SE526778C2 - Material för förpackningsändamål innefattande ett skikt av termoplastpolymer och ett barriärdeponeringsskikt, förfarande för framställning av materialet samt förpackning gjord av materialet - Google Patents

Description

25 30 35 526 778 2 nämnda andra skikt är ett tunt barriärdeponeringsskilct och nämnda första skikt bär nämnda andra skikt, varvid nämnda andra skikt har en primer anbringad på den sidan som är på avstånd från det första skiktet och nämnda primer innefattar en första komponent som ger en lämplig bindning till ett deponeringsskikt, polära polymerer och oxiderade opolära polymerer.

Materialet enligt föreliggande uppfinning kan lämpligen innefatta ytterligare komponenter, t ex tryck, lacker, adhesiva skikt, polymerskikt (t ex PE, OPET, OPA eller OPP), skikt med polära polymerer, och/eller skikt med oxiderade opolära polymerer.

Materialet för förpackningsändamål är speciellt lämpligt för att förpacka torra matvaror eller drycker (t ex kaffe). Typiska material för att förpacka torra matvaror bör kunna bevara en hög kvalitet hos den torra matvaran under åtminstone 12 månader, och i en del fall under åtminstone 24 månader. För att uppnå detta är det viktigt att materialet som används för förpackningen har en tillfredsställande gas- och arombarriär, särskilt är en god syrebarriär (OTR) viktig, vilket således begränsar oxideringen av maten. Vidare är det ofta nödvändigt att materialen för att förpacka torr mat också har en god vattenångbarriär.

Barriärerna, dvs gas-, arom- och syrebarriären (OTR), bör bibehållas över tiden, dvs under åtminstone 12 eller 24 månader, för att bibehålla den höga kvaliteten hos den torra maten. Konventionella material som innefattar metalliserade filmer, vilka material används för syrekänsli ga matvaror har en så kallad hållbarhetstid på 12 månader. Förändringar i smak uppträder emellertid ofta före 12 månader på grund av oxidation.

Det första skiktet av en termoplastpolymer innefattar t ex orienterat polyetylentereftalat (OPET), orienterat polypropylen (OPP), orienterad polyamid (OPA), gjuten polyamid (CPA) eller gjutet polypropylen (CPP).

Det andra skiktet, som är ett tunt barriärdeponeringsskikt, kant ex vara ett vakuumdeponeringsskikt eller ett kolvätebaserat plasmadeponeringsskikt.

Vakuumdeponeringsskiktet kan t ex vara ett skikt med vakuumdeponerat aluminium, SiOx eller AlOx, tex CamclearTM, och det kolvätebaserade plasmadeponeringsskiktet kan vara t ex HyCarbTM.

Det kolvätebaserade plasmadeponeringsskiktet, SiOX -skiktet och AlOx- skiktet kan t ex vara genomskinliga deponeringsskikt.

Det första skiktet av termoplastpolymer kan vara tillhandahållet av en tillverkare och redan bära det andra skiktet som är ett tunt barriärdeponeringsskikt, eller kan det andra skiktet appliceras på det första skiktet med vilken som helst lämplig konventionell metod. Ett exempel på ett första skikt av termoplastpolymer som redan bär det andra skiktet, som är tillhandahållet av en tillverkare, är ett första skikt med en orienterad polyetylentereftalat (OPET) som bär ett vakuumdeponerat 10 15 20 25 30 35 5 2 6 7 7 8 _ g ïšš šJ-êíg. .å ä z. .-'::§:_ åxå 3 alumáiniumskikt. Detta forsta skikt som bär nämnda andra skiktihar en syrebarriär (OTfUisom normalt är 0,5 - 1,0 crn3/[m2 dag atmosfär] vid 23°C, 50 % relativ luftfuktighet på en platt film. z Prirnern appliceras på närrmda andra skikt på den sida som är avlägsen från nämnda första skikt och kan vara vilken som helst primer som innefattar nämnda forsta komponent. Nämnda förstakomponent resulterar i att primern ger en adekvat bindning till ett deponeringsskikt, polära polymerer och oxiderade opolära polymerer. Nämnda primer ger en adekvat bindning till exempelvis PE, PP och sampolymerer av dessa polymerer liksom till exempelvis adhesiver, lacker och trycktärger.

Uttrycket ”primern appliceras på nämnda andra skikt” inbegriper också utfóringsforrner där ett mellanliggande adhesiv- eller samextruderat polymerskikt anbringas mellan nämnda andra skikt och- primern. Härvid inbegriper uppfinningen också utfóringsfonner där primern är anbringad indirekt på nämnda andra skikt.

Det mellanliggande adhesivskiktet är t ex vilken som helst lämplig konventionell adhesiv, t ex av typen polyester, polyuretan eller polyeter eller kombinationer därav. Nämnda adhesivskikt kan ha en tjocklek från 0,3, 0,4, 0,5, 0,7 eller 0,9 till 3,0, 4,0 eller 5,0 um, från 0,9 till 1,1 um eller från 3,0 till 4,0 um.

Vidare kan ett adhesiv- eller samextruderat polymerskikt också vara anbringat (här har ”anbringa ” betydelsen ”placerat”) på den andra sidan av primern, dvs den sida av primern som är avlägsen från nämnda andra skikt.

