DK164651B

DK164651B - Papirfri, fleksibel flerlagsarkstruktur, fremgangsmaade til fremstilling af samme samt fleksibel dispenseringstube fremstillet herudfra

Info

Publication number: DK164651B
Application number: DK476584A
Authority: DK
Inventors: Dwight Dennis Redding
Original assignee: American National Can Co
Priority date: 1984-05-29
Filing date: 1984-10-04
Publication date: 1992-07-27
Also published as: IL75297A0; FI843929L; EP0164232B2; EP0164232B1; NO845223L; DK476584A; AU3692284A; ES543562A0; EP0164232A2; US4659408A; CN1006208B; GR81234B; ES8700141A1; FI843929A0; ES295415U; DE3573912D1; AR242741A1; DK164651C; KR850008296A; KR920004801B1

Description

i

DK 164651 B

Den foreliggende opfindelse angår en papirfri, fleksibel fieriagsarkstruktur som i rækkefølge omfatter: (a) et første varmeforsegleligt lag på én af nævnte ydre over- 5 flader, (b) et første klæbelag, (c) et lag af metalfolie, (d) et andet klæbelag, (e) et første lag af polyethylen eller ethylencopolymer, 10 (f) et andet lag af polyethylen eller ethylencopolymer, (g) en første primer, (h) et lag af en orienteret polymer, (i) et tredie klæbelag, og (j) et andet varmeforsegleligt lag på den anden af nævnte ydre 15 overflader.

Arkstrukturerne ifølge opfindelsen er velegnede til brug ved fremstilling af fleksible tuber af den type, der almindeligvis anvendes til emballering og dispensering af produkter af 20 pasta-typen.

Metalfolier har længe været brugt til fremstilling af beholdere og tuber til emballering og dispensering af forskellige produkter, herunder produkter af pasta-typen. Disse beholdere og tuber er ofte blevet fremstillet ud fra et enkelt folielag. Beholdere og tuber fremstillet af metalfolie har imidlertid været behæftet med adskillige mangler i sammenligning med beholdere fremstillet af plast. Metal tuber har større tendens til at blive bulet og deformeret samt revne ved en moderat grad af bøjning, og de er 30 dyrere.

I den senere tid er en stor part af tubemarkedet blevet overtaget af tuber fremstillet af af fleksible arkstrukturmaterialer, som omfatter en flerhed af polymere lag. Typisk har disse tuber et indre 35 varmeforsegleligt lag, et ydre varmeforsegleligt lag og et barrierelag anbragt herimellem. Yderligere lag kan være anvendt i de sædvanlige strukturer til tilvejebringelse af andre egenskaber eller kvaliteter.

DK 164651 B

2

Lag af ikke-polymer art, såsom af papir og tynde metalfolier, kan også være inkluderet i disse arkmaterialer til tilvejebringelse af specielle funktionsegenskaber.

5 Det er f.eks. kendt at anbringe et lag af tynd aluminiumfolie som et højkvalitets-barriere!ag. Når en sådan folie anvendes, er det almindelig praksis at benytte en stærkt klæbende polymer til at fastklæbe folien til dens tilgrænsende lag.

10 Endskønt disse strukturer har opnået nogen succes på det kommercielle marked, har de været behæftet med visse mangler, som har begrænset deres anvendelse.

Det er også kendt at anbringe et lag af papir til tilvejebringelse 15 af dimensionsmæssig stabilitet, hvad der er særligt vigtigt for trykning, og som også tilvejebringer en æstetisk tiltalende og aseptisk ren fremtrædende, hvid baggrund. Inkluderingen af et papirlag forbedrer også tubens dødfoldningsretentionsegenskaber.

20 Tubesvigt skyldes almindeligvis hårdhændet håndtering af tuberne under forsendelse, hvilket resulterer i, at tubesidevæggen revner, og indholdet siver ud. Det er blevet observeret, at papiret er den svageste del af strukturen, og når først det begynder at svigte, svækkes hele tuben og går itu.

25

En tubes evne til at modstå hårdhændet behandling er relateret til dens evne til at kunne holde til en "faldprøve", i det følgende omtalt som "tubefaldprøven", ved hvilken en med produkt fyldt tube tabes gentagne gange, indtil tuben går i stykker. Alle i handelen 30 forsendte tuber kan forventes udsat for hårdhændet behandling, stort set uafhængigt af det i tuben indeholdte produkt, og er således udsat for håndteringsbelastninger, som simuleres ved tubefaldprøven.

Økonomisk konstruktion af tuber, som samtidig er i stand til at 35 bestå tubefaldprøven, er forblevet et problem. Dette problem er forsøgt klaret ved anvendelse af et forstærkningslag af biaksialt orienteret polypropylen på den indvendige side af arkstrukturen, som det er beskrevet i beskrivelsen til norsk patent nr. 161.965. Den i dette patent omhandlede struktur indeholder imidlertid stadig papir,

DK 164651B

3 og selvom der er opnået en vis styrkeforbedring, er det stadig ønskeligt at tilvejebringe andre strukturer, som kan fremvise disse papirholdige strukturers dimensionelle stabilitet og økonomi, men som tillige har øget styrke og andre forbedrede egenskaber.

• 5

Visse produkter er særligt vanskelige at tilbageholde på grund af deres kemiske aktivitet, der giver anledning til angreb på de indre tubelag, navnlig aluminiumsfolielaget. Dette problem er blevet forsøgt klaret ved anvendelse af kemisk resistente polymerer til det 10 indre lag i tuben til beskyttelse af folien. Således er der i beskrivelsen til US patent nr. 4.418.841 foreslået anvendelse af lineær, lavvægtfyldig polyethylen til det indre forseglingslag i tuben.

Et andet fremskridt vedrørende forhindring af kemisk angreb af produktet i beholderen er beskrevet i beskrivelsen til EP-A 115.111, ifølge hvilken der mellem en metal folie og en ethyl enacrylsyre-copolymer på forseglingssiden af folien anvendes en polyacrylsyre-chromkomplekspri mer.

