БИОРАЗЛАГАЕМАЯ ПЛЕНКА ДЛЯ УПАКОВКИ СИГАРЕТ Российский патент 2024 года по МПК B32B23/08 B32B27/08 B32B27/30 B32B27/32 B32B27/38 B32B27/40 

[Область техники]

Настоящее изобретение относится к биоразлагаемой пленке для упаковки сигарет.

Настоящая заявка испрашивает приоритет на основании патентных заявок Кореи №10-2021-0180275, поданной 16 декабря 2021 г., и №10-2022-0175860, поданной 15 декабря 2022 г., полное содержание которых включено в состав настоящего описания путем отсылки.

[Предшествующий уровень техники]

Синтетические пластмассы широко используются в качестве упаковочного материала, требующего характеристик экономичности и малого веса, и т.п.наряду с превосходными свойствами. Примеры таких синтетических пластмасс включают поливинилхлорид (ПВХ), полиэтилен (ПЭ), полипропилен (ПП), полиэтилентерефталат (ПЭТ) и т.п.Несмотря на их отличные свойства, синтетические пластмассы генерируют множество вредных веществ во время производства или сжигания или накапливаются, почти не будучи разложенными благодаря своей химической и биологической стабильности, являясь причиной проблемы загрязнения окружающей среды. Так как в последнее время возникли проблемы окружающей среды, растет заинтересованность в экологически безвредных биоразлагаемых материалах, способных заменить синтетические пластмассы.

В качестве материалов, в основном используемых в настоящее время для упаковочных материалов сигарет, используется материал бумажной упаковки типа открытый ящик в качестве контейнера для содержания сигаретного изделия, а для того, чтобы поддерживать качество изделия при увлажнении и окислении-разложении, снаружи материал бумажной упаковки герметично упаковывается с помощью пленки. В качестве производимого в промышленных масштабах упаковочного материала для наружной герметизации в настоящее время в основном используется ориентированная полипропиленовая пленка (OPP film). Ориентированная полипропиленовая пленка является пластмассой на нефтяной основе и не подвергается отдельной утилизации и в основном утилизируется как обычный мусор. Ориентированная полипропиленовая пленка также допускает проблему загрязнения окружающей среды в том, что касается того, что она не является высоко биоразлагаемой, и в области техники активно проводили исследования по альтернативным материалам, обладающим высокой способностью к химическому и биологическому разложению при соблюдении тех же технических возможностей, что и ориентированная полипропиленовая пленка.

Авторы настоящего изобретения признали технические проблемы для упаковочного материала для внешней герметизации описанного выше сигаретного изделия и завершили настоящее изобретение после продолжительных исследований материалов, способных заменить ориентированную полипропиленовую пленку.

[Документ предшествующего уровня техники]

[Патентный документ]

(Патентный документ 1) Корейская выложенная для всеобщего ознакомления патентная публикация №10-2011-0057500

[Описание изобретения]

[Техническая задача]

В области биоразлагаемой пленки для упаковки сигарет для того, чтобы заменить существующую ориентированную полипропиленовую пленку биоразлагаемым материалом настоящее изобретение направлено на обеспечение биоразлагаемой пленки, способной улучшить обрабатываемость, а также тепловую адгезию и барьерные свойства за счет добавления нижеуказанных технических возможностей, отличных от биоразлагаемости биоразлагаемого материала.

[Техническое решение]

