RO105927B1 - Material flexibil de impachetare, destinat fabricarii containerelor pentru ambalare - Google Patents

Description

Prezenta invenție se referă la un material flexibil sub formă de foaie sau țesătură folosit la confecționarea conteinerelor pentru ambalare, destinate în special, produselor alimentare.

Sînt cunoscute în tehnologia de ambalare, pachetele de tip ireversibil pentru ambalarea și transportul, printre altele, a materialelor lichide cum sînt laptele, sucurile. O gamă largă din astfel de pachete ireversibile sînt confecționate dintr-un material constând dintr-un strat purtător de birtie sau carton, cu îmbrăcăminte interioară și exterioară din material termoplastic. In aceste pachete, materialul mai este adesea prevăzut cu un strat dintr-un alt material, de exemplu, folie de aluminiu sau învelișuri plastice, altele decit cele menționate mai sus.

Este cunoscut (Brevet Anglia nr. 1174287) un material termoplastic ușor, totuși relativ rigid, prevăzut pe una din fețe cu o structură tip bandă turnată integral care dă foii caracteristica de densitate în vrac scăzută. încrețiturile (cutele) structurii tip bandă pot fi interconectate pentru a forma o rețea care conține forme poligonale sau celule care pot avea orice formă, rectangulară, triangulară, pătrată sau hexagonală. Structura de bandă descrisă este formată prin turnarea unui material termoplastic topit, ales dintre polietilenă, polipropîlenă și copolimerii acestora. Structurile individuale de bandă pot fi combinate pentru a forma foi compozite de material care sînt după aceea folosite ca materiale de ambalare. Structurile compozite de bandă pot fi, de asemenea, sudate sau încleiate între ele pentru a forma panouri structurale capabile să suporte sarcini mari, de exemplu panourile de tavane și podele.

Este, de asemenea, cunoscut un material de ambalare alcătuit dintr-un material plastic sub formă de foaie care conține o umplutură anorganică (Brevet Anglia nr. 1554149). Se obține o folie tcrmoplastică cu rezistență mare la șoc și rigiditate mare, lotuși avînd aceleași proprietăți de încrețire și îndoire și același aspect ca și cartonul. Moliciunea și flexibilitatea materialului se obțin prin copolimerizarea etilenei cu propilena. Etilena se injectează în zona de polimerizare a propilenei înainte ca toată propilena să fi polimerizat. Rezistența la șoc și rigiditatea materialului sînt asigurate de adăugarca-unui material de umplutură anorganic.

Nici unul din aceste materiale dc ambalare nu este confecționat dintr-un material termoplastic umplut cu un minerul și nu are o formă în relief a suprafeței obținută prin formare.

Alegerea compoziției materialului de ambalare se bazează pe dorința de a crea cea mai bună protecție pentru produsul care urmează a fi ambalat, conferind în același timp pachetului rezultat suficientă rezistență și durabilitate pentru a-i permite să reziste șocurilor rezultate în timpul unei manipulări normale. Pentru a se realiza rigiditate mecanică, ce conferă, pe de o parte protecție mecanică produsului și, pe de altă parte face posibilă stabilitatea dimensională a pachetului astfel incit să poată fi manipulat fără dificultate și apucat normai, materialul din care sint confecționate pachetele este în mod frecvent prevăzut cu un strat, relativ gros de hîrtie sau carton. Un astfel de material nu posedă totuși proprietăți de impermeabilitate față de lichide sau gaze, iar rigiditatea materialului respectiv se pierde relativ repede atunci cînd este supus la umezeală sau la acțiunea lichidelor. Pentru a conferi impermeabilitatea necesară față de lichide, stratul purtător este prevăzut frecvent pe ambele fețe cu o folie de acoperire din materiale plastice impermeabilă la lichide și, dacă materialul este termoplastic, folia de acoperire poate fi, de asemenea, utilizată pentru izolarea acoperirilor plastice, una de aha, prin așa-zisa izolare la cald, în acest mod, pachetele pot fi etanșate, conferindu-li-se in forma finală durabi105927 li ta tea permanentă prin etanșate la cald și acoperire cu termoplastice, suprapunînd panourile de material și obținînd o îmbinare impermeabilă la lichide și durabilă din punct de vedere mecanic.

