BE1017278A7 - Voorvorm en behouder voor stralingsgevoelige producten en werkwijze voor het vervaardigen hiervan. - Google Patents

Abstract

Voorvorm voor een behouder bestemd voor het hierin vervatten van stralingsgevoelige producten, i.h.b. lichtgevoelige voed- en/of zuivelproducten, die samengesteld is uit ten minste één basislaag (1) bestaande uit een primair kunststofbasismateriaal met een bepaalde hoeveelheid additieven die in voornoemde basislaag (1) zijn opgenomen, merkwaardig doordat voornoemde voorvorm (10,20) opaak is over nagenoeg de hele uitgestrektheid hiervan, waarbij een relatief laag percentage additieven opgenomen is voor het bewerkstelligen van voornoemd opaak uitzicht (22), om de hierdoor omsloten inwendige ruimte (9) hiervan te beschermen tegen externe straling (F1, F2) in het bijzonder elektromagnetische straling, meer bepaald licht, onder normale drukvoorwaarden, en werkwijze voor het vervaardigen van voornoemde voorvorm, resp. behouder (20).

Description

Voorvorm en behouder voor stralingsgevoelige producten en werkwijze voor het vervaardigen hiervan

Onderhavige uitvinding heeft betrekking op behouders bedoeld om stralingsgevoelige, in het bijzonder lichtgevoelige producten te bevatten, in wezen uit de voedingssector, meer bepaald melk of andere zuivelproducten zoals verrijkte of vruchten bevattende zuivelproducten en nutriënten.

Verder heeft deze uitvinding eveneens betrekking op een voorvorm als halffabricaat voor dergelijke behouders, die samengesteld is uit ten minste één basislaag bestaande uit een primair kunststofbasismateriaal met een bepaalde hoeveelheid additieven die in voornoemde basislaag zijn opgenomen.

Kunststofbehouders, waaronder flessen uit polyester en ook PET, worden meer en meer gebruikt bij de verpakking van voeding en dranken. Oorspronkelijk waren PET-behouders aangewend voor koolzuurhoudende dranken van het type soda. Met PET is dit gebruik aanzienlijk toegenomen in alle sectoren van voedingstoepassingen zoals drankverpakkingen met inbegrip van melk.

PET is een voortreffelijke materiaalkeuze voor het verpakken van gepasteuriseerde melk met korte conserveringsduur die verdeeld en bewaard wordt onder gekoelde voorwaarden met een conserveringsduur van 7 tot 10 dagen. Nochtans vormt het ontbreken van een integrale lichtbarrière over de hele behouder een serieuze hinder tegen het gebruik van volle PET voor het verpakken van zogenaamde UHT gesteriliseerde melk van lange duur (Ultra Hoge Temperatuur), die bewaard wordt onder gewone omgevingsvoorwaarden van temperatuur met een conserveringsduur van 4 tot 6 maanden.

Een probleem bij melk en zuivelproducten in het algemeen, bestaat in het instabiele karakter hiervan. Deze producten kunnen door ongewenste uitwendige invloeden in de heersende omgevingsvoorwaarden worden aangetast. De verpakkingsvoorwaarden spelen dan ook een essentiële rol voor hun gepaste bewaring.

Aldus heeft het ontbreken van lichtbescherming bij gekende verpakkingen de foto-oxidatie van de verpakte melk tot gevolg. Dit laatste brengt de ontwikkeling mee van ongewenste zijsmaken geassocieerd met licht. De Riboflavine of vitamine B2, wordt eveneens gemakkelijk aangetast evenals de andere vitamines en nutriënten, zodat in aanwezigheid hiervan deze fotodegradatie ook plaatsvindt.

Het is bekend dat degradatie van melk teweeggebracht wordt door de blootstelling aan licht zichtbaar of niet, vooral in de plage van golflengten begrepen tussen 200 en 550 nm. Bijgevolg moet melk ten alle prijze beschermd worden tegen deze schadelijke golflengtes omwille van het behoud van de productkwaliteit tijdens de hele vooropgezette conserveringsduur van de melk.

Voor producten die bijkomende zuurstofgevoelige nutriënten bezitten moet de zuurstofdoorgang bovendien zoveel mogelijk worden tegengewerkt om zodoende kwaliteitsverlies te verhinderen. Zo werden UHT-melkverpakkingen ontwikkeld om doorgang van zichtbaar licht maar ook van UV-straling tegen te werken. Aldus werden meerlagige kartonverpakkingen ingevoerd met een volle lichtbarrière, alsook een laag aluminiumfolie om zuurstofingang te voorkomen. Bij dergelijke verpakkingen laat de conservering van de inhoud na opening van de behouder te wensen over omwille van de sluiting.

Het Japanse document JP 55 117632 A van MITSUBISHI RAYON beschrijft een kunststofbehouder met een transparant nekgedeelte en een opaak lichaamsgedeelte zodat de opaciteitseigenschappen van de behouder niet homogeen zijn voor alle delen hiervan, zodat geen lichtbarrière voorhanden is over de hele behouder, d.i. met inbegrip van het nekgedeelte. Bovendien zijn de hier bedoelde behouders enkel bestemd voor cosmetica.

De Europese aanvrage EP 0 273 681 A2 van MOBIL OIL CORP beschrijft een werkwijze voor het vervaardigen van polymeerfilms, waarbij een glanzend effect bekomen wordt mits het toevoegen van hoge percentages additieven, gaande tot 30 %, om een gewenste ondoorzichtigheid van het eindproduct te verkrijgen dat evenwel geen bepaalde 3-dimensionale vorm bezit, en zelfs geen eigen vorm. Bovendien zijn dit vrijwel hoge concentraties. Verder wordt in dit document het belang benadrukt dat het additief hogere Tg en Tm waarden voor de glasovergangs- en resp. smelttemperatuur vertoont dan het basispolymeer als primair materiaal, wat als voorwaarde vooropgezet is om het mengsel te kunnen handhaven in de gesmolten fase. Dit vormt ongetwijfeld een significante beperking aangezien een smeltfase in het productieproces een verplichte fase is. Evenmin levert dit document een bijdrage nopens de specificiteit gebonden aan de welbepaalde 3-dimensionale vorm van het hier bedoelde voorwerp.

Het Amerikaanse octrooi US 4 410 482 A van SUBRAMANIAN PALLATHERI beschrijft weliswaar geëxtrudeerde en geblazen flessen vervaardigd vanaf mengsels van polymeren, waarbij echter nogmaals vrij hoge percentages additieven toegepast worden met niveaus gaande tot 40 %, dus meer nog dan in het voorgaand beschreven geval.

De Europese aanvrage EP 0 974 438 A1 van TEIJIN Ltd beschrijft weliswaar polymeermengsels maar bedoeld voor transparante behouders, die ontoereikend blijken te zijn vanuit een lichtbarrière oogpunt gezien, of op zijn minst vatbaar zijn voor een noemenswaardige verbetering hiertegenover.

De Europese aanvrage EP 0 273 897 A2 van MONSANTO EUROPE S.A. beschrijft hoge drukbehouders van het type aérosol, die gemaakt zijn vanaf niet opake voorvormen uit mengsels van PET met additieven van het type SMA, echter nogmaals met hoge concentraties hiervan gaande tot 30 %. De bedoeling hiervan bestaat er in wezen in om de stijfheid van de hiermee vervaardigde PET behouders te verhogen zodat zij best bestand zijn voor de bedoelde hoge drukbehouders van het type aérosol. Dit document levert echter geen bijdrage bij de hier gestelde problematiek rond het verbeteren van de stralingsversperrende eigenschappen van de verpakkingswand tegen invallend licht, bij gewone behouders gekenmerkt door een eigen vorm bij normale voorwaarden van druk, d.i. bij de omgevende druk. Evenmin beschrijft dit document een opake voorvorm.

Deze uitvinding heeft tot doel om aan bovenvermeld probleem een oplossing te bieden door beter geschikte en hanteerbare additieven - zowel qua hoeveelheid als type - te voorzien in het voornoemd primair basismateriaal, en dit onder normale werkingsvoorwaarden in eerste instantie van druk, doch ook in een zekere mate van temperatuur, i.h.b. in omgevingscondities.