Согласно первому аспекту настоящего изобретения, настоящее изобретение обеспечивает биоразлагаемую пленку для упаковки сигарет, причем пленка содержит первый пленочный слой, нанесенный таким образом, что одна его поверхность обращена к сигаретному изделию, третий пленочный слой, нанесенный так, что одна его поверхность обращена наружу, и второй пленочный слой, расположенный между первым пленочным слоем и третьим пленочным слоем.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения первый пленочный слой, второй пленочный слой и третий пленочный слой, каждый образован с использованием разных составов, и по меньшей мере один из первого пленочного слоя, второго пленочного слоя и третьего пленочного слоя содержит биоразлагаемый материал.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения биоразлагаемая пленка обладает скоростью биоразложения 90% или более через 60 дней и обладает коэффициентом кинетического трения внешней поверхности 0,3 или менее.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения биоразлагаемая пленка обладает разницей в коэффициенте кинетического трения между одной поверхностью и другой поверхностью внешней поверхности 0,05 или менее.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения биоразлагаемая пленка обладает кислородной проницаемостью 1000 см³/(м²⋅день⋅атм) или менее.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения биоразлагаемая пленка обладает влагопроницаемостью 50 г/(м²⋅день⋅атм) или менее.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения биоразлагаемая пленка обладает герметичностью 50 мл/сек или менее.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения биоразлагаемая пленка обладает мутностью 6,0% или менее.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения биоразлагаемый материал выбирают из группы, состоящей из полимолочной кислоты, полигидроксиалканоата, крахмала, целлюлозных материалов, поливинилового спирта, поликапролактона, полибутиленадипаттерефталата, полиэтиленсукцината, полибутиленсукцината, полигликолиевой кислоты и их комбинаций.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения слой, содержащий большую часть биоразлагаемого материала среди первого пленочного слоя, второго пленочного слоя и третьего пленочного слоя, представляет собой второй пленочный слой.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения второй пленочный слой содержит 80% по объему или более биоразлагаемой пленки.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения первый пленочный слой или третий пленочный слой содержит биоразлагаемый материал, обладающий свойствами, отличными от второго пленочного слоя.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения первый пленочный слой или третий пленочный слой содержит поливиниловое соединение, сополимер этилена и винилового спирта, акриловое соединение, герметизирующее соединение, состав для покрытия ориентированным полипропиленом (ОР), уретановое соединение, силиконовое соединение, эпоксисоединение, наноцеллюлозу, неорганическое соединение или их комбинацию.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения второй пленочный слой содержит полукристаллическую полимолочную кислоту, и первый пленочный слой или третий пленочный слой содержит некристаллическую полимолочную кислоту.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения первый пленочный слой или третий пленочный слой содержит поливиниловый спирт, поливинилхлорид или поливинилиденхлорид.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения второй пленочный слой обладает толщиной 5-30 мкм, а первый пленочный слой и третий пленочный слой каждый обладает толщиной 0,1-10 мкм.

[Полезные эффекты изобретения]

Биоразлагаемая пленка согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения является биоразлагаемой пленкой, имеющей трехслойную структуру, которая содержит пленочный слой, например, термоадгезионный слой или защитный покровный слой с биоразлагаемой подложкой, содержащий биоразлагаемый материал по центру, и, обладая превосходными техническими возможностями в виде скорости биоразложения, коэффициента кинетического трения, кислородной проницаемости, влагопроницаемости, герметичности, мутности и т.п., способна заменить существующую ориентированную полипропиленовую пленку для упаковки сигарет.

[Описание чертежей]

ФИГ. 1 представляет собой схему, иллюстрирующую схематическую структуру биоразлагаемой пленки для упаковки сигарет согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.

[Лучший вариант осуществления изобретения]

Здесь и далее варианты осуществления изобретения будут подробно описаны с использованием иллюстративных чертежей. При добавлении номеров позиций компонентам каждого чертежа следует отметить, что одни и те же компоненты имеют, насколько это возможно, одни и те же номера, даже если изображены на различных чертежах. Кроме того, при описании вариантов осуществления изобретения, если определено, что конкретные описания соответствующих известных структур или функций препятствуют пониманию вариантов осуществления изобретения, их подробное описание будет опущено.

Кроме того, при описании компонентов вариантов осуществления изобретения могут использоваться такие термины, как «первый», «второй», «А», «В», «(a)», «(b)». Такие термины используются только, чтобы отличить компоненты от других компонентов, а свойство, последовательность, порядок и т.п. для соответствующего компонента терминами не ограничиваются. Если определенный компонент описывается как «скрепленный», «соединенный» или «связанный» с другим компонентом, компонент может быть напрямую скреплен или связан с другим компонентом, но следует понимать, что другой компонент также может быть «скрепленным», «соединенным» или «связанным» между каждым из компонентов.

Компоненты, включенные в любой вариант осуществления изобретения, и компоненты, содержащие общие функции, описываются с использованием тех же названий в других вариантах осуществления изобретения. Если не описано обратное, описания, обеспеченные в любом варианте осуществления изобретения можно также применять к другим вариантам осуществления изобретения, и подробные описания будут опущены в пределах перекрывающегося диапазона.

Настоящее изобретение относится к биоразлагаемой пленке для упаковки сигарет и, более конкретно, к биоразлагаемой пленке для герметичной упаковки снаружи от материала бумажной упаковки, непосредственно содержащего сигаретное изделие. ФИГ. 1 представляет схему, иллюстрирующую схематическую структуру биоразлагаемой пленки для упаковки сигарет согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения. Как показано на ФИГ. 1, биоразлагаемая пленка согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения содержит первый пленочный слой 10, второй пленочный слой 20 и третий пленочный слой 30. При упаковке сигаретного изделия биоразлагаемая пленка подразделяется на поверхность, обращенную к сигаретному изделию, и поверхность, обращенную наружу, и поэтому каждый пленочный слой отдельно обозначен как первый пленочный слой 10, второй пленочный слой 20, третий пленочный слой 30 и т.п. При упаковывании сигаретного изделия первый пленочный слой 10 имеет одну поверхность, обращенную к сигаретному изделию. Здесь сигаретное изделие может означать состояние, упакованное материалом бумажной упаковки и т.п. Третий пленочный слой 30 имеет одну поверхность, обращенную наружу, при упаковке сигаретного изделия. Второй пленочный слой 20 расположен между первым пленочным слоем 10 и третьим пленочным слоем 30. Между первым пленочным слоем 10 и третьим пленочным слоем 30 при необходимости может применяться один или несколько пленочных слоев в дополнение ко второму пленочному слою 20.

