УПАКОВОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ (ВАРИАНТЫ)
PACKING MATERIAL (VERSIONS)

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к упаковочному материалу.
Более конкретно, настоящее изобретение относится к многослойному телу, из которого сформирован упаковочный материал. Оно относится, в частности, к  многослойному телу для использования в скатертях, салфетках, фартуках, нарядных скатертях, напольных ковриках, настенных облицовках, обоях, этикетках, антиадгезионной бумаге, ярлыках, покрывалах для кресел, водостойких пленках, зонтиках, лыжных костюмах, строительных материалах, постельных покрывалах, материалах верха обуви, бахилах, водостойкой одежде, водоотталкивающих пленках, водоотталкивающих листовых материалах и подобных предметах и к упаковочному материалу для использования в упаковке продуктов питания, напитков, лекарственных средств, косметических изделий, химических продуктов и подобных предметов.
Настоящее изобретение также относится к неадгезионному контейнеру и к способу его изготовления. В частности, оно относится к контейнеру, имеющему превосходное отсутствие адгезии к его содержимому, и к способу его изготовления. Более конкретно, оно относится к неадгезионному контейнеру для хранения продуктов питания, напитков, лекарственных средств, косметических изделий, химических продуктов и подобных предметов и к способу его изготовления.
Настоящее изобретение также относится к упаковочному материалу и к способу его изготовления. Более конкретно, оно относится к упаковочному материалу для использования в упаковке продуктов питания, напитков, лекарственных средств, косметических изделий, химических продуктов и подобных предметов и к способу его изготовления. В частности, оно относится к упаковочному материалу, имеющему превосходное отсутствие адгезии к его содержимому.
Настоящее изобретение также относится к упаковочному материалу. Более конкретно, оно относится к упаковочному материалу для использования в упаковке продуктов питания, напитков, лекарственных средств, косметических изделий, химических продуктов и подобных предметов. В частности, оно относится к упаковочному материалу, имеющему превосходные свойства абсорбции кислорода и отсутствие адгезии к содержимому.
Уровень техники
Уже известно большое разнообразие упаковочных материалов и контейнеров, и их содержимое также является разнообразным. Оно включает, например, желеобразные сладости, пудинг, йогурт, жидкое моющее средство, зубную пасту, быстрорастворимую приправу карри, сироп, вазелин, очищающий крем для лица, очищающий мусс для лица и другие продукты питания, напитки, лекарственные средства, косметические изделия, химические продукты и подобные предметы. Содержимое также находится в различных формах, включая твердые, полутвердые, жидкие, вязкие материалы, гели и подобные формы.
Помимо герметизирующей способности, упаковочные материалы, используемые в упаковке данного содержимого, также должны иметь термоадгезионные свойства, светозащитные свойства, термостойкость, долговечность и другие свойства, соответствующие содержимому, типу упаковки, применению и т.п. Однако остается следующая проблема, даже если упаковочный материал удовлетворяет всем данным требованиям. Она состоит в том, что содержимое прилипает к упаковочному материалу. Когда содержимое прилипает к упаковочному материалу, трудно использовать все содержимое, что приводит к его потере. Требуется усилие, если содержимое, прилипающее к упаковочному материалу, необходимо собрать отдельно, чтобы можно было использовать все содержимое. Следовательно, помимо герметизирующей способности и других обсуждаемых выше свойств, упаковочные материалы также должны иметь свойства отсутствия адгезии упаковочного материала к содержимому (неадгезионные свойства).
Была предложена крышка, предотвращающая прилипание содержимого (патентный документ 1), причем в данной крышке предусмотрен термосварной слой и слой основного материала, соединенные через адгезионный слой, причем термосварной слой имеет толщину, превышающую 10 мкм, и состоит из полиолефина, содержащего сложный эфир кислоты и глицерина, полимер сложного эфира жирной кислоты и глицерина, сложный эфир жирной кислоты и пентаэритрита, блок-сополимер полиоксипропилена и полиоксиэтилена, сложный эфир жирной кислоты и сорбита, полиоксиэтиленалкиловый простой эфир, амид жирной кислоты или подобные вещества, имеющие неадгезионные свойства, и промежуточный слой, состоящий из полиолефина, находится между адгезионным слоем и термосварным слоем.
Также описано устройство, снабженное легкоочищаемым поверхностным покрытием (патентный документ 2), причем данное устройство содержит легкоочищаемое поверхностное покрытие, имеющее термостойкость, составляющую по меньшей мере до 300°С, превосходные неадгезионные свойства и толщину от 1 до 1000 нм, поверхностное покрытие содержит металлооксидную сетку и гидрофобное вещество, причем гидрофобное вещество равномерно распределено по отношению к толщине поверхностного покрытия, и поверхностное покрытие является гидрофобным с краевым углом смачивания, превышающим 90° по отношению к воде.
Патентный документ 1: публикация японской патентной заявки №2002-37310
Патентный документ 2: публикация японской патентной заявки №2004-130785
Однако материалы патентных документов 1 и 2 не предлагают достаточных свойств предотвращения адгезии. Все еще требуются дополнительные усовершенствования для практического применения.
Раскрытие изобретения
Таким образом, основная цель настоящего изобретения заключается в предложении многослойного тела, упаковочного материала и контейнера, которые способны постоянно проявлять неадгезионные свойства, превосходящие предшествующий уровень техники.
В результате всестороннего исследования, проведенного в свете данных проблем предшествующего уровня техники, авторы в данном случае усовершенствовали настоящее изобретение, обнаружив, что данная цель может быть достигнута принятием многослойного тела и упаковочного материала, имеющего определенную структуру.
Таким образом, настоящее изобретение относится к следующему многослойному телу, упаковочному материалу и контейнеру.
1. Неадгезионное многослойное тело, содержащее мелкие гидрофобные оксидные частицы, имеющие средний диаметр первичных частиц от 3 до 100 нм, прикрепленные по меньшей мере к части внешней поверхности.
2. Многослойное тело, содержащее мелкие гидрофобные оксидные частицы, имеющие средний диаметр первичных частиц от 3 до 100 нм, прикрепленные по меньшей мере к части поверхности слоя, содержащего термопластический полимер.
3. Многослойное тело по приведенному выше п. 2, в котором частицы наполнителя, содержащие по меньшей мере один органический компонент и неорганический компонент, содержатся в слое, содержащем термопластический полимер.
2
4. Многослойное тело по приведенному выше п. 2, в котором количество прикрепленных мелких гидрофобных оксидных частиц составляет от 0,01 до 10 г/м.
5. Многослойное тело по приведенному выше п. 2, в котором мелкие гидрофобные оксидные частицы образуют пористый слой, имеющий трехмерную сетчатую структуру.
2
6. Многослойное тело по приведенному выше п. 2, в котором удельная поверхность мелких гидрофобных оксидных частиц, согласно методу БЭТ, составляет от 50 до 300 м/г.
7. Многослойное тело по приведенному выше п. 2, в котором мелкие гидрофобные оксидные частицы состоят из гидрофобного диоксида кремния.
8. Многослойное тело по приведенному выше п. 7, в котором гидрофобный диоксид кремния содержит поверхностные триметилсилильные группы.
9. Многослойное тело по приведенному выше п. 3, в котором средний диаметр частиц наполнителя составляет от 0,5 до 100 мкм.
10. Упаковочный материал, включающий многослойное тело по любому из приведенных выше пп. 1-9.
11. Контейнер для хранения содержимого, который представляет собой неадгезионный контейнер, в котором мелкие гидрофобные оксидные частицы, имеющие средний диаметр первичных частиц от 3 до 100 нм, прикреплены по меньшей мере к части или ко всей поверхности контейнера, которая вступает в контакт с содержимым.
2
12. Неадгезионный контейнер по приведенному выше п. 11, в котором количество прикрепленных мелких гидрофобных оксидных частиц составляет от 0,01 до 10 г/м.
13. Неадгезионный контейнер по приведенному выше п. 11, в котором мелкие гидрофобные оксидные частицы образуют пористый слой с трехмерной сетчатой структурой.
2
14. Неадгезионный контейнер по приведенному выше п. 11, в котором удельная поверхность мелких гидрофобных оксидных частиц, согласно методу БЭТ, составляет от 50 до 300 м/г.
15. Неадгезионный контейнер по приведенному выше п. 11, в котором мелкие гидрофобные оксидные частицы состоят из гидрофобного диоксида кремния.
16. Неадгезионный контейнер по приведенному выше п. 15, в котором гидрофобный диоксид кремния содержит поверхностные триметилсилильные группы.
17. Изделие, включающее неадгезионный контейнер по приведенному выше п. 11, в котором содержимое упаковано в контейнер и герметизировано крышкой.
18. Способ изготовления контейнера для хранения содержимого, включающий стадию, обеспечивающую прикрепление мелких гидрофобных оксидных частиц, имеющих средний диаметр первичных частиц от 3 до 100 нм, по меньшей мере к части или ко всей поверхности контейнера, которая вступает в контакт с содержимым.
19. Способ изготовления контейнера для хранения содержимого, включающий стадию, обеспечивающую прикрепление мелких гидрофобных оксидных частиц, имеющих средний диаметр первичных частиц от 3 до 100 нм, по меньшей мере к части или ко всей поверхности контейнера, которая вступает в контакт с содержимым, и последующую термообработку.
20. Упаковочный материал, сформированный из многослойного тела, содержащего по меньшей мере основной слой и термоадгезионный слой, причем термоадгезионный слой нанесен в качестве наиболее внешнего слоя на одну поверхность упаковочного материала, и мелкие гидрофобные оксидные частицы со средним диаметром первичных частиц от 3 до 100 нм прикреплены к наиболее внешней поверхности, где термоадгезионный слой не примыкает к другому слою.
2
21. Упаковочный материал по приведенному выше п. 20, в котором количество прикрепленных мелких гидрофобных оксидных частиц составляет от 0,01 до 10 г/м.
22. Упаковочный материал по приведенному выше п. 20, в котором мелкие гидрофобные оксидные частицы образуют пористый слой с трехмерной сетчатой структурой.
2
23. Упаковочный материал по приведенному выше п. 20, в котором удельная поверхность мелких гидрофобных оксидных частиц, согласно методу БЭТ, составляет от 50 до 300 м/г.
24. Упаковочный материал по приведенному выше п. 20, в котором мелкие гидрофобные оксидные частицы состоят из гидрофобного диоксида кремния.
25. Упаковочный материал по приведенному выше п. 24, в котором гидрофобный диоксид кремния содержит поверхностные триметилсилильные группы.
26. Упаковочный материал приведенному выше п. 20, для использования в изделии, включающем содержимое, упакованное в упаковочный материал таким образом, что содержимое может вступать в контакт с наиболее внешней поверхностью упаковочного материала со стороны термоадгезионного слоя.
27. Способ изготовления упаковочного материала, состоящего из многослойного тела, содержащего по меньшей мере основной слой и термоадгезионный слой, при этом способ включает стадию, обеспечивающую прикрепление мелких гидрофобных оксидных частиц со средним диаметром первичных частиц от 3 до 100 нм к поверхности термоадгезионного слоя.
28. Способ изготовления по приведенному выше п. 27, дополнительно включающий стадию нагревания многослойного тела во время и/или после указанной выше стадии.
29. Упаковочный материал, который сформирован из многослойного тела, содержащего по меньшей мере основной слой и термоадгезионный слой, и который представляет собой крышку с термоадгезионным слоем, нанесенным в качестве внешнего слоя на одну поверхность упаковочного материала, причем мелкие гидрофобные частицы с диаметром первичных частиц от 3 до 100 нм прикреплены к внешней поверхности, где термоадгезионный слой не примыкает к другому слою, и мелкие гидрофобные оксидные частицы имеют конфигурацию, образующую пористый слой, имеющий трехмерную сетчатую структуру.
30. Упаковочный материал, который сформирован из многослойного тела, содержащего по меньшей мере основной слой и термоадгезионный слой, и который предназначен для использования в качестве пакета, формованного контейнера, упаковочной пленки или трубки, причем термоадгезионный слой нанесен в качестве наиболее внешнего слоя на одну поверхность упаковочного материала, мелкие гидрофобные частицы с диаметром первичных частиц от 3 до 100 нм прикреплены к внешней поверхности, где термоадгезионный слой не примыкает к другому слою, и мелкие гидрофобные оксидные частицы имеют конфигурацию, образующую пористый слой, имеющий трехмерную сетчатую структуру.
31. Упаковочный материал, который сформирован из многослойного тела, содержащего по меньшей мере основной слой и термоадгезионный слой, с термоадгезионным слоем нанесен в качестве внешнего слоя на одну поверхность упаковочного материала, причем кислородный абсорбент включен по меньшей мере в один слой из основного слоя и термоадгезионного слоя, и мелкие гидрофобные оксидные частицы со средним диаметром первичных частиц от 3 до 100 нм прикреплены к внешней поверхности, где термоадгезионный слой не примыкает к другому слою.
2
32. Упаковочный материал по приведенному выше п. 31, в котором количество прикрепленных мелких гидрофобных оксидных частиц составляет от 0,01 до 10 г/м.
33. Упаковочный материал по приведенному выше п. 31, в котором мелкие гидрофобные оксидные частицы образуют пористый слой, имеющий трехмерную сетчатую структуру.
2
34. Упаковочный материал по приведенному выше п. 31, в котором удельная поверхность мелких гидрофобных оксидных частиц, согласно методу БЭТ, составляет от 50 до 300 м/г.
35. Упаковочный материал по приведенному выше п. 31, в котором мелкие гидрофобные оксидные частицы состоят из гидрофобного диоксида кремния.
36. Упаковочный материал по приведенному выше п. 35, в котором гидрофобный диоксид кремния содержит поверхностные триметилсилильные группы.
37. Упаковочный материал по приведенному выше п. 31, в котором кислородный абсорбент содержит металлические частицы, покрывающие по меньшей мере часть поверхности частиц, содержащих по меньшей мере один из полимерного компонента и неорганического оксида.
38. Упаковочный материал по приведенному выше п. 31, для использования в изделии, включающем содержимое, упакованное в упаковочный материал таким образом, что содержимое может вступать в контакт с внешней поверхностью на стороне с термоадгезионным слоем.
Преимущества первого изобретения
Многослойное тело и упаковочный материал согласно первому изобретению могут проявлять хорошие водоотталкивающие и неадгезионные свойства (или грязеотталкивание). В частности, отделение мелких гидрофобных оксидных частиц можно эффективно сокращать или предотвращать, и хорошие водоотталкивающие и неадгезионные свойства можно эффективно поддерживать, когда гранулированный наполнитель, включающий по меньшей мере один органический компонент и неорганический компонент, включен в слой, содержащий термопластический полимер (далее иногда называется «слой термопластического полимера»).
Кроме того, можно получать превосходные и долговечные неадгезионные свойства, одновременно сохраняя хорошие термоадгезионные свойства, когда слой термопластического полимера используют в качестве термоадгезионного слоя в многослойном теле или упаковочном материале согласно первому изобретению. Таким образом, хорошие неадгезионные свойства можно получить без ингибирования термоадгезионных свойств в практическом смысле и без воздействия ограничений на тип, толщину и другие параметры термоадгезионного слоя. Более конкретно, мелкие гидрофобные оксидные частицы в области термоадгезии не ингибируют термоадгезионные свойства, потому что они внедряются в термоадгезионный слой в процессе термоадгезии, в то время как мелкие гидрофобные оксидные частицы вне области термоадгезии могут обеспечить сильные неадгезионные свойства, потому что частицы сохраняются неизменными на термоадгезионном слое.
Такое многослойное тело можно благоприятно использовать в скатертях, салфетках, фартуках, нарядных скатертях, напольных ковриках, настенных облицовках, обоях, этикетках, антиадгезионной бумаге, ярлыках, покрывалах для кресел, водостойких пленках, зонтиках, лыжных костюмах, строительных материалах, постельных покрывалах, материалах верха обуви, бахилах, водостойкой одежде, водоотталкивающих пленках, водоотталкивающих листовых материалах и подобных изделиях. Это многослойное тело можно также благоприятно использовать в качестве упаковочного материала для упаковки продуктов питания, напитков, лекарственных средств, косметических изделий, химических продуктов и подобных предметов, в том числе в неизменном виде или после дальнейшей переработки.
Преимущества второго изобретения
Неадгезионный контейнер согласно второму изобретению может проявлять превосходные неадгезионные свойства без содержания фтора или других веществ, вызывающих проблемы. Это позволяет извлекать почти все содержимое из контейнера, контролируя или предотвращая, тем самым, потерю той части, которая прилипает к внутренней стенке контейнера.
Кроме того, способ изготовления согласно второму изобретению имеет преимущество с точки зрения эффективности производства, стоимости и т.п., потому что мелкие гидрофобные оксидные частицы можно просто наносить, по меньшей мере, на ту часть поверхности контейнера, которая вступает в контакт с содержимым, без необходимости сложной обработки. Этот способ также применим к контейнерам из любого материала, включая стеклянные контейнеры, керамические контейнеры, бумажные контейнеры, пластмассовые контейнеры, металлические контейнеры, деревянные контейнеры и т.п., без какого-либо ограничения в отношении материала контейнера. Он может также придавать неадгезионные свойства готовому контейнеру. Неадгезионные свойства можно далее поддерживать путем термообработки после нанесения мелких гидрофобных оксидных частиц.
