SE503550C2 - Moisture-proof packaging laminate with gas barrier properties - Google Patents

Abstract

Packing containers (2) or their parts (18,19) are mfd. using a laminated material comprising a gas barrier layer (8) consisting of a mixt. of ethylene-vinyl alcohol copolymer and amorphous polyamide. Pref. the barrier layer is covered on both sides by thermoplsatic coatings (7,10) firmly bonded to it by means of intermediate layers (9,11) of bonding agent.

Description

503 550 de utsätts för påverkan av syre. 503 550 they are exposed to oxygen.

Materialet i de kända förpackningarna måste därför kompletteras med åtminstone ett ytterligare skikt av ett material med goda gasbarriäregenskaper, vilket hitintills vanligtvis har inneburit att den sida av förpackningsmaterialet som under förpackningsframställningen vändes mot förpackningens insida försetts med en tunn, heltäckande folie av aluminium (Al-folie). En dylik Al-folie ger förpackningen erforderliga gasbarriäregenskaper, och för att undvika direktkontakt mellan Al-folien och förpackningens fyllgods belägges Al-foliens insida med en såsom förseglings- skikt tjänande tunn skyddsbeläggning av termoplast, vanligtvis polyetylen. Förpackningar framställda av ett sådant kompletterat förpackningsmaterial fungerar som regel väl och möjliggör oftast en långsiktig förpackning av syrgas- eller oxidationskänslsiga fyllgods med god hållbarhet, men problemet har alltid varit att en Al-folie är mycket dragkänslig p g a sin ringa tänjbarhet och därför tenderar att spricka om påfrestningarna på materialet blir alltför stora under materialets omformning till förpackningar. Särskilt kritiska är sådana områden utmed vilka flerdubbla materialskikt omvikes över varandra, s k kryss, där påfrestningarna t o m kan bli så kraftiga att icke blott Al-folien utan även i materialet ingående termoplastbeläggningar brister med allvarliga försämringar av den färdiga förpackningens täthetsegenskaper som följd.The material in the known packages must therefore be supplemented with at least one additional layer of a material with good gas barrier properties, which has hitherto usually meant that the side of the packaging material which was turned towards the inside of the package during packaging production is provided with a thin, solid aluminum foil (Al foil). ). Such an Al foil gives the package the required gas barrier properties, and in order to avoid direct contact between the Al foil and the packing material of the package, the inside of the Al foil is coated with a thin protective coating of thermoplastic, usually polyethylene, which serves as a sealing layer. Packages made from such a complementary packaging material usually work well and usually enable a long-term packaging of oxygen- or oxidation-sensitive fillers with good durability, but the problem has always been that an Al-foil is very tensile sensitive due to its low extensibility and therefore tends to crack. the stresses on the material become too great during the transformation of the material into packages. Particularly critical are such areas along which multiple layers of material are folded over each other, so-called crosses, where the stresses can even become so strong that not only the Al foil but also the thermoplastic coatings included in the material fail with serious deterioration of the finished package.

Det är även känt att förse förpackningsmaterialet i de kända förpackningarna med ett gasbarriärskikt av polymermaterial, t ex eten-vinylalkoholsampolymer (EVOH), men dylika material är som regel mycket fuktkänsliga och förlorar snabbt sina gastäthetsegenskaper om de utsätts för fukt.It is also known to provide the packaging material in the known packages with a gas barrier layer of polymeric material, for example ethylene-vinyl alcohol copolymer (EVOH), but such materials are usually very sensitive to moisture and quickly lose their gas tight properties if exposed to moisture.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är därför att ge anvisningara om en förpackningsbehållare av det ovan beskrivna kända slaget, som trots förekomst av genom vikformning orsakade sprickbildningar i förpackningsmaterialet ändå kvarhåller sina goda gasbarriäregenskaper intakta eller endast obetydligt försämrade. 503 550 Detta ändamål uppnås i enlighet med föreliggande uppfinning genom att förpackningsbehållarens såsom gasbarriär tjänande materialskikt består av en blandning av eten-vinylalkohol- sampolymer och amorf polyamid.An object of the present invention is therefore to provide instructions for a packaging container of the known type described above, which, despite the presence of cracks caused by folding in the packaging material, still retains its good gas barrier properties intact or only slightly deteriorated. This object is achieved in accordance with the present invention in that the material layer of the packaging container serving as a gas barrier consists of a mixture of ethylene-vinyl alcohol copolymer and amorphous polyamide.

