Однопорционная упаковка
Изобретение относится к области пищевых упаковок и касается однопорционной упаковки. Упаковка содержит многослойную пленочную структуру, которая содержит защитный слой, печать, основной слой и отрывной герметизирующий слой, причем печать расположена между защитным и основным слоем. Защитный слой представляет собой слой на основе полиалкилентерефталата, характеризующийся: значением напряжения при 20%-ной деформации, при 90°С, составляющим от 5 до 20 МПа, предпочтительно от 5 до 15 МПа; пиковой температурой плавления, составляющей от 190 до 240°С, предпочтительно от 200 до 230°С. Изобретение обеспечивает создание многослойной структуры, позволяющей изготавливать однопорционные упаковки, имеющие сложные изогнутые очертания и остроугольные формы в комбинации с высококачественной печатью и не имеющие каких-либо дефектов. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к однопорционным упаковкам, и в частности к многослойной пленочной структуре с улучшенными характеристиками в конкретном технологическом процессе.
Для укупорки порционных упаковок, содержащих жидкие или густые продукты, такие как соус, мягкий сыр или жидкое мыло, в настоящее время используют твердые многослойные листы с толщиной от 100 до 500 мкм.
Основой для таких листов обычно служат полимеры глубокой вытяжки, показательными примерами которых являются полистирол (PS), поливинилхлорид (PVC), аморфный полиэтилентерефталат (APET), полипропилен (PP), обычно скомбинированные с полиэтиленом (PE) или его сополимерами для обеспечения герметизации или с полиэтиленовыми композициями с peel-эффектом, хорошо известными специалистам в области техники, для обеспечения легкости открывания.
В случае, когда необходимо наличие свойств кислородного барьера для защиты продукта в течение его срока годности, в структуру включают газовый барьер, такой как слой поли(этилен-винилового спирта) (EVOH). Примеры известных из уровня техники многослойных комбинаций следующие:
- печать / PP / адгезивный слой / PE с peel-эффектом
- печать / PVC / адгезивный слой / PE с peel-эффектом
- печать / APET / адгезивный слой / PE с peel-эффектом
- печать / PS / адгезивный слой / PE / связующий слой / EVOH / связующий слой / PE с peel-эффектом.
Типы используемых здесь полимеров хорошо известны специалистам в области техники.
Данные структуры обычно изготавливают с помощью адгезивного ламинирования, теплового ламинирования, экструзионного покрытия, соэкструзии или их комбинации и они могут рассматриваться как единая структура.
На завершающем этапе на листы, на верхнюю сторону многослойной структуры (PVC, PP, APET или PS), наносят печать для предоставления покупателю соответствующей информации об упакованном продукте, а также для декоративных целей.
Однако при использовании наружной печати возникает проблема, заключающаяся в риске прямого контакта чернил с пищей и ртом. Поскольку лишь ограниченное число чернил разрешены для использования в пищевой промышленности, что сильно ограничивает выбор чернил для типографии, прямая контактная печать несет в себе значительный риск для конечного пользователя, особенно в случае использования пищевой упаковки.
Другой проблемой существующих в уровне техники структур является возможность обработки на высокоскоростных упаковочных линиях, изготавливающих порционные упаковки со скоростью, равной или превышающей 25 циклов в минуту или даже 40 циклов в минуту. Такую скорость сложно поддерживать для известных из уровня техники пленочных структур.
На таких скоростях ограничивающим фактором всегда является передача тепла в многослойный лист. По этой причине используют высокие температуры герметизации, при этом обычно необходима термостойкость выше 150-160°С. Следствием является повреждение слоя наружной печати, что приводит к недопустимым деформациям пленки и ненадлежащей транспортировке на упаковочной линии.
Дополнительной проблемой является то, что при операциях пуска-останова на высокоскоростных упаковочных линиях известные из уровня техники структуры прилипают к нагревательным пластинам там, где листовая структура подвергается дополнительному нагреву.
В патентной литературе очень мало раскрываются однопорционные упаковки, и в частности однопорционные упаковки, содержащие жидкости и мягкую пищу.
JP 9057919 раскрывает порционную упаковку с покрывным материалом и ламинированной основной частью. Для защиты отпечатанной поверхности нанесен покровный лак. Улучшаются спекаемость и печатные характеристики.
EP-A-0468864 раскрывает многослойную пленку, содержащую прозрачную полиэфирную пленку, первый слой чернил с защитным лаком на первой стороне полиэфирной пленки, причем указанная пленка дополнительно содержит металлический слой, нанесенный на первый слой чернил, и второй слой чернил с лаком на металлическом слое, при этом пленка имеет видимую печать на обеих сторонах.