Pachetele ireversibile, de tipul menționat mai sus, sînt confecționate în prezent cu ajutorul unor mașini moderne, raționale de ambalat, care formează, umplu și închid, cu productivitate sporită, pachete finite dintr-o țesătură sau din foi prefabricate din material de ambalare. De exemplu, dintr-o țesătură, pachetele sînt confecționate prin îmbinarea marginilor longitudinale ale țesăturii intr-o asamblare prin suprapunere, astfel îneît să se formeze un tub. Tubul este umplut cu conținutul respectiv și este divizat în unități de ambalare închise prin aplatizarea și izolarea repetată a tubului la unghiuri drepte față de axa sa longitudinală. Ulterior, unitățile separate de ambalare sînt separate una față de alta cu ajutorul unor tăieturi in zonele transversale de izolare, dîndu-Iise forma geometrică dorită prin alte îndoiri și operații de izolare.

In timpul confecționării pachetelor în modul descris mai sus, materialul laminat este supus unor șocuri mecanice care vor fi deosebit de mari atunci cînd materialul este îndoit, deoarece, datorită grosimii relativ mari a stratului purtător, o îndoire implică o puternică întindere a unei acoperiri plastice în timp ce cealaltă acoperire plastică este comprimată într-un grad corespunzător de-a lungul liniei de îndoire. Datorită extensibilității mari a materialelor elastice de acoperire, o astfel de îndoire a materialului produce rareori ruperi sau alte deteriorări care determină scurgeri prin acoperirile plastice; problema este agravată însă dacă materialul de împachetare mai cuprinde și o folie de aluminiu care, comparativ cu straturile din plastic are un grad de extensibilitate mult mai mic și ca urmare tinde să se rupă atunci cînd materialul este pliat.

Chiar dacă o singură îndoire la 180° a materialului nu are în mod normal consecințe serioase, dificultăți mari apar atunci cînd materialul urmează să fie îndoit după două linii încrucișate de încrețire (așa numitele încrucișări). Acesta este adesea cazul zonelor de închidere exterioară care se crează la acest tip de pachete indiferent dacă ele sînt confecționate dintr-o țesătură sau din foi prefabricate. Închiderile se realizează în general prin încălzirea pînă la topire a plasticului amplasat spre interiorul pachetului, de-a lungul zonelor de margine care urmează sâ fie etanșate una față dc alta, după care acoperirile plastice încălzite se presează una peste alta pentru a forma o aripioară de închidere pe exteriorul pachetului menținută la locul său prin fuziunea materialului. O astfel de aripioară de închidere etanșă cuprinde straturi duble din material și pentru ca acesta să nu formeze un obstacol, aripioara izolantă este îndoită în jos, dispusă plat pe exteriorul pachetului, ceea ce înseamnă că unul din straturile de material ale aripioarei de închidere se îndoaie cu 180° și că peretele pachetului h) zona aripioarei îndoite în jos cuprinde trei straturi de material, adică are o grosime întreită de material. O astfel de aripioară de izolare se extinde adesea de-a lungul uneia sau mai multor fețe laterale ale pachetului și din moment ce aceste fețe laterale, în cazul formării de exemplu a unor pachete paralelipipedice sînt supuse la îndoiri de 180° de-a lungul liniei de îndoire la unghiuri drepte față de aripioara de izolare. grosimea materialului în anumite zone ale pachetului va deveni de pînă la șase ori mai mare decît grosimea laminatului. La această îndoire la 180° transversal față de zona de închidere, straturile de material amplasate cel mai spre exterior vor fi supuse la eforturi de întindere foarte puternice care sînt însoțite de alungiri și riscuri mari de fisurare a materialului. Aceste eforturi de întindere sînt așa de mari în mod frecvent, îneît fisurile se produc nu nu mai în folia de aluminiu inclusă iu material, dar și in acoperirile termoplastice cu riscurile aferente de scurgeri ale lichidului ambalat care pot fi ușor absorbite de stratul purtător expus datorită fisurării precum și de diminuarea rigidității materialului.