Преимущества третьего изобретения
Упаковочный материал согласно третьему изобретению может демонстрировать превосходные неадгезионные свойства, сохраняя в то же время хорошие термоадгезионные свойства. Таким образом, хорошие неадгезионные свойства можно получить без ингибирования термоадгезионных свойств в практическом смысле и без воздействия ограничений на тип, толщину или другие характеристики термоадгезионного слоя. Более конкретно, мелкие гидрофобные оксидные частицы в области термоадгезии не ингибируют термоадгезионные свойства, потому что они могут погружаться в термоадгезионный слой в процессе термоадгезии, в то время как мелкие гидрофобные оксидные частицы вне области термоадгезии могут проявлять сильные неадгезионные свойства, потому что они сохраняются в неизменном виде на термоадгезионном слое.
Кроме того, способ изготовления согласно третьему изобретению имеет преимущество с точки зрения эффективности производства, стоимости и т.п., потому что мелкие гидрофобные оксидные частицы можно просто наносить на термоадгезионный слой, и необязательно контролировать состав добавок к исходным материалам термоадгезионного слоя, исключая необходимость контроля соотношения компонентов состава и т.п. Кроме того, как обсуждалось выше, он также имеет преимущество, потому что термоадгезию можно осуществлять с мелкими гидрофобными оксидными частицами, прикрепляющимися ко всей поверхности термоадгезионного слоя, без необходимости поля для прикрепления.
Указанный упаковочный материал можно эффективно использовать в разнообразных применениях, включая не только крышки, но также резинотканевые пакеты, угловые пакеты, стоячие мешки, герметичные с трех сторон мешки, герметичные с четырех сторон мешки и другие мешки, формованные контейнеры, упаковочные пленки, трубки и подобные предметы.
Преимущества четвертого изобретения
Упаковочный материал согласно четвертому изобретению может обеспечивать превосходные неадгезионные свойства и абсорбцию кислорода при одновременном сохранении хороших термоадгезионных свойств. Таким образом, хорошие неадгезионные свойства можно получить без ингибирования термоадгезионных свойств в практическом смысле и без воздействия ограничений на тип, толщину или другие характеристики термоадгезионного слоя. Более конкретно, мелкие гидрофобные оксидные частицы в области термоадгезии не ингибируют термоадгезионные свойства, потому что они могут погружаться в термоадгезионный слой в процессе термоадгезии, в то время как мелкие гидрофобные оксидные частицы вне области термоадгезии могут обеспечивать превосходные неадгезионные свойства, потому что они сохраняются в неизменном виде на термоадгезионном слое.
Поскольку кислородный абсорбент включен, по меньшей мере, в один основной слой и термоадгезионный слой, можно также получить желательную кислородопоглощаемость, одновременно избегая отделения частиц вследствие контакта частиц кислородного абсорбента с содержимым и т.п. В частности, более высокую кислородопоглощаемость можно получить в сочетании с хорошими неадгезионными свойствами, если слой мелких гидрофобных оксидных частиц на термоадгезионном слое представляет собой пористый материал (т.е. когда образуется пористый слой). В этом случае, остаточный кислород в теле упаковки или кислород, выделяемый содержимым, может более эффективно проходить через пористый слой и попадать в кислородный абсорбент, содержащийся в термоадгезионном слое, и т.п. В результате, кислород более эффективно абсорбируется и удаляется кислородным абсорбентом, в то время как пористый слой сам по себе обеспечивает даже лучшие неадгезионные свойства.
Указанный упаковочный материал можно преимущественно использовать в разнообразных применениях, включая резинотканевые пакеты, угловые пакеты, стоячие мешки, герметичные с трех сторон мешки, герметичные с четырех сторон мешки и другие мешки, формованные контейнеры, упаковочные пленки, трубки и подобные предметы.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 представляет собой вид структуры поперечного сечения одного примера многослойного тела согласно первому изобретению.
Фиг. 2 представляет собой вид структуры поперечного сечения тела упаковки, изготовленного с использованием многослойного тела согласно первому изобретению, в качестве крышки контейнера.
Фиг. 3 представляет собой фотографию поперечного сечения, показывающую часть упаковочного материала согласно примеру 1-4.
На фиг. 3 «поверхность лотоса» означает «поверхность пористого слоя, имеющего трехмерную сетчатую структуру мелких гидрофобных оксидных частиц».
Фиг. 4 представляет собой вид структуры поперечного сечения неадгезионного контейнера согласно второму изобретению.
Фиг. 5 представляет собой вид структуры поперечного сечения неадгезионного контейнера согласно второму изобретению после его наполнения содержимым и термической герметизации крышкой.
Фиг. 6 представляет собой вид структуры поперечного сечения упаковочного материала согласно третьему изобретению.
Фиг. 7 представляет собой вид структуры поперечного сечения тела упаковки, изготовленной с использованием упаковочного материала согласно третьему изобретению в качестве крышки контейнера.
Фиг. 8 показывает результаты исследования методом полевой эмиссионной сканирующей электронной микроскопии (ПЭ СЭМ) структуры поперечного сечения упаковочного материала, полученного в примере.
Фиг. 9 представляет собой вид структуры поперечного сечения упаковочного материала одного варианта осуществления четвертого изобретения.
Фиг. 10 представляет собой вид структуры поперечного сечения тела упаковки, изготовленного с использованием упаковочного материала согласно четвертому изобретению в качестве крышки контейнера.
Наилучший способ осуществления изобретения
Основная конфигурация изобретений с первого по четвертое представляет собой неадгезионное многослойное тело, содержащее мелкие гидрофобные оксидные частицы, имеющие диаметр первичных частиц от 3 до 100 нм, прикрепленные по меньшей мере к части внешней поверхности. Предпочтительно, мелкие гидрофобные оксидные частицы образуют пористый слой, имеющий трехмерную сетчатую структуру. Таким способом можно эффективно получать водоотталкивающие или неадгезионные свойства. Изобретения с первого по четвертое также разъясняются индивидуально.
Первое изобретение
1. Многослойное тело, упаковочный материал
Многослойное тело согласно первому изобретению содержит мелкие гидрофобные оксидные частицы, имеющие средний диаметр первичных частиц от 3 до 100 нм, прикрепленные по меньшей мере к части поверхности слоя, содержащего термопластический полимер (в настоящем документе иногда называется «слой термопластического полимера»).
Фиг. 1 показывает структуру поперечного сечения одного примера многослойного тела первого изобретения. В многослойном теле на фиг. 1 мелкие гидрофобные оксидные частицы 3 со средним диаметром первичных частиц от 3 до 100 нм прикреплены к поверхности слоя термопластического полимера 2, содержащего гранулированный наполнитель 6 на основном слое 1. Слой термопластического полимера 2 нанесен на наиболее внешний слой на одной стороне упаковочного материала (многослойное тело). В термопластическом полимерном слое 2, который представляет собой внешний слой, мелкие гидрофобные оксидные частицы 3 со средним диаметром первичных частиц от 3 до 100 нм прикреплены к поверхности (внешняя поверхность) на стороне, не примыкающей к другому слою (основной слой на фиг. 1). Мелкие гидрофобные оксидные частицы 3 прикреплены за счет адгезии к слою термопластического полимера 2. Таким образом, мелкие гидрофобные оксидные частицы прикреплены так, что они не отделяются от слоя, даже когда они вступают в контакт с содержимым. На фиг.1 мелкие гидрофобные оксидные частицы 3 могут включать первичные частицы, но предпочтительно они включают больше агрегатов (вторичные частицы). В частности, мелкие гидрофобные оксидные частицы предпочтительно образуют пористый слой с трехмерной сетчатой структурой. Таким образом, пористый слой, имеющий трехмерную сетчатую структуру, образованную из мелких гидрофобных оксидных частиц, предпочтительно покрывает слой термопластического полимера 2.
Когда гранулированный наполнитель включен в слой термопластического полимера согласно первому изобретению, образуются выступы и впадины на виде поперечного сечения поверхности слоя термопластического полимера (поверхность с прикрепленными мелкими гидрофобными оксидными частицами), и считается, что неадгезионные свойства сохраняются в течение продолжительного периода, потому что мелкие гидрофобные частицы помещаются, в виде агрегатов, в данные впадины. Таким образом, превосходные неадгезионные свойства могут сохраняться, даже если существует контакт с машинами и оборудованием в процессе обработки, а также с содержимым, потому что мелкие гидрофобные оксидные частицы, занимающие данные впадины, сохраняются в прикрепленном состоянии, эффективно сокращая или предотвращая отделение мелких гидрофобных оксидных частиц. Другими словами, хорошие неадгезионные свойства можно получить на относительно продолжительный период времени.
Фиг.2 показывает структуры поперечного сечения тела упаковки, изготовленного с использованием многослойного тела согласно первому изобретению в качестве крышки контейнера. Мелкие гидрофобные оксидные частицы 3 и гранулированный наполнитель 6 не показаны на фиг.2. Контейнер 4 наполнен содержимым 5 и герметизирован с отверстием контейнера в контакте со слоем термопластического полимера 2 многослойного тела. Таким образом, многослойное тело (упаковочный материал) настоящего изобретения используют таким образом, что мелкие гидрофобные оксидные частицы, прикрепленные к слою термопластического полимера 2, могут вступать в контакт с содержимым 5. Даже в этих обстоятельствах, слой термопластического полимера 2 защищен мелкими гидрофобными оксидными частицами, придающими ему превосходные неадгезионные свойства, таким образом, что даже если содержимое образует контакт (подход) вблизи слоя термопластического полимера 2, прилипание содержимого к слою термопластического полимера блокируется мелкими гидрофобными оксидными частицами (или пористым слоем мелких гидрофобных оксидных частиц), которые фактически отталкивают содержимое. Таким образом, содержимое не остается прилипшим вблизи слоя термопластического полимера, но отталкивается мелкими гидрофобными оксидными частицами (или пористым слоем, состоящим из мелких гидрофобных оксидных частиц) и возвращается внутрь контейнера. Материал контейнера 4 можно выбирать из металла, синтетического полимера, стекла, бумаги и композитов данных материалов и т.п., и тип, состав и другие параметры слоя термопластического полимера можно регулировать соответствующим образом в зависимости от используемого материала.
Термопластический полимер (слой)
В качестве термопластического полимера можно принять известный термопластический полимер. Например, можно использовать акриловый полимер, полистирол, сополимер акрилонитрила, бутадиена и стирола (ABS), винилхлоридный полимер, полиэтиленовый полимер, полипропиленовый полимер, полиамидный полимер, поликарбонат, полиацеталь, фторсодержащий полимер, кремнийсодержащий полимер, сложнополиэфирный полимер или аналогичные полимеры, или смесь перечисленных выше полимеров, или сополимер, или модифицированный полимер, или аналогичный полимер, содержащий смесь их составляющих мономеров.
Толщина слоя термопластического полимера не ограничена определенным образом, но предпочтительно составляет приблизительно от 1 мкм до 5 мм или предпочтительнее приблизительно от 0,01 мкм до 2 мм с точки зрения производительности, стоимости и т.п. Когда слой термопластического полимера функционирует в качестве термоадгезионного слоя, толщина от 1 до 150 мкм является предпочтительной в целях термоадгезии. В частности, в упаковочном материале согласно настоящему изобретению, термоадгезию можно осуществить, потому что мелкие гидрофобные оксидные частицы в области термоадгезии внедряются в слой термопластического полимера в процессе термоадгезии, образуя внешнюю поверхность слоя термопластического полимера. Следовательно, в указанном выше интервале толщины, толщину предпочтительно устанавливают таким образом, чтобы максимально возможное количество мелких гидрофобных оксидных частиц можно было внедрить в слой термопластического полимера.
Содержание термопластического полимера в термопластическом полимерном слое будет различаться в зависимости от типа термопластического полимера и от того, используют ли гранулированный наполнитель и другие добавки, но, как правило, оно составляет от 20 до 100 мас.% или предпочтительно от 30 до 99 мас.%, или предпочтительнее от 50 до 99 мас.%.
В настоящем изобретении другой слой (называемый «основной слой») можно наносить по мере необходимости на термопластический полимер (слой) в целях упрочнения термопластического полимера (слоя) или придания ему других свойств (влагонепроницаемость, кислородонепроницаемость, светоэкранирование, теплоизоляция, ударопрочность и т.д.). В этом случае, можно, как правило, использовать трехслойную структуру, содержащую основной слой, слой термопластического полимера и слой мелких гидрофобных оксидных частиц, которые расположены в таком порядке, как показано на фиг. 1.
Когда используют основной слой, можно использовать известный материал для основного слоя. Желательные примеры включают индивидуальные материалы, в том числе бумагу, синтетическую бумагу, полимерную пленку, полимерную пленку с нанесенным из паровой фазы слоем, листовой синтетический полимер, алюминиевую фольгу, фольгу из других металлов, листовой металл, тканый материал, нетканый материал, кожу, синтетическую кожу, древесину, листовое стекло и подобные материалы, а также изготовленные из них композиты и многослойные изделия.
Различные слои, используемые в известных упаковочных материалах, строительных материалах, тканевых материалах, бытовых устройствах и подобных предметах, можно также наносить в любом месте на основной слой. Примеры включают печатные слои, защищающие печать слои (известные как оверпринт), красящие слои, адгезионные слои, усиливающие адгезию слои, грунтовочные слои, анкеровочные слои, предупреждающие скольжение слои, смазочные слои, предотвращающие запотевание слои и т.п.
Способ покрытия основного слоя и способ покрытия основного слоя и слоя термопластического полимера не ограничены определенным образом, и можно использовать известные способы, в том числе сухое ламинирование, экструзионное ламинирование, влажное ламинирование, термоламинирование и подобные способы.
Когда слой термопластического полимера функционирует в качестве термоадгезионного слоя или термосварного слоя, можно использовать известный термоадгезионный материал. Например, помимо известных герметизирующих пленок, можно использовать слой, полученный из известного связующего типа лака, легкоснимаемого связующего, термоплавкого безрастворного связующего или другого связующего. Таким образом, в настоящем описании термин «термопластический полимер» объединяет известные термоадгезионные материалы, содержащие полимерные компоненты. Из их числа связующее типа лака или термоплавкое безрастворное связующее являются особенно предпочтительными в первом изобретении, и особенно предпочтительным является термоадгезионный слой, образованный из связующего типа лака. Образование слоя из термоплавкого безрастворного связующего способствует непрерывному производству многослойного тела (или упаковочного материала) согласно первому изобретению, потому что мелкие гидрофобные оксидные частицы можно прикреплять в неизменном виде к термоадгезионному слою, если их наносить после нанесения термоплавкого безрастворного связующего в расплавленном состоянии, но перед тем, как оно охладится и затвердеет.
Гранулированный наполнитель
В первом изобретении, гранулированный наполнитель может быть включен по мере необходимости в термопластический полимерный материал. Диспергированием гранулированного наполнителя в термопластическом полимерном слое можно придавать более высокую прочность на истирание и подобные свойства слою термопластического полимера.
Гранулированный наполнитель, включающий по меньшей мере один органический компонент и неорганический компонент, можно использовать в качестве гранулированного наполнителя.
В качестве неорганических компонентов можно предпочтительно использовать, например: 1) алюминий, медь, железо, титан, серебро, кальций и другие металлы или сплавы или интерметаллические соединения, содержащие данные металлы, 2) диоксид кремния, оксид алюминия, оксид циркония, оксид титана, оксид железа и другие оксиды, 3) фосфат кальция, стеарат кальция и другие соли неорганических кислот или соли органических кислот, 4) стекло и 5) нитрид алюминия, нитрид бора, карбид кремния, нитрид кремния и другие керамические материалы и подобные материалы.
В качестве органических компонентов можно предпочтительно использовать, например: акриловый полимер, уретановый полимер, меламиновый полимер, аминный полимер, эпоксидный полимер, полиэтиленовый полимер, полистирольный полимер, полипропиленовый полимер, сложнополиэфирный полимер, целлюлозный полимер, винилхлоридный полимер, поливиниловый спирт, сополимер этилена и винилацетата, сополимер этилена и винилового спирта, сополимер этилена и этилакрилата, полиакрилонитрил, полиамид и другие органические полимерные компоненты (или компоненты смолы).
Частицы неорганического компонента, частицы органического компонента или частицы, содержащие как неорганический компонент, так и органический компонент, можно использовать для гранулированного наполнителя согласно первому изобретению. Из их числа особенно предпочтительно использовать по меньшей мере один вид частиц, включая частицы акрилового полимера, частицы гидрофильного диоксида кремния, частицы фосфата кальция, порошок древесного угля, частицы обожженной извести, частицы необожженной извести, частицы стеарата кальция и т.п.
Средний диаметр частиц (согласно лазерному анализу распределения размеров частиц) гранулированного наполнителя составляет предпочтительно от 0,5 до 100 мкм или предпочтительнее от 1 до 50 мкм, или наиболее предпочтительно от 5 до 30 мкм. Размер менее 0,5 мкм непригоден в технологических целях и для образования описанных выше выступов и впадин и т.п. Размер более 100 мкм является нежелательным с точки зрения дисперсности, отделения гранулированного наполнителя и т.п.