Aldus wordt volgens de uitvinding een voorvorm voorgesteld, die merkwaardig is doordat deze opaak is en hierbij samengesteld is uit een primair kunststofmateriaal met een laag percentage van additieven voor het bewerkstelligen van voornoemd opaak, en bleekachtig uitzicht, over nagenoeg de hele voorvorm. Dankzij de voorvorm voorgesteld volgens de uitvinding kan een opake behouder, zoals fles, rechtstreeks verkregen worden waarin de hierin te vervatten producten op betrouwbare manier beschermd kunnen worden tegen externe straling, in het bijzonder elektromagnetische straling, meer bepaald licht, zowel kunstmatig als natuurlijk, zowel zichtbare straling als UV-straling. Het is wel te verstaan dat hier gewone behouders bedoeld zijn met een stijve of semi-rigide wand met een voorafbepaalde vorm die niet aan speciale randvoorwaarden moeten voldoen zoals hoge drukcondities. De behouders voorgesteld volgens de uitvinding zijn immers bestemd voor normale druk werkingsvoorwaarden. Aldus zijn opake voorvormen voorgesteld, waarvan de functie erin bestaat om een half afgewerkt tussenproduct te vormen dat eenvoudig direct bewerkt kan worden tot een behouder voorzien van een efficiënte lichtbarrière. In het bijzonder wordt de brekingsindex van voornoemd primair basismateriaal hierbij dermate beïnvloed dat de straling nagenoeg niet gebroken wordt. Zodoende kunnen de in de behouder op te nemen drank- en voedingswaren beschermd worden tegen schadelijke uitwendige lichtstraling, wel te verstaan in normale werkingsvoorwaarden van druk, i.h.b. tegen foto-oxidatie en tegen de hierop volgende degradatie van licht gekatalyseerde producten.

Volgens een voorkeurdragende uitvoeringsvorm van de uitvinding is het kunststofmateriaal gevormd door PET. Deze materiaalkeuze vertoont immers tal van voordelen in het bijzondere toepassingsdomein van onderhavige uitvinding waaronder een zeer grote vrijheid in vormgeving van de behouder, alsook een betrouwbaardere nekafwerking hiervan, die het mogelijk maakt om rechtstreeks van de fles te drinken zonder hinder.

Volgens een bijzondere uitvoeringsvorm van de uitvinding zijn de additieven gevormd door polymeeradditieven. Dankzij deze maatregel kan een parelmoereffect bekomen worden voor de behouder, waardoor de oppervlakte hiervan een belangrijk deel van het invallende licht natuurlijk weerkaatst. Bovendien vertoont de behouderwand een hoog niveau van interne refractie. Beide voornoemde verschijnselen van reflectie en refractie combineren elkaar om de lichtdoorgang aanzienlijk tegen te werken, wat voordelig is bij lichtgevoelige producten, zoals UHT-melk. Aldus kan UHT-melk op betrouwbare wijze bewaard worden op lange termijn, zelfs in normale condities van kamertemperatuur en in de aanwezigheid van licht, zonder dat speciale opslagcondities in donkere of gekoelde kamers nodig zijn. Zodoende bekomt men een beduidende verbetering t.o.v. bestaande PET structuren aangezien deze zodus bijzonder geschikt blijkt te zijn voor normale werkingsvoorwaarden van temperatuur, wat bijzonder gunstig is voor behouders als verpakking van UHT-melk opslagbaar bij kamertemperatuur. Hiermee wordt verder bewerkstelligd dat gekende witte kleurpigment die duurder zijn, vervangen kunnen worden door een laag percentage goedkopere polymeeradditieven, wat economisch voordeliger is.

Volgens een specifieke uitvoeringsvorm van de uitvinding zijn de additieven gevormd door thermoplastische polymeeradditieven. Aldus kan dankzij de uitvinding een voortreffelijke opaciteit van de uitwendige voorvormwand verkregen worden, terwijl in ons toepassingsdomein het basismateriaal, doorgaans PET, een hogere Tg en Tm-waarde bezit dan het hierin vermengde additief.

Volgens een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding zijn de additieven gevormd door polyolefine-additieven. Het voordeel van polyolefine-additieven bestaat erin dat dit materiaal incompatibel is met het primaire basismateriaal gevormd door PET, waarbij de brekingsindex hiervan vrij ver ligt van deze van PET. Als twee polymeren met verschillende brekingsindexen onderling vermengd worden dan is het resultaat hiervan een witte kleuring van het mengsel.

Volgens een bevoorrechte uitvoeringsvorm van de uitvinding is voornoemd additief gevormd door een polypropyleen (PP). Dit PP-materiaal bezit immers zeer goede dispersie-eigenschappen, i.h.b in PET, zodat dit materiaal best in aanmerking komt voor het later verstrekken van de voorvorm tot een behouder.

Dankzij de uitvinding kan een volkomen bevredigende opaciteit van de uitwendige wand verkregen worden door het vermengen van voornoemde thermoplastische polymeeradditieven met het PET volgens een verhouding van 1 tot 10 gewichts%. Het merkwaardig is dat voornoemde verkleuring naar wit reeds bekomen wordt met een zeer lage toevoeging van additieven, tot niveaus gaande tot slechts 2%, wat veel lager is dan bovenvermelde gekende niveaus uit de stand van de techniek. Hiertegenover staat dat men vanaf hogere percentages toevoeging polymere additieven problemen begint te krijgen met de structuur met een risico van delaminatie te wijten aan een incompatibiliteit van de vermengde materialen, zodat bij voorkeur gewerkt zal worden met percentages die de kritische grens van 10 of zelfs 8% niet overtreffen, waarbij bevredigende mechanische eigenschappen van het mengsel gehandhaafd blijven met het gelijktijdig verkrijgen van een bevredigend barrière effect. Volgens een bijzondere uitvoeringsvorm van de uitvinding worden deze additieven vermengd in het PET ter hoogte van 3 tot 9%, waarbij voornoemd effect nog versterkt wordt, en verder volgens een plage van 5 tot 8 gewichts%. Aldus bestaat een bijzonder merkwaardig voordeel van de uitvinding erin dat opake PET behouders kunnen worden bewerkstelligd waarvan de wandkleur en kleurdichtheid, die een maat vormt voor de opaciteit van de buitenwand, verkregen kunnen worden zonder toevoeging van witte kleurpigmenten.

Een verder bijzonder merkwaardig voordeel verkregen volgens de uitvinding door de toevoeging van polypropyleen bestaat erin dat de zogenaamde intrinsieke viscositeit (IV) van het verwerkte voorvormmateriaal beduidend verbeterd wordt in vergelijking met op conventionele wijze mineraal gevulde PET. Deze parameter geeft het gemak aan om de voorvorm te verwerken op een zogenaamde rek- en blaasinrichting door middel waarvan de voorvorm tot de uiteindelijke behouder geblazen wordt. Opake voorvormen met hogere pigmentladingen vertonen beduidend lagere niveaus van intrinsieke viscositeit dan gewone voorvormen, waardoor deze voorvormen de vereiste smeltsterkte in het blaasproces van de voorvorm niet bezitten. Als gevolg hiervan wordt het moeilijker om de voorvorm te rekken en te blazen tot een fles met de gewenste eigenschappen, i.h.b. qua wanddikteverdeling.

De voorvormen met toegevoegd polypropyleen in vervanging van kleurstoffen daarentegen bezitten een hoog niveau van smeltsterkte en intrinsieke viscositeit zodat dergelijke voorvormen veel gemakkelijker verwerkt kunnen worden op conventionele reken blaasinrichtingen. Het rechtstreekse gevolg hiervan is dat behouders met een vee! lager gewicht vervaardigd kunnen worden met toepassing van deze polymeeradditieven technologie in vergelijking met behouders vervaardigd met gekende standaard hoge pigmentladingen. Bovendien als de polypropyleendichtheid 30% lager is dan deze van PET, wordt de dichtheid van het vermengde materiaal PET met hierin PP-additieven verminderd en is meteen ook het gewicht van de behouder eveneens verminderd. De aldus voorgestelde behouders, resp. voorvormen veel lichter zijn.

Zo werd onlangs een PET-structuur ingevoerd, die gevormd is door een éénlagenstructuur vervaardigd uit een witte opake PET-laag doch met een vrij hoge witte pigmentlading aan titaandioxide of zinksulfaat. Het nadeel van deze structuur is dat een relatief hoge lading aan pigmenten, gaande tot 8%, vereist is wat een nadelige invloed heeft op het gemak van spuitgieten. Daarbij komt nog een beduidend negatieve invloed bij het verwarmingsproces van de voorvorm en het uitblazen hiervan tot behouders. Ook blijft de bescherming tegen licht niet bevredigend. Uiteindelijk is er nog een nadelige invloed op de kost.

Ook zijn polyethyleen verpakkingen met een drielagen structuur gekend met een lichtbarrière bestaande uit een laag zwarte polyethyleen aan weerszijden omgeven door een laag witte polyethyleen. Verder is een zeslagenstructuur gekend die gevormd is door de superpositie van een witte polyethyleenlaag gevolgd door een zwarte polyethyleenlaag, met verder een kleefmiddel, een zogenaamde EVOH laag, een nieuwe kleeflaag en tenslotte opnieuw een zwarte polyethyleenlaag als licht- en zuurstofbarrièrestructuur. Verder is ook nog een drielagen PET-structuur gekend dewelke bestaat uit een zwarte PET-laag aangebracht tussen twee aangrenzende witte PET-lagen.

