CZ286641B6

CZ286641B6 - List materiálu pro výrobu vaku, vak a způsob výroby vaku

Info

Publication number: CZ286641B6
Application number: CS19912364A
Authority: CZ
Inventors: Joel Millon
Original assignee: Colgate-Palmolive Company
Priority date: 1990-08-13
Filing date: 1991-07-29
Publication date: 2000-05-17
Also published as: MX174150B; IE912842A1; CA2048949A1; CA2048949C; AU647159B2; PL291410A1; ATE137167T1; CN1058937A; YU47892B; FI913810A; ZW10091A1; US5135785A; GR1000832B; ZA915597B; RU2040405C1; NO913128L; EP0471607A1; NZ239047A; TR26284A; HU912682D0

Abstract

U listu materiálu má sestava vrstev filmů alespoň částečnou propustnost pro aromatické látky, propustnost pro kyslík alespoň 60 cm.sup.3.n./m.sup.2.n./den/MPa a má stáří od 2 do 24 týdnů. Vak obsahuje takovýto list materiálu, který je těsně spojen do uzavřeného objemu. Nejprve se vytváří mnohovrstvý list, mající alespoň jednu zádržnou vrstvu a jednu těsnicí vrstvu a propustnost pro kyslík alespoň 60 cm.sup.3.n./m.sup.2.n./den/MPa a alespoň částečnou propustnost pro aromatické látky, a potom se v průběhu 2 až 24 týdnů po vytvoření listu list přeměňuje na vak utěsňováním překrývajících se okrajů vaku použitím VF energie.ŕ

Description

List materiálu pro výrobu vaku, vak obsahující tento list a způsob výroby takového vaku

Oblast techniky

Vynález se týká listu materiálu pro výrobu vaku pro uložení látek, obsahujícího množství vrstev filmů, kde alespoň jedna vrstva filmu je zádržná vrstva a alespoň jedna vrstva filmu je těsnicí vrstva, vaku obsahujícího takovýto list a rovněž způsobu výroby tohoto vaku.

Dosavadní stav techniky

V současné době se stále usiluje o snížení hmotnosti materiálů, používaných v obalové technice. Jako část tohoto úsilí se látky, které byly prodávány v lahvích, nyní prodávají v zásobnících z filmu ve tvaru vaků. Tím se sníží hmotnost obalu na méně než poloviční ve srovnání s lahví. Další úspory může být dosaženo tím, že před zabalením do filmu se kapalná látka zkoncentruje. Tímto způsobem může být nutné množství obalového filmu dále sníženo, protože ředidlo se přidá v čase použití. Nicméně film musí mít zvláštní vlastnosti, aby mohl být účinně použit pro balení. To zejména platí v případě, když filmový obal má být vytvořen a/nebo těsně uzavřen použitím technik vysokofrekvenční (VF) energie. Ve VF technikách uzavírání se VF energie použije pro dostatečné změkčení filmu, takže film může být svařen. To je účinná uzavírací technika, při které se obě vrstvy filmu, které mají vytvořit vak, zahřejí na podobné teploty a mohou být svařeny. Při teplotě dostatečného změknutí, avšak před jakýmkoli roztečením filmového materiálu, se obě vrstvy svaří. To vytváří významné výhody ve srovnání s technikami, které používají lepení nebo konduktivní ohřev filmu, to je dotykem se zahřátou deskou. VF energie zajišťuje mnohem rovnoměrnější ohřev a tudíž vytváří dobrá utěsnění.

Ačkoliv VF energie vytváří dobrá utěsnění, tzn. jinými slovy spoje, jsou zde některé požadavky s ohledem na použití VF energie. Film musí být schopný ohřevu použitím VF energie. To znamená, že musí být schopen ohřevu na teplotu blízkou tání stykem s VF energií o kmitočtu asi od 10 MHz do 50 MHz. To je rozsah kmitočtů nejvíce používaný pro ohřev polymemích materiálů. Ne všechny polymemí filmy však mohou být účinně ohřátý pro vytvoření dobře těsnicích spojů použitím VF energie. Plastický film, použitý v těsnicí vrstvě, musí být velice citlivý na VF energii.