Форма гранулированного наполнителя не ограничена, и гранулы могут быть сферическими, сфероидными, иметь неопределенную форму, принимать форму капель, хлопьев, быть полыми, пористыми и т.п.
Содержание гранулированного наполнителя в термопластическом полимерном слое может изменяться соответствующим образом в зависимости от типов термопластического полимера и гранулированного наполнителя, желательных физических свойств и других параметров, но, как правило, оно составляет предпочтительно от 1 до 80 мас.% по отношению к массе твердых веществ или предпочтительнее от 3 до 50 мас.%.
Когда включены гранулированные наполнители, их, как правило, смешивают с исходными материалами для образования слоя термопластического полимера (композиция включает термопластический полимер), хотя это не является ограничением. Способ смешивания может представлять собой сухое смешивание или влажное смешивание, потому что основные компоненты слоя термопластического полимера, как правило, представляют собой 1) термопластический полимер или составляющие его мономеры или олигомеры, 2) растворитель и 3) сшивающий агент, по мере необходимости, причем гранулированный наполнитель можно добавлять и смешивать со смесью перечисленных выше компонентов.
Мелкие гидрофобные оксидные частицы
Мелкие гидрофобные оксидные частицы, прикрепленные к слою термопластического полимера, имеют средний диаметр первичных частиц, составляющий, как правило, от 3 до 100 нм или предпочтительно от 5 до 50 нм, или предпочтительнее от 5 до 20 нм. Если средний диаметр первичных частиц находится в данном интервале, мелкие гидрофобные оксидные частицы агрегируются в соответствующей степени таким образом, что воздух и другие газы могут удерживаться в полостях этих агрегатов, обеспечивая превосходные неадгезионные свойства. Таким образом, превосходные неадгезионные свойства можно обеспечить, потому что состояние этих агрегатов сохраняется даже после того, как частицы прикрепляются к слою термопластического полимера. В настоящем изобретении, мелкие гидрофобные оксидные частицы можно прикреплять к одной поверхности или обеим поверхностям термопластического полимера (слоя).
В первом изобретении средний диаметр первичных частиц можно измерять с помощью полевого эмиссионного сканирующего электронного микроскопа (ПЭ СЭМ), который можно также использовать в сочетании с другим электронным микроскопом, включая просвечивающий электронный микроскоп, если разрешение сканирующего электронного микроскопа является чрезмерно низким. В частности, учитывая диаметр частиц, когда частицы являются сферическими, и среднее значение наиболее длинной оси и наиболее короткой оси в качестве диаметра, когда они являются несферическими, средний диаметр первичных частиц представляет собой среднее значение диаметров 20 выбранных случайным образом частиц, наблюдаемых с помощью сканирующей электронной микроскопии или аналогичным способом.
2
2
Удельная поверхность (согласно методу БЭТ) мелких гидрофобных оксидных частиц не ограничена определенным образом, но, как правило, составляет от 50 до 300 м/г или предпочтительно от 100 до 300 м/г.
2
Мелкие гидрофобные оксидные частицы не ограничены определенным образом при том условии, что они имеют гидрофобные свойства, и они могут представлять собой частицы, которые сделаны гидрофобными посредством обработки поверхности. Например, они могут представлять собой мелкие гидрофильные оксидные частицы, поверхность которых была обработана связывающим силан агентом, чтобы сделать поверхность гидрофобной. Тип оксида не ограничен определенным образом, при том условии, что он имеет гидрофобные свойства. Можно использовать, например, по меньшей мере один из оксидов: кремнезем (диоксид кремния), оксид алюминия, диоксид титана или подобные оксиды. В этом случае можно принять известный товарный продукт. Примеры диоксида кремния включают продукты Aerosil R972, Aerosil R972V, Aerosil R972CF, Aerosil R974, Aerosil RX200 и Aerosil RY200 (Japan Aerosil) и Aerosil R202, Aerosil R805, Aerosil R812 и Aerosil R812S (Evonik Degussa). Примеры диоксида титана включают продукт Aeroxide TiO T805 (Evonik Degussa) и т.п. Примеры оксида алюминия включают мелкие частицы, в том числе Aeroxide Alu С (Evonik Degussa) и аналогичные, которые были сделаны гидрофобными путем обработки поверхности связывающим силан агентом.
Из их числа можно предпочтительно использовать мелкие гидрофобные частицы диоксида кремния. С точки зрения получения превосходных неадгезионных свойств, особенно предпочтительными являются мелкие гидрофобные частицы диоксида кремния, имеющие триметилсилильные группы на поверхности частиц. Примеры соответствующих товарных продуктов включают указанные выше Aerosil R812 и Aerosil R812S (оба от фирмы Evonik Degussa) и подобные продукты.
2
2
2
Количество (сухая масса) мелких гидрофобных оксидных частиц, прикрепленных к слою термопластического полимера, не ограничивается определенным образом, но составляет предпочтительно от 0,01 до 10 г/м или предпочтительнее от 0,2 до 1,5 г/м, или наиболее предпочтительно от 0,3 до 1 г/м. В данном интервале можно не только обеспечивать превосходные и долговечные неадгезионные свойства, но также контролировать стоимость и предотвращать отделение мелких гидрофобных оксидных частиц. Мелкие гидрофобные оксидные частицы, прикрепленные к слою термопластического полимера, предпочтительно образуют пористый слой, имеющий трехмерную сетчатую структуру и толщину, составляющую предпочтительно приблизительно от 0,1 до 5 мкм или предпочтительнее приблизительно от 0,2 до 2,5 мкм. Когда частицы прикрепляются к такой пористой слоистой структуре, слой может содержать больше воздуха, что приводит к превосходным неадгезионным свойствам.
Мелкие гидрофобные оксидные частицы могут прикрепляться ко всей поверхности слоя термопластического полимера (всей поверхности, противоположной основному слою) или могут прикрепляться к области, которая исключает область термоадгезии термопластического слоя (поле прикрепления). В настоящем изобретении, даже когда частицы прикрепляются ко всей поверхности слоя термопластического полимера, большинство или все количество мелких гидрофобных оксидных частиц в области термоадгезии не препятствуют термоадгезии, потому что они внедряются в слой термопластического полимера, и прилипание ко всей поверхности слоя термопластического полимера является желательным с точки зрения промышленной производительности.
Упаковочный материал и другие применения
Многослойное тело согласно первому изобретению можно использовать в упаковочных материалах и в других разнообразных применениях, в том числе в неизменном виде или после дополнительной обработки. Другие применения могут представлять собой любые требуемые неадгезионные свойства, грязеотталкивание, водоотталкивающие и подобные свойства, без каких-либо определенных ограничений, и примеры включают скатерти, салфетки, фартуки, нарядные скатерти, напольные коврики, настенные облицовки, обои, этикетки, антиадгезионную бумагу, ярлыки, покрывала для кресел, водостойкие пленки, зонтики, лыжные костюмы, строительные материалы, постельные покрывала, материалы верха обуви, бахилы, водостойкую одежду, водоотталкивающие пленки, водоотталкивающие листовые материалы и подобные изделия.
2. Способ изготовления многослойного тела и упаковочного материала.
Многослойное тело (упаковочный материал) согласно первому изобретению можно предпочтительно производить, например, способом изготовления многослойного тела или упаковочного материала, имеющего по меньшей мере слой термопластического полимера, где способ изготовления включает стадию (в настоящем документе иногда называется «стадия прикрепления»), в которой мелкие гидрофобные частицы со средним диаметром первичных частиц от 3 до 100 нм прикрепляются к поверхности слоя термопластического полимера.
Слой термопластического полимера можно использовать в неизменном виде, если он представляет собой пленку или лист. Известный основной слой можно также покрывать известными способами по мере необходимости. Например, слой термопластического полимера можно получать способами, разъясненными выше в п.1, на основе однослойного или многослойного материала, изготовленного сухим ламинированием, экструзионным ламинированием, влажным ламинированием, термоламинированием или подобными способами. Когда используют гранулированные наполнители, их можно заблаговременно включать в исходный материал для получения слоя термопластического полимера, как разъяснено выше.
Способ, используемый на стадии прикрепления мелких гидрофобных оксидных частиц, не ограничен определенным образом. Например, можно использовать такой известный способ, как покрытие прокаткой, рифленое покрытие, покрытие с удалением излишков с помощью планки, ракельное покрытие, покрытие с помощью кисти или электростатическое порошковое покрытие. Когда используют покрытие прокаткой или аналогичный способ, можно покрытие образовать на слое термопластического полимера, используя дисперсию мелких гидрофобных оксидных частиц, диспергированных в растворителе, и сушить для завершения стадии прикрепления. Растворитель в этом случае не ограничен и может представлять собой воду или органический растворитель, включая спирт (этанол), циклогексан, толуол, ацетон, изопропиловый спирт (IPA), пропиленгликоль, гексиленгликоль, бутилдигликоль, пентаметиленгликоль, н-пентан, н-гексан, гексиловый спирт или аналогичные. В этом случае, можно также добавлять в следовых количествах диспергатор, краситель, предотвращающее расслаивание смесей вещество, регулятор вязкости и т.п. Количество диспергированных мелких гидрофобных оксидных частиц в растворителе может обычно составлять приблизительно от 10 до 100 г/л. Когда используют сушку, это может быть естественная сушка или принудительная сушка (термическая сушка), но принудительная сушка является предпочтительной в промышленных целях. Температура сушки не ограничена, при том условии, что она не влияет на слой термопластического полимера, но составляет, как правило, 150°С или менее или предпочтительно от 80 до 120°С.
В способе изготовления согласно первому изобретению, многослойное тело можно также нагревать во время и/или после указанной выше стадии прикрепления. Прочность прикрепления (прочность фиксации) мелких гидрофобных оксидных частиц на слое термопластического полимера можно дополнительно увеличивать нагреванием многослойного тела. В этом случае, температуру нагревания Т можно устанавливать соответствующим образом в зависимости от типа слоя термопластического полимера и других параметров, но обычно она предпочтительно находится в интервале Tm-50≤T≤Tm+50, где Tm (°С) означает температуру плавления (температуру начала плавления) слоя термопластического полимера.
Многослойное тело, полученное таким образом, можно использовать в качестве упаковочного материала, в том числе в неизменном виде или после дополнительной обработки. Способ обработки может представлять собой известный способ, аналогичный тем, которые используют в известных упаковочных материалах. Примеры включают тиснение, полурезку, просечку и т.п.
Второе изобретение
1. Неадгезионный контейнер
Неадгезионный контейнер согласно второму изобретению представляет собой контейнер для хранения содержимого, в котором мелкие гидрофобные оксидные частицы, имеющие средний диаметр первичных частиц от 3 до 100 нм, прикрепляются по меньшей мере к части или ко всей поверхности контейнера, которая вступает в контакт с содержимым.
Тело контейнера согласно второму изобретению может быть любым в целях хранения содержимого и может представлять собой известный контейнер или товарное изделие. Материал контейнера также не ограничен, и это может быть стеклянный контейнер, керамический контейнер, бумажный контейнер, пластмассовый контейнер, металлический контейнер или деревянный контейнер, или контейнер, изготовленный из композита двух или более перечисленных выше материалов. Форма тела контейнера может представлять собой известную форму, в том числе блюдо, поднос, пакет, чашку, бутылку, бачок, ящик, бочонок, неровный баллон, обертку (оберточный лист) и т.п. Контейнер, состоящий из формованного тела, можно выгодно использовать для тела контейнера. Это может быть контейнер, состоящий, например, из формованной бумаги, пластмассы или металла. Другой пример тела контейнера представляет собой тело, состоящее из многослойного материала, включая слой жесткого материала. Предпочтительно, «упаковочный материал, состоящий из многослойного тела, содержащего по меньшей мере основной слой и термоадгезионный слой, в котором термоадгезионный слой нанесен в качестве наиболее внешнего слоя на одну поверхность упаковочного материала, и мелкие гидрофобные оксидные частицы, имеющие средний диаметр первичных частиц от 3 до 100 нм, прикрепляются к внешней поверхности, где термоадгезионный слой не примыкает к другому слою», исключается в качестве неадгезионного контейнера во втором изобретении.
Неадгезионный контейнер согласно второму изобретению отличают мелкие гидрофобные оксидные частицы, имеющие средний диаметр первичных частиц от 3 до 100 нм, прикрепленные по меньшей мере к части или ко всей поверхности контейнера, которая вступает в контакт с содержимым. В этом случае, мелкие гидрофобные оксидные частицы могут прикрепляться к поверхности тела контейнера, которая не вступает в контакт с содержимым, и могут прикрепляться ко всей поверхности контейнера (полной поверхности, включая поверхности, которые не вступают в контакт с содержимым). Они могут вступать в контакт с частью поверхности, которая вступает в контакт с содержимым, или могут прикрепляться ко всей данной поверхности (полной поверхности).
Мелкие гидрофобные оксидные частицы, прикрепленные к неадгезионному контейнеру согласно второму изобретению, являются почти невидимыми для невооруженного глаза, и являются, следовательно, прозрачными или полупрозрачными. В результате, когда прозрачный стеклянный контейнер или почти прозрачный пластмассовый контейнер используют в качестве тела контейнера, его прозрачность сохраняется даже после прикрепления мелких гидрофобных оксидных частиц. Кроме того, когда внутренняя поверхность контейнера содержит изображение, рисунок и т.п., это изображение, рисунок и т.п. можно увидеть через мелкие гидрофобные оксидные частицы (или их слой).
Многослойное тело, включающее слой термопластического полимера, содержащий гранулированный наполнитель согласно первому изобретению, можно также использовать во втором изобретении. Таким образом, оно включает отличающий изобретение контейнер, состоящий из многослойного тела, включающего слой термопластического полимера, содержащий гранулированный наполнитель, в котором мелкие гидрофобные оксидные частицы прикрепляются по меньшей мере к части или ко всей поверхности контейнера, которая вступает в контакт с содержимым.
С помощью такого контейнера можно более эффективно поддерживать хорошие водоотталкивающие и неадгезионные свойства, как в первом изобретении, если термопластический полимер, уже содержащий гранулированный наполнитель, используют для детали, к которой, например, будут прикрепляться мелкие гидрофобные оксидные частицы, и слой термопластического полимера затем получают таким способом, как формование, покрытие, термическое распыление, разбрызгивание, декалькомания, запрессовка, сцепление и т.п. Термопластический полимер и гранулированный наполнитель могут быть такими, как в первом изобретении. Таким образом, можно использовать термопластический полимер (слой) и гранулированный наполнитель, аналогичные описанным для первого изобретения, и можно предпочтительно использовать те, которые находятся в предпочтительных интервалах, описанных в отношении первого изобретения.
Область, на которой образуется слой термопластического полимера, содержащий гранулированный наполнитель, не ограничена определенным образом. Например, это может быть 1) только область, к которой будут прикрепляться мелкие гидрофобные оксидные частицы, 2) область, включая части, к которым не будут прикрепляться мелкие гидрофобные оксидные частицы, или 3) полная поверхность (полная внутренняя поверхность) контейнера и т.п.
Фиг. 4 показывает вид в разрезе неадгезионного контейнера согласно второму изобретению. В неадгезионном контейнере на фиг. 4 мелкие гидрофобные оксидные частицы 3, имеющие средний диаметр первичных частиц от 3 до 100 нм, прикреплены к поверхностям (нижней и части боковой поверхности) на стороне тела контейнера 4, в котором хранится содержимое. Мелкие гидрофобные оксидные частицы 3 фиксированы путем прикрепления к телу контейнера 4. Таким образом, мелкие гидрофобные оксидные частицы достаточно прикреплены, чтобы они не отделялись, даже когда они вступают в контакт с содержимым. На фиг. 4 мелкие гидрофобные оксидные частицы 3 могут включать первичные частицы, но они предпочтительно включают больше агрегатов (вторичных частиц). В частности, мелкие гидрофобные оксидные частицы предпочтительно образуют пористый слой, имеющий трехмерную сетчатую структуру. То есть пористый слой с трехмерной сетчатой структурой, образованной из мелких гидрофобных оксидных частиц, предпочтительно покрывает по меньшей мере часть поверхности тела контейнера 4.
Фиг. 5 представляет собой вид структуры поперечного сечения изделия, включающего неадгезионный контейнер согласно второму изобретению, в котором содержимое упаковано и герметизировано термической сваркой крышки. Мелкие гидрофобные оксидные частицы 3 не показаны на фиг. 5. Содержимое 5 упаковано в контейнер 4 и герметизировано с отверстием контейнера в контакте с термоадгезионным слоем 2 крышки. В этом случае, даже если существуют мелкие гидрофобные оксидные частицы, прикрепленные к поверхности отверстия контейнера, мелкие гидрофобные оксидные частицы в области термоадгезии внедряются в термоадгезионный слой в процессе термоадгезии, и термоадгезия является возможной, потому что термоадгезионный слой и тело контейнера 4 находятся в непосредственном контакте друг с другом. Когда тело контейнера 4 изготовлено из термопластического полимера, кроме того, его можно сваривать вместе с крышкой из пластмассы такого же типа.
Материал крышки не ограничен определенным образом, и можно использовать известный материал или многослойный материал, и его можно выбирать соответствующим образом в зависимости от материала тела контейнера 4 и желательных характеристик. Например, можно предпочтительно использовать индивидуальные материалы, в том числе бумагу, синтетическую бумагу, полимерную пленку, полимерную пленку с осажденным из паровой фазы слоем, алюминиевую фольгу и подобные материалы, а также композиты и многослойные материалы на их основе.
