МНОГОСЛОЙНЫЙ МАТЕРИАЛ Российский патент 2001 года по МПК B32B27/30 B32B27/32 B65D30/08 

Настоящее изобретение относится к многослойным материалам, пригодным для образования из них гибких контейнеров. В частности, настоящее изобретение относится к многослойным материалам, которые устойчивы к агрессивному воздействию продуктов, включающих в себя гипохлоритный отбеливатель.

Известны самые различные упаковочные материалы. Многие из указанных упаковочных материалов имеют вид материалов, изготовленных из различных слоев. Указанные различные слои позволяют получать сложный материал с заданной комбинацией свойств, который нельзя получить, если использовать один слой одного материала.

Выпускаемые промышленностью очень экономичные многослойные материалы включают в себя полиэтилентерефталат (ПЭТ), который при помощи клея наносят на слой полиэтилена. Предпочтительно, чтобы указанный слой полиэтилена был изготовлен из полиэтилена низкой плотности (ПЭНП). Обычно, когда из указанного многослойного материала изготовляют контейнер, предпочтительно гибкий мешочек или пакет, то ПЭТ является наружным слоем, а ПЭНП представляет собой внутренний слой. Очень часто мешочки или пакеты имеют плоские, в основном параллельные стенки, расположенные напротив друг друга и имеющие прямоугольную форму, которые соединены друг с другом с применением термосваривания их периферийных краев. В частности, внутренние слои противолежащих стенок, изготовленные из ПЭНП, тщательно спаяны друг с другом. Полученный мешочек или пакет не протекают и обладают достаточной ударопрочностью, что позволяет хранить в них жидкие продукты.

Мы обнаружили, что такой контейнер повреждается при хранении в нем жидкого продукта, содержащего гипохлоритный отбеливатель. Действительно, у обычных ламинатов происходит миграция гипохлоритного отбеливателя или компонентов отбеливателя, через слой ПЭНП наружу, в частности в адгезивный слой контейнера. Соответственно, адгезив между слоем ПЭНП и наружным слоем ПЭТ подвергается воздействию отбеливателя или его компонента (ов). В результате адгезивный слой разрушается, теряя свои свойства связующего материала. Поэтому слой ПЭТ может отслаиваться полностью или частично от слоя ПЭНП. Таким образом контейнер может полностью или частично утратить свою герметичность.

Поэтому задачей настоящего изобретения является создание многослойного материала, герметичность которого не ухудшается, когда из него изготовляют контейнер и в этом контейнере хранят жидкий продукт, содержащий гипохлоритный отбеливатель.

Задача изобретения решается посредством многослойного материала для хранения жидкого продукта, содержащего гипохлоритный отбеливатель, причем материал включает наружный слой, выполненный из материала, пригодного для печати, слой адгезива и внутренний слой, выполненный из термосвариваемого полиолефина. Многослойный материал, кроме того, содержит средство предотвращения повреждения многослойного материала агрессивным действием гипохлоритного отбеливателя или компонентов указанного отбеливателя. Упомянутое средство включает слой адгезива, выполненный из клея, устойчивого к гипохлоритному отбеливателю, причем этот устойчивый к гипохлоритному отбеливателю клей является полиуретановым клеем. Предпочтительно многослойный материал по настоящему изобретению включает в себя барьерный слой.

В настоящем тексте выражение "агрессивный" относится к разлагающему действию по меньшей мере одного компонента гипохлоритного отбеливателя на слой многослойного материала по изобретению, такого как слой адгезива. Выражение "повреждение" или "разрушение" означает здесь агрессивное действие по меньшей мере одного компонента гипохлоритного отбеливателя на какой-нибудь слой многослойного материала по изобретению, например, в виде отслаивания наружного слоя от внутреннего. "Разрушение" упаковки может также означать потерю ее герметичности, вызванную агрессивным действием гипохлоритного отбеливателя.

