Упаковочный ламинат, способ изготовления упаковочного ламината и упаковочный контейнер, изготовленный из него

Упаковочный ламинат, способ изготовления упаковочного ламината и упаковочный контейнер, изготовленный из него

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к нефольговому упаковочному ламинату для долговременного асептического упаковывания жидкого продукта питания, включающему серединный слой бумаги или картона, лежащие крайними снаружи непроницаемые для жидкости термосвариваемые слои из полиолефина и нанесенный на внутреннюю сторону слоя бумаги или картона непроницаемый для газообразного кислорода слой, образованный в результате нанесения жидкостного пленочного покрытия из жидкой газонепроницаемой композиции и последующего высушивания, при этом жидкая композиция содержит полимерное связующее, диспергированное или растворенное в среде на водной основе или на основе растворителя. Изобретение также относится к способу изготовления упаковочного ламината и к упаковочному контейнеру, который изготавливают из упаковочного ламината.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Упаковочные контейнеры одноразового утилизируемого типа для жидких продуктов питания зачастую изготавливают из упаковочного ламината на основе картона или плотной бумаги. Один такой часто встречающийся упаковочный контейнер представлен на рынке под торговой маркой Tetra Brik Aseptic® и в принципе используется для асептического упаковывания жидких продуктов питания, таких как молоко, фруктовые соки и тому подобное, продаваемых для долговременного хранения в условиях окружающей среды. Упаковочный материал в этом известном упаковочном контейнере обычно представляет собой ламинат, включающий объемный серединный слой бумаги или картона и наружные непроницаемые для жидкости слои из термопластов. Для придания упаковочному контейнеру газонепроницаемости, в частности непроницаемости по газообразному кислороду, например, для целей асептического упаковывания и упаковывания молока или фруктового сока, ламинат в данных упаковочных контейнерах обычно включает, по меньшей мере, один дополнительный слой, наиболее часто алюминиевую фольгу.

На внутренней стороне ламината, то есть, стороне, предположительно обращенной к содержимому в виде продукта питания, заполняющему контейнер, изготовленный из ламината, имеется лежащий крайним внутри слой, нанесенный на алюминиевую фольгу, где указанный лежащий крайним внутри внутренний слой может быть образован из одного или более составляющих слоев, содержащих термосвариваемые клеящие полимеры и/или полиолефины. Кроме того, на наружной стороне серединного слоя имеется лежащий крайним снаружи термосвариваемый полимерный слой.

Упаковочные контейнеры в общем случае изготавливают при использовании современных высокоскоростных упаковочных машин, относящихся к тому типу, который обеспечивает формование, заполнение и заваривание упаковок из полотна или из предварительно изготовленных заготовок из упаковочного материала. Таким образом, упаковочные контейнеры могут быть изготовлены в результате переформования полотна из ламинированного упаковочного материала в форму рукава при соединении двух продольных кромок полотна друг с другом в виде соединения внахлестку. Лежащие крайними внутри и лежащие крайними снаружи термосвариваемые термопластичные полимерные слои в соединении внахлестку сваривают друг с другом в результате подвода тепла. Рукав заполняют намечаемым жидким продуктом питания, а после этого разделяют на отдельные упаковки повторяющимися поперечными сварными швами на рукаве на предварительно определенном расстоянии друг от друга ниже уровня содержимого в рукаве. Упаковки отделяют от рукава в результате рассечений по поперечным сварным швам и формуют в желательной геометрической конфигурации, обычно в форме параллелепипеда, в результате складывающего формования по подготовленным линиям сгиба в упаковочном материале.

Слой алюминиевой фольги в упаковочном ламинате обеспечивает получение характеристик газонепроницаемости, вполне безупречных для большинства полимерных газонепроницаемых материалов. Обычный упаковочный ламинат на основе алюминиевой фольги для асептического упаковывания жидкого продукта питания на своем уровне эксплуатационных характеристик представляет собой наиболее рентабельный упаковочный материал из доступных на рынке на сегодняшний день. Любой другой конкурентоспособный материал должен быть более рентабельным в отношении материалов исходного сырья, обладать сопоставимыми свойствами по сохранению продуктов питания и демонстрировать сопоставимо низкую сложность при преобразовании в конечный упаковочный ламинат.

