PL207137B1

PL207137B1 - Wielowarstwowy układ

Info

Publication number: PL207137B1
Application number: PL361405A
Authority: PL
Inventors: Jean-Claude Engelaere
Original assignee: Soplaril Sa
Priority date: 2000-11-17
Filing date: 2001-11-16
Publication date: 2010-11-30
Also published as: HUP0400572A2; ZA200303416B; NO20032226D0; MXPA03004322A; JP2004526810A; CA2429417A1; FR2816953B1; AU2002218386B2; BR0115443A; FR2816953A1; PL361405A1; AU1838602A; IL155445A0; US20070212504A1; US20040067357A1; NO20032226L; NZ525749A; US20070003722A1; WO2002040610A1; EP1352036A1

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest wielowarstwowy układ. Układ ten stosuje się zwłaszcza do wytwarzania opakowań do ponownego zamykania. Opakowania te mają budowę zdzieralną, nadającą się do ponownego użytku.

Znane są różne zdzieralne struktury stosowane w opakowaniach do ponownego użytku. Te struktury generalnie obejmują pojemnik (na przykład tackę), do którego przyspawana/zgrzana jest pokrywka. Pokrywka ta zawiera warstwę do zgrzewania (generalnie wykonaną z polietylenu), warstwę stałego kleju (generalnie kleju topliwego) i warstwę górną (generalnie wytworzoną z PET, PA, OPA, OPP itd., generalnie tworzącą warstwę barierową), ewentualnie z warstwą wiążącą lub warstwą klejową między tymi warstwami (3 warstwy lub 5 warstw). Tę pokrywkę zgrzewa się wzdłuż szwu na tacce z odpowiednią warstwą zgrzewającą, wykonaną generalnie z tego samego materiału. W obszarze szwu zgrzewanie następuje między dwoma zgrzewanymi warstwami z PE. Gdy użytkownik odziera pokrywkę rozdziera się ona w obszarze szwu, lecz przez odrywanie kleju, ponieważ PE w zgrzanych warstwach wzmacnia się przez zgrzewanie. Użytkownik może następnie ponownie uszczelnić/zamknąć pokrywkę, ponieważ klej może stykać się z warstwą dolną i spełnić swą rolę „wiążącą”. Podczas rozdzierania klej może znaleźć się tylko na jednej narażanej powierzchni lub na obu powierzchniach. Taki klej jest konwencjonalnie klejem topliwym, nakładanym na gorąco (przez współwytłaczanie, laminowanie itp.). Możliwe jest także umieszczenie takiego kleju na tacce i jego brak na pokrycie.

Takie struktury opisane zostały, na przykład, w następujących opisach i zgłoszeniach patentowych: WO-A-9719867; US-A-4 673 601; FR-A-2 669 607; EP-A-0 661 154; WO-A-9308 982; US-P-5 061 532; US-A-3 335 939; US-A-5 089 320; US-A-4 913 307; US-A-5 382 472; US-A-5 145 737; GB-A-1 536 428; GB-A-1 461 698; US-A-4 280 653; US-A-4 381 848; US-A-4 438 850; EP-A-0 554 152; US-A-4 693 390; US-A-4 801-041; US-A-4-858 780; US-A-3 946 872; US-A-5 686 127; US-A-5 316 603; US-A-5 178 293; US-P-3 454 210; WO-A-9640504; GB-A-2 319 746; WO-A-9 640 504; EP-A-0 403 393; EP-A-0 306 982; US-A-5 747 127 i EP-A-1 006 056.

Chociaż te opakowania są teraz bardzo popularne, potrzebne jest jednak optymalizowanie ich własności podczas procesu otwierania. Potrzebne jest, aby klej topliwy rozdzierał się tak, aby ulegał zniszczeniu kohezyjnemu i aby znajdował się on na obu stronach, w celu ponownego związania.

Rzeczywiście, potrzebne jest, aby klej topliwy umożliwiał otrzymanie następujących własności:

- bardzo dobrą adhezję mię dzy klejem topliwym a PE lub warstwami wiążącymi zależ nie od przypadku (3 warstwy lub 5 warstw);

- małą spójność/kohezję warstwy kleju topliwego, w celu umożliwienia jego łatwiejszego rozdzierania;

- rozrywanie kohezyjne w obrę bie kleju i korzystnie tylko w strefie wiążącej podczas otwierania opakowania;

- kalibrowaną siłę otwierania i wytrzymał o ść ponownego zamykania;

- dużą przezroczystość warstw bez zmiany wyglą du nawet po kształ towaniu termicznym; i

- dobrą podatność na kształtowanie termiczne układu bez delaminacji między warstwami.

Bardzo dobra adhezja kleju topliwego i PE lub warstw wiążących jest potrzebna, ponieważ w innym wypadku podczas otwierania bę dzie zachodziła delaminacja, a więc klej topliwy znajdzie się tylko z jednej strony obszaru otwierania.

Potrzebne jest także, aby klej topliwy miał małą spójność/kohezję, ponieważ w przypadku nadmiernej kohezji, która byłaby większa niż siła adhezji kleju topliwego do PE lub do warstwy wiążącej, będzie to prowadziło do delaminacji.

Jeśli zarówno adhezja, jak i kohezja kleju topliwego są zbyt wysokie istnieje ryzyko, że otwarcie opakowania będzie niemożliwe lub nadmiernie trudne.

Przezroczystość jest potrzebna w celu umożliwienia konsumentowi oceny zawartości opakowania.