Многослойный материал по изобретению включает в себя наружный слой, внутренний слой и слой адгезива. Наружный слой должен быть пригодным для печати. Данный наружный слой становится внешним наружным слоем многослойного материала, когда из этого материала производят контейнер. Поэтому подходящими материалами для наружного слоя являются пластики, пригодные для печатания, такие как полипропилен (ПП), полиэтилентерефталат (ПЭТ), полиамид, полистирол, этилвиниловый спирт, поликарбонат, поливинилхлорид (ПВХ) или целлофан. Для наружного слоя предпочтительным пластиком, пригодным для печати, является ПП или ПЭТ.

Чтобы повысить эффективность процесса печати и/или обеспечить адекватное связывание типографской краски с пластиковой поверхностью, поверхность пластика, пригодного для печати, обычно покрывают лаком методом электростатического покрытия или методом обработки "Корона". Как электростатическое покрытие, так и обработка методом "Корона", ориентируют электрические заряды на внешней поверхности слоя. Ориентирование электрических зарядов создает электростатическое притяжение, под действием которого удерживается краска. В частности, электростатическое покрытие предусматривает нанесение раствора, содержащего ионы металла, на наружную поверхность наружного слоя. Обработка методом "Корона" предусматривает электростатическую обработку также внешней поверхности наружного слоя.

Указанный внутренний слой изготовлен из полиолефина, пригодного для термосваривания. Применение полиолефина, пригодного для термосваривания, облегчает изготовление контейнера. Действительно, чтобы получить контейнер, достаточно сварить внутренний слой первого листа вместе в внутренним слоем второго листа посредством способа термосварки, причем оба листа выполнены из многослойного материала по изобретению. Предпочтительно, если термосвариваемый полиолефин представляет собой полиэтилен, еще лучше - полиэтилен низкой плотности (ПЭНП) или линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП). В качестве предпочтительного варианта во внутренний слой добавляют этилвинилацетат (ЭВА), чтобы снизить температуру плавления и, соответственно, облегчить процесс термосваривания. Предпочтительно, если указанный внутренний слой, изготовленный из ПЭНП или ЛПЭНП, имеет плотность по меньшей мере в 0,9 г/см³ (грамм на куб. см), а еще лучше, когда плотность в диапазоне от 0,910 г/см³ до 0,925 г/см³. Толщина внутреннего слоя, желательно, должна быть более 80 мкм, предпочтительно - от 95 мкм до 105 мкм.

Третий слой представляет собой слой адгезива. Слой адгезива скрепляет наружный слой с внутренним. Предпочтительно, чтобы слой адгезива скреплял наружный слой с внутренним посредством процесса ламинирования. Мы обнаружили, что слои адгезива в известных мешочках (пакетах) чувствительны к действию гипохлоритного отбеливателя или компонента указанного гипохлоритного отбеливателя, который способен мигрировать через внутренний слой. Слой адгезива, подверженный агрессивному действию компонента (ов) гипохлоритного отбеливателя, разлагается. В результате наружный слой отслаивается от внутреннего. Поэтому многослойный материал по изобретению дополнительно включает в себя средство, предотвращающее разрушение многослойного материала при агрессивном действии гипохлоритного отбеливателя или компонентов гипохлоритного отбеливателя.

Средством, которое предотвращает разрушение многослойного материала при агрессивном действии гипохлоритного отбеливателя или компонентов указанного отбеливателя, согласно изобретению является клей, устойчивый к гипохлоритному отбеливателю. Желательно, чтобы этот устойчивый к отбеливателю клей был полиуретановым, еще лучше - из двухкомпонентного полиуретана. Клей из полиуретана обладает хорошим соотношением качества и цены. Клей из двухкомпонентного полиуретана включает в себя в качестве первого компонента смесь полиуретана, полиэстра и других второстепенных компонентов. Второй компонент содержит изоцианат в качестве со-реагента. Этот со-реагент действует в качестве катализатора, когда его смешивают с первым компонентом двухкомпонентного полиуретанового клея.