Den första komponenten, som ger en adekvat bindning till-ett deponeringsskikt, polära polymerer och oxiderade opolära polymerer, kan t ex vara en organisk polyimin som har den grundläggande kedj estrukturen hos en polyetylenimin, dvs har upprepade enheter av -CCN-, antingen substituerade eller osubstituerade, kopplade ände mot ände för att bilda kedjan. Den användbara organiska polyiminen beskrivs här som polyalkyleniminer med hänsyn till de upprepade alkylenkedjeenheterna samrnankopplade av kväve. Polyetylenimin är en “ i en familj av polyalkyleniminer, inklusive substituerade polyalkyleniminer, vilka kan användas i enlighet med uppfinningen. Vidare kan polyalkyleniminerna göras värmekänsliga genom ett värmesensibiliseringssteg, t ex en temperaturchock eller ett torkningssteg, t ex i en ugn eller en värmeklämma, vid framställningen av närnnda material; Polyalkyleniminerna antas vara en förening såsom definieras i formeln 1: Rï R3 RS i I I Ii , tanten; _ Rz RA, (1) 10 15 20 25 30 35 526 778 4 där R; till och med R4 vardera, oberoende av varandra, är väte eller en alkyl som har från 1 till 6 kolatomer, RS är väte, en (C,_6)alkyl vilken alkyl kan vara hydroxisubstituerad, en (C1_6)alkyl (C1_6)alkoxigrupp eller en fettsyrarest fiån reaktionen av en fettsyra med iminet och n är ett heltal.

Exempel på polyalkyleniminer enligt formel (1) inbegriper polyetyleniminet, polypropyleniminer, polybuteniminer, polyisobuteniminer, poly N- metyletyleniminer, poly N-(betahydroxietyl)ety1eniminer, poly N- (fettsyra)etylenirniner, poly N-(etylenoxid) etyleniminer och sampolymerer därav.

Termen ”fettsyra” betecknar en grupp härledd från en fettsyra, t ex en öppenkedji g karboxylsyra med Cg till C22, vilken låtes reagera med kvävet hos polyetyleniminet för att byta ut det fria vätet.

Vidare inbegriper polyalkyleniminema enligt formel (1) också kvartära ammoniumforeningar och salter, t ex kvartära klorider, sulfater, nitrater, acetater eller andra lösliga salter. Vidare kan molekylvikten hos polyalkyleniminerna enligt formel (1) variera över ett brett område, t ex från 800 eller 2 000 till ca 60 000 eller 100 000.

En lämplig primer som innefattar en första komponent som ger en adekvat bindning till ett deponeringsskikt, polära polymerer och oxiderade opolära polymerer kan exempelvis vara ett kemiskt modifierat PEI-baserat system.

En polyalkylenimin enligt formel (1) är polyetylenimin (”PE1”). PEI är kommersiellt tillgängligt och kan appliceras som en 0,1 - 6 viktprocent PEI-lösning i vatten eller organiskt lösningsmedel, t ex polyvinylalkohol (”PVOH”). En PEI såsom BASF Polymin P, en PEI-produkt med en viskositet på 17 000 till 28 000 centipoise och en molekylvikt på ca 30 000 till 40 000. PEI kan användas som den är eller vara kemiskt modifierad (t ex med tvärbindning) med epoxi, melaminer eller aldehyd. I en utfóringsfonn är dessutom PEI värmesensibiliserat vid framställningen av nämnda material.

Vidare kan den första komponenten också vara en organofimktionell silan, t ex en beta-(aminoetyl)-gamma-aminopropyltrimetoxysilan, en kemiskt modifierad (t ex tvärbunden) organofiinktionell silan, ett organofunktionellt titanat såsom acetylacetonatkelat rnarknadsfórt som Tyzor GBA av DuPont, ett kemiskt modifierat (t ex tvärbundet) organofunldionellt titanat, eller någon lämplig blandning därav. Användningen av PEI som primer eller adhesiv för polymerbeläggningar på filmsubstrat är välkänd inom området såsom beskrivs i US, A,3230135. Epoxipolymerer och polyuretaner kan också vara användbara som första komponenten i nämnda primer. Sådana primersammansättningar skrivs i US,A,4447494, US,A,4681803 och US,A,3023125.

Nämnda första komponent ger en adekvat bindning till ett deponeringsskikt, polära polymerer och oxiderade opolära polymerer. Användningen av nämnda 10 15 20 25 30, 35 o a c c o! o c 526 778 5 första komponent i nämnda primer resulterar således i ett material enligt uppfinningen som uppvisar hög adhesivbindning. Vidare resulterar användningen av nämnda första komponent i nämnda primer enligt föreliggande uppfinning överraskande nog i ett material som uppvisar mycket goda gas- och arombarriärer efter gelboflexning i jämförelse med andra material inom området som innefattar ett tunt barriärdeponeringsskikt. Följaktligen har materialet enligt föreliggande uppfinning gas- (t ex syre- och/eller vattenång) och arombarriärer som bibehålles vid mycket höga nivåer efter passage genom en förpackningslina och fysisk transport. _ En utföringsform enligt föreliggande uppfinning avser ett material, såsom beskrivs här, ett adhesivskikt eller skikt av samextruderade polymerer anbringas på en eller båda sidor av nämnda primer. Enli denna utföringsform inkluderas alltså material som innefattar ett mellanliggande skikt av adhesiv eller samextruderade polymerer mellan nämnda andra skikt och primern. Också i enlighet med denna utföringsform ingår material som innefattar ett skikt av adhesiv eller sarnextniderad polymer, vilket anbringas på den andra sidan av primern, dvs den sida av primem som är på avstånd från nämnda andra skikt.

I en ytterligare utföringsform av föreliggande uppfinning tillkännages ett material, såsom beskrivs här, där nämnda första komponent är en organisk polyimin, en organofunktionell silan, ett organofiirildionellt titanat, en epoxipolymer eller polyuretan eller blandningar därav, och nämnda polyimin, nämnda silan, nämnda titanat, nämnda epoxipolymer och/eller nämnda polyuretan kan valfritt vara kemiskt modifierade.

