пригодный для переработки термоформованием упаковочный материал с усадочными свойствами

Формула изобретения

1. Пригодная для переработки термоформованием термосвариваемая многослойная пленка, которая имеет по одинаковой со стороны каждой из обеих поверхностей двухслойного центрального внутреннего слоя слоистой структуре с симметричной относительно него последовательностью расположения слоев и обладает способностью к термоусадке, степень которой в продольном и поперечном направлениях составляет по меньшей мере по 20% при 93°С и на способность к которой в основном не влияет термоформование, и указанный центральный двухслойный внутренний слой которой выполнен на основе по меньшей мере одного термопластичного полимера с температурой размягчения по Вика, измеренной в соответствии со стандартом ASTM D 1525-ISO 306, не более 65°С.

2. Многослойная пленка по п.1, отличающаяся тем, что ее центральный двухслойный внутренний слой выполнен на основе по меньшей мере одного термопластичного полимера с температурой размягчения по Вика, измеренной в соответствии со стандартом ASTM D 1525-ISO 306, не более 65°С, а с центральным двухслойным внутренним слоем со стороны каждой из обеих его поверхностей соединено по одинаковой слоистой структуре, состоящей из

- примыкающего к центральному внутреннему слою адгезионного слоя на основе по меньшей мере одного полимера с индексом расплава (измеренным в соответствии со стандартом DIN ISO 1133 при температуре 190°С и при нагрузке 2,16 кг) в пределах от 0,1 до 2,0 г/10 мин,

- необязательно газонепроницаемого барьерного слоя на основе термопластичного полимера,

- необязательно адгезионного слоя на основе по меньшей мере одного полимера с индексом расплава, измеренным в соответствии со стандартом DIN ISO 1133 при температуре 190°С и при нагрузке 2,16 кг, в пределах от 0,1 до 2,0 г/10 мин и

- термосвариваемого поверхностного слоя на основе по меньшей мере одного термопластичного полимера.

3. Многослойная пленка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что обе слоистые структуры, одна из которых расположена по одну, а другая - по другую сторону центрального внутреннего слоя, имеют одинаковую последовательность слоев и в обеих слоистых структурах соответствующие друг другу слои выполнены из одних и тех же материалов и имеют одинаковую толщину.

4. Многослойная пленка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что центральный внутренний слой выполнен из по меньшей мере одного сополимера этилена с (мет)акриловой кислотой или из по меньшей мере одного сополимера этилена с (мет)акриловой кислотой, по меньшей мере частично представленного в виде соли, либо из смеси таких сополимеров.

5. Многослойная пленка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что оба субслоя центрального внутреннего слоя выполнены из одного и того же материала и имеют в основном одинаковую толщину.

6. Многослойная пленка по п.6, отличающаяся тем, что оба субслоя центрального внутреннего слоя соединены между собой путем нагрева до температуры, по меньшей мере равной их температуре размягчения по Вика, необязательно с приложением давления.

7. Многослойная пленка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что адгезионные слои выполнены на основе по меньшей мере одного сополимера этилена с винилацетатом.

8. Многослойная пленка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что слоистая структура имеет газонепроницаемый, предпочтительно кислородонепроницаемый, барьерный слой.

9. Многослойная пленка по п.8, отличающаяся тем, что газонепроницаемый барьерный слой выполнен на основе по меньшей мере одного сополимера винилиденхлорида или по меньшей мере одного сополимера этилена с виниловым спиртом.

10. Многослойная пленка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что каждый из обоих термосвариваемых поверхностных слоев выполнен на основе по меньшей мере одного полимера, выбранного из группы, включающей полиолефины, сополимеры олефина, полиалкилметакрилаты, полиалкилакрилаты, сополимеры алкилметакрилатов, сополимеры алкилакрилатов и иономеры.

11. Многослойная пленка по п.10, отличающаяся тем, что оба термосвариваемых поверхностных слоя имеют одинаковый состав и каждый из них выполнен на основе по меньшей мере одного полиэтилена, выбранного из группы, включающей полученный на металлоценовом катализаторе полиэтилен (м-ПЭ), полиэтилен высокой плотности (ПЭВП), полиэтилен низкой плотности (ПЭНП) и линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП) предпочтительно на основе смеси м-ПЭ с ПЭНП или м-ПЭ с ЛПЭНП.

12. Многослойная пленка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что она подвергнута двухосной ориентационной вытяжке с кратностью, составляющей в продольном и поперечном направлениях от 1:3 до 1:5.

13. Многослойная пленка по п.12, отличающаяся тем, что ее слои подвергнуты радиационному сшиванию.

14. Многослойная пленка по п.1 или 13, отличающаяся тем, что ее общая толщина составляет по меньшей мере 60 мкм, предпочтительно по меньшей мере 90 мкм, наиболее предпочтительно по меньшей мере 180 мкм.

15. Многослойная пленка по п.1 или 13, отличающаяся тем, что она имеет по меньшей 5 слоев, предпочтительно по меньшей 9 слоев.

16. Применение пригодной для переработки термоформованием термоусадочной многослойной пленки по одному из пп.1-15 для изготовления термоформованием термоусадочного упаковочного лотка, способность которого к термоусадке в основном соответствует таковой многослойной пленке, из которой он изготовлен.

17. Способ изготовления термоформованием термоусадочного упаковочного лотка из пригодной для переработки термоформованием термоусадочной многослойной пленки по одному из пп.1-15, отличающийся тем, что полотно многослойной пленки сначала лишь частично нагревают и до и в процессе глубокой вытяжки упаковочного лотка частично охлаждают.

18. Способ по п.17, отличающийся тем, что полотно многослойной пленки зажимают или фиксируют перед процессом глубокой вытяжки, а подвергнутую глубокой вытяжке многослойную пленку охлаждают до полного исчезновения эффекта упругого восстановления формы.

19. Способ по п.17 или 18, отличающийся тем, что для изготовления упаковочных лотков глубокой вытяжкой из полотна термоусадочной многослойной пленки используют форму для глубокой вытяжки с охлаждающим средством для охлаждения многослойной пленки, которую зажимают или фиксируют между указанной формой для глубокой вытяжки и прижимным средством, которое предпочтительно охлаждают с помощью охлаждающих средств, а для глубокой вытяжки используют форму для глубокой вытяжки с нагревательным средством, предпочтительно с нагревательной пластиной, которой нагревают полотно многослойной пленки и которая предпочтительно выполнена в виде пуансона для глубокой вытяжки.

20. Термоусадочный упаковочный лоток, изготавливаемый путем термоформования способом по п.19 и характеризующийся степенью термоусадки в продольном и поперечном направлениях при 93°С по меньшей мере по 20%, предпочтительно по меньшей мере по 30%, наиболее предпочтительно по меньшей мере по 40%.

21. Применение изготовленного термоформованием термоусадочного упаковочного лотка по п.20 для изготовления дающей термоусадку упаковки предпочтительно для пищевых продуктов.

22. Способ изготовления дающей термоусадку упаковки, заключающийся в том, что изготавливают упаковочный лоток способом по п.19, изготовленный таким термоформованием термоусадочный упаковочный лоток после помещения в него фасуемого продукта термически запечатывают термоусадочной пленочной крышкой в условиях, в которых в основном не оказывается влияние ни на способность упаковочного лотка к термоусадке, ни на способность пленочной крышки к термоусадке, и упаковку путем подвода к ней тепла подвергают усадке, в результате которой она принимает форму ее содержимого, плотно охватывая его.

23. Способ изготовления упаковки с использованием термоусадочной многослойной пленки по одному из пп.1-15, заключающийся в том, что

(I) из полотна термоусадочной многослойной пленки глубокой вытяжкой изготавливают термоусадочный упаковочный лоток, сначала лишь частично нагревая при этом полотно многослойной пленки и частично охлаждая его до и в процессе глубокой вытяжки,

(II) в упаковочный лоток помещают фасуемый продукт,

(III) термоусадочный упаковочный лоток термически запечатывают термоусадочной или нетермоусадочной пленочной крышкой, охлаждая при этом пленочную крышку и/или упаковочный лоток, и

(IV) полученную упаковку путем подвода к ней тепла подвергают усадке, в результате которой она принимает форму ее содержимого, плотно охватывая его.

24. Способ по п.23, отличающийся тем, что на стадии (I) полотно многослойной пленки зажимают перед глубокой вытяжкой, сначала частично нагревают, а перед и в процессе глубокой вытяжки частично охлаждают и подвергнутую глубокой вытяжке пленку охлаждают до полного исчезновения эффекта упругого восстановления формы, на стадии (III) термоусадочную пленочную крышку фиксируют термозапечатывающими инструментами, соответственно цепными транспортерами, и для термозапечатывания упаковочного лотка пленочной крышкой подводят тепло с обращенной от термоусадочного упаковочного лотка стороны, предпочтительно тепло для термозапечатывания подводят сверху, а обращенный к термоусадочному упаковочному лотку термозапечатывающий инструмент охлаждают.

25. Способ по п.24, отличающийся тем, что для термозапечатывания используют термозапечатывающее устройство, нижняя часть которого предпочтительно снабжена термозапечатывающей контропорой и выполнена охлаждаемой, а также выполнена поднимаемой и опускаемой или для термозапечатывания используют термозапечатывающее устройство, которое имеет нагреваемые термосваривающие брусья и верхняя часть которого имеет охлаждающую пластину.

26. Дающая термоусадку упаковка, изготавливаемая способом по одному из пп.23-25.

27. Термоусадочная упаковка, состоящая из изготовленного термоформованием термоусадочного упаковочного лотка по п.20 и термоусадочной пленочной крышки и изготавливаемая способом по п.24, а также характеризующаяся степенью термоусадки в продольном и поперечном направлениях при 93°С по меньшей мере по 20%, предпочтительно по меньшей мере по 30%, особенно предпочтительно по меньшей мере по 40%.

28. Способ изготовления упаковки, заключающийся в том, что изготавливают упаковочный лоток способом по п.19, изготовленный таким термоформованием термоусадочный упаковочный лоток после помещения в него фасуемого продукта термически запечатывают неусадочной пленочной крышкой в условиях, в которых прежде всего в основном не оказывается влияние на способность упаковочного лотка к термоусадке, и упаковочный лоток путем подвода к нему тепла подвергают усадке, в результате которой он принимает форму содержимого упаковки, плотно охватывая его.

29. Способ по п.28, отличающийся тем, что прочность пленочной крышки на изгиб соответствует величине усилий, возникающих при усадке термоусадочного упаковочного лотка.

30. Способ по п.28 или 29, отличающийся тем, что упаковочный лоток термически запечатывают способом по п.25.

31. Упаковка, изготавливаемая способом по п.30.

32. Термоусадочная упаковка по п.31, отличающаяся тем, что степень термоусадки упаковочного лотка в продольном. и поперечном направлениях при 93°С составляет по меньшей мере по 20%, предпочтительно по меньшей мере по 30%, особенно предпочтительно по меньшей мере по 40%.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к многослойным пленкам, которые пригодны для их переработки термоформованием и одновременно с этим даже при большой своей общей толщине обладают способностью к термоусадке, на которую (способность) практически не влияет термоформование, а также относится к изготовленным из таких многослойных пленок упаковочным лоткам и к соответствующим упаковкам, изготовленным на соответствующим образом адаптированной упаковочной машине.