Het nadeel bij deze drie structuren bestaat erin dat het niveau van witte pigmentbelading in de uitwendige laag vrij hoog moet zijn om te voorkomen dat de zwarte kleur aanwezig in de middenlaag zou doorschijnen. Dit zou immers een grijze verkleuring tot gevolg hebben in de oppervlaktelaag van de fles en zou aldus een zichtbaar spoor achterlaten in de uitwendige laag, die voor de consument zichtbaar is. Deze verkleuring is totaal ongewenst. Om dit te voorkomen moeten de behouders dan met een uitwendige witte wand gemaakt worden die dik genoeg is om de inwendige zwartgekleurde laag volledig af te schermen en deze vrijwel onzichtbaar te maken. Dit heeft dan voor gevolg dat dergelijke flessen relatief zwaar worden en te duur uitvallen, waarbij deze flessen bovendien moeilijk uit te blazen zijn aangezien de hoeveelheid aan witte pigmenten betrekkelijk hoge niveaus gaande van 4 tot 5 % en meer moet bereiken.

Volgens een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding bezit de voorvorm een bepaalde hoeveelheid gefragmenteerd metaal in voornoemd mengsel, i.h.b. onder poedervorm, bij voorkeur met een uitgesproken kleine korrelgrootte met hoog dispersievermogen zodat een homogene verdeling van dit materiaal bewerkstelligd is, meer i.h.b. tot een niveau van nagenoeg 2%, bij voorkeur niet meer dan 1%. Een nuttig voordeel hierbij bestaat erin dat de herkenbaarheid van behouders aanzienlijk kan worden opgedreven dankzij de aanwezigheid van het metaal. Dit bevordert de sorteerbaarheid der behouders bij recyclage. Verder kunnen behouders hiermee gecodeerd worden.

Ook kan een bijzonder merkwaardig spiegeleffect aan de inwendige zijde van de behouderwand aldus verkregen worden. De waaier van toepassingen van behouders met lichtbarrière kan aldus verder worden uitgebreid tot tubes voor tandpasta e.a. cosmetica, of ook voor vloeiende eetwaren zoals mayonaise of ketchup, met een semi-rigide behouderwand, naast de behouders met stijve wand.

Volgens een verdere voorkeurdragende uitvoeringsvorm van de uitvinding bezit de voorvorm een bepaalde hoeveelheid ijzerhoudende metalen, i.h.b. roestvrij staal, met magnetisch effect waarvan op nuttige wijze gebruikt gemaakt kan worden bij recyclage.

Op alternatieve wijze bezit de voorvorm een bepaalde hoeveelheid non-ferrometalen in voornoemd mengsel.

Volgens een verdere merkwaardige uitvoeringsvorm van de uitvinding kan het oppervlaktevoorkomen van de PET-behouders getransformeerd worden van een parelmoeruitzicht tot een gemetalliseerd uitzicht, i.h.b. een zilverachtig gemetalliseerd uitzicht, mits een passende toevoeging van additieven, bij het blazen van de voorvormen tot behouders. Er kan gesteld worden dat het gemetalliseerde oppervlakte-uitzicht te danken is aan een bijkomende incompatibiliteit van beide polymeren die voortgebracht wordt door het koud verstrekken, die een bijkomend verwitten meebrengt van het parelmoeroppervlak dat vervolgens het parelmoereffect uitdampt en verzacht, wat een spiegelend metaalachtig uitzicht aan het aangewerkt product verschaft.

Ook heeft deze uitvinding betrekking tot een werkwijze voor het vervaardigen van opake behouders, met inbegrip van meerlagen Polyester behouders, door het spuitgieten van opake voorvormen met co-injectie gevolgd door blazen hiervan tot behouders.

Hiermee wordt een onmengbare samenstelling gevormd dat wit is van kleur op natuurlijke wijze, m.a.w. zonder pigmenten. Deze niet-vermengbaarheid komt verder tot uiting bij de zogenaamde voorvormoriëntatie, meer bepaald tijdens het uitblazen tot een behouder hiervan, doordat het materiaaloppervlaktevoorkomen van een wit uitzicht naar een parelmoeruitzicht wordt omgevormd, althans in de gebieden waar de voorvorm gerokken wordt.

De transmittantieresultaten kunnen verder verbeterd worden door het toevoegen van een kleine hoeveelheid kleurstoffen in het PET/PP mengsel typisch van de orde van nauwelijks ca. 4% gewichtsprocent tot max. 2%, resp max. 8% tot 5% naargelang van de behouderstructuur, meerlagig of éénlagig. Dit brengt resultaten mee die rechtstreeks met de blote oog waarneembaar zijn.

Volgens een bijkomende merkwaardige uitvoeringsvorm van de uitvinding kunnen zowel voornoemde parelmoer- als gemetalliseerde afwerkingen gekleurd worden vertrekkende van een witte basis door toevoeging van gekleurde PP-pigmenten, of ook nog mits gebruik van een meerlagen structuur met een gekleurde tussenlaag.

Volgens een bijzonder voorkeurdragende uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt voornoemde polymeer toevoegingstechnologie opgenomen in een meerlagen structuur met een zwarte PET middenlaag. Dankzij deze maatregel kan vrijwel alle getransmitteerde licht gesperd worden. Aldus vertoont de combinatie van deze polymeermengingtechnologie in een meerlagen structuur met een centrale zwarte PET laag een zekere doeltreffendheid.

Een typische vergelijking voor een meerlagen fles met structuur witte PET / zwarte PET / witte PET voor een volume van 1 liter levert 26 gm met de polymeeradditieven technologie volgens de uitvinding ten overstaan van 32 gm ingeval de klassieke hoogpigment ladingstechnologie wordt aangewend, wat terugkomt op een aanzienlijke materiaalbesparing gaande tot ca. 25%.

Samengevat kunnen meerlagige flessen op voordelige wijze vervaardigd worden met een lager gewicht, waardoor een lagere kost bewerkstelligd wordt. Een verder voordeel bestaat erin dat het spuitgiet- en blaasproces equivalent is met gewone éénlagen PET, wat niet mogelijk is bij bestaande systemen. Een nog verder voordeel bestaat erin dat de behouderoppervlakte een parelmoeruitzicht heeft. Dit vormt een bijzonder merkwaardig effect dat vrij aantrekkelijk overkomt bij de consument.

Bovendien is geen van voornoemde bestaande structuren in staat om hoe dan ook een bijkomende zuurstofbarrière te verschaffen, in vergelijking met conventionele PET behouders, althans bij het verpakken van licht- en zuurstofgevoelige producten. Hiertegenover bestaat een steeds verder voordeel van de uitvinding erin dat een zuurstofbarrière kan worden opgenomen in de behouder -, resp. voorvormwand door het vervangen van de PET in één of meer van lagen door een polyesterbarrière met zuurstofabsorptie.

Verdere kenmerken en eigenschappen van een voorvorm, resp. behouder enerzijds en werkwijze anderzijds volgens de uitvinding worden nader toegelicht in de hiernavolgende beschrijving van enkele uitvoeringsvormen van de uitvinding dewelke geïllustreerd zijn aan de hand van de bijliggende tekeningen.

Figuur 1 is een schematische weergave van een dwarssectie volgens de langsas van een voorvorm volgens een eerste uitvoeringsvorm van de uitvinding.

Figuur 2 is een schematische weergave van een dwarssectie volgens de langsas van een voorvorm volgens een tweede uitvoeringsvorm van de uitvinding.

Figuur 3 stelt een vooraanzicht voor van een eerste uitvoeringsvorm van een behouder volgens de uitvinding.

Figuur 4 is een vooraanzicht van een verdere uitvoeringsvorm van een behouder volgens de uitvinding.

Figuren 5 tot en met 9 stellen een eerste stel grafieken voor die metingen weergeven van de lichtbarrière-eigenschappen met een aantal hieraan verbonden parameters.

Figuren M tot en met 21 stellen een tweede stel grafieken voor die metingen weergeven van de lichtbarrière-eigenschappen met een aantal hieraan verbonden parameters voor het in figuur 2 voorgestelde geval van éénlagen voorvormen.

Figuren 22 tot en met 24 stellen een derde stel grafieken voor die metingen weergeven van de lichtbarrière-eigenschappen met een aantal hieraan verbonden parameters voor het in figuur 1 voorgestelde geval van meerlagen voorvormen.

