SE506874C2 - Beläggning innefattande zeolitpartiklar för eliminering av oönskad lukt och smak, samt sätt för framställning därav - Google Patents

Description

506 874 10 15 20 25 30 35 av en väsentligen hydrofob aluminiumsilikatmolekylsikt med en pordiameter av minst 5,5 Å, med ett molförhållande Si/Al i kristallgittret av minst 35, och med en sorp- tionsförmàga för vatten vid 25°C och 4,6 torr av mindre än 10 vikt%.

Det skall här nämnas att det ovannämnda molförhål- landet Si/Al för dessa molekylsiktar gäller enbart kris- tallgittrets oxidenheter. Det genom konventionell våtana- lys bestämda molförhållandet Si/Al för zeoliten kan ligga väsentligt lägre beroende på kontaminering med aluminium- haltiga föroreningar bildade vid den s k dealuminerings- reaktion, som ofta ingår som ett steg vid framställningen av zeoliten.

Ovannämnda zeolitiska molekylsiktar har även använts för att avlägsna oönskad lukt i samband med hygienproduk- ter, såsom blöjor och inkontinensprodukter (se EP O 348 978).

Eliminering av oönskad lukt och/eller smak vid plastmaterial i enlighet med ovannämnda US patent 5 436 282 genom att i plastmaterialet inblanda den nämn- da, speciella zeoliten, fungerar tillfredsställande inom de ovan angivna områdena. Det har emellertid visat sig att ytterligare förbättring för att avlägsna oönskad lukt och/eller smak är önskvärd inom ett speciellt område, nämligen strängsprutningsbeläggning av plast på underlag, såsom papper och kartong.

Strängsprutningsbeläggning av plast på underlag är en teknik, som framför allt används för att belägga pap- per eller kartong med etenplast. Helt allmänt går sträng- sprutningsbeläggning till så, att den plast som skall be- läggas uphhettas till en hög temperatur av över ca 250°C, såsom ca 250-350°C, deras genom ett slitsmunstycke i form av en film med den företrädesvis ca 270-330°, och extru- nämnda, höga temperaturen. Polymerfilmen matas nedåt mot ett valsnyp mellan en kylvals och en mot kylvalsen anlig- gande pressvals. Samtidigt matas ett underlag bestående såsom papper, av ett banformigt material, kartong, 10 15 20 25 30 35 506 874 metallfolie, plastfilm eller plastfolie, mot valsnypet.

Det banformiga underlaget och den extruderade polymerfil- men sammanföres i valsnypet och polymerfilmen lamineras under tryck till underlaget. Det strängsprutningsbelagda underlaget utmatas sedan från den andra sidan av nypet och kan användas för att t ex framställa förpackningar för olika produkter, såsom livs- och läkemedel. Eftersom man vid livsmedel och läkemedel av hälso- och säkerhets- skäl ställer synnerligen höga krav på renhet och att inga främmande ämnen kontaminerar livsmedlet eller läkemedlet, är det av stor vikt att inte heller plastfilm och -folie, som används för sådana produkter, avger några oönskade eller förorenande ämnen.

Det specifika problemet med bildning av oönskad lukt och/eller smak vid strängsprutningsbeläggning av plast på underlag synes hänga samman med den höga temperatur som används vid strängsprutningsbeläggning_ Normalt används temperaturer av storleksordningen 100-200°C vid tillverk- ning och bearbetning av plaster, medan temperaturen vid strängsprutningsbeläggning är avsevärt högre och av stor- leksordningen ca 250°C eller däröver, såsom ca 250-350°C.

Det förmodas att denna höga temperatur i förening med förekomst av syre (luft) medför de speciella problem med oönskad lukt och/eller smak som förekommer just vid strängsprutningsbeläggning av plast.