Биоразлагаемая пленка согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения обладает превосходными техническими возможностями, достаточными, чтобы заменить существующую ориентированную полипропиленовую пленку. Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения биоразлагаемая пленка обладает скоростью биоразложения 90% или более через 60 дней. Скорость биоразложения приводится в соответствие со стандартом тестирования измерений биоразлагаемости в почве ISO 14855-1, и измеряется количество диоксида углерода, генерируемое при биоразложении образца пленки при контролируемом компостировании и аэробных условиях. Обычно материал считают биоразлагаемым при разложении на 90% или более по сравнению с образцовым материалом (целлюлоза). Биоразлагаемая пленка выполнена с возможностью проявления высокой скорости биоразложения даже в течение короткого периода времени 60 дней, несмотря на то, что пленка имеет многослойную структуру.

Биоразлагаемая пленка согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, обладая высокой биоразлагаемостью, обладает превосходными барьерными свойствами, так чтобы не снижать качество сигаретного изделия в ней. Обычно биоразлагаемые материалы часто подвержены воздействию внешней среды, например, влаги и воздуха, для того, чтобы обладать способностью к разложению на определенном уровне или больше. Соответственно, функциональный пленочный слой или т.п., способный препятствовать внешней среде, такой как влага и воздух, необходим для того, чтобы производить биоразлагаемую пленку для упаковки сигарет с использованием биоразлагаемого материала, и в многослойной биоразлагаемой пленке согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения такой функциональный пленочный слой включен в другие слои, отличные от пленочного слоя, содержащего биоразлагаемый материал.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения биоразлагаемая пленка обладает кислородной проницаемостью 1000 см³/(м²⋅день⋅атм) или менее. В частности, кислородная проницаемость может составлять 1000 см³/(м²⋅день⋅атм) или менее, 900 см³/(м²⋅день⋅атм) или менее, 800 см³/(м²⋅день⋅атм) или менее, 700 см³/(м²⋅день⋅атм) или менее, 600 см³/(м²⋅день⋅атм) или менее, 500 см³/(м²⋅день⋅атм) или менее, 400 см³/(м²⋅день⋅атм) или менее, 300 см³/(м²⋅день⋅атм) или менее, 200 см³/(м²⋅день⋅атм) или менее, 100 см³/(м²⋅день⋅атм) или менее или 50 см³/(м²⋅день⋅атм) или менее. Кислородная проницаемость может быть величиной, измеренной при 23°С и относительной влажности 0% с использованием метода ASTM D 3985 (метод М, метод давления), и, например, может быть измерена с использованием измерительного устройства, такого как измеритель газопроницаемости (изделие OX-TRAN 702 производства Mocon, Inc., США).

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения биоразлагаемая пленка обладает влагопроницаемостью 50 г/(м²-день-атм) или менее. В частности, влагопроницаемость может составлять 50 г/(м² день атм) или менее, 45 г/(м²-день-атм) или менее, 40 г/(м²-день-атм) или менее, 35 г/(м²-день атм) или менее, 30 г/(м² день атм) или менее, 25 г/(м²-день атм) или менее, 20 г/(м²-день-атм) или менее, 15 г/(м² день атм) или менее или 10 г/(м²-день-атм) или менее. Влагопроницаемость может быть величиной, измеренной при 38°С и относительно влажности 100% и, например, может быть измерена с использованием измерительного устройства, такого как измеритель влагопроницаемости (изделие PERMATRAN-W700 производства Mocon, Inc., США).

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения биоразлагаемая пленка обладает герметичностью 50 мл/сек или менее. В частности, герметичность может составлять 50 мл/сек или менее, 45 мл/сек или менее, 40 мл/сек или менее, 35 мл/сек или менее, 30 мл/сек или менее, 25 мл/сек или менее, 20 мл/сек или менее, 15 мл/сек или менее, или 10 мл/сек или менее. Герметичность измеряют с использованием устройства для измерения пропускания воздуха у ориентированной полипропиленовой пленки сигаретной пачки. Соответствующая герметичность оценивает герметичное состояние и состояние с утечкой у пленки с использованием давления воздуха. Это может быть измерено с использованием измерительного устройства, такого как устройство измерения герметичности (изделие KARDIEN ALT-2 производства KARDIEN, Корея).