Dezavantajele de mai sus pot fi atribuite în mare parte stratului de hîrtie sau de carton sensibil la umezeală, din componența materialelor convenționale de ambalare, care în același timp trebuie să fie relativ gros pentru a conferi rigiditatea mecanică necesară conteinerului.

Prezenta invenție înlătură dezavantajele de mai sus, prin aceea că realizează un materia] flexibil de împachetare cuprinzînd o foaie sau o țesătură din material plastic deformabil, izolabil la cald prevăzut pe cel puțin o față cu un model în relief format integral ce cuprinde o multitudine de depresiuni foarte apropiate și/sau ridi caturi pentru a conferi rigiditate crescută materialului. Pentru a mări mai mult rigiditatea sa, materialul este constituit dintr-un material termoplastic cu umplutură minerală, care formează eventual un strat purtător pentru unul sau mai multe straturi, iar modelul in relief este format prin deformare plastică.

Modelul în relief este întrerupt sau omis in anumite zone ale materialului de ambalare, pentru a forma zone înguste de slăbire care facilitează îndoirea și este întrerupt în alte zone pentru a forma porțiuni de suprafață plane, longitudinale și transversale, în mterialul de ambalare, care se intenționează a fi izolate una de alta. Porțiunile de suprafață transversale se situează in același plan cu vîrfurile formei în relief adiacente. Modelul în relief este format din niște muchii care se intersectează una cu alta sau sînt conectate reciproc, delimitînd niște panouri de suprafață de groeime mai mică amplasate între muchii, care sînt identice între ele, sau similare și au formă geometrică regulată. Materialul termoplastic cu umplutură minerală este constituit din homopolimcr sau copoiimer de propilenă, de preferință, un copolimer polipropilen-polietilenic care conține 50...80% sulfat sau carbonat de calciu, de preferință, 65...70% în greutate.

Materialul de ambalare se mai caracterizează prin faptul că o parte cu modul de suprafață a stratului purtător este acoperită cu un strat de material cu modul mare de elasticitate sau cu extensibilitate mică, cum ar fi o folie din aluminiu, laminat pe stratul purtător.

Materialul pentru amblare, conform invenției, prezintă o rezistență la încovoiere care este apreciabil mai bună, cu 30% sau chiar mai mare decît rezistența materialelor de ambalare constînd dintrun strat purtător din același material, plat, fără configurație în relief. Rigiditatea dimensională este realizată parțial de materialul plastic deformabil și se datorează configurației de suprafață menționate care implică o orientare moleculară la întindere ce contribuie la rigiditate crescută, ceea ce reprezintă principalul avantaj al invenției.

Se dă în continuare un exemplu de realizare a invenției, în legătură și cu fig. 1...8, care reprezintă:

- fig.l, regiune de margine a unui material dc ambalare sub formă de țesătură, conform invenției;

- fig.2, partea superioară a conteinerului confecționat din materialul ilustrat în fig.l;

- fig.3, vedere la scară mult mărită a unei zone inelare, parțial expuse a materialului din fig.l;

- fig.4, secțiune transversală la scară mult mărită de-α lungul planului IV-IV din fig.l:

- fig-5, secțiune transversală mărită dc-a lungul planului V-V din figura 1;

- fig.6, secțiune transversală mărită după planul VI-VI din fig.l;

- fig.7, secțiune transversală mărită corespunzătoare celei din fig.6 printrun material conform unei variante modificate a invenției:

- fig.8, aranjament schematic de fabricare a unui material de ambalare, conform invenției.

Materialul pentru stratul purtător constă dintr-o termoplastâ care prin adăugare de grăunțe minerale cum ar fi carbouatul de calciu, sulfatul dc calciu, talcul, mica etc, obține o bună rigiditate materială.

In același timp cantitatea de ternioplaste utilizate este diminuată și se reduc cesturile materiale. Un material termoplastic utilizat in mod avantajos constă dintr-un material pe bază de polipropilenă, de exemplu, un homopolimer sau copolimer al propiienei cu un indice de curgere la topire de 0,5 la 5 (conform A.S.T.M.) adică un copolimer pe bază de poiipropilenă-polietilenă conținînd de preferință o umplutură adecvată cum ar fi o sare de calciu, de exemplu, sulfat de calciu sau carbonat de calciu intr-o cantitate cuprinsă între 50 și 80 de preferință 65...70%.

