СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МНОГОСЛОЙНОГО СУБСТРАТА Российский патент 2022 года по МПК B32B27/08 B32B27/10 B32B27/30 B32B29/04 B32B3/06 B32B3/18 B32B37/12 B32B37/14 B32B5/16 B32B7/04 B32B7/05 B32B7/12 B65D81/03 

Настоящее изобретение относится к способу получения многослойного субстрата, при этом, субстрат снабжен многофункциональным покрытием, а также к использованию произведенного субстрата.

В последние годы Интернет все больше превращается в канал сбыта самых разнообразных товаров. Большую долю товаров, продаваемых через Интернет, образует одежда, электроника, компьютеры, обувь, а также предметы домашнего обихода и внутреннее оборудование, однако, и товары повседневного спроса, такие как продукты питания, аптечные товары, товары для животных все в большем объеме приобретаются через Интернет. Для доставки товаров потребителям требуется не только сложная логистика, но и безопасная транспортировка, чтобы клиент получал неповрежденными также уязвимые или хрупкие товары

Упаковать товары безопасным образом можно, например, при помощи надлежащего упаковочного материала, при этом, как правило, упаковочный материал обладает некоторой амортизирующей способностью, благодаря которой обеспечивается защита транспортируемых товаров. Классическим примером такого упаковочного материала является пузырчатая упаковка, полимерная пленка с карманами, заполненными воздухом, благодаря которым возможна амортизация механических сотрясений. Однако, пузырчатой пленке свойственен недостаток, заключающийся в том, что она, как правило, изготовлена из полимеров на основе нефти, и ее производство и утилизация связаны со значительным экологическим ущербом. Эти проблемы усиливаются ввиду растущего спроса и увеличивающейся потребности в длительности использования. Поэтому возникает потребность в альтернативных упаковочных материалах, которые имеют сходные свойства, но лучшую экологическую совместимость.

В документе WO 2014/051876 описан клеящий состав, применяемый для получения упаковочного материала, при этом, клеящий состав включает микросферы, имеющие изолирующий эффект.

В документе DE 202011109 описан соединительный элемент, состоящий из субстрата-носителя из натуральных волокон и, по меньшей мере, одного приклеенного подслоя, представляющего собой гибкий пленкообразный субстрат, который полностью соединен с высушенным клеящим слоем, при этом, клеящий слой выполнен на основе водного вспененного клеящего вещества.

В документе WO 2010/019493 раскрывается надувная транспортировочная сумка, имеющая надувную обшивку и соединение, посредством которого обшивка может быть надута.

Описанные в известном уровне техники материалы, как правило, могут быть получены только посредством дорогостоящих способов получения, что ограничивает количество, в котором они могут быть произведены. Кроме того, обычным материалам свойственен недостаток, заключающийся в том, что из-за введенного подкладочного слоя они имеют большой объем, в частности, для такого материала удорожается транспортировка и складирование.

Таким образом, задачей настоящего изобретения является обеспечение способа, позволяющего производить упаковочный материал, способный поглощать механические удары, который удобен при складировании и транспортировке.

Неожиданно было обнаружено, что эта задача решается посредством способа получения многослойного субстрата, имеющего многофункциональное покрытие.

Первым объектом настоящего изобретения является способ получения многослойного субстрата, включающий следующие стадии, на которых:

а) обеспечивают первый материал с первой поверхностью, имеющей, по меньшей мере, одну краевую область и, по меньшей мере, одну окруженную краевой областью внутреннюю область;

b) наносят материал покрытия на внутреннюю область первой поверхности, при этом, материал покрытия включает расширяемые микрочастицы;

с) сушат материал покрытия;

d) приводят в контакт первую поверхность первого материала и поверхность второго материала с образованием многослойного материала так, что материал покрытия расположен между первым материалом и вторым материалом.

Неожиданно было обнаружено, что таким образом может быть получен субстрат, обладающий небольшим объемом. Соответствующий изобретению способ отличается также тем, что он делает возможным производство субстрата в большом количестве и может быть осуществлен без дорогостоящих модификаций имеющегося оборудования.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения первый материал имеет более одной внутренней области.