US 2008/0053608 раскрывает предварительно запечатанный жесткий термоформуемый материал, подходящий для использования при изготовлении потребительской тары. Материал включает в себя два жестких термоформуемых слоя или пленок, склеенных вместе. Печать содержится на одной или обеих противолежащих поверхностях пленок, так что печать защищена в результате ее нахождения между склеенными слоями. Подходящими материалами являются поливинилхлорид (PVC), полиэтилентерефталат-гликоль (PETG), аморфный полиэтилентерефталат (APET), вторичный полиэтилентерефталат (RPET), полипропилен (PP) или ориентированный полистирол (OPS).
US 6,861,125 раскрывает гибкий термоформуемый упаковочный пленочный ламинат, включающий в себя наружный слой, содержащий биаксиально ориентированную полиэфирную пленку; слой чернил на поверхности указанного наружного слоя; адгезивный слой смежно с указанным слоем чернил; и гибкий полиамид, содержащий соэкструдированную пленку, приклеенную к указанному адгезивному слою, причем указанный полиамид, содержащий соэкструдированную пленку, включает в себя наружный полиолефиновый слой напротив указанной биаксиально ориентированной полиэфирной пленки, причем указанный полиолефиновый слой является наружным поверхностным слоем указанного ламината. Пленочный ламинат обеспечивает улучшение в процессе термоформования упаковочной пленки с печатью с приводкой.
EP-A-1525979 раскрывает однопорционную упаковку, содержащую защитный слой с реверсивной печатью, основной слой и отрывной слой, причем указанный защитный слой содержит сшитый покровный слой сверху защитного слоя, и указанный защитный слой выбран из группы, состоящей из полиэтилентерефталата, модифицированного диметанолциклогексаном полиэтилентерефталата и полиамида.
В настоящее время, однопорционные упаковки имеют привлекательный дизайн для упаковки еды на вынос (фиг. 1). Все сорта причудливых форм выполняют с дизайном, имеющим привлекающие внимание цветовые решения и вызывающими интерес детей фигурами. На смену первоначальным круглым яйцеобразным формам порционных упаковок пришли намного более сложные изогнутые очертания и остроугольные формы. При малых размерах такие формы и очертания предъявляют повышенные требования к термоформованию используемых листов термопластичного материала.
Существенным недостатком известных из уровня техники решений является наличие ориентированной пленки для защиты чернил, которая ограничивает способность к термоформованию. Возможно использование более мягких пленок с меньшей кристалличностью, однако такие пленки имеют недостатки с точки зрения термостойкости в процессе герметизации. Кроме того, данные более мягкие пленки имеют недостаточную стабильность размеров при операциях высококачественной печати, такой как гелиографическая печать.
Задача изобретения
Задачей настоящего изобретения является создание многослойной структуры, не имеющей недостатков известных из уровня техники решений.
Другой задачей настоящего изобретения является создание многослойной структуры, позволяющей изготавливать однопорционные упаковки, имеющие сложные изогнутые очертания и остроугольные формы в комбинации с высококачественной печатью, и не имеющие каких-либо дефектов.
Раскрытие сущности изобретения
Настоящее изобретение раскрывает однопорционную упаковку, содержащую многослойную пленочную структуру, причем указанная многослойная пленочная структура содержит защитный слой, печать, основной слой и отрывной герметизирующий слой, причем указанная печать расположена между указанным защитным слоем и указанным основным слоем, причем указанный защитный слой представляет собой слой на основе полиалкилентерефталата, характеризующийся значением напряжения при 20%-ной деформации, составляющим от 5 до 20 МПа, предпочтительно от 5 до 15 МПа, измеренным посредством динамического механического анализатора с управляемым напряжением при 90°С.
Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения раскрывают один или более из следующих признаков:
- полиалкилентерефталат характеризуется пиковой температурой плавления, измеренной с помощью дифференциальной сканирующей калориметрии согласно ISO 11357 с градиентом нагрева 10°С/мин, составляющей от 190 до 240°С, предпочтительно от 200 до 230°С;
- полиалкилентерефталат характеризуется индексом текучести расплава при 250°С согласно ISO 1133 с использованием поршня, приводимого в действие весом 2,16 кг, составляющим от 5 до 20 г/10 мин, предпочтительно от 5 до 15 г/10 мин;
- полиалкилентерефталат выбран из группы, состоящей из полибутилентерефталата и модифицированного дикислотой полиэтилентерефталата;
- отрывной герметизирующий слой содержит от 1000 до 4000 ppm, предпочтительно от 2000 до 3000 ppm, разделительного агента;
- отрывной слой содержит от 5000 до 10000 ppm, предпочтительно от 6000 до 9000 ppm, разделительного агента;
- разделительный агент представляет собой сложный эфир жирной кислоты и многоатомного спирта, содержащий по меньшей мере один радикал сложного эфира жирной кислоты на радикал многоатомного спирта, где указанная жирная кислота содержит 18 или более атомов углерода;
- разделительный агент выбран из группы, состоящей из глицерина моностеарата, глицерина монобегената, глицерина монолигноцерата, глицерина моноарахината, глицерина моноцеротината и глицерина моноолеата;
- отрывной герметизирующий слой содержит барьерный слой, выбранный из группы, состоящей из поли(этилен-винилового спирта), поливинилового спирта, поливинилиденхлорида, полиамида, сложного полиэфира и их комбинаций;
- основной слой содержит один или более полимерных слоев, выбранных из группы, состоящей из полиамида, сложного полиэфира, поликарбоната, поливинилхлорида, полипропилена, полиэтилена, полистирола, полиэфир-гликолевого сополимера и этиленвинилацетата;
- многослойная структура содержит дополнительный слой сверху защитного слоя, на обратной стороне печати, причем указанный дополнительный слой представляет собой сшитый покровный слой;
- общая толщина многослойной пленочной структуры составляет по меньшей мере 100 мкм, предпочтительно по меньшей мере 150 мкм, более предпочтительно по меньшей мере 200 мкм, наиболее предпочтительно по меньшей мере 250 мкм;
- толщина защитного слоя составляет от 5 до 60 мкм, предпочтительно от 10 до 50 мкм, более предпочтительно от 10 до 40 мкм;
- толщина отрывного герметизирующего слоя составляет от 20 до 80 мкм, предпочтительно от 30 до 70 мкм, более предпочтительно от 30 до 60 мкм.
Настоящее изобретение дополнительно раскрывает способ изготовления однопорционной упаковки, содержащий следующие этапы:
а) соэкструзия, экструзионное ламинирование, или экструзионное покрытие, и/или ламинирование основного слоя, отрывного герметизирующего слоя, опционально газобарьерного слоя и связующего слоя (слоев);
b) реверсивная печать на защитном слое;
с) адгезивное ламинирование структуры, содержащей основной слой, отрывной герметизирующий слой, опциональный газобарьерный слой и связующий слой (слои), образованной на этапе а), и защитный слой, содержащий печать, образованную на этапе b), причем печать находится в контакте с основным слоем, для образования многослойной пленочной структуры;
d) термоформование многослойной пленочной структуры, полученной на этапе с), для образования полостной структуры;
е) герметизация полостной структуры, полученной на этапе d), относительно самой себя или относительно другой герметизируемой многослойной структуры;
причем этапы а) и b) являются отдельными или одновременными этапами.
В предпочтительном варианте осуществления способа согласно настоящему изобретению печать на этапе b) представляет собой гелиографическую печать.
Настоящее изобретение дополнительно раскрывает применение однопорционной упаковки для упаковки мягкого сыра, соуса, мыла и подобных жидких продуктов.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показана однопорционная упаковка, полученная из многослойной пленочной структуры согласно настоящему изобретению.
На фиг. 2 показан разрез многослойной пленочной структуры согласно настоящему изобретению.
Номера позиций
1. многослойная пленочная структура
2. защитный слой
3. печать
4. основной слой
5. отрывной герметизирующий слой
6. покрытие (опциональное)
7. адгезивный слой
8. наружный слой ламината отрывной герметизирующей пленки
9. связующий слой
10. барьерный слой
11. отрывной слой
Осуществление изобретения
В настоящем изобретении предложена многослойная пленочная структура 1 для изготовления однопорционных упаковок, имеющих сложные изогнутые очертания и остроугольные формы в комбинации с высококачественной печатью, и не имеющих дефектов, таких как трещины, неоднородность цветов или печать со смещением приводки.
Многослойная пленочная структура 1 согласно настоящему изобретению содержит защитный слой 2, основной слой 4 и отрывной герметизирующий слой 5, причем:
- защитный слой 2 содержит печать 3;
- основной слой 4 расположен между защитным слоем 2, содержащим печать 3, и отрывным герметизирующим слоем 5; и
- печать 3 защитного слоя 2 находится в контакте с основным слоем 4.
Защитный слой 2 представляет собой слой на основе полиалкилентерефталата, характеризующийся значением напряжения при 20%-ной деформации, при 90°С, составляющим от 5 до 20 МПа, предпочтительно от 5 до 15 МПа, и модулем упругости при 25°С, составляющим от 2200 до 3300 МПа, предпочтительно от 2400 до 3200 МПа.
Зависимость напряжение-деформация измеряют посредством динамического механического анализатора Q800 производства компании TA Instruments, причем в процессе измерений зажимают образцы с длиной 10 мм и шириной 5 мм в машинном направлении с предварительной нагрузкой 0,025 Н. После периода равновесия в 5 минут при 90°С к образцу прикладывают устойчивое увеличение нагрузки в 1 Н/мин до достижения по меньшей мере 20%-ной деформации и регистрируют результирующее значение деформации в процентах.
