IT201800010093A1 - Foglio multistrato a struttura differenziale - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Forma oggetto della presente invenzione un foglio multistrato. In una forma preferita, detto foglio multistrato è a comportamento asimmetrico. Forma ulteriore oggetto della presente invenzione una bustina per il contenimento di assorbenti igienici adesivi per donna e il suo materiale costitutivo, che è il foglio multistrato a comportamento asimmetrico secondo la presente invenzione.

Stato dell’arte

Ogni anno circa 270 milioni di tonnellate di greggio pari al 4% della produzione mondiale viene trasformata in plastica e l’impatto ambientale che ne consegue, nella prospettiva di una crescita mondiale dei consumi, non è sostenibile. A titolo di esempio, è rilevante l’utilizzo massivo di pellicole in materiale polimerico per il confezionamento di prodotti di largo consumo, anche di confezioni monouso. Tra questi utilizzi, si segnalano le bustine per il confezionamento degli assorbenti igienici per donna.

È altresì avvertita l’esigenza di limitare l’utilizzo di cellulosa per la produzione di carta, così da limitare l’abbattimento di piante a questo scopo.

È scopo della presente invenzione mettere a disposizione un foglio multistrato che trova vantaggiosa applicazione quale sostituto delle pellicole ad oggi in uso per il confezionamento di prodotti, oltre che quale valida alternativa alla carta.

Vantaggiosamente, la soluzione che qui si propone ha un impatto ambientale considerevolmente ridotto rispetto alle soluzioni oggi disponibili.

Un’ulteriore esigenza che la presente soluzione soddisfa è quella di disporre di una pellicola siliconata, per l’uso ad esempio nel confezionamento degli assorbenti igienici per donna, che superi gli svantaggi di quelle ad oggi disponibili.

Gli assorbenti igienici per donna hanno una forma idonea ad aderire all'interno delle mutandine, dove la superficie dell’assorbente che va ad aderire è provvista di un adesivo per ancorarsi al tessuto dell’interno delle mutandine. Detto ancoraggio della struttura dell'assorbente all'interno della mutandina avviene tipicamente mediante uno strato di materiale adesivo o colloso: a titolo di esempio del tipo D3347 della H.B. FULLER — SICAM. Tale materiale colloso deve essere mantenuto coperto, sia per evitare che aderisca a corpi estranei, sia per ridurre l'evaporazione di eventuali solventi, sia per evitare altri fenomeni chimico-fisici che ne pregiudicherebbero, altrimenti, le proprietà adesive al momento dell'impiego. Detta copertura dello strato di materiale colloso deve avvenire, ovviamente, con elementi idonei ad aderire ad esso con una forza minima, che renda agevole la rimozione di detta copertura. Tale forza di adesione minima deve tuttavia essere sufficiente per garantire il posizionamento stabile di tale copertura, onde consentire lo svolgimento della funzione ad essa affidata.

Il materiale per eccellenza impiegato in questo ruolo di copertura rimovibile è il silicone, generalmente applicato su una striscia di carta (carta siliconata) quale supporto rigido. Con tale soluzione, la struttura dell'assorbente è alloggiata liberamente all'interno di una bustina di contenimento. Detta bustina è da intendersi come elemento di confezionamento di singole strutture di assorbenti monouso. Dopo essere stata privata del suo contenuto, detta bustina può essere conservata per riporre al suo interno l'assorbente usato, in attesa di un luogo idoneo ove gettarlo.

Una evoluzione della striscia di carta siliconata da rimuovere prima dell'uso è espressa da una versione in cui detta striscia è ancorata con un suo lato, all'interno della bustina, da un secondo adesivo avente un "tac" maggiore di quello esistente sull'altro suo lato, posto a protezione del materiale adesivo preposto ad ancorarsi all'interno della mutandina. Con tale soluzione si ha il vantaggio di effettuare in modo automatico il distacco della carta siliconata con la stessa manovra di estrazione dell'assorbente dalla sua bustina; tuttavia si ha lo svantaggio di avere una bustina resa "ingombrante" dalla presenza della carta siliconata incollata su di essa.

