Гибкая защитная упаковка, выполненная из возобновляемого сырья

Гибкая защитная упаковка, выполненная из возобновляемого сырья

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к гибкой защитной упаковке, которая выполнена из возобновляемого сырья. Эти упаковки являются полезными для упаковок потребительских продуктов, таких как, например, пищевые продукты, напитки, салфетки, шампунь, кондиционер, лосьон для кожи, лосьон для бритья, жидкое мыло, мыло в брусках, зубная паста и моющее средство.

Уровень техники

Полимеры, такие как полиэтилен, уже давно используются в качестве гибкого упаковочного материала. Гибкие упаковки, как правило, состоят из нескольких слоев, которые включают различные типы материалов для обеспечения желаемой функциональности, такой как гибкость, герметичность, защита и печать. В упаковке пищевых продуктов, например, гибкий упаковочный материал часто используется в качестве защитного агента для пищевых продуктов. Гибкие упаковки также используют для размещения различных потребительских продуктов, таких как продукты по уходу за волосами, косметические продукты, продукты для ухода за полостью рта, продукты для ухода за здоровьем, личной гигиены и продукты для бытовой очистки.

Пластиковая упаковка использует приблизительно 40% всех полимеров, значительную долю из которых используют для гибкой упаковки. Большинство из полимеров, используемых для применений гибких упаковок, такие как полиэтилен и полиэтилентерефталат, получают из мономеров (например, этилена, терефталевой кислоты и этиленгликоля), которые получают из невозобновляемого сырья на основе ископаемых (например, нефти, природного газа и угля). Таким образом, цена и доступность сырья нефти, природного газа и угля, в конечном счете, оказывает существенное влияние на стоимость полимеров, используемых для гибких упаковочных материалов. С возрастанием во всем мире цены на нефть, природный газ и/или уголь растет и цена гибких упаковочных материалов. Дополнительно, многие потребители проявляют неприязнь к покупке продуктов, которые получены из химических продуктов из нефти. В некоторых случаях потребители не решаются купить продукты, выполненные из ограниченного невозобновляемого сырья (например, нефти, природного газа и угля). Другие потребители могут иметь неблагоприятное восприятие продуктов, полученных из химических продуктов из нефти, как «неестественных» или неблагоприятных для окружающей среды.

В ответ производители гибких упаковок начали использовать полимеры, выполненные из возобновляемого сырья (например, биополиэтилена) для производства деталей их упаковок. Эти гибкие упаковки, однако, все еще содержат значительное количество необработанных материалов на нефтяной основе. Некоторые производители пытались сформировать гибкие упаковки, почти полностью полученные из полимеров, выполненных из возобновляемого сырья. Например, Innovia LLC производит металлизированную целлюлозную пленку, которая содержит 90% возобновляемых материалов, как определено в соответствии с ASTM 6866, которые могут быть превращены в 12″×2″ саше (т.е. NatureFlex™). Однако, когда эти саше заполняли водой и оставляли на ночь, наблюдался видимый крекинг металлизированной пленки, а саше разрушались в течение 24 часов, о чем свидетельствовали капли, заметно проникающие через пленку. Гибкие упаковки, которые состоят из полимолочной кислоты (PLA), полученной из кукурузы, также имеют ограниченный успех. Хотя контейнеры, изготовленные из PLA, являются устойчивыми, промышленно поддающимися биохимическому распаду и экологически чистыми, они в настоящее время непригодны для длительного хранения из-за их чувствительности к нагреву, ударам и влаге. Например, упаковки, полученные из PLA, как правило, высыхают, съеживаются и разрушаются при воздействии бытовой химии, такой, как отбеливатели и этоксилат спирта (то есть, активный ингредиент в Mr. Clean®), когда PLA находится в непосредственном контакте с продуктом. Компания Frito Lay выпустила полностью PLA слоистую пленочную структуру и описала данную структуру и другие варианты (например, используя PLA, РНА, бумагу и переработанный материал) в WO/2009/032748, которая включена в данную заявку путем ссылки.

