CZ306499B6 - Vícevrstvá obalová fólie s optimalizovanými bariérovými vlastnostmi a recyklovatelností a způsob její výroby - Google Patents
Vícevrstvá obalová fólie s optimalizovanými bariérovými vlastnostmi a recyklovatelností a způsob její výroby Download PDFInfo
- Publication number
- CZ306499B6 CZ306499B6 CZ2015-631A CZ2015631A CZ306499B6 CZ 306499 B6 CZ306499 B6 CZ 306499B6 CZ 2015631 A CZ2015631 A CZ 2015631A CZ 306499 B6 CZ306499 B6 CZ 306499B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- layers
- layer
- barrier
- packaging film
- barrier layer
- Prior art date
Links
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 title claims abstract description 81
- 229920006281 multilayer packaging film Polymers 0.000 title claims abstract description 21
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 5
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims abstract description 39
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 24
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 claims abstract description 20
- 150000003242 quaternary ammonium salts Chemical class 0.000 claims abstract description 17
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 12
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims description 8
- QYMGIIIPAFAFRX-UHFFFAOYSA-N butyl prop-2-enoate;ethene Chemical compound C=C.CCCCOC(=O)C=C QYMGIIIPAFAFRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 7
- 229920006245 ethylene-butyl acrylate Polymers 0.000 claims description 7
- 239000005043 ethylene-methyl acrylate Substances 0.000 claims description 7
- 229920006225 ethylene-methyl acrylate Polymers 0.000 claims description 7
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 5
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims description 5
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 5
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 claims description 4
- 238000005304 joining Methods 0.000 claims description 4
- 238000000071 blow moulding Methods 0.000 claims description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 abstract description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 159
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- 229920001684 low density polyethylene Polymers 0.000 description 26
- 239000004702 low-density polyethylene Substances 0.000 description 26
- 239000012802 nanoclay Substances 0.000 description 17
- 229920006280 packaging film Polymers 0.000 description 15
- 239000012785 packaging film Substances 0.000 description 15
- GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dioxosilane;oxygen(2-);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 229910052901 montmorillonite Inorganic materials 0.000 description 13
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 10
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 9
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 description 9
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 8
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 4
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 4
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 4
- 229920002292 Nylon 6 Polymers 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920000219 Ethylene vinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005662 Paraffin oil Substances 0.000 description 1
- 229920006121 Polyxylylene adipamide Polymers 0.000 description 1
- 239000004699 Ultra-high molecular weight polyethylene Substances 0.000 description 1
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 235000019568 aromas Nutrition 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 1
- IKZZIQXKLWDPCD-UHFFFAOYSA-N but-1-en-2-ol Chemical compound CCC(O)=C IKZZIQXKLWDPCD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N but-3-enoic acid;ethene Chemical compound C=C.OC(=O)CC=C DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- UBAZGMLMVVQSCD-UHFFFAOYSA-N carbon dioxide;molecular oxygen Chemical compound O=O.O=C=O UBAZGMLMVVQSCD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 235000013365 dairy product Nutrition 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFRKOOWSQGXVKV-UHFFFAOYSA-N ethene;ethenol Chemical compound C=C.OC=C UFRKOOWSQGXVKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HGVPOWOAHALJHA-UHFFFAOYSA-N ethene;methyl prop-2-enoate Chemical compound C=C.COC(=O)C=C HGVPOWOAHALJHA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004715 ethylene vinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- 235000011389 fruit/vegetable juice Nutrition 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000005001 laminate film Substances 0.000 description 1
- 235000021056 liquid food Nutrition 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 235000013372 meat Nutrition 0.000 description 1
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 description 1
- 239000008267 milk Substances 0.000 description 1
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000012536 packaging technology Methods 0.000 description 1
- 229920001200 poly(ethylene-vinyl acetate) Polymers 0.000 description 1
- 229920002959 polymer blend Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 229920000785 ultra high molecular weight polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 238000007666 vacuum forming Methods 0.000 description 1
- 238000009461 vacuum packaging Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Wrappers (AREA)
Abstract
Vícevrstvá obalová fólie s optimalizovanými bariérovými vlastnostmi a současně cíleně řešenou recyklovatelností má ve své struktuře začleněnu alespoň jednu bariérovou vrstvu. Tato bariérová vrstva je součástí vícevrstvé fóliové struktury z 3 až 11 vrstev na bázi shodného polyolefinu o celkové tloušťce 20 až 100 .mi.m, má tloušťku 2 až 20 .mi.m a v nepolární matrici na bázi polyolefinu shodného s polyolefinem nebariérových vrstev obsahuje 3 až 30 % hmotnostních nanočástic interkalovaného a exfoliovaného, kvartérními amonnými solemi modifikovaného jílu s velikostí částic 100 až 500 nm. Tyto ploché částice jsou vlivem kombinace smykových napětí při vytlačování, dloužení a rozfukování tubulárně vyfukované fólie, daných hodnotami rozfukovacího poměru alespoň 2 a dloužicího poměru alespoň 10, orientovány v převážné míře kolmo na směr tloušťky vznikající fólie.