Машина, размещающая пленку на изделие, такое как сигаретная пачка, является высокоскоростной упаковочной машиной, способной производить около 500 пачек в минуту. Пленка обычно поставляется в форме длинного полотна (например, в форме рулона) и нарезается до требуемой длины для упаковки изделия. Даже во время такой серии процессов пленка должна поддерживать описанные выше биоразлагаемость или технические возможности, относящиеся к барьерным свойствам, и в дополнение к этому требуются технические возможности, способные к поддержанию превосходной обрабатываемости или производительности, такие как снижение дефектов упаковки даже в высокоскоростной упаковочной машине. В этом отношении может требоваться тепловая адгезия, так, чтобы применяемая пленка оптимально прилипала к изделию, или может требоваться термоусадка, так, чтобы пленка могла оптимально прилипать к внешней поверхности изделия без неровностей даже после упаковки. Кроме того, как описано выше, коэффициент трения, который имеет поверхность пленки, может иметь важное значение при непрерывном процессе упаковки, происходящем с большой скоростью, для того, чтобы производить большое количество изделий без дефектов. Биоразлагаемая пленка согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения обладает высокой технологичностью без дефектов изделия даже в высокоскоростной упаковочной машине, упаковывающей изделия, такие как сигаретная пачка.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения биоразлагаемая пленка обладает коэффициентом кинетического трения внешней поверхности 0,3 или менее. В частности, коэффициент кинетического трения внешней поверхности может составлять 0,3 или менее, 0,28 или менее, 0,26 или менее, 0,24 или менее, 0,22 или менее, 0,2 или менее, 0,18 или менее или 0,16 или менее. Здесь внешняя поверхность включает как верхнюю поверхность, так и нижнюю поверхность биоразлагаемой пленки согласно ФИГ. 1, и в состоянии, в котором сигаретное изделие упаковывается с помощью пленки, пленка содержит поверхность, обращенную к сигаретному изделию, и поверхность, обращенную наружу. Коэффициент кинетического трения приводится в соответствие с методом измерения KS М ISO 8295, и коэффициент кинетического трения (μ) рассчитывается по следующей математической формуле 2 при трении образца на плоской пластине (250×130 мм) и образца на салазках (63,5×63,5 мм). Здесь салазки имеют массу 200 г и регулируются, чтобы иметь скорость 100 мм/мин.

[Математическая формула 2]

Коэффициент кинетического трения (μ)=A_k/В

Где A_k означает среднюю силу трения (N), полученную, когда поверхность пленки двигается с постоянной скоростью, и В означает вертикальную составляющую силы (N) тяжести плоской пластины. Непрерывный режим работы с высоким быстродействием возможен в пределах диапазона коэффициента кинетического трения, и производительность изделия может увеличиться за счет снижения количества дефектов упаковки.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения биоразлагаемая пленка обладает разницей в коэффициенте кинетического трения между одной и другой поверхностями внешней поверхности 0,05 или менее, конкретнее, 0,04 или менее, и более конкретно 0,03 или менее. Здесь, когда одна поверхность внешней поверхности является верхней поверхностью, другая поверхность является нижней поверхностью, а когда одна поверхность внешней поверхности является нижней поверхностью, другая поверхность является верхней поверхностью. Аналогично в состоянии, в котором сигаретное изделие упаковывается с помощью пленки, когда одна поверхность внешней поверхности является поверхностью, обращенной к сигаретному изделию, другая поверхность является поверхностью, обращенной наружу, а когда одна поверхность внешней поверхности является поверхностью, обращенной наружу, другая поверхность является поверхностью, обращенной к сигаретному изделию. Когда разница в коэффициенте кинетического трения между одной и другой поверхностью внешней поверхности большая, во время процесса может возникнуть деформация пленки и т.п., и технологичность может быть снижена. Биоразлагаемая пленка согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения обладает превосходной технологичностью за счет наличия маленькой разницы в коэффициенте кинетического трения между одной поверхностью и другой поверхностью внешней поверхности.

Когда технические возможности, такие как барьерные свойства, тепловая адгезия и коэффициент кинетического трения, описанные выше, свойственны биоразлагаемому материалу, прозрачность пленки может быть значительно уменьшена. Учитывая, что информацию о сигаретном изделии в основном указывают на сигаретной пачке или т.п., биоразлагаемая пленка, используемая в качестве покрытия упаковочного материала, такого как сигаретная пачка или т.п., более пригодна, так как прозрачность выше. Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения биоразлагаемая пленка обладает мутностью 6,0% или менее, конкретнее, 5,5% или менее, и более конкретно 5,0% или менее. Мутность измеряют с использованием «Haze gard-2» производства компании Toyoseiki. Биоразлагаемая пленка согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения обладает низкой величиной мутности и тем самым способна обеспечить прозрачность на определенном уровне или больше, а благодаря обладанию превосходной адгезией в отношении сигаретной пачки видимость для показателя внутренней упаковки высокая.