Полигидроксиалканоаты (PHAs) также вызывали общий интерес для использования в качестве возобновляемых материалов для формирования гибкой упаковки. Например, в патенте США №5,498,692, который включен в данную заявку путем ссылки, раскрыта гибкая пленка, состоящая из полигидроксиалканоатного сополимера, который имеет, по меньшей мере, два случайно повторяющихся мономерных звена. Эта пленка может быть использована для формирования, например пакетов для бакалейных товаров, пакетов для хранения пищевых продуктов, пакетов для бутербродов, закрывающихся сумок типа Ziploc® и мешков для мусора. Гибкие упаковки, состоящие только из РНА, однако, не будут соответствовать требованиям защиты для большинства потребительских продуктов. Дополнительно, их фактическое использование в качестве пластиковых материалов было затруднено из-за их термической нестабильности. РНА, как правило, имеют низкую прочность расплава и могут также страдать от длительной усадки, таким образом, что они имеют тенденцию быть трудно обрабатываемыми. Дополнительно, РНА, как правило, испытывают термическое разложение при очень высоких температурах. Более того, РНА имеют плохие свойства газо- и влагозащиты и не очень хорошо подходят для использования в качестве упаковочных материалов, как описано в US 2009/0286090, включенном в данную заявку путем ссылки.

Гибкие упаковки, состоящие из бумаги, которые покрыты при помощи экструзии пленкой термопластичного крахмала марки Mater-Bi™ производства Novamont, также известны. Эти упаковки могут быть использованы для вмещения твердых веществ, таких как, например, одна порция сахара, но не имеют защитных свойств, необходимых для многих других потребительских продуктов.

Дополнительные материалы, выполненные из возобновляемого сырья, которые были использованы для формирования гибких упаковок, включают, например, пектин, глютен и другие белки. Поскольку эти упаковки растворимы в воде, они имеют ограниченное применение, если они не находятся внутри наружных упаковок со свойствами защиты от влаги.

В настоящее время используется гибкая упаковка, которая полностью состоит из материалов, выполненных из возобновляемого сырья (например, целлюлозы, PLA, РНА) и обычно проявляет одно или более нежелательных свойств в отношении производства, стабильности и производительности (например, неспособности выдержать производственный процесс, короткого срока годности и/или плохой защитной способности). Соответственно, было бы желательно обеспечить гибкую защитную упаковку, которая, по существу, свободна от необработанных соединений на нефтяной основе и также имеет желательные свойства по отношению к производству, стабильности и производительности.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение относится к гибкой защитной упаковке. Упаковка включает герметик, первый связующий слой, покрывающий герметик, и внешнюю подложку, ламинированную на герметик через первый связующий слой. Герметик имеет толщину от приблизительно 1 мкм до приблизительно 750 мкм и содержание биоосновы, по меньшей мере, приблизительно 85%, предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 90%, более предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 95%, например, приблизительно 97% или приблизительно 100%. Первый связующий слой, покрывающий герметик, содержит адгезив с толщиной от приблизительно 1 мкм до приблизительно 20 мкм, и необязательно имеющий содержание биоосновы, по меньшей мере, приблизительно 95%, предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 97%, более предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 99%. В некоторых осуществлениях первый связующий слой дополнительно содержит экструдированную подложку, которая имеет толщину от приблизительно 1 мкм до приблизительно 750 мкм и содержание биоосновы, по меньшей мере, приблизительно 85%. Внешняя подложка, ламинированная на герметик через первый связующий слой, имеет толщину от приблизительно 2,5 мкм до приблизительно 300 мкм и содержание биоосновы, по меньшей мере, приблизительно 95%, предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 97%, более предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 99%. Гибкая защитная упаковка проявляет прочность ламинирования герметика на внешнюю подложку, по меньшей мере, приблизительно 1,0 Н на 25,4 мм ширины образца, как это определено ASTM F904, после того как упаковка заполнена на три четверти ее объема стиральным порошком α (то есть приблизительно 30 мас.% кальцинированной соды, приблизительно 67 мас.% цеолита, приблизительно 1,5 мас.% метилантранилата и приблизительно 1,5 мас.% этилацетата, исходя из общей массы композиции) и помещена в камеру при 50% относительной влажности (RH) при 55°C на период, по меньшей мере, приблизительно один месяц, предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно два месяца, более предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 3 месяца, даже более предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 4 месяца.