До настоящего времени на рынке едва ли доступны какие-либо асептические упаковки на основе бумаги или картона для долговременного хранения в условиях окружающей среды описывавшегося выше типа из рентабельного нефольгового упаковочного ламината, сопоставимого с ламинатами на основе алюминиевой фольги, которые бы демонстрировали надежный уровень характеристик непроницаемости и свойств по сохранению продуктов питания в течение более чем 3 месяцев. Существуют некоторые полимерные материалы, которые демонстрируют хорошие характеристики непроницаемости, но они либо обладают плохими механическими свойствами в ламинате, либо трудно перерабатываются при преобразовании в тонкие слои в ламинатах, например, требуя наличия дорогостоящих соэкструдируемых соединительных слоев, либо они, кроме того, могут оказаться значительно более дорогостоящими при целесообразной толщине в сопоставлении с алюминием и поэтому нерентабельными для упаковывания, например, молока или сока.

Существует один тип полимерных газонепроницаемых слоев, который мог бы оказаться очень рентабельным, то есть, непроницаемых полимеров, которые в форме дисперсии или раствора в жидкости или растворителе наносят в виде покрытия на подложку, а после этого высушивают, получая тонкие непроницаемые покрытия. Однако, очень важно, чтобы дисперсия или раствор были бы гомогенными и стабильными, позволяя получать в результате ровное покрытие, демонстрирующее однородные характеристики непроницаемости. Примерами подходящих полимеров для водных композиций являются поливиниловые спирты (PVOH), диспергируемые в воде сополимеры этилен-виниловый спирт (EVOH) или диспергируемые или растворимые в воде полимеры на полисахаридной основе. Такие слои дисперсионного покрытия или так называемого жидкостного пленочного покрытия (LFC) могут быть изготовлены очень тонкими, доходящими до десятых долей грамма на один м² и могут обеспечить получение высококачественных гомогенных слоев при том условии, что дисперсия или раствор будут гомогенными и стабильными, то есть, хорошо полученными и перемешанными. Как было известно в течение многих лет, например, PVOH демонстрирует превосходные характеристики непроницаемости по кислороду в сухих условиях. PVOH также обеспечивает получение очень хороших характеристик непроницаемости по запахам, то есть, способности предотвращать поступление пахнущих веществ в упаковочный контейнер из окружающей среды, например, в холодильнике или хранилище, и данная способность становится важной при долговременном хранении упаковок. Кроме того, такие полимерные слои жидкостных пленочных покрытий из диспергируемых или растворимых в воде полимеров зачастую обеспечивают получение хорошей внутренней адгезии к соседним слоям, что вносит свой вклад в хорошую целостность конечного упаковочного контейнера. Под целостностью упаковки в общем случае понимается долговечность упаковки, то есть, стойкость к протечке упаковочного контейнера. Однако, таким диспергируемым в воде непроницаемым полимерам свойственен большой недостаток, заключающийся в том, что они в общем случае чувствительны к влаге, и что характеристики непроницаемости по газообразному кислороду быстро ухудшаются при высоком относительном уровне влагосодержания в упаковочном ламинате. Следовательно, тонкий слой дисперсионного покрытия из PVOH или EVOH или подобного полимера может оказаться подходящим для использования при упаковывании сухих продуктов в сухой среде, но намного менее подходящим для использования при упаковывании жидкостей и влажных продуктов для долговременного хранения.

Поэтому ранее предпринимались попытки получения влагочувствительного полимерного слоя, демонстрирующего лучшие начальные характеристики кислородонепроницаемости, а также придания ему большей влагостойкости в результате модифицирования полимера или включения в полимерную композицию других веществ, помимо прочего, в результате сшивания полимера. Однако, такие модифицирования и добавление веществ зачастую делают способ нанесения жидкостного пленочного покрытия более трудным для контроля и, что важно, более дорогостоящим. Такие вещества также могут потребовать тщательного отбраковывания с учетом существующего законодательства по безопасности продуктов питания при упаковывании продуктов питания. Например, также предпринимались попытки по термоотверждению слоя дисперсионного покрытия из PVOH в связи с его высушиванием в результате его нагревания вплоть до более чем 100°С. Однако, воздействие тепла может повредить имеющую покрытие картонную подложку и оказать негативное воздействие на качество покрытия, например, в результате индуцирования возникновения дефектов, таких как вздутия и трещины в кислородонепроницаемом покрытии. Кроме того, как осознали, одни только такие попытки не приводят к получению влагостойкости и эксплуатационной надежности, достаточных для сохранения достаточного уровня кислородонепроницаемости в течение всего срока службы асептической упаковки.