Смешивание указанного со-реагента с первым компонентом позволяет улучшить связующую способность клея посредством управляемого сшивания полимерной структуры. Кроме того, смешивание указанного со-реагента с первым компонентом повышает эластичность клеящего слоя, снижая риск нарушения целостности самого клеящего слоя.

Предпочтительно, чтобы указанный первый компонент сначала смешивали со вторым компонентом двухкомпонентного полиуретанового клея перед нанесением на многослойный материал. После нанесения на многослойный материал такой клей требует обычно по меньшей мере 10-дневной выдержки для достижения достаточной ретикуляции и полимеризации компонентов клея до того, как многослойный материал будет подвергнут дальнейшей обработке и из него изготовят контейнер. Примером выпускаемого промышленностью клея, который мы считаем приемлемым, является ЕТ- 691, фирмы "Morton GmbH", Байм Штрукенберге 11, D-28239, Бремен, Германия. Мы обнаружили, что этот клей обладает достаточной устойчивостью к агрессивному воздействию компонента (ов) гипохлоритного отбеливателя и потому пригоден для использования в многослойном материале по изобретению.

Мы обнаружили, что устойчивость клея к агрессивному воздействию гипохлоритного отбеливателя или компонента(ов) этого отбеливателя можно повысить, если клей наносить с увеличенной поверхностной плотностью, превышающей пороговую. Поверхностная плотность клея - это количество клея на единицу поверхности, выражаемое в данном тексте в г/м² (грамм клея на квадратный метр слоя пластика). Соответственно, поверхностная плотность определяет также толщину клеящего слоя. Пороговая поверхностная плотность клея зависит главным образом от типа самого клея и от диффузионной способности компонентов гипохлоритного отбеливателя мигрировать через внутренний слой. Например, если используется полиуретановый клей, внутренний слой имеет толщину около 100 мкм, а продукт содержит гипохлоритный отбеливатель с концентрацией активного хлора до около 150 г/л (грамм на литр), то, как мы определили, пороговая поверхностная плотность должна составлять по меньшей мере 2,5 г/м², предпочтительнее 4 г/м².

Пороговая поверхностная плотность устанавливается экспериментально. Для этого несколько многослойных материалов с клеящими слоями с различными значениями поверхностной плотности погружали в продукт, содержащий гипохлоритный отбеливатель. Через 3 недели многослойный материал с клеящим слоем, обладающим самой низкой поверхностной плотностью и не имеющим признаков отслаивания, дает пороговую поверхностную плотность указанного сорта клея. Соответственно, в качестве предпочтительного варианта изобретения и с целью дальнейшего повышения устойчивости многослойного материала к гипохлоритному отбеливателю указанный сорт клея следует наносить с превышением пороговой поверхностной плотности.

Более того, мы обнаружили, что для того, чтобы еще больше снизить чувствительность клея к агрессивному действию гипохлоритного отбеливателя или компонента(ов) этого отбеливателя, нужно обеспечить равномерное распределение указанного клея. В данном тексте выражение "равномерное распределение" означает, что толщина клея является постоянной при допустимом отклонении менее 50%, предпочтительно - около 10%. Равномерность нанесения клея можно определить экспериментально. Можно разрезать многослойный материал по толщине, чтобы получить его поперечный срез. Этот срез можно подвергнуть изучению с помощью оптического микроскопа. Наоборот, конфокальная лазерная микроскопия позволяет провести анализ в таком же поперечном разрезе без предварительной нарезки многослойного материала по толщине.