20

Endelig kendes fra US patentskrift nr. 4.257.536 et flerlagslaminat til fremstilling af rørformede vægge i sammenfoldelige dispenseringstuber, hvilket laminat i rækkefølge omfatter: 25 - et ydre thermoplastisk polymerlag (beregnet til at være yderside på dispenseringstuben) af middel vægtfyldigt polyethylen (MDPE), som eventuelt kan være pigmenteret eller farvet og påført et lag med trykte tegn, - et indre lag af ethylen-acrylsyrecopolymer, en metal folie, typisk af aluminium, et klæbelag af thermohærdende harpiks, såsom et polyester-35 baseret to-komponent urethanklæbemiddel, polyetherurethan- klæbemiddel eller polyethylenimin (PEI), et barrierelag af biaksialt orienteret polyethylen-terephtha-latfolie (en polyesterfolie),

DK 164651 B

4 et andet klæbelag af thermohærdende harpiks, såsom et polyesterbaseret to-komponent urethanklæbemiddel, polyether-urethanklæbemiddel eller polyethylenimin (PEI), 5 - et varmeforsegleligt lag af f.eks. polyethylen med snæver molekylvægtsfordeling eller ethylen-vinylacetatcopolymer, og et andet ydre lag af ethyl en-acrylsyrecopol ymer (beregnet til at være inderside af dispenseringstuben).

10

Dette flerlagslaminat angives at være velegnet til tuber, som skal indeholde produkter, der indeholder aggressive bestanddele, såsom eddikesyre i siliconetætningskit, der forårsager delaminering af og utætheder i tubematerialet.

15

Ingen af ovennævnte kendte f1erlagsarkstrukturer er dog i besiddelse af en samtidig kombination af god faidstyrke, god dødfoldningsbevarelse og ønskelig produkttiIbageholdende kemisk modstandsdygtighed mod aggressivt produktindhold i tuber fremstillet 2® af arkstrukturerne til en økonomisk fordelagtig pris.

En flerlagsarkstruktur med en sådan kombination af fordelagtige egenskaber er det imidlertid nu lykkedes at tilvejebringe (jvf. efterfølgende sammenlignende afprøvningsresultater i tabel 2) med 25 den foreliggende opfindelse, der angår en papirfri, fleksibel flerlagsarkstruktur som i rækkefølge omfatter: (a) et første varmeforsegleligt lag på én af nævnte ydre over-flader, 3® (b) et første klæbelag, (c) et lag af metal folie, (d) et andet klæbelag, (e) et første lag af polyethylen eller ethylencopolymer, (f) et andet lag af polyethylen eller ethylencopolymer, 35 (g) en første primer, (h) et lag af en orienteret polymer, (i) et tredie klæbelag, og (j) et andet varmeforsegleligt lag på den anden af nævnte ydre overflader,

DK 164651 B

5 hvilken arkstruktur ifølge opfindelsen er ejendommelig ved, at den orienterede polymer i laget (h) er udvalgt fra gruppen bestående af polypropylen, polyethylen, højvægtfyldig polyethylen, ethylencopolymer, polyethylen-polypropylenblåndinger, nylon og 5 polyester og er uniaksialt orienteret med et orienteringsforhold på fra 2/1 til 6/1, idet dog orienteringsforholdet er på fra 2/1 til 3/1 eller 4/1 til 6/1, når polymeren er polypropylen, og kan være op til 8/1, når polymeren er højvægtfyldig polyethylen.

10 Som § 2.2.2 teknik er der i beskrivelsen til DK patentansøgning nr. 1165/84 beskrevet fieriagsarkstrukturer med to ydre overfladelag samt en flerhed af indre lag, og som i rækkefølge omfatter et første varmeforsegleligt lag på en første af de ydre overflader, et første klæbelag af ethyl enacrylsyrecopolymer og et lag af metal folie. Et 15 andet klæbelag af ethylenacrylsyrecopolymer fastklæber folien til et første lag af polyethylen eller ethylencopolymer. På den modstående overflade af det første ethylenlag er der et andet lag af polyethylen eller ethylencopolymer. Det andet ethylenlag er via en første primer fastklæbet til et lag af uniaksialt orienteret 20 polypropylen, hvorhos orienteringsforholdet ligger mellem 3/1 og 4/1. Et tredje klæbelag fastklæber polypropylenlaget til et andet varmeforsegleligt lag på den anden ydre overflade af arkmaterialet.

Stort set ligger polypropylenlaget 38 μπι inden for den anden ydre overflade af arkmaterialet.

25 På grund af det unikke ved den fieri agede laminatstruktur ifølge opfindelsen, som inkluderer en uniaksialt orienteret substruktur, er heraf fremstillede beholdere ikke blot resistente over for kemiske angreb af de emballerede ingredienser, men udviser også acceptable 30 foldningsbevarende dødfoldningsegenskaber og kan holde til hård hændet behandling under forsendelse uden svigt på grund af opståede revner.

I en udførelsesform for arkstrukturen ifølge opfindelsen ligger det 35 orienterede polymerlag på fra ca. 25 til ca. 38 μηι inden for den anden ydre overflade af arkstrukturen.

I en foretrukket struktur ifølge opfindelsen er det andet varme-forseglelige lag, det tredie klæbelag og det orienterede polymerlag

DK 164651 B

6 fremstillet ved coekstrusion som en trelaget film-substruktur og samtidigt orienteret uniaksi alt, hvorhos orienteringsforholdet ligger mellem ca. 2/1 og ca. 6/1.

5 For at arkmaterialet ifølge opfindelsen kan tildannes til en rør formet beholder, må det første og det andet varmeforseglelige lag være forenelige ved varmeforsegling til hinanden.

