упаковочная заготовка из слоистого материала, включающего влагочувствительный газонепроницаемый слой, способ изготовления упаковочной заготовки (варианты) и упаковочный контейнер

Формула изобретения

1. Упаковочная заготовка в виде листа или полосы (10, 20) из слоистого материала, включающего несущий слой (11, 21) и слой (13, 23) влагочувствительного газонепроницаемого материала, имеющая продольные кромки и предназначенная для превращения в контейнер или трубу путем объединения продольных кромок в продольном соединении внахлестку, отличающаяся тем, что слой влагочувствительного газонепроницаемого материала размещен между двумя слоями (14 и 15; 24 и 25) влагостойкого материала и расположен только в зонах поверхности упаковочной заготовки, которые размещены вне узких зон (16а и 16в; 27а и 27в) вдоль каждой соответствующей продольной кромки упаковочной заготовки.

2. Упаковочная заготовка по п.1, отличающаяся тем, что узкие зоны вдоль продольных кромок (16, 27) имеют ширину 3-10 мм.

3. Упаковочная заготовка по п.1, отличающаяся тем, что слой (13, 23) влагочувствительного газонепроницаемого материала по существу состоит из поливинилового спирта.

4. Упаковочная заготовка по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что несущий слой (11, 21) состоит из бумаги или картона.

5. Упаковочная заготовка по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что слои влагостойкого материала (14, 15; 24, 25) по существу состоят из полиэтилена.

6. Способ изготовления упаковочной заготовки в виде листа или полосы (10, 20) из слоистого материала, включающего несущий слой (11, 21) и слой (13, 23) влагочувствительного газонепроницаемого материала, имеющей продольные кромки и предназначенной для превращения в контейнер или трубу путем объединения продольных кромок в продольном соединении внахлестку, отличающийся тем, что влагочувствительный газонепроницаемый материал размещают в слое (13, 23) между первым и вторым слоем (14, 15; 24, 25) влагостойкого материала на каждой стороне газонепроницаемого слоя и располагают только в зонах поверхности упаковочной заготовки, которые размещены вне узких зон (16, 27) вдоль каждой соответствующей продольной кромки упаковочной заготовки.

7. Способ изготовления упаковочной заготовки в виде листа или полосы (10, 20) из слоистого материала, включающего несущий слой (11, 21) и слой (13, 23) влагочувствительного газонепроницаемого материала, имеющей продольные кромки и предназначенной для превращения в контейнер или трубу путем объединения продольных кромок в продольном соединении внахлестку, отличающийся тем, что слой влагочувствительного газонепроницаемого материала накладывают на первый расположенный под ним слой (14, 24) влагостойкого материала только в зонах поверхности упаковочной заготовки, которые размещены вне узких зон (16, 27) упаковочной заготовки, и всю поверхность слоистого материала, включая чувствительный к влаге газонепроницаемый слой, после этого покрывают вторым слоем (15, 25) влагостойкого материала.

8. Способ по п.6 или 7, отличающийся тем, что слой (13, 23) влагочувствительного газонепроницаемого материала наносят в виде покрытия эмульсией с последующей сушкой.

9. Способ по п.7 или 8, отличающийся тем, что слой влагочувствительного газонепроницаемого материала наносят на первую широкую полосу частично изготовленного слоистого материала, включающего несущий слой (11, 21) и самый верхний слой (14, 24) влагостойкого материала в виде покрытия зон (41, 42, 43) поверхности полосы, расположенных вне узких продольных зон вокруг линий резания (44, 45), для разделения первой широкой полосы на две или более суженные отдельные полосы и узкие зоны (46, 47) вдоль продольных кромок полосы на первой стадии, а на первую широкую полосу, включающую газонепроницаемый материал, нанесенный в виде отдельных полос, после этого накладывают в виде защитного покрытия слой влагостойкого материала на второй стадии и готовую слоистую полосу делят путем разрезания вдоль линий (44, 45) на третьей и последней стадии.

10. Способ по любому из пп. 6-9, отличающийся тем, что узкие продольные зоны (16, 27) имеют ширину 3-10 мм.

