RO104653B1

RO104653B1 - Packaging flexible material

Info

Publication number: RO104653B1
Application number: RO14102089A
Authority: RO
Inventors: Rosen Ake
Original assignee: Tetra Pak Holdings Sa
Priority date: 1988-08-01
Filing date: 1989-07-28
Publication date: 1993-04-25
Also published as: AU3914689A; US5143764A; YU150989A; PT91340B; CN1018259B; RU1804430C; HUT54564A; PL160551B1; AR240690A1; DE68921678T2; SK278374B6; CZ283265B6; EP0353496A1; ATE119830T1; HU210360B; CN1039771A; UA13452A; JP2848635B2; BR8903823A; CS458989A3

Description

Invenția se referă la un material flexibil, pliant sub formă de folie sau țesătură pentru realizarea de conteinere etanșe față de lichide, avînd o bună stabilitate dimensională.' Acest material cuprinde unul sau mai multe straturi de bază extrudate, laminate unul față de altul, din termoplastice umplute cu minerale conținînd între 50 și 80% în greutate față de totalul amestecului de umplutură minerală sub formă de particule din substanță anorganică.

în tehnologia de împachetare, o lungă perioadă de timp s-au folosit elemente avînd caracter ' ireversibil, confecționate dintr-un material cuprinzînd un., strat de bază din hîrtie sau carton cu acoperiri exterioare și interioare. din_ termoplastice. Materialul acestor elemente, așa-numite ireversibile, mai este adesea prevăzut cu straturi din alt material, cum ar fi acoperiri din folii de aluminiu sau plastice, altele decît cele mai sus menționate.

Compoziția materialului de împachetare rezultă din dorința de a crea cea mai bună protecție posibilă pentru produsul de împachetat și de a conferi, în același timp, pachetului rezistența mecanică și durabilitatea necesară rezistării la eforturile exterioare la care este supus în timpul manipulării. Pentru realizarea rigidității mecanice care pe de o parte, conferă protecție mecanică produsului și, pe de altă parte face posibil ca pachetul să fie rigid dimensional pentru a permite mani-, pularea și apucarea manuală fără dificultate, în aceste pachete materialul este, în mod frecvent, prevăzut cu un strat de bază relativ gros de hîrtie sau carton. Astfel de material nu posedă totuși proprietăți de impermeabilitate față de lichide sau gaze, iar rigiditatea materialului se pierde repede cînd este expus umezelii. Pentru ă conferi impermeabilitatea necesară față de lichide, stratul de bază este prevăzut, în mod frecvent, pe ambele părți cu o acoperire din material plastic, iar dacă acest plastic este un termoplastic acoperirea poarte fi, de asemenea, utilizată pentru etanșarea acoperirilor plastice una față de alta prin așa-zisa izolare termică. în acest mod, pachetele pot fi etanșate avînd o formă care să dureze permanent prin izolare la cald împreună cu o,' acoperire cu termoplastice suprapunînd bucățile de material în îmbinări, izolante, impermeabile la'lichide și durabile mecanic. .

Pachetele ireversibile de tipul menționat aici sînt confecționate în cele mai multe ^:cazuri cu ajutorul mașinilor de împachetat, care fie din pînză, fie din foi prefabricate dintr-o formă materială de împachetare, umplu și izolează pachetele finisate la o rată înaltă de producție. Pachetele sînt confecționate, de exemplu, dintr-o țesătură prin îmbinarea marginilor longitudinale ale acesteia prin suprapunere, astfel încît să se formeze un tub care este ulterior umplut cu conținutul respectiv și prin aplatizări și izolări ale tubului la unghiuri drepte față de axa sa longitudinală acesta este divizat în pachete închise. în final, unitățile de împachetare sînt divizate una față de alta prin tăieri în zonele transversale de izolare, dîndu-li-se forma geometrică dorită, de obicei paralelipipedică, prin îndoiri și izolări. în timpul confecționării pachetelor în modul descris mai sus, materialul laminat este supus la eforturi care devin deosebit de mari la îndoirea materialului datorită grosimii relativ mari a materialului stratului de bază, o îndoire implicînd un efort puternic de întindere într-o acoperire din plastic, concomitent cu o comprimare a celeilalte acoperiri plastice într-un gard corespunzător de-a lungul liniei de îndoire. Ca urmare a flexibilității mari a acoperirilor plastice, o astfel de îndoire a materialului conduce rareori la ruperi sau alte stricăciuni care determină scurgeri prin îmbrăcămintea plastică alungită prin întindere; problema este agravată însă dacă materialul cuprinde și o folie din aluminiu-care, în comparație cu acoperirile plastice, are un grad de alungire mai mic și ca urmare tinde să se crape atunci cînd materialul este îndoit.

