SE469376B - Foerpackningslaminat, innefattande ett gas- och arombarriaerskikt innehaallande kisel, jaemte saett att framstaella laminatet och av laminatet framstaellda foerpackningsbehaallare - Google Patents

Description

469 376 2 kiselbeläggningen till selekterade områden av pappers- eller kartongbanan till vilken kiselbeläggningen bindes med hjälp av ett bindemedel som samtidigt extruderas mellan de båda banorna.

Genom den svenska patentansökan nr 8900082-2 är det även känt att framställa förpackningsbehállare med goda gas- och arombarriäregenskaper från det beskrivna förpacknings- laminatet. En bana av förpackningslaminatet omformas härvid till en tub genom att banans båda längsgående kanter förenas med varandra i en längsgående överlappsskarv. Tuben fyllas med aktuellt fyllgods och avdelas till slutna, kuddliknande förpackningar genom upprepade tvärförseglingar av tuben tvärs tubens längdaxel. Förpackningarna särskiljes från varandra genom snitt eller klipp i tvärförseglingarna, varefter förpackningarna ges önskad slutform (vanligtvis parallellepipedisk) genom invikning och fastförsegling av de dubbelväggiga triangulära hörnflikarna mot en närstående förpackningssida.

Från ett förtillverkat ark av förpackningslaminatet kan likaledes framställas förpackningsbehàllare med goda gas- och arombarriäregenskaper genom att arket först formas till ett rör genom att två längsgående sidor av arket förenas med varandra i en överlappsskarv. Röret eller förpackningskapseln ges därefter en godtycklig bottenförslutning och fylles med önskat fyllgods.

Den fyllda förpackningskapseln tillslutes sedan genom vikformning och försegling av medelst biglinjer avgränsade toppförslutningsfält vid kapselns övre öppna ände.

Det ovan beskrivna kända förpackningslaminatet möjliggör framställning av förpackningsbehållare med goda gas- och arombarriäregenskaper, men kräver ett separat bindemedelsskikt för att binda gas- och arombarriärskiktet till stomskiktet, vilket inte bara komplicerar förpackningslaminatets struktur utan nödvändiggör dessutom en extra extruderingsanordning för att applicera bindemedelsskiktet mellan stomskiktet och gas- och arombarriärskiktet under förpackningslaminatets framställning.

Användningen av bindemedelsskiktet och den därmed nödvändiga extruderingsanordningen innebär följaktligen ökade materialkostnader och investeringskostnader som i sin tur fördyrar det framställda förpackningslaminatet.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är därför att ombesörja ett förpackningslaminat för framställning av förpackningsbehàllare med goda gas- och arombarriäregenskaper, utan åtföljande nackdelar av det slag som vidlàder det kända förpackningslaminatet.

Detta ändamål uppnås i enlighet med uppfinningen genom att ett förpackningslaminat av det inledningsvis beskrivna slaget givits kännetecknet att gas- och arombarriärskiktet är kovalent bundet till stomskiktet genom ett mellan stomskiktet och gas- och arombarriärskiktet anordnat polyolefinskikt.

Förutom att det framställda förpackningslaminatet enligt uppfinningen har en enklare struktur och kan framställas på ett mindre komplicerat sätt än det ovan beskrivna kända förpackningslaminatet enligt svenska patentansökan nr 8900082-2, vinnes även den fördelen att gas- och arombarriärskiktet är bundet med högre vidhäftningsstyrka till stomskiktet jämfört med motsvarande adhesivt bundna gas- och arombarriärskikt i det kända förpackningslaminatet. Genom den kovalenta bindningen mellan stomskiktet och gas- och arombarriärskiktet säkerställas att inga Si-sigment lösgöres under förpackningslaminatets konvertering genom vikformning till en förpackningsbehàllare.

Praktiska och fördelaktiga utföringsformer av förpacknings- laminatet enligt uppfinningen har vidare givits de i underkraven 2-7 angivna kännetecknen.