In het algemeen heeft deze uitvinding betrekking op voorvormen en behouders die beiden opaak zijn en hierbij bestemd zijn om stralings-, i.h.b. lichtgevoelige producten te vervatten, zoals melk, zuivel of ook fruitsappen en zogenaamde functionele dranken bvb, waarbij de inhoud hiervan op doeltreffende wijze beschermd kan worden tegen foto-oxydatie en alle hieruit ontstane degradaties van de in de behouder te vervatten producten.

Figuur 1 toont een voorvorm 10 met een wand en een nek in dwarsdoorsnede genomen volgens de langsas I. Deze figuur toont een drielagen structuur bestaande uit een grondlaag die samengesteld is uit een primair kunststofmateriaal met een uitwendig gerichte zijde 1 en een inwendige zijde 3, waarin een tussenlaag 2 is opgenomen die samengesteld is uit een secundair kunststofmateriaal. Op voordelige wijze is het primair kunststofmateriaal gevormd door PET, evenals desgevallend het secundair kunststofmateriaal. De primaire basislaag heeft een opaak witachtig uitzicht zodat invallende straling, i.h.b. licht, voor een groot deel weerkaatst wordt bij het treffen van de wand. De uitwendig gerichte laag 1 vormt zodoende een doeltreffende lichtbarrière, waarvan het lichtblokkerend effect desgevallend verder versterkt wordt door de tussenlaag 2.

De tussenlaag 2 is volkomen zwart zodat de mogelijks doorgelaten stralen doorheen de buitenlaag 1 van de voorvormwand geabsorbeerd wordt met hoog absorptievermogen van de stralen door de tussenlaag 2, die zodoende als afwaartse stralingsfilter fungeert met een nagenoeg totale ondoorlatende functie zodat vrijwel geen straling voorbij de tussenlaag 2 geraakt, waardoor de inhoud van de behouder niet meer aangetast wordt door uitwendige straling. Dit is schematisch weergegeven in figuur 1 met pijlen F1 en F2 respectievelijk.

Deze uitvoeringsvorm is bijzonder aangewezen ingeval de voorvorm bestemd is om geblazen te worden tot een behouder of fles voor het opnemen van UHT-melk. In dit geval doet de tussenlaag 2 dienst als bijkomende gasbarrière naast de lichtblokkerende functie door absorptie hiervan, waarbij deze de invallende zuurstof gaat absorberen op zodanige wijze dat de melk niet wordt aangetast door van buitenuit invallende zuurstofdeeltjes. Deze gasbarrièrefunctie cumuleert zodoende haar blokkerende effect aan deze van de lichtbarrière gevormd door de buiten- resp. binnenlagen 1, 3.

Algemener biedt de meerlagen structuur het voordeel dat ongewenste uitwendige deeltjes die mogelijks doorheen de buitenlaag 1 zouden geraken, uiteindelijk volledig geblokkeerd worden door de tussenlaag 2 dewelke zodus als stopbarrière fungeert met bijkomende stopzekerheid.

Om de structuur te optimiseren kan de tussenlaag 2 omgevormd worden van zwart met polypropyleen naar grijs met polypropyleen, of naar andere kleuren die gesteund zijn op grijs met polypropyleen, met het doel dezelfde maximale lichtblokkering te bewerkstelligen.

De hoeveelheid additieven in de tussenlaag 2 kan tot zeer hoge niveaus worden opgevoerd vergeleken met gewone toestanden, aangezien de tussenlaag met 10% van de totale dikte de mechanische parameters van de behouder niet aantast en hierbij evenmin het blaasvormen van de voorvormen of de co-injectie hiervan aantast. Deze eigenschappen zijn hoofdzakelijk afgeleid van de binnen- en buitenlagen die gezamenlijk 90% uitmaken van de drielagen structuur.

Bovendien kan een veelvuldigheid van verdere kleuradditieven of -componenten meer worden aangewend dan in gewone toestanden bij PET, in de tussenlaag 2, aangezien de injectietemperaturen verlaagd kunnen worden in vergelijking met de uitwendige en inwendige lagen 1, 3. Dit opent een zeer brede waaier van mogelijkheden voor de opname van andere additieven, wat niet mogelijk zou zijn in voorvormen met een éénlagenstructuur.

De aanwending van een blekere kleur in de tussenlaag laat het gebruik toe van minder kleuradditieven in de buitenlaag, waarvoor de kost verder gedrukt wordt enerzijds, en de blaasvormbaarheid van de voorvorm verbeterd wordt anderzijds, wat het gebruik van opake voorvormen met dikke wand toelaat, hetgeen in normale omstandigheden anders niet mogelijk geweest zou zijn.

Daarbij komt nog dat de kleuren van de tussen- en buitenlaag 2, 1 vermengd kunnen worden en op elkaar afgestemd ingeval de gewenste uitwendige oppervlaktekleur verschillend is van wit, zoals blauw, rood, goud, geel, oranje enz. Dergelijke toestanden kunnen zich best voordoen als gevolg van marketingeisen, waarbij verwezen wordt naar de eerder aangehaalde herkenbaarheid van de behouders, waar PET net een grondstofmateriaal is dat grote mogelijkheden biedt op dit vlak, met inbegrip van grote variabiliteit in vormgeving van de behouder. Voornoemde kleurcombinatie kan tot het uiterste worden toegepast, waarbij de buitenlaag 1 transparant kan zijn, doch gekleurd, waarbij verdere opties van mogelijke kleurcombinaties mogelijk gemaakt worden. Met het voorgaande wordt zodoende een verbeterde lichtbarrière bewerkstelligd.

Hiernavolgend zijn een aantal kenmerken weergegeven ter verdere verbetering van de zuurstofbarrière. Een bijkomende verbeterde zuurstofbarrière die verder reikt dan gewone PET, kan geïntegreerd worden voor zuurstofvoelige zuivelproducten die basisnutriënten bevat zoals vitamines, proteïnes, CO-zetmeel, essentiële vetzuren, enz. Dit kan bewerkstelligd worden door het opnemen in de tussenlaag 2 van verbeterde barrièrematerialen zoals aromatische en alifatische barrièrekunststoffen Nylons, aromatische polyesters PEN, PETI, PEI, PTN, PETN, ...

Op alternatieve wijze kan dit eveneens verricht worden door de toevoeging van een zuurstofvreter zoals oxydeerbare polyesters of oxydeerbare Nylons.

Op optimale wijze kan dit verder verricht worden door de opname van een verbeterd barrièremateriaal en een zuurstofvreter waardoor het inwendige van de behouder beschermd kan worden tegen zowel zuurstof als lichtinval.

Aldus kan de opname van polymere additieven in PET grondstofmateriaal met bijkomende combinatie van kleuradditieven, zowel in meerlagen- als in éénlaagstructuren, aanleiding geven tot een grote verscheidenheid aan kleurcombinatie effecten, die naast de technisch gewenste lichtbarrière-eigenschappen, ook nog bijkomende visuele voordelen kan bieden vanuit een identificatie standpunt.

Daartegenover kan voor sommige toepassingen in de zuivel op bevredigende wijze voortgegaan worden op een eenlagenstructuur, meer in het bijzonder voor afgeleide producten van melk, waar de afbrekende werking van zuurstof minder kritisch is. Deze eenlagenstructuur is voorgesteld in figuur 2. In deze toepassingen kunnen alle kleuren aangemaakt worden en kan een eenlagen melkfles worden vervaardigd mits toevoeging van de gewenste kleurpigmenten of -stoffen.

Verder stelt figuur 3 een fles 20 voor in vooraanzicht die verkregen wordt door het rekken en blazen van een voorvorm van het type zoals bvb. voorgesteld in figuren 1 en 2 hoger. Hierop is de buitenwand 21 zichtbaar waarin het bijzondere uitzicht 22 weergegeven is door een lichte stippelvoorstelling. Dit merkwaardig effect bestaat in een parelmoeruitzicht 22 dat voor de consument de aldus bewerkstelligde fles bijzonder aantrekkelijk maakt. Dit parelmoereffect wordt bevorderd door biaxiaal verstrekken, d.i. zowel radiaal als in de langsrichting, en blazen van de voorvorm tot de behouder. Dit parelmoereffect wordt bekomen op basis van de delaminatie-eigenschappen van de samengebrachte doch onderling niet vermengbare materialen, waarbij hun niet-vermengbaarheid te wijten is aan hun incompatibiliteit. Bijgevolg is het net door het bewust kiezen van incompatibele materialen als bestanddelen voor het werkmengsel dat het verrassende parelmoereffect verkregen wordt.

Nu heeft dit parelmoereffect 22 niet alleen een presentatie voordeel doch ook een technologisch, t.w. een aanzienlijk reflectievermogen van het aldus bewerkstelligde buitenoppervlak 21. Een op die manier verwezenlijkt buitenoppervlak bezit zodoende één der drie basiseigenschappen die een lichtbarrière kenmerken : het transmissievermogen, absorptievermogen en reflectievermogen.

