УПАКОВОЧНЫЙ ЛАМИНАТ, СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ УПАКОВОЧНОГО ЛАМИНАТА И УПАКОВОЧНЫЙ КОНТЕЙНЕР, ИЗГОТОВЛЕННЫЙ ИЗ НЕГО Российский патент 2014 года по МПК B32B27/32 B32B27/10 B32B27/08 B32B5/16 B65D5/40 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к нефольговому упаковочному ламинату для долговременного асептического упаковывания жидкого продукта питания, включающему серединный слой бумаги или картона, лежащие крайними снаружи непроницаемые для жидкости термосвариваемые слои из полиолефина и нанесенный на внутреннюю сторону слоя бумаги или картона непроницаемый для газообразного кислорода слой, образованный в результате нанесения жидкостного пленочного покрытия из жидкой газонепроницаемой композиции и последующего высушивания, при этом жидкая композиция содержит полимерное связующее, диспергированное или растворенное в среде на водной основе или на основе растворителя. Изобретение также относится к способу изготовления упаковочного ламината и к упаковочному контейнеру, который изготавливают из упаковочного ламината.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Упаковочные контейнеры одноразового утилизируемого типа для жидких продуктов питания зачастую изготавливают из упаковочного ламината на основе картона или плотной бумаги. Один такой часто встречающийся упаковочный контейнер представлен на рынке под торговой маркой Tetra Brik Aseptic® и в принципе используется для асептического упаковывания жидких продуктов питания, таких как молоко, фруктовые соки и тому подобное, продаваемых для долговременного хранения в условиях окружающей среды. Упаковочный материал в этом известном упаковочном контейнере обычно представляет собой ламинат, включающий объемный серединный слой бумаги или картона и наружные непроницаемые для жидкости слои из термопластов. Для придания упаковочному контейнеру газонепроницаемости, в частности непроницаемости по газообразному кислороду, например, для целей асептического упаковывания и упаковывания молока или фруктового сока, ламинат в данных упаковочных контейнерах обычно включает, по меньшей мере, один дополнительный слой, наиболее часто алюминиевую фольгу.

На внутренней стороне ламината, то есть, стороне, предположительно обращенной к содержимому в виде продукта питания, заполняющему контейнер, изготовленный из ламината, имеется лежащий крайним внутри слой, нанесенный на алюминиевую фольгу, где указанный лежащий крайним внутри внутренний слой может быть образован из одного или более составляющих слоев, содержащих термосвариваемые клеящие полимеры и/или полиолефины. Кроме того, на наружной стороне серединного слоя имеется лежащий крайним снаружи термосвариваемый полимерный слой.

Упаковочные контейнеры в общем случае изготавливают при использовании современных высокоскоростных упаковочных машин, относящихся к тому типу, который обеспечивает формование, заполнение и заваривание упаковок из полотна или из предварительно изготовленных заготовок из упаковочного материала. Таким образом, упаковочные контейнеры могут быть изготовлены в результате переформования полотна из ламинированного упаковочного материала в форму рукава при соединении двух продольных кромок полотна друг с другом в виде соединения внахлестку. Лежащие крайними внутри и лежащие крайними снаружи термосвариваемые термопластичные полимерные слои в соединении внахлестку сваривают друг с другом в результате подвода тепла. Рукав заполняют намечаемым жидким продуктом питания, а после этого разделяют на отдельные упаковки повторяющимися поперечными сварными швами на рукаве на предварительно определенном расстоянии друг от друга ниже уровня содержимого в рукаве. Упаковки отделяют от рукава в результате рассечений по поперечным сварным швам и формуют в желательной геометрической конфигурации, обычно в форме параллелепипеда, в результате складывающего формования по подготовленным линиям сгиба в упаковочном материале.

Слой алюминиевой фольги в упаковочном ламинате обеспечивает получение характеристик газонепроницаемости, вполне безупречных для большинства полимерных газонепроницаемых материалов. Обычный упаковочный ламинат на основе алюминиевой фольги для асептического упаковывания жидкого продукта питания на своем уровне эксплуатационных характеристик представляет собой наиболее рентабельный упаковочный материал из доступных на рынке на сегодняшний день. Любой другой конкурентоспособный материал должен быть более рентабельным в отношении материалов исходного сырья, обладать сопоставимыми свойствами по сохранению продуктов питания и демонстрировать сопоставимо низкую сложность при преобразовании в конечный упаковочный ламинат.

До настоящего времени на рынке едва ли доступны какие-либо асептические упаковки на основе бумаги или картона для долговременного хранения в условиях окружающей среды описывавшегося выше типа из рентабельного нефольгового упаковочного ламината, сопоставимого с ламинатами на основе алюминиевой фольги, которые бы демонстрировали надежный уровень характеристик непроницаемости и свойств по сохранению продуктов питания в течение более чем 3 месяцев. Существуют некоторые полимерные материалы, которые демонстрируют хорошие характеристики непроницаемости, но они либо обладают плохими механическими свойствами в ламинате, либо трудно перерабатываются при преобразовании в тонкие слои в ламинатах, например, требуя наличия дорогостоящих соэкструдируемых соединительных слоев, либо они, кроме того, могут оказаться значительно более дорогостоящими при целесообразной толщине в сопоставлении с алюминием и поэтому нерентабельными для упаковывания, например, молока или сока.

Существует один тип полимерных газонепроницаемых слоев, который мог бы оказаться очень рентабельным, то есть, непроницаемых полимеров, которые в форме дисперсии или раствора в жидкости или растворителе наносят в виде покрытия на подложку, а после этого высушивают, получая тонкие непроницаемые покрытия. Однако, очень важно, чтобы дисперсия или раствор были бы гомогенными и стабильными, позволяя получать в результате ровное покрытие, демонстрирующее однородные характеристики непроницаемости. Примерами подходящих полимеров для водных композиций являются поливиниловые спирты (PVOH), диспергируемые в воде сополимеры этилен-виниловый спирт (EVOH) или диспергируемые или растворимые в воде полимеры на полисахаридной основе. Такие слои дисперсионного покрытия или так называемого жидкостного пленочного покрытия (LFC) могут быть изготовлены очень тонкими, доходящими до десятых долей грамма на один м² и могут обеспечить получение высококачественных гомогенных слоев при том условии, что дисперсия или раствор будут гомогенными и стабильными, то есть, хорошо полученными и перемешанными. Как было известно в течение многих лет, например, PVOH демонстрирует превосходные характеристики непроницаемости по кислороду в сухих условиях. PVOH также обеспечивает получение очень хороших характеристик непроницаемости по запахам, то есть, способности предотвращать поступление пахнущих веществ в упаковочный контейнер из окружающей среды, например, в холодильнике или хранилище, и данная способность становится важной при долговременном хранении упаковок. Кроме того, такие полимерные слои жидкостных пленочных покрытий из диспергируемых или растворимых в воде полимеров зачастую обеспечивают получение хорошей внутренней адгезии к соседним слоям, что вносит свой вклад в хорошую целостность конечного упаковочного контейнера. Под целостностью упаковки в общем случае понимается долговечность упаковки, то есть, стойкость к протечке упаковочного контейнера. Однако, таким диспергируемым в воде непроницаемым полимерам свойственен большой недостаток, заключающийся в том, что они в общем случае чувствительны к влаге, и что характеристики непроницаемости по газообразному кислороду быстро ухудшаются при высоком относительном уровне влагосодержания в упаковочном ламинате. Следовательно, тонкий слой дисперсионного покрытия из PVOH или EVOH или подобного полимера может оказаться подходящим для использования при упаковывании сухих продуктов в сухой среде, но намного менее подходящим для использования при упаковывании жидкостей и влажных продуктов для долговременного хранения.

Поэтому ранее предпринимались попытки получения влагочувствительного полимерного слоя, демонстрирующего лучшие начальные характеристики кислородонепроницаемости, а также придания ему большей влагостойкости в результате модифицирования полимера или включения в полимерную композицию других веществ, помимо прочего, в результате сшивания полимера. Однако, такие модифицирования и добавление веществ зачастую делают способ нанесения жидкостного пленочного покрытия более трудным для контроля и, что важно, более дорогостоящим. Такие вещества также могут потребовать тщательного отбраковывания с учетом существующего законодательства по безопасности продуктов питания при упаковывании продуктов питания. Например, также предпринимались попытки по термоотверждению слоя дисперсионного покрытия из PVOH в связи с его высушиванием в результате его нагревания вплоть до более чем 100°С. Однако, воздействие тепла может повредить имеющую покрытие картонную подложку и оказать негативное воздействие на качество покрытия, например, в результате индуцирования возникновения дефектов, таких как вздутия и трещины в кислородонепроницаемом покрытии. Кроме того, как осознали, одни только такие попытки не приводят к получению влагостойкости и эксплуатационной надежности, достаточных для сохранения достаточного уровня кислородонепроницаемости в течение всего срока службы асептической упаковки.

Таким образом, предположительно для достижения требуемого уровня характеристик кислородонепроницаемости в конечном упаковочном контейнере для асептического долговременного хранения газонепроницаемое полимерное связующее, наносимое в виде жидкостного пленочного покрытия, например, PVOH, необходимо было бы улучшить по новым способам или, по меньшей мере, по некоторым из дорогостоящих известных способов модифицирования, то есть, в результате добавления сшивающего вещества.

В дополнение к этому, упаковочный ламинат, предназначенный для использования в упаковочных контейнерах для асептического долговременного хранения, требует наличия характеристик непроницаемости по водяным парам сам по себе, то есть, для защиты упакованного продукта питания.

Важно понимать то, что для слоя существует различие между непроницаемостью по водяным парам и стойкостью к водяным парам. Под стойкостью к водяным парам или влаге понимается способность непроницаемого слоя сохранять свои характеристики непроницаемости также и при воздействии влаги, то есть, выдерживать негативное воздействие влаги на свойства полимера.

Под характеристиками непроницаемости по водяным парам понимается непроницаемость по отношению к медленно мигрирующим молекулам водяных паров через материал, то есть, не способность выдерживать воздействие воды или влаги для сохранения свойств материала и не характеристики немедленной непроницаемости по жидкости, которые заключаются в предотвращении увлажнения материала в краткосрочной перспективе, то есть, немедленно или почти что немедленно. В рамках одного примера термосвариваемые полиолефины, такие как предпочтительные полиэтилены низкой плотности (LDPE или LLDPE), являются непроницаемыми по жидкости и являются подходящими для использования в качестве лежащих крайними снаружи слоев для защиты картона внутри ламината от заполняющего жидкого продукта или от влажных условий вне упаковки, таких как в случае хранения при высокой влажности или при охлаждении. Однако, полиэтилен низкой плотности демонстрирует сравнительные низкие характеристики непроницаемости по водяным парам, то есть, фактически очень низкую способность при разумной толщине выдерживать долговременную медленную миграцию водяных паров через ламинат во время транспортирования и хранения.