Ett annat ändamål med uppfinningen är att anvisa ett sätt att framställa ett förpackningslaminat av inledningsvis beskrivet slag, utan användning av ett separat bindemedel och därmed sammanhängande separat extruderingsanordning för att binda gas- och arombarriärskiktet till stomskiktet. 469 376 Detta ändamål uppnås enligt uppfinningen genom att sättet givits kännetecknen att selekterade områden på en sidan av ett ark eller en bana av polyolefin eller av polyolefinbelagt papper påföres ett skikt av en organofunktionell-siloxanpolymerlösning, att det påförda skiktet torkas, och att det torkade skiktet elektronbestrålas för att binda det torkade skiktet till stomskiktet medelst kovalenta bindningar mellan å ena sidan vinylgrupper i den organofunktionella-siloxanpolymeren och å andra sidan kolatomer i polyolefinstomskiktet respektive polyolefinbeläggningen.

Siloxanpolymerlösningen som används vid sättet enligt uppfinningen kan ha en varierande polymerkoncentration beroende på vilka krav beträffande gasbarriäregenskaper som ställes på det framställda laminatet. Goda resultat både vad gäller gasbarriär och arombarriär uppnås vid polymerkoncentrationer mellan 5 och 25 vikt%, varvid gasbarriäregenskaperna ökar vid ökande koncentrationer inom detta intervall.

Uppfinningen kommer i det följande att beskrivas närmare med hänvisning till bifogade ritningar på vilka Figur 1 enbart såsom exempel visar en del av en bana av förpackningslaminatet enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen, Figur 2a är ett tvärsnitt längs linjen IIa-IIa i figur 1, Figur 2b är ett tvärsnitt längs linjen IIb-IIb i figur 1, och Figur 3 schematiskt åskådliggör ett sätt att framställa det banformiga förpackningslaminatet i figur l. W Det banformiga förpackningslaminatet enligt uppfinningen har givits den allmänna hänvisningsbeteckningen 10 i figur 1.

Från förpackningslaminatet 10, som är av konventionell huvudtyp med vikningsunderlättande biglinjer ll, framställes förpackningsbehållare genom att laminatet först omformas till en tub genom att banans båda längsgående sidor förenas med varandra i en överlappsskarv genom värmeförsegling. Tuben fylles därefter 469 376 med önskat fyllgods och avdelas till slutna kuddliknande förpackningar genom upprepade tvärförseglingar av tuben tvärs tubens längdriktning. Förpackningarna särskiljes från varandra genom snitt eller klipp i tvärförseglingarna och ges önskad slutform, vanligtvis parallellepipedisk, genom invikning och fastförsegling av de dubbelväggiga triangulära hörnflikarna mot en närbelägen förpackningssida.

Såsom framgår av figur 2a och 2b innefattar förpacknings- laminatet 10 ett styvhetsgivande stomskikt 13 som kan bestå av papper eller kartong eller av en polyolefinplast. I det visade exemplet antas att stomskiktet 13 består av papper. På stomskiktets båda sidor finns till stomskiktet bundna skikt av polyolefin, företrädesvis polyeten, 14 och 15 av vilka polyolefinskiktet 15 är anordnat på den sida av förpacknings- laminatet som efter förpackningslaminatets konvertering är avsedd att täcka förpackningsbehàllarens utsida. På förpackningslaminatets insida finns ett såsom gas- och arom- barriär fungerande skikt av en organofunktionell-siloxanpolymer 16 som medelst kovalenta bindningar är bundet till stomskiktet 13 genom det mellanliggande polyolefinskiktet 14.