Amorfa polyamider, t ex amorf nylon, har i sig täthets- egenskaper gentemot gaser, vilka visserligen är något sämre än motsvarande egenskaper hos eten-vinylalkoholsampolymer, men till skillnad från eten-vinylalkoholsampolymer vinner amorfa polyamider ökade gastäthetsegenskaper i fuktig miljö och utgör därför i blandning med den fuktkänsliga eten-vinylalkohol- sampolymeren ett värdefullt kompletteringsskydd som effektivt kompenserar eller i vart fall gynnsamt bidrar till att minimera den gastäthetsförlust som spärrskiktet i materialet enligt uppfinningen undergår om materialet p g a alltför kraftiga pàkänningar skulle brista eller på annat sätt göra spärrskiktets eten-vinylalkoholsampolymerkomponent fuktåtkomlig.Amorphous polyamides, eg amorphous nylon, have in themselves density properties against gases, which are admittedly slightly inferior to the corresponding properties of ethylene-vinyl alcohol copolymer, but unlike ethylene-vinyl alcohol copolymer, amorphous polyamides gain increased gas density properties in a humid environment and therefore form a mixture with the moisture-sensitive ethylene-vinyl alcohol copolymer a valuable supplementary protection which effectively compensates or at least favorably contributes to minimizing the gas tightness loss which the barrier layer in the material according to the invention undergoes if the material due to excessive stresses would rupture or otherwise make the barrier polymer .

Det viktbaserade blandningsförhàllandet mellan de båda i spärrskiktet ingående blandningskomponenterna kan variera inom vida gränser med bibehållen god gastäthet eller förmåga till självkompenserande gastäthetsförlust, och praktiska försök som hitintills gjorts med en förpackningsbehållare enligt uppfinningen har visat att ett blandningsförhàllande av exempelvis 1:1 fungerar väl och möjliggör en långsiktig förpackning av syrgas- eller oxidationskänsliga fyllgods av typen vin och juice med god hållbarhet.The weight-based mixing ratio between the two mixing components included in the barrier layer can vary within wide limits while maintaining good gas tightness or ability to self-compensate gas tightness loss, and practical experiments hitherto made with a packaging container according to the invention have shown that a mixing ratio of e.g. a long-term packaging of oxygen- or oxidation-sensitive fillers of the wine and juice type with good shelf life.

Uppfinningen kommer nu att beskrivas närmare med särskild hänvisning till bifogade ritningar på vilka Figur l schematiskt visar en del av ett banformigt förpackningsmaterial för framställning av en förpackningsbehållare enligt uppfinningen.The invention will now be described in more detail with particular reference to the accompanying drawings, in which Figure 1 schematically shows a part of a web-shaped packaging material for the production of a packaging container according to the invention.