Гибкая защитная упаковка может дополнительно содержать чернила, которые имеют толщину от приблизительно 1 мкм до приблизительно 20 мкм, которые наносят на одну или обе стороны внешней подложки. Гибкая защитная упаковка может также необязательно содержать лак, имеющий толщину от приблизительно 1 мкм до приблизительно 10 мкм на наружной поверхности внешней подложки. В некоторых осуществлениях герметик дополнительно содержит добавку, такую как, например, агент скольжения, наполнитель, антистатик, пигмент, ингибитор ультрафиолетового излучения, добавка, повышающая биоразложение, антиокрашивающий агент или их смеси.

В некоторых аспектах гибкая защитная упаковка может дополнительно содержать слой защитного материала, который нанесен или ламинирован между первым связующим слоем и внешней подложкой, при этом слой защитного материала имеет толщину от приблизительно 200 Ǻ до приблизительно 50 мкм. Слой защитного материала покрыт вторым связующим слоем, который имеет толщину от приблизительно 1 мкм до приблизительно 20 мкм и содержит адгезив, который необязательно имеет содержание биоосновы, по меньшей мере, приблизительно 95%. В некоторых аспектах гибкая защитная упаковка может дополнительно содержать слой защитного материала, который либо нанесен на герметик, либо ламинирован между герметиком и внешней подложкой, при этом слой защитного материала имеет толщину от приблизительно 200 Ǻ до приблизительно 50 мкм и слой защитного материала покрыт связующим слоем, который имеет толщину от приблизительно 1 мкм до приблизительно 20 мкм и содержит адгезив, который необязательно имеет содержание биоосновы, по меньшей мере, приблизительно 95%. В данных аспектах гибкая защитная упаковка, после того как она заполнена на три четверти ее объема шампунем β, имеющим рН приблизительно 5,5 (то есть приблизительно 10 мас.% лаурет-3 сульфата аммония, приблизительно 6 мас.% лаурилсульфата аммония, приблизительно 0,6 мас.% цетилового спирта, приблизительно 0,7 мас.% хлорида натрия, приблизительно 0,4 мас.% цитрата натрия дигидрата, приблизительно 0,15 мас.% лимонной кислоты, приблизительно 1,5 мас.% метилантранилата, приблизительно 1,5 мас.% этилацетата и приблизительно 20,85 мас.% воды, исходя из общей массы композиции) и помещена в камеру при 50% относительной влажности (RH) при 55°C на период, по меньшей мере, приблизительно один месяц, предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно два месяца, более предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 3 месяца, даже более предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 4 месяца, проявляет (i) прочность ламинирования герметика на внешнюю подложку, по меньшей мере, приблизительно 1,0 Н на 25,4 мм ширины образца, как определено в соответствии с ASTM F904; (ii) прочность ламинирования между герметиком и слоем защитного материала, по меньшей мере, приблизительно 1,0 Н на 25,4 мм ширины образца, как определено в соответствии с ASTM F904; и (iii) прочность ламинирования между слоем защитного материала и внешней подложкой, по меньшей мере, приблизительно 1,0 Н на 25,4 мм ширины образца, как определено в соответствии с ASTM F904.

В другом аспекте в данной заявке описаны гибкие защитные упаковки, которые включают герметик, который имеет толщину от приблизительно 5 мкм до приблизительно 750 мкм и содержание биоосновы, по меньшей мере, приблизительно 85%. В этом аспекте упаковка проявляет потерю массы менее чем приблизительно 1 мас.%, исходя из общей массы упаковки, после того как она заполнена на три четверти ее объема стиральным порошком α (т.е. приблизительно 30 мас.% кальцинированной соды, приблизительно 67 мас.% цеолита, приблизительно 1,5 мас.% метилантранилата и приблизительно 1,5 мас.% этилацетата, исходя из общей массы композиции), герметизирована и помещена в камеру при 50% относительной влажности (RH) при 55°C на период, по меньшей мере, приблизительно один месяц, предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно два месяца, более предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 3 месяца, даже более предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 4 месяца, взвешена и затем помещена на стандартный вибрационный стол, поддана 1 часовому циклу колебаний с линейным изменением при 1 Гц/мин от 0 до приблизительно 60 Гц, а затем 1 часовому циклу с линейным изменением при 1 Гц/мин от приблизительно 60 Гц до 0 Гц, а затем повторно взвешена.