Таким образом, предположительно для достижения требуемого уровня характеристик кислородонепроницаемости в конечном упаковочном контейнере для асептического долговременного хранения газонепроницаемое полимерное связующее, наносимое в виде жидкостного пленочного покрытия, например, PVOH, необходимо было бы улучшить по новым способам или, по меньшей мере, по некоторым из дорогостоящих известных способов модифицирования, то есть, в результате добавления сшивающего вещества.

В дополнение к этому, упаковочный ламинат, предназначенный для использования в упаковочных контейнерах для асептического долговременного хранения, требует наличия характеристик непроницаемости по водяным парам сам по себе, то есть, для защиты упакованного продукта питания.

Важно понимать то, что для слоя существует различие между непроницаемостью по водяным парам и стойкостью к водяным парам. Под стойкостью к водяным парам или влаге понимается способность непроницаемого слоя сохранять свои характеристики непроницаемости также и при воздействии влаги, то есть, выдерживать негативное воздействие влаги на свойства полимера.

Под характеристиками непроницаемости по водяным парам понимается непроницаемость по отношению к медленно мигрирующим молекулам водяных паров через материал, то есть, не способность выдерживать воздействие воды или влаги для сохранения свойств материала и не характеристики немедленной непроницаемости по жидкости, которые заключаются в предотвращении увлажнения материала в краткосрочной перспективе, то есть, немедленно или почти что немедленно. В рамках одного примера термосвариваемые полиолефины, такие как предпочтительные полиэтилены низкой плотности (LDPE или LLDPE), являются непроницаемыми по жидкости и являются подходящими для использования в качестве лежащих крайними снаружи слоев для защиты картона внутри ламината от заполняющего жидкого продукта или от влажных условий вне упаковки, таких как в случае хранения при высокой влажности или при охлаждении. Однако, полиэтилен низкой плотности демонстрирует сравнительные низкие характеристики непроницаемости по водяным парам, то есть, фактически очень низкую способность при разумной толщине выдерживать долговременную медленную миграцию водяных паров через ламинат во время транспортирования и хранения.

Характеристики непроницаемости по водяным парам важны во время долговременного хранения также и потому, что они позволяют предотвращать улетучивание влаги из упакованного жидкого продукта питания в упаковочном контейнере, что в результате могло бы привести к меньшему содержанию жидкого продукта питания, чем ожидалось бы в каждом упаковочном контейнере при вскрытии его в заключении потребителем. Возможно, также могли бы измениться состав и вкус продукта, став более концентрированными. Кроме того, благодаря предотвращению миграции и улетучивания водяных паров из упакованного продукта питания в слой бумаги или картона упаковочный ламинат будет способен сохранять свои характеристики жесткости в течение более продолжительного времени. Таким образом, важно, чтобы упаковочный материал также демонстрировал бы характеристики непроницаемости по водяным парам, достаточные для пригодности при долговременном асептическом упаковывании жидких продуктов.

Диспергируемые или растворимые в воде непроницаемые полимеры, подходящие для нанесения жидкостного пленочного покрытия или дисперсионного покрытия, в общем случае характеризуются низкой стойкостью к воде и влаге. При воздействии влаги они легко утрачивают свои характеристики кислородонепроницаемости. Ничего неизвестно о том, чтобы они характеризовались бы стойкостью к водяным парам, если только они не будут сшиты или модифицированы определенным образом. При их модифицировании для получения влагостойкости в целях сохранения их характеристик газонепроницаемости они обычно все еще не приобретают каких-либо ощутимых характеристик непроницаемости по водяным парам.