Различные слои, используемые в известных крышках, можно наносить в любом месте на указанные материалы. Примеры включают печатные слои, защищающие печать слои (так называемые слои оверпринта), красящие слои, адгезионные слои, усиливающие адгезию слои, грунтовочные слои, анкеровочные слои, предупреждающие скольжение слои, смазочные слои, предотвращающие запотевание слои и т.п.
На фиг. 5 используют термоадгезионную крышку, но это не является ограничением, и можно использовать другой известный тип. Например, можно также выбирать соответствующим образом встроенную крышку, оберточную пленку, термоусаживающуюся пленку, штампованную крышку, наконечник и т.п. Разумеется, мелкие гидрофобные оксидные частицы могут также прикрепляться к внутренней и/или внешней поверхности данных крышек.
Мелкие гидрофобные оксидные частицы, прикрепленные к телу контейнера 4, имеют средний диаметр первичных частиц от 3 до 100 нм или предпочтительно от 5 до 50 нм, или предпочтительнее 5 до 20 нм. Когда средний диаметр первичных частиц находится в данном интервале, мелкие гидрофобные оксидные частицы агрегируются в соответствующей степени таким образом, что воздух и другие газы могут задерживаться в полостях данных агрегатов, что приводит к превосходным неадгезионным свойствам. Таким образом, можно обеспечить превосходные неадгезионные свойства, потому что состояние этих агрегатов сохраняется даже после прикрепления частиц к телу контейнера.
Во втором изобретении, средний диаметр первичных частиц можно измерять с помощью полевого эмиссионного сканирующего электронного микроскопа (ПЭ СЭМ), который можно также использовать в сочетании с другим электронным микроскопом, например, с просвечивающим электронным микроскопом, если разрешение сканирующего электронного микроскопа является низким. В частности, учитывая диаметр частиц, когда частицы являются сферическими, и среднее значение наиболее длинной оси и наиболее короткой оси в качестве диаметра, когда они являются несферическими, средний диаметр первичных частиц представляет собой среднее значение диаметров 20 выбранных случайным образом частиц, наблюдаемых с помощью сканирующей электронной микроскопии или аналогичным способом.
2
2
Удельная поверхность (согласно методу БЭТ) мелких гидрофобных оксидных частиц не ограничена определенным образом, но, как правило, составляет от 50 до 300 м/г или предпочтительно от 100 до 300 м/г.
2
Мелкие гидрофобные оксидные частицы не ограничены определенным образом при том условии, что они имеют гидрофобные свойства, и они могут представлять собой частицы, которые сделаны гидрофобными посредством обработки поверхности. Например, они могут представлять собой мелкие гидрофильные оксидные частицы, поверхность которых была обработана связывающим силан агентом, чтобы сделать поверхность гидрофобной. Тип оксида не ограничен определенным образом, при том условии, что он имеет гидрофобные свойства. Можно использовать, например, по меньшей мере один из оксидов: кремнезем (диоксид кремния), оксид алюминия, диоксид титана или подобные оксиды. В этом случае можно принять известный товарный продукт. Примеры диоксида кремния включают продукты Aerosil R972, Aerosil R972V, Aerosil R972CF, Aerosil R974, Aerosil RX200 и Aerosil RY200 (Japan Aerosil) и Aerosil R202, Aerosil R805, Aerosil R812 и Aerosil R812S (Evonik Degussa). Примеры диоксида титана включают продукт Aeroxide TiO T805 (Evonik Degussa) и т.п. Примеры оксида алюминия включают мелкие частицы, в том числе Aeroxide Alu С (Evonik Degussa) и аналогичные, которые были сделаны гидрофобными путем обработки поверхности связывающим силан агентом.
Из их числа можно предпочтительно использовать мелкие гидрофобные частицы диоксида кремния. С точки зрения получения превосходных неадгезионных свойств, особенно предпочтительными являются мелкие гидрофобные частицы диоксида кремния, имеющие поверхностные триметилсилильные группы. Примеры соответствующих товарных продуктов включают указанные выше Aerosil R812 и Aerosil R812S (оба от фирмы Evonik Degussa) и подобные продукты.
2
2
2
Количество (сухая масса) мелких гидрофобных оксидных частиц, прикрепленных к слою термопластического полимера, не ограничивается определенным образом, но составляет предпочтительно от 0,01 до 10 г/м или предпочтительнее от 0,2 до 1,5 г/м, или наиболее предпочтительно от 0,2 до 1 г/м. В данном интервале можно не только обеспечивать превосходные и долговечные неадгезионные свойства, но также контролировать стоимость и предотвращать отделение мелких гидрофобных оксидных частиц. Мелкие гидрофобные оксидные частицы, прикрепленные к слою термопластического полимера, предпочтительно образуют пористый слой, имеющий трехмерную сетчатую структуру и толщину, составляющую предпочтительно приблизительно от 0,1 до 5 мкм или предпочтительнее приблизительно от 0,2 до 2,5 мкм. Когда частицы прикрепляются к такой пористой слоистой структуре, слой может содержать больше воздуха, что приводит к превосходным неадгезионным свойствам.
2. Способ изготовления неадгезионного контейнера
Неадгезионный контейнер согласно второму изобретению можно предпочтительно производить способом изготовления, который включает стадию прикрепления мелких гидрофобных оксидных частиц, имеющих средний диаметр первичных частиц от 3 до 100 нм, по меньшей мере к части или ко всей поверхности тела контейнера, которая вступает в контакт с содержимым.
Как обсуждалось выше, известный контейнер можно использовать для тела контейнера. Способ осуществления стадии прикрепления не ограничен определенным образом. Можно использовать, например, такой известный способ, как погружение, покрытие с помощью кисти, покрытие прокаткой, электростатическое порошковое покрытие и т.п. В случае погружения, покрытия с помощью кисти или покрытия прокаткой, стадию прикрепления можно осуществлять образованием покрытия на теле контейнера, используя дисперсию мелких гидрофобных оксидных частиц, диспергированных в растворителе, и сушкой покрытия. Растворитель в этом случае не ограничен определенным образом, и можно выбирать соответствующим образом воду или органический растворитель, включая спирт (этанол), циклогексан, толуол, ацетон, IPA, пропиленгликоль, гексиленгликоль, бутилдигликоль, пентаметиленгликоль, н-пентан, н-гексан, гексиловый спирт или аналогичные. В этом случае, можно также добавлять в следовых количествах диспергатор, краситель, предотвращающее расслаивание смесей вещество, регулятор вязкости и т.п. Количество диспергированных мелких гидрофобных оксидных частиц в растворителе может обычно составлять приблизительно от 10 до 100 г/л. Когда используют сушку, это может быть естественная сушка или принудительная сушка (термическая сушка), но принудительная сушка является предпочтительной в промышленных целях. Температура сушки частично зависит от материала контейнера, но обычно составляет, как правило, 250°С или менее или предпочтительно от 120 до 200°С для достижения долговечных неадгезионных свойств.
В способе изготовления согласно первому изобретению, многослойное тело можно также нагревать во время и/или после указанной выше стадии прикрепления. Прочность прикрепления (прочность фиксации) мелких гидрофобных оксидных частиц на слое термопластического полимера можно дополнительно увеличивать нагреванием многослойного тела. В этом случае, температура нагревания не ограничена определенным образом, но, как правило, она может составлять приблизительно от 120 до 200°С.
Способ изготовления согласно второму изобретению может также включать стадию образования слоя термопластического полимера, содержащего гранулированный наполнитель, перед стадией прикрепления мелких гидрофобных оксидных частиц. Например, он может включать стадию образования слоя термопластического полимера таким способом, как формование, покрытие, термическое распыление, разбрызгивание, декалькомания, запрессовка, сцепление или подобным способом, используя композицию термопластического полимера, содержащую гранулированный наполнитель, на части неадгезионного контейнера, к которой будут прикрепляться мелкие гидрофобные оксидные частицы. Мелкие гидрофобные оксидные частицы можно прикреплять к поверхности образованного слоя посредством указанной выше стадии прикрепления. Таким путем можно изготовить неадгезионный контейнер, способный эффективно сохранять хорошие водоотталкивающие и неадгезионные свойства. Термопластический полимер и гранулированный наполнитель могут соответствовать описанию для первого изобретения. Фактически, термопластический полимер и гранулированный наполнитель могут быть идентичными тем, которые используют в первом изобретении, и они предпочтительно соответствуют желательным интервалам, описанным для первого изобретения.
Область, на которой образуется слой термопластического полимера, содержащий гранулированный наполнитель, не является ограниченной. Например, это может быть та часть, к которой будут прикрепляться мелкие гидрофобные оксидные частицы, или она может включать часть, к которой не будут прикрепляться мелкие гидрофобные оксидные частицы, или это может быть полная поверхность контейнера.
Третье изобретение
1. Упаковочный материал
Упаковочный материал согласно третьему изобретению представляет собой упаковочный материал, состоящий из многослойного тела, содержащего по меньшей мере основной слой и термоадгезионный слой, в котором термоадгезионный слой нанесен в качестве наиболее внешнего слоя на одну поверхность упаковочного материала, и мелкие гидрофобные оксидные частицы, имеющие средний диаметр первичных частиц от 3 до 100 нм, прикрепляются к внешней поверхности, где термоадгезионный слой не примыкает к какому-либо другому слою.
Фиг. 6 представляет собой вид структуры поперечного сечения упаковочного материала согласно третьему изобретению. Упаковочный материал на фиг. 6 состоит из многослойного тела, содержащего термоадгезионный слой 2, нанесенный на основной слой 1. Термоадгезионный слой 2 нанесен на внешний слой одной стороны упаковочного материала (многослойного тела). В термоадгезионном слое 2, который представляет собой внешний слой, мелкие гидрофобные оксидные частицы 3, имеющие средний диаметр первичных частиц от 3 до 100 нм, прикреплены к поверхности (внешняя поверхность) на стороне, не примыкающей к другому слою (основной слой на фиг. 6). Мелкие гидрофобные оксидные частицы 3 фиксированы прикреплением к термоадгезионному слою 2. Таким образом, мелкие гидрофобные оксидные частицы прикрепляются таким образом, что они не отделяются, даже если они вступают в контакт с содержимым. На фиг. 6 мелкие гидрофобные оксидные частицы 3 могут включать первичные частицы, но предпочтительно включают больше агрегатов (вторичных частиц). В частности, мелкие гидрофобные оксидные частицы предпочтительно образуют пористый слой, имеющий трехмерную сетчатую структуру. Таким образом, пористое тело, имеющее трехмерную сетчатую структуру, образованную из мелких гидрофобных оксидных частиц, предпочтительно покрывают на термоадгезионном слое 2.
Фиг. 7 показывает структуру поперечного сечения тела упаковки, изготовленного с использованием упаковочного материала согласно третьему изобретению в качестве материала крышки контейнера. Мелкие гидрофобные оксидные частицы 3 не показаны на фиг.7. Контейнер 4 наполнен содержимым 5 и герметизирован с отверстием контейнера в контакте с термоадгезионным слоем 2 упаковочного материала. Таким образом, упаковочный материал согласно третьему изобретению используют таким образом, что мелкие гидрофобные оксидные частицы, прикрепленные к термоадгезионному слою 2, могут вступать в контакт с содержимым 5. Даже в этих обстоятельствах, термоадгезионный слой 2 защищен мелкими гидрофобными оксидными частицами, обеспечивающими превосходные неадгезионные свойства, таким образом, что даже если содержимое образует контакт (подход) вблизи слоя термопластического полимера 2, прилипание содержимого к слою термопластического полимера блокируется мелкими гидрофобными оксидными частицами (или пористым слоем мелких гидрофобных оксидных частиц), которые фактически отталкивают содержимое. Таким образом, содержимое не остается прилипшим вблизи слоя термопластического полимера, но отталкивается мелкими гидрофобными оксидными частицами (или пористым слоем, состоящим из мелких гидрофобных оксидных частиц) и возвращается внутрь контейнера. Материал контейнера 4 можно выбирать из металла, синтетического полимера, стекла, бумаги и композитов данных материалов и т.п., и тип, состав и другие параметры слоя термопластического полимера можно регулировать соответствующим образом в зависимости от используемого материала. Таким образом, упаковочный материал согласно третьему изобретению можно выгодно использовать для изделия, включающего содержимое, упакованное в упаковочный материал таким образом, что внешняя поверхность термоадгезионного слоя (в частности, мелкие гидрофобные оксидные частицы (или пористый слой мелких гидрофобных оксидных частиц)) могут вступать в контакт с содержимым.
Известный материал или многослойный материал можно использовать для основного слоя. Например, можно выгодно использовать бумагу, синтетическую бумагу, полимерную пленку, полимерную пленку с осажденным из паровой фазы слоем, алюминиевую фольгу или подобные материалы, и композиты и слоистые материалы на их основе.
Различные слои, используемые в известных упаковочных материалах, строительных материалах, тканевых материалах, бытовых устройствах и подобных предметах, можно также наносить в любом месте на основной слой. Примеры включают печатные слои, защищающие печать слои (слои оверпринт), красящие слои, адгезионные слои, усиливающие адгезию слои, грунтовочные слои, анкеровочные слои, предупреждающие скольжение слои, смазочные слои, предотвращающие запотевание слои и т.п.
Когда используют многослойный материал, способ покрытия не ограничен определенным образом, и можно использовать известные способы, в том числе сухое ламинирование, экструзионное ламинирование, влажное ламинирование, термоламинирование и подобные способы.
Толщина основного слоя не ограничена определенным образом, и ее можно устанавливать соответствующим образом, как правило, в интервале от 15 до 500 мкм в зависимости от прочности, гибкости, стоимости и других параметров упаковочного материала.
Для термоадгезионного слоя можно использовать известный материал. Например, помимо известных герметизирующих пленок, можно использовать слой, полученный из известного связующего типа лака, легкоснимаемого связующего, термоплавкого безрастворного связующего или другого связующего. Из их числа связующее типа лака или термоплавкое безрастворное связующее являются особенно предпочтительными в настоящем изобретении, и особенно предпочтительным является термоадгезионный слой, образованный из термоплавкого безрастворного связующего (термоплавкий слой). Образование слоя из термоплавкого безрастворного связующего способствует непрерывному производству упаковочного материала согласно третьему изобретению, потому что мелкие гидрофобные оксидные частицы можно прикреплять в неизменном виде к термоадгезионному слою, если их наносить после нанесения термоплавкого безрастворного связующего в расплавленном состоянии, но перед тем, как оно охладится и затвердеет.
Толщина термоадгезионного слоя не ограничена определенным образом, но предпочтительно составляет приблизительно от 2 до 150 мкм с точки зрения герметичных свойств, производительности, стоимости и других факторов. В частности, термоадгезия возможна в настоящем изобретении, потому что мелкие гидрофобные оксидные частицы, присутствующие в области термоадгезии, могут погружаться в термоадгезионный слой в процессе термоадгезии, таким образом, что термоадгезионный слой становится внешней поверхностью. Следовательно, в указанном выше интервале толщины, толщину предпочтительно устанавливать таким образом, чтобы максимально возможное количество мелких гидрофобных оксидных частиц можно было внедрить в термопластический полимерный слой.
Мелкие гидрофобные оксидные частицы имеют средний диаметр первичных частиц, составляющий обычно от 3 до 100 нм, или предпочтительно от 5 до 50 нм, или предпочтительнее от 5 до 20 нм. Если средний диаметр первичных частиц находится в данном интервале, мелкие гидрофобные оксидные частицы будут агрегироваться в соответствующей степени таким образом, что воздух и другие газы смогут удерживаться в полостях этих агрегатов, обеспечивая превосходные неадгезионные свойства. Таким образом, превосходные неадгезионные свойства можно обеспечить, потому что состояние этих агрегатов сохраняется даже после того, как частицы прикрепляются к слою термопластического полимера.
В третьем изобретении, средний диаметр первичных частиц можно измерять с помощью полевого эмиссионного сканирующего электронного микроскопа (ПЭ СЭМ), который можно также использовать в сочетании с другим электронным микроскопом, включая просвечивающий электронный микроскоп, если разрешение сканирующего электронного микроскопа является чрезмерно низким. В частности, учитывая диаметр частиц, когда частицы являются сферическими, и среднее значение наиболее длинной оси и наиболее короткой оси в качестве диаметра, когда они являются несферическими, средний диаметр первичных частиц представляет собой среднее значение диаметров 20 выбранных случайным образом частиц, наблюдаемых с помощью сканирующей электронной микроскопии или аналогичным способом.
2
2
Удельная поверхность (согласно методу БЭТ) мелких гидрофобных оксидных частиц не ограничена определенным образом, но, как правило, составляет от 50 до 300 м/г или предпочтительно от 100 до 300 м/г.