Материал покрытия, предпочтительно, нанесен на всю поверхность. В контексте настоящего изобретения под этим подразумевается такое нанесение, при котором вся внутренняя область покрыта материалом покрытия. Для сокращения издержек и экономии материалов может оказаться предпочтительным прерывистое или только частичное нанесение материала покрытия, при котором покрывается не вся внутренняя область. При этом, является предпочтительным альтернативный вариант осуществления изобретения, в котором материал покрытия наносят на внутреннюю область частично.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения приведение в контакт первого и второго материалов выполняют с использованием клеящего вещества. При этом, перед приведением в контакт клеящее вещество, предпочтительно, наносят на краевую область первой поверхности. Особенно предпочтительно, клеящее вещество наносят равномерно или непрерывно на краевую область первой поверхности, полностью покрывая краевую область клеящим веществом. Неожиданно было обнаружено, что таким образом сцепление материалов субстрата может быть улучшено без ущерба для работоспособности материала покрытия. Преимущества соответствующего изобретению способа полностью проявляются, в частности, когда гарантируется, что клеящее вещество не попадает на внутреннюю область.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления соответствующего изобретению способа первый и второй материал присутствуют в форме непрерывных полотен. В альтернативном предпочтительном варианте осуществления первый материал до или после нанесения материала покрытия разделяют на отдельные элементы, имеющие краевую область и окруженную краевой областью внутреннюю область. В одном из альтернативных предпочтительных вариантов осуществления изобретения разделение первого материала и нанесение материала покрытия на внутреннюю область выполняют одновременно. При этом, технологически комбинируют разрезание и нанесение материала покрытия и осуществляют их, предпочтительно, на одной комбинированной стадии.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения первый материал выбран из группы, состоящей из материала на основе целлюлозы, полимера и металла. Первый материал может представлять собой, например, полимерные волокна, например, для повышения стабильности материала.

Особенно предпочтительно, первый материал представляет собой материал на основе целлюлозы. В частности, первый материал может быть выбран из группы, состоящей из бумаги, картона и бумаги с покрытием.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения второй материал выбран из группы, состоящей из материала на основе целлюлозы, полимера и металла. Второй материал может представлять собой, например, полимерные волокна, например, для повышения стабильности материала.

Особенно предпочтительно, второй материал представляет собой материал на основе целлюлозы. В частности, второй материал может быть выбран из группы, состоящей из бумаги, картона и бумаги с покрытием.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения первым и вторым материалом является бумага. Особенно предпочтительно, второй материал присутствует в форме непрерывного полотна.

Соответствующий изобретению способ отличается быстротой осуществления, что позволяет за короткое время производить большое количество многослойного субстрата. Помимо прочего, это достигается путем тщательного подбора свойств применяемых материалов. При этом, является предпочтительным вариант осуществления настоящего изобретения, в котором сушку материала покрытия проводят при температуре 80°С или менее, предпочтительно, при температуре от 40°С до 75°С. Неожиданно было обнаружено, что при такой температуре сушка может быть проведена быстро без ущерба для работоспособности материала покрытия, благодаря чему повышается производительность способа.

Наилучшие результаты в отношении производительности способа были достигнуты при использовании материала покрытия на полимерной основе. При этом, является предпочтительным вариант осуществления, в котором материал покрытия представляет собой материал покрытия на полимерной основе, включающий от 10 до 40% вес., предпочтительно, от 15 до 35% вес. расширяемых микрочастиц относительно общего веса материала покрытия. Неожиданно оказалось, что такой материал покрытия пригоден для нанесения с высокой скоростью, однако одновременно обладает достаточной стабильностью для того, чтобы не расплываться после нанесения.

Применяемый в соответствующем изобретению способе материал покрытия включает расширяемые микрочастицы. Предпочтительно, микрочастицы в нерасширенном состоянии имеют размер, выраженный как величина D50, от 5 до 18 мкм, предпочтительно, от 10 до 17 мкм.