Vidare kan koncentrationen av nämnda första komponent vara från ca 0.1 till ca eller 6 viktprocent eller från ca 2 till ca 5 %.

I en ytterligare utföringsform av föreliggande uppfinning tillkännages ett material, såsornbeskrivs här, där nämnda första komponent är en förening såsom deñnieras i formel (1): i IR* Ti TS Jeff-ret Rz R4 där Rl till och med R4 vardera, oberoende av varandra, är väte eller en alkyl som har från l till 6 kolatomer, R5 är väte, en (C1_6)alkyl vilken alkyl valfritt kan vara hydroxisubstituerad, en (C1_6)alkyl (C1_6)alkoxi grupp eller en fettsyrarest från reaktionen av en fettsyra med iminet och n är ett heltal, och kvartära ammoniumförenin gar eller salter därav. I I ännu en utföringsform av uppfinningen tillkännages ett material, såsom beskrivs här, där nämnda första komponent är polyetylenimin (”PEI”). (1) 10 15 20 25 30 35 526 778 6 I en annan utföringsforrn av föreliggande uppfinning tillkännages ett material, såsom beskrivs här, där nämnda första komponent har förrnågan att värmesensibiliseras.

Vidare kan primem vara vilken som helst lämplig primer som innefattar nämnda första komponent och nämnda andra komponent.

Enligt ännu en utföringsform av föreliggande uppfinning tillkännages ett material, såsom beskrivs här, där primem innefattar en andra komponent som ger en gas- och arombarriär.

Användningen av nämnda andra komponent tillsammans med den första komponenten i primern resulterar i ett material som innefattar ett tunt barriärdeponeringsskikt, vilket material uppvisar mycket goda gas- och arombarriärer efter gelboflexning i jämförelse med andra material inom området som innefattar ett tunt barriärdeponeringsskilct. Följaktligen har materialet enligt denna utföringsform av föreliggande uppfinning förbättrade gas- (t ex syre-) och arombarriärer, vilka barriärer bibehålles vid mycket goda nivåer efter passage genom en förpackningslina eller fysisk transport.

Den andra komponenten kan t ex vara polyvinylalkohol (PVOH), en sampolyrner av etylen och vinylalkohol (EVOH), polyvinylidenklorid (PVOH) eller en akrylnitril.

Vidare kan koncentrationen av nämnda andra komponent vara från ca 1, 3, 5, 7 eller 9 till ca 10, ll eller 12 viktprocent, eller från ca 7 eller 9 till ca 10 eller 12 viktprocent.

När nämnda andra komponent är PVOH kan nämnda primer, förutom nämnda första komponent, vidare innefatta upp till ca 10-12 viktprocent av ett PVOH-harts.

Polyvinylalkohol (PVOH) framställs typiskt genom att hydrolysera polyvinylacetat. Speciellt utbyter hydrolysreaktionen acetat grupperna mot alkoholgrupper. Ju flera acetatgrupper som ersätts, desto större hydrolys av PVOH.

Det antas att närvaron av flera alkohol grupper (dvs större hydrolys) ger bättre barriäregenskaper. Även efter hydrolys av PVOH förblir emellertid ett visst antal acetatgrupper fästa vid PVOH-molekylen. T ex , i ett 95 % hydrolyserat PVOH förblir ca 5 % av de ursprungligen närvarande acetatgruppema fästa vid molekylen, medan i en 99 % hydrolyserad PVOH förblir ca 1 % av de ursprungligen närvarande acetatgruppema fästa vid molekylen. PVOH kan framställas med olika viskositeter och olika grader hydrolys. Viskositet är typiskt en funktion av molekylvikten hos PVOH-molekylen. En lösning av PVOH i vilken de individuella molekylerna är relativt stora (dvs PVOH med hög molekylvikt) tenderar specifikt att ha högre viskositet än en lösning av PVOH i vilken de individuella molekylema är relativt små (dvs PVOH med låg molekylvikt). 10 15 20 25 30 35 , . o ø oo g o 526 778 7 Det antas att van der Waals-krafter utvecklas mellan molekylerna med större storlek eftersom sådana molekyler tenderar att rikta in sig med varandra, vilket således ökar viskositeten hos PVOH.

En PVOH såsom Elvanol 71-30 (tillverkad av DuPont) kallas vanligtvis för en helt hydrolyserad PVOH med medium viskositet. Speciellt är hydrolysgraden hos en helt hydrolyserad PVOH ca 98 %. Vidare är viskositeten hos en PVOH med medium viskositet, såsom Elvanol 71-30, ca 30 cps vid 4 % lösning och 20°C. En annan kommersiellt tillgänglig PVOH är Elvanol 75-15 (också tillverkad av DuPont), vilken är en helt hydrolyserad PVOH med låg viskositet. Speciellt är hydrolysgraden ca 98 % och viskositeten är ca 13 cps vid 4 % lösning och 20°C.

Ytterligare en annan kommersiellt tillgänglig PVOH är Elvanol 90-50 (också tillverkad av DuPont), vilken är en superhydrolyserad PVOH med låg viskositet.

Hydrolysgraden i en superhydrolyserad PVOH är ca 99,5 %. Viskositeten hos en PVOH av lågviskös kvalitet såsom Elvanol 90-50 är ca 13 cps vid 4 % lösning och 20°C. En annan kommersiell källa för extruderbar PVOH är Vinex-harts tillverkat av Air Products and Chemicals, Inc.

När nämnda andra komponent är EVOH kan vidare nämnda primer förutom nämnda första komponent innefatta upp till ca 10-12 viktprocent av ett EVOH- harts, vilket EVOH-harts vid behov är löst i en bärare som t ex innefattar n-propanol eller sekundärt butanol, en C; till Cs karboxylsyra, en mineralsyra eller en polymersyra och vatten, varvid proportionerna hos vardera av ingredienserna eller någon annan lämplig bärare kan välj as på lämpligt sätt av en fackman på området.