11. Упаковочный контейнер, отличающийся тем, что он изготовлен из упаковочной заготовки (10, 20) в соответствии с пп.1-5.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к листовой или полосовой упаковочной заготовке из слоистого материала, включающего несущий слой и слой влагочувствительного газонепроницаемого материала, причем упаковочная заготовка с продольными кромками преобразуется в контейнер или трубу путем объединения продольных кромок, получая соединение внахлестку. Настоящее изобретение также относится к способу изготовления такой листовой или полосовой упаковочной заготовки, а также к упаковочным контейнерам, которые изготавливают из упаковочной заготовки по настоящему изобретению.

Предпосылки создания изобретения

В области промышленности, связанной с упаковкой, длительное время используют одноразовые упаковки, предназначенные для расфасовки и транспортирования жидких пищевых продуктов. Обычные одноразовые упаковки часто производят из гибкого слоистого материала, включающего формообразующий жесткий, но складывающийся несущий (внутренний) слой из бумаги или картона, или из полимера, а наружные слои производят из герметичного в отношении жидкости полимера, обладающего хорошими термоуплотнительными свойствами.

Такие упаковочные контейнеры часто производят следующим образом, полосу упаковочного слоистого материала превращают в трубу по продольным кромкам полосы, которые соединяются между собой, после этого трубу заполняют заданным содержимым и термически герметизируют трубу вдоль узких поперечных разнесенных между собой уплотнительных зон. Заполненные герметичные отделяемые участки трубы после этого отрезают от трубы с помощью резцов в упомянутых выше уплотнительных зонах, после чего их формируют, например, складыванием с получением оптимальной конфигурации в зависимости от ориентации герметичных стыков.

В соответствии с другим вариантом изготовления упаковочных контейнеров листовую заготовку упаковочного слоистого материала складывают и термически уплотняют, образуя контейнер, после чего контейнер подается с находящимся в нем содержимым для формирования складыванием и герметизации верхней части контейнера.

Такой слоистый упаковочный материал снабжается одним или более дополнительными слоями, выполненными из материала, обладающего хорошей газонепроницаемостью, для того чтобы его можно было использовать также для упаковочных контейнеров для пищевых продуктов, которые взаимодействуют с кислородом. Обычно и эффективно используют в качестве кислородонепроницаемого материала алюминий, который в виде фольги (Alifoil) размещают в упаковочном слоистом материале. Однако использование фольги Alifoil имеет ряд недостатков. Из-за небольшой гибкости возникают трещины при изгибе и растяжении в месте складок сформированной упаковки, в результате чего упаковочный контейнер не препятствует проникновению кислорода. Помимо этого, фольгой Alifoil трудно манипулировать при утилизации или сжигании упаковочных материалов, поэтому такие употребленные упаковочные контейнеры менее привлекательны с точки зрения защиты окружающей среды.

Для исключения недостатков, присущих фольге Alifoil, можно использовать полимерные материалы вместо фольги в качестве преграды для кислорода, например этиленвинилгликоль (EVOH) или поливиниловый спирт (PVOH), причем эти материалы также предпочтительны с точки зрения защиты окружающей среды, поскольку они обладают относительно хорошими свойствами в отношении биологического разложения.

Однако имеет место проблема, связанная со свойствами материалов, являющихся преградой для кислорода и нанесенных в виде слоя EVOH или PVOH, поскольку на эти свойства отрицательно влияют влажность и жидкость, эти материалы не являются относительно надежной преградой для кислорода в упаковочном контейнере, который предназначен для длительной транспортировки, длительного хранения в холодных условиях жидких пищевых продуктов.

В соответствии со шведским патентом N 440519 слой эмульсии поливинилового спирта накладывают в виде покрытия непосредственно на одну сторону несущего слоя, который в данном случае является бумажным или картонным, после чего наложенный жидкий слой поливинилового спирта высушивают для получения сплошного защитного слоя. Однако для грубой необработанной поверхности бумажного несущего слоя требуется большое количество PVOH для получения слоя защитного покрытия, одновременно, поскольку слой PVOH находится в прямом контакте с чувствительными к влажности бумагой или картоном, то они не защищены от воздействия влаги, проходящей через этот слой.