Модуль упругости измеряют в соответствии со стандартом ASTM D882.
Защитный слой 2 дополнительно характеризуется пиковой температурой плавления, измеренной с помощью дифференциальной сканирующей калориметрии согласно ISO 11357 с градиентом нагрева 10°С/мин, составляющей от 190 до 240°С, предпочтительно от 200 до 230°С, и индексом текучести расплава при 250°С согласно ISO 1133 с использованием поршня, приводимого в действие заданным весом, обычно 2,16 кг, составляющим от 5 до 20 г/10 мин, предпочтительно от 5 до 15 г/10 мин.
Многослойная пленочная структура 1, содержащая защитные слои 2 на основе полиалкилентерефталата, соответствующие перечисленным выше характеристикам,
- может быть использована для получения, посредством термоформования, изделия с изогнутыми очертаниями и остроугольными формами без дефектов;
- обеспечивает стабильность размеров, позволяющую наносить множество печатных слоев с достаточной толщиной слоя для обеспечения печати с соблюдением приводки и однородности глубины цвета после термоформования;
- обеспечивает термостойкость в процессе операции герметизации.
Слой на основе полиалкилентерефталата выбран из группы, состоящей из полибутилентерефталата и модифицированного дикислотой полиэтилентерефталата.
Дикислота модифицированного дикислотой полиэтилентерефталата выбрана из группы, состоящей из изофталевой кислоты, 2,6-нафталиндикарбоновой кислоты и их смесей.
Модифицированный дикислотой полиалкилентерефталат содержит 1-40 мол. % изофталата и/или звеньев 2,6-нафталиндикарбоксилатного сложного полиэфира и 99-60 мол. % звеньев терефталатного сложного полиэфира, предпочтительно модифицированный полиэтилентерефталат содержит 5-20 мол. % изофталата и/или звеньев 2,6-нафталиндикарбоксилатного сложного полиэфира и 95-80 мол.% звеньев терефталатного сложного полиэфира.
Предпочтительно, защитный слой 2 представляет собой слой на основе полибутилентерефталата.
Печать 3 на защитном слое 2 может быть получена с помощью обычного печатного процесса, такого как, например, офсетная печать, флексография, ротогравюра или процесс цифровой печати.
Печать 3 на защитном слое 2 предпочтительно получают с помощью флексографии или процесса ротогравюрной печати, более предпочтительно получают с помощью ротогравюры.
По составу чернила, используемые в настоящем изобретении, представляют собой высыхающие чернила и/или отверждаемые и содержащие растворитель, на водной основе или не содержащие растворитель чернила, содержащие один или более полимеров и/или олигомеров, выбранных из группы, состоящей из полиолефинов, поли(мет)акрилов, стирен- (мет)акриловых сополимеров, сложных полиэфиров, полиамидов, поливинилхлорида, латекса, поликарбонатов, полиуретанов, полиэфиров, алкидных смол, канифольных смол, малеиновых смол, углеводородных смол, нитроцеллюлозы, поливинилбутираля и их смесей; и один или более красителей и/или пигментов.
Под «отверждаемым составом чернил» в настоящем изобретении подразумевается образование поперечных связей под действием тепла или под действием актиничного излучения.
Основной слой 4 содержит один или более полимерных слоев, выбранных из группы, состоящей из полиамида, сложного полиэфира, поликарбоната, поливинилхлорида, полипропилена, полиэтилена, полистирола, полиакрилонитрила, полиэфир-гликолевого сополимера и этиленвинилацетата.
Предпочтительно, основной слой 4 содержит один или более полимеров, выбранных из группы, состоящей из полиэтилена, полипропилена, полиэтилентерефталата, полиамида, полистирола и полимолочной кислоты.
Одна сторона основного слоя 4 ламинирована с адгезией к защитному слою 2 с нанесенной на него печатью, причем печать 3 находится в контакте с основным слоем 4. Другая сторона основного слоя 4 ламинирована с адгезией к отрывному герметизирующему слою 5.
Предназначенные для адгезивного ламинирования поверхности в общем случае обработаны плазмой, предпочтительно обработаны коронной плазмой.
Адгезивный слой 7 получают из адгезива, выбранного из группы, состоящей из полиуретановых дисперсий, акриловых эмульсий, водного раствора поливинилового спирта, винилацетатных сополимеров, модифицированных полиолефинов, сложных полиэфиров, синтетического или натурального каучука, акрилов на основе растворителя, одно- или двухкомпонентных полиуретанов на основе растворителя и отверждаемых излучением адгезивов.
Предпочтительно, адгезивный слой 7 получен из адгезива из полиуретана на основе растворителя.
