[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2646404C2 - Barrier paper packaging and process for production thereof - Google Patents

Barrier paper packaging and process for production thereof Download PDF

Info

Publication number
RU2646404C2
RU2646404C2 RU2015121069A RU2015121069A RU2646404C2 RU 2646404 C2 RU2646404 C2 RU 2646404C2 RU 2015121069 A RU2015121069 A RU 2015121069A RU 2015121069 A RU2015121069 A RU 2015121069A RU 2646404 C2 RU2646404 C2 RU 2646404C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
layer
paper
flexible packaging
primer
pga
Prior art date
Application number
RU2015121069A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2015121069A (en
Inventor
Пак Менг ЧАМ
Тодд ФЕЙН
Кеннет Скотт ЛАВЕРДУЕ
Дипали ПАЛТА
Original Assignee
Фрито-Лэй Норт Америка, Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US13/669,120 external-priority patent/US20130101855A1/en
Application filed by Фрито-Лэй Норт Америка, Инк. filed Critical Фрито-Лэй Норт Америка, Инк.
Publication of RU2015121069A publication Critical patent/RU2015121069A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2646404C2 publication Critical patent/RU2646404C2/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/02Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by a sequence of laminating steps, e.g. by adding new layers at consecutive laminating stations
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/34Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyamides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/06Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B27/08Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/06Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B27/10Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of paper or cardboard
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/18Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives
    • B32B27/20Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives using fillers, pigments, thixotroping agents
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/30Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers
    • B32B27/304Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers comprising vinyl halide (co)polymers, e.g. PVC, PVDC, PVF, PVDF
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/30Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers
    • B32B27/306Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers comprising vinyl acetate or vinyl alcohol (co)polymers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/30Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers
    • B32B27/308Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers comprising acrylic (co)polymers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/36Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyesters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2255/00Coating on the layer surface
    • B32B2255/10Coating on the layer surface on synthetic resin layer or on natural or synthetic rubber layer
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2255/00Coating on the layer surface
    • B32B2255/20Inorganic coating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2255/00Coating on the layer surface
    • B32B2255/26Polymeric coating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/50Properties of the layers or laminate having particular mechanical properties
    • B32B2307/538Roughness
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70Other properties
    • B32B2307/716Degradable
    • B32B2307/7163Biodegradable
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70Other properties
    • B32B2307/724Permeability to gases, adsorption
    • B32B2307/7242Non-permeable
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70Other properties
    • B32B2307/724Permeability to gases, adsorption
    • B32B2307/7242Non-permeable
    • B32B2307/7244Oxygen barrier
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70Other properties
    • B32B2307/724Permeability to gases, adsorption
    • B32B2307/7242Non-permeable
    • B32B2307/7246Water vapor barrier
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2317/00Animal or vegetable based
    • B32B2317/12Paper, e.g. cardboard
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2439/00Containers; Receptacles
    • B32B2439/40Closed containers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2439/00Containers; Receptacles
    • B32B2439/70Food packaging
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2553/00Packaging equipment or accessories not otherwise provided for
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B29/00Layered products comprising a layer of paper or cardboard
    • B32B29/02Layered products comprising a layer of paper or cardboard next to a fibrous or filamentary layer
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B38/00Ancillary operations in connection with laminating processes
    • B32B38/14Printing or colouring
    • B32B38/145Printing

Landscapes

  • Laminated Bodies (AREA)
  • Wrappers (AREA)

Abstract

FIELD: package and storage.
SUBSTANCE: invention relates to a paper bag with barrier properties and a method for manufacturing same. Paper-based composite packaging structure comprises a paper layer and a polyglycolic acid (PGA) filler layer that can be laminated or otherwise adhered to a paper layer to smooth the surface of the paper layer. In some embodiments, the filler layer comprises a polymer or a bio-based polymer. Optional barrier layer may be deposited on one side of the paper layer or filler layer as desired to provide functional barrier characteristics. Composite paper-based film structure(s) may comprise additional layers such as one or more optional primer layers, adhesive layers, ink layers, and/or sealant layers that can be incorporated into the composite film structure as desired to enable the required functional characteristics of the composite film structure described herein.
EFFECT: invention provides a paper-based composite packaging structure that is compostable and/or recyclable and maintains the desirable barrier properties as both the paper and the bio-based polymer filler layers will break down under composting conditions and/or meet standardised recyclability requirements.
23 cl, 3 dwg, 7 tbl, 2 ex

Description

Перекрестная ссылка на родственные заявкиCross reference to related applications

Настоящая заявка является заявкой-частичным продолжением с притязаниями на приоритет находящейся одновременно на рассмотрении патентной заявки US 13/277974 под названием "Metallized Paper Packaging Film and Process for its Production", поданной 20 октября 2011 г, содержание которой во всей полноте включено в настоящую заявку.This application is a partial continuation application with claims for priority being pending patent application US 13/277974 entitled "Metallized Paper Packaging Film and Process for its Production", filed October 20, 2011, the contents of which are fully incorporated into this application .

Предпосылки создания изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к гибкому упаковочному материалу на бумажной основе с приемлемыми барьерными свойствами для упаковывания пищевых продуктов и к способу изготовления таких упаковочных структур.The present invention relates to a flexible paper-based packaging material with acceptable barrier properties for food packaging and to a method for manufacturing such packaging structures.

Описание уровня техникиDescription of the prior art

В гибких упаковках часто применяются многослойные пленочные структуры, изготавливаемые из нефтепродуктов, источником которых является ископаемое топливо, там, где требуются их выгодные барьерные, герметизирующие свойства и способность отображать графическую информацию. Барьерные свойства одного или нескольких слоев упаковки важны для защиты находящегося внутри нее продукта от света, кислорода и/или влаги. Это необходимо, например, для защиты пищевых продуктов, которые подвержены риску потери вкуса и аромата или порчи в случае недостаточных барьерных свойств для предотвращения пропускания света, кислорода или влаги внутрь упаковки. Обычно желательна способность отображения графической информации, чтобы потребитель мог быстро идентифицировать продукт, который он желает приобрести, а производители пищевых продуктов могли указывать такие сведения, как содержание питательных веществ в упакованном продукте, и размещать на упаковке продукта информацию о цене, такую как штриховые коды.Flexible packaging often uses multilayer film structures made from petroleum products, the source of which is fossil fuels, where their beneficial barrier, sealing properties and the ability to display graphic information are required. The barrier properties of one or more layers of the package are important to protect the product inside it from light, oxygen and / or moisture. This is necessary, for example, to protect foods that are at risk of loss of taste and aroma or deterioration in case of insufficient barrier properties to prevent the passage of light, oxygen or moisture into the package. Typically, the ability to display graphical information is desirable so that the consumer can quickly identify the product that he wants to purchase, and food manufacturers can indicate information such as the nutrient content of the packaged product and place price information such as bar codes on the product packaging.

Известная из уровня техники гибкая упаковка обычно содержит слои из листов полимера на нефтяной основе, такого как ориентированный полипропилен (ОРР) или полиэтилентерефталат (PET). Когда полимерные пленки не обеспечивают надлежащие барьерные свойства, на поверхность одного из внутренних слов многослойной пленки может быть осажден барьерный слой. Например, требуемые барьерные свойства способен обеспечивать металлический слой, осажденный на внутренний несущий слой. Из уровня техники хорошо известно, что при металлизации полиолефина на нефтяной основе, такого как ОРР, прохождение влаги и кислорода через пленку уменьшается на несколько порядков величины.Prior art flexible packaging typically comprises layers of petroleum-based polymer sheets, such as oriented polypropylene (OPP) or polyethylene terephthalate (PET). When the polymer films do not provide the proper barrier properties, a barrier layer may be deposited onto the surface of one of the inner words of the multilayer film. For example, a metal layer deposited on an inner support layer is capable of providing the required barrier properties. It is well known in the art that when metallizing an oil-based polyolefin, such as OPP, the passage of moisture and oxygen through the film decreases by several orders of magnitude.

На долю известных гибких упаковок из пленки на нефтяной основе приходится относительно небольшая часть общего объема образующихся отходов по сравнению с упаковкой других типов. Соответственно, их вторичное использование является неэкономичным с учетом затрат энергии, на сбор, отделение и очистку использованных гибких упаковок из пленки. Другим недостатком пленок на нефтяной основе является их устойчивость к воздействиям окружающей среды и/или биологическому распаду. Следовательно, выброшенные упаковки, которые по небрежности оказываются вне планируемых потоков отходов, в течение относительно длительного времени могут выглядеть как неприглядный мусор. Кроме того, даже если такие выброшенные упаковки попадают в поток отходов и оказываются на мусорных свалках, пленки на нефтяной основе обычно в течение долгого времени сохраняются, почти не разлагаясь. Другим недостатком пленок на нефтяной основе является то, что их изготавливают из компонентов на основе нефти, которую многие относят к ограниченным невозобновляемым ресурсам.The known flexible oil-based film packaging packages account for a relatively small fraction of the total waste generated compared to other types of packaging. Accordingly, their secondary use is uneconomical, taking into account the energy costs of collecting, separating and cleaning the used flexible packaging from the film. Another disadvantage of oil-based films is their resistance to environmental influences and / or biological decay. Consequently, discarded packaging that, through negligence, is outside the planned waste streams, may look like unsightly garbage for a relatively long time. Furthermore, even if such discarded packages fall into the waste stream and end up in landfills, oil-based films are usually stored for a long time, almost without decomposition. Another disadvantage of oil-based films is that they are made from oil-based components, which many attribute to limited non-renewable resources.

Следовательно, существует потребность в биоразлагаемой и/или пригодной для вторичного использования гибкой упаковке из возобновляемых ресурсов, которая сохраняет желаемые барьерные свойства. Такая гибкая упаковка должна быть безопасной для пищевых продуктов и обладать барьерными свойствами, которые требуются для хранения в течение длительного времени стойкого в хранении пищевого продукта с низким содержанием влаги без потери им свежести. Гибкая упаковка должна обладать требуемыми свойствами герметизируемости и коэффициента трения, которые позволяют применять ее в существующих вертикальных формовочно-фасовочно-укупорочных автоматах. Гибкая упаковка должна быть рассчитана на утилизацию в существующих системах утилизации и/или являться компостируемой.Therefore, there is a need for biodegradable and / or recyclable flexible packaging from renewable resources that retains the desired barrier properties. Such flexible packaging should be safe for food and possess the barrier properties that are required for long-term storage of foodstuffs that are stable in storage and low in moisture without losing freshness. Flexible packaging should have the required sealing properties and friction coefficient, which allow it to be used in existing vertical molding, filling and corking machines. Flexible packaging should be designed for disposal in existing disposal systems and / or be compostable.

Краткое изложение сущности изобретенияSummary of the invention

В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения предложена композиционная упаковочная структура на бумажной основе и способ изготовления композиционной упаковочной структуры на бумажной основе, содержащей бумажный слой наполняющий слой, который может быть наслоен на бумажный слой или иным способом сцеплен с ним. В некоторых вариантах осуществления наполняющий слой содержит полимер или полимер на биологической основе. На одну сторону бумажного слоя или наполняющего слоя по желанию может быть опционально осажден необязательный барьерный слой для придания функциональных барьерных характеристик. В других предусмотренных вариантах осуществления композиционная пленочная структура(ы) на бумажной основе может содержать дополнительные слои, такие как один или несколько необязательных грунтовочных слоев, адгезионных слоев, красочных слоев и/или герметизирующих слоев, которые по желанию могут включаться в композиционную пленочную структуру для придания желаемых функциональных характеристик описанной в изобретении композиционной пленочной структуре.In one embodiment of the present invention, there is provided a paper-based composite packaging structure and a method for manufacturing a paper-based composite packaging structure comprising a paper layer, a filling layer that can be laminated to or otherwise bonded to the paper layer. In some embodiments, the implementation of the filling layer contains a polymer or polymer on a biological basis. An optional barrier layer may optionally be deposited on one side of the paper layer or filling layer to impart functional barrier characteristics. In other contemplated embodiments, the implementation of the paper-based composite film structure (s) may comprise additional layers, such as one or more optional primers, adhesive layers, paint layers and / or sealing layers, which may optionally be included in the composite film structure to impart the desired functional characteristics of the composite film structure described in the invention.

В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения предложена композиционная упаковочная структура на бумажной основе и способ изготовления композиционной упаковочной структуры на бумажной основе, содержащей грунтовочный слой из двуокиси кремния, осажденный на наполняющий слой, содержащий полиоксиалканоат (РНА), полимолочную кислоту (PLA) или другой биополимер, который наносят на бумажный слой традиционными методами экструзии или нанесения покрытий, которые известны из техники. На одну сторону бумажного слоя также может быть опционально нанесен необязательный герметизирующий слой для придания герметизирующей способности. Альтернативные варианты осуществления настоящего изобретения опционально включают применение дополнительных необязательных слоев, содержащих металл, металлоид, сополимер этилена и поливинилового спирта (PVOH), полигликолевую кислоту (PGA), сополимер этилена и винилового спирта (EVOH), поливинилиденхлорид (PVDC), аморфную PLA (aPLA), воск, крахмал и/или красочные слои и нанесенных, наслоенных, осажденных или иным способом сцепленных или связанных с описанной выше композиционной пленочной структурой.In one embodiment of the present invention, there is provided a paper-based composite packaging structure and a method for manufacturing a paper-based composite packaging structure comprising a silica primer deposited on a filling layer containing polyoxyalkanoate (PHA), polylactic acid (PLA), or another biopolymer which is applied to the paper layer by conventional extrusion or coating methods that are known in the art. An optional sealing layer may also be optionally applied to one side of the paper layer to impart a sealing ability. Alternative embodiments of the present invention optionally include the use of additional optional layers containing metal, metalloid, ethylene-polyvinyl alcohol copolymer (PVOH), polyglycolic acid (PGA), ethylene-vinyl alcohol copolymer (EVOH), polyvinylidene chloride (PVDC), amorphous PLA (aPLA ), wax, starch and / or colorful layers and deposited, layered, deposited or otherwise bonded or associated with the above-described composite film structure.

В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения предложена композиционная пленка на бумажной основе и способ изготовления композиционной пленки на бумажной основе, представляющей собой монополотно, содержащее грунтовочный слой, слой РНА и бумажный слой. Альтернативные варианты осуществления опционально включают применение дополнительных необязательных слоев, содержащих металл, металлоид, PGA, PVDC, аморфную PLA, РНА, воск, сложный полиэфир и сополимер сложного полиэфира, адгезивы, герметики и/или красочные слои и нанесенных, наслоенных, осажденных или иным способом сцепленных или связанных с описанной выше композиционной пленочной структурой.In one embodiment of the present invention, there is provided a paper-based composite film and a method for manufacturing a paper-based composite film which is monolithic, containing a primer layer, a PHA layer and a paper layer. Alternative embodiments optionally include the use of additional optional layers containing metal, metalloid, PGA, PVDC, amorphous PLA, PHA, wax, polyester and polyester copolymer, adhesives, sealants and / or colorful layers and applied, layered, deposited or otherwise bonded or bonded to the above-described composite film structure.

В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения предложена композиционная пленка на бумажной основе и способ изготовления композиционной пленки на бумажной основе, содержащей бумажный слой и слой PGA, осажденный по меньшей мере на одну сторону бумажного слоя. Альтернативные варианты осуществления опционально включают применение дополнительных необязательных слоев, содержащих грунтовки, герметики, адгезивы, краски и/или барьерные слои и нанесенных, наслоенных, осажденных или иным способом сцепленных или связанных с описанной выше композиционной пленочной структурой.In one embodiment, the invention provides a paper-based composite film and a method for manufacturing a paper-based composite film comprising a paper layer and a PGA layer deposited on at least one side of the paper layer. Alternative implementation options optionally include the use of additional optional layers containing primers, sealants, adhesives, paints and / or barrier layers and deposited, layered, deposited or otherwise bonded or associated with the above-described composite film structure.

В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения предложена композиционная пленка на бумажной основе и способ изготовления композиционной пленки на бумажной основе, содержащей красочный слой, крахмальный слой и бумажный слой. Альтернативные варианты осуществления опционально включают применение дополнительных необязательных слоев, содержащих металл, металлоид, сложный полиэфир, сополимер сложного полиэфира, PGA, аморфную PLA, РНА, воск, сложный полиэфир и сополимер сложного полиэфира, и/или других слоев, нанесенных, наслоенных, осажденных или иным способом сцепленных или связанных с описанной выше композиционной пленочной структурой.In one embodiment, the invention provides a paper-based composite film and a method for manufacturing a paper-based composite film comprising a paint layer, a starch layer and a paper layer. Alternative embodiments optionally include the use of additional optional layers containing metal, metalloid, polyester, copolymer of polyester, PGA, amorphous PLA, PHA, wax, polyester and copolymer of polyester, and / or other layers deposited, layered, deposited or otherwise bonded or bonded to the composite film structure described above.

Перечисленные, а также дополнительные признаки и преимущества настоящего изобретения раскрыты в следующем далее подробном описании.Listed, as well as additional features and advantages of the present invention are disclosed in the following detailed description.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

В прилагаемой формуле изобретения изложены предполагаемые элементы новизны, характеризующие изобретение. Тем не менее, само изобретение, а также предпочтительный способ его применения, его дополнительные задачи и преимущества будут лучше всего поняты из следующего далее подробного описания наглядных вариантов осуществления со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых:The appended claims set forth the alleged novelty features characterizing the invention. However, the invention itself, as well as the preferred method of its application, its additional tasks and advantages will be best understood from the following detailed description of illustrative embodiments with reference to the accompanying drawings, in which:

на фиг. 1 показан увеличенный схематический вид в поперечном разрезе многослойной гибкой упаковки согласно одному из вариантов осуществления изобретения,in FIG. 1 shows an enlarged schematic cross-sectional view of a multilayer flexible packaging according to one embodiment of the invention,

на фиг. 2 показан увеличенный схематический вид в поперечном разрезе многослойной гибкой упаковки согласно одному из вариантов осуществления изобретения, иin FIG. 2 shows an enlarged schematic cross-sectional view of a multilayer flexible packaging according to one embodiment of the invention, and

на фиг. 3 показан увеличенный схематический вид в поперечном разрезе многослойной гибкой упаковки согласно одному из вариантов осуществления изобретения.in FIG. 3 shows an enlarged schematic cross-sectional view of a multilayer flexible packaging according to one embodiment of the invention.

Подробное описаниеDetailed description

В настоящем изобретении предложена пригодная для вторичного использования и/или компостируемая многослойная композиционная упаковка на бумажной основе. В различных описанных вариантах осуществления композиционная упаковка на бумажной основе является компостируемой и/или пригодной для вторичного использования, поскольку как бумажный слой, так и наполняющий слой из полимера на биологической основе разлагаются в условиях компостирования и/или отвечают требованиям к пригодности для вторичного использования. Композиционная упаковка на бумажной основе применима для вторичного использования в типичных процессах переработки макулатуры, которые описаны далее.The present invention provides a recyclable and / or compostable paper-based multilayer composite packaging. In the various described embodiments, the paper-based composite packaging is compostable and / or recyclable, since both the paper layer and the bio-based polymer filling layer decompose under composting conditions and / or meet the requirements for recyclability. Paper-based composite packaging is applicable for recycling in typical waste paper processing processes, which are described below.

Изделия на бумажной основе обычно повторно используют в качестве вторичного сырья способами механической повторной варки. По существу, любой полимер, применяемый в изделии на бумажной основе, должен обладать совместимостью с существующими способами механической повторной варки. Бумага также может подвергаться химической повторной варке до механической повторной варки. При химической повторной варке обычно применяется каустическая сода, отбеливатели или другие химикаты для растворения или удаления иным способом загрязнений или полимерных покрытий с поверхности бумаги. Поскольку при нанесении на поверхность бумаги полиэтилена (РЕ) или полипропилена (РР) полимеры связывают волокна бумаги, при их отделении способами механической повторной варки обычно теряется более 15% по весу волокон бумаги из-за того, что полимер прилипает к некоторым волокнам бумаги и во время повторной варки уносит их в потоке отходов. По этой причине большинство бумажных фабрик отказывается принимать бумагу с полимерным покрытием вторичного использования.Paper-based products are usually reused as recycled materials by mechanical re-cooking methods. Essentially, any polymer used in a paper-based product should be compatible with existing mechanical re-cooking methods. The paper may also be chemically re-boiled prior to mechanical re-boiling. In chemical re-cooking, caustic soda, bleaches or other chemicals are usually used to dissolve or otherwise remove contaminants or polymer coatings from the surface of the paper. Since polymers bind paper fibers when applied to the surface of paper polyethylene (PE) or polypropylene (PP), when they are separated by mechanical re-cooking methods, more than 15% by weight of paper fibers is usually lost due to the polymer sticking to some paper fibers and re-cooking time takes them away in the waste stream. For this reason, most paper mills refuse to accept recycled polymer coated paper.

Промывка каустиком в процессе повторной варки не обеспечивает разложение полиэтилена и других полиолефинов из-за их высокой стойкости к химическому воздействию. Тем не менее, PGA, РНА, PLA и другие полимеры на биологической основе становятся растворимыми в условиях деполимеризация конденсационных полимеров, что делает химические связи между полимерами уязвимыми к химическому воздействию со стороны NaOH и других веществ. Полимеризация PGA, aPLA и РНА приводит к удалению молекул воды из образующей химической структуры. Тем не менее, эта химическая реакция может быть обращена путем добавления воды в полимер. Соответственно, добавление воды, воздействие теплом (для обеспечения энергии) и химическими веществами (например, NaOH) в процессе повторной варки приводит к удалению полимер или по меньшей мере снижению потери волокон бумаги по сравнению с применением полиэтилена и полипропилена. В настоящем изобретении также могут применяться некоторые компостируемые полимеры, относящиеся к невозобновляемым ресурсам, такие как алифатические сложные полиэфиры с биодоступными и разлагаемыми химическими связями.Caustic washing during re-cooking does not decompose polyethylene and other polyolefins because of their high resistance to chemical attack. However, PGA, PHA, PLA, and other biologically based polymers become soluble under conditions of depolymerization of condensation polymers, which makes the chemical bonds between the polymers vulnerable to chemical attack by NaOH and other substances. The polymerization of PGA, aPLA and PHA leads to the removal of water molecules from the forming chemical structure. However, this chemical reaction can be reversed by adding water to the polymer. Accordingly, the addition of water, exposure to heat (to provide energy) and chemicals (e.g. NaOH) during the re-cooking process removes the polymer or at least reduces the loss of paper fibers compared to using polyethylene and polypropylene. Certain compostable polymers related to non-renewable resources, such as aliphatic polyesters with bioavailable and degradable chemical bonds, may also be used in the present invention.

В различных описанных вариантах осуществления настоящего изобретения уменьшено количество материала, требуемого для придания барьерных свойств гибкой упаковке на бумажной основе. Соответственно, в настоящем изобретении предложена гибкая упаковка на бумажной основе, имеющая многослойную структуру, содержащую бумажный слой, наполняющий слой, грунтовочный слой и/или барьерный слой на гибкой композиционной пленке на бумажной основе. Многослойная упаковочная структура необязательно может содержать адгезивный слой, герметизирующий слой и/или красочный слой. В описанных вариантах осуществления предусмотрено применение гибких упаковочных структур на бумажной основе, достаточных в качестве упаковочного материала для стойких в хранении пищевых и закусочных продуктов с низким содержанием влаги. В некоторых вариантах осуществления такая гибкая упаковка на бумажной основе обеспечивает пригодную для вторичного использования и/или компостируемую гибкую упаковку для пищевых и закусочных продуктов.In the various described embodiments of the present invention, the amount of material required to impart barrier properties to paper-based flexible packaging has been reduced. Accordingly, the present invention provides a flexible paper-based packaging having a multilayer structure comprising a paper layer, a filling layer, a primer layer and / or a barrier layer on a paper-based flexible composite film. The multilayer packaging structure may optionally contain an adhesive layer, a sealing layer and / or a paint layer. In the described embodiments, the implementation provides for the use of flexible paper-based packaging structures sufficient as packaging material for storage-stable food and snack products with a low moisture content. In some embodiments, such a paper-based flexible packaging provides recyclable and / or compostable flexible packaging for food and snack foods.

Под используемым в описании термином "упаковка" следует понимать любую емкость в форме гибкой многослойной упаковки. Такая желаемая упаковка обеспечивает свойства непроницаемого для кислорода барьера и имеет скорость пропускания кислорода менее около 10 куб см/м2/сутки, предпочтительно менее около 5 куб см/м2/сутки, более предпочтительно менее около 2 куб см/м2/сутки. Такая желаемая упаковка обеспечивает свойства непроницаемого для влаги барьера и имеет скорость пропускания водяного пара менее около 1,0 грамм/м2/сутки, предпочтительно менее около 0,5 грамм/м2/сутки, более предпочтительно менее около 0,1 грамм/м2/сутки. Описанные в изобретении упаковочные структуры особо применимы для изготовления гибких упаковок для закусочных продуктов, таких как картофельные чипсы, кукурузные чипсы, чипсы тортилья и т.п. Тем не менее, хотя описанные в изобретении слои и различные структуры рассчитаны на применение в операциях упаковывания закусочных продуктов, таких как заполнение и укупоривание пакетов с закусочными продуктами, описанные в изобретении упаковочные структуры также могут находить применение в различных технологиях упаковывания других продуктов с низким содержанием влаги.The term "packaging" used in the description should be understood as any container in the form of a flexible multilayer packaging. Such a desired package provides oxygen impervious barrier properties and has an oxygen transmission rate of less than about 10 cubic cm / m 2 / day, preferably less than about 5 cubic cm / m 2 / day, more preferably less than about 2 cubic cm / m 2 / day. Such a desired packaging provides moisture impervious barrier properties and has a water vapor transmission rate of less than about 1.0 gram / m 2 / day, preferably less than about 0.5 gram / m 2 / day, more preferably less than about 0.1 gram / m 2 / day. The packaging structures described in the invention are particularly useful for making flexible packaging for snack foods such as potato chips, corn chips, tortilla chips, and the like. Nevertheless, although the layers and various structures described in the invention are designed to be used in packaging operations for snack foods, such as filling and capping bags of snack foods, the packaging structures described in the invention may also find application in various packaging techniques for other low-moisture foods .

Типичные препятствия, с которыми сталкивались в прошлом в технике при попытке нанесения барьерного слоя на бумажную подложку, были порождены структурой самой бумаги. В процесс изготовления бумаги спрессовывают отдельные волокна (обычно из растительных материалов) и сушат их, чтобы получить гибкие листы бумаги. При анализе топологии поверхности бумаги приближенным методом, таким как оптическая микроскопия, лист бумаги выглядит как сеть из связанных волокон. Бумага имеет не сплошную, а пористую структуру из спрессованных и связанных волокон целлюлозы. Пористость бумаги определяется как объемная доля всех пустот, существующих в листе бумаги, и может измеряться известным методом испытания сжатым воздухом согласно IPC TECHNICAL PAPER SERIES NUMBER 183 (http://smartech.gatech.edu/ispui/bitstream/1853/2665/l/tps-183.pdf) или методами TAPPI T460 (с низким сопротивлением воздуха) и Т536 (с высоким сопротивлением воздуха). Поскольку необработанная бумага является высокопористым материалом, ее пористость должна быть снижена до уровня полимерным и пластмассовых пленок, чтобы по меньшей мере рассматриваться в качестве вероятного барьера для газов и паров. Наполнители и клеящие вещества значительно снижают пористость бумаги вплоть до формирования сплошной поверхности. Эта технология традиционно применяется для получения более высококачественной поверхности для печати. Такими же методами придают бумажную поверхность аналогичного качества низкосортным или товарным полимерным пленкам. При изучении с помощью прибора с высокой чувствительностью или большим увеличением, такого как атомно-силовой микроскоп (AFM) или растровый электронный микроскоп (SEM), видно, что эта бумажная поверхность с наполнителем низкокачественных полимерных пленок имеет сильную шероховатость. Можно ясно видеть шероховатую поверхность волокон с наполнителем. Волокна с наполнителем выглядят как пики или плато, а пространство между ними выглядит как впадины, что в целом создает топологию шероховатой поверхности с высокой степенью изменчивости. Шероховатость поверхности используемого в изобретении бумажного слоя вычисляют как среднюю величину разности высот между пиками и впадинами на поверхности бумажного слоя. Могут осуществляться известные из техники измерения шероховатости среднеквадратическим методом с использованием изображений, полученных с помощью атомно-силового или оптического микроскопа.Typical obstacles encountered in the past in technology when attempting to apply a barrier layer to a paper substrate were generated by the structure of the paper itself. In the process of making paper, individual fibers are pressed (usually from plant materials) and dried to obtain flexible sheets of paper. When analyzing the topology of the paper surface using an approximate method, such as optical microscopy, a sheet of paper looks like a network of bound fibers. The paper has not a continuous, but a porous structure of compressed and bonded cellulose fibers. Paper porosity is defined as the volume fraction of all voids existing in a sheet of paper and can be measured by the known compressed air test method according to IPC TECHNICAL PAPER SERIES NUMBER 183 (http://smartech.gatech.edu/ispui/bitstream/1853/2665/l/ tps-183.pdf) or TAPPI T460 (with low air resistance) and T536 (with high air resistance) methods. Since untreated paper is a highly porous material, its porosity should be reduced to the level of polymer and plastic films to at least be considered as a likely barrier to gases and vapors. Fillers and adhesives significantly reduce paper porosity up to the formation of a continuous surface. This technology has traditionally been used to produce a higher quality print surface. Using the same methods, they give a paper surface of similar quality to low-grade or commercial polymer films. When examined with a device with high sensitivity or high magnification, such as an atomic force microscope (AFM) or scanning electron microscope (SEM), it is clear that this paper surface filled with low-quality polymer films has a strong roughness. You can clearly see the rough surface of the filler fibers. Filler fibers look like peaks or plateaus, and the space between them looks like troughs, which generally creates a rough surface topology with a high degree of variability. The surface roughness of the paper layer used in the invention is calculated as the average height difference between the peaks and troughs on the surface of the paper layer. Roughness measurements known from the art can be performed using the RMS method using images obtained using an atomic force or optical microscope.

Предпринимавшиеся в прошлом попытки нанесения барьерного слоя на лист бумаги, обычно не приводили к созданию упаковочной структуры, способной обеспечивать приемлемые барьерные свойства. Это объясняется в основном высокой пористостью бумаги. Клеящие и другие вещества снижают пористость бумаги до такой степени, что она становится применимой основой для нанесения барьерных слоев. После того, как поверхность бумаги становится сплошной, следующей стадией создания бумаги с защитным покрытием является снижение шероховатости поверхности до приемлемых уровней. В контексте различных описанных вариантов осуществления изобретения бумагой с приемлемой низкой пористостью является бумага, через которую 10 мл воздуха проникает за 200 секунд или более (показатель Герли) при испытании методом TAPPI Т536. При этом обеспечивается сплошная поверхность, применимая для нанесения дополнительных слоев с целью получения непроницаемого для газа и пара барьерного слоя. Целостность поверхности также может быть проверена путем оптической микроскопии, AFM или SEM.Attempts made in the past to apply a barrier layer to a sheet of paper generally did not result in a packaging structure capable of providing acceptable barrier properties. This is mainly due to the high porosity of the paper. Adhesives and other substances reduce the porosity of the paper to such an extent that it becomes an applicable basis for applying barrier layers. After the surface of the paper becomes solid, the next step in creating a paper with a protective coating is to reduce the surface roughness to acceptable levels. In the context of the various described embodiments of the invention, paper with acceptable low porosity is paper through which 10 ml of air penetrates in 200 seconds or more (Gurley index) when tested with the TAPPI T536 method. This provides a continuous surface, applicable for applying additional layers in order to obtain impermeable to gas and vapor barrier layer. Surface integrity can also be checked by optical microscopy, AFM or SEM.

При попытках в прошлом нанести барьерный слой на лист бумаги из-за высокой шероховатости поверхности бумаги (т.е. разности высот между пиками и впадинами бумажной подложки с наполнителем) частицы осажденного барьерного слоя накапливались на пиках, что препятствовало равномерному распределению частиц барьерного слоя во впадинах. Соответственно, хотя некоторые частицы барьерного слоя могли сцепляться с участками впадин на поверхности бумаги, осаждение непрерывного барьерного слоя надлежащей равномерной глубины, покрывающего пики и впадины на поверхности бумажной подложки и придающего приемлемые барьерные свойства гибкой упаковке на бумажной основе, оставалось затруднительным. Вопрос кроющей способности барьерного слоя особо остро встает, когда разность между пиками и впадинами или расстояние между соседними пиками превышает желаемую толщину барьерного слоя (обычно 40 нанометров или менее).When attempting in the past to apply a barrier layer to a sheet of paper due to the high roughness of the paper surface (i.e., the height difference between the peaks and troughs of the filled paper substrate), particles of the deposited barrier layer accumulated at the peaks, which prevented the uniform distribution of the barrier layer particles in the troughs . Accordingly, although some particles of the barrier layer could adhere to portions of depressions on the surface of the paper, the deposition of a continuous barrier layer of an appropriate uniform depth covering the peaks and depressions on the surface of the paper substrate and imparting acceptable barrier properties to flexible paper-based packaging remained difficult. The question of the covering power of the barrier layer arises especially sharply when the difference between peaks and troughs or the distance between adjacent peaks exceeds the desired thickness of the barrier layer (usually 40 nanometers or less).

В процессе создания описанного изобретения установлено, что на бумажную подложку может наноситься эффективный барьерный слой, если до нанесения барьерного слоя поверхность бумаги достаточно сглажена или заполнена. В одном из вариантов осуществления сглаживают бумажный слой, шероховатость поверхности которого превышает желаемую толщину наносимого на его поверхность барьерного слоя, чтобы шероховатость поверхности стала меньшей, чем желаемая толщина барьерного слоя. В одном из вариантов осуществления шероховатость поверхности сглаженной бумаги составляет менее половины желаемой толщины барьерного слоя.In the process of creating the described invention, it was found that an effective barrier layer can be applied to the paper substrate if the surface of the paper is sufficiently smoothed or filled before applying the barrier layer. In one embodiment, a paper layer is smoothed whose surface roughness exceeds the desired thickness of the barrier layer deposited on its surface so that the surface roughness becomes smaller than the desired thickness of the barrier layer. In one embodiment, the surface roughness of the smoothed paper is less than half the desired thickness of the barrier layer.

Используемым в описании термином "барьер" обозначается любой применимый непроницаемый для влаги и кислорода барьерный материал для уменьшения или преимущественно предотвращения прохождения кислорода и водяного пара через упаковочную структуру. Барьерный слой может содержать без ограничения металл, окись металла, окись металлоида и/или их сочетания. Такой барьерный слой может наноситься любым известным из техники применимым способом, включая без ограничения испарение, напыление, химическое осаждение из паровой фазы (CVD), химическое осаждение из паровой фазы в процессе горения (CCVD), физическое осаждение из паровой фазы (PVD), плазменно-химическое осаждение из паровой фазы (PECVD), вакуумное осаждение, газоплазменное осаждение и газоплазменное гидролизное осаждение. В описанных альтернативных вариантах осуществления также могут применяться существующие технологии нанесения покрытий, способные придавать достаточные барьерные свойства барьерному слою, такие как нанесение PVDC, EVOH, PVOH или различных известных акриловых материалов, таких как полиэтиленакриловая кислота (ЕАА), полиметилметакрилат (РММА), полиакриловая кислота, полицианакрилат, гидроксиэтилметакрилат и полиэтилметакрилат, с целью формирования эффективного барьерного слоя.As used herein, the term “barrier” refers to any applicable moisture and oxygen impervious barrier material to reduce or predominantly prevent the passage of oxygen and water vapor through the packaging structure. The barrier layer may include, without limitation, metal, metal oxide, metalloid oxide and / or combinations thereof. Such a barrier layer may be applied by any suitable method known in the art, including, without limitation, vaporization, sputtering, chemical vapor deposition (CVD), chemical vapor deposition during combustion (CCVD), physical vapor deposition (PVD), plasma - chemical vapor deposition (PECVD), vacuum deposition, gas-plasma deposition and gas-plasma hydrolysis deposition. In the described alternative embodiments, the implementation can also apply existing coating technologies capable of imparting sufficient barrier properties to the barrier layer, such as applying PVDC, EVOH, PVOH or various known acrylic materials such as polyethylene acrylic acid (EAA), polymethyl methacrylate (PMMA), polyacrylic acid , polycyanoacrylate, hydroxyethyl methacrylate and polyethyl methacrylate, in order to form an effective barrier layer.

Одним из доступных способов сглаживания поверхности бумажной подложки является нанесение наполняющего слоя на поверхность бумаги. Примеры наполнителей, которые могут наноситься на бумажную подложку, включают мергели, такие как каолинит, тальк, слюда, морденит, вермикулит, двуокись титана и карбонат кальция. Для сцепления наполнителя с поверхностью бумаги могут использоваться натуральные или синтетические связующие, такие как воски, крахмалы, винилы, акриловые материалы, белки или латекс. Наполнитель также может содержать диспергаторы для облегчения разделения частиц, пеногасители для удаления пены из окрашенных наполнителей, снижающие растворимость средства для повышения водостойкости, консерванты для уменьшения роста бактерий, смазочные вещества для снижения коэффициента трения бумаги и/или полимерных смол.One of the available methods to smooth the surface of the paper substrate is to apply a filling layer to the surface of the paper. Examples of fillers that can be applied to the paper backing include marls, such as kaolinite, talc, mica, mordenite, vermiculite, titanium dioxide and calcium carbonate. Natural or synthetic binders such as waxes, starches, vinyls, acrylics, proteins or latex can be used to adhere the filler to the surface of the paper. The filler may also contain dispersants to facilitate particle separation, antifoam agents to remove foam from colored fillers, reducing the solubility of agents to increase water resistance, preservatives to reduce bacterial growth, lubricants to reduce the coefficient of friction of paper and / or polymer resins.

В результате нанесения наполнителя на поверхность бумаги получаемая бумага имеет более гладкую поверхность, чем до нанесения наполнителя. В различных описанных вариантах осуществления наполнитель может действовать как грунтовочный слой, увеличивающий поверхностную энергию покрываемого бумажного слоя и тем самым повышающий прочность сцепления барьерного слоя с загрунтованным бумажным слоем композиционной упаковочной структуры. В различных описанных вариантах осуществления наполнитель представляет собой преимущественно компостируемый полимер на биологической основе. Используемым в описании термином "полимер на биологической основе" обозначается полимер, по меньшей мере 80% по весу которого состоит из сырья. В одном из вариантов осуществления полимер на биологической основе может содержать до около 20% традиционного полимера, источником которого является нефть.As a result of applying filler to the surface of the paper, the resulting paper has a smoother surface than before applying filler. In the various described embodiments, the filler can act as a primer layer, increasing the surface energy of the coated paper layer and thereby increasing the adhesion strength of the barrier layer to the primed paper layer of the composite packaging structure. In the various embodiments described, the filler is a predominantly bio-based compostable polymer. Used in the description, the term "polymer on a biological basis" refers to a polymer, at least 80% by weight of which consists of raw materials. In one embodiment, the biological-based polymer may contain up to about 20% of a conventional polymer, the source of which is oil.

В Таблице 1 представлены различные материалы и смолы, которые могут применяться при конструировании упаковок согласно различным вариантам осуществления описанного изобретения, и их соответствующая пригодность для компостирования и/или вторичного использования. Среда для компостирования дополнительно охарактеризована как морская среда и типичная бытовая или "домашняя" среда для компостирования. Компостирование широко известно как процесс разложения органического вещества на компост или перегной, богатый питательными веществами для почвы и растений. Компост может применяться в качестве почвоулучшителя, удобрения для растений и почвы и натурального пестицида для почвы.Table 1 presents various materials and resins that can be used in the construction of packages according to various embodiments of the described invention, and their respective suitability for composting and / or recycling. The composting environment is further characterized as a marine environment and a typical domestic or “home” composting environment. Composting is commonly known as the process of decomposing organic matter into compost or humus, rich in nutrients for soil and plants. Compost can be used as a soil improver, fertilizer for plants and soil, and a natural pesticide for soil.

Вторичное использование обычно означает способность перерабатывать использованные материалы или отходы в новые продукты во избежание потери таких потенциально пригодных для вторичного использования материалов. За счет вторичного использования снижается расход новых сырьевых материалов, потребление энергии и загрязнение окружающей среды, связанное с производством продукции. В настоящее время вторичное использование является одной из ключевых составляющих сокращения отходов. При создании предназначенной для пищевых продуктов упаковки на бумажной основе из одного или нескольких описанных в изобретении материалов сводится к минимуму образование мусора, снижается объем мусорных свалок, занимаемых такими использованными упаковками, при этом такая упаковка является полностью или частично компостируемой, пригодной для вторичного использования или то и другое, как видно из Таблицы 1, в которой представлены различные материалы и смолы.Recycling usually means the ability to recycle used materials or waste into new products in order to avoid the loss of such potentially recyclable materials. Recycling reduces the consumption of new raw materials, energy consumption and environmental pollution associated with the production of products. Recycling is currently one of the key components of waste reduction. When creating paper-based packaging for food products from one or more of the materials described in the invention, garbage generation is minimized, the volume of landfills occupied by such used packages is reduced, while such packaging is fully or partially compostable, recyclable, or and another, as can be seen from Table 1, which presents various materials and resins.

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

В Таблице 1 приведены примеры полимеров на биологической основе, компостируемых и/или пригодных для вторичного использования полимеров, которые могут применяться в качестве наполнителя в описанных вариантах осуществления, и подробнее описаны далее. Например, PLA получают из растительного сырья, включая соевые бобы, как описано в публикации патентной заявки US 2004/0229327, или путем ферментации побочных сельскохозяйственных продуктов, таких как кукурузный крахмал, или другого растительного сырья, такого как кукуруза, пшеница или сахарная свекла. Из PLA может быть получена пленка, как и из большинства термопластичных полимеров. PLA обладает физическими свойствами, сходными со свойствами PET, и имеет отличную прозрачность. Пленки из PLA описаны в патенте US 6207792, а смолы из PLA предлагаются на рынке компанией Natureworks LLC (http://www.natureworksllc.com) (Миннетонка, шт. Миннесота, США). При разложении PLA образуется двуокись углерода и биомасса. Пленки из PLA, применяемые в соответствии с настоящим изобретением, преимущественно нерастворимы в воде в условиях окружающей среды, но легко разлагаются в типичных условиях компостирования.Table 1 shows examples of biologically based polymers compostable and / or recyclable polymers that can be used as filler in the described embodiments, and are described in more detail below. For example, PLAs are obtained from plant materials, including soybeans, as described in US 2004/0229327, or by fermentation of agricultural by-products, such as corn starch, or other plant materials, such as corn, wheat, or sugar beets. A film can be obtained from PLA, as well as from most thermoplastic polymers. PLA has physical properties similar to those of PET and has excellent transparency. PLA films are described in US Pat. No. 6,207,792, and PLA resins are commercially available from Natureworks LLC (http://www.natureworksllc.com) (Minneton, Minnesota, USA). The decomposition of PLA produces carbon dioxide and biomass. The PLA films used in accordance with the present invention are predominantly insoluble in water under ambient conditions, but easily decompose under typical composting conditions.

РНА является полимером, относящимся к классу сложных полиэфиров, и может вырабатываться микроорганизмами (например, Alcaligenes eutrophus) в качестве одной из форм накопления энергии. В одном из вариантов осуществления микробный биосинтез РНА начинается с конденсации двух молекул ацетил-СоА, в результате чего образуется ацетоацетил-СоА, который впоследствии восстанавливается до гидроксибутирил-СоА. Затем гидроксибутирил-СоА используется в качестве мономера для полимеризации РНВ, который является наиболее распространенной разновидностью РНА. РНА предлагается на рынке различными поставщиками, такими как компания Metabolix (Кембридж, шт. Массачусетс, США). В различных описанных вариантах осуществления РНА может применяться в качестве наполняющего слоя, барьерного слоя и/или герметизирующего слоя описанных в изобретении гибких композиционных упаковочных структур на бумажной основе.PHA is a polymer belonging to the class of polyesters, and can be produced by microorganisms (for example, Alcaligenes eutrophus) as a form of energy storage. In one embodiment, the microbial biosynthesis of PHA begins with the condensation of two acetyl-CoA molecules, resulting in the formation of acetoacetyl-CoA, which is subsequently reduced to hydroxybutyryl-CoA. Then, hydroxybutyryl-CoA is used as a monomer for the polymerization of PHB, which is the most common type of PHA. PHA is marketed by various suppliers, such as Metabolix (Cambridge, Mass., USA). In the various described embodiments, the PHA can be used as a filling layer, a barrier layer and / or a sealing layer of the paper-based flexible composite packaging structures described in the invention.

PGA является разлагаемым и компостируемым термопластичным сложным полиэфиром, совместимым с процессами механической повторной варки, которые сопутствуют переработке макулатуры. PGA предлагается на рынке японской компанией Kureha, которая производит и продает PGA под товарным знаком KUREDUX. В некоторых вариантах осуществления PGA также может применяться в качестве наполняющего слоя, непроницаемого для кислорода барьерного слоя и/или герметизирующего слоя описанных в изобретении гибких композиционных упаковочных структур на бумажной основе.PGA is a degradable and compostable thermoplastic polyester compatible with mechanical re-cooking processes that accompany waste paper recycling. PGA is marketed by the Japanese company Kureha, which manufactures and sells PGA under the trademark KUREDUX. In some embodiments, PGA can also be used as a filling layer, an oxygen-impervious barrier layer and / or a sealing layer of the paper-based flexible composite packaging structures of the invention.

В Таблице 2 приведен перечень различных вариантов осуществления изобретения, иллюстрирующих множество гибких упаковочных структур, содержащих описанный в изобретении бумажный слой. В соответствии с настоящим изобретением такие композиционные упаковочные структуры преимущественно нерастворимы в воде в условиях окружающей среды, но легко разлагаются в типичных условиях компостирования. Для сведения следует отметить, что элементы упаковочных структур указаны в порядке слева направо, что означает, что крайний левый слой композиционной упаковки обращен к наружной среде, а крайний правый слой обращен к внутренней среде или стороне продукта внутри упаковки.Table 2 provides a list of various embodiments of the invention, illustrating many flexible packaging structures containing the paper layer described in the invention. In accordance with the present invention, such composite packaging structures are predominantly insoluble in water at ambient conditions, but readily decompose under typical composting conditions. For information, it should be noted that the elements of the packaging structures are shown in order from left to right, which means that the leftmost layer of the composite package is facing the external environment, and the rightmost layer is facing the internal environment or the side of the product inside the package.

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

Как показано в Таблице 2, [SiO(x)] обозначает слой двуокиси кремния, который осажден в качестве грунтовочного или барьерного слоя путем CCVD или PECVD или иным способом, известным из техники и/или описанным в изобретении. В некоторых вариантах осуществления слой двуокиси кремния осажден в качестве грунтовочного или барьерного слоя путем CCVD или PECVD в открытой среде. [Al(2)O(3)] обозначает слой окиси алюминия, который осажден в качестве грунтовочного или барьерного слоя путем традиционной металлизации, CCVD или PECVD или иным известным из техники способом. В некоторых вариантах осуществления слой окиси алюминия и/или двуокиси кремния осажден путем CCVD или PECVD в открытой среде. X обозначает различные полимеры, которые могут применяться в качестве одного или нескольких наполняющих слоев, включая без ограничения PLA, РНА, PGA и другие известные из техники полимеры. Сокращением PVDC обозначается слой поливинилиденхлорида, который может придавать дополнительные функциональные возможности барьерного слоя, как описано в различных описанных вариантах осуществления. Термином "адгезивы" обозначаются адгезивы на основе растворителей, такие как поливинилацетат, плавкие адгезивы, такие как этилен-винилацетат, или не содержащие растворителей адгезивы, такие как полиуретаны. Термином "краска" обозначается любая предлагаемая на рынке печатная краска(-и), которая может применяться для печати на упаковках для пищевых продуктов. Термином "бумага" обозначается любая бумажная подложка, такая как оберточная бумага, бумага с покрытием, журнальная бумага или фотобумага или другие виды бумаги на основе целлюлозной массы, которые предлагаются на рынке, и бумажные структуры, обработанные принятыми при изготовлении бумаги способами, такими как каландрирование или лощение для придания более гладкой поверхности. Термином "герметик" обозначается герметизирующий слой, включая без ограничения "термосвариваемый" слой, который может состоять из РНА, аморфной PLA, воска, крахмалов, PGA и/или предлагаемых на рынке герметиков, таких как ECOFLEX или ECOVIO, который представляет собой компостируемый сложный полиэфир производства компании BASF. В термосвариваемом слое также могут применяться активаторы термосваривания, которые применяются в технике с целью повышения прочности термосваривания и интервала температур сваривания и предлагаются на рынке. В Таблице 2 представлены различные конфигурации композиционных упаковочных структур, включая монополотно без красочного слоя (структуры с 1-А по 1-O), монополотно с красочным слоем (структуры с 1-Р по 1-АА), структуры с ламинированным барьерным слоем (структуры с 1-ВВ по 1-GG) и структуры с металлизированным грунтовочным слоем (структуры с 1-НН по 1-ММ).As shown in Table 2, [SiO (x)] denotes a silicon dioxide layer that is deposited as a primer or barrier layer by CCVD or PECVD or by any other method known in the art and / or described in the invention. In some embodiments, a silica layer is deposited as a primer or barrier layer by CCVD or PECVD in an open environment. [Al (2) O (3)] refers to an alumina layer that has been deposited as a primer or barrier layer by conventional metallization, CCVD or PECVD, or by any other method known in the art. In some embodiments, an alumina and / or silica layer is deposited by CCVD or PECVD in an open environment. X denotes various polymers that can be used as one or more filling layers, including without limitation PLA, PHA, PGA and other polymers known from the art. The abbreviation PVDC refers to a polyvinylidene chloride layer, which can provide additional functionality to the barrier layer, as described in the various described embodiments. The term “adhesives” refers to solvent based adhesives such as polyvinyl acetate, hot melt adhesives such as ethylene vinyl acetate, or solvent free adhesives such as polyurethanes. The term "ink" means any printing ink (s) on the market that can be used to print on food packaging. The term “paper” refers to any paper backing, such as wrapping paper, coated paper, magazine paper or photo paper or other types of pulp paper that are commercially available, and paper structures processed by paper-making methods such as calendering or gloss to give a smoother surface. The term “sealant” refers to a sealant layer, including without limitation a “heat sealable” layer, which may consist of PHA, amorphous PLA, wax, starches, PGA and / or commercially available sealants such as ECOFLEX or ECOVIO, which is a compostable polyester manufactured by BASF. Heat sealing activators can also be used in the heat-sealing layer, which are used in technology to increase the heat-sealing strength and the range of welding temperatures and are available on the market. Table 2 shows the various configurations of composite packaging structures, including monopoly without a paint layer (structures 1-A to 1-O), monopoly with a paint layer (structures 1-P to 1-AA), structures with a laminated barrier layer (structures from 1-BB to 1-GG) and structures with a metallized primer layer (structures from 1-LV to 1-MM).

На фиг. 1 показан увеличенный вид в поперечном разрезе гибкой упаковки 100 на бумажной основе согласно настоящему изобретению. Показано, что бумажный слой 112 с одной стороны покрыт наполняющим слоем 114. На противоположную с сторону бумажного слоя 112 может быть нанесен необязательный грунтовочный слой 116 для увеличения поверхностной энергии и улучшения сцепления с необязательным барьерным слоем 118. Барьерный слой 118 может наноситься любым известным из техники применимым способом, включая без ограничения испарение, напыление, химическое осаждение из паровой фазы (CVD), химическое осаждение из паровой фазы в процессе горения (CCVD), физическое осаждение из паровой фазы (PVD), плазменно-химическое осаждение из паровой фазы (PECVD), вакуумное осаждение, газоплазменное осаждение и газоплазменное гидролизное осаждение. В альтернативных вариантах осуществления барьерный слой 118 может наноситься путем CCVD или PECVD в открытой среде без необходимости в вакуумной или напорной камере. В альтернативных вариантах осуществления для осаждения грунтовочного слоя с целью активации сцепления барьерного слоя с бумажным слоем, сглаживания поверхности бумажного слоя для улучшения осаждения барьерного слоя и/или придания функциональных свойств барьерного слоя могут применяться традиционные методы с использованием спирального валикового скребка, гравирования и другие известные методы нанесения покрытий. Показан необязательный термосвариваемый слой 120, который служит для герметизации гибкой упаковки при прохождении через вертикальные формовочно-фасовочно-укупорочные автоматы (VFFS) и другое упаковочное оборудование.In FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view of a paper-based flexible packaging 100 according to the present invention. It is shown that the paper layer 112 is coated on one side with the filling layer 114. An optional primer layer 116 may be applied to the opposite side of the paper layer 112 to increase surface energy and improve adhesion to the optional barrier layer 118. The barrier layer 118 may be applied by any known technique applicable method, including without limitation evaporation, spraying, chemical vapor deposition (CVD), chemical vapor deposition during combustion (CCVD), physical vapor deposition (PV D), plasma-chemical vapor deposition (PECVD), vacuum deposition, gas-plasma deposition and gas-plasma hydrolysis deposition. In alternative embodiments, barrier layer 118 may be applied by CCVD or PECVD in an open environment without the need for a vacuum or pressure chamber. In alternative embodiments, for deposition of the primer layer in order to activate adhesion of the barrier layer to the paper layer, smoothing the surface of the paper layer to improve the deposition of the barrier layer and / or to impart the functional properties of the barrier layer, conventional methods using a spiral roller scraper, engraving and other known methods can be applied. coating. An optional heat sealable layer 120 is shown, which serves to seal the flexible packaging as it passes through vertical molding, filling and capping machines (VFFS) and other packaging equipment.

В альтернативных вариантах осуществления для создания барьерного слоя 118 также могут применяться известные методы нанесения покрытий, позволяющие придавать достаточные барьерные свойства, такие как нанесение поливинилиденхлорида (PVDC), сополимера этилена и винилового спирта (EVOH), сополимера этилена и поливинилового спирта (PVOH) или различных акриловых материалов, таких как полиэтиленакриловая кислота (ЕАА), полиметилметакрилат (РММА), полиакриловая кислота, полицианакрилат, гидроксиэтилметакрилат и полиэтилметакрилат методами, известными из техники и/или описанными в изобретении.In alternative embodiments, known coating methods can also be applied to provide barrier layer 118 to provide sufficient barrier properties, such as applying polyvinylidene chloride (PVDC), ethylene-vinyl alcohol copolymer (EVOH), ethylene-polyvinyl alcohol copolymer (PVOH), or various acrylic materials such as polyethylene acrylic acid (EAA), polymethyl methacrylate (PMMA), polyacrylic acid, polycyanoacrylate, hydroxyethyl methacrylate and polyethyl methacrylate are known E in the art and / or described herein.

В одном из вариантов осуществления, проиллюстрированном на фиг. 1, наносят грунтовочный слой 116 в виде содержащего ЕАА и PVOH раствора, который в жидком виде наносят на поверхность бумажного слой 112, а затем сушат, чтобы сгладить поверхность бумаги 112. Например, раствор может содержать 0,1-20% PVOH и ЕАА и 80-99,9% воды. В одном из вариантов осуществления используют приблизительно равные количества PVOH и ЕАА. В одном из вариантов осуществления раствор содержит около 90% воды, около 5% PVOH и около 5% ЕАА. Таким способом получают сглаженный и/или активированный грунтовочный слой 116, улучшающий осаждение и адгезию барьерного слоя 118. Также может использоваться необязательный термосвариваемый слой 120. В одном из вариантов осуществления термосвариваемый слой 120 содержит аморфную PLА, такую как 4060 PLA производства компании Natureworks. Необязательный красочный слой может быть нанесен на сторону бумажного слоя, противоположную наполняющему и грунтовочному слоям. В альтернативных вариантах осуществления красочный слой может быть нанесен на сторону наполняющего слоя, противоположную барьерному слою. Красочный слой может содержать логотип продукта, графику, информацию о питательных веществах или другую печатную информацию.In one of the embodiments illustrated in FIG. 1, a primer layer 116 is applied in the form of a solution containing EAA and PVOH, which is applied in liquid form to the surface of the paper layer 112, and then dried to smooth the surface of the paper 112. For example, the solution may contain 0.1-20% PVOH and EAA and 80-99.9% of water. In one embodiment, approximately equal amounts of PVOH and EAA are used. In one embodiment, the solution contains about 90% water, about 5% PVOH, and about 5% EAA. In this way, a smoothed and / or activated primer layer 116 is obtained that improves the deposition and adhesion of the barrier layer 118. An optional heat seal layer 120 may also be used. In one embodiment, the heat seal layer 120 comprises an amorphous PLA, such as 4060 PLA manufactured by Natureworks. An optional ink layer can be applied to the side of the paper layer, opposite the fill and primer layers. In alternative embodiments, the implementation of the paint layer can be applied to the side of the filling layer, opposite the barrier layer. The ink layer may contain a product logo, graphics, nutrient information, or other printed information.

В одном из вариантов осуществления грунтовочный слой 116 содержит EVOH, состав которого может варьировать в пределах от EVOH с низкой степенью гидролиза до EVOH с высокой степенью гидролиза. Далее приведены формулы EVOH согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения.In one embodiment, the primer 116 contains EVOH, the composition of which can vary from EVOH with a low degree of hydrolysis to EVOH with a high degree of hydrolysis. The following are EVOH formulas according to various embodiments of the present invention.

Figure 00000005
Figure 00000005

В контексте настоящего изобретения EVOH с низкой степенью гидролиза соответствует приведенной выше формуле, в которой n=25. В контексте настоящего изобретения EVOH с высокой степенью гидролиза соответствует приведенной выше формуле, в которой n=80, при этом n означает молярное процентное содержание винилового спирта в композиции. Грунтовочный слой 116, содержащий EVOH, может быть путем экструзии нанесен на гладкую поверхность бумаги, а барьерный слой 118 может быть нанесен известными из техники и перечисленными выше методами. В других описанных вариантах осуществления грунтовочный слой 116, 214, 320, показанный на фиг. 1, 2 и 3, может представлять собой покрытие из PVOH или аморфного PVOH, в жидком виде нанесенное на сторону наполнителя бумаги, а затем высушенное до нанесения необязательного барьерного слоя. Затем на грунтовочный слой 116, 320 может быть нанесен барьерный слой 118, 318, как показано на фиг.1 и 3.In the context of the present invention, EVOH with a low degree of hydrolysis corresponds to the above formula in which n = 25. In the context of the present invention, EVOH with a high degree of hydrolysis corresponds to the above formula, in which n = 80, with n being the molar percentage of vinyl alcohol in the composition. Primer layer 116 containing EVOH may be extruded onto a smooth surface of the paper, and barrier layer 118 may be applied by methods known in the art and as listed above. In other described embodiments, the primer 116, 214, 320 shown in FIG. 1, 2 and 3, may be a coating of PVOH or amorphous PVOH, in liquid form, applied to the side of the paper filler, and then dried before applying an optional barrier layer. Then, a barrier layer 118, 318 may be applied to the primer layer 116, 320, as shown in FIGS. 1 and 3.

В одном из вариантов осуществления предусмотрена композиционная упаковочная структура, содержащая пленку на биологической основе и бумажную структуру, при этом слой РНА действует как наполнитель и герметик. Слои бумаги и РНА могут быть ламинированы с использованием известных из техники стандартных промышленных технологий, таких как экструзионное ламинирование, экструзионное нанесение покрытия, нанесение покрытия поливом, нанесение водного покрытия, с использованием адгезивов на основе растворителей, полиуретановых адгезивов и/или не содержащих растворителей адгезивов. Поверхность слоя РНА, противоположная поверхности бумаги, необязательно может быть покрыта аморфным PVOH, PVOH, EVOH, ангидридом малеиновой кислоты или другими применимыми покрытиями, достаточными для придания приемлемых барьерных свойств слою РНА, применимому в упаковках для пищевых продуктов.In one embodiment, a composite packaging structure is provided comprising a bio-based film and a paper structure, wherein the PHA layer acts as a filler and sealant. The layers of paper and PHA can be laminated using standard industrial techniques known from the art, such as extrusion lamination, extrusion coating, watering, water-based coating, using solvent based adhesives, polyurethane adhesives and / or solvent-free adhesives. The surface of the PHA layer, opposite the surface of the paper, may optionally be coated with amorphous PVOH, PVOH, EVOH, maleic anhydride or other suitable coatings sufficient to impart acceptable barrier properties to the PHA layer applicable in food packaging.

В одном из вариантов осуществления наполняющий слой не выполняет функцию адгезионного слоя. Вместо этого на поверхность бумаги методом экструзии наносят грунтовочный слой до нанесения барьерного слоя. Грунтовочный слой состоит из применимого материала, содержащего полярные химические группы, а также действующего как модификатор поверхности, который обеспечивает преимущественно гладкую поверхность и/или увеличивает поверхностную энергию при нанесении и удержании барьерного слоя, такого как барьерный слой 118, показанный на фиг. 1. Примеры применимых грунтовочных материалов, которые могут использоваться в различных вариантах осуществления настоящего изобретения, включают без ограничения эпоксид, ангидрид малеиновой кислоты, этиленметакрилат (ЕМА), полиэтиленимин (PEI) и этиленвинилацетат (EVA).In one embodiment, the filling layer does not function as an adhesive layer. Instead, a primer is applied to the surface of the paper by extrusion before applying the barrier layer. The primer layer consists of an applicable material containing polar chemical groups, and also acts as a surface modifier that provides a predominantly smooth surface and / or increases surface energy when applying and holding the barrier layer, such as the barrier layer 118 shown in FIG. 1. Examples of useful primers that can be used in various embodiments of the present invention include, but are not limited to, epoxide, maleic anhydride, ethylene methacrylate (EMA), polyethyleneimine (PEI), and ethylene vinyl acetate (EVA).

В Таблице 3 представлены различные варианты осуществления гибкой композиционной упаковочной структуры с использованием бумажной подложки, PGA, аморфной PLA (aPLA), PVOH и/или воска. Для сведения следует отметить, что элементы упаковочных структур указаны в порядке слева направо, что означает, что крайний левый слой композиционной упаковки обращен к наружной среде, а крайний правый слой обращен к внутренней среде или стороне продукта внутри упаковки.Table 3 presents various embodiments of a flexible composite packaging structure using a paper backing, PGA, amorphous PLA (aPLA), PVOH and / or wax. For information, it should be noted that the elements of the packaging structures are shown in order from left to right, which means that the leftmost layer of the composite package is facing the external environment, and the rightmost layer is facing the internal environment or the side of the product inside the package.

Figure 00000006
Figure 00000006

Figure 00000007
Figure 00000007

Как показано в Таблице 3, [SiO(x)] обозначает слой двуокиси кремния, который осажден в качестве грунтовочного или барьерного слоя путем CCVD или PECVD или иными известными из техники способами. В некоторых вариантах осуществления слой двуокиси кремния осажден в качестве грунтовочного или барьерного слоя путем CCVD или PECVD в открытой среде. [Al(2)O(3)] обозначает слой окиси алюминия, который осажден в качестве грунтовочного или барьерного слоя путем традиционной металлизации, CCVD или PECVD или иным известным из техники или описанным в изобретении способом. В некоторых вариантах осуществления слой окиси алюминия и/или двуокиси кремния осажден путем CCVD или PECVD в открытой среде. Термином "краска" обозначается любая предлагаемая на рынке печатная краска(-и), которая может применяться для печати на упаковках для пищевых продуктов. Термином "бумага" обозначается любая бумажная подложка, такая как оберточная бумага, бумага с покрытием, журнальная бумага или фотобумага или другие виды бумаги на основе целлюлозной массы, которые предлагаются на рынке, и бумажные структуры, обработанные принятыми при изготовлении бумаги способами, такими как каландрирование или лощение для придания более гладкой поверхности. Термином "герметик" обозначается герметизирующий слой, включая без ограничения "термосвариваемый" слой, который может состоять из полибутилсукцината (PBS), РНА, aPLA, воск, крахмала, PGA, алифатического сложного полиэфира и/или предлагаемых на рынке герметиков, таких как ECOFLEX или ECOVIO, который представляет собой компостируемый сложный полиэфир производства компании BASF. В термосвариваемом слое также могут применяться активаторы термосваривания для повышения прочности термосваривания и интервала температур сваривания. Представленные в Таблице 3 различные конфигурации композиционных упаковочных структур включают структуры с использованием бумаги и PGA (структуры с 2-А по 2-М), структуры с использованием бумаги и PVOH (структуры с 2-N по 2-0) и структуры с использованием бумаги и воска (структуры с 2-Р по 2-R).As shown in Table 3, [SiO (x)] denotes a silica layer that is deposited as a primer or barrier layer by CCVD or PECVD or other methods known from the art. In some embodiments, a silica layer is deposited as a primer or barrier layer by CCVD or PECVD in an open environment. [Al (2) O (3)] means an alumina layer that has been deposited as a primer or barrier layer by conventional metallization, CCVD or PECVD, or by any other method known in the art or described in the invention. In some embodiments, an alumina and / or silica layer is deposited by CCVD or PECVD in an open environment. The term "ink" means any printing ink (s) on the market that can be used to print on food packaging. The term “paper” refers to any paper backing, such as wrapping paper, coated paper, magazine paper or photo paper or other types of pulp paper that are commercially available, and paper structures processed by paper-making methods such as calendering or gloss to give a smoother surface. The term “sealant” refers to a sealant layer, including but not limited to a “heat sealable” layer, which may consist of polybutyl succinate (PBS), PHA, aPLA, wax, starch, PGA, aliphatic polyester and / or commercially available sealants such as ECOFLEX or ECOVIO, which is a BASF compostable polyester. Heat sealing activators can also be used in the heat sealable layer to increase the heat sealing strength and the range of welding temperatures. The various configurations of the composite packaging structures presented in Table 3 include paper and PGA structures (structures 2-A to 2-M), paper structures and PVOH (structures 2-N to 2-0), and paper structures and wax (structures 2-P to 2-R).

На фиг. 2 проиллюстрирован один из вариантов осуществления описанной в изобретении композиционной упаковочной структуры 200 на бумажной основе. Показано, что композиционная структура 200 на бумажной основе содержит бумажный слой 212, наполняющий слой 214, красочный слой 216 и грунтовочный слой 218. В этом варианте осуществления грунтовочный слой 218 содержит слой двуокиси кремния или множество слоев двуокиси кремния, осажденных путем известного из техники CCVD или PECVD с целью формирования высокоэнергетической поверхности для нанесения металлического барьерного слоя (не показанного) на грунтовочный слой 218. В одном из альтернативных вариантов осуществления вместо грунтовочного слоя 218 осаждают барьерный слой из [Al(2)O(3)]. Наносят на красочный слой 216 на поверхность наполняющего слоя 214, который в различных вариантах осуществления может содержать РНА, PLA, PET или слой из любой другой применимой пленки на биологической основе. Наполняющий слой 214 может быть нанесен на поверхность бумажного слоя 212 известными из техники традиционными методами экструзии.In FIG. 2 illustrates one embodiment of the paper-based composite packaging structure 200 described in the invention. It is shown that the paper-based composite structure 200 comprises a paper layer 212, a fill layer 214, a paint layer 216, and a primer layer 218. In this embodiment, the primer layer 218 contains a silicon dioxide layer or a plurality of silicon dioxide layers deposited by a known CCVD or PECVD to form a high energy surface for applying a metal barrier layer (not shown) to primer 218. In one alternative embodiment, instead of primer 218, wasp provide a barrier layer of [Al (2) O (3)]. It is applied to the paint layer 216 on the surface of the fill layer 214, which in various embodiments may comprise PHA, PLA, PET, or a layer of any other applicable biological-based film. The filling layer 214 may be applied to the surface of the paper layer 212 by conventional extrusion techniques known in the art.

Как показано на фиг. 2, в одном из вариантов осуществления в качестве наполняющего слоя 214 может использоваться любой полимер или смесь полимеров, которая имеет при переработке ориентацию как у пленки на биологической основе, относительно гладкую поверхность и полярные химические группы. Полярные химические группы желательны в наполнителе, поскольку они притягиваются к металлическому или металлоидному барьерному слою, и предполагается, что полярные химические группы, такие как гидроксильные группы, формируют ковалентные связи с образованием окиси металла или окиси металлоида после металлизации. Желательны смеси спиртов, в состав которых входит сополимер этилена и винилового спирта (EVOH) и поливиниловый спирт (PVOH) как и полимеры, содержащие полярные амидные группы, такие как нейлон. Кроме того, в качестве наполнителей также может использоваться аморфный PET (аРЕТ), полиэтилентерефталатгликоль (PETG) и PGA, содержащие полярные карбонильные группы. Соответственно, в различных описанных вариантах осуществления наполняющий слой 214 может содержать одну или несколько известных из техники полярных подложек, выбранных из аморфного PET, PETG, аРЕТ, PGA, различных нейлонов, включая аморфный нейлон, EVOH, смеси нейлона/EVOH, PVDC, PVOH, аморфный PVOH (aPVOH) и/или смеси PVOH/этиленакриловой кислоты (ЕАА).As shown in FIG. 2, in one embodiment, any polymer or polymer blend that has a biologically based film orientation, relatively smooth surface, and polar chemical groups can be used as filling layer 214. Polar chemical groups are desirable in the filler because they are attracted to the metal or metalloid barrier layer, and it is assumed that polar chemical groups, such as hydroxyl groups, form covalent bonds to form metal oxide or metalloid oxide after metallization. Mixtures of alcohols, which include a copolymer of ethylene and vinyl alcohol (EVOH) and polyvinyl alcohol (PVOH), as well as polymers containing polar amide groups such as nylon, are desirable. In addition, amorphous PET (APET), polyethylene terephthalate glycol (PETG) and PGA containing polar carbonyl groups can also be used as fillers. Accordingly, in the various embodiments described, the filling layer 214 may comprise one or more prior art polar substrates selected from amorphous PET, PETG, APET, PGA, various nylons, including amorphous nylon, EVOH, nylon / EVOH mixtures, PVDC, PVOH, amorphous PVOH (aPVOH) and / or a mixture of PVOH / ethylene acrylic acid (EAA).

В одном из вариантов осуществления структура из бумаги и PGA может быть создана с использованием стандартных промышленных технологий, таких как экструзионное нанесение покрытия. Структура из бумаги и PGA также может быть создана путем получения пластмассовой пленки из монослоя PGA или многослойной совместно экструдированной пленки, содержащей наружный слой из PGA. Эта структура может быть создана традиционными известными из техники методами литья из раствора или выдувания. Примеры полимеров, которые могут применяться в совместно экструдированных структурах, включают сложные полиэфиры, такие как PLA, ECOFLEX, ECOVIO и другие возможные смеси полимеров. Затем пленка из бумаги и PGA может быть объединена с использованием известных в настоящее время методов экструзионного ламинирования или адгезионного ламинирования с целью формирования структуры из бумага/PGA. Структура PGA может состоять из 100% PGA (такой как PGA марки 100Е35 производства компании Kureha) или из PGA с наполнителями, такими как карбонат кальция, или из PGA с пустотами (вспененных пленок, формируемых химическими или физическими методами в процессе изготовления).In one embodiment, a paper and PGA structure can be created using standard industrial techniques, such as extrusion coating. A paper and PGA structure can also be created by producing a plastic film from a PGA monolayer or a multilayer coextruded film containing an outer layer of PGA. This structure can be created by traditional methods known from the technique of casting from a solution or blowing. Examples of polymers that can be used in coextruded structures include polyesters such as PLA, ECOFLEX, ECOVIO, and other possible polymer blends. The film of paper and PGA can then be combined using currently known extrusion lamination or adhesive lamination techniques to form a paper / PGA structure. The PGA structure may consist of 100% PGA (such as Kureha's 100E35 brand PGA) or PGA with fillers such as calcium carbonate or PGA with voids (foamed films formed by chemical or physical methods during the manufacturing process).

Пример 1Example 1

Экструдировали PGA 100Е35 толщиной 1,2 мил на две бумажные подложки. В качестве бумажных подложек использовали (а) бумагу №25 марки CIS производства компании Verso и (б) лощеную бумагу №25 со слоем грунтовки из слюды Н722 (1,7 г/кв. м) производства компании Thilmany. Металлизировали оба образца традиционными методами вакуумной металлизации. Для регулирования степени металлизации использовали ракорд из PET. Целевая оптическая плотность пленки из pet составляла 2,3. Были получены следующие результаты.Extruded PGA 100E35 with a thickness of 1.2 mil on two paper substrates. The paper substrates used were (a) # 25 CIS grade Verso paper and (b) # 25 glossy paper with a coat of Thilmany mica primer H722 (1.7 g / sq. M). Both samples were metallized using traditional vacuum metallization methods. To control the degree of metallization used rakord of PET. The target optical density of the pet film was 2.3. The following results were obtained.

Пример 1Example 1

Набор данныхData set

Figure 00000008
Figure 00000008

Пример 2Example 2

Совместно экструдировали PGA на пленку из PLA с целью испытания барьерного потенциала. Совместно экструдировали пленку из PGA/PLA в виде трехслойной конфигурации с верхним слоем из PGA, сердцевиной из PLA (NatureWorks 4032) и слоем герметика из PLA (NatureWorks 4060). Экструдировали комбинированную полимерную структуру через матрицу с температурой плавления 440°F. Пропустили пленку через комплект охлаждающих цилиндров и ориентировали в продольном направлении в одностадийном устройстве ориентации в продольном направлении (MDO). Затем пропустили пленку через устройство ориентации в поперечном направлении с применением цепных распределителей и печи. Затем разрезали пленку вдоль на участки желаемой ширины и длины, смотали, и металлизировали некоторые образцы. Были получены следующие результаты.PGA was coextruded onto a PLA film to test barrier potential. Co-extruded a PGA / PLA film in a three-layer configuration with a PGA overlay, a PLA core (NatureWorks 4032) and a sealant layer from PLA (NatureWorks 4060). The combined polymer structure was extruded through a matrix with a melting point of 440 ° F. The film was passed through a set of cooling cylinders and oriented in the longitudinal direction in a single-stage longitudinal orientation device (MDO). Then the film was passed through the orientation device in the transverse direction using chain valves and a furnace. Then the film was cut lengthwise into sections of the desired width and length, wound, and some samples were metallized. The following results were obtained.

Пример 2Example 2

Figure 00000009
Figure 00000009

Таблица условий по Примеру 2Table of conditions for Example 2

Figure 00000010
Figure 00000010

В одном из вариантов осуществления описанного изобретения предложена композиционная упаковочная структура, содержащая бумажный слой с ламинированным слоем PGA, которую сформирована известными из техники методами экструзионного нанесения покрытия. Структура из бумаги и PGA также может быть сформирована с использованием пластмассовой пленки из монослоя PGA или многослойной совместно экструдированной пленки с использованием PGA в качестве одного из ее наружных слоев, которая может быть изготовлена известными методами литья из раствора или выдувания. Полимеры, которые могут применяться при изготовлении этой композиционной структуры, включают PLA, алифатический сложный полиэфир и другие смешанные полимеры. Затем объединяют бумажный слой и слой PGA путем экструзионного ламинирования или адгезионного ламинирования, чтобы сформировать композиционную упаковочную структуру из бумаги и PGA. В других вариантах осуществления с целью формирования необязательного барьерного или грунтовочного слоя на композиционную структуру из бумаги и PGA может быть нанесен металлический барьерный слой или грунтовочный или барьерный слой из двуокиси кремния. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения в качестве наполняющего, грунтовочного и/или термосвариваемого слоев в композиционной структуре на бумажной основе используются полимеры на биологической основе или компостируемые (согласно ASTM D6400) полимеры. В одном из вариантов осуществления, в котором наполнитель также действует как грунтовочный слой, было обнаружено, что такая трехслойная структура способна придавать надлежащие барьерные свойства бумаге для применения при упаковывании пищевых продуктов.In one embodiment of the invention, a composite packaging structure is provided comprising a paper layer with a PGA laminated layer that is formed by extrusion coating methods known in the art. The paper and PGA structure can also be formed using a plastic film from a PGA monolayer or a multilayer coextruded film using PGA as one of its outer layers, which can be made by known solution casting or blow molding methods. Polymers that can be used in the manufacture of this composite structure include PLA, aliphatic polyester and other mixed polymers. The paper layer and the PGA layer are then combined by extrusion lamination or adhesive lamination to form a composite packaging structure of paper and PGA. In other embodiments, a metal barrier layer or a silicon dioxide primer or barrier layer may be applied to the paper and PGA composite structure to form an optional barrier or primer layer. In one embodiment of the present invention, biologically based polymers or compostable (according to ASTM D6400) polymers are used as filling, primer and / or heat sealable layers in a paper-based composite structure. In one embodiment, in which the filler also acts as a primer, it has been found that such a three-layer structure is capable of imparting appropriate barrier properties to paper for use in food packaging.

На фиг. 3 проиллюстрирован один из вариантов осуществления описанной в изобретении композиционной упаковочной структуры 300 на бумажной основе. Как показано на фиг. 3, на бумажный слой 314 нанесен красочный слой 312. Между бумажным слоем 314 и барьерным слоем 318 помещается адгезивный слой 316. Для улучшения сцепления барьерного слоя 318 с наполняющим слоем 322 используется грунтовочный слой 320. Бумажный слой 324 и наполняющий слой 326, который ламинирован, совместно экструдирован или иными способом нанесен на него, в целом образуют композиционную упаковочную структуру 300 на бумажной основе. В этом варианте осуществления на поверхность бумажного слоя 314 нанесен красочный слой 312. Красочный слой 312 содержит любые общеизвестные печатные краски, применимые для использования при упаковывании пищевых продуктов. На противоположную поверхность бумажного слоя 314, с которой сцеплен барьерный слой 318, нанесен адгезивный слой 316. Барьерный слой 318 может содержать алюминий, двуокись кремния, фольгу или барьер из других применимых металлов или металлоидов. На наполняющий слой 322 может быть по желанию нанесен необязательный грунтовочный слой 322 для улучшения сцепления между грунтовочным слоем 320 и барьерным слоем 318. Грунтовочный слой 320 может быть нанесен на бумажный слой 322 путем CCVD или PECVD или другими известными из техники традиционными способами нанесения грунтовки. Грунтовочный слой 320 также может быть нанесен на бумажный слой 322 путем известного из техники CCVD или PECVD в открытой среде.In FIG. 3 illustrates one embodiment of the paper-based composite packaging structure 300 described in the invention. As shown in FIG. 3, an ink layer 312 is applied to the paper layer 314. An adhesive layer 316 is placed between the paper layer 314 and the barrier layer 318. To improve the adhesion of the barrier layer 318 to the filling layer 322, a primer layer 320 is used. The paper layer 324 and the filling layer 326, which is laminated, coextruded or otherwise applied onto it, generally form a paper-based composite packaging structure 300. In this embodiment, an ink layer 312 is applied to the surface of the paper layer 314. The ink layer 312 contains any well-known printing inks suitable for use in food packaging. An adhesive layer 316 is applied to the opposite surface of the paper layer 314 to which the barrier layer 318 is adhered. The barrier layer 318 may comprise aluminum, silicon dioxide, a foil, or a barrier of other applicable metals or metalloids. An optional primer layer 322 may optionally be applied to the fill layer 322 to improve adhesion between the primer layer 320 and the barrier layer 318. The primer layer 320 can be applied to the paper layer 322 by CCVD or PECVD or other conventional primer methods known in the art. Primer layer 320 can also be applied to paper layer 322 by known CCVD or PECVD in an open environment.

В различных вариантах осуществления настоящего изобретения уменьшено количество материала, требуемого для получения пленки на бумажной основе с барьерными свойствами. Когда наполняющий слой также действует как грунтовочный слой, требуются всего три слоя для придания бумаге надлежащих барьерных свойств. Например, в Таблице 4 представлены различные варианты осуществления гибких композиционных упаковочных структур с использованием бумаги и крахмала. Для сведения следует отметить, что элементы упаковочных структур указаны в порядке слева направо, что означает, что крайний левый слой композиционной упаковки обращен к наружной среде, а крайний правый слой обращен к внутренней среде или стороне продукта внутри упаковки.In various embodiments of the present invention, the amount of material required to obtain a paper-based film with barrier properties is reduced. When the filling layer also acts as a primer, only three layers are required to give the paper the proper barrier properties. For example, Table 4 shows various embodiments of flexible composite packaging structures using paper and starch. For information, it should be noted that the elements of the packaging structures are shown in order from left to right, which means that the leftmost layer of the composite package is facing the external environment, and the rightmost layer is facing the internal environment or the side of the product inside the package.

Figure 00000011
Figure 00000011

Как показано в Таблице 4, [SiO(x)] обозначает слой двуокиси кремния, который осажден в качестве грунтовочного или барьерного слоя путем CCVD или PECVD или иным способом, известным из техники и/или описанным в изобретении. В некоторых вариантах осуществления слой двуокиси кремния осажден в качестве грунтовочного или барьерного слоя путем CCVD или PECVD в открытой среде. [Al(2)O(3)] обозначает слой окиси алюминия, который осажден в качестве грунтовочного или барьерного слоя путем традиционной металлизации, CCVD или PECVD или иным известным из техники способом. В некоторых вариантах осуществления слой окиси алюминия осажден путем CCVD или PECVD в открытой среде. Термином "крахмал" обозначаются термопластичные полимеры на основе крахмала, которые содержат пластификатор, такой как глицерин, позволяющий перерабатывать крахмал подобно пластичной смоле, и которые могут быть реактивным способом экструдированы с другими соединениями с целью повышения термостойкости. Термином "адгезивы" обозначаются адгезивы на основе растворителей, такие как поливинилацетат, плавкие адгезивы, такие как этилен-винилацетат, или не содержащие растворителей адгезивы, такие как полиуретаны. Термином "краска" обозначается любая предлагаемая на рынке печатная краска(-и), которая может применяться для печати на упаковках для пищевых продуктов. Термином "бумага" обозначается любая бумажная подложка, такая как оберточная бумага, бумага с покрытием, журнальная бумага или фотобумага или другие виды бумаги на основе целлюлозной массы, которые предлагаются на рынке, и бумажные структуры, обработанные принятыми при изготовлении бумаги способами, такими как каландрирование или лощение для придания более гладкой поверхности. Термином "герметик" обозначается герметизирующий слой, включая без ограничения "термосвариваемый" слой, который может состоять из РНА, аморфной PLA, воска, крахмалов, PGA и/или предлагаемых на рынке герметиков, таких как ECOFLEX или ECOVIO, который представляет собой компостируемый сложный полиэфир производства компании BASF. В термосвариваемом слое также могут применяться активаторы термосваривания для повышения прочности термосваривания и интервала температур сваривания. В Таблице 4 представлены различные конфигурации композиционных упаковочных структур на бумажной основе, включающие структуры с использованием бумаги и крахмала (структуры с 3-А по 3-С), структуры с использованием бумаги, крахмала и металлического грунтовочного или барьерного слоя (структуры с 3-D по 3-Е), структуры с использованием бумаги, крахмала и грунтовочного или барьерного слоя из окиси металла (структуры с 3-F по 3-Н), структуры с использованием бумаги, крахмала и барьерного слоя из м фольги (структуры с 3-I по 3-K) и структуры с использованием бумаги, крахмала и металлизированного барьерного слоя (структуры с 3-L по 3-N).As shown in Table 4, [SiO (x)] denotes a silica layer that is deposited as a primer or barrier layer by CCVD or PECVD or by any other method known in the art and / or described in the invention. In some embodiments, a silica layer is deposited as a primer or barrier layer by CCVD or PECVD in an open environment. [Al (2) O (3)] refers to an alumina layer that has been deposited as a primer or barrier layer by conventional metallization, CCVD or PECVD, or by any other method known in the art. In some embodiments, an alumina layer is deposited by CCVD or PECVD in an open environment. The term "starch" refers to starch-based thermoplastic polymers that contain a plasticizer, such as glycerin, which allows starch to be processed like a plastic resin, and which can be extruded in a reactive manner with other compounds to increase heat resistance. The term “adhesives” refers to solvent based adhesives such as polyvinyl acetate, hot melt adhesives such as ethylene vinyl acetate, or solvent free adhesives such as polyurethanes. The term "ink" means any printing ink (s) on the market that can be used to print on food packaging. The term “paper” refers to any paper backing, such as wrapping paper, coated paper, magazine paper or photo paper or other types of pulp paper that are commercially available, and paper structures processed by paper-making methods such as calendering or gloss to give a smoother surface. The term “sealant” refers to a sealant layer, including without limitation a “heat sealable” layer, which may consist of PHA, amorphous PLA, wax, starches, PGA and / or commercially available sealants such as ECOFLEX or ECOVIO, which is a compostable polyester manufactured by BASF. Heat sealing activators can also be used in the heat sealable layer to increase the heat sealing strength and the range of welding temperatures. Table 4 presents various configurations of paper-based composite packaging structures, including paper and starch structures (structures 3-A to 3-C), paper, starch structures and a metal primer or barrier layer (3-D structures 3E), structures using paper, starch, and a primer or barrier layer of metal oxide (structures 3-F to 3-H), structures using paper, starch, and a barrier layer of m foil (structures 3-I by 3-K) and structures using paper, starch and metallized barrier layer (structure 3-L 3-N).

В некоторых рассмотренных вариантах осуществления описанного изобретения предложена многослойная гибкая упаковка, содержащая: (а) бумажный слой; (б) наполняющий слой, нанесенный по меньшей мере на одну поверхность бумажного слоя с целью сглаживания по меньшей мере одной поверхности бумажного слоя; и (в) необязательный грунтовочный слой, осажденный на поверхность наполняющего слоя, при этом грунтовочный слой способствует металлизации гибкой упаковки. В некоторых рассмотренных вариантах осуществления описанного изобретения предложена многослойная гибкая упаковка, содержащая: (а) а бумажный слой; (б) необязательный красочный слой, осажденный на первую сторону бумажного слоя; и (в) слой полигликолевой кислоты (PGA), осажденный на вторую сторону бумажного слоя. В некоторых рассмотренных вариантах осуществления описанного изобретения предложен способ изготовления многослойной гибкой упаковки, включающий: (а) нанесение наполняющего слоя на бумажный слой с целью сглаживания по меньшей мере одной поверхности бумажного слоя; и (б) осаждение грунтовочного слоя на наполняющий слой.In some contemplated embodiments of the described invention, a multilayer flexible packaging is provided comprising: (a) a paper layer; (b) a filling layer deposited on at least one surface of the paper layer to smooth at least one surface of the paper layer; and (c) an optional primer layer deposited on the surface of the filling layer, wherein the primer layer promotes metallization of the flexible packaging. In some contemplated embodiments of the described invention, a multilayer flexible packaging is provided comprising: (a) a paper layer; (b) an optional ink layer deposited on the first side of the paper layer; and (c) a polyglycolic acid (PGA) layer deposited on the second side of the paper layer. In some of the considered embodiments of the described invention, there is provided a method for manufacturing a multilayer flexible packaging, comprising: (a) applying a filling layer to a paper layer to smooth at least one surface of the paper layer; and (b) deposition of the primer layer on the filling layer.

Если не указано иное, все используемые в описании научно-технические термины имеют значение, общепринятое среди специалистов в области техники, к которой относится настоящее изобретение. Все приведенные источники в порядке ссылки включены в настоящую заявку; тем не менее, если такие источники, включая источники из числа приоритетных документов, противоречат настоящему изобретению, предпочтение отдается настоящему изобретению. Хотя изобретение конкретно проиллюстрировано и описано со ссылкой на предпочтительные варианты осуществления, специалисты в данной области техники поймут, что в него могут быть внесены различные изменения по форме и подробному содержанию, не выходящие за пределы существ и объема изобретения.Unless otherwise specified, all the scientific and technical terms used in the description have the meaning generally accepted among specialists in the field of technology to which the present invention relates. All cited sources are incorporated by reference into this application; however, if such sources, including those from priority documents, contradict the present invention, preference is given to the present invention. Although the invention is specifically illustrated and described with reference to preferred embodiments, those skilled in the art will understand that various changes in form and detailed content may be made therein without departing from the spirit of the invention.

Claims (25)

1. Многослойная гибкая упаковка, отличающаяся тем, что содержит бумажный слой и наполняющий слой из полигликолевой кислоты (PGA), нанесенный на по меньшей мере одну поверхность бумажного слоя для сглаживания по меньшей мере одной поверхности бумажного слоя, и грунтовочный слой, осажденный на поверхность указанного наполняющего слоя, при этом грунтовочный слой обеспечивает улучшение смачиваемости загрунтованной поверхности.1. A multilayer flexible packaging, characterized in that it contains a paper layer and a polyglycolic acid (PGA) filling layer deposited on at least one surface of the paper layer to smooth at least one surface of the paper layer, and a primer deposited on the surface of said filling layer, while the primer layer improves the wettability of the primed surface. 2. Гибкая упаковка по п. 1, в которой бумага выбрана из группы, включающей оберточную бумагу, бумагу с покрытием или плотную бумагу.2. The flexible packaging of claim 1, wherein the paper is selected from the group consisting of brown paper, coated paper, or heavy paper. 3. Гибкая упаковка по п. 1, в которой грунтовочный слой выбран из группы, включающей: металл, окись металла, двуокись кремния, полиэтиленакриловая кислота (ЕАА), сополимер этилена и винилового спирта (EVOH), сополимер этилена и поливинилового спирта (PVOH), эпоксид, ангидрид малеиновой кислоты, этиленметакрилат (ЕМА), полиэтиленимин (PEI) и этиленвинилацетат (EVA).3. The flexible packaging according to claim 1, in which the primer layer is selected from the group consisting of: metal, metal oxide, silicon dioxide, polyethylene acrylic acid (EAA), a copolymer of ethylene and vinyl alcohol (EVOH), a copolymer of ethylene and polyvinyl alcohol (PVOH) , epoxide, maleic anhydride, ethylene methacrylate (EMA), polyethyleneimine (PEI) and ethylene vinyl acetate (EVA). 4. Гибкая упаковка по п. 1, дополнительно содержащая герметизирующий слой, который выбран из группы, включающей: полиоксиалканоат (PHA), полибутилсукцинат (PBS), аморфную полимолочную кислоту (aPLA), воск, крахмал, PGA и алифатический сложный полиэфир.4. The flexible packaging of claim 1, further comprising a sealing layer that is selected from the group consisting of: polyoxyalkanoate (PHA), polybutyl succinate (PBS), amorphous polylactic acid (aPLA), wax, starch, PGA and aliphatic polyester. 5. Гибкая упаковка по п. 1, дополнительно содержащая красочный слой, осажденный на первой стороне бумажного слоя, при этом слой PGA осажден на второй стороне бумажного слоя.5. The flexible packaging of claim 1, further comprising a paint layer deposited on the first side of the paper layer, wherein the PGA layer is deposited on the second side of the paper layer. 6. Гибкая упаковка по п. 1, дополнительно содержащая барьерный слой.6. The flexible packaging of claim 1, further comprising a barrier layer. 7. Гибкая упаковка по п. 6, в которой барьерный слой выбран из группы, включающей: неорганическую окись металла, металл, окись алюминия, двуокись кремния, фольгу, поливинилиденхлорид (PVDC), EVOH, PVOH, ЕАА, полиметилметакрилат (РММА), полиакриловую кислоту, полицианакрилат, гидроксиэтилметакрилат и полиэтилметакрилат.7. The flexible packaging of claim 6, wherein the barrier layer is selected from the group consisting of: inorganic metal oxide, metal, alumina, silicon dioxide, foil, polyvinylidene chloride (PVDC), EVOH, PVOH, EAA, polymethyl methacrylate (PMMA), polyacrylic acid, polycyanoacrylate, hydroxyethyl methacrylate and polyethyl methacrylate. 8. Гибкая упаковка по п. 1, дополнительно содержащая адгезивный слой, который выбран из группы, включающей: поливинилдихлорид (PVDC), поливинилацетат, этилен-винилацетат или полиуретаны.8. The flexible packaging of claim 1, further comprising an adhesive layer that is selected from the group consisting of: polyvinyl dichloride (PVDC), polyvinyl acetate, ethylene-vinyl acetate, or polyurethanes. 9. Гибкая упаковка по п. 1, в которой наполнитель содержит связующее вещество.9. The flexible packaging of claim 1, wherein the filler comprises a binder. 10. Гибкая упаковка по п. 1, в которой грунтовочный слой наносят путем CCVD или PECVD в открытой среде.10. The flexible packaging of claim 1, wherein the primer is applied by CCVD or PECVD in an open environment. 11. Гибкая упаковка по п. 6, в которой барьерный слой наносят путем химического осаждения из паровой фазы в процессе горения (CCVD) или плазменно-химического осаждения из паровой фазы (PECVD) в открытой среде.11. The flexible packaging of claim 6, wherein the barrier layer is applied by chemical vapor deposition during combustion (CCVD) or plasma-chemical vapor deposition (PECVD) in an open environment. 12. Гибкая упаковка по п. 1, которая является преимущественно компостируемой.12. The flexible packaging of claim 1, which is predominantly compostable. 13. Гибкая упаковка по п. 1, которая преимущественно пригодна для вторичного использования.13. The flexible packaging according to claim 1, which is mainly suitable for recycling. 14. Способ изготовления многослойной гибкой упаковки, отличающийся тем, что содержит стадии:14. A method of manufacturing a multilayer flexible packaging, characterized in that it contains the stages: нанесения наполняющего слоя из полигликолевой кислоты (PGA) на бумажный слой для сглаживания по меньшей мере одной поверхности бумажного слоя;applying a polyglycolic acid (PGA) filling layer to the paper layer to smooth at least one surface of the paper layer; осаждения грунтовочного слоя на наполняющий слой из PGA.deposition of the primer layer on the filling layer of PGA. 15. Способ по п. 14, в котором наполняющий слой и бумажный слой ламинированы путем нанесения связующего.15. The method according to p. 14, in which the filling layer and the paper layer are laminated by applying a binder. 16. Способ по п. 15, в котором связующее выбрано из группы, включающей: воски, крахмалы, винилы, акриловые материалы, белки и латекс.16. The method of claim 15, wherein the binder is selected from the group consisting of: waxes, starches, vinyls, acrylic materials, proteins and latex. 17. Способ по п. 14, в котором осаждают грунтовочный слой одним из способов, включающих: CCVD, PECVD, CCVD в открытой среде, PECVD в открытой среде, нанесение покрытия из раствора, использование спирального валикового скребка или гравирование.17. The method according to p. 14, in which the primer layer is deposited in one of the methods, including: CCVD, PECVD, CCVD in an open environment, PECVD in an open environment, coating from a solution, using a spiral roller scraper or engraving. 18. Способ по п. 14, дополнительно включающий нанесение красочного слоя на по меньшей мере одну поверхность бумажного слоя.18. The method according to p. 14, further comprising applying a paint layer to at least one surface of the paper layer. 19. Способ по п. 14, дополнительно включающий осаждение барьерного слоя на поверхность грунтовочного слоя.19. The method according to p. 14, further comprising deposition of the barrier layer on the surface of the primer layer. 20. Способ по п. 14, дополнительно включающий нанесение герметизирующего слоя.20. The method according to p. 14, further comprising applying a sealing layer. 21. Способ по п. 19, в котором осаждают барьерный слой одним из способов, включающих: испарение, напыление, осаждение из паровой фазы (CVD), CCVD, PECVD, CCVD в открытой среде, PECVD в открытой среде, нанесение покрытия из раствора, использование спирального валикового скребка или гравирование, вакуумное осаждение, газоплазменное осаждение и газоплазменное гидролизное осаждение.21. The method according to p. 19, in which the barrier layer is deposited in one of the methods, including: evaporation, sputtering, vapor deposition (CVD), CCVD, PECVD, CCVD in an open environment, PECVD in an open environment, coating from a solution, use of a spiral roller scraper or engraving, vacuum deposition, gas-plasma deposition, and gas-plasma hydrolysis deposition. 22. Способ по п. 19, в котором барьерный слой выбран из группы, включающей: окись металла, металлоиды, PVDC, EVOH, PVOH, ЕАА, акриловые материалы, РММА, полиакриловую кислоту, полицианакрилат, гидроксиэтилметакрилат и полиэтилметакрилат.22. The method according to p. 19, in which the barrier layer is selected from the group comprising: metal oxide, metalloids, PVDC, EVOH, PVOH, EAA, acrylic materials, PMMA, polyacrylic acid, polycyanoacrylate, hydroxyethyl methacrylate and polyethyl methacrylate. 23. Способ по п. 14, в котором грунтовочный слой выбран из группы, включающей: металл, окись металла, двуокись кремния, ЕАА, PVOH, аморфный PVOH, эпоксид, ангидрид малеиновой кислоты, ЕМА, PEI и EVA.23. The method according to p. 14, in which the primer layer is selected from the group comprising: metal, metal oxide, silicon dioxide, EAA, PVOH, amorphous PVOH, epoxide, maleic anhydride, EMA, PEI and EVA.
RU2015121069A 2012-11-05 2013-11-05 Barrier paper packaging and process for production thereof RU2646404C2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/669,120 US20130101855A1 (en) 2011-10-20 2012-11-05 Barrier paper packaging and process for its production
US13/669,120 2012-11-05
PCT/US2013/068512 WO2014071377A1 (en) 2012-11-05 2013-11-05 Barrier paper packaging and process for its production

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015121069A RU2015121069A (en) 2016-12-27
RU2646404C2 true RU2646404C2 (en) 2018-03-05

Family

ID=50628163

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015121069A RU2646404C2 (en) 2012-11-05 2013-11-05 Barrier paper packaging and process for production thereof

Country Status (7)

Country Link
EP (1) EP2917037A4 (en)
CN (1) CN104768761A (en)
AU (1) AU2013337296B2 (en)
CA (1) CA2890403A1 (en)
MX (1) MX2015005595A (en)
RU (1) RU2646404C2 (en)
WO (1) WO2014071377A1 (en)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10420370B2 (en) 2014-11-17 2019-09-24 R.J. Reynolds Tobacco Products Moisture barriers for paper materials
US10384862B2 (en) 2015-07-24 2019-08-20 R.J. Reynolds Tobacco Company Moisture barrier coated tobacco product packaging
EP3266608B1 (en) 2016-07-07 2019-02-27 Coffee Service Sp.z o.o. Multi-layer biodegradable laminated structures intended for the production especially of food packaging and food packaging obtained therefrom
PL238562B1 (en) * 2016-12-25 2021-09-06 Silbo Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia Material for a bag-shaped packing
MX2017005123A (en) * 2017-04-20 2018-01-17 Ind Sustentables Nava S A P I De C V Ecological mineral paper of recycled plastic and the manufacturing process thereof.
CN108274861A (en) * 2018-01-31 2018-07-13 江苏利特尔绿色包装股份有限公司 Complete biodegradable multilayer extrusion print film
CN113382861B (en) * 2019-03-18 2024-08-23 日本制纸株式会社 Paper barrier material
EP4219827B1 (en) * 2019-11-07 2024-10-30 Ahlstrom Oyj Compostable cellulose-based paper for gas barrier in packaging material
US20220072761A1 (en) * 2020-09-08 2022-03-10 Sonoco Development Inc. Cellulose-based acetate film lined molded fiber articles and methods of manufacture
US11821142B2 (en) * 2020-10-09 2023-11-21 The Procter & Gamble Company Methods of producing biodegradable and recyclable barrier paper laminate
DE102021103879A1 (en) * 2021-02-18 2022-08-18 Huhtamaki Flexible Packaging Germany Gmbh & Co. Kg A recyclable oxygen and water vapor barrier packaging sheet assembly comprising a paper backing sheet
SE545810C2 (en) * 2022-06-23 2024-02-06 Stora Enso Oyj A barrier film for a packaging material and a packaging material
SE545811C2 (en) * 2022-06-23 2024-02-06 Stora Enso Oyj A barrier film for a packaging material and a packaging material
CN115635693B (en) * 2022-11-08 2024-05-24 杭州星点包装材料有限公司 Production process of composite film for medical packaging

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6003670A (en) * 1996-07-30 1999-12-21 Fres-Co System Usa, Inc. Abuse resistant flexible package
WO2006124437A1 (en) * 2005-05-12 2006-11-23 Dow Corning Ireland Limited Bonding an adherent to a substrate via a primer
US20100221560A1 (en) * 2006-08-14 2010-09-02 Frito-Lay North America, Inc. Bio-Based In-Line High Barrier Metalized Film and Process for its Production
WO2012085060A1 (en) * 2010-12-23 2012-06-28 Papernomad Gmbh Paper/fabric composite used in the manufacture of bags, cases and covers

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004017984A (en) * 2002-06-13 2004-01-22 Dainippon Printing Co Ltd Layered body of paper container for retort processing, and paper container for retort processing
JP2005262696A (en) * 2004-03-19 2005-09-29 Toppan Printing Co Ltd Laminated packaging material
JP4970947B2 (en) * 2004-09-08 2012-07-11 株式会社クレハ Polyglycolic acid resin multilayer sheet
US8637126B2 (en) * 2006-02-06 2014-01-28 International Paper Co. Biodegradable paper-based laminate with oxygen and moisture barrier properties and method for making biodegradable paper-based laminate
US7943218B2 (en) * 2006-08-14 2011-05-17 Frito-Lay North America, Inc. Environmentally-friendly multi-layer flexible film having barrier properties
US8016980B2 (en) * 2008-11-25 2011-09-13 Dixie Consumer Products Llc Paper products
JP5972786B2 (en) * 2009-07-08 2016-08-17 テトラ ラバル ホールデイングス エ フイナンス ソシエテ アノニム Non-foil packaging laminate, method for producing the same, and packaging container produced from the laminate
US20130101831A1 (en) * 2011-10-20 2013-04-25 Frito-Lay North America, Inc. Metallized paper packaging film and process for its production
US20130101855A1 (en) * 2011-10-20 2013-04-25 Frito-Lay North America, Inc. Barrier paper packaging and process for its production

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6003670A (en) * 1996-07-30 1999-12-21 Fres-Co System Usa, Inc. Abuse resistant flexible package
WO2006124437A1 (en) * 2005-05-12 2006-11-23 Dow Corning Ireland Limited Bonding an adherent to a substrate via a primer
US20100221560A1 (en) * 2006-08-14 2010-09-02 Frito-Lay North America, Inc. Bio-Based In-Line High Barrier Metalized Film and Process for its Production
WO2012085060A1 (en) * 2010-12-23 2012-06-28 Papernomad Gmbh Paper/fabric composite used in the manufacture of bags, cases and covers

Also Published As

Publication number Publication date
EP2917037A4 (en) 2016-11-30
MX2015005595A (en) 2016-06-02
AU2013337296A1 (en) 2015-05-14
RU2015121069A (en) 2016-12-27
WO2014071377A1 (en) 2014-05-08
CN104768761A (en) 2015-07-08
CA2890403A1 (en) 2014-05-08
EP2917037A1 (en) 2015-09-16
AU2013337296B2 (en) 2017-03-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2646404C2 (en) Barrier paper packaging and process for production thereof
US20130101855A1 (en) Barrier paper packaging and process for its production
JP5442613B2 (en) Flexible packaging composite material
US20060275563A1 (en) Biodegradable and compostable material
RU2448839C2 (en) Ecologically safe multilayer elastic film with barrier properties
MX2014004689A (en) Metallized paper packaging film and process for its production.
US20060051603A1 (en) Biodegradable paper-based cup or package and production method
FI124410B (en) Process for the production of biodegradable packaging material, biodegradable packaging material and packaging or containers made therefrom
FI124772B (en) Process for the production of biodegradable packaging material, biodegradable packaging material and packaging or containers made therefrom
NO323096B1 (en) Biodegradable packaging laminate, process for producing the packaging laminate and packaging containers made from the packaging laminate
WO2007092394A1 (en) Biodegradable paper-based laminate with oxygen and moisture barrier properties and method for making biodegradable paper-based laminate
WO2019083675A1 (en) Recyclable film and packaging
WO2011003564A1 (en) High barrier packaging laminate, method for manufacturing of the packaging laminate and packaging container
NZ318633A (en) Laminated sealable non-foil packaging material comprising a paperboard substrate
US20120219790A1 (en) Compostable film with paper-like, writable surface
JP2007276791A (en) Paper cup
US20170190159A1 (en) Packaging Material
JP2021533008A (en) Flat composite for producing dimensionally stable food containers, including polyester and polymer layers with isotropic modulus
EP4019465A1 (en) Barrier-coated cellulosebased substrate, laminated packaging material and packaging container comprising the cellulosebased substrate
WO2023158393A1 (en) Packaging material and production method thereof
CA3239399A1 (en) Packaging material
MX2007002754A (en) Biodegradable paper-based cup or package and production method

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20191106