В настоящее время все более широкое применение для упаковывания пищевых продуктов находят пластиковые упаковки, состоящие из упаковочного лотка, в который помещаются пищевые продукты, и пленочной крышки, которой запечатывается упаковочный лоток.

Обычно упаковочные лотки изготавливают термоформованием, преимущественно глубокой вытяжкой, из пригодной для переработки термоформованием многослойной пленки при тепловом воздействии на нее.

Упаковочный лоток после помещения в него упаковываемого товара (содержимого упаковки) обычно запечатывают пленочной крышкой при тепловом воздействии, т.е. путем термосваривания.

При этом известны упаковки подобного типа, в которых пленочная крышка образована термоусадочной многослойной пленкой.

Термоусадочные многослойные пленки обычно подвергнуты двухосной ориентационной вытяжке, используются для упаковывания пищевых продуктов, прежде всего скоропортящихся пищевых продуктов, таких как птица или свежее мясо, и преимущественно имеют также газо- и/или ароматонепроницаемый барьерный слой. Термоусадочные многослойные пленки обладают свойством при их нагреве до температуры выше 60°С усаживаться или сокращаться до своих исходных размеров, которые они имели в неориентированном состоянии. Двухосно-ориентированные многослойные пленки подвергают вытяжке в продольном и в поперечном направлениях, после которой они обладают способностью к термоусадке (способностью давать усадку), степень которой в обоих - продольном и поперечном - направлениях часто составляет не менее 35%.

В настоящее время существует потребность в упаковках, элементы которой и прежде всего упаковочные лотки которых можно было бы изготавливать из пленочного полотна, представляющего собой термоусадочную многослойную пленку, которая обладала бы исключительно высокими механическими свойствами, благодаря которым изготовленные из нее упаковочные элементы и прежде всего упаковочные лотки также обладали бы исключительно высокой механической прочностью, главным образом прочностью на пробивание или прокалывание, наличие которой является необходимым условием, в частности, для безопасного обращения с изготовленной из подобной пленки упаковкой, и которая после формования и термосваривания с образованием готовой упаковки все еще в основном сохраняла бы свою высокую способность к термоусадке. Однако на практике соблюдение подобных требований сопряжено с рядом сложностей. Так, в частности, одновременное наличие у многослойной пленки необходимой для изготовления упаковочного лотка пригодности к переработке термоформованием и свойства сохранять достаточную способность к термоусадке прежде всего на ее подвергнутых термоформованию участках являются взаимно противоречащими требованиями.

Исходя из вышеизложенного, в основу настоящего изобретения была положена задача предложить многослойную пленку, предпочтительно для применения в качестве упаковочного материала, которая обладала бы преимуществами перед известными из уровня техники многослойными пленками. Подобная многослойная пленка прежде всего должна допускать возможность ее переработки термоформованием, предпочтительно глубокой вытяжкой, в упаковочный элемент, прежде всего в упаковочный лоток, который допускал бы возможность его запечатывания после помещения в него фасуемого продукта (содержимого упаковки) другим упаковочным элементом, главным образом пленочной крышкой, без значительной своей усадки уже на этой стадии. Лишь по завершении запечатывания одного упаковочного элемента другим должна обеспечиваться возможность инициирования процесса усадки многослойной пленки обычным путем, например, путем теплового воздействия на нее, в результате которой многослойная пленка в качестве упаковочного материала по меньшей мере частично принимает форму упакованного продукта, плотно охватывая его. При этом после термоформования и термосваривания многослойная пленка все еще должна сохранять достаточную способность к термоусадке и наряду с этим должна обладать исключительно высокой механической прочностью.

Указанную задачу позволяет решить пригодная для переработки термоформованием, предпочтительно глубокой вытяжкой, термосвариваемая (пригодная для термосваривания) многослойная пленка, которая имеет по одинаковой со стороны каждой из обеих поверхностей двухслойного центрального внутреннего слоя слоистой структуре с симметричной относительно него последовательностью расположения слоев и которая обладает способностью к термоусадке, степень которой в продольном и поперечном направлениях составляет по меньшей мере по 20% при 93°С и на способность к которой в основном не влияет термоформование.

В предпочтительном варианте степень термоусадки предлагаемых в изобретении многослойных пленок в продольном и поперечном направлениях составляет при 93°С по меньшей мере по 25%, более предпочтительно по меньшей мере по 30%, особенно предпочтительно по меньшей мере по 35%, наиболее предпочтительно по меньшей мере по 40%.

При создании изобретения неожиданно было установлено, что предлагаемые в изобретении многослойные пленки даже при их общей толщине не менее 90 мкм, предпочтительно не менее 180 мкм, пригодны для переработки термоформованием и обладают способностью к термоусадке, на которую (способность) практически не влияет тепловое воздействие в ходе термоформования, соответственно в ходе переработки в упаковки, осуществляемого, соответственно осуществляемой с помощью соответствующих устройств. Применение подобных многослойных пленок с указанной выше общей толщиной по предпочтительному назначению позволяет также придавать большинству изготавливаемых из них упаковок необходимые, исключительно высокие механические свойства, благодаря которым, например, предотвращается продавливание или прокалывание упаковки ее содержимым, имеющим торчащие или выступающие части, такие как острые кости.

В контексте настоящего описания выражение "в основном не влияет", соответственно "практически не влияет", соответственно "в основном не подвергается влиянию" в предпочтительном варианте означает, что способность предлагаемой в изобретении многослойной пленки к термоусадке, которой она обладала до процесса термоформования и до процесса термосваривания, после термоформования и термосваривания меняется лишь незначительно, а предпочтительно остается практически неизменной. Снижение способности предлагаемой в изобретении многослойной пленки к термоусадке при тепловом воздействии на нее в процессе термоформования и/или термосваривания предпочтительно должно быть менее 10%, более предпочтительно менее 7,5%, прежде всего менее 5%, от исходной ее способности к термоусадке.

В одном из предпочтительных вариантов в изобретении предлагается пригодная для переработки термоформованием, предпочтительно глубокой вытяжкой, термосвариваемая термоусадочная многослойная пленка с центральным двухслойным внутренним слоем (I), который выполнен на основе по меньшей мере одного термопластичного полимера с температурой размягчения по Вика, измеренной в соответствии со стандартом ASTM D 1525-ISO 306, не более 65°С и с которым со стороны каждой из обеих его поверхностей соединено по одинаковой слоистой структуре, состоящей из

- примыкающего к центральному внутреннему слою адгезионного слоя (H₁ ), предпочтительно на основе по меньшей мере одного полимера с индексом расплава (ИР) (измеренным в соответствии со стандартом DIN ISO 1133 при температуре 190°С и при нагрузке 2,16 кг) в пределах от 0,1 до 2,0 г/10 мин,

- необязательно газонепроницаемого барьерного слоя (В) на основе по меньшей мере одного термопластичного полимера,

- необязательно приемлемого адгезионного слоя (Н₂), предпочтительно на основе по меньшей мере одного полимера с индексом расплава, измеренным в соответствии со стандартом DIN ISO 1133 при температуре 190°С и при нагрузке 2,16 кг, в пределах от 0,1 до 2,0 г/10 мин, и

- термосвариваемого поверхностного слоя (S) на основе по меньшей мере одного термопластичного полимера.

Последовательность расположения отдельных слоев в многослойной пленке в предпочтительном варианте соответствует той же последовательности, в которой они перечислены выше, а именно:

(S)//(H₂)//(B)//(H₁ )//(I)//(H₁)//(B)//(H₂)//(S). В указанной последовательности слоев знак "//" обозначает границу раздела между двумя соседними слоями. При этом два разделенных знаком "//" слоя не обязательно должны следовать непосредственно один за другим, т.е. примыкать один к другому, а между ними могут также располагаться другие слои. Согласно изобретению особенно предпочтительны многослойные пленки со следующими последовательностями слоев: (S)//(H₁)//(I)/(H₁)//(S) и (S)//(H ₂)//(B)//(H₁)//(I)//(H₁)//(B)//(H ₂)//(S).

Внутренний слой (I) предлагаемой в изобретении многослойной пленки предпочтительно выполнять на основе по меньшей мере одного термопластичного полимера с температурой размягчения по Вика (измеренной в соответствии со стандартом ASTM D 1525-ISO 306) не более 65°С, например, на основе сополимера акриловой кислоты или разрешенного к применению пищевым законодательством термопластичного полиуретана. Наиболее же предпочтительно выполнять внутренний слой предлагаемой в изобретении многослойной пленки на основе по меньшей мере одного сополимера акриловой кислоты, прежде всего по меньшей мере одного иономера, т.е. на основе сополимера этилена с акриловой либо метакриловой кислотой, предпочтительно с содержанием кислоты по меньшей мере 5 мол.%, который по меньшей мере частично, предпочтительно в количестве до 35%, представлен в виде соли, предпочтительно натриевой или цинковой соли (предпочтительно на основе сополимера Surlyn ^® фирмы Du Pont).

В одном из предпочтительных вариантов выполнения предлагаемой в изобретении многослойной пленки ее центральный внутренний слой (I) состоит из двух субслоев (Ia) и (Ib), которые выполнены из одинакового термопластичного материала и которые имеют в основном одинаковую толщину. Толщина субслоя (Ia), соответственно (Ib) внутреннего слоя предпочтительно должна составлять от 5 до 35 мкм, наиболее предпочтительно от 6 до 25 мкм.

В предпочтительном варианте оба субслоя центрального внутреннего слоя можно соединять друг с другом путем их нагрева до температуры не менее температуры их размягчения по Вика, при необходимости с их прижатием друг к другу. В другом варианте оба субслоя центрального внутреннего слоя можно также соединять друг с другом клеем. Для соединения обоих субслоев центрального внутреннего слоя, предпочтительно без использования при этом клея, их предпочтительно прижимать друг к другу путем приложения к ним давления величиной максимум 3 бара в течение менее 1 с. Прочность сцепления между обоими субслоями ((Ia) и (Ib)) внутреннего слоя, измеренная в соответствии со стандартом DIN EN ISO 527-3, предпочтительно должна составлять по меньшей мере 0,3 Н/15 мм, наиболее предпочтительно по меньшей мере 0,4 Н/15 мм.

Со стороны каждой из обеих поверхностей внутреннего слоя (I) расположено по одинаковой слоистой структуре, соединенной с центральным внутренним слоем (I) адгезионным слоем (H₁).

Для выполнения адгезионных слоев (H₁) и адгезионных слоев (Н₂) при их наличии в принципе можно использовать различные полимеры, сополимеры или их смеси. Адгезионные слои (H₁) и адгезионные слои (H₂) при их наличии предпочтительно выполнять одинакового или разного состава на основе по меньшей мере одного сополимера этилена с винилацетатом. В особенно предпочтительном варианте речь при этом идет о сополимере этилена и винилацетата одного и того же или разного состава с содержанием винилацетатных звеньев, определенным в соответствии со стандартом ASTM Е-168, в пределах от 3 до 18 мол.%, более предпочтительно от 5 до 17 мол.%, наиболее предпочтительно от 10 до 16 мол.%. Сополимер этилена и винилацетата может быть дополнительно модифицирован, например, может представлять собой модифицированный акриловой кислотой/акрилатом сополимер этилена и винилацетата, модифицированный ангидридом сополимер этилена и винилацетата или смесь полимеров, содержащую по меньшей мере один из вышеназванных полимеров.

