミネートを製造することができる。これは、アルミ箔の島が食品に触れ得ること、即ち、包装内の食品を縮ませ(crispen)又はその色を変化させることを意図した、ブラスタッド(Brastad)等の米国特許第4,230,924 号に開示された格子付与とは著しく異なっている。

0031

本発明によれば、マイクロ波加熱を意図した食品を包装するためのパターン金属箔/基体ラミネートを製造する方法であって、前記金属箔と前記基体との間に接着剤を塗布することによって前記金属箔のシートを基体にラミネートすることと、前記金属箔に所定のパターンでレーザビームを照射して、誘電性基体材料のギャップで電気的に分離された複数の個々の導電性金属箔を形成することとからなる方法を提供する。これらの島は、正方形のような規則的な幾何学形状を有していてもよく、或いは不規則な形状にパターン化されていてもよい。Nd:YAG赤外レーザからの走査レーザビームを適切に調節することによって、ラミネートのアルミ箔は、紙または厚紙の基体を損傷させることなく蒸発されることが見出された。例えば、マイクロ波透過性にすべき領域に正方形のパターンでレーザビームを走査することによって、レーザで作られた比較的広い誘電性基体材料のギャップで分離された、正方形の導電性金属箔の島を複数形成することができる。

0032

アルミ箔の不活性化に必要とされる格子の寸法(各島の中心から中心までの距離(W)およびギャップの幅(w))は、包装内に配置される食品の誘電率と、食品に対する格子の近接度に依存する。格子は、Wln(2W/πw)で表される格子付与強さ量(gridding intensity quantity)Aで定義される。この表現から、格子の有するA値が小さいほど、より細かく分割されている(即ち、Wが小さい)こと、または島の間の分離もしくはギャップが大きい(即ち、wが大きい)ことが分かる。電界は島の間に集中するので、格子に垂直角な、ギャップ分離(w)に略等しい距離延びるマイクロ波電界強度の高い空間が存在する。この電界強度の高い空間において、格子の反射率は、食品のような物質の誘電率に強く依存する。この高電界強度空間における誘電率が大きいほど、格子の反射は大きくなる。格子がギャップ分離wよりも遥かに大きい距離食品表面から離間しているときに、マイクロ波エネルギーの透過は最も大きい。このような場合、高電界強度空間における誘電率は小さい。格子が全くないときに透過するエネルギーの少なくとも90%を透過させるのに必要な格子付与強度、即ち、格子の細かさまたは粗さは、高電界強度空間における食品の誘電率の減少と共に減少する。言い換えれば、高誘電率の食品から間隔をへだてた金属箔を、透過性にすることは容易である。高電界強度空間での誘電率は大きいから、誘電率の高い食品に近い十分に格子化した金属箔でも反射する。しかし、格子が食品のすぐ直であるときは状況が逆転する。誘電率の低い食品に近い金属箔を透過性にすることは容易である。

0033

上記のことを例示するために、図12図17が参照される。これらの夫々の図において、センチメータで表したw(島のギャップ分離)が、格子が全くないときに透過するエネルギー透過の少なくとも90%の透過を達成するのに必要な、センチメータで表したW(島の中心から中心までの距離)の関数としてプロットされている。図12図13および図14は、食品が、格子からギャップ分離wの距離、即ち高電界強度空間の外に位置する近接条件での三つの異なった食品、即ち、水、肉およびパンについての関係を夫々示している。また、図15図16および図17は、食品が格子に隣接して位置する場合、即ち、高電界強度空間内に位置する近接条件において、夫々同じ食品についての同じ関係を示している。

0034

本発明のパターン金属箔/基体ラミネートは、先ず第一に、電子オーブンで加熱することを意図した食品について、該食品の均一な加熱調理を確実にするための包装の製造に有用である。しかし、これらのラミネートはまた、特別注文に応じて作られる金属箔パターンを有するラミネートを望む用途のような非マイクロ波加熱調理の用途をも有している。特に、本発明のパターン金属箔/基体ラミネートは、特に、パターンを切断するためのレーザビームを用いてラミネートを形成する場合には電子回路に広範な用途を有している。従来、導電性回路は、化学的に(例えば腐食性のエッチングにより)、またはレーザビームを用いて製造されてきた。レーザビームを用いる方法では、例えば、絶縁基体の表面に、金属化層のような極めて薄いフィルムの金属層蒸着し、この金属化層に所定パターンでレーザを照射して、照射した部分の金属層を除去した後に、残った金属化層の上に厚い導電性金属層を形成する。このような多段階法が必要とされるのは、下地の合成樹脂基体修復不能に損傷するような十分なレーザ出力を用いることなく、満足な導電性を示す十分な厚さをもった回路の金属層をレーザビームで照射することができないことによるものである。腐食性エッチングおよび多段階蒸着レーザ成形プロセスの両者共、長時間を要する煩雑で費用のかかる方法である。

0035

本発明によれば、パターン金属箔/基板ラミネートは、誘電性の基体を金属箔層にラミネートし、レーザビームを用いて該金属箔層を所定のパターンで照射して、該金属箔の照射部分を除去することによって製造し、電気回路に用いればよい。その回路が機能的に非導電性延出した領域を含むときは、レーザビームを用いて全体の延びた領域を蒸発させるのではなく、当該領域を切断することによって、誘電体材料のギャップで分離された個々の複数の導電性金属箔の島に分割する方が有利であることが分かった。先にマイクロ波包装の用途と関連して開示したように、この分割を達成するためにレーザビームを用いることができる。或いは、或る応用においては、先に開示したダイカット技術に従って、金属箔に対し機械的にギャップをダイカットすることにより、このダイカットを達成することができる。

