PL241999B1

PL241999B1 - Wielowarstwowa rura i tuba polietylenowa zawierająca wielowarstwową rurę

Info

Publication number: PL241999B1
Application number: PL426552A
Authority: PL
Inventors: Michał KISIELIŃSKI; Michał Kisieliński
Original assignee: Witoplast Kisielińscy Spółka Jawna
Priority date: 2018-08-03
Filing date: 2018-08-03
Publication date: 2023-01-02
Also published as: WO2020026190A1; EP3829860B1; ES2933606T3; EP3829860A1; US20210237391A1; US11123947B2; PL426552A1

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia przedstawionym na rysunku jest wielowarstwowa rura składająca się z warstw w układzie: pierwsza warstwa, którą stanowi polietylen LDPE lub mieszanina 80% polietylenu LDPE i 20% polietylenu HDPE; druga warstwa, którą stanowi mieszanka: 50 - 70% polietylenu LDPE lub mieszanina 80% polietylenu LDPE i 20% polietylenu HDPE z dodatkiem polietylenowego granulatu z recyklingu w ilości 30 - 50%; trzecia warstwa, którą stanowi warstwa wiążąca; czwarta warstwa, którą stanowi warstwa barierowa z EVOH; piąta warstwa, którą stanowi warstwa wiążąca; szósta warstwa, którą stanowi polietylen LDPE lub mieszanina 80% polietylenu LDPE i 20% polietylenu HDPE, charakteryzująca się tym, że pierwsza warstwa, zawiera rozproszone cząstki tlenku cynku w ilości od 5 x 102 do 1 x 104 ppm.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest wielowarstwowa rura o właściwościach barierowych i antyadhezyjnych oraz tuba polietylenowa zawierająca wielowarstwową rurę przeznaczona do przechowywania preparatów kosmetycznych.

Ze stanu techniki znane są rozwiązania pojemników czy laminatów wielowarstwowych do tworzenia pojemników opakowaniowych, które posiadają właściwości barierowe, lub przewidziano w nich dodatek substancji barwiących, w postaci m.in. tlenku cynku.

Ze zgłoszenia EP2776246 znane jest rozwiązanie w postaci wielowarstwowego filmu barierowego oraz laminat zawierający powyższy film barierowy. Dokument ujawnia również sposób wytwarzania laminatu zawierającego wielowarstwowy film barierowy oraz produkt uzyskany tym sposobem.

W powyższym rozwiązaniu zastosowano wielowarstwowy film barierowy składający się z warstwy poliamidowej ułożonej pomiędzy warstwami alkoholu etylowinylowego (EVOH), który dodatkowo może być domieszkowany poliamidem, a warstwa poliamidowa może być wzbogacona substancją barwiącą, którą może stanowić dwutlenek tytanu (TO2), tlenek cynku (ZnO) czy węglan wapnia (CaCOs). Film barierowy jest usytuowany w styczności z warstwami filmu polietylenowego.

Laminat zawierający wielowarstwowy film barierowy może być wykorzystywany do produkcji tub, charakteryzujących się dobrymi właściwościami odporności na promienie UV oraz właściwościami barierowymi dla gazów czy substancji aromatycznych.

Z kolei znane ze zgłoszenia WO2018061028 rozwiązanie dotyczy kilkuwarstwowej elastycznej tuby laminowanej zawierającej kilkuwarstwowy film barierowy do zastosowań, w których wymagana jest stosunkowo duża podatność na zginanie i ograniczona sprężystość. Laminat składa się z wielowarstwowego filmu drukowalnego, dwóch warstw aluminiowych, pełniących rolę filmu barierowego, ułożonych pomiędzy warstwami wiążącymi oraz wielowarstwowego filmu uszczelniającego.

Żadne jednak z rozwiązań znanych ze stanu techniki nie przewidywało tuby polietylenowej, która poza właściwościami barierowymi posiadałaby również właściwości antyadhezyjne wynikające z właściwości tlenku cynku.

Składnik w postaci tlenku cynku bywał dodawany do laminatu tworzącego pojemniki opakowaniowe, niemniej w charakterze środka zapewniającego barierę przed promieniowaniem UV, czy koloranta warstwy opakowania.