Характеристики непроницаемости по водяным парам важны во время долговременного хранения также и потому, что они позволяют предотвращать улетучивание влаги из упакованного жидкого продукта питания в упаковочном контейнере, что в результате могло бы привести к меньшему содержанию жидкого продукта питания, чем ожидалось бы в каждом упаковочном контейнере при вскрытии его в заключении потребителем. Возможно, также могли бы измениться состав и вкус продукта, став более концентрированными. Кроме того, благодаря предотвращению миграции и улетучивания водяных паров из упакованного продукта питания в слой бумаги или картона упаковочный ламинат будет способен сохранять свои характеристики жесткости в течение более продолжительного времени. Таким образом, важно, чтобы упаковочный материал также демонстрировал бы характеристики непроницаемости по водяным парам, достаточные для пригодности при долговременном асептическом упаковывании жидких продуктов.

Диспергируемые или растворимые в воде непроницаемые полимеры, подходящие для нанесения жидкостного пленочного покрытия или дисперсионного покрытия, в общем случае характеризуются низкой стойкостью к воде и влаге. При воздействии влаги они легко утрачивают свои характеристики кислородонепроницаемости. Ничего неизвестно о том, чтобы они характеризовались бы стойкостью к водяным парам, если только они не будут сшиты или модифицированы определенным образом. При их модифицировании для получения влагостойкости в целях сохранения их характеристик газонепроницаемости они обычно все еще не приобретают каких-либо ощутимых характеристик непроницаемости по водяным парам.

Обычная алюминиевая фольга, использующаяся в настоящее время в коммерческих упаковочных контейнерах для асептического жидкого продукта питания, демонстрирует как характеристики непроницаемости по водяным парам, так и характеристики кислородонепроницаемости. Едва ли существуют какие-либо подходящие рентабельные альтернативные материалы, характеризующиеся как надежной кислородонепроницаемостью, так и непроницаемостью по водяным парам, сопоставимыми с тем, что имеет место для алюминиевой фольги. Алюминиевая фольга, собственно говоря, действительно эффективно предотвращает миграцию любых молекул, существующих в среде в окрестности упаковки или в упакованном продукте, в любом направлении через фольгу до тех пор, пока слой алюминиевой фольги будет целостным и неповрежденным.

Однако, существует потребность в рентабельном и эксплуатационно-надежном, то есть, надежном также и при умеренных вариациях условий изготовления и манипулирования, упаковочном материале не на основе алюминиевой фольги для асептического упаковывания жидкого продукта питания, например, молока или другого напитка, где данный материал обеспечивал бы получение достаточных совокупных характеристик непроницаемости у упаковочных контейнеров для долговременного асептического хранения в условиях окружающей среды. Под термином «долговременное хранение» в связи с настоящим изобретением понимается то, что упаковочный контейнер должен быть способен сохранять качества упакованного продукта питания, то есть, пищевую ценность, гигиеническую безопасность и вкус, в условиях окружающей среды в течение, по меньшей мере, 3 месяцев, предпочтительно дольше.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Поэтому одна задача настоящего изобретения заключается в устранении или смягчении роли описывавшихся выше проблем с получением нефольгового бумажного или картонного упаковочного ламината для долговременного асептического упаковывания жидкого или влажного продукта питания.

Задача изобретения заключается в предложении рентабельного нефольгового упаковочного ламината на основе бумаги или картона, демонстрирующего хорошие характеристики газонепроницаемости, хорошие характеристики непроницаемости по водяным парам и хорошие характеристики внутренней адгезии для целей изготовления асептических газонепроницаемых и непроницаемых для водяных паров упаковочных контейнеров, характеризующихся хорошей целостностью упаковки. Под рентабельностью, само собой разумеется, понимается отношение к упаковочным ламинатам на основе бумаги, включающим непроницаемый слой из алюминиевой фольги, но также и к другим известным попыткам получения нефольговых упаковочных ламинатов.

Дополнительная задача изобретения заключается в предложении рентабельного и эксплуатационно надежного нефольгового термосвариваемого упаковочного ламината на основе бумаги или картона, демонстрирующего хорошие характеристики газонепроницаемости, хорошие характеристики непроницаемости по водяным парам и хорошие характеристики внутренней адгезии для целей изготовления асептических упаковочных контейнеров для долговременного хранения жидких продуктов питания при сохранении питательного качества в условиях окружающей среды.

Более конкретная задача в соответствии, по меньшей мере, с некоторыми из вариантов осуществления изобретения заключается в предложении рентабельного нефольгового упаковочного контейнера для жидкости на основе бумаги или картона, демонстрирующего хорошие характеристики непроницаемости по газу и водяным парам, хорошие характеристики непроницаемости по запахам и хорошую целостность для асептического упаковывания молока при долговременном хранении в условиях окружающей среды.

Таким образом, решения данных задач в соответствии с настоящим изобретением добиваются при использовании ламинированного упаковочного материала, упаковочного контейнера и способа изготовления упаковочного материала, определенных в прилагаемой формуле изобретения.

В соответствии с первым аспектом изобретения достижения общих целей добиваются при использовании нефольгового упаковочного ламината, включающего серединный слой бумаги или картона, первый лежащий крайним снаружи непроницаемый для жидкости термосвариваемый полиолефиновый слой, второй лежащий крайним внутри непроницаемый для жидкости термосвариваемый полиолефиновый слой и нанесенный на внутреннюю сторону слоя бумаги или картона слой, непроницаемый для газообразного кислорода и сформованный в результате нанесения жидкостного пленочного покрытия из жидкой газонепроницаемой композиции и последующего высушивания, при этом данная жидкая газонепроницаемая композиция содержит полимерное связующее, диспергированное или растворенное в среде на водной основе или на основе растворителя, где в той же самой среде также диспергированы и неорганические частицы, и где упаковочный ламинат дополнительно включает слой, непроницаемый для водяных паров, расположенный между нанесенным слоем, непроницаемым для газообразного кислорода, и лежащим крайним внутри термосвариваемым полиолефиновым слоем, где данный слой, непроницаемый для водяных паров, содержит полимерную матрицу на полиолефиновой основе совместно с частицами неорганического наполнителя, распределенными в ней.

Диспергируемое или растворимое полимерное связующее, используемое в непроницаемом слое жидкостного пленочного покрытия, соответствующем изобретению, представляет собой полимер, демонстрирующий характеристики газонепроницаемости при формовании в виде образующего гомогенное покрытие и высушенного слоя.

Предпочтительно диспергируемое или растворимое полимерное связующее выбирают из группы, состоящей из PVOH, диспергируемого в воде EVOH, полисахаридов, таких как, например, крахмал или производные крахмала, диспергируемый в воде поливиниленденхлорид (PVDC) или диспергируемые в воде сложные полиэфиры или комбинации из двух и более из них.

Более предпочтительно полимерное связующее выбирают из группы, состоящей из PVOH, диспергируемого в воде EVOH, крахмала или производных крахмала или комбинаций из двух и более из них.

В сопоставлении с алюминиевой фольгой PVOH в качестве непроницаемого полимера жидкостного пленочного покрытия обладает множеством желательных свойств, благодаря чему он является наиболее предпочтительным непроницаемым материалом во множестве контекстов. В их числе могут быть упомянуты хорошие характеристики пленкообразования, совместимость с продуктами питания и экономическая ценность совместно с его высокими характеристиками непроницаемости по газообразному кислороду. В частности, PVOH обеспечивает получение упаковочного ламината, демонстрирующего высокие характеристики непроницаемости по запахам, что является в особенности важным при упаковывании молока.

Подобно множеству других возможных непроницаемых полимеров, таких как, например, крахмал или производные крахмала, поливиниловый спирт в подходящем случае наносят при использовании способа нанесения жидкостного пленочного покрытия, то есть, в форме дисперсии или раствора на водной основе или на основе растворителя, которые при нанесении распределяются, образуя на подложке тонкий однородный слой, а после этого высушивают. Однако, как установили заявители, один недостаток в данном способе заключается в возможности проникновения жидких полимерной дисперсии или полимерного раствора, которые наносят на серединный слой бумаги или картона, в абсорбирующие жидкость волокна серединного слоя. В зависимости от характеристик картона при чрезмерно тонком нанесенном слое существует опасность образования точечных дефектов в связи с удалением воды или растворителя для высушивания нанесенного непроницаемого слоя.

Водным системам в общем случае свойствены определенные экологические преимущества. Предпочтительно жидкая газонепроницаемая композиция является водной, поскольку такая композиция обычно также лучше соответствует условиям производственной среды, чем системы на основе растворителей.

Как уже вкратце упоминалось выше, для улучшения характеристик водостойкости и кислородонепроницаемости у покрытия из PVOH известным способом является включение полимера или соединения, имеющего функциональные карбокислотные группы. В подходящем случае полимер, имеющий функциональные карбокислотные группы, выбирают из числа сополимера этилен-акриловая кислота (ЕАА) и сополимеров этилен-метакриловая кислота (ЕМАА) или их смесей. Сополимер ЕАД может быть включен в кислородонепроницаемый слой в количестве, равном приблизительно 1-20% (масс.) в расчете на сухую массу покрытия.

Как представляется, улучшенные характеристики кислородо- и водостойкости являются результатом проведения реакции этерификации между PVOH и ЕAА при повышенной температуре высушивания, благодаря чему PVOH сшивается гидрофобными полимерными цепями ЕАА, которые, тем самым, встраиваются в структуру PVOH. Однако, такая смесь является значительно более дорогостоящей вследствие стоимости добавок. Кроме того, высушивание и отверждение при повышенных температурах не являются предпочтительными вследствие риска образования трещин и вздутий в непроницаемом покрытии на картонной подложке. Сшивание также может быть индуцировано присутствием поливалентных соединений, например, соединений металлов, таких как оксиды металлов. Однако, такие улучшенные газонепроницаемые слои жидкостного пленочного покрытия все еще неспособны сами по себе обеспечить получение рентабельного и хорошо сформованного упаковочного контейнера, демонстрирующего достаточные характеристики непроницаемости с точки зрения надежного долговременного асептического упаковывания для хранения в условиях окружающей среды.

