Упаковочный ламинат, обладающий газо- и светонепроницаемыми свойствами, и способ его изготовления - RU2132295C1

Описание

Настоящее изобретение относится к упаковочному ламинату, обладающему превосходными газо- и светонепроницаемыми свойствами, и к способу изготовления упаковочного ламината.

Обычно упаковочные материалы для упаковок одноразового использования состоят в основном из нескольких взаимно ламинированных слоев материала, которые вместе предназначены придавать упаковке желаемые механические, химические и иные свойства. Главная цель композита из упаковочных материалов состоит в том, чтобы обеспечить по возможности лучшую защиту для продукта, который следует упаковывать, и в то же самое время упаковочный материал должен быть экономически жизнеспособным и простым в изготовлении. Кроме того, упаковочный материал должен легко формоваться в упаковки посредством обычной технологии, которая использует современное рациональное упаковочное оборудование, которое формирует, наполняет и запечатывает упаковки.

Уже давно в области упаковок используют ламинированные упаковочные материалы /упаковочные ламинаты/, содержащие слой, имеющий жесткую конфигурацию, но гибкий, из бумаги или картона и внешние слои из термопластика, предпочтительно из полиэтилена. В этих известных упаковочных ламинатах бумажный или картонный слой обычно очень тонкий и придает упаковке превосходную механическую прочность и устойчивость формы, и хотя внешние термопластические слои делают упаковку водонепроницаемой, в то же время они позволяют формовать упаковочные ламинаты в упаковки с помощью так называемого теплового запечатывания, вследствие которого взаимно обращенные один к другому термопластические слои при одновременном приложении тепла и сжатия поверхностно сплавляются друг с другом для образования механически прочных и водонепроницаемых герметических соединений или швов.

Упаковочный ламинат, состоящий исключительно из бумаги или бумажного картона и полиэтилена, приобретает добротные механические свойства и непроницаем для влаги и жидкости, но почти полностью лишен газонепроницаемых свойств, например, к кислороду, который может, в результате, легко проникать через упаковочные стенки и входить в контакт с упакованным продуктом или воздействовать на него. Для того чтобы исключить такой газовый контакт и газовое воздействие на упакованный продукт, необходимо, следовательно, дополнить упаковочный ламинат по меньшей мере одним дополнительным слоем из материала, который обладает газоизолирующими свойствами, и один пример такого газоизолирующего металла, который часто применяется, представляет собой алюминиевую фольгу /Alifoil/, которая укладывается на одну сторону бумажного или бумажно-картонного слоя, между бумажным или бумажно-картонным слоем и одним из внешних термопластических слоев. Сам по себе Alifoil почти абсолютно газонепроницаем, но из-за его низкого уровня растяжимости часто случатся, что Alifoil ломается, в частности, в зонах открытого наружу ламината во время формования из упаковочного ламината в упаковки, вследствие чего значительным образом снижается желаемая газонепроницаемость упаковки.

Следовательно, по причинам, которые легко понять, уже давно существует необходимость в данной области техники отыскать такие материалы, которые могли бы заменить обычный Alifoil в описанных выше упаковочных ламинатах, и один такой вариант уже появился среди коммерчески доступных упаковочных ламинатов и представляет собой EVOH /этил-винил-алкоголь-сополимер/, который известен, например, из патента США N R.e.33.376. Предполагались и другие типы газоизолирующих полимеров, такие как поливинилиден-хлорид, полиамид, полиэстер и т. д. , также как и газоизоляции из материалов, иных нежели пластин, например окись кремния.

Упомянутые выше альтернативные материалы для газовой изоляции обладают очень хорошими газоизолирующими свойствами, но в отличие от Alifoil'я, не сообщают упаковочным ламинатам светонепроницаемых свойств, как этого можно было иногда желать, когда упакованный продукт предохраняют с возможностью содержать его в течение длительного промежутка времени, сохраняя первоначальные его качества. Примерами таких продуктов, которые чувствительны к воздействию как кислорода, так и света и для которых, следовательно, требуются упаковки, обладающие изолирующими как от кислорода, так и от света свойствами, являются молоко, соки, вина, пищевые масла и т.д.

