RS55524B2

RS55524B2 - Postupak za proizvodnju premazanog ambalažnog materijala i ambalažni materijal sa najmanje jednim barijernim slojem za hidrofobna jedinjenja

Info

Publication number: RS55524B2
Application number: RS20161191A
Authority: RS
Inventors: Michael Dr Zischka; Julia Dr Spanring; Martin Dr Reischl
Original assignee: Mayr Melnhof Karton Ag
Priority date: 2012-12-06
Filing date: 2012-12-06
Publication date: 2020-11-30
Also published as: DK2740685T4; DK2928787T3; PT2928787T; ES2609615T5; SI2740685T2; EP2928787B1; JP2016507428A; IL239138B; SI2740685T1; HRP20170084T1; LT2928787T; AU2013354007A1; BR112015012432A2; EA028696B1; DK2740685T3; CA2894035A1; IL239138A0; EA201591063A1; EP3456652A2; EP2928787A1

Description

Opis

[0001] Ovaj pronalazak odnosi se na postupak za proizvodnju premazanog ambalažnog materijala kao i ambalažni materijal sa najmanje jednim barijernim slojem za hidrofobna jedinjenja.

[0002] Iz stanja tehnike poznati su različiti ambalažni materijali sa barijernim slojem protiv hidrofobnih jedinjenja. Na primer, prema objavljenom DE 69532378 T2 platno od celuloznog vlakna, koje kao barijerni sloj obuhvata jedan sloj koji ima kontinuiran raspored nasumično postavljenih celuloznih vlakana kao i sloj koji obuhvata ciklodekstrin, pri čemu sloj koji obuhvata ciklodekstrin sa svoje strane kao barijerni sloj ili mesto zaustavljanja radi sprečavanja prolaza permeabilnih hidrofobnih jedinjenja -kao što su mineralna ulja, obuhvata aromatične materijale ugljovodonika, štamparske boje i slično.

[0003] Kao što je očigledno iz EP 2532706 A1, postupak za proizvodnju premazanog ambalažnog materijala, kod koga unutrašnja strana osnovnog materijala od celuloze obuhvata najmanje jedan premazni sloj neke vodene kompozicije, koja obuhvata najmanje polivinil alkohol i neki agens za umrežavanje i sadržaj čvrste materije od najviše 25 mas.%, za proizvodnju barijernog sloja za hidrofobna jedinjenja.

Iz US 2007/036999 A1 očigledna je primena folija koje imaju najmanje jedan premaz od umreženi EVOH-kopolimera. Premazana folije mogu biti jedno- ili višeslojne folijaste strukture i mogu biti namenjene ambalažiranju.

AT 395617 B opisuje postupak za smanjivanje propustljivosti vodene pare kod papira ili kartona, u kojem se papir premazuje nanošenjem podloge koja sadrži polivinil alkohol. Takav papir mogao bi se proizvesti izvođenjem naknadne termičke obrade posle oblaganja, na temperaturama između 120 i 170°C, poželjno 140 i 160°C.

DE 60022779 T2 opisuje postupak za izradu lepljenog ambalažnog materijala koji ima papirno ili kartonsko jezgro i barijerni sloj nanešen na jednu stranu sloja jezgra, postupak za proizvodnju lepljenog ambalažnog materijala i ambalažnog kontejnera izrađenog od laminiranog ambalažnog materijala. DE 1696222 A1 opisuje premaznu masu za izradu papira visokog kvaliteta, koja sadrži polivinil alkohol kao vezivo.

EP 1661925 B1 opisuje u vodi rastvorljivu kompoziciju smole koja sadrži kopolimer (vinil alkohol) -(vinilamin) i agens za umrežavanje koji ima funkcionalne grupe sposobne da uđu u reakciju sa amino grupama radi obrazovanja gasovitog barijernog filma na ambalažnom materijalu.

[0004] Kao nedostatak poznatog ambalažnog materijala vidi se što je njegova proizvodnja, poređenja radi, skupa i zahtevna za proizvodnju.

[0005] Zadatak ovog pronalaska je da obezbedi jedan jednostavniji i jeftiniji sprovodljiv postupak za proizvodnju ambalažnog materijala na bazi celuloze sa barijernim slojem za hidrofobna jedinjenja. Dalji zadatak ovog pronalska je da obezbedi jednostavniji i u proizvodnji jeftiniji ambalažni materijal na bazi celuloze sa barijernim sloje za hidrofobna jedinjenja.

[0006] Ovi zadaci rešeni su prema ovom pronalasku postupkom prema patentnom zahtevu 1 za proizvodnju jednog premazanog ambalažnog materijala kao i ambalažnim materijalom prema patentnom zahtevu 16. Poželjna ostvarenja i svrsishodna proširenja ovog pronalaska data su u respektivnim zavisnim patentnim zahtevima, pri čemu poželjna ostvarenja postupka ovog pronalska treba posmatrati i kao poželjna ostvarenja ambalažnih materijala i obrnuto.

[0007] Postupak prema ovom pronalasku za proizvodnju premazanog ambalažnog materijala najmanje obuhvata faze a) obezbeđivanja supstrata, koji ima osnovni materijal od pulpe, spoljnu stranu okrenutu od predmeta pakovanja, kao i unutrašnju stranu okrenutu ka predmetu pakovanja, pri čemu je osnovni materijal premazan ili nepremazan papir, premazan ili nepremazan karton, ili premazana ili nepremazana lepenka, b) premazivanja najmanje unutrašnje strane supstrata najmanje jednim slojem vodene kompozicije, koja obuhvata najmanje polivinil alkohol i/ili najmanje jedan kopolimer polivinil alkohola kao i agens za umrežavanje, pri čemu vodena kompozicija ima najviše 40 mas.% polivinil alkohola (PVOH) i/ili kopolimera polivinil alkohola i ukupan sadržaj čvrstog dela od najmanje 26 mas.% i najviše 55 mas.%, pri čemu se kao agens za umrežavanje mogu primeniti malonska kiselina, glutarna kiselina, adipinska kiselina, limunska kiselina, butantetrakarboksilna kiselina, maleinska kiselina i/ili njihove mešavine, pri čemu je pH vodene kompozicije podešena na između 1.0 i 5.0 pre nanošenja na supstrat, i c) sušenja sloja i umrežavanja polivinil alkohola i/ili kopolimera polivinil alkohola agensom za umrežavanje uz stvaranje barijernog sloja za hidrofobna jedinjenja, pri čemu agens za umrežavanje doprinosi obrazovanju trodimenzionalne mreže reagovanjem sa polivinil alkoholom i/ili kopolimerom polivinil alkohola. Pod barijernim materijalom od pulpe (celuloze) se u okviru ovog pronalska podrazumeva materijal koji se najmanje pretežno, što znači najmanje 51 %, naročito najmanje 75 % i poželjno najmanje 90 % sastoji od celuloze, pri čemu u okviru ovog pronalska procentualne podatke treba razumeti u osnovi kao masene procente, sem ukoliko nije drugačije naznačeno. Osnovni materijal je premazani ili nepremazani papir, premazani ili nepremazani karton ili premazana ili nepremazana lepenka. Pod polivinil alkoholom u okviru ovog pronalaska podrazumeva se termoplastični veštački materijal, koji se najmanje pretežno sastoji od simetrično vezanih glava-glava i/ili glava-rep monomera opšte Formule

.

Pod kopolimerima polivinil alkohola u okviru ovog pronalska podrazumevaju se kopolimeri koji se sastoje od najmanje 20 mol% monomera opšte Formule

i, moguće nezavisno od nehidrolizovanih monomera vinilacetata, i najmanje jednog daljeg tipa monomera, na primer akrilata ili metakrilata. Poželjno je da upotrebljeni kopolimeri polivinil alkohola imaju rastvorljivost u vodi najmanje kao polivinil alkohol. U okviru ovog pronalaska primenjeni polivinil alkoholi dostupni su na primer poznatom hidrolizom polivinilestara, naročito polivinilacetata. Trenutni trgovački znaci polivinilalkohola i kopolomera polivinil alkohola za termoplastične primene u sprovođenju ovog pronalaska su na primer Elvanol, Gohsenol, Poliviol, Poval, Mowiol, Selvol, Exceval ili Mowiflex. Dalje se mogu primeniti vodene kompozicije razlilitih polivinil alkohola i/ili kopolimeri polivinil alkohola, sve dotle dok zbir svih polivinil alkohola i kopolimera polivinil alkohola ne premaši maksimalan udeo od 40 mas.%. U okviru ovog pronalska u osnovi važe navedeni podaci za polivinil alkohol(e) koji takođe odgovaraju i za kopolimere polivinil alkohola, sve dotle dok drugačije nije naznačeno. Pod ukupnim sadržaje čvrstog dela u okviru ovog pronalaska podrazumeva se sadržaj čvrste materije vodene kompozicije, pri čemu se polivinil alkoholi i/ili kopolimeri polivinil alkohola takođe obračunavaju kao ukupan sadržaj čvrstog dela. Ukupan sadržaj čvrstog dela daje druge vrednosti masenih udela po uklanjanju vode iz vodene kompozicije. Za utvrđivanje ukupnog sadržaja čvrstog dela vodena kompozicija može se upariti, na primer, uparavanjem ili zagrevanjem pod normalnim pritiskom ili u vakuumu do suvog. Pod agensom za umrežavanje se u okviru ovog pronalska podrazumevaju jedinjenja, koja reakcijom sa polivinil alkoholom odn. kopolimerom polivinil alkohola doprinose izgradnji trodimenzionalne mreže. Načelno može se koristiti kao agens za umrežavanje jedno jedino hemijsko jedinjenje ili mešavina različitih hemijskih jedinjenja. Pogodni agensi za umrežavanje obuhvataju bi-, triili multi-funkcionalna jedinjenja, koja mogu da reaguju sa hidroksilnim grupama polivinil alkohola.

Vodena kompozicija, koja se može označiti kao premaz ili premazna boja, može biti sastavljena od načelno bez punilaca i/ili pigmenata ili alternativno može da obuhvata punioce i/ili pigmenti. Ipak treba naglasiti da ukupan sadržaj čvrstog dela u vodenoj kompoziciji uključujući moguće postojeće punioce/pigmenti leži uvek između najmanje 26 mas.% i najviše 55 mas.% , da bi time vodena kompozicija mogla biti primenjena premazna boja niskog viskoziteta, koja naročito omogućava velike brzine nanošenja pri jednovremenim niskim proizvodnim troškovima. Na primer vodena kompozicija može imati ukupan sadržaj čvrstog dela od 26 mas.%, 27 mas.%, 28 mas.%, 29 mas.%, 30 mas.%, 31 mas.%, 32 mas.%, 33 mas.%, 34 mas.%, 35 mas.%, 36 mas.%, 37 mas.%, 38 mas.%, 39 mas.%, 40 mas.%, 41 mas.%, 42 mas.%, 43 mas.%, 44 mas.%, 45 mas.%, 46 mas.%, 47 mas.%, 48 mas.%, 49 mas.%, 50 mas.%, 51 mas.%, 52 mas.%, 53 mas.%, 54 mas.% ili 55 mas.%, pri čemu ukupan sadržaj polivinil alkohola i kopolimera polivinil alkoholan iznosi najviše 40 mas.%. Drugim rečima, ukupan sadržaj čvrstog dela vodene kompozicije u zavisnosti od respektivno primenjenih agenasa za umrežavanje ograničen je na oko 40 mas.%, kada vodena kompozicija pored agensa za umrežavanje obuhvata isključivo polivinil alkohol odn. Jedna ili više kopolimera polivinil alkohola. Na ovaj način se kao delujući sloj za barijerni sloj protiv hidrofobih jedinjenja može brzo i fleksibilno proizvesti jer se važni parametri kao što je viskozitet vodene kompozicije, stepen vlažnosti i suvoće sloja, vreme sušenja, stepen umrežavanja i brzina umrežavanja mogu optimal podesiti za respektivnu svrhu primene. Načelno viši ukupni sadržaji čvrstog dela dovode do odgovarajućeg nižeg sadržaja vodenog dela, a time i do kraćeg vremena sušenja, tako da se mogu primeniti pogodni uređaji za prevlačenje sa odgovarajućim kraćim linijama za sušenje. Obrnuto, viši ukupni sadržaj čvrstog dela podiže viskozitet vodene kompozicije, tako da kompozicije sa više od 55 mas.% ukupnog sadržaja čvrstog dela više nemaju smisla da budu nanošeni na supstrat odn. osnovni materijal od celuloze. Podešavanjem pH vodene kompozicije na 1,0, 1,5, 2,0, 2,5, 3,0, 3,5, 4,0, 4,5 ili 5,0, odn. određenu međuvrednost, brzina umrežavanja polivinil alkohola ili kopolimera polivinil alkohola može da se razlikuje na ciljani način. To omogućava optimalno prilagođavanje postupka u odnosu na karakteristike metarijala koji se koristi kao baza, na postupak nanošenja vodene kompozicije koja se primenjuje i na postupak sušenja koji se koristi. Za nanošenje vodene kompozicije mogu se primeniti poznati postupci konturnog premazivanja, pri čemu ovaj pronalazak nije načelno ograničen u fazi b) na primenjene postupke nanošenja. Postupak prema ovom pronalasku može se prema tome sprovesti naročito jednostavno i cenovno povoljno jer zahteva samo cenovno povoljne izlazne materijale i uz pomoć trenutnih alata za primenu može biti brzo i jednostavno prerađeno. Na ovaj način, proizveden barijerni sloj ambalažnog materijala pogodan je kao barijera za ulje i masti. Umrežavanjem polivinil alkohola/kopolimera polivinil alkohola postiže se hidrofobiranje koje se izražava kroz COBB vrednosti.

