Спосіб та пристрій для виробництва рулону пакувального ламінату визначеної форми

1. Спосіб виробництва пакувального ламінату (9) у формі тонкого листа, при якому плівка (5) полімерного матеріалу екструдується вниз у зазор між охолоджувальним валком (1) і протидійним валком (2), плівка полімерного матеріалу з'єднується разом, у зазорі, безпосередньо або опосередковано, з іще щонайменше одним шаром (4) пакувального ламінату, який відрізняється тим, що на охолоджувальний валок (1) наносять покриття (6) у вигляді поверхневого шару композиції (7) на водній основі, що містить сухий матеріал, причому композиція переноситься у вигляді тонкого шару на плівку (5) полімерного матеріалу, у зазорі, доки плівка полімерного матеріалу все ще є гарячою. 2. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що композиція (7) на водній основі забезпечує пакувальному ламінату (9) поліпшену характеристику з групи, що складається з підвищеного бар'єра для запахів, бар'єра для газів, блиску, захоплюваності, ефекту поглинання кисню, адгезії або можливості легкого 3. Спосіб за пп.1 деламінування. або 2, який відрізняється тим, що композиція (7) на водній основі містить сухий матеріал щонайменше однієї речовини з групи, що складається з полівінілового спирту, етиленвінілового спирту, етиленакрилової кислоти, етиленметакрилової кислоти, аскорбінової кислоти, вітаміну 2 (19) 1 3 78332 4 11. Спосіб за будь-яким з пп.1-9, який відрізняється тим, що перенесений шар композиції (7) на водній основі створюється для того, щоб він складав зовнішній крайній шар пакувального ламінату (9). 12. Система для виробництва пакувального ламінату (9) у формі листа, що містить екструдер (3), розташований таким чином, щоб екструдува ти плівку (5) з полімерного матеріалу вниз у зазор між охолоджувальним валком (1) і протидійним валком (2), засоби для введення у зазор іще щонайменше одного шару (4) пакувального ламінату для з'єднання плівки (5) разом з шаром (4), яка відрізняється тим, що додатково містить пристрій (6) для покриття охолоджувального валка (1) поверхневим шаром композиції (7) на водній основі, що містить сухий матеріал. 13. Система за п.12, яка відрізняється тим, що охолоджувальний валок (1) має поверхню із заглибленнями. 14. Система за пп.12 або 13, яка відрізняється тим, що пристрій (6) для покриття охолоджувального валка (1) складається з пристрою розбризкування або розпилення або пристрою, що містить один або декілька скребкових ножів. 15. Система за будь-яким з пп.12-14, яка відрізняється тим, що додатково містить сушарку (8), переважно ІЧ-сушарку, яка розташована після охолоджувального валка (1). 16. Система за будь-яким з пп.12-15, яка відрізняється тим, що додатково містить обладнання (10), яке розташоване після охолоджувального валка (1), для забезпечення пакувального ламінату (9) щонайменше одним додатковим шаром на тому ж боці ламінату, що і плівка (5) з полімерного матеріалу. Даний винахід відноситься до способу виробництва пакувального ламінату у формі листа, в якому плівка полімерного матеріалу екструдується вниз, у зазор між охолоджувальним валком і протидійним валком, і вказана плівка полімерного матеріалу з'єднується разом у зазорі, безпосередньо або опосередковано, щонайменше, ще з одним шаром пакувального ламінату. Даний винахід також відноситься до системи для здійснення способу. Пакувальні ламінати для упаковки, наприклад, для упаковок, призначених для рідких харчових продуктів, звичайно складаються з ряду шарів, де кожний шар має свою конкретну функцію. Так, наприклад, шар серцевини, який, як правило, виготовляється з матеріалу на основі волокон, такого як картон, або матеріалу на основі полімеру, забезпечує виготовлення упаковки з ламінату з міцністю, стабільністю при захопленні та стабільністю розмірів. Один полімерний шар забезпечує (або декілька полімерних шарів забезпечують) непроникність для рідини, і бар'єрний шар, виготовлений, наприклад, з алюмінієвої фольги, забезпечує бар'єр для кисню. Типи шарів, розглянутих вище, звичайно включаються у ламінат у формі заздалегідь виготовлених матеріалів у формі тонкого листа, полімерного шару (шарів), що, як правило, екструдують у вигляді плівки розплавленого полімерного матеріалу вниз, у зазор між охолоджувальним валком і протидійним валком, наприклад покритим каучуком друкарським валком. У