Проблемы, присущие упаковочные ламинатам при неудовлетворительной светнепроницаемости, включая газонепроницаемый материал упомянутого выше типа, например, полимер, разрешаются в соответствие с известной по уровню техники технологией частично путем применения неотбеленной бумаги или бумажного картона, которые дают, по меньшей мере, определенную защиту от проникновения в упаковку света, но решаются и более адекватным образом путем дополнения упаковочного ламината металлическим слоем, например Alifoil'ем, который в дополнение к этому усиливает газоизолирующие свойства упаковки.

Одна цель настоящего изобретения состоит, следовательно, в том, чтобы избавиться от описанных выше недостатков, присущих известным технологиям.

Следующая цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы изобрети упаковочный ламинат, обладающий превосходными газоизолирующими свойствами, также как и превосходными светонепроницаемыми свойствами, без применения Alefoil'я.

Еще одна цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы изобрести упаковочный ламинат, обладающий превосходными газо- и светонепроницаемыми свойствами, которые простым образом можно регулировать независимо одно от другого для того, чтобы целесообразно приспособить к любому конкретному типу продукта, который следует упаковать.

Еще одна цель изобретения состоит в том, чтобы изобрести способ изготовления упаковочного ламината, обладающего превосходными газо- и светонепроницаемыми свойствами.

Эти и другие цели будут достигнуты согласно настоящему изобретению как результат упаковочного ламината в том виде, как он определен в п. 1 приложенной формулы изобретения, а предпочтительные и преимущественные примеры осуществления упаковочного ламината согласно настоящему изобретению приведены далее с отличительными признаками в том виде, как они установлены в зависимых пунктах формулы 2-9.

Цель изобретения в отношении способа достигается согласно настоящему изобретению посредством способа в том виде, как он изложен в п. 10 формулы изобретения.

Благодаря замене обычного Alifoil'я тонким покрытием из металла, получаемым путем вакуумного напыления и при одновременном использовании тонкого покрытия из окиси кремния /SiO_x/, которое подобным образом получают при вакуумном напылении, упаковочный ламинат согласно настоящему изобретению приобретает значительные преимущества перед ранее описанными известными упаковочным ламинатами.

Покрытие из металла, получаемое путем вакуумного напыления, может оказаться намного тоньше, чем металлическая фольга /Алифойль/ для достижения желаемых непроницаемых свойств, и, таким образом, требуется меньше материала на его изготовление, благодаря чему расход материала для металлического покрытия ниже, чем для металлической фольги. Далее, для создания вакуумного напыления металлического покрытия требуется меньше энергии, чем для металлической фольги, что дает металлическому покрытию даже больше экономических преимуществ, чем металлической фольги.

Благодаря комбинации металлического покрытия и покрытия из окиси кремния в упаковочном ламинате согласно настоящему изобретению становится также возможным избирательное изменение и регулирование независимо один от другого газонепроницаемых и светонепроницаемых свойств, соответственно, упаковочного ламината таким образом, что упаковочный ламинат более или менее можно "подобрать на заказ" для данного типа продукта, который предназначен для упаковывания.

В соответствии с одним предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения металлическое покрытие, которое, по существу, используется для придания светонепроницаемых свойств упаковочному ламинату, состоит из алюминия, который получают путем вакуумного напыления, и согласно тому же предпочтительному варианту осуществления изобретения покрытие из окиси кремния, создающее кислородное газонепроницаемое покрытие, состоит из окиси кремния с основной формулой SiO_x, где x может изменяться от 1,8 до 2,2, который аналогично получают путем вакуумного напыления, известным способом. Термин "вакуумное напыление" принят здесь для обозначения обычной технологии осаждения такого типа, как плазменное напыление, химико-плазменное напыление, разбрызгивание и т.д.