EVOH-hartset kan på önskat sätt innehålla från ca 12-48 molprocent etylen sampolymeriserat med motsvarande från ca 88-52 molprocent vinylalkohol.

Smältindex för dessa EVOH-hartser är generellt ca 0,6 till 16 decigram per minut vid 200°C.

I en utföringsform av föreliggande uppfinning tillkärmages ett material, såsom beskrivs här, i vilket nämnda andra komponent är polyvinylalkohol (PVOH) eller en sampolyrner av etylen och vinylalkohol (EVOH).

I en ytterligare utföringsform tillkännages ett material enligt föreliggande uppfmning, i vilket nämnda andra komponent är polyvinylalkohol (PVOH). I detta fall bör en god syrebairiär (OTR) vara mindre än 0,1 cmß/[mz dag atmosfär] vid 23°C, 50 % relativ luftfirktighet på en platt film. Vidare resulterar användningen av nämnda första komponent i nämnda primer enligt föreliggande uppfinning i ett material som har bra gelboflexningsmotstånd, fastän materialet innefattar ett tunt barriärdeponeringsskikt. Följaktligen har materialet, där nämnda andra komponent är PVOH, gas- och arombarriärer, inklusive OTR, vilka förblir vid en mycket god nivå efter passage genom en förpackningslina och fysisk transport.

I en annan utföringsform av föreliggande uppfinning tillkännages ett 10 15 20 25 30 35 0000 av . 7 7 8 8 526 material, såsom beskrivs här, i vilket primem innefattar polyetylenimin (PEI) som närnnda första komponent och polyvinylalkohol (PVOH) som nämnda andra komponent. i Enligt en annan utföringsform av föreliggande uppfinning tillkännages ett material, såsom beskrivs här, i vilket nämnda primer är intemt tvärbunden och/eller extemt tvärbunden. Nämnda första komponent (t ex PEI) och nämnda andra komponent (t ex PVOH) när den Förekommer, kan t ex tvärbindas internt och/eller med varandra. Tvärbindning av nämnda primer kan åstadkommas genom att använda ett tvärbindningsmedel.

Tvärbindningsmedlet kan vidare innefatta vilka som helst lämpliga tvärbindningsmedel kända inom området, inklusive epoxihartser, alkydhartser och/eller kondensationsprodukter av en amin, t ex melamin, diazin, urea, tiourea, alkylmelaminer, arylmelaminer, bensoguanaminer, guanaminer, alkylguanaminer och arylguanaminer med en aldehyd, t ex fonnaldehyd. Kondensationsprodukterna kan valfritt vara alkoxilerade.

Vidare kan ett lämpligt tvärbindningsmedel också innefatta åtminstone ett element valt från gruppen som består av en metallalkoholat representerad av den allmänna formeln (2), ett hydrolysat av metallalkoholaten, ett kondensat av metallalkoholaten, en kelatförening av metallalkoholaten, ett hydrolysat av kelatföreningen och en rnetallacylat: förening enligt formel (2) RIÛ mM(OR20)p där M representerar en metallatom, Rm, vilka kan vara samma som eller skilda från varandra representerar en organisk grupp med 1-8 kolatomer, RZO som kan vara antingen samma som eller skilda från varandra representerar en alkyl grupp som har 1-5 kolatomer, en acyl grupp som har l-6 kolatomer eller fenylgrupp, och m och p vardera är heltal från O eller större och m+p är en valens hos M.

Vidare ingår andra lämpliga skyddade kommersiellt tillgängliga tvärbindningsmedel.

En katalysator kan också användas för att accelerera tvärbindningsverkan hos tvärbindningsmedlet och katalysatorer inbegriper ammoniumklorid, ammoniurnnitrat, ammoniumtiocyanat, ammoniumdivätefosfat, diammoniumvätefosfat, paratoluensulfonsyra, svavelsyra, maleinsyra stabiliserat genom reaktion med en bas och morfolinparatoluensulfonat.

Genom att tvärbinda nämnda primer har det varit möjligt att tillhandahålla ett material, såsom beskrivs här, vilket har förmågan att motstå betingelser under retort.

Tvärbindningen av nämnda primer ger ett material där stabiliteten liksom barriären mot ånga och vatten är förbättrade. l0 15 20 25 .30 35 526 778 , . n o en 9 I en ytterligare utföringsform av Föreliggande uppfinnin g tillkännages ett material, där det första skiktet innefattar orienterat polyetylentereftalat (OPET), orienterat polypropylen (OPP), orienterad polyamid (OPA), gjuten polyamid (CPA) eller gjuten polypropylen (CPP). Det bör emellertid observeras att när det första skiktet innefattar OPP blir syrebarriären (OTR) hos materialet inte mindre än 0,1.

En ytterligare utföringsform av föreliggande uppfinning tillkännager alltså ett material, där det första skiktet innefattar orienterat polyetylentereftalat (OPET) eller orienterad polyamid (OPA).

Enligt ännu en ytterligare utföringsforrn av föreliggande uppfinning tillkännages ett material, där det tunna barriärdeponeringsskiktet är ett vakuumdeponeringsskikt, t ex ett skikt med vakuumdeponerat aluminium, SiOx eller AlOx eller ett kolvätebaserat plasmadeponeringsskíkt.

En ytterligare utföringsfonn av föreliggande uppfinning avser ett material, i vilket nämnda andra skikt har en primer anbringad direkt på den sida som är avlägsen fiån nämnda första skikt.