Man har vid föreliggande uppfinning nu överraskande upptäckt att nackdelarna med alstring av oönskade luktan- de och/eller smakande ämnen vid strängsprutningsbelägg- ning av plast på underlag kan undanröjas genom att zeo- litkorn av det ovannämnda slaget strös på underlagets yta innan den bringas i kontakt med det strängsprutade poly- merskiktet. I stället för att vara homogent fördelade inuti det strängsprutningsbelagda polymerskiktet, såsom vid den kända tekniken enligt US patentet 5 436 282, kommer zeolitkornen vid föreliggande uppfinning att vara anordnade mellan underlagets yta och det mot underlagets yta strängsprutningsbelagda polymerskiktet. Beläggningen 506 874 10 15 20 25 30 35 på underlaget omfattar således dels ett strängsprutnings- belagt polymerskikt, dels ett skikt av zeolitkorn.

Det får i detta sammanhang anses oväntat att tekni- ken enligt föreliggande uppfinning är verksam för att eliminera avgivning av luktande och/eller smakande ämnen från det strängsprutningsbelagda polymerskiktets fria yta trots att zeolitkornen ligger inneslutna i gränsskiktet mellan polymerskiktet och underlaget, på avstånd från polymerskiktets fria yta.

Enligt föreliggande uppfinning àstadkommes således en beläggning som inbegriper ett strängsprutat polymer- skikt, vilket är strängsprutningsbelagt på ett underlag, och beläggningen kännetecknas därav, att den inbegriper korn av en väsentligen hydrofob zeolit belägna mellan underlaget och det på underlaget strängsprutningsbelagda polymerskiktet, och att zeoliten har en pordiameter av minst 5,5 Å, ett moiförhàilande si/Ai i kristaligittret av minst 35, och en sorptionsförmåga för vatten vid 25°C och 4,6 torr av mindre än 10 vikt%.

Enligt uppfinningen àstadkommes även ett sätt att framställa en beläggning på ett underlag, vilken belägg- ning inbegriper ett polymerskikt som strängsprutningsbe- läggs på underlaget, varvid sättet kännetecknas därav, att innan polymerskiktet strängsprutningsbeläggs på underlaget införs korn av en zeolit mellan polymerskiktet och underlaget, varvid zeoliten är en väsentligen hydro- fob aluminiumsilikatzeolit med en pordiameter av minst 5,5 Å, ett molförhållande Si/Al i kristallgittret av minst 35, och en sorptionsförmåga för vatten vid 25°C och 4,6 torr av mindre än 10 vikt%.

Ytterligare kännetecken och fördelar hos uppfinning- en framgår av den efterföljande beskrivningen och patent- kraven.

I det följande kommer föredragna utföringsformer av uppfinningen att beskrivas med hänvisning till de bifoga- de ritningarna, på vilka 10 15 20 25 30 35 506 874 fig l schematiskt visar en anordning för sträng- sprutningsbeläggning; och fig 2 visar en förstorad sektionsvy av det sträng- sprutningsbelagda materialet enligt A i fig 1.

Vid strängsprutningsbeläggning förses ett tvàdimen- sionellt, dvs ark- eller banformigt underlag med en be- läggning genom strängsprutning av en smält plast vid hög temperatur.

Det banformiga material som belägges enligt uppfin- ningen kan utgöras av ett stort antal olika material, och väljs företrädesvis bland cellulosahaltiga material, metalliska material, och polymermaterial. Bland cellulo- sahaltiga material kan särskilt nämnas papper och kar- tong, medan metallfolier, såsom aluminiumfolie, är före- dragna metalliska material. Bland underlag av polymerma- terial kan nämnas plastfilmer och plastfolier, t ex av polyetylentereftalat, polyamid, biaxiellt orianterad polypropen och cellofan. Även vävda tyger och non-woven material, vars fibrer exempelvis består av polypropen eller polyeten, kan utgöra underlag.