Dacă o singură îndoire la 180° a materialului nu are în mod normal consecințe serioase, acestea apar atunci cînd materialul urmează a fi îndoit după două linii încrucișate de încrețire. Acesta este, în special, cazul zonelor de izolare exterioară care se creează întotdeauna la acest tip de pachete indiferent dacă ele sînt confecționate dintr-o țesătură sau din foi prefabricate. Izolările se realizează, în general, prin încălzirea pînă la topire a plasticului amplasat spre interiorul pachetului, de-a lungul zonelor de margine care urmează să fie etanșate una fața de alta, după care acoperirile plastice încălzite se presează una peste alta pentru a forma o aripioară izolantă menținută la locul său prin · fuziunea superficială pe exteriorul pachetului. O astfel de aripioară cuprinde straturi duble din material și pentru a se asigura că aceasta nu formează un obstacol, aripioara este îndoită în jos pentru a se așeza pe materialul pachetului, ceea ce înseamnă că unul din straturile de materiale ale aripioarei de izolare se îndoaie cu 180° și că peretele pachetului în zona aripioarei îndoite în jos cuprinde trei straturi de material, adică are o grosime întreită de material. Astfel de aripioare de izolare se extind adesea de-a lungul uneia sau mai multor fețe laterale ale pachetului și din moment ce aceste fețe laterale în cadrul, de exemplu, unor pachete paralelipipedice sînt supuse la îndoiri de 180° de-a lungul liniei de îndoire la unghiuri drepte față de aripioara de izolare, grosimea materialului în anumite zone ale pachetului va deveni de 6 ori mai mare decît grosimea laminatului. La această îndoire de 180°, transversal față de regiunea' de izolare, straturile de material amplasate cel mai spre exterior, vor fi supuse la eforturi de întindere foarte puternice care sînt însoțite de alungiri și riscuri crescute de fisuri ale materialului. Aceste eforturi de întindere sînt așa de mari, în mod frecvent, încît fisurile se produc nu numai în folia de aluminiu inclusă în material, dar și în acoperirile termoplastice cu riscurile aferente ale scurgerii conținutului pachetelor, care pot fi ușor absorbite și urmînd adesea diminuări ale rigidității stratului de bază al materialului.

Datorită faptului că materialele de împachetare convențională, pe bază de hîrtie sau carton sînt asociate cu dezavantaje serioase care apar îndeosebi în cazul folosirii unui strat fibros în materialele care trebuie să fie relativ groase pentru a. conferi rigiditate mecanică, o lungă perioadă de timp s-a căutat găsirea unui nou material de împachetare total lipsit de elemente fibroase pentru confecționarea de conteiftere impermeabile la lichide cu rigiditate·dimensională bună.

Scopul invenției este de a realiza un material de împachetare impermeabil, cu bună stabilitate care, cu ajutorul unei mașini modeme și de mare capacitate să poată fi ușor transformat în conteinere de , împachetare impermeabile față de lichide, rigide dimensional, fără riscul fisurării atunci cînd este îndoit în timpul procesului de confecționare a conteinerelor respective.

Materialul, conform invenției, înlătură dezavantajele soluțiilor cunoscute prin aceea că, în scopul realizării unor conteinere de împachetare impermeabile față de lichide, rigide dimensional, fără riscul fisurării în timpul procesului de confecționare, este alcătuit din unul sau mai multe straturi de bază, laminate unul față de altul din termoplastice alese dintre polimerii pe bază de polipropilenă cu un indice de topire cuprins între 0,5 și 5, conform ASTM (2,16 kg, 230°C), cuprinzînd între 50 și 80% în greutatea totală a amestecului, o umplutură minerală sub formă de particule și prevăzut cu o configurație de linii de pliere formate prin deformare plastică în timpul sau imediat după extruderea straturilor respective.