Film také bude vyžadovat jiné vlastnosti, závislé alespoň částečně na látce, která bude uvnitř vaku, který byl vyroben z filmu. Bylo zjištěno, že když má film obsahovat bělidlo, musí být propustný pro kyslík, protože při uložení bělidla ve vaku se vyvíjí kyslík. Kdyby tento kyslík nemohl prosakovat stěnou vaku, mohl by ve vaku stoupnout tlak na takovou hodnotu, že by vak mohl být protržen. Kdyby k tomu došlo, vznikla by ztráta baleného produktu i možnost způsobení škod v okolí. Kromě toho je u některých látek žádoucí, aby trochu vůně látky, obsažené ve vaku, bylo přeneseno navenek. Tím se zajistí možnost seznámení zákazníka svůní výrobku. Je tedy vhodné, aby film byl propustný pro aromatické látky.

Stav techniky spočívá v použití polyvinylchloridu (PVC) jako polymeru pro film (list). Avšak PVC není příliš vhodný ve vztahu k životnímu prostředí a proto je nahrazován jinými materiály. PVC může při spalování vydávat nebezpečné složky.

EP 232171 popisuje film a vaky etylen-vinyl acetátu (EVA) a polyetylénu (PE). Tento vak je pro lékařské použití. Vrstva EVA je vnitřní vrstva, která je v kontaktu s obsahem vaku. Mezi vrstvami PE a EVA může být rovněž vrstva etylen vinyl alkoholu (EVOH). Přídavně mohou být přidány do vrstvy EVA i další plasty. Vrstva EVA má tloušťku 0,007 palce (1 palec = 24,5 mm) a vrstva PE tloušťku přibližně 0,003 palce. U daného vaku je složení EVA/PE nebo PP/EVA. PE je bariérová vrstva, zatímco vrstvy EVA jsou uzavírací vrstvy.

- 1 CZ 286641 B6

V EP 142315 je popsán vak pro lékařské použití, který sestává z tepelně sterilovaného laminátu, který má složení propylen-etylen kopolymer (PP-PE) /EVA/PP-PE. Zde je rovněž střední vrstva vrstva EVA. U daného filmu je středová vrstva PE nebo PP s vnějšími vrstvami EVA. Tento dokument nepopisuje ani film (list) ani vak.

EP 216639 popisuje film pro lékařské balení s vnější vrstvou polyesteru nebo polyolefinu a vnitřní vrstvou směsi polyolefinu a elastomeru. Elastomer může být EVA. Tento materiál je uveden jako vhodný pro sterilizaci párou.

Podstata vynálezu

Výše uvedené nevýhody stávající stavu techniky jsou řešeny listem materiálu pro výrobu vaku pro uložení látek, obsahujícím množství vrstev filmů, kde alespoň jedna vrstva filmu je zádržná vrstva a alespoň jedna vrstva filmu je těsnicí vrstva. Podle vynálezu má sestava vrstev filmů alespoň částečnou propustnost pro aromatické látky, propustnost pro kyslík alespoň 60 cm³/m²/den/MPa a má stáří od 2 do 24 týdnů.

Výhodné provedení spočívá v tom, že zádržná vrstva je z polyolefinu a těsnicí vrstva je z ethylenvinylacetátu.

Další výhodné provedení spočívá v tom, že vrstva z ethylenvinylacetátu má střední obsah vinylacetátu alespoň 18 % hmotnostních.

Jiné výhodné provedení podle vynálezu spočívá v tom, že zádržná vrstva má tloušťku od 25 do 100 pm a těsnicí vrstva má tloušťku od 50 do 200 pm.

Sestava vrstev filmů má přednostně stáří od 4 do 20 týdnů.

Další přednostní provedení podle vynálezu spočívá vtom, že sestava vrstev filmů má stáří závislé na obsahu kluzného činidla filmu.

Úkol vynálezu je rovněž řešen vakem, který obsahuje výše uvedený list materiálu aje těsně spojen do uzavřeného objemu, přičemž výhodně je jeho horní část opatřena výpustí.

Způsob výroby takového vaku pak spočívá v tom, že se nejprve vytváří mnohovrstvý list, mající alespoň jednu zádržnou vrstvu a jednu těsnicí vrstvu a propustnost pro kyslík alespoň 60 cm³/m²/den/MPa a alespoň částečnou propustnost pro aromatické látky, a potom se v průběhu 2 až 24 týdnů po vytvoření listu list přeměňuje na vak utěsňováním překrývajících se okrajů vaku použitím VF energie.

Výhodné provedení způsobu spočívá v tom, že se zádržná vrstva vytváří z polyolefinu a těsnicí vrstva z ethylvinylacetátu.

