SE512256C2 - Förpackningslaminat med gas- och ljusbarriäregenskaper samt sätt att framställa laminatet - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 35 512 256 z Av lätt insedda skäl har det därför länge varit ett önskemål att finna andra material som kan ersätta den konventionella Al-folien i det ovan beskrivna förpackningslaminatet, och ett sådant alternativ som redan förekommer i kommersiellt tillgängliga förpackningslaminat är EVOH (en etylvinylalkoholsampolymer) som är känd genom exempelvis det amerikanska patentet Re. 33 376. Även andra typer av gasbarriärpolymerer har föreslagits, t ex polyvinylidenklorid, polyamid, polyester etc., liksom även gasbarriärer av andra material än plaster, t ex kiseloxid.

De ovan nämnda alternativa gasbarriärmaterialen har mycket goda gasbarriäregenskaper, men ger inte såsom Al-folien förpackningslaminatet barriäregenskaper mot ljus som det många gånger kan vara önskvärt att skydda en förpackad produkt mot för att kunna förvara produkten med bevarade färskkvaliteter under en längre tid. Exempel på produkter som är känsliga för påverkan av såväl syrgas som ljus och som därför kräver förpackningar med både syrgas- och ljustäthetsegenskaper är mjölk, juice, vin, matolja etc.

Problemet med otillräcklig ljustäthet vid förpackningslaminat som innefattar ett gasbarriärmaterial av det ovan nämnda slaget, t ex en polymer, löses enligt den kända tekniken delvis genom att använda oblekt papper eller kartong, som ger åtminstone ett visst skydd mot ljusinträngning i förpackningen, men mera fullständigt genom att komplettera förpackningslaminatet med ett metallskikt, t ex Al-folie, som dessutom förstärker förpackningens gasbarriäregenskaper.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är därför att undanröja de ovan beskrivna nackdelarna i samband med den kända tekniken.

Ett annat ändamål är att ombesörja ett förpackningslaminat med goda gasbarriäregenskaper såväl som goda ljusbarriäregenskaper, utan användning av Al-folie.

Ett ytterligare ändamål med uppfinningen är att ombesörja ett förpackningslaminat med goda gas- och ljusbarriäregenskaper som på enkelt vis kan inställas oberoende av varandra för att ändamålsenligt anpassas till en speciell typ av produkt som skall förpackas.

Dessa jämte ytterligare ändamål uppnås enligt uppfinningen genom det i patentkravet 1 definierade förpackningslaminatet, och föredragna och fördelaktiga utföringsformer av förpackningslaminatet enligt uppfinningen har vidare givits de i underkraven 2-9 angivna kännetecknen.

Ytterligare ett annat ändamål med uppfinningen är att ombesörja ett sätt att framställa ett förpackningslaminat med goda gas- och ljusbarriäregenskaper.

Detta ändamål uppnås enligt uppfinningen genom det i patentkravet 10 definierade sättet. - Genom att ersätta den konventionella Al-folien med en tunn beläggning av metall som framställes genom vakuumdeponering och genom att samtidigt använda en tunn 10 15 20 25 30 35 512 256 5 beläggning av kiseloxid (SiOX) som likaledes framställes genom vakuumdeponering vinner förpackningslaminatet enligt uppfinningen betydande fördelar framför de ovan beskrivna kända förpackningslaminaten.

En beläggning metall som framställes genom vakuumdeponering kan göras mycket tunnare än en metallfolie (t ex Al-folie) för att uppnå önskad barriäregenskap och kräver således mindre material för sin framställning, varigenom materialåtgången är lägre för metallbeläggningen än för metallfolien. Vidare kräver den vakuumdeponerade metallbeläggningen mindre energi för sin framställning än metallfolien, vilket gör metallbeläggningen ytterligare ekonomiskt fördelaktig framför metallfolien.

Genom att kombinera en metallbeläggning och en kiseloxidbeläggning i förpackningslaminatet enligt uppfinningen blir det även möjligt att valfritt variera och inställa förpackningslaminatets gasbarriär- respektive Ijusbarriäregenskaper oberoende av varandra på sådant sätt att förpackningslaminatet mer eller mindre kan "skräddarsys" för en speciell typ av produkt som skall förpackas.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen består metallbeläggningen, som används i huvudsak för att ge förpackningslaminatet Ijusbarriäregenskaper, av aluminium som framställes genom vakuumdeponering, och enligt samma föredragna utföringsform av uppfinningen består den syrgasbarriärskapande kiseloxidbeläggningen av en kiseloxid med allmänna formeln SiOx, där x kan variera mellan 1,8 och 2,2, som likaledes framställes genom vakuumdeponering på i och för sig känt sätt. Med uttrycket "vakuumdeponering" avses konventionella deponeringstekniker av typen plasmadeponering, kemisk plasmadeponering, sputtering etc.