0036

本発明のラミネートに関するマイクロ波包装の応用と同様に、利用する金属箔は0.0002〜0.002インチ、好ましくは0.0002〜0.0006インチの厚さを有するアルミ箔であるのが好ましい。誘電性の基体は、好ましくは、マイクロ波包装の用途と関連して先に開示したような、相対的に高い絶縁能力を有する材料である。最も望ましくは、基体は紙、並びにコート厚紙およびアンコート厚紙の中から選択される。好ましいレーザは、異なるパターンおよび異なる厚さの金属箔について容易に調節できるNd:YAGレーザである。本発明のラミネートおよび方法のための最も有望な一つの電子回路への応用は、小売り販売における窃盗防止のための、電子製品監視タグおよびラベル用回路である。周知のように、これらのタグは、直列に配置され且つ誘電体基板上に支持された、誘導素子および容量素子を具備している。このタグは、典型的には商品に付着して用いられる。客が支払いのために商品を提示したときに、タグは取り外されるか或いは不活性化される。典型的には、売場電子的監視タグを使用している小売り販売店の各出口において、店を出る買物客は、高周波発信し受信している装置を通ることを要求される。本発明に従って作成された回路を用いた監視タグ220が、その共振回路共振周波数と同じ高周波信号を受けると、電子的な万引き防止システムが活性化され、警告音を発して、完全なタグを有する販売品が店の出口から運び出されていることを指示する。

0037

図18を参照すると、電子的監視タグ220が図示されている。タグ220は、金属箔を含む領域およびレーザビーム蒸発によって金属箔が除去された領域をもった、パターン金属箔/基体ラミネート222を具備している。ラミネート222は、好ましくは紙または厚紙で形成された誘電体基板223を含んでおり、該基板223の上面226および下面228には螺旋ストリップ224が付着されている。この螺旋ストリップ224は、タグ220の共振回路のインダクタとして機能する。この誘導ストリップ224には、上面226および下面228に夫々付着された二つの導電性プレート232および234から形成されるキャパシタ230が、直列に接続されている。螺旋ストリップ224とキャパシタプレート234との間は、基板223を貫通した図示しない導電性の配線が存在する。ラミネート222は、金属箔シートを基板223の反対表面に接着剤で付着させ、該金属箔シートを、レーザビームを用いて所定パターンにカットして、基板223上に螺旋ストリップ224、並びにキャパシタプレート232および234を作成することによって形成される。図18に示した螺旋ストリップ224、並びにキャパシタプレート232および234は、レーザ照射して金属箔シートの照射部分を蒸発させた後に残る、適用された金属箔シートの一部に対応している。

図面の簡単な説明

0038

図1本発明に従って形成されたパターン金属箔を含んだラミネートを表す図である。
図2本発明によるパターン金属箔ラミネートを製造する第一の方法を模式的に表す図である。
図3本発明によるパターン金属箔ラミネートを製造する第二の方法を模式的に表す図である。
図4本発明に従って形成されたパターン金属箔を含むラミネートを表す図である。
図5電子オーブンで加熱することを意図した食品を包装するための容器用ブランクの平面図であり、本発明によるパターンマイクロ波包装の一つの実施例を含んでいる。
図6電子オーブンで加熱することを意図した食品を包装するための容器用ブランクの平面図であり、本発明によるパターンマイクロ波包装の第二の実施例を含んでいる。
図7電子オーブンで加熱することを意図とした食品を包装するための容器用ブランクの平面図であり、本発明によるパターンマイクロ波包装の第三の実施例を含んでいる。
図8本発明によるパターン金属箔ラミネートを製造する第三の方法を表す図である。
図9本発明によるパターン金属箔ラミネートを製造する第四の方法を表す図である。
図10本発明に従って製造され、誘電体基体ギャップで離間された複数の金属箔の島が含まれている、パターン金属箔ラミネートの一つの形を示す部分平面図である。
図11図10の線11−11に沿った拡大断面図である。
図12ギャップ分離の距離よりも島格子から離れた水について、ギャップ分離と島の中心から中心までの距離との間の関係を示すグラフである。
図13ギャップ分離の距離よりも島格子から離れた肉について、ギャップ分離と島の中心から中心までの距離との間の関係を示すグラフである。
図14ギャップ分離の距離よりも島格子から離れたパンについて、ギャップ分離と島の中心から中心までの距離との間の関係を示すグラフである。
図15島格子に隣接して配置された水について、ギャップ分離と島の中心から中心までの距離との間の関係を示すグラフである。
図16島格子に隣接して配置された肉について、ギャップ分離と島の中心から中心までの距離との間の関係を示すグラフである。
図17島格子に隣接して配置されたパンについて、ギャップ分離と島の中心から中心までの距離との間の関係を示すグラフである。
図18本発明の方法によって製造された電子的な監視タグを含む典型的な共鳴回路の断面図である。

--

0039

10…パターン金属箔/基体ラミネート、
12…基体、
14…金属層、
16…バリヤー層、
30…基体材料のシート(例えば厚紙)、
32…供給ロール、
34…接着剤貯留器
36…グラビアロール、
38…金属箔、
40…貼合せロール、
42…回転ダイ、
44…アンビル、
46…真空かす取りステーション、
48…ポリマーフィルム、
50…貼合せロール

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