В некоторых осуществлениях данного аспекта гибкая защитная упаковка дополнительно содержит чернила, которые имеют толщину от приблизительно 1 мкм до приблизительно 20 мкм, и необязательный лак, который имеет толщину от приблизительно 1 мкм до приблизительно 750 мкм, нанесенный на наружную поверхность гибкой защитной упаковки. В этих осуществлениях гибкая защитная упаковка не проявляет перенос чернил на образец, как определено в соответствии с ASTM D5264-98, после того как она заполнена на три четверти ее объема стиральным порошком α (приблизительно 30 мас.% кальцинированной соды, приблизительно 67 мас.% цеолита, приблизительно 1,5 мас.% метилантранилата и приблизительно 1,5 мас.% этилацетата, исходя из общей массы композиции) и помещена в камеру при 50% относительной влажности (RH) при 55°C на период, по меньшей мере, приблизительно один месяц, предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно два месяца, более предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 3 месяца, даже более предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 4 месяца.

Краткое описание чертежей

Хотя описание заканчивается формулой изобретения, конкретно указывающей и четко заявляющей объект, который считается объектом настоящего изобретения, полагают, что настоящее изобретение будет более понятным из нижеследующего описания в сочетании с прилагаемыми чертежами. Некоторые из Фигур могут быть упрощены путем пропуска некоторых элементов с целью более четкой демонстрации других элементов. Такие пропуски элементов на некоторых Фигурах не обязательно указывают на присутствие или отсутствие конкретных элементов в каких-либо иллюстративных осуществлениях, за исключением тех, которые могут быть четко указаны в соответствующем описании. Ни один из чертежей не обязательно выполнен в масштабе.

Фигура 1 изображает 2-слойную слоистую структуру, приемлемую для гибкой защитной упаковки, которая содержит герметик, ламинированный на внешнюю подложку через связующий слой, который содержит адгезив и дополнительно содержит экструдированную подложку. Чернила могут быть нанесены на внутреннюю поверхность внешней подложки. Необязательно, слой защитного материала может быть либо нанесен на герметик либо ламинирован между герметиком и слоями внешней подложки.

Фигура 2 изображает 2-слойную слоистую структуру, приемлемую для гибкой защитной упаковки, которая содержит герметик, ламинированный на внешнюю подложку через связующий слой, который содержит адгезив. Чернила могут быть нанесены на наружную поверхность внешней подложки, а внешняя подложка необязательно может быть покрыта лаком.

Фигура 3 изображает 3-слойную слоистую структуру, приемлемую для гибкой защитной упаковки, которая содержит герметик, ламинированный на слой защитного материала через связующий слой, который содержит адгезив, который сам по себе ламинируют на внешнюю подложку через дополнительный связующий слой, который содержит адгезив. Чернила могут быть нанесены на любую сторону внешней подложки. Если чернила присутствуют на наружной поверхности внешней подложки, внешняя подложка необязательно может быть покрыта лаком.

Фигура 4 изображает 3-слойную слоистую структуру, приемлемую для гибкой защитной упаковки, которая содержит герметик, ламинированный на внешнюю подложку через связующий слой, который содержит адгезив и экструдированный материал. Чернила могут быть нанесены на любую сторону внешней подложки. Если чернила присутствуют на наружной поверхности внешней подложки, внешняя подложка необязательно может быть покрыта лаком.

Фигура 5 изображает однослойную слоистую структуру, приемлемую для гибкой защитной упаковки, которая содержит герметик. Чернила могут быть нанесены на наружную поверхность герметика, и, если чернила присутствуют, герметик необязательно может быть покрыт лаком. Необязательно, слой защитного материала может быть нанесен на наружную сторону слоя герметика.

Подробное описание изобретения

В настоящее время были разработаны гибкие защитные упаковки, которые, по существу, свободны от необработанных материалов на нефтяной основе и которые также имеют желаемые характеристики производства, стабильности и производительности. Гибкие упаковки, которые обычно имеют толщину стенки менее чем приблизительно 200 мкм, как правило, являются не несущими нагрузку (т.е. упаковка не может выдержать вес других упаковок без общей деформации). Гибкие защитные упаковки, описанные в данной заявке, имеют преимущество, потому что они имеют одинаковый внешний вид и ощущение и эксплуатационные характеристики, аналогичные гибким защитным упаковкам, изготовленным из необработанных материалов на нефтяной основе (например, скорость проницаемости водяных паров (MVTR), прочность ламинирования и коэффициент трения), но гибкие защитные упаковки, описанные в данной заявке, имеют улучшенную устойчивость по сравнению с упаковками, выполненными из необработанных материалов на нефтяной основе.