Uppfinningen kommer i det följande att belysas närmare med hänvisning till bifogade ritning som enbart i belysande syfte visar ett exempel på hur ett förpackningslaminat enligt uppfinningen kan framställas. Det skall dock påpekas att uppfinningen inte är begränsad till enbart det på ritningen visade specifika utföringsexemplet, utan flera variationer och modifikationer är möjliga inom ramen för den generella uppfinningstanken.Dylika för fackmannen uppenbara och näraliggande modifikationer omfattas således av uppfinningstanken, såsom denna definieras av de efterföljande patentkraven.

På ritningen visas således schematiskt hur ett förpackningslaminat kan framställas enligt en föredragen, dock icke-begränsande utföringsform av uppfinningen.

Förpackningslaminatet, som givits beteckningen 10, framställes från en första bana 10a och en andra bana 10b vilka frammatas synkront med varandra i de riktningar som antyds av respektive visade pilar. Den första banan 10a består i det visade utföringsexemplet av ett enda skikt, såsom framgår av det inringade förstorade området A, av plast eller annat lämpligt material, varvid exempel på användbara plaster kan vara polyester (PET), orienterad polypropen (OPP), polyeten (PE), polyamid (PA), 10 15 20 25 30 35 512 256 4 polystyren (PS) och polyvinylklorid (PVC). Den första banan 10a ledes genom en behandlings- eller beläggningsstation vid 11 avi och för sig känt slag för att belägga banans ena sida med ett tunt sammanhängande skikt av metall med goda ljusbarriäregenskaper, såsom aluminium som även har goda gasbarriäregenskaper.

Det sätt eller den teknik genom vilken metallbeläggningen appliceras på den första banan 10a vid beläggningsstationen 11 kan vara en konventionell vakuumdeponeringsteknik (vacuum deposition) eller annan känd teknik som möjliggör en säker applicering av en tunn sammanhängande metallbeläggning inom ett tjockleksområde från 10-1 OOOÄ, som visat sig vara ett optimalt tjockleksomràde för att framställa ett förpackningslaminat med goda barriäregenskaper.

Från stationen 11 ledes den belagda första banan 10a, som alltså nu består av ett plastskikt 12 och ett på plastskiktets ena sida applicerat tunt metallskikt 13 (såsom visas vid det inringade förstorade området B), till en lamineringsstation vid 14 där den första banan 10a sammanföres och varaktigt förenas med den synkront frammatade andra banan 10b.

Den andra banan 10b, som på ritningen matas från höger till vänster i den antydda pilriktningen, ledes genom en behandlings- eller beläggningsstation vid 15 av konventionellt slag för applicering av en tunn sammanhängande beläggning av kiseloxid mot banans ena sida. Det sätt eller den teknik genom vilken den andra banan 10b belägges med kiseloxid kan också vara en konventionell vakuumdeponeringsteknik (vaccum deposition) eller annan lämplig känd teknik som möjliggör applicering av en tunn sammanhängande kiseloxidbeläggning inom ett tjockleksområde från 10-2000Å, som visat sig vara ett optimalt tjockleksområde för att framställa ett förpackningslaminat goda syrgasbarriäregenskaper.

Enligt uppfinningen föredrages kemisk plasmadeponering (CPVD) som ger mycket täta klseloxidbeläggningar även vid mycket små tjocklekar inom det nämnda tjockleksområdet. En föredragen kiseloxidbeläggning består av en kiseloxidförening med den allmänna formeln SiOX, där x kan variera från 1,8-2,2.

Från stationen 15 ledes den belagda andra banan 10b, som alltså nu innefattar ett plastskikt 16 och en mot plastskiktets ena sida applicerad beläggning 17 av kiseloxid (såsom framgår av det inringade förstorade området C), till lamineringsstationen 14 för sammanföring med den synkront frammatade första banan 10a.

De båda banorna 10a och 10b med sina respektive beläggningar 13 och 17 vända mot varandra ledes genom nypet mellan två roterande valsar 18, samtidigt som ett bindemedel appliceras mellan de båda banorna inom området för valsnypet.

Bindemedlet, som appliceras medelst en applikator 19 ovanför valsarna 18, kan vara vilket som helst känt bindemedel med förmåga att med god mekanisk styrka och god hållbarhet binda till såväl metall som kiseloxid, appliceras i en mängd av mellan 10 15 20 25 30 35 512 256 5 0,1 och 20g/m2, som av praktiska och ekonomiska hänsyn visat sig vara ett optimalt beläggningstjockleksområde för förpackningslaminatet 10 enligt uppfinningen.

Från lamineringsstationen 14 Iedes förpackningslaminatet 10, som i det visade utföringsexemplet nu består av den första banans 10a plastskikt 12 och metallbeläggning 13 och den andra banans 10b plastskikt 16 och kiseloxidbeläggning 17 samt det mellan nämnda beläggningar applicerade skiktet 20 av bindemedel (såsom framgår av det inringade förstorade området E), för upprullning till en icke-visad förrådsrulle eller för framställning av förpackningar med goda gas- och ijusbarriäregenskaper i enlighet med konventionell förpackningsframställningsteknik.