В альтернативном варианте, недавно были разработаны и могут оказаться возможными в качестве композиции кислородонепроницаемого жидкостного покрытия, соответствующей изобретению, специальные типы диспергируемого в воде полимера этилен-виниловый спирт (EVOH). Однако, широко использующиеся полимеры EVOH обычно предназначены для экструдирования и могут быть диспергированы/растворены в водной среде для получения тонкой непроницаемой пленки жидкостного пленочного покрытия при 6 г/м² и менее, предпочтительно 4 г/м² и менее. Как представляется, для диспергируемости или растворимости в воде EVOH должен содержать достаточно большое количество мономерных звеньев винилового спирта, и свойства его должны быть по возможности более близкими к свойствам марок жидкостного пленочного покрытия из PVOH. Экструдированный слой EVOH не является альтернативой жидкостному пленочному покрытию из EVOH, поскольку по самой его природе его свойства в меньшей степени подобны свойствам PVOH, чем у марок EVOH, предназначенных для экструзионного нанесения покрытия, и поскольку он не может быть нанесен в рентабельном количестве, меньшем, чем 5 г/м², в виде одного слоя по способу экструзионного нанесения покрытия или экструзионного ламинирования, то есть, он требует наличия соэкструдированных соединительных слоев, которые в общем случае представляют собой очень дорогостоящие полимеры. Кроме того, очень тонкие экструдированные слои охлаждаются чрезмерно быстро и не имеют достаточного количества тепловой энергии для сохранения достаточного связывания с соседними слоями при ламинировании.

Другими примерами полимерных связующих, демонстрирующих характеристики кислородонепроницаемости, подходящие для нанесения жидкостного пленочного покрытия, являются полисахариды, в частности, крахмал или производные крахмала, такие как предпочтительно окисленный крахмал, катионный крахмал и гидроксипропилированный крахмал. Примерами таких модифицированных крахмалов являются окисленный гипохлоритом картофельный крахмал (Raisarnyl 306 от компании Raisio), гидпроксипропилированный кукурузный крахмал (Cerestar 05773) и тому подобное. Однако, как известно, получения некоторого уровня Характеристик газонсироницаемости можно добиться при использовании и других форм крахмала и его производных.

Дополнительными примерами полимерных связующих являются газонепроницаемые покрытия, содержащие смеси из полимеров, включающих карбоновую кислоту, таких как полимеры акриловой кислоты или метакриловой кислоты, и полиспиртовых полимеров, таких как PVOH или крахмал, которые описываются, например, в документах ЕР-А-608808, ЕР-А-1086981 и WO 2005/037535. Как упоминалось ранее, с точки зрения стойкости к высокой влажности предпочтительной является реакция сшивания данных полимерных связующих.

Кроме того, получение характеристик кислородонепроницаемости у водной композиции покрытия в действительности обеспечивают смеси при только незначительном содержании в смеси одного из компонентов и даже композиции только из одного из данных компонентов.

Однако, наиболее предпочтительно газонепроницаемый полимер представляет собой PVOH, поскольку он обладает всеми вышеупомянутыми хорошими свойствами, то есть, демонстрируют характеристики пленкообразования, характеристики газонепроницаемости, рентабельность, совместимость с продуктами питания, а также, что очень важно для упаковывания молока, характеристики непроницаемости по запахам.

Газонепроницаемая композиция на основе PVOH обладает наилучшими эксплуатационными свойствами при наличии у PVOH степени омыления, равной, по меньшей мере, 98%, предпочтительно, по меньшей мере, 99%, хотя характеристики кислородонепроницаемости будет демонстрировать также и PVOH, характеризующийся меньшими степенями омыления.

Как можно ожидать, медленная миграция молекул водяных паров через слой может быть значительно уменьшена в результате примешивания к перерабатываемым в расплаве термопластичным полимерным слоям, например, в случае обычно водостойких полимеров на полиолефиновой основе, минеральных наполнителей. Однако, обычные минеральные наполнители, такие как, например, тальк или карбонат кальция, не придают такому слою каких-либо значительных характеристик кислородонепроницаемости.

Как заметили при попытке защиты тонкого непроницаемого слоя жидкостного пленочного покрытия, например, из PVOH, в результате ламинирования слоя экструдированного из расплава полиолефина, содержащего гомогенно распределенные в нем неорганические частицы, в условиях долговременного хранения при разумных толщинах слоя достаточные уровни кислородонепроницаемости сохраняться не могли, хотя слой PVOH первоначально и придает ламинату вполне удовлетворительные характеристики кислородонепроницаемости. В соответствии с этим, пришли к заключению о том, что ни характеристики кислородонепроницаемости, ни характеристики непроницаемости по водяным парам не были достаточны, и что в структуре ламината были бы необходимы дополнительные слои и материалы, что, в свою очередь, привело бы к получению более дорогостоящего ламината в сопоставлении с тем, что было бы целесообразным для конкурирования с соответствующими упаковочными ламинатами на основе алюминиевой фольги.

Однако, как к очень большому удивлению было установлено при получении упаковочных контейнеров в результате ламинирования на слой, полученный из непроницаемой композиции из жидкостного пленочного покрытия из PVOH, также содержащей и неорганические частицы, еще одного слоя, полученного при переработке в расплаве полимерной матрицы на полиолефиновой основе, содержащей неорганические частицы, у конечного упаковочного ламината и даже у конечной упаковки достигались не только достаточные характеристики кислородонепроницаемости, но также, к удивлению, улучшались и оказывались более чем достаточными характеристики непроницаемости по водяным парам. Собственно говоря, синергетические и, к удивлению, улучшенные характеристики непроницаемости по водяным парам получали в результате включения наполнителей в оба слоя. Несмотря на получение некоторого вклада в совокупную непроницаемость по водяным парам конечного упаковочного ламината от включения одного только наполненного полиолефинового слоя достаточные и надежные характеристики непроницаемости по водяным парам не получали до тех пор, пока к удивлению слой PVOH также не начинал содержать неорганические частицы. После этого вполне неожиданно непроницаемость по водяным парам дополнительно улучшалась на 40% в сопоставлении с тем, что получали от одного только наполненного полиолефинового слоя.

Вклад наполненного полиолефинового слоя в совокупные характеристики кислородонепроницаемости конечного упаковочного материала должен был бы быть равен нулю, но совокупное долговременное проникновение кислорода через ламинат также неожиданное улучшалось в сопоставлении с полностью неудовлетворительными значениями проникновения кислорода, полученными и измеренными для соответствующего материала, не содержащего неорганические частицы в кислородонепроницаемом слое жидкостного пленочного покрытия.

Данный неожиданный синергетический эффект должен быть способен полагаться на такой упаковочный ламинат также и в экстремальных условиях, таких как в очень сухом климате, поскольку миграция влаги через стенку упаковочного контейнера от на 100% влажного упакованного продукта внутри в направлении пространства вне стенки упаковочного контейнера будет большей в случае наличия сухого климата на наружной стороне упаковки. Вследствие более значительных различий относительной влажности (RH) движущие силы для транспортирования влаги через материал стенки упаковочного контейнера будут намного более значительными в условиях климата сухой пустыни, и поэтому совокупные характеристики непроницаемости по водяным парам у упаковочного материала должны быть более высокими.

Таким образом, в соответствии с изобретением получения рентабельного ламината, обладающего всеми необходимыми свойствами по сохранению продуктов питания для долговременного асептического упаковывания, например, молока, добиваются в результате объединения картона с кислородонепроницаемым слоем жидкостного пленочного покрытия и отдельным наполненным слоем на полиолефиновой основе на его внутренней стороне, где жидкая непроницаемая композиция в дополнение также содержит неорганические частицы.

Материал полимерного связующего дисперсии или раствора, наносимых в виде покрытия в форме жидкой пленки, перемешивают с неорганическим соединением, которое предпочтительно является пластинчатым по форме или сформированным в виде чешуек. Благодаря слоистой компоновке неорганических частиц чешуйчатой формы молекула газообразного кислорода должна мигрировать через кислородонепроницаемый слой по более длинному пути извилистой траектории, а не по обычной прямой траектории через непроницаемый слой.

Предпочтительно неорганическим пластинчатым соединением является так называемое наночастичное или наноглинистое соединение, диспергированное до получения расслоившегося состояния, то есть, ламели слоистого неорганического соединения отделяются друг от друга под действием жидкой среды. Таким образом, слоистое соединение предпочтительно может стать набухшим или расщепленным полимерными дисперсией или раствором, где данная дисперсия проникла в слоистую структуру неорганического материала. Оно также может быть набухшим под действием растворителя до добавления к полимерному раствору или полимерной дисперсии. Таким образом, неорганическое пластинчатое соединение диспергируется до получения отслоившегося состояния в жидкой газонепроницаемой композиции и в высушенном непроницаемом слое. Термин глинистые минералы включает минералы, относящиеся к типу каолинита, антигорита, смектита, вермикулита, бентонита или слюды, соответственно. Говоря конкретно, в качестве подходящих глинистых минералов могут быть упомянуты лапонит, каолинит, диккит, накрит, галлуазит, антигорит, хризотил, пирофиллит, монтмориллонит, гекторит, сапонит, сауконит, натрий-четырехкремниевая слюда, тэниолит натрия, обыкновенная слюда, маргарит, вермикулит, флогопит, ксантофиллит и тому подобное. В особенности предпочтительными наночастицами являются наночастицы монтмориллонита, наиболее предпочтительными - очищенный монтмориллонит или монтмориллонит, подвергнутый обмену натрия, (Na-MMT). Неорганическое пластинчатое соединение или глинистый минерал нанометрового размера предпочтительно характеризуются аспектным соотношением 50-5000 и размером частиц, доходящим вплоть до приблизительно 5 мкм в расслоившемся состоянии.

Предпочтительно неорганические частицы в основном состоят из таких пластинчатых частиц бентонита, характеризующихся аспектным соотношением в диапазоне от 50 до 5000.

Предпочтительно кислородонепроницаемый слой жидкостного пленочного покрытия включает от приблизительно 5 до приблизительно 40% (масс.), более предпочтительно от приблизительно 10 до приблизительно 40% (масс.), а наиболее предпочтительно от приблизительно 20 до приблизительно 30% (масс.), неорганического пластинчатого соединения в расчете на сухую массу покрытия. При чрезмерно малом количестве характеристики непроницаемости нанесенного в виде покрытия и высушенного непроницаемого слоя не будут значительно улучшены в сопоставлении со случаем неиспользования неорганического пластинчатого соединения. При чрезмерно большом количестве жидкую композицию станет труднее наносить в виде покрытия и с ней будет труднее манипулировать в резервуарах для хранения и каналах системы аппликатора. Предпочтительно непроницаемый слой включает от приблизительно 99 до приблизительно 60% (масс.), более предпочтительно от приблизительно 99 до приблизительно 70% (масс.), а наиболее предпочтительно от приблизительно 95 до приблизительно 80% (масс.), полимера в расчете на сухую массу покрытия. В газонепроницаемую композицию может быть включена добавка, такая как стабилизатор дисперсии и тому подобное, предпочтительно в количестве, не большем, чем приблизительно 1% (масс.) в расчете на сухое покрытие. Совокупный уровень содержания сухого вещества композиции предпочтительно находится в диапазоне от 5 до 15% (масс.), более предпочтительно от 7 до 12% (масс.).