Het vernuftige hier is dat dit parelmoereffect 22 een witte glans verschaft mits selectie van een speciaal uitgekozen polymeer kunststofmateriaal en dit te vermengen met PET. Bevredigende barrière-eigenschappen kunnen reeds bewerkstelligd worden zonder toevoeging van kleurstoffen, i.h.b. wit. Aldus wordt het witachtige, bleke parelmoeruitzicht 22 volgens de uitvinding bekomen met verstrekken doch zonder kleurstoffen.

Weliswaar kunnen de barrière-eigenschappen verder versterkt worden door toevoeging van een kleine hoeveelheid kleurstoffen, typisch van de orde van nauwelijks ca. 4% gewichtsprocent tot max. 2%, resp max. 8% tot 5% naargelang van de behouderstructuur, meerlagig of éénlagig.

Dit biedt op technisch vlak een wezenlijk voordeel doordat de toevoeging van kleurstoffen moeilijkheden meebrengt bij het uitblazen van de voorvorm tot een fles. Hoe hoger het pigmentgehalte, hoe groter ook de moeilijkheid van blazen. De kritische grens hierbij zoals hoger vastgelegd kon worden op 8% kleurpigmenten vormt een kritische drempel vanaf dewelke blazen van de voorvorm tot een behouder aanzienlijk bemoeilijkt wordt.

Er kon proefmatig worden vastgesteld dat zelfs zonder kleurstoffen, tot 92 % van het invallende licht gereflecteerd kon worden door de wand 21, wat meer dan voldoende is voor een ruime waaier van toepassingen, zoals deze van de zogenaamde “sleeve-fles”, waarbij een bedrukte mof met nagenoeg willekeurige bedrukkingspatroon over een dergelijke behouder volgens de uitvinding getrokken wordt. Dit vormt dan ook de basiseigenschap die eigen is aan deze behouder volgens de uitvinding.

Bijkomende voordelen zijn gemakkelijker blazen van de voorvorm tot een behouder dankzij de mogelijke afwezigheid van kleurpigmenten die het blazen enkel maar bemoeilijken. Verder is er geen verlies aan mechanische sterkte van het materiaal dat anders door toevoeging van kleurstoffen intrinsiek wordt afgezwakt. Ook is een betere thermische stabiliteit voorhanden doordat dit type voorvorm dan ook tegen beduidend hogere temperaturen bestand is.

Verder kan ook dankzij de afwezigheid van pigmenten met zeer lage gewichten gewerkt worden, zelfs tot een vermindering in gewicht gaande tot 20 % gewichts% met behoud van een reflectie-index hoger dan 92, en dit met behoud van gewone blaasinrichtingen.

Ingeval van afwezigheid van kleurstoffen kan geen verbetering verwacht worden vanuit een lichtbarrière oogpunt voor meerlagenstructuur ten opzichte van éénlagenstructuren. Anders gezegd is een meerlagenstructuur enkel nuttig met opname van kleurstoffen, zodat wanneer geen kleurstoffen worden opgenomen, de goedkopere éénlagenstructuur volstaat.

De opaciteit van de buitenlaag 21 wordt verkregen door de toevoeging van een thermoplastisch polymeeradditief ten belope van 1 gewichts% in het PET.

Op bevoorrechte wijze is voornoemd thermoplastisch polymeeradditief gevormd door polypropyleen. Deze kan vermengd worden met het PET ten belope van 1 tot 10 gewichts%, desgevallend van 5 tot 8 gewichts%.

Andere thermoplastische polymeeradditieven die eveneens in aanmerking kunnen komen zijn gevormd door zogenaamde hogedensiteit-polyethyleen (bekend als HDPE), lagedensiteit-polyethyleen (LDPE), middelmatigedensiteit-polyethyleen (MDPE) en lineaire lagedensiteit-polyethyleen (LLDPE), en meer bepaald polyolefinische acetaat copolymeren zoals methyl (EMA), ethyl (EEA), vinyl (EVA) acetaat, polyethyleen copolymeren van vinyl alcohol (EVOH), polystyreen (PS), Polyvinylchloride (PVC), polyethyleen-terephthalaat (PET), polyethyleen-isophthalaat (PEI), polybutyleen-terephthalaat (PBT), polyethyleen-naphthalaat (PEN), polytrimethyleen-naphthalaat (PTN), polytrimethyleen- isophthalaat (PTI), polytrimethyleen-terephthalaat (PTT), phthalische zuur copolymeren, polycarbonaat (PC), acrylonitrile butadieen styreen (ABS), polyamide 6 (PA6), polyamide 66 (PA 6,6).

Voor éénlagenstructuren zoals voorgesteld op figuur 2 worden pigmenten in betrekkelijk lage hoeveelheden toegevoegd, doch zonder dat de kritische drempel voor blazen overschreden wordt.

Figuur 4 stelt een variante van fles 30 voor waarin de donkerder aangegeven schaduwzones 31 het gemetalliseerde uitzicht 32 weergeven van de behouder.

Proeven

Voornoemde lichtbarrière-eigenschappen en de hieraan verbonden voornoemde drie parameters - transmissie, absorptie en reflectie - werden proefmatig gemeten middels een hiertoe universeel erkende spectrofotometer van het type “datacolor” 650™ waarbij de hiermee verkregen grafieken op figuren 5 t.e.m. 9 zijn weergegeven.

Voornoemd parelmoereffect 22, resp. gemetalliseerd effect 32 dat het resultaat is van de toevoeging van een polymeeradditief, heeft het intrinsieke voordeel voor lichtgevoelige toepassingen, zoals zogenaamde UHT melk, dat de oppervlakte 21, resp. 31 van de behouder 20, 30 waarin de melk op te nemen is, een belangrijk deel van het invallende licht op natuurlijke wijze weerkaatst. Bovendien vertoont voornoemd oppervlak eveneens een hoog niveau van interne refractie. Deze beide verschijnselen combineren elkaar om de lichtdoorgang tegen te werken, desgevallend zelfs te neutraliseren.

Figuren 5 en 6 stellen grafieken voor die de transmissie weergeven van de op de behouder invallende straling in functie van de golflengte hiervan, allebei voor een éénlagen structuur met in het eerste geval toevoeging van 5% polypropyleen (figuur 5) en in het tweede geval toevoeging van 10% polypropyleen (figuur 6). Uit deze grafieken kan in het geval van de transmissie weergegeven op figuur 5 het uiterst sterk effect waargenomen worden van lichtblokkering door het toevoegen van polypropyleenadditieven aan PET als primair kunststofmateriaal zonder toevoeging van kleuradditieven of -stoffen. Op figuur 6 waar de reflectie afgebeeld is kan de hoge reflectiviteit waargenomen worden die veroorzaakt wordt door het parelmoer uitzicht van het wandoppervlak van de behouder na hiertoe verstrekken van de originele PET/PP voorvorm.

Op analoge wijze stellen figuren 7 en 8 grafieken voor van de transmissie, resp. de reflectie, doch voor het geval van meerlagen structuren, telkens met toevoeging van 10% polypropyleenadditieven, en verder met toevoeging van kleurstoffen ten belope van 2% wit in de buitenlaag 1 en 2% zwart in de tussenlaag 2. Op beide voornoemde figuren kan wat de transmissie betreft het extreem effect worden waargenomen dat voortgebracht is door de opname van een zwarte laag als tussenlaag die een totale lichtblokkering teweeg brengt. Wat de reflectantie betreft die weergegeven is op figuur 8 kan het reflecterend effect worden waargenomen van het uitwendige geparelmoerde wandoppervlak, net zoals in het geval van de éénlagenstructuur voorgesteld op figuur 5 en 6, en de inwendige breking van het licht.

Meetproeven verricht op éénlaagflessen wezen uit dat het getransmitteerde licht teruggebracht wordt tot nauwelijks 5%, wat een voortreffelijk resultaat is vergeleken met PET dat niet aangevuld is met PP, zonder witte kleurstoffen, zoals verder nader toegelicht wordt, meer bepaald in het licht van de figuren 11 tot 21.

Ingeval de behouder enkel samengesteld is uit voornoemd primair kunststofmateriaal PET, d.i zonder additieven, noch polymere, noch kleurstoffen kon worden waargenomen dat lichtstraling doorgelaten wordt tot ca. 90% (niet voorgesteld).

Figuur 11 is een analoge voorstelling als de vorige waarbij 2% additieven zijn toegevoegd aan het primaire basismateriaal, onder de vorm van polypropyleen. Hieruit kan worden afgeleid dat een nog vrij matige toevoeging van polypropyleenadditieven een significante vermindering van de doorgelaten lichtstraling veroorzaakt.