Предпочтительно, под расширяемыми микрочастицами понимаются термически расширяемые микрочастицы, имеющие, предпочтительно, форму сфер.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления соответствующего изобретению способа многослойный субстрат на дополнительной стадии преобразуют в упаковку. Это преобразование может быть произведено, например, путем разрезания и складывания многослойного субстрата. Под упаковкой понимается, предпочтительно, обертка, транспортировочная сумка, пакет, сумка, мешок или картонная коробка, при этом, их формат и размер могут быть разными. В одном из особенно предпочтительных вариантов осуществления изобретения под упаковкой понимается транспортировочная сумка.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления соответствующий изобретению способ включает дополнительную стадию, на которой многослойный субстрат подвергают обработке, направленной на расширение расширяемых частиц.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления, после стадии d) соответствующего изобретению способа следует стадии тепловой обработки.

Соответствующий изобретению способ позволяет производить субстраты, объем которых может быть увеличен путем тепловой обработки, при этом, тепловая обработка может быть проведена независимо от способа получения. В одном из предпочтительных вариантов осуществления тепловую обработку проводят отдельно во времени и/или пространстве от других стадий способа. Таким образом, возможна транспортировка и складирование субстрата в том состоянии, в котором он имеет небольшой объем. Субстрат приобретает свой окончательный объем в результате тепловой обработки, в ходе которой происходит расширение микрочастиц материала покрытия. Благодаря соответствующему изобретению способу становится возможным проведение тепловой обработки незадолго до использования субстрата, что в соответствии со способами, описанными в известном уровне техники, было невозможно. Так, например, субстрат может быть подвергнут дополнительной обработке с получением транспортировочной сумки, которая благодаря малому объему и малой толщине занимает мало места. Перед употреблением транспортировочной сумки может быть проведена тепловая обработка, в ходе которой микрочастицы расширяются, и транспортировочная сумка приобретает амортизирующие свойства. Таким образом, благодаря соответствующему изобретению способу могут быть высвобождены ценные складские и транспортировочные объемы.

Тепловую обработку проводят, предпочтительно, при температуре от 85°С до 150°С, более предпочтительно, от 90°С до 140°С. Таким образом гарантируется завершение расширения микрочастиц без ущерба для микрочастиц и без снижения их способности поглощать удары.

Оказалось предпочтительным, чтобы для достижения оптимального поглощения механических воздействий частицы в расширенном состоянии имели размер в диапазоне от 20 мкм до 200 мкм. При этом, является предпочтительным вариант осуществления, в котором микрочастицы в расширенном состоянии имеют размер, выраженный как величина D50, от 20 мкм до 200 мкм, предпочтительно, от 20 до 150 мкм.

Тепловую обработку проводят, предпочтительно, при помощи обычных источников тепла. Особенно предпочтительно, тепловую обработку проводят с использованием инфракрасного излучения и/или теплого воздуха.

Изготовленный согласно соответствующему изобретению способу многослойный субстрат отличается изменяемым объемом. Таким образом, другим объектом настоящего изобретения является многослойный субстрат, который может быть получен соответствующим изобретению способом. Предпочтительно, соответствующий изобретению субстрат имеет форму непрерывного полотна. В альтернативном варианте своего осуществления соответствующий изобретению субстрат имеет форму упаковки, предпочтительно, форму обертки, транспортировочной сумки, пакета, сумки, мешка или картонной коробки, при этом, их формат и размер могут быть разными.

Соответствующие изобретению субстраты могут быть без труда преобразованы в упаковку. Таким образом, другим объектом изобретения является способ получения упаковки с использованием многослойного субстрата, изготовленного соответствующим изобретению способом, при этом, многослойный субстрат преобразуют в упаковку путем разрезания и складывания.

Другим объектом настоящей заявки является упаковка, получаемая согласно соответствующему изобретению способу. Предпочтительно, под упаковкой понимается обертка, транспортировочная сумка, пакет, сумка, мешок или картонная коробка, при этом, их формат и размер могут быть разными.

Настоящее изобретение может быть лучше понято на основании нижеследующих примеров, которые, однако, ни коим образом не следует понимать как ограничивающие идеи изобретения.