Den polymer som strängsprutningsbeläggs på underla- get kan utgöras av ett antal olika polymerer, men är företrädesvis en etenplast, dvs plast baserad på polyeten eller på sampolymerer av eten, vari etenmonomeren utgör största delen av massan, eller propenplast, dvs plast baserad på polypropen eller på sampolymerer av propen där propenmonomeren utgör största delen av massan. Som sär- skilda exempel på etenplast kan nämnas LD-polyeten, eten/(met)akrylat-sampolymerer, eten/vinylacetat-sampoly- merer.

Temperaturen vid strängsprutningsbeläggningen är beroende av den särskilda polymer som strängsprutnings- beläggs, och som exempel kan nämnas att man vid sträng- sprutning av eten/vinylacetat-sampolymer med 9 vikt% vinylacetat använder en temperatur av ca 250-270°C; att man vid strängsprutningsbeläggning av eten/metylakrylat- -sampolymer med en metylakrylathalt av 20 vikt% använder 506 874 10 15 20 25 30 35 en temperatur av ca 270-300°C ; och att man vid sträng- sprutningsbeläggning av LD-polyeten använder en tempera- tur av ca 300-330°C. Vid strängsprutningsbeläggning av polypropen används typiskt en temperatur av ca 280-3l5°C.

Gemensamt för dessa temperaturer är att de är höga och ligger över ca 250°C Mängden plast som strängsprutningsbeläggs på under- laget kan variera inom vida gränser, men ligger företrä- desvis inom ett område av ca 5-60 g/m2. Även den hastig- het varmed plasten strängsprutningsbeläggs på underlaget kan variera inom vida gränser, men ligger företrädesvis i området ca 100-700 m/min.

Den zeolit som utnyttjas vid föreliggande uppfinning är såsom definierats ovan, dvs den utgöres av en väsent- ligen hydrofob aluminiumsilikatzeolit med en pordiameter av minst 5,5 Å, ett molförhållande Si/Al i kristallgitt- ret av minst 35, och en sorptionsförmàga för vatten vid 25°C och 4,6 torr av mindre än 10 vikt%. Zeolitens sorp- tion av vatten, som är ett mått på dess hydrofoba (oleo- fila) 25°C och 4,6 torr. Vidare ligger zeolitens molförhållande egenskaper, är företrädesvis mindre än 6 vikt% vid Si/Al företrädesvis mellan 200 och 500. Zeolitens pordia- meter är företrädesvis minst 6,2 Å.

Zeoliten, som allmänt har formen av ett pulver, bör ha så liten kornstorlek att den ej menligt påverkar plastmaterialets utseende eller egenskaper i övrigt. Så- lunda bör zeoliten ha en medelkornstorlek av högst ca 10 um, såsom 0,l-7 um, företrädesvis högst ca 5 um. Mäng- den zeolit som används i beläggningen enligt uppfinningen uppgår företrädesvis till ca 0,05-5 vikt%, räknat på polymerskiktets vikt. Mera föredraget är mängden ca 0,05-0,5 vikt%, mest föredraget ca 0,05-0,3 vikt%, räknat på polymerskiktets vikt.

Utöver de ovan beskrivna materialen kan beläggningen enligt föreliggande uppfinning inbegripa konventionella tillsatser, såsom färgämnen, pigment och stabiliserings- medel. 10 15 20 25 30 35 506 874 Sedan materialen i beläggningen enligt uppfinningen beskrivits ovan skall i belysande syfte ett exempel på en föredragen framställning av beläggningen ges nedan med hänvisning till de bifogade ritningsfigurerna.

Såsom framgår av fig 1, matas ett banformigt under- från en ej visad förràdsrulle mot lag 1, såsom kartong, ett valsnyp 2, som bildas mellan en kylvals 3 av metall och en, mot kylvalsen anliggande tryckvals 4, som före- trädesvis utgöres av gummi. Ovanför valsnypet 2 finns en strängsprutningsmaskin 5, som inbegriper en pàfyllningstratt 6 för plastråmaterial, en skruvcylinder 7 för matning och upphettning av plastràmaterialet, och ett munstycke 8 för utmatning av den smälta plasten i form av en film 9 mot valsnypet 2.