Биоразлагаемая пленка согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения с описанными выше техническими возможностями содержит первый пленочный слой, второй пленочный слой и третий пленочный слой. Первый пленочный слой, второй пленочный слой и третий пленочный слой каждый являются отдельными слоями и разделены не только за счет положения как описано выше, но также за счет компонентов, образующих пленочный слой, или их составов. Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения первый пленочный слой, второй пленочный слой и третий пленочный слой каждый образован с использованием разных составов, и по меньшей мере один из первого пленочного слоя, второго пленочного слоя и третьего пленочного слоя содержит биоразлагаемый материал. Пленочный слой, содержащий большую часть биоразлагаемого материала, может, по сути, быть слоем пленки-подложки, и вокруг соответствующего пленочного слоя другие пленочные слои могут быть введены посредством нанесения. Соответственно, в настоящем описании изобретения пленочный слой, содержащий большую часть биоразлагаемого материала, также выражается как биоразлагаемая подложка.

В качестве биоразлагаемого материала при образовании пленки могут использоваться материалы, обладающие высокой скоростью биоразложения, при этом имеющие прочность на определенном уровне или выше, и в значительной степени могут использоваться биоразлагаемые материалы биомассы, биоразлагаемые пластиковые материалы и т.п. Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения биоразлагаемый материал выбирают из группы, состоящей из полимолочной кислоты (PLA), полигидроксиалканоата (РНА), крахмала, целлюлозных материалов, поливинилового спирта (PVA), поликапролактона (PCL), полибутиленадипаттерефталата (РВАТ), полиэтиленсукцината (PES), полибутиленсукцината (PBS), полигликолиевой кислоты (PGA) и их комбинаций. Здесь целлюлозный материал может представлять собой целлюлозу, производное целлюлозы или регенерированную целлюлозу. Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения слой пленки-подложки или биоразлагаемая подложка может содержать 70% по массе или больше биоразлагаемого материала, конкретнее, 80% по массе или более и более конкретно 90% по массе или более в пересчете на общую массу слоя.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения остальные покрывающие слои, отличные от слоя пленки-подложки или биоразлагаемой подложки, содержат поливиниловое соединение, сополимер этилена и винилового спирта (EVOH), акриловое соединение, герметизирующее соединение, состав для покрытия ориентированным полипропиленом, уретановое соединение, силиконовое соединение, эпоксисоединение, наноцеллюлозу, неорганическое соединение или их комбинацию, для того, чтобы содержать биоразлагаемый материал с различными свойствами или добавить дополнительные технические возможности. Материалы дополняют недостаток технических возможностей биоразлагаемой подложки.

Биоразлагаемый материал, вводимый в покрывающий слой, может обладать свойствами, отличающимися от слоя пленки-подложки или биоразлагаемой подложки. Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения слой пленки-подложки или биоразлагаемая подложка содержит полукристаллический биоразлагаемый полимер (например, полукристаллическую полимолочную кислоту), а покрывающий слой содержит некристаллический биоразлагаемый полимер (например, некристаллическую полимолочную кислоту). Здесь некристаллический означает, что не существует упорядоченности в расположении атомов между атомами, формирующими полимерный материал, а полукристаллический означает, что упорядоченность в расположении атомов присутствует между некоторыми атомами, формирующими полимерный материал, и в отношении того, что для полимерного материала сложно обладать 100% кристалличностью из-за его природы, биоразлагаемый полимер, который не является некристаллическим, может быть полукристаллическим.

С функциональной точки зрения материалы могут быть в значительной степени разделены на термоадгезионный слой и защитный покровный слой. Биоразлагаемая пленка согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения содержит термоадгезионный слой и защитный покровный слой одновременно вместе с биоразлагаемой подложкой. Биоразлагаемая подложка, термоадгезионный слой и защитный покровный слой могут быть расположены как первый пленочный слой, второй пленочный слой и третий пленочный слой без перекрывания. Конкретнее, второй пленочный слой может представлять собой биоразлагаемую подложку, а первый пленочный слой или третий пленочный слой может быть термоадгезионным слоем или защитным покровным слоем. Более конкретно, первый пленочный слой может быть термоадгезионным слоем, второй пленочный слой может быть биоразлагаемой подложкой, а третий пленочный слой может быть защитным покровным слоем. Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения термоадгезионный слой или защитный покровный слой могут также содержать биоразлагаемый материал, но не в большем количестве, чем биоразлагаемая подложка.