Надлежащий материал покрытия может включать от 30 до 70% вес. дисперсии сополимеров VAE (Vinamul^® 3928), от 5 до 15% вес. дисперсии парафинов (Michemlube^® 743 PE), от 15 до 30% вес. микрочастиц (Expancel^® 031 WUF 40), от 5 до 10% вес. глицерина и, если нужно, некоторое количество гидроксиэтилцеллюлозы (MEHC, Natrosol^® 250LR), при этом, величины весового содержания даны относительно общего веса материала покрытия и в сумме составляют 100% вес.

На фиг. 1 схематично показан первый материал в форме непрерывного полотна, при этом номера позиций означают: (1) - краевая область, (2) - внутренняя область.

На фиг. 2 схематично показан первый материал в форме отдельного элемента, при этом номера позиций означают: (1) - краевая область, (2) - внутренняя область.

Изобретение относится к способу получения многослойного субстрата, при этом субстрат снабжен многофункциональным покрытием, а также к использованию произведенного субстрата. Способ получения многослойного субстрата включает следующие стадии, на которых: а) обеспечивают первый материал с первой поверхностью, имеющей по меньшей мере одну краевую область и по меньшей мере одну окруженную краевой областью внутреннюю область; b) наносят материал покрытия на внутреннюю область первой поверхности, при этом материал покрытия включает расширяемые микрочастицы; с) сушат материал покрытия и d) приводят в контакт первую поверхность первого материала и поверхность второго материала с образованием многослойного материала так, что материал покрытия расположен между первым материалом и вторым материалом, отличается тем, что приведение в контакт на стадии d) выполняют с использованием клеящего вещества, при этом клеящее вещество непрерывно наносят на краевую область первого материала. Технический результат изобретения - производство упаковочного материала, способного поглощать механические удары, который удобен при складировании и транспортировке. 4 н. и 10 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ получения многослойного субстрата, включающий следующие стадии, на которых:

а) обеспечивают первый материал с первой поверхностью, имеющей по меньшей мере одну краевую область и по меньшей мере одну окруженную краевой областью внутреннюю область;

b) наносят материал покрытия на внутреннюю область первой поверхности, при этом материал покрытия включает расширяемые микрочастицы;

с) сушат материал покрытия и

d) приводят в контакт первую поверхность первого материала и поверхность второго материала с образованием многослойного материала так, что материал покрытия расположен между первым материалом и вторым материалом, отличающийся тем, что приведение в контакт на стадии d) выполняют с использованием клеящего вещества, при этом клеящее вещество непрерывно наносят на краевую область первого материала.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что материал покрытия сушат при температуре 80°С или менее, предпочтительно при температуре от 40°С до 75°С.

3. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что материал покрытия представляет собой материал покрытия на полимерной основе, включающий от 10 до 40% вес., предпочтительно от 15 до 35% вес. расширяемых микрочастиц относительно общего веса материала покрытия.

4. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что расширяемые микрочастицы представляют собой термически расширяемые микрочастицы.

5. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что многослойный субстрат на дополнительной стадии преобразуют в упаковку.

6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что упаковка представляет собой обертку, пакет для почтовых отправлений, пакет, сумку, мешок или картонную коробку.

7. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что способ включает дополнительную стадию, на которой многослойный субстрат подвергают обработке для расширения расширяемых частиц.

8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что обработка представляет собой тепловую обработку, которую проводят предпочтительно при температуре от 85°С до 150°С, более предпочтительно от 90°С до 140°С.

9. Способ по п. 7 или 8, отличающийся тем, что обработку проводят отдельно во времени и/или пространстве от других стадий способа.

10. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что обработка представляет собой тепловую обработку, которую проводят при помощи обычных источников тепла, предпочтительно с использованием инфракрасного излучения и/или теплого воздуха.

11. Многослойный субстрат, получаемый способом по любому из пп. 1-10.

12. Субстрат по п. 11, отличающийся тем, что субстрат имеет форму непрерывного полотна или упаковки.

13. Способ получения упаковки с использованием многослойного субстрата, полученного способом по любому из пп. 1-10, в котором многослойный субстрат преобразуют в упаковку путем разрезания и складывания.

14. Упаковка, получаемая способом по п. 13.