Opfindelsen angår også tilvejebringelse af en fleksibel dispense-10 ringstube fremstillet af den ovenfor beskrevne fieri agede arkstruktur ifølge opfindelsen, hvilken dispenseringstube er ejendommelig ved, at fieriagsarkstrukturen er tildannet til en overvejende cylindrisk formet tube med en overlapsforsegling mellem det første og det andet varmeforseglel ige lag, og at de uni aksi alt 15 orienterede lag er anbragt mod den ydre overflade af tuben.

Opfindelsen omfatter også en fremgangsmåde til fremstilling af flerlagsarkstrukturmaterialet, hvilken fremgangsmåde er ejendommelig ved, 20 (a) at tre polymere lag coekstruderes til dannelse af en filmsubstruktur af disse lag, og at filmen orienteres uniaksi alt til et orienteringsforhold på fra ca. 2/1 til ca. 6/1, hvorhos lagene i rækkefølge er et polyethylenlag, et første 25 klæbelag og et orienteret polymerlag udvalgt blandt polypropylen, polyethylen, højvægtfyldig polyethylen, ethylencopolymer, polyethylen-polypropylenblandinger, nylon og polyester, idet dog orienteringsforholdet er på fra 2/1 til 4/1 eller fra 4/1 til 6/1, når polymeren er 30 polypropylen, og kan være op til 8/1, når polymeren er højvægtfyldig polyethylen, (b) at en overflade af det orienterede polymerlag primes med en primer, (c) at et lag af polyethylen ekstrusionslamineres til den pri- 35 mede overflade af det orienterede polymerlag, (d) at polyethylen!åget ekstrusionslamineres til et aluminiumfolielag under anvendelse af et andet polymert klæbelag som ekstrusionslaminant, og (e) at denne folie coekstrusionsbelægges med et coekstrudat af 5

DK 164651 B

7 et tredie klæbelag og polyethylen til færdiggørelse af arkstrukturen.

På tegningen er: fig. 1 et tværsnitsbi Ilede af en fieri åget arkstruktur af en foretrukket udførelsesform for opfindelsen, fig. 2 et tværsnitsbillede af en fieri åget arkstruktur ifølge en anden udførelsesfonn for opfindelsen, 10 fig. 3 et tværsnitsbi Hede af en flerlaget arkstruktur, der illustrerer en yderligere udførelsesform for opfindelsen, fig. 4 et perspektivbillede af en tubetildannelsesenhed, der illustrerer en måde at forme en arkstruktur til en tube, i hvilken i det mindste nogle af lagene i arkstrukturen er *5 orienteret i maskinretningen, fig. 5 et billede svarende til fig. 4, men hvor i det mindste nogle af lagene i den fieri agede struktur er orienteret i tværmaskinretningen under tubeformningsoperationen, fig. 6 et billede af en tube med en bortskåret del, og som er 20 dannet af en fieri åget arkstruktur med orientering i maskinretningen, fig. 7 et billede svarende til fig. 6, men med orientering i tværmaskinretningen, og fig. 8 et andet tværsnitsbillede af en flerlaget arkstruktur, som 33 er den mest foretrukne udførelsesform for den foreliggende opfindelse.

Der henvises i det følgende til tegningen og først til fig. 1, hvor fieriagsarkstrukturen generelt er betegnet med 10. Lag 12 og 20 er 30 begge lavvægtfyldig polyethylen (LDPE). Lag 22 er pigmenteret lavvægtfyldig polyethylen. Lag 14 er ethylenmethylacrylatcopolymer (EHA-copolymer). Lag 16 er polypropylen (PP). Lag 18 er polyethylen-imin-primer (PEI-primer). Lag 24 og 30 er begge ethylenacrylsyre-copolymer (EAA-copolymer). Lag 26 er aluminiumfolie. Lag 28 er en 35 polyacrylsyre-chromcomplexprimer, og lag 32 er lineær lavvægtfyldig polyethylen (LLDPE). Den i fig. 1 viste fieriagsarkstruktur indeholder således ikke papir.

For at opnå fordelene ved opfindelsen, må polypropylenlaget 16 være

DK 164651B

8 uniaksialt orienteret i et orienteringsforhold på fra ca. 2/1 til ca. 6/1. Det har endvidere vist sig, at uventede fordele kan opnås, når det uniaksialt orienterede polypropylenlag ligger 5 fm til ca.

100 øm, fortrinsvis ca. 25 til ca. 38 /zm, inden for overfladen af 5 den arkstruktur, der danner tubens ydre side.

For at bibringe beholdere fremstillet af fieriagsarkstrukturen ifølge nærværende opfindelse kunstige og højst attråværdige egenskaber er det vigtigt, at polypropylenlaget orienteres uniaksialt, 10 og at dette lag anbringes i en vis afstand fra beholderens ydre overflade. Polypropylenlaget 16 orienteres derfor uniaksialt i det ønskede orienteringsforhold og lamineres derefter, såsom ved ekstrusionslaminering, til LDPE-laget 12 under anvendelse af EMA-klæbelaget som ekstrusionslaminant til dannelse af en 15 film-substruktur, der udgøres af lagene 12, 14 og 16. Eftersom det ofte er mere hensigtsmæssigt, coekstruderes lagene 12, 14 og 16 alternativt til dannelse af film-substrukturen af disse tre lag, og denne film orienteres derefter uniaksialt til opnåelse af det ønskede orienteringsforhold for polypropylenlaget. Uanset hvorledes 20 film-substrukturen dannes, koronabehandles polypropylenlaget og primes med PEI-primerlaget 18 inden ekstrusionslaminering til LDPE-laget 20 i substrukturen, der udgøres af lagene 20, 22, 24, 26, .

28 og 32. Sidstnævnte substruktur kan også foreligge særskilt som en film, som dernæst ekstrusionslamineres til film-substrukturen, der 25 udgøres af lagene 12, 14 og 16, under anvendelse af PEI-laget 18 som ekstrusionslaminant, som tidligere nævnt.