Se dau, în continuare, trei exemple de realizare a invenției în legătură și cu fig. 1...6, care reprezintă:

- fig. 1, material de împachetare sub forma de țesătură, conform variantei I-a de realizare a invenției;

- fig. 2, o secțiune mult mărită a materialului din fig. 1 după planul II-II;

- fig. 3, schemă a unui aranjament pentru confecționarea materialului de împachetare, varianta I-a;

- fig. 4, o parte, corespunzînd unei lungimi întregi de pachet, dintr-un material de împachetat sub formă de țesătură, conform cu o a doua variantă de realizare a prezentei invenții;

- fig. 5a, o secțiune puternic mărită a materialului din fig. 4, de-a lungul planului V-V;

- fig. 5b, secțiune transversală printr-un material de împachetare, conform unei a IlI-a variante de realizare a invenției;

- fig. 6, schemă a unui aranjament pentru fabricarea materialului de împachetat în varianta a Il-a.

Fig. 1 ilustrează, așadar, o parte care corespunde unei lungimi totale de pachet L, dintr-un material sub formă de țesătură, conform invenției, desemnat cu reperul generic 1. Din țesătura 1 sînt fabricate conteinere de împachetare, așa cum s-a mențonat anterior prin aceea că ambele zone de margine longitudinale 2 ale țesăturii 1 sînt îmbinate una de alta într-o îmbinare prin suprapunere, astfel încît să se formeze un tub care ulterior se umple cu conținutul respectiv. Tubul umplut este apoi divizat în. unități de conteiner individuale prin aplatizare repetată și izolare a tubului de-a lungul zonelor transversale înguste de izolare 3 la unghiuri drepte față de axa longitudinală a tubului. în ‘final, unitățile de conteiner sînt separate una de alta prin tăieturi în zonele de izolare transversale 3, dîndu-li-se forma dorită, spre exemplu paralelipipedică, printr-o operație ulterioară de formare și izolare.

Materialul, conform acestei variante de realizare a invenției, așa cum rezultă din fig. 2 cuprinde un strat de bază 4 din polimer pe bază de propilenă umplut cu mineral, avînd un indice de topire cuprins între 0,5 și 5, conform ASTM (2,16 kg, 230°C). Cantitatea de umplutură în polimer poate varia între 50 și 80% din greutatea totală a amestecului, dar, de preferință, este cuprinsă între 65 și 75% în greutate, valoare care s-a dovedit a conferi proprietăți optime materialului, din punctul de vedere al rigidității și al mo10 dului de elasticitate.

Polimerul pe .bază de propilenă poate fi un polimer pe bază de polipropilenă cu un indice de topire sub 1, conform ASTM (2,16 kg, 230°C) dar, de preferință, polimerul pe bază de propilenă este ales dintre copolimeri de propilenă - etilena cu un indice de topire cuprins în domeniul mai sus amintit de 0,5...5, deoarece ei sînt destinați a rezista operațiilor de îndoire fără fisurare chiar la temperaturi joase care există în timpul prelucrării materialului de împachetat pentru a reliza conteinerul și al umplerii conteinerului de împachetare pliat cu hrană lichidă, cum este laptele.

Alegerea materialului de umplutură nu este esențială, conform invenției, dar în mod practic, se poate utiliza întreaga gamă de materiale de umplutură minerale existente, de exemplu mică, talc, săruri de calciu, cum sînt sulfatul de calciu sau carbonatai de calciu etc. Un strat de bază care conține 65% în greutate carbonat de calciu sub formă de particule de dimensiuni ale granulelor sub 10μ s-a dovedit a fi, totuși, combinația de material cu performanțe practice buhe cate face posibilă confecționarea conteinerelor de împachetare impermeabile la lichide cu rigiditate dimensională bună. Grosimea materialului d a stratului de bază 4 poate varia în practică între 100 și 400μ dar de preferință este de 300μ.

Pentru a facilita transformarea țesăturii. 1 în conteinere de împachetare, stratul de bază 4 a fost prevăzut cu configurație arbitrară de linii de îndoire 5 și 6 care ușurează plierea, linii ce se extind paralel și respectiv transversal față de direcția longitudinală a țesăturii. în exemplul ilustrat, liniile de pliere 5 șj 6 s-au creat prin deformare plastică a stratului de baza 4 concomitent sau imediat după extrudarea stratului respectiv.