Den organofunktionella-siloxanpolymeren i gas- och arom- barriärskiktet 16 är företrädesvis en hydrolyserad vinyl-bensyl- -amin-silan vars vinylgrupper är kovanlent bundna till kolatomer i det mellanliggande polyolefinskiktet 14 på sådant sätt att inga Si-fragment lösgöres från gas- och arombarriär- skiktet 16 när förpackningslaminatet 10 konverteras genom vikformning till en förpackningsbehållare på det sätt som beskrivits ovan.

Det skall påpekas att figur 2a och 2b icke är skalenligt presenterade vad beträffar tjockleken hos respektive skikt i förpackningslaminatet, utan för tydlighets vinnande har de enskilda-skikten visats med samma eller i huvudsak samma inbördes tjocklekar. Däremot återger figur 2a och 2b korrekt den 469 376 inbördes ordningen av de enskilda skikten. Sålunda har exempelvis stomskiktet 13 en betydligt större tjocklek än övriga i laminatet ingående skikt, varvid gas- och arombarriärskiktet 16 är det i särklass tunnaste skiktet i laminatet. Stomskiktet 13 har exempelvis en tjocklek av 100-300 pm medan gas- och arom- barriärskiktet har en tjocklek av endast 1-5, företrädesvis ca 2 pm. _ För att förbättra förpackningslaminatets 10 förseglings- egenskaper är gas- och arombarriärskiktet 16 utelämnat i sådana områden utmed vilka förpackningslaminatet 10 skall förseglas under konverteringen till förpackningsbehållare. Dessa områden 17 och 18 visas snedstreckade i figur 1 och motsvarar den kantzon 17 utmed laminatets sida l2b som vid tubformningen är avsedd att vikas till överlappning med laminatets andra sida l2a till bildande av den längsgående överlappsskarven, respektive de tvärgående materialzoner 18 utmed vilka den formade tuben skall tvärförseglas och klippas eller skäras vid avdelning och särskiljning av förpackningarna.

Förpackningslaminatet 10 i figur 1 framställes enligt uppfinningen på det sätt som schematiskt åskådliggöres i figur 3. I tydliggörande syfte har samma hänvisningsbeteckningar som i figur l och 2a-2b använts för motsvarande detaljer i figur 3. En bana 10' av papper eller kartong med yttre beläggningar av polyolefin föras genom nypet mellan en roterande stödvals 19 och en matrisvals 20 som på sin yta uppbär matriser 21 i ett ytmönster motsvarande det mönster efter vilket banan 10' skall beläggas med ett skikt av organofunktionell-siloxanpolymer för framställning av det färdiga laminatet 10. De polymeröverförande matriserna 21 på valsens 20 yta mottar enligt flexo-tryckprincipen den aktuella polymerlösningen från en intill matrisvalsen anordnad rastervals 22 som i sin tur påföres polymerlösningen från en intill rastervalsen 22 anordnad doppvals 23 som roterar delvis neddoppad i ett kar 24 innehållande nämnda lösning. Vid passagen genom nypet mellan ny) 7 469 576 matrisvalsen 21 och stödvalsen 19 överföres sålunda den på matriserna 21 från rastervalsen 22 mottagna polymerlösningen till banan 10' till bildande av ett i önskat mönster avsatt skikt 16' av polymerlösning som i ett efterföljande steg torkas med hjälp av en lämplig torkanordning 25 genom eller förbi vilken banan 10' ledes. Det torkade skiktet 16" utsättes därefter för elektronbestrålning vid 26, varvid siloxanpolymeren i skiktet 16" kovalent bindes till banans 10' polyolefinbeläggning motsvarande polyolefinskiktet 14. Det färdiga laminatet 10 upplindas därefter till en förrådsrulle 27.

Praktiska försök har visat att ett förpackningslaminat med särskilt goda gas- och arombarriäregenskaper framställes på sättet enligt uppfinningen om den organofunktionella- -siloxanpolymerlösningen utgöres av en hydrolyserad vinyl-bensyl-amin-silan med beteckningen Z-6032 (Dow Corning Corporation).