Термоадгезионный слой содержит поливиниловое соединение, сополимер этилена и винилового спирта, акриловое соединение, герметизирующее соединение, состав для покрытия ориентированным полипропиленом или их комбинацию, а защитный покровный слой содержит поливиниловое соединение, сополимер этилена и винилового спирта, акриловое соединение, уретановое соединение, силиконовое соединение, эпоксисоединение, наноцеллюлозу, неорганическое соединение или их комбинацию. Когда материалы термоадгезионного слоя или защитного покровного слоя используются в комбинации, они могут быть смешаны и использованы в одном слое, или слой разделяют на два или более слоев, и каждый слой может быть образован с использованием разного состава. Например, когда один слой защитного покровного слоя образуется посредством осаждения неорганического соединения, может быть образован дополнительный защитный покровный слой на слое неорганического соединения за счет остальных материалов. Соединения, содержащиеся в термоадгезионном слое или защитном покровном слое, особо не ограничены, поскольку они являются материалами, обычно используемыми в данной области техники. Примеры неорганического соединения могут включать Al₂O₃, SiO₂, ZnO, ZrO₂, BaTiO₃, TiO₂, Ta₂O₅, Ti₃O₅, ITO, IZO, ATO, ZnO-Al, Nb₂O₃, SnO, MgO и т.п., и неорганическое соединение особо не ограничено, поскольку оно является материалом, обычно используемым в данной области техники.

Поливиниловое соединение включает соединение, в котором поливиниловое соединение замещено гидроксильной группой или галогеновой группой. В качестве поливинилового соединения могут быть включены такие соединения, как поливиниловый спирт, поливинилхлорид и поливинилиденхлорид.

В качестве акрилового соединения может использоваться акриловая смола и т.п., и акриловое соединение особо не ограничено, поскольку оно является веществом, обычно используемым в данной области техники. Акриловая смола является вододиспергируемой акриловой смолой типа эмульсии, и могут использоваться акриловые смолы, включающие по меньшей мере одну функциональную группу, выбранную из группы, состоящей из гидроксильной группы, карбоксильной группы, N-метилольной группы, алкоксиметилольной группы, акрилатной группы и акрилоиловой группы и т.п. Например, акриловая смола может быть получена полимеризацией только метакрилового мономера или может быть получена сополимеризацией метакрилового мономера с одним или несколькими типами сополимеризуемых мономеров, сополимеризуемых с ними.

Примеры метакрилового мономера могут включать метилметакрилат, этилметакрилат, н-пропилметакрилат, изопропилметакрилат, н-бутилметакрилат, изобутилметакрилат, втор-бутилметакрилат, трет-бутилметакрилат, 2-этилгексилметакрилат, лаурилметакрилат, тридецилметакрилат, стеарилметакрилат, циклогексилметакрилат, бензилметакрилат, тетрагидрофурфурилметакрилат, 2-гидроксиэтилметакрилат, 2-гидроксипропилметакрилат, 2-метоксиэтилметакрилат, 2-этоксиэтилметакрилат, 2-бутоксиэтилметакрилат, 2-феноксиэтилметакрилат, аллилметакрилат, глицидилметакрилат, диметиламиноэтилметакрилат и т.п., и они могут использоваться либо взятые отдельно, либо в виде смеси двух или более их видов.

Примеры сополимеризуемого мономера могут включать содержащие карбоксильную группу этиленненасыщенныые мономеры, такие как метакриловая кислота, кротоновая кислота, итаконовая кислота, малеиновая кислота и фумаровая кислота; виниловые мономеры, такие как акриламид, акрилонитрил, винилацетат, этилен, пропилен, изобутилен, бутадиен, изопрен и хлоропрен; содержащие эпоксидную группу этиленненасыщенные мономеры, такие как глицидилметакрилат, метилглицидилметакрилат, аллилглицидиловый эфир и 3,4-эпоксициклогексилметилметакрилат; и содержащие гидроксилльную группу этиленненасыщенные мономеры, такие как гидроксиэтилметакрилат и 2-гидроксипропилметакрилат и т.п., и они могут быть использованы взятые отдельно или в виде смеси двух или более их видов. Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения в качестве сополимеризуемого мономера могут быть использованы содержащие карбоксильную группу этиленненасыщенные мономеры, такие как метакриловая кислота, кротоновая кислота, итаконовая кислота, малеиновая кислота и фумаровая кислота.

Вышеописанные соединения, включенные в термоадгезионный слой или защитный покровный слой, могут быть включены в соответствующем количестве для того, чтобы получить целевые технические возможности каждого пленочного слоя. Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения компоненты могут быть включены в виде 20% по массе - 70% по массе в пленочный слой, включающий их.