Verder kan op figuur 12 waar de toevoeging van polypropyleen tot 5% beloopt worden waargenomen dat de door de behouderwand doorgelaten lichtstralen verder beperkt worden tot 15%.

Van figuur 13 kan worden afgeleid dat mits toevoeging van een zelfde bijkomende hoeveelheid additieven polypropyleen van 5% voor een totale waarde van 10% PP de lichtdoorlaat beperkt is tot nauwelijks 5%. Het is dus opvallend dat de lichtblokkering niet lineair verloopt met de toevoeging van polypropyleenadditieven, doch relatief sneller afneemt. Zo bijvoorbeeld kan men vaststellen bij het vergelijken van figuren 11 en 13 dat vijf keer meer additieven overeenstemt met tien keer minder lichtdoorlaat. Het besluit hierbij is dat de toevoeging van polypropyleenadditieven tot 10%, de lichttransmissie met 95% laat afnemen, een vrij merkwaardig resultaat dus.

Een verdere groep testen afgebeeld door figuren 14 tot 17 is hiernavolgend toegelicht. In deze groep worden telkens 5% additieven onder de vorm van polypropyleen aan het primaire basismateriaal PET toegevoegd, met een bijkomende toevoeging van kleurstoffen wit ter hoogte van 2% tot 8% respectievelijk met telkens een toename van 2%, zijnde 4 en resp. 6% wit. De grafieken tonen respectievelijk in figuur 14 dat toevoeging van 2% kleurstoffen de doorgang van lichtstralen herleidt tot ca. 2%, terwijl wanneer de toevoeging van kleurstoffen verdubbeld wordt tot 4%, doorgang van licht gehalveerd wordt tot ca. 1%, zoals blijkt uit figuur 15.

Het verdrievoudigen van kleurstoffen tot 6% laat nog amper lichtstralen door tot ca. 0,3% zoals weergegeven in figuur 16.

Figuur 17 toont de volgens onderhavige proeven maximale toevoeging van wit ter hoogte van 8% met een lichtdoorlaat gereduceerd tot ca. nauwelijks 0,15% van het invallende licht.

Uit voorgaande vier proefreeksen kan zodus worden afgeleid dat de bijkomende toevoeging van witte kleurstoffen bij 2% toevoeging hiervan, de lichttransmissie terugbrengt van 15% zoals weergegeven in figuur 12, tot nauwelijks 2% zoals weergegeven in figuur 14. Daartegenover kan toevoeging van witte kleurstoffen de lichttransmissie tot een zeer laag niveau terugbrengen van nauwelijks 0,15% van lichtdoorlaat.

Op analoge wijze als in de vorige reeks proeven weergegeven door figuren 10 tot 13 kan opnieuw worden vastgesteld dat de afname van lichtdoorlaat niet lineair verloopt in functie van de toevoeging van kleurstoffen vermits verviervoudigen van de kleurstoffen van 2% tot 8% tot ca. 13 maal meer lichtdoorlaat tot stand brengt, wat evenzeer als een merkwaardig resultaat aanzien kan worden.

Een nog bijkomende reeks van vier proeven weergegeven in figuren 18 tot 21 is hiernavolgend nader toegelicht. Deze testen verlopen in vrij analoge condities met verdubbeling evenwel van het toegevoegd percentage van additieven onder de vorm van polypropyleen van 5% tot 10%.

Figuur 18 toont het verloop van transmittantie in % in functie van de golflengte van de invallende straling, waarbij kan worden waargenomen dat toevoeging van 2% kleurstoffen met een verdubbelde toevoeging van polypropyleenadditieven tot 10% nog amper ca. 1% van de invallende lichtstraling doorlaat, d.i. de helft van de transmittantie onder analoge voorwaarden doch met toevoeging van de helft polypropyleenadditieven tot 5%, zoals weergegeven in figuur 14.

De volgende figuren 19 tot 21 zijn analoge weergaven met telkens 2 bijkomende percenten kleurstoftoevoeging. Bij de eerste verdubbeling van kleurstoffen tot 4% weergegeven in figuur 19 is er nog amper 0,4% lichtdoorlaat. Bij een verdrievoudiging van de kleurstoftoevoeging wit tot 6% toont de grafiek weergegeven in figuur 20 dat de lichtdoorlaat nog verder gehalveerd is tot 0,2% van de invallende lichtstraling.

Ten slotte bij een verviervoudiging van witte kleurstoftoevoeging tot 8% is de iichtdoorgang teruggebracht tot nauwelijks 0,1% van de invallende straling zoals weergegeven in figuur 21.

Een vergelijking van de testresultaten binnen deze bijkomende groep metingen weergegeven door figuren 18 tot 21 leert nogmaals dat de afname van lichtdoorlaat niet lineair verloopt met de toename van kleurstoffen, doch onder een bepaald versnellingseffect met versterkende afname van de lichtdoorlaat tegenover de toevoeging van kleurstof additieven.

Er kan uit deze laatste reeks metingen bijgevolg worden afgeleid dat mits een bijkomende toevoeging van polypropyleen als polymere additief tot 10%, dat de grafieken tweemaal lager voorkomen dan in de vorige reeks metingen met de helft aan polymere additieven, nl. 5% PP, ook in de aanwezigheid van witte kleurstof.

Ten slotte leert een laatste reeks metingen weergegeven door figuren 22 tot 24 die analoge grafieken weergeeft telkens ter hoogte van 8%, waarvan de eerste in figuur 22 ontstond in afwezigheid van polymere additieven, dus enkel met kleurstofadditieven, terwijl de twee volgende figuren grafieken weergegeven telkens met toevoeging van 5% polymere additieven, te weten 5% polypropyleen in figuur 23 en resp. 10% polypropyleen in figuur 24.

Figuur 22 laat de lichtstraling door tot ca. 1%, terwijl de toevoeging van nauwelijks 5% polypropyleen een lichtstraling doorlaat tot nauwelijks 0,15% van de invallende lichtstraling. Mits verdubbeling van polypropyleen tot 10% wordt de lichtdoorlaat beperkt tot ca. 0,1% zoals weergegeven in figuur 24.

Beide laatste figuren 23 en 24 stemmen logischerwijze overeen met de figuren 17 en resp. 21 hoger. Uit deze figuren kan worden afgeleid dat de toevoeging van kleurstoffen wit zonder polymere additieven tot 1% lichtdoorlaat kan veroorzaken bij een golflengte van 550 nm, doch niet lager. Enkel de toevoeging van de polymere additief polypropyleen kan de grafieken terugbrengen tot een niveau gaande tot 0,1%, wat uiterst laag is. Lagere niveaus van kleurstoftoevoegingen wit met polymere additieven herhalen hetzelfde prestatievermogen zoals waargenomen in figuren 10 tot 21.

Er wordt hierbij opgemerkt dat deze metingen verricht werden middels een spectro fotometer dat een wereldwijd erkend toestel is dat uiterst betrouwbare meetresultaten oplevert, zodat de hierboven toegelichte testen als bijzonder relevant beschouwd moeten worden. Alle voornoemde testen werden uitgevoerd met telkens dezelfde fles.

Ook werd alleen de getransmitteerde lichtstraling gemeten die doorheen de behouderwand reikt, aangezien enkel deze hoeveelheid straling schadelijk is voor het product dat in de behouder te vervatten is. De hierboven uiteengezette resultaten moeten verder gerelativiseerd worden ten opzichte van de toelaatbare stralingstransmissie-waarden in de bedoelde sector. Aldus is te beschouwen dat wanneer het te vervatten product melk is, de maximaal toelaatbare transmissiewaarde 0,3% bedraagt. Dit betekent met andere woorden dat voor melkvoorvormen strict genomen een toevoeging van kleurstoffen aangewezen is, ter hoogte van 6% ingeval 5% polymere additieven toegevoegd zijn zoals voorgesteld in figuur 13. Ingeval bij voorbeeld 10% polymere additieven worden toegevoegd kan de hoeveelheid witte kleurstoffen teruggebracht worden tot een percentage begrepen tussen 4 en 6, bvb. ca. 5% voor een kleurstof wit, zoals aangenomen kan worden door een extrapolatie van de meetresultaten van figuren 19 en 20 resp. Dit is een noemenswaardig resultaat met dien verstande dat blazen van de voorvorm moeilijker wordt naarmate meer kleurstofadditieven worden toegevoegd. De moeilijkheid van blazen wordt kritisch vooral vanaf 4% toevoeging kleurstof wit en hoger. Er valt hierbij op te merken dat het rendement van de blaasmachine kan dalen tot 20% en meer. Verder is men ook beperkt in de geometrie van de voorvorm doordat de wanddikte hiervan kleiner zal zijn dan 4 mm, zelfs tot 3,5 mm.