Další výhodné provedení způsobu spočívá podle vynálezu vtom, že těsnicí vrstva se vytváří z ethylenvinylacetátu o průměrném obsahu acetátu alespoň 18 % hmotnostních.

Jiné výhodné provedení spočívá v tom, že zádržná vrstva se vytváří s tloušťkou od 25 do 100 pm a těsnicí vrstva s tloušťkou od 50 do 200 pm.

Přednostně se podle vynálezu mnohovrstvový list před vytvářením vaku nechává stárnout od 4 do 20 týdnů.

-2 CZ 286641 B6

Další přednostní provedení spočívá v tom, že se mnohovrstvový list před vytvářením vaku nechává stárnout v závislosti na obsahu kluzného činidla filmu.

Poslední výhodné provedení spočívá v tom, že se v části vaku vytváří výpust.

Pro výrobu vaků použitím VF energie mohou být ve smyslu výše uvedeného účinně použity zvláštní mnohovrstvé filmy. Mnohovrstvý film má obsahovat alespoň jednu zádržnou vrstvu a alespoň jednu těsnicí vrstvu. Zádržná vrstva vytváří primární zásobníkovou vrstvu a je to primární pevná vrstva. Těsnicí vrstva snadno pohlcuje VF energii, taje a je svařitelná v rozměklém stavu. Ve zvláštním provedení je těsnicí vrstva přivařitelná k sobě. Vnější vrstva má být uzpůsobena k potisknutí. Kromě toho, že tisk obsahuje informaci, má také funkci kluzného činidla během vytváření vaku z filmu. Dále, za účelem vytvoření vaků s vysoce pevnými spoji použitím VF energie, musí být film zpracován na vaky mezi 2 a 24 týdny, s výhodou mezi 4 a 20 týdny po době jeho výroby.

Přednostně film sestává z alespoň jedné zádržné vrstvy z polyolefinu a z alespoň jedné těsnicí vrstvy z ethylenvinylacetátu. Vrstvy z ethylenvinylacetátu mají mít přednostně střední obsah vinylacetátu alespoň 18 % hmotnostních, výhodně alespoň 20 % hmotnostních. Jedna vrstva z etylenvinylacetátu může tedy mít obsah vinylacetátu nižší než 18 až 20 % hmotnostních, pokud jiná vrstva má dostatečně vysoký obsah vinylacetátu, takže střední obsah vinylacetátu obou vrstev je alespoň 18% hmotnostních, výhodně 20% hmotnostních. Film má tloušťku asi od 125 pm do 500 pm, s výhodou od 200 pm do 300 pm. Zádržná vrstva má tloušťku asi od 25 pm do 100 pm, s výhodou od 40 pm do 75 pm. Těsnicí vrstva má tloušťku asi od 50 pm do 200 pm, s výhodou od 75 pm do 150 pm.

Kromě toho má mít film propustnost pro kyslík o hodnotě alespoň 60 cm³/m²/den/MPa, s výhodou alespoň 100 cm³/m²/den/MPa. Propustnost pro vůně má být asi od 1 do 25% hmotnosti obsahu vůně během 90 dnů a s výhodou od 3 do 15 % hmotnosti obsahu vůně během 90 dnů. Tímto způsobem může být kyslík, vyvinutý během částečného rozkladu obsahu vaku, např. bělidla, odveden z vaku a vůně látky, uložené ve vaku, může být vnímána v době koupě výrobku.

Přehled obrázku na výkrese

Na přiloženém obrázku je znázorněn vak podle výhodného provedení vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Polymerové filmy jsou účinné v rozličných použitích na obaly. Tyto polymerové filmy se mohou skládat z jedné nebo mnoha vrstev. V řadě případů je třeba použít mnoha vrstev filmu, neboť film má mít zvláštní vlastnosti. Někdy jsou vlastnosti určovány návrhem obalu a látkou, která má být zabalena. Je třeba, aby zde byla snášenlivost. Primární obsažená látka obvykle nemá pronikat polymerovým filmem. Mají se dát vytvořit silná utěsnění, tzn. spoje. To jsou pouze některé vlastnosti. Kromě toho, když se balí bělidlo, má být film propustný pro kyslík. V některých případech je také žádoucí, aby film propouštěl trochu vůně zabaleného výrobku. To umožňuje zákazníkovi určit, zdali je vůně výrobku přijatelná.