Адгезионные слои (H₁), соответственно адгезионные слои (H₁) предпочтительно выполнять на основе одинаковых полимеров. Наиболее же предпочтительно выполнять все адгезионные слои (H₁) и (H₂) на основе одинаковых полимеров.

В предпочтительном варианте адгезионные слои (H₁) и возможно предусмотренные адгезионные слои (H₂) обладают одинаковыми либо разными индексами расплава, измеренными в соответствии со стандартом DIN ISO 1133 при температуре 190°С и при нагрузке 2,16 кг и лежащими в пределах от 0,2 до 1,9 г/10 мин, предпочтительно от 0,3 до 1,8 г/10 мин, более предпочтительно от 0,4 до 1,7 г/10 мин, особенно предпочтительно от 0,5 до 1,6 г/10 мин, прежде всего от 0,6 до 1,5 г/10 мин.

Адгезионные слои (H₁) и адгезионные слои (Н₂) при их наличии имеют одинаковую или разную толщину, составляющую предпочтительно по меньшей мере 5 мкм, особенно предпочтительно от 6 до 35 мкм.

В предлагаемых в изобретении многослойных пленках нет необходимости выполнять каждый из адгезионных слоев (H₁) и/или возможно предусматриваемых адгезионных слоев (Н₂) толщиной, превышающей толщину каждого из примыкающих к ним слоев.

Оба термосвариваемых слоя (S) предлагаемой в изобретении многослойной пленки предпочтительно выполнять на основе по меньшей мере одного полимера, выбранного из группы, включающей полиолефины, сополимеры олефина, полиалкилметакрилаты, сополимеры алкилметакрилатов, иономеры и смеси из по меньшей мере двух указанных полимеров.

В одном из предпочтительных вариантов термосвариваемые слои (S) выполняют на основе по меньшей мере одного полиэтилена, выбранного из группы, включающей полученный на металлоценовом катализаторе полиэтилен, (м-ПЭ), полиэтилен высокой плотности (ПЭВП), полиэтилен низкой плотности (ПЭНП) и линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП). В особенно предпочтительном варианте термосвариваемые слои (S) выполняют на основе м-ПЭ, ПЭНП, ЛПЭНП или их смесей. Термосвариваемые слои (S) предпочтительно далее выполнять на основе по меньшей мере одного полиэтилена, наиболее предпочтительно на основе смеси из м-ПЭ, особенно предпочтительно с плотностью не более 0,9 г/см³, и линейного полиэтилена низкой плотности (ЛПЭНП), особенно предпочтительно с плотностью не менее 0,9 г/см³. В одном из предпочтительных вариантов подобная смесь содержит ЛПЭНП в количестве от 70 до 85 мас.%, м-ПЭ в количестве от 30 до 15 мас.% и необязательно обычные добавки в количестве до 5 мас.%, в каждом случае в пересчете на всю массу термосвариваемого слоя (S). Термосвариваемые слои (S) можно также выполнять на основе по меньшей мере одного полипропилена и/или сополимера пропилена, предпочтительно сополимера пропилена с этиленом.

Температура термосваривания обычно лежит в пределах от 100 до 140°С. В соответствии с этим температура плавления термосвариваемого слоя (S) предпочтительно должна составлять от 90 до 140°С, особенно предпочтительно от 95 до 130°С. Термосвариваемые слои (S) могут содержать обычные вспомогательные средства, такие как антистатики, смазки, средства против слипания, предотвращающие запотевание средства и/или прокладки ("Abstandshalter"). Оба поверхностных термосвариваемых слоя (S) предлагаемой в изобретении многослойной пленки предпочтительно выполнять из одинаковых полимеров.

Толщина каждого из термосвариваемых слоев (S) предпочтительно должна составлять максимум 25% от общей толщины предлагаемой в изобретении многослойной пленки. Каждый термосвариваемый слой (S) предпочтительно должен иметь толщину в пределах от 5 до 25 мкм, более предпочтительно от 7,5 до 20 мкм.

Оба термосвариваемых слоя предпочтительно выполнять одинаковой толщины.

В одном из предпочтительных вариантов предлагаемая в изобретении многослойная пленка имеет также в каждой из слоистых структур по барьерному слою (В), предпочтительно по не проницаемому для кислорода барьерному слою, и/или по адгезионному слою (Н ₂), а в особенно предпочтительном варианте имеет и по барьерному слою (В), и по адгезионному слою (Н₂).

Барьерный слой (В) предпочтительно выполнять на основе по меньшей мере одного сополимера винилиденхлорида, прежде всего сополимера винилиденхлорида и метакриловой кислоты с содержанием звеньев метакриловой кислоты до 10 мас.%. Для выполнения барьерного слоя в принципе пригоден также по меньшей мере один сополимер этилена с виниловым спиртом (EVOH).

Методы, пригодные для измерения кислородонепроницаемости, хорошо известны в данной области. Проницаемость барьерного слоя для кислорода, определенная в соответствии со стандартом DIN 53380, предпочтительно должна составлять максимум 100 см³ О₂/м² - сутки-бар, более предпочтительно максимум 50 см³ О₂/м² - сутки-бар, особенно предпочтительно максимум 20 см³ o₂/м² - сутки-бар, наиболее предпочтительно максимум 10 см³ О₂ /м² - сутки-бар, прежде всего максимум 3 см³ О₂/м² - сутки-бар. Толщину барьерного слоя предпочтительно выбирать с таким расчетом, чтобы достигалось указанное барьерное действие. При этом необходимо учитывать тот факт, что вследствие термоформования предлагаемой в изобретении многослойной пленки ее толщина, соответственно толщина барьерного слоя уменьшается.

Барьерный слой (В) предпочтительно должен иметь толщину в пределах от 3 до 25 мкм, наиболее предпочтительно от 5 до 15 мкм. В предпочтительном варианте в каждой слоистой структуре, расположенной на каждой из обеих поверхностей центрального внутреннего слоя (I), предусмотрено по барьерному слою (В), которые наиболее предпочтительно выполнять одинакового состава и одинаковой толщины.

В принципе предлагаемая в изобретении многослойная пленка может независимо в одном или нескольких своих слоях дополнительно содержать обычные добавки или вспомогательные вещества.

В предпочтительном варианте расположенные по обе стороны центрального внутреннего слоя слоистые структуры содержат в одних и тех же своих слоях одинаковые добавки и/или вспомогательные вещества в одинаковых количествах.

Для придания многослойной пленке неслипаемости каждый из ее поверхностных слоев может содержать (внутреннюю) смазку. Смазки дополнительно могут содержаться и в по меньшей мере одном из расположенных между ними слоев. Кроме того, предлагаемая в изобретении многослойная пленка может содержать в одном или нескольких слоях каждой своей слоистой структуры обычные стабилизаторы, антиоксиданты, пластификаторы, технологические добавки, УФ-стабилизаторы, наполнители, антипирены, антистатики и иные добавки. Подобные добавки известны.

В одном из предпочтительных вариантов выполнения предлагаемой в изобретении многослойной пленки все ее слои за исключением расположенной между субслоями (Ia) и (Ib) клеевой прослойки имеют более высокую температуру размягчения, чем внутренний слой (I).

В приведенной ниже таблице представлен особенно предпочтительный вариант выполнения предлагаемой в изобретении многослойной пленки со следующей последовательностью слоев:

(S)//(H ₂)//(B)//(H₁)//(I)//(H₁)//(B)//(H ₂)//(S).

Слой	Толщина (мкм)	Состав
S	14±4	смесь из м-ПЭ и ЛПЭНП
Н2	25±4	смесь из ПЭ и сополимера этилена и винилацетата
В	7±3	сополимер винилиденхлорида
H1	20±5	смесь из ПЭ и сополимера этилена и винилацетата
Ia	25±4	сополимер этилена и метакриловой кислоты, частично в виде Zn-соли
Ib	25±4	сополимер этилена и метакриловой кислоты, частично в виде Zn-соли
H1	20±5	смесь из ПЭ и сополимера этилена и винилацетата
В	7±3	сополимер винилиденхлорида
Н2	25±4	смесь из ПЭ и сополимера этилена и винилацетата
S	14±4	смесь из м-ПЭ и ЛПЭНП

Предлагаемая в изобретении многослойная пленка помимо указанных может также иметь в каждой своей слоистой структуре другие слои, например, слои одинакового или разного состава на основе по меньшей мере одного полимера, выбранного из группы, включающей полиолефины, сополимеры олефина и сложные полиэфиры.

На предлагаемой в изобретении многослойной пленке можно печатать, при этом в предпочтительном варианте на по меньшей мере одном из слоев каждой ее слоистой структуры, которые расположены по обе стороны центрального внутреннего слоя, можно печатать и/или можно придавать ему ту или иную окраску за счет введения соответствующих добавок, таких как органические либо неорганические красители и пигменты.

В одном из предпочтительных вариантов предлагаемая в изобретении многослойная пленка является прозрачной. Под понятием "прозрачная" согласно изобретению подразумевается пригодная для переработки термоформованием многослойная пленка, позволяющая рассматривать через нее содержимое упаковки невооруженным глазом. Количественно прозрачность предпочтительно определять с помощью денситометров. Подобные методы определения прозрачности материалов хорошо известны. В качестве меры прозрачности предпочтительно измерять степень помутнения анализируемого материала, принимаемую за соответствующий оптический показатель. Помутнение предпочтительно измерять согласно стандарту ASTM D 1003-61m, Методика А, после калибровки измерительного прибора с использованием эталонов помутнения со степенью мутности от 0,3 до 34%. В качестве измерительного прибора можно использовать, например, мутномер Byk-Gardner с шариком Ульбрихта, позволяющий проводить интегрированное измерение пропускания рассеянного света в диапазоне телесных углов от 8 до 160°. У предлагаемых в изобретении многослойных пленок помутнение после термоформования, определяемое вышеописанным методом, предпочтительно должно составлять менее 20%, более предпочтительно менее 18%, особенно предпочтительно менее 15%, наиболее предпочтительно менее 10%, прежде всего менее 8%. Преимущество предлагаемых в изобретении многослойных пленок состоит в том, что при переработке термоформованием их оптические свойства не ухудшается вовсе или ухудшается лишь в незначительной степени (в пересчете на постоянную толщину материала).

Предлагаемые в изобретении многослойные пленки пригодны для переработки термоформованием, прежде всего глубокой вытяжкой. Под выражением "пригодный для переработки глубокой вытяжкой" согласно изобретению подразумевается материал, который при тепловом воздействии на него способен к "глубокой вытяжке" в соответствующем устройстве, т.е. из которого под воздействием давления (и/или вакуума) можно формовать, например, открытую пластиковую емкость, предпочтительно лоток. Речь при этом идет о материале, который обладает термопластичными свойствами, благодаря которым он способен в нагретом состоянии пластически деформироваться, но который при комнатной температуре обладает достаточной формоустойчивостью, благодаря которой он до инициирования процесса усадки путем подвода тепла способен сохранять приданную ему глубокой вытяжкой форму (например, форму лотка).