В соответствии с одним альтернативным предпочтительным вариантом осуществления неорганические частицы в основном состоят из пластинчатых частиц талька, характеризующихся аспектным соотношением в диапазоне от 10 до 500. Предпочтительно композиция содержит частицы талька в количестве в диапазоне от 10 до 70% (масс.), более предпочтительно от 20 до 60% (масс.), наиболее предпочтительно 30-50% (масс.), в расчете на сухую массу. Ниже 20% (масс.) отсутствует какое-либо значительное увеличение характеристик газонепроницаемости, в то время как выше 70% (масс.) слой покрытия может оказаться более хрупким и ломким вследствие меньшей внутренней когезии между частицами в слое. Полимерное связующее, по-видимому, находится в чрезмерно малом количестве для окружения и диспергирования частиц и ламинирования их друг на друга внутри слоя. Совокупный уровень содержания сухого вещества в такой жидкой непроницаемой композиции из PVOH и частиц талька может находиться в диапазоне от 5 до 25% (масс.).

Как также известно из документа WO 03/031720, включенного посредством ссылки в настоящий документ, на удивление хорошие характеристики кислородонепроницаемости могут быть получены при использовании частиц коллоидального диоксида кремния, характеризующихся размером частиц 3-150 нм, предпочтительно 4-100 нм, а еще более предпочтительно 5-70 нм, где данные частицы предпочтительно являются аморфными и сферическими. Кроме того, использованию частиц коллоидального диоксида кремния свойственно преимущество, заключающееся в возможности нанесения жидкой непроницаемой композиции при уровне содержания сухого вещества 15-40% (масс.), предпочтительно 20-35% (масс.), а еще более предпочтительно 24-31% (масс.), благодаря чему уменьшается потребность в принудительном высушивании.

В альтернативном варианте неорганическими частицами, соответствующими изобретению, являются частицы каолина, слюды, карбоната кальция и тому подобного.

Предпочтительное полимерное связующее, также и при использовании неорганических частиц для получения характеристик кислородонепроницаемости, представляет собой PVOH, отчасти вследствие его вышеупомянутых выгодных свойств. В дополнение к этому, PVOH является выгодным с точки зрения перемешивания, то есть, в общем случае легко диспергировать или расслаивать неорганические частицы в водном растворе PVOH для получения стабильной смеси PVOH и частиц, что, таким образом, позволяет получить хорошую пленку покрытия, характеризующуюся гомогенными составом и морфологией.

Предпочтительно в соответствии с изобретением упомянутый слой, непроницаемый для газообразного кислорода, наносят при совокупном количестве в диапазоне от 0,5 до 6 г/м², предпочтительно от 3 до 5 г/м², более предпочтительно от 3 до 4 г/м², в расчете на сухую массу. Ниже 1 г/м² будут получаться чрезмерно низкие характеристики газонепроницаемости, в то время как выше 6 г/м² слой покрытия не будет придавать рентабельности упаковочному ламинату вследствие высокой стоимости непроницаемых полимеров в общем случае и вследствие высоких затрат энергии на испарение жидкости. Кроме того, в зависимости от того, насколько много неорганических частиц будет включено в газонепроницаемую композицию, слой покрытия может стать чрезмерно хрупким при толщинах, больших чем 6 г/м². Один более предпочтительный уровень кислородонепроницаемости получают при величине в диапазоне от 3 до 5 г/м², а наиболее предпочтительный баланс между характеристиками непроницаемости и стоимостью достигается при величине в диапазоне от 3 до 4 г/м².

В соответствии с одним предпочтительным вариантом осуществления изобретения слой, непроницаемый для газообразного кислорода, наносят в две последовательные стадии при промежуточном высушивании в виде двух составляющих слоев. При нанесении в виде двух составляющих слоев каждый слой в подходящем случае наносят в количествах в диапазоне от 1,0 до 3,0 г/м², предпочтительно от 1,5 до 2,0 г/м², и это делает возможным получение более высококачественного совокупного слоя при меньшем количестве жидкой газонепроницаемой композиции.

В соответствии с изобретением предпочтительными являются получение из слоя, непроницаемого для газообразного кислорода, покрытия и нанесение его непосредственно на соседний, то есть, примыкающий, серединный слой бумаги или картона. Слой бумаги обеспечивает не захват влаги, мигрирующей изнутри наружу через ламинированный упаковочный материал, в чувствительном к влаге непроницаемом для газообразного кислорода слое жидкостного пленочного покрытия, а ее дальнейшее транспортирование через слой бумаги в направлении наружной стороны упаковочного контейнера. Слой бумаги отбирает влажность у соседнего непроницаемого слоя и сохраняет уровень влагосодержания в непроницаемом слое на почти что постоянном низком уровне в течение продолжительного периода времени.

Серединный слой бумаги или картона, предназначенный для использования в изобретении, обычно характеризуется толщиной в диапазоне от приблизительно 100 мкм вплоть до приблизительно 600 мкм и поверхностной массой, равной приблизительно 100-500 г/м², предпочтительно приблизительно 200-300 г/м², и может представлять собой обычные бумагу или картон подходящего упаковочного качества.

В случае малоценного асептического долговременного упаковывания жидкого продукта питания может быть использован более тонкий упаковочный ламинат, включающий более тонкий серединный слой бумаги. Упаковочные контейнеры, изготовленные из таких упаковочных ламинатов, не получают в результате складывающего формования, и в большей степени они подобны гибким пакетам в форме подушек. Подходящая бумага для таких пакетных упаковок обычно характеризуется поверхностной массой в диапазоне от приблизительно 50 до приблизительно 140 г/м², предпочтительно от приблизительно 70 до приблизительно 120 г/м², более предпочтительно от 70 до приблизительно 110 г/м².

Подходящими матричными полимерами на полиолефиновой основе для соответствующего изобретению слоя, непроницаемого для водяных паров, являются те, которые в своей основе имеют полиэтилен высокой плотности (HDPE), содержат его или предпочтительно из него состоят. Оптимальные характеристики непроницаемости по водяным парам в комбинации с другими необходимыми свойствами упаковки получают при использовании матричной композиции, состоящей из HDPE и частиц неорганического наполнителя, гомогенно диспергированных в матричном полимере. Однако, целесообразными матричными полимерами в объеме изобретения являются также и другие полиолефины, такие как полиэтилен (LDPE, MDPE) и полипропилен (РР) и их сополимеры или смеси. Однако, в соответствии с изобретением предпочитается, чтобы матричный полимер в основном содержал бы HDPE или имел бы HDPE в своей основе. Наиболее предпочтительно матричный полимер состоит из HDPE.

Для получения наилучших из возможных характеристик непроницаемости по водяным парам неорганический наполнитель, использующийся в соответствии с изобретением, предпочтительно является пластинчатым по форме и конфигурации. Примерами таких пластинчатых частиц наполнителей являются тальк, слюда и частицы глин нанометрового размера, например, монтмориллонит, смектит, бентонит и тому подобное. Наиболее предпочтительными являются пластинчатые частицы талька. Однако, при использовании в больших количествах (предпочтительно больших, чем 50% (масс.)) достаточно хорошо могут работать также частицы и другого неорганического наполнителя, такого как каолин, карбонат кальция, доломит и тому подобное.

Слой, непроницаемый для водяных паров, в выгодном случае имеет толщину в диапазоне от 15 до 30 мкм, предпочтительно от 15 до 25 мкм, наиболее предпочтительно от мкм г/м².

В соответствии с одним альтернативным вариантом осуществления изобретения слой, непроницаемый для водяных паров, содержащий матричный полимер на полиолефиновой основе и частицы неорганического наполнителя, при использовании технологии микромногослойного соэкструдирования соэкструдируют совместно с более ударно-вязким или более ударопоглощающим полимером в сопоставлении с наполненным полиолефином, так чтобы слой, непроницаемый для водяных паров, состоял бы из нескольких тонких чередующихся слоев наполненного полиолефина и ударно-вязкого или ударопоглощающего полимера. Таким образом, как сохраняются характеристики непроницаемости по водяным парам у слоев наполненного полиолефина, так и ударопоглощающие чередующиеся слои также придают соэкструдированной пленке определенную ударную вязкость. Таким образом, собственная хрупкость наполненных полиолефиновых слоев компенсируется ударопоглощающими свойствами, придаваемыми чередующимися слоями ударопоглощающих полимеров. Такие более ударно-вязкие полимеры могут быть найдены в числе полимеров LLDPE, и ударопоглощающие полимеры выбирают из группы, состоящей из m-LLDPE (линейного полиэтилена низкой плотности, полученного в результате полимеризации на металлоценовом катализаторе), VLDPE (полиэтилена очень низкой плотности), ULDPE (полиэтилена сверхнизкой плотности) и экструдируемых из расплава марок эластомеров, пластомеров и ТРЕ (термоэластопластов).

В технологии микромногослойного соэкструдирования используют так называемый мультипликаторный питающий блок, который разделяет потоки двух различных полимеров на несколько чередующихся слоев микрометрической толщины, таким образом формируя пленку из тонких чередующихся полимерных слоев. При проведении такой операции пленка, включающая два различных полимера, может быть индивидуализирована и оптимизирована в отношении толщин слоев и желательных свойств. В подходящем случае микромногослойная соэкструдированная пленка, непроницаемая для водяных паров, имеет толщину в диапазоне от 10 до 20 мкм.

Для увеличения светонепроницаемости упаковочного ламината в один из полимеров при необходимости могут быть примешаны черные светопоглощающие пигменты, в то время как в другие полимеры микромногослойных соэкструдированных слоев примешивают белые светоотражающие пигменты. Таким образом, предварительно изготовленная микромногослойная пленка приобретает сероватый внешний вид.

Подходящие термопласты для лежащих крайними снаружи и лежащих крайними внутри термосвариваемых непроницаемых для жидкости слоев представляют собой полиолефины, предпочтительно полиэтилены, а наиболее предпочтительно полиэтилены низкой плотности, такие как, например, LDPE, линейный LDPE (LLDPE) или полиэтилены, полученные на металлоценовом одноцентровом катализаторе, (m-LLDPE) или их сополимеры или смеси. Толщина лежащего крайним внутри термосвариваемого полиолефинового слоя находится в диапазоне от 10 до 30 мкм.