Обычная алюминиевая фольга, использующаяся в настоящее время в коммерческих упаковочных контейнерах для асептического жидкого продукта питания, демонстрирует как характеристики непроницаемости по водяным парам, так и характеристики кислородонепроницаемости. Едва ли существуют какие-либо подходящие рентабельные альтернативные материалы, характеризующиеся как надежной кислородонепроницаемостью, так и непроницаемостью по водяным парам, сопоставимыми с тем, что имеет место для алюминиевой фольги. Алюминиевая фольга, собственно говоря, действительно эффективно предотвращает миграцию любых молекул, существующих в среде в окрестности упаковки или в упакованном продукте, в любом направлении через фольгу до тех пор, пока слой алюминиевой фольги будет целостным и неповрежденным.

Однако, существует потребность в рентабельном и эксплуатационно-надежном, то есть, надежном также и при умеренных вариациях условий изготовления и манипулирования, упаковочном материале не на основе алюминиевой фольги для асептического упаковывания жидкого продукта питания, например, молока или другого напитка, где данный материал обеспечивал бы получение достаточных совокупных характеристик непроницаемости у упаковочных контейнеров для долговременного асептического хранения в условиях окружающей среды. Под термином «долговременное хранение» в связи с настоящим изобретением понимается то, что упаковочный контейнер должен быть способен сохранять качества упакованного продукта питания, то есть, пищевую ценность, гигиеническую безопасность и вкус, в условиях окружающей среды в течение, по меньшей мере, 3 месяцев, предпочтительно дольше.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Поэтому одна задача настоящего изобретения заключается в устранении или смягчении роли описывавшихся выше проблем с получением нефольгового бумажного или картонного упаковочного ламината для долговременного асептического упаковывания жидкого или влажного продукта питания.

Задача изобретения заключается в предложении рентабельного нефольгового упаковочного ламината на основе бумаги или картона, демонстрирующего хорошие характеристики газонепроницаемости, хорошие характеристики непроницаемости по водяным парам и хорошие характеристики внутренней адгезии для целей изготовления асептических газонепроницаемых и непроницаемых для водяных паров упаковочных контейнеров, характеризующихся хорошей целостностью упаковки. Под рентабельностью, само собой разумеется, понимается отношение к упаковочным ламинатам на основе бумаги, включающим непроницаемый слой из алюминиевой фольги, но также и к другим известным попыткам получения нефольговых упаковочных ламинатов.

Дополнительная задача изобретения заключается в предложении рентабельного и эксплуатационно надежного нефольгового термосвариваемого упаковочного ламината на основе бумаги или картона, демонстрирующего хорошие характеристики газонепроницаемости, хорошие характеристики непроницаемости по водяным парам и хорошие характеристики внутренней адгезии для целей изготовления асептических упаковочных контейнеров для долговременного хранения жидких продуктов питания при сохранении питательного качества в условиях окружающей среды.

Более конкретная задача в соответствии, по меньшей мере, с некоторыми из вариантов осуществления изобретения заключается в предложении рентабельного нефольгового упаковочного контейнера для жидкости на основе бумаги или картона, демонстрирующего хорошие характеристики непроницаемости по газу и водяным парам, хорошие характеристики непроницаемости по запахам и хорошую целостность для асептического упаковывания молока при долговременном хранении в условиях окружающей среды.

Таким образом, решения данных задач в соответствии с настоящим изобретением добиваются при использовании ламинированного упаковочного материала, упаковочного контейнера и способа изготовления упаковочного материала, определенных в прилагаемой формуле изобретения.

В соответствии с первым аспектом изобретения достижения общих целей добиваются при использовании нефольгового упаковочного ламината, включающего серединный слой бумаги или картона, первый лежащий крайним снаружи непроницаемый для жидкости термосвариваемый полиолефиновый слой, второй лежащий крайним внутри непроницаемый для жидкости термосвариваемый полиолефиновый слой и нанесенный на внутреннюю сторону слоя бумаги или картона слой, непроницаемый для газообразного кислорода и сформованный в результате нанесения жидкостного пленочного покрытия из жидкой газонепроницаемой композиции и последующего высушивания, при этом данная жидкая газонепроницаемая композиция содержит полимерное связующее, диспергированное или растворенное в среде на водной основе или на основе растворителя, где в той же самой среде также диспергированы и неорганические частицы, и где упаковочный ламинат дополнительно включает слой, непроницаемый для водяных паров, расположенный между нанесенным слоем, непроницаемым для газообразного кислорода, и лежащим крайним внутри термосвариваемым полиолефиновым слоем, где данный слой, непроницаемый для водяных паров, содержит полимерную матрицу на полиолефиновой основе совместно с частицами неорганического наполнителя, распределенными в ней.