Предлагаемая в изобретении многослойная пленка обладает способностью к термоусадке, при этом термоформование и термосваривание практически не влияют на первоначальную способность многослойной пленки давать усадку. Для придания предлагаемой в изобретении многослойной пленке подобной способности к термоусадке ее предпочтительно подвергать двухосной ориентационной вытяжке с кратностью вытяжки в продольном направлении предпочтительно в пределах от 1:3 до 1:5, более предпочтительно в пределах от 1:3,5 до 1:4,5, а в поперечном направлении - в пределах от 1:3 до 1:5, более предпочтительно в пределах от 1:3,5 до 1:4,5. Приведенные в настоящем описании данные о толщине отдельных слоев предлагаемой в изобретении многослойной пленки соответствуют толщине, которую конкретно указанный слой имеет после такой ориентационной вытяжки многослойной пленки в продольном и поперечном направлениях.

Для дальнейшего повышения износостойкости предлагаемой в изобретении пленки и ее прочности, т.е. для придания ей исключительно высоких механических свойств, таких как прочность на пробивание или прокалывание, один или все ее слои можно подвергать сшиванию между собой. Такое сшивание слоев пленки можно обеспечить путем радиационного сшивания под действием -излучения (электронов высокой энергии). В качестве источника соответствующего излучения для радиационного сшивания слоев пленки можно использовать любую электронную пушку, работающую с разгоняющим напряжением в пределах от примерно 150 до примерно 300 кВ. Доза облучения при радиационном сшивании слоев пленки обычно составляет до 150 кГр, предпочтительно от 2 до 15 Мрад.

Общая толщина предлагаемой в изобретении многослойной пленки предпочтительно должна составлять по меньшей мере 60 мкм, более предпочтительно по меньшей мере 90 мкм, особенно предпочтительно по меньшей мере 180 мкм.

Предлагаемую в изобретении многослойную пленку предпочтительно изготавливать методом соэкструзии рукава с раздувом. Подобный метод хорошо известен. В этом отношении можно сослаться, например, на следующие публикации: A.L.Brody, K.S.Marsh, The Wiley Encyclopedia of Packaging Technology, изд-во Wiley-Interscience, 2-е изд., 1997; W.Soroka, Fundamentals of Packaging Technology, изд-во Institute of Packaging Professionals, 1995; J.Nentwig, Kunststoff-Polien, изд-во Hanser Fachbuch, 2000; S.E.M.Selke, Understanding Plastics Packaging Technology (Hanser Understanding Books), изд-во Hanser Gardner Publications, 1997. Предлагаемые в изобретении многослойные пленки можно изготавливать и иными обычными, известными из уровня техники методами.

При изготовлении предлагаемой в изобретении многослойной пленки предпочтительным методом соэкструзии рукава с раздувом полученный пленочный рукав предпочтительно непосредственно после его изготовления стягивать в двойную плоскую пленку и соединять друг с другом прилегающие друг к другу внутренние слои пленочного рукава, которые в готовой многослойной пленке являются субслоями (Ia) и (Ib), путем его нагрева до температуры не ниже температуры размягчения по Вика образующих их полимеров, при необходимости с приложением давления величиной до 2,5 бара в течение менее 1 с. В другом варианте внутренние слои пленочного рукава, которые в готовой многослойной пленке являются субслоями (Ia) и (Ib), можно соединять друг с другом клеем, при необходимости растворенным. Перед дальнейшей переработкой полученной таким путем многослойной пленки продольные края стянутого в двойную плоскую пленку пленочного рукава удаляют, предпочтительно отрезают, либо стянутый в двойную плоскую пленку пленочный рукав распарывают вдоль обеих его продольных сторон.

Используемые для изготовления предлагаемой в изобретении многослойной пленки, соответственно для выполнения отдельных ее слоев полимеры являются коммерчески доступными и достаточно давно известными продуктами. Обычно для изготовления предлагаемых в изобретении многослойных пленок такие полимеры в виде пеллетов или гранулятов при необходимости смешивают в традиционных смесительных устройствах и затем при расплавлении, предпочтительно с помощью экструдеров, подвергают дальнейшей переработке. Если предлагаемая в изобретении многослойная пленка предназначена для упаковывания пищевых продуктов, то все используемые для ее изготовления полимеры должны быть разрешены к применению для выполнения из них упаковок пищевых продуктов.

Предлагаемая в изобретении многослойная пленка особо пригодна для упаковывания в нее различных товаров, предпочтительно пищевых продуктов, особенно предпочтительно скоропортящихся пищевых продуктов. Предлагаемая в изобретении многослойная пленка пригодна для упаковывания в нее таких пищевых продуктов, как мясо, рыба, овощи, фрукты, молочные продукты, копчености, готовые блюда и их полуфабрикаты (требующие только термообработки), зерновые продукты, крупяные продукты, хлебобулочные изделия, а также для упаковывания других товаров, таких, например, как продукты медицинского назначения.

Еще одним объектом настоящего изобретения является применение термосвариваемой, пригодной для переработки термоформованием, термоусадочной предлагаемой в изобретении многослойной пленки для изготовления упаковки, соответственно по меньшей мере ее упаковочного элемента, предпочтительно упаковочного лотка, предпочтительно для пищевых продуктов. При изготовлении такой упаковки в предпочтительном варианте сначала из многослойной пленки путем термоформования изготавливают термоусадочный упаковочный лоток. При этом переработка предлагаемой в изобретении многослойной пленки термоформованием в основном не оказывает влияния на ее способность к термоусадке, в том числе, в частности, и на ее подвергаемом термоформованию участке.

Объектом изобретения является далее способ изготовления по меньшей мере упаковочного элемента, обладающего способностью к термоусадке и пригодного для термосваривания, предпочтительно упаковочного лотка, путем термоформования пригодной для переработки термоформованием, термосвариваемой, термоусадочной предлагаемой в изобретении многослойной пленки в условиях, в которых в основном не оказывается влияния на способность многослойной пленки к термоусадке на ее подвергаемом термоформованию участке.

В предпочтительном варианте термоформование многослойной пленки заключается в ее переработке глубокой вытяжкой. При переработке многослойной пленки этим методом ее можно подвергать глубокой вытяжке с различной кратностью, например, с кратностью в пределах от 1:2 до 1:5, предпочтительно 1:4,5. Известно, что толщину отдельных слоев многослойной пленки можно согласовывать с предполагаемой кратностью глубокой вытяжки с целью обеспечить в последующем и на подвергнутых глубокой вытяжке участках пленки наличие материала все еще достаточной толщины.

Объектом изобретения является также термоусадочный упаковочный элемент, предпочтительно упаковочный лоток, изготавливаемый путем термоформования из предлагаемой в изобретении многослойной пленки описанным выше способом.

Предлагаемую в изобретении многослойную пленку можно перерабатывать термоформованием, соответственно глубокой вытяжкой на традиционном, предназначенном для этого оборудования, соответственно на обычных, предназначенных для этого машинах. Более предпочтительно, однако, использовать для переработки предлагаемой в изобретении многослойной пленки термоформованием, т.е. для изготовления из нее термоформованием термосвариваемого, термоусадочного упаковочного элемента, предпочтительно упаковочного лотка, рассмотренное ниже устройство для изготовления упаковочных элементов, предпочтительно упаковочных лотков, глубокой вытяжкой. В этом отношении свойство предлагаемой в изобретении многослойной пленки в основном сохранять свою способность к термоусадке после процесса термоформования предпочтительно относится и к процессу термоформования многослойной пленки с помощью такого описанного ниже устройства для глубокой вытяжки.

Ниже в качестве примера рассмотрено устройство для изготовления упаковочных лотков. Речь при этом идет об устройстве, которое предназначено для изготовления, например, предлагаемых в изобретении упаковочных лотков глубокой вытяжкой из предлагаемой в изобретении многослойной пленки в виде пленочного полотна и которое имеет форму для глубокой вытяжки, которая выполнена охлаждаемой в процессе глубокой вытяжки. Для охлаждения в процессе глубокой вытяжки форма для глубокой вытяжки в предпочтительном варианте снабжена охлаждающими средствами (системой охлаждения). Такие охлаждающие средства могут представлять собой, например, охлаждающие трубопроводы, которые расположены в зоне формы для глубокой вытяжки и по которым циркулирует охлаждающая среда, например, жидкий или газообразный охладитель.

В предпочтительном варианте устройство для глубокой вытяжки снабжено прижимным средством, позволяющим зажимать пленочное полотно между собой и формой для глубокой вытяжки. Пленочное полотно предпочтительно фиксировать прижимным средством до начала процесса глубокой вытяжки. В одном из предпочтительных вариантов подобное прижимное средство также снабжено охлаждающими средствами, которые можно подсоединять к тому же охлаждающему контуру, к которому подсоединена и форма для глубокой вытяжки, или же к другому охлаждающему контуру. Для применения в качестве охлаждающей среды при этом пригоден прежде всего хладагент, который используется, например, в холодильных шкафах и иных аналогичных холодильных системах.

В предпочтительном варианте по меньшей мере один охлаждающий контур выполнен регулируемым, например, в функции температуры, и благодаря этому позволяет всегда поддерживать температуру формы для глубокой вытяжки и/или прижимного средства на практически постоянном уровне.

В следующем предпочтительном варианте форма для глубокой вытяжки имеет нагревательное средство, наиболее предпочтительно нагревательную пластину, для нагрева пленочного полотна главным образом перед его глубокой вытяжкой. После нагрева пленочного полотна и наиболее предпочтительно перед его глубокой вытяжкой нагревательное средство вновь отводят от пленочного полотна и/или выключают во избежание перегрева пленочного полотна и во избежание необходимости отвода слишком большого количества тепла при охлаждении формы для глубокой вытяжки, соответственно прижимного средства. Нагрев пленочного полотна предпочтительно должен происходить локально очень целенаправленно с тем, чтобы пленочное полотно нагревалось только на требуемых участках и прежде всего не нагревалось на тех своих участках, которые в последующем необходимо охлаждать. Очевидно, что нагрев и охлаждение можно также выполнять одновременно во избежание нагрева определенных участков пленочного полотна при его нагреве и/или для уменьшения нежелательного нагрева этих участков пленочного полотна. Пленочное полотно предпочтительно сначала нагревать лишь частично и охлаждать до и в процессе глубокой вытяжки.

В следующем предпочтительном варианте устройство для глубокой вытяжки имеет средства для создания вакуума и/или повышенного давления, под действием которого пленочное полотно вдавливается, соответственно втягивается в форму для глубокой вытяжки и при этом принимает свою окончательную форму.

Подобное устройство для глубокой вытяжки пригодно прежде всего для изготовления предлагаемых в изобретении упаковочных лотков для упаковок из предлагаемых в изобретении многослойных пленок. В предпочтительном варианте такое устройство может быть компонентом упаковочной машины, предпочтительно формовочно-фасовочно-термозапечатывающей упаковочной машины.