Предпочтительно слой, непроницаемый для водяных паров, связывают со слоем бумаги или картона при использовании промежуточного слоя из термопластичного полимера, выбираемого из полиолефинов и клеящих полимеров на полиолефиновой основе, в особенности LDPE или клеящего полимера на полиэтиленовой основе. Толщина промежуточного термопластичного связывающего слоя предпочтительно находится в диапазоне от 10 до 20, предпочтительно от 12 до 15 мкм.

Для дополнительного улучшения светонепроницаемости упаковочного ламината, соответствующего изобретению, светопоглощающие частицы или пигменты при необходимости могут быть примешаны и в промежуточный термопластичный связывающий слой. Одним предпочтительным примером таких светопоглощающих частиц является «технический углерод». Тогда в выгодном случае черная окраска промежуточного связывающего слоя будет скрыта в направлении наружной стороны слоем картона и покрыта в направлении внутренней стороны ламината слоем, непроницаемым для водяных паров.

В соответствии с одним альтернативным предпочтительным вариантом осуществления промежуточный термопластичный связывающий слой вместо этого или в дополнение к этому для улучшения характеристик светонепроницаемости упаковочного ламината содержит неорганические частицы в форме светоотражающих белых пигментов.

В соответствии с одним дополнительным аспектом изобретения предлагается упаковочный контейнер, подходящий для долговременного асептического упаковывания, изготовленный из упаковочного ламината изобретения и обладающий свойствами, такими как низкие скорости проникновения кислорода и водяных паров, целостность упаковки и внутренняя адгезия между слоями ламината, где данные свойства сопоставимы со свойствами обычных коммерчески доступных упаковочных контейнеров, включающих алюминиевую фольгу, как это представлено в прилагаемом пункте 19 формулы изобретения. В соответствии с еще одним дополнительным аспектом изобретения предлагается способ изготовления упаковочного ламината, определенный в пунктах 13-18 формулы изобретения.

Таким образом, способ включает стадии получения слоя бумаги или картона, получения жидкой газонепроницаемой композиции, содержащей полимерное связующее, диспергированное или растворенное в жидкой среде на водной основе или на основе растворителя, и, кроме того, содержащей неорганические частицы, диспергированные в композиции, формования тонкого слоя, непроницаемого для газообразного кислорода, содержащего упомянутые полимерное связующее и неорганические частицы, в результате нанесения покрытия из жидкой композиции в виде пленки на первую сторону упомянутого слоя бумаги или картона, а после этого высушивания для выпаривания жидкости, получения перерабатываемой в расплаве полимерной композиции, содержащей полимерную матрицу на полиолефиновой основе и частицы неорганического наполнителя, распределенные в ней, получения слоя, непроницаемого для водяных паров, из полимерной композиции, перерабатываемой в расплаве, по способу экструдирования из расплава, ламинирования экструдированного слоя, непроницаемого для водяных паров, на внутреннюю сторону слоя, непроницаемого для газообразного кислорода, получения лежащего крайним внутри слоя из термосвариваемого полиолефина на внутренней стороне слоя, непроницаемого для водяных паров, и получения лежащего крайним снаружи слоя из термосвариваемого полиолефина на наружной стороне серединного слоя.

В одном предпочтительном способе изобретения покрытие из жидкой газонепроницаемой композиции наносят непосредственно на внутреннюю сторону слоя бумаги или картона. Поскольку упакованный продукт питания представляет собой или содержит жидкость, возникает постоянное транспортирование водяных паров через ламинат изнутри наружу, почему лучше позволить водяным парам улетучиваться изнутри наружу через слой жидкостного пленочного покрытия и продолжать достаточно быстро улетучиваться изнутри наружу через слой бумаги. В случае нанесения на слой бумаги покрытия из слоя полимера водяные пары будут в течение более продолжительного периода времени удерживаться и улавливаться на внутренней стороне слоя бумаги, увеличивая относительную влажность в непроницаемом слое жидкостного пленочного покрытия. Таким образом, предпочтительным является непосредственное соседство слоя жидкостного пленочного покрытия со слоем бумаги.

В соответствии с одним предпочтительным способом изобретения слой, непроницаемый для газообразного кислорода, наносят при совокупном количестве в диапазоне от 0,5 до 6 г/м², предпочтительно от 3 до 5 г/м², более предпочтительно от 3 до 4 г/м², в расчете на сухую массу. В соответствии с одним дополнительным предпочтительным способом изобретения слой, непроницаемый для газообразного кислорода, наносят в виде двух составляющих слоев в две последовательные стадии с промежуточным высушиванием. При нанесении в виде двух составляющих слоев каждый слой наносят в количествах в диапазоне от 1,0 до 3,0 г/м², предпочтительно от 1,5 до 2 г/м².

В соответствии с одним вариантом осуществления слой, непроницаемый для водяных паров, получают из полимерной композиции, перерабатываемой в расплаве, и ламинируют на внутреннюю сторону слоя, непроницаемого для газообразного кислорода, в результате экструзионного нанесения покрытия или соэкструзионного нанесения покрытия на картон с нанесенным покрытием.

В соответствии с одним альтернативным вариантом осуществления изобретения слой, непроницаемый для водяных паров, получают из полимерной композиции, перерабатываемой в расплаве, в результате плоскощелевого экструдирования или соэкструдирования или экструдирования или соэкструдирования с раздувом до получения пленки, которую после этого ламинируют на внутреннюю сторону слоя, непроницаемого для газообразного кислорода, при использовании экструзионного ламинирования совместно с промежуточным термопластичным связывающим слоем.

В соответствии с одним дополнительным альтернативным вариантом осуществления изобретения способ дополнительно включает стадии нанесения жидкостного пленочного покрытия из промежуточного полимерного связывающего слоя на нанесенный слой, непроницаемый для газообразного кислорода, и его высушивания в результате выпаривания жидкости, получения пленки, непроницаемой для водяных паров, из полимерной композиции, перерабатываемой в расплаве, при использовании плоскощелевого экструдирования или соэкструдирования или экструдирования или соэкструдирования с раздувом, а после этого ламинирования пленки на внутреннюю сторону слоя, непроницаемого для газообразного кислорода, в результате ламинирования ее при нагреве и под давлением на промежуточный полимерный связывающий слой. Полимером промежуточного связывающего слоя может быть термопластичный связывающий полимер или отверждающийся клеящий полимер, например, клеящий полимер, отверждаемый пучком электронов.

Такая предварительно изготовленная пленка в альтернативном варианте может быть получена при использовании технологии микромногослойного соэкструдирования, как это разъяснялось выше.

В соответствии с одним предпочтительным вариантом осуществления изобретения лежащий крайним внутри слой (слои) термосвариваемого полиолефина получают на внутренней стороне слоя, непроницаемого для водяных паров, в результате (со)экструзионного нанесения покрытия. Лежащий крайним внутри термосвариваемый материал в целях обеспечения пригодности для предполагаемого способа термосваривания может быть разделен на два и более составляющих слоя, каждый из которых содержит тот же самый или другой полиолефин, предпочтительно полиэтилен низкой плотности. В альтернативном варианте, лежащий крайним внутри слой (слои) термосвариваемого полиолефина получают на внутренней стороне слоя, непроницаемого для водяных паров, в результате соэкструдирования, проведенного на той же самой стадии и совместно со слоем, непроницаемым для водяных паров.

В соответствии с одним рациональным альтернативным вариантом осуществления все термопластичные внутренние слои, в том числе промежуточный связывающий слой, слой, непроницаемый для водяных паров, и лежащий крайним внутри термосваривающий слой (слои), в результате соэкструзионного нанесения покрытия могут быть нанесены на картон с нанесенным жидкостным пленочным покрытием.

Предпочтительно слой, непроницаемый для водяных паров, связывают со слоем бумаги или картона с нанесенным непроницаемым покрытием при использовании промежуточного слоя из термопластичного полимера, выбираемого из полиолефинов или клеящих полимеров на полиолефиновой основе.

В рамках альтернативного способа, включающего ламинирование при нагревании и под давлением, промежуточный связывающий слой жидкостного пленочного покрытия в выгодном случае представляет собой клеящий полимер, такой как имеющие полиолефиновую основу сополимеры или привитые сополимеры, содержащие мономерные звенья (мет)акриловой кислоты или малеинового ангидрида.

Таким образом, предпочтительно способ изобретения дополнительно включает стадию экструзионного ламинирования слоя, непроницаемого для водяных паров, на внутреннюю сторону слоя, непроницаемого для газообразного кислорода, при использовании промежуточного термопластичного связывающего слоя. Характеристики кислородонепроницаемости кислородонепроницаемого слоя жидкостного пленочного покрытия значительно улучшаются при нанесении его в виде покрытия или его ламинировании на соседний слой из термопластичного полимера, и такой слой также вносит свой вклад в повышенную совокупную стойкость упаковочного ламината к неправильной эксплуатации. Предпочтительно такие промежуточные термопластичные связывающие слои выбирают из числа полиолефинов и полимеров на полиолефиновой основе. Промежуточный термопластичный связывающий слой в выгодном случае представляет собой обычный LDPE.

ПРИМЕРЫ И ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

В следующем далее изложении будут описываться предпочтительные варианты осуществления изобретения при обращении к чертежам, в числе которых:

Фиг.1а, 1b, 1с и 1d схематически демонстрируют в поперечном сечении четыре альтернативных варианта осуществления упаковочного ламината, полученного в соответствии с изобретением,

Фиг.2-1, 2а, 2b и 2с демонстрируют способы изготовления упаковочных ламинатов, описывавшихся на фиг.1а, 1b и 1e/1d, соответственно,

Фиг.3а и 3b демонстрируют примеры упаковочных контейнеров, полученных из упаковочного ламината, соответствующего изобретению, и

Фиг.4 демонстрирует принцип того, как изготавливать такие упаковочные контейнеры из упаковочного ламината по непрерывному способу формования, заполнения и заваривания.