Ytterligare en utföringsforrn av föreliggande uppfinning avser ett material, i vilket nämnda andra skikt har ett adhesivskikt eller skikt av samextruderad polymer anbringat direkt på den sida som är avlägsen från närnnda första skikt och nämnda primer anbringad därpå.

Enligt en ytterligare utföringsforrn av föreliggande uppfinning tillkännages ett material innefattande ytterligare komponenter, t ex tryck, lacker, adhesivskikt, polymerskikt (t ex PE, OPET, OPA eller OPP), skikt av polära polymerer, och/eller skikt av oxiderade opolära polymerer.

Vissa av nämnda ytterligare komponenter kan när så är lämpligt anbringas direkt på primem. Nämnda ytterligare komponenter kan också vara anbringade på nämnda första skikt av en termoplastpolymer eller på andra av nämnda ytterligare komponenter.

Nämnda ytterligare komponenter inbegriper t ex skikt som innefattar ett skikt av en adhesiv eller skikt av PE.

Exempel på material enligt föreliggande uppfinning kan vara material som i följande ordning innefattar: att det första skiktet av terrnoplastpoymeren är OPET, OPP, OPA, CPA eller CPP, att det andra skiktet, som är ett tunt barriärdeponeringskikt, är ett skikt av vakuumdeponerat aluminium, SiO, eller A10, eller ett kolvätebaserat plasmadeponeringsskikt, primem, där den första komponenten är en organisk polyimin, en organoflmktionell silan, en organofuriktionell titanat, en epoxipolymer och polyuretan eller blandningar därav, och den andra komponenten är PVOH, EVOH 20 25 30 35 526 778 eller PVDC, och ett tryck eller lack.

Att det första skiktet av termoplastpolymer är OPET, OPP, OPA, CPA eller CPP, det andra skiktet, som är ett tunt barriärdeponeringsskikt, är ett skikt av vakuumdeponerat aluminium, SiOx eller AlOx , eller ett kolvätebaserat plasmadeponeringsskikt, primem, där den första komponenten är en organisk polyimin, en organofunktionell silan, en organofunktionell titanat, en epoxipolymer och polyuretan eller blandningar därav, och den andra komponenten är PVOH, EVOH PVDC eller akrylnitril, ett skikt innefattande ett skikt av en adhesiv och ett skikt av PE, och ett skikt av papper, OPET, OPA eller OPP.

Att det första skiktet av terrnoplastpoymer är OPET, OPP, OPA, CPA eller CPP, det andra skiktet, som är ett tunt barriärdeponeringsskikt, är ett skikt av vakuumdeponerat aluminium, SiOx eller AlOx , eller ett kolvätebaserat plasmadeponeringsskikt, ett skikt av adhesiv eller samextruderad polymer, primern, där den första komponenten är en organisk polyimin, en organofunktionell silan, en organofunktionell titanat, en epoxipolymer och polyuretan eller blandningar därav, och den andra komponenten är PVOH, EVOH eller PVDC, ett tryck eller lack.

Att det första skiktet av termoplastpolymer är OPET, OPP, OPA, CPA eller CPP, det andra skiktet, som är ett tunt barriärdeponeringsskikt, är ett skikt av vakuurndeponerat aluminium, SiOx eller AlOx , eller ett kolvätebaserat plasmadeponeringsskikt, ett skikt av adhesiv eller samextruderad polymer, primern, där den första komponenten är en organisk polyimin, en organofunktionell silan, en organofiinktionell titanat, en epoxipolymer och polyuretan eller blandningar därav, och den andra komponenten är PVOH, EVOH eller PVDC, ett skikt som innefattar ett skikt av en adhesiv och ett skikt av PE, och ett skikt av papper, OPET, OPA eller OPP.

Att det första skiktet av termoplastpolymer är OPET, OPP, OPA, CPA eller CPP, 10 15 20 25 30 35 526 773 ll det andra skiktet, som är ett tunt barriärdeponeringsskikt, är ett skikt av vakuumdeponerat aluminium, SiOx eller AlOx , eller ett kolvätebaserat plasmadeponeringsskikt, primern, där den första komponenten är en organisk polyimin, en organofimktionell silan, en organofunktionell titanat, en epoxipolymer och polyuretan eller blandningar därav, och den andra komponenten är PVOH, EVOH eller PVDC, ett skikt innefattande ett skikt av en adhesiv och ett skikt av PE, och ett skikt av en polär eller oxiderad opolär polymer.

Ett skikt av papper, OPET, OPA eller OPP, ett skikt innefattande ett skikt av en adhesiv och ett skikt av PE, varvid det första skiktet av termoplastpolymer är OPET, OPP, OPA, CPA eller CPP, det andra skiktet, som är ett tunt barriärdeponeringsskikt, är ett skikt av vakuumdeponerat aluminium, SiOX eller AlOx , eller ett kolvätebaserat plasmadeponeringsskikt, primem, där den första komponenten är en organisk polyimin, en organofunktionell silan, en organofunktionell titanat, en epoxipolymer och polyuretan eller blandningar därav, och den andra komponenten är PVOH, EVOH eller PVDC, ett ytterligare skikt innefattande ett skikt av en adhesiv och ett skikt av PE, och ett skikt av en polär eller en oxiderad opolär polymer.

Uppfinningen avser också ett förfarande för att framställa ett material såsom beskrivs här, där materialet kan framställas med lämpliga konventionella medel, t ex lacklaminering, extrusionsbeläggning eller -laminering eller alternativt i en tryckpress. Framställningsförfarandet innefattar anbringnin g av en primer på ett tunt barriärdeponeringsskikt, ett adhesivskikt eller ett skikt av samextruderad polymer, varvid primern innefattar en första komponent som ger en adekvat bindning till ett deponeringsskikt, ett adhesivskikt, ett skikt av samextruderad polymer, polära polymerer, oxiderade opolära polymerer och till alla nämnda ytterligare komponenter.