С применением описанного выше устройства для глубокой вытяжки предлагаемое в изобретении пленочное полотно охлаждают при глубокой вытяжке и таким путем глубокой вытяжкой изготавливают из него пригодный для термосваривания, усадочный упаковочный лоток. При этом пленочное полотно предпочтительно зажимать или фиксировать перед процессом глубокой вытяжки. Предпочтительно далее нагревать пленочное полотно перед процессом глубокой вытяжки. Процессы нагрева и охлаждения пленочного полотна предпочтительно не должны совпадать во времени, при этом нагрев пленочного полотна предпочтительно должен предшествовать его охлаждению. Пленочное полотно предпочтительно частично нагревать до процесса глубокой вытяжки и охлаждать в процессе нее. Глубокую вытяжку можно проводить любым общеизвестным методом. Предпочтительно, однако, подвергать пленочное полотно глубокой вытяжке под действием повышенного и/или пониженного давления (вакуума).

Предпочтительные варианты выполнения устройства для глубокой вытяжки более подробно рассмотрены ниже со ссылкой на фиг.1-6. При этом на фиг.1 устройство для глубокой вытяжки показано в момент перед глубокой вытяжкой пленочного полотна. На фиг.2 устройство для глубокой вытяжки показано в момент нагрева предлагаемого в изобретении пленочного полотна. На фиг.3 устройство для глубокой вытяжки показано в момент изготовления упаковочного лотка глубокой вытяжкой. На фиг.4 устройство для глубокой вытяжки показано в момент извлечения из него готовых упаковочных лотков. На фиг.5 показан готовый предлагаемый в изобретении упаковочный лоток. На фиг.6 показано предлагаемое в изобретении устройство для глубокой вытяжки.

На фиг.1 показано устройство для глубокой вытяжки, имеющее форму 3 для глубокой вытяжки с несколькими камерами 10 глубокой вытяжки. Согласно изобретению такая форма для глубокой вытяжки выполнена охлаждаемой, в данном случае с подачей в нее охлаждающей среды через отверстие 2. Над формой 3 для глубокой вытяжки находится подвергаемое формованию предлагаемое в изобретении усадочное пленочное полотно 1, зажатое между формой 3 для глубокой вытяжки и прижимной рамой 4. Прижимная рама 4 также выполнена охлаждаемой, в данном случае с подачей в нее охлаждающей среды через отверстие 5. Над пленочным полотном 1 находятся нагревательные пластины 7, поднимаемые, соответственно опускаемые в направлениях, обозначенных двунаправленными стрелками 6. Форма 3 для глубокой вытяжки также выполнена перемещаемой в вертикальном направлении.

На фиг.2 устройство для глубокой вытяжки показано в момент нагрева зажатого между его формой 3 для глубокой вытяжки и прижимной рамой 4 пленочного полотна 1. Для этого нагревательные пластины 7 были опущены, предпочтительно в положение, в котором они контактируют с пленочным полотном. Пленочное полотно нагревают до тех пор, пока его температура в зоне нагревательной пластины не достигнет заданного уровня. Нагрев пленочного полотна предпочтительно проводить в режиме с управлением в функции времени.

После нагрева пленочного полотна до достаточной температуры нагревательные пластины вновь поднимают и из усадочного пленочного полотна 1 путем его глубокой вытяжки формуют предлагаемые в изобретении упаковочные лотки 8 (фиг.3). В рассматриваемом варианте камеры 10 глубокой вытяжки выполнены вакуумируемыми, под действием создаваемого в которых вакуума пленочное полотно деформируется и принимает показанную на чертеже форму. В ходе всего процесса нагрева и глубокой вытяжки пленочного полотна форма для глубокой вытяжки и прижимная рама охлаждаются.

Сразу же после формования упаковочных лотков 8 из пленочного полотна 1 путем его глубокой вытяжки (фиг.4) форму 3 для глубокой вытяжки опускают для возможности извлечения из нее готовых предлагаемых в изобретении упаковочных лотков 8. Форму для глубокой вытяжки опускают настолько, чтобы изготовленные упаковочные лотки можно было переместить из зоны глубокой вытяжки и подать в нее следующий участок пленочного полотна 1 для формования из него следующих упаковочных лотков.

На фиг.5 показаны готовые предлагаемые в изобретении упаковочные лотки. Благодаря охлаждению формы для глубокой вытяжки полученная упаковка (упаковочный лоток) имеет прямые боковые стенки 9 и края 9 и/или дно, поскольку пленочное полотно в процессе глубокой вытяжки или по его завершении не дает усадку вовсе или дает лишь незначительную усадку. Поэтому изготовленные глубокой вытяжкой упаковочные лотки обладают способностью к термоусадке, на которую (способность) в основном не влияет термоформование, после которого способность полученных упаковочных лотков к термоусадке остается в основном такой же, что и у первоначальной, использовавшейся для их изготовления предлагаемой в изобретении многослойной пленки.

На фиг.6 показано устройство для изготовления предлагаемых в изобретении пластиковых упаковочных лотков из усадочного, предлагаемого в изобретении пленочного полотна глубокой вытяжкой. Такое устройство 12 имеет нижнюю часть (матрицу) 3 и верхнюю часть 19. Нижняя часть 3 имеет оформляющую полость, конфигурация которой является негативной по отношению к форме изготавливаемого упаковочного лотка. В нижней части устройства для глубокой вытяжки выполнены каналы 2, по которым циркулирует охлаждающая ее среда. Нижняя часть устройства для глубокой вытяжки выполнена опускаемой, соответственно поднимаемой в направлениях, обозначенных двунаправленной стрелкой. Между нижней и верхней частями устройства для глубокой вытяжки пропущено не показанное на чертеже пленочное полотно. Верхняя часть 19 также выполнена поднимаемой, соответственно опускаемой. Сказанное относится и к прижимным рамам 4 и нагревателю (нагревательному средству) 7. Пленочное полотно для возможности его глубокой вытяжки прижимается прижимной рамой к нижней части устройства для глубокой вытяжки и таким путем зажимается между ними. Помимо этого прижимная рама 4 также имеет каналы 2, по которым циркулирует охлаждающая ее среда. Преимущество, связанное с охлаждением прижимной рамы, состоит прежде всего в отсутствии нагрева находящегося под ней пленочного полотна и тем самым в отсутствии в нем внутренних напряжений. К этому зажатому между прижимной рамой и нижней частью устройства для глубокой вытяжки участку пленочного полотна в последующем термосвариванием приваривается пленочная крышка. Благодаря отсутствию внутренних напряжений на этом участке пленочного полотна термошов у окончательно изготовленной в последующем упаковки обладает исключительно высокой герметичностью. Предлагаемое в изобретении устройство для глубокой вытяжки имеет по одному из расчета на каждый изготавливаемый упаковочный лоток нагревателю 7. Такие нагреватели обеспечивают максимально быстрый нагрев пленочного полотна. Для улучшения теплопередачи от каждого из нагревателей к пленочному полотну в зоне под ним можно создавать повышенное давление, прижимающее пленочное полотно к соответствующему нагревателю и улучшающее тем самым передачу от него тепла пленочному полотну. Очевидно, что между пленочным полотном и нагревателем 7 можно также создавать разрежение, под действием которого пленочное полотно будет присасываться или притягиваться к нагревателю. По достижении пленочным полотном температуры своей пластификации его вдавливают нагревателями 7, которые в этом случае одновременно выполняют функцию пуансонов, в соответствующую форму для глубокой вытяжки и/или в форме для глубокой вытяжки создают разрежение, под действием которого пленочное полотно втягивается или всасывается в форму для глубокой вытяжки. Такая форма для глубокой вытяжки выполнена охлаждаемой, и поэтому пленочное полотно также охлаждается в процессе и/или непосредственно по завершении процесса глубокой вытяжки. Подобное охлаждение пленочного полотна продолжается до достижения им температуры, при которой исключается возможность непроизвольного упругого восстановления упаковочным лотком своей первоначальной формы из-за способности пленки к усадке.

В соответствии с этим еще одним объектом настоящего изобретения является пригодный для термосваривания, изготовленный термоформованием термоусадочный упаковочный элемент, предпочтительно упаковочный лоток, который в предпочтительном варианте содержит предлагаемую в изобретении многослойную пленку, соответственно сформован из предлагаемой в изобретении многослойной пленки, степень термоусадки которой при 93°С прежде всего в ее в подвергнутой термоформованию части составляет в продольном и поперечном направлениях по меньшей мере по 20%, предпочтительно по меньшей мере по 25%, более предпочтительно по меньшей мере по 30%, особенно предпочтительно по меньшей мере по 35%, наиболее предпочтительно по меньшей мере по 40%.

Предлагаемый в изобретении пригодный для термосваривания, изготовленный термоформованием термоусадочный упаковочный элемент, предпочтительно упаковочный лоток, предпочтительно использовать для изготовления упаковки, предпочтительно для пищевых продуктов. Для этого в предпочтительном варианте в упаковочный лоток помещают фасуемый продукт (содержимое упаковки) и открытую часть упаковочного лотка закрывают термоусадочной или не термоусадочной пленочной крышкой. После этого пленочную крышку, которая может быть термоусадочной, путем термосваривания соединяют с упаковочным лотком в условиях, в которых в основном не оказывается никакого влияния ни на способность упаковочного лотка к термоусадке, ни на способность пленочной крышки к термоусадке, если она является термоусадочной. В качестве термосвариваемой термоусадочной пленочной крышки можно использовать предлагаемую в изобретении термосвариваемую термоусадочную многослойную пленку. Более предпочтительно использовать в качестве пленки пленочной крышки термосвариваемую термоусадочную многослойную пленку, слоистая структура которой состоит только из слоев (Ia)-(S) и количество слоев в которой тем самым составляет лишь половину от количества слоев в предлагаемой в изобретении многослойной пленке, из которой термоформованием изготавливают упаковочный лоток. С учетом этого пленка пленочной крышки в предпочтительном варианте имеет общую толщину, которая составляет максимум половину от общей толщины предлагаемой в изобретении многослойной пленки, из которой изготавливают упаковочный лоток, но имеет слоистую структуру, отдельные слои которой выполнены из тех же материалов, что и соответствующие отдельные слои предлагаемой в изобретении многослойной пленки.

Однако в качестве пленки пленочной крышки, которой в качестве второго упаковочного элемента закрывают и запечатывают термосвариванием термоусадочный упаковочный лоток, можно использовать и не термоусадочную, сравнительно жесткую, предпочтительно многослойную термосвариваемую пленку из термопластичных материалов.

Для применения в этих целях наиболее пригодна многослойная пленка со следующей последовательностью слоев:

A) основной слой из необязательно вспененного полиолефина, предпочтительно вспененных гомо- и/или сополимеров пропилена или их смеси, либо из необязательно вспененного сложного полиэфира, предпочтительно вспененного полиэтилентерефталата,

Б) слой на основе по меньшей мере одного такого же полиолефина или сложного полиэфира, что и слой А),

B) необязательно соединительный слой из полиолефина, предпочтительно на основе того же мономера, который является основным мономером и полиолефина, из которого выполнен слой А), или из такого же сложного полиэфира, из которого выполнен и слой А),

Г) необязательно адгезионный слой,

Д) необязательно газо- и/или ароматонепроницаемый барьерный слой,

Е) адгезионный слой и

Ж) термосвариваемый и/или отслаиваемый поверхностный слой.

