SE518351C2 - Förpackningsmaterial och av materialet framställda förpackningar för ljuskänsliga produkter - Google Patents

Description

aina; 122239 518 =::;;II:.:'; f11:.-':=-':= 21 Partiklar av kolsvart i de höga mängder som används i det kända förpackningsmaterialet ger emellertid mellanskiktet ett kraftig nersvärtning som lätt skulle synas genom flaskans yttre HDPE skikt och ge flaskan ett oattraktivt svart utseende, om den inte doldes. För att dölja det så nersvärtade mellanskiktet förses därför flaskans yttre HDPE skikt med vitfärgande pigment av titandioxid, TiOZ, i tillräcklig mängd för att dölja det underliggande svarta mellanskiktet och därigenom ge flaskan ett mera konsumentattraktivt vitt utseende.

Problemet med det kända treskiktsmaterialet är emellertid att det, såsom nämnts ovan, kräver relativt stora mängder av de svärtande partiklarna av kolsvart i mellanskiktet för att uppnå erforderliga ljusbarriäregenskaper, samtidigt som det också kräver motsvarande stora mängder vitpigment (TiOz) i det yttre skiktet för att dölja den oönskade nersvärtningen på grund av partiklarna. Detta medför onödigtvis, men ofrånkomligt ökad materialåtgång och därmed ökad materialkostnad för materialets framställning.

En annan olägenhet som sammanhänger med den oundvikligt stora mängden kolsvartpartiklar är att spillmaterial som uppkommer i flaskframställningsprocessen inte direkt kan àterföras in i processen på grund av sin kraftiga nersvärtning, utan måste först vitfärgas genom tillsättning av vitpigment (TiOz) eller annat vitfärgande material för att kunna återanvändas i processen. En sådan hantering innebär extra materialàtgàng och ökad materialkostnad som ofta gör återanvändningen olönsam.

Uggfinningens ändamål Till grund för uppfinningen ligger därför uppgiften att tillhandahålla ett förpackningsmaterial av det inledningsvis beskrivna slaget, vilket varken kräver stora mängder kolsvart för att uppnå goda ljusbarriäregenskaper eller stora mängder vitpigment (TiOz) eller annat vitfärgande material för att ge förpackningsmaterialet ett vitt utseende.

Lösning Denna uppgift löses enligt uppfinningen genom ett förpacknigsmaterial med det i patentkravet 1 angivna kännetecknet. Förbättringar och fördelaktiga utföringsformer av uppfinningen har vidare givits de i underkraven angivna kännetecknen. ::::3O Sammanfattning av upgfinningen Uppfinningen är ett resultat av den överraskande upptäckten att en film eller en tunn skiva av mineralfylld plast erhåller en synergistiskt ökad ljusbarriär om den tillsättes ljusabsorberande partiklar av kolsvart (carbon black). Genom experiment har det nämligen kunnat bekräftas att den mineralfyllda plastfilmens inneboende ljusbarriäregenskaper, som i sig är otillräckliga för att förhindra oönskad transmission av ultravioletta strålar, avsevärt förbättras genom tillsats av endast en mycket liten mängd kolsvart som i sin tur medför endast en ringa nersvärtning i jämförelse med den kända tekniken. Bildlikt kan detta uttryckas så att mellanskiktet i förpackningsmaterialet enligt uppfinningen bara blir gråfärgat medan mellanskiktet i det kända förpackningsmaterialet blir helt svart.

Mekanismen bakom den synergistiska ljusbarriäreffekten som överraskande uppnås med enligt uppfinningen är inte helt utredd, men skulle möjligen kunna förklaras med att de ljusreflekterande mineralpartiklarna förlänger det infallande ljusets strålvägar i mellanskiktet på grund av reflektion mot partiklarna och att sannolikheten för att ljuset skall kollidera med och absorberas av de ljusabsorberande partiklarna därigenom ökar. Denna förklaring skall emellertid inte uppfattas såsom den enda tänkbara, utan är snarare att betraktas som en användbar hypotes för att beskriva uppfinningen.

Materialet i det mineralfyllda mellanskiktet innefattar en plastgrundmassa och i grundmassan införlivade partiklar av dels ett ljusreflekterande material och dels ett ljusabosrberande material.

Själva grundmassan kan bestå av vilken lämplig plast som helst, såsom polyolefin, polyester, polyamid etc, men är företrädesvis en polyolefinplast som redan används i kommersiella förpackningar av flasktyp.