Диспергируемое или растворимое полимерное связующее, используемое в непроницаемом слое жидкостного пленочного покрытия, соответствующем изобретению, представляет собой полимер, демонстрирующий характеристики газонепроницаемости при формовании в виде образующего гомогенное покрытие и высушенного слоя.

Предпочтительно диспергируемое или растворимое полимерное связующее выбирают из группы, состоящей из PVOH, диспергируемого в воде EVOH, полисахаридов, таких как, например, крахмал или производные крахмала, диспергируемый в воде поливиниленденхлорид (PVDC) или диспергируемые в воде сложные полиэфиры или комбинации из двух и более из них.

Более предпочтительно полимерное связующее выбирают из группы, состоящей из PVOH, диспергируемого в воде EVOH, крахмала или производных крахмала или комбинаций из двух и более из них.

В сопоставлении с алюминиевой фольгой PVOH в качестве непроницаемого полимера жидкостного пленочного покрытия обладает множеством желательных свойств, благодаря чему он является наиболее предпочтительным непроницаемым материалом во множестве контекстов. В их числе могут быть упомянуты хорошие характеристики пленкообразования, совместимость с продуктами питания и экономическая ценность совместно с его высокими характеристиками непроницаемости по газообразному кислороду. В частности, PVOH обеспечивает получение упаковочного ламината, демонстрирующего высокие характеристики непроницаемости по запахам, что является в особенности важным при упаковывании молока.

Подобно множеству других возможных непроницаемых полимеров, таких как, например, крахмал или производные крахмала, поливиниловый спирт в подходящем случае наносят при использовании способа нанесения жидкостного пленочного покрытия, то есть, в форме дисперсии или раствора на водной основе или на основе растворителя, которые при нанесении распределяются, образуя на подложке тонкий однородный слой, а после этого высушивают. Однако, как установили заявители, один недостаток в данном способе заключается в возможности проникновения жидких полимерной дисперсии или полимерного раствора, которые наносят на серединный слой бумаги или картона, в абсорбирующие жидкость волокна серединного слоя. В зависимости от характеристик картона при чрезмерно тонком нанесенном слое существует опасность образования точечных дефектов в связи с удалением воды или растворителя для высушивания нанесенного непроницаемого слоя.

Водным системам в общем случае свойствены определенные экологические преимущества. Предпочтительно жидкая газонепроницаемая композиция является водной, поскольку такая композиция обычно также лучше соответствует условиям производственной среды, чем системы на основе растворителей.

Как уже вкратце упоминалось выше, для улучшения характеристик водостойкости и кислородонепроницаемости у покрытия из PVOH известным способом является включение полимера или соединения, имеющего функциональные карбокислотные группы. В подходящем случае полимер, имеющий функциональные карбокислотные группы, выбирают из числа сополимера этилен-акриловая кислота (ЕАА) и сополимеров этилен-метакриловая кислота (ЕМАА) или их смесей. Сополимер ЕАД может быть включен в кислородонепроницаемый слой в количестве, равном приблизительно 1-20% (масс.) в расчете на сухую массу покрытия.

Как представляется, улучшенные характеристики кислородо- и водостойкости являются результатом проведения реакции этерификации между PVOH и ЕAА при повышенной температуре высушивания, благодаря чему PVOH сшивается гидрофобными полимерными цепями ЕАА, которые, тем самым, встраиваются в структуру PVOH. Однако, такая смесь является значительно более дорогостоящей вследствие стоимости добавок. Кроме того, высушивание и отверждение при повышенных температурах не являются предпочтительными вследствие риска образования трещин и вздутий в непроницаемом покрытии на картонной подложке. Сшивание также может быть индуцировано присутствием поливалентных соединений, например, соединений металлов, таких как оксиды металлов. Однако, такие улучшенные газонепроницаемые слои жидкостного пленочного покрытия все еще неспособны сами по себе обеспечить получение рентабельного и хорошо сформованного упаковочного контейнера, демонстрирующего достаточные характеристики непроницаемости с точки зрения надежного долговременного асептического упаковывания для хранения в условиях окружающей среды.