Подобная многослойная пленка в предпочтительном варианте отличается тем, что общая толщина ее слоев А) и Б) составляет от 0,5 до 2 мм, а толщина ее слоя Б) составляет от 1/6 до 1/2 толщины слоя А). В предпочтительном варианте общая толщина слоев А) и Б) составляет от 0,6 до 1,4 мм, а толщина слоя Б) составляет от 1/6 до 1/3 толщины слоя А).

Слой А) предпочтительно выполнять вспененным, для чего предпочтительно использовать по меньшей мере один полиолефин, особенно предпочтительно вспененный гомо- и/или сополимер пропилена, поскольку эти материалы уже при малой толщине и плотности обладают необходимой прочностью на изгиб. Для выполнения вспененного слоя А) можно также использовать смеси полиолефинов. При этом особо пригодна смесь из полипропилена с длинноцепными ответвлениями и тем самым с высокой термостойкостью и сополимера пропилена и этилена, например, гетерофазного блоксополимера пропилена и этилена. Наиболее же пригодна смесь из полипропилена с длинноцепными ответвлениями и индексом расплава (ИР) в пределах от 1,4 до 4,2 г/10 мин и гетерофазного блоксополимера пропилена и этилена в соотношении 1:1.

Вспененные слои из полиолефинов, предпочтительно из полипропилена, необязательно в смеси с сополимерами полиолефинов, предпочтительно в смеси с сополимером этилена и пропилена, которые используются для изготовления предлагаемых в изобретении упаковок, предпочтительно должны иметь плотность от 0,1 до 0,8 г/см³, особенно предпочтительно от 0,25 до 0,5 г/см³, при количестве ячеек в пределах от 75 до 300 ячеек/мм³. Плотность и количество ячеек можно регулировать в процессе изготовления вспененного слоя предпочтительным методом экструзии и вспенивания, варьируя технологические параметры, такие, например, как температура экструзии или иные технологические параметры. Таким же путем слой А) можно изготавливать из вспененного сложного полиэфира.

Слой Б) выполняют из компактного полиолефина, предпочтительно в основном из того же полипропилена, из которого выполняют и вспененный основной слой А). Поскольку этот основной слой выполняют из вспененного полипропилена или вспененной смеси полипропилена и сополимера этилена с пропиленом, компактный полиолефиновый слой Б) предпочтительно также выполнять из полипропилена или сополимера этилена и пропилена. Наиболее предпочтителен при этом гетерофазный блоксополимер пропилена с этиленом. Индекс расплава используемых для выполнения слоя Б) полиолефинов преимущественно должен составлять от 1,8 до 5,5 г/10 мин, а при выполнении слоя А) из вспененного сложного полиэфира слой Б) выполняют из этого же сложного полиэфира. Толщина слоя Б) должна составлять от 1/6 до 1/2, особенно предпочтительно от 1/6 до 1/3, толщины слоя А).

Слой В) предусматривают в том случае, когда слои Г)-Ж) предварительно изготавливаются путем соэкструзии, предпочтительно путем соэкструзии рукава с раздувом, и должны соединяться с остальными слоями. Слой В) выполняют на основе полиолефина, полученного предпочтительно из того же мономера, который является основным мономером полиолефина вспененного слоя А), или на основе того же сложного полиэфира, из которого выполняют и слой А). Поэтому при выполнении слоя А) из вспененного полипропилена и необязательно сополимера пропилена и этилена слой В) можно выполнять из полипропилена, необязательно с привитыми звеньями малеинового ангидрида. В качестве материала для выполнения слоя В) можно также использовать сополимеры этилена и винилацетата. Толщина слоя В) предпочтительно должна составлять от 5 до 25 мкм, особенно предпочтительно от 8 до 15 мкм.

В слоистой структуре предлагаемых в изобретении многослойных пленок, поскольку они должны обладать малой газопроницаемостью, т.е. малой кислороде- и влагопроницаемостью, а также должны обладать ароматонепроницаемостью, предусматривают барьерный слой Д). Такой барьерный слой предпочтительно выполнять из сополимера этилена с виниловым спиртом с содержанием этиленовых звеньев от 32 до 45 мол.%, предпочтительно от 35 до 42 мол.%. Барьерный слой Д) соединен с соединительным слоем В), соответственно с поверхностным слоем Ж) адгезионным слоем Г), соответственно Е), которым он снабжен на своей соответствующей поверхности. В качестве материала для выполнения такого слоя предпочтительно использовать сополимер пропилена, соответственно полиэтилен с привитыми звеньями малеинового ангидрида.

Поверхностный слой Ж) в предпочтительном варианте выполнен термосвариваемым и/или отслаиваемым. Поэтому для выполнения этого слоя предпочтительно использовать полиэтилен низкой плотности (ПЭНП) с индексом расплава в пределах от 0,5 до 0,8 г/10 мин, предпочтительно от 1 до 5 г/10 мин (измеренным в соответствии со стандартом ASTM D1238 при температуре 190°С и при нагрузке 2,16 кг), или иономерный полимер, например, сополимер -олефина и этиленово ненасыщенного мономера с карбоксильными группами, которые в количестве от 20 до 100 мас.% представлены в виде их соли с металлом, предпочтительно в виде цинковой соли, или же для выполнения термосвариваемого слоя используют сополимер этилена и винилацетата с содержанием винилацетатных звеньев от 3 до 30 мас.%, предпочтительно от 4 до 6 мас.%.

В особенно предпочтительном варианте термосвариваемый слой выполнен также отслаиваемым. Для этого в качестве материала для выполнения такого слоя предпочтительно использовать смесь из ПЭНП и полибутилена (ПБ). Содержание полибутилена в этой смеси составляет от 15 до 30 мас.%, предпочтительно от 20 до 28 мас.%. В предпочтительном варианте полибутилен должен иметь индекс расплава в пределах от 0,3 до 2,0 г/10 мин (измеренный в соответствии со стандартом ASTM D1238 при температуре 190°С и при нагрузке 2,16 кг).

Толщина термосвариваемого (поверхностного) слоя предпочтительно должна составлять от 10 до 50 мкм, более предпочтительно от 15 до 30 мкм.

При использовании ПЭНП для выполнения термосвариваемого слоя и при наличии в многослойной пленке барьерного слоя для соединения этих слоев между собой при любых условиях необходим адгезионный слой, если только в качестве материала для выполнения барьерного слоя не используется сополимер этилена и винилового спирта. В качестве материала для выполнения адгезионного слоя, т.е. в качестве промотора адгезии, можно использовать полиолефин, предпочтительно полиэтилен с привитыми звеньями малеинового ангидрида. Вместе с тем в качестве промотора адгезии можно использовать и смесь из ПЭНП и ЛПЭНП в соотношении между ними от 3:1 до 4:1. Толщина соответствующего адгезионного слоя должна составлять от 2 до 8 мкм, предпочтительно от 3 до 6 мкм.

Термосвариваемый слой Ж) может содержать обычные и известные смазки и средства против слипания, такие, например, как амид эруковой кислоты, полиалкилсилоксаны, в частности полидиметилсилоксан, и/или диоксид кремния. Все или только отдельные слои многослойной пленки могут содержать стабилизаторы и другие добавки известного типа.

Помимо этого слой Б) может содержать белый пигмент в количестве от 0,5 до 2 мас.%, например, каолин, карбонат кальция, тальк, диоксид титана или их смеси. Такие неорганические пигменты предпочтительно добавлять в полимер, из которого выполняют слой Б), в виде маточной смеси, которая на 30-50 мас.% может состоять из вторично используемого материала многослойной пленки.

Последовательность слоев В)-Ж) многослойных пленок, которые пригодны для применения в качестве пленочных крышек для закрывания упаковочных лотков, изготавливают обычным методом, предпочтительно методом соэкструзии рукава с раздувом или соэкструзионным методом полива, и затем эти слои соединяют, предпочтительно методом экструзионного ламинирования, с полиолефиновым или полиэфирным слоем А), который в предпочтительном варианте необязательно вспенен. Для этого слой А) и многослойную пленку, состоящую из слоев В)-Ж), сводят друг с другом, одновременно экструдируя между ними слой Б). Сразу же после экструзии к полученному таким путем ламинату прикладывают достаточно высокое для прочного соединения между собой слоев А)-Ж) усилие.

В другом варианте подобные многослойные пленки можно также изготавливать соэкструзией, экструдируя слой А) одновременно с остальными слоями, при определенных условиях без слоя В), и при необходимости вспенивая затем слой А).

Неусадочные многослойные пленки, которые могут использоваться в качестве пленочных крышек для закрывания упаковочных лотков, предпочтительно должны обладать настолько высокой прочностью на изгиб, чтобы выдерживать усилия, которые возникают при усадке предлагаемых в изобретении термоусадочных многослойных пленок, из которых изготавливаются предлагаемые в изобретении упаковочные лотки, и чтобы тем самым под действием таких усилий крышка упаковки не изгибалась, соответственно не искривлялась, а оставалась практически плоской, т.е. ровной. Благодаря этому не только обеспечивается привлекательный внешний вид упаковки, но и не ухудшается ее пригодность для хранения и штабелирования, а также презентабельность.

Соответственно пленки пленочных крышек, которые должны выдерживать усилия, возникающие при усадке упаковочных лотков и составляющие от 0,7 до 2 МПа (измеренные в соответствии со стандартом DIN 53369), предпочтительно должны обладать прочностью на изгиб (измеренной в соответствии со стандартом DIN 8075 Sigma 3,5%) в пределах от 10 до 20 МПа.

В соответствии с этим настоящее изобретение относится также к термозапечатанным, соответственно запечатанным путем термосваривания термоусадочным упаковкам с по меньшей мере одним упаковочным элементом, выполненным из предлагаемой в изобретении многослойной пленки.

В предпочтительном же варианте оба упаковочных элемента - лоток и крышка - выполнены из термосвариваемой термоусадочной многослойной пленки, при этом упаковочный лоток предпочтительно выполнять из предлагаемой в изобретении многослойной пленки. Подобный лоток наиболее предпочтительно соединять с пленочной крышкой из усадочной пленки, слоистая структура которой представляет собой частичную слоистую структуру предлагаемой в изобретении многослойной пленки и состоит из слоев (Ia)-(S), которые предпочтительно выполнять из тех же материалов, что и соответствующие отдельные слои предлагаемой в изобретении многослойной пленки, с получением предлагаемой в изобретении упаковки.

Для изготовления подобных предлагаемых в изобретении упаковок предпочтительно использовать упаковочные машины, особенно предпочтительно упаковочные машины, показанные на фиг.8 или фиг.9 и предпочтительно снабженные описанным выше устройством для глубокой вытяжки в качестве секции глубокой вытяжки, а также предпочтительно снабженные рассмотренным ниже термозапечатывающим (или термосваривающим) устройством, особенно предпочтительно термозапечатывающим устройством, показанным на фиг.7, в качестве секции термозапечатывания, соответственно термосваривания.

На подобных упаковочных машинах можно изготавливать упаковки, состоящие из предлагаемого в изобретении усадочного упаковочного лотка (нижней пленки) и усадочной пленочной крышки (верхней пленки). Подобные упаковки называют полностью усадочными. Упаковочная машина для изготовления таких полностью усадочных упаковок показана на фиг.9. Вместе с тем верхняя пленка (пленочная крышка) может также представлять собой неусадочное пленочное полотно, описанное выше. Подобные упаковки называют частично усадочными или упаковками с усадочным упаковочным лотком. Упаковочная машина для изготовления таких частично усадочных упаковок показана на фиг.8.