Отрывной герметизирующий слой 5 содержит полиолефин, выбранный из группы, состоящей из полиэтиленового гомополимера, пропиленового гомополимера, 1-бутиленового гомополимера, этиленового сополимера, пропиленового сополимера, 1-бутиленового сополимера и их смесей, причем
- сомономеры этиленовых сополимеров выбраны из группы, состоящей из винилацетата, метилакрилата, С3 - С8 альфа-олефинов и их смесей;
- сомономеры пропиленовых сополимеров выбраны из группы, состоящей из винилацетата, метилакрилата, этилена, С4 - С8 альфа-олефинов и их смесей;
- сомономеры 1-бутиленовых сополимеров выбраны из группы, состоящей из винилацетата, метилакрилата, этилена, пропилена, С5 - С8 альфа-олефинов и их смесей.
Отрывной герметизирующий слой 5, используемый в многослойной структуре настоящего изобретения, раскрыт, например, в US 4,666,778 и US 2005/0147812.
Отрывной герметизирующий слой 5 опционально содержит барьерный слой 10, предпочтительно газобарьерный слой, причем указанный барьерный слой 10 содержит полимер, выбранный из группы, состоящей из поли(этилен-винилового спирта), поливинилового спирта, поливинилиденхлорида, полиамида, сложного полиэфира и их комбинаций, опционально в смеси с полиуретановой смолой и неорганическим слоистым минералом.
Неорганический слоистый минерал предпочтительно представляет собой неорганическое соединение, в котором очень тонкие слои монокристала наложены друг на друга для формирования одной пластинчатой частицы, такой как филосиликаты, содержащие каолинитовые глинистые минералы, антигоритовые глинистые минералы, смектитовые глинистые минералы, вермикулитовые глинистые минералы и слюду или слюдяные глинистые минералы.
Опциональный барьерный слой 10 предпочтительно выполнен из поли(этилен-винилового спирта) или поливинилового спирта.
В случае отрывного герметизирующего слоя 5, содержащего барьерный слой 10, указанный барьерный слой 10 расположен между связующими слоями 9, являющимися переходными слоями между обоими из отрывного слоя 11 и наружным слоем 8 ламината.
Связующие слои 9 предпочтительно содержат модифицированный С2-С8 полиолефин, (со)полимер, предпочтительно модифицированный полиэтилен или модифицированный полипропилен.
Выражения «модифицированный полиэтилен», «модифицированный полипропилен» и «модифицированный С2-С8 полиолефин (со)полимер» следует понимать как полиэтилен, полипропилен или С2-С8 полиолефин (со)полимер, модифицированный функциональными группами, предпочтительно полученными в результате встраивания одного или более компонентов, выбранных из группы, состоящей из малеинового ангидрида, винилацетата, винилового спирта, акриловой кислоты, метакриловой кислоты, алкилакрилата, алкилметакрилата и их смесей.
Модфицированные полиэтилен, полипропилен и С2-С8 полиолефин (со)полимер предпочтительно представляют собой модифицированный малеиновым ангидридом полиэтилен, модифицированный малеиновым ангидридом полипропилен и модифицированный малеиновым ангидридом С2-С8 полиолефин (со)полимер.
Предпочтительно, связующие слои 9 выполнены из модифицированного малеиновым ангидридом полиэтилена или модифицированного малеиновым ангидридом полипропилена.
Для максимально эффективного, предпочтительно полного, предотвращения адгезии жирных, а особенно вязких, пищевых продуктов к внутренней стороне однопорционных упаковок, в состав отрывного герметизирующего слоя 5 может быть включен разделительный агент.
Разделительный агент, задача которого состоит в предотвращении адгезии упакованной еды к упаковке, представляет собой сложный эфир жирной кислоты и многоатомного спирта, то есть сложный моно-, ди- или триэфир моно-, ди- или триола. Предпочтение отдается использованию сложному моноэфиру, в частности глицерину. Радикал жирной кислоты предпочтительно содержит 18 или более атомов углерода. В предпочтительных вариантах осуществления изобретения имеются сложные эфиры с количеством радикалов жирной кислоты от С18 до С30. Особенно предпочтительные варианты включают в себя стеарат (С18), олеат (С18), арахинат (С20), бегенат (С22), лигноцерат (С24) и серотинат (С26).
Разделительный агент, включенный в состав отрывного герметизирующего слоя 5 многослойной пленочной структуры 1 согласно настоящему изобретению, предпочтительно представляет собой глицерина моностеарат или глицерина монобегенат.
Предпочтительно, разделительный агент включен в состав обращенного к пище слоя, т.е. отрывного слоя 11 отрывного герметизирующего слоя 5, тогда как наружный слой 8 ламината, обращенный к основному слою 4, не содержит разделительного агента.