Как используют в данной заявке, «устойчивый» относится к материалу, имеющему улучшение более чем на 10% в некотором аспекте его оценки жизненного цикла или инвентаризации жизненного цикла по сравнению с соответствующим необработанным материалом на нефтяной основе, который в противном случае был бы использован для производства. Как используют в данной заявке, «Оценка жизненного цикла» (LCA) или «Инвентаризация жизненного цикла» (LCI) относится к исследованию и оценке воздействия на окружающую среду данного продукта или услуги, вызванного или обусловленного его существованием. LCA или LCI может включать анализ «от колыбели до могилы», который относится к полной оценке жизненного цикла или инвентаризации жизненного цикла от производства («колыбели») до использования фазы и фазу утилизации («могилу»). Например, контейнеры из полиэтилена высокой плотности (HDPE) могут быть переработаны в HDPE смолистые гранулы, а затем использованы для формирования контейнеров, пленок или изделий, полученных литьем под давлением, например, экономя значительное количество энергии ископаемого топлива. В конце срока службы полиэтилен может быть утилизирован сжиганием, например. Все входы и выходы рассматривают для всех фаз жизненного цикла. Как используют в данной заявке, сценарий «конца жизни» (EOL) относится к фазе утилизации LCA или LCI. Например, полиэтилен может быть переработан, сожжен для получения энергии (например, 1 кг полиэтилена производит столько энергии, сколько 1 кг дизельного топлива), химически преобразован в другие продукты и восстановлен механически. Альтернативно, LCA или LCI может включать анализ «от колыбели до ворот», который относится к оценке частичного жизненного цикла продукции от производства («колыбели») до ворот завода (т.е. прежде чем его транспортируют к клиенту) как гранулы. Альтернативно, этот второй тип анализа также называется «от колыбели до колыбели».

Гибкие защитные упаковки в соответствии с настоящим изобретением также имеют преимущество, потому что любой необработанный полимер, используемый в производстве упаковки, получают из возобновляемого сырья. Как используют в данной заявке, приставка «био» используется для обозначения материала, который был получен из возобновляемого сырья. Как используют в данной заявке, «возобновляемое сырье» означает то, которое производится естественным процессом со скоростью, сравнимой с его скоростью потребления (например, в течение периода времени 100 лет). Сырье может быть пополнено естественно или с помощью сельскохозяйственной техники. Неограничивающие примеры возобновляемого сырья включают растения (например, сахарный тростник, свеклу, кукурузу, картофель, цитрусовые, древесные растения, лигноцеллюлозы, гемицеллюлозы, целлюлозные отходы), животных, рыб, бактерии, грибы и лесную продукцию. Это сырье может быть природного происхождения, гибридами или генно-сконструированными организмами. Природное сырье, такое как нефть, уголь, природный газ и торф, образование которых занимает более чем 100 лет, не рассматривается как возобновляемое сырье. Поскольку, по меньшей мере, часть гибкой защитной упаковки в соответствии с настоящим изобретением является полученной из возобновляемого сырья, которое может секвестрировать углекислый газ, использование гибкой защитной упаковки может уменьшить потенциал глобального потепления и потребление ископаемого топлива. Например, некоторые LCA или LCI исследования HDPE смолы показали, что приблизительно одна тонна полиэтилена, изготовленного из необработанного сырья на нефтяной основе, приводит к эмиссии до приблизительно 2,5 тонн углекислого газа в окружающую среду. Поскольку сахарный тростник, например, поглощает углекислый газ в процессе роста, одна тонна полиэтилена, изготовленного из сахарного тростника, удаляет до приблизительно 2,5 тонн углекислого газа из окружающей среды. Таким образом, использование приблизительно одной тонны полиэтилена из возобновляемого сырья, такого как сахарный тростник, приводит к уменьшению до приблизительно 5 тонн углекислого газа окружающей среды по сравнению с использованием одной тонны полиэтилена, полученного из сырья на нефтяной основе.