2
Мелкие гидрофобные оксидные частицы не ограничены определенным образом при том условии, что они имеют гидрофобные свойства, и они могут представлять собой частицы, которые сделаны гидрофобными посредством обработки поверхности. Например, они могут представлять собой мелкие гидрофильные оксидные частицы, поверхность которых была обработана связывающим силан агентом, чтобы сделать поверхность гидрофобной. Тип оксида не ограничен определенным образом, при том условии, что он имеет гидрофобные свойства. Можно использовать, например, по меньшей мере один из оксидов: кремнезем (диоксид кремния), оксид алюминия, диоксид титана или подобные оксиды. В этом случае можно принять известный товарный продукт. Примеры диоксида кремния включают продукты Aerosil R972, Aerosil R972V, Aerosil R972CF, Aerosil R974, Aerosil RX200 и Aerosil RY200 (Japan Aerosil) и Aerosil R202, Aerosil R805, Aerosil R812 и Aerosil R812S (Evonik Degussa). Примеры диоксида титана включают продукт Aeroxide TiO T805 (Evonik Degussa) и т.п. Примеры оксида алюминия включают мелкие частицы, в том числе Aeroxide Alu С (Evonik Degussa) и аналогичные, которые были сделаны гидрофобными путем обработки поверхности связывающим силан агентом.
Из их числа можно предпочтительно использовать мелкие гидрофобные частицы диоксида кремния. С точки зрения получения превосходных неадгезионных свойств, особенно предпочтительными являются мелкие гидрофобные частицы диоксида кремния, имеющие триметилсилильные группы на поверхности частиц. Примеры соответствующих товарных продуктов включают указанные выше Aerosil R812 и Aerosil R812S (оба от фирмы Evonik Degussa) и подобные продукты.
2
2
2
Количество (сухая масса) мелких гидрофобных оксидных частиц, прикрепленных к слою термопластического полимера, не ограничивается определенным образом, но составляет предпочтительно от 0,01 до 10 г/м или предпочтительнее от 0,2 до 1,5 г/м, или наиболее предпочтительно от 0,3 до 1 г/м. В данном интервале можно не только обеспечивать превосходные и долговечные неадгезионные свойства, но также контролировать стоимость и предотвращать отделение мелких гидрофобных оксидных частиц. Мелкие гидрофобные оксидные частицы, прикрепленные к слою термопластического полимера, предпочтительно образуют пористый слой, имеющий трехмерную сетчатую структуру и толщину, составляющую предпочтительно приблизительно от 0,1 до 5 мкм или предпочтительнее приблизительно от 0,2 до 2,5 мкм. Когда частицы прикрепляются к такой пористой слоистой структуре, слой может содержать больше воздуха, что приводит к превосходным неадгезионным свойствам.
Мелкие гидрофобные оксидные частицы могут прикрепляться ко всей поверхности слоя термопластического полимера (всей поверхности, противоположной основному слою) или могут прикрепляться к области, которая исключает область термоадгезии термопластического слоя (поле прикрепления). В настоящем изобретении, даже когда частицы прикрепляются ко всей поверхности слоя термопластического полимера, большинство или все количество мелких гидрофобных оксидных частиц в области термоадгезии не препятствуют термоадгезии, потому что они внедряются в слой термопластического полимера, и прилипание ко всей поверхности слоя термопластического полимера является желательным с точки зрения промышленной производительности.
2. Способ изготовления упаковочного материала
Упаковочный материал согласно третьему изобретению можно предпочтительно производить, например, способом изготовления упаковочного материала, состоящего из многослойного тела, содержащего по меньшей мере основной слой и термоадгезионный слой, где способ изготовления упаковочного материала включает стадию (в настоящем документе иногда называется «стадия прикрепления»), в которой мелкие гидрофобные частицы со средним диаметром первичных частиц от 3 до 100 нм прикрепляются к поверхности термоадгезионного слоя.
Способ изготовления многослойного тела может представлять собой известный способ. Например, термоадгезионный слой можно получать способами, разъясненными выше в п. 1, на основе однослойного или многослойного материала, изготовленного сухим ламинированием, экструзионным ламинированием, влажным ламинированием, термоламинированием или подобными способами.
Способ, используемый на стадии прикрепления, не ограничен определенным образом. Например, можно использовать такой известный способ, как покрытие прокаткой, рифленое покрытие, покрытие с удалением излишков с помощью планки, ракельное покрытие, покрытие с помощью кисти или электростатическое порошковое покрытие. Когда используют покрытие прокаткой или аналогичный способ, стадию прикрепления можно осуществлять образованием покрытия на теле контейнера, используя дисперсию мелких гидрофобных оксидных частиц, диспергированных в растворителе, и сушкой покрытия. Растворитель в этом случае не ограничен определенным образом, и можно выбирать соответствующим образом воду или органический растворитель, включая спирт (этанол), циклогексан, толуол, ацетон, IPA, пропиленгликоль, гексиленгликоль, бутилдигликоль, пентаметиленгликоль, н-пентан, н-гексан, гексиловый спирт или аналогичные. Можно также добавлять в небольшом количестве диспергатор, краситель, предотвращающее расслаивание смесей вещество, регулятор вязкости и т.п. Количество диспергированных мелких гидрофобных оксидных частиц в растворителе может обычно составлять приблизительно от 10 до 100 г/л. Когда используют сушку, это может быть естественная сушка или принудительная сушка (термическая сушка), но принудительная сушка является предпочтительной в промышленных целях. Температура сушки не ограничена, при том условии, что она не влияет на термоадгезионный слой, но составляет, как правило, 150°С или менее или предпочтительно от 80 до 120°С.
В способе изготовления согласно третьему изобретению, многослойное тело можно также нагревать во время и/или после указанной выше стадии прикрепления. Прочность прикрепления (прочность фиксации) мелких гидрофобных оксидных частиц на термоадгезионном слое можно дополнительно увеличивать нагреванием многослойного тела. В этом случае, температуру нагревания Т можно устанавливать соответствующим образом в зависимости от типа термоадгезионного слоя и других параметров, но обычно она предпочтительно находится в интервале Tm-50≤Т≤Tm+50, где Tm (°С) означает температуру плавления (температуру начала плавления) используемого термоадгезионного слоя. Упаковочный материал согласно третьему изобретению можно также подвергать тиснению, полурезке, просечке и т.п., по мере необходимости, таким же способом, как известные упаковочные материалы.
Четвертое изобретение
1. Упаковочный материал
Упаковочный материал согласно четвертому изобретению представляет собой упаковочный материал, состоящий из многослойного тела, содержащего по меньшей мере основной слой и термоадгезионный слой, при этом термоадгезионный слой нанесен в качестве наиболее внешнего слоя на одной стороне упаковочного материала, кислородный абсорбент содержится по меньшей мере в одном из слоев (основной слой и термоадгезионный слой), и мелкие гидрофобные оксидные частицы, имеющие средний диаметр первичных частиц от 3 до 100 нм, прикрепляются к внешней поверхности, где термоадгезионный слой не примыкает к другому слою.
Фиг. 9 показывает вид структуры поперечного сечения упаковочного материала одного варианта осуществления четвертого изобретения. Упаковочный материал на фиг. 9 состоит из многослойного тела, содержащего термоадгезионный слой 2, нанесенный на основной слой 1. В этом упаковочном материале термоадгезионный слой 2 нанесен на внешний слой одной стороны упаковочного материала (многослойного тела).
В этом упаковочном материале кислородный абсорбент 6 включен в термоадгезионный слой 2. Однако некоторые частицы кислородного абсорбента 6 могут охватывать границу между основным слоем 1 и термоадгезионным слоем 2. В термоадгезионном слое 2, который представляет собой внешний слой, мелкие гидрофобные оксидные частицы 3, имеющие средний диаметр первичных частиц от 3 до 100 нм, прикреплены к поверхности (внешней поверхности) на стороне, не примыкающей к другому слою (основной слой на фиг. 9). Мелкие гидрофобные оксидные частицы 3 фиксированы прикреплением к термоадгезионному слою 2. Таким образом, мелкие гидрофобные оксидные частицы прикрепляются так, что они не отделяются от слоя, даже если они вступают в контакт с содержимым. На фиг. 9, мелкие гидрофобные оксидные частицы 3 могут включать первичные частицы, но предпочтительно включают больше агрегатов (вторичных частиц). В частности, мелкие гидрофобные оксидные частицы предпочтительно образуют пористый слой, имеющий трехмерную сетчатую структуру. Таким образом, пористое тело с трехмерной сетчатой структурой, образованной из мелких гидрофобных оксидных частиц, предпочтительно ламинирован на термоадгезионном слое 2.
Фиг. 10 представляет собой вид структуры поперечного сечения тела упаковки, изготовленного с использованием упаковочного материала согласно четвертому изобретению в качестве материала крышки контейнера. Мелкие гидрофобные оксидные частицы 3 и кислородный абсорбент 6 не показаны на фиг. 10. Контейнер 4 наполнен содержимым 5 и герметизирован с отверстием контейнера в контакте с термоадгезионным слоем 2 упаковочного материала. Таким образом, упаковочный материал согласно четвертому изобретению используют таким образом, что мелкие гидрофобные оксидные частицы, прикрепленные к термоадгезионному слою 2, могут вступать в контакт с содержимым 5. Даже в этих обстоятельствах, термоадгезионный слой 2 защищен мелкими гидрофобными оксидными частицами, обеспечивающими превосходные неадгезионные свойства, таким образом, что даже если содержимое образует контакт (подход) вблизи термоадгезионного слоя 2, прилипание содержимого к термоадгезионному слою блокируется мелкими гидрофобными оксидными частицами (или пористым слоем мелких гидрофобных оксидных частиц), которые фактически отталкивают содержимое. Таким образом, содержимое не остается прилипшим вблизи слоя термопластического полимера, но отталкивается мелкими гидрофобными оксидными частицами (или пористым слоем, состоящим из мелких гидрофобных оксидных частиц) и возвращается внутрь контейнера. Материал контейнера 4 можно выбирать из металла, синтетического полимера, стекла, бумаги и композитов данных материалов и т.п., и тип, состав и другие параметры термоадгезионного слоя можно регулировать соответствующим образом в зависимости от используемого материала.
Для основного слоя можно использовать известный материал или многослойный материал. Например, можно использовать бумагу, синтетическую бумагу, полимерную пленку, полимерную пленку с осажденным из паровой фазы слоем, алюминиевую фольгу и другие простые материалы, а также композиты и многослойные материалы на их основе.
Различные слои, используемые в известных упаковочных материалах, можно также наносить в любом месте на данные материалы. Примеры включают печатные слои, защищающие печать слои (так называемые слои оверпринт), красящие слои, адгезионные слои, усиливающие адгезию слои, грунтовочные слои, анкеровочные слои, предупреждающие скольжение слои, смазочные слои, предотвращающие запотевание слои и т.п.
Полимерный слой, содержащий описанный ниже кислородный абсорбент, можно также ламинировать по мере необходимости.
Когда используют многослойный материал, способ ламинирования не ограничен определенным образом, и можно использовать такой известный способ, как сухое ламинирование, экструзионное ламинирование, влажное ламинирование, термоламинирование и т.п.
Толщина основного слоя не ограничена определенным образом, и ее можно устанавливать соответствующим образом, как правило, в интервале от 15 до 500 мкм в зависимости от прочности, гибкости, стоимости и других параметров упаковочного материала.
Для термоадгезионного слоя можно использовать известный материал. Например, помимо известных герметизирующих пленок, можно использовать слой, полученный из известного связующего типа лака, легкоснимаемого связующего, термоплавкого безрастворного связующего или другого связующего. Из их числа связующее типа лака или термоплавкое безрастворное связующее являются особенно предпочтительными в четвертом изобретении, и особенно предпочтительным является термоадгезионный слой, образованный из термоплавкого безрастворного связующего (термоплавкий слой). Образование слоя из термоплавкого безрастворного связующего способствует непрерывному производству упаковочного материала согласно четвертому изобретению, потому что мелкие гидрофобные оксидные частицы можно прикреплять в неизменном виде к термоадгезионному слою, если их наносить после нанесения термоплавкого безрастворного связующего в расплавленном состоянии, но перед тем, как оно охладится и затвердеет.
Толщина термоадгезионного слоя не ограничена определенным образом, но предпочтительно составляет приблизительно от 2 до 150 мкм с точки зрения герметичных свойств, производительности, стоимости и других факторов. В частности, термоадгезия является достижимой в упаковочном материале согласно четвертому изобретению, потому что мелкие гидрофобные оксидные частицы, присутствующие в области термоадгезии, могут погружаться в термоадгезионный слой в процессе термоадгезии (термосварки), таким образом, что термоадгезионный слой становится внешней поверхностью. Следовательно, в указанном выше интервале толщину предпочтительно устанавливать таким образом, чтобы максимально возможное количество мелких гидрофобных оксидных частиц можно было внедрить в термопластический полимерный слой.
Мелкие гидрофобные оксидные частицы, прикрепленные к термоадгезионному слою, имеют средний диаметр первичных частиц, составляющий обычно от 3 до 100 нм или предпочтительно от 5 до 50 нм, или предпочтительнее от 5 до 20 нм. Если средний диаметр первичных частиц находится в данном интервале, мелкие гидрофобные оксидные частицы будут агрегироваться в соответствующей степени таким образом, что воздух или другой газ сможет сохраняться в полостях агрегатов, обеспечивая в результате превосходные неадгезионные свойства. Таким образом, можно получить превосходные неадгезионные свойства, потому что состояние этих агрегатов сохраняется даже после прикрепления к слою термопластического полимера.
В четвертом изобретении, средний диаметр первичных частиц можно измерять с помощью полевого эмиссионного сканирующего электронного микроскопа (ПЭ СЭМ), который можно также использовать в сочетании с другим электронным микроскопом, включая просвечивающий электронный микроскоп, если разрешение сканирующего электронного микроскопа является чрезмерно низким. В частности, учитывая диаметр частиц, когда частицы являются сферическими, и среднее значение наиболее длинной оси и наиболее короткой оси в качестве диаметра, когда они являются несферическими, средний диаметр первичных частиц представляет собой среднее значение диаметров 20 выбранных случайным образом частиц, наблюдаемых с помощью сканирующей электронной микроскопии или аналогичным способом.
2
2
Удельная поверхность (согласно методу БЭТ) мелких гидрофобных оксидных частиц не ограничена определенным образом, но, как правило, составляет от 50 до 300 м/г или предпочтительно от 100 до 300 м/г.
2
Мелкие гидрофобные оксидные частицы не ограничены определенным образом при том условии, что они имеют гидрофобные свойства, и они могут представлять собой частицы, которые сделаны гидрофобными посредством обработки поверхности. Например, они могут представлять собой мелкие гидрофильные оксидные частицы, поверхность которых была обработана связывающим силан агентом, чтобы сделать поверхность гидрофобной. Тип оксида не ограничен определенным образом, при том условии, что он имеет гидрофобные свойства. Можно использовать, например, по меньшей мере, один из оксидов: кремнезем (диоксид кремния), оксид алюминия, диоксид титана или подобные оксиды. В этом случае можно принять известный товарный продукт. Примеры диоксида кремния включают продукты Aerosil R972, Aerosil R972V, Aerosil R972CF, Aerosil R974, Aerosil RX200 и Aerosil RY200 (Japan Aerosil) и Aerosil R202, Aerosil R805, Aerosil R812 и Aerosil R812S (Evonik Degussa). Примеры диоксида титана включают продукт Aeroxide TiO T805 (Evonik Degussa) и т.п. Примеры оксида алюминия включают мелкие частицы, в том числе Aeroxide Alu С (Evonik Degussa) и аналогичные, которые были сделаны гидрофобными путем обработки поверхности связывающим силан агентом.
2
2
2
Из их числа можно предпочтительно использовать мелкие гидрофобные частицы диоксида кремния. С точки зрения получения превосходных неадгезионных свойств, особенно предпочтительными являются мелкие гидрофобные частицы диоксида кремния, имеющие триметилсилильные группы на поверхности частиц. Примеры соответствующих товарных продуктов включают указанные выше Aerosil R812 и Aerosil R812S (оба от фирмы Evonik Degussa) и подобные продукты. Количество (сухая масса) мелких гидрофобных оксидных частиц, прикрепленных к термоадгезионному слою, не ограничивается определенным образом, но составляет предпочтительно от 0,01 до 10 г/м или предпочтительнее от 0,2 до 1,5 г/м, или наиболее предпочтительно от 0,3 до 1 г/м. В данном интервале можно не только сохранять превосходные и долговечные неадгезионные свойства, но также контролировать стоимость и предотвращать отделение мелких гидрофобных оксидных частиц. Мелкие гидрофобные оксидные частицы, прикрепленные к термоадгезионному слою, предпочтительно образуют пористый слой, имеющий трехмерную сетчатую структуру и толщину, составляющую предпочтительно приблизительно от 0,1 до 5 мкм или предпочтительнее приблизительно от 0,2 до 2,5 мкм. Когда частицы прикрепляются к такой пористой слоистой структуре, слой может содержать больше воздуха, что приводит к превосходным неадгезионным свойствам.
Мелкие гидрофобные оксидные частицы могут прикрепляться ко всей поверхности термоадгезионного слоя (всей поверхности, противоположной основному слою), или могут прикрепляться к другой области, чем к области термоадгезии термоадгезионного слоя (поле прикрепления). В четвертом изобретении, даже когда частицы прикрепляются ко всей поверхности термоадгезионного слоя, большинство или все количество мелких гидрофобных оксидных частиц в области термоадгезии не препятствуют термоадгезии, потому что они внедряются в слой термопластического полимера, поэтому прикрепление ко всей поверхности термоадгезионного слоя является желательным с точки зрения промышленной производительности.