В альтернативном варианте, недавно были разработаны и могут оказаться возможными в качестве композиции кислородонепроницаемого жидкостного покрытия, соответствующей изобретению, специальные типы диспергируемого в воде полимера этилен-виниловый спирт (EVOH). Однако, широко использующиеся полимеры EVOH обычно предназначены для экструдирования и могут быть диспергированы/растворены в водной среде для получения тонкой непроницаемой пленки жидкостного пленочного покрытия при 6 г/м² и менее, предпочтительно 4 г/м² и менее. Как представляется, для диспергируемости или растворимости в воде EVOH должен содержать достаточно большое количество мономерных звеньев винилового спирта, и свойства его должны быть по возможности более близкими к свойствам марок жидкостного пленочного покрытия из PVOH. Экструдированный слой EVOH не является альтернативой жидкостному пленочному покрытию из EVOH, поскольку по самой его природе его свойства в меньшей степени подобны свойствам PVOH, чем у марок EVOH, предназначенных для экструзионного нанесения покрытия, и поскольку он не может быть нанесен в рентабельном количестве, меньшем, чем 5 г/м², в виде одного слоя по способу экструзионного нанесения покрытия или экструзионного ламинирования, то есть, он требует наличия соэкструдированных соединительных слоев, которые в общем случае представляют собой очень дорогостоящие полимеры. Кроме того, очень тонкие экструдированные слои охлаждаются чрезмерно быстро и не имеют достаточного количества тепловой энергии для сохранения достаточного связывания с соседними слоями при ламинировании.

Другими примерами полимерных связующих, демонстрирующих характеристики кислородонепроницаемости, подходящие для нанесения жидкостного пленочного покрытия, являются полисахариды, в частности, крахмал или производные крахмала, такие как предпочтительно окисленный крахмал, катионный крахмал и гидроксипропилированный крахмал. Примерами таких модифицированных крахмалов являются окисленный гипохлоритом картофельный крахмал (Raisarnyl 306 от компании Raisio), гидпроксипропилированный кукурузный крахмал (Cerestar 05773) и тому подобное. Однако, как известно, получения некоторого уровня Характеристик газонсироницаемости можно добиться при использовании и других форм крахмала и его производных.

Дополнительными примерами полимерных связующих являются газонепроницаемые покрытия, содержащие смеси из полимеров, включающих карбоновую кислоту, таких как полимеры акриловой кислоты или метакриловой кислоты, и полиспиртовых полимеров, таких как PVOH или крахмал, которые описываются, например, в документах ЕР-А-608808, ЕР-А-1086981 и WO 2005/037535. Как упоминалось ранее, с точки зрения стойкости к высокой влажности предпочтительной является реакция сшивания данных полимерных связующих.

Кроме того, получение характеристик кислородонепроницаемости у водной композиции покрытия в действительности обеспечивают смеси при только незначительном содержании в смеси одного из компонентов и даже композиции только из одного из данных компонентов.

Однако, наиболее предпочтительно газонепроницаемый полимер представляет собой PVOH, поскольку он обладает всеми вышеупомянутыми хорошими свойствами, то есть, демонстрируют характеристики пленкообразования, характеристики газонепроницаемости, рентабельность, совместимость с продуктами питания, а также, что очень важно для упаковывания молока, характеристики непроницаемости по запахам.

Газонепроницаемая композиция на основе PVOH обладает наилучшими эксплуатационными свойствами при наличии у PVOH степени омыления, равной, по меньшей мере, 98%, предпочтительно, по меньшей мере, 99%, хотя характеристики кислородонепроницаемости будет демонстрировать также и PVOH, характеризующийся меньшими степенями омыления.