Настоящее изобретение будет далее более подробно описано с конкретной ссылкой на прилагаемый чертеж, который показывает, единственно с целью иллюстрации, один пример того, как может получить упаковочный ламинат согласно настоящему изобретению. Следует, однако, отметить, что настоящее изобретение не ограничено исключительно этим специфическим примером осуществления, показанным на чертеже; многочисленные варианты его и модификации возможно без отступления от существа и объема основной концепции изобретения, каковая здесь описана. Такие модификации очевидны для специалистов в данной области техники и охвачены изобретательской концепцией в том виде, как она изложена в форме изобретения.

Сопровождающий чертеж, таким образом, схематично изображает, как можно упаковочный ламинат изготовить в соответствие с одним предпочтительным, но не ограничивающим примером осуществления настоящего изобретения.

Упаковочный ламинат, который обозначен позицией 10, изготавливается из первого полотна 10a и второго полотна 10b, которые синхронно друг с другом перемещаются вперед в тех направлениях, что указаны соответствующей стрелкой. Первое полотно состоит, в изображенном варианте осуществления, из единственного слоя пластика или иного подходящего материала, как это явствует из увеличенной, взятой в кружок зоны A, причем примеры применяемых пластиков представляют на выбор полиэстер /PET/, ориентированный полипропилен /OРР/, полиэтилен /PE/, полиамид /PA/, полистирен /PS/ и поливинил-хлорид /PYC/. Первое полотно 10a проводится через пункт 11 обработки или покрытия известного типа для покрытия одной стороны полотна тонким с межмолеулярным сцеплением слоем из металла, обладающего превосходными газонепроницаемыми свойствами. Этот способ, или технология, с помощью которого металлическое покрытие наносят на первое полотно 10a у технологического пункта 11 покрытия, может быть обычной технологией вакуумного напыления или другой известной технологией, которая обеспечивает надежное нанесение тонкого металлического покрытия с межмолекулярным сцеплением в диапазоне толщины от 10 до 1000

и которая показала, что имеется оптимальный диапазон толщины для изготовления упаковочного ламината, обладающего превосходными изолирующими свойствами.

От пункта 11 покрытое первое полотно 10a, которое теперь состоит из пластического слоя 12 и тонкого металлического слоя 13, нанесенного на одну сторону пластического слоя /как показано в увеличенной и взятой в кружок зоне B/ подается к ламинационному пункту 14, где первое полотно 10a сводится вместе и непрерывно соединяется с синхронно продвигаемым вторым полотном 10b.

Второе полотно 10b, которое на чертеже перемещается справа налево в указанном стрелкой направлении, проводится через обрабатывающий или покрывающий пункт 15 обычного типа для нанесения тонкого непрерывного покрытия из окиси кремния к одной стороне полотна. Способ, или технология, с помощью которой второе полотно 10b покрывается окисью кремния, также может быть обычной технологией вакуумного напыления или иной подходящей известной технологией, которая позволяет наносить тонкое непрерывное покрытие из окиси кремния с толщиной в диапазоне от 10 до 2000

, который, как уже доказано, является оптимальным диапазоном толщины для изготовления упаковочного ламината, обладающего превосходными изолирующими от кислорода свойствами.

Согласно изобретению предпочтительным является химическое плазменное вакуумное напыление /CPVO/, как обеспечивающее более плотные покрытия из окиси кремния, даже при очень малых толщинах из указанного выше диапазона толщины. Одно предпочтительное покрытие из окиси кремния состоит из компаунда окиси кремния с основной формулой SiO_x, где x может изменяться от 1,8 до 2,2.

От пункта 15 покрытое второе полотно 10b, которое теперь состоит из пластического слоя 16 и покрытия 17 из окиси кремния, нанесенного на одну сторону пластического покрытия /как это ясно видно из взятой в кружок, увеличенной зоны C/, подается к ламинационной стадии 14 для соединения с синхронно продвигаемым первым полотном 10a.

Два полотна 10a и 10b с их соответственными покрытиями 13 и 17, обращенными лицом друг к другу, подвергают сжатию между двумя вращающимися роликами 18 в то самое время, как между двумя этими листами наносят клей в зоне роликового сжатия. Связующий состав или клей, который наносят посредством аппликатора 19 над роликами 18 и который может быть любым из известных клеев, способных связывать и металл, и окись кремния с большой механической прочностью и долговечностью, наносят в количестве от 0,1 до 20 г/м², которое из практических и экономических соображений оказалось оптимальным диапазоном толщины покрытия для упаковочного ламината 10 согласно настоящему изобретению.