Биоразлагаемая пленка может быть отрегулирована, чтобы иметь толщину, подходящую для использования для упаковки сигарет, при этом обеспечивая описанные выше технические возможности. Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения биоразлагаемая пленка обладает толщиной от 10 мкм до 50 мкм. В частности, толщина биоразлагаемой пленки может составлять 10 мкм или более, 11 мкм или более, 12 мкм или более, 13 мкм или более, 14 мкм или более или 15 мкм или более, и 50 мкм или менее, 45 мкм или менее, 40 мкм или менее, 35 мкм или менее, 30 мкм или менее или 25 мкм или менее. Каждый из пленочных слоев может иметь толщину, регулируемую, как указано далее, в зависимости от биоразлагаеммой подложки, термоадгезионного слоя или защитного покровного слоя. Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения биоразлагаемая подложка имеет толщину от 5 мкм до 30 мкм, от 10 мкм до 30 мкм или от 15 до 25 мкм, а остальные покровные слои, отличные от биоразлагаемой подложки, имеют толщину от 0,1 мкм до 10 мкм, от 0,3 до 5 мкм или от 0,5 до 2 мкм.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения слой пленки-подложки или биоразлагаемая подложка могут входить в биоразлагаемую пленку в виде 80%>по объему или более, 85% по объему или более, или 90% по объему или более. Каждый из пленочных слоев имеет почти одинаковую площадь, и объемное соотношение может быть пропорционально соотношению толщины каждого из пленочных слоев. Когда существуют два оставшихся покровных слоя, отличных от биоразлагаемой подложки, каждый из оставшихся покровных слоев может занимать 10% по объему или менее, 9% по объему или менее, 8% по объему или менее, 7% по объему или менее, 6% по объему или менее, или 5% по объему или менее в биоразлагаемой пленке.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения слой пленки-подложки или биоразлагаемая подложка является вторым пленочным слоем. За счет использования второго пленочного слоя, расположенного в центре биоразлагаемой пленки в качестве биоразлагаемой подложки, доля биоразлагаемой подложки может увеличиваться. Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения второй пленочный слой включен в виде 80% по объему или более в биоразлагаемую пленку. Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения первый пленочный слой или третий пленочный слой содержит биоразлагаемый материал, обладающий свойствами, отличными от второго пленочного слоя. Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения первый пленочный слой или третий пленочный слой содержит поливиниловое соединение, сополимер этилена и винилового спирта, акриловое соединение, герметизирующее соединение, состав для покрытия ориентированным полипропиленом, уретановое соединение, силиконовое соединение, эпоксисоединение, наноцеллюлозу, неорганическое соединение или их комбинацию. Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения второй пленочный слой содержит полукристаллическую полимолочную кислоту, и первый пленочный слой или третий пленочный слой содержит некристаллическую полимолочную кислоту. Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения первый пленочный слой или третий пленочный слой содержит поливиниловый спирт, поливинилхлорид или поливинилиденхлорид. Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения первый пленочный слой содержит некристаллическую полимолочную кислоту, и третий пленочный слой содержит поливиниловый спирт, поливинилхлорид или поливинилиденхлорид. В одном варианте осуществления настоящего изобретения второй пленочный слой обладает толщиной 5-30 мкм, а первый пленочный слой и третий пленочный слой каждый обладает толщиной от 0,1 мкм до 10 мкм.

Здесь и далее компоненты настоящего изобретения и эффекты, полученные посредством этого, будут описаны более подробно на примерах и сравнительных примерах. Тем не менее, примеры служат для более определенного описания настоящего изобретения, и объем настоящего изобретения не ограничивается этими примерами.

Пример

Пример 1

В качестве второго пленочного слоя была приготовлена пленка из полукристаллической полимолочной кислоты (продукт ТЕ90С производства SKC Corporation), имеющая толщину около 21 мкм. Для того, чтобы образовать первый пленочный слой на втором пленочном слое, нанесенный так, что одна его поверхность обращена к сигаретному изделию, некристаллическая полимолочная кислота (продукт производства SKC Corporation), имеющая толщину около 1 мкм, была нанесена на второй пленочный слой. Для того, чтобы сформировать третий пленочный слой на втором пленочном слое, нанесенный так, что одна его поверхность обращена наружу, поливинилиден хлорид (продукт производства компании YoulChon), имеющий толщину около 1 мкм, был нанесен на другую поверхность второго пленочного слоя, на которую не был нанесен первый пленочный слой. Приготовленная трехслойная биоразлагаемая пленка использовалась для упаковки сигаретного изделия в машине для упаковки сигарет с применением метода термосварки. Биоразлагаемая пленка обеспечила технические возможности как биоразлагаемая пленка за счет включения пленки из полимолочной кислоты, имеющей высокую скорость биоразложения около 90% по объему или более.

Сравнительный пример 1

Двухслойная биоразлагаемая пленка была приготовлена тем же способом, что и в примере 1, за исключением того, что первый пленочный слой не был нанесен на второй пленочный слой, а в качестве третьего пленочного слоя была нанесена некристаллическая полимолочная кислота (изделие производства SKC Corporation), имеющая толщину около 1 мкм.

Сравнительный пример 2

Трехслойная биоразлагаемая пленка была приготовлена тем же способом, что и в примере 1, за исключением того, что в качестве третьего пленочного слоя был нанесен состав для покрытия ориентированным полипропиленом (продукт ECOBY-OPP производства компании YoulChon), имеющее толщину около 1 мкм.