той самий час, щонайменше, ще один з інших готових шарів, звичайно, щонайменше, шар серцевини, направляється у зазор таким чином, щоб він з'єднався там разом з плівкою полімерного матеріалу, по суті, по всій його поверхні [WO 01/54828, US 6071576). Інші типи шарів, які, замість цього, включаються у ламінат, за допомогою, щонайменше, одного готового шар у у ламінаті, на який наноситься покриття, за допомогою композиції на водній основі, яка містить деяку кількість сухої речовини. Після сушіння, тобто, так би мовити, видалення води, суха речовина залишається, а потім формує шар. Такі шари можуть являти собою, наприклад, шари, які забезпечують одержання пакувального ламінату з поліпшеними характеристиками, відносно бар'єра для запахів, бар'єра для газу, блиску, захоплюваності, ефекту поглинання кисню, адгезії або можливості легкого деламінування для рециклювання. Деяка кількість сухого матеріалу може включати в себе, наприклад, полівініловий спирт, етиленвініловий спирт, етиленакрилову кислоту, етиленметакрилову кислоту, аскорбінову кислоту, вітамін Е, Fe або сполуки Fe2+, карбоксиметилцелюлозу, полівінілацетат або крохмаль, а також, можливо, наночастинки. Одна з проблем при формуванні таких шарів на водній основі у ламінаті полягає у тому, щоб зробити його тонким, але при цьому забезпечити необхідні властивості. Інша проблема полягає у тому, що для їх виробництва необхідне дороге, громіздке і складне обладнання для нанесення покриттів, що являє собою досить велику проблему, остільки розглядається можливість створення абсолютно нової лінії для виробництва пакувального ламінату, і ще більшу проблему, коли хочуть доповнити існуючу лінію обладнання для нанесення покриттів, для виробництва такого шару покриття у пакувальному ламінаті. На сьогоднішній день єдиним рішенням є розміщення обладнання для нанесення покриттів поза лінією, тобто, так би мовити, поза звичайною виробничою лінією, що, у свою чергу, викликає логістичні проблеми, і тому подібне, і збільшення собівартості продукції. Відповідно до даного винаходу, передбачається спосіб і система для виробництва пакувального ламінату у формі тонкого листа, за допомогою яких вирішуються вказані вище проблеми. Більш конкретно, передбачаються спосіб і система для виробництва пакувального ламінату у формі тонкого листа, за допомогою яких дуже тонкий шар 5 78332 композиції на водній основі, що містить деяку кількість сухого матеріалу, може бути включений у пакувальний ламінат. Крім того, система відповідно до даного винаходу може переважно включатися в існуючу лінію для виробництва пакувального ламінату, з невеликою тільки потребою у додатковому обладнанні. У новій лінії для виробництва пакувального ламінату, даний винахід приводить до значної економії, з точки зору простору і вартості інвестицій. Вартість обслуговування також знижується у порівняний з випадком, де використовується звичайне обладнання для нанесення покриттів. Відповідно до даного винаходу, це досягається за допомогою способу для виробництва пакувального ламінату у формі листа, при якому плівка полімерного матеріалу екструдується вниз, у зазор між охолоджувальним валком і протидійним валком, і вказана плівка полімерного матеріалу з'єднується разом, у зазорі, безпосередньо або опосередковано, щонайменше, ще з одним шаром пакувального ламінату, і при якому охолоджувальний валок покривають поверхневим шаром композиції на водній основі, що містить сухий матеріал, причому композиція переноситься у вигляді тонкого шару на плівку полімерного матеріалу у зазорі, доки плівка полімерного матеріалу все ще є гарячою. З цієї причини, даний винахід переважно означає, що пара валків, яка містить екструдер, для одержання полімерної плівки, яка з'єднується разом, щонайменше, ще з одним шаром ламінату, у зазорі між парою валків, повинна бути доповнена тільки пристроєм для нанесення на охолоджувальний валок покриття з композиції на водній основі, що містить сухий матеріал, а також, можливо, сушкою, після пари валків. Відповідні пристрої для покриття валка поверхневим шаром рідини відомі у др укарській промисловості, що охоплює всі відомі способи і системи для друку, які, як правило, використовують один або декілька скребкових ножів для розподілу рідини на валку. Однак, також можливе дуже просте нанесення покриття на охолоджувальний валок шляхом розбризкування або розпилення. У зазорі між парою валків, поверхневий шар буде переноситися безпосередньо на розплавлену плівку полімерного матеріалу, доки вона все ще є гарячою і придатною для формування. Дана перевага означає, що «покриття» є однорідним і добре покриває поверхню. Крім того, тепло від плівки з полімерного матеріалу буде приводити до випаровування води з шару композиції на водній основі, що переважно означає, що для повного висушування шару потрібне тільки коротке сушіння або взагалі сушіння не потрібне. Інша перевага полягає у тому, що потік охолоджувального середовища на охолоджувальний валок може бути зменшений, оскільки охолоджувальний валок частково охолоджується за допомогою композиції на водній основі. Відповідно до одного з аспектів даного винаходу, вказана композиція на водній основі складається з композиції, яка надає пакувальному ламінату поліпшену характеристику з гр упи, що 6 складається з підвищених бар'єрних властивостей для запахів, для газів, блиску, захоплюваності, ефекту поглинання кисню, адгезії або можливості легкого деламінування для рециклювання різних шарів ламінату. Ефект поглинання кисню передбачає здатність ламінату до споживання або «з'їдання» кисню, так що кисень не досягає продукту в упаковці. Для поліпшення бар'єрних властивостей для запахів може використовуватися, наприклад, композиція на водній основі, що містить сухий матеріал полівінілового спирту або етиленвінілового спирту. Для поліпшення блиску може використовуватися, наприклад, лак. Для поліпшення ефекту поглинання кисню може використовуватися, наприклад, аскорбінова кислота, вітамін Ε або Fe, або сполуки Fe2+. Для поліпшення адгезії може використовува тися, наприклад, етиленакрилова кислота або етиленметакрилова кислота. Для поліпшення можливості для легкого деламінування може використовува тися, наприклад, карбоксиметиленцелюлоза, полівінілацетат або крохмаль. Для поліпшення бар'єрних власти востей для кисню може використовуватися, наприклад, полівініловий спирт, етиленвініловий спирт, етиленакрилова кислота, етиленметакрилова кислота, етиленвінілацетат, співполімери стиролу або їх поєднання. Для подальшого поліпшення бар'єрних властивостей для кисню композиція може також містити наночастинки, переважно, наночастинки з мінеральної глини або з колоїдного, сферичного і аморфного SiO2. Розглянуті вище приклади вмісту сухого матеріалу у композиції на водній основі не повинні розглядатися як такі, що обмежують даний винахід, але даний винахід є застосовним до всіх типів композицій на водній основі, які містять сухий матеріал. Відповідно до іншого аспекту, даного винаходу, шар композиції на водній основі, що переноситься на плівку полімерного матеріалу, має вміст води 0,5-8г/м 2, переважно, 1-5г/м 2, безпосередньо після того, як вона переноситься на плівку з полімерного матеріалу. Вміст сухого матеріалу, як правило, складає 1-50мас.%. Після того, як перенесений шар висушується, переважно, за допомогою 14 (інфрачервоного випромінювання), шар, перенесений на плівку полімерного матеріалу, має масу на одиницю площі від 0,1г/м 2 до 10г/м 2, переважно, до 5г/м 2, ще більш переважно, до 3г/м 2, а найбільш переважно, до 2г/м 2, по відношенню до сухої маси. В'язкість і/або концентрацію композиції на водній основі зручно використовувати для контролю товщини шару вказаної композиції у пакувальному ламінаті, причому ці параметри впливають на розмір проміжку, який формується у зазорі між охолоджувальним валком і протидійним валком. Для композицій, що містять розчин полімеру, наприклад, полівінілового спирту або етиленвінілового спирту, концентрація повинна складати, найбільше, приблизно близько 20%, оскільки при більш високих концентраціях в'язкість стає дуже високою. Для композицій, що містять дисперсію, наприклад, етиленакрилової кислоти або етиленметак 7 78332 рилової кислоти, концентрація може складати приблизно до 50%, без того, щоб в'язкість ставала дуже високою. Відповідно ще до одного аспекту даного винаходу, вказана плівка полімерного матеріалу містить, щонайменше, один полімер з групи, яка складається з поліетилену, поліпропілену, етиленакрилової кислоти і етиленвінілового спирту, будь-якої якості, що відповідає пакувальним ламінатам. Якщо це прийнятно, пакувальний ламінат, на наступній стадії, може забезпечуватися, щонайменше, одним додатковим шаром, який покриває перенесений шар композиції на водній основі, що, отже, означає, що цей шар буде складати у ламінаті проміжний шар, який покритий, щонайменше, одним зовнішнім шаром. Це є необхідним, щонайменше, у випадку адгезійних шарів, однією з головних цілей яких є здійснення зв'язування із зовнішнім (можливо, крайнім ззовні) шаром, розташованим ззовні, або, у випадку шарів, які забезпечують деламінування, щоб було можливе відділення шарів з будь-якої сторони від шару, розташованого відповідно до даного винаходу, один від одного. Інші типи шарів, такі як шари бар'єра для запахів, бар'єра для газу або ефекту поглинання кисню, також можуть покриватися, щонайменше, одним зовнішнім шаром. Однак також можливим є для вказаного перенесеного шару композиції на водній основі, щоб він складав зовнішній, крайній ззовні шар у пакувальному ламінаті, який повинен розташовуватися або на зовнішній, або на внутрішній стороні упаковки. Це є необхідним, щонайменше, у випадку шарів, які повинні забезпечувати" поліпшений блиск або захоплюваність (ззовні), і є у деяких випадках придатним для використання для шарів, які повинні забезпечувати поліпшений бар'єр для запахів і/або бар'єр для кисню (всередині). Таким чином, буде зрозуміло, що термін "зовнішній" або "крайній ззовні" означає обидва шари, які можуть бути повернуті до простору упаковки з продуктом (всередині), яка повинна виготовлятися з пакувального ламінату, і шари, які повернуті назовні або складають зовнішню частину упаковки. Відповідно до переважного втілення даного винаходу, може бути створений виключно непроникний пакувальний ламінат з бар'єрними властивостями для кисню, якщо пакувальний ламінат містить як звичайний бар'єрний шар для кисню (наприклад, алюмінієву фольгу, шар полімеру, який має властивості бар'єра), так і бар'єрний шар для кисню відповідно до даного винаходу, перенесений за допомогою охолоджувального валка. Це відбувається завдяки тому, що досягається синергетичний ефект, коли у ламінаті використовуються два або більше бар'єрних шарів для кисню, а це означає, що бар'єрні властивості для кисню є більшими, ніж їх сума у індивідуальних бар'єрних шарів. У цьому випадку, є переважним використання у шарі, який одержують відповідно до даного винаходу, е тиленвінілового спирту, що диспергують, який стає більш водонерозчинним шляхом додавання етиленакрилової кислоти, етиленметакрилової кислоти і/або наночастинок. 8 Відповідно до іншого переважного втілення даного винаходу, малі отвори, які відомі як мікроканали у полімерному шарі, можуть герметизуватися за допомогою полімерного шару, що наноситься відповідно до даного винаходу, з герметизувальною композицією на водній основі, наприклад, етиленакриловою кислотою або етиленметакриловою кислотою. Це є переважним, особливо у пакувальних ламінатах, які мають тільки один полімерний шар, що має лицьову сторону всередині упаковки, у контакті з рідким харчовим продуктом. Даний винахід буде описаний нижче з посиланням на Фіг., яка схематично зображає систему відповідно до даного винаходу. На Фіг. обертовий охолоджувальний валок 1 звичайно охолоджується зсередини за допомогою охолоджувального середовища (охолоджувальної рідини). Охолоджувальний валок 1 має оболонку, виготовлену з металу, звичайно сталі, і переважно має поверхню з заглибленнями, наприклад, типу сіткового валка, що означає, що його поверхня здатна утримувати більшу кількість композиції на водній основі у поверхневому шарі, ніж може абсолютно гладка поверхня. Також є можливим, відповідно до даного винаходу, для валка мати абсолютно гладку поверхню, або поверхню, яка тільки злегка відрізняється від абсолютно гладкої поверхні, наприклад, за допомогою матування. Протидійний валок 2, наприклад, покритий каучуком друкарський валок, встановлюється навпроти охолоджувального валка 1 у положенні вздовж його горизонтальної центральної лінії, із зазором, з регульованим тиском у зазорі. Лист 4, щонайменше, з одного шару ламінату, який повинен вироблятися, звичайно, шару серцевини, який може вже бути ламінованим разом з бар'єрним шаром, вводиться у даний зазор. Також вводиться у зазор, між листом 4 і охолоджувальним валком 1, плівка 5 з розплавленого полімерного матеріалу, що екструдується з екструдера 3. У зазорі, лист 4 з'єднується разом з розплавленою плівкою 5 полімеру, по суті, по всі х їх поверхнях, повернутих одна до одної. Протягом контакту з поверхнями охолоджувального валка 1, коли ламінат з листа 4 і плівки 5 проходить навколо охолоджувального валка 1, плівка 5 охолоджується, а потім твердіє/кристалізується. Відповідно до даного винаходу, пристрій 6 для нанесення на охолоджувальний валок 1 поверхневого шар у композиції 7 на водній основі, що містить сухий матеріал, розташовується на протилежній стороні зазору, у положенні поряд з горизонтальною центральною лінією охолоджувального валка 1. Пристрій 6 показаний тут як такий, що містить два валки, які переносять композицію 7 на поверхню охолоджувального валка. Однак, як показано вище, множина інших конфігурацій є можливою. Нанесення композиції на водній основі на охолоджувальний валок 1 повинно, зрозуміло, здійснюватися по всій ширині листа 4, що вводиться у зазор, і плівки 5. У зазорі поверхневий шар, присутній на охолоджувальному валку, потім буде переноситися на полімерну плівку 5, доки вона все ще є гарячою і придатною для форму 9 78332 вання. Таким чином, шар композиції на водній основі формується на полімерній плівці, цей шар буде утворювати частин у закінченого пакувального ламінату. Перенесення відповідно до даного винаходу дає можливість виготовлення шару композиції на водній основі настільки тонкого, що, після сушіння, він має природу шкіри. Система також містить засоби (не показані) контролю товщини шар у композиції на водній основі, яка переноситься на полімерну плівку 5 у зазорі. Товщина переважно контролюється, щонайменше, частково, за допомогою в'язкості і/або концентрації композиції на водній основі. Коли пакувальний ламінат 9, який тепер може завершувати або складати основу для додаткового включення інших шарів, покидає охолоджувальний валок 1, при цьому він містить, щонайменше, один готовий шар (переважно шар серцевини), поряд з яким лежить безпосередньо шар полімеру, який на своїй іншій стороні має шар композиції на водній основі. У той час як шар композиції на водній основі розташовується між поверхнею охолоджувального валка і полімерного шару, він підігрівається за допомогою полімерного шару (який, у випадку, наприклад, поліетилену, екструдується при температурі приблизно 280-325°С). Коли, ламінат 9 покидає охолоджувальний валок 1, вода буде випаровуватися з нагрітої композиції на водній основі, яка, внаслідок цього, висихає, щонайменше, частково. За парою валків 1, 2, проте, як правило, звичайно йде сушка 8, переважно, 14 (інфрачервона) сушка, з максимальною довжиною до 8м, або більш переважно, 5м. Після цього пакувальний ламінат готовий для формування у вигляді упаковок, якщо це зручно, шляхом фальцювання і розрізання на індивідуальні заготовки, або ж лист з пакувального ламінату може переноситися у розташоване далі обладнання 10 для утворення на пакувальному ламінаті, щонайменше, ще одного шару на тій же стороні ламінату, що і шар полімерного матеріалу, тобто, так би мовити, для інкапсулювання шару композиції на водній основі. На Комп’ютерна в ерстка Т. Чепелев а 10 іншій стороні ламінату 9 також можуть, зрозуміло, утворюватися додаткові шари. Приклад На виробництві здійснюють дослідження, в яких наявний охолоджувальний валок навантажують поверхневим шаром полівінілового спирту відповідно до умов таблиці 1. Береться велика кількість зразків з ламінованого картону, і вони мають бар'єри для кисню, від 27 до 108см 3/м 3 24 години, 1атм, при 23°С, відносній вологості 50%. Розкид викликається тим фактом, що обладнання, яке використовується у дослідженні, не дає можливості для більш точного контролю товщини шару, що наноситься, який теоретично складає 0,6г/м 2, у сухому вигляді. Однак метою даного прикладу є, передусім, демонстрація того, що те хнологія відповідно до даного винаходу функціонує на практиці. Таблиця Полімерний матеріал Маса ламінату (г/м 2) Температура ламінату (°С) Швидкість тонкого листа (м/хв.) Дисперсія Вміст сухого продукту (%) Подача (кг/год.) Ширина, що наноситься (м) Маса одиничної площі, у мокрому стані (г/м 2) Бар'єр для кисню Поліетилен низької щільності 25 325 25 Полівініловий спирт 1599 (PVOH) 10 3,5 0,4 6 27-108 Даний винахід не є обмеженим втіленнями, що демонструються тут, але може змінюватися у межах формули винаходу. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601