Отрывной герметизирующий слой 5 содержит от 1000 до 4000 ppm, предпочтительно от 2000 до 3000 ppm разделительного агента.
Отрывной слой 11 содержит от 5000 до 10000 ppm, предпочтительно от 6000 до 9000 ppm разделительного агента.
Отрывной слой 11 содержит от 5000 до 10000 ppm, предпочтительно от 6000 до 9000 ppm разделительного агента, причем указанный разделительный агент предпочтительно представляет собой сложный моноэфир жирной кислоты и многоатомного спирта, причем указанная жирная кислота содержит 18 или более атомов углерода, и более предпочтительно указанный разделительный агент представляет собой глицерина моностеарат или глицерина монобегенат.
Многослойная пленочная структура 1 согласно настоящему изобретению может дополнительно содержать сшитый покровный слой 6, предназначенный по существу для эстетических целей, такой как матовое покрытие или глянцевое покрытие или софт тач покрытие, и при необходимости предназначенный для обеспечения дополнительной защиты.
Сшитый покровный слой 6 по существу выполнен на основе смол, выбранных из группы, состоящей из полиуретана, полиэфира, сложного полиэфира, полиамида, поливинилацетата, (мет)акрилового (со)полимера, эпоксидных смол, нитроцеллюлозы, ацетат-пропионата целлюлозы, ацетат-бутирата целлюлозы и их смесей.
Под «сшиванием» в контексте настоящего изобретения подразумевается сшивание через кислород, влажное сшивание, радикальное сшивание на основе пероксида, радикальное сшивание, инициированное актиничным излучением, катионное сшивание, вызываемое актиничным излучением, и сшивание посредством реакции совместно реагирующих функциональных групп, включая самоконденсацию.
Предпочтительно, сшивание опционального покровного слоя 6 является температурно-активируемым или вызываемым актиничным излучением.
Под «температурно-активируемым» в контексте настоящего изобретения подразумевается, что реакция происходит при комнатной температуре или более высокой температуре в разумных временных рамках, совместимых с общим процессом изготовления многослойной пленочной структуры.
Под «актиничным излучением» в контексте настоящего изобретения подразумевается ультрафиолетовое (UV) излучение и излучение электронного пучка (EB).
Покровный слой 6 наносят с помощью методов, хорошо известных специалистам в области техники, таких как напыление или нанесение валиком.
Совокупная толщина многослойной пленочной структуры 1 составляет по меньшей мере 100 мкм, предпочтительно по меньшей мере 150 мкм, более предпочтительно по меньшей мере 200 мкм, наиболее предпочтительно по меньшей мере 250 мкм.
Толщина защитного слоя 2 составляет от 5 до 60 мкм, предпочтительно от 10 до 50 мкм, более предпочтительно от 10 до 40 мкм.
Толщина отрывного герметизирующего слоя 5 составляет от 20 до 80 мкм, предпочтительно от 30 до 70 мкм, более предпочтительно от 30 до 60 мкм.
Толщина слоя печати 3 составляет от 0,5 до 5 мкм, предпочтительно от 0,5 до 4 мкм, более предпочтительно от 0,8 до 3 мкм.
Однопорционная упаковка может быть изготовлена с использованием методов, известных из уровня техники.
Предпочтительно, однопорционную упаковку подготавливают посредством многоэтапного процесса, содержащего следующие этапы:
а) соэкструзия, экструзионное ламинирование, или экструзионное покрытие, и/или ламинирование основного слоя 4, отрывного герметизирующего слоя 5, опционально содержащего газобарьерный слой 10 и связующий слой (слои) 9;
b) реверсивная печать на защитном слое 2;
с) адгезивное ламинирование структуры, содержащей основной слой 4, отрывной герметизирующий слой 5, опциональный газобарьерный слой 10 и связующий слой (слои) 9, образованной на этапе а), и защитный слой 2, содержащий печать 3, образованную на этапе b), причем печать 3 находится в контакте с основным слоем 4, с образованием многослойной пленочной структуры 1;
d) термоформование многослойной пленочной структуры 1, полученной на этапе с), для образования полостной структуры;
е) герметизация полостной структуры, полученной на этапе d), относительно самой себя или относительно другой герметизируемой многослойной структуры.
В процессе подготовки однопорционной упаковки этапы а) и b) могут быть выполнены одновременно или по отдельности, причем порядок, в котором выполняют этапы а) и b), не имеет значения.
Способ формирования многослойной пленочной структуры 1 может содержать дополнительный этап нанесения верхнего покрова на этапе b) или с).
Для выполнения термоформования многослойную пленочную структуру 1 подают в предварительно нагретую печь и затем заштамповывают в секции формования с использованием давления, пуансонов и вакуума. Затем ее охлаждают с сохранением ее новой формы в процессе затвердевания.