Слой клея обычно имеет некоторые дефекты, такие как трещины, пустоты и нежелательную пористость, при которых связующая способность может быть легко нарушена при механических или химических воздействиях. Мы обнаружили, что тонкие слои клея более подвержены утрате связующей способности, чем более толстые слои. Действительно, когда более тонкие слои клея имеют дефекты, то эти дефекты нельзя достаточным образом компенсировать окружающими слоями, не имеющими таких дефектов. Наоборот, в более толстых слоях больше шансов исправить дефекты, т. е. более тонкие слои клея больше склонны к ухудшению своих связующих способностей по сравнению с более толстыми слоями. Поэтому с целью еще более повысить устойчивость многослойного материала к гипохлоритному отбеливателю указанный слой клея должен быть распределен в многослойном материале равномерно.

Еще одно альтернативное средство используют для предотвращения повреждения или разрушения многослойного материала при агрессивном действии гипохлоритного отбеливателя или компонентов этого отбеливателя; этим средством является барьерный слой. Барьерный слой расположен между внутренним слоем и слоем адгезива. Предпочтительно, чтобы барьерный слой был выполнен из полиолефинового материала, плотность и толщина которого достаточны для предотвращения миграции отбеливателя через указанный барьерный слой в слой адгезива. Предпочтительно, чтобы барьерный слой был из полиэтилена средней плотности (ПЭСП) или высокой плотности (ПЭВП), или из этилвинилового спирта (ЭВС), или их смесей. Предпочтительно, чтобы изготовленный барьерный слой имел плотность свыше 0,9 г/см³, предпочтительнее в диапазоне от 0,926 г/см³ до 0,97 г/см³, а наиболее предпочтительно - в диапазоне от 0,926 г/см³ до 0,965 г/см³. Предпочтительно, чтобы толщина указанного барьерного слоя была в диапазоне от 5 мкм до 95 мкм, еще предпочтительнее - от 30 мкм до 60 мкм. Мы обнаружили, что многослойный материал, включающий в себя барьерный слой по изобретению, снижает миграцию гипохлоритного отбеливателя или компонента(ов) этого отбеливателя в слой адгезива.

Предпочтительно, чтобы барьерный слой был получен соэкструдированием с внутренним слоем, образуя совместно экструдированный слой. После этого к совместно экструдированному слою прикрепляют наружный слой посредством слоя адгезива. Действительно, противоположная сторона внутреннего слоя лучше пригодна для термосваривания по сравнению с барьерным слоем, поскольку для сваривания внутреннего слоя требуется меньше энергии. Чтобы еще более повысить устойчивость многослойного материала к гипохлоритному отбеливателю, слой адгезива может представлять собой слой вышеописанного клея, устойчивого к гипохлоритному отбеливателю, и/или слой клея может быть нанесен с превышением пороговой поверхностной плотности, как описано выше, и/или слой клея может быть распределен равномерно, как описано выше.

Как уже указано выше, барьерный слой расположен между внутренним слоем и адгезивным слоем многослойного материала для того, чтобы защитить слой адгезива. В частности, барьерный слой защищает слой адгезива, когда из многослойного материала изготовлен контейнер, содержащий продукт, в состав которого входит гипохлоритный отбеливатель. Действительно, мы обнаружили, что гипохлоритный отбеливатель или компонент(ты) отбеливателя, содержащиеся в указанном продукте, способны мигрировать через внутренний слой, изготовленный из ПЭНП, как описано выше. Наоборот, барьерный слой способен существенно понизить миграцию агрессивного компонента в слой адгезива. С другой стороны, без барьерного слоя слой адгезива был бы подвержен агрессивному воздействию гораздо больших количеств гипохлоритного отбеливателя или компонента(тов) гипохлоритного отбеливателя, которые способны вызвать разложение клея и далее приводить к по меньшей мере частичной утрате связующих свойств клея. В результате, наружный слой будет отслаиваться от совместно экструдированного барьерного/внутреннего слоя. Соответствующий контейнер может, например, потерять свою герметичность в течение нескольких дней. Поэтому барьерный слой способен значительно повысить устойчивость многослойного материала к гипохлоритному отбеливателю.