Неограничивающие примеры возобновляемых полимеров включают полимеры, полученные непосредственно из организмов, такие как полигидроксиалканоаты (например, поли(бета-гидроксиалканоат) поли(3 -гидроксибутират-со-3-гидроксивалерат, NODAX™) и бактериальная целлюлоза; полимеры, извлеченные из растений и биомассы, например полисахариды и их производные (например, камеди, целлюлозы, сложные эфиры целлюлозы, хитин, хитозан, крахмал, химически модифицированный крахмал), белки (например, зеин, сыворотка, глютен, коллаген), липиды, лигнины и природные смолы; и данные полимеры, полученные из мономеров естественного происхождения и производных, такие как биополиэтилен, биополипропилен, политриметилентерефталат, молочная кислота, нейлон 11, алкидные смолы, сложные полиэфиры на основе янтарной кислоты и биополиэтилентерефталат.

Гибкие защитные упаковки, описанные в данной заявке, дополнительно полезны, потому что их свойства могут быть настроены путем изменения количества биоматериала и переработанного материала, используемого для формирования компонентов гибкой защитной упаковки, или путем введения добавок. Например, увеличение количества биоматериала за счет переработанного материала (при сравнении, например, гомополимера и сополимера) приводит к получению упаковок с улучшенными механическими свойствами. Увеличение количества конкретных видов переработанного материала может уменьшить общие затраты на производство упаковок, но за счет желательных механических свойств упаковки, поскольку переработанный материал имеет тенденцию быть более хрупким при более низком модуле, получая в результате меньшую среднюю молекулярную массу переработанного материала.

Дополнительно, гибкие защитные упаковки, описанные в данной заявке, являются предпочтительными, так как они могут выступать в качестве замены один к одному для подобных гибких защитных упаковок, содержащих полимеры, которые полностью или частично получены из необработанных материалов на нефтяной основе, а также потому, что они могут быть получены на имеющемся производственном оборудовании, условиях в реакторе, и параметрах для оценки качества. Использование возобновляемых гибких защитных упаковок приводит к уменьшению воздействия на окружающую среду гибких защитных упаковок и снижает потребление невозобновляемого сырья. Уменьшение воздействия на окружающую среду происходит потому, что скорость пополнения сырья, используемого для производства строительного материала сырья для упаковок, равна или превышает скорость их потребления, так как использование возобновляемого полученного материала часто приводит к снижению выбросов парниковых газов в связи с секвестрированием углекислого газа в атмосфере, или потому что сырье строительного материала перерабатывают (потребители или промышленно) в рамках завода, чтобы уменьшить количество необработанного пластика, который используют, и количество использованного пластика, который вырабатывают, например, разлагают на свалке.

Более того, гибкие защитные упаковки, описанные в данной заявке, имеют относительно длительный срок годности (например, по меньшей мере, приблизительно 1 год, предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 2 года), что позволяет их хранить или транспортировать в течение длительного периода времени без снижения физической и химической целостности гибкой защитной упаковки (например, отсутствие расслаивания, обесцвечивания и т.д., от воздействия потребительских продуктов). Пленки, используемые для получения гибких защитных упаковок, описанные в данной заявке, могут быть преимущественно использованы для формирования других изделий, таких как, например, мешки для мусора; компоненты подгузников, изделий для пациентов с недержанием и изделий женской гигиены; пакеты для подгузников, изделий для пациентов с недержанием или изделий женской гигиены; упаковки для пищевых продуктов; кюветы, запасные блоки и стоячие мешочки.

КОМПОЗИЦИЯ ГИБКИХ ЗАЩИТНЫХ УПАКОВОК

В данной заявке описаны однослойные и многослойные (например, 2-слойные, 3-слойные) гибкие защитные упаковки, состоящие из материалов, которые по существу свободны от необработанных материалов на нефтяной основе. Гибкие защитные упаковки содержат герметик, который имеет содержание биоосновы, по меньшей мере, приблизительно 85%. Герметик ламинируют на внешнюю подложку, которая имеет содержание биоосновы, по меньшей мере, приблизительно 95%, через связующий слой, который содержит адгезив, который необязательно имеет содержание биоосновы, по меньшей мере, приблизительно 95%. Связующий слой может дополнительно содержать экструдированную подложку, которая имеет содержание биоосновы, по меньшей мере, приблизительно 85%. Необязательно, чернила могут быть нанесены на обе стороны внешней подложки, а наружная поверхность внешней подложки необязательно может дополнительно содержать лак. Слой защитного материала может быть нанесен или ламинирован между первым связующим слоем и внешней подложкой или на слой герметика.