Als men daarbij ook nog de kost in rekening brengt van de witte kleurstoffen zoals Titaniumdioxide of Zinkoxide, zal het nut van een minimale toevoeging van kleurstoffen wit rechtstreeks worden ingezien. In dit verband kan vastgesteld worden dat zeer gunstige transmissieresultaten verkregen kunnen worden zelfs zonder toevoeging van kleurstoffen. Als toepassingsvoorbeelden hierbij heeft men een maximale waarde van 0,7% transmissie, wat niet genoeg is als lichtfiltering voor bepaalde soorten, i.h.b. UHT-melk waar 0,3 de maximale transmissie is.

Bij toevoeging van een gehalveerde hoeveelheid kleurstofadditieven wit van het type UHT vermeld op de desbetreffende figuren voor een zelfde hoeveelheid toegevoegde polymere additieven polypropyleen, t.w. 5%, wordt een lichtdoorlaat bekomen van 2%.

Verder kan worden waargenomen dat de kleurstoffen een efficiënter gedrag zullen vertonen bij de lichtblokkering in de aanwezigheid van de polymere additieven polypropyleen. Aldus kan gesteld worden dat de polymere additieven een synergisch effect hebben op de kleurstofadditieven.

Verder kan uit de meeste grafieken worden waargenomen dat zij een stijgend gedrag hebben als functie van de golflengte, waarbij kan worden vastgesteld dat hoe kleiner de golflengte van de invallende straling, hoe gemakkelijker de invallende straling kan worden tegengehouden door de behouderwand.

Het bijzonder merkwaardige bij de behouder volgens de uitvinding is dat meerlagen structuren kunnen worden aangewend met een tussenlaag 2 die eveneens wit is, i.p.v. zwart. De substitutie volgens de uitvinding van de gekende zwarte tussenlaag door een witte is mogelijk gemaakt dankzij voornoemd synergisch effect van de polymere additieven van het type polypropyleen op de kleurstofadditieven zodat hiermee een bijkomende intrinsieke lichtblokkering bewerkstelligd kan worden om de blokkerende functie van de tussenlaag 2 te kunnen verkrijgen zonder dat daarvoor de zwarte tussenlaag met haar kenmerkende lichtabsorberende functie voor nodig is. Dit heeft dan ook als voortreffelijk voordeel dat het probleem van de dekking van de zwarte tussenlaag door een hierop aangebrachte witte buitenlaag volgens gekende uitvoeringsvormen van voorvormen zich hier niet meer stelt dankzij de uitvinding. Dit vrij merkwaardig effect bekomen volgens de uitvinding wordt alleen verkregen dankzij biaxiaal verstrekken van de initiële voorvorm als halffabrikaat tot de behouder als afgewerkt product. Aldus bestaat de mogelijkheid om stralingsabsorptie te verkrijgen zonder pigmentatie, d.i. zonder toevoeging van kleurstofadditieven nodig om een zwarte tussenlaag kenmerkend bij absorptie te verkrijgen maar niet voor een witte blokkeringstussenlaag. Een analoog effect kan bekomen worden zonder toevoeging van kleurstof additieven of pigmenten, doch met biaxiaal verstrekken van de initiële voorvorm tot een behouder. Door voornoemd biaxiaal verstrekken verwerft het PET-materiaal een kristallijne structuur zodat de behouder na biaxiaal verstrekken wit wordt.

Nu kan mits toevoeging van een betrekkelijk klein percentage kleurstoffen of pigmenten met een gepast toevoegen van polymere additieven volgens de uitvinding een gekleurde behouder, van het type fles, met drie lagen of algemener een meerlagen structuur, bewerkstelligd worden.

Er valt verder op te merken dat PET eerder moeilijk is om te beladen. Pigmentatie of kleurstoftoevoeging van PET is betrekkelijk moeilijk aangezien op hoge niveaus van temperatuur gewerkt wordt, namelijk van 250 tot 300°C wat nadelig uitvalt voor de pigmenten of kleurstoffen. Ook is PET pigmentatie veel kostelijker dan andere. In dit opzicht bestaan er pigmenten waarmee hogere niveaus van beladen mogelijk zijn zoals bvb. HCA® die in een aantal proeven hierboven werd ingezet. Aldus kunnen met lage kosten zelfde resultaten bekomen worden qua lichtblokkering. Om een absoluut minimum transmissieniveau te bereiken, d.i. praktisch gezien nultransmissie, zal evenwel nodig zijn om een meerlagen structuur aan te wenden.

Dankzij de uitvinding wordt lichtstraling geabsorbeerd in plaats van gebroken en dit enkel middels polymeer toevoegingstechnologie, dit is met zeer lage pigmentatie gaande zelfs tot nultoevoeging van kleurstoffen.

Claims (47)

1. Voorvorm voor een behouder bestemd voor het hierin vervatten van stralingsgevoelige producten, i.h.b. lichtgevoelige voed- en/of zuivelproducten, die samengesteld is uit ten minste één basisiaag (1) bestaande uit een primair kunststofbasismateriaal met een bepaalde hoeveelheid additieven die in voornoemde basislaag (1) zijn opgenomen, daardoor gekenmerkt dat voornoemde voorvorm (10, 20) opaak is over nagenoeg de hele uitgestrektheid hiervan, waarbij een relatief laag percentage additieven opgenomen is voor het bewerkstelligen van voornoemd opaak uitzicht (22), om de hierdoor omsloten inwendige ruimte (9) hiervan te beschermen tegen externe straling (F1, F2), in het bijzonder elektromagnetische straling, meer bepaald licht, onder normale drukvoorwaarden.

2. Voorvorm volgens de vorige conclusie, daardoor gekenmerkt dat voornoemd primair kunststofmateriaal transparant is.

3. Voorvorm volgens één der vorige conclusies, daardoor gekenmerkt dat voornoemd primair kunststofmateriaal gevormd is door PET.

4. Voorvorm volgens één van de vorige conclusies, daardoor gekenmerkt dat de additieven gevormd zijn door een kunststofmateriaal dat incompatibel is met voornoemd primair basismateriaal.

5. Voorvorm volgens één van de vorige conclusies, daardoor gekenmerkt dat de additieven gevormd zijn door polymeeradditieven.

6. Voorvorm volgens de vorige conclusie, daardoor gekenmerkt dat de additieven gevormd zijn door polyolefine-additieven.

7. Voorvorm volgens de vorige conclusie, daardoor gekenmerkt dat de additieven gevormd zijn door polypropyleenadditieven.

8. Voorvorm volgens één van beide vorige conclusies, daardoor gekenmerkt dat de additieven gevormd zijn door polyethyleenadditieven.

9. Voorvorm volgens de vorige conclusie, daardoor gekenmerkt dat deze samengesteld is uit een mengsel van PET-basismateriaal met thermoplastische polymeeradditieven volgens een verhouding van 1 tot 20 % additieven, bij voorkeur van 1 tot 10 gewichts% hiervan.

10. Voorvorm volgens de vorige conclusie, daardoor gekenmerkt dat voornoemde samenstelling uit een mengsel bestaat der voornoemde additieven, i.h.b polypropyleen of polyethyleen, met PET ter hoogte van 3 tot 9 gewichts%.

11. Voorvorm volgens de vorige conclusie, daardoor gekenmerkt dat voornoemde samenstelling uit een mengsel van voornoemde additieven in het PET bestaat volgens de voorkeurplage van 5 tot 8 gewichts%.

12. Voorvorm volgens één van de vorige conclusies, daardoor gekenmerkt dat de voorvorm een éénlagenstructuur bezit.

13. Voorvorm volgens één van de conclusies 1 tot 11, daardoor gekenmerkt dat deze een meerlagenstructuur bezit, i.h.b. volgens een drielagenstructuur bestaande uit de basislaag (1) die samengesteld is uit een primair kunststofmateriaal en waarin een barrièrelaag (2), i.h.b. lichtbarrière, is opgenomen die samengesteld is uit een secundair kunststofmateriaal, waardoor nagenoeg alle getransmitteerde licht gesperd kan worden.

14. Voorvorm volgens de vorige conclusie, daardoor gekenmerkt dat deze een meeriagenstructuur bezit met een gekleurde tussenlaag (2).

15. Voorvorm volgens één van beide vorige conclusies, daardoor gekenmerkt dat voornoemde meerlagenstructuur een zwarte PET tussenlaag bezit.

16. Voorvorm volgens één van de conclusies 13 of 14, daardoor gekenmerkt dat voornoemde meerlagenstructuur een witte PET tussenlaag bezit.

17. Voorvorm volgens één van de conclusies 1 tot 16, daardoor gekenmerkt dat een gasbarrière is opgenomen in de voorvormwand door het vervangen van de PET in de tussenlaag (2) door een barrièremateriaal met desbetreffende gasabsorptie.

18. Voorvorm volgens één van de conclusies 1 tot 17, daardoor gekenmerkt dat genoemde additieven een neutraliserende werking bezitten op reagentia met een nadelige invloed op een product vervat in de houder met vorming van een actieve, respectievelijk passieve barrière in de voorvormwand.

19. Voorvorm volgens de vorige conclusie, daardoor gekenmerkt dat genoemde additieven een neutraliserende werking bezitten op gasvorming afkomstig van een degradatie van genoemd product met vorming van een gasbarrière in de voorvormwand.

20. Voorvorm volgens één van de vorige conclusies, daardoor gekenmerkt dat genoemde additieven een neutraliserende werking bezitten op externe stoffen, in het bijzonder zuurstof en/of koolstofdioxide, met vorming van een gasbarrière in de voorvormwand.

21. Voorvorm volgens de vorige conclusie 12, gekenmerkt doordat deze een kleine hoeveelheid kleurstoffen in genoemd mengsel bezit tot nagenoeg 8 gewichts%, bij voorkeur tot 5%.

22. Voorvorm volgens één van de conclusies 13 tot 16 of 17 tot 21 wanneer deze laatste afhangen van één van de conclusies 1 tot 11, daardoor gekenmerkt dat deze een kleine hoeveelheid kleurstoffen bezit, tot nagenoeg 4 gewichts%, bij voorkeur tot 2%, met verdere versterking van de barrière-eigenschappen.

23. Voorvorm volgens één van de vorige conclusies 13 tot 16, resp. 17 tot 21 wanneer deze laatste afhangen van één van de conclusies 1 tot 11, of de vorige, gekenmerkt doordat deze een bepaalde hoeveelheid gefragmenteerd metaal in voornoemd mengsel bezit.

24. Voorvorm volgens de vorige conclusie, daardoor gekenmerkt dat deze een bepaalde hoeveelheid metaal onder poedervorm bezit in voornoemd mengsel.

25. Voorvorm volgens de vorige conclusie, daardoor gekenmerkt dat voornoemd metaalpoeder een hoge fijnheid bezit met hoog dispersievermogen.

26. Voorvorm volgens één van de conclusies 23 tot 25, daardoor gekenmerkt dat deze een bepaalde hoeveelheid gefragmenteerd metaal in voornoemd mengsel bezit, tot een niveau van nagenoeg 2%, bij voorkeur niet meer dan 1%.

27. Voorvorm volgens één van de conclusies 23 tot 26, daardoor gekenmerkt dat deze een bepaalde hoeveelheid ijzerhoudende metalen bezit.

28. Voorvorm volgens de vorige conclusie, daardoor gekenmerkt dat deze een bepaalde hoeveelheid roestvrij staal bezit.

29. Voorvorm volgens één der conclusies 23 tot 26, daardoor gekenmerkt dat deze een bepaalde hoeveelheid non-ferrometalen in voornoemd mengsel bezit.

30. Voorvorm volgens één van de conclusies 13 tot 29, daardoor gekenmerkt dat het oppervlaktevoorkomen van de desbetreffende behouder een gemetalliseerd uitzicht (32) vertoont, i.h.b. een zilverachtig gemetalliseerd uitzicht.

31. Werkwijze voor het vervaardigen van een behouder bestemd voor het hierin vervatten van producten, i.h.b. zuivelproducten, door het spuitgieten van een voorvorm gevolgd door blazen hiervan tot een behouder, daardoor gekenmerkt dat de voorvorm gemaakt wordt door aan een primair kunststofmateriaal een laag percentage van polymeeradditieven toe te voegen voor het bewerkstelligen van een opaak uitzicht aan de voorvorm, waarbij de opake voorvorm gespoten wordt tot een opake behouder, om de inhoud hiervan te beschermen tegen externe straling, in het bijzonder elektromagnetische straling, meer bepaald licht, op zodanige wijze dat de brekingsindex van voornoemd primair materiaal dermate beïnvloed wordt dat voornoemde straling nagenoeg niet gebroken wordt.

32. Werkwijze volgens de vorige conclusie, daardoor gekenmerkt dat de voorvorm gemaakt wordt door aan een primair kunststofmateriaal een laag percentage van polymeeradditieven wordt toegevoegd voor het bewerkstelligen van een opaak uitzicht aan de voorvorm met een bleek, i.h.b. witachtig uitzicht, die gespoten wordt tot een opake behouder met een bleek, i.h.b. witachtig uitzicht.

33. Werkwijze volgens één van beide vorige conclusies, daardoor gekenmerkt dat de opake voorvorm oppervlak tot een behouder verwerkt wordt door blazen op zodanige wijze dat de behouderwand een parelmoeruitzicht vertoont, waarbij voornoemd parelmoereffect verkregen wordt door de aanwezigheid van voornoemd polymeeradditief met verstrekken van de voorvorm, waarbij de wandoppervlakte een belangrijk deel van het invallende licht op natuurlijke wijze weerkaatst en voornoemd oppervlak een hoog niveau van interne refractie vertoont.

34. Werkwijze volgens de vorige conclusie, gekenmerkt door het spuitgieten van een meerlagige voorvorm met co-injectie gevolgd door blazen hiervan tot een behouder.

35. Werkwijze volgens één van de conclusies 31 t.e.m. 34, gekenmerkt doordat thermoplastische polymeeradditieven vermengd worden met het PET volgens een verhouding van 1 tot 10 gewichts%.

36. Werkwijze volgens één van de conclusies 31 t.e.m. 35, daardoor gekenmerkt dat als voornoemd additief een polypropyleen (PP) toegevoegd wordt om vermengd te worden met het PET, waarbij dit PP-materiaal aangewend wordt voor het laten verstrekken van de voorvorm.

37. Werkwijze volgens de vorige conclusie, daardoor gekenmerkt dat de PP-additieven vermengd worden in het PET ter hoogte van 3 tot 10, bij voorkeur van 5 tot 8 gewichts%, waarbij voornoemd effect nog versterkt wordt.

38. Werkwijze volgens één der conclusies 31 t.e.m. 37, daardoor gekenmerkt dat een kleine hoeveelheid kleurstoffen in het PET/PP mengsel tot een niveau van nagenoeg 8 gewichts%, bij voorkeur tot 5% wordt toegevoegd, waardoor de transmittantieresultaten verbeterd worden.

39. Werkwijze volgens de vorige conclusie, daardoor gekenmerkt dat een kleine hoeveelheid kleurstoffen, typisch van de orde van nagenoeg 4 gewichts% bij voorkeur tot 2%, toegevoegd wordt met verdere versterking van de barrière-eigenschappen.

40. Werkwijze volgens één van de conclusies 31 t.e.m. 39, daardoor gekenmerkt dat het oppervlaktevoorkomen van de PET-behouder getransformeerd wordt van een parelmoeruitzicht tot een gemetalliseerd uitzicht, i.h.b. een zilverachtig gemetalliseerd uitzicht, mits een passende toevoeging van additieven, bij het blazen van de voorvorm tot een behouder.

41. Werkwijze volgens de vorige conclusie, daardoor gekenmerkt dat voornoemde parelmoer- en/of gemetalliseerde afwerkingen gekleurd worden vertrekkende van een witte basis door toevoeging van gekleurde PP-pigmenten.

42. Werkwijze volgens één van beide vorige conclusies, daardoor gekenmerkt dat voornoemde parelmoer- en/of gemetalliseerde afwerkingen gekleurd worden mits gebruik van een meerlagenstructuur met een gekleurde tussenlaag.

43. Werkwijze volgens één van de conclusies 31 t.e.m. 42, daardoor gekenmerkt dat een gasbarrière is opgenomen in de voorvormwand door het vervangen van de PET in de centrale zwarte middenlaag door een barrièremateriaal met desbetreffende gasabsorptie.

44. Werkwijze voor het vervaardigen van opake meerlagen Polyester behouders i.h.b. volgens één van de conclusies 31 t.e.m. 43, gekenmerkt door het spuitgieten van een meerlagige voorvorm met co-injectie gevolgd door blazen hiervan tot een behouder.

45. Behouder vervaardigd door een werkwijze volgens één van de vorige conclusies 31 t.e.m. 44 en/of verkregen vanaf een voorvorm volgens één van de conclusies 1 t.e.m 30, daardoor gekenmerkt dat deze gevormd is door een gewone behouder bestemd voor normale druk werkingsvoorwaarden, i.h.b. waarbij in voornoemde behouder een normale druk heerst volgens omgevingsvoorwaarden.

46. Behouder volgens de vorige conclusie, daardoor gekenmerkt dat deze een stijve wand bezit.

47. Behouder volgens één van beide vorige conclusies, daardoor gekenmerkt dat voornoemde parelmoer- en/of gemetalliseerde afwerkingen gekleurd zijn.