Niespodziewanie okazało się, że domieszkowanie polietylenu składnikiem w postaci tlenku cynku w określonej ilości i zastosowanie tej warstwy jako warstwy wewnętrznej tuby stykającej się bezpośrednio z produktem umieszczonym w jej wnętrzu nadaje nieoczekiwane hydrofobowe właściwości. Uzyskane zaś hydrofobowe i antyadhezyjne rezultaty zapewniają lepsze i łatwiejsze opróżnianie tuby z jej zawartości.

Właściwości hydrofobowe powierzchni modyfikowanych różnymi postaciami tlenku cynku zostały opisane w dokumentach Meiling Zhang et al. „Lubricant-infused coating by double-layer ZnO on aluminium and its anti-corrosion performance” Journal of Alloys and Compounds 764; 2018; 730-737 oraz Sukanta P. et al., „In situ generation and deposition of ZnO nanoparticles on cotton surface to impart hydrophobicity: investigation of antibacterial activity” Materials Technology; 33; 2018; 555-562. Pierwszy z wymienionych wyżej dokumentów omawia właściwości repelentne dla wody filmów z tlenku cynku zsyntetyzowanych poprzez połączenie dwóch metod, zol-żelowej oraz hydrotermalnej. Podłoże aluminiowe zostało pokryte kolejno warstwą ZnO otrzymaną metodą zol-żel, a następnie warstwą ZnO otrzymaną metodą hydrotermalną. Uzyskana w ten sposób powłoka wykazywała właściwości silnie hydrofobowe, oleofobowe a nawet anty-adhezyjne dla produktów spożywczych takich jak soki czy konfitury. Badania potwierdziły również dobre właściwości anty-porostowe, modyfikowanych warstwami tlenku cynku, powierzchni aluminiowych.

Druga z wymienionych publikacji dotyczy powlekania powierzchni bawełnianych, warstwą nanocząstek tlenku cynku stabilizowanych fluorosurfaktantem, co umożliwia otrzymanie powierzchni o właściwościach hydrofobowych i antybakteryjnych, zachowując przy tym umiarkowaną cytotoksyczność. Przeprowadzone testy hydrofobowości, bazujące na pomiarze odporności na zwilżanie kroplą wody badanych powierzchni (WDR test) oraz na pomiarze kąta zwilżania powierzchni (WCA) wykazują, że podłoże bawełniane pokryte warstwą nanocząstek tlenku cynku wykazuje znaczną any-adhezyjność dla wody opisaną wskaźnikiem WCA (kąt zwilżania powierzchni) na poziomie 124,35°.

Kolejna praca z bieżącego roku (Anthonysamy Arputharaj, Vigneshwaran Nadanathangam & Sanjeev R. Shukla (2018): Development of multi-functional cotton surface for sportswear using nano zinc oxide,

Journal of Natural Fibers, DOI: 10.1080/15440478.2018.1492490) potwierdziła możliwość wykorzystania tlenku cynku w tworzeniu hydrofobowych powierzchni ubrań dla sportowców. Skuteczność ZnO jako związku zwiększającego hydrofobowość została potwierdzona również w publikacji M. Faraz, M. Z. Ansari, N. Khare, Synthesis of nanostructure manganese doped zinc oxide/polystyrene thin films with excellent stability, transparency and super-hydrophobicity, Materials Chemistry and Physics (2018), doi: 10.1016/j.matchemphys.2018.02.011. Właściwości fizykochemiczne połączeń międzyfazowych ZnO/woda powodują, że cienkowarstwowa powierzchnia ZnO może być albo hydrofilowa albo hydrofobowa. W publikacji omówione zostały wyniki badań zwilżalności filmu z kompozytu polistyrenowego (PS) zawierającego tlenek cynku (ZnO-PS) oraz dodatkowo zawierającego mangan (Mn/ZnO-PS), przy wykorzystaniu metody hydrotermalnej. Dane zwilżalności tak otrzymanych powierzchni, wskazują na bardzo korzystną hydrofobowość obu uzyskanych warstw, będącą na poziomie badanych wartości WCA: 107° dla filmu (ZnO-PS) oraz 151° dla filmu (Mn/ZnO-PS)'