De ved inkludering af et uniaksialt orienteret polypropylenlag fremkomne fordele opnås både når dette lag orienteres i maskinret-20 ningen (MD) eller i tværmaskinretningen (CMD), d.v.s. orienteret 90° i forhold til MD.

Hvadenten PP-laget generelt er orienteret i MD- eller CMD-retningen, opnås der gunstige resultater, når orienteringsforholdet er på fra 35 ca. 2:1 til ca. 6:1, fortrinsvis fra ca. 3:1 til ca. 5:1.

Selvom PP er den foretrukne polymer til laget 16, kan dette lag, hvis det ønskes, erstattes med orienteret højvægtfyldig polyethylen (HDPE), en blanding af PP og HDPE, eller med nylon.

DK 164651 B

9

Ud over at anvende et lag af uni aksi alt orienteret PP er det også vigtigt, at dette lag ligger i en vis kritisk afstand inden for beholderens ydre overflade. Det har således vist sig, at de mest gunstige resultater opnås, når PP-laget er anbragt fra ca. 5 μπι til 5 ca. 100 μιη, fortrinsvis fra ca. 25 μπι til ca. 38 μιπ, inden for tubens ydre overflade.

Selvom fig. 1 illustrerer en film-substruktur med lagene 12, 14 og 16, omfatter den foreliggende opfindelse også en film-substruktur 10 fremstillet af PP-laget 16 og EMA-laget 14 uden LDPE-laget 12. I en sådan film er PP-laget 16 enten belagt med eller ekstrusionslamineret til EMA-laget 14.

Inkluderingen af et uniaksialt orienteret PP-lag i flerlagsark-15 strukturen ifølge opfindelsen, som den er beskrevet heri, bibringer tuber, der er fremstillet ud fra denne struktur, adskillige højst fordelagtige egenskaber. Disse fordele indbefatter større stabilitet for trykning og bestandighed over for påfølgende fremstillingsoperationer, forøget styrke og, hvad der er overraskende, forbedrede 20 dødfoldningsegenskaber.

I fig. 2 er den samlede arkstruktur generelt betegnet med 110. De forskellige lag i denne arkstruktur er betegnet med henvisningstal i 100-serien med de to sidste cifre i henvisningstallene svarende til 25 de tilsvarende lag, der har samme eller lignende funktion som lagene i fig. 1. Således er f.eks. lagene 12 og 112 begge LDPE, der tjener som de yderste lag i deres respektive arkstrukturer, og de er varmeforseglelige. Tilsvarende sammenligninger gælder for de øvrige lag i fig. 2 med undtagelse af lagene 114 og 119. Laget 114 er et 30 maleinsyreanhydridmodificeret polypropylenklæbemiddel, der anvendes i stedet for EMA-laget 14 i fig. 1, og laget 119 er et tryksværtelag eller en tryksværtebelægning, der anvendes til trykningsarbejde på PP-laget.

35 I fig. 3 er den samlede arkstruktur betegnet med 210. De forskellige lag i denne figur er betegnet med tal i 200-serien svarende til de to-cifrede henvisningstal for tilsvarende lag, der har samme eller lignende funktion som lagene i fig. 1. Lagene 212, 214 og 216 repræsenterer således LDPE, EMA henholdsvis PP, der danner en

DK 164651 B

10 film-substruktur som tidligere angivet. Laget 218 er PEI, lag 220 og 232 er begge LDPE, lag 224 og 230 er begge EMA, laget 226 er en aluminiumfolie, og laget 232 er LDPE.

5 For dannelse af en typisk dispenseringsbeholders rørformede legeme kan der henvises til fig. 4, der viser et apparat til kontinuerlig formning af rør ud fra en plan råvare. Dette apparat er illustreret og beskrevet i US patentskrift nr. 3.540.959, hvis lære er medtaget heri ved denne henvisning. Som vist i fig. 4, fødes en strimmel af 10 den flerlagede arkstruktur ifølge den foreliggende opfindelse, der generelt er betegnet med W, således via en lederulle 301 hen på et værktøjsstykke eller dorn 303, som er indesluttet i en formningsblok 305. Under sin bevægelse foldes strimmelen W mere og mere rundt om dornen 303 og sammenføjes ved en overlapningssøm L med en opvarmet 15 presserulle 307. Pilene A, B og C i fig. 4 viser retningen af orienteringen i strimmelen W, nemlig i maskinretningen (MD).

Fig. 5 illustrerer fremgangsmåden til formning af rør ud fra en strimmel af fieriagsarkstrukturen ifølge den foreliggende 20 opfindelse, hvilken strimmel er betegnet med Wp hvorhos orienteringsretningen er i tværmaskinretningen (CMD). Det i figurerne 4 og 5 benyttede apparat er i anden henseende det samme, og de forskellige dele af apparatet er for simpelheds skyld betegnet med de samme henvisningstal efterfulgt af henvisningsbogstavet A.

25 I fig. 5 fødes strimmelen Wj gennem apparate med sin oriente ringsretning drejet ca. 90° i forhold til bevægelsesretningen, som vist med pilene D, E og F. I det resulterende rør vil arkstrukturen følgelig være orienteret i CMD-retningen.

30

Figurerne 6 og 7 illustrerer rørformede beholdere, der generelt er betegnet med 401 henholdsvis 501. Pilene A, B og C i fig. 6 og D, E og F i fig. 7 viser orienteringsretningen af de uniaksialt orienterede lag i strukturen.

35

Til opnåelse af forøget styrke og forbedrede dødfoldningsretentionsegenskaber i de flerlagede arkstrukturer og i beholdere fremstillet herudfra må det orienterede PP-lag være anbragt fra ca.