В другом предпочтительном варианте выполнения изобретения барьерный материал может быть расположен между внутренним слоем и промежуточным слоем. Этот промежуточный слой предпочтительно изготовляют из полиолефина низкой плотности. Желательно, чтобы промежуточный слой был изготовлен из того же материала, что и внутренний слой. Промежуточный слой еще больше увеличивает толщину и барьерные свойства внутреннего слоя и барьерного слоя многослойного материала, причем это достигается экономичным способом. Толщина промежуточного слоя составляет от 5 мкм до 50 мкм, лучше - от 20 мкм до 40 мкм.

В другом предпочтительном варианте выполнения изобретения увеличивают толщину стенок внутреннего слоя, изготовленного из ПЭНП. Таким образом, проницаемость внутреннего слоя для гипохлоритного отбеливателя еще больше снижается, так что достигается проницаемость ниже порогового значения деградации слоя адгезива. Желательно, чтобы толщина указанного слоя ПЭНП была выше 100 мкм, предпочтительнее - от 150 мкм до 200 мкм.

Многослойный материал по изобретению является гибким. Это означает, что многослойный материал можно достаточно изгибать, не вызывая постоянного растрескивания внутри самого многослойного материала. Тем не менее, мы обнаружили, что многослойный материал по изобретению лучше выдерживает складывание и удары, чем известный многослойный материал без барьерного слоя. Далее мы обнаружили, что водопроницаемость многослойного материала по изобретению снижена по сравнению с известным многослойным материалом без барьерного слоя. Поэтому многослойный материал по изобретению обладает более высокой герметичностью в отношении жидких продуктов, чем известный многослойный материал без барьерного слоя.

Когда из многослойного материала по изобретению изготавливают контейнер, в указанном контейнере можно хранить жидкий продукт, содержащий гипохлоритный отбеливатель. Желательно, чтобы гипохлоритный отбеливатель имел концентрацию активного хлора до 150 г/л, предпочтительнее, чтобы гипохлоритный отбеливатель имел концентрацию активного хлора в диапазоне от 25 г/л до 50 г/л.

Предпочтительно, указанный жидкий продукт представляет собой детергентную композицию. Указанная детергентная композиция может использоваться для стирки белья, мытья посуды или твердых поверхностей.

Другой аспект изобретения касается гибкого контейнера из многослойного материала по изобретению. Гибкий контейнер изготовляют посредством термосваривания. Желательно, чтобы изготовление контейнера из многослойного материала по изобретению включало в себя следующие стадии:
А) совместного экструдирования барьерного слоя с внутренним слоем или в качестве варианта совместное экструдирование барьерного слоя между внутренним слоем и промежуточным слоем;
Б) изготовления слоистого материала из совместно экструдированного слоя, полученного на стадии А), и наружного слоя путем размещения слоя адгезива между наружным слоем и совместно экструдированным слоем, полученным на стадии А), до получения многослойного материала по изобретению;
В) после по меньшей мере 10 дней выдержки материала, полученного на стадии Б), разрезания многослойного материала по изобретению на листы нужных размеров;
Г) размещения по меньшей мере двух указанных листов одинакового размера один против другого таким образом, чтобы их внутренние слои контактировали друг с другом;
Д) изготовление из листов по Г) мешочка или пакета посредством термосваривания этих листов вдоль их периферийных краев, за исключением той части периферийных краев, через которую будет производиться заливка продукта, чтобы обеспечить заполнение мешочка или пакета;
Е) заполнение мешочка или пакета жидким продуктом, содержащим гипохлоритный отбеливатель и
Ж) полного закрывания мешочка или пакета посредством термосваривания той части, через которую проводилось заполнение мешочка или пакета.