US5181610 e US5474818 descrivono bustine in polietilene il cui interno è dotato di una superficie trattata con un processo di "spalmatura" di silicone.

US6261674 descrive un film a due strati polimerici, dove il materiale polimerico che costituisce il primo strato è diverso dal materiale polimerico che costituisce il secondo strato, così che i due strati possiedono una diversa permeabilità all’acqua.

Sono altresì note tecniche produttive di pellicole di polietilene, per la costruzione delle citate bustine di contenimento degli usuali assorbenti igienici, realizzate mediante coestrusione di pellicola siliconica.

Il processo produttivo di detti film bustina in polietilene usati per l’imballo singolo di dispositivi igienici (pouch film siliconato) prevede l’applicazione, mediante stampa flessografica, di un monomero siliconico su una delle facce del film. Tale monomero è in soluzione con un catalizzatore suscettibile alla radiazione ultravioletta (fotoiniziatore). Immediatamente dopo l’applicazione sul film, tale soluzione è quindi sottoposta ad irraggiamento UV per innescare il processo di polimerizzazione.

Generalmente, al termine della produzione, il lato non siliconato mostra una drastica diminuzione del coefficiente di attrito ed ultimamente anche una scarsa tendenza a lasciar aderire tape adesivi. L’ipotesi più accreditata dopo anni di prove è che la polimerizzazione non sia completa al termine della stampa ed una porzione di monomero si trasferisca accidentalmente sulla faccia opposta durante l’avvolgimento in bobina (fenomeno di SETOFF).

È pertanto fortemente avvertita l’esigenza di disporre di bustine economiche e funzionali, realizzate in materiale estremamente flessibile e sottile, impermeabile, opaco, che superino gli inconvenienti delle bustine dello stato dell’arte.

Descrizione dell’invenzione

Forma oggetto della presente invenzione un foglio multistrato che comprende almeno uno strato microporoso e almeno uno strato monolitico, caratterizzato dal fatto che detto strato microporoso comprende una matrice polimerica nella quale sono disperse cariche minerali in una concentrazione compresa tra 20 e 80% (p/p).

In una forma di realizzazione, dette cariche sono disperse in una concentrazione compresa tra 40 e 80% (p/p), o 50-75% (p/p), ancor più preferibilmente 65-75% (p/p).

In una forma preferita, detto strato monolitico è sull’esterno di detto foglio multistrato.

Il foglio secondo la presente invenzione è un ibrido del “breathable film” (lo strato microporoso) e di un film standard in polietilene (layer o strato monolitico).

Forma ulteriore oggetto della presente invenzione una bustina per il contenimento di assorbenti igienici adesivi da donna che è una struttura multistrato che comprende almeno uno strato microporoso sul lato esterno della bustina e almeno uno strato monolitico, non poroso sul lato interno della bustina, dove su detto strato monolitico è distribuito un materiale anti-aderente, preferibilmente di natura siliconica. Forma ulteriore oggetto della presente invenzione una pellicola siliconata per la realizzazione, ad esempio, di bustine per il contenimento di assorbenti igienici adesivi da donna, che comprende almeno uno strato microporoso sul lato preposto a costituire l’esterno della bustina e almeno uno strato monolitico sul lato preposto a costituire l’interno della bustina, caratterizzato dal fatto di avere detto lato preposto a costituire l’interno della bustina dotato di materiale anti-aderente, preferibilmente siliconico.

In un ulteriore aspetto, forma oggetto della presente invenzione un processo per l’ottenimento di detto foglio e di detta pellicola.

Descrizione delle figure

Figura 1: sezione di un foglio multistrato esemplificativo secondo la presente invenzione.

Figura 2: esempio di bustina e di assorbente igienico contenuto, in una configurazione aperta evidenziante il lato dotato di materiale anti-aderente.

Figura 3: sezione di una pellicola siliconata esemplificativa secondo la presente invenzione.

Descrizione dettagliata dell’invenzione

La figura 1 rappresenta una vista in sezione di un foglio multistrato 10 secondo la presente invenzione. Detto foglio multistrato 10 comprende almeno due strati: almeno uno strato microporoso 8 ed almeno uno strato monolitico 9.