Vid konventionell strängsprutningsbeläggning samman- föres filmen eller polymerskiktet 9 med underlaget 1 i valsnypet 2 och polymerskiktet 9 lamineras till underla- get 1 genom inverkan av tryckvalsens 4 presskraft mot kylvalsen 3. Tryckvalsen 4 och kylvalsen 3 roterar i de riktningar som framgår av pilarna i fig 1, och genom in- verkan av kylning från kylvalsen 3 stelnar polymerskiktet 9 på underlaget till en laminatstruktur, som därefter matas via en avtagningsvals 10 till en ej visad förràds- vals.

Såsom framgått av den tidigare beskrivningen, införs en zeolit av viss typ mellan underlaget och polymerskik- tet innan detta strängsprutningsbeläggs på underlaget.

Införingen av zeoliten mellan underlaget och polymerskik- tet kan ske genom att belägga zeoliten antingen på poly- merskiktet 9 eller på underlaget 1 innan dessa sammanfö- res med varandra. Av praktiska skäl föredrages det att den kornformiga zeoliten 11 appliceras på underlaget 1, t ex genom att från ett zeolitförråd 12 strös ut på underlaget 1 intill valsnypet 2.

Den laminatstruktur som erhålles vid framställning av beläggningen enligt föreliggande uppfinning framgår schematiskt av fig 2, som är en förstorad sektion av det 506 874 10 15 20 25 30 35 inringade området A i fig l. Såsom framgår av fig 2, in- begriper laminatstrukturen underlaget l, och beläggningen 13, som inbegriper polymerskiktet 9 och zeolitkornen ll.

Den ovan visade och beskrivna utföringsformen enligt fig l och 2 avser det fall där ett enskiktat underlag 1 förses med en beläggning 13 bestående av ett polymerskikt 9 och zeolitkorn ll. Det inses att underlaget 1 kan utgö- ras av mer än ett skikt, såsom två eller tre skikt, vilka kan vara sinsemellan lika eller olika. Det inses även att beläggningen 13 på underlaget 1 kan bestå av två eller flera polymerskikt 9. En sådan flerskiktat beläggning kan t ex erhållas genom samextrudering med användning av ett munstycke med flera slitsar eller genom att ett flertal valsnyp med tillhörande strängsprutningsanordning anord- nas i följd efter varandra. Vid en sådan utföringsform anordnas åtminstone en station för utmatning av zeolit på underlaget vid det första valsnypet, och företrädesvis anordnas zeolitutmatningsstationer vid varje valsnyp.

Härvid kommer zeolitkorn att anordnas i gränsytorna mel- lan det ursprungliga underlaget 1 och det därpå sträng- sprutningsbelagda, första polymerskiktet samt i gränsytan mellan det första polymerskiktet (som därvid utgör under- lag) och det på detta strängsprutningsbelagda, andra polymerskiktet, etc.

För att ytterligare underlätta förståelsen av upp- finningen skall den nedan belysas genom några inte be- gränsande exempel.

Exempel 1 I detta exempel användes två olika underlag: en polyesterfilm för luktprovning och ett aluminiumlaminat för smakprovning. Al-laminatet innefattade en Al-folie laminerad till kartong. Al-laminatet strängsprutnings- belades med beläggningspolymeren ovanpå på Al-folien.

Beläggningspolymeren var en LD-polyeten (LDPE) med ett smältflöde (MFR) av 75, g/10 min och en densitet av 0,918 g/cm3. LD-polyetenen innehöll inte några tillsats- medel. 10 15 20 25 30 35 506 874 LD-polyetenen strängsprutningsbelades på polyester- filmen och Al-laminatet med användning av ett sätt och en apparat motsvarande de som beskrivits ovan i samband med fig 1. Smältans temperatur vid strängsprutningsbelägg- ningen var 3l5°C och beläggningsvikten för LD-polyetenet på underlaget var 40 g/HF. Apparatens matningshastighet var 100 m/min.