Bylo zjištěno, že výrobky pro domácnost, jako bělidla a změkčovadla textilií, mohou být baleny do vaků z filmu, který má alespoň jednu zádržnou vrstvu a jednu těsnicí vrstvu. Zádržná vrstva je přednostně z polyolefinu, např. z polyethylenu nebo polypropylenu. Polyethylen může být

-3 CZ 286641 B6 vysoké nebo nízké hustoty. Těsnicí vrstva je přednostně ethylenvinylacetát, nejvýhodnější je ethylenvinylacetát, ve kterém střední obsah vinylacetátu je alespoň 18% hmotnostních, přednostně 20 % hmotnostních. Ve výhodné konstrukci má film tři vrstvy, a sice střední vrstvu z polyethylenu a na každé její straně vrstvu z ethylenvinylacetátu. Vrstva z polyethylenu slouží jako zádržná vrstva a dává filmu pevnost.

Film má tloušťku od 125 do 500 pm, přednostně od 200 do 300 pm. Těsnicí vrstvy z ethylenvinylacetátu mají tloušťku od 50 do 200 pm, přednostně od 75 do 150 pm. Vrstvy z ethylenvinylacetátu nemusí mít stejnou tloušťku.

Film má mít propustnost pro kyslík alespoň 60 cm³/m²/den/MPa a přednostně 100 cm /m /den/MPa. To je zvláště významné při balení bělidla nebo výrobků, obsahujících bělidlo, neboť toto vyvíjí kyslík, který musí být odstraněn k zamezení protržení obalu. Je také vhodné, aby film byl propustný pro vůně. Je žádoucí, aby vůně výrobku pro domácnost byla patrná vně obalu. V této souvislosti by film měl propustit od 1 do 25 % hmotnostních aromatické látky během 90 dnů. Nicméně, protože aromatická látka je ve výrobku pro jeho zlepšení během užívání, měla by většina aromatické látky zůstat ve výrobku a nebýt propuštěna filmem.

Za účelem vytvoření dobrého spoje filmu VF technikou má mít film stáří 2 až 24 týdnů, přednostně 4 až 20 týdnů ode dne výroby. To je stáří, které způsobí maximální VF spojení filmu. Bylo zjištěno, že filmy mají po vyrobení určité časové období, kdy mohou být vytvořeny VF spoje o maximální pevnosti. V tomto ohledu mají být vaky a jiné zásobníky vytvářeny během tohoto časového období.

Časové období, kdy film může být nejlépe spojen, závisí v široké míře na množství kluzného činidla, které bylo přidáno k filmu. Množství kluzného činidla ve filmech podle vynálezu bude v rozsahu od 500 do 3000 milióntin hmotnosti filmové pryskyřice. Kluzné činidlo je obvykle vosk, přednostně amidový vosk. Navíjecí napětí filmu, tj. napětí filmu na cívce, také ovlivní migraci kluzného činidla do vnějšku filmu. Tato migrace kluzného činidla do vnějších vrstev filmu způsobuje špatné spojení filmu VF technikou. Když je film navinut vyšším napětím na cívce, dochází k migraci kluzného činidla k povrchu filmu. To zůstává ve vysokém stupni zachyceno ve filmu. Nicméně, uvolní se pro migraci, když se film odvíjí pro rozličné operace, jako je tisk a rozříznutí.

Film má časové období užití pro VF spojení, závisící primárně na obsahu kluzného činidla ve filmu a času při počátečním napětí (T¹) vinutí a času po odvinutí pro provedení jedné nebo několika operací, jako je tisk a rozříznutí (T²). Následkem stability filmu při počátečním napětí vinutí (T¹) bude značně dlouhý. Čas při (T²) bude menší než při (T¹), protože je zde větší migrace kluzného činidla z filmu během (T²). Časové období (Τ’+Τ²) pro použití bude přibližně od 2 do 24 týdnů s (T²) alespoň přibližně od 2 do 6 týdnů. Časové období pro každý jednotlivý film může být určeno pouze zkouškou filmu během časového období.

Spojování VF technikou se obvykle provádí při kmitočtech od 10 MHz od 50 MHz a přednostně při 13,56 MHz, 27,12 MHz nebo 40,68 MHz. Z těchto tří kmitočtů je nejvýhodnější 27,12 MHz. Použije se dostatečná energie pro rychlé zmenšení ethylenvinylacetátových vrstev, takže tyto mohou být rychle svařeny k vytvoření utěsnění.