Figur 2 är ett förstorat tvärsnitt längs linjen II-II i figur 1, Figur 3 visar ovandelen av en med öppningsanordning och andra detaljer försedd förpackningsbehållare enligt uppfinningen, 503 550 Figur 4 är ett tvärsnitt längs linjen IV-IV i figur 3, och Figur 5 är ett tvärsnitt längs linjen V-V i figur 3, Figur l visar sålunda schematiskt en del motsvarande en hel förpackningslängd av en bana 1 av ett laminerat material för framställning av en förpackningsbehållare (figur 3) med goda gasbarriäregenskaper enligt uppfinningen. Från banan 1, som är försedd med ett godtyckligt mönster av vikformning underlättande biglinjer 2-4, framställes förpackningar 2 (figur 3) i enlighet med känd teknik genom att banans båda längsgående kantzoner la och lb förenas med varandra i en längsgående överlappsskarv till bildande av en tub. Tuben fylles med önskat fyllgods och avdelas till slutna förpackningsenheter genom upprepad flatpressning och försegling av tuben utmed transversella zoner lc. Förpacknings- enheterna särskiljes från varandra genom snitt i de transversella zonerna lc och ges önskad geometriska slutform, vanligtvis en parallellepiped, genom en ytterligare formnings- och förseglingsoperation under vilken de kuddformiga förpackningsenheternas dubbelväggiga, triangulära hörnflikar invikes mot och förseglas till förpackningens utsida.Figure 2 is an enlarged cross-section along the line II-II in Figure 1, Figure 3 shows the upper part of a packaging container according to the invention provided with opening device and other details, 503 550 Figure 4 is a cross-section along the line IV-IV in Figure 3, and Figure 5 is a cross-section along the line VV in Figure 3, Figure 1 thus schematically shows a part corresponding to an entire packaging length of a web 1 of a laminated material for the production of a packaging container (Figure 3) with good gas barrier properties according to the invention. From the web 1, which is provided with an arbitrary pattern of folding facilitating crease lines 2-4, packages 2 (Figure 3) are made in accordance with the prior art by joining the two longitudinal edge zones 1a and 1b of the web in a longitudinal overlapping joint to form a tube. The tube is filled with the desired filling material and divided into closed packaging units by repeated flattening and sealing of the tube along transverse zones 1c. The packaging units are distinguished from each other by cuts in the transverse zones 1c and are given the desired final geometric shape, usually a parallelepiped, by a further forming and sealing operation during which the double-walled triangular corner flaps of the cushion-shaped packaging units are folded towards and sealed to the outside of the package.

Banan l är framställd av ett material som närmare visas i figur 2 och som innefattar ett styvhetsgivande stomskikt 5 av papper eller kartong samt mot stomskiktets båda sidor applicerade tunna, vätsketäta beläggningar 6 och 7 av termoplast, t ex polyetylen. Mot den ena termoplastbeläggningen 7, som är avsedd att vändas inåt mot den färdiga förpackningens 2 insida, är anbringat ett såsom gasbarriär tjänande spärrskikt 8 bestående av en blandning av amorf polyamid och eten-vinylalkoholsampolymer i ett viktbaserat blandnings- förhållande av l:l. Spärrskiktet 8 är med god vidhäftning bundet till termoplastbeläggningen 7 genom ett mellanliggande skikt 9 av lämpligt bindemedel, t ex en adhesiv av typen modifierad polyolefin som uppvisar god vidhäftning till såväl termoplastbeläggningen 7 som spärrskiktet 8. Spärrskiktets 8 insida är täckt av en tunn, skyddande beläggning 10 av 5 503 sso termoplast, t ex polyetylen, som är bundet till spärrskiktet 8 genom ett mellanliggande skikt ll av lämpligt bindemedel, t ex en adhesiv av typen modifierad polyolefin. För tydlighets vinnande bör påpekas att det i figur 2 visade tvärsnittet endast är avsedd att belysa den inbördes placeringen av de i materialet ingående enskilda skikten, utan anspråk på att samtidigt korrekt återge de enskilda skiktens inbördes materialtjocklekar i korrekt skalenligt förhållande. Rätteligen borde sålunda pappers- eller kartongskiktet 5 vara avsevärt större än exempelvis det nämnda gasbarriärskiktet 8, som enligt uppfinningen har en materialtjocklek av upp till 20 pm medan materialtjockleken för skiktet 5 är av storleksordningen 100-300 pm.The web 1 is made of a material which is shown in more detail in Figure 2 and which comprises a stiffening backing layer 5 of paper or cardboard and thin, liquid-tight coatings 6 and 7 of thermoplastic, for example polyethylene, applied to both sides of the backing layer. Against one thermoplastic coating 7, which is intended to face inwards towards the inside of the finished package 2, is applied a barrier layer 8 serving as a gas barrier, consisting of a mixture of amorphous polyamide and ethylene-vinyl alcohol copolymer in a weight-based mixing ratio of 1: 1. The barrier layer 8 is bonded to the thermoplastic coating 7 with good adhesion by means of an intermediate layer 9 of suitable adhesive, for example an adhesive of the modified polyolefin type which exhibits good adhesion to both the thermoplastic coating 7 and the barrier layer 8. The inside of the barrier layer 8 is covered by a thin, protective coating. 10 of 5,503 sso thermoplastic, for example polyethylene, which is bonded to the barrier layer 8 by an intermediate layer 11 of suitable adhesive, for example an adhesive of the modified polyolefin type. For the sake of clarity, it should be pointed out that the cross-section shown in Figure 2 is only intended to illustrate the mutual placement of the individual layers included in the material, without claiming to correctly reproduce the individual material thicknesses of the individual layers in correct scalable ratio. Rightly, the paper or cardboard layer 5 should thus be considerably larger than, for example, the said gas barrier layer 8, which according to the invention has a material thickness of up to 20 μm, while the material thickness of the layer 5 is of the order of 100-300 μm.