Exempel på dylika polyolefinplaster är polyeten, såsom högdensitetspolyeten (HDPE), och polypropen (PP) av såväl homo- som av sampolymertyp. Speciellt föredrages en sampolymer av etylen och propylen med ett smältindex mellan 0,5 och 5 enligt ASTM (2,16 kg; 230°C) som är en redan välkänd och väletablerad sampolymer i förpackningssammanhang.

Såsom ljusreflekterande mineralfyllning i mellanskiktet kan användas vilka som helst lämpliga partiklar av krita, talk, glimmer, lera etc, men företrädesvis används ..-.25 n n n |»|zu s a of; I partiiklar av krita som både är lättillgängliga och dessutom godkända för användning i förpackningar för livsmedel.

En speciellt föredragen mineralfylld plastgrundmassa för mellanskiktet i förpacknigsmaterialet enligt uppfinningen är den som beskrivs i exempelvis EP 0 353 991, EP 0 353 496, EP 0 494 594, EP 0 494 0595, EP 0 512 364, EP (94105439.7), EP (95926568.7) eller EP (96935679.9). Enligt dessa innefattar den mineralfyllda plastgrundmassan företrädesvis en sampolymer av etylen och propylen med ett smältindex mellan 0,5 och 5 enligt ASTM (2,16 kg; 230°C) och i plastgrundmassan inblandade partiklar av krita i en mängd mellan 50 och 80% av den mineralfyllda grundmassans totala vikt.

Såsom ljusabsorberande material i mellanskiktet i förpackningsmaterialet enligt uppfinningen används, såsom redan nämnts, partiklar av kolsvart som redan i mycket små mängder ger en synergistik effekt i kombination med den ovan beskrivna mineralfyllda plastgrundmassan. För att uppnå önskad ljusbarriär räcker så små mängder som 0,07-1% av mellanskiktets totala vikt som effektivt förhindrar transmission av ljus, i synnerhet ultraviolett ljus, samtidigt som de bara i ringa utsträckning missfärgar (svärtar) mellanskiktet.

I en föredragen utföringsform av förpackningsmaterialet enligt uppfinningen består således mellanskiktet av den i och för sig kända plastgrundmassan av etylen/propylensampolymer innehållande mellan 50 och 80% partiklar av krita och mellan 0,07-1% ljusabsorberande partiklar av kolsvart.

De båda yttre plastskikten i förpackningsmaterialet enligt uppfinningen kan, men behöver inte bestå av samma plastgrundmassa som den i mellanskiktet. Företrädesvis används dock samma plastgrundmassa i samtliga i materialet ingående skikt, eftersom ett dylikt homogenmaterial har väsentliga fördelar i jämförelse med ett motsvarande icke-homogent material i vilket olika plastgrundmassor används.

Ett homogenmaterial med samma plastgrundmassor i materialets samtliga skikt kan lätt framställas genom konventionell extrudering med redan befintlig processutrustning och kräver inga bindemedel (adhesiver) eller andra medel för att varaktigt förena de samextruderade materialskikten med varandra. .. "30 , nian: 518 351 Kort figurbeskrivning Uppfinningen kommer nu att beskrivas närmare med hänvisning till bifogade ritning på vilken: Figuren visar ett schematiskt tvärsnitt av ett speciellt föredraget förpackningsmaterial för en förpackning av flasktyp enligt uppfinningen. petaljerad fgurbeskrivning Förpackningsmateriai med den allmänna hänvisningsbeteckningen 10 i figuren har en treskiktsstruktur bestående av ett mellanskikt 11 och yttre skikt 12,13 på mellanskiktets 11 båda sidor.

Mellanskiktet 11 innefattar en plastgrundmassa 11a och i grundmassan i huvudsak jämnt fördelade mineralpartiklar 11b (ofyllda rutor i figuren) och partiklar 11c av kolsvart (svarta punkter i figuren) vilka företrädesvis är slumpmässigt fördelade i grundmassan 11a mellan mineralpartiklarna 11b.