На фиг.1а показан в поперечном сечении первый вариант осуществления полученного в соответствии с изобретением упаковочного ламината 10а для асептического упаковывания и долговременного хранения в условиях окружающей среды. Ламинат включает серединный слой 11 картона, характеризующийся изгибающим усилием 320 мн, и тонкий слой 12, непроницаемый для газообразного кислорода, сформованный в результате нанесения жидкостного пленочного покрытия из жидкой газонепроницаемой композиции и последующего высушивания на слое 11 картона. Композиция, непроницаемая для газообразного кислорода, содержит водный раствор PVOH и дисперсию неорганических пластинчатых частиц, в частности, расслоившуюся бентонитовую глину, при 30% (масс.) в расчете на сухую массу, и, таким образом, после высушивания слой покрытия содержит PVOH совместно со сформированными в виде чешуек или пластинчатыми частицами, распределенными слоистым образом в непрерывной фазе из PVOH. Упаковочный ламинат дополнительно включает слой 14, непроницаемый для водяных паров, расположенный между упомянутым нанесенным слоем 12, непроницаемым для газообразного кислорода, и лежащим крайним внутри термосвариваемым полиолефиновым слоем 15, где слой 14, непроницаемый для водяных паров, содержит матричный полимер на полиолефиновой основе и частицы неорганического наполнителя, распределенные в матричном полимере. Слой 14, непроницаемый для водяных паров, ламинируют на серединный слой с нанесенным жидкостным пленочным покрытием 11-12 в результате непосредственного экструзионного или соэкструзионного нанесения покрытия из композиции матричного полимера на полиолефиновой основе, представляющей собой композицию полиэтилена высокой плотности (HDPE), содержащую частицы неорганического наполнителя. Слой 14 может быть получен в результате соэкструзионного нанесения покрытия на серединный слой совместно с промежуточным соединительным слоем клеящего полимера на полиолефиновой основе (не показан). Наружный непроницаемый для жидкости и термосвариваемый слой 16 из полиолефина наносят на наружную сторону серединного слоя 11, где данная сторона должна быть обращена в направлении наружной стороны упаковочного контейнера, полученного из упаковочного ламината. Полиолефин наружного слоя 16 представляет собой обычный полиэтилен низкой плотности (LDPE) качества, пригодного для термосваривания. Лежащий крайним внутри непроницаемый для жидкости и термосвариваемый слой 15 располагают на внутренней стороне слоя, непроницаемого для водяных паров, 14, которая должна быть обращена ко внутренней стороне упаковочного контейнера, полученного из упаковочного ламината, а слой 15 будет находиться в контакте с упакованным продуктом. Лежащий крайним внутри термосвариваемый слой может содержать LDPE и линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE), предпочтительно представляющий собой LLDPE, полученный в результате полимеризации этиленового мономера совместно с С4-С8, более предпочтительно С6-С8, альфа-олефиновым алкиленовым мономером в присутствии металлоценового катализатора, то есть, так называемый металлоценовый LLDPE (m-LLDPE). Лежащий крайним внутри термосвариваемый слой 15 может состоять из двух или нескольких составляющих слоев, содержащих идентичные или различные сорта LDPE, (m-)LLDPE или их смесей, и может быть получен в результате соэкструзионного нанесения покрытия совместно со слоем, непроницаемым для водяных паров, 14 или экструзионного нанесения покрытия на слой, непроницаемый для водяных паров, 14 на последующей стадии экструзионного нанесения покрытия. Выраженная в граммах толщина термосвариваемого слоя 15 составляет приблизительно 15 г/м². Толщина слоя, непроницаемого для водяных паров, составляет предпочтительно приблизительно 20 г/м². Толщина промежуточного связывающего слоя предпочтительно находится в диапазоне от 10 до 15 г/м².

Фиг.1b демонстрирует упаковочный ламинат 10b, подобный тому, что и описывавшийся на фиг.1а, при том отличии, что слой, непроницаемый для водяных паров, 14, содержащий матричный полимер на полиолефиновой основе и частицы неорганического наполнителя, распределенные в матричном полимере, представляет собой часть предварительно изготовленной пленки, которую ламинировали на слой из картона с нанесенным кислородонепроницаемым покрытием. Слой, непроницаемый для водяных паров, 14 предварительно изготавливают совместно с лежащим крайним внутри термосвариваемым слоем 15 при использовании способа соэкструдирования из расплава, такого как соэкструдирование пленки с раздувом или плоскощелевое соэкструдирование пленки, что в результате приводит к получению многослойной пленки 14-15. После этого многослойную пленку 14-15 ламинируют на непроницаемый слой жидкостного пленочного покрытия 12 при использовании промежуточного слоя 13 из полимера на полиолефиновой основе, предпочтительно полиэтилена низкой плотности (LDPE). Таким образом, промежуточный связывающий слой 13 формуют в результате экструзионного ламинирования друг на друга серединного слоя с нанесенным кислородонепроницаемым покрытием 11-12 и непроницаемой для водяных паров термосвариваемой пленки 14-15. Толщина промежуточного связывающего слоя предпочтительно находится в диапазоне от 10 до 20 мкм, а толщина непроницаемой для водяных паров термосвариваемой пленки находится в диапазоне от 15 до 35 мкм.

На Фиг.1с показан упаковочный ламинат 10 с, подобный тому, что и описывавшийся на фиг.1b, то есть, паронепроницаемый слой 14, содержащий матричный полимер на полиолефиновой основе и частицы неорганического наполнителя, распределенные в матричном полимере, представляет собой предварительно изготовленную пленку, которую ламинируют на слой картона с нанесенным кислородонепроницаемым покрытием. Различие в сопоставлении с фиг.1b заключается в том, что слой, непроницаемый для водяных паров, 14 предварительно изготавливают в виде однослойной пленки по способу экструдирования из расплава, такому как экструдирование пленки с раздувом или плоскощелевое экструдирование пленки, что в результате приводит к получению пленки 14. Пленку 14 ламинируют на непроницаемый слой жидкостного пленочного покрытия 12 при использовании промежуточного слоя 13 из полимера на полиолефиновой основе, предпочтительно полиэтилена низкой плотности (LDPE). Таким образом, промежуточный связывающий слой 13 формуют в результате экструзионного ламинирования друг на друга серединного слоя с нанесенным кислородонепроницаемым покрытием 11-12 и пленки, непроницаемой для водяных паров, 14. После этого термосвариваемый полимерный слой 15 в результате экструзионного нанесения покрытия наносят на внутреннюю сторону слоя, непроницаемого для водяных паров, 14. Выраженная в граммах толщина термосвариваемого слоя 15 составляет приблизительно 15 г/м². Толщина слоя, непроницаемого для водяных паров, составляет предпочтительно приблизительно 20 г/м². Толщина промежуточного связывающего слоя предпочтительно находится в диапазоне от 10 до 15 г/м².

На Фиг.1d показан упаковочный ламинат 10d, подобный тому, что и описывавшийся на фиг.1с, но при этом предварительно изготовленная пленка паронепроницаемого слоя 14 включает несколько имеющих микрометрическую толщину чередующихся слоев из матричного полимера на полиолефиновой основе с неорганическим наполнителем (14-1) и слоев из более ударновязкого или более ударопоглощающего полимера (14-2), такого как, например, LLDPE, m-LLDPE, VLDPE или ULDPE. Микромногослойную пленку 14 ламинируют на непроницаемый слой жидкостного пленочного покрытия 12 при использовании промежуточного слоя 13 из полимера на полиолефиновой основе, предпочтительно полиэтилена низкой плотности (LDPE). Таким образом, промежуточный связывающий слой 13 формуют в результате экструзионного ламинирования друг на друга серединного слоя с нанесенным кислородонепроницаемым покрытием 11-12 и пленки, непроницаемой для водяных паров, 14. На внутреннюю сторону пленки, непроницаемой для водяных паров, 14 в результате соэкструзионного нанесения покрытия наносят лежащий крайним внутри слой 15 из термосвариваемого полимера, предпочтительно LDPE.

На фиг.2-1 схематически показан способ нанесения жидкостного пленочного покрытия из жидкой кислродонепроницаемой композиции на слой бумаги или картона, продемонстрированные как слои 11 и 12 в упаковочных ламинатах фиг.1а, 1b, 1с и 1d. Слой бумаги 21а подают из бобины для хранения в направлении станции нанесения жидкостного пленочного покрытия 22а, где наносят жидкую газонепроницаемую композицию в таком количестве, чтобы количество нанесенного в виде покрытия и высушенного слоя при прохождении бумагой с нанесенным покрытием через станцию высушизания 22b составляло бы приблизительно 1-6 г/м². В соответствии с одним предпочтительным вариантом осуществления операцию по нанесению жидкостного пленочного покрытия проводят в две стадии, то есть, в результате сначала нанесения покрытия при 1,0-3,0 г/м², высушивания на промежуточной стадии, а после этого нанесения покрытия во второй раз при 1,0-3,0 г/м² и, в заключение, высушивания совокупного слоя жидкостного пленочного покрытия для получения слоя бумаги с нанесенным кислородонепроницаемым покрытием 21b.

На фиг.2а показан способ ламинирования 20а для изготовления упаковочного ламината 10а фиг.1а, где на слой с нанесенным кислородонепроницаемым покрытием 21b в результате непосредственного соэкструзионного нанесения покрытия наносят многослойную расплавленную пленку 24а, включающую соединительный слой для связывания со слоем 21b и слоем, непроницаемым для водяных паров, 14, примыкающими друг к другу, при этом слой, непроницаемый для водяных паров, 14 содержит матричный полимер на полиолефиновой основе, представляющий собой HDPE, и частицы неорганического наполнителя, представляющего собой тальк, распределенные в матричном полимере. На последующей стадии экструзионного нанесения покрытия 26 лежащий крайним внутри непроницаемый для жидкости и термосвариваемый слой 15 из полиэтилена низкой плотности в результате экструзионного нанесения покрытия дополнительно наносят на слой, непроницаемый для водяных паров, 14. Лежащие крайними внутри слой или слои 15 подают через питающий блок 26-2 и наносят в виде пленки, наносимой поливом из расплава, 26-3 на слой, непроницаемый для водяных паров, 14 в станции роликового зажима 26-1. В альтернативном варианте, экструзионное нанесение покрытия в виде лежащего крайним внутри термосвариваемого слоя (слоев) проводят совместно со слоем, непроницаемым для водяных паров, 14, в результате чего многослойная расплавленная пленка 24а также может включать соэкструдированный лежащий крайним внутри непроницаемый для жидкости и термосвариваемый слой 15 на внутренней стороне слоя, непроницаемого для водяных паров, 14. Таким образом, продемонстрированная станция экструзионного нанесения покрытия 26-1 может быть опущена. После этого ламинированные бумага и пленка проходят через второй экструдерный питающий блок 27-2 и ламинирующий зажим 27-1, где лежащий крайним снаружи термосвариваемый слой из LDPE 16 наносят в виде покрытия на наружную сторону слоя бумаги. В заключение, конечный упаковочный ламинат 28а наматывают на не показанную бобину для хранения.