Materialul sub formă de țesătură 1, descris mai sus, poate fi confecționat cu ajutorul aranjamentului de tipul ilustrat schematic în fig. 3. Aranjamentul cuprinde un extruder 7 cu o duză dimensionată corespunzător 8 și două pîlnii de alimentare 9 și 10 pentru încărcarea cu material de pornire necesar extrudării și anume polimeri pe bază de propilenă granulat cu un indice de topire cuprins între 0,5 și 5, conform standardului ASTM (2,16kg, 230°), cum ar fi un homopolimer de polipropilenă sau un copolimer de propilenă-etilenă și respesctiv o umplutură minerală. Masa termoplastică, conține între 50 și 80% respectiv 65%, în greutate umplutură minerală este încălzită pînă la înmuiere sau topire incipientă (aproximativ 18O...3OO'°C) și este extrudată prin duza 8 pentru a forma un film 4' de 100...400μ, mai precis, 300μ. Filmul 4' este trecut prin ansamblul de cilindri de presiune răciți 11 și 12 care cooperează, dintre care cilindrul 11 are pe fața sa exterioară o configurație de suprafață, care fiind presată pe filmul 4' aflat în mișcare care creează o configurație complementară pe una din fețele lui prin deformare plastică pentru a produce liniile de îndoire 5 și 6.

Filmul răcit 4, prevăzut cu liniile- de pliere poate fi ulterior înfășurat pe o roată de depozitare 13.

Fig. 4 și 5a ilustrează o parte ce corespunde unei lungimi complete de pachet L a unui material de împachetare sub formă de țesătură, conform unei a doua variante de realizare a invenției, desemnat cu reperul general de referință 14. Din materialul 14 se confecționează conteinere cu umplutură, impermeabile, așa cum s-a descris mai sus prin îmbinarea prin suprapunere a zonelor longitudinale marginale 15 ale țesăturii 14 pentru a forma un tub care este umplut· ulterior cu conținutul respectiv. Tubul umplut este apoi separat în conteinere izolate prin aplatizarea și izolarea sa de-a lungul zonelor transversale de izolare 16 la unghiuri drepte față de axa longitudinală. După aceea, unităților de conteiner li se conferă forma geometrică finală, de exemplu paralelipipedică printr-o operație ulterioară de pliere și izolare.

Conform fig. 5a, materialul conform acestei variante cuprinde o bază 17 constînd din straturile de bază 17a și 17b laminate unul față de altul care sînt confecționate prin extruderea unui amestec conținînd un polimer pe bază de propilenă cu umplutură minerală avînd un indice de topire între 0,5 și 5, ASTM (2,16 kg, 230°C) și între 50 și 80%, de preferință

65...70% în greutate față de greutatea totală a amestecului, o umplutură minerală anorganică sub formă de particule. Polimerul pe bază de propilenă cu un indice de topire în domeniul menționat anterior poate fi un polimer de propilenă cu un indice de topire sub 1, conform ASTM (2,16 kg, 230°C), dar din motivele descrise anterior este, de preferință, un copolimer pe bază de propilenă - etilenă.

Umplutura folosită în polimerul pe bază de propilenă din straturile de bază 17a și 17b poate fi mică, talc săruri de calciu, cum ar fi sulfatul de calciu sau carbonatul de calciu etc. în exemplul ilustrat se presupune totuși că un strat de bază 17a, adică cel care este în fața interiorului conteinerului conține mică în timp ce stratul de bază 17b conține carbonat de calciu sub formă de particule cu o dimensiune granulară de sub 10μ. Grosimea straturilor respective de bază 17a și 17b incluse în baza 17 poate varia între 50 și 200μ dar din considerente de ordin practic, grosimea respectivă este, de preferință, de 100μ.

Fig. 5b ilustrează o secțiune transversală printr-un material de împachetare, conform unei a IlI-a variante de realizare a invenției. Conform acestei variante, materialul cuprinde o bază 18 cu o componentă exterioară formată din straturile 18a și 18b din același material ca și straturile 17a și 17b descrise mai sus, cu referire la fig. 5a, ‘ îmbinate unul de altul printr-un strat intermediar 18c dintr-un polimer pe bază de propilenă de joasă densitate sub formă de spumă avînd un indice de topire cuprins între 0,5 și 5, conform ASTM (2,16 kg, 230°C)· Grosimea totală a materialului bazei 18 poate varia, dar din considerente practice este de aproximativ 300μ, toate straturile componente avînd de preferință aceeași grosime adică 100μ.