Как можно ожидать, медленная миграция молекул водяных паров через слой может быть значительно уменьшена в результате примешивания к перерабатываемым в расплаве термопластичным полимерным слоям, например, в случае обычно водостойких полимеров на полиолефиновой основе, минеральных наполнителей. Однако, обычные минеральные наполнители, такие как, например, тальк или карбонат кальция, не придают такому слою каких-либо значительных характеристик кислородонепроницаемости.

Как заметили при попытке защиты тонкого непроницаемого слоя жидкостного пленочного покрытия, например, из PVOH, в результате ламинирования слоя экструдированного из расплава полиолефина, содержащего гомогенно распределенные в нем неорганические частицы, в условиях долговременного хранения при разумных толщинах слоя достаточные уровни кислородонепроницаемости сохраняться не могли, хотя слой PVOH первоначально и придает ламинату вполне удовлетворительные характеристики кислородонепроницаемости. В соответствии с этим, пришли к заключению о том, что ни характеристики кислородонепроницаемости, ни характеристики непроницаемости по водяным парам не были достаточны, и что в структуре ламината были бы необходимы дополнительные слои и материалы, что, в свою очередь, привело бы к получению более дорогостоящего ламината в сопоставлении с тем, что было бы целесообразным для конкурирования с соответствующими упаковочными ламинатами на основе алюминиевой фольги.

Однако, как к очень большому удивлению было установлено при получении упаковочных контейнеров в результате ламинирования на слой, полученный из непроницаемой композиции из жидкостного пленочного покрытия из PVOH, также содержащей и неорганические частицы, еще одного слоя, полученного при переработке в расплаве полимерной матрицы на полиолефиновой основе, содержащей неорганические частицы, у конечного упаковочного ламината и даже у конечной упаковки достигались не только достаточные характеристики кислородонепроницаемости, но также, к удивлению, улучшались и оказывались более чем достаточными характеристики непроницаемости по водяным парам. Собственно говоря, синергетические и, к удивлению, улучшенные характеристики непроницаемости по водяным парам получали в результате включения наполнителей в оба слоя. Несмотря на получение некоторого вклада в совокупную непроницаемость по водяным парам конечного упаковочного ламината от включения одного только наполненного полиолефинового слоя достаточные и надежные характеристики непроницаемости по водяным парам не получали до тех пор, пока к удивлению слой PVOH также не начинал содержать неорганические частицы. После этого вполне неожиданно непроницаемость по водяным парам дополнительно улучшалась на 40% в сопоставлении с тем, что получали от одного только наполненного полиолефинового слоя.

Вклад наполненного полиолефинового слоя в совокупные характеристики кислородонепроницаемости конечного упаковочного материала должен был бы быть равен нулю, но совокупное долговременное проникновение кислорода через ламинат также неожиданное улучшалось в сопоставлении с полностью неудовлетворительными значениями проникновения кислорода, полученными и измеренными для соответствующего материала, не содержащего неорганические частицы в кислородонепроницаемом слое жидкостного пленочного покрытия.

Данный неожиданный синергетический эффект должен быть способен полагаться на такой упаковочный ламинат также и в экстремальных условиях, таких как в очень сухом климате, поскольку миграция влаги через стенку упаковочного контейнера от на 100% влажного упакованного продукта внутри в направлении пространства вне стенки упаковочного контейнера будет большей в случае наличия сухого климата на наружной стороне упаковки. Вследствие более значительных различий относительной влажности (RH) движущие силы для транспортирования влаги через материал стенки упаковочного контейнера будут намного более значительными в условиях климата сухой пустыни, и поэтому совокупные характеристики непроницаемости по водяным парам у упаковочного материала должны быть более высокими.

Таким образом, в соответствии с изобретением получения рентабельного ламината, обладающего всеми необходимыми свойствами по сохранению продуктов питания для долговременного асептического упаковывания, например, молока, добиваются в результате объединения картона с кислородонепроницаемым слоем жидкостного пленочного покрытия и отдельным наполненным слоем на полиолефиновой основе на его внутренней стороне, где жидкая непроницаемая композиция в дополнение также содержит неорганические частицы.