Zdolność do kształtowania termicznego jest potrzebna, ponieważ umożliwia ona stosowanie standartowych maszyn przetwórczych.

Jednak obecnie, kleje topliwe wykazują stosunkowo duże wytrzymałości na rozrywanie kohezyjne.

Proponowano już „domieszkowanie” kleju topliwego napełniaczami lub środkami pomocniczymi dla przetwórstwa, w celu zmniejszenia wytrzymałości kohezyjnej i/lub do umożliwienia łatwiejszego rozrywania go. Z drugiej strony występuje w tym wypadku zmniejszenie siły ponownego zamknięcia

PL 207 137 B1 opakowania (ponieważ powierzchnia ponownego połączenia jest mniejsza, gdyż dodane napełniacze nie mają własności klejących). Dodatkowo wprowadzenie takich napełniaczy pogarsza przezroczystość końcową produktu.

Możliwa jest także zmiana dwu głównych składników kleju topliwego, mianowicie elastomeru termoplastycznego i żywicy nadającej kleistość, szczególnie pod kątem ich wzajemnych proporcji. Chociaż dodanie większej ilości żywicy nadającej kleistość zmniejsza kohezję, pogarsza się w ten sposób adhezja kleju topliwego do PE lub warstw wiążących. Dodatkowo, zastosowanie nadmiernie dużych ilości żywicy powoduje spadek lepkości stopu kleju topliwego, sprawiając, że trudno jest go wytłaczać lub współwytłaczać.

Wynalazek ma na celu rozwiązanie wyżej wspomnianych problemów przez dodatek do konwencjonalnego kleju topliwego określonej ilości odpowiedniego środka wiążącego lub nie-elastomerowego polimeru w postaci żywic E/VAC lub PE typu metalocenowego.

Przedmiotem wynalazku jest wielowarstwowy układ, zawierający:

(a) warstwę polietylenu;

(b) warstwę środka wiążącego;

(c) warstwę kompozycji klej topliwy/środek wiążący;

(d) warstwę środka wiążącego;

(e) warstwę polimeru;

przy czym jest możliwe, aby środki wiążące z warstw (b) i (d) i zawarty w kompozycji (c) były identyczne lub różne; i kompozycja klej topliwy/środek wiążący zawiera przynajmniej jeden klej topliwy i przynajmniej jeden polimerowy środek wiążący, zaś klej topliwy zawiera w % wagowych w stosunku do masy kleju topliwego:

(i) 40 do 80% termoplastycznego elastomeru;

(ii) 20 do 60% żywicy nadającej kleistość;

(iii) do 30% dodatków.

Korzystnie, kompozycja klej topliwy/środek wiążący zawiera wagowo 20 do 99% kleju topliwego i 80 do 1% środka wiążącego, a zw łaszcza zawiera wagowo 60 do 90% kleju topliwego i 40 do 10% środka wiążącego.

Także korzystnie, kompozycja klej topliwy/środek wiążący zawiera wagowo 20 do 99% środka wiążącego i 80 do 1% kleju topliwego, a zwłaszcza zawiera wagowo 60 do 90% środka wiążącego i 40 do 10% kleju topliwego.

Korzystnie, w kompozycji klej topliwy/środek wiążący środkiem wiążącym jest środek oparty na żywicy E/VAC, ewentualnie szczepionej bezwodnikiem maleinowym.

Także korzystnie, w kompozycji klej topliwy/środek wiążący środkiem wiążącym jest środek oparty na metalocenowym PE.

Korzystnie, środek wiążący zawiera środek nadający kleistość.

Korzystnie, klej topliwy zawiera przynajmniej jeden nie elastomerowy polimer i przynajmniej jeden elastomerowy polimer, a szczególnie korzystnie nie elastomerowy polimer wybrany jest spośród E/VAC, PE, PP i E/EA i/lub elastomerowy polimer wybrany jest spośród termoplastycznych elastomerów lub kauczuków typu blokowych kopolimerów styrenu, polimerów opartych na butadienie i kopolimerów etylen-propylen.

Wielowarstwowy układ według wynalazku można wytwarzać w dowolny sposób. Korzystnie stosuje się sposób polegający na tym, że współwytłacza się różne składniki warstw.

Układ według wynalazku stosuje się zwłaszcza do wytwarzania opakowań do ponownego zamykania.

Jedno z takich opakowań do ponownego zamykania zawiera:

(A) pojemnik, przy czym pojemnik ten zawiera warstwę podłoża, układ określony powyżej, przy czym układ ten jest przyłączony do warstwy podłoża oraz, naprzeciwko niego, (B) pokrywkę, przy czym pokrywka ta zawiera drugą warstwę do zgrzewania i drugą warstwę podłoża;

przy czym warstwy do zgrzewania są zgrzane do postaci szwu.

Inne z takich opakowań do ponownego zamykania zawiera:

(A) pokrywkę, przy czym pokrywka ta zawiera warstwę podłoża, układ określony powyżej, przy czym układ ten jest przyłączony do warstwy podłoża oraz, naprzeciwko niej.

(B) pojemnik, przy czym pojemnik ten zawiera drugą warstwę do zgrzewania i drugą warstwę podłoża;

PL 207 137 B1 przy czym warstwy do zgrzewania są zgrzane do postaci szwu.

Jeszcze inne z takich opakowań do ponownego zamykania zawiera:

(A) pierwszą folię, przy czym folia ta zawiera warstwę podłoża, układ określony powyżej, przy czym układ ten jest przyłączony do warstwy podłoża oraz, naprzeciwko niej, (B) drugą folię, przy czym ta druga folia jest identyczna jak pierwsza; przy czym warstwy do zgrzewania są zgrzane do postaci szwu.