Förpackningsbehållaren 2 enligt uppfinningen kan vara försedd med en i förpackningens vägg upptagen tömningsöppning 17, vanligtvis intill ett hörnområde i förpackningens ovansida, för att underlätta åtkomsten till och möjliggöra en bekväm uthällning av förpackningens fyllgods. En dylik, förberedd tömningsöppning 17 är oftast täckt av en mot förpackningens utsida applicerad dragremsa 18 (eller s k pull-tab) som är applicerad mot och med god vidhäftning bunden till förpackningens utsida i en vätsketät, brytbar försegling runt hela öppningsområdet.The packaging container 2 according to the invention may be provided with an emptying opening 17 accommodated in the wall of the package, usually next to a corner area in the upper part of the package, in order to facilitate access to and enable a convenient pouring of the filling stuffing of the package. Such a prepared emptying opening 17 is usually covered by a pull strip 18 (or so-called pull-tab) applied to the outside of the package which is applied against and with good adhesion bonded to the outside of the package in a liquid-tight, breakable seal around the entire opening area.

Remsan 18 består enligt uppfinningen av ett laminerat material, som i enlighet med figur 5 innefattar ett spärrskikt 8 av en blandning av amorf polyamid och eten-vinylalkohol- sampolymer och som på båda sidor är täckt av tunna beläggningar 7 respektive lO av termoplast, t ex polyetylen, vilka med god vidhäftning är bundna till spärrskiktet 8 med hjälp av mellanliggande skikt 9 respektive ll av lämpligt bindemedel, t ex en adhesiv av typen modifierad polyolefin.The strip 18 according to the invention consists of a laminated material which in accordance with Figure 5 comprises a barrier layer 8 of a mixture of amorphous polyamide and ethylene-vinyl alcohol copolymer and which on both sides is covered by thin coatings 7 and 10 of thermoplastic, respectively. polyethylene, which are bonded to the barrier layer 8 with good adhesion by means of intermediate layers 9 and 11, respectively, of a suitable adhesive, for example an adhesive of the modified polyolefin type.