В упаковочном материале согласно четвертому изобретению кислородный абсорбент содержится по меньшей мере в одном слое из основного слоя и термоадгезионного слоя.
В качестве кислородного абсорбента можно использовать известный или имеющийся в продаже неорганический кислородный абсорбент или органический кислородный абсорбент. Конкретные примеры включают неорганические кислородные абсорбенты, содержащие тонкий порошок по меньшей мере одного из материалов (железо, кремний, алюминий и т.п.) в качестве основного агента, и органические кислородные абсорбенты, содержащие по меньшей мере один из материалов (аскорбиновая кислота, ненасыщенная жирная кислота и т.п.) в качестве основного агента. Предпочтительным является основной агент, который необратимо поглощает кислород.
Металлические частицы, нанесенные по меньшей мере на часть поверхности с полимерным компонентом или оксидом, можно использовать в качестве основного агента неорганического кислородного абсорбента. Например, поскольку алюминий обычно имеет высокую скорость реакции с кислородом, скорость реакции можно регулировать покрытием части или всей поверхности частиц алюминия полимерным компонентом, когда используют частицы на основе алюминия в качестве металлических частиц. Можно использовать товарный продукт для таких частиц на основе алюминия, покрытых полимерным компонентом (покрытые полимером частицы на основе А1), или их можно получать известными способами. Можно также использовать известный способ для покрытия частиц оксидом (неорганическим оксидом). Более конкретно, кроме так называемого золь-гель метода, можно использовать, например, способ, описанный в японском патенте №3948934. В этом способе покрытые оксидом частицы алюминия частицы получают регулированием рН дисперсного раствора, содержащего частицы алюминия, кремнийорганическое соединение и катализатор гидролиза, чтобы с его помощью гидролизовать кремнийорганическое соединение и осаждать пленку диоксида кремния на поверхности частиц алюминия.
Содержание кислородного абсорбента можно устанавливать соответствующим образом в зависимости от желательной кислородопоглощаемости и других факторов, но обычное содержание основного агента в основном слое или термоадгезионном слое составляет предпочтительно от 0,3 до 30 мас.% или предпочтительнее от 1 до 20 мас.%. Превосходную кислородопоглощаемость можно получить при сохранении желательных термоадгезионных и других свойств, если установить содержание в данном интервале.
Кислородный абсорбент можно включать по меньшей мере в один слой из основного слоя и термоадгезионного слоя, но с точки зрения получения более эффективной кислородопоглощаемости он предпочтительно содержится по меньшей мере в термоадгезионном слое. Способ включения кислородного абсорбента в эти слои не ограничен, при том условии, что этот способ обеспечивает однородное распределение кислородного абсорбента. Один возможный способ представляет собой заблаговременное смешивание кислородного абсорбента с исходными материалами для образования основного слоя или термоадгезионного слоя. Для смешивания можно использовать известный миксер, смеситель или аналогичное устройство. В этом случае является приемлемым как способ сухого смешивания, так и способ мокрого смешивания.
В качестве типичного примера кислородного абсорбента, ниже разъясняется неорганический кислородный абсорбент, использующий частицы на основе алюминия (или покрытые полимером частицы А1) в качестве основного агента, с предпочтительными вариантами осуществления.
Частицы на основе алюминия не ограничены определенным образом, при том условии, что они могут обеспечивать желательную кислородопоглощаемость, и, помимо частиц чистого алюминия, можно использовать частицы различных алюминиевых сплавов и т.п.
Средний диаметр частиц на основе алюминия предпочтительно составляет приблизительно от 1 до 100 мкм. Средний диаметр частиц менее чем 1 мкм является нежелательным по соображениям технологичности и т.п. С другой стороны, выше 100 мкм уменьшается удельная поверхность, что является нежелательным с точки зрения кислородопоглощаемости. Форма частиц на основе алюминия также не ограничена, и частицы могут быть сферическими, сфероидными, иметь неопределенную форму, принимать форму капель, хлопьев и т.п.
Полимерный компонент (полимер), нанесенный на поверхность частиц на основе алюминия, предпочтительно представляет собой сополимер, получаемый в реакции по меньшей мере двух видов мономеров и олигомеров, содержащих по меньшей мере одну способную к полимеризации двойную связь. Пропорции используемых мономеров или олигомеров можно устанавливать по желанию.
Олигомеры или мономеры, составляющие вышеуказанный полимер, не ограничены определенным образом, при том условии, что они содержат по меньшей мере одну способную к полимеризации двойную связь.
Примеры мономеров, содержащих по меньшей мере одну способную к полимеризации двойную связь, включают ненасыщенные карбоновые кислоты (в том числе акриловая кислота, метакриловая кислота, кротоновая кислота, итаконовая кислота, цитраконовая кислота, малеиновая кислота или малеиновый ангидрид) или их нитрилы (в том числе акрилонитрил или метакрилонитрил) или сложные эфиры (в том числе метилакрилат, этилакрилат, пропилакрилат, н-бутилакрилат, 2-этилгексилакрилат, лаурилакрилат, стеарилакрилат, гидроксиэтилакрилат, 2-гидроксипропилакрилат, метоксиэтилакрилат, бутоксиэтилакрилат, глицидилакрилат, циклогексилакрилат, 1,6-гександиолдиакрилат, 1,4-бутандиолдиакрилат, триметилолпропантриакрилат, тетраметилолметантетраакрилат, тетраметилолметантриакрилат, метилметакрилат, этилметакрилат, пропилметакрилат, н-бутилметакрилат, 2-этилгексилметакрилат, лаурилметакрилат, стеарилметакрилат, гидроксиэтилметакрилат, 2-гидроксипропилметакрилат, метоксиэтилметакрилат, бутоксиэтилметакрилат, глицидилметакрилат, циклогексилметакрилат, триметилолпропантриметакрилат или тетраметилолметантриметакрилат) и т.п. Другие примеры включают циклические ненасыщенные соединения (в том числе циклогексан), ациклические ненасыщенные соединения (в том числе стирол, α-метилстирол, винилтолуол, дивинилбензол, циклогексанвинилмоноксид, дивинилбензолмоноксид, винилацетат, винилпропионат или диаллилбензол) и т.п.
Особенно желательно использовать мономер, содержащий по меньшей мере две способные к полимеризации двойные связи, потому что устойчивость дополнительно увеличивается (приводя к более устойчивому покрытию) за счет эффекта сшивки, когда используют дивинилбензол, аллилбензол, диаллилбензол или их смесь, например, в качестве мономера, содержащего по меньшей мере две способные к полимеризации двойные связи.
Примеры олигомеров, содержащих по меньшей мере одну способную к полимеризации двойную связь, включают эпоксидированный 1,2-полибутадиен, модифицированный акриловый сложный полиэфир, модифицированный акриловый простой полиэфир, модифицированный акриловый уретан, модифицированный акриловый эпоксид и модифицированный акриловый спиран (каждый имеет степень полимеризации приблизительно от 2 до 20). Из их числа предпочтительными являются по меньшей мере один эпоксидированный 1,2-полибутадиен и модифицированный акриловый сложный полиэфир. Степень полимеризации предпочтительно составляет приблизительно от 3 до 10. Использование олигомера предпочтительнее, чем использование соответствующего мономера, потому что реакция полимеризации проходит постепенно, значительно увеличивая эффективность реакции.
Способ покрытия частиц на основе алюминия не ограничен определенным образом. Примеры включают 1) способ предварительного пропитывания или погружения частицы на основе алюминия в раствор или дисперсию полимерного компонента, растворенного или диспергированного в растворителе, и последующей сушки для покрытия поверхности частиц полимерным компонентом и 2) способ предварительного приготовления смеси, содержащий частицы на основе алюминия и раствор или дисперсию, содержащие мономер или олигомер, способный образовывать желательный полимерный компонент, и последующей полимеризации мономера или олигомера, чтобы тем самым покрывать поверхность частиц полимером (полимерным компонентом).
В четвертом изобретении, можно предпочтительно принять указанный выше способ (2). Например, в этом способе частицы на основе алюминия можно диспергировать в органическом растворителе для приготовления дисперсии, и по меньшей мере два олигомера или мономера, содержащих одну способную к полимеризации двойную связь, можно затем растворять в данной дисперсии и нагревать в присутствии инициатора полимеризации, чтобы покрывать поверхность частиц сополимером.
Указанный выше органический растворитель может представлять собой алифатический углеводород, в том числе гексан, гептан, октан, циклогексан или уайт-спирит; ароматический углеводород, в том числе бензол, толуол или ксилол; галогенированный углеводород, в том числе хлорбензол, трихлорбензол или перхлорэтилен; спирт, в том числе метанол, этанол, н-пропанол или н-бутанол; кетон, в том числе 2-пропанон или 2-бутанон; сложный эфир, в том числе этилацетат или пропилацетат; или простой эфир, в том числе тетрагидрофуран, диэтиловый эфир, этилпропиловый эфир и т.п.
Инициатор полимеризации может представлять собой известный высокотемпературный или среднетемпературный инициатор полимеризации, в том числе ди-трет-бутилпероксид, ацетилпероксид, бензоилпероксид, лауроилпероксид, гидропероксид кумола, трет-бутилгидропероксид или другой органический пероксид, или α,α′-азобисизобутиронитрил или другое азосоединение.
Температура реакции полимеризации (температура нагревания) не ограничена определенным образом, и ее можно устанавливать соответствующим образом, как правило, в интервале от 60 до 200°С.
В четвертом изобретении, реакцию полимеризации можно также осуществлять в атмосфере азота, гелия, аргона или другого неактивного газа, как может потребоваться для увеличения эффективности полимеризации, и т.п.
Полученные таким образом покрытые полимером частицы А1 можно выделять известным способом разделения твердых и жидких фаз, способом очистки или подобным способом по мере необходимости.
Когда частицы на основе алюминия используют в качестве основного агента в четвертом изобретении, частицы соединения алюминия предпочтительно используют в качестве вспомогательного агента. Например, соединение алюминия может представлять собой по меньшей мере одно из следующих: глинозем (оксид алюминия), гидроксид алюминия, алюминатную или алюмосиликатную соль и т.п. Из их числа оксид алюминия является особенно предпочтительным. Более эффективная абсорбция кислорода достигается за счет использования частиц оксида алюминия благодаря каталитическому действию данных частиц.
Массовое соотношение частиц на основе алюминия и частиц вспомогательного агента не ограничено определенным образом, но предпочтительно составляет от 3:7 до 7:3.
Электролит, который эффективно способствует эффекту абсорбции кислорода частицами алюминия, можно также добавлять по мере необходимости. Например, в качестве электролита можно добавлять по мере необходимости соответствующее количество по меньшей мере одного из следующих соединений: оксид кальция, гидроксид кальция, оксид магния, гидроксид магния, хлорид натрия, хлорид калия, хлорид кальция, карбонат натрия, карбонат кальция или подобные соединения.
Водород может выделяться в побочной реакции в процессе абсорбции кислорода частицами на основе алюминия, и в этом случае можно добавлять по мере необходимости ингибитор выделения водорода, в том числе оксид серебра, титан, цеолит, активированный уголь или сульфид, в количестве от 1 м.д. до 10 мас.%.
По мере необходимости, можно также включать от 5 до 85 мас.% воды в кислородный абсорбент, чтобы содействовать реакции абсорбции кислорода частицами на основе алюминия.
2. Способ изготовления упаковочного материала
Упаковочный материал согласно четвертому изобретению можно предпочтительно производить, например, способом изготовления упаковочного материала, состоящего из многослойного тела, содержащего по меньшей мере основной слой и термоадгезионный слой, включающим стадию (в настоящем документе иногда называется «стадия прикрепления») прикрепления мелких гидрофобных оксидных частиц, имеющих средний диаметр первичных частиц от 3 до 100 нм, к поверхности термоадгезионного слоя.
Способ изготовления многослойного тела можно осуществлять известным путем. Например, термоадгезионный слой можно образовать способами, разъясненными выше в п. 1, на основе однослойного или многослойного материала, полученного сухим ламинированием, экструзионным ламинированием, влажным ламинированием, термоламинированием или аналогичным способом.
Кислородный абсорбент может представлять собой описанный выше в п. 1. Как обсуждалось выше, его можно заблаговременно включать в исходные материалы для образования основного слоя и/или термоадгезионного слоя.
Способ, используемый на стадии прикрепления мелких гидрофобных оксидных частиц, не ограничен определенным образом. Например, можно использовать такой известный способ, как покрытие прокаткой, рифленое покрытие, покрытие с удалением излишков с помощью планки, ракельное покрытие, покрытие с помощью кисти или электростатическое порошковое покрытие. Когда используют покрытие прокаткой или аналогичный способ, можно покрытие образовать на слое термоадгезионного слоя, используя дисперсию мелких гидрофобных оксидных частиц, диспергированных в растворителе, и сушить для завершения стадии прикрепления. Растворитель в этом случае не ограничен и может представлять собой воду или органический растворитель, включая спирт (этанол), циклогексан, толуол, ацетон, IPA, пропиленгликоль, гексиленгликоль, бутилдигликоль, пентаметиленгликоль, н-пентан, н-гексан, гексиловый спирт или аналогичные. В этом случае, можно также добавлять в следовых количествах диспергатор, краситель, предотвращающее расслаивание смесей вещество, регулятор вязкости и т.п. Количество диспергированных мелких гидрофобных оксидных частиц в растворителе может обычно составлять приблизительно от 10 до 100 г/л. Когда используют сушку, это может быть естественная сушка или принудительная сушка (термическая сушка), но принудительная сушка является предпочтительной в промышленных целях. Температура сушки не ограничена, при том условии, что она не влияет на слой термопластического полимера, но составляет, как правило, 150°С или менее или предпочтительно от 80 до 120°С.
В способе изготовления согласно четвертому изобретению, многослойное тело можно также нагревать во время и/или после указанной выше стадии прикрепления. Прочность прикрепления (прочность фиксации) мелких гидрофобных оксидных частиц на слое термопластического полимера можно дополнительно увеличивать нагреванием многослойного тела. В этом случае, температуру нагревания Т можно устанавливать соответствующим образом в зависимости от типа слоя термопластического полимера и других параметров, но обычно она предпочтительно находится в интервале Tm-50≤T≤Tm+50, где Tm (°С) означает температуру плавления (температуру начала плавления) используемого термоадгезионного слоя. Упаковочный материал согласно настоящему изобретению можно также подвергать тиснению, полурезке, просечке и т.п. по мере необходимости таким же образом, как известные упаковочные материалы.
Примеры
Ниже приведено более подробное описание изобретений с первого по четвертое с использованием примеров и сравнительных примеров. Однако объем настоящего изобретения не ограничен данными примерами.
Примеры первого изобретения
Примеры 1-1 - 1-9 и сравнительный пример 1-1
Образцы получали прикреплением мелких гидрофобных оксидных частиц к многослойным телам, содержащим слои термопластического полимера. В частности, различные образцы получали следующим образом.
(1) Получение многослойных тел
(Пример 1-1, сравнительный пример 1-1)
2
2
2
На одну сторону бумаги, имеющей основную плотность 55 г/м, наносили печатное и защитное (ОП) покрытие, в то время как другую сторону покрывали сухим полиуретановым многослойным связующим (сокращенно обозначается «D»; сухая масса: 3,5 г/м), на которое наносили полиэтилентерефталатную пленку с осажденным алюминием толщиной 16 мкм (сокращенно обозначается «Al-РЕТ»). Термосварной лак («лак»; основные компоненты: 160 массовых частей сложнополиэфирного полимера + 10 массовых частей акрилового полимера + 40 массовых частей смеси растворителей (толуол + метилэтилкетон (МЕК)) наносили в качестве слоя термопластического полимера на полиэтилентерефталатную пленку данного связанного материала в сухой массе около 3 г/м (условия сушки: 10 секунд при 150°С). Таким способом получали многослойное тело состава «ОП/печать/бумага/D/Al-РЕТ/лак».
(Примеры 1-2 - 1-6)
2
Многослойные тела получали, как в примере 1-1, за исключением того, что от 1 до 20 массовых частей (см. таблицу) гранул из акрилового полимера (средний диаметр частиц 30 мкм, Sekisui Plastics Co., Ltd.) дополнительно добавляли и смешивали с термосварным лаком, который затем наносили в сухой массе 3 г/м(условия сушки: 10 секунд при 150°С).
(Примеры 1-7 - 1-8)
2
Многослойные тела получали, как в примере 1-1, за исключением того, что 10 массовых частей гранул из акрилового полимера (средний диаметр частиц 15 мкм, Sekisui Plastics Co., Ltd.) дополнительно добавляли и смешивали с термосварным лаком, который затем наносили в сухой массе 3 г/м (условия сушки: 10 секунд при 150°С).
(Пример 1-9)
2
Многослойные тела получали, как в примере 1-1, за исключением того, что 10 массовых частей гранул из акрилового полимера (средний диаметр частиц 8 мкм, Sekisui Plastics Co., Ltd.) дополнительно добавляли и смешивали с термосварным лаком, который затем наносили в сухой массе 3 г/м (условия сушки: 10 секунд при 150°С).