I en ytterligare utföringsform av föreliggande uppfinning inbegriper nämnda förfarande för att fiamställa ett material, såsom beskrivs här, ett steg med värmesensibilisering, t ex en temperaturchock eller ett torkningssteg, och nämnda första komponent, som har förmågan att värmesensibiliseras, värmesensibiliseras därigenom.

Vidare avser uppfinningen också ett förpackningsförfarande, vilket 10 15 20 25 30 35 526 778 12 förpackningsförfarande innefattar nämnda material, såsom beskrivs här, eller nämnda förfarande för framställning av ett material, såsom också beskrivs här.

I jämförelse med konventionella treskiktsmaterial som innefattar en mellanliggande aluminiumfolie väger dessutom alla materialen enligt utföringsformema av föreliggande uppfinning mindre och är billigare att framställa.

Alla materialen enligt föreliggande uppfinning förbrukar vidare mindre energi jämfört med konventionella treskiktsmaterial innefattande en mellanliggande aluminiumfolie.

I jämförelse med konventionella material som innefattar ett tunt barriärdeponeringsskikt tillhandahåller vidare materialet enligt föreliggande uppfinning, när det används för förpackningsändamål, en förlängd lagringsduglighet och bättre hållbarhet hos den för-packade produkten. T ex, i vilken som helst process där ett material är under belastning, tillhandahåller materialet enligt föreliggande _ uppfirming en drastisk förbättring av gas-, t ex syre-, och arombarriärerna, i jämförelse med material som endast har ett deponeringsskikt. Ett exempel är passager över skuldrorna i vertikalformfyllförseglingsmaskiner (vertical förrn fill seal (VFFS) machines). Speciellt, vid förpackning av torr mat, resulterar användningen av dessa material i en väsentlig ökning av rnatkvaliteten över tiden.

Materialet enligt föreliggande uppfinning tillhandahåller material, både i plana och böjda tillstånd, som har en syrebarriär (OTR) som är tio gånger bättre jämfört med syrebarriären (OTR) hos material som har ett tunt barriärdeponeringsskikt men utan nämnda primer.

Utföríngsformerna som beskrivs i exemplen endast illustrerar och begränsar inte alls uppfinningen.

SÄTT ATT UTÖVA UPPFINNINGEN Exempel 1 Framställning av ett material för förpackningsändamål, innefattande ett första skikt av OPET och ett andra skikt av ett vakuumdeponerat aluminiumskikt, vilket bärs av OPET-skiktet, varvid nämnda andra skikt har en primer anbringad på den sida som är på avstånd från nämnda första skikt Det första skiktet av termoplastpolymer är en orienterad polyetylentereftalat (OPET) och när det första skiktet levereras bär det redan det andra skiktet som är ett tunt barriärdeponeringsskikt, här ett vakuumdeponerat aluminiumskikt. Det första skiktet som bär det andra skiktet har en syrebarriär (OTR) som är normalt 0,5-1,0 cm3/[m2 dag atmosfär] vid 23°C, 50 % relativ luftfuktighet på en platt film.

Prímern innefattar polyetylenimin (PEI) som nämnda första komponent och polyvinylalkohol (PVOH) som nämnda andra komponent. 10 15 20 25 30 35 :r- m C\ w w cs 13 Koncentrationen av PEI är från ca 2 till ca 5 viktprocent och koncentrationen av PVOH är från ca 5 till ca 12 viktprocent.

Materialet framställs genom att anbringa en primer. Först införs nämnda första skikt som bär det vakuumdeponerade aluminiumskiktet i en konventionell konverteringsmaskin och därefter anbringas primern på nämnda vakuumdeponerade aluminiumskikt. Primem torkas och värmesensibiliseras i en värmeklämma eller ugn.

Exempel 2 Framställníng av ett material för fórpackningsändamål, innefattande ett fiirsta skikt av OPP och ett andra skikt med ett vakuumdeponerat aluminiumskikt, vilket bärs av OPP-skiktet och nämnda andra skikt har en primer anbringad på den sida som är avlägsen från nämnda första skikt Det första skiktet av terrnoplastpolymer är en orienterad polypropylen (OPP) och när det första skiktet levereras bär det redan det andra skiktet som är ett tunt barriärdeponeringsskikt, här ett vakuumdeponerat aluminiumskikt. Det första skiktet som bär det andra skiktet har en syrebarriär (OTR) som är normalt 10-3 00 cmS/[mz dag atmosfär] vid 23°C, 50 % relativ luftfuktighet på en platt film.

Primern innefattar po1yetylenimin(PEI) som nämnda första komponent och polyvinylalkohol (PVOH) som nämnda andra komponent.

Koncentrationen av PEI är från ca 2 till ca 5 viktprocent och koncentrationen av PVOH är från ca 5 till ca 12 viktprocent.

Materialet fiamställs genom att anbringa en primer. Först införs nämnda första skikt som bär det vakuumdeponerade aluminiumskiktet i en konventionell konverteringsmaskin och därefter anbringas primern på nämnda vakuumdeponerade aluminiurnskikt. Primern torkas och värmesensibiliseras i en värmeklärnrna eller ugn.

Exempel 3a Till vardera av produktema från exemplen 1 och 2, sedan prirnern har värmesensibiliserats, anbringas ett tryck och/eller en lack på primern.

Exempel 3b Till vardera av produktema från exemplen 1 och 2, sedan primem har värmesensibiliserats, anbringas ett skikt, som innefattar ett skikt av en adhesiv och p ett skikt av PE, på primern i en triplexlacklaminator.