Экспериментальный пример

Для того, чтобы оценить, обладают ли биоразлагаемые пленки, приготовленные в примере 1 и сравнительных примерах 1 и 2, свойствами, подходящими для упаковки сигарет, были измерены коэффициент кинетического трения, кислородная проницаемость, влагопроницаемость, герметичность и мутность, и результаты измерений представлены в Таблице 1 ниже. Способ для измерения каждого свойства в основном соответствовал обычному способу, используемому в данной области техники, и, в частности, свойства были измерены с применением способов, указанных в описаниях, приведенных выше.

Согласно таблице 1 было установлено, что даже при заполнении второго пленочного слоя биоразлагаемой пленкой приблизительно на 90% по объему или более, биоразлагаемая пленка, обладающая подходящими свойствами, как в примере 1, могла быть приготовлена при упаковке сигаретного изделия путем введения первого пленочного слоя и третьего пленочного слоя с использованием соответствующих материалов. Кроме того, может быть сложно реализовать биоразлагаемую пленку, имеющую такие свойства, без любого из первого пленочного слоя и третьего пленочного слоя, как в сравнительном примере 1, а также может быть сложно реализовать биоразлагаемую пленку, имеющую такие свойства, даже при нанесении покровного материала, хорошо известного в области покрытий, как в сравнительном примере 2.

Выше по тексту варианты осуществления изобретения были описаны с использованием ограниченных вариантов осуществления изобретения и чертежей, тем не менее, могут быть сделаны различные модификации и изменения специалистами в данной области техники, исходя из описаний, обеспеченных выше. Например, соответствующие результаты могут быть достигнуты, даже когда описанные способы выполнены в порядке, отличном от описанных способов, и/или описанные компоненты, такие как системы, структуры, устройства и схемы, соединены или объединены в форме, отличной от описанных способов, или замещены, или замещены другими компонентами или эквивалентами.

[Номера позиций]

100: Биоразлагаемая пленка для упаковки сигарет

10: Первый пленочный слой

20: Второй пленочный слой

30: Третий пленочный слой

Изобретение относится к биоразлагаемой пленке для упаковки сигарет. Предложена биоразлагаемая пленка для упаковки сигарет, причем пленка содержит первый пленочный слой, нанесенный так, что одна его поверхность обращена к сигаретному изделию, третий пленочный слой, нанесенный так, что одна его поверхность обращена наружу, и второй пленочный слой, расположенный между первым пленочным слоем и третьим пленочным слоем. В биоразлагаемой пленке первый пленочный слой, второй пленочный слой и третий пленочный слой образованы с использованием разных составов, и по меньшей мере один из первого пленочного слоя, второго пленочного слоя или третьего пленочного слоя содержит биоразлагаемый материал. Биоразлагаемая пленка обладает скоростью биоразложения 90% или более через 60 дней и обладает коэффициентом кинетического трения внешней поверхности 0,3 или менее. Технический результат заключается в обеспечении биоразлагаемой пленки, способной улучшить обрабатываемость, а также тепловую адгезию и барьерные свойства. 5 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

1. Биоразлагаемая пленка для упаковки сигарет, причем пленка содержит:

первый пленочный слой, нанесенный таким образом, что одна его поверхность обращена к сигаретному изделию,

третий пленочный слой, нанесенный таким образом, что одна его поверхность обращена наружу; и

второй пленочный слой, расположенный между первым пленочным слоем и третьим пленочным слоем, в которой

первый пленочный слой и третий пленочный слой каждый составляют 10% по объему или менее в биоразлагаемой пленке, и второй пленочный слой составляет 80% по объему или более в биоразлагаемой пленке,

один из первого пленочного слоя и третьего пленочного слоя содержит некристаллическую полимолочную кислоту, а другой из первого пленочного слоя и третьего пленочного слоя содержит поливиниловый спирт, поливинилхлорид или поливинилиденхлорид,

первый пленочный слой и третий пленочный слой каждый имеют толщину от 0,1 до 10 мкм, и

биоразлагаемая пленка обладает скоростью биоразложения 90% или более через 60 дней, и обладает коэффициентом кинетического трения внешней поверхности 0,3 или менее.

2. Биоразлагаемая пленка по п. 1, которая обладает разницей в коэффициенте кинетического трения между одной поверхностью и другой поверхностью внешней поверхности 0,05 или менее.

3. Биоразлагаемая пленка по п. 1, которая обладает кислородной проницаемостью 1000 см³/(м²⋅дн⋅атм) или менее.

4. Биоразлагаемая пленка по п. 1, которая обладает влагопроницаемостью 50 г/(м²⋅дн⋅атм) или менее.

5. Биоразлагаемая пленка по п. 1, которая обладает герметичностью 50 мл/с или менее.

6. Биоразлагаемая пленка по п. 1, которая обладает мутностью 6,0% или менее.