Såsom framgår av beskrivningen ovan är det sålunda möjligt att framställa ett förpackningslaminat av det inledningsvis beskrivna slaget med utmärkta gas- och arombarriäregenskaper, utan användning av kemiska bindemedel av den typ som tidigare använts. Framställningen av förpackningslaminatet enligt uppfinningen är dessutom lätt att genomföra och kräver ingen komplicerad eller extra processutrustning.

Det skall slutligen påpekas att uppfinningen inte är begränsad till enbart det såsom exempel beskrivna och visade utföringsexemplet, utan olika modifikationer är möjliga utan att frångå uppfinningstanken såsom denna definieras av efterföljande patentkrav.

Claims (11)

469 576 PATENTKRAV

1. Flexibelt, ark- eller banformigt förpackningslaminat för konvertering genom vikformning och försegling till en förpackningsbehàllare med goda gas- och arombarriäregenskaper, vilket förpackningslaminat innefattar ett stomskikt (13) och ett på stomskiktets ena sida applicerat gas- och arombarriärskikt (16) av ett kiselinnehållande kemiskt ämne, varvid gas- och arombarriârskiktet i förseglingsförbättrande syfte är lokaliserat till endast sådana områden av förpackningslaminatet som befinner sig utanför de områden (l7,18) utmed vilka förpackningslaminatet skall förseglas under konverteringen till nämnda förpackningsbehållare, k ä n n e t e c k n a t a v, att gas- och arombarriärskiktet (16) är kovalent bundet till stomskiktet (13) genom ett mellan stomskiktet och gas- och arombarriärskiktet anordnat polyolefinskikt (14).

2. Förpackningslaminat enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t a v, att det kiselinnehållande kemiska ämnet består av en organofunktionell siloxanpolymer.

3. Förpackingslaminat enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t a v, att den organofunktionella siloxanpolymeren är en hydrolyserad vinyl-bensyl-amin-silan, varvid gas- och arombarriärskiktet är bundet till stomskiktet (13) genom konvalenta bindningar mellan vinylgrupper i siloxanpolymeren och kolatomer i det mellanliggande skiktets (14) polyolefinkedjor.

4. Förpackningslaminat enligt något av föregående krav k ä n n e t e c k n a t a v, att gas- och arombarriärskiktet (16) har en tjocklek av 1-2 pm.

5. Förpackningslaminat enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t a v, att gas- och arombarriärskiktet (16) är applicerat och bundet till stomskiktet (13) medelst i och för sig känd grafting-teknik med användning av elektronstrålning.

6. Förpackningslaminat enligt något av föregående krav, 469 576 k ä n n e t e c k n a t a v, att stomskiktet (13) består av polyolefin eller av polyolefinbelagt papper.

7. Förpackningslaminat enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t a v, att gas- och arombarriärskiktet (16) är anordnat såsom ytterskikt pà den sida av stomskiktet som efter förpackningslaminatets konvertering skall vara vänd mot förpackningsbehàllarens inre.

8. Sätt att framställa ett förpackningslaminat enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t a v, att selekterade områden på ena sidan av ett ark eller en bana (lO') av polyolefin eller av polyolefinbelagt papper pàföres ett skikt (l6') av en organofuktionell-siloxanpolymerlösning, att det påförda skiktet torkas, och att det torkade skiktet (l6") elektronbestràlas för att binda det torkade skiktet till arket resp. banan medelst konvalenta bindningar.

9. Sätt enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a t a v, att den organofunktionella siloxanpolymeren utgöres av en vinyl-bensy1- -amin-silan.

10. Sätt enligt krav 8 eller 9, k ä n n e t e c k n a t a v, att organofunktionell- -siloxanpolymerlösningen pàföres i en mängd motsvarande < 5g/m2.

ll. Förpackningsbehàllare framställd genom vikformning och försegling av ett förpackningslaminat (10) enligt något av kraven 1-7.