5 øm til ca. 100 /im, fortrinsvis fra ca. 25 μια til 38 fim, inden for

DK 164651 B

11 overfladen af arkstrukturen. Eftersom laget 12 virker som et varmeforseglingslag ved dannelsen af overlapningsforseglingen af tubens sidevæg, må det af praktiske grunde være tilstrækkeligt tykt til at kunne danne en ensartet varmeforsegling. Laget 14 skal da 5 være så tyndt som muligt, samtidig med at det stadig opfylder sin klæbefunktion ved sammenbindingen af lagene 12 og 16. I praksis er laget 12 fra ca. 20 /tm til ca. 30 fim tykt, og laget 14 er fra ca. 5 lim til ca. 7,6 μηi tykt.

10 Endskønt PEI er vist som et lag 18, vil det forstås, at ved dets anvendelse som primer er det en tynd belægning, og at det kun er vist som et lag af hensyn til illustreringen. Tilsvarende er laget 28 også påført som en tynd belægning, selvom det er vist som et lag af hensyn til illustreringen. Laget 22 er sædvanligvis en forud 15 fremstillet film af pigmenteret hvid LDPE, og typisk er det fra ca.

70 til ca. 83 μπι tykt. Laget 20 (LDPE) anvendes sædvanligvis som en ekstrusionslaminant til sammenføjning af lagene 22 og 16, og typisk er det ca. 25 Mm tykt.

20 Laget 24 anvendes sædvanligvis som en ekstrusionslaminant til sammenføjning af laget 22 med folielaget 26. Folien er fortrinsvis mellem ca. 6,3 og ca. 18 Mm tyk afhængig af det forventede produkt og dets anvendelse. Folien kan være direkte ekstrusionsbel agt med et forholdsvis tykt lag EAA på 51 μ\η og ca. 31 μπι LDPE som i fig. 3.

25 Som vist i figurerne 1 og 2, kan folien alternativt først være primet med en polyacrylsyre-chromkomplexprimer (lagene 28 og 128).

Med den således primede folie, til vejebringer primeren en vis grad af modstandsdygtighed mod kemisk angreb. I disse strukturer kan det dyre EAA-lag være reduceret til det, der kræves til udøvelse af dets 3° klæbefunktion, nemlig ca. 13 Mm. Det ydre forseglingslag af LLDPE er ca. 51 Mm. Tuber fremstillet af arkstrukturerne ifølge nærværende opfindelse udviser forbedret styrke ved de i det følgende beskrevne faldprøver. Overraskende udviser de også forøget dødfoldn i ngsretent ion.

35

De efterfølgende eksempler tjener til at illustrere opfindelsen.

DK 164651B

12 EKSEMPEL 1 LDPE, EMA og PP støbe-coekstruderes under anvendelse af tre 5 ekstruderer, som føder ind i en coekstrusionsdyse, og tildannes som en trelaget coekstruderet folie. Den coekstruderede folie er orienteret uniaksialt i et orienteringsforhold på 3,2/1 under dannelse af en orienteret, trelaget 51 /im tyk substruktur med følgende tykkelser: 10

20 /im LDPE 5 /tm EMA 25 /im PP

15 PP-overfladen koronabehandles og primes med PEI-primer. PP-overf1aden ekstrusionslamineres derpå til en forudgående dannet 69,8 /im folie af pigmenteret LDPE under anvendelse af 25 μη LDPE som ekstrusionslaminant til fremstilling af en femi åget substruktur udeladende primeren. Det 69,8 /im LDPE-overfladelag ekstrusionslami-20 neres derpå til en 18 μια aluminiumfolie under anvendelse af 25 μια EAA som ekstrusionslaminant. Den modsatte side af folien primes derefter med polyacrylsyre-chromkompleksprimer og coekstrusionsbelægges med 13 μια EAA og 52,1 μια LLDPE med EAA'et mod folien og LLDPE-laget dannende den anden ydre overflade af den færdige 23 arkstruktur. Den første ydre overflade er LDPE-laget i den uniaksialt orienterede, trelagede substruktur.

EKSEMPEL 2

En anden arkstruktur blev fremstillet under anvendelse af samme fremgangsmåde og samme materialer som i eksempel 1, men med en noget forskellig lagtykkelse, som angivet i det følgende. Den trelagede, orienterede substruktur var 63 μια tyk og sammensat som følger:

35 30 /im LDPE

8 μια EMA 25 μη PP

De andre forskelle var anvendelse af en 6,35 μη folie (metal) og 51

DK 164651 B

13 m lldpe.

EKSEMPEL 3 5 En anden arkstruktur blev fremstillet som i eksempel 2 under anvendelse af samme fremgangsmåde og materialer med undtagelse af, at den trelagede, orienterede substruktur var 51μπι tyk og sammensat som følger:

10 20 /an LDPE

5 fm Admer 25 irn PP

Admer er en maleinsyreanhydridmodificeret polypropylenbaseret 15 klæbepolymer. Efter at PP-laget er koronabehandlet og primet påtrykkes det trykfarven, inden det ekstrusionslamineres til LDPE-laget, som i dette tilfælde er 82,5 μηι tykt.

EKSEMPEL 4 20

En anden arkstruktur blev fremstillet som i eksempel 3 under anvendelse af samme fremgangsmåde og samme materialer med undtagelse af, at i den trelagede, orienterede substruktur erstattedes 5 fm Admer med 5 μιη EMA. Trykfarven blev udeladt. LDPE-eks- 25 trusionslaminantlaget svarende til laget 220 i fig. 3 var 20 μτη. Polyacrylsyre-chromkompleksprimeren blev udeladt, og de færdige tre lag var: 6,3 μιη folie (metal)

30 50,8 μιη EAA

30,5 μιη LDPE

Tabel I viser den komplette struktur i eksemplerne 1-4 sammen med strukturer for sammenligningseksempler A, B og C, der ikke ligger 35 inden for opfindelsens område. Sammenligningseksempel A er papirfri og indeholder ikke et uniaksialt orienteret lag. Sammenlig-ningseksempel B indeholder et uniaksialt orienteret PP-lag men er væsentligt længere væk fra overfladen i arkstrukturen end 38 øm.

Sammen1 igningseksempel C er en sædvanlig arkstruktur, som anvendes

DK 164651 B

14 kommercielt til fremstilling af tandpastatuber.