Exempel 3b.i 10 15 20 25 30 35 526 778 14 Till vardera av produkterna från exemplen l och 2, sedan primern har värmesensibiliserats, anbringas ett skikt av PE på primern i en extrusionslamineringsprocess.

Exempel 3b.ii Till vardera av produkterna från exemplen 1 och 2, sedan primern har värmesensibiliserats, anbringas ett skikt, som innefattar ett skikt av PE och ett skikt av papper, på primem i en extrusionslamineringsprocess.

Exempel 4 Till vardera av produkterna från exemplen l och 2, sedan primern har värmesensibiliserats, anbringas ett forsta skikt av PE på primern, varvid det forsta skiktet av PE samtidigt lamineras på ett skikt av OPET. Sedan anbringas ett ytterligare skikt av PE på det forsta skiktet av produkterna från exemplen 1 respektive 2.

Exempel 5 Framställning av ett material för forpackningsändamål, innefattande ett forsta skikt av OPET och ett andra skikt som är ett vakuumdeponerat aluminiumskikt, vilket bärs av OPET-skiktet, och nämnda andra skikt har ett adhesivskikt och en primer anbringad på den sida som är på avstånd från nämnda fiirsta skikt Det forsta skiktet av termoplastpolymer är en orienterad polyetylenterefialat (OPET) och när det forsta skiktet levereras bär det redan det andra skiktet som är ett tunt barriärdeponeringsskikt, här ett vakuumdeponerat aluminiumskikt. Det forsta skiktet som bär det andra skiktet har en syrebarriär (OTR) som normalt är 0,5-l,0 cmß/[mz dag atmosfär] vid 23°C, 50 % relativ luftfuktighet på en platt film. Adhesivskiktet består av vilken som helst lämplig konventionell adhesiv, t ex av typen polyester, polyuretan eller polyeter eller kombinationer därav.

Primem innefattar polyetylenimin (PEI) som nämnda forsta komponent och polyvinylalkohol (PVOH) som nämnda andra komponent.

Materialet framställs genom lacklaminerin g. Först infors nämnda forsta skikt som bär det vakuumdeponerade aluminiumskiktet in i en konventionell konverteringsmaskin och därefter anbringas adhesivskiktet på nämnda vakuumdeponerade aluminiumskikt. Vidare anbringas primem på nämnda adhesivskikt. Primem torkas och värmesensibiliseras i en ugn eller värmeklämrna.

Produkten i exempel 5 har visat sig vara lämplig for material som motsvarar materialet i exemplen 3b där produkten från exempel 1 har ändrats till produkten 10 15 20 25 30 35 5 2 6 7 7 8 . - j; 15 från exempel 5.

Exempel 6 Framställning av ett material för fórpackningsändamål, innefattande ett ordinärt skikt av OPP försett med ett tryck, en primer anbringad på trycket och ett ytterligare skikt av OPP som bär ett vakuumdeponerat aluminiumskikt anbringat på primern med hjälp av ett adhesivskikt, varvid adhesivskiktet är anbringat på det vakuumdeponerade aluminiumskiktet av nämnda ytterligare skikt av OPP Det ordinära skiktet av OPP levereras från en tillverkare.

Trycket är ett konventionellt tryck.

Primern innefattar polyetylenimin (PEI) som nämnda första komponent och polyvinylalkohol (PVOH) som nämnda andra komponent.

Adhesivskiktet är av vilken som helst lämplig konventionell adhesiv, t ex av typen polyester, polyuretan eller polyeter eller kombinationer därav.

Det ytterligare skiktet av OPP (dvs nämnda första skikt enligt uppfinningen) levereras från en tillverkare och bär redan det vakuumdeponerade aluminiumskiktet (dvs nämnda andra skikt enligt uppfinningen). Nämnda ytterligare skikt av OPP som bär det vakuurndeponerade aluminiumskiktet har en syrebarriär (OTR) som normalt är 10-300 cm3/[m2 dag atmosfär] vid 23°C, 50 % relativ luftfuktighet på en platt film.

Materialet framställs med följande steg: I en tryckpress anbringas ett tryck på det ordinära skiktet av OPP och sedan anbringas primern på trycket.

I en lacklaminator (dvs en konventionell konverteringsmaskin) anbringas adhesivskiktet på det vakuumdeponerade aluminiumskiktet av nämnda ytterligare skikt av OPP. Sedan, också i lacklamínatorn, pressas nämnda ytterligare skikt av OPP tillsammans med det ordinära tryckta skiktet av OPP och således bringas adhesivskiktet i kontakt med den anbringade primern.

Primern i materialet torkas och värmesensibiliseras i en ugn.

Exempel 7 Oz-permeabilitet mätt med hjälp av gelbocykler Diagrammet nedan visar en grafisk presentation av en järnförelse av gelboflexningsmotstånd hos tre material: ett material enligt föreliggande uppfinnin g (betecknat OPETmet/b/PE; 12/ 80), ett konventionellt material som innefattar ett tunt barriärdeponeringsskikt (betecknat OPETmet/PE; 12/75), och ett material som innefattar en aluminiumfolie (betecknat OPET/Alu/PE; 12/7/75). Motståndskraften mot flex presenteras som Oz-permeabiliteten hos materialet mot antalet 10 15 20 25 30 35 (n N) ct '\'l CI 16 gelbocykler. Böjmotståndet, dvs motståndet mot flex, värderas genom att mäta gasbarriäregenskapen, här Oz-permeabiliteten efter gelbobehandlingen.