В соответствии со шведской патентной заявкой N SE 95034948 эти проблемы можно решить путем размещения слоя, непроницаемого для кислорода и чувствительного к влаге, между двумя слоями материала, стойкого к воздействию влаги, расположенными с одной стороны несущего слоя, например слоями экструдированного термопластика, преимущественно полиэтилена. Первый слой из материала, стойкого к воздействию влаги, расположенный между несущим слоем и слоем PVOH, с одной стороны, выполняет роль сглаживающего слоя, в котором покрытие PVOH может быть тоньше без потери защитных свойств, а с другой стороны, он является преградой против проникновения влаги от несущего слоя. Второй слой из стойкого к влаге материала защищает от воздействия влаги с другой стороны слоя PVOH.

Еще остается недостаток, присущий влагочувствительному защитному слою в области вдоль продольных кромок упаковочной заготовки, которые образуют уплотнение в виде продольного соединения внахлестку. Обычно продольные отрезаемые кромки упаковочной заготовки свободно помещаются в продольных соединениях упаковочного контейнера, по этой причине проникновение влаги через пористый влагочувствительный несущий слой или через влагочувствительный барьерный слой может иметь место, поскольку они оба находятся в контакте с жидким содержимым упаковочного контейнера или в контакте с влажной окружающей средой снаружи упаковочного контейнера. В местах продольных соединений упаковочного контейнера на газоплотные свойства упаковочного материала оказывают негативное влияние влажность и сырость окружающей среды, что приводит к недостаточной защите продукта во время длительного хранения.

Цели данного изобретения

Первой целью настоящего изобретения является создание заготовки из слоистого упаковочного материала типа, описанного в водной части, который лишен проблем и недостатков, присущих существующей технологии.

Еще одной целью настоящего изобретения является создание упаковочной заготовки, обладающей улучшенными преграждающими свойствами по проницаемости кислорода, содержащей несущий слой и влагочувствительный газонепроницаемый слой, в которой газонепроницаемый слой полностью защищен от прохода влаги из окружающего пространства вдоль продольных кромок заготовки.

Также целью настоящего изобретения является создание заготовки для упаковочного контейнера из плотного слоистого материала, состоящего из несущего слоя и влагочувствительного газонепроницаемого слоя, причем в этой упаковочной заготовке влагочувствительный газонепроницаемый материал полностью защищен от воздействия жидкого содержимого, находящегося в упаковочном контейнере, который изготовлен из данной заготовки, а также от воздействия влаги в окружающем пространстве, в котором хранится упаковочный контейнер.

Другой целью настоящего изобретения является создание простого рационального способа изготовления упаковочной заготовки из слоистого материала, обладающего улучшенными преграждающими свойствами по проницаемости газа, в который входит влагочувствительный газонепроницаемый материал, причем в этой заготовке продольные кромки защищены от проникновения влаги и жидкости из окружающего пространства.

Кроме этого, целью настоящего изобретения является создание простого удобного в производстве упаковочного контейнера, обладающего улучшенными свойствами по преграждению проникновения газа в местах расположения продольных соединений.

Решение

Эти и другие цели достигнуты за счет применения слоистого упаковочного материала, отличительные признаки которого содержатся в приложенном п. 1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты реализации упаковочного слоистого материала по данному изобретению будут выявлены из зависимых п.п. 2 - 5 формулы.

Способ по данному изобретению обладает отличительными признаками, приведенными в приложенном независимом п. 6 формулы. Варианты реализации и модификации способа по настоящему изобретению будут выявлены в приложенных зависимых п.п. 7 - 10 формулы.

Упаковочный контейнер согласно изобретению имеет отличительные признаки, приведенные в приложенном п. 11 формулы.

Краткое содержание изобретения

Упаковочная заготовка согласно настоящему изобретению преимущественно представляет собой полосу из упаковочного слоистого материала, которую превращают в трубу, имеющую продольное соединение или стык и которую непрерывно заполняют продуктом, эту трубу герметизируют вдоль узких поперечных разнесенных между собой уплотнительных зон, образуя наполненные упаковочные контейнеры. Однако настоящее изобретение можно также использовать при изготовлении листовых упаковочных заготовок, причем можно просто и рационально принять в качестве исходного положения готовую изготовленную из слоистого материала упаковочную заготовку в виде полосы, которую разделяют на листы соответствующей длины и конфигурации.