Klej topliwy stosowany w niniejszym wynalazku jest klejem konwencjonalnym, zwłaszcza klejem opartym na elastomerze lub innych polimerach, które nie są elastomerami, takich jak E/VAC. Możliwe jest także, aby ten klej topliwy nie był przekształcany w jego postać stapianą (współwytłaczanie) lecz był rozcieńczony w ośrodku rozpuszczalnika lub w fazie wodnej.

Bardzo ogólnie i nie ograniczająco, klej topliwy obejmuje:

a) polimery, takie jak E/VAC, PE, PP, E/EA (etylen/akrylan etylu) i elastomery lub kauczuki termoplastyczne (blokowe) polimery styrenu typu kopolimerów styren-butadien, styren-izopren, lub styren-etylen-butadien lub polimery oparte na butadienie, takie jak NBR lub kopolimery etylen-propylen, takie jak E/P). Ich zawartość w recepturze wynosi od 5 do 50% a ich zadaniem jest zapewnienie adhezji (polarność), własności barierowych, połysku, wytrzymałości mechanicznej, elastyczności i regulacja lepkości;

b) żywice nadające kleistość, które mogą być żywicami alifatycznymi lub aromatycznymi, pochodnymi olejów lub żywic naturalnych (estry kalafonii, terpeny lub fenole terpenowe). Ich zawartość w kompozycji wynosi od 0 do 45%. Zwiększają one przyczepność na gorąco i adhezję i regulują kohezję;

c) woski parafinowe i inne woski, których zawartość w kompozycji może wynosić od 20 do 80%. Grają one rolę przy własnościach barierowych, połysku, sztywności, cenie, temperaturze kroplenia i twardości kleju topliwego;

d) plastyfikatory, których zawartość w recepturze może wynosić między 0 a 10%. Zwiększają one przyczepność na zimno i regulują elastyczność i lepkość kleju topliwego;

e) antyutleniacze, których zawartość wynosi 0,2 do 10% w recepturze. Stabilizują one składniki na zimno i na gorąco i

f) napełniacze, które dodaje się do receptury dla uzyskania szczególnych własności, takich jak odporność na UV (utlenianie), ognioodporność, własności przeciwalergiczne, reologię itd.

Korzystne jest stosowanie topliwego kleju przylepcowego składającego się z kompozycji elastomer/żywica nadająca kleistość. Topliwy klej przylepcowy składa się z kompozycji:

do 80% termoplastycznego elastomeru;

do 60% żywicy nadającej kleistość i < 30% innych składników: oleju plastyfikującego, przeciwutleniacza, dodatków itd..

Przykładem takiego kleju topliwego jest M3062 firmy Ato Findley (wskaźnik płynięcia 5,3 g/10 minut w 190°C/2,16 kg).

Środek wiążący stosowany według wynalazku jest środkiem konwencjonalnym. Odpowiada on środkowi, jaki fachowcy z tej dziedziny rozumieją jako materiał polimerowy łączący dwie warstwy polimerów ze sobą, szczególnie gdy te polimery nie są ze sobą wzajemnie zgodne.

Jako przykłady, należy wymienić (ko)poliolefiny, ewentualnie modyfikowane pochodną nienasyconego kwasu karboksylowego (modyfikację można realizować przez kopolimeryzację, terpolimeryzację lub szczepienie). Przykłady takich środków wiążących, bez zamiaru ograniczenia, są podane w następujących opisach patentowych: EP-A-210 307, EP-A-33 220, EP-26 6994, FR-A-2 132 780, EP-A-171 777, US-P-4 758 477, US-P-4 762 890, US-P-4 966 810, US-P-4 452 942 i US-P-3 658 948.

Przykładami takich środków wiążących są:

- homopolimery etylenu lub propylenu z grupami funkcyjnymi jak wyżej;

- polietyleny metalocenowe czyste lub w postaci mieszaniny;

- kopolimery etylenu, przy czym etylen kopolimeryzowany jest z propylenem, butenem, heksenem lub oktenem, ewentualnie zmieszane z kopolimerami etylen-propylen, szczepiony bezwodnikiem maleinowym, przy czym wspomniane kopolimery etylen/alfa-olefina zawierają, na przykład, 35 do 80% wagowych etylenu, stopień szczepienia bezwodnikiem wynosi między 0,01 a 1%, na przykład, między 0,05 a 0,5% wagowego w stosunku do całkowitej masy polimeru;

- kopolimery etylen/octan winylu (E/VAC), które mogą być maleinizowane lub nie (bezwodnik maleinowy może być szczepiony lub terpolimeryzowany), zawierające w szczególności do 40% waPL 207 137 B1 gowych octanu winylu i ewentualnie od 0,01 do 1% wagowego szczepionego bezwodnika maleinowego lub od 0,1 do 10% wagowych terpolimeryzowanego bezwodnika maleinowego w stosunku do całkowitej masy polimeru, przy czym ten kopolimer jest określany jako żywica E/VAC;

- kopolimery etylen/(met)akrylan alkilu (taki jak akrylan metylu, akrylan etylu lub akrylan t-butylu)/bezwodnik maleinowy, zawierające do 40% wagowych (met)akrylanu alkilu i od 0,1 do 10% wagowych bezwodnika maleinowego w stosunku do całkowitej masy polimeru;

- powyższe polimery, w których bezwodnik zastąpiony został całkowicie lub częściowo metakrylanem glicydylowym;

- powyż sze polimery rozcień czone poliolefin ą (typu jaki wystę puje przed wprowadzeniem grup funkcyjnych), lub elastomeru, takiego jak E/P lub EPDM i

- ich mieszanin.