(2) Прикрепление мелких гидрофобных оксидных частиц
(Примеры 1-1 - 1-9)
2
2
Диспергировали 5 г мелких гидрофобных оксидных частиц (наименование продукта: Aerosil R812S (Evonik Degussa), удельная поверхность по методу БЭТ: 220 м/г, средний диаметр первичных частиц: 7 нм) в 100 мл этанола, чтобы получить жидкость для покрытия. Эту жидкость для покрытия наносили с удалением излишков с помощью планки таким образом, чтобы образовать слой, имеющий сухую массу от 0,11 до 0,4 г/м (см. таблицу) на поверхности слоя термопластического полимера многослойного тела, полученного выше в п. (1), и сушили при 100°С в течение приблизительно 10 секунд для испарения этанола и получения образца (упаковочного материала).
(Сравнительный пример 1-1)
Многослойное тело согласно примеру 1-1 без прикрепления мелких гидрофобных оксидных частиц использовали в качестве образца для испытаний.
(3) Наблюдение пористого слоя мелких гидрофобных оксидных частиц
Структуры слоев мелких гидрофобных оксидных частиц в упаковочных материалах согласно примерам наблюдали методом ПЭ СЭМ. В результате, пористые слои с трехмерными сетчатыми структурами, образованными из мелких гидрофобных оксидных частиц, наблюдали во всех упаковочных материалах. В качестве примера, фиг. 3 показывает фотографию части поперечного сечения упаковочного материала согласно примеру 1-4. Аналогичные структуры также наблюдали для других примеров.
Пример испытания 1-1 (открывающее усилие)
Исследовали открывающее усилие образцов, полученных в примерах и сравнительном примере.
3
2
Тела упаковок изготовляли с использованием крышек, вырезанных по форме крышки (прямоугольник 62 мм × 67 мм с язычком) из каждого упаковочного материала. В частности, тела упаковок изготовляли термосваркой этих крышек на фланцах фланцованных контейнеров из полистирола (изготовленных с шириной фланца 4 мм, внешним диаметром фланца 60 мм × 65 мм, высотой около 48 мм, внутренним объемом около 100 см). Уплотнение представляло собой (вогнутое) кольцевое уплотнение шириной около 2 мм, полученное в условиях температуры 210°С и давления 2 кг/смв течение 1 секунды. Язычок на крышке каждого тела упаковки вытягивали со скоростью 100 мм/мин под углом возвышения 45° относительно точки начала открывания, максимальную нагрузку во время открывания рассматривали в качестве открывающего усилия (Н), и среднее значение (n=6) вычисляли для каждого тела упаковки. Результаты приведены в таблицах 1 и 2.
Пример испытания 1-2 (качество уплотнения (усилие уплотнения))
5
Используя тело упаковки, полученное в примере испытания 1-1, в качестве образца для испытаний, испытание усилия уплотнения осуществляли в соответствии со способами испытания усилия уплотнения, предусмотренными министерским постановлением о стандартах состава и других параметров молока и молочных продуктов (постановление 17 Министерства здравоохранения и благосостояния Японии от 16 апреля 1979 г.). Воздух непрерывно подавали внутрь контейнеров и измеряли внутреннее давление (мм рт.ст.) во время утечки воздуха. Количество измерений для каждого тела упаковки (n) составляло 3, но все они превысили верхний предел измерений 300 мм рт.ст. (4·10 Па). Результаты приведены в таблицах 1 и 2.
Пример испытания 1-3 (первоначальное отсутствие адгезии йогурта)
Используя сторону слоя термопластического полимера каждого многослойного тела в качестве поверхности для испытаний, образец фиксировали с помощью зажима на горизонтальной платформе данной поверхностью вверх, товарный йогурт (мягкий йогурт Oishii Kasupikai от фирмы Glico Dairy Products Co., Ltd., 1 капля которого составляла приблизительно 0,4 г) капали с небольшой высоты, горизонтальную платформу наклоняли, и образец признавали удовлетворительным, если капля йогурта скатывалась вниз, и неудовлетворительным, если она размазывалась, а не скатывалась, даже когда платформу опрокидывали под углом 90°. Результаты приведены в таблицах 1 и 2.
Пример испытания 1-4 (испытание переворачиванием)
В каждый из фланцованных контейнеров из полистирола, используемых в примере испытания 1-1, наливали по 85 г товарного йогурта (наименование продукта: мягкий йогурт Oishii Kasupikai от фирмы Glico Dairy Products Co., Ltd.), контейнеры герметизировали термосваркой с крышками, как в примере испытания 1-1. Каждое тело контейнера выдерживали в перевернутом состоянии в течение 10 секунд (при этом отверстие было направлено вниз) и затем переворачивали в нормальное положение (в котором отверстие было направлено вверх), крышку открывали вручную, и состояние поверхности каждой крышки со стороны слоя термопластического полимера наблюдали невооруженным глазом. Образец признавали удовлетворительным, если отсутствовала адгезия йогурта, и неудовлетворительным, если йогурт прилипал к крышке. Результаты приведены в таблицах 1 и 2.
Пример испытания 1-5 (вибрационное испытание)
Тела упаковок получали, как в примере испытания 1-4, данные тела упаковок подвергали вибрации в условиях амплитуды 2,2 мм (вверх и вниз) и ускорения около ускорения свободного падения в течение 20 минут с частотой 30 вибрационных движений вверх и вниз в минуту с помощью прибора для вибрационных испытаний BF-30U от фирмы Idex Co., Ltd., крышки открывали вручную и взвешивали количество йогурта, прилипшего к каждой крышке. Образец признавали удовлетворительным, если это количество составляло менее чем 0,5 г/образец, и неудовлетворительным, если оно составляло 0,5 г/образец или более. Результаты приведены в таблицах 1 и 2.
Пример испытания 1-6 (прочность на истирание)
Используя поверхность со стороны слоя термопластического полимера каждого многослойного тела в качестве поверхности для испытаний, осуществляли испытание прочности на истирание в условиях 100 возвратно-поступательных движений с нагрузкой 200 г, материал фрикционных накладок: хромированная поверхность, прибор для испытания истиранием типа Gakushin (JIS К 5701-1). После испытания прочности на истирание осуществляли такое же испытание на отсутствие адгезии йогурта, как примере испытания 3, и образец признавали удовлетворительным, если капля йогурта скатывалась вниз, и неудовлетворительным, если она размазывалась, а не скатывалась, даже когда платформу опрокидывали под углом 90°. Результаты приведены в таблицах 1 и 2.
Пример испытания 1-7 (краевой угол смачивания)
Используя поверхность со стороны слоя термопластического полимера каждого многослойного тела в качестве поверхности для испытаний, краевой угол смачивания чистой водой измеряли с помощью устройства для измерения краевого угла смачивания (анализатор поверхности раздела твердых и жидких фаз Drop Master 300 от фирмы Kyowa Interface Science Co., Ltd.). Результаты приведены в таблицах 1 и 2.
Как показывают результаты в таблицах 1 и 2, неадгезионные свойства (отталкивающая способность по отношению к йогурту) не были получены для традиционных изделий (сравнительный пример), которые показывали краевой угол смачивания чистой водой 85°, в то время как хорошие неадгезионные свойства были получены согласно первому изобретению (пример). Что касается открывающего усилия и свойств уплотнения (усилие уплотнения), их качество также было достаточным для практического применения. Результаты по краевому углу смачивания также показывают, что многослойное тело и упаковочный материал согласно первому изобретению имеет хорошие водоотталкивающие свойства.
В частности, внешняя поверхность (поверхность с прикрепленными мелкими гидрофобными оксидными частицами) со стороны слоя термопластического полимера многослойного тела и упаковочного материала согласно первому изобретению показывали краевой угол смачивания чистой водой 150° или более, причем такая степень отсутствия адгезии содержимого не наблюдалась для традиционных упаковочных материалов. Когда неорганические или органические частицы включали в качестве гранулированного наполнителя в термопластический полимерный слой, помимо существенного повышения прочности на истирание, эффективно уменьшалось или предотвращалось отделение мелких гидрофобных оксидных частиц, приводя к более долговечным неадгезионным свойствам.
Примеры второго изобретения
Пример 2-1
2
3
2
Диспергировали 50 г мелких гидрофобных оксидных частиц (наименование продукта: Aerosil R812S (Evonik Degussa), удельная поверхность по методу БЭТ: 220 м/г, средний диаметр первичных частиц: 7 нм) в 1000 мл этанола, чтобы получить жидкость для покрытия. Товарный полипропиленовый контейнер (ширина фланца около 3 мм, внешний диаметр фланца около 70 мм, высота около 110 мм, внутренний объем около 200 см) погружали в данную жидкость для покрытия. Количество прилипшей жидкости для покрытия составляло 0,5 г/м в сухой массе (прилипшие твердые частицы). После обработки погружением этанол испаряли потоком теплого воздуха при 25°С в течение 30 секунд (сушильная обработка), чтобы получить образец (контейнер).
Пример 2-2
2
3
2
Диспергировали 50 г мелких гидрофобных оксидных частиц (наименование продукта: Aerosil R812S (Evonik Degussa), удельная поверхность по методу БЭТ: 220 м/г, средний диаметр первичных частиц: 7 нм) в 1000 мл этанола, чтобы получить жидкость для покрытия. Товарный фланцованный бумажно-полиэтиленовый контейнер (ширина фланца 3 мм, внешний диаметр фланца 70 мм, высота около 55 мм, внутренний объем около 130 см), изготовленный из бумаги толщиной около 300 мкм и покрытый изнутри слоем полиэтилена толщиной 100 мкм, погружали в данную жидкость для покрытия. Количество прилипшей жидкости для покрытия составляло 0,5 г/м в сухой массе (прилипшие твердые частицы). После обработки погружением этанол испаряли потоком теплого воздуха при 25°С, чтобы получить образец (контейнер).
Пример 2-3
2
3
2
Диспергировали 50 г мелких гидрофобных оксидных частиц (наименование продукта: Aerosil R812S (Evonik Degussa), удельная поверхность по методу БЭТ: 220 м/г, средний диаметр первичных частиц: 7 нм) в 1000 мл этанола, чтобы получить жидкость для покрытия. Товарный фланцованный контейнер из полистирола (ширина фланца около 3 мм, внешний диаметр фланца около 88 мм, высота около 63 мм, внутренний объем около 176 см) погружали в данную жидкость для покрытия. Количество прилипшей жидкости для покрытия составляло 0,5 г/м в сухой массе (прилипшие твердые частицы). После обработки погружением этанол испаряли потоком теплого воздуха при 25°С, чтобы получить образец (контейнер).
Сравнительный пример 2-1
Товарный полипропиленовый контейнер, использованный в примере 2-1, использовали в неизменном виде в качестве образца.
Сравнительный пример 2-2
Товарный бумажно-полиэтиленовый контейнер, использованный в примере 2-2, использовали в неизменном виде в качестве образца.
Сравнительный пример 2-3
Товарный контейнер из полистирола, использованный в примере 2-3 использовали в неизменном виде в качестве образца.
Пример испытания 2-1
Наблюдение пористого слоя мелких гидрофобных оксидных частиц
В контейнерах согласно примерам 2-1 - 2-3, структуры слоев мелких гидрофобных оксидных частиц наблюдали методом ПЭ СЭМ. В результате, наблюдали пористые слои, имеющие трехмерные сетчатые структуры, образованные из мелких гидрофобных оксидных частиц.
Краевой угол смачивания
Используя внутренние нижние поверхности контейнеров согласно примерам 2-1 - 2-3 в качестве образцов для испытания (поверхности для испытания), измеряли краевые углы смачивания чистой водой с помощью устройства для измерения краевого угла смачивания (анализатор поверхности раздела твердых и жидких фаз Drop Master 300 от фирмы Kyowa Interface Science Co., Ltd.), и все они составляли 150° или более.
Испытание прикрепления
Контейнеры согласно примерам 2-1 - 2-3 и сравнительным примерам 2-1 - 2-3 заранее взвешивали (масса А), после чего в каждый из них наливали по 100 г товарного йогурта (наименование продукта: мягкий йогурт Oishii Kasupikai от фирмы Glico Dairy Products Co., Ltd.), содержимое выливали в течение 10 секунд переворачиванием контейнеров (отверстием вниз), затем контейнеры переворачивали в нормальное положение (отверстием вверх) и повторно взвешивали (масса В). Количество прилипшего йогурта вычисляли как разность В-A. Результаты измерений (n=10) приведены в таблице 3.
Как показывают результаты в таблице 3, приблизительно от 6 до 16% налитого количества оставалось прилипшим к контейнеру в случае традиционных изделий (сравнительные примеры), в то время как в примерах данное количество уменьшалось приблизительно до 1% или менее от налитого количества (практическое отсутствие прилипания). Контейнеры согласно второму изобретению показывали краевой угол смачивания чистой водой, составляющий 150° или более, причем такая степень отсутствия адгезии содержимого не наблюдалась для традиционных контейнеров.
Пример 2-4
Образец (контейнер) получали, как в примере 2-1, за исключением того, что сушильную обработку после погружения осуществляли горячим воздухом в течение 30 секунд при 140°С.
Пример 2-5
Образец (контейнер) получали, как в примере 2-1, за исключением того, что сушильную обработку после погружения осуществляли горячим воздухом в течение 30 секунд при 160°С.
Пример испытания 2-2
Испытание улучшения постоянства свойств
2
Контейнеры согласно примерам 2-1, 2-4 и 2-5 заранее взвешивали (масса А), после чего в каждый из них наливали по 100 г товарного йогурта (наименование продукта; мягкий йогурт Oishii Kasupikai от фирмы Glico Dairy Products Co., Ltd.), наносили 0,5 г/м (в пересчете на сухую массу) жидкости для покрытия, использованной в примере 1, на поверхность термоадгезионного слоя многослойной крышки, состоящей из алюминиевой фольги толщиной 40 мкм с термоадгезионным слоем, и эту крышку прикрепляли термосваркой к торцевой поверхности отверстий (фланцев и т.д.) вышеуказанных контейнеров для изготовления тел упаковок. Каждое из данных тел упаковок подвергали вибрации в условиях (вертикальной) амплитуды 2, 2 мм (вверх и вниз) и ускорения около 40-кратного ускорения свободного падения в течение 1 минуты с частотой 30 вибрационных движений вверх и вниз в минуту с помощью прибора для вибрационных испытаний BF-30U от фирмы Idex Co., Ltd., крышки открывали и снимали (без прилипания йогурта к крышкам), каждый контейнер переворачивали на 10 секунд (отверстием вниз) для удаления содержимого, затем контейнеры переворачивали в нормальное положение (отверстием вверх) и взвешивали (масса В). Количество прилипшего йогурта вычисляли как разность В-А. Результаты измерений (n=10) приведены в таблице 4.
Как показывают результаты в таблице 4, постоянство (долговечность) неадгезионных свойств можно дополнительно улучшить посредством термообработки после прикрепления мелких гидрофобных оксидных частиц.
Примеры третьего изобретения
Примеры 3-1 - 3-9 и сравнительные примеры 3-1 - 3-3
Образцы получали прикреплением мелких гидрофобных оксидных частиц к многослойным телам, имеющим различные типы термоадгезионных слоев, указанные в таблице 5. В частности, образцы получали следующим образом.
(1) Получение многослойных тел
<Термоплавкий тип>
2
2
Основной слой получали, используя слоистое связующее на основе полиуретана (сокращенно обозначается «D»; сухая масса 3,5 г/м), чтобы прикрепить печатную поверхность отпечатанной на обратной стороне (сокращенно обозначается «печать») пленки из полиэтилентерефталата (PET) толщиной 12 мкм к одной стороне алюминиевой фольги толщиной 15 мкм (сокращенно обозначается «AL»; мягкая фольга 1N30). На алюминиевую поверхность данного основного слоя наносили адгезионное покрытие (сокращенно обозначается «АП»; основной компонент: сложнополиэфирный полимер), и полимер на основе полиэтилена низкой плотности (сокращенно обозначается «LDPE») наносили методом экструзии таким образом, чтобы получить пленку, имеющую толщину в сухом виде 20 мкм. Термоплавкий агент (сокращенно обозначается «ТП»; содержит 35 массовых частей воска, 35 массовых частей смолы и 30 массовых частей сополимера этилена и винилацетата) наносили рифленым валиком термоплавким методом в сухой массе 20 г/м на полиэтилен низкой плотности. Таким способом получали многослойное тело, имеющее состав РЕТ/печать/D/AL/АП/LDPE/ТП.
<Тип герметика>
2
Основной слой получали, используя слоистое связующее на основе полиуретана (сокращенно обозначается «D»; сухая масса 3,5 г/м), чтобы прикрепить печатную поверхность отпечатанной на обратной стороне (сокращенно обозначается «печать») пленки из полиэтилентерефталата (PET) толщиной 12 мкм к одной стороне алюминиевой фольги толщиной 15 мкм («AL»; мягкая фольга 1N30). На алюминиевую поверхность данного основного слоя наносили адгезионное покрытие («АП»; основной компонент: сложнополиэфирный полимер), и полимер на основе полиэтилена низкой плотности (сокращенно обозначается «LDPE», толщина сухой пленки 20 мкм) использовали для экструзионного покрытия пленкой герметика толщиной 30 мкм (основной компонент: полученный металлоценовым катализом полиэтилен, сокращенно обозначается «герметик»). Таким способом получали многослойное тело, имеющее состав РЕТ/печать/D/AL/АП/LDPE/герметик.