Configurația în relief ia forma de adîncituri mărginite de nervuri. Adinei«urile și nervurile pot fi paralele, nervurile se pot intersecta astfel îneît adînciturile să fie separte în celule separate. Astfel, o configurație de suprafață în relief care conferă rigiditate, a cel puțin unei fețe a stratului purtător cuprinde porțiuni de suprafață ridicate sau creste care se intersectează una cu alta sau sînt legate reciproc și delimitează panouri intermediare mai adînci de forme geometrice similare reglate, de exemplu, pătrate, pentagouale sau hexagonale etc.

Lățimea panourilor de suprafață situate mai la adincime care formează fundul adînciturilor sau al celulelor menționate mai sus este de preferință sub 10000 /im, și în special sub 5000 yUm. Eventual, o astfel de lățime nu depășește 3000 U m. Lungimea unor astfel de adîncituri sau celule poate fi limitată numai de dimensiunile materialului de împachetare dar astfel dc celule au de preferință o lungime mai mieă decît de 5 ori lățimea și în special nu mai mult decit de 4 ori lățimea lor. De preferință lățimea acest or adîncituri sau celule este sub valoarea de lO^cm, preferabil pînă la 100/um. adică nu mai mică decît 50 iun.

Pentru facilitarea îndoirii materialului de ambalare, conform invenției, în timpul confecționării conteinerelor, materialul este prevăzut în mod corespunzător cu o configurație arbitrată de linii de încrețire (Zone înguste de slăbire a planului) care sint formate prin întreruperea sau omiterea configurației de suprafață de-a lungul zonelor corespunzătoare a materialului de ambalare. Atunci cînd partea cu configurație de suprafață a stratului purtător se presupune a fi orientată spre interiorul conteinerului, această parte are porțiuni de suprafață plane de-a lungul unor astfel de regiuni ale materialului de ambalare care urmează să fie îmbinate și izolate una dc alta in timpul fabricării conlcincrului și ca urmare a acestui fapt, condițiile de realizare a unor închideri etanșe durabile din punct de vedere mecanic și impermeabile la lichide de-a lungul acestor regiuni sînt sensibil îmbunătățite.

Fig.l, ilustrează astfel o parte ce corespunde unei porțiuni de margine a materialului coerent 1, conform invenției, care în exemplul ales aici urinează a fi transformat în pachete paralelipipedice 2 de tipul reprezentat în fig.2. Pachetele 2 sînt confecționate prin îmbinarea a două zone longitudinale de margine 3 ( din care numai una este ilustrată în fig.l) prin suprapunere pentru a forma un tub care este apoi umplut cu conținutul respectiv. Tubul umplut este divizat ulterior în unități de ambalare individuale prin aplatizări și izolări repetate de-a lungul zonelor transversale înguste 4 la unghiuri drepte față de axul longitudinal al tubului. în final, unitățile de ambalare sînt separate una de alta prin tăierea în zona transversală de izolare 4 și li se dă formă finală dorită cu ajutorul unor operații ulterioare de formare și izolare.

Materialul 1, conform invenției, cuprinde stratul purtător 5, (fig.3...6) de material plastic deformatul izolabil la cald dintr-un copolimer pe bază de polipropilenă-polictilenă de tipul menționat mai sus, ccnținînd între 50 și 80, de preferință 65...70% carbonat sau sulfat de calciu. Stratul purtător 5 este prevăzut pe o parte, de exemplu, partea dinspre interiorul ambalajului 2 cu o suprafață cu configurație în relief cuprinzînd porțiuni de suprafață ridicate 6, care se intersectează una cu alta, sau sînt conectate reciproc care delimitează îo’re ele panourile de suprafață amplasate mai jos 7, care au forma hexagonală ilustrată în fig.3. O configurație de suprafață de acest tip conferă o rigiditate și mai mare stratului purtător 5 și îmbunătățește condițiile confecționării de ambalaje 2 cu rigiditate bună din materialul 1. Forma panourilor 7 de suprafață, dispuse mai la adîncime. formate prin deformarea plastică a părții respective a stratului purtător 5 nu este critică, totuși la dimensiunile mici aflate în discuție această formă poate varia, presupunind existența și a altor forme adecvate, de exemplu, a celor pătrate. In cazul unor dimensiuni relativ mari, s-a constatat că o configurație de suprafață în relief constituită din panouri de suprafață intermediară sub formă de pentagon este preferată față de configurația menționată mai sus cu forme de hexagon sau de pătrat, deoarece configurația pentagonală este aproape lipsită de liniile de slăbire naturală de-a lungul cărora materialul se poate fisura atunci cînd este supus unor eforturi de încovoiere sau compresiune.