Korzystne środki wiążące stanowią środki oparte na E/VAC, szczególnie szczepionym bezwodnikiem maleinowym i oparte na metalocenowym PE.

Zgodnie z jedną z postaci wykonania, środek wiążący zawiera żywicę nadającą kleistość tego samego typu (która może być identyczna lub nie), jak żywica stosowana w kleju topliwym. Ilość jej może zmieniać się, na przykład, do 40% wagowych. Wariant ten jest użyteczny, gdy środek wiążący początkowo nie zawiera żywicy nadającej kleistość, ponieważ w tym przypadku dodanie środka wiążącego zmniejsza końcową zawartość żywicy nadającej kleistość w końcowym wyrobie. Żywicę nadającą kleistość dodaje się następnie do środka wiążącego, w celu uzyskania zawartości żywicy nadającej kleistość w końcowym wyrobie, która jest zasadniczo identyczna do zawartości w wyjściowym kleju topliwym.

Para klej topliwy/środek wiążący może być łatwo określona przez fachowców z tej dziedziny zgodnie z odpowiednimi zestawami. Tak więc, dla kleju topliwego opartego na kopolimerach blokowych SIS-R lub SBS-R bardzo odpowiedni jest środek wiążący oparty na E/VAC. Rzeczywiście, środki wiążące oparte na E/VAC są generalnie zgodne z większością klejów topliwych.

Zgodnie z alternatywną postacią wykonania wynalazku, inną żywicę, na przykład typu E/VAC dodaje się bezpośrednio do stopu kleju topliwego. W tym przypadku można uważać, że główny polimer kleju topliwego zawiera nieelastomerowy polimer i elastomerowy polimer (wynalazek obejmuje więc klej topliwy z dwóch polimerów opartych na polimerach elastomerowych i nieelastomerowych). Na przykład, klej topliwy z dwóch polimerów według wynalazku obejmuje przynajmniej jeden nieelastomerowy polimer, wybrany spośród E/VAC, PE, PP i E/EA i przynajmniej jeden elastomerowy polimer wybrany spośród termoplastycznych elastomerów lub kauczuków typu kopolimerów blokowych styrenu, polimerów opartych na butadienie, takich jak NER lub kopolimerów etylen-propylen, takich jak E/P-R. Stosunek wagowy elastomeru do nieelastomeru może zmieniać się w szerokich granicach, na przykład od 100/0 (0 jest wykluczone) do 50/50, korzystnie 95/5 do 80/20. Jeśli do kleju topliwego dodaje się żywicę nieelastomerową, powyższe proporcje są przeliczane ponownie, w celu uwzględnienia wszystkich dodanych żywic.

Szczególnie w przypadku żywic E/VAC jest także możliwe modyfikowanie w pewien sposób natury elastomerowej wspomnianej żywicy przez zmianę zawartości octanu winylu.

Kompozycja klej topliwy/środek wiążący ma, na przykład, lepkość między 500 000 cPs a 1 000 000 cPs w 150°C.

Warunki przeróbki kompozycji są konwencjonalne; odpowiadają one albo mieszaniu w stopie lub w postaci granulatu, przy czym mieszanie zachodzi w wytłaczarce.

W ukł adach wedł ug wynalazku, ś rodkiem wiążącym jest przeważ nie E/VAC, ewentualnie szczepiony bezwodnikiem maleinowym, lub metalocenowy PE;

- wielowarstwowy układ zawierający:

(a) warstwę polietylenu;

(b) warstwę środka wiążącego, przy czym środek wiążący oparty jest korzystnie na E/VAC i/lub metalocenowym PE;

(c) warstwę kompozycji według wynalazku (dwu polimerowy klej topliwy oparty na polimerach elastomerowym i nieelastomerowym);

(d) warstwę środka wiążącego, przy czym środek wiążący oparty jest korzystnie na E/VAC i/lub metalocenowym PE; i (e) warstwę polimeru, korzystnie PE.

Polimer E/VAC może być także szczepiony bezwodnikiem maleinowym.

PL 207 137 B1

Układy według wynalazku można wytwarzać za pomocą konwencjonalnych technologii, wieloma sposobami. Sposoby te obejmują (współ)wytłaczanie z odlewaniem płaskich wyrobów, (współ)wytłaczanie z rozdmuchiwaniem itd.

Należy zauważyć, że te układy według wynalazku można stosować w dowolnym opakowaniu do ponownego zamykania według znanego stanu techniki. Tak więc jest możliwe zastosowanie tych układów jako integralnej części pojemnika lub pokrywki, lub w postaci folii, która może być spawana/zgrzewana z drugą folią w przypadku wytwarzania worków, jako całość lub część opakowania, takiego jak worek, opakowania doypack, produktów opakowaniowych FFH lub FFV, pokrywek, tacek poddawanych kształtowaniu termicznemu lub nie. Tak więc układy według wynalazku mogą odnosić się szczególnie do opakowań będących przedmiotem następujących opisów patentowych: WO-A9719867; US-A-4 673 601; Fr-A-2- 669 607; EP-A-0 661 154; WO-A-9308982; US-P-5 061 532; USA-3 335 939; US-A-5 089 320; US-A-4 913 307; US-A-5 382 472; US-A-5 145 737; GB-A-1 536 428; GB-A-1 461 698; US-A-4 280 653; US-A-4 381 848; US-A-4 438 850; EP-A-0 554 152; US-A-4 693 390; US-A-4 801 041; US-A-4 858 780; US-A-3 946 872; US-A-5 686 127; US-A-5 316 603; US-A-5 178 293; US-P-3 454 210; WO-A-9640504; GB-A-2 319 746; WO-A-9 640 504; EP-A-0 403 393; EP-A-0 306 982; US-A-5 747 127 i EP-A-1 006 056.