Detto strato microporoso 8 comprende una matrice polimerica nella quale sono disperse cariche minerali, preferibilmente di carbonato di calcio. Detto strato microporoso 8 comprende una pluralità di micro microcavità, dette micro-cavità essendo distribuite in detta matrice polimerica.

Detta matrice polimerica è costituita da poliolefine, selezionate ad esempio tra polietilene lineare a bassa densità (LLDPE), polietilene a bassa densità (LDPE), polietilene ad alta densità (PEHD), polipropilene, o loro miscele, ad esempio polietilene, polipropilene, copolimeri etilene-propilene.

Detta carica minerale è selezionata nel gruppo che comprende Carbonato di Calcio, Talco, Zeoliti, Caolino, Silice, Carbonato di Magnesio, Carbonato di Bario, Solfato di Magnesio, Solfato di Bario, Solfato di Calcio, Idrossido di Alluminio, Idrossido di Magnesio, Ossido di Zinco, Allumina, Mica.

In una forma di realizzazione preferita, detta carica minerale è Carbonato di Calcio.

Vantaggiosamente, il Carbonato di Calcio, grazie ad una bassa igroscopicità, permette l’ottenimento granulometrie più basse rispetto a quelle ottenibili con altre cariche, granulometrie inferiori ai 5 micron come richieste dalla presente applicazione.

Detta carica minerale è presente in una concentrazione compresa tra 20 e 80% (p/p), o 40 e 80% (p/p), o 50-75% (p/p), ancor più preferibilmente 65-75% (p/p).

Detto strato monolitico 9 comprende una poliolefina selezionata ad esempio tra polietilene lineare a bassa densità (LLDPE), polietilene a bassa densità (LDPE), polietilene ad alta densità (PEHD), polipropilene, o loro miscele e, opzionalmente, una carica minerale inorganica. Detta carica inorganica, laddove presente, è selezionata nel gruppo che comprende Carbonato di Calcio, Talco, Zeoliti, Caolino, Silice, Carbonato di Magnesio, Carbonato di Bario, Solfato di Magnesio, Solfato di Bario, Solfato di Calcio, Idrossido di Alluminio, Idrossido di Magnesio, Ossido di Zinco, Allumina, Mica, preferibilmente è Carbonato di Calcio ed è presente in una concentrazione compresa tra 0 e 15% (p/p), o tra 0 e 10% (p/p), preferibilmente tra 0 e 8% (p/p).

Lo spessore di detto foglio può variare tra 10 e 100 micron.

Vantaggiosamente, il foglio secondo la presente invenzione, a parità di area superficiale, ha un contenuto drasticamente inferiore di matrice polimerica rispetto ad un foglio polimerico tradizionale, grazie ai volumi di carica minerale dispersi nello stesso. A questo consegue un ridotto impatto ambientale.

Inoltre, la presenza di una pluralità di micro-cavità distribuite in detta matrice polimerica rende il foglio secondo la presente invenzione particolarmente assorbente e come tale adatto a processi di stampa e scrittura.

Fogli dello spessore ricompreso tra 50 e 100 micron, dove detto strato monolitico ha uno spessore maggiore o uguale di 1 micron, si sono rivelati sorprendentemente in grado di sostituire i fogli di carta nei suoi impieghi tradizionali, quali ad esempio fogli per la scrittura in genere, carta da pacco, carta da regalo. Ancora, l’uso di detti fogli nel settore degli imballaggi si rivela particolarmente vantaggioso. A titolo di esempio, detti fogli trovano applicazione nel settore degli imballaggi per alimenti, ad esempio nel confezionamento di merendine, di prodotti di macelleria, affettati, prodotti caseari, cibo da asporto.

Il foglio multistrato asimmetrico secondo la presente invenzione è particolarmente adatto ad essere adesivizzato su un lato, ottenendo così una pellicola siliconata che forma parte integrante della presente invenzione.