Luktprovningen utfördes på följande sätt: efter strängsprutningsbeläggningen separerades LDPE-beläggning- en från polyesterfilmen och LDPE-beläggningen skars till prover med måtten 105 mm x 148 mm. Varje prov placerades i en 250 ml Erlenmeyer-glaskolv, som sedan tillslöts med en glaspropp och placerades i en ugn vid 40°C i l h. Där- efter uttogs kolvarna från ugnen och fick stå i rumstem- peratur i 30 min. En panel på 8 personer utvärderade sedan proverna genom att avlägsna propparna och lukta om någon lukt avgavs från LDPE-proverna. Utvärderingen gjor- des enligt en skala från 0 till 3, där 0 = ingen lukt 1 = svag, knappast märkbar lukt 2 = tydlig lukt 3 = mycket kraftig lukt.

Resultaten från luktprovningen ges i tabell l.

Smakprovningen utfördes på följande sätt: efter extruderingsbeläggningen av LD-polyetenet på Al-folien framställdes 210 mm x 296 mm påsar av materialet genom att försegla två 210 mm x 296 mm folier av materialet med LDPE-skikten vända mot varandra. Var och en av påsarna fylldes med 150 ml rent vatten, och som referens användes rent vatten i glaskolvar. Pàsarna och referenskolvarna placerades i en ugn vid 40°C i 2 h och uttogs sedan från ugnen och utvärderades med avseende på smak av en panel på 8 personer. Varje person utvärderade ca 40 ml vatten från påsarna. Utvärderingen gjordes enligt en skala från 0 till 3, där 506 10 15 20 25 30 35 10 874 ingen smak 0 1 svag, knappast märkbar smak 2 = tydlig smak 3 = mycket kraftig smak.

Resultaten av smakprovningen ges i tabell 1.

Exempel 2 Förfarandet i exempel 1 följdes, med undantag av att 0,15 vikt% av en zeolit enligt uppfinningen (Abscent 3000 från UOP Molecular Sieves, 25 East Algonquin Road, Des 60017-5017 Illinois, USA) trumblandare med polymeren innan den strängsprutningsbe- Plaines, torrblandades i en lades.

Resultaten av luktprovningen och smakprovningen ges i tabell 1.

Exempel 3 Förfarandet i exempel 1 följdes, med undantag av att 0,5-1,0 g/m2 zeolit (Abscent 3000) utbreddes jämnt med hjälp av en 60 mesh metallsikt på underlaget strax före beläggningsstationen/valsnypet, såsom visas och beskrivs i samband med fig 1.

Resultaten av luktprovningen och smakprovningen ges i tabell 1.

Tabell 1 Luktprovning Smakprovning Exempel 1 2 3 l 2 3 Poäng 1,2 1,3 0,5 1,9 1,7 0,1 Såsom framgår av tabell 1, ger föreliggande uppfin- ning (exempel 3) överlägsna resultat med avseende på eli- minering av lukt såväl som smak.

Exempel 4 Förfarandet exempel 1 följdes, med undantag av att en eten-butylakrylatsampolymer med 17 vikt% butylakrylat, en densitet av 0,924 g/cm3 och ett MFR av 7 g/10 min er- satte LD-polyetenet i exempel 1 som den strängsprutnings- belagda polymeren. Dessutom var smälttemperaturen 270°C i stället för 315°C. Alla andra betingelser var samma som i exempel 1. 10 15 20 25 ll 506 874 Resultaten av luktprovningen och smakprovningen ges i tabell 2.

Exempel 5 Förfarandet i exempel 4 följdes, med undantag av att 0,3 vikt zeolit (Abscent 3000) torrblandades i en trum- blandare med polymeren innan polymeren strängsprutnings- belades.