Tak więc wynalazek ma szczególnie (lecz nie ograniczająco) zastosowanie do opakowań wyposażonych w otwarcia, mających arkusze zespawane wzdłuż krawędzi otworu, przy czym te arkusze składają się z przynajmniej trzech warstw, mianowicie nałożonej warstwy do zgrzewania, zgrzewanej wzdłuż szwu do krawędzi otworu, warstwy zewnętrznej tworzącej warstwę barierową i międzywarstwy klejowej wykonanej z kompozycji według wynalazku, przy czym szew zgrzewany warstwy zgrzewanej wzdłuż krawędzi otworu ma wytrzymałość na rozrywanie większą niż siła adhezji między warstwą zgrzewaną a warstwą kleju w taki sposób, aby podczas operacji pierwszego otwarcia otworu szew zgrzewany pozostał na miejscu wzdłuż krawędzi otworu i oddzielił się od reszty warstwy zgrzewanej i od warstwy klejowej, która w ten sposób zostaje odsłonięta w pewnych obszarach i umoż liwia, przez ponowne nałożenie szwu ponowne zamknięcie pojemnika (klej może pozostawać tylko na jednej powierzchni, lecz korzystnie pozostaje na obu powierzchniach, w wyniku pękania kohezyjnego).

Układ według wynalazku można stosować także do opakowań doypack (stojące woreczki, na przykład, pojemniki ekologiczne do ponownego napełniania dla detergentów) w celu łatwiejszego ich otwierania i ponownego zamykania. Unika się dzięki temu dodawania pasków ZIP® (błyskawicznych), które są drogie i trudne do nakładania podczas wytwarzania pojemników (ryzyko wycieków). Układy te można wykorzystywać także do nakładania na garnuszki i tacki formowane wtryskowo. Mogą być one także wykorzystywane jako środek do zgrzewania w strukturach przeznaczonych do pakowania w maszynach poziomych typu FFH (na przykł ad dla chleba, pł atków sera o długim okresie przechowywania).

Tak więc wynalazek umożliwia wytworzenie opakowania do ponownego zamykania, zawierającego układ według wynalazku. Trzy warianty takich opakowań opisano wyżej.

Jeśli to konieczne, można zastosować warstwę kleju, na przykład, poliuretanu, na przykład, między warstwą podłoża/warstwą łączącą, drugą warstwą nośnika/drugą warstwą do zgrzewania itd.

Struktury te są wykorzystywane w szczególności w dolnej tacce opakowania; według tej postaci wykonania połączone są one korzystnie z podłożem, takim jak PET lub PVC,

Ta folia podłożowa nadaje mechaniczne własności i własności barierowe dla gazów, pary wodnej i substancji zapachowych. Jako folie tworzącą podłoże możliwe jest zastosowanie poliolefin (odlewany PP, orientowany PP, PE), poliamidów (odlewany PA, kopoliamidy, orientowany jednoosiowo lub dwuosiowo PA), polimerów styrenowych (przezroczysty PS, udarowy PS, orientowany PS), PCW, powlekanych lub nie powlekanych papierów, poliestrów (odlewany PET, orientowany PET, krystalizowany PET, G-PET), aluminium, folii powlekanych (powlekane PVDC, PVA itd.) oraz folii metalizowanych próżniowo (opartych na aluminium, tlenku glinu, SiOx), itd.).

Układ według wynalazku jest korzystnie połączony z podłożem. Według tej postaci wykonania, układ ten wytwarzany jest korzystnie przez współwytłaczanie, a następnie nakładany na nośnik za pomocą różnych sposobów. Układ ten może być nakładany na nośnik przez laminowanie, przez laminowanie przez wytłaczanie, przez kalandrowanie na gorąco lub przez powlekanie przez wytłaczanie, zależnie od przypadku; warstwa łącząca zawiera dodatkową warstwę wiążącą.

W pierwszym z tych dwóch sposobów jak wyż ej, warstwa wiążąca zawarta jest między układem według wynalazku a podłożem i wiąże je razem.

PL 207 137 B1

W przypadku laminowania, wytwarza się układ a następnie wiąże się go z podłożem, na przykład na zimno (to znaczy w temperaturze poniżej temperatury mięknienia omawianej folii). Warstwa wiążąca może stanowić klej, szczególnie klej poliuretanowy, w szczególności typu polieterowego lub poliestrowego, który może być lub nie być rozcieńczony rozpuszczalnikiem. Zalecana jest obróbka wyładowaniami koronowymi warstwy łączącej.

W przypadku laminowania przez wytłaczanie, układ wytwarza się szczególnie przez współwytłaczanie a następnie łączy się go z podłożem (korzystnie na zimno), przy czym między układem a podłożem umieszcza się warstwę wiążącą, korzystnie przez wytłaczanie. Ta warstwa wiążąca może być współwytłaczanym środkiem wiążącym jaki opisano wyżej. Ten środek wiążący ma korzystnie temperaturę mięknienia niższą niż warstwa podłoża. Laminowanie przez wytłaczanie jest podobne do laminowania, a różnicę stanowi środek wiążący zamiast warstwy kleju. Możliwe jest także przeprowadzenie obróbki wyładowaniami koronowymi warstwy łączącej, lecz jest to obróbka do wyboru.