A titolo puramente esemplificativo e non limitativo, detta pellicola siliconata trova vantaggiosamente impiego quale materiale costitutivo per bustine per il contenimento di assorbenti igienici per donna

La figura 2 rappresenta schematicamente la bustina 1 secondo la presente invenzione. Detta bustina 1 è una struttura multistrato che comprende una faccia A e una faccia B. Detta faccia A si affaccia sul lato interno 3 della bustina, detta faccia B si affaccia sul lato esterno 4 della bustina. Su detta faccia A è distribuito un materiale anti-aderente 5, preferibilmente di natura siliconica. Su detta faccia A va ad ancorarsi l’assorbente igienico 2 contenuto in detta bustina 1, grazie allo strato di colla 6 integrato nell’assorbente igienico 2.

Detto materiale anti-aderente 5 permette a detto assorbente igienico 2 di staccarsi con facilità da detta bustina 1, lasciando su detto assorbente igienico 2 una quantità di colla utile ad una efficace e funzionale applicazione all’interno della mutandina e per una sua completa rimozione da questa.

Detta bustina 1 è costituita da una pellicola siliconata che, in accordo con la vista in sezione di figura 3, comprende il foglio multistrato 10 secondo la presente invenzione dove detto strato microporoso 8 di detto foglio 10 è preposto a costituire il lato 4, esterno, della bustina 1. Detto strato monolitico 9 di detto foglio 10 è preposto a costituire il lato 3, interno, della bustina 1. Sulla faccia A di detto strato monolitico, non poroso 9 è distribuito un materiale anti-aderente 5, preferibilmente di natura siliconica.

Detto strato microporoso 8 garantisce che il materiale anti-aderente 5 residuo dopo il deposito su detta faccia A penetri in detto strato, ovviando così al problema delle pellicole in uso nello stato dell’arte legato ad una redistribuzione indesiderata di detto materiale antiaderente dalla faccia A alla faccia B. In una forma di realizzazione, detta pellicola ha uno spessore compreso tra 10 e 30 micron.

Il foglio multistrato secondo la presente invenzione è ottenuto con un processo che comprende:

a) Provvedere una materiale polimerico;

b) Provvedere una carica minerale

c) Coestrudere detto multistrato, dove detto multistrato è ottenuto combinando strati diversi a caldo all’interno dell’estrusore.

Per l’ottenimento della pellicola siliconata, al processo si aggiunge un ulteriore passaggio:

d) Applicazione sul foglio multistrato così ottenuto di un materiale anti-aderente, dove detto materiale anti-aderente è applicato su una faccia esterna di detto foglio multistrato che è la faccia A, strato monolitico.

Detto strato microporoso 8 è ottenuto attraverso una fase di stiratura della matrice polimerica che comprende detti riempitivi minerali, dove detta stiratura determina un allungamento della matrice polimerica mentre i riempitivi minerali in essa contenuti, essendo sostanzialmente inerti e rigidi, non subiscono alcun allungamento. Questo diverso comportamento della matrice polimerica e dei riempitivi minerali in essa contenuti causa micro fratture nella matrice polimerica proprio accanto alle particelle di riempitivo, rendendo così la matrice polimerica microporosa.

Detto allungamento avviene preferibilmente tramite il passaggio attraverso una stiratrice composta da una serie di cilindri che ruotano a velocità tangenziali progressivamente crescenti. Detti cilindri sono controllati termicamente, così da consentire alle poliolefine che costituiscono detta matrice polimerica di arrivare in prossimità della loro temperatura di rammollimento che, per i polietileni, è compresa tra i 50°C e gli 80°C, in modo da poter essere allungate agevolmente ma senza eccessiva plasticità per consentire la formazione di microfratture in prossimità delle particelle di riempitivo minerale. Il rapporto di stiro tipicamente applicato, ove con rapporto di stiro si intende il rapporto tra velocità finale dei cilindri e velocità iniziale prima della stiratrice, è compreso tra circa 1,5 a 6.

La carica inorganica utilizzata come riempitivo ha una granulometria media compresa tra 1 e 5 micron, preferibilmente 1,5 e 2,5 micron, preferibilmente di circa 1,7 micron. Si è infatti sorprendentemente osservato che granulometrie inferiori non consentono una formazione efficace di microfratture mentre con granulometrie superiori dette microfratture divengono eccessive portando a rottura della matrice polimerica. Detto strato monolitico 9 è ottenuto da una matrice polimerica costituita preferibilmente da olefine, secondo metodiche note all’esperto del settore. Nel passaggio finale del processo di coestrusione, detto almeno uno strato monolitico è combinato con detto almeno uno strato microporoso.