Resultaten av luktprovningen och smakprovningen ges i tabell 2.

Exempel 6 Förfarandet i exempel 4 följdes, med undantag av att 1-2 g/m2 zeolit (Abscent 3000) utbreddes jämnt med hjälp av en 60 mesh metallsikt på underlaget strax före belägg- ningsstationen/valsnypet, såsom visas och beskrivs i sam- band med fig 1.

Resultaten av luktprovningen och smakprovningen ges i tabell 2.

Tabell 2 Luktprovning Smakprovning Exempel 4 5 6 4 5 6 1,5 1,2 Såsom framgår av tabell 2, 0,6 2,3 2,0 0,8 ger föreliggande uppfin- Poäng ning (exempel 6) överlägsna resultat med avseende på eli- minering av lukt såväl som smak.

Claims (10)

506 10 15 20 25 30 35 12 874 PATENTKRAV

1. l. Beläggning, som inbegriper ett strängsprutat polymerskikt (9), vilket är strängsprutningsbelagt på ett (1), att be- läggningen inbegriper korn (ll) av en väsentligen hydro- (1) och det på underlaget strängsprutningsbelagda polymer- underlag k ä n n e t e c k n a d därav, fob aluminiumsilikatzeolit belägna mellan underlaget skiktet (9), och att zeoliten har en pordiameter av minst 5,5 Å, ett moiförhåilande si/Al i kriscailgittret av minst 35, och en sorptionsförmåga för vatten vid 25°C och 4,6 torr av mindre än 10 vikt%.

2. Beläggning enligt kravet l, k ä n n e t e c k - (9)

3. Beläggning enligt kravet l eller 2, (1) cellulosahaltiga material, metalliska material, och poly- n a d därav, att polymerskiktet utgörs av polyeten. k ä n n e - t e c k n a d därav, att underlaget väljs bland mermaterial.

4. Beläggning enligt kravet 3, k ä n n e t e c k - (1) aluminiumfolie, plastfilmer, n a d därav, att underlaget väljs bland papper, kar- tong, plastfolier, vävda textilmaterial, och non-woven material.

5. Beläggning enligt något av kraven l-4, k ä n - n e t e c k n a d därav, att beläggningen inbegriper 0,05-5 vikt% zeolit, räknat på polymerskiktets vikt.

6. Sätt att framställa en beläggning pà ett under- lag, vilken beläggning inbegriper ett polymerskikt som strängsprutningsbeläggs på underlaget, k ä n n e - t e c k n a t därav, att innan polymerskiktet sträng- sprutningsbeläggs pà underlaget införs korn av en zeolit mellan polymerskiktet och underlaget, varvid zeoliten är en väsentligen hydrofob aluminiumsilikatzeolit med en pordiameter av minst 5,5 Å, ett molförhàllande Si/Al i kristallgittret av minst 35, och en sorptionsförmåga för vatten vid 25°C och 4,6 torr av mindre än 10 vikt%. 10 15 13 506 874

7. Sätt enligt kravet 6, k ä n n e t e c k - n a t därav, att 0,05-5 vikt% zeolit, räknat på polymer- skiktets vikt, införs mellan polymerskiktet och underla- get.

8. Sätt enligt kravet 6 eller 7, k ä n n e - t e c k n a t därav, att polymerskiktet utgörs av poly- eten.

9. Sätt enligt något av kraven 6-8, k ä n n e - t e c k n a t därav, att zeoliten anordnas på underla- get, som väljs bland papper, kartong, aluminiumfolie, plastfilmer, plastfolier, vävda textilmaterial, och non-woven material.

10. Sätt enligt något av kraven 6-9, k ä n n e - t e c k n a t därav, att polymerskiktet och underlaget har formen av banor som matas mot ett valsnyp, före vil- ket kornen av zeolit strös på den yta hos underlaget som skall sammanföras med polymerskiktet.