W przypadku kalandrowania na gorą co, ukł ad wytwarza się , szczególnie przez współ wytł aczanie a następnie nakłada się go bezpośrednio na podłoże za pomocą kalandrów, które ogrzewają wytworzoną wcześniej folię. Ponieważ warstwy stykające się są gorące, pomiędzy nimi występuje adhezja. W tym przypadku nie jest konieczne, aby występowała między nimi dodatkowa warstwa wiążąca (chociaż jest to możliwe) a warstwa łącząca jest wystarczająca do związania tych warstw ze sobą. Ta warstwa łącząca może być, na przykład, warstwą E/VAC o dużej zawartości octanu winylu - VA. Nie jest potrzebna obróbka wyładowaniami koronowymi, może być ona rzeczywiście niewskazana.

W przypadku powlekania przez wytłaczanie, jeszcze gorący współwytłaczany układ (ewentualnie z dodatkową warstwą środka wiążącego) nakłada się, jeszcze gorący, bezpośrednio na podłoże (na przykład folię PET).

Warstwa łącząca układu jest korzystnie obrabiana wyładowaniami koronowymi, szczególnie po to, żeby uzyskać napięcie powierzchniowe 38 do 44 dyn (tzn. 38 do 44 mN/m).

Dla złożenia utworzonego z wszystkich warstw struktury jest korzystne, aby warstwa wiążąca i warstwa podłoża nie były współwytłaczane razem, inaczej niż w znanym stanie techniki.

Gdy układ połączy się z podłożem, kombinację poddaje się korzystnie kształtowaniu termicznemu.

Końcowe opakowanie otrzymuje się przez zgrzewanie pojemnika (tacki) z pokrywką lub przez zgrzewanie folii ze sobą, w przypadku worków.

Opakowanie to zawiera pojemnik (A) i pokrywkę (B). Pojemnik (A) zawiera warstwę podłoża (1), warstwę łączącą (2) (i generalnie warstwę kleju między tymi dwoma warstwami), warstwę wiążącą opartą na kompozycji według wynalazku (3) i rozdzieralną warstwę do zgrzewania (4). Jeśli to potrzebne pojemnik może zawierać także warstwę wiążącą (7) między warstwą podłoża (1) i warstwą łączącą (2). Dolna część tego pojemnika (A) jest układem według wynalazku, który obejmuje warstwy (2), (3) i (4). Pokrywka (B) obejmuje warstwę podłoża (6) i warstwę do zgrzewania (5). Rozdzieralna warstwa do zgrzewania (4) i warstwa do zgrzewania (5) stykają się ze sobą. Jeśli to potrzebne pokrywka (B) może zawierać także warstwę wiążącą (8) między warstwami (5) i (6). Pokrywkę (B) zgrzewa się z pojemnikiem (A), na przykład, przez tłoczenie, za pomocą prętów, z których tylko jeden jest korzystnie ogrzewany i umieszczony od strony pokrywki. W strefie zgrzewu, mianowicie szwu (D), pojemnik i pokrywka ulegają deformacji. Ta deformacja odznacza się zmniejszeniem i/lub modyfikacją grubości ze względu na mięknienie i/lub topienie pewnych warstw, co prowadzi do płynięcia ich składników wzdłuż krawędzi zgrzewanego szwu. Strefa zgrzewu (szew (D)), definiuje strefę osłabienia. Warstwa podłoża (6) pokrywki (B) jest generalnie niewiele osłabiona przez zgrzewanie, ponieważ składniki tej warstwy podłożowej mają temperaturę mięknienia generalnie znacznie powyżej temperatury mięknienia warstwy do zgrzewania (5). To samo odnosi się generalnie do warstwy wiążącej (8) pokrywki. Powyższe uwagi dotyczą generalnie w ten sam sposób warstwy podłoża (1) i warstwy wiążącej (7) pojemnika (A), które dodatkowo znajdują się dalej od źródła ciepła, w przypadku korzystnym, w którym stosuje się tylko jeden pr ęt grzejny od strony stykającej się z pokrywką.

Warunki zgrzewania (czas, temperatura, ciśnienie) są konwencjonalnie dopasowywane tak, żeby zachodziła deformacja rozdzieralnej warstwy do zgrzewania (4) i warstwy do zgrzewania (5). Ponieważ warstwa (3) oparta na kompozycji według wynalazku jest generalnie miękka z natury i generalnie przedstawia sobą znaczną grubość w układzie, generalnie nie występuje mięknienie czy płynięcie na wskroś całej grubości. Ponieważ warstwa oparta na kompozycji według wynalazku przeciwstawia się zasadniczo całej deformacji, warstwa łącząca (2) nie będzie zasadniczo ulegała deformacji a zatem nie ulega os ł abieniu. Osł abienie w szwie zgrzewają cym jest zatem wywoł ywane gł ównie

PL 207 137 B1 w rozrywalnej warstwie do zgrzewania (4) i możliwie częściowo w warstwie (3) opartej na kompozycji według wynalazku. Warstwa do zgrzewania (5) nie jest osłabiona i jej wytrzymałość na rozrywanie jest większa niż warstwy (4) i większa niż wytrzymałość kohezyjna warstwy (3) opartej na kompozycji według wynalazku. Podczas otwierania opakowania naprężenie rozprzestrzenia się i powoduje osłabienie warstw do zniszczenia ich, mianowicie rozrywalnej warstwy do zgrzewania (4) i części grubości warstwy opartej na kompozycji według wynalazku.