5 TABEL 1 eksempel 1 eksempel 2_ 8 μηι LDPE* 30 μπι LDPE* 5 μπι EMA* 8 /zm EMA* 25 /zm PP* 25 /zm PP* 10 Primer Primer

25 /zm LDPE 25 /zm LDPE

69,8 /zm hvid LDPE 69,8 /zm hvid LDPE

25 /zm EAA 25 /zm EAA

18 /zm folie (metal) 6,3 /zm folie (metal) 15 Primer Primer

13 /zm EAA 13 /zm EAA

52.1 zzm LLDPE 51 zzm LLDPE

254 /zm total 254 /zm total 20 Eksempel 3 Eksempel 4 20 μπι LDPE* 8 μηι LDPE* 5 μπι Admer* 5 μπι EMA* 25 μπι PP* 25 μπι PP*

Primer Primer 25 Trykfarve

25 μπι LDPE 20 μπι LDPE

82,6 μπι hvid LDPE 82,6 μπι hvid LDPE

25 μπι EAA 25 μπι EAA

6,3 μπι folie (metal) 6,3 μπι folie (metal) 30 Primer

13 μπι EAA 51 μπι EAA

51 zzm LLDPE 30 zzm LLDPE

254 μπι total 254 μπι total 35

DK 164651 B

15

.Sam.lian.eks. A Sam.lian.eks. B Sam.lian.eks. C

64 μπι LDPE 64 μηι LDPE 38 μηι LDPE

13 μιη LDPE 31,8 μηι LDPE Trykfarve

82,6 μηι hvid LDPE 51 μηι PP* 51 μηι hvid LDPE

5 25 μηι EEA 38 μιη hvid EEA 41 μιη papir

6,3 μηι folie (metal) 6,3 μιη folie 18 μιη LDPE

Primer Primer 84 μηι EEA

13 μπι EAA 13 μηι EAA 18 μηι folie

51 m LLDPE 51 m LLDPE 51 μπι EAA

10 254 μη® Total 254 μπι Total 30 om LDPE

330 μπι Total * Uni aksi alt orienteret lag.

Dele af arkstruturen i eksemplerne 1, 2 og 3 samt sammen!ig-15 ningseksemplerne A, B og C blev på kendt måde brugt til fremstilling af dispenseringstuber som beskrevet i førnævnte US patentskrift nr. 3.540.959. Det vil sige, at tuberne blev fremstillet ved dannelse af en længde-overlapssamling ved varmeforseglingsteknik til dannelse af rør med en dimater på 34,1 mm. Rørene blev derpå skåret i længder og 20 hoveder blev injektionsindstøbt i den ene ende under anvendelse af sædvanlige indsatse, og blev derpå forsynet med hætte. Tuberne blev fyldt med produkt, og enderne blev lukket. De fyldte tuber blev derpå underkastet afprøvning til påvisning af deres egenskaber.

25 Faldprøver

Ved hovedfaldafprøvning udført med tuber fyldt med tandpasta lader man en tube falde på sit med hætte forsynede hoved på en hård overflade fra en højde på 1,2 m. Den samme tube udsættes for 30 gentagne fald indtil svigt, men med et maksimum på 11 fald pr. tube og 3 tuber pr. variabel.

Ved bedømmelse af tuberne ved faldafprøvningen talte hvert fald 1 point, og middelværdien af antal point for hvert eksempel blev 35 beregnet til opnåelse af en repræsentativ tal bedømme!se af hvert eksempel. Tabel 2 viser, at tuber fremstillet af arkstrukturerne ifølge opfindelsen fysisk er ligeså stærke som tuber fremstillet ifølge sammenligningseksemplerne A og B og meget stærkere end tuber fremstillet ifølge sammenligningseksempel C.

DK 164651 B

16 Dødfoldninosorøver

Ved anvendelse af en tube fyldt med produkt, såsom en tube med tandpasta, er det ønskeligt at kunne gøre tuben flad efterhånden som 5 produktet bruges, hvorved efterfølgende udtømning lettes. Dødfoldningsegenskaberne for arkstrukturmaterial et til en tube forudsiger således denne tubes evne til at forblive flad. Afprøvning af foldningen på den side af arkstrukturen, som simulerer foldningen når en tube gøres flad, nemlig foldning mod sig selv af den 10 overflade, der vil danne indersiden af tuben, såsom laget 32 i fig.

1, er særlig vigtig for evnen til at forblive flad.

Ved udførelse af dødfoldningsprøven anvendes en metal vægt til frembringelse af foldningen. Metalvægten er en rektangulær stang, 15 der er 2,5 cm i kvadrat, 38,1 cm l.ang og vejer 1,81 kg. Hvert prøveemne af arkstrukturen er 10,2 cm lang og 2,5 cm bred. Strimlen anbringes på en plan overflade og bøjes henover sin 2,5 cm bredde, uden at den foldes. Vægten anbringes derpå kvadratisk og blidt på tværs af den bøjede strimmel, således at den folder den flad, og 20 forbliver anbragt kvadratisk på den foldede strimmel. Efter 30 sek. fjernes vægten, og prøven tippes på sin kant. 30 Sek. efter at vægten er fjernet, aflæses den fremkomne vinkel med en vinkelmåler.

Tabel 2 viser, at dødfoldningsbevarelsen for strukturer ifølge opfindelsen er bedre en dødfoldningsbevarelsen for sammenlig-25 ningseksemplerne A og B og er i tilfældet eksempel 1 næsten lige så god som for sammenligningseksempel C.

TABEL 2 30 Eksempel Tykkelse (m) Faldstvrke Dødfoldninosretention 1 254 11 23° 2 254 10 54° 3 254 9 34°

Saml. A 254 11 104° 35 Saml. B 254 8 76°

Saml. C 330 1 22°

For at sætte dataene i perspektiv bør nogle basale overordnede sammenligninger understreges. Den kommercielle struktur i

DK 164651 B

17 sammenligningseksempel C har en god dødfoldning, en dårlig faidstyrke, er 30% tykkere end de andre eksempler og er dyrere.