Jn fig.4...6, se observă porțiunile proeminente de suprafață sau muchiile 6 întrerupte sau omise de-a lungul unor zone arbitrare ale materialului 1 pentru a forma zone înguste plan-longitudinale de slăbire și transversale 8 și, respectiv 9 care urmează a facilita îndoirea menționată a materialului 1 la confecționarea pachetelor.

Fig. 5 și 6 arată, în plus că partea cu configurație dc suprafață a stratului purtător 5 de-a lungul zonei longitudinale de margine 3 a materialului și de-a lungul zonei transversale de izolare 4 adică de-a lungul regiunilor materialului care urmează să fie îmbinate și izolate una de alta la confecționarea pachetelor 2 au de asemenea porțiuni de suprafață plane fără configurația susamintiiă pentru a face posibilă îmbinarea acestor zone pentru a se suprapune in mod perfect una față de alta și a Îmbunătăți astfel premizele de a fi durabile mecanic și impermeabile la lichide în zonele respective.

După cum s-a arătat in exemplul de fată, partea cu configurație de suprafață a stratului purtător S urmează să se afle orientată spre interiorul pachetului 2 și în această aplicație a materialului 1 s-a constatai că creșterea rigidității produse prin configurarea suprafeței poate fi în continuare mărită daca această parte a stratului purtător se acoperă cu stratul 10 laminat față de stratul purtător al materialului cu un material cu modul mare de elasticitate și un grad de extensie scăzut. Un astfel de strat de mărire a rigidității 10, este constituit de exemplu dintr-o folie de aluminiu care, prin stratul intermediar de închidere 11, din material corespunzător cu o bună adezivitate este izolat de vîrfurile porțiunilor de suprafață ridicate 6, ca și de porțiunile plane de suprafață ale stratului purtător 5 de-a lungul zonelor longitudinale și transversale de închidere 3, și respectiv 4 ale materialului.

Folia de aluminiu 10 în acest caz se întinde în mod plat pe vîrfurile porțiunilor ridicate 6 și funcționează ca element de distanțare care în mod efectiv păstrează distanța între aceste porțiuni de suprafață sau muchii și preîntîmpină aporpierea laturilor pachetului 2 atunci cînd acesta este manevrat.

în figura 7 este ilustrată o secțiune transversală ce corespunde celei din fig.6, printr-un material, conform unei alte variante a invenției, și pentru claritate au fost folosite aceleași repere pentru detaliile corespunzind direct. Materialul, conform fig.7, diferă de cel din varianta precedentă prin aceea că regiunea de închidere plană 4 este proiectată astfel incit ea se găsește în același plan ca și vîrfurile muchiilor înconjurătoare 6 care facilitează in continuare formarea unor închideri transversale solide impermeabile in regiunile respective ale materialului la confecționarea pachetelor. Așa cum s-a menționat mai sus, dimensiunile ca și formele configurațiilor de suprafață formate, pot diferi doar din experimentele practice care s-au efectuat In legătură cu invenția, s-a constatat că înălțimea porțiunilor ridicate sau a muchiilor 6 este de

200.. .800 m, de preferință, 150...200 m, pentru a conferi materialului rigiditatea necesară și a face astfel posibilă confecționarea unor pachete rigide dimensional care pot fi manipulate ușor.