Rozrywanie zachodzi z każdej strony zgrzewanego szwu (D) (obszar tłoczony), co wywiera wpływ na odłączanie paska składającego się z rozdzieranej rozdzieralnej warstwy do zgrzewania (9) i części (10) warstwy (3) opartej na kompozycji wed ług wynalazku, która pozostaje zgrzana z warstwą do zgrzewania z pokrywki (B). Część warstwy (3) opartej na kompozycji według wynalazku, która zapewnia ponowne zamykanie znajduje się na każdej ze stron wewnętrznych pojemnika (A) i pokrywki (B) opakowania. W celu ponownego zamknięcia opakowania, wszystko co jest wymagane, to nałożenie wzajemnie na siebie dwóch obszarów odpowiadających rozerwaniu i wywarcie ciśnienia. Moc ponownego zamknięcia (ponowne związanie kleju do tego samego kleju) jest proporcjonalna do ciśnienia wywieranego dla ponownego zamknięcia. Ogólnie, rozerwanie w warstwie kleju opartym na kompozycji według wynalazku prowadzi do niewielkiego zbielenia tego kleju, ponieważ ze względu na nieregularność powierzchni pęknięcia, powoduje opalizację. Ponowne zamknięcie uzyskuje następnie maksymalną wytrzymałość, gdy wywierane ciśnienie sprawia, że obszar rozdarcia staje się ponownie przezroczysty. Dzieje się tak dlatego, że w tym przypadku ciągłość warstwy klejowej jest odtworzona ponownie i ta warstwa klejowa nie wykazuje już powierzchniowej opalescencji. Ponowne operacje otwarcia i zamknięcia są identyczne jak operacje opisane wyżej.

W wynalazku, jeś li to potrzebne, wszystkie warstwy mogą zawierać podwarstwy. Tak więc warstwa podłoża może obejmować dwie warstwy PET, między którymi jest umieszczona warstwa tuszu drukarskiego i warstwa wiążąca. Dodatkowo, warstwa łącząca może zawierać warstwę, na przykład E/VAC o większej zawartości VA i warstwę PE (od strony kleju); te dodatkowe warstwy mogą działać jak warstwy wzmacniające.

Następujące przykłady ilustrują wynalazek bez ograniczania go. Stosunki i proporcje podane są wagowo.

P r z y k ł a d y

W przykładach stosowano następujące składniki:

PE1: PE-MD zawierający dodatek poślizgowy i przeciwzakleszczający (5% wagowych);

PE2: PE-LD zawierający dodatek poślizgowy i przeciwzakleszczający (4% wagowe);

L1: środek wiążący oparty na E/VAC szczepionym bezwodnikiem maleinowym (OREK AC® z firmy Atofina)

L2: środek wiążący oparty na E/VAC (BYNEL® 11E554 z firmy Du-Pont) i

HM: klej topliwy M3062 (z firmy Ato Findley).

P r z y k ł a d y 1 i 2 (przykłady porównawcze) i przykłady 3 i 4 (według wynalazku)

Wytworzono następujące układy wielowarstwowe:

Przykład		Warstwa PE Nr 1	Warstwa wiążąca Nr 1	Klej	Warstwa wiążąca Nr 2	Warstwa Nr 2
1	Kompozycja	PE1	L1	HM (100%)	L1	PE2
	Grubość (μιτι)	16	4	20	4	16
2	Kompozycja	PE1	L2	HM (100%)	L2	PE2
	Grubość (μτ)	16	4	20	4	16
3	Kompozycja	PE1	L2	HM/L2 (80/20)	L2	PE2
	Grubość (μτ)	16	4	20	4	16
4	Kompozycja	PE1	L2	HM/L2 (80/20)	L2	PE2
	Grubość (μιΓ	15	5	10	5	15

PL 207 137 B1

Warunki wytłaczania na wytłaczarce do rur były następujące:

- PE1: 175-185°C;

- L1 lub L2: 165-175°C;

- PE2: 165-175°C;

- klej: 135-145°C;

- gł owica i dysza: 160-175°C.

Otrzymany układ wielowarstwowy był następnie łączony (warstwa PE1 nadaje się do łączenia była ona obrabiana wyładowaniami kornowymi) z warstwą arkusza PCW o grubości 400 μm za pomocą dwuskładnikowego kleju rozpuszczalnikowego o grubości 3 μm. Końcowa struktura była poddawana kształtowaniu termicznemu w odpowiednim urządzeniu w następujących warunkach:

- ogrzewanie wstępne do 90-120°C;

- temperatura zgrzewania:160 ± 5°C;

- czas zgrzewania: 2 ± 0.5 sekundy;

- ciśnienie zgrzewania 5 ± 0.5 bara.

Natychmiast po zgrzaniu tacek badano je pod kątem siły otwierania i siły ponownego zamykania (z szybkością ciągnięcia 200 mm/minutę). Oceniano także typ rozrywania kleju (w celu określenia czy występowała delaminacja czy rozerwanie kohezyjne).

Wyniki zostały zestawione w następującej tabeli.