Właściwości zmniejszonej wchłanialności wody przez powierzchnie celulozowe modyfikowane nanocząstkami tlenku cynku znane są np. z artykułu Ahmohammadi Fereshteh., & Almasi, Hadi., „Morphological, physical, antimicrobial and release properties of ZnO nanoparticles-loaded bacterial cellulose films, Carbohydrate Polymers”, Carbohydrate Polymers; 149; 2016; 8-19.

W publikacji tej ujawniono sposób otrzymywania monowarstwy celulozy bakteryjnej i wielowarstwowy film, zawierające domieszkowane nanocząstki ZnO w ilości 5% wag. Dzięki dodatkowi tlenku cynku materiał ten zyskał nawet ponad 22% niższą absorpcję wody.

Dotychczas właściwości antyadhezyjne w pojemnikach przypisywano polimerom stosowanym w ich produkcji, np. właściwości samooczyszczania przypisane są teflonowi. Ten tak zwany efekt lotosu uzyskuje się w stanie techniki w wyniku np. traktowania powłok środkami fluorochemicznymi lub silikonem. Często stosowane dodatki są szkodliwe dla zdrowia człowieka i nie mogą być domieszkowane do produktów wchodzących w kontakt z preparatami kosmetycznymi. Ponadto dodatki takie nie są uniwersalne i muszą być skrupulatnie dobierane do rodzaju materiału zgodnie z jego przeznaczeniem. Dlatego też istnieje stale zapotrzebowanie na poszukiwanie nowych dodatków zapewniających efekt antyadhezyjny odpowiednich do stosowania w konkretnych materiałach dla wytwarzania np. opakowań.

Nadal istnieje również zapotrzebowanie na większą różnorodność opakowań, zwłaszcza tych, które zapewniają ochronę barierową zapewniającą szczelność dla gazów i dla cieczy wobec umieszczonych wewnątrz preparatów kosmetycznych, jak również umożliwiają łatwe i całkowite opróżnienie opakowania z jego zawartości. Do tej pory nie były znane w przemyśle kosmetycznym tego typu tuby polimerowe sześciowarstwowe łączące w sobie właściwości barierowe i antyadhezyjne.

Celem wynalazku jest opracowanie tuby polietylenowej, która zapewniałaby właściwości antyadhezyjne względem produktu znajdującego się w tubie, przy jednoczesnym zapewnieniu właściwości barierowych chroniących substancję znajdującą się wewnątrz tuby.

Przedmiotem wynalazku jest wielowarstwowa rura, korzystnie wielowarstwowa rura polietylenowa, składająca się z warstw w układzie:

a) pierwsza warstwa, którą stanowi polietylen LDPE lub mieszanina 80% polietylenu LDPE i 20% polietylenu HDPE ‘

b) druga warstwa, którą stanowi mieszanka: 50-70% polietylenu LDPE lub mieszanina

80% polietylenu LDPE, i 20% polietylenu HDPE z dodatkiem polietylenowego granulatu z recyklingu w ilości 30-50%

c) trzecia warstwa, którą stanowi warstwa wiążąca

d) czwarta warstwa, którą stanowi warstwa barierowa z EVOH

e) piąta warstwa, którą stanowi warstwa wiążąca

f) szósta warstwa, którą stanowi polietylen LDPE lub mieszanina 80% polietylenu LDPE i 20% polietylenu HDPE, charakteryzująca się tym, że pierwsza warstwa, którą stanowi polietylen LDPL lub mieszanina 80% polietylenu LDPE i 20% polietylenu HDPE zawiera rozproszone cząstki tlenku cynku w ilości od 5 x 102 do 1 x 10⁴ ppm.

Korzystnie wielowarstwowa rura charakteryzuje się tym, że warstwy wiążące stanowią kleje wybrane z grupy: kleje cyjanoakrylowe, kleje metakrylowe, kleje epoksydowe czy kleje poliuretanowe.