Gelbobehandlingen är en Standardiserad metod (ASTM P3 92), i vilken en cylinder bildas av materialet som skall testas. Nämnda cylinder fixeras kring två hållare pâ avstånd från varandra. F lexningen genomförs så att hållama vrids 440° medan cylindern rör sig 9 mm framåt och veckas sedan ytterligare med en 65 mm rak rörelse med 45 cykler/minut. Gelboflexbrottmetoden (dvs gelbobehandlingen) används för att simulera hantering och förpackning av material. 0-50 cykler täcker praktisk användning av ett laminat. oo co I 0 uøøooc 1 Q Ioucøu 17 så: wmšëhmmo If. _ stå: wn==_ 029 wäåwëkmmoif Hošæoonzuü om m o H 33% 1 mm x ÉQOMN s: .n å .Nääs såsßušfivfiv ÛÉ/ÉÛ m1? :q 'VZ :tm/sun

Claims (20)

10 15 20 25 so 35 en m Q\ \'| -:; o: 1 s PATgNrKRAv

1., Material för förpackningsändamål, innefattande ett första skikt av en termoplastpolymer och ett andra skikt, varvid nämnda andra skikt är ett tunt barriärdeponeringsskikt och närrmda första skikt bär nämnda andra skikt, kännetecknat av att nämnda andra skikt har en primer anbringad på den sida som är på avstånd från nämnda första skikt, och av att nämnda primer innefattar en första komponent som ger en adekvat bindning till ett deponeringsskikt, polära polymerer och oxiderade opolära polymerer.

2. Material enligt krav 1, varvid nämnda primer är tvärbunden.

3. Material enligt krav l eller 2, varvid ett skikt av adhesiv eller samextruderad polymer är anbringat på en eller båda sidor av nämnda primer.

4. Material enligt något av föregående krav, varvid närnnda första komponent är en organisk polyimin, en organofunktionell silan, en organofunktionell titanat, en epoxipolymer och polyuretan eller blandningar därav, och nämnda polyimin, nämnda silan, nämnda titanat, nämnda epoxipolymer och/eller nämnda polyuretan valfritt kan vara kemiskt modifierad.

5. Material enligt något av föregående krav, varvid nämnda första komponent är en förening såsom definieras av formel (1): “ RA' Ra .- Rs I I l WLï-r- -t R, R, (1) där R; till och med R., vardera, oberoende av varandra, är väte eller en alkyl med 1 till 6 kolatomer, R5 är väte, en (C1_6)alkyl vilken alkyl kan vara hydroxisubstituerad, en (C1_,«,)alkyl (CHQalkoxigrupp eller en fettsyrarest från reaktionen av en fettsyra med iminen, och n är ett heltal, och kvartära arnrnoniumföreningar eller salter därav.

6. Material enligt något av föregående krav, varvid nämnda första komponent är polyetylenimin (PEI).

7. Material enligt något av föregående krav, varvid nämnda första komponent 10 15 20 25 30 35 19 har förmågan att värmesensibiliseras.

8. Material enligt något av föregående krav, varvid nämnda primer innefattar en andra komponent som ger en gas- och arombarriär.

9. Material enligt krav 8, varvid nämnda andra komponent är polyvinylalkohol (PVOI-I), en sampolymer av etylen och vinylalkohol (EVOH), polyvinylidenklorid (PVDC) eller en akrylnitril.

10. Material enligt krav 8, varvid nämnda andra komponent är polyvinylalkohol (PVOH).

11. ll. Material enligt något av föregående krav, varvid nämnda primer innefattar polyetylenimin (PEI) som nämnda första komponent och polyvinylalkohol (PVOH) som nämnda andra komponent.

12. Material enligt något av föregående krav, varvid nämnda första skikt innefattar orienterad polyetylentereftalat (OPET), orienterad polypropylen (OPP), orienterad polyamid (OPA), gjuten polyamid (CPA) eller gjuten polypropylen (CPP).

13. Material enligt något av föregående krav, varvid nämnda tunna barriärdeponeringsskikt är ett vakuumdeponerat skikt, t ex ett skikt av vakuumdeponerat aluminium, SiOX eller AlOx, eller ett kolvätebaserat plasmadeponeringsskikt.

14. Material enligt något av föregående krav, varvid materialet innefattar ytterligare komponenter, tex tryck, lack, adhesivskikt, skikt av polymerer (t ex PE, OPET, OPA eller OPP), skikt av polära polymerer och/eller skikt av oxiderade opolära polymerer.

15. Material enligt något av föregående krav, varvid nämnda andra skikt har nämnda primer anbringad direkt på den sida som är på avstånd från nämnda första skikt.

16. Material enligt något av föregående krav, varvid nämnda andra skikt har nämnda skikt av adhesiv eller samextruderad polymer anbringat direkt på den sida som är på avstånd från nämnda första skikt och nämnda primer anbringad därpå. 10 15 20 25 30 35 526 7iïfta 20 _. .

17. Förfarande för att framställa ett material enligt något av föregående krav, vilket framställningsförfarande innefattar anbringning av en primer på ett tunt barriärdeponeringsskikt, ett adhesivskikt eller ett skikt av samextruderad polymer, varvid primem innefattar en första komponent som ger en adekvat bindning till ett deponeringsskikt, ett adhesivskikt, ett skikt av samextruderad polymer, polära polymerer, oxiderade opolära polymerer och till alla nämnda ytterligare komponenter.

18. F örfarande för framställning av ett material enligt krav 17, varvid nämnda fiarnställningsförfarande innefattar ett värmesensibiliseringssteg och nämnda första komponent, som har förmågan att värmesensibiliseras, därigenom värmesensibiliseras.

19. F örpackningsförfarande, vilket förpackningsförfarande innefattar ett material enligt något av kraven l-l6 eller framställningsförfarande enligt krav 17 eller 18.

20. Förpackning, vilken förpackning innefattar ett material enligt något av kraven 1-16.