Настоящее изобретение относится к многослойному материалу для хранения жидких продуктов, в частности для жидких продуктов, содержащих гипохлоритный отбеливатель. Многослойный материал по изобретению включает в себя внутренний слой, слой адгезива и наружный слой, и, кроме того, содержит средство, которое предотвращает разрушение многослойного материала при агрессивном действии гипохлоритного отбеливателя или компонентов указанного отбеливателя. В частности указанное защитное средство препятствует расслоению многослойного материала. Это средство включает слой адгезива, выполненный из клея, устойчивого к гипохлоритному отбеливателю, в частности из полиуретанового клея, и может включать барьерный слой из полиолефинового материала, которой расположен между внутренним слоем и слоем адгезива. 2 с. и 13 з.п. ф-лы.

1. Многослойный материал для хранения жидкого продукта, содержащего гипохлоритный отбеливатель, (материал) включающий внутренний слой, слой адгезива и наружный слой, причем внутренний слой выполнен из термосвариваемого полиолефина, а наружный слой - из материала, пригодного для печати, и кроме того, многослойный материал содержит средство предотвращения повреждения многослойного материала агрессивным действием гипохлоритного отбеливателя или компонентов указанного отбеливателя, отличающийся тем, что указанное средство включает указанный слой адгезива, выполненный из клея, устойчивого к гипохлоритному отбеливателю, причем этот устойчивый к гипохлоритному отбеливателю клей представляет собой полиуретановый клей. 2. Многослойный материал по п. 1, отличающийся тем, что указанное средство включает барьерный слой из полиолефинового материала, плотность и толщина которого достаточны для снижения миграции гипохлоритного отбеливателя через барьерный слой и слой адгезива, причем барьерный слой расположен между внутренним слоем и слоем адгезива. 3. Многослойный материал по п.2, отличающийся тем, что барьерный слой выполнен из материала, выбранного из группы, включающей полиэтилен средней или высокой плотности, этилвиниловый спирт и их смеси. 4. Многослойный материал по п.2 или 3, отличающийся тем, что барьерный слой имеет толщину от 5 мкм до 95 мкм. 5. Многослойный материал по любому предшествующему пункту, отличающийся тем, что слой адгезива образован двухкомпонентным полиуретановым клеем. 6. Многослойный материал по любому предшествующему пункту, отличающийся тем, что указанный клей равномерно распределен в указанном слое адгезива. 7. Многослойный материал по любому предшествующему пункту, отличающийся тем, что указанный клей наносят при превышении пороговой поверхностной плотности 2,5 г/м². 8. Многослойный материал по любому из пп.2-7, отличающийся тем, что он, кроме того, включает один или несколько промежуточных слоев из полиолефина, расположенных между слоем адгезива и барьерным слоем. 9. Многослойный материал по любому предшествующему пункту, отличающийся тем, что наружный слой выполнен из пластика, пригодного для печати. 10. Многослойный материал по п.9, отличающийся тем, что пригодный для печати пластик выбран из группы, включающей полиэтилентерефталат, полипропилен, полиамид, полистирол, этилвиниловый спирт, поликарбонат, поливинилхлорид и целлофан. 11. Многослойный материал по любому предшествующему пункту, отличающийся тем, что внутренний слой изготовлен из полиэтилена низкой плотности. 12. Многослойный материал по любому предшествующему пункту, отличающийся тем, что гипохлоритный отбеливатель имеет концентрацию активного хлора до 150 г/л, предпочтительно от 25 г/л до 50 г/л. 13. Гибкий контейнер, изготовленный из многослойного материала, отличающийся тем, что указанный материал является многослойным материалом по любому предшествующему пункту, причем контейнер включает по меньшей мере два листа указанного многослойного материала, соединенных друг с другом термосвариванием вдоль их периферийных краев. 14. Гибкий контейнер по п.13, отличающийся тем, что он заполнен продуктом, содержащим гипохлоритный отбеливатель. 15. Гибкий контейнер по п.13 или 14, отличающийся тем, что гипохлоритный отбеливатель имеет концентрацию активного хлора до 150 г/л, предпочтительно от 25 г/л до 50 г/л.