Korzystnie ilość rozproszonych cząstek tlenku cynku w warstwie pierwszej wielowarstwowej rury wynosi 3 x 10³ ppm.

Korzystnie wielowarstwowa rura charakteryzuje się tym, że warstwa pierwsza ma grubość 10-50 μm, warstwa druga ma grubość 150-205 μm, warstwa trzecia ma grubość 10-20 μm, warstwa czwarta ma grubość 9-30 μm, warstwa piąta ma grubość 10-20 μm, warstwa szósta ma grubość 150-205 μm.

Przedmiotem wynalazku jest również tuba polietylenowa charakteryzująca się tym, że składa się z wielowarstwowej rury określonej powyżej, zamkniętej poprzez zgrzewanie z jednej strony dla utworzenia dna tuby i połączonej z przeciwległej strony względem dna tuby gwintowanej główki, przy czym pierwsza warstwa wielowarstwowej rury, którą stanowi polietylen LDPE lub mieszanina 80% polietylenu LDPE i 20% polietylenu HDPE, zawiera rozproszone cząstki tlenku cynku w ilości od 5 x 10² do 1 x 104 ppm i jest warstwą wewnętrzną tuby, która styka się z produktem znajdującym się wewnątrz pojemnika. Korzystnie wielowarstwowa rura tuby polietylenowej ma średnicę 35 mm i grubość jej płaszcza wynosi 500 μm.

Dzięki zastosowaniu sześciu warstw w produkcji wielowarstwowej rury możliwe stało się uzyskanie tuby, która umożliwia łatwe i całkowite opróżnienie jej zawartości, jak również zapobieganie wydostawania się (ulatniania) cennych składników zawartych w preparacie czy zapobieganie procesom wnikania czynników zewnętrznych do wnętrza tuby i oddziaływania z preparatem, jak np. wnikanie wilgoci czy tlenu, które w niekorzystny sposób reagują ze składnikami preparatów kosmetycznych. Układ sześciowarstwowy rury oraz zastosowane materiały polimerowe zapewniają elastyczność tuby, jej łatwe odkształcanie przy opróżnianiu.

Na potrzebę niniejszego opisu rura oraz dalej tuba według wynalazku, której dwie warstwy wykonane są z materiału termoplastycznego jakim jest polietylen, definiowana jest jako, odpowiednio, rura polietylenowa i tuba polietylenowa.

Materiałami termoplastycznymi właściwymi do formowania warstw termoplastycznych rury według wynalazku (warstwa pierwsza, druga i szósta), a w konsekwencji tuby, są materiały polimerowe takie jak różnego rodzaju polietylen, w tym wybrany z grupy: polietylen niskiej gęstości LDPE, mieszanina polietylenu wysokiej gęstości HDPE z LDPE, korzystnie 80% HDPE i 20% LDPE, jak również mieszanina polietylenu z jego dowolnym kopolimerem.

Warstwa druga polietylenowa składa się w 30-50% z tworzywa uzyskanego z odpadu produkcyjnego w procesie recyklingu pokonsumenckiego PCR (regranulat) oraz korzystnie w 50-70% z polietylenu LDPE lub mieszaniny 80% polietylenu HDPE i 20% polietylenu LDPE.

Materiałami właściwymi do tworzenia warstwy barierowej (warstwa trzecia) stosowanej przy formowaniu rury wielowarstwowej są tworzywa sztuczne, jak np. EVOH (żywica kopolimeru alkoholu etylowinylowego). Dobre rezultaty są uzyskiwane przy zastosowaniu warstwy barierowej z EVOH w ilości od 0,1 do 50% wagowych w stosunku do polietylenowej warstwy termoplastycznej. Takie rozwiązanie umożliwia dobre łączenie się warstw termoplastycznych z barierową. Korzystnie warstwę barierowa stanowi materiał dostępny handlowo pod nazwą MITSUI EVAL LCF101B. Jest to tworzywo EVOH, kopolimer alkoholu etylowinylowego zawierające 32% mol etylenu, o wysokich właściwościach barierowych.

Warstwy wiążące (warstwa trzecia i piąta) w wielowarstwowej rurze zapewniają łączenie warstwy polietylenowej z warstwą barierową i stanowią ją dowolne znane znawcom materiały klejące, takie jak np. kleje cyjanoakrylowe, kleje metakrylowe, kleje epoksydowe czy kleje poliuretanowe. Korzystne w przypadku wiązania warstw rury/tuby okazały się kleje metakrylowe. Korzystnie klejem jest dostępny handlowo klej MITSUI ADMER NF 498E. Jest to środek na bazie LLDPE szczepiony bezwodnikiem maleinowym.

Na potrzebę niniejszego opisu termin „tuba” należy rozumieć jako tuba opakowaniowa, pojemnik, którego korpus wykonany jest z fragmentu rury, gdzie zatopiono jeden jej koniec, uzyskując dno opakowania.

Preparatami kosmetycznymi, które mogą być pakowanie do tub według wynalazku, są maści, kremy, pasty, płyny.

Tuba polietylenowa zawiera rurę składającą się z sześciu warstw wytworzonych w procesie koekstruzji obejmującym następujące etapy:

a) umieszczanie w ogrzewanych zewnętrznie dozownikach dostarczających materiał polimerowy do dysz ekstrudera polimerów termoplastycznych lub polimerów barierowych, lub polimerów wiążących, przy czym w pierwszym dozowniku odpowiedzialnym za wytworzenie warstwy wewnętrznej (pierwsza warstwa) umieszcza się materiał termoplastyczny wraz z tlenkiem cynku w ilości od 5 x 10² do 1 x 104 ppm, w drugim dozowniku umieszcza się polimer termoplastyczny z dodatkiem polietylenowego regranulatu z recyklingu (druga warstwa), w trzecim dozowniku umieszcza się polimer wiążący (trzecia warstwa), w czwartym dozowniku umieszcza się polimer barierowy (czwarta warstwa), w piątym dozowniku umieszcza się polimer wiążący (piąta warstwa) oraz w szóstym dozowniku umieszcza się polimer termoplastyczny (szósta warstwa), następnie

b) zawartość każdego z dozowników jest mieszana i ogrzewana do momentu stopienia polimerów termoplastycznych lub polimerów barierowych, lub polimerów wiążących,

c) warstwy następnie przepływają z sześciowarstwowego bloku zasilającego do dyszy wytłaczania i są formowane w sześciowarstwową rurę, której warstwę wewnętrzną stanowi warstwa zawierająca tlenek cynku w ilości od 5 x 10² do 1 x 10⁴ ppm, kolejną warstwę i dalsze warstwy stanowią materiały odpowiednio jak powyżej,

d) rura jest następnie poddawana procesowi chłodzenia i cięcia na odcinki o zadanych długościach. Wielowarstwowa rura jest utworzona poprzez warstwę wewnętrzną - pierwsza warstwa, którą stanowi polietylen zawierający rozproszone cząstki tlenku cynku w ilości od 5 x 10² do 1 x 10⁴ ppm o grubości 10 do 50 μm, kolejną warstwę - druga warstwa, stanowi warstwa polimerowa termoplastyczna z regranulatem o grubości od 150 do 205 μm, następną - trzecią warstwa, warstwa wiążąca o grubości od 10 do 20 μm, na niej umieszczona jest czwarta warstwa - warstwa barierowa z EVOH o grubości od 9 do 30 μm, następnie piątą warstwę stanowi warstwa wiążąca o grubości od 10 do 20 μm oraz warstwę zewnętrzną - szóstą warstwę, stanowi również warstwa polimerowa termoplastyczna o grubości od 150 do 205 μm.

I tak np. dla rury o średnicy 35 mm grubość ścianki rury wynosi korzystnie 500 μm, przy czym warstwa pierwsza ma grubość 20-50 μm, warstwa druga 100-200 μm, pozostałe warstwy sumarycznie 250-380 μm.

Pocięte do odpowiedniego wymiaru fragmenty rury są zgrzewane z jednej strony, tworząc zamknięty z jednej strony (dno tuby) korpus tuby (opakowania). Następnie do przeciwległej względem dna tuby otwartej strony rury montowana jest główka tuby. Do matrycy w główczarce dozowany jest rozgrzany do temp. ok. 250°C kęs polietylenu, po nałożeniu na część cylindryczną stempla rurki (płaszcza/ścianki tuby) naciska on na kęs surowca w matrycy. W trakcie tej operacji jednocześnie formowana jest główka tuby i zgrzewana z ścianką rury.

Tuba polietylenowa posiadająca taki sześciowarstwowy korpus wytworzony z rury posiada właściwości fizyczne pojemników plastikowych (giętkość i zdolność powrotu do pierwotnego kształtu), a przez dodanie polimeru barierowego EVOH staje się odporna na przenikanie do produktu niepożądanych substancji i gazów. Warstwa barierowa zabezpiecza produkt przed wpływem czynników zewnętrznych takich jak promienie UV, powietrze, wilgoć, a także przed utlenieniem się produktu czy ulatnianiem się substancji na zewnątrz pojemnika, np. substancji zapachowych.

Metodyka do oceny właściwości powierzchniowych tub:

Właściwości powierzchniowe prób oznaczane są na podstawie pomiaru napięcia zwilżania (WT, z j. ang. Wet Tension) powierzchni filmów polietylenowych lub polipropylenowych zgodnie z normą aStM: D 2578 - 04 Standard Test Method for Wetting Tension of Polyethylene and Polypropylene Films. W tej metodzie krople szeregu mieszanin formamidu i 2-etoksyetanolu o stopniowo wzrastającym napięciu powierzchniowym nanoszone są na powierzchnię folii polietylenowej lub polipropylenowej, do momentu, gdy napięcie zwilżania powierzchni równoważne jest jego wartości stosowanej mieszaniny rozpuszczalników wzorcowych dla prób poddanych wcześniejszemu kondycjonowaniu w temperaturze 23 ± 2°C i wilgotności względnej 50 ± 5% przez 40 godzin. Pomiar ma charakter pośredni pozwalający na ocenę zmiany charakteru hydrofobowego powierzchni na podstawie zdolności zwilżania badanych materiałów.

Z przeprowadzonych tą metodą badań wynika, że napięcie zwilżania powierzchni laminatowych według wynalazku jest mniejsze dla rur/tub domieszkowanych tlenkiem cynku niż dla powierzchni polietylenowej bez dodatku tlenku cynku i mieści się w zakresie 0,026-0,033 N/m (26-33 dyna/cm) dla tub z ZnO (patrz przykład poniżej).

Wynalazek według niniejszego opisu charakteryzuje się następującymi zaletami:

- układ, ilość i dobór materiałów warstw sześciowarstwowej rury zapewnia właściwości elastyczne tuby opakowaniowej,

- warstwa barierowa zapewnia nieprzepuszczalność dla powietrza (tlenu) czy wilgoci,

- obecność tlenku cynku w wewnętrznej warstwie rury zapewnia właściwości antyadhe- zyjne w wyniku czego preparat przechowywany w tubie nie przywiera do ścianek tuby i jest w związku z tym łatwo z tuby usuwany,

W wyniku powyższych zalet tuba polietylenowa jest produktem do przechowywania kosmetyków, gdyż, m.in.:

- zapewnia łatwe usunięcie preparatu z opakowania, co wiąże się z wątkiem ekonomicznym stosowania takich tub opakowaniowych; preparat nie pozostaje na ściankach tuby zatem może być w całości wykorzystany do celu jakiemu ma służyć, dodatkowo dodatek antyadhezyjny w postaci ZnO nie zwiększa znacząco kosztów wytworzenia tuby, gdyż jest to składnik ogólnie dostępny komercyjnie i stosunkowo tani,

- jest bezpieczna dla użytkowników: tlenek cynku nie wymywa się w znaczących ilościach z wewnętrznej warstwy tuby do preparatu, a te ilości ZnO, które się wymywają, nie są szkodliwe dla użytkownika (ZnO jest znany jako korzystny składnik czynny maści i kremów); dodatkowo tlenek cynku do wytwarzania tuby nie jest stosowany w postaci nanocząstek, które w ostatnim czasie nie cieszą się popularnością jako korzystna dla zdrowia postać,

- z uwagi na obecność warstwy barierowej preparat można bezpiecznie i stosunkowo długo przechowywać w tubie według wynalazku (nie następuje pogorszenie jakości preparatu dzięki ograniczeniu przedostawania się powietrza/tlenu i wilgoci do preparatu, a substancji aktywnych czy dodatków z preparatu na zewnątrz),

- zapewnia inne dodatkowe właściwości wynikające z dodatku tlenku cynku do warstwy wewnętrznej tuby, np. właściwości antybakteryjne.

Przedmiot wynalazku zilustrowany jest na Fig. 1, gdzie:

- po lewej stronie przedstawiona jest tuba według wynalazku obejmująca rurę i główkę;

- po prawej stronie przedstawiony jest w powiększeniu przekrój przez układ warstw (płaszcza) rury według wynalazku.

Układ warstw zdefiniowany jest w zastrzeżeniach i opisie.

Przykł ad 1

Wykonano wielowarstwową rurę zgodnie ze sposobem opisanym powyżej. Struktura warstw tworzących płaszcz rury ma następujący układ:

- warstwa pierwsza 1 (wewnętrzna) o grubości 20 μm, stykająca się z produktem znajdującym się wewnątrz opakowania, którą stanowi mieszanina 80% polietylenu LDPE i 20% polietylenu HDPE, z dodatkiem rozproszonych cząstek ZnO w ilości 3 x 103 ppm.

- warstwa druga 2, którą stanowi mieszanina 80% polietylenu LDPE i 20% polietylenu HDPE w ilości 60%, z dodatkiem polietylenowego granulatu z recyklingu w ilości 40%, o grubości 150 μm.

- warstwa trzecia 3 - wiążąca z kleju MITSUI ADMER NF 498E o grubości 20 μm

- warstwa czwarta 4 barierowa wykonana z EVOH dostępnego handlowo pod nazwą MITSUI EVAL LCF101B o grubości 30 μm

- warstwa piąta 5 wiążąca z kleju MITSUI ADMER NF 498E o grubości 20 μm

- warstwa szósta 6, którą stanowi mieszanina 80% polietylenu LDPE i 20% polietylenu

HDPE, o grubości 150 μm.

Przekrój płaszcza rury z układem warstw według wynalazku przedstawia Fig. 1.

Do otrzymania rury użyto polimer LDPE i HDPE dostępne handlowo oraz proszek ZnO dostępny handlowo.

Masę do przygotowania materiału stanowiącego warstwę pierwszą rury według wynalazku wykonano poprzez wcześniejsze zmieszanie ZnO z mieszaniną polietylenu j.w. Tak przygotowaną mieszankę wprowadzono bezpośrednio do dyszy ekstrudera.

Przykład 2

W celu potwierdzenia właściwości hydrofobowych rury oraz tuby wielowarstwowej z pierwszą (wewnętrzną) warstwą 1 polietylenową domieszkowaną cząstkami ZnO przeprowadzono pomiary napięcia zwilżania powierzchni dla wewnętrznej warstwy polietylenowej wzbogaconej ZnO. Do eksperymentu użyto rurę otrzymaną w przykładzie 1.

Badanie przeprowadzono w oparciu o procedurę normy D 2578. W teście jako substancję wzorcową, wykorzystano balsam (produkt kosmetyczny o lepkości dynamicznej 10 000 mPas), która reprezentuje typowy produkt odpowiadający właściwościom reologicznym kosmetycznych produktów rynkowych, które mają być przechowywane w tubie według wynalazku. Zasada pomiaru polegała na ocenie czasu potrzebnego do spłynięcia określonej objętości produktu przez wyznaczoną długość badanej próby materiału, ustawionej pod odpowiednim nachyleniem.

Wyniki eksperymentu jednoznacznie wskazują, iż czas przemieszczania się kropli substancji wzorcowej umieszczonej na badanych materiałach (zawierającego dodatek tlenku cynku oraz materiału odniesienia) jest krótszy dla prób zawierających dodatek ZnO. Substancja wzorcowa przemieszczała się po tej warstwie o ok 15-30% szybciej niż w przypadku powierzchni materiału odniesienia bez ZnO.

Przykład 3

Wykonano tubę polietylenową stanowiącą opakowanie do preparatów kosmetycznych.

Odcięty fragment rury wielowarstwowej (20 cm) o układzie warstw jak w przykładzie 1 zgrzano z jednej strony, uzyskując dno pojemnika (dno tuby). Ten zgrzany z jednej strony fragment rury tworzy korpus tuby opakowaniowej. Tak przygotowany korpus tuby nasuwa się na trzpień, na którego wolny koniec nakłada się główką tuby. Do matrycy w główczarce dozowany jest rozgrzany do temp. ok. 250°C kęs polietylenu, po nałożeniu na część cylindryczną stempla rurki (płaszcza/ścianki rury) naciska on na kęs surowca w matrycy. W trakcie tej operacji jednocześnie formowana jest główka tuby i zgrzewana z ścianką rury.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Wielowarstwowa rura polietylenowa, składająca się z warstw w układzie:

a) pierwsza warstwa (1), którą stanowi polietylen LDPE lub mieszanina 80% polietylenu LDPE i 20% polietylenu HDPE

b) druga warstwa (2),którą stanowi mieszanka: 50-70% polietylenu LDPE lub mieszanina 80% polietylenu LDPE i 20% polietylenu HDPE z dodatkiem polietylenowego granulatu z recyklingu w ilości 30-50%

c) trzecia warstwa (3), którą stanowi warstwa wiążąca

d) czwarta warstwa (4), którą stanowi warstwa barierowa z EVOH

e) piąta warstwa (5), którą stanowi warstwa wiążąca

f) szósta warstwa (6), którą stanowi polietylen LDPE lub mieszanina 80% polietylenu LDPE i 20% polietylenu HDPE, ‘ znamienna tym, że pierwsza warstwa (1), którą stanowi polietylen LDPE lub mieszanina 80% polietylenu LDPE i 20% polietylenu HDPE zawiera rozproszone cząstki tlenku cynku w ilości od 5 x 102 do 1 x 10⁴ ppm.
2. Wielowarstwowa rura według zastrz. 1 znamienna tym, że warstwy wiażące stanowią kleje wybrane z grupy: kleje cyjanoakrylowe, kleje metakrylowe, kleje epoksydowe czy kleje poliuretanowe.
3. Wielowarstwowa rura według zastrz. 1 znamienna tym, że ilość rozproszonych cząstek tlenku cynku w warstwie pierwszej (1) wynosi 3 x 10³ ppm.
4. Wielowarstwowa rura według zastrz. 1 znamienna tym, że warstwa pierwsza (1) ma grubość 10-50 μm, warstwa druga (2) ma grubość 150-205 μm, warstwa trzecia (3) ma grubość 10-20 μm, warstwa czwarta (4) ma grubość 9-30 μm, warstwa piąta (5) ma grubość 10-20 μm, warstwa szósta (6) ma grubość 150-205 μm.
5. Tuba polietylenowa znamienna tym, że składa się z wielowarstwowej rury określonej w zastrz. 1, zamkniętej poprzez zgrzewanie z jednej strony dla utworzenia dna tuby i połączonej z przeciwległej strony względem dna tuby gwintowanej główki, przy czym pierwsza warstwa (1) wielowarstwowej rury, którą stanowi polietylen LDPE lub mieszanina 80% polietylenu LDPE i 20% polietylenu HDPE, zawiera rozproszone cząstki tlenku cynku w ilości od 5 x 10²do 1 x 10⁴ ppm i jest warstwą wewnętrzną tuby, która styka się z produktem znajdującym się wewnątrz pojemnika.
6. Tuba polietylenowa według zastrz. 5 znamienna tym, że wielowarstwowa rura ma średnicę 35 mm i grubość jej płaszcza wynosi 500 μm.