На фиг.2b продемонстрирован способ ламинирования 20b для изготовления упаковочного ламината 10b фиг.1b, где серединный слой с нанесенным кислородонепроницаемым покрытием 21b ламинируют на предварительно изготовленную многослойную полимерную пленку 23b, включающую слой, непроницаемый для водяных паров, 14 из полимера на полиолефиновой основе, предпочтительно HDPE, совместно с неорганическими частицами, распределенными в нем, в результате экструдирования промежуточного связывающего слоя из LDPE 24b со станции экструдирования 24 и взаимного их спрессовывания в роликовом зажиме 25. Предварительно изготовленная полимерная пленка 23b дополнительно включает лежащий крайним внутри непроницаемый для жидкости и термосвариваемый слой 15, расположенный на внутренней стороне слоя, непроницаемого для водяных паров, 14 для обращения в направлении внутренней стороны конечного упаковочного контейнера, при этом два слоя 14 и 15 подвергают соэкструзионной переработке в расплаве друг с другом по способу соэкструдирования пленки с раздувом или по способу плоскощелевого соэкструдирования пленки. После этого ламинированный серединный слой бумаги 11-12 и многослойная пленка 14-15 проходят через второй экструдерный питающий блок 27-2 и ламинирующий зажим 27-1, где на наружную сторону слоя бумаги наносят в виде покрытия лежащий крайним снаружи термосвариваемый слой из LDPE 16; 27-3. В заключение, конечный упаковочный ламинат 28b наматывают на не показанную бобину для хранения.

На фиг.2с продемонстрирован способ ламинирования 20с для изготовления упаковочного ламината 10с фиг.1bс, представляющий собой то же самое, что и способ ламинирования на представленной выше фиг.2b, за исключением того, что лежащий крайним внутри непроницаемый для жидкости и термосвариваемый слой (слои) 15 в результате (со)экструзионного нанесения покрытия на отдельной стадии наносят на предварительно изготовленную и ламинированную полимерную пленку 23с. В соответствии с этим, слой кислородонепроницаемого покрытия 21b ламинируют на полимерную пленку 23с, включающую слой из полимера на полиолефиновой основе, предпочтительно HDPE, совместно с неорганическими частицами, распределенными в нем, в результате экструдирования промежуточного связывающего слоя из LDPE 24b (или 24с) из станции экструдирования 24 и взаимного их спрессовывания в роликовом зажиме 25. После этого ламинированные бумага и пленка проходят через второй экструдерный питающий блок 26-2 и ламинирующий зажим 26-1, где лежащий крайним внутри термосвариваемый слой 15; 26-3 наносят в виде покрытия на пленочную сторону 23 ламината. В заключение, ламинированные бумага и пленка проходят через третий экструдерный питающий блок 27-2 и ламинирующий зажим 27-1, где на наружную сторону слоя бумаги наносят в виде покрытия лежащий крайним снаружи термосвариваемый слой из LDPE 16; 27-3. В заключение, конечный упаковочный ламинат 28 с наматывают на не показанную бобину для хранения.

Для изготовления альтернативного упаковочного ламината 1d используют тот же самый способ ламинирования, что и продемонстрированный на фиг.2с, при этом различие представляет собой то, что предварительно изготовленной пленкой 14 является пленка, изготовлена по технологии микромногослойного соэкструдирования, описывавшейся выше в связи с фиг.1d.

На Фиг.3а показан предпочтительный пример упаковочного контейнера 30а, полученного из упаковочного ламината 10 (а, b, с), соответствующего изобретению. Упаковочный контейнер является в особенности хорошо подходящим для напитков, соусов, супов и тому подобного. Обычно такая упаковка имеет объем в диапазоне приблизительно от 100 до 1000 мл. Она может иметь любую конфигурацию, но предпочтительно имеет форму кирпича, имея продольный и поперечный сварные швы 31 и 32, соответственно, и необязательно устройство открывания 33. В еще одном не показанном варианте осуществления упаковочный контейнер может быть сформован в виде клина. Для получения такой «клиновидной формы» только для нижней части упаковки проводят складывающее формование таким образом, чтобы поперечный шов термосваривания нижней части был бы скрыт под треугольными угловыми клапанами, которые складывают и сваривают с нижней частью упаковки. Поперечный сварной шов верхней секции оставляют без складывания. Таким образом, полусложенный упаковочный контейнер остается все еще прост для манипулирования и стабилен по геометрическим размерам при размещении на полке в продуктовом магазине или на столе и тому подобном.

Фиг.3b показывает альтернативный предпочтительный пример упаковочного контейнера 30b, полученного из упаковочного ламината 10' (а, b, с), имеющего утонченный серединный слой бумаги и соответствующего изобретению. Вследствие меньшей толщины упаковочного ламината 10' благодаря более тонкому серединному слою бумаги он не является достаточно стабильным по геометрическим размерам для получения упаковочного контейнера в форме параллелепипеда или клина и не подвергается складывающему формованию после поперечного заваривания 32b. Таким образом, он остается контейнером, подобным пакету в форме подушки, и распространяется и продается таким образом.

Фиг.4 демонстрирует принцип, описывавшийся во введении настоящей заявки, то есть, полотно упаковочного материала формуют в виде рукава 41 в результате соединения друг с другом продольных кромок 42, 42' полотна в виде соединения внахлестку 43. Рукав заполняют 44 намечаемым жидким продуктом питания и разделяют на отдельные упаковки повторяющимися поперечными сварными швами 45 на рукаве на предварительно определенном расстоянии друг от друга ниже уровня содержимого, заполняющего рукав. Упаковки 46 отделяют в результате рассечений по поперечным сварным швам и формуют в желательной геометрической конфигурации в результате складывающего формования по подготовленным линиям сгиба в материале.

ПРИМЕР 1

Упаковочный ламинат получали в результате нанесения жидкостного пленочного покрытия 2×1 г/м² водной газонепроницаемой композиции из растворенного и диспергированного PVOH и 30% (масс.) бентонитовой глины в расчете на сухое вещество в две последовательные стадии при промежуточном высушивании на картон CLC/C при 320 мн от компании Frovi.

Получение водной газонепроницаемой композиции: водную дисперсию при приблизительно 5-15% (масс.) частиц расслоившегося пластинчатого монтмориллонита (Kunipia F от компании Kunimine Kоgуо Со.), характеризующихся аспектным соотношением, равным приблизительно 50-5000, перемешивают с водным раствором приблизительно 10% (масс.) PVOH (Mowiol 15-99, при степени омыления, большей чем 99%) при 60-90°С в течение 1-8 часов. Дисперсия частиц расслоившегося пластинчатого минерала может быть стабилизирована при использовании стабилизаторной добавки. В альтернативном варианте, частицы пластинчатого минерала расслаивают непосредственно в растворе PVOH при 60-90°С в течение 1-8 часов.

После этого влажное нанесенное покрытие высушивают при температуре поверхности полотна 100-150°С.

На внутреннюю сторону таким образом нанесенного газонепроницаемого слоя ламинируют слой из HDPE, содержащий частицы талька, характеризующиеся распределением частиц по размерам, таким чтобы 95% частиц были бы меньшими чем 5,5 м, в то время как 50% частиц были бы меньшими чем 2,2 м, в количестве 30% (масс.), при этом толщина слоя HDPE составляет приблизительно 20 г/м². Слой наполненного HDPE ламинируют на картон с нанесенным кислородонепроницаемым покрытием при использовании соэкструдирования совместно с промежуточным ламинированным слоем, состоящим из обычного LDPE при толщине 15 г/м².

Для сопоставления получают соответствующий ламинат, не включающий слой наполненного HDPE, то есть, включающий только два слоя из обычного LDPE при толщине 15 г/м² каждый.

Для дополнительного сопоставления соответствующие ламинаты включают те же самые внутренние слои из LDPE и наполненного HDPE, соответственно, но не кислородонепроницаемый слой жидкостного пленочного покрытия из PVOH.

Характеристики непроницаемости по водяным парам у каждого соответствующего ламината определяли в результате измерения потери массы на устройстве Gravitest 6300 (от компании GINTRONIC в Швейцарии) при использовании автоматизированной системы взвешивания. Измерения проводили при 23°С и OВ (относительной влажности) 50% в соответствии с нормами документов DIN 53122 и ASTM E96/80 в течение 6 недель. Полученные значения выражают в г/м²-день.

Причина непроведения измерения по обычным способам определения проникновения водяных паров заключается в том, что такие методы недостаточно точны, а также образцы ламината необходимо было размещать в оборудовании Permatran WVTR в неправильном направлении. Миграция водяных паров через ламинат происходит в противоположном направлении через ламинат, и поэтому такой метод измерения хорошо не отражает реальность, определяемую ламинатом, использующимся в упаковочном контейнере.

В соответствии с этим, результаты измерений, полученные по методу Gravitest 6300, были более реалистичными, и полученные значения имели точность +/-0,1 мг.

Образец Структура материала (г/м²) ПМ (потеря массы) на приборе Gravitest 4512-4а-С92 /LDPE 12/картон/РVОН+30% б./LDPE 15/LDPE 15/ 0,29 4512-4i /LDPE 12/картон/LDPE 15/LDPE 15/ 0,61 4512-4а-С92 /LDPE 12/картон/РVОН+30% 6./LDPE 10/ наполненный HDPE 20/ 0,18 4512-4j /LDPE 12/картон/LDPE 10/наполненный HDPE 20/ 0,31

Как известно, при вычислении характеристик непроницаемости для ламинированной слоистой структуры вклад в непроницаемость от каждого слоя (Barr 1, Barr 2 … Barr i) с совокупным значением

непроницаемости (Barr Σ 1-i) полного ламината соотносится в соответствии со следующей далее формулой:

1/Ваrr Σ 1-i=1/Ваrr 1 + 1/barr 2 +…+ 1/Barr i

В соответствии с этим, в результате подставления совокупного значения непроницаемости по водяным парам для ламината, обладающего структурой, включающей слой жидкостного пленочного покрытия из PVOH и бентонитовых неорганических частиц и обычный слой из LDPE в направлении внутренней стороны, и значения для структуры, включающей один только внутренний слой из LDPE, определяют то, что остаток ламината (то есть слой из PVOH) характеризуется расчетным значением непроницаемости по водяным парам 0,66.