Såsom tidigare nämnts, kan med hjälp av förpackningslaminatet enligt uppfinningen framställas förpackningar med valfria lämpliga kombinationer av gas- och ljusbarriär som mer mindre kan "skräddarsys" för den aktuella typ av produkt som skall förpackas. Denna anpassning av förpackningens kombination av barriäregenskaper kan enligt uppfinningen ske genom inbördes reglering av respektive beläggningars tjocklekar (dvs metallbeläggning och kiseloxidbeläggning) som appliceras vid de ovan bekskrivna behandlings- eller beläggningsstationerna 11 och 15.

Om exempelvis en produkt kräver hög ljusbarriär och relativt låg gasbarriär, kan tjockleken av den såsom egentlig gasbarriär fungerande kiseloxidbeläggningen 17 göras tunnare inom det angivna tjockleksområdet 10-2000Å, samtidigt som det såsom egentlig ljusbarriär fungerande metallskiktet 13 på motsvarande sätt kan göras tjockare inom det angivna tjockleksområdet 10-60OÅ. Om däremot produkten kräver hög gasbarriär men lägre ljusbarriär kan på motsvarande sätt det applicerade metallskiktet 13 göras tunnare inom det nämnda tjockleksområdet, medan kiseloxidbeläggningen kan göras tjockare inom sitt tjockleksomràde.Om produkten kräver både hög gasbarriär och hög ljusbarriär kan respektive beläggningar 13 och 17 följdriktigt göras tjockare.

Förpackningslaminatet 10 i det aktuella utföringsexemplet kan användas för framställning av flexibla, ljus- och gastäta förpackningar av påstyp, men kan även användas såsom förtillverkad film för lamlnering till ett formstyvt, men vikbart stomskikt, tex pappers- eller kartongskikt, för framställning av formstabila förpackningar av det inledningsvis beskrivna slaget.

Såsom framgår av beskrivningen ovan möjliggör uppfinningen på enkelt sätt och med enkla medel framställning av ett förpackningslaminat med goda gas- och ljusbarriäregenskaper som dessutom valfritt kan inställas och korreleras till varandra på sådant sätt att förpackningslaminatet kan "skräddarsys" för en speciell typ av produkt som skall förpackas.

Claims (7)

i ill llili :iii 10 15 20 25 30 35 512 256 6 PATENTKRAV

1. Laminerat förpackningsmaterial med goda gas- och ljusbarriäregenskaper, vilket förpackningsmaterial innefattar ett första plastskikt (12) med en såsom ljusbarriär använd beläggning av metall (13) på det första plastskiktets ena sida, och ett andra plastskikt (16) med en såsom gasbarriär använd beläggning av oorganisk kiselförening (17) på det andra plastskiktets ena sida, vilka plastskikt (12 och 16) medelst ett mellanliggande skikt av bindemedel är bundna till varandra med sina respektive beläggningar (13 och 17) vända mot varandra, kännetecknat av, att den såsom ljusbarriär använda beläggningen (13) på det första plastskiktet (12) består av aluminium som framställts genom vakuumdeponering, medan den såsom gasbarriär använda beläggningen (17) på det andra plastskiktet (16) består av en oorganisk kiseloxid med den allmänna formeln SiOx, där x kan variera mellan 1,8 och 2,2, som framställts genom vakuumdeponering.

2. Förpackningsmaterial enligt krav 1, kännetecknat av, att aluminiumskiktet (13) har en tjocklek av mellan 10 och 1000Å. i

3. Förpackningsmaterial enligt krav 1eller 2, kännetecknat av, att kiseloxidskiktet (17) har en tjocklek av mellan 10 och 2000Å.

4. Förpackningsmaterial enligt något av föregående krav, kännetecknat av, att gasbarriärskiktet (17) och ljusbarriärskiktet (13) är bundna direkt till respektive plastskikt (12 och 16).

5. Förpackningsmaterial enligt något av föregående krav, kännetecknat av, att plastskikten (12,16) består av en plast som valts bland polypropen (PP), polyester (PET), polyeten (PE), polyamid (PA), polystyren (PS) och polyvinylklorid (PVC).

6. Förpackningslaminat enligt något av föregående krav, kännetecknat av, att det mellanliggande skiktet (20) av bindemedel har en tjocklek av mellan 0,1 och 20glm2.

7. Sätt att framställa ett laminerat förpackningsmaterial med goda gas- och ljusbarriäregenskaper enligt något av föregående krav, kännetecknat av, att en första bana av plast (10a) på sin ena sida belägges med ett skikt av aluminium (13) som avsättes på den första banan genom vakuumdeponering, att en andra bana av plast (10b) på sin ena sida belägges med ett skikt av kiseloxid med den allmänna formeln SiOX, där x kan variera mellan 1,8 och 2,2, som avsättes på den andra banan genom vakuumdeponering, och att de så belagda båda plastbanorna sammanföres och bindes till varandra med sina respektive belagda sidor vända mot varandra medelst ett skikt av bindemedel (20) som appliceras mellan banorna till bildande av det laminerade förpackningsmaterialet.