Grundmassan 11a i mellanskiktet 11 kan, såsom tidigare nämnts, bestå av i princip vilken som helst i förpackningssammanhang förekommande plast, men är företrädesvis en plast av polyolefintyp. l det visade speciellt föredragna utföringsexemplet består grundmassan 11a av en sampolymer av etylen och propylen med ett smältindex av mellan 0,5 och 5 enligt ASTM (2,16 kg; 230°C) som redan används i kommersiella flaskor på marknaden. Även mineralpartiklarna 11b i mellanskiktet 11 kan vara vilka som helst lämpliga partiklar, tex talk, glimmer, volastonit, lera etc., men består i det visade exemplet av krita som redan förekommer i kända förpackningsmaterial tillsammans med den sampolymer av etylen och propylen som beskrivs i stycket närmast ovanför.

Mängden krita i de kända förpackningsmaterialen kan variera inom ett mycket brett område från ca 30 och upp till ca 80% av grundmassans totala vikt. Företrädesvis uppgår mängden krita i mellanskiktet 11 till ca 65% av grundmassans totala vikt. Denna föredragna kritmängd ger mellanskiktet 11 god styvhet och möjliggör därigenom framställning av formstabila, lätthanterliga flaskor av förpackningsmaterialet 10 enligt uppfinningen.

Såsom tidigare beskrivits har ett mellanskikt av plastgrundmassa och i grundmassan fördelade mineralpartiklar i sig en viss ljusbarriäregenskap, som _ ,-,25 u n n nian» a n un» 518 351 u u n u uu nu uu u n u u n n n nu nu u n u u u u u n nn n n un. u u n n u nun nnn nn nnnn nnn n uu u u n n n n nn u n u n n u u o u u u n n n; un uu unn u n u n u n un u visserligen är otillräcklig för att helt förhindra transmission av ljus, i synnerhet ultraviolett ljus, men som på mycket fördelaktigt vis utnyttjas enligt uppfinningen för att uppnå önskad total barriär mot i första hand det ultravioletta ljuset.

I det nämnda syftet innefattar således mellanskiktet 11 ljusabsorberande partiklar 11 c av kolsvart som tillsammans med de samtidigt närvarande mineralpartiklarna 11b har en synergistiskt förhöjande ljusbarriäreffekt och som till och med i mycket små mängder ombesörjer en effektiv barriär för att totalt förhindra transmission av ultraviolett ljus genom mellanskiktet 11.

Mängden kolsvart i mellanskiktet 11 ligger i allmänhet inom området 0,07-1% av mellanskiktets totala vikt som är tillräckligt stor för att erhålla nämnda synergieffekt, men samtidigt tillräckligt liten för att inte överdriver svärta ner mellanskiktet.

De båda yttre skikten 12,13 på mellanskiktets 11 båda sidor innefattar i likhet med mellanskiktet 11 en grundmassa av plast som i princip kan vara vilken som helst i förpackningssammanhang förekommande plast. Vidare kan de yttre skikten 12 och 13 ha inbördes olika grundmassor, men har företrädesvis grundmassor av samma plast, som mera föredraget dessutom är samma plast som plasten i mellanskiktet 11. De båda yttre skikten 12,13 i det visade utföringsexemplet innefattar således vardera en grundmassa av en sampolymer av etylen och propylen med ett smältindex mellan 0,5 och 5 enligt ASTM (2,16 kg; 230°C).

Eftersom de ljusabsorberande kolsvartpartiklarna 11c i mellanskiktet 11 ger mellanskiktet en viss gråtoning som kan vara synlig genom de båda yttre skikten 12 och 13, kan det vara lämpligt och i vissa fall önskvärt att så långt det är möjligt dölja det mellanliggande skiktet 11. För detta ändamål införlivas därför lämpligen vitpigment i åtminstone det skikt som skall bilda utsida på en av förpackningsmaterialet 10 framställd förpackning eller flaska. Företrädesvis införlivas vitpigment i båda skikten 12 och 13. Ett fördelaktigt vitpigment är titandioxid (Ti02).

Eftersom mängden kolsvart i mellanskiktet 11 är mycket liten och mellanskiktet 11 därför bara i ringa grad blir nersvärtat, räcker därför mycket små mängder vitpigment (TiOz) i det ena eller i båda ytterskikten 12,13 för att dölja mellanskiktet 11.

Lämpliga mängder vitpigment kan variera upp till ca 4% av ytterskiktets totala vikt beroende på den aktuella mängden kolsvart i mellanskiktet 11.