Obal z filmu může být předem vytvarován a potom naplněn, nebo může být tvarování a plnění prováděno jako plynulá operace. Tyto posledně jmenované techniky jsou známy jako techniky tvarování/plnění.

Bělidlo je vodný roztok chlornanu sodného, obvykle dostupný v ředění s 5 až 12 % hmotnosti chlornanu sodného. Zbytek je primárně voda, může však také zahrnovat přísady, jako ochranné

-4CZ 286641 B6 látky, povrchově aktivní činidla a vůně. Vaky z filmu, do kterých se balí bělidlo, mají objem od 100 do 500 cm³. Obvyklá velikost je 250 cm³. Je výhodné, když obaly z filmu mají na horním konci výpust 15 ve tvaru hubičky. Taková výpust 15 usnadňuje uživateli používání bělidla nebo jiného výrobku pro domácnost, který je balen. Vhodný obal tohoto typuje znázorněn na obrázku. V tomto provedení je znázorněn filmový obal 10, mající podélné VF utěsnění 12 na zadní straně

11. Spodní okraj má VF utěsnění 13 a horní okraj má VF utěsnění 1.4. Tento filmový obal má výpust 15, která byla vytvarována do obalu. VF utěsnění 16 uzavírá vak v oblasti výpustě 15. Tato výpust 15 má tvar hubičky. To je přednostní obal. Tyto koncepce mohou být použity i u jiných obalů.

Výše uvedený popis popisuje výhodné provedení předloženého vynálezu. Mohou být provedeny záměny a obměny pro sledování zvláštních účelů. Nicméně takové obměny a záměny nevybočují z rámce myšlenky vynálezu.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. List materiálu pro výrobu vaku pro uložení látek, obsahující množství vrstev filmů, kde alespoň jedna vrstva filmu je zádržná vrstva a alespoň jedna vrstva filmu je těsnicí vrstva, vyznačující se tím, že sestava vrstev filmu má alespoň částečnou propustnost pro aromatické látky, propustnost pro kyslík alespoň 60 cm³/m²/den/MPa a má stáří od 2 do 24 týdnů.
2. List materiálu podle nároku 1, vyznačující se tím, že zádržná vrstva je z polyolefinu a těsnicí vrstva je z ethylenvinylacetátu.
3. List materiálu podle nároku 2, vyznačující se tím, že vrstva zethylenvinylacetátu má střední obsah vinylacetátu alespoň 18 % hmotnostních.
4. List materiálu podle nároku 1, vyznačující se tím, že zádržná vrstva má tloušťku od 25 do 100 pm a těsnicí vrstva má tloušťku od 50 do 200 pm.
5. List materiálu podle nároku 1, vyznačující se tím, že sestava vrstev filmů má stáří od 4 do 20 týdnů.
6. List materiálu podle nároku 1, vyznačující se tím, že sestava vrstev filmů má stáří závislé na obsahu kluzného činidla filmu.
7. Vak pro uložení látky, vyznačující se tím, že obsahuje list materiálu podle některého z předcházejících nároků 1 až 6, který je těsně spojen do uzavřeného objemu.
8. Vak podle nároku 7, vyznačující se tím, že jeho horní část je opatřena výpustí (15).
9. Způsob výroby vaku podle nároku 7 nebo 8, vyznačující se tím, že se nejprve vytváří mnohovrstvý list, mající alespoň jednu zádržnou vrstvu a jednu těsnicí vrstvu a propustnost pro kyslík alespoň 60 cm³/m²/den/MPa a alespoň částečnou propustnost pro aromatické látky, a potom se v průběhu 2 až 24 týdnů po vytvoření listu list přeměňuje na vak utěsňováním překrývajících se okrajů vaku použitím vysokofrekvenční energie.

-5 CZ 286641 B6
10. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že zádržná vrstva se vytváří z polyolefinu a těsnicí vrstva z ethylvinylacetátu.
11. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že těsnicí vrstva se vytváří z ethylenvinylacetátu o průměrném obsahu acetátu alespoň 18 % hmotnostních.
12. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že zádržná vrstva se vytváří s tloušťkou od 25 do 100 pm a těsnicí vrstva s tloušťkou od 50 do 200 pm.
13. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že mnohovrstvový list se před vytvářením vaku nechává stárnout od 4 do 20 týdnů.
14. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že mnohovrstvový list se před vytvářením vaku nechává stárnout v závislosti na obsahu kluzného činidla filmu.
15. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že se v části vaku vytváří výpust (15).