Pentru a ușura îndoirea țesăturii 14 la ¹⁰ fabricarea conteinerelor în modul descris mai sus, aceasta așa cum rezultă din fig. 4, a fost prevăzută cu o configurație arbitrară de linii de pliere longitudinale și transversale 19 și, respectiv 20. Aceste linii (în fig. 5a sînt ilustrate numai liniile longitudinale 19) s-au format printr-o deformare plastică a unei părți sau, conform exemplului ilustrat, a ambelor părți ale bazei 17. în același mod în baza 18 din fig. 5b s-au format linii de pliere care, pentru mai multă claritate, sînt desemnate cu aceleași repere ca în fig. 5a.

Fig. 6 ilustrează schematic un aranjament pentru confecționarea- unei țesături 14, conform invenției ilustrate în fig. 4 și 5a. Aranjamentul cuprinde un coextruder, de un tip în sine cunoscut, cu o duză dimensionată corespunzător 23 cuprinzînd două deschideri sub formă de fantă prin care straturile de bază 17a și 17b incluse în material sînt coextrudate din materialul de pornire necesar. Țesătura 14 laminată din straturile de bază coextrudate este trecută sub o formă care continuă să fie moale prin spațiul dintre cei doi cilindri 21 și 22, care cooperează sub presiune la rece și care pe suprafețele lor sînt prevăzuți cu porțiuni sau matrițe sub formă de ridicături astfel dimensionate încît atunci cînd sînt presate pe țesătura 14 în mișcare produc o configurație de linii de pliere ce facilitează îndoirea, formate pe ambele părți ale țesăturii prin deformare plastică. Țesătura răcită 14 cu liniile de pliere poate fi ulterior rulată pe o rolă de depozitare, nefigurată. într-un mod similar, materialul de împachetare sub formă de țesătură, conform cu varianta ilustrată în fig. 5b poate fi realizat, extruderul în acest caz, cuprinzînd o duză cu trei deschideri sub formă de fante pentru a face posibilă o coextrudare a trei straturi 18a...18c incluse în baza 18. Materialul conform invenției, prezintă ca avantaje: crearea unei protecții pentru pro dusul ce trebuie împachetat, conferind pachetului rezistență mecanică și durabilitatea necesară la eforturile exterioare la care este supus în timpul manipulării.

Claims

Revendicări

1. Materialul flexibil pentru ambalaj, caracterizat prin aceea că, în scopul

10 realizării unor conteinere de împachetare impermeabile față de lichide, rigide dimensional, fără riscul fisurării în timpul procesului de confecționare, este alcătuit dintr-un strat de bază (4) sau din mai multe 15 straturi (17 și 18), laminate unul față de altul din polimeri pe bază de polipropilenă cu un indice de topire cuprins între 0,5 și 5, conform ASTM (2,16 kg, 230°C), avînd grosimea de 100...400μ și cuprinzînd 50...

20 ...80% în greutate față de greutatea totală a amestecului o umplutură minerală sub formă de particule și prevăzut cu o configurație de linii de pliere (5, 6, 19 și 20) formate prin deformare plastică în timpul 25 sau imediat după extruderea straturilor de bază.
2. Materialul, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că,, un strat (17) este format din două straturi de bază (17a

30 și 17b) luminate unul față de altul și conținînd, de preferință, cel dinspre interiorul conteinerului umplutură de mică, iar cel dinspre exteriorul, conteinerului sulfat de calciu sau carbonat de calciu, fiecare avînd 35 grosimea 50...200μ, preferabil 100μ.
3. Materialul, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că un strat (18) este format din două straturi de bază (18a și 18b) îmbinate cu ajutorul unui strat inter-

40 mediar (18c) din polimer pe bază de propilenă spumată cu un indice de topire de 0,5...5, conform ASTM (2,16 kg, 230°C), realizat prin coextrudarea celor trei straturi_;de bază (18a, 18b și 18c) de grosimi egale, 45 de preferință 100μ.