Förpackningsbehållaren 2 innefattar vidare, såsom framgår av det uppbrutna området i figur 3, en separat mot förpackningens insida applicerad remsa 19 som är anordnad att 503 550 invändigt skydda den fria snittkanten 20 (figur 4) utmed den vid förpackningsframställningen bildade, längsgående överlapps- skarven utmed vilka banans 1 längsgående kantzoner la och lb är förenade med varandra. Ãven remsan 19 (s k LS remsa) är framställd av ett laminerat material som enligt uppfinningen innefattar ett centralt spärrskikt 8 av en blandning av amorf polyamid och eten-vinylalkoholsampolymer och yttre till spärrskiktets 8 båda sidor bundna beläggningar 7 respektive 10 av termoplast, t ex polyeten. För att förbättra vidhäftningen mellan spärrskiktet 8 och de yttre beläggningarna 7 och 10 finns även här mellan spärrskiktet och beläggningarna anordnade (ej visade) skikt av lämpligt bindemedel, t ex en adhesiv av typen modifierad polyolefin.The packaging container 2 further comprises, as can be seen from the broken area in Figure 3, a strip 19 applied separately to the inside of the package which is arranged to internally protect the free cutting edge 20 (Figure 4) along the longitudinal overlap joint formed during packaging production along which the longitudinal edge zones 1a and 1b of the web 1 are connected to each other. The strip 19 (so-called LS strip) is also made of a laminated material which according to the invention comprises a central barrier layer 8 of a mixture of amorphous polyamide and ethylene-vinyl alcohol copolymer and outer coatings 7 and 10 of thermoplastic bonded to both sides of the barrier layer 8, for example polyethylene. . In order to improve the adhesion between the barrier layer 8 and the outer coatings 7 and 10, layers of suitable binder (not shown) are also provided between the barrier layer and the coatings, for example an adhesive of the modified polyolefin type.

Det laminerade remsmaterialet är lätt att tillverka med användning av konventionell, okomplicerad utrustning och har genom spärrskiktet goda täthetsegenskaper gentemot gaser och kan med fördel användas för förpackningsdelar vid förpacknings- behållare för syrgas- eller oxidationskänsliga fyllgods av typen vin, juice etc.The laminated strip material is easy to manufacture using conventional, uncomplicated equipment and has good sealing properties against gases through the barrier layer and can be used to advantage for packaging parts in packaging containers for oxygen- or oxidation-sensitive fillers of the type wine, juice etc.

Claims (3)

503 550 PATENTKRAV503 550 PATENT REQUIREMENTS 1. Förpackningsbehàllare med goda gasbarriäregenskaper av det slag som framställes genom vikformning av ett laminerat förpackningsmaterial innefattande ett relativt tjockt styvhetsgivande stomskikt av papper eller kartong (5) och ett mot stomskiktets ena sida (motsvarande förpacknings- behållarens insida) applicerat, såsom gasbarriär tjänande spärrskikt (8), k ä n n e t e c k n a t a v , att förpacknings- behållarens såsom gasbarriär tjänande spärrsksikt (8) består av en blandning av eten-vinylalkoholsampolymer och amorf polyamid.Packaging containers with good gas barrier properties of the kind produced by folding a laminated packaging material comprising a relatively thick rigid backing layer of paper or cardboard (5) and one applied to one side of the backing layer (corresponding to the inside of the packaging container) serving as a gas barrier barrier 8), characterized in that the barrier layer (8) of the packaging container serving as a gas barrier consists of a mixture of ethylene-vinyl alcohol copolymer and amorphous polyamide. 2. Förpackningsbehållare enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t a v, att den uppvisar en genom vikformningen bildad överlappsskarv vars fria snittkant (20) är övertäckt av en mot förpackningsbehållarens insida applicerad remsa (19) bestående av ett laminerat material innefattande ett gastätt skikt (8) av eten-vinylalkoholsampolymer i blandning med amorf polyamid.Packaging container according to claim 1, characterized in that it has an overlapping joint formed by folding, the free cutting edge (20) of which is covered by a strip (19) applied to the inside of the packaging container consisting of a laminated material comprising a gas-tight layer (8) of ethylene-vinyl alcohol copolymer in admixture with amorphous polyamide. 3. Förpackningsbehållare enligt krav l eller 2, k ä n n e t e c k n a t a v, att den har en i en förpackningsvägg upptagen tömningsöppning (17) som är övertäckt av en mot förpackningsväggens utsida applicerad dragremsa (18) bestående av ett laminerat material innefattande ett gastätt skikt (8) av etenvinylalkoholsampolymer i blandning med amorf polyamid.Packaging container according to claim 1 or 2, characterized in that it has an emptying opening (17) accommodated in a packaging wall which is covered by a pull strip (18) applied to the outside of the packaging wall consisting of a laminated material comprising a gas-tight layer (8) of ethylene vinyl alcohol copolymer in admixture with amorphous polyamide.