Description
Vícevrstvá obalová fólie s optimalizovanými bariérovými vlastnostmi a recyklovatelností a způsob její výroby
Oblast techniky
Vynález se týká vícevrstvé obalové fólie s optimalizovanými bariérovými vlastnostmi a současně cíleně řešenou recyklovatelností. Dále se vynález týká způsobu výroby vícevrstvé obalové fólie.
Dosavadní stav techniky
V současné době se ke zlepšení vlastností polymerních materiálů používají aditiva na bázi nanočástic jílů. Vzniklé nanokompozity mají tři hlavní složky: základní hmotu (matrici), plnivo a styčné plochy (mezifázové regiony). Silikátové vrstvy uvnitř polymemí matrice mohou být přírodního původu (např. montmorilonit) nebo syntetické. Styčná plocha “komunikuje” mezi matricí a plnivem. Chování nanokompozitu závisí na velikosti částic (desek) jílu v plastu. Čím jsou desky tenčí a menší, tím větší je k dispozici povrch pro interakci s polymemí matrici.
Charakter nanočástic jílu v polymeru ovlivňuje: bariérové vlastnosti, mechanické vlastnosti, čirost a recyklovatelnost polymeru. Toho se s výhodou využívá v potravinářských obalech. Obaly na bázi nanokompozitních polymerů mají oproti konvenčním obalům řadu výhod. V současné době se pro tento účel používají především nanokompozity tvořené jíly (aluminosilikáty) ve formě nanočástic a polymemí matricí na bázi polyamidu (nylonu 6). Po smísení se aluminosilikátové vrstvy rovnoměrně distribuují v celém objemu matrice polyamidu. Extrudováním se pak vrstvy orientují paralelně s povrchem, což zvyšuje bariérové vlastnosti. Fólie a lahve, k jejichž výrobě byl použit nylon 6 s přídavkem povrchově modifikovaných montmorilonitových minerálů vykazují lepší bariérové vlastnosti vůči kyslíku, oxidu uhličitému a vodní páře, odolnost vůči UV zářeni, vyšší tvrdost a tepelnou stabilitu.
Vedle nanokompozitů na bázi nylonu 6 jsou v současné době známy také nanokompozity na bázi speciálního polyamidu MXD6. (meta-xylylen adipamidu), který patří k plastům s vysokými bariérovými vlastnostmi. Přídavkem nanojílů se jeho bariérové vlastnosti ještě zvýší - např. vůči kyslíku až pětinásobně, čímž se dosáhne lepších bariérových vlastností, než má např. EVOH (etylvinylalkohol). Přenos vodní páry klesá na polovinu, prostupnost pro aromata je rovněž velmi nízká. Bariérové vlastnosti vůči oxidu uhličitému jsou nejvyšší ze všech komerčních polymerů, které jsou na trhu k dispozici.
Komplikovanější je ale použití polyamidových vrstev ve struktuře dnes běžně v obalové technice používaných vícevrstvých fólií. Vedle komplikací technologických je zde třeba zmínit hledisko cenové (především pokud jde o speciální typy polyamidů) a také stále více preferované hledisko optimální recyklace použitých obalových fólií.
Proto se dnes pozornost zaměřuje na oblast nanokompozitů obsahujících částice nanojílů v matrici na bázi polyolefmů.
V tomto směruje známo např. řešení podle čínské patentové přihlášky CN 104015328, které se týká třívrstvé koextrudované fólie, jejíž střední bariérová vrstva obsahuje 7 až 8,5 hmotn. dílů polyolefmů a 1,5 až 3 hmotn. díly částic nanojílů. Tato vrstva se vytlačuje při teplotě 230 až 260 °C a spojuje s povrchovými vrstvami, které obsahují 9 hmotn. dílů polyolefmů a 1 hmotn. díl aktivního organického křemíku.
Předmětem patentu USA US 6 117 541 je obalový laminát s integrovanou polyolefínovou vrstvou, která obsahuje v množství 0,1 až 10 % hmotnostních nanočástice jílu o tloušťce 0,9 až 100 nm a aspektálním poměru 100 až 2000. Tento obalový laminát může být použit např. k výro
- 1 CZ 306499 B6 bě pro vyfukovaných lahví, vaků a jiných kontejnerů pro tekuté potraviny, jako je džus, mléko a mléčné výrobky.
Další patent USA US 7 588 820 řeší speciální třívrstvou obalovou fólii s inhibicí koroze baleného zboží, která obsahuje:
(a) první vrstvu z polyethylénu;
(b) druhou vrstvu na bázi polymemího nanokompozitu s částicemi nanojílu;
(c) třetí vrstvu obsahující v polymemí směsi jeden nebo více inhibitorů koroze.
Korejský patent KR 100840600 se týká přípravy bariérové vrstvy na bázi polyetylénu s ultra vysokou molekulovou hmotností (2 až 5xl06 kg/kmol) a nanočástic jílu z roztoku v parafinovém oleji.
Společným nedostatkem výše uvedených bariérových vrstev nanokompozitů obsahujících částice nanojílů v matrici na bázi polyolefinů je skutečnost, že nejsou optimalizovány z hlediska bariérového efektu a zdaleka nedosahují parametrů výše uvedených bariérových vrstev s polyamidovou matricí. Nejsou také cíleně řešeny s ohledem na optimální začlenění do struktur vícevrstvých fólií (především 5-ti a vícevrstvých), a to především pokud jde stejnorodost jednotlivých vrstev, která je důležitým faktorem optimální recyklace použitých fólií.
Podstata vynálezu
K odstranění výše uvedených nedostatků přispívá do značné míry vícevrstvá obalová fólie s optimalizovanými bariérovými vlastnostmi a recyklovatelností podle vynálezu. Ve struktuře této fólie je začleněna alespoň jedna bariérová vrstva obsahující v polymemí matrici 3 až 30 % hmotnostních nanočástic interkalovaného a exfóliovaného, kvartérními amonnými solemi modifikovaného jílu s velikostí částic 100 až 500 pm.
Podstata vynálezu spočívá v tom, že uvedená alespoň jedna bariérová vrstva je součástí vícevrstvé fóliové struktury 3 až 11 vrstev na bázi shodného polyolefinů o celkové tloušťce 20 až 100 pm a že tato bariérová vrstva samotná má tloušťku 2 až 20 pm. V nepolární matrici na bázi polyolefinu shodného s polyolefinem vrstev nebariérových obsahuje nanočástice, přičemž tyto ploché částice jsou vlivem kombinace smykových napětí při vytlačování, dloužení a rozfukování ubulárně vyfukované fólie, daných hodnotami rozfukovacího poměru alespoň 2 a dloužícího poměru alespoň 10, orientovány v převážné míře kolmo na směr tloušťky vznikající fólie.
Polyolefinem nebariérových vrstev i nepolární matrice bariérové vrstvy je s výhodou polyetylén o hustotě 920 až 935 kg/m3 a indexem toku taveniny 0,3 až 5 g/10 min.
Polyolefin nebariérových vrstev i nepolární matrice bariérové vrstvy může být také modifikován přídavkem kopolymeru ze skupiny zahrnující kopolymery etylén-vinylacetát (EVA), etylénmetylakrylát (EMA) a etylén-butylakrylát (EBA) v množství do 5 % hmotnostních.
Vícevrstvá obalová fólie ve 3vrstvém provedení může s výhodou obsahovat bariérovou vrstvou jako vrstvu střední.
Vícevrstvá obalová fólie v 5 až 11-ti vrstvém provedení obsahuje nejméně jednu vrstvu bariérovou při symetrickém uspořádání vrstev a tlouštěk s tím, že obě vnější vrstvy jsou nebariérové.
Vícevrstvá obalová fólie může být dále vytvořena spojením dvou 3, resp. 5 až 11 vrstvých fólií jejich rubovými vrstvami ve zdvojenou, tzv. blokovanou fólii.
-2CZ 306499 B6
Podstata způsobu výroby vícevrstvé obalové fólie podle vynálezu spočívá v tom, že se v procesu koextruzního vyfukování kontinuálně vytlačuje 3 až 11-ti vrstvý tubus fólie s alespoň jednou vnitřní bariérovou vrstvou. Jeho jednotlivé vrstvy se při tom zhotoví koextruzí z polyolefmu, zejména polyetylénu, shodného s polymemí matricí vrstvy, resp. vrstev bariérových, které navíc obsahují 3 až 30 % hmotnostních nanočástic interkalovaného a exfóliovaného jílu, modifikovaného kvartémími amonnými solemi, s tím, že rozfukovací poměr při vyfukování je alespoň 2 a dloužící poměr alespoň 10.
Koextrudovaný tubus se při složení do plochého tvaru může spojit do podoby zdvojené, tzv. blokované fólie. To se provádí přímo při složení koextrudovaného tubusu do plochého tvaru úpravou teplotního režimu vyfukování.
Hlavní přínos vícevrstvé obalové fólie podle vynálezu spočívá v optimalizaci bariérového efektu v důsledku modifikace nanočástic jílu kvartémími amonnými solemi a dosažení optimálního stupně orientace nanočástic odpovídajícího smykovému gradientu v bariérové vrstvě danému při tubulámím vyfukování fólie kombinací rozfukovacího poměru alespoň 2 a dloužícího alespoň 10. Bariérové vrstvy vícevrstvých obalových fólií podle vynálezu jsou také cíleně řešeny s ohledem na optimální začlenění do struktur vícevrstvých fólií (především 5-ti a vícevrstvých), a to především pokud jde stejnorodost jednotlivých vrstev důležitou z hlediska optimální recyklace použitých fólií.
Příklady uskutečnění vynálezu
Příklad 1
Třívrstvá obalová fólie o celkové tloušťce 20 pm je tvořena vnějšími vrstvami z LDPE o tloušťce 8 pm a střední vrstvou rovněž z LDPE, která má tloušťku 4 pm a obsahuje 5 % hmotnostních nanojílu.
Nanočástice jílu, konkrétně montmorillonitu, jsou modifikovány kvartémími amonnými solemi a mají stupeň orientace odpovídající smykovému gradientu v bariérové vrstvě danému při tubulárním vyfukování fólie kombinací rozfukovacího poměru 4 a dloužícího poměru 30.
Příklad 2
Pětivrstvá obalová fólie o celkové tloušťce 70 pm obsahuje střední vrstvu z LDPE, která má tloušťku 15 pm a obsahuje 10 % hmotnostních nanojílu. Z každé strany této vrstvy jsou uloženy dvě vrstvy z neaditivovaného LDPE, z nichž vnitřní má tloušťku 5 pm a vnější 22,5 pm.
Nanočástice jílu střední vrstvy jsou opět tvořeny montmorillonitem, jsou modifikovány kvartémími amonnými solemi a mají stupeň orientace odpovídající smykovému gradientu v bariérové vrstvě danému při tubulámím vyfukování fólie kombinací rozfukovacího poměru 3 a dloužícího poměru 12.
Příklad 3
Pětivrstvá obalová fólie o celkové tloušťce 40 pm obsahuje pravidelně se střídající vrstvu nebariérovou a vrstvu bariérovou s tím, že obě vnější vrstvy jsou nebariérové. Vnější nebariérové vrstvy (1. a 5.) mají tloušťku 12 pm, střední nebariérová vrstva (3.) pak tloušťku 6 pm a jsou zhotoveny z LDPE. Bariérové vrstvy (2. a 4.) mají tloušťku 5 pm a obsahují 5 % hmotnostních nanojílu.
-3 CZ 306499 B6
Nanočástice jílu střední vrstvy jsou tvořeny montmorillonitem, jsou modifikovány kvartémími amonnými solemi a mají stupeň orientace odpovídající smykovému gradientu v bariérové vrstvě danému při tubulámím vyfukování fólie kombinací rozfukovacího poměru 3 a dloužícího poměru 15.
Příklad 4
Sedmivrstvá obalová fólie o celkové tloušťce 25 pm je konstrukčně obdobná pětivrstvé fólii pod10 le příkladu 2 a obsahuje střední vrstvu z LDPE, která má tloušťku 5 pm a obsahuje 5 % hmotnostních nanojílu. Z každé strany této vrstvy jsou uloženy tři vrstvy z neaditivovaného LDPE, z nichž vnitřní dvě mají tloušťky 3 pm a vnější 4 pm.
Nanočástice jílu střední vrstvy jsou opět tvořeny montmorillonitem, jsou modifikovány kvartér15 nimi amonnými solemi a mají stupeň orientace odpovídající smykovému gradientu v bariérové vrstvě danému při tubulámím vyfukování fólie kombinací rozfukovacího poměru 4 a dloužícího poměru 26.
Příklad 5
Sedmivrstvá obalová fólie o celkové tloušťce 50 pm má bariérovou 2. a 6. vrstvu. Tyto vrstvy jsou z LDPE, mají tloušťku 5 pm a obsahují 10 % hmotnostních nanojílu. Ostatní vrstvy jsou z neaditivovaného LDPE stím, že 1. a 7. (vnější vrstvy) mají tloušťku 12 pm, 3. a 5. tloušťku 25 5 pm a 4. (střední) vrstva tloušťku 6 pm.
Nanočástice jílu 2. a 6. vrstvy jsou tvořeny montmorillonitem, jsou modifikovány kvartémími amonnými solemi a mají stupeň orientace odpovídající smykovému gradientu v bariérové vrstvě danému při tubulámím vyfukování fólie kombinací rozfukovacího poměru 3 a dloužícího poměru 30 15.
Příklad 6
Sedmivrstvá obalová fólie o celkové tloušťce 70 pm je konstrukčně obdobná pětivrstvé fólii podle příkladu 3 a obsahuje pravidelně se střídající vrstvy nebariérové a vrstvy bariérové s tím, že obě vnější vrstvy jsou nebariérové. Vnější nebariérové vrstvy (1. a 7.) mají tloušťku 20 pm, vnitřní nebariérové vrstvy (3. a 5.) pak tloušťku 4,5 pm a jsou zhotoveny z LDPE. Bariérové vrstvy (2., 4. a 6.) mají tloušťku 7 pm a obsahují 15 % hmotnostních nanojílu.
Nanočástice jílu bariérových vrstev jsou tvořeny montmorillonitem, jsou modifikovány kvartérními amonnými solemi a mají stupeň orientace odpovídající smykovému gradientu v bariérové vrstvě danému při tubulámím vyfukování fólie kombinací rozfukovacího poměru 3 a dloužícího poměru 12.
Příklad 7
Devítivrstvá obalová fólie o celkové tloušťce 30 pm je konstrukčně obdobná pětivrstvé fólii pod50 le příkladu 2, resp. sedmivrstvé fólii podle příkladu 4 a obsahuje střední vrstvu z LDPE, která má tloušťku 4 pm a obsahuje 5 % hmotnostních nanojílu. Z každé strany této vrstvy jsou uloženy čtyři vrstvy z neaditivovaného LDPE, z nichž vnitřní tři mají tloušťky 3 pm a vnější pak 4 pm.
Nanočástice jílu střední vrstvy jsou opět tvořeny montmorillonitem, jsou modifikovány kvartémí55 mi amonnými solemi a mají stupeň orientace odpovídající smykovému gradientu v bariérové
-4CZ 306499 B6 vrstvě danému při tubulárním vyfukování fólie kombinací rozfukovacího poměru 3 a dloužícího poměru 20.
Příklad 8
Devítivrstvá obalová fólie, konstrukčně podobná sedmivrstvé fólii podle příkladu 5, o celkové tloušťce 90 pm má bariérovou 2. a 8. vrstvu. Tyto vrstvy jsou z LDPE, mají tloušťku 5 pm a obsahují 15 % hmotnostních nanojílu. Ostatní vrstvy jsou z neaditivovaného LDPE s tím, že 1. a 9. (vnější vrstvy) mají tloušťku 20 pm, 3. až 7. (vnitřní vrstvy) pak tloušťku 8 pm.
Nanočástice jílu 2. a 8. vrstvy jsou tvořeny montmorillonitem, jsou modifikovány kvartémími amonnými solemi a mají stupeň orientace odpovídající smykovému gradientu v bariérové vrstvě danému při tubulárním vyfukování fólie kombinací rozfukovacího poměru 2 a dloužícího poměru 10.
Příklad 9
Devítivrstvá obalová fólie o celkové tloušťce 20 pm je konstrukčně obdobná sedmivrstvé fólii podle příkladu 6, resp. pětivrstvé fólii podle příkladu 3 a obsahuje pravidelně se střídající vrstvy nebariérové a vrstvy bariérové s tím, že obě vnější vrstvy jsou nebariérové. Vnější nebariérové vrstvy (1. a 9.) mají tloušťku 3 pm, vnitřní nebariérové vrstvy (3., 5. a 7.) pak tloušťku 2 pm a jsou zhotoveny z LDPE. Bariérové vrstvy (2., 4., 6. a 8.) mají tloušťku 2 pm a obsahují 5 % hmotnostních nanojílu.
Nanočástice jílu bariérových vrstev jsou tvořeny montmorillonitem, jsou modifikovány kvartérními amonnými solemi a mají stupeň orientace odpovídající smykovému gradientu v bariérové vrstvě danému při tubulárním vyfukování fólie kombinací rozfukovacího poměru 4 a dloužícího poměru 26.
Příklad 10
Jedenáctivrstvá obalová fólie je konstrukčně podobná devítivrstvé podle příkladu 8 a sedmivrstvé podle příkladu 5., Má celkovou tloušťku 25 pm a bariérovou 2. a 10. vrstvu. Tyto vrstvy jsou z LDPE, mají tloušťku 3 pm a obsahují 5 % hmotnostních nanojílu Ostatní vrstvy jsou z neaditivovaného LDPE s tím, že 1. a 11. (vnější vrstvy) mají tloušťku 3 pm, 3. a 9. tloušťku 2 pm a 4. až 8. pak tloušťky 1,8 pm.
Nanočástice jílu 2. a 10. vrstvy jsou tvořeny montmorillonitem, jsou modifikovány kvartémími amonnými solemi a mají stupeň orientace odpovídající smykovému gradientu v bariérové vrstvě danému při tubulárním vyfukování fólie kombinací rozfukovacího poměru 4 a dloužícího poměru 26.
Příklad 11
Jedenáctivrstvá obalová fólie má celkovou tloušťku 90 pm a bariérovou 2., 6. a 10. vrstvu. Tyto vrstvy jsou z LDPE, mají tloušťku 5 pm a obsahují 15 % hmotnostních nanojílu. Ostatní vrstvy jsou z neaditivovaného LDPE stím, že 1. a 11. (vnější vrstvy) mají tloušťku 21 pm, 3. a 9. tloušťku 8 pm, 4. a 8. tloušťku 5,5 pm a 5. a 7. pak tloušťku 3 pm.
Nanočástice jílu 2., 6. a 10. vrstvy jsou tvořeny montmorillonitem, jsou modifikovány kvartémími amonnými solemi a mají stupeň orientace odpovídající smykovému gradientu v bariérové
-5 CZ 306499 B6 vrstvě danému při tubulámím vyfukování fólie kombinací rozfukovacího poměru 2 a dloužícího poměru 10.
Příklad 12
Jedenáctivrstvá obalová fólie má celkovou tloušťku 70 pm a bariérovou 2., 4., 8. a 10. vrstvu. Tyto vrstvy jsou z LDPE, mají tloušťku 5 pm a obsahují 10 % hmotnostních nanojílu. Ostatní vrstvy jsou z neaditivovaného LDPE s tím, že 1. a 11. (vnější vrstvy) mají tloušťku 12 pm, 3. a 9. tloušťku 5,5 pm ostatní pak tloušťku 5 pm.
Nanočástice jílu 2., 4., 8. a 10. vrstvy jsou tvořeny montmorillonitem, jsou modifikovány kvartérními amonnými solemi a mají stupeň orientace odpovídající smykovému gradientu v bariérové vrstvě danému při tubulámím vyfukování fólie kombinací rozfukovacího poměru 3 a dloužícího poměru 12.
Příklad 13
Vícevrstvá obalová fólie je vytvořena spojením dvou 7 vrstvých fólií podle příkladu 6 jejich rubovými vrstvami ve zdvojenou - blokovanou fólii o celkové tloušťce 140 pm (2 x 70pm). Koextrudovaný tubus se do podoby zdvojené, tzv. blokované fólie spojuje přímo při složení do plochého, úpravou teplotního režimu vyfukování.
Příklad 14
Vícevrstvá obalová fólie je vytvořena spojením dvou 11 vrstvých fólií podle příkladu 11 jejich rubovými vrstvami ve zdvojenou - blokovanou fólii o celkové tloušťce 180 pm (2 x 90 pm). Koextrudovaný tubus se do podoby zdvojené, tzv. blokované fólie spojuje přímo při složení do plochého, úpravou teplotního režimu vyfukování.
Příklad 15
Třívrstvá fólie s uspořádáním vrstev podle příkladu 1 má LDPE nebariérových vrstev i nepolární matrice bariérové vrstvy modifikován přídavkem 4 % hmotnostních kopolymeru etylén-vinylacetát (EVA).
Příklad 16
Pětivrstvá fólie s uspořádáním vrstev podle příkladu 3 má LDPE nebariérových vrstev i nepolární matrice bariérové vrstvy modifikován přídavkem 3 % hmotnostních kopolymeru etylén-metylakrylát (EMA).
Příklad 17
Sedmivrstvá fólie s uspořádáním vrstev podle příkladu 5 má LDPE nebariérových vrstev i nepolární matrice bariérové vrstvy modifikován přídavkem 2 % hmotnostních kopolymeru etylénbutylakrylát (EBA).
-6CZ 306499 B6
Průmyslová využitelnost
Obaly z LDPE se pro balení čerstvých potravin (krátkodobé) používají z důvodů nízké ceny polymeru, zvládnuté technologie, transparentnosti, tvarování při vakuovém balení, možnosti potisku po povrchové úpravě a relativně dobrým bariérovým vlastnostem těchto fólií pro krátkodobé skladování.
Vícevrstvá obalová fólie podle vynálezu zvýší (zlepší) bariérové vlastnosti, tzn., sníží propustnost kyslíku, CO2 a vodních par minimálně o 10 % proti doposud používaným LDPE fóliím. Toho je možno využít buď pro prodloužení doby použitelnosti zabaleného zboží (to však vyžaduje i další logistické změny), nebo pro snížení tloušťky použitých obalových fólií a z toho plynoucí snížení ceny obalu.
V příkladech uváděné 3, 5, 7, 9 a 11 vrstvé fólie může vyrobit každý výrobce, který má k dispozici koextruzní linku, bez ohledu na konkrétní typ, který používá.
Zvolené symetrické uspořádání vrstev a použití stejné polymemí báze jako suroviny jak pro plněné, tak i pro neplněné vrstvy, umožňuje recyklaci jak použitých obalů, tak odpadů vznikajících při výrobě a následně i při balení (při zavádění a ukončení návinu, po vysekávání zabalených produktů). Zároveň se eliminuje častý problém koextrudovaných fólií - kroucení vlivem asymetrického uspořádání vrstev.
Případná modifikace nebariérových vrstev i nepolární matrice bariérové vrstvy přídavkem kopolymerů EVA, EMA, EBA zlepšuje elastičnost fólií - a tedy vhodnost pro vakuové balení i tvarově náročnějších produktů (např. maso s kostí). Dále zlepšuje svařovatelnost a tedy i kvalitu svaru (hermetičnost), příp. další zlepšenou charakteristikou je odolnost průrazu. Uvedené modifikace navíc zlepšují potiskovatelnost fólií pro výrobu obalů, tak i popisovatelnost již zabalených produktů a nemají negativní vliv na recyklovatelnost fólií.
Claims (8)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Vícevrstvá obalová fólie s optimalizovanými bariérovými vlastnostmi a současně cíleně řešenou recyklovatelností, v jejíž struktuře je začleněna alespoň jedna bariérová vrstva obsahující v polymemí matrici 3 až 30 % hmotnostních nanočástic interkalovaného a exfóliovaného, kvartérními amonnými solemi modifikovaného jílu o velikosti částic 100 až 500 nm, vyznačující se tím, že uvedená alespoň jedna bariérová vrstva je součástí vícevrstvé fóliové struktury z 3 až 11 vrstev na bázi shodného polyolefinu o celkové tloušťce 20 až 100 pm, má tloušťku 2 až 20 pm a v nepolární matrici na bázi polyolefinu shodného s polyolefinem nebariérových vrstev obsahuje nanočástice jílu, přičemž tyto ploché částice jsou vlivem kombinace smykových napětí při vytlačování, dloužení a rozfukování tubulámě vyfukované fólie, daných hodnotami rozfukovacího poměru alespoň 2 a dloužícího poměru alespoň 10, orientovány v převážné míře kolmo na směr tlouštky vznikající fólie.
- 2. Vícevrstvá obalová fólie podle nároku 1, vyznačující se tím, že polyolefinem nebariérových vrstev i nepolární matrice bariérové vrstvy je polyetylén o hustotě 920 až 935 kg/m3 a indexem toku taveniny 0,3 až 5 g/10 min.
- 3. Vícevrstvá obalová fólie podle nároku 1, vyznačující se tím, že polyolefin nebariérových vrstev i nepolární matrice bariérové vrstvy je modifikován přídavkem kopolymeru ze skupiny zahrnující kopolymery etylén-vinylacetát (EVA) etylén- metylakrylát (EMA) a etylénbutylakrylát (EBA) v množství do 5 % hmotnostních.-7 CZ 306499 B6
- 4. Vícevrstvá obalová fólie podle nároku 1, vyznačující se tím, že ve 3 vrstvém provedení obsahuje bariérovou vrstvou jako vrstvu střední.
- 5. V ícevrstvá obalová fólie podle nároku 1, vyznačující se tím, že v 5 až 11 -ti vrstvém provedení obsahuje nejméně jednu vrstvu bariérovou při symetrickém uspořádání vrstev a tlouštěk s tím, že obě vnější vrstvy jsou nebariérové.
- 6. Vícevrstvá obalová fólie podle nároku 4 nebo 5, vyznačující se tím, že je vytvořena spojením dvou 3, resp. 5 až 11 vrstvých fólií jejich rubovými vrstvami ve zdvojenou, tzv. blokovanou fólii.
- 7. Způsob výroby vícevrstvé obalové fólie podle nároku 1, vyznačující se tím, že se v procesu koextruzního vyfukování kontinuálně vytlačuje 3 až 11-ti vrstvý tubus fólie s alespoň jednou vnitřní bariérovou vrstvou, přičemž jeho jednotlivé vrstvy se zhotoví koextruzí z polyolefinu, zejména polyetylénu, shodného s polymemí matricí vrstvy, resp. vrstev bariérových, které navíc obsahují 3 až 30 % hmotnostních nanočástic interkalovaného a exfóliovaného jílu, modifikovaného kvartémími amonnými solemi, s tím, že rozfukovací poměr při vyfukování je alespoň 2 a dloužící poměr alespoň 10.
- 8. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím, že koextrudovaný tubus se při složení do plochého tvaru spojuje při úpravě teplotního režimu vyfukování do podoby zdvojené, tzv. blokované fólie.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2015-631A CZ2015631A3 (cs) | 2015-09-16 | 2015-09-16 | Vícevrstvá obalová fólie s optimalizovanými bariérovými vlastnostmi a recyklovatelností a způsob její výroby |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2015-631A CZ2015631A3 (cs) | 2015-09-16 | 2015-09-16 | Vícevrstvá obalová fólie s optimalizovanými bariérovými vlastnostmi a recyklovatelností a způsob její výroby |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ306499B6 true CZ306499B6 (cs) | 2017-02-15 |
| CZ2015631A3 CZ2015631A3 (cs) | 2017-02-15 |
Family
ID=58449027
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2015-631A CZ2015631A3 (cs) | 2015-09-16 | 2015-09-16 | Vícevrstvá obalová fólie s optimalizovanými bariérovými vlastnostmi a recyklovatelností a způsob její výroby |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ2015631A3 (cs) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11926123B2 (en) | 2019-05-17 | 2024-03-12 | Mucell Extrusion, Llc | Multi-layer polymer foam film for packaging applications and the method of making the same |
| MX2021014027A (es) | 2019-05-17 | 2022-02-21 | Mucell Extrusion Llc | Película ligera de polietileno para aplicaciones de empacado aséptico y el producto que resulta de la misma y el proceso para fabricar la misma. |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6117541A (en) * | 1997-07-02 | 2000-09-12 | Tetra Laval Holdings & Finance, Sa | Polyolefin material integrated with nanophase particles |
| US6271298B1 (en) * | 1999-04-28 | 2001-08-07 | Southern Clay Products, Inc. | Process for treating smectite clays to facilitate exfoliation |
| US20060122312A1 (en) * | 2004-12-07 | 2006-06-08 | Kim Myung H | Nanocomposite composition having high barrier property |
| US7588820B2 (en) * | 2005-02-17 | 2009-09-15 | Cortec Corporation | Nano-particle corrosion inhibiting films |
| US20110201738A1 (en) * | 2010-02-17 | 2011-08-18 | Sherman Jr Robert L | Polyolefin Nanocomposites |
| CN104015328A (zh) * | 2014-05-27 | 2014-09-03 | 浙江金瑞薄膜材料有限公司 | 一种聚烯烃高阻隔薄膜加工工艺 |
-
2015
- 2015-09-16 CZ CZ2015-631A patent/CZ2015631A3/cs unknown
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6117541A (en) * | 1997-07-02 | 2000-09-12 | Tetra Laval Holdings & Finance, Sa | Polyolefin material integrated with nanophase particles |
| US6271298B1 (en) * | 1999-04-28 | 2001-08-07 | Southern Clay Products, Inc. | Process for treating smectite clays to facilitate exfoliation |
| US20060122312A1 (en) * | 2004-12-07 | 2006-06-08 | Kim Myung H | Nanocomposite composition having high barrier property |
| US7588820B2 (en) * | 2005-02-17 | 2009-09-15 | Cortec Corporation | Nano-particle corrosion inhibiting films |
| US20110201738A1 (en) * | 2010-02-17 | 2011-08-18 | Sherman Jr Robert L | Polyolefin Nanocomposites |
| CN104015328A (zh) * | 2014-05-27 | 2014-09-03 | 浙江金瑞薄膜材料有限公司 | 一种聚烯烃高阻隔薄膜加工工艺 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Martin Barták: Vlastnosti, príprava a pouzití nanokompozitu termoplast-minerální plnivo, bakalárská práce, Univerzita Tomáse Bati ve Zlíne, 2006 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2015631A3 (cs) | 2017-02-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2825028T3 (es) | Una película de barrera multicapa, un laminado de envasado que comprende la película, un contenedor de envasado formado a partir del laminado de envasado y un método para la producción de la película | |
| JP6731951B2 (ja) | 積層構造体及びそれから作製されるスタンドアップパウチ | |
| US8734922B2 (en) | Multilayer film for packaging fluid products | |
| CA2803285C (en) | Heat sealable film with linear tear properties | |
| JP4977694B2 (ja) | 少なくとも１つのエチレン−ビニルアルコール−共重合体（ｅｖｏｈ）から成るフィルム層を備え同時押出成形された多層保護フィルム、その製造方法及びその使用方法 | |
| JP5340263B2 (ja) | 食品包装用ポリアミド系多層チューブ | |
| US11167534B2 (en) | Polymer barrier liminate tube for container | |
| US20120028058A1 (en) | High barrier heat sealable film with linear tear properties | |
| CN103619577B (zh) | 材料组合物、层压管及其制造方法 | |
| US8435642B2 (en) | Polymeric blend providing improved oxygen resistance | |
| KR20200077666A (ko) | 식품 포장용 필름 | |
| AU2005249842B2 (en) | Gas-barrier multilayer structure and process for producing the same | |
| WO2013051016A2 (en) | Dual barrier laminate structure | |
| CN111114075A (zh) | 无菌包装膜及其制备方法 | |
| US9005514B2 (en) | Method of making and using EVOH blends providing improved oxygen resistance | |
| CZ306499B6 (cs) | Vícevrstvá obalová fólie s optimalizovanými bariérovými vlastnostmi a recyklovatelností a způsob její výroby | |
| US12611850B2 (en) | Oriented film containing recycled polyamide | |
| CA3073960A1 (en) | Process for preventing organoleptic degradation in flexibly-packaged sensitive foods and packaged products thereof | |
| JP4769602B2 (ja) | 蓋材 | |
| WO2021251101A1 (ja) | チューブ容器用押出成形品およびチューブ容器 | |
| JP6907404B2 (ja) | シーラント用樹脂組成物、シーラント用多層フィルム、熱融着性積層フィルムおよび包装体 | |
| JP2020019209A (ja) | 積層体及び大容量包装袋 | |
| KR102470420B1 (ko) | 식품 포장용 필름 및 그 제조방법 | |
| JP2018177317A (ja) | バッグインボックス用内袋 | |
| JP6547468B2 (ja) | 医療用フィルムおよび高周波ウェルダー加工包装体 |