Многослойная пленочная структура 1 обеспечивает возможность изготовления однопорционных упаковок со скоростью по меньшей мере 25 циклов в минуту. В частности, многослойная пленка обеспечивает возможность бездефектного производства однопорционных упаковок в процессе, обеспечивающем скорость 40 циклов в минуту и более.
Примеры
Приведенные ниже примеры служат лишь для иллюстрации настоящего изобретения и не ограничивают и не определяют каким-либо другим образом объем правовой охраны настоящего изобретения.
Пример 1
Многослойная пленочная структура 1 с совокупной толщиной 300 мкм, имеющая описанный ниже состав, была изготовлена и термоформована для формирования сложной полости, как показано на фиг. 1: защитный слой 2 // печать 3 // адгезивный слой 7 // слой 4 на основе полистирола // адгезивный слой 7 // наружный слой 8 ламината из полиэтилена // связующий слой 9 // барьерный слой 10 из поли(этилен-винилового спирта) // связующий слой 9 // отрывной слой 11 из полиэтилена, причем:
- адгезивный слой 7 получен из полиуретанового адгезива на основе растворителя;
- основной слой 4 из полистирола представляет собой смесь 80% по весу ударопрочного полистирола и 20% по весу полистирола общего назначения;
- связующий слой 9 представляет собой линейный полиэтилен низкой плотности с привитым малеиновым ангидридом;
- отрывной слой 11 из полиэтилена представляет собой смесь 85% по весу полиэтилена низкой плотности и 15% по весу поли-1-бутилена;
- защитный слой 2 имеет толщину 30 мкм;
- отрывной герметизирующий слой 5 имеет толщину 50 мкм;
- печать 3 получена посредством гелиографической печати.
Примеры 2 и 3 - Сравнительные примеры 1-6
Защитный слой 2 был выбран из полимеров, представленных в колонке 2 Таблицы 1 ниже.
В данной таблице напряжение при 20%-ной деформации при 90°С и пиковая температура плавления представлены в колонке 3 и 4 соответственно.
| Пример | Защитный полимерный слой | Напряжение при 20% деформации (МПа) при 90°C | Температура плавления (°C) |
| 2 | модифицированный дикислотой полиэтилентерефталат (*) | 13.5 | 200 |
| 3 | полибутилентерефталат | 9.2 | 223 |
| Сравн. 1 | ориентированный полиэтилентерефталат | 69.4 | 245 |
| Сравн. 2 | ориентированный полиамид | 44 | 220 |
| Сравн. 3 | ориентированный полипропилен | 30 | 163 |
| Сравн. 4 | полиамид 6 | 28.4 | 225 |
| Сравн. 5 | кристаллический полипропилен | 3.9 | 163 |
| Сравн. 6 | модифицированный гликолем полиэтилентерефталат | 0.9 | неприменимо |
(*) модификация дикислотой основана на смеси изофталевой кислоты и 2,6- нафталиндикарбоновой кислоты
Таблица 1
Многослойные пленки из примеров 2 и 3, имеющие защитный слой 2, дополнительно характеризующийся индексом текучести расплава (2,16 кг) при 250°С соответственно 9 и 6,5 г/10 мин и модулем упругости при 25°С соответственно 3200 и 2500 МПа, были термоформованы в сложную структуру, показанную на фиг. 1, без возникновения каких-либо трещин или других дефектов и с печатью без смещения приводки и с однородностью цветов на острых гранях структуры. Многослойные пленки не получали каких-либо повреждений при тепловой сварке.
С многослойными пленками из сравнительных примеров 1-4 возникали сложности при их термоформовании в структуру, показанную на фиг. 1, на них возникали трещины на кромках, печать была без смещения приводки. Многослойные пленки не получали каких-либо повреждений при тепловой сварке.
Многослойные пленки из сравнительных примеров 5 и 6 были термоформованы в структуру, показанную на фиг. 1, без возникновения каких-либо трещин или других дефектов, печать была со смещением приводки из-за недостаточной стабильности размеров защитных слоев 2 в процессе печати. Многослойные пленки были повреждены при тепловой сварке.
1. Однопорционная упаковка, содержащая многослойную пленочную структуру (1), причем указанная многослойная пленочная структура (1) содержит защитный слой (2), печать (3), основной слой (4) и отрывной герметизирующий слой (5), причем указанная печать (3) расположена между указанным защитным слоем (2) и указанным основным слоем (4), причем указанный защитный слой (2) представляет собой слой на основе полиалкилентерефталата, характеризующийся значением напряжения при 20%-ной деформации, составляющим от 5 до 20 МПа, предпочтительно от 5 до 15 МПа, измеренным посредством динамического механического анализатора с управляемым напряжением при 90°С.