Sammen!igningseksemplerne A og B har gode faidstyrker og er sammenligningvis mindre kostbare men har dårlig 5 dødfoldningsbevarelse. Eksemplerne ifølge opfindelsen har gode faidstyrker, er forholdsvis billige og nærmer sig den kommercielle struktur, hvad angår dødfoldningsegenskaber.

Som anført ovenfor antages styrken og dødfoldningsegenskaberne for 10 arkstrukturmaterialerne ifølge nærværende opfindelse at skyldes den uniaksiale orientering af PP-laget i kombination med dets rette placering i strukturen. Det forudsiges således, at tilsvarende resultater vil blive opnået med tilsvarende strukturer, hvori kun PP-laget er orienteret, eller hvori PP- og LDPE-laget, såsom det med 15 12 i fig. 1 angivne, er orienteret.

Det blev tidligere nævnt, at fordelene ved den foreliggende opfindelse også vil blive opnået, når PP-laget eller filmstrukturen af PP, EMA og LDPE (fig. 1) eller deres ækvivalente lag i fig. 2 og 3 20 orienteres i tværmaskinretningen (CMD). To tuber af samme dimensioner (34,1 mm x 188,9 mm) blev således fremstillet ud fra to fler-lagsarkstrukturer, der begge havde lag som vist i fig. 1 og med følgende specifikation: 25 EKSEMPEL 5 18 /im LDPE* 7,6 /im EMA* 51 m PP* PEI-primer

30 19 /xm LDPE

70 im hvid LDPE

19 μιη EAA

6,4 /im folie

Polyacrylsyre-chromkomplex (primer)

35 13 m EAA

51 om LLDPE 254 fim * orienteret

DK 164651B

18

Tuberne blev dannet ved den i førnævnte US patentskrift nr. 3.540.959 beskrevne fremgangsmåde. PP-Laget i en af arkstrukturerne var orienteret i MD-retningen, og i den anden arkstruktur var PP-laget orienteret i CMD-retningen. Tuberne blev fyldt med "Crest 5 BSM" tandpasta, forsynet med hoved, inklusive en urea-indsats, og forsynet med hætte. Fem tuber af hver type (MD og CMD) fik lov til at falde ned på deres hoveder fra en højde på 1,2 m. I tilfældet med de MD-orienterede tuber svigtede alle fem ved deres første fald, hvoraf fire tuber bristede langs sømmen, og én bristede i kroppen. I 10 tilfældet med de CMD-orienterede tuber overlevede fire af de fem tuber 10 fald, men én bristede langs sømmen og hovedfastgørelsen ved første fald.

Det bør bemærkes, at tykkelsen af PP-laget i de ifølge eksempel 5 I5 dannede tuber var 51 μια sammenlignet med en tykkelse på 25 μπι i eksemplerne 1-4. Den forøgede PP-tykkelse i eksempel 5 kræver bedre styring af sømningsbetingelserne, specielt i tilfælde med tuber fremstillet af en f1erlagsarkstruktur orienteret i MD-retningen. Som vist i eksempel 5, er en forøget tykkelse af PP-laget imidlertid 20 mindre ufordelagtig, når der er tale om CMD-orienterede tuber.

Generelt foretrækkes det, at tykkelsen af PP-laget er mindre end ca.

51 μια, da sømningsbetingelserne under dannelsen af tuberne ellers må styres mere omhyggeligt. I praksis er den optimale tykkelse af 25 PP-laget således ca. 25 jum. I den mest foretrukne udførelsesform for opfindelsen kan polypropylen være erstattet med højvægtfyldig polyethylen. Denne udførelsesform er illustreret i fig. 8.

I fig. 8 er laget 812 lavvægtfyldig polyethylen, og laget 814 er 30 højvægtfyldig polyethylen. De øvrige lag er som følger: lag 818 er polyethylenimin-primer (PEI-primer); lag 820 er lavvægtfyldig polyethylen; lag 822 er pigmenteret lavvægtfyldig polyethylen;

5C

s lag 824 er ethylenacrylsyrecopolymer; lag 826 er aluminiumfolie; lag 828 er polyacrylsyre-chromkomplexprimer; lag 830 er ethylenacrylsyrecopolymer; og lag 832 er lineær, lavvægtfyldig polyethylen (LLDPE).

DK 164651 B

19

Det vil af fig. 8 bemærkes, at den heri viste struktur svarer til strukturen i fig. 1 med undtagelse af, at polypropylenlaget 16 og ethylenmethylacrylatlåget 14 i strukturen i fig. 1 er blevet erstattet med et enkelt lag af højvægtfyldig polyethylen.

5

Som i udførelsesformen, der illustrerer anvendelsen af uniaksi alt orienteret polypropylen, er den højvægtfyldige polyethylen også uniaksialt orienteret enten i maskinretningen (MD) eller i tværmaskinretningen (CMD). Arkstrukturen, der er vist i fig. 8, er i 1° anden henseende dannet på samme måde som beskrevet ovenfor i forbindelse med de andre udførelsesformer for nærværende opfindelse.

Når der anvendes højvægtfyldig polyethylen som i den i fig. 8 viste udførelsesform, kan dets orienteringsforhold være mindst ca. 3/1 og 15 fortrinsvis fra mindst ca. 4/1 til ca. 8/1. Det højvægtfyldige polyethylenlag bør også være anbragt i ca. samme afstand fra overfladen, som det er tilfældet, når der anvendes polypropylen.

Efterfølgende eksempler 6 og 7 illustrerer en arkstruktur, der har 20 de forskellige lag, som er afbildet i fig. 8.

EKSEMPEL 6

26.7 μη LDPE

40.6 im HDPE

25 PEI-primer

33.0 /im LDPE

57.1 /imm pigmenteret LDPE

27,9 /im EAA

17.8 /im folie 30 Polyacrylsyre-chromkomplex (primer)

12.7 fim EAA

50.8 /im LLDPE

EKSEMPEL 7 35

Arkstrukturen i dette eksempel er ligesom i eksempel 6 med undtagelse af, at et trykfarvelag (eng.: ink layer) er indskudt på den ene eller begge sider af det højvægtfyldige polyethylenlag.

DK 164651 B

20

Den i eksemplerne 6 og 7 angivne fieriagsarkstruktur udviser forbedrede egenskaber svarende til fieriagsarkstrukturen, hvori der anvendes uniaksialt orienteret polypropylen som beskrevet ovenfor.

5 Fagfolk inden for området vil indse, at der kan foretages visse polymersubstitutioner uden at forringe arkstrukturens samlede funktionsduelighed i afhængighed af den tilsigtede brug. De to ydre lag i strukturen kan for eksempel være lavet af andre varmeforseglelige polymerer, så længe som de er forenelige ved varmeforseglingsopera-10 tioner. I afhængighed af den til det ydre lag, såsom 12, valgte polymer kan der til laget 14 vælges en alternativ klæbepolymer. Også polyethylen med højere vægtfylde eller ethylencopolymerer kan i nogle tilfælde anvendes fordelagtigt i stedet for LDPE i de indre lag af arkstrukturen, såsom i lagene 20 og 22. Ligeledes kan even-15 tuelle tegn eller andre trykfarvepåtrykninger udføres på en anden lagoverflade.

20 25 30 35

Claims

1. Papirfri, fleksibel fieriagsarkstruktur som i rækkefølge omfatter: 5 (a) et første varmeforsegleligt lag på én af nævnte ydre over flader, (b) et første klæbelag, (c) et lag af metal folie, (d) et andet klæbelag, 10 (e) et første lag af polyethylen eller ethylencopolymer, (f) et andet lag af polyethylen eller ethyl encopolymer, (g) en første primer, (h) et lag af en orienteret polymer, (i) et tredie klæbelag, og 15 (j) et andet varmeforsegleligt lag på den anden af nævnte ydre overflader, kendetegnet ved, at den orienterede polymer i laget (h) er udvalgt fra gruppen bestående af polypropylen, polyethylen, højvægtfyldig polyethylen, ethylencopolymer, polyethylen-polypropylenblandinger, nylon 20 og polyester og er uniaksi alt orienteret med et oriente ringsforhold på fra 2/1 til 6/1, idet dog orienteringsforholdet er på fra 2/1 til 3/1 eller 4/1 til 6/1, når polymeren er polypropylen, og kan være op til 8/1, når polymeren er højvægtfyldig polyethylen. 25

2. Fieri agsarkstruktur ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den orienterede polymer er uniaksialt orienteret i maskin-retningen.

3. Fieri agsarkstruktur ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den orienterede polymer er uniaksialt orienteret i tværmaskinretningen.

4. Fieri agsarkstruktur ifølge krav 1, kendetegnet ved, at 35 orienteringsforholdet for den orienterede polymer er på fra ca. 3/1 til ca. 5/1, eller når der er tale om højvægtfyldig polyethylen på fra ca. 4/1 til ca. 8/1.

5. Fieri agsarkstruktur ifølge krav 1, kendetegnet ved, at DK 164651 B 22 det orienterede polymerlag er anbragt fra ca. 25 μια til ca. 38 /cm fra den anden ydre overflade.

6. Fieriagsarkstruktur ifølge krav 1-3 eller 5, kendeteg-5 n e t ved, at den orienterede polymer er polypropylen.

7. Fieriagsarkstruktur ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved, at også det andet varmeforsegle-lige lag er uniaksialt orienteret. 10

8. Fieri agsarkstruktur ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det andet varmeforseglelige lag er varmeforsegleligt til det første varmeforseglelige lag.

9. Fleksibel dispenseringstube fremstillet af en fieriagsarkstruktur ifølge et af kravene 1-8, kendetegnet ved, at fieriagsarkstrukturen er tildannet til en overvejende cylindrisk formet tube med en overlapsforsegling mellem det første og det andet varmeforseglelige lag. 20

10. Fremgangsmåde til fremstilling af fieriagsarkstrukturen ifølge krav 1, kendetegnet ved, (a) at tre polymere lag coekstruderes til dannelse af en filmsubstruktur af disse lag, og at filmen orienteres uniaksialt 25 til et orienteringsforhold på fra ca. 2/1 til ca. 6/1, hvorhos lagene i rækkefølge er et polyethylenlag, et første klæbelag og et orienteret polymerlag udvalgt blandt polypropylen, polyethylen, højvægtfyldig polyethyl en, ethylencopolymer, polyethylen-polypropylenblandinger, nylon 30 og polyester, idet dog orienteringsforholdet er på fra 2/1 til 4/1 eller fra 4/1 til 6/1, når polymeren er polypropylen, og kan være op til 8/1, når polymeren er højvægtfyldig polyethylen, (b) at en overflade af det orienterede polymerlag primes med en 35 primer, (c) at et lag af polyethylen ekstrusionslamineres til den primede overflade af det orienterede polymerlag, (d) at polyethylen!åget ekstrusionslamineres til et aluminiumfolie! ag under anvendelse af et andet polymert klæbelag som 23 DK 164651 B ekstrusionslaminant, og (e) at denne folie coekstrusionsbelægges med et coekstrudat af et tredie klæbelag og polyethylen til færdiggørelse af arkstrukturen. 5

11. Fremgangsmåde ifølge krav 10, kendetegnet ved, at orienteringsforholdet er på fra ca. 2/1 til ca. 5/1.

12. Fremgangsmåde ifølge krav 10, kendetegnet ved, at den 10 yderligere omfatter et trin, hvori folien primes med en poly- acrylsyre-chromkomplexprimer forud for coekstrusionsbelægning af folien. 15 20 25 30 35