Тип лака
2
2
2
Основной слой получали, используя сухое слоистое полиуретановое связующее (сокращенно обозначается «D»; сухая масса 3,5 г/м), чтобы прикрепить печатную поверхность отпечатанной на обратной стороне (сокращенно обозначается «печать») пленки из полиэтилентерефталата (PET) толщиной 12 мкм к одной стороне алюминиевой фольги толщиной 15 мкм («AL»; мягкая фольга 1N30). Используя сухое слоистое полиуретановое связующее («D»; сухая масса 3,5 г/м), отдельно полученную пленки из полиэтилентерефталата (PET) толщиной 12 мкм прикрепляли к алюминиевой поверхности данного основного слоя, и термосварной лак (основные компоненты: акриловый полимер и сложный полиэфир; сокращенно обозначается «лак») наносили таким образом, чтобы образовать покрытие, имеющее сухую массу 5 г/м. Таким способом получали многослойное тело, имеющее состав РЕТ/печать/D/AL/D/РЕТ/лак.
(2) Прикрепление мелких гидрофобных оксидных частиц
2
2
Диспергировали 5 г мелких гидрофобных оксидных частиц (наименование продукта: Aerosil R812S (Evonik Degussa), удельная поверхность по методу БЭТ: 220 м/г, средний диаметр первичных частиц: 7 нм) в 100 мл этанола, чтобы получить жидкость для покрытия. Эту жидкость для покрытия наносили рифленым валиком или с удалением излишков с помощью планки таким образом, чтобы образовать покрытие, имеющее сухую массу от 0,3 до 1,0 г/м, на поверхности термоадгезионного слоя многослойных тел, полученных выше в п. (1), и сушили при 100°С в течение приблизительно 10 секунд, чтобы испарить этанол и приготовить образцы (упаковочные материалы).
(3) Наблюдение (исследование) пористых слоев мелких гидрофобных оксидных частиц
Структуры слоев мелких гидрофобных оксидных частиц в упаковочных материалах согласно примерам наблюдали методом ПЭ СЭМ. В результате, пористые слои, имеющие трехмерные сетчатые структуры мелких гидрофобных оксидных частиц, наблюдали во всех упаковочных материалах. В качестве примера, результаты наблюдения в примере 3-4 (А) приведены на фиг. 8. Фиг. 8 показывает смешанный черно-белый слой на термоадгезионном слое (герметик). Белая часть представляет собой пористый слой мелких гидрофобных оксидных частиц. Это показывает, что пористый слой мелких гидрофобных оксидных частиц образован нанесением и сушкой вышеуказанной жидкости для покрытия.
Пример испытания 3-1 (усилие уплотнения)
Исследовано усилие уплотнения образцов, полученных в примерах и сравнительных примерах.
Примеры 3-1 - 3-6 и сравнительные примеры 3-1 и 3-2
3
2
Тела упаковок изготовляли с использованием крышек, вырезанных по форме крышки (диаметр 75 мм с язычком) из различных упаковочных материалов. В частности, каждую крышку прикрепляли термосваркой к фланцу фланцованного бумажно-полиэтиленового контейнера (ширина фланца 3 мм, внешний диаметр фланца 70 мм, высота около 55 мм, внутренний объем около 130 см), изготовленный из бумаги толщиной около 300 мкм и покрытый изнутри слоем полиэтилена толщиной 100 мкм, чтобы получить тело упаковки. Термосварку осуществляли в условиях температуры 160°С и давления 1 кг/см в течение 1 секунды. Язычок крышки на каждом теле упаковки вытягивали со скоростью 100 мм/мин под углом возвышения 45° относительно точки начала открывания, максимальную нагрузку во время открывания рассматривали в качестве усилия уплотнения (Н), и среднее значение (n=6) вычисляли для каждого тела упаковки. Результаты приведены в таблице 5.
Примеры 3-7 - 3-9 и сравнительный пример 3-3
3
2
Тела упаковок изготовляли с использованием крышек, вырезанных по форме крышки (прямоугольник 62 мм × 67 мм с язычком) из каждого упаковочного материала. В частности, тела упаковок изготовляли термосваркой этих крышек на фланцах фланцованных контейнеров из полистирола (формованная ширина фланца 4 мм, внешний диаметр фланца 60 мм × 65 мм, высота около 48 мм, внутренний объем около 100 см). Уплотнение представляло собой (вогнутое) кольцевое уплотнение шириной около 2 мм, полученное в условиях температуры 210°С и давления 2 кг/см в течение 1 секунды. Язычок крышки на каждом теле упаковки вытягивали со скоростью 100 мм/мин под углом возвышения 45° относительно точки начала открывания, максимальную нагрузку во время открывания рассматривали в качестве усилия уплотнения (Н), и среднее значение (n=6) вычисляли для каждого тела упаковки. Результаты приведены в таблице 5.
Пример испытания 3-2 (герметичные свойства (пробивная прочность))
Используя тело упаковки, полученное в примере испытания 3-1, в качестве образца для испытаний, испытание усилия уплотнения осуществляли в соответствии с методами для испытания усилия уплотнения, предусмотренными министерским постановлением о стандартах состава и других параметров молока и молочных продуктов (постановление 17 Министерства здравоохранения и благосостояния Японии от 16 апреля 1979 г.). Воздух непрерывно подавали внутрь контейнеров и измеряли внутреннее давление (мм рт. ст.) во время утечки воздуха. Измерения для каждого тела упаковки (n=3) затем усредняли. Результаты приведены в таблице 5.
Пример испытания 3-3 (краевой угол смачивания)
Используя сторону термоадгезионного слоя каждого упаковочного материала в качестве поверхности для испытаний, измеряли краевой угол смачивания чистой водой с помощью устройства для измерения краевого угла смачивания (анализатор поверхности раздела твердых и жидких фаз Drop Master 300 от фирмы Kyowa Interface Science Co., Ltd.). Результаты приведены в таблице 5.
Пример испытания 3-4 (угол капли)
Используя сторону термоадгезионного слоя каждого упаковочного материала в качестве поверхности для испытаний, образец фиксировали с помощью зажима на горизонтальной платформе данной поверхностью вверх, товарный йогурт (мягкий йогурт Oishii Kasupikai от фирмы Glico Dairy Products Co., Ltd., 1 капля которого составляла приблизительно 0,4 г) капали с небольшой высоты, горизонтальную платформу наклоняли, и определяли угол, под которым капля йогурта скатывалась вниз. Результаты приведены в таблице 5. В сравнительных примерах 3-1 - 3-3, капли размазывались, а не скатывались даже под углом 90°.
Пример испытания 3-5 (испытание при транспортировке)
В каждое из тел упаковок, использованных в примере испытания 3-1, наливали по 100 г (фланцованный бумажно-полиэтиленовый контейнер) или 85 г (фланцованный контейнер из полистирола) товарного йогурта (мягкий йогурт Oishii Kasupikai от фирмы Glico Dairy Products Co., Ltd.) и герметизировали термосваркой с помощью крышек, как в примере испытания 3-1. Тела упаковок, наполненные йогуртом, перевозили на длинное расстояние (1500 км), затем крышки открывали вручную и невооруженным глазом наблюдали поверхность каждой крышки со стороны термоадгезионного слоя. Результаты приведены в таблице 5. В результатах двойной круг «» означает отсутствие прилипания йогурта, одинарный круг «О» означает некоторое прилипание йогурта с краю по кругу (площадь адгезии составляет 20% или менее), треугольник «Δ» означает очевидное прилипание (площадь адгезии составляет более чем 20%, но менее чем 90%), и косой крест «х» означает практически полное прилипание (площадь адгезии составляет 90% или более). Знаки «» или «О» считают хорошими оценками.
Как показывают результаты в таблице 5, неадгезионные свойства не были получены для традиционных изделий (сравнительные примеры), в то время как хорошие неадгезионные свойства были получены согласно третьему изобретению (примеры). Что касается усилия уплотнения и герметичных свойств (пробивная прочность), их качество также было достаточным для практического применения. Результаты для краевого угла смачивания и угла капли также иллюстрируют хорошие неадгезионные свойства упаковочного материала настоящего изобретения. В частности, внешняя поверхность (поверхность с прикрепленными мелкими гидрофобными оксидными частицами) со стороны термоадгезионного слоя упаковочного материала согласно третьему изобретению показывала краевой угол смачивания чистой водой, составляющий 150° или более, и такая степень отсутствия адгезии содержимого не наблюдалась для традиционных упаковочных материалов.
Примеры четвертого изобретения
Примеры 4-1 - 4-3 и сравнительный пример 4-1
Образцы получали и исследовали следующим образом.
(1) Получение термосвязующего
(1-1) Термосвязующее, содержащее кислородный абсорбент на основе железа
Товарный продукт Ageless от фирмы Mitsubishi Gas Chemical Co., Inc. использовали в неизменном виде в качестве кислородного абсорбента на основе железа, добавляли и смешивали в количестве 10 мас.% с термосварным лаком (основные компоненты: сложнополиэфирный полимер 160 массовых частей + акриловый полимер 10 массовых частей + смесь растворителей (толуол + МЕК) 40 массовых частей) для получения термосвязующего, используемого в примере 4-1.
(1-2) Термосвязующее, содержащее кислородный абсорбент на основе алюминия
2
Чистый алюминиевый порошок (распыленный порошок Toyo Aluminium, средний диаметр частиц: 8 мкм, удельная поверхность по методу БЭТ: 0,7 м/г) и покрытый полимером алюминиевый порошок (3 г полимерного покрытия на 100 г алюминия), полученный покрытием поверхности того же порошка полимером, использовали в качестве основных агентов кислородного абсорбента на основе алюминия. Полимер наносили на поверхность алюминиевого порошка, загружая 1,5 г эпоксидированного 1,2-полибутадиена, 3,5 г триметилолпропантриакрилат, 0,3 г акриловой кислоты, 1,4 г дивинилбензола, 1440 г уайт-спирита и 20 г необработанного алюминиевого порошка в 3-литровую четырехгорлую колбу и приготовляя смесь при интенсивном перемешивании в токе газообразного азота. Температура в системе повышалась до 80°С, добавляли 1,1 г α,α′-азобисизобутиронитрила (AIBN) и проводили реакцию в течение 6 часов при 80°С с постоянным перемешиванием. После завершения реакции смесь фильтровали и сушили при 140°С для получения покрытого полимером алюминиевого порошка.
Затем 1 г основных агентов кислородного абсорбента на основе алюминия, 1 г порошка α-оксида алюминия TM-DAR от фирмы Taimei Chemicals Со. (средний диаметр частиц: 0,1 мкм, удельная поверхность по методу БЭТ: 14,5), 0,5 г оксида кальция от фирмы Wako Pure Chemical Industries, Ltd. (чистота 99,9%) и 0,5 г цеолита А-4 от фирмы Wako Pure Chemical Industries, Ltd. (средний диаметр частиц 3,5 мкм) объединяли и перемешивали, после чего 27 г связующего (основные компоненты: сложнополиэфирный полимер 160 массовых частей + акриловый полимер 10 массовых частей + смесь растворителей (толуол + МЕК) 40 массовых частей) добавляли к смеси и перемешивали, и 1 г воды добавляли и перемешивали для получения термосвязующего, используемого в примерах 4-2 и 4-3.
(2) Получение упаковочных материалов
2
2
2
Основной слой получали с использованием полиуретанового сухого слоистого связующего (сокращенно обозначается «D»; сухая масса 3,5 г/м), чтобы прикрепить печатную поверхность отпечатанной на обратной стороне (называется «печать») пленки из полиэтилентерефталата (PET) толщиной 12 мкм к одной стороне алюминиевой фольги толщиной 15 мкм (сокращенно обозначается «AL»; мягкая фольга 1N30). Используя полиуретановое сухое слоистое связующее (сокращенно обозначается «D»; сухая масса 3,5 г/м), отдельно полученную пленку из полиэтилентерефталата (сокращенно обозначается «PET») толщиной 12 мкм прикрепляли к алюминиевой поверхности данного основного слоя и покрывали термосвязующим, полученным выше в пп. (1-1) и (1-2), чтобы образовать покрытие, имеющее сухую массу 3 г/м.
Упаковочный материал получали таким же способом, как в сравнительном примере 4-1, но используя термосвязующее, не содержащее кислородный абсорбент (основные компоненты: 160 массовых частей сложнополиэфирного полимера + 10 массовых частей акрилового полимера + 40 массовых частей смеси растворителей (толуол + МЕК)).
(3) Прикрепление мелких гидрофобных оксидных частиц
2
2
Диспергировали 5 г мелких гидрофобных оксидных частиц (наименование продукта: Aerosil R812S (Evonik Degussa), удельная поверхность по методу БЭТ: 220 м/г, средний диаметр первичных частиц: 7 нм) в 100 мл этанола, чтобы получить жидкость для покрытия. Данную жидкость для покрытия наносили с удалением излишков с помощью планки, чтобы образовать покрытие, имеющее сухую массу от 0,5 г/м на поверхности термоадгезионного слоя упаковочных материалов, полученных выше в п. (2), и сушили при 100°С в течение приблизительно 10 секунд, чтобы испарить этанол и приготовить образцы. Образец согласно сравнительному примеру 4-1 не содержал прикрепленных мелких гидрофобных оксидных частиц.
(4) Наблюдение пористого слоя мелких гидрофобных оксидных частиц
Структуры слоев мелких гидрофобных оксидных частиц в упаковочных материалах согласно примерам наблюдали методом ПЭ СЭМ. В результате, пористые слои, имеющие трехмерные сетчатые структуры из мелких гидрофобных оксидных частиц, наблюдали во всех упаковочных материалах.
3
2
(5) Измерение остаточного кислорода в контейнере тела упаковок изготовляли с использованием крышек, вырезанных по форме крышки (прямоугольник 62 мм × 67 мм с язычком) из каждого упаковочного материала. В частности, тела упаковок получали помещением во фланцованные контейнеры из полистирола (формованная ширина фланца 4 мм, внешний диаметр фланца 60 × 65 мм D, высота около 48 мм, внутренний объем около 105 см) 80 г воды и герметизацией крышек термосвариванием на фланцах контейнеров. Уплотнение представляло собой (вогнутое) кольцевое уплотнение шириной около 2 мм, полученное в условиях температуры 220°С и давления 3 кг/см в течение 1 секунды. Образец оставляли при комнатной температуре на 72 часа и измеряли концентрацию остаточного кислорода внутри контейнера с помощью кислородного анализатора Toray LC-750. Результаты приведены в таблице 6.
(6) Остаточный воздух (газ) в контейнере
Крышки тел упаковок, изготовленные, как указано выше в п. (5), снимали в резервуаре с водой, воздух (газ), выделяющийся из контейнеров, собирали в мерный цилиндр, и количество газа измеряли в воде. Результаты приведены в таблице 6.
(7) Отсутствие адгезии и растекание йогурта
Тела упаковок получали, как указано выше в п. (5), за исключением того, что содержимое представляло собой товарный йогурт (мягкий йогурт Oishii Kasupikai от фирмы Glico Dairy Products Co., Ltd.), и оставляли на 72 часа в холодильнике при температуре 5°С. Три раза контейнеры сначала переворачивали (крышками вниз) и затем возвращали в нормальное положение (крышками вверх), и затем крышки открывали. Чтобы оценить отсутствие адгезии, крышки наблюдали невооруженным глазом и считали неудовлетворительным, если йогурт прилипал, и удовлетворительным, если йогурт не прилипал. Для оценки растекания, крышки считали неудовлетворительными, если капля растекалась за пределы контейнера, когда крышку открывали, и удовлетворительными, если йогурт не растекался. Результаты приведены в таблице 6.
(8) Краевой угол смачивания
Используя сторону термоадгезионного слоя каждого упаковочного материала в качестве поверхности для испытаний, измеряли краевой угол смачивания чистой водой с помощью устройства для измерения краевого угла смачивания (анализатор поверхности раздела твердых и жидких фаз Drop Master 300 от фирмы Kyowa Interface Science Co., Ltd.). Результаты приведены в таблице 6.
Как показывают результаты в таблице 6, неадгезионные свойства не были получены для традиционного продукта (сравнительный пример), но хорошие неадгезионные свойства были получены согласно четвертому изобретению (примеры). Результаты измерения краевого угла смачивания также показывают, что упаковочный материал согласно настоящему изобретению имеет хорошие неадгезионные свойства.
В частности, внешняя поверхность (поверхность с прикрепленными мелкими гидрофобными оксидными частицами) со стороны термоадгезионного слоя упаковочного материала согласно четвертому изобретению имеет краевой угол смачивания чистой водой, составляющий 150° или более, и такая степень отсутствия адгезии содержимого не наблюдается в традиционных упаковочных материалах. Так как крышка согласно настоящему изобретению содержит кислородный абсорбент по меньшей мере в одном слое из основного слоя и термоадгезионного слоя, она, кроме того, эффективна для предотвращения разложения и химического изменения в процессе долгосрочного хранения и для предотвращения растекания и утечки содержимого при уменьшении давления внутри тела упаковки.