В первом аспекте настоящее изобретение относится к 2-слойной гибкой защитной упаковке, представленной на Фигуре 1. Гибкая защитная упаковка в соответствии с данным аспектом состоит из герметика, который ламинирован на внешнюю подложку с помощью связующего слоя, который содержит адгезив. Необязательно, чернила могут быть нанесены на любую сторону внешней подложки. Если чернила присутствуют на наружной поверхности внешней подложки, внешняя подложка необязательно может быть покрыта лаком. Фигура 2 представляет собой 2-слойную гибкую защитную упаковку, необязательно покрытую лаком.

Во втором аспекте настоящее изобретение относится к 3-слойной гибкой защитной упаковке, представленной на Фигуре 3. Гибкая защитная упаковка в соответствии с данным аспектом состоит из герметика, который ламинирован на одну сторону слоя защитного материала через связующий слой, который содержит адгезив. Другую сторону слоя защитного материала ламинируют на внешнюю подложку через другой связующий слой, который содержит адгезив. Альтернативно, слой защитного материала может быть нанесен между герметиком и внешней подложкой, а не претерпевает ламинирование. Необязательно, чернила могут быть нанесены на любую сторону внешней подложки. Если чернила присутствуют на наружной поверхности внешней подложки, внешняя подложка необязательно может быть покрыта лаком.

В третьем аспекте настоящее изобретение относится к 3-слойной гибкой защитной упаковке, представленной на Фигуре 4. Гибкая защитная упаковка в соответствии с данным аспектом состоит из герметика, который ламинирован на внешнюю подложку через связующий слой, который содержит экструдированную подложку. Необязательно, слой защитного материала покрывает герметик. Дополнительно, необязательно, чернила могут быть нанесены на любую сторону внешней подложки. Если чернила присутствуют на наружной поверхности внешней подложки, внешняя подложка необязательно может быть покрыта лаком.

В четвертом аспекте настоящее изобретение относится к однослойной гибкой защитной упаковке, представленной на Фигуре 5. Гибкая защитная упаковка в соответствии с данным аспектом состоит из герметика, на который слой защитного материала может необязательно быть нанесен и, дополнительно, на который чернила могут быть необязательно нанесены. Если чернила наносят на наружную поверхность герметика, герметик необязательно может быть покрыт лаком.

Герметик

Герметик обеспечивает объемные, теплоизолирующие и защитные свойства гибких защитных упаковок, описанных в данной заявке. Герметик может быть любым герметиком, который совместим с потребительскими продуктами, описанными в данной заявке, и имеет содержание биоосновы, по меньшей мере, приблизительно 85%, предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 90%, более предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 95%, даже более предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 97%, например приблизительно 99% или приблизительно 100%.

Герметик может быть выбран из группы, состоящей из полиэтилена высокой плотности (HDPE) и линейного полиэтилена низкой плотности (LLDPE), каждый из которых доступен от, например, Braskem; полиэтилена низкой плотности (LDPE) и линейного полиэтилена ультранизкой плотности (ULDPE), каждый из которых может быть получен из сахарного тростника с помощью технологии, такой как или аналогичной, технология Hostalen/Basell или технология Spherilene/Basell от Braskem; полигидроксиалканоата (РНА, доступен от, например, Ecomann China, Meredian, и Metabolix); пленки на основе крахмала (доступна от, например, Novamont, Biome, Cardia, Teknor Apex или Plantic); крахмала, смешанного со сложным полиэфиром (доступный от, например, Ecoflex от BASF или с помощью биоисточников сложного полиэфира например, биоглицерина, органической кислоты и ангидрида, как описано в патентной заявке США №2008/0200591, включенной в данную заявку путем ссылки), полибутилен сукцината (сформирован путем, например, полимеризации био-1,4-бутандиола, который может быть получен путем ферментации сахаров, процесс доступен от компаний, таких как Genomatica, и биоянтарной кислоты, которая может быть получена как натуральный продукт ферментации и доступна от таких компаний, как MBI; см. патент США номер 7,858,350, включенный в данную заявку путем ссылки), полигликолевой кислоты (PGA) (из например, биогликолевого кислотного мономера, который получают от METabolic EXplorer), поливинилхлорида (PVC) (доступного от, например, Braskem) и их смесей. В некоторых предпочтительных осуществлениях герметик выбирают из группы, состоящей из HDPE, LDPE, LLDPE, ULDPE и их смесей. Необязательно, герметик включает бумагу и бумагу, покрытую герметиком.