Przykład	Siła otwarcia (g/10 mm)	Typ rozdzierania	Siła ponownego zamykania (g/10 mm)
	początek	rozprzestrzenianie		po 1 zamknięciu ponownym	po 3 ponownych zamknięciach
1	1600	1500	delaminacja	0	0
2	1730	1280	delaminacja	200-250	150
3	2260	1780	kohezyjne	300-350	150-200
4	2800	1600	kohezyjne	800-1600	400-600

W przypadku przykładów 112 występowała delaminacja, podczas gdy w przykładach 3 i 4 według wynalazku występowało zniszczenie kohezyjne w warstwie kleju topliwego. W tym ostatnim przypadku zniszczenie odznaczało się obecnością kleju topliwego na obu powierzchniach obszaru otwarcia. To ostatnie charakteryzowało się kleistym wrażeniem na obu powierzchniach.

P r z y k ł a d 1 (przykład porównawczy) i przykłady 5 i 6 (według wynalazku)

Wytworzono następujące układy wielowarstwowe:

Przykład		Warstwa PE Nr 1	Warstwa wiążąca Nr 1	Klej	Warstwa wiążąca Nr 2	Warstwa Nr 2
1	Kompozycja	PE1	L1	HM (100%)	L1	PE2
	Grubość (μιτι)	16	4	20	4	16
5	Kompozycja	PE1	L1	HM/L1 80/20	L1	PE2
	Grubość (μιτι)	16	4	20	4	16
6	Kompozycja	PE1	L1/HM (80/20)	HM (100%)	L1/HM (80/20)	PE2
	Grubość (μιτι)	16	4	20	4	16

Warunki wytłaczania były podobne do warunków opisanych w przykładzie 1 Otrzymany wielowarstwowy układ łączono w ten sam sposób jak w przykładzie 1.

Po zgrzaniu tacek były one poddawane badaniu w tych samych warunkach jak w przykładzie 1.

Wyniki zostały zestawione w tabeli 1 poniżej.

PL 207 137 B1

Przykład	Siła otwarcia (g/10 mm)	Typ rozdzierania	Siła ponownego zamykania (g/10 mm)
	początek	rozprzestrzenianie		po 1 zamknięciu ponownym	po 3 ponownych zamknięciach
1	1600	1500	delaminacja	0	0
5	1710	1500	kohezyjne	720	780-1120
6	1710	1400	kohezyjne	950	300-1100

W przypadku przykł adów 5 i 6 wystę pował o zniszczenie w obrę bie kleju topliwego podobnie jak poprzednio w przypadku przykładów 3 i 4. W tym ostatnim przypadku zniszczenie odznaczało się obecnością kleju topliwego na obu powierzchniach obszaru otwarcia. To ostatnie charakteryzowało się kleistym wrażeniem na obu powierzchniach.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Wielowarstwowy układ, znamienny tym, że zawiera:

(a) warstwę polietylenu;

(b) warstwę środka wiążącego;

(c) warstwę kompozycji klej topliwy/środek wiążący;

(d) warstwę środka wiążącego;

(e) warstwę polimeru;

przy czym jest możliwe, aby środki wiążące z warstw (b) i (d) i zawarty w kompozycji (c) były identyczne lub różne; i kompozycja klej topliwy/środek wiążący zawiera przynajmniej jeden klej topliwy i przynajmniej jeden polimerowy środek wiążący, zaś klej topliwy zawiera w % wagowych w stosunku do masy kleju topliwego:

(i) 40 do 80% termoplastycznego elastomeru;

(ii) 20 do 60% żywicy nadającej kleistość;

(iii) do 30% dodatków.
2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że kompozycja klej topliwy/środek wiążący zawiera wagowo 20 do 99% kleju topliwego i 80 do 1% środka wiążącego.
3. Układ według zastrz. 2, znamienny tym, że kompozycja klej topliwy/środek wiążący zawiera wagowo 60 do 90% kleju topliwego i 40 do 10% środka wiążącego.
4. Ukł ad wedł ug zastrz. 1, znamienny tym, ż e kompozycja klej topliwy/ś rodek wiążący zawiera wagowo 20 do 99% środka wiążącego i 80 do 1% kleju topliwego.
5. Ukł ad wedł ug zastrz. 4, znamienny tym, ż e kompozycja klej topliwy/ś rodek wiążący zawiera wagowo 60 do 90% środka wiążącego i 40 do 10% kleju topliwego.
6. Układ według zastrz. 1 albo 2 albo 3 albo 4 albo 5, znamienny tym, ż e w kompozycji klej topliwy/środek wiążący środkiem wiążącym jest środek oparty na żywicy E/VAC, ewentualnie szczepionej bezwodnikiem maleinowym.
7. Układ według zastrz. 1 albo 2 albo 3 albo 4 albo 5, znamienny tym, ż e w kompozycji klej topliwy/środek wiążący środkiem wiążącym jest środek oparty na metalocenowym PE.
8. Ukł ad wedł ug zastrz. 1 albo 2 albo 3 albo 4 albo 5, znamienny tym, ż e ś rodek wiążący zawiera środek nadający kleistość.
9. Ukł ad wedł ug zastrz. 1 albo 2 albo 3 albo 4 albo 5, znamienny tym, ż e klej topliwy zawiera przynajmniej jeden nie elastomerowy polimer i przynajmniej jeden elastomerowy polimer.
10. Układ według zastrz. 9, znamienny tym, że nie elastomerowy polimer wybrany jest spośród E/VAC, PE, PP i E/EA i/lub elastomerowy polimer wybrany jest spośród termoplastycznych elastomerów lub kauczuków typu blokowych kopolimerów styrenu, polimerów opartych na butadienie i kopolimerów etylen-propylen.