2. Однопорционная упаковка по п. 1, в которой полиалкилентерефталат характеризуется пиковой температурой плавления, измеренной с помощью дифференциальной сканирующей калориметрии согласно ISO 11357 с градиентом нагрева 10°С/мин, составляющей от 190 до 240°С, предпочтительно от 200 до 230°С.
3. Однопорционная упаковка по п. 1 или 2, в которой полиалкилентерефталат характеризуется индексом текучести расплава при 250°С согласно ISO 1133 с использованием поршня, приводимого в действие весом 2,16 кг, составляющим от 5 до 20 г/10 мин, предпочтительно от 5 до 15 г/10 мин.
4. Однопорционная упаковка по любому из пп. 1-3, в которой полиалкилентерефталат выбран из группы, состоящей из полибутилентерефталата и модифицированного дикислотой полиэтилентерефталата.
5. Однопорционная упаковка по любому из пп. 1-4, в которой
- отрывной герметизирующий слой (5) содержит от 1000 до 4000 ppm, предпочтительно от 2000 до 3000 ppm разделительного агента;
- отрывной слой (11) содержит от 5000 до 10000 ppm, предпочтительно от 6000 до 9000 ppm разделительного агента;
причем указанный разделительный агент представляет собой сложный эфир жирной кислоты и многоатомного спирта, содержащий по меньшей мере один радикал сложного эфира жирной кислоты на радикал многоатомного спирта, где указанная жирная кислота содержит 18 или более атомов углерода.
6. Однопорционная упаковка по любому из пп. 1-5, в которой отрывной герметизирующий слой (5) содержит разделительный агент, выбранный из группы, состоящей из глицерина моностеарата, глицерина монобегената, глицерина монолигноцерата, глицерина моноарахината, глицерина моноцеротината и глицерина моноолеата.
7. Однопорционная упаковка по любому из пп. 1-6, в которой отрывной герметизирующий слой (5) содержит барьерный слой (10), выбранный из группы, состоящей из поли(этилен-винилового спирта), поливинилового спирта, поливинилиденхлорида, полиамида, сложного полиэфира и их комбинаций.
8. Однопорционная упаковка по любому из пп. 1-7, в которой основной слой (4) содержит один или более полимерных слоев, выбранных из группы, состоящей из полиамида, сложного полиэфира, поликарбоната, поливинилхлорида, полипропилена, полиэтилена, полистирола, полиэфир-гликолевого сополимера и этиленвинилацетата.
9. Однопорционная упаковка по любому из пп. 1-8, содержащая дополнительный слой сверху защитного слоя (2), на обратной стороне печати (3), причем указанный дополнительный слой представляет собой сшитый покровный слой (6).
10. Однопорционная упаковка по любому из пп. 1-9, в которой общая толщина многослойной пленочной структуры (1) составляет по меньшей мере 100 мкм, предпочтительно по меньшей мере 150 мкм, более предпочтительно по меньшей мере 200 мкм, наиболее предпочтительно по меньшей мере 250 мкм.
11. Однопорционная упаковка по любому из пп. 1-10, в которой толщина защитного слоя (2) составляет от 5 до 60 мкм, предпочтительно от 10 до 50 мкм, более предпочтительно от 10 до 40 мкм.
12. Однопорционная упаковка по любому из пп. 1-11, в которой толщина отрывного герметизирующего слоя (5) составляет от 20 до 80 мкм, предпочтительно от 30 до 70 мкм, более предпочтительно от 30 до 60 мкм.
13. Способ изготовления однопорционной упаковки по пп. 1-12, содержащий следующие этапы:
а) соэкструзия, экструзионное ламинирование или экструзионное покрытие и/или ламинирование основного слоя (4), отрывного герметизирующего слоя (5), опционально газобарьерного слоя (10) и связующего слоя (слоев) (9);
b) реверсивная печать на защитном слое (2);
с) адгезивное ламинирование структуры, содержащей основной слой (4), отрывной герметизирующий слой (5), опциональный газобарьерный слой (10) и связующий слой (слои) (9), образованной на этапе а), и защитный слой (2), содержащий печать (3), образованную на этапе b), причем печать (3) находится в контакте с основным слоем (4), с образованием многослойной пленочной структуры (1);
d) термоформование многослойной пленочной структуры (1), полученной на этапе с), для образования полостной структуры;
е) герметизация полостной структуры, полученной на этапе d), относительно самой себя или относительно другой герметизируемой многослойной структуры;
причем этапы а) и b) являются отдельными или одновременными этапами.
14. Способ по п. 13, в котором реверсивная печать на этапе b) представляет собой гелиографическую печать.
15. Применение однопорционной упаковки по пп. 1-12 для упаковки мягкого сыра, соуса, мыла и подобных жидких продуктов.