En flaska av det ovan beskrivna förpackningsmaterialet 10 kan framställas genom ett kombinerad extrudering och formblåsning. Denna framställniongsteknik är :asap 518 351 7 '-.-' t: šïiš-a: :::= - ..;ï I..I _ känd för fackmannen på området och beskrivs exempelvis i den offentliggjorda svenska patentansökan nr 9503537-4 som i sina relevanta delar härmed inbegrips såsom referens. För ytterligare detaljer beträffande denna framställningsteknik hänvisas därför till den svenska patentansökan.

Av förpackningsmaterialet 10 enligt uppfinningen framställda flaskor på det ovan beskrivna sättet genom kombinerad extrudering och formblåsning kan med fördel användas för ljuskänsliga produkter i allmänhet, men har visat sig vara speciellt fördelaktiga i samband med s k UHT-mjölk som kan förvaras under långa perioder på uppåt åtskilliga veckor i flaskorna utan att skadas på grund av ljuspåverkan. Flaskorna är dessutom lätta i vikt och lätthanterliga samtidigt som de har ett konsumentattraktivt vitt utseende, trots förekomsten av kolsvart i förpackningsmaterialet.

Från beskrivningen ovan framgår således att uppfinningen med endast mycket enkla medel löser sin uppgift, samtidigt som den möjliggör framställning av ett förpackningsmaterial respektive förpackningar med lägre materialförbrukning och därför lägre materialkostnad än den tidigare kända tekniken. Även om förpackningsmaterialet och av förpackningsmaterialet framställda förpackningar av flasktyp har beskrivits med speciell hänvisning till den på ritningen visade utföringsformen, är uppfinningen emellertid inte begränsad till enbart denna utföringsform. För en fackman på området är det uppenbart att en mängd olika ändringar och modifikationer av enskilda detaljer är möjliga och näraliggande utan att för den skull frångå uppfinningstanken, såsom denna definieras genom de efterföljande patentkraven.

Claims (10)

10 15 20 25 30 518 351 Patentkrav

1. Förpackningsmaterial av flerskiktstyp för formstabila förpackningar, särskilt flaskor, för ljuskänsliga produkter, vilket förpackningsmaterial (10) inbegriper minst ett styvhetsgivande skikt (11) av plast och i plasten inbäddade partiklar av dels ett i ljusreflekterande material och dels ett ljusabsorberande material, kännetecknat av, att nämnda partiklar av ljusreflekterande material är närvarande i en mängd av ca 50-80%, baserat på skiktets (11) totala vikt.

2. Förpackningsmaterial enligt krav 1, kännetecknat av, att plasten i nämnda minst ett styvhetsgivande skikt (11) är vald från den grupp som består av polyolefiner.

3. Förpackningsmaterial enligt krav 1 eller 2, kännetecknat av, att plasten i nämnda minst ett styvhetsgivande skikt (11) är en sampolymer av etylen och propylen med ett smältindex av O,5-5 enligt ASTM (2,16kg; 230 °C).

4. Förpackningsmaterial enligt något av föregående krav, kännetecknat av, att nämnda partiklar av ljusabsorberande material består av kolsvart.

5. Förpackningsmaterial enligt krav 4, kännetecknat av, att mängden av nämnda partiklar av ljusabsorberande material är 0,07-1%, baserat på skiktets (11) totala vikt.

6. Förpackningsmaterial enligt något av föregående krav, kännetecknat av, att nämnda minst ett styvhetsgivande skikt (11) på båda sidor är omgivet av yttre skikt (12 och 13), vilka båda yttre skikt (12 och 13) är varaktigt förenade med skiktet (11) utan mellanliggande bindemedel.

7. Förpackningsmaterial enligt krav 6, kännetecknat av, att de båda yttre skikten (12 och 13) består av samma plast som plasten i det mellanliggande skiktet (11),

8. Förpackningsmaterial enligt krav 6 eller 7, kännetecknat av, att åtminstone ett av de båda yttre skikten (12 och 13) innehåller vitpigment i syfte att dölja det mellanliggande skiktet (11) och därigenom ge förpackningsmaterialet ett ljust utseende från åtminstone ett håll.

9. Förpackningsmaterial enligt krav 8, kännetecknat av, att nämnda vitpigment består av titandioxid (TiO2).

10. Förpackning, särskilt flaska, för ljuskänsliga produkter, kännetecknad av, att den är framställd genom extrudering/formblåsning av ett förpackningsmaterial enligt något av kraven 1-9.