Materialul din țesătura 1 descris mai sus, este confecționat conform invenției, cu ajutorul unui aranjament de tipul ilustrat în fig. 8. Cu ajutorul extruderului 12 cu o foaie de matriță dimensionată corespunzător, o masă termoplastică încălzită pînă la înmuiere, sau topire incipientă (aproximativ

180.. .300°C), conținînd un homopolimer al polipropilenei sau polietilenei avînd un indice de curgere la topire de 0,5...5, conform standardului ASTM, incluzînd 50...80%, de preferință 65... 75% în greutate umplutură de sare de calciu fin granulată se supune cstrudării. Filmul 13 plan și încă moale extrudat, care are o grosime de 50... 400 m, de preferință, 150...200 m, este trecut prin spațiul dintre rulourile de presiune răcite aflate împreună, 14 și 15, dintre care unul, 14 are pe suprafață o configurație de porțiuni ridicate sau o matrice care, la presarea pe filmul de material trece printre rulouri, creează o configurație de suprafață complementară pe o poarte a acestui film prin deformare plastică, în timp ce partea celalată a filmului trece fără să fie afectată prin spațiul dintre rulouri. După trecerea printre rulouri, fața configurată a filmului este acoperită cu folia subțire de aluminiu 10 (de aproximativ 10 m) care, cu ajutorul unui strat intermediar extrudat 11 din material termoizolabil se îmbină în mod durabil de vîrfurile porțiunilor de suprafață ridicate de pe fața configurată a stratului purtător și de porțiunile de suprafață plane amplasate între porțiunile configurate, întrucît straturile combinate sînt trecute prin spațiul dintre o altă pereche de rulouri de presiune răcite.

Claims (7)

1. Revendicări

   1. Materia] flexibil de Împachetare destinat fabricării conteinerelor pentru ambalare, cuprinzînd o foaie sau o țesătură de material plastic deformabil, izolabil la căldură, prevăzută pe cel puțin una din fețele sale cu un model în relief format integral cuprinzînd în scopul creșterii rigidității o multitudine de depresiuni apropiate între ele și/sau ridicători, caracterizat prin aceea că, în scopul măririi în continuare a rigidității materialului, materialul plastic menționat este un material termoplastic cu umplutură minerală formînd eventual un strat purtător pentru unul sau mai multe straturi iar modelul în relief este format prin deformare plastică.
2. 2. Material flexibil, conform revendicării 1, caractrizat prin aceea că, foaia sau țesătura au o grosime de

   200...800 . m.
3. 3. Material flexibil, conform revendicăril;or 1 și 2, caracterizat prin aceea că, modelul în relief este întrerupt sau omis în niște regiuni (8 și 9) ale materialului de împachetare, pentru a forma zone înguste de slăbire care facilitează îndoirea.
4. 4. Material flexibil, conform revendicărilor 1...3, caracterizat prin aceea că, modelul în relief este întrerupt sau omis in niște regiuni (3 și 4) ale materialului de împachetare pentru a forma porțiuni de suprafață plane, longitudi nale și transversale iii materialul de împachetare, care se intenționează a fi izolate una dc alta.
5. 5. Material flexibil, conform revendicării 4, caracterizat prin aceea câ, porțiunile de suprafață transversală (4) se situează în același plan cu vîrfurile formei în relief adiacente.
6. 6. Material flexibil, conform oricăreia din revendicările 1...5, caracterizat prin aceea că, modelul în relief este format din niște muchii (6) care se intersectează una cu alta, sau sînt conectate reciproc delimitînd niște panouri de suprafață (7) de grosime mai mică amplasate între muchii.
7. 7. Material flexibil, conform reven dicării 6, caracterizat prin aceea câ, panourile de suprafață (7) sînt identice între ele sau similare, avînd formă geometrică regulată.

   5 8. Material flexibil, conform revendicărilor 1...7, caracterizat prin aceea că, materialul tcrmoplastic cu umplutură minerală este constituit din homopolimcr sau copolimer de propilenă, dc 10 preferință un copolimer, polipropilcnpolietilenic conținînd 50...80% în greutate sulfat sau carbonat de calciu, preferabil, 65...70% în greutate sulfat sau carbonat de calciu.

   15 9, Material flexibil, conform oricăreia din revendicările 1...8, caracterizat prin aceea că, o parte sau o parte cu model de suprafață a stratului purtător este acoperită cu un strat (10) 20 de material cu modul mare de elasticitate, sau cu extensibilitate mică, dc preferința folie din aluminiu, laminat pe stratul purtător.