1/совокупная ПМ=1/ПМ (PVOH + б.) + 1/ПМ (2 × LDPE) и 1/0,49 = 1/PVOH_LDPE + 1/1,88 → PVOH_LDPE = 0, 66

В случае подставления вместо этого совокупного значения непроницаемости по водяным парам для ламината, обладающего структурой, включающей слой жидкостного пленочного покрытия из PVOH и бентонитовых неорганических частиц и слой наполненного HDPE в направлении внутренней стороны, и значения для структуры, включающей один только внутренний слой из наполненного HDPE, остаток ламината (то есть слой из PVOH) будет характеризоваться расчетным значением непроницаемости по водяным парам 0,39.

1/совокупная ПМ = 1/ПМ (PVOH + б.) + 1/ПМ (LDPE + наполненный HDPE) 1/0,23 = 1/РVOH_{наполн. HDPE} + 1/0,55 → РVОН_{наполн. HDPE} = 0,39

Данное значение непроницаемости по водяным парам является намного меньшим, чем ожидалось, и, собственно говоря, улучшенным на 40% в сопоставлении с тем, что имеет место для структуры, включающей внутренний слой из LDPE.

Кроме того, к удивлению характеристики кислородонепроницаемости теперь улучшились до более чем достаточных для долговременного хранения упаковок, заполненных жидким продуктом питания.

Можно дополнительно немного увеличить характеристики газонепроницаемости в результате нанесения покрытия из более толстых слоев газонепроницаемой композиции или можно наполнить слой из PVOH более значительным количеством неорганических частиц. Благодаря нанесению покрытия из композиции более толстого и более плотно наполненного газонепроницаемого слоя имеет место также более значительное увеличение характеристик непроницаемости по запахам. Один превосходный пример такой непроницаемой композиции содержит PVOH и от 10 до 60% (масс.), предпочтительно от 20 до 55% (масс.), более предпочтительно от 30 до 50% (масс.), частиц талька.

Изобретение не ограничивается продемонстрированными и описанными вариантами осуществления, но может варьироваться в объеме формулы изобретения.

Изобретение относится к нефольговому упаковочному ламинату для асептического упаковывания жидкого продукта питания. Ламинат включает серединный слой бумаги или картона, лежащие крайними снаружи, непроницаемые для жидкости термосвариваемые слои из полиолефина и нанесенный на внутреннюю сторону слоя бумаги или картона непроницаемый для газообразного кислорода слой, образованный в результате нанесения жидкостного пленочного покрытия из жидкой газонепроницаемой композиции и последующего высушивания. При этом жидкая композиция содержит полимерное связующее, диспергированное или растворенное в жидкой среде. Ламинат дополнительно включает слой из матричного полимера на полиолефиновой основе совместно с частицами неорганического наполнителя, распределенными в нем, и неорганические частицы, диспергированные также и в газонепроницаемом слое из жидкой газонепроницаемой композиции. Изобретение также относится к способу изготовления упаковочного ламината и к упаковочному контейнеру, изготовленному из упаковочного ламината. Изобретение позволяет рентабельно производить нефольговый упаковочный ламинат на основе бумаги или картона с хорошими характеристиками газонепроницаемости, непроницаемости по водяным парам и внутренней адгезии.3 н. и 12 з.п. ф-лы, 11ил.,1 табл., 1пр.

1. Способ изготовления упаковочного ламината (10a; 10b), включающий стадии
- обеспечения слоя бумаги или картона (21a),
- обеспечения жидкой газонепроницаемой композиции, содержащей полимерное связующее, выбранное из группы, состоящей из поливинилового спирта PVOH, диспергируемого в воде этилен-винилового спирта EVOH, крахмала, производных крахмала и комбинаций из двух и более из них, диспергированное или растворенное в жидкой среде на водной основе или на основе растворителя, и, кроме того, содержащей пластинчатые по форме неорганические частицы, диспергированные в композиции,
- формования тонкого слоя, непроницаемого для газообразного кислорода, содержащего упомянутые полимерное связующее и неорганические частицы, в результате нанесения покрытия (22a) из жидкой композиции непосредственно на первую сторону упомянутого слоя бумаги или картона, а после этого высушивания (22b) для выпаривания жидкости,
- обеспечения перерабатываемой в расплаве полимерной композиции, содержащей полимерную матрицу на полиолефиновой основе и пластинчатые по форме частицы неорганического наполнителя, распределенные в ней,
- обеспечения слоя (24a; 23b; 23c), непроницаемого для водяных паров, из полимерной композиции, перерабатываемой в расплаве, по способу экструдирования из расплава,
- ламинирования экструдированного слоя (24a; 23b; 23c), непроницаемого для водяных паров, из полимерной композиции, перерабатываемой в расплаве, на внутреннюю сторону слоя (21b), непроницаемого для газообразного кислорода,
- обеспечения лежащего крайним внутри слоя (15) из термосвариваемого полиолефина на внутренней стороне слоя (24a; 23b; 23c), непроницаемого для водяных паров, и
- обеспечения лежащего крайним снаружи слоя (16) из термосвариваемого полиолефина на наружной стороне серединного слоя (11).

2. Способ по п.1, где слой (12), непроницаемый для газообразного кислорода, наносят при совокупном количестве в диапазоне от 0,5 до 6 г/м², предпочтительно от 3 до 5 г/м², более предпочтительно от 3 до 4 г/м², в расчете на сухую массу.

3. Способ по п.1 или 2, где слой (24a), непроницаемый для водяных паров, получают из полимерной композиции, перерабатываемой в расплаве, и ламинируют на внутреннюю сторону слоя (21b), непроницаемого для газообразного кислорода, в результате экструзионного нанесения покрытия или соэкструзионного нанесения покрытия на картон с нанесенным покрытием.

4. Способ по п.1 или 2, где слой (23b; 23c), непроницаемый для водяных паров, получают из полимерной композиции, перерабатываемой в расплаве, в результате плоскощелевого экструдирования или соэкструдирования или экструдирования или соэкструдирования с раздувом до получения пленки, которую после этого ламинируют на внутреннюю сторону слоя (21b), непроницаемого для газообразного кислорода, посредством экструзионного ламинирования совместно с промежуточным термопластичным связывающим слоем (13; 24b; 24c).

5. Способ по п.1 или 2, где лежащий крайним внутри слой (слои) (15) термосвариваемого полиолефина получают на внутренней стороне слоя (24a), непроницаемого для водяных паров, в результате соэкструдирования, проведенного на той же самой стадии и совместно со слоем (24a; 23b; 23c), непроницаемым для водяных паров.

6. Способ по п.1 или 2, где упомянутый слой (24a; 23b; 23c), непроницаемый для водяных паров, связывают со слоем бумаги или картона с нанесенным непроницаемым покрытием посредством промежуточного слоя из термопластичного полимера (13), выбираемого из полиолефинов и клеящих полимеров на полиолефиновой основе.

7. Нефольговый упаковочный ламинат (10a; 10b), полученный способом изготовления упаковочного ламината по любому из п.1-6, где ламинат (10a; 10b) имеет характеристики непроницаемости, подходящие для долговременного упаковывания жидкого продукта питания, включающий серединный слой (11; 11') из бумаги или картона, первый лежащий крайним снаружи непроницаемый для жидкости термосвариваемый полиолефиновый слой (16), второй лежащий крайним внутри непроницаемый для жидкости термосвариваемый полиолефиновый слой (15) и нанесенный непосредственно на внутреннюю сторону серединного слоя бумаги или картона и примыкающий к ней слой (12), непроницаемый для газообразного кислорода, сформованный в результате нанесения жидкостного пленочного покрытия из жидкой газонепроницаемой композиции и последующего высушивания, при этом указанная жидкая композиция содержит полимерное связующее, обеспечивающее характеристики газонепроницаемости, выбранное из группы, состоящей из поливинилового спирта PVOH, диспергируемого в воде этилен-винилового спирта EVOH и полисахаридов, таких как, например, крахмал или производные крахмала, диспергированное или растворенное в среде на водной основе или на основе растворителя, причем газонепроницаемый слой (12) дополнительно содержит пластинчатые по форме неорганические частицы, диспергированные в полимерном связующем, в комбинации с тем, что упаковочный ламинат дополнительно включает слой (14), непроницаемый для водяных паров, расположенный между упомянутым нанесенным слоем (12), непроницаемым для газообразного кислорода, и упомянутым лежащим крайним внутри термосвариваемым полиолефиновым слоем (15), где слой (14), непроницаемый для водяных паров, содержит матричный полимер на полиолефиновой основе и пластинчатые по форме частицы неорганического наполнителя, распределенные в матричном полимере,
при этом слой (14), непроницаемый для водяных паров, связан со слоем бумаги или картона с нанесенным непроницаемым покрытием при использовании промежуточного слоя (13) из термопластичного полимера, выбираемого из полиолефинов и клеящих полимеров на полиолефиновой основе.

8. Упаковочный ламинат по п.7, где неорганические частицы, содержащиеся в жидкой газонепроницаемой композиции, в основном состоят из пластинчатых наноразмерных частиц глины, характеризующихся аспектным соотношением в диапазоне от 50 до 5000.

9. Упаковочный ламинат по п.7, где неорганические частицы, содержащиеся в жидкой газонепроницаемой композиции, в основном состоят из пластинчатых частиц талька, характеризующихся аспектным соотношением в диапазоне от 10 до 500.

10. Упаковочный ламинат по любому из пп.7-9, где упомянутый слой (12), непроницаемый для газообразного кислорода, нанесен при совокупном количестве в диапазоне от 0,5 до 6 г/м², предпочтительно от 3 до 5 г/м², более предпочтительно от 3 до 4 г/м², в расчете на сухую массу.

11. Упаковочный ламинат по любому из пп.7-9, где матричный полимер в основном содержит полиэтилен высокой плотности (HDPE).

12. Упаковочный ламинат по любому из пп.7-9, где частицы неорганического наполнителя, содержащиеся в матричном полимере на полиолефиновой основе, являются сформированными в виде чешуек или имеют пластинчатую конфигурацию.

13. Упаковочный ламинат по любому из пп.7-9, где частицы неорганического наполнителя, содержащиеся в матричном полимере на полиолефиновой основе, выбраны из талька, слюды и расслоившихся наноразмерных частиц.

14. Упаковочный ламинат по любому из пп.7-9, где упомянутый слой (14), непроницаемый для водяных паров, включает множество имеющих микрометрическую толщину чередующихся слоев из матричного полимера на полиолефиновой основе с неорганическими частицами (14-1) и слоев из ударновязкого, ударопоглощающего полимера (14-2), выбираемого из группы, состоящей из LLDPE, m-LLDPE, VLDPE, ULDPE, эластомеров и пластомеров.

15. Упаковочный контейнер (30a; 30b), изготовленный из упаковочного ламината (10a; 10b; 10c) по любому из пп.7-14, полученного способом по любому из пп.1-6.