In una forma di realizzazione, detto foglio multistrato comprende 6 strati, oppure 5, oppure 3, preferibilmente comprende due strati.

In una forma di realizzazione preferita, detto foglio multistrato presenta una faccia esterna A che è costituita da uno strato monolitico e una faccia esterna B che è costituita da uno strato microporoso. Detti strati microporoso e monolitico sono in detto foglio multistrato in rapporto di spessore tra loro compreso tra 3⁄4 e 1⁄4 o tra 2/3 e 1/3, rispettivamente. Vantaggiosamente, detti rapporti aumentano la capacità assorbente di detto foglio multistrato, laddove a spessore maggiore dell’almeno uno strato microporoso corrisponde una maggiore capacità assorbente. La presenza di uno strato monolitico, dove detto strato monolitico ha lo spessore di almeno 1 micron, garantisce la non permeabilità di detto foglio multistrato.

Per l’ottenimento di una pellicola siliconata, sul multistrato strato così ottenuto, sulla faccia costituita da detto strato monolitico, viene applicato un materiale antiaderente.

L’applicazione di detto materiale anti-aderente 5 sulla faccia A di detto foglio multistrato avviene con metodiche note all’esperto del settore, ad esempio mediante tecniche flessografiche, oppure rotocalcografiche.

Preferibilmente, detto materiale anti-aderente 5 è un monomero siliconico applicato in soluzione con un fotoiniziatore. Dopo l’applicazione, detta soluzione è sottoposta ad irraggiamento UV che innesca il processo di polimerizzazione.

Anche in seguito all’avvolgimento in bobine, la pellicola 7 secondo la presente invenzione mantiene inalterate le proprie caratteristiche grazie al fatto che dette microfratture presenti su detto strato microporoso, per capillarità e a pressione atmosferica, consentono l’adsorbimento fisico del monomero non reticolato, evitandone l’indesiderato spargimento sulla faccia B della pellicola stessa.

Vantaggiosamente, il foglio secondo la presente invenzione è una struttura multilayer ottenuta mediante processo di coestrusione e stiro post filmatura che presenta una faccia microporosa ed una faccia monolitica, compatta, non porosa.

La faccia compatta è quella dove viene applicato il silicone, volendo ottenere una pellicola siliconata, mentre quella microporosa consente la penetrazione nel corpo del foglio del monomero residuo non polimerizzato.

Per la realizzazione sono necessari minimo due estrusori ed un “feedblock” per la separazione dei flussi prima della trafila di filmatura. Il film precursore così ottenuto viene, in linea con la filmatura, stirato in senso longitudinale tramite il passaggio attraverso una stiratrice composta da una serie di cilindri che ruotano a velocità tangenziali progressivamente crescenti. Tali cilindri devono prevedere anche un fine controllo termico per consentire alle poliolefine di arrivare in prossimità della loro temperatura di rammollimento (T Vicat che per i polietileni va dai 50°C agli 80°C) in modo da poter essere allungate agevolmente ma senza eccessiva plasticità per consentire la formazione di microfratture in prossimità delle particelle di Carbonato di Calcio.

La soluzione qui proposta consente sorprendentemente di disporre di un multilayer polimerico di basso impatto ambientale, grazie all’ottenimento della porosità desiderata mediato dall’aggiunta di cariche minerali in quantità anche superiori al 50% in peso, addirittura fino all’80% in peso.

Claims (15)

