DE102022100769A1

DE102022100769A1 - Verpackungslagenmaterial mit einer Faserlage und lokal durchlässiger Barrierelage

Info

Publication number: DE102022100769A1
Application number: DE102022100769.3A
Authority: DE
Inventors: Thomas Klaus; Frank Skupin
Original assignee: Huhtamaki Flexible Packaging Germany GmbH and Co KG
Current assignee: Huhtamaki Flexible Packaging Germany GmbH and Co KG
Priority date: 2022-01-13
Filing date: 2022-01-13
Publication date: 2023-07-13

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verpackungslagenmaterial (12), umfassend eine Faserlage (30) mit faserhaltigem Material und eine ein Polymermaterial umfassende Barrierelagenanordnung (20), wobei die Barrierelagenanordnung (20) lokal in einem Verankerungs-Flächenbereich (24) wenigstens eine Durchgangsöffnung (26) aufweist, durch welche hindurch faserhaltiges Material der Faserlage (30) für ein auf eine von der Faserlage (30) abgewandte Seite der Barrierelagenanordnung (20) aufgetragenes fließfähiges Medium (22) erreichbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verpackungslagenmaterial, umfassend eine Faserlage mit faserhaltigem Material sowie eine Barrierelagenanordnung.
Das Verpackungslagenmaterial ist insbesondere dazu vorgesehen, Spitztütenverpackungen zu bilden, wie sie beispielsweise zur Verpackung vorkonfektionierter Speiseeisprodukte verwendet werden. Eine solche Spitztütenverpackung ist beispielsweise bekannt aus der DE 10 2009 024 194 A1 .
Die Faserlage mit oder aus faserhaltigem Material bildet die Basislage des Verpackungslagenmaterials, welche wenigstens die Barrierelagenanordnung und gegebenenfalls weitere Lagen trägt. Die Faserlage ist in der Regel gut bedruckbar, weshalb sie an ihrer späteren Außenseite bzw. Betrachtungsseite Druckauftrag zur Verbraucherinformation oder/und zur werblichen Herausstellung des verpackten Produkts aufweist.
An ihrer zum verpackten Produkt weisenden späteren Innenseite bzw. Produktseite ist das faserhaltige Material der Faserlage aufgrund seiner porösen Struktur und der daraus häufig folgenden kapillaren Saugwirkung besonders empfindlich gegen fließfähige, auch langsam fließfähige, Medien, welche im Falle eines Eindringens in die Faserlage deren optisches Erscheinungsbild nachteilig verändern. Zu diesen fließfähigen Medien zählen insbesondere Wasser bzw. Feuchtigkeit, Öle und Fette, aber auch das verpackte Produkt oxidierender Sauerstoff.
Um die Faserlage vor dem Einfluss fließfähiger Medien auf der Produktseite zu schützen, befindet sich auf der Produktseite der Faserlage die oben genannte Barrierelagenanordnung. In der Vergangenheit war dies häufig eine Metallschicht, insbesondere Aluminiumschicht, welche eine besonders hohe Barrierewirkung gegenüber Sauerstoff, Wasserdampf, Feuchtigkeit, Flüssigkeit, Ölen und Fetten aufweist.
Zunehmende Fokussierung auf nachhaltige Verpackungsmaterialien lassen derartige Metall-Papier-Verbünde aufgrund des nach dem Gebrauch einer daraus gebildeten Verpackung entstehenden Abfalls und der Schwierigkeiten bei dessen Wiederaufbereitung zunehmend unattraktiv erscheinen. Darüber hinaus ist die Erzeugung von Metallfolien sehr energieintensiv.
Im Stand der Technik sind neben Metalllagen auch bestimmte Barrierepolymere, wie etwa EVOH (Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer) und PVOH (Polyvinylalkohol) bekannt, welche ebenfalls gute Barrierewirkungen gegen Sauerstoff, Fette, Öle und zum Teil auch Feuchtigkeit bereitstellen. Derartige Barrierepolymere sind mit geringerem Energieaufwand herstellbar und in einem Lagenmaterial anordenbar. Darüber hinaus sind sie in nachgelagerten Recyclingsprozessen einfacher handhabbar als die bekannten Metallfolien.
Zur Bildung einer Verpackung wird ganz allgemein häufig ein erster Bereich eines Verpackungslagenmaterials mit einem zweiten Bereich eines Verpackungslagenmaterials überlappt und im Überlappungsbereich „innen gegen außen“ adhäsiv verbunden, in der Regel durch ein eigens dafür lokal heiß aufgetragenes Hotmelt-Material. Der erste und der zweite Bereich können dabei, müssen jedoch nicht, Bereiche ein und desselben Verpackungslagenmaterial-Rohlings sein, wobei dann die geschilderte Überlappung durch Rollen oder Falten des Verpackungslagenmaterial-Rohlings gebildet wird. An der Verpackung liegen sich also im Überlappungsbereich eine Außenseite und eine Produktseite eines bzw. des Verpackungslagenmaterials gegenüber, wobei sich zwischen diesen bevorzugt ein heiß aufgetragener Hotmelt-Klebstoff befindet, um die überlappenden Bereiche miteinander zu verbinden.
Es hat sich leider herausgestellt, dass gängige Hotmelt-Klebstoffe an Barrierepolymeren eine so geringe Adhäsionswirkung haben, dass häufig die Rückstellkraft der gerollten oder/und gefalteten Faserlage ausreicht, eine zunächst zur Bildung einer Verpackung hergestellte Verklebung eines Überlappungsbereichs wieder zu lösen.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verpackungslagenmaterial mit einer Faserlage und einer Barrierelagenanordnung mit einem Barrierepolymer bereitzustellen, welches eine ausreichend feste Verbindung von innen gegen außen überlappten Bereichen des Verpackungslagenmaterials mit einem bewährten und zur Anwendung an Lebensmittelverpackungen zugelassenen Klebstoff, insbesondere Hotmelt-Klebstoff ermöglicht.
Diese Aufgabe löst die vorliegende Erfindung durch ein Verpackungslagenmaterial, umfassend:

- eine Faserlage mit faserhaltigem Material und
- eine ein Polymermaterial umfassende Barrierelagenanordnung,

Diese Lösung ist insofern überraschend, als die Barrierelagenanordnung, welche üblicherweise zur Erfüllung ihrer Barriereaufgaben eine möglichst geschlossene Haut bilden soll, gezielt mit wenigstens einer Durchgangsöffnung ausgebildet ist, durch welche hindurch genau jenes faserhaltige Material der Faserlage für fließfähiges Medium erreichbar ist, das die Barrierelagenanordnung eigentlich vor fließfähigen Medien schützen soll.
Das fließfähige Medium, welches zum Durchgang durch die Durchgangsöffnung vorgesehen ist, ist jedoch nicht Fett, Öl, Sauerstoff, Feuchtigkeit, Wasserdampf oder Wasser, sondern Klebstoff, welcher bei der Herstellung einer Verpackung aus dem Verpackungslagenmaterial fließfähig mit dem Verankerungs-Flächenbereich der Barrierelagenanordnung in Kontakt gelangt.
Durch Ausbildung des Verankerungs-Flächenbereichs in der Barrierelagenanordnung in einem Bereich, insbesondere nur in einem Bereich, eines Rohlings aus dem Verpackungslagenmaterial, welcher an der fertigen Verpackung so gelegen ist, dass er mit dem verpackten Produkt nicht in Kontakt kommt, kann die Schwächung der Barrierelagenanordnung durch die wenigstens eine Durchgangsöffnung im Verankerungs-Flächenbereich hingenommen werden.
Grundsätzlich soll nicht ausgeschlossen sein, dass sