АКТИВНЫЙ КОНТРОЛИРУЮЩИЙ ВЛАЖНОСТЬ МАТЕРИАЛ ДЛЯ УПАКОВКИ
ACTIVE MOISTURE CONTROL MATERIAL FOR PACKING

Область техники
Настоящее изобретение относится к активному контролирующему влажность материалу. В частности, настоящее описание относится к активному контролирующему влажность материалу для упаковки, в которой уровень влажности внутри упаковки (например, сигаретной пачки или упаковки для сухих пищевых продуктов) может быть стабилизирован, так что продукт внутри нее хранится при постоянной влажности до и после открывания упаковки.
Уровень техники
Во многих видах упаковки необходим барьер против влаги, запаха, кислорода и т.д. для сохранения качества продукта, содержащегося в упаковке. Обычно этот барьер может быть, так называемым, пассивным барьером, в случае чего структура содержит отдельные барьерные слои, например, сигаретная пачка обычно содержит обертку из пластиковой пленки, совмещенную с алюминиевой фольгой или алюминиевыми ламинированными структурами. Это означает, что существующие упаковки многокомпонентные, имеющие несколько слоев материала с отдельным барьерным слоем как снаружи, так и внутри упаковки.
После открывания упаковки дополнительной сложностью становится удержание начального уровня влажности внутри упаковки или максимально близкого к начальному. Это чрезвычайно важно для чувствительных к влажности продуктов, таких как сигареты. Уровень влажности должен составлять примерно 10-15% в течение всего времени хранения упаковки, а также после открытия упаковки. Очевидно, что в сегодняшних упаковках уровень влажности сигареты существенно изменяется после первого открывания упаковки, поскольку все барьерные слои упаковки разрушены, а система повторного закрывания часто не обеспечивает достаточной защиты. Среднее время использования одной сигаретной пачки (20 сигарет) после первого открывания составляет от одного до пяти дней, и за это время уровень влажности внутри пачки и, таким образом, сигареты, изменяется, что недопустимо с точки зрения качества.
В уровне техники предложены различные решения, способные обеспечить более активный контроль влажности. Например, в US4997082A в упаковку включена влагорегулирующая прокладка.
В US2013292279A раскрыта сигаретная пачка, в которой слой волокнистого материала, имеющий влагобарьерный слой, включен в слой волокнистого материала или расположен снаружи волокнистого материала. Барьерный слой содержит полимерный слой, имеющий ограниченную способность поглощения влаги.
В WO09106493A1 раскрыта упаковка с контролем влажности, эта упаковка имеет ламинированную структуру, при этом слой, содержащий влагу, вложен между двух полимерных слоев. Указанный содержащий влагу слой может быть бумагой, пропитанной водой или соляным раствором, что может обеспечить контроль испарения. Полимерные слои могут быть снабжены отрывными полосками для раскрытия содержащего влагу слоя внутрь емкости для увлажнения табака внутри.
Таким образом, существует необходимость в возможности изготовления упаковки, активно контролирующей влажность в упаковке, изготавливаемой значительно более простым образом или не требующей нескольких слоев или ламинированных структур.
Сущность изобретения
Задачей настоящего описания является обеспечение улучшенного материала для активного контроля влажности, устраняющего или снижающего по меньшей мере некоторые недостатки материалов уровня техники.
Более конкретные задачи включают обеспечение упаковки, выполненной из материала, контролирующего влажность, и способов изготовления материала, контролирующего влажность.
Изобретение определяется независимыми пунктами прилагаемой формулы. Варианты выполнения и примеры приведены в зависимых пунктах прилагаемой формулы, а также в последующем описании и чертежах.
Согласно первому аспекту, обеспечен активный контролирующий влажность материал, содержащий материал на волокнистой основе и по меньшей мере одну активную добавку, при этом указанная активная добавка приспособлена для контроля передачи влажности в активном контролирующем влажность материале, указанный активный контролирующий влажность материал получен в процессе выполнения бумаги или картона, и указанная активная добавка включена в указанный активный контролирующий влажность материал.
Под активным контролирующим влажность материалом подразумевается активный материал, который может поглощать влагу, такую как вода, из окружающей среды или предотвращать, например, пропадание влаги из закрытого отделения, или даже обеспечивать влагу, то есть десорбировать влагу в окружающую среду или отделение, которое он окружает или смежно к которому расположен. Таким образом, этот материал не является пассивным барьерным материалом.
Активная добавка, таким образом, может быть добавлена, например, в напорный ящик или исходный раствор, или путем клейки или покрытия поверхности, так что активная добавка включена в активный контролирующий влажность материал, то есть в сам волокнистый материал, по сравнению с выполнением барьерного материала путем вымачивания волокнистого материала в соляном растворе.
Таким образом, этот материал сам по себе образует основной упаковочный материал, по сравнению с отдельным контролирующим влажность материалом или увлажняющим материалом в упаковке, такой как, например, сигаретная пачка. Это означает, что может быть проще изготовить, например, сигаретную пачку, а также после ее открывания можно получить повышенный контроль влажности внутри упаковки.
Активная добавка может быть добавлена во время изготовления указанного материала в процессе выполнения бумаги или картона или в процессе пенообразования.
Это означает, что материал может быть выполнен любым традиционным способом изготовления бумаги или картона. Пенообразование может улучшить свойства контроля влажности, в частности, впитывающую способность материала. Альтернативно, активная добавка может быть добавлена на отдельном этапе процесса после процесса изготовления картона.
Активная добавка может быть любой из хлорида натрия, хлорида кальция и хлорида калия, силиката натрия, фосфатов и суперабсорбирующего полимера или их смеси. Суперабсорбирующий полимер может быть любым из синтетического суперабсорбирующего полимера, суперабсорбирующего полимера на основе полисахаридов и суперабсорбирующего полимера на основе полиаминокислот.
Волокнистый материал может быть любым из бумаги, картона или микрофибриллированной целлюлозы.
Материал может иметь толщину в пределах 20 мкм - 3 мм или 40 мкм - 1000 мкм, или 40 мкм - 500 мкм.
Толщина активного контролирующего влажность материала, таким образом, может быть приспособлена для обеспечения требуемого баланса влажности или контроля баланса влажности.
Активная добавка может быть обеспечена в четко обозначенных областях волокнистого материала, так что обеспечивается рисунок контроля влажности.
Активный контролирующий влажность материал может быть дополнительно снабжен пассивным влагобарьерным материалом.
Пассивным влагобарьерным слоем может быть заламинирован или покрыт активный контролирующий влажность материал. Это создает влагобарьерную защиту и может контролировать, в каком направлении влага может передаваться и с какой скоростью. Комбинация активного влагобарьера и пассивного влагобарьера дополнительно повышает контроль уровня влажности в упаковке. Пассивный барьер также может дополнительно усилить защиту упакованного продукта от внешних условий, таких как высокая или низкая влажность. Пассивный барьерный материал требует только нанесения на одну сторону активного контролирующего материала, то есть, на сторону, обращенную к окружающей среде или, например, упаковке. Другая сторона может быть расположена в прямом контакте с упакованным материалом без дальнейшей необходимости в покрытиях или барьерных слоях.
Пассивный барьер может содержать только один из синтетического или возобновляемого полимера.
Активный контролирующий влажность материал может быть снабжен дополнительным слоем бумаги или картона, образуя, таким образом, ламинированную структуру.
Таким образом, ламинированная структура может иметь структуру картона/пассивного барьера/контролирующего влажность материала или, альтернативно, картона/контролирующего влажность материала, где активный контролирующий материал расположен в соединении с внутренней частью упаковки.
Согласно второму аспекту обеспечена упаковка, выполненная из активного контролирующего влажность материала по первому аспекту, таким образом, образуя упаковку с активным контролем влажности.
Под упаковкой с активным контролем влажности подразумевается упаковка или упаковочный материал, приспособленный для удержания внутри чувствительных к влажности материалов. Эти виды упаковок или упаковочных материалов используются, например, в сигаретных пачках или для различных видов пищевых продуктов.
Это означает, что, например, сигаретная пачка или коробка могут быть выполнены путем использования активного контролирующего влажность материала в качестве основной упаковки или заготовки для всей упаковки, и активный контролирующий влажность материал, таким образом, окружает сигареты, то есть волокнистый материал может быть расположен непосредственно против упакованного продукта. Таким образом, активный контролирующий влажность материал образует основную структуру упаковки. Традиционные сигаретные пачки содержат несколько отдельных слоев для удержания влаги в упаковке. С помощью активного контролирующего влажность материала влага может уже быть в материале, таким образом, обеспечивая требуемую влажность упаковываемому продукту, и при этом обеспечивая простое изготовление упаковки.
Таким образом, контроль влажности может быть быстрым процессом, поскольку внутри упаковки нет другого барьерного слоя.
Путем использования активного контролирующего влажность материала для образования упаковки обеспечен способ не только улучшения контроля влажности в упаковке во время хранения и транспортировки, но также после открывания упаковки, а также способ простого получения упаковки с контролем влажности. Таким образом, уровень влажности в упаковке (например, сигаретной или для сухих пищевых продуктов) может быть стабилизирован, так что продукт внутри хранится при постоянной влажности до и после открывания упаковки.
Активный контролирующий влажность материал может быть изготовлен с учетом активных добавок и толщины материала, так что сама упаковка обеспечивает требуемый контроль скорости и объема впитывания и/или десорбции влаги в упаковке. Это также означает, что необходимость в добавлении свободной влагорегулирующей прокладки и т.п. для контроля влажности устранена.
Упаковка может быть альтернативно снабжена наружным пассивным барьерным материалом, таким как пластиковая пленка или обертка, или наружное покрытие для сохранения влаги внутри всей упаковки и ее защиты от изменений внешних условий.
Активный контролирующий влажность материал может быть предварительно обработан до закрывания упаковки.
Под предварительной обработкой подразумевается стабилизация содержания влаги в упаковочном материале, а также стабилизация содержания влаги во внутреннем объеме упаковки до правильного уровня. Это означает, что, когда материал предварительно обработан, другие увлажняющие меры не требуются для обеспечения нужной среды для упакованного продукта. Предварительная обработка может быть выполнена непосредственно перед закрыванием упаковки, но также может быть выполнена вместе с изготовлением активного контролирующего влажность материала или заготовки для выполнения упаковки.
Упаковка может быть дополнительно снабжена или содержать пассивный барьерный слой.
Указанная упаковка может даже быть дополнительно снабжена или содержать наружный бумажный или картонный слой.
Указанная упаковка, таким образом, образует ламинированную структуру, которая может содержать структуру картона/пассивного барьера/контролирующего влажность материала или, альтернативно, картона/контролирующего влажность материала, в которой активный контролирующий материал расположен в соединении с внутренней стороной упаковки, а картонный или бумажный слой расположен снаружи для обеспечения повышенной структурной жесткости упаковки.
Согласно третьему аспекту обеспечено применение упаковки по второму аспекту для упаковки любого из сигарет, медикаментов, косметики, электроники, металлических продуктов, одежды, обуви и пищевых продуктов.
Указанная упаковка может по существу использоваться для всех видов чувствительных к влажности продуктов. Указанная упаковка, например, может использоваться для упаковки одежды или обуви для избегания использования или сокращения использования противоплесневых добавок.
Согласно четвертому аспекту обеспечен способ изготовления активного контролирующего влажность материала в машине для изготовления бумаги или картона, где указанный активный контролирующий влажность материал содержит волокнистый материал и активную добавку, при этом указанный способ является неавтономной, поточной или автономной операцией в процессе изготовления бумаги или картона; и добавления указанной активной добавки в указанный волокнистый материал, образуя, таким образом, активный контролирующий влажность материал.
Неавтономная операция изготовления бумаги или картона может включать добавление указанной активной добавки в указанный волокнистый материал с помощью смешивания целлюлозной массы, клейки и покрытия поверхности.
Автономная операция изготовления бумаги или картона может включать добавление указанной активной добавки в указанный волокнистый материал с помощью технологии печатной машины, технологии покрытия, технологии пенообразования или пропитывания.
Указанный способ может дополнительно включать обеспечение указанного активного контролирующего материала с рисунком контроля влаги в четко обозначенных областях материала.
Под рисунком контроля влаги подразумевается четко обозначенная область материала, контролирующего влажность, снабженная активной добавкой, так что только эта область или рисунок имеет свойства активного контроля влаги. Это может быть выполнено путем нанесения печати или покрытия заготовленной щели и т.д., так что активная добавка обеспечена в четко обозначенной области.
Краткое описание чертежей
Настоящее решение далее описано исключительно путем примера со ссылкой на сопровождающие схематичные чертежи.
Фиг.1 - схематичный вид в перспективе упаковки.
Подробное описание
Изобретение относится к волокнистому материалу, в который добавлен активный компонент во время процесса изготовления волокнистого материала. Волокнистый материал может применяться, например, в упаковках.
Волокнистый материал, благодаря добавлению активного компонента или добавки, может поглощать и высвобождать влагу. Таким образом, это активный контролирующий влажность материал. Таким образом, путем добавления активного компонента или добавки к или в волокнистый материал образуется активный контролирующий влажность материал.
Поглощение и/или десорбция влаги может основываться в основном на волокнах, а активные добавки могут усиливать эффект. Волокнистый материал, таким образом, может обеспечивать достаточно высокую способность контроля влажности.
Волокнистый материал может быть бумажным, картонным или выполненным из микрофибриллированной целлюлозы. Указанный волокнистый материал может быть по существу любого типа материалом в форме полотна, где волокнистый материал выполнен из неископаемых сырьевых материалов, используемых в традиционных процессах изготовления бумаги или картона. Волокнистый материал может быть любым видом материала на целлюлозной основе. Предпочтительно, волокнистый материал содержит целлюлозные волокна, например, массовая доля которых составляет, по меньшей мере, 50% от общего твердого содержимого материала, однако он может содержать, например, по меньшей мере 75 или 80% целлюлозных волокон.
Активный компонент или добавка, таким образом, приспособлена для контроля перехода влаги в активный контролирующий влажность материал.
Активная добавка предпочтительно является хлоридом натрия, хлоридом кальция или хлоридом калия. Дополнительно, она может быть силикатом натрия, фосфатами или суперабсорбирующим полимером или их смесью. Силикат натрия может быть, например, Na2O3Si, известным как жидкое стекло или растворимое стекло. Соль может быть любого подходящего сорта и формы. Активная добавка может также быть добавкой, по существу способной только поглощать влагу, такой, как силикагель, бентонитовая глина, молекулярное сито, оксид кальция или сульфат кальция.
Суперабсорбирующий полимер (SAP) может быть синтетическим суперабсорбирующим полимером, суперабсорбирующим полимером на полисахаридной основе или суперабсорбирующим полимером на основе полиаминокислот.
Примерами синтетических SAP могут быть полученные из акриловых мономеров, таких как акриловая кислота (АА) или акриламид (АМ). Одним примером синтетических SAP, которые могут быть добавлены в качестве активной добавки, является полиакрилат натрия.
Примерами SAP на полисахаридной основе являются карбоксиметилцеллюлоза (СМС) и гидроксиэтилцеллюлоза (НЕС). Одним примером является натрий-карбоксиметилцеллюлоза.
Активной добавкой также может быть микрофибриллированная целлюлоза, которая могла быть модифицирована.
Активный компонент или добавка может быть добавлена к или в волокнистый материал непосредственно в машине для изготовления бумаги/картона, то есть в неавтономном процессе или в виде автономной операции.
Альтернативно, активная добавка может быть включена в отдельный этап процесса после процесса выполнения картона.
Примерами неавтономной операции могут быть, например, добавление активной добавки в целлюлозную смесь традиционным способом или путем, так называемого, поточного процесса изготовления. Целлюлозная смесь может, в дополнение к целлюлозным волокнам из, например, твердой и/или мягкой древесины, дополнительно содержать наполнители, удерживающие средства, влагопрочные и/или прочные в сухом состоянии добавки, оптические отбеливатели OBA и традиционную химию мокрой части, известную специалистам в области изготовления бумаги и картона. Неавтономная операция может дополнительно включать клеильный или покрывающий узел. Неавтономная операция может также включать технологии пенообразования. Пенообразование может обеспечить очень плотную структуру материала, что может обеспечить высокую способность поглощения влаги, особенно, по сравнению с полностью пластиковыми материалами.
Примерами автономной операции могут являться технология печатной машины, технология покрытия, например, с помощью лезвия, стержня, в виде полотна, технологии распыления или пропитывания, например, с помощью клеильной машины.
Активный контролирующий материал может использоваться как заготовка или основной упаковочный материал для различных видов упаковок.
В одном примере, как показано на Фиг.1, активный контролирующий материал может использоваться для сигаретной пачки 1. Указанная пачка 1 имеет внутреннюю часть 2, где расположены сигареты (не показаны), и наружную часть 3.
Внутренняя часть 2, таким образом, может содержать активный контролирующий материал 4. В одном примере наружная часть 3 содержит активный контролирующий материал или, альтернативно, наружный пассивный барьерный материал 5.
Указанный пассивный барьерный материал 5 может быть синтетическим или возобновляемым полимером. Примерами синтетических полимеров могут быть полиэтилен низкой плотности (LDPE), полиэтилен высокой плотности (HDPE), полипропилен (РР) и полиэтилентерефталат (РЕТ). Примерами возобновляемых полимеров могут быть, так называемые, «зеленый» полиэтилен (РЕ), «зеленый» полиэтилентерефталат (РЕТ), полимолочная кислота и полибутиленсукцинат (PBS). Пассивный барьерный материал может быть нанесен на активный контролирующий материал во время изготовления, например, в виде слоя покрытия или пленки, или после, в виде съемной пленки.
Примерами нанесения пленки являются пленочное ламинирование, клеевое ламинирование, чувствительное к давлению ламинирование. Барьерный слой может быть альтернативно нанесен путем дисперсии, систем покрытия на основе воды или раствора. Он также может быть нанесен путем покрытия экструзией или ламинирования экструзией активного контролирующего влажность материала.
Активный контролирующий влажность материал может иметь толщину от 20 мкм до 3 мм или от 40 мкм до 1000 мкм, или от 40 мкм до 500 мкм. Способность впитывания влаги зависит от толщины и будет выше в случае более толстого материала.
Упаковка, выполненная из активного контролирующего влажность материала, может быть предварительно обработана до закрывания упаковки.
Эта предварительная обработка может происходить во время выполнения упаковочного материала из заготовки или во время наполнения упаковки.
Упаковка, содержащая активный контролирующий влажность материал, может использоваться для всех видов чувствительных к влажности продуктов, таких как сигареты, медикаменты, косметика, электроника, металлические продукты, одежда, обувь и пищевые продукты.
Материал или упаковка могут быть альтернативно снабжены рисунком или, так называемым, рисунком поглощения влаги. В некоторых применениях может быть необходимость в свойствах поглощения влаги только в определенных областях упаковки или упаковочного материала. Рисунок может быть получен с помощью автономных операций, например, процесса печати или покрытия предварительно выполненных щелей и т.д., так что активная добавка обеспечена в четко определенных областях или в виде рисунка волокнистого материала. Одним из преимуществ может быть меньшее сокращение жесткости благодаря поглощенной влаге в упаковке.
В дополнение к обеспечению активного контролирующего влажность материала пассивным барьером, он также может быть снабжен бумажным или картонным слоем в ламинированной структуре, то есть, картон/пассивный барьер/контролирующий влажность материал. Указанный активный контролирующий влажность материал был бы внутри упаковки. Это обеспечивает преимущество в том, что жесткость упаковки образуется в основном наружным картонным/бумажным слоем, который не поглощает влагу в большей степени.
С учетом вышеприведенного подробного описания настоящего изобретения, специалисту в данной области очевидны другие модификации и варианты. Однако должно быть понятно, что такте другие модификации и варианты могут применяться без отклонения от сущности и объема изобретения.