Несущий слой в упаковочной заготовке по настоящему изобретению выполнен из бумаги или картона, предназначенных для упаковок, он также может быть выполнен из полимера определенного типа.

В соответствии с одним из предпочтительных вариантов выполнения изобретения упаковочная заготовка из слоистого материала по данному изобретению включает наружные непроницаемые для жидкости слои термоуплотнительного термопластика, предпочтительно полиэтилена, например полиэтилена низкой плотности (LDPE). Наружный слой термопластика (или слои) обеспечивает защиту слоистого упаковочного материала от проникновения влаги и жидкости с одной или обеих сторон упаковочного материала, одновременно позволяя проводить термическое уплотнение этого материала обычным способом, существо которого состоит в том, что слои пластика, которые накладываются друг на друга встречно, нагревают и прижимают таким образом, что они совместно оплавляются по поверхности, эффективно соединяясь с образованием механически прочного не пропускающего жидкость уплотнительного соединения.

Кроме этого, упаковочный слоистый материал, согласно изобретению, включает непроницаемый для кислорода слой, выполненный из влагочувствительного полимера, например этиленвинилгликоля (EVOH), сополимера или поливинилового спирта (PVOH). PVOH, который является наиболее предпочтительным полимером, обладает предельно благоприятными свойствами по предотвращению проникновения кислорода. PVOH относительно EVOH почти в десять раз эффективнее по предотвращению проникновения кислорода, также он обеспечивает лучшее склеивание с окружающими слоями. Преимущественно непроницаемый для кислорода слой включает PVOH со степенью гидролизации по меньшей мере 90%.

Влагочувствительный газонепроницаемый слой расположен между двумя слоями влагостойкого полимера. Выбор влагостойкого полимера не имеет значения для данного изобретения, хотя было получено, что экструдированный термопластик в настоящее время наиболее предпочтителен для этих слоев. Преимущественно оба слоя состоят из влагостойкого полимера, который полностью совместим с полимером влагочувствительного газонепроницаемого слоя и образует качественное препятствие для влаги, одновременно он сцеплен с хорошей адгезионной прочностью с влагочувствительным газонепроницаемым слоем, а также с другими соседними слоями в слоистом материале. Два стойких к влаге слоя могут состоять из одного и того же или различных полимеров. Например, один полиэтилен может быть использован в качестве влагостойкого полимера, предпочтительно полиэтилен низкой плотности ПЭНП.

Для дальнейшего повышения сопротивления к влаге непроницаемого для кислорода слоя может быть добавлен агент с поперечными связями. Подходящими агентами с поперечными связями для EVOH или PVOH являются диальдегиды, например глиоксальальдегид или глутаральдегид, а также ангидриды кислоты. Комбинацию, состоящую из полисахарида, например хитозана и диальдегида или ангидрида кислоты, можно добавить для получения поперечных связей, как это описано в датской патентной заявке N 1451/95. Другие поперечные агенты с поперечными связями хорошо известны специалистам. Возможные агенты с поперечными связями добавляют в слой, непроницаемый для кислорода, в количестве, соответствующем приблизительно 0,5-10 моль.%.

При использовании специального способа наложения вышеупомянутого газонепроницаемого слоя в виде водной эмульсии полимера, содержащегося в барьере для прохода газа, на размещенный под ним слой влагостойкого полимера, обладающего лучшими характеристиками по преграждению прохода жидкости, преимущественно с помощью нанесения покрытия и последующей сушки до достижения заданного уровня влажности, неожиданно было получено хорошее склеивание двух слоев.

Дальнейшее улучшение склеивания можно обеспечить подмешиванием клеящей добавки в непроницаемый для кислорода слой или нанесением промежуточных слоев клеящей добавки между слоями. В качестве примеров соответствующих клеящих добавок по данному изобретению можно привести этиленвинилацетат (EVA) или поливинилацетат (PVAC). Подмешивание клеящей добавки в непроницаемый для кислорода слой проводят в количестве до приблизительно 50% по массе и более предпочтительно в диапазоне 20-30% по массе. Промежуточный клеящий слой наносят преимущественно в виде водной эмульсии и наиболее предпочтительно наложением покрытия и последующей сушкой.

Улучшения клеящих свойств можно также достичь с помощью известных способов модификации поверхности, например обработкой коронным разрядом или пламенем поверхности, подлежащей покрытию, т.е. размещенного под ним влагостойкого слоя.

В соответствии с другим вариантом реализации настоящего изобретения влагочувствительный газонепроницаемый слой наносят посредством экструзии аналогично соседним влагостойким слоям.

Краткое описание прилагаемых чертежей

Аспекты настоящего изобретения, отмеченные выше, будут далее подробно описаны со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг. 1 схематично представляет поперечное сечение двух продольных кромок упаковочной заготовки, согласно настоящему изобретению;

фиг. 2 схематично представляет поперечное сечение двух продольных кромок упаковочной заготовки, согласно настоящему изобретению;

фиг. 3 схематично представляет поперечное сечение продольного герметичного соединения двух продольных кромок упаковочной заготовки по настоящему изобретению;

фиг. 4 схематично представляет один предпочтительный вариант способа изготовления упаковочной заготовки по данному изобретению.

Описание предпочтительных вариантов выполнения изобретения.

На фиг. 1 показано поперечное сечение упаковочной заготовки 10 по данному изобретению. Упаковочная заготовка 10 производится из слоистого материала, включающего несущий слой 11 из бумаги или картона, наружный плотный для жидкости термоуплотняемый слой 12 полиэтилена, преимущественно полиэтилена низкой плотности (ПЭНП), газонепроницаемый слой 13 из PVOH, а также слой влагостойкого термопластичного полимера, например ПЭНП, расположенный с каждой стороны 14, 15, соответственно, газонепроницаемого слоя.

Наружный плотный для жидкости слой 12 расположен на той стороне упаковочного слоистого материала 10, которая находится снаружи в готовом контейнере, изготовленном из упаковочного слоистого материала, в то время как, соответственно, наружный слой 15 расположен на той стороне упаковочного слоистого материала, которая находится внутри в упаковочном контейнере. Слой 15 может состоять из двух или более отдельных слоев одного и того же стойкого к влаге термоуплотняемого полимера для оптимизации, например, клеящих свойств и свойств, характеризующих преграду для проникновения запаха.

Таким образом, в соответствии с предпочтительным вариантом слои 12 и 15 совместно представляют собой наружный слой, препятствующий проникновению жидкости, причем они при нагревании герметично соединяются друг с другом, одновременно слой 15 с одной стороны защищает влагочувствительный газонепроницаемый слой 13 от воздействия влажности и жидкости.

Вдоль обеих продольных кромок упаковочного слоистого материала этот материал не имеет PVOH, т.е. отсутствует газонепроницаемый слой 13 в пределах узкой полосы, образующей продольную зону 16a и 16b вдоль каждой соответствующей кромки, в пределах которой два термопластичных непроницаемых для жидкости слоя 14 и 15 уплотняются между собой. Узкие продольные зоны имеют ширину, которая позволяет двум слоям 14 и 15 уплотниться между собой вдоль кромок и тем самым герметизироваться от воздействия влаги, защищая газонепроницаемый слой 13 от воздействия влаги вдоль продольных отрезных кромок упаковочной заготовки. Узкие продольные зоны 16a и 16b, свободные от газонепроницаемого слоя, могут иметь ширину, меняющуюся в пределах 3 - 10 мм, и предпочтительно приблизительно в пределах 5 - 7 мм. Если эти зоны выполнены слишком узкими, то нельзя обеспечить достаточно большое расплющивание или оплавление слоев 14 и 15, в результате чего имеет место недостаточная защита слоя 13. Если эти зоны выполнены слишком широкими, то при этом ухудшаются параметры, характеризующие газонепроницаемость продольно уплотненного упаковочного контейнера, изготовленного из упаковочной заготовки, поскольку большая часть области продольного соединения лишена газонепроницаемого слоя.

Слой поливинилового спирта, т.е. газонепроницаемый слой 13 накладывают на слой 14 в количестве приблизительно 1-10 г/м², преимущественно 3-6 г/м².