Герметик присутствует при толщине от приблизительно 1 мкм до приблизительно 750 мкм, предпочтительно от приблизительно 25 мкм до приблизительно 75 мкм, более предпочтительно от приблизительно 30 мкм до приблизительно 50 мкм. Например, когда упаковка содержит жидкость, герметик присутствует при толщине от приблизительно 30 мкм до приблизительно 50 мкм, а когда упаковка содержит порошок, герметик присутствует при толщине от приблизительно 25 мкм до приблизительно 40 мкм. Если какая-либо иная защита отсутствует, более тонкий герметик приводит в результате к получению упаковки с более высокой скоростью проницаемости водяных паров (MVTR), сниженной структурной целостностью и более коротким сроком годности, в то время как более толстый герметик приводит в результате к получению упаковки с более низкой MVTR и увеличенной структурной целостностью.

Герметик необязательно может содержать добавку. Добавка может содержать, например, агент скольжения или антистатик (например, эвкарамид, стерамид), наполнитель (например, тальк, глину, древесную массу, термопластичный крахмал, сырье крахмала древесной муки, диатомит, кремнезем, неорганические стекло, неорганические соли, измельченный пластификатор, измельченный каучук), пигмент (например, слюду, диоксид титана, сажу), ингибитор ультрафиолетового излучения, антиокрашивающий агент и добавку, повышающую биоразложение (например, оксоразлагаемую добавку или органический материал). Оксоразлагаемую добавку часто добавляют в полимер в концентрации от приблизительно 1 мас.% до приблизительно 5 мас.%, исходя из общей массы полимера, и она содержит, по меньшей мере, один переходной металл, который может способствовать окислению и разрыву цепи в пластмассах под воздействием тепла, воздуха, света или их смесей. Органические материалы (например, целлюлоза, крахмал, этилен винилацетат и поливиниловый спирт) также могут быть использованы в качестве добавок, повышающих биоразложение, хотя они не могут способствовать разложению неразлагающейся части полимерной матрицы. В иллюстративных осуществлениях, добавка включает эрукамид, стерамид, слюду, оксоразлагаемую добавку, тальк, глину, древесную массу, диоксид титана, термопластичный крахмал, сырье крахмальной древесной муки, кизельгур, сажу, кремнезем, неорганическое стекло, неорганические соли (например, NaCl), порошкообразный пластификатор, порошкообразный каучук и их смеси.

Первый связующий слой

Герметик может быть ламинирован на внешнюю подложку через первый связующий слой, который содержит адгезив. Адгезив необязательно имеет содержание биоосновы, по меньшей мере, приблизительно 95%, предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 97%, более предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 99%, например, приблизительно 100%. Ламинирование может быть достигнуто путем процесса «экструзии» или «адгезии». Ламинирование включает укладку расплавленного полотна полимера путем экструзии через плоскую головку (для экструзионного ламинирования) или жидкого слоя (для адгезивного ламинирования) между герметиком и внешней подложкой при высокой скорости (типично от приблизительно 100 до приблизительно 1000 футов в минуту, предпочтительно от приблизительно 300 до приблизительно 800 футов в минуту). Для экструзионного ламинирования слоистая структура затем входит в контакт с холодным (замороженным) валиком. Для адгезивного ламинирования, слоистый материал подвергается термической сушке в линию, а затем дополнительному отверждению в течение от приблизительно 12 до приблизительно 48 часов для того, чтобы слоистый материал достигал максимальной прочности адгезии.

Адгезив присутствует при толщине от приблизительно 1 мкм до приблизительно 20 мкм, предпочтительно от приблизительно 1 мкм до приблизительно 10 мкм, более предпочтительно от приблизительно 2,5 мкм до приблизительно 3,5 мкм. Более тонкий слой адгезива приводит к получению гибкой защитной упаковки, которая высыхает и затвердевает быстрее и является менее дорогой. Более толстый слой адгезива приводит к получению гибкой защитно