Термозапечатывающее устройство предлагаемой в изобретении упаковочной машины имеет нижнюю часть и верхнюю часть, при этом нижняя часть находится под, а верхняя часть - над соединяемыми между собой пленочными полотнами (из которых изготавливаются соответствующие упаковочные элементы). Для термоприваривания верхней пленки (пленочной крышки) к нижней пленке (упаковочному лотку) нижнюю и верхнюю части термозапечатывающего устройства прижимают одна к другой. При этом под действием тепла происходит термосваривание соответствующих термосвариваемых слоев верхней и нижней пленок друг с другом. Согласно изобретению нижняя часть и/или верхняя часть термозапечатывающего устройства выполнены/выполнена охлаждаемыми/охлаждаемой. Для такого охлаждения нижней части и/или верхней части термозапечатывающего устройства может использоваться, например, охлаждающая среда, циркулирующая по каналам, предусмотренным в нижней части и/или верхней части термозапечатывающего устройства. Для применения в качестве такой охлаждающей среды пригодна вода или известные по их использованию в холодильных шкафах хладагенты. Охлаждение верхней пленки и/или нижней пленки (упаковочного лотка) предпочтительно не должно вызывать неконтролируемую усадку соответствующей пленки, т.е. температура каждой из соответствующих пленок не должна достигать или превышать температуру, при которой начинается усадка одной или другой пленки.

В предпочтительном варианте по меньшей мере нижняя часть, а в особенно предпочтительном варианте - и верхняя часть термозапечатывающего устройства выполнены перемещаемыми в вертикальном направлении.

В следующем предпочтительном варианте верхняя или нижняя часть термозапечатывающего устройства имеет нагреваемое термозапечатывающее средство, например, нагреваемую термозапечатывающую раму. Обычно для нагрева используется электронагрев. Согласно настоящему изобретению нагрев предпочтительно должен ограничиваться нагревом термозапечатывающего средства во избежание необходимости в излишнем охлаждении соответствующей части термозапечатывающего устройства.

На той части термозапечатывающего устройства, которая не снабжена термозапечатывающей рамой, в предпочтительном варианте предусмотрена термозапечатывающая контропора. Такая термозапечатывающая контропора в предпочтительном варианте снабжена резиновой контрупорной накладкой. Предпочтительно далее выполнять термозапечатывающую контропору охлаждаемой, а особенно предпочтительно - также перемещаемой в вертикальном направлении.

Верхнюю часть термозапечатывающего устройства предпочтительно выполнять перемещаемой в вертикальном направлении. Предпочтительно далее выполнять верхнюю часть термозапечатывающего устройства охлаждаемой во избежание ее нагрева с течением времени и тем самым во избежание обусловленной ее нагревом нежелательной усадки верхней пленки при наличии у нее способности к усадке. Этот вариант наиболее предпочтительно использовать в том случае, когда верхняя пленка представляет собой усадочную полимерную пленку.

Термозапечатывающее устройство в предпочтительном варианте имеет охлаждающую пластину, которую наиболее предпочтительно располагать в зоне верхней пленки. Такую охлаждающую пластину также предпочтительно выполнять перемещаемой в вертикальном направлении. При термоприваривании верхней пленки одновременно к нескольким упаковочным лоткам в зоне каждого из них предпочтительно предусматривать по охлаждающей пластине.

Следующим объектом настоящего изобретения является способ изготовления термоусадочной упаковки, состоящей из предлагаемого в изобретении упаковочного лотка и необязательно термоусадочной верхней пленки (пленочной крышки), из которых по меньшей мере упаковочный лоток изготавливают из предлагаемой в изобретении термоусадочной многослойной пленки путем глубокой вытяжки, заключающийся в том, что пленочное полотно сначала лишь частично нагревают и до и в процессе глубокой вытяжки частично охлаждают, а при термозапечатывании упаковочного лотка верхней пленкой ее и/или упаковочный лоток охлаждают.

При термозапечатывании, соответственно при термосваривании обоих упаковочных элементов (упаковочного лотка и пленочной крышки), из которых по меньшей мере упаковочный лоток изготовлен из предлагаемой в изобретении термоусадочной многослойной пленки, необходимое для термозапечатывания тепло подводят с обращенной от этой термоусадочной многослойной пленки стороны упаковки. При осуществлении этого предлагаемого в изобретении способа необходимое для термозапечатывания, соответственно термосваривания тепло предпочтительно подводить снизу или сверху.

Приведенные ниже пояснения относятся к обоим предлагаемым в изобретении способам, т.е. к способу изготовления полностью усадочных упаковок, соответственно к способу изготовления частично усадочных упаковок.

При создании изобретения неожиданно было установлено, что каждый из подобных способов позволяет изготавливать упаковочные лотки с прямыми боковыми стенками и краями и/или избежать нежелательной усадки пленки в процессе глубокой вытяжки или после нее. Таким путем можно изготавливать упаковочные емкости с совершенно новым внешним видом и с хорошо воспроизводимыми размерами. Предлагаемые в изобретении способы исключают далее нежелательное инициирование усадки изготовленного из предлагаемой в изобретении термоусадочной многослойной пленки упаковочного элемента, соответственно термоусадочной пленочной крышки термозапечатывающим (термосваривающим) инструментом.

Как уже указывалось выше, пленочное полотно предпочтительно зажимать или фиксировать перед процессом глубокой вытяжки. Зажимать или фиксировать пленочное полотно предпочтительно при этом прижимной рамой. В особенно предпочтительном варианте такая прижимная рама выполнена охлаждаемой, а в наиболее предпочтительном варианте - еще и перемещаемой в вертикальном направлении. Преимущество выполнения прижимной рамы охлаждаемой состоит в по меньшей мере практически полном отсутствии напряжений на участке последующего термосваривания и тем самым в уменьшении утечек на нем.

Предпочтительно далее нагревать предлагаемое в изобретении пленочное полотно перед процессом глубокой вытяжки. Процессы нагрева и охлаждения пленочного полотна предпочтительно не должны совпадать во времени, при этом нагрев пленочного полотна предпочтительно должен предшествовать его охлаждению. Предпочтительно также нагревать одну поверхность пленочного полотна и охлаждать противоположную его поверхность. В еще одном предпочтительном варианте осуществления предлагаемого в изобретении способа пленочное полотно подвергают нагреву и охлаждению одновременно, нагревая при этом одни его отдельные участки и охлаждая другие его отдельные участки. Пленочное полотно наиболее предпочтительно прижимать или притягивать в направлении нагревающего, соответственно охлаждающего средства для обеспечения таким путем максимально полной теплопередачи. При одновременном изготовлении нескольких упаковочных лотков предпочтительно предусматривать по одному из расчета на каждый изготавливаемый упаковочный лоток нагревательному средству. Благодаря этому необходимое тепло можно локально и исключительно целенаправленно подводить к пленочному полотну.

Как уже указывалось выше, глубокую вытяжку можно проводить любым общеизвестным методом. Предпочтительно, однако, подвергать пленочное полотно глубокой вытяжке под действием повышенного и/или пониженного давления (вакуума). Предпочтительно далее использовать пуансон в качестве средства, которым выполняется глубокая вытяжка или которое способствует глубокой вытяжке пленочного полотна, при этом функцию такого пуансона может также выполнять нагревательное средство.

Согласно изобретению пленочное полотно по меньшей мере на отдельных его участках охлаждают до, в процессе и/или после глубокой вытяжки. Охлаждению в процессе и/или после глубокой вытяжки подвергают прежде всего сформованный глубокой вытяжкой участок до тех пор, пока он не прекратит проявлять склонность к непроизвольному упругому восстановлению своей первоначальной формы. Обычно подобный эффект наблюдается при температурах ниже температуры пластификации соответствующей пленки.

Предпочтительно далее охлаждать обращенный к изготовленному из предлагаемой в изобретении термоусадочной многослойной пленки упаковочному элементу термозапечатывающий инструмент. Преимущество этого варианта осуществления предлагаемого в изобретении способа состоит в том, что обращенный к упаковочному элементу термозапечатывающий инструмент не инициирует непроизвольно усадку термоусадочной пленки, из которой изготовлен такой упаковочный элемент. При применении двух термоусадочных пленок, одна из которых используется в качестве пленочной крышки, а из другой выполнен упаковочной лоток, предпочтительно охлаждать оба инструмента, соответственно обе части термозапечатывающего инструмента.

Предпочтительно, кроме того, фиксировать по меньшей мере предлагаемую в изобретении термоусадочную нижнюю пленку до и/или в процессе термозапечатывания (термосваривания). Термоусадочную нижнюю пленку предпочтительно фиксировать при этом термозапечатывающими инструментами. В другом предпочтительном варианте для фиксации термоусадочного пленочного полотна (нижней пленки) используют цепные транспортеры, которыми оно перемещается через упаковочную машину.

Ниже изобретение более подробно рассмотрено со ссылкой на прилагаемые к описанию фиг.7-9. Все такие пояснения носят исключительно иллюстративный характер и не ограничивают объем изобретения. Эти пояснения в равной мере относятся к предлагаемому в изобретении упаковочному лотку, к предлагаемой в изобретении упаковке, к предлагаемому в изобретении способу, а также к предлагаемым в изобретении устройствам, таким как устройство для глубокой вытяжки, секция термозапечатывания или термосваривания и упаковочная машина, на которой изготавливают предлагаемые в изобретении упаковочные элементы, соответственно предлагаемые в изобретении упаковки.

На фиг.7 показано термозапечатывающее устройство, которое предпочтительно использовать в упаковочной машине, показанной на фиг.8, соответственно на фиг.9.

На фиг.7 показано термозапечатывающее устройство 13, состоящее из верхней части 6 и нижней части 3. Такое термозапечатывающее устройство является компонентом упаковочной машины. Между верхней и нижней частями термозапечатывающего устройства расположена верхняя пленка 14 (образующая в последующем пленочную крышку, не показана) и термоусадочная нижняя пленка 1 (не показана), из которой глубокой вытяжкой были сформованы упаковочные лотки 8. Верхняя пленка 14 (пленочная крышка) в этом варианте также является термоусадочной. Нижняя пленка 1 фиксируется и перемещается в упаковочной машине (не показана) двумя цепными транспортерами (не показаны). Для запечатывания упаковочных лотков 8 верхняя пленка 14 приваривается к нижней пленке 1. Верхняя пленка 14 не фиксируется цепными транспортерами или иными аналогичными средствами и перемещается известным путем вместе с нижней пленкой 1 за счет соединения с ней. Верхняя часть термозапечатывающего устройства выполнена перемещаемой в вертикальном направлении, обозначенном двунаправленной стрелкой. На верхней части термозапечатывающего устройства расположена обогреваемая термозапечатывающая рама 4, которая при термозапечатывании упаковочного лотка верхней пленкой прижимается к термозапечатывающей контропоре 5. Таким путем пленочные полотна 1, 14 прижимаются друг к другу. Благодаря создаваемому при этом давлению и повышенной температуре верхняя пленка 14 приваривается к упаковочным лоткам 8 по их краю. В зоне каждого упаковочного лотка на верхней части термозапечатывающего устройства расположена охлаждающая пластина 2, которая предотвращает нагрев верхней пленки вне ее термосвариваемого участка. Этот вариант представляет интерес прежде всего при использовании термоусадочных верхних пленок. Охлаждающие пластины 2 также выполнены перемещаемыми в вертикальном направлении. Равным образом и нижняя часть термозапечатывающего устройства выполнена перемещаемой в вертикальном направлении, обозначенном двунаправленной стрелкой. Помимо этого нижняя часть термозапечатывающего устройства в рассматриваемом варианте также выполнена охлаждаемой во избежание непроизвольной усадки упаковочного лотка (нижней пленки 1) при его термозапечатывании верхней пленкой. При использовании же неусадочной верхней пленки обычно можно отказаться от использования охлаждающей пластины 2 и от охлаждения верхней части 6 термозапечатывающего устройства.