От ламинационного пункта 14 упаковочный ламинат 10, который в показанном примере осуществления состоит теперь из пластического слоя 12 и металлического покрытия 13 первого полотна 10a и пластического покрытия 16 и покрытия 17 из окиси кремния второго полотна 10b вместе со слоем 20 из клея, нанесенного между покрытиями /как это явно видно из увеличенной и взятой в кружок зоны E/, направляется для намотки на накопительную бобину /не показано/ или для изготовления упаковок, обладающих превосходным газо- и светонепроницаемыми свойствами в соответствии с обычной технологией изготовления упаковок.

Как указывалось ранее, можно использовать упаковочный ламинат согласно настоящему изобретению для изготовления упаковок с избирательными соответствующими комбинациями из газовой и световой изоляции, которые можно более или менее "подобрать на заказ" для нужного типа продукта, который предназначен для упаковки. На эту подгонку комбинации из изоляционных свойств упаковки можно, согласно изобретению, воздействовать взаимным регулированием толщин каждого соответственного покрытия /т.е. металлического покрытия и покрытия из окиси кремния/, нанесенных в описанных выше пунктах 11 и 15 обработки или покрытия.

Если, например, для продукта требуется сильная световая изоляции и относительно низкая газовая изоляция, то толщина покрытия 17 из окиси кремния, которая служит в качестве действенной газовой изоляции, может быть уменьшена в пределах раскрытого диапазона толщины от 10 до 2000

, в то время как металлический слой 13, служащий в качестве действенной световой изоляции, можно, соответственно, сделать толще в пределах раскрытого диапазона толщины от 10 до 600 Если, с другой стороны, для продукта требуется сильная газовая изоляция, но слабая световая изоляция, то нанесенный металлический слой 13 можно, соответственно, сделать тоньше в пределах упомянутого диапазона толщины, в то время как покрытие из окиси кремния можно сделать толще в пределах его диапазона толщины. Если для продукта требуется и сильная газовая изоляция, и сильная световая изоляция, то каждый соответственный слой покрытия 13 и 17, по логике вещей, выполняется толще.

Упаковочный ламинат 10 по настоящему варианту осуществления можно использовать для изготовления гибких свето- и газонепроницаемых упаковок в виде сумок, но можно использовать также в качестве предпочтительно выделенной пленки для ламинирования к слою, имеющему жесткую конфигурацию, но гибкому внутреннему слою, например, бумажному или картонному слою, для изготовления упаковок устойчивой конфигурации такого типа, как описано во введении.

Как видно из вышеприведенного описания, настоящее изобретение позволяет изготовить простым образом и простыми средствами упаковочный ламинат, обладающий превосходными газо- и светонепроницаемыми свойствами, которые, кроме того, могут быть избирательно отрегулированы и взаимно соотнесены друг с другом таким образом, что упаковочный ламинат можно "подобрать на заказ" для специфичного типа продукта, который следует упаковывать.

Реферат

Изобретение относится к упаковочному ламинату, обладающему превосходными газо- и светонепроницаемыми свойствами, и способу изготовления упаковочного ламината. Упаковочный ламинат содержит слой из окиси кремния, который служит в качестве газонепроницаемого слоя, и слой из металла, который служит в качестве светонепроницаемого слоя. Эти слои наплавляются путем вакуумного осаждения на каждом соответственном слое из пластика, который служит в качестве носителя, и неизменно соединяются друг с другом через проложенный в промежутке слой клея для образования упаковочного ламината. Благодаря регулированию толщины газо- и светонепроницаемых слоев одного независимо от другого появляется возможность получить оптимальную комбинацию газо- и светонепроницаемых свойств, благодаря чему можно более или менее "подобрать на заказ" упаковочный ламинат для каждого типа продукта, который следует упаковать. 2 с. и 6 з.п.ф-лы, 1 ил.

Формула