На фиг. 2 аналогично представлено поперечное сечение упаковочной заготовки 20, согласно настоящему изобретению, изготовленной из слоистого материала, содержащего такой, как на фиг. 1, несущий слой 21, наружный слой 22 и газонепроницаемый слой 23. В упаковочной заготовке 20 газонепроницаемый слой 23 расположен между двумя слоями 24, 25 термопластичного влагостойкого полимера другого типа по сравнению с показанным на фиг. 1, например, это полимер типа кислотно модифицированного или кислотно сополимеризованного полиэтилена, соответственно. На стороне слоистого материала, которая обращается внутрь в упаковочном контейнере, изготовленном из упаковочной заготовки, располагается дополнительный внутренний слой 26 полиэтилена, преимущественно ПЭНП. Слой 26 термически уплотняется с наружным слоем 22, расположенным на "внешней стороне" упаковочной заготовки. Также как на фиг. 1, газонепроницаемый слой 23 отсутствует вдоль продольных кромок упаковочной заготовки, где два слоя 24 и 25 раскатываются, примыкая друг к другу.

На фиг. 3 показано поперечное сечение, на котором видно каким образом продольные кромки упаковочной заготовки 10 и 20, соответственно, накладываются друг на друга и каким образом слоистая структура появляется в области продольного соединения герметизируемого в продольном направлении упаковочного контейнера. Для удобства одни и те же номера позиций, как на фиг. 1 и 2, используются для обозначения таких же элементов, показанных на фиг. 3.

Поскольку газонепроницаемый слой 13, 23, соответственно, отсутствует в слоистом материале вдоль продольных кромок упаковочной заготовки, то слои 14 и 15, а также 24, 25, соответственно, образуют слоистую конструкцию между собой, причем газонепроницаемый слой герметизируется (капсулируется) и оказывается защищенным от воздействия влаги, проникающей по отрезным кромкам 31 и 32 упаковочной заготовки. Две продольные кромочные зоны в виде полосы 33 и 34 упаковочной заготовки не имеют газонепроницаемого слоя 13 и 23, соответственно, причем их ширина составляет приблизительно 3 - 10 мм и предпочтительно приблизительно 5 - 7 мм.

На фиг. 4 схематично представлен один предпочтительный вариант реализации способа по настоящему изобретению, в котором широкая полоса слоистого упаковочного материала, которую в процессе изготовления будут делить на множество узких отдельных полос, соответствующих ширине одной заготовки упаковочного контейнера, покрывается водной эмульсией влагочувствительного газонепроницаемого материала, преимущественно PVOH, причем в продольных контурах 41, 42, 43 меньше, чем по ширине отдельных полос, благодаря чему узкие зоны в виде полос вдоль линий отреза 44, 45, предназначенных для деления первой широкой полосы на множество более узких отдельных полос, а также зоны в виде узких полос вдоль продольных кромок 46, 47 полосы остаются свободными от газонепроницаемого материала. Таким образом, газонепроницаемый материал наносят в виде ленточного рисунка на частично изготовленную слоистую структуру в виде полосы с несущим слоем из бумаги или картона, покрытым термопластичными стойкими к влаге слоями с каждой стороны, затем этот материал высушивают, после чего слоистый материал в виде полосы по всей ширине оказывается покрытым дополнительным влагостойким термопластичным слоем. Следовательно покрытые газонепроницаемым материалом и высушенные контуры по ширине, близкой к ширине отдельной полосы, будут капсулированы между термопластичными плотными для жидкости слоями, а также вдоль кромок отдельных полос, разделенных разрезами, т.е. разделенных на упаковочные заготовки в виде полосы.

Как следует из описания, приведенного выше, настоящее изобретение позволяет легко и эффективно достичь поставленных целей благодаря тому, что влагочувствительный газонепроницаемый слой отсутствует вдоль продольных кромок упаковочной заготовки, при этом газонепроницаемый слой капсулируется и уплотняется двумя соседними слоями на любой стороне газонепроницаемого слоя вдоль кромок разреза заготовки, на которые может воздействовать влага.

Вдобавок к этому в настоящем изобретении реализован простой рациональный способ изготовления упаковочных заготовок согласно изобретению, а также предлагаются упаковочные контейнеры, обладающие повышенной плотностью против проникновения кислорода и которые изготавливаются из упаковочных заготовок, предложенных в данном изобретении.