[0008] Umrežavanjem polivinil alkohola/kopolimera polivinil alkohola proizvodi se na unutrašnjoj strani ambalažnog materijala barijerni sloj, koji ima fuknciju protiv hidrofobnih jedinjenja granica i/ili mesto zaustavljanja i u potpunosti ili gotovo u potpunosti prekida migraciju tog hidrofobnog jedinjenja sa spoljne strane ambalažnog materijala i/ili iz osnovnog materijala u unutrašnjost pakovanja. Barijerni sloj je usled unakrsnog umrežavanja polivinil alkohola otporan na vlagu, čime se pogodno barijerno dejstvo pogodno može održati tokom ukupnog životnog veka pakovanja izrađenog od ambalažnog materijala prema ovom pronalsaku. Prema tome sledi da je prema ovom pronalasku proizveden ambalažni materijal i aero i anaerobno razgradiv, jer i celulozni osnovni materijal kao i premaz imaju hidrofilne gornje površine, koje su podložne bakterijskoj razgradnji. Ukoliko se barijerni sloj nanese na unutrašnju stranu ambalažnog materijala, onda je barijerni sloj naročito zaštićen od mehaničkih oštećenja u transportu ili tokom lagerovanja napravljenog pakovanja od ambalažnog materijala prema ovom pronalasku. Ambalažni materijal proizveden po postupku ovog pronalska svojim barijernim dejstvom garantuje bezbednost hidrofobnim jedinjenjima – kao što su sastojci mineralnog ulja iz reciklažnog materijala ili sastojaka mineralnog ulja iz štampe - na primer životnim namirnicama u pakovanjima. Jednovremeno, sagledavaju se ekološke prednosti proizvodnje pakovanja od starog papira i omogućava reciklabilnost premazanih supstrata.

[0009] U poželjnom ostvarenju ovog pronalaska predviđeno je da se koristi vodena kompozicija, koja obuhvata sadržaj polivinil alkohol i/ili kopolimer polivinil alkohola između 2 mas.% i 35 mas.%, naročito između 10 mas.% i 32 mas.%, a poželjno između 26 mas.% i 30 mas.%. Na ovaj način, može se ostvariti brzo cenovno povoljno i pouzdano barijerni sloj, koji ima naročito dobre barijerne osobine u odnosu na hidrofobna jedinjenja. Alternativno ili dodatno primenjuje se vodena kompozicija, koja obuhvata ukupan sadržaj čvrstog dela između 26 mas.% i 52 mas.%, naročito između 26 mas.% i 50 mas.%, a poželjno između 26 mas.% i 45 mas.%, i/ili sadržaj vode od najmanje 45 mas.%, naročito od najmanje 55 mas.%, a poželjno sa vode između 65 mas.% i 70 mas.%. Na osnovu ovoga može se proizvesti supstrat naročito brzo, cenovno povoljno i pouzdano sa visoko vrednim barijernim slojem. Pod sadržajem vode od najmanje 45 mas.% podrazumevaju se naročito sadržaji vode od 45 mas.%, 46 mas.%, 47 mas.%, 48 mas.%, 49 mas.%, 50 mas.%, 51 mas.%, 52 mas.%, 53 mas.%, 54 mas.%, 55 mas.%, 56 mas.%, 57 mas.%, 58 mas.%, 59 mas.%, 60 mas.%, 61 mas.%, 62 mas.%, 63 mas.%, 64 mas.%, 65 mas.%, 66 mas.%, 67 mas.%, 68 mas.%, 69 mas.%, 70 mas.%, 71 mas.%, 72 mas.%, 73 mas.%, 74 mas.%, 75 mas.%, 76 mas.%, 77 mas.%, 78 mas.%, 79 mas.%, 80 mas.%, 81 mas.%, 82 mas.%, 83 mas.%, 84 mas.%, 85 mas.%, 86 mas.%, 87 mas.%, 88 mas.%, 89 mas.%, 90 mas.%, 91 mas.%, 92 mas.%, 93 mas.%, 94 mas.%, 95 mas.%, 96 mas.%, 97 mas.%, 98 mas.% ili 99 mas.%, pri čemu su se kao posebno pogodni pokazali sadržaji vode između 65 mas.% i 70 mas.% za većinu upotreba.

[0010] U daljem pogodnom ostvarenju ovog pronalaska, predviđeno je da se da su primenjeni odn. biće primenjeni polivinil alkohol i/ili kopolimer polivinil alkohola sa stepenom hidrolize između 75 % i 100 %, naročito između 80 % i 99,9 %. Pod stepenom hidrolize između 75 % i 100 % podrazumevaju se u okviru ovog pronalaska stepeni hidrolize od 75 %, 76 %, 77 %, 78 %, 79 %, 80 %, 81 %, 82 %, 83 %, 84 %, 85 %, 86 %, 87 %, 88 %, 89 %, 90 %, 91 %, 92 %, 93 %, 94 %, 95 %, 96 %, 97 %, 98 %, 99 % ili 100 % kao i odgovarajuće međuvrednosti kao što su na primer 99,0 %, 99,1 %, 99,2 %, 99,3 %, 99,4 %, 99,5 %, 99,6 %, 99,7 %, 99,8 %, 99,9 % ili 100,0 %. Alternativ ili dodatno može se predvideti da su primenjeni odn. Biti primenjeni polivinil alkohol i/ili kopolimer polivinil alkohola sa stepen polimerizacije između 100 i 3000, naročito između 120 i 1200, a poželjno između 150 i 650, i/ili sa srednjom molekularnom masom između 11000 g/mol i 60000 g/mol, naročito između 13000 g/mol i 23000 g/mol i/ili između 31000 g/mol i 50000 g/mol. Pod stepenom polimerizacije podrazumeva se broj monomernih jedinica u jednom polimernom molekulu. Pod stepenom polimerizacije između 100 i 3000 podrazumevaju se na primer stepeni polimerizacije od 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 650, 700, 750, 800, 850, 900, 950, 1000, 1050, 1100, 1150, 1200, 1250, 1300, 1350, 1400, 1450, 1500, 1550, 1600, 1650, 1700, 1750, 1800, 1850, 1900, 1950, 2000, 2050, 2100, 2150, 2200, 2250, 2300, 2350, 2400, 2450, 2500, 2550, 2600, 2650, 2700, 2750, 2800, 2850, 2900, 2950 ili 3000 kao i odgovarajuće međuvrednosti kao na primer 150, 160, 170, 180, 190, 200, 210, 220, 230, 240, 250, 260, 270, 280, 290, 300, 310, 320, 330, 340, 350, 360, 370, 380, 390, 400, 410, 420, 430, 440, 450, 460, 470, 480, 490, 500, 510, 520, 530, 540, 550, 560, 570, 580, 590, 600, 610, 620, 630, 640 ili 650 odn.150, 151, 152, 153, 154, 155, 156, 157, 158, 159, 160 itd. Kod stepena polimerizacije radi se uopšteno o nekoj srednjoj vrednosti. Pod srednjom molekularnom masom između 11000 g/mol i 60000 g/mol podrazumevaju se na primer molekularne mase od 11000 g/mol, 12000 g/mol, 13000 g/mol, 14000 g/mol, 15000 g/mol, 16000 g/mol, 17000 g/mol, 18000 g/mol, 19000 g/mol, 20000 g/mol, 21000 g/mol, 22000 g/mol, 23000 g/mol, 24000 g/mol, 25000 g/mol, 26000 g/mol, 27000 g/mol, 28000 g/mol, 29000 g/mol, 30000 g/mol, 31000 g/mol, 32000 g/mol, 33000 g/mol, 34000 g/mol, 35000 g/mol, 36000 g/mol, 37000 g/mol, 38000 g/mol, 39000 g/mol, 40000 g/mol, 41000 g/mol, 42000 g/mol, 43000 g/mol, 44000 g/mol, 45000 g/mol, 46000 g/mol, 47000 g/mol, 48000 g/mol, 49000 g/mol, 50000 g/mol, 51000 g/mol, 52000 g/mol, 53000 g/mol, 54000 g/mol, 55000 g/mol, 56000 g/mol, 57000 g/mol, 58000 g/mol, 59000 g/mol, 60000 g/mol kao i odgovarajuće međuvrednosti , na primer 13000 g/mol, 13250 g/mol, 13500 g/mol, 13750 g/mol, 14000 g/mol, 14250 g/mol, 14500 g/mol, 14750 g/mol, 15000 g/mol, 15250 g/mol, 15500 g/mol, 15750 g/mol, 16000 g/mol, 16250 g/mol, 16500 g/mol, 16750 g/mol, 17000 g/mol, 17250 g/mol, 17500 g/mol, 17750 g/mol, 18000 g/mol, 18250 g/mol, 18500 g/mol, 18750 g/mol, 19000 g/mol, 19250 g/mol, 19500 g/mol, 19750 g/mol, 20000 g/mol, 20250 g/mol, 20500 g/mol, 20750 g/mol, 21000 g/mol, 21250 g/mol, 21500 g/mol, 21750 g/mol, 22000 g/mol, 22250 g/mol, 22500 g/mol, 22750 g/mol, 23000 g/mol ili 31000 g/mol, 31250 g/mol, 31500 g/mol, 31750 g/mol, 32000 g/mol, 32250 g/mol, 32500 g/mol, 32750 g/mol, 33000 g/mol, 33250 g/mol, 33500 g/mol, 33750 g/mol, 34000 g/mol, 34250 g/mol, 34500 g/mol, 34750 g/mol, 35000 g/mol, 35250 g/mol, 35500 g/mol, 35750 g/mol, 36000 g/mol, 36250 g/mol, 36500 g/mol, 36750 g/mol, 37000 g/mol, 37250 g/mol, 37500 g/mol, 37750 g/mol, 38000 g/mol, 38250 g/mol, 38500 g/mol, 38750 g/mol, 39000 g/mol, 39250 g/mol, 39500 g/mol, 39750 g/mol, 40000 g/mol, 40250 g/mol, 40500 g/mol, 40750 g/mol, 41000 g/mol, 41250 g/mol, 41500 g/mol, 41750 g/mol, 42000 g/mol, 42250 g/mol, 42500 g/mol, 42750 g/mol, 43000 g/mol, 43250 g/mol, 43500 g/mol, 43750 g/mol, 44000 g/mol, 44250 g/mol, 44500 g/mol, 44750 g/mol, 45000 g/mol, 45250 g/mol, 45500 g/mol, 45750 g/mol, 46000 g/mol, 46250 g/mol, 46500 g/mol, 46750 g/mol, 47000 g/mol, 47250 g/mol, 47500 g/mol, 47750 g/mol, 48000 g/mol, 48250 g/mol, 48500 g/mol, 48750 g/mol, 49000 g/mol, 49250 g/mol, 49500 g/mol, 49750 g/mol, 50000 g/mol itd. Izborom polivinil alkohola i/ili kopolimera polivinil alkohola sa odgovarajućim stepenom polimerizacije i/ili molekularne mase može se postići pogodno podizanje ukupnog sadržaja čvrstih delova u vodenoj kompoziciji bez podizanja viskoziteta. Uporedni niži viskoziteti mogući su sa različitim vrednostima ukupnog sadržaja čvrstih delova do 55 mas.%, tako da je moguća primena nanošenja vodenih kompozicija sa različitim trenutnim alatima za nanošenje. Ovime se omogućava naročito brzo premazivanje i umrežavanje uz jednovremeno kratko sušenje i visoke brze supstrata, čime se visoko efektni barijerni slojevi mogu proizvesti na odgovarajući i cenovno povoljan način. Načelno za proizvodnju barijernog sloja može se promeniti mešavina polivinil alkohola/ kopolimera polivinil alkohola sa različitim stepenima hidrolize i/ili različitim stepenima polimerizacija i/ili različitim molekularnim masama. Na ovaj način mogu se podesiti hemijske i fizičke osobine barijernog sloja tačno prema respektivnoj svrsi primene ambalažnog materijala kao i za nanošenje vodene kompozicije primenjenim postupcima nanošenja. Variranjem stepena hidrolize i/ili stepena polimerizacije i/ili molekularne mase mogu se podesiti na primer poroznost, rastvorljivost i sadržaj kristala u sloju prema potrebi primene. Na ovaj način mogu se podesiti naročito fleksibilnost i elastičnost rezultujućeg barijernog sloja da bude optimalan u odnosu na respektivne zahteve.

[0011] Dalje prednosti pojavljuju se primenom vodene kompozicije koja obuhvata najmanje jedan dalji polimer i/ili kopolimer kao aditiva. Time su omogućeni viši ukupni sadržaji čvrstog dela pri čemu dalji polimer i/ili kopolimer sa svoje strane može biti primenjen za poboljšanje dejstva barijere barijernog sloja i/ili podešavanje viskoziteta vodene kompozicije.

[0012] Dalje prednosti pojavljuju se kada je najmanje jedan dalji polimer i/ili kopolimer dispergovan u vodenoj kompoziciji i/ili što je jedan dalji polimer i/ili kopolimer izabran iz grupe koja obuhvata poli(met)akrilat, polimetil(met)akrilat, poliamid, biopolimere, naročito hitosan, poliuretan, polivinilakrilat, poliester, naročito estar poli(met)akrilne kiseline, polivinilestar, estar polimlečne kiseline, polihidroksialkanoat, polihidroksibutirat i/ili polihidroksibuterna kiselina, i/ili njihove kompolimere. Ovo omogućava naročito brzu i jeftinu proizvodnju visoko vrednog blokirajućih odn. barijernih slojeva. Izraz "(Met)akrilat" označava u okviru ovog pronalska u osnovi akrilat i/ili metakrilat.

[0013] U još jednom daljem poželjnom ostvarenju ovog pronalaska predviđeno je da se kao agens za umrežavanje koristi poliakrilna kiselina i/ili polimetakrilna kiselina (u nastavku zajedno se nazivaju pojmom "poli(met)akrilna kiselina") kao i njihove moguće mešavine kao i njihov polimerizati i/ili kopolimerizati, čije se kiselinske grupe mogu povetai sa alkoholnim grupama polivinil alkohola. Načelno mogu se primeniti i druge polialkilakrilne kiseline kao na primer polietilakrilna kiselina. Na ovaj način mogu se tačno podesiti hemijska i fizička svojstva barijernog sloja prema svrsi primene ambalažnog materijala kao i na odnosne postupke premazivanja i sušenja. Alternativno ili dodatno, kao dalji agens za umrežavanje može se upotrebiti tetraetilortosilikat.

[0014] Dalje prednosti ogledaju se u tome što se može upotrebiti vodena kompozicija koja na 100 masenih delova polivinil alkohol obuhvata između 0,01 i 55 masenih delova agensa za umrežavanje i/ili koje računato na 100 masenih delova polivinil alkohola obuhvata između 1 i 60 masenih delova nekog punioca i/ili nekog pigmenta. Pod masenim udelom između 0,01 i 60 treba naročito podrazumevati masene udele od 0,01, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59 ili 60 kao i odgovarajuće međuvrednosti. Ukoliko maseni udeo agensa za umrežavanje leži unutar pomenute oblasti između 0,01 i 55 masenih delova,može se optimalno podesiti stepen umrežavanja polivinil alkohola, a time i elastičnost i barijerna osobina barijernog sloja, prema svrsi primene. Kao punioci i/ili pigmenti u osnovi se podrazumevaju organske, neorganske kao i organske-neorganske modifikovane čestice, koje su pripremljene sa ili bez sposobnosti bubrenja u vodi. Primena punioca i/ili pigmenta između ostalog dozvoljava podešavanje optičkog utiska ambalažnog materijala kao i bolju sposobnost štampe. Prema tome, pogodni punioci i/ili pigmenti grade dodatnu "mehaničku" barijeru za prolaz hidrofobnih jedinjenja. Barijerno dejstvo barijernog sloja može dalje biti povećano dodavanjem punilaca i/ili pigmenata. Kao neorgasnki punioci pogodni su naročito kaolin, slojeviti silikati kao montmorilonit, bentonit, vermikulit, laponit, hektorit, saponit kao i silicijum dioksid i alumosilikati. Kao organski punioci mogu se upotrebiti celuloze – primera radi u obliku vlakana ili kao mikro- i nanovlakna celuloza - kao i drugi polisaharidi – primera radi hitosan, derivati celuloze, hemiceluloze ili modifikovani/nemodifikovani štirak. Uvođenjem punilaca i pigmenata postićiće se fizičko umrežavanje zasnovano na povezivanju vodoničnim vezama sa polivinil alkoholom, koje imaju i/ili mogu da izgrade na površini u vodenom okruženju OH-grupa.

[0015] Dalje prednosti zapažaju se kada se primeni punilac i/ili pigment koji je otporan na kiselinu i/ili najmanje koji u osnovi ima sferičnu i/ili pločastu geometriju čestica. Naročitu prednsot imaju punioci i/ili pigmenti kada se polivinil alkohol umrežava u kiselon okruženju. U ovom slučaju, naročito je pogodno kada je vodena kompozicija bez jedinjenja labilnih na kiselinu kao na primer štirak ili slično. Naročito visoko barijerno dejstvo može se postići sferičnom i/ili pločastom geometrijom čestica jer se odgovarajući put hidofobnih jedinjenja značajno produžava lavirintskim rasporedom punilaca i/ili pigmenata u barijernom sloju. Da bi se podigao ukupan sadržaj čvrstog dela i jednovremeno omogućio viskozitet vodene kompozicije u poželjnom ospegu, koji ne umanjuje već poboljšava, mogu se dodavati koloidne disperzije koje podižu sadržaj čvrste materije i barijerno dejstvo protiv hidrofobnih supstanci. Kao koloidne disperzije mogu se na primer predvideti sve vrste akrilatnih disperzija, čiji su delići koloidno dispergovani. Dalji aditivi koji imaju pogodno dejstvo naročito na sušenje barijernog sloja(eva) , su mikrokristalne celuloze. Dodavanjem dovoljnih udela na primer < 2 mas.% ovih tipova celuloze poboljšaće se sadržaj zadržane vode, a time i stvaranje sloja tokom postupka sušenja.

[0016] U jednom daljem poželjnom ostvarenju ovog pronalaska predviđeno je da se pH-vrednost vodene kompozicije pre nanošenja na supstrat podesi na vrednost između 1,5 i 3,5, i/ili da vodena kompozicija pre nanošenja na supstrat bude degasirana. Ukoliko se pH-vrednost vodene kompozicije podesi na vrednost od 1,5, 2,0, 2,5, 3,0, ili 3,5 odn. na neku odgovarajuću međuvrednsot, brzina umrežavanja polivinil alkohola odn. kopolimera polivinil alkohola može se ciljano varirati. Ovime se može podesiti postupak na optimalna svojstva primenjenog osnovnog materijala, i respektivno primenjen postupak nanošenja vodene kompozicije kao i na primenjeni postupak sušenja. Degasiranjem vodene kompozicije pouzadno će biti sprečeno formiranje mogućih mehura u barijernom sloju i postići će se visoko barijerno dejstvo premazane površine supstrata.

[0017] U još jednom daljem poželjnom ostvarenju ovog pronalaska koristi se vodena kompozicija koja ima viskozitet između 150 mPas i 2500 mPas, naročito između 200 mPas i 1700 mPas. Pod viskozitetom između 150 mPas i 2500 mPas treba podrazumevati viskozitete od 150 mPas, 200 mPas, 250 mPas, 300 mPas, 350 mPas, 400 mPas, 450 mPas, 500 mPas, 550 mPas, 600 mPas, 650 mPas, 700 mPas, 750 mPas, 800 mPas, 850 mPas, 900 mPas, 950 mPas, 1000 mPas, 1050 mPas, 1100 mPas, 1150 mPas, 1200 mPas, 1250 mPas, 1300 mPas, 1350 mPas, 1400 mPas, 1450 mPas, 1500 mPas, 1550 mPas, 1600 mPas, 1650 mPas, 1700 mPas, 1750 mPas, 1800 mPas, 1850 mPas, 1900 mPas, 1950 mPas, 2000 mPas, 2050 mPas, 2100 mPas, 2150 mPas, 2200 mPas, 2250 mPas, 2300 mPas, 2350 mPas, 2400 m Pas, 2450 mPas ili 2500 mPas kao i odgovarajuće međuvrednosti kao na primer 200 mPas, 201 mPas, 202 mPas, 203 mPas, 204 mPas, 205 mPas, 206 mPas, 207 mPas, 208 mPas, 209 mPas, 210 mPas itd. Na ovaj način optimalno se može podesiti vodena kompozicija i odgovarajuće primenjen postupak nanošenja, tako da se može izraditi u svakom slučaju izvodljiva i ravnomerna debljina sloja. Niži viskozitet, naročito u opsegu između oko 150 mPas do oko 1000 mPas, predviđen je za naročito postupak nanošenja bez kontakta kao što su prethodno opisani postupci nanošenja livenje ili prskanje. Viši viskozitet naročito do oko 1700 mPas, omogućava poboljšano nanošenje putem rakela (moguće ožlebljen), noža, štamparske prese ili slično, na primer za izradu barijernog sloja koji jednovremeno služi kao sloj za kondicioniranje. Kada se primenjuje postupak konturnog premazivanja, poželjno je da već nisu primenjeni višeslojni premazi konturnog tipa. Na ovaj način moguće je jednostavno odložiti nanošenje vodene kompozicije i otpočeti primenu koraka premazivanja, a da pri tome ne dolazi do međusobnog mešanja vodenih kompozicija različitih sastava. Takođe se vodena kompozicija može naneti na supstrat preko višeslojnih slot mlaznica. Viskozitet vodene kompozicije može se na primer odrediti pod SATP-uslovima, što znači pri T = 298,15 K što odgovara 25 °C i p = 101.300 Pa (1,013 bar).

[0018] Dalje prednosti proizilaze kada vodena kompozicija ovog tipa koja se nanosi na supstrat ima suvu masu nanetu na površinu između 1 g/m<2>i 20 g/m<2>, naročito između 3 g/m<2>i 15 g/m<2>. Pod suvom masom nanetom na površinu između 1 g/m<2>i 20 g/m<2>u opsegu ovog pronalaska podrazumevaju se naročito suve mase nanete na površinu od 1 g/m<2>, 2 g/m<2>, 3 g/m<2>, 4 g/m<2>, 5 g/m<2>, 6 g/m<2>, 7 g/m<2>, 8 g/m<2>, 9 g/m<2>, 10 g/m<2>, 11 g/m<2>, 12 g/m<2>, 13 g/m<2>, 14 g/m<2>, 15 g/m<2>, 16 g/m<2>, 17 g/m<2>, 18 g/m<2>, 19 g/m<2>ili 20 g/m<2>kao i odgovarajuće međuvrednosti . Ovime se barijerno dejstvo barijernog sloja može podesiti za različite osnovne materijale sa hidrofobnim jedinjenjima ili ambalažne situacije. Za dovoljno opterećene osnovne materijale ili za ambalažni materijal, mogu se staviti očekivane manje količine hidrofobnih jedinjenja koje odgovaraju manjim količinama nanosa. Obrnuto, mogu se primeniti veće količine nanosa, da bi se odgovarajuće povećalo barijerno dejstvo barijernog sloja. Pri tome, može se varirati količina nanosa u zavisnosti od primenjenog postupka nanošenja, da bi se proizveo ravnomeran

1

barijerni sloj sa dovoljno visokim barijernim dejstvom. Usled unakrsnog umrežavanja polivinil alkohola, za razliku od stanja tehnike, dovoljne su suštinski manje količine nanosa da bi se postiglo odgovarajuće barijerno dejstvo. Time se, naročito kod masovnog proizvoda kao što je ambalažni materijal pojavljuju uvećane uštede na troškovima. Iz ovoga proizilazi, što je razlika u odnosu na stanje tehnike kojim se to ne može postići, da je moguće tačno uspostaviti kompleksne višeslojne sisteme slojeva na gornjoj površini supstrata, a da bi se uspostavilo dobro barijerno dejstvo.

[0019] Alternativno ili dodatno može se predvideti da vodena kompozicija vrste koja se nanosi na supstrat ima debljinu mokrog filma u sloju između 1 µm i 1000 µm, naročito između 10 µm i 200 µm. Ovim se može naneti vodena kompozicija naročito u zavisnosti od sposobosti odnosnog supstrata za upijanje vode da bude naneta ravno i da bude uniformno osušena. Ovime se obezbeđuje da ne postoje nepotreni gubici vodene kompozicije tokom premazivanja tako da je barijerni sloj izveden na ovaj način ekonomičan i ima rezultujući visoki kvalitet. Pod debljinom mokrog filma između 1 µm i 1000 µm podrazumevaju se naročito debljine mokrog filma od 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190, 200, 210, 220, 230, 240, 250, 260, 270, 280, 290, 300, 310, 320, 330, 340, 350, 360, 370, 380, 390, 400, 410, 420, 430, 440, 450, 460, 470, 480, 490, 500, 510, 520, 530, 540, 550, 560, 570, 580, 590, 600, 610, 620, 630, 640, 650, 660, 670, 680, 690, 700, 710, 720, 730, 740, 750, 760, 770, 780, 790, 800, 810, 820, 830, 840, 850, 860, 870, 880, 890, 900, 910, 920, 930, 940, 950, 960, 970, 980, 990 ili 1000 µm kao i odgovarajuće međuvrednosti kao na primer 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 µm itd. Pored toga, mogu se debljinom mokrog filma podestiti debljina ciljanog barijernog sloja. Na primer može se poboljšati putem zaustavnog ili barijernog sloja od 20 µm barijerno dejstvo u vremenu posmatranja od 730 dana (2 godine) pri 20 °C od 0.23 na 0.094 mg/kg (što znači ispod granične vrednosti od 0.15 mg/kg). Kontaktna površina iznosila je 16.5 dm<2>sa ispunjenom robom od 375 g. Supstrat od kartona imao je izlaznu koncentraciju od 150 mg/kg mineralnog ulja.

[0020] U još jednom poželjnom ostvarenju ovog pronalaska predviđeno je da se vodena kompozicija nanosi ravnomernim postupkom premazivanja, naročito putem rakela, noža i/ili štamparske prese, i/ili putem postupka konturnog nanošenja, naročito putem livenja, prskanja, nanošenja zavesom i/ili vazdušnom četkom, na supstrat. Primena postupka ravnog premazivanja omogućava ravnanje materijala i zbog toga je naročito poželjna, zbog toga što kao uključeni postupci nanošenja bez kontakta održavaju konturu gornje površine supstrata kontinuirano. Ovo znači da će gruba kontura gornje površine osnovnog materijala odn. supstrata biti izravnata i time poravnata pomoću postupka ravnog nanošenja. Ovim se po pravilu postiže viši kvalitet proizvoda jer je traka proizvoda ravnija. U ovom kontekstu ispostavilo se da je u mnogim primenama poželjno da se supstrat prvo izravna, a zatim nanese barijerni sloj nego naknadno izravnjavati grubu konturu barijernog sloja. Primenom ravnog ili nivelisanog postupka nanošenja može se razume se proizvesti ravna gornja površina na grubom supstratu . Ova ravna gornja površina naročito je pogodna za naknadnu primenu postupka konturnog premazivanja.

[0021] Primena postupka kontrurnog premazivanja daje suštinsku prednost u tome što na mestu kontakta između osnovnog materijala i vodene kompozicije nema pritiska tako da se izbegava duboko prodiranje vodene kompozicije u osnovni materijal. Na taj način se mogu proizvesti naročito ravnomerni barijerni slojevi . Jednovremeno, treba naglasiti naročito male količine upijanja vodene kompozicije da bi se postiglo željeno barijerno dejstvo čime ovaj postupak postaje naročito isplativ.

[0022] U još jednom poželjnom ostvarenju ovog pronalaska predviđeno je da se vodena kompozicija temperature između 30 °C i 85 °C, naročito između 35°C i 80 °C, nanosi na supstrat. Na primer, vodena kompozicija može da ima temperaturu od 30°C, 31°C, 32°C, 33°C, 34°C, 35°C, 36°C, 37°C, 38°C, 39°C, 40°C, 41°C, 42°C, 43°C, 44°C, 45°C, 46°C, 47°C, 48°C, 49°C, 50°C, 51°C, 52°C, 53°C, 54°C, 55°C, 56°C, 57°C, 58°C, 59°C, 60°C, 61 °C, 62°C, 63°C, 64°C, 65°C, 66°C, 67°C, 68°C, 69°C, 70°C, 71 °C, 72°C, 73°C, 74°C, 75°C, 76°C, 77°C, 78°C, 79°C, 80°C, 81 °C, 82°C, 83°C, 84°C ili 85°C. Što je izabrana viša temperatura kompozicije, to se naneti sloj može brže osušiti. Ovo omogućava primenu postojećih aparatura za nanošenje sa kratkim linijama sušenja, čime se omogućavaju uštede na vremenu, energiji i troškovima. Iz toga sledi da se temperaturom može predvideti ciljani uticaj na viskozitet vodene kompozicije kao i na brzinu umrežavanja.

[0023] Pojavljuju se dalje prednosti u tome što premazani supstrat u fazi c) suši infracrvenim zračenjem i/ili konvekcijom i/ili UV-zračenjem i/ili da je premazani supstrat (12) osušen do zaostale vlage između 3 mas.% i 12 mas.%, naročito između 6 mas.% i 10 mas.%. Na ovaj način, optimalno se mogu podesiti sušenje nanetog sloja i umrežavanje polivinil alkohola/kopolimera polivinil alkohola u zavisnosti od primenjenog agensa za umrežavanje. Prema tome, takođe se može podesiti željeni sadržaj zaostale vlage. Može se sprovesti ozračivanje UV-svetlom kao alternativa ili dodatak infracrvenom zračenju i/ili konvekciji što je prednost naročito u primeni hlorida železa (FeCl3) kao agensa za umrežavanje da bi se inicirala reakcija unakrsnog umrežavanja. Pokazuju se dalje prednosti kada je premazani supstrat u fazi c) osušen na zaostalu vlagu u osnovnom materijalu od između 3 % i 12 %, naročito između 6 % i 10 %. Zaostala vlaga u opsegu od 3 %, 4 %, 5%, 6 %, 7%, 8 %, 9%, 10%, 11 % ili 12 % obezbeđuje sa ambalažni materijal ima optimalna mehanička svojstva i da se bez oštećenja naknadno može preraditi u pakovanje. Pomenute zaostale vlage naročito su pogodne kod primene osnovnih materijala, koji su najmanje delimično sastavljeni od recikliranih vlakana radi izbegavanja neželjenog pucanja ili skraćivanja celuloznih vlakana pri savijanju, sečenju ili preostaloj daljoj preradi ambalažnog materijala.

[0024] U daljem ostvarenju ovog pronalaska u fazi a) obezbeđen je supstrat koji obuhvata osnovni materijal, čija spoljna strana ima sloj za kondicioniranje i/ili prekrivni sloj. Sloj za kondicioniranje i/ili prekrivni sloj mogu na primer da obuhvataju polivinil alkohol/kopolimer polivinil alkohola koji su pogodno ispunjeni sferičnim i/ili pločastim pigmentima. Pri ovom je prednost što sloja za kondicioniranje već ima barijerne karakteristike prema hidorofobnim supstancama. Dalje može biti predviđeno, da supstrat bude lepljen odn. je zalepljen. Ovo je naročita prednost u jako upijajućim supstratima, da bi se smanjio efekat usisavanja i time poboljšao kvalitet premaza.Može biti predviđeno da pripremljeni supstrat ima prekrivni i/ili sloj za kondicioniranje od nekog drugogh polimer, na primer nekog poli(met)akrilata. Prekrivni sloj može u osonovi biti izveden sa pigmentima i/ili puniocima i/ili agensima za umrežavanje. Na ovaj način neće se uticati na elastičnost preradom ambalažnog materijala.

[0025] Dalje prednosti proističu u slučaju da sloj za kondicioniranje i/ili prekrivni sloj obuhvataju neumreženi polivinil alkohol i/ili je sastavljen od neumreženog polivinil alkohola. Naročito može biti predviđeno da sloj za kondicioniranje i/ili prekrivni sloj budu bez umreženog polivinil alkohola, pri čemu ovde nije isključeno da sloj za kondicioniranje i/ili prekrivni sloj pored neumreženog polivinil alkohola moguće obuhvataju dalje komponente kao na primer punioce i/ili pigmenti. Ovime se može povećati elastičnost i savitljivost ambalažnog materijala. Ukoliko sloj za kondicioniranje i/ili prekrivni sloj obuhvataju neumreženi polivinil alkohol odn. ukoliko se potpuno sastoje od neumreženog polivinil alkohola ili su bez umreženog polivinil alkohol, barijerno dejstvo barijernog sloja u odnosu na hidrofobna jedinjenja može dalje biti poboljšano, bez ograničenja u pogledu biološke razgradivosti ambalažnog materijala što se pri kupovini mora uvažiti.

[0026] U daljem ostvarenju ovog pronalaska obezbeđeno je ponavljanje Faza b) i c) najmanje jedanput i/ili najviše triputa. Na ovaj način obrazuje se sistem slojeva od dva, tri ili četiri barijerna sloja na unutrašnjoj strani osnovnog materijala, čime se postiže naročito visoko barijerno dejstvo. Ovo je na primer prednost kod pakovanja koja se transportuju preko mora ili koja su izložena različitim klimatskim uslovima tokom dužeg vremena. Pri tome barijerni slojevi mogu biti suštinski identični ili izrađeni na različit način. Ako se Faze b) i c) višestruko ponavljaju jedna posle druge, višek vodene kompozicije može jednostavno biti sakupljen i ponovo upotrebljen za ponavljanje postupka čime se troškovi postupka značajno snižavaju.

[0027] Dalje prednsoti pojavljuju se kada se supstrat prema fazi c) dalje premazuje vodenom kompozicijom pri čemu dalja vodena kompozicija obuhvata najmanje polivinil alkohol i/ili neki kopolimer polivinil alkohola ne sadrži agensi za umrežavanje. Na ovaj način može biti proizveden prekrivni sloj od neumreženog polivinil alkohola/kopolimera polivinil alkohola, čime na osnovnom materijalu supstrata izrađen sistem slojeva ima poboljšanu savitljivost i istegljivost.

[0028] Pri tome, u daljem ostvarenju, pokazalo se kao prednost ako dalja vodena kompozicija sadrži polivinil alkohol/kopolimer polivinil alkohola od najviše 40 mas.% , ako je sastavljena bez aditiva kao što su punioci i/ili pigmenti, ili ako dalja vodena kompozicija ima ukupan sadržaj čvrstog dela od najviše 55 mas.% , ako je obezbeđena sa puniocima i/ili pigmentima. Pri ovome, viskozitet dalje vodene kompozicije može biti optimalno podešen prema postupku nanošenja. Pored toga, ovime se dalje poboljšava stabilnost pri lagerovanju vodene kompozicije. Dalje prednosti proističu iz prethodnih opisa.

1

[0029] U daljem aspektu ovaj pronalazak odnosi se na ambalažni materijal, koji obuhvata supstrat, koji ima osnovni materijal od pulpe (celuloze), jednu prema od upakovane robe okrenutu spoljnu stranu kao i jednu prema upakovanoj robi okrenutu unutrašnju stranu, pri čemu je osnovni materijal premazani ili nepremazani papir, premazani ili nepremazani karton ili premazana ili nepremazana lepenka, kao i na unutrašnjoj strani supstrata smešten sistem slojeva sa najmanje jednim barijernim slojem za hidrofobna jedinjenja, pri čemu barijerni sloj obuhvata kopolimer polivinil alkohola umrežen pomoću agensa za umrežavanje radi formiranja trodimenzionalne mreže, pri čemu je agens za umrežavanje najmanje jedna malonska kiselina, glutarna kiselina, adipinska kiselina, limunska kiselina, butantrakarboksilna kiselina, maleinska kiselina i/ili bilo koja njihova smeša, i pri čemu se kopolimer polivinil alkohola sastoji od najmanje 20 mol% monomera opšte Formule

i pored nehidrolizovanih monomera vinilacetata obuhvataju najmanje jedan dalji tip monomera, na primer akrilat ili metakrilat. Ambalažni materijal prema ovom pronalsku ima odličan barijerni efekat prema hidrofobanim jedinjenjima sa jednovremenom visokom otpornošču na vlagu i može se za razliku od stanja tehnike proizvesti naročito jednostavno i isplativo, zato što su potrebni samo jeftini polazni materijali i što se može jednostavno precosirati uobičajenim proizvodnim postrojenjima. Pri tome, ambalažni materijal prea ovom pronalasku dodatno garantuje sigurnost hrani kao upakovanoj robi zbog svog barijernog efekta prema hidrofobnim jedinjenjima – kao što su sadržaji ostataka mineralnog ulja iz reciklažnog materijala ili iz štampe. Jednovremeno on dobija ekološke prednosti u ekonomiji pakovanja zasnovane na otpadnom papiru. Dalje prednosti koje proističu mogu se sagledati iz prethodnih opisa, pri čemu poželjna ostvarenja postupka treba smatrati kao poželjna ostvarenja ambalažnog materijala i obrnuto.

[0030] Pri tome se kao pogodno ostvarenje ovog pronalaska pokazao postupak prema njegovom prvom aspektu ukoliko se prema njemu može proizvesti i/ili je proizveden ambalažni materijal. Prednosti koje proističu iz postupka ili iz materijala mogu se sagledati iz odgovarajućeg opisa prvog aspekta ovog pronalska.

[0031] Dalje prednosti proističu ako je barijerni sloj sastavljen najmanje od umreženog kopolimera polivinil alkohola. Drugim rečima, predviđeno je da se barijerni sloj sadrži od 51 %, 52 %, 53 %, 54 %, 55 %, 56 %, 57 %, 58 %, 59 %, 60 %, 61 %, 62 %, 63 %, 64 %, 65 %, 66 %, 67 %, 68 %, 69 %, 70 %, 71 %, 72 %, 73 %, 74 %, 75 %, 76 %, 77 %, 78 %, 79 %, 80 %, 81 %, 82 %, 83 %, 84 %, 85 %, 86 %, 87 %, 88 %, 89 %, 90 %, 91 %, 92 %, 93 %, 94 %, 95 %, 96 %, 97%, 98%, 99 % ili 100% umreženog kopolimera polivinil alkohola.

Pri ovome se naročito jednostavno za odnosnu svrhu primene mogu podesiti savitljivost, rastegljivost, barijerno dejstvo i sposobnost štampanja barijernog sloja.

[0032] Dodatni poboljšani barijerni efekat postiže se daljim ostvarenjem ovog pronalaska ukoliko sistem slojeva obuhvata najmanje dva barijerni sloja koji se satoje od umreženog kopolimera polivinil alkohola.

[0033] Naročito specifičan barijerni efekat prema različitim hidrofobnim jedinjenjima postiže se daljem poželjnom ostvarenju ovog pronalaska, sa najmanje dva barijerna sloja koji obuhvataju kopolimere polivinil alkohola sa različitim stepenima umrežavanja i/ili kopolimere polivinil alkohola sa različitim stepenima hidrolize i/ili umrežene kopolimere polivinil alkohola sa različitim agensima za umrežavanje.

[0034] U još jednom poželjnom ostvarenju ovog pronalaska predviđeno je da za barijerni sloj koji obuhvata kopolimere polivinil alkohola obuhvata i organske, neorganske i/ili organsko-neorganske modificirane čestice, koje imaju sferičnu ili pločastu geometriju delića. Primena takvih čestica omogućava podešavanje izgleda ambalažnog materijala, a između ostalog i bolju sposobnost štampanja. Pored toga, odgovarajuće čestice obezbeđuju dodatnu "mehaničku" barijeru prolazu hidrofobnih jedinjenja. Barijerni efekat barijernoj sloja može se na taj način povećati ako se dodaju takve čestice, koje služe kao punilac i/ili pigment. Naročito su pogodni za ovu svrhu kaolin, ljuspasti silikati kao montmorilonit, bentonit, vermikulit, hektorit, saponit, laponit kao i silicijumdioksid i alumosilikati odn. njihove mešavine.

[0035] Dalje se kao prednost pokazalo ako sistem slojeva uključuje najmanje jedan sloj koji ima neumreženi polivinil alkohol i/ili neumrežen kopolimer polivinil alkohola. Pogodno je da se ovaj sloj obrazuje bez umreženiog polivinil alkohola/kopolimera polivinil alkohola odn. bez dodatka agenasa za umrežavanje. Ovime se pogodno povećava savitljivost i rastegljivost sistema slojeva tako da se naročito pouzdano sprečava oštećenje barijernog sloja u daljem procesiranju ambalažnog materijala prema ovom pronalasku.

[0036] U još jednom poželjnom ostvarenju ovog pronalaska previđeno je da barijerni sloj sa ka osnovnom materijalu okrenutoj strani sadrži neumreženi polivinil alkohol i/ili neumreženi kopolimer polivinil alkohola u sloju između dva barijerna sloja i/ili na osnovnom materijalu. Drugim rečima, previđeno je da sloj na osnovnom materijalu koji sadrži neumrežen polivinil alkohol odn. neumrežen kopolimer polivinil alkohola formira krajnji prekrivni sloj i/ili se formira između dva barijerna sloja koji sadrže umreženi polivinil alkohol/kopolimer polivinil alkohola. Ovo omogućava naročito odbro podešavanje različitim namenama upotrebe ovog ambalažnog materijala i takože povećava barijerni efekat prema hidrofobnim jedinjenjima pored savitljivosti i istegljivosti sistema slojeva.

[0037] Dalja svojstva ovog pronalaska očigledna su iz patentnih zahteva, i primera izvođenja kao i iz crteža. Svojstva i kombinacije svojstava prethodno pomenute u opisu kao i svojstva i kombinacije svojstava ostvarenja u nastavku primenjiva su ne samo u respektivno specificiranoj kombinaciji već i primenjivim kombinacijama bez izlaska iz opsega ovog pronalaska. Na prikazu:

1

Fig.1 je shematski izgled bočnog preseka ambalažnog materijala prema primeru prvog ostvarenja; i Fig.2 je shematski izgled bočnog preseka ambalažnog materijala prema primeru drugog ostvarenja.

[0038] Fig.1 šematski prikazuje izgled bočnog preseka ambalažnog materijala 10 prema prvom ostvarenju ovog pronalaska. Ambalažni materijal 10 obuhvata supstrat 12, koji se sastoji od osnovnog materijala 14 koji ima spoljašnju stranu 16 koja je okrenuta od proizvoda koji se pakuje, kao i unutrašnju stranu 18 okrenutu kao proizvodu koji se pakuje. U ovom ostvarenju, osnovni materijal 14 je karton površinske mase 400 g/m<2>. Na unutrašnjoj strani 18 supstrata 12 formiran je sistem 20 slojeva, koji je proizveden stvaranjem prvog barijerni sloj 22a, drugog barijernog sloja 22b kao i sloja 24 koji funkcioniše kao prekrivni sloj. Barijerni slojevi 22a, 22b obuhvataju umreženi polivinil alkohol. Pored toga, barijerni sloj 22a obuhvata pločaste ili sverične čestice ili njihove mešavine kao punilac i/ili pigment. Pri tome, barijerni slojevi 22a, 22b onemogućavaju ili preveniraju migraciju hidrofobnih jedninjena kroz sistem 20 slojeva. Pri tome unakrsno umrežavanje polivinil alkohola koje je detaljnije opisano u nastravku, obezbeđuje povećaniu mehaničku stabilnost i sprečava bubrenje barijernog sloja 22a, 22b, ako dođu u kontakt sa vlagom.

[0039] Uopšteno, kao odgovarajući punioci i/ili pigmenti su organske, neorganske kao i organskoneorgansko modificirane čestice, sa ili bez sposobnosti bubrenja u vodi. U ovom ostvarenju barijerni sloj 22a uključuje kaolin. Kaolin pri tome daje prednost što je otporan na kiselinu i ne bubri u vodi. Prema tome, upotrebljeni kaolin sastavljen je od pločasto forimranih čestica koje stvaraju mehaničku barijeru i time dodatno otežavaju ili sprečavaju migraciju jedninjenja kroz barijerni sloj 22a. Za razliku od toga, drugi barijerni sloj 22b je isključivo sastavljen od umreženog polivinil alkohola , pri čemu se koriste polivinil alkoholi sa različitim stepenima hidrolize i polimerizacije za proizvodnju ova dva barijerna sloja 22a, 22b i umreženi su različitim agensima za umrežavanje. Međutim, uopšteno, ova dva barijerna sloja 22a, 22b mogu naravno takođe da obuhvate isti umreženi polivinil alkohol. Ra zarliku od toga, krajnji sloj 24, koji je u kontaktu sa proizvodom koji se pakuje, u formiranom pakovanju od ambalažnog materijala 10, sastavljen je od neumreženog polivinil alkohol i on naročito povećava savitljivist i rastegljivost sistema 20 slojeva. Alternativno ili dodatno može se izvesti da sloj 24 bude formiran direktno na supstratu 12 i/ili između barijernih slojeva 22a, 22b.

[0040] Spoljna strana 16 supstrata 12 u prikazanom ostvarenju nije premazana. Načelno, na spoljnoj strani 16 može biti nanet jedna ili više slojeva da bi se postigla odrežena svojstva ambalažnog materijala 10, na primer poboljšana sposobnost štampanja ili efekat gasne barijere i/ili barijere za vlagu.

[0041] Fig.2 prikazuje šematski izgled bočnog preseka ambalažnog materijala 10 prema drugom ostvarenju ovog pronalaska. Osnovni materijal 14 ponovo je karton sa površinskom masom od 400 g/m<2>. Za razliku od prethodnog ostvarenja, sistem 20 slojeva ne obuhvata sloj 24 bez umreženog

1

polivinil alkohola odn. bez umreženog kopolimera polivinil alkohola. Umesto toga, sistem 20 slojeva ima prvi barijerni sloj 22a, koji je dobijen premazivanjem supstrata 12 vodenom kompozicijom koja obuhvata polivinil alkohol odn. kopolimer polivinil alkohola, pigmenti, punioce, aditive kao i umreživač. Štaviše sistem 20 slojeva obuhvata drugi barijerni sloj 22b, koji ima ulogu prekrivnog sloja, a dobija se premazivanjem prvog barijernog sloj 24a vodenom kompozicijom, koja takođe obuhvata polivinil alkohol odn. neki kopolimer polivinil alkohola, pigmenti, punioce, aditive kao i neki umreživač.

[0042] Barijerni slojevi 22a, 22b sa Fig.1 i Fig.2 načelno mogu da sadrže iste komponente. Razlike između barijernih slojeva 22a, 22b proističu iz dodavanja različitih pigmenata, punilaca i/ili aditiva, na primer in obliku koloidnih polimernih disperzija. Drugi barijerni sloj 22b pokazuje odličnu savitljivost uprkos dodavanju pigmenta i umreživača što pozitibno utiče na dalji postupak prerade ambalažnog materijala 10. Kao dalji aditiv može se, na primer, upotrebiti mikrokristalna celuloza koja pozitivno utiče na ponašanje zadržavanja vode. Usled kristalne strukture dodatna barijerna efikasnost dobija se dodatkom malih količina (npr. ≤1 mas.%). Ako je potrebno, može se u drugom ostvarenju naneti dodatni dalji sloj 24 neumreženog PVOH odn. neumreženog kopolimera polivinil alkohola, radi daljeg poboljšanja savitljivosti i rastegljivosti ambalažnog materijala 10 ukoliko je potrebno.

[0043] U nastavku su navedena razna dalja ostvarenja za proizvodnju ambalažnog materijala 10 prema ovom pronalasku sa barijernim svojstvima u odnosu na nepolarna hemijska jedinjenja.

1. Proizvodnja vodenog rastvora polivinil alkohola

[0044] Ukoliko polivinil alkohol ili u vodi rastvoren kopolimer polivinil alkohola nije dostupan rastvoren u vodi, proizvodnja polivinil alkohol(-kopolimer) rastvora izvodi se kao što sledi:

Prvo, obezbedi se određena količina hladne vode. Zatim, određena količina opciono fino usitnjenog praha polivinil alkohola (analogno: praha kopolimera polivinil alkohola) sa stepenom hidrolize, poželjno između 80 % i 99,9 %, jako se meša (2000 o/min) pri temperaturi od 75 °C do 80 °C tokom 30 do 45 minuta intenzivnom ili rastvarajućom mešalicom. Postupak rastvaranja prekida se čim rastvor postane bistar. Još uvek topao rastvor hlasi se do 25 °C. Pre dalje upotrebe određuje se tačan sadržaj čvrste materije u rastvoru na primer putem termobalansa i opciono se podešava na vrednsot između 5 mas.% i 15 mas.%. Utvršeni ili podešeni sadržaj čvrste materije služi kao sonova za dalji tok postupka, a naročito za određivanje debljine sloja koji se nanosi na supstrat kao i za određivanje količine reagensa za umrežavanje koji treba da se doda. pH-vrednost dobijenog rastvora polivinil alkohola je neutralna.

[0045] Pošto se hlađenje završi, podešava se prema potrebi pH-vrednost sveže pripremljenog rastvora polivinil alkohola.Podešavanje pH-vrednosti izvodi se na poznat način dodavanjem odgovarajuće kiseline ili baze. Na primer, mineralna kiselina kao što je koncentrovana hlorovodnična kiselina, ili baze kao što je natrjiumhidroksid.

1

[0046] Alternativo, može se izvesti da se polivinil alkohol (PVOH) ili kopolimer polivinil alkohola rastvara na temperaturama između 75°C i 95°C, pri čemu se sadržaj vodenog rastvora u pogledu polivinil alkohol(kopolimera) podešava na maksimum od 40 mas.%, na primer na 30 mas.% .

2. Proizvodnja vodene kompozicije

2.1. Glioksal kao agens za umrežavanje koji nije prema ovom pronalasku

[0047] U rastvor polivilil alkohola proizveden prema tački 1. dodaje se 40 %-ni rastvor glioksala na sobnoj temperaturi (25 °C) uz jako mešanje tokom oko 15 minuta i jednovremeno podešavanje pH-vrednosti rastvora na pH = 3 radi dobijanja vodene kompozicije za premazivanje supstrata 12. Količina dodatog glioksala varira između 5 i 40 mas.%, u odnosu na 100 mas.% polivinil alkohola.

[0048] Posle 15 minuta vodena kompozicija se degasira pod početnim negativnim protiskom od -200 mbar, koji se zatim lagano podiđe do -500 mbar do -600 mbar. Ako se vakuum dalje povećava (npr. iznad -800 mbar, tj. do pritiska od oko 200 mbar), voda počinje da ključa, a kondenzat se deponuje na zidove vakuum kontejnera. Konačno, vodena kompozicija se degasira na pritisku od oko 100 mbar bez daljeg mešanja.

[0049] Po završetku degasiranja, vodena kompozicija može se nanaeti na supstrat 12, pri čemu se polivinil alkohol umrežava glioksalom.

2.2 Adipinska kiselina (AS), glutarna kiselina (GS) i/ili maelinska kiselina (MS) kao agensi za umrežavanje

[0050] Dodavanje pomenutih dikarbokslinih kiselina može se podeliti u dve katergorije:

AS i GS pripadaju grupi zasićenih dikarboksilinih kiselina, pri čemu je AS slabo (24 g/l), a GS lako (640 g/l) rastvorna u hladnoj vodi ( 20°C). Reakcije kondenzacije obe kiseline sa polivinil alkoholom su poželjno katalizovane dodatkom mineralnih kiselina (npr. hlorovodonična kiselina),podešavanjem pH-vrednosti vodene kompozicije na pH = 3.

[0051] MS je nezasićena dikarboksilna kiselina koja je dobro rastvorna u vodi (788 g/l, 20°C) i reaguje jako kiselo u vodenom rastvoru. MS je prisutna u cis-obliku. Pod UV-zrašenjem i produženim grejanjem na 150 °C, ona se transformiše u transoblik (fumarna kiselina), koji se opciono može upotrebiti u reakciji unakrsnog umrežavanja. Primenomr MS, zbog toga obično ne zahteva dodatno pH-podešavanje vodene kompozicije. U skladu sa upotrebljenom količinom, pH-vrednost je između 1,6 i 3,2, zavisno od količine rastvorene MS u vodenom rastvoru polivinil alkohola. Ukupno dodata količina dikarboksilne kiseline načelno varira između 5 i 25 mas.%, u odnosu na 100 mas.% polivinil alkohola.

[0052] Vodena kompozicija, koja obuhvata polivinil alkohol i jednu ili više pomenutih dikarboksilnih kiselina, zagreva se zatim do 70 °C, intenzivno meša na 70 °C tokom 15 minuta, azatim hladi do 25 °C. Sada se pH-Vrednost može po potrebi doterati na za respektivno upotrebljenu dikarboksilnu kiselinu.

1

Po podešavanju pH-vrednost vodene kompozicije poželjno je izvesti prethodno opisanu fazu degasiranja.

2.3. Železohlorid (FeCl3) kao agens za umrežavanje koji nije prema ovom pronalasku

[0053] Dodavanje FeCl3rastvoru polivinil alkohola poželjno se izvodi na 25 °C sa snažnim mešanjem. FeCl3može biti prisutan u čvrstom stanju ili kao već rastvoren u vodi. Dodata količina FeCl3varira između 1 i 15 mas.%, u odnosu na 100 mas.% polivinil alkohola. Vreme mešanja je 15 minuta na 25 °C.

Podešavanje pH-vrednosti nije potrebno ako se ne koriste dalji agensi za umrežavanje. Ovde se takođe preporučuje faza degasiranja pre nanošenja na supstrat 12 koji treba da se premaže.

2.4. Poliakrilat kao agens za umrežavanje

[0054] Pod poliakrilatima u okviru ovog pronalaska podrazumevaju se derivati poliakrilne kiseline koji imaju opštu Formulu

u kojoj R je vodonik ili nesupstituisana ili supstituisana alkil grupa, naročito metilm, etil, 1-propil, 2-propil, 1-butil, 2-butil i/ili tert-butil. Poželjno je da je poliakrilna kiselina koja se koristi bude u ospegu molekularne mase od 2000 do 1500000 g/mol, naročito od 50000 do 500000 g/mol, jer je ova klasa dobro rastvorna u hladnoj vodi (20 °C). Dodata količina poliakrilne kiseline varira između 0,01 i 10 mas.%. Vreme mešanja je približno 15 min pri 25 °C do 60 °C. Po potrebi, pH-vrednost mešavine može se povećati dodatkom baznih aditiva kao što su KOH, NaOH ili slično. Pre primene preporučuje se faza degasiranja.

[0055] Alternativno u odnosu na mešač rastvarač, za rastvaranje PVOH ili proizvodnju vodenog rastvora sa pigmentima/puniocima/aditivima i umreživačem može se koristiti mešalica sa specijalnom posudom (proizvođač Viscojet) sa konično zašiljenim mlaznicama, koja sprečava ulazak mehura gasa u polimerni rastvor ili ulivenu polimernu disperziju. Ovim sredstvom za mešanje, moguće je rastvoriti PVOH ili njgeov kopolimer na blag i brz način i da se blago i uniformno uvedu druge komponente kao što su pigmenti, aditivi, umreživači, itd. Disperzija i rastvaranje sastojaka izvodi se slično kao u mešaču rastvaraču. Pojedinačni sastojci dodaju se u vodenu potporu, dobro se navlaže i distribuiraju uz pomoć mešalice sa specijalnom posudom.

1

[0056] Pogodni su dalji aditivi kao što su koloidne disperzije sa visokim sadržajem čvrste materije (45 -55 %). Kao koloidne čestice mogu se, na primer, koristiti organski polimeri koji imaju barijerni efekat u odnosu na hidrofobna jedinjenja ili ne ugrožavaju hidrofobni barijerni efekat.

2.5. Mešavine polivinil alkohola sa agensima za umrežavanje opisanim u 2.1. do 2.4.

[0057] Načelno prethodno pomenuti agensi za umrežavanje mogu se mešati po volji, npr. FeCl3sa dii/ili polikarboksilnim kiselinama i/ili dialdehidima.

[0058] Kao dalji aditivi pogodne su koloidne disperzije sa visokim sadržajem čvrste materije (45 - 55 %). Koloidne čestice mogu biti organski polimeri koji imaju barijerni efekat u odnosu na hidrofobna jedinjenja ili ne ugrožavaju hidrofobni barijerni efekat.

2.6. Uvođenje punilaca i/ili pigmenata

[0059] Punioci i/ili pigmenti sa poželjno sferičnim i/ili pločastim česticama dodaju se vodenoj kompiziciji u masenom procentu 5-60 % u odnosu na 100 mas.% polivinil alkohola (PVOH). Kao punioci i/ili pigmenti načelno su pogodne organske, neorganske i/ili organsko-neorgansko modificirane čestice, sa ili bez sposobnosti bubrenja u vodi.

[0060] Sferične čestice kao su čestice silicijum dioksida specifične površine od 200-500 g/m<2>mogu biti korišćene. Čestice silicijum dioksida mogu biti čvrste ili u vodenoj disperziji.Veličina tih čestice varira između 5-60 nm. Mogu se upotrebiti nemodificirane kao i (hidrofilno) modificirane čestice. Čestice se dodaju u opsegu od 10-60 % u odnosu na 100 mas.% PVOH.

[0061] Alternativno se mogu dodati mešavine sferičnih i pločastih čestica. Pločaste čestice kao što su kaolini i ljuspasti silikati (delimično ili potpuno pretvoreno u ljuspice), mogu biti primenjene na nemodifikoban ili modifikovan način. Ljuspasti silikati mogu biti sa funkcionalizovani alkoksisilanima koji imaju amino, epoksi ili merkapto grupe. Pored njih mogu se upotrebiti kaolin, montmorilonit, bentonit, vermikulit, hektorit, saponit, laponit, itd. ili njihove mešavine. U primeni kaolina može se primeniti tzv. "hyper-platy", tipa nanoskale sa faktorom oblika od najmanje 40. Poželjan je faktor oblika između 60 i 100 i i veličina od najviše 1 µm.

[0062] Mogu biti dodati dalji punioci kao prirodni i/ili sintetički alumosilikati sa određenim zapreminama pora od 3-10 Å, 8-13 Å i 10-15 Å ili više angstrema sami ili u kombinaciji sferičnim ili pločastim puniocima ili se mogu dodati kao njihove mešavine.

[0063] Kao punioci mogu se dalje koristiti prirodni organski punioci kao što su celulozna vlakna i/ili celulozna vlakna iz regenerata, naročito mikro- i nanovlaknasta celuloza. Ovi punioci mogu biti korišćeni sami ili ukombinaciji sa jednim ili više drugih punilaca.

[0064] U daljem ostvarenju previđeno je da vodena kompozicija bude načelno bez jedinjenja bora kao što je na primer boraks, bez silikata koji bubre u vodi, naročito bez bubrećih ljuspastih silikata, i/ili bez

2

vodonik sulfid proizvoda pripajanja kako bi se osigurala visoka hemijska i mehanička otpornost uz jednovremeno kompatibilnost sa hranom rezultujućeg barijernog sloja 22.

[0065] Pored punilaca i/ili pigmenata mogu se dodati aditivi u obliku koloidnih disperzija, koji pored barijernog dejstva prema hidrofilnim materijalima, povećavaju ukupan sadržaj čvrstog dela vodene kompozicije, a koji ne ili ne značajno variraju viskozitet.

3. Nanošenje vodene kompozicije

[0066] Vodena kompozicija proizvedena po prethodnim recepturama nanosi se na premazani ili poželjno nepremazani supstrat 12. Osnovni materijal 14 supstrata 12 sastoji se od kartona i ima površinsku masu između 200 g/m<2>i 800 g/m<2>.

3.1. Mogućnosti nanošenja i raspored slojeva

3.1.1. Nanošenje jednoslojnog mokrog filma

[0067] Supstrat 12 može biti, za proizvodnju jednog jedinog barijerni sloj 22, premazan vodenim kompozicijama sastavljenim od:

● polivinil alkohol glioksal (nije prema pronalasku);

● polivinil alkohol dikarboksilne kiseline;

● polivinil alkohol poliakrilne kiseline;

● polivinil alkohol dikarboksilne kiseline punioci i/ili pigmenti;

● polivinil alkohol poliakrilne kiseline dikarboksilne kiseline punioci i/ili pigmenti;

● polivinil alkohol FeCl3(nije prema pronalasku); ili

● polivinil alkohol mešavina različitih agenasa za umrežavanje;

● polivinil alkohol mešavina različitih agenasa za umrežavanje punioci i/ili pigmenti;

pri čemu premaz mokrog filma iznosi 3 do 15 g/m<2>.

[0068] Dalji primeri izvođenja u okviru ovog pronalaska, vodenih kompozicija dati su Tabeli 1. Date količine polivinil alkohola u Tabeli 1 uvek su prikazane kao 100 delova. Količine agenasa za umrežavanje uvek su date u odnosu na 100 delova polivinil alkohola.

Tabela 1: Sastojci vodene kompozicije

3.1.2. Višeslojno nanošenje

[0069] Kada se zahteva mogu se proizvesti višeslojni sistemi 20 slojeva sa dva, tri, četiri ili pet barijernih slojeva 22 nanetih jedna posle drugog. Kao prvi kondicioni premaz ili kao prajmer u ovom slučaju, može se takođe koristiti vodeni rastvor polivinil alkohola bez agensa za umrežavanje. Alternativno ili dodatno može se naneti sloj neumreženog polivinil alkohola između dva barijerna sloja 22 i/ili kao krajnji sloj 24 kao što je prikazano na Fig.1. Sloj od neumreženog ili umreženog polivinil alkohola može biti ispunjen puniocima i/ili pigmentima. Težina u suvom stanju svakog sloja 24 i/ili barijernog sloja 22 može ponovo da bude do 15 g/m<2>.

3.2. Sistemi za premazivanje

[0070] Sistemi 20 slojeva opisani u 3.1.1. i 3.1.2. mogu biti naneti alatima za nanošenje koji su uobičajeni u premazivanju i industriji papira, putem prskanja, rakela, livenja ili ekvivalentnim postupkom konturnog premazivanja. Odgovarajuće vrednosti parametara su na primer:

2

Valjkasti rakel: debljina mokrog filma 10, 20, 40, 60, 80 µm

Okvir za izvlačenja filma: promenljivo podešeni zazori, debljina mokrog filma 0-1000 µm

Okvir za izvlačenja filma: fiksni zazor: debljina mokrog filma 20, 4060, 70, 100, 120 µm

[0071] Ovi alati za nanošenje koriste se uz pomoć motorom upravljanog kontrolisanog sistema sa maksimalnom brzinom supstrata 12 od do 1000 m/min, na primer 80 mm/s ili 4,8-5 m/min za uniformno nanošenje.

[0072] Alternativno ili dodatno koristi se sistem za nanošenje mlaznicama, koji nanosi najmanje jedan barijerni sloj 22 ili sloj 24 , a najviše četiri sloja na kartonski supstrat 12 koji se jednovremeno kreće u horizintalnom pravcu. Mešanje vodenih kompozicija može se izvesti u komori mlaznice, otvoru mlaznice (širina otvora npr. 0.1-1.0 mm) ili izvan mlaznice na supstratu 12. Ovim postupkom nanošenja moguće su debljine mokrog filma preko 200 µm. Zahtevana količina isporuke vodene kompozicije rezultat je parametara "debljina sloja" i "maksimalna brzina" linearnog pogona.

4. Sušenje i umrežavanje mokrih filmova IC-radijacijom (IC), konvekcionim sušenjem (KS) i/ili UV-zračenjem (UV)

[0073] Rastvarač (voda) vodene kompozicije nanete na supstrat 12 eliminiše se infracrvenim i/ili konvekcionim sušačima. Oba tipa sušača mogu se koristiti pojedinačno, zajedno, sukcesivno ili nezavisno jedan od drugog. Temperature sušača oba tipa sušača mogu se na primer odabrati između 60°C i 200°C. Podešavanja ulazne odn. izlazne temperature sušača odn. kombinacije u sušaču poželjno se biraju tako da nastane sistem 20 slojeva bez mehurića. Zaostala vlaga u supstratu 12 od 7-9 mas.% može se koristiti kao kriterijum za tačno podešavanje temperature.

[0074] Pogodno je da se svi barijerni slojevi 22 ili slojevi 24 prvo suše sa IC i/ili KS. Tako dovedena toplota dovoljna je da suštinski kvantitatvno obavi unakrsno umrežavanje polivinil alkohola u vodenim kompozicijama koje obuhvataju dialdehide i/ili dikarboksilne kiseline, poli kiseline i/ili njihove mešavine kao agenasa za umrežavanje (videti 2.1 do 2.5).

[0075] Reakcija umrežavanja sa FeCl3je dvofazni postupak. Posle najmanje predominantnog uklanjanja rastvarača, najmanje pretežno suv premaz ozračuje se UV-svetlom. U tu svrhu, na primer, može se koristiti Hg-lampa sa visokim pritiskom pare. Izlaganje UV-aktivnog polivinil alkoholnog sloja iznosi oko 10 s pri snazi od oko 0,4 W/cm<2>sa zadatim intezitetom od 75 %.

[0076] Načelno poželjno je ozračivati sve vodene kompozicije, koje sadrže UV-aktivne agense za umrežavanje, UV-svetlom pre, tokom i/ili posle termalnog sušenja.

5. Postupak ispitivanja

5.1. Merenje barijernog efekta u odnosu na hidrofobne ugljovodonike

[0077] Ambalažni materijal 10 prikazan na.1 podvrgnut je ispitivanju na migraciju sa simulantom hrane Tenax<®>na bazi standarda DIN EN 1186-13 i DIN EN 14338, pri čemu je Tenax<®>nanet na sistem 20 slojeva ambalažnog materijala 10. Posle inkubacije migracione formulacije na određenoj temperaturi i vremenu , migrirajuće supstance su eluirane iz Tenax<®>n-Heksanom, a mineralna ulja ugljovodonika su zasebno razdvojena tečnom hromatografijom u dve različite reakcije, naime u frakciju zasićenih (mineralna ulja zasićenih ugljovodonika, MOSH) i frakciju aromatičnih ugljovodonika (mineralna ulja aromatičnih ugljovodonika, MOAH). Tako dobijene dve frakcije analizirane su gasnom hromatografijom i uhvaćene kao zbirni parametri, pri čemu su za procenu zbira signalnih površina korišćeni deuterisani n-Nonadekan ili dietilnaftalin. U odnosu na početnu količinu ugljovodoničnih mineralnih ulja koja se inicijalno može ekstrahovati iz sirovog ambalažnog materijala, koja određuje zbir svih komponenata koje mogu da migriraju, detektovano je u eluatu Tenax<®>manje od 1% svih supstanci koje mogu da migriraju. Prema tome, sprečeno je migriranje hidrofobnih ugljovodonika za više od 99 %, i zbog toga je uvek manje od 0,6mg/kg za mineralna ulja kod upakovane hrane.

[0078] Za maksimalnu tranziciju MOSH privremeno je podešena vrednost od 0,6 mg/kg. Na osnovu toga, ugljovodonična jedinjenja sa ugljeničnim brojem između 10 i 16 iz BfR 2011 podešena je privremena vrednost od 12 mg/kg. Za MOAH komponente prema nacrtu 22-og Pravilnika za menjanje hrane i Zakonu o potrošnim dobrima (Pravilnik o mineralnom ulju) ne sme se detektovati vrednost od 0,15 mg/kg . Migriranje hidrofobnih jedinjenja je prema tome ispod zahtevane vrednosti od 0,12 mg/kg.

5.2. Struktura sloja

[0079] Radi karakterisanja strukture sloja sistema 20 slojeva napravljen je presek poludebljine, na osnovu koga su pojedinačni slojevi 22a, 22b i 24 spektroskopsi identifikovani optičkim i IC ili Roman mikroskopom. Utvrđivanje bliskosti i uniformnosti nanetih slojeva izvedeno je pomoću FTIR-mikroskopije.

6. Dalja ostvarenja

[0080] U nastavku su specificirana dalja ostvarenja ambalažnog materijala 10 prema ovom pronalasku. Ukoliko nije drugačije navedeno, proizvodnja je obavljena na gore opisan način.

6.1. Primer 1 (nije prema pronalasku)

[0081] U nastavku prvo je objašnjena proizvodnja premazanog supstrata 12:

Osnovni materijal 14: karton površinske mase između 200-800 g/m<2>, poželjno nepremazan Kompozicija (ne-umrežavajuća) za premazivanje:

● vodeni rastvor polivinil alkohola (Elvanol 90-50 ili Elvanol 85-82, Dupont odn. njihove mešavine)

2

● Sadržaj čvrste materije: 10,00 mas.%

Premazivanje kartonskog osnovnog materijala 14 kompozicijom (40-200 µm debljina mokrog filma) Postupak nanošenja: Rakelom, vazdušnom četkom, mlaznicom

Brzina supstrata 12: do 1000 m/min

Sušenje: IC i konvekcija do dostizanja zaostale vlage od 5-7 % u osnovnom materijalu 14.

[0082] Na ovaj način proizveden supstrat 12 može biti primenjen kao polazni materijal za nanošenje jednog ili više barijernih slojeva 22.

6.2. Primer 2 (nije prema pronalasku)

[0083]

Osnovni materijal 14: karton površinske mase između 200-800 g/m<2>, poželjno nepremazan Vodena kompozicija (umrežavajuća):

● vodeni rastvor polivinil alkohola (Elvanol 90-50 ili Elvanol 85-82, Dupont odn. njihove mešavine), pigmenti (prema tački 2.5)

● Kao umreživači smatraju se u tački 3.1.1 navedeni umreživači ili njihove mešavine

● Sadržaj čvrste materije: do 25,00 mas.%

Premazivanje kartonskog osnovnog materijala 14 vodenom kompozicijom (40-200 µm debljina mokrog filma)

Postupak nanošenja: Rakelom, vazdušnom četkom, mlaznicom

Brzina supstrata 12: do 1000 m/min

Sušenje: IC i konvekcija do dostizanja zaostale vlage od 5-7 % u osnovnom materijalu 14

6.3. Primer 3 (nije prema pronalasku)

[0084]

Osnovni materijal 14: karton površinske mase između 200-800 g/m<2>, poželjno nepremazan Kompozicija (ne-umrežavajuća):

● vodeni rastvor polivinil alkohola (Elvanol 90-50 ili Elvanol 85-82, Dupont odn. njihove mešavine), ispunjen pigmentima (videti tačka 2.5)

● Sadržaj čvrste materije: do 25,00 mas.%

Premazivanje kartonskog osnovnog materijala 14 odn. supstrata 12 kompozicijom (40-200 µm debljina mokrog filma)

Postupak nanošenja: Rakelom, vazdušnom četkom, mlaznicom

Brzina supstrata 12: do 1000 m/min

2

6.4. Primer 4 (nije prema pronalasku)

[0085]

Osnovni materijal 14: karton površinske mase između 200-800 g/m<2>, poželjno nepremazan Kompozicija (fizički umrežavajuća):

● vodeni rastvor polivinil alkohola (Elvanol 90-50 ili Elvanol 85-82, Dupont odn. njihove mešavine), ispinjen alumosilikatima i karboksimetilcelulozom

● Sadržaj čvrste materije: 12 mas.%

Premazivanje kartonskog osnovnog materijala 14 kompozicijom (40-200 µm debljina mokrog filma) Postupak nanošenja: mlaznicom, jednoslojno nanošenje

Brzina osnovnog materijala: do 1000 m/min

Sušenje: IC i konvekcija do dostizanja zaostale vlage od 5-7 % u kartonu

6.5. Primer 5 (nije prema pronalasku)

[0086]

Supstrat 12: karton površinske mase između 200-800 g/m<2>, premazan ili poželjno nepremazan Vodena kompozicija (termički umrežavajuća odn. otvrdnjavajuća):

● vodeni PVOH-rastvor, sadržaj čvrste materije 10 mas.% (Elvanol 85-82 odn. Elvanol 90-50 i njihove mešavine, Dupont), 100 delova

● maelinska kiselina, p. a. (Sigma), 5 delova u odnosu na 100 delova PVOH

Premazivanje supstrata vodenom kompozicijom (1-slojni nanos, 40-200 µm debljina mokrog filma) Postupak nanošenja: mlaznicom, jednoslojno nanošenje

Brzina supstrata 12: do 1000 m/min

6.6. Primer 6 (nije prema pronalasku)

[0087]

Osnovni materijal 14: karton površinske mase između 200-800 g/m<2>, premazan ili poželjno nepremazan Vodena kompozicija (UV-otvrdnjavajuća):

● vodeni FeCl3-rastvor (Donau Chemie), sadržaj čvrste materije 46,33 mas.%, 6,7 delova u odnosu na 100 delova PVOH

2

Brzina osnovnog materijala: do 1000 m/min

UV otvrdnjavanje sa Hg-lampom visokog pritiska pare, 10 s osvetljenje, snagom od 0,4 W/cm<2>

6.7. Primer 7 (nije prema pronalasku)

[0088]

Osnovni materijal 14: karton površinske mase između 200-800 g/m<2>, premazan ili poželjno nepremazan Vodena kompozicija (termički otvrdnjavajuća):

● vodeni PVOH-rastvor, sadržaj čvrste materije 10 mas.% (PVOH-8582 odn. Elvanol 9050 i njihove mešavine, Dupont), 100 delova

● Glioksal (40%-ni vodeni rastvor, BASF), 12,6 delova u odnosu na 100 delova PVOH Premazivanje supstrata vodenom kompozicijom (1-slojni nanos, 40-200 µm debljina mokrog filma) Postupak nanošenja: mlaznicom, jednoslojno nanošenje

Brzina osnovnog materijala: do 1000 m/min

Sušenje: IC i konvekcija do dostizanja zaostale vlage od 5-7 % u kartonskom osnovnom materijalu 14.

6.8. Primer 8 (nije prema pronalasku)

[0089]

Osnovni materijal 14: papir površinske mase između 50-150 g/m<2>, premazan ili poželjno nepremazan Vodena kompozicija (termički otvrdnjavajuća):

● vodeni PVOH-rastvor, sadržaj čvrste materije 10 mas.% (PVOH-8582 odn. Elvanol 9050 odn.

njihove mešavine, Dupont), 100 delova

● poliakrilna kiselina, 0,01-5,0 delova u odnosu na 100 delova PVOH

Brzina osnovnog materijala: do 1000 m/min

6.9. Primer 9 (nije prema pronalasku)

[0090]

Osnovni materijal 14: karton površinske mase između 200-800 g/m<2>, premazan ili poželjno nepremazan Kompozicije: kombinacija iz Primera 1 i Primera 2, Primera 1 i Primera 3, Primera 1 i Primera 4, Primera 1 i Primera 5, Primera 1 i Primera 6, Primera 1 i Primera 7, ili Primera 1 i Primera 8

Nanet je premaz iz Primera 1 najdonji sloj na osnovnom materijalu, na to je nanet premaz prema recepturi iz Primera 2, 3, 4, 5, 6, 7 ili 8 i/ili dvostruke ili trostruke kombinacije ovih primera.

Višeslojni nanos, respektivno 80-200 µm debljina mokrog filma

2

Brzina osnovnog materijala: do 1000 m/min

Postupak nanošenja: Rakelom, mlaznicom

6.10. Primer 10

[0091]

Osnovni materijal: karton površinske mase između 200-800 g/m<2>, premazan ili poželjno nepremazan Kompozicije:

Kombinacija 2 premaza (vodene kompozicije) iz Primera 1 i jedan premaz iz Primera 2 do Primera 8. Premaz iz Primera 1 u ovoj primeni upotrebljen je kao prekrivni sloj, koji služi kao zaštitni na spoljnoj strani 16 supstrata 12 protiv istezanja i kompresije (sile, koje nastaju u operacijama nabiranja i izbijanja). Prekrivni sloj se lako štampa i lepi.

Višeslojni nanos, respektivno 80-200 µm debljina mokrog filma

Postupak nanošenja: Rakelom, mlaznicom

Brzina osnovnog materijala: do 1000 m/min

Sušenje: IC i konvekcija do dostizanja zaostale vlage od 5-7 % u kartonu.

6.11. Primer 11 (nije prema pronalasku)

[0092]

Vodeni PVOH-rastvor (Elvanol 9050 ili Elvanol 8582, Selvol 103 ili 107, Mowiol 15-99 ili 9-98, Exceval Aq 4104 ili njihove mešavine).

Debljina mokrog filma: 20 - 200 µm.

Sadržaji čvrste materije u PVOH Rastvorima: najviše 30 mas.%

Ukupni sadržaji čvrstog dela ispunjenih PVOH Rastvora uključujući umreživač: 35 - 45 mas.%. Sušenje do dostizanja zaostale vlage između 7 i 9 mas.% u osnovnom materijalu 14.

6.12. Primer 12 (nije prema pronalasku)

[0093]

Vodena kompozicija: PVOH-sadržaj najviše 30 mas.%, ispunjen pigmentima, dodatak koloidne poliakrilatne disperzije kao aditiva

Ukupan sadržaj čvrstog dela vodene kompozicije: max.45 mas.%

Dalja prerada kao u prethodnim primerima izvođenja.

6.13. Primer 13 (nije prema pronalasku)

2

Vodena kompozicija: PVOH-sadržaj najviše 30 mas.%, ispunjena pigmentima, dodatak mikrokristalne celuloze (max.1%) i akrilatne disperzije kao aditiva; ukupan sadržaj čvrstog dela: max.45 mas.% Dalja prerada kao u prethodnim primerima izvođenja.

6.14. Primer 14

[0095] Kombinacija dve različite vodene kompozicije (premaza) iz prethodnih primera izvođenja za proizvodnju dva različita barijerna sloja 22a, 22b.

[0096] Dalja prerada kao u prethodnim primerima izvođenja.

6.15. Primer 15 (nije prema pronalasku)

[0097]

● vodeni rastvor polivinil alkohola (Selvol 103 ili Selvol 107, Sekisui, Exceval, Kuraray odn. njihove mešavine)

● Sadržaj čvrste materije PVOH (=ukupan sadržaj čvrstog dela): 30,00 mas.%

Premazivanje kartonskog osnovnog materijala 14 kompozicijom (10-200 µm debljina mokrog filma) Postupak nanošenja: Rakelom, mlaznicom pri 30 do 80 °C

Brzina supstrata 12: do 1000 m/min

Sušenje: IC i konvekcija do dostizanja od 7-10 % zaostale vlage u osnovnom materijalu 14.

Na ovaj način proizveden supstrat 12 može biti primenjen kao polazni materijal za nanošenje jednog ili više barijernih slojeva 22.

6.16. Primer 16

[0098]

● vodeni rastvor polivinil alkohola (Selvol 103 ili Selvol 107, Sekisui, Exceval, Kuraray odn. njihove mešavine), pigmenti

● kao umreživači smatraju se prethodno navedeni umreživači ili njihove mešavine

● ukupan sadržaj čvrstog dela: do 45,00 mas.%

Premazivanje kartonskog osnovnog materijala 14 vodenom kompozicijom (10-200 µm debljina mokrog filma)

Postupak nanošenja: Rakelom, mlaznicom pri 30 do 80°C

Brzina supstrata 12: do 1000 m/min

Sušenje: IC i konvekcija do dostizanja od 7-10 % zaostale vlage u osnovnom materijalu 14

6.17. Primer 17

[0099]

Osnovni materijal 14: karton površinske mase između 200-800 g/m<2>, poželjno nepremazan Vodena kompozicija, umrežavajuća, bez punioca:

● ukupan sadržaj čvrstog dela: do 30,00 mas.%

Postupak nanošenja: Rakelom, mlaznicom pri 30 do 80°C

Brzina supstrata 12: do 1000 m/min

6.18. Primer 18 (nije prema pronalasku)

[0100]

Osnovni materijal 14: karton površinske mase između 200-800 g/m<2>, poželjno nepremazan Vodena kompozicija (fizički umrežavajuća):

● vodeni rastvor polivinil alkohola (Selvol 103 ili Selvol 107, Sekisui, Exceval, Kuraray odn. njihove mešavine), koloidna disperzija poli(met)akrilata i Karboksimetilceluloza

● ukupan sadržaj čvrstog dela: 25-45 mas.%

Premazivanje kartonskog osnovnog materijala 14 kompozicijom (10-200 µm debljina mokrog filma) Postupak nanošenja: mlaznicom, jednoslojno nanošenje pri 30 do 80°C

Brzina osnovnog materijala: do 1000 m/min

Sušenje: IC i konvekcija do dostizanja od 7-10% zaostale vlage u kartonu

6.19. Primer 19

[0101]

Supstrat 12 odn. osnovni materijal 14: karton površinske mase između 200-800 g/m<2>, premazan ili poželjno nepremazan

Vodena kompozicija (termički umrežavajuća odn. otvrdnjavajuća):

1

● vodeni PVOH-rastvor, sadržaj čvrste materije 10-20 mas.% (Selvol 103 ili Selvol 107, Sekisui, Exceval, Kuraray odn. njihove mešavine), 100 delova

● pigmenti, 60 delova u odnosu na 100 delova PVOH

● maelinska kiselina (DSM) kao umreživač, 5 delova u odnosu na 100 delova PVOH

● ukupan sadržaj čvrstog dela: 26-35 mas.%

Premazivanje supstrata 12 vodenom kompozicijom (1-slojni nanos, 10-200 µm debljina mokrog filma) Postupak nanošenja: mlaznicom, jednoslojno nanošenje pri 30 do 80°C

Brzina supstrata 12: do 1000 m/min

6.20. Primer 20

[0102]

Vodena kompozicija (termički umrežavajuća):

● vodeni PVOH-rastvor, sadržaj čvrste materije 10-22 mas.% (Selvol 103 ili Selvol 107, Sekisui, Exceval, Kuraray odn. njihove mešavine), 100 delova

● pigmenti, 20-50 delova u odnosu na 100 delova PVOH

● maelinska kiselina kao umreživač, 5-10 delova u odnosu na 100 delova PVOH

● ukupan sadržaj čvrstog dela: 26-35 mas.%

Premazivanje supstrata vodenom kompozicijom (1-slojni nanos, 10-200 µm debljina mokrog filma) Postupak nanošenja: mlaznicom, jednoslojno nanošenje pri 30 do 80°C

Brzina supstrata 12: do 1000 m/min

6.21. Primer 21

[0103]

● vodeni rastvor polivinil alkohola (Selvol 103 ili Selvol 107, Sekisui, Exceval, Kuraray odn. njihove mešavine), 100 delova

● koloidna disperzija polimera, 20-40 delova u odnosu na 100 delova PVOH

● pigmenti, 20-50 delova u odnosu na 100 delova PVOH

● umreživač odn. njihove mešavine, 5-10 delova u odnosu na 100 delova PVOH

● ukupan sadržaj čvrstog dela: 26-45 mas.%

2

6.22. Primer 22

[0104] Nanošenje jednog od prethodnih ostvarenja dvostrukim prorezom.

[0105] Višak vodene kompozicije sakuplja se na različite načine deljenjem vodene kompozicije u dve komore i naknadnom kombinacijom u jednom kontejneru.

6.23. Dalji primeri

[0106] Na bazi prethodno pomenutih receptura moguće su dalje varijacije i kombinacije:

Alternativni umreživač:

● 6,7 % FeCl3u odnosu na 100 % PVOH (odn. PVOH-kopolimer) (nije prema pronalasku)

● 12,6 % Glioksal u odnosu na 100 % PVOH (odn. PVOH-kopolimer) (nije prema pronalasku) ● 0,01 do 5 % poli(met)akrilna kiselina (disperzija) u odnosu na 100 % PVOH

[0107] Nanošenje jedno- i višeslojnih premaza pomoću rakela ili mlaznice pri čemu se mogu primeniti kompozicije iz Primera 12, 13 i 17 kao sloj za kondicioniranje.

Koloidne Disperzije/Suspenzije

[0108] Koloidi su makroskopski delići , koji se raspodeljuju u veličini od 1 - 1000 nm, u homogeni disperzioni medijum. Koloidne disperzije su bezbojne, ako je stepen fragmentacije koloida na 500 nm. Između ostalog, stabilnost koloida zavisi od faktora pH-vrednosti ,disperzanta, aditiva (površinski aktivni agensi), naginjanju stvaranja micelijuma, itd. O koloidnim česticama na npr. u vodenom sistemu govori se ukoliko je molekularna masa (Mr) > 1000 g/mol. Ukoliko čestice imaju Mr < 1000 g/mol, onda se govori o molekularnim rastvorima. Disperzije su sastavljene od makromolekulskih molekula koji mogu biti delimično ili potpuno umreženi i koji se više ne rastvaraju usled njihove molekularne mase. Primeri za polimerne, polarne disperzije su:

● poli(met)akrilat,

● polimetilmetakrilat

● polietilenglikolakrilat

● poliamid

● poliester (npr. estar akrilne kiseline, vinilestar, biopolimeri kao estar polimlečne kiseline, PHA, polihidroksibutirat, PHB)

● poliuretan

● stirol-butadien-kopolimeri

● ugljenohidratni koloidi kao što je celuloza, štirak, dekstrin, hitosan

Claims

● proteini ● polivinilakrilatne disperzije odn. njihove kopolimerne disperzije. [0109] Dalje, postoje i organsko-neorganske hibridne polimerne disperzije, koje su prisutne na koloidan način. Njihovi primeri su Tetraortosilikati (TEOS), koji su modifikovani funkcionalnim organskim grupama putem Sol-Gel reakcije. Svi neorganski pigmenti, punioci, aditivi, katalizatori koji imaju veličinu čestica od nekoliko nm do više µm mogu se dispergovati u tečnoj, čvrstoj ili gasovitoj fazi (primenjuje se na sve koloide), spadaju u grupu neorganskih koloida. [0110] Prethodno specificirani parametri za određivanje uslova postupka i merenja radi karakterizacije određenih svojstava ovog pronalaska takođe se smatraju obuhvaćeni opsegom ovog pronalaska, unutar opsega odstupanja – na primer grešaka u merenju, grešaka sistema, grešaka odmeravanja, DIN-tolerancija i slično. Patentni zahtevi 1. Postupak za proizvodnju premazanog ambalažnog materijala (10), koji obuhvata najmanje faze: a) Obezbeđivanja supstrata (12), koji ima osnovni materijal (14) od pulpe, spoljnu stranu (16) okrenutu od predmeta pakovanja, kao i unutrašnju stranu (18) okrenutu ka predmetu pakovanja, pri čemu je osnovni materijal (14) premazan ili nepremazan papir, premazan ili nepremazan karton, ili premazana ili nepremazana lepenka; b) Premazivanja najmanje unutrašnje strane (18) supstrata najmanje jednim slojem vodene kompozicije, koja obuhvata najmanje polivinil alkohol i/ili najmanje jedan kopolimer polivinil alkohola kao i agens za umrežavanje, pri čemu vodena kompozicija ima najviše 40 mas.% polivinil alkohola i/ili kopolimera polivinil alkohola i ukupan sadržaj čvrstog dela od najmanje 26 mas.% i najviše 55 mas.%, gde se kao agens za umrežavanje koristi malonska kiselina, glutanska kiselina, adipinska kiselina, limunska kiselina, butanetetrakarboksilna kiselina, maleinska kiselina i/ili bilo koja njihova mešavina, pri čemu je pH vodene kompozicije podešena na vrednost između 1,0 i 5,0 pre nanošenja na supstrat (12); c) Sušenja sloja i umrežavanja polivinil alkohola i/ili kopolimera polivinil alkohola agensom za umrežavanje uz stvaranje barijernog sloja (22a, 22b) za hidrofobna jedinjenja, pri čemu agens za umrežavanje doprinosi obrazovanju trodimenzionalne mreže reagovanjem sa polivinil alkoholom i/ili kopolimerom polivinil alkohola.
2. Postupak prema zahtevu 1, 4 n a z n a č e n t i m e, što se koristi vodena kompozicija: - sa sadržajem polivinil alkohola i/ili kopolimera polivinil alkohola između 2 mas.% i 35 mas.%, naročito između 10 mas.% i 32 mas.%, a poželjno između 26 mas.% i 30 mas.%; i/ili - sa ukupnim sadržajem čvrstog dela između 26 mas.% i 52 mas.%, naročito između 26 mas.% i 50 mas.%, a poželjno između 26 mas.% i 45 mas.%; i/ili - sa sadržajem vode od najmanje 45 mas.%, naročito od najmanje 55 mas.%, a poželjno sa sadržajem vode između 65 mas.% i 70 mas.%.
3. Postupak prema bilo kom od zahteva 1 ili 2, n a z n a č e n t i m e, što se koristi polivinil alkohol i/ili kopolimer polivinil alkohola sa: - stepenom hidrolize između 75 % i 100 %, naročito između 80 % i 99,9 %; i/ili - stepenom polimerizacije između 100 i 3000, naročito između 120 i 1200, a poželjno između 150 i 650; i/ili - srednjom molekulskom masom između 11000 g/mol i 60000 g/mol, naročito između 13000 g/mol i 23000 g/mol i/ili između 31000 g/mol i 50000 g/mol.
4. Postupak prema bilo kom od zahteva 1 do 3, n a z n a č e n t i m e, što se koristi vodena kompozicija koja obuhvata najmanje jedan dalji polimer i/ili kopolimer kao aditiv.
5. Postupak prema zahtevu 4, n a z n a č e n t i m e, što su najmanje jedan dalji polimer i/ili kopolimer dispergovani u vodenoj kompoziciji i/ili što se najmanje jedan dalji polimer i/ili kopolimer bira iz grupe koja obuhvata poli(met)akrilat, polimetil(met)akrilat, poliamide, biopolimere, naročito hitosan, poliuretan, polivinilakrilat, poliester, naročito estar poli(met)akrilne kiseline, polivinilestar, estar polimlečne kiseline, polihidroksialkanoat, polihidroksibutirat i/ili polihidroksibuterna kiselina, i/ili njihove kompolimere.
6. Postupak prema bilo kom od zahteva 1 do 5, n a z n a č e n t i m e, što se kao dalji agens za umrežavanje koristi tetraetilortosilikat; i/ili poliakrilna kiselina, polialkilakrilna kiselina, naročito polimetakrilna kiselina i/ili polietilakrilna kiselina, i/ili bilo koja njihova mešavina i/ili njihov polimerizat i/ili kopolimerizat.
7. Postupak prema bilo kom od zahteva 1 do 6, n a z n a č e n t i m e, što se koristi vodena kompozicija koja računato na 100 masenih delova polivinil alkohola i/ili kopolimera polivinil alkohola obuhvata između 0,01 i 55 masenih delova agensa za umrežavanje i/ili između 1 i 60 masenih delova punioca i/ili pigmenta.
8. Postupak prema zahtevu 7, n a z n a č e n t i m e, što se koristi punilac i/ili pigment, koji je otporan na kiselinu i/ili najmanje suštinski imaju sferičnu i/ili pločastu geometriju čestica.
9. Postupak prema bilo kom od zahteva 1 do 8, n a z n a č e n t i m e, što se koristi vodena kompozicija koja ima viskozitet između 150 mPas i 2500 mPas, naročito između 200 mPas i 1700 mPas.
10. Postupak prema bilo kom od zahteva 1 do 9, n a z n a č e n t i m e, što se takva vodena kompozicija nanosi na supstrat (12), što daje površinsku suvu masu između 1 g/m<2>i 20 g/m<2>, naročito između 3 g/m<2>i 15 g/m<2>, i/ili što se takva vodena kompozicija nanosi na supstrat (12), što obuhvata sloj debljine mokrog flima između 1 µm i 1000 µm, naročito između 10 µm i 200 µm.
11. Postupak prema bilo kom od zahteva 1 do 10, n a z n a č e n t i m e, što se vodena kompozicija nanosi na supstrat (12) postupkom ravnog prevlačenja, naročito rakelom, nožem i/ili štamparskom presom, i/ili putem postupka konturnog nanošenja, naročito putem livenja, prskanja, nanošenja zavesom i/ili vazdušnom četkom.
12. Postupak prema bilo kom od zahteva 1 do 11, n a z n a č e n t i m e, što se vodena kompozicija nanosi na supstrat (12) na temeperaturi između 30°C i 85°C, naročito između 35°C i 80°C.
13. Postupak prema bilo kom od zahteva 1 do 12, n a z n a č e n t i m e, što se premazan supstrat (12) u fazi c) suši infracrvenim zračenjem i/ili konvekcijom i/ili pod UV-zračenjem i/ili što se premazan supstrat (12) suši do zaostale vlage između 3 mas.% i 12 mas.%, naročito između 6 mas.% i 10 mas.%.
14. Postupak prema bilo kom od zahteva 1 do 13, n a z n a č e n t i m e, što je u fazi a) obezbeđen supstrat (12), koji obuhvata osnovni materijal (14), čija je spoljna strana (16) predviđena da bude sa jednim slojem za kondicioniranje i/ili jednim prekrivnim slojem.
15. Postupak prema bilo kom od zahteva 1 do 14, n a z n a č e n t i m e, što se supstrat (12) prema fazi c) premazuje jednom dodatnom vodenom kompozicijom, pri čemu ta dalja vodena kompozicija obuhvata najmanje polivinil alkohol i/ili kopolimer polivinil alkohola i što je bez agensa za umrežavanje.
16. Ambalažni materijal (10), koji obuhvata: - supstrat (12), koji je osnovni materijal (14) od celuloze, obuhvata jednu spoljnu stranu (16) okrenutu od upakovane robe kao i unutrašnju stranu (18) okrenutu ka upakovanoj robi, pri čemu je osnovni materijal (14) premazani ili nepremazani papir, premazani ili nepremazani karton ili premazana ili nepremazana lepenka; i - sistem (20) slojeva nanet na unutrašnju stranu (18) supstrata (12), koji ima najmanje jedan barijerni sloj (22a, 22b) za hidrofobna jedinjenjenja, n a z n a č e n t i m e, što barijerni sloj (22a, 22b) na unutrašnjoj strani (18) osnovnog materijala (14) obuhvata pomoću agensa za umrežavanje umreženi kopolimer polivinil alkohola radi formiranja trodimenzionalne mreže, pri čemu je agens za umrežavanje najmanje jedna malonska kiselina, glutarna kiselina, adipinska kiselina, limunska kiselina, butantetrakarboksilna kiselina, maleinska kiselina i/ili njihove mešavine, i pri čemu se kopolimer polivinil alkohola sastoji od najmanje 20 mol% monomera opšte Formule

i što, pored moguće postojećih nehidrolizovanih monomera vinilacetata, obuhvata još najmanje jedan dalji tip monomera.
17. Ambalažni materijal (10) prema zahtevu 16, n a z n a č e n t i m e, što se barijerni sloj (22a, 22b) sastoji najmanje pretežno od umreženog kopolimera polivinil alkohola.
18. Ambalažni materijal (10) prema zahtevu 16 ili 17, n a z n a č e n t i m e, što sistem (20) slojeva obuhvata najmanje dva barijerna sloja (22a, 22b) od umreženog kopolimera polivinil alkohola, pri čemu najmanje jedan barijerni sloj (22a, 22b) pogodno obuhvata najmanje jedan punilac i/ili najmanje jedan pigment.
19. Ambalažni materijal (10) prema zahtevu 18, n a z n a č e n t i m e, što najmanje dva barijerna sloja (22a, 22b) obuhvataju kopolimere polivinil alkohola sa različitim stepenom umrežavanja i/ili kopolimere polivinil alkohola sa različitim stepenima hidrolize i/ili kopolimere polivinil alkohola umrežene različitim agensima za umrežavanje.
20. Ambalažni materijal (10) prema bilo kom od zahteva 16 do 19, n a z n a č e n t i m e, što sistem (20) slojeva obuhvata najmanje jedan sloj (24), koji sadrži neumreženi polivinil alkohol i/ili neumreženi kopolimer polivinil alkohola, pri čemu je sloj (24) neumreženog polivinil alkohola i/ili neumreženog kopolimera polivinil alkohola smešten između dva barijerna sloja (22a, 22b) i/ili je na strani barijernog sloja (22a, 22b) okrenut od osnovnog materijala (14).