BRPI0718503A2 - Material de embalagem laminado para alimentos, e, método para fabricar um material de embalagem laminado - Google Patents
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Description
“MATERIAL DE EMBALAGEM LAMINADO PARA ALIMENTOS, MÉTODO PARA FABRICAR UM MATERIAL DE EMB AL AG LAMINADO”
CAMPO DA INVENÇÃO
A invenção diz respeito a um material de embalagem laminad^ para alimento que tem camada de núcleo de papel, camada de barreira material de uma origem vegetal, e ao método de fabricação.
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO
E provido um recipiente de papel de embalagem para contei^ bebidas tais como leite, suco e água mineral feito de material de embalagem laminado em forma de membrana com linhas de fraqueza e desenhos externos impressos.
Primeiramente, o material de embalagem laminado em forma de membrana é feito na forma de tubo por uma selagem longitudinal para produzir os recipientes de papel de embalagem. O material de embalagem em forma de tubo é cheio com alimento líquido. O material de embalagem em forma de tubo é selado transversalmente e é cortado. O material de embalagem é dobrado ao longo de uma linha de fraqueza e é feito na forma final. A forma final inclui forma de tijolo e forma tetraédrica.
Quando é exigido desempenho de barreira, o material de embalagem laminado normalmente tem uma camada termoplástica mais interna (uma camada de resina de polietileno), uma camada de película de alumínio, uma camada de núcleo de papel da camada de barreira e uma camada mais externa de poliuretano. As camadas de barreira de oxigênio, exceto película de alumínio, incluem um filme plástico com camada inorgânica depositada por vapor, a monocamada laminada com copolímero de álcool etileno vinílico (EVOH) ou náilon MXD6 da resina de barreira de oxigênio, multicamadas laminadas com filme de resina de barreira ou com coextrusão das resinas supramencionadas. Os métodos usuais de laminar a camada de barreira de oxigênio incluem métodos de laminar um filme de resina de barreira na camada do núcleo com adesivo, um método de extrusar resina de barreira fundida na superfície da camada do núcleo, e laminá-las.
Papel da camada do núcleo é o material derivado de planta típico. Entretanto, outros materiais laminados, por exemplo, uma grande quantidade de resinas termoplásticas (resina de polietileno) e relacionadas a barreira de oxigênio são materiais derivados de óleo. Para a redução de carga ambiental, é esperado um maior uso de material derivado de plantas (origem vegetal).
Como os plásticos (polímero de biomassa) polimerizados de monômero de materiais derivados de planta, ácido poliático (PLA), ácido poliglicólico, ácido polissuccínico (PAS), ácido polibutírico (PBA) são conhecidos. Em virtude de o polímero de biomassa ser os materiais brutos derivados de planta, o polímero de biomassa é inerentemente biodegradável. Em virtude de o polímero de biomassa ser materiais brutos derivados de planta, o polímero de biomassa é inerentemente biodegradável.
O material de embalagem com plástico polimerizado de monômero matéria-prima derivado de planta inclui material biodegradável, e o recipiente de embalagem revestido com ácido polilático ou seu derivado na superfície da base contendo fibra de planta (JP 2513091 B), o filme para embalagem de alimento compreendendo um plastificante com dois grupos carboxilato e ácido polilático, com 50-300 g/m2 24 h de transmitância de vapor e 10-500 μηι de espessura (JP 3187692 B), um recipiente degradável compreendendo poliéster alifático obtido de poliálcool alifático, ácido polibásico alifático (por exemplo, ácido succínico) ou ácido hidroxicarboxílico com reação de condensação (JP 3360762 B).
[Documento de patente 1] JP-2003-508274-W [Documento de patente 2] JP 2513091 B [Documento de patente 3] JP 3178692 B [Documento de patente 4] JP 3360762 B REVELAÇÃO DA INVENÇÃO [Problemas a serem solucionados pela invenção]
Um objetivo da presente invenção é prover um material de embalagem laminado com material derivado de planta como o principal material de constituição de um material de embalagem laminado de papel para alimento, um material de embalagem laminado biodegradável que é superior como barreira de oxigênio, um método de fabricação de um material de embalagem laminado de barreira com etapas de processo simples, um método para fabricar materiais de embalagem laminados de barreira que podem simplificar a estrutura do laminado, que não precisa de nenhum adesivo derivado de óleo, que pode ser de pequena espessura do laminado, um método de fabricar um material de embalagem laminado de barreira sem geração de defeitos tais como microfuros, mesmo que a camada de barreira seja fina.
[Meios para solucionar o problema]
Um material de embalagem laminado para alimentos desta invenção para solucionar este problema é um material de embalagem laminado compreendendo uma camada de núcleo de papel, uma camada de 20 barreira e uma camada de resina termoplástica caracterizada em que a camada de barreira compreende álcool polivinílico, a camada de resina termoplástica compreende uma composição de resina contendo material plástico derivado de planta e tendo a qualidade de extrusão com fusão.
Na modalidade preferida desta invenção, a camada de barreira compreende álcool polivinílico e silicato em finas lamelas, por exemplo, compostos inorgânico em forma de flocos ou mineral argila.
Na modalidade preferida desta invenção, a composição de resina da camada de resina termoplástica tem uma densidade média de 0,910 - 0,925, taxa de fluxo em fusão (MFR) de 3-15 e razão de intumescimento (SR) de 1,55-1,75.
Na modalidade preferida desta invenção, a composição de resina da camada de resina termoplástica compreende material plástico derivado de planta de alto MFR com uma densidade média de 0,910 - 0,925 e 5 taxa de fluxo em fusão (MFR) de 5-20 e material plástico derivado de planta de alto SR com uma densidade média de 0,190-0,925 e razão de intumescimento (SR) de 1,55-1,75.
Na modalidade preferida desta invenção, a composição de resina da camada de resina termoplástica compreende um plastificante biodegradável, e tem densidade média de 0,910-0,925, taxa de fluxo em fusão (MFR) de 3-15 e razões de intumescimento (SR) de 1,55-1,75.
Um método de fabricação de um material de embalagem laminado desta invenção para solucionar este problema que compreende as etapas de aplicar resina líquida de barreira incluindo um líquido de dispersão 15 ou uma solução de uma resina de barreira a uma camada de núcleo de papel como camada de barreira, secar a camada de barreira, remover um agente dispersante ou solvente da resina líquida de barreira e extrusar a composição de resina incluindo um material plástico derivado de planta na superfície da camada de barreira seca para formar a camada de resina termoplástica.
Na modalidade preferida desta invenção, resina de barreira é
álcool polivinílico.
EFEITOS DA INVENÇÃO
De acordo com esta invenção supramencionada, o efeito vantajoso seguinte é provido.
Nesta invenção, o material de embalagem laminado de papel é
o material de embalagem laminado compreendendo a camada de núcleo de papel, a camada de barreira e a camada de resina termoplástica, em que a camada de barreira compreende álcool polivinílico, a camada de resina termoplástica compreende a composição de resina compreendendo o material plástico derivado de planta e com qualidade de extrusão com fusão. O material derivado de planta pode ser usado como o material de constituição principal.
r
Alcool polivinílico da camada de barreira laminada com a 5 camada de resina termoplástica na camada de núcleo de papel tem um desempenho superior de barreira de oxigênio. Desempenho de barreira de oxigênio mais superior pode ser mostrado adicionando silicato de finas lamelas, a saber, compostos em forma de flocos inorgânicos finos ou mineral argila, assim denominado nano-Cray no álcool polivinílico. Em virtude de a 10 composição de resina da camada de resina termoplástica ter a densidade média, o taxa de fluxo em fusão (MFR) e a razão de intumescimento (SR) ser superior no processo de extrusão, os materiais de embalagem laminados podem ser fabricados com excelente desempenho no estiramento e encolhimento transversal, bem como a alta velocidade.
No método de fabricação do material de embalagem laminado,
aplicando-se a resina líquida de barreira na camada de núcleo de papel como camada de barreira, secando a camada de barreira e extrusando o material plástico derivado de planta para formar a camada de resina termoplástica, os materiais de embalagem laminados de barreira podem ser fabricados com 20 etapas de processo simples. Além do mais, o método de fabricação de um material de embalagem laminado de barreira pode simplificar a estrutura do laminado, o método não precisa de nenhum adesivo derivado de óleo, e o método pode reduzir a espessura do laminado. Além disso, um método de fabricação de um material de embalagem laminado de barreira não gera 25 defeitos tais como microfuros, mesmo que a camada de barreira seja pequena. MELHOR MANEIRA DE REALIZAR A INVENÇÃO
As modalidades seguintes ilustram a prática da invenção.
O material de embalagem laminado compreende a camada de núcleo de papel, a camada de barreira e a camada de resina termoplástica. A camada de barreira compreende álcool polivinílico. A camada de resina termoplástica compreende uma composição de resina contendo material plástico derivado de planta e com uma qualidade de extrusão com fusão. A camada de resina termoplástica compreende uma composição de resina contendo material plástico derivado de planta.
A camada do núcleo compreende o substrato de papel desta
invenção.
O papelão usado como o substrato de papel nesta invenção é
um papelão usado como matéria-prima do material de embalagem geral. O
papelão com 400 g/m2 - 150 g/m2 de peso base (peso por área unitária) pode
ser usado. Além disso, um papel de tecido tal como papel glassine com 150 2 2
g/m - 30 g/m pode ser usado e então o papel pode ser laminado no substrato de papel, e substrato de resina tal como uma folha ou filme.
Como materiais do papel, um papel revestido de argila com 15 uma melhor planicidade superficial pode ser usado. No processamento do papel, tratamentos superficiais tal como um tratamento corona ou tratamento por chama é geralmente realizado. Tal tratamento superficial supramencionado pode ser usado no processamento desta invenção, se necessário.
A camada de barreira compreende álcool polivinílico desta
invenção, ou resina de álcool polivinílico. A resina de álcool polivinílico é a resina obtida por saponificação do grupo vinila do polímero obtido por homo ou copolimerização de acetato de etila. A resina de álcool polivinílico é a resina solúvel em água obtida pela saponificação no grupo hidroxila a partir 25 do grupo vinila do poli(acetato de vinila) obtido da polimerização de monômero de acetato de vinila. Existem muitos graus diferentes nas razões de polimerização e saponificação. Várias degenerações para o polímero real são feitas para ajustar as propriedades físicas e a trabalhabilidade, bem como o ajuste do grau de polimerização e razão de saponificação. Resina de álcool polivinílico com grau de polimerização de 500-2.500, 69,5 - 99,85 mol% de razão de saponificação pode ser usada.
Na modalidade preferida desta invenção, a camada de barreira compreende o álcool polivinílico e o silicato de lamelas fmas uniformemente disperso no álcool polivinílico.
Preferivelmente, na camada de barreira, o tamanho de partícula médio é na faixa de 1-80 mícrons, e o silicato de lamelas sem grande tamanho de partícula mais que 300 mícrons contém 0,1 - 10% em peso, o silicato em lamelas é uniformemente disperso substancialmente mais que 50 A de distância intercamadas. Por exemplo, a resina para camada de barreira pode ser preparada com processo de polimerização por difusão de argila mineral no monômero, e polimerização destes. Do processo, a placa cintila de silicato dispersa na estrutura extremamente fma e o polímero podem ser gerados.
As matérias-primas do silicato em lamelas incluem, por exemplo, mineral filossilicato lamelar consistindo em camadas de silicato de magnésio ou silicato de alumínio. A quantidade da mistura do silicato lamelar é preferivelmente 0,05 - 15% em peso para o polímero e mais preferivelmente 0,1-10% em peso.
Na modalidade preferida, pode-se usar um silicato lamelar (argila mineral) com íons metálicos (por exemplo, o íon metálico selecionado entre Ag, Zn, Co, Cd, Cu) exceto Na, K, Li e Ca ou o composto metálico entre as camadas. O silicato lamelar em si mantém propriedades antibacteriana superior contra vários tipos de microorganismos tais como Pseudomonas, bacilo do cólon, Staphylococcus arueus. Portanto, o material de embalagem laminado contendo o silicato em lamelas tem propriedades antibacterianas.
A camada de resina termoplástica desta invenção compreende material plástico derivado de planta e tem uma qualidade de extrusão com fiisao. O material plástico derivado de planta desta invenção inclui ácido polilático (PLA), ácido poliglicólico, ácido polissuccínico (PAS) e ácido polibutírico (PBA). Nesta invenção, a composição de resina tem a qualidade de extrusão com fusão. Por exemplo, a composição de resina da camada de resina termoplástica tem a densidade média de 0,910 - 0,925, o taxa de fluxo em fusão (MFR) de 3-15 e as razões de intumescimento (SR) de 1,55 — 1,75.
A fim de mudar a resina termoplástica para resina com qualidade de extrusão com fusão, primeiramente, um polímero é projetado de forma que o material plástico derivado de planta em si possa ter a propriedade e, em segundo lugar, é projetado com mais de dois tipos de material plástico derivado de planta de forma que a mistura possa ter a propriedade e, em terceiro lugar, um agente de modificação à adicionado ao material plástico derivado de planta de forma que o plástico possa ter a propriedade.
No segundo método da modalidade preferida, a composição de resina da camada de resina termoplástica é uma mistura com material plástico derivado de planta de alto MFR com densidade média de 0,190 - 0,925 e taxa de fluxo em fusão (MFR) de 5-20 e material plástico derivado de planta de alto SR com densidade média de 0,910 - 0,925 e razões de intumescimento (SR) de 1,55 - 1,75. No terceiro método da modalidade preferida, a composição de resina da camada de resina termoplástica contém um plastificante biodegradável, por exemplo, breu e tem densidade média de
0,910 - 0,925, taxa de fluxo em fusão (MFR) de 3-15 e razões de intumescimento (SR) de 1,55- 1,75.
Na invenção, quando se avalia o desempenho da extrusão (estiramento, encolhimento transversal), parâmetros importantes são MFT,
____r
SR, densidade. MFR (índice (Razão) de Fluidez) é um valor numérico quando amostras são pressionadas para fora de um bico de diâmetro 2 mm a 190 graus C sob uma carga de 2,16 kg por 10 minutos. Um material com alto valor numérico apresenta alta propriedade de escoamento (estiramento no processo de extrusão (trabalhabilidade a alta velocidade)). Além do mais, SR (Razão de Intumescimento) é um intumescimento do veio quando amostras são puxadas para fora de um bico de diâmetro 2 mm a 190 graus C sob carga de 2,16 kg por 10 minutos na medição de MFR. Quando o valor numérico excede um, ele apresenta intumescimento, e, quando ele é mais de um, ele apresenta contração.
O método de fabricação de um material de embalagem laminado desta invenção compreende as etapas de aplicar a resina líquida de barreira incluindo o líquido de dispersão ou a solução da resina de barreira de álcool polivinílico na camada de núcleo de papel como a camada de barreira, secar a camada de barreira para remover o agente dispersante ou solvente da resina líquida de barreira, e extrusar a composição de resina incluindo o material plástico derivado de planta na superfície da camada de barreira seca para formar a camada de resina termoplástica.
A resina líquida de barreira pode ser preparada pela dispersão da resina de barreira no agente dispersante ou pela dissolução da resina de barreira no solvente. Na modalidade preferida desta invenção, o agente dispersante e o solvente são aquosos. O líquido de aplicação (a resina líquida de barreira) consiste em resina de álcool polivinílico dissolvida/dispersa em água ou mistura de solvente de água e álcool. Uma vez que nenhum solvente orgânico prejudicial não é volatilizado na etapa de secagem, o método é bom dos pontos de vista ambiental e de segurança. Nesta invenção, vários tipos de substâncias inorgânicas ou orgânicas podem ser adicionados à solução/dispersante para melhorar a trabalhabilidade e as propriedades de revestimento, se necessário. Além do mais, o líquido de aplicação não está limitado ao citado, e inclui líquido disperso ou emulsificado, e solução de outros solventes com a resina.
O método de aplicação pode incluir, como métodos de impressão usuais, revestimento por aspersão da solução / líquido disperso, impressão em tela e/ou impressão de fotogravura. O uso de um método de cópia com um rolo de gravação fornece boa eficácia de processo contínuo. A solução / líquido de dispersão fina é copiada no rolo de cópia, e a resina é copiada no substrato de papel pelo contato do rolo com a superfície do 5 substrato de papel. Os materiais aplicados são introduzidos em um forno de secagem aquecido para ser secos seqüencialmente. Por exemplo, o peso depois de seco da resina líquida de barreira da resina de álcool polivinílico aplicada é menor que 10 g/m2 e maior que 0,5 g/m2.
Na etapa de extrusão nesta invenção, a resina termoplástica é extrusada na superfície da camada de barreira seca e a camada de resina termoplástica (a camada mais interna e a camada mais externa) é formada. Por exemplo, um material de embalagem laminado de membrana com a camada de núcleo tendo camadas de barreira é obtido simultaneamente laminando a resina termoplástica extrusável em ambas as superfícies externas da membrana com uma extrusora e passando a membrana na abertura de dois rolos. No geral, polietileno é revestido em ambas superfícies externas de um substrato de papel para manter a hermeticidade a água e a vedação a quente no papel que converte em material de embalagem. Nesta invenção, o substrato de papel da camada de núcleo revestida com polietileno em uma superfície da camada de núcleo oposta à camada de barreira pode ser usada. Na etapa de extrusão, a resina é extrusada no substrato de papel como o processo de extrusão usual. O tratamento superficial de corona e similares no substrato de papel podem ser feitos, se necessário.
EXEMPLOS
Exemplo I. A solução solúvel em água da resina de barreira de
* · · r 2 r
esmetita 2% em peso contendo álcool polivinílico de 2 g/m em peso seco é aplicada em seis tipos de papel bruto branqueado para papelão de caixas de leite (peso base cerca de 310 g/m ) e secos. Depois da aplicação e secagem, permeação de oxigênio em condições de 23 graus Celsius, 0% umidade relativa é medida. Permeações de oxigênio são 610 cc/m2.dia.atm — 6.010 cc/m .dia.atm para as amostras supramencionadas 1-6.
(Avaliação da Barreira de Oxigênio)
As barreiras de oxigênio dos materiais das amostras são avaliadas de acordo com JIS K-7126. Elas são medidas, por exemplo, com um aparelho de medição de permeação de oxigênio. Uma vez que barreira de oxigênio de materiais de barreira de resina diferentes de camada de barreira de película de alumínio depende da umidade e umedecimento, a condição de medição dever ser mudada se necessário. Em geral, uma vez que o recipiente feito de material com taxa de transmissão de oxigênio menor que 50 cc/m .dia.atm tem permeabilidade de oxigênio usual, 560 cc/m .dia.atm nesta invenção é usada como critérios do desempenho de barreira de oxigênio.
Portanto, o desempenho de barreira não pode ser conseguido apenas aplicando e secando a resina líquida de barreira do resultado anterior. Subsequentemente, a mistura (densidade de 0,924 g/cm3, MFR 10, SR 1,6) de ácido polilático e poliéster aromático alifático de um agente de modificação em 15 g/m é extrusada e é laminada na camada de barreira. Para as amostras obtidas, a permeação de oxigênio é medida na condição de 23 graus Celsius e 90% umidade relativa. Cada permeação de oxigênio é menor que 50 cc/m .dia.atm e tem bom desempenho de barreira.
Exemplo Comparativo 1
Materiais de embalagem são obtidos tal como no exemplo, 1, exceto que polietileno de baixa densidade de 20 g/m2 é extrusado em papel bruto branqueado de papelão de caixa de leite sem aplicação da solução aquosa de resina de barreira. O material obtido não apresenta bom desempenho de barreira.
A presente invenção não está limitada às modalidades apresentadas, mas pode ser concebida em várias outras formas sem fugir do seu espírito, e tais variações não devem ser excluídas do escopo da presente invenção.
APLICABILIDADE INDUSTRIAL
Um material de embalagem laminado e o método de fabricação desta invenção podem ser aplicados a recipientes de embalagem tais como caixas de leite, suco, bebida, água mineral, alimento líquido e similares.
Claims (8)
1. Material de embalagem laminado para alimentos compreendendo uma camada de núcleo de papel, uma camada de barreira e uma camada de resina termoplástica, caracterizado pelo fato de que a camada de barreira compreende álcool polivinílico, a camada de resina termoplástica compreende uma composição de resina compreendendo um material plástico derivado de planta e com qualidade de extrusão com fusão.
2. Material de embalagem laminado para alimento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada de barreira compreende álcool polivinílico e um silicato em lamelas finas, por exemplo, um composto inorgânico em forma de flocos finos ou argila mineral.
3. Material de embalagem laminado para alimento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a composição de resina da camada de resina termoplástica tem uma densidade média de 0,910 — 0,925, taxa de fluxo em fusão (MFR) de 3-15 e razão de intumescimento (SR) de 1,55 - 1,75.
4. Material de embalagem laminado para alimento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a composição da resina da camada de resina termoplástica compreende material plástico derivado de planta de alto MFR com uma densidade média de 0,910 - 0,925 e taxa de fluxo em fusão (MFR) de 5-20 e material plástico derivado de planta de alto SR com uma densidade média de 0,910 - 0,925 e razão de intumescimento (SR) de 1,55- 1,75.
5. Material de embalagem laminado para alimento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a composição de resina da camada de resina termoplástica compreende um plastificante biodegradável e tem 0,910 - 0,925 de densidade média, taxa de fluxo em fusão (MFR) de 3-15 e razões de intumescimento (SR) de 1,55 - 1,75.
6. Método para fabricar um material de embalagem laminado, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de aplicar resina líquida de barreira incluindo um fluido de dispersão ou uma solução de resina de barreira a uma camada de núcleo de papel como camada de barreira, secar a camada de barreira, remover um agente dispersante ou solvente da resina líquida de barreira e extrusar a composição de resina incluindo um material plástico derivado de planta na superfície da camada de barreira seca para formar a camada de resina termoplástica.
7. Método para fabricar um material de embalagem laminado, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a resina líquida de barreira compreende álcool polivinílico e um silicato de lamelas finas.
8. Método para fabricar um material de embalagem laminado, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a resina líquida de barreira é aplicada diretamente na camada de núcleo.
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| B08K | Patent lapsed as no evidence of payment of the annual fee has been furnished to inpi [chapter 8.11 patent gazette] |
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