На фиг.8 показана упаковочная машина для изготовления частично усадочной упаковки, т.е. упаковки с термоусадочным упаковочным лотком и с закрывающей его неусадочной, сравнительно жесткой пленочной крышкой. При работе такой упаковочной машины пленочное полотно (нижняя пленка) с заданным тактом сматывается с рулона 11 и поступает в устройство 12 для глубокой вытяжки, где из пленочного полотна формуются упаковочные лотки 8. Затем в эти упаковочные лотки 8 фасуются не показанные на чертеже упаковываемые продукты, после чего упаковочные лотки в секции 13 термосваривания запечатываются пленочными крышками 14 (верхней пленкой). В рассматриваемом варианте сматываемое с рулона 11 пленочное полотно представляет собой полотно предлагаемой в изобретении термоусадочной пленки, тогда как пленочное полотно 14 представляет собой полотно неусадочной и сравнительно жесткой пленки и поэтому служит своего рода поддоном. После термозапечатывания упаковочные лотки упаковок подвергают усадке в предназначенном для этого устройстве 15, в котором воздействию горячей среды, например, горячего воздуха, пара или воды, подвергается только полученный глубокой вытяжкой упаковочный лоток. Изготовленные таким путем претерпевшие усадку упаковки затем по одной отделяются в режущем устройстве 16 от остальных упаковок и в виде готовых упаковок 17 удаляются из упаковочной машины. Каждая из показанных на чертеже двунаправленных стрелок указывает направления, в которых один или два агрегата соответствующей секции упаковочной машины могут подниматься, соответственно опускаться.

На фиг.9 в двух проекциях показана упаковочная машина для изготовления полностью усадочной упаковки. Полностью усадочная упаковка состоит из термоусадочной верхней пленки и термоусадочной нижней пленки, из которой формуются упаковочные лотки. При работе такой упаковочной машины предлагаемое в изобретении термоусадочное пленочное полотно (нижняя пленка) также сматывается с рулона 11 и поступает в формовочную секцию 12, где из этого пленочного полотна глубокой вытяжкой формуются упаковочные лотки 8. После расфасовывания не показанных на чертеже упаковываемых продуктов в эти упаковочные лотки каждый из них путем термосваривания запечатывается в секции 13 термосваривания пленочным полотном 14 (верхней пленкой). В рассматриваемом варианте верхняя пленка, которой запечатываются упаковочные лотки, также является термоусадочной. На следующей стадии упаковки по одной отделяются в режущем устройстве 16 от остальных упаковок. Изготовленные таким путем упаковки 18 затем подвергают усадке в предназначенном для этого туннеле, в котором на них со всех сторон подается кипящая вода. Каждая из показанных на чертеже двунаправленных стрелок указывает направления, в которых один или два агрегата соответствующей секции упаковочной машины могут подниматься, соответственно опускаться.

В соответствии с этим еще одним объектом изобретения является также применение описанной выше упаковочной машины, предназначенной для переработки термоформованием термосвариваемой, термоусадочной предлагаемой в изобретении многослойной пленки и имеющей

(а) описанное выше устройство для изготовления упаковочных лотков глубокой вытяжкой из предлагаемого в изобретении термоусадочного пленочного полотна, имеющее форму для глубокой вытяжки, которая выполнена охлаждаемой в процессе глубокой вытяжки, и

(б) описанное выше термозапечатывающее устройство, которое состоит из верхней и нижней частей, при этом его нижняя часть и/или верхняя часть выполнены/выполнена охлаждаемыми/охлаждаемой в процессе термозапечатывания или термосваривания.

Рассмотренные выше по отдельности предпочтительные варианты выполнения устройства для изготовления предлагаемых в изобретении упаковочных лотков глубокой вытяжкой, соответственно термозапечатывающего устройства относятся и к применению упаковочной машины для изготовления предлагаемой в изобретении упаковки.

Еще одним объектом изобретения является способ изготовления предлагаемой в изобретении упаковки по меньшей мере частично из пригодной для переработки термоформованием термоусадочной предлагаемой в изобретении многослойной пленки, заключающийся в том, что

(I) описанным выше путем из термосвариваемой, пригодной для переработки термоформованием, термоусадочной предлагаемой в изобретении многослойной пленки глубокой вытяжкой изготавливают термоусадочный упаковочный лоток, соблюдая при этом описанные выше параметры,

(II) в упаковочный лоток помещают фасуемый продукт и

(III) описанным выше путем термозапечатыванием изготовленного на стадии (I) глубокой вытяжкой термоусадочного упаковочного лотка термоусадочной или нетермоусадочной пленочной крышкой изготавливают запечатанную термоусадочную упаковку, соблюдая при этом описанные выше параметры.

Рассмотренные выше по отдельности предпочтительные варианты выполнения устройства для изготовления упаковочных лотков глубокой вытяжкой, соответственно термозапечатывающего устройства и/или упаковочной машины и предпочтительные варианты осуществления способов относятся и к этому предлагаемому в изобретении способу изготовления предлагаемой в изобретении упаковки.

На описанной выше упаковочной машине, соответственно описанным выше способом изготавливают, соответственно можно изготавливать запечатанную термоусадочную упаковку, которая состоит из двух упаковочных элементов, одним из которых является предлагаемый в изобретении изготовленный термоформованием упаковочный лоток, а другим - пленочная крышка из необязательно термоусадочной пленки и которые по краю термосвариванием соединены друг с другом. Поскольку ни термоформование, ни термозапечатывание, соответственно термосваривание не инициируют усадку, термоусадочные свойства упаковочного лотка и пленочной крышки, если она является термоусадочной, в основном остаются неизменными, соответствующими первоначальным и после термосваривания. Степень термоусадки упаковочного лотка, прежде всего в его подвергнутой термоформованию части, а также степень термоусадки пленочной крышки, если она является термоусадочной, в продольном и поперечном направлениях предпочтительно должна составлять при 93°С по меньшей мере по 20%, более предпочтительно по меньшей мере по 25%, преимущественно по меньшей мере по 30%, особенно предпочтительно по меньшей мере по 35%, наиболее предпочтительно по меньшей мере по 40%.

Изготовленную описанным выше способом предлагаемую в изобретении запечатанную термоусадочную упаковку в завершение подвергают описанным выше путем усадке, в результате которой изготовленный термоформованием упаковочный лоток и необязательно пленочная крышка сжимаются и плотно охватывают содержимое упаковки. Процесс усадки инициируют путем подвода тепла, например, в термокамере.

Объектом изобретения является также дающая термоусадку упаковка, получаемая путем описанной выше усадки запечатанной термоусадочной упаковки.

Вытесняемый из упаковки в процессе ее усадки и заполняющий ее газ, в частности воздух, может удаляться из упаковки, например, через небольшое отверстие в ней, которое по завершении процесса усадки закрывают. В другом варианте упаковку можно вакуумировать в процессе или после термозапечатывания, соответственно термосваривания.

Еще одним объектом изобретения является упаковочная система из предлагаемой в изобретении многослойной пленки и описанной выше упаковочной машины.

Метод определения способности многослойной пленки к термоусадке

Для определения способности предлагаемой в изобретении многослойной пленки к термоусадке на контрольный образец пленки специальным фломастером для надписей на пленках наносят крестообразную метку размером 10×10 см, нанося при этом один штрих параллельно продольному направлению, т.е. параллельно направлению экструзии, а другой штрих - в поперечном ему направлении. Образец пленки на 6 с погружают в водяную ванну с температурой 93°С. Через 6 с образец извлекают из водяной ванны и измеряют величину укорачивания нанесенной на него крестообразной метки, выражая величину укорачивания каждого из ее штрихов в соответствующем направлении в процентах по отношению к их исходной длине.

Прочность пленки на пробивание или прокалывание измеряют в соответствии со стандартом DIN 53373.

Пример

А) Сначала методом экструзии рукава с раздувом при кратности ориентационной вытяжки, составляющей в продольном и поперечном направлениях по 1:4, изготавливают рукавную многослойную пленку со следующей слоистой структурой:

- наружный термосвариваемый слой (S) толщиной 14 мкм на основе смеси из м-ПЭ и ЛПЭНП при массовом соотношении между ними 30:70,

- агдезионный слой (Н₂ ) толщиной 24 мкм на основе смеси из ПЭ и сополимера этилена с винилацетатом при массовом соотношении между ними 30:70.

- кислородонепроницаемый барьерный слой (В) толщиной 7 мкм на основе сополимера винилиденхлорида,

- следующий, примыкающий к барьерному слою агдезионный слой (H ₁) толщиной 20 мкм на основе той же смеси, из которой выполнен и указанный выше агдезионный слой, и

- внутренний слой, соответствующий субслою (Ia), толщиной 25 мкм на основе иономера, т.е. сополимера этилена с метакриловой кислотой, который частично представлен в виде цинковой соли (на основе сополимера Surlyn^® 1857).

Такую рукавную пленку, стянутую в двойную плоскую пленку, подвергали сшиванию электронным лучом при разгоняющем напряжении 190 кВ и при дозе облучения 50 кГр.

Обращенные друг к другу внутренние слои двойной плоской пленки, в которую была стянута рукавная пленка, соединяли между собой путем ее нагрева до температуры 65°С и путем прижатия друг к другу ее внутренних слоев за счет приложения к ней давления в 2,5 бара в течение менее 1 с. Таким путем получили предлагаемую в изобретении многослойную пленку толщиной 180 мкм.

Степень термоусадки такой многослойной пленки составила по результатам измерений описанным выше методом примерно 40%. Прочность предлагаемой в изобретении многослойной пленки на пробивание или прокалывание, измеренная описанным выше методом, составила более 800 Н.

Б) Предлагаемую в изобретении многослойную пленку, изготовленную в соответствии с описанным выше п. А), перерабатывали с использованием описанного выше и показанного на фиг.1 устройства для глубокой вытяжки.

Для этого зажатое или зафиксированное пленочное полотно нагревали до температуры термоформования и затем из него при создании вакуума и при охлаждении глубокой вытяжкой с кратностью 1:3,3 формовали упаковочный лоток. Каждый из изготовленных таким путем упаковочных лотков имел длину 220 мм, ширину 196,5 мм и глубину 120 мм.

Для определения способности изготовленного описанным выше способом упаковочного лотка к термоусадке из его боковой стенки вырезали контрольный образец. Его степень термоусадки, измеренная описанным выше методом, составила 38%.