Материал полимерного связующего дисперсии или раствора, наносимых в виде покрытия в форме жидкой пленки, перемешивают с неорганическим соединением, которое предпочтительно является пластинчатым по форме или сформированным в виде чешуек. Благодаря слоистой компоновке неорганических частиц чешуйчатой формы молекула газообразного кислорода должна мигрировать через кислородонепроницаемый слой по более длинному пути извилистой траектории, а не по обычной прямой траектории через непроницаемый слой.

Предпочтительно неорганическим пластинчатым соединением является так называемое наночастичное или наноглинистое соединение, диспергированное до получения расслоившегося состояния, то есть, ламели слоистого неорганического соединения отделяются друг от друга под действием жидкой среды. Таким образом, слоистое соединение предпочтительно может стать набухшим или расщепленным полимерными дисперсией или раствором, где данная дисперсия проникла в слоистую структуру неорганического материала. Оно также может быть набухшим под действием растворителя до добавления к полимерному раствору или полимерной дисперсии. Таким образом, неорганическое пластинчатое соединение диспергируется до получения отслоившегося состояния в жидкой газонепроницаемой композиции и в высушенном непроницаемом слое. Термин глинистые минералы включает минералы, относящиеся к типу каолинита, антигорита, смектита, вермикулита, бентонита или слюды, соответственно. Говоря конкретно, в качестве подходящих глинистых минералов могут быть упомянуты лапонит, каолинит, диккит, накрит, галлуазит, антигорит, хризотил, пирофиллит, монтмориллонит, гекторит, сапонит, сауконит, натрий-четырехкремниевая слюда, тэниолит натрия, обыкновенная слюда, маргарит, вермикулит, флогопит, ксантофиллит и тому подобное. В особенности предпочтительными наночастицами являются наночастицы монтмориллонита, наиболее предпочтительными - очищенный монтмориллонит или монтмориллонит, подвергнутый обмену натрия, (Na-MMT). Неорганическое пластинчатое соединение или глинистый минерал нанометрового размера предпочтительно характеризуются аспектным соотношением 50-5000 и размером частиц, доходящим вплоть до приблизительно 5 мкм в расслоившемся состоянии.

Предпочтительно неорганические частицы в основном состоят из таких пластинчатых частиц бентонита, характеризующихся аспектным соотношением в диапазоне от 50 до 5000.

Предпочтительно кислородонепроницаемый слой жидкостного пленочного покрытия включает от приблизительно 5 до приблизительно 40% (масс.), более предпочтительно от приблизительно 10 до приблизительно 40% (масс.), а наиболее предпочтительно от приблизительно 20 до приблизительно 30% (масс.), неорганического пластинчатого соединения в расчете на сухую массу покрытия. При чрезмерно малом количестве характеристики непроницаемости нанесенного в виде покрытия и высушенного непроницаемого слоя не будут значительно улучшены в сопоставлении со случаем неиспользования неорганического пластинчатого соединения. При чрезмерно большом количестве жидкую композицию станет труднее наносить в виде покрытия и с ней будет труднее манипулировать в резервуарах для хранения и каналах системы аппликатора. Предпочтительно непроницаемый слой включает от приблизительно 99 до приблизительно 60% (масс.), более предпочтительно от приблизительно 99 до приблизительно 70% (масс.), а наиболее предпочтительно от приблизительно 95 до приблизительно 80% (масс.), полимера в расчете на сухую массу покрытия. В газонепроницаемую композицию может быть включена добавка, такая как стабилизатор дисперсии и тому подобное, предпочтительно в количестве, не большем, чем приблизительно 1% (масс.) в расчете на сухое покрытие. Совокупный уровень содержания сухого вещества композиции предпочтительно находится в диапазоне от 5 до 15% (масс.), более предпочтительно от 7 до 12% (масс.).

В соответствии с одним альтернативным предпочтительным вариантом осуществления неорганические частицы в основном состоят из пластинчатых частиц талька, характеризующихся аспектным соотношением в диапазоне от 10 до 500. Предпочтительно композиция содержит частицы талька в количестве в диапазоне от 10 до 70% (масс.), более предпочтительно от 20 до 60% (масс.), наибо