1. RIVENDICAZIONI 1. Foglio multistrato (10) che comprende almeno due strati coestrusi: almeno uno strato microporoso (8) ed almeno uno strato monolitico (9) caratterizzato dal fatto che detto almeno uno strato microporoso (8) comprende una matrice polimerica nella quale sono disperse cariche minerali in una concentrazione compresa tra 20 e 80% (p/p).
2. 2. Il foglio multistrato secondo la rivendicazione 1, dove dette cariche minerali sono disperse in una concentrazione compresa tra o 40 e 80% (p/p), o 50-75% (p/p), ancor più preferibilmente 65-75% (p/p).
3. 3. Il foglio multistrato secondo la rivendicazione 1 o 2, dove detto foglio multistrato presenta una faccia esterna A che è costituita da detto strato monolitico (9) e una faccia esterna B che è costituita da detto strato microporoso (8).
4. 4. Il foglio multistrato secondo una delle rivendicazioni da 1 a 3, dove detto strato monolitico (9) comprende una matrice polimerica e, opzionalmente, una carica minerale in concentrazione compresa tra 0 e 15% (p/p), o tra 0 e 10% (p/p), preferibilmente tra 0 e 8% (p/p).
5. 5. Il foglio multistrato secondo una delle rivendicazioni da 1 a 4, dove detta matrice polimerica è costituita da poliolefine, selezionate ad esempio tra polietilene lineare a bassa densità (LLDPE), polietilene a bassa densità (LDPE), polietilene ad alta densità (PEHD), polipropilene, o loro miscele, ad esempio polietilene, polipropilene, copolimeri etilenepropilene.
6. 6. Il foglio multistrato secondo una delle rivendicazioni da 1 a 5, dove dette cariche minerali sono selezionate nel gruppo che comprende Carbonato di Calcio, Talco, Zeoliti, Caolino, Silice, Carbonato di Magnesio, Carbonato di Bario, Solfato di Magnesio, Solfato di Bario, Solfato di Calcio, Idrossido di Alluminio, Idrossido di Magnesio, Ossido di Zinco, Allumina, Mica.
7. 7. Il foglio multistrato secondo una delle rivendicazioni da 1 a 6, dove dette cariche minerali sono particelle aventi una granulometria media compresa tra 1 e 5 micron.
8. 8. Pellicola siliconata (7) per la realizzazione di bustine, che comprende il foglio multistrato (10) secondo una delle rivendicazioni da 1 a 6, dove detto strato microporoso (8) è sul lato preposto a costituire la faccia B, esterna, della bustina e detto strato monolitico (9) è sul lato preposto a costituire la faccia A, interna, della bustina, caratterizzato dal fatto di avere detta faccia A dotata di materiale anti-aderente (5).
9. 9. Bustina (1) per il contenimento di assorbenti igienici adesivi da donna (2) che è una struttura multistrato che comprende almeno uno strato microporoso (8) sul lato esterno di detta bustina (1) ed almeno uno strato monolitico (9) sul lato interno di detta bustina (1) caratterizzata dal fatto che su detto strato monolitico (9) è distribuito un materiale anti-aderente (5), preferibilmente di natura siliconica.
10. 10. Metodo per la realizzazione di un foglio multistrato secondo una delle rivendicazioni da 1 a 7, dove detto metodo comprende: a) Provvedere una materiale polimerico; b) Provvedere una carica minerale c) Coestrudere detto multistrato, dove detto multistrato è ottenuto combinando strati diversi a caldo all’interno dell’estrusore.
11. 11. Il metodo secondo la rivendicazione 10, dove detto metodo comprende altresì una fase di stiratura della matrice polimerica che comprende dette cariche minerali, dove detta stiratura avviene tramite il passaggio attraverso una stiratrice composta da una serie di cilindri che ruotano a velocità tangenziali progressivamente crescenti.
12. 12. Il metodo secondo la rivendicazione 11, dove i flussi vengono separati prima della trafila di filmatura e il film precursore viene, in linea con la filmatura, stirato in senso longitudinale tramite il passaggio attraverso detto stiratrice.
13. 13. Metodo per la realizzazione di una pellicola siliconata secondo la rivendicazione 8, dove detto metodo comprende, in aggiunta ai passaggi di cui alla rivendicazione 10: d) Applicazione sulla faccia esterna A del foglio multistrato che è un foglio multistrato che presenta una faccia esterna A che è costituita da uno strato monolitico (9) e una faccia esterna B che è costituita da uno strato microporoso (8), di un materiale antiaderente (5).
14. 14. Uso di un foglio secondo una delle rivendicazioni da 1 a 7 come foglio per la scrittura e/o per la stampa.
15. 15. Uso di un foglio secondo una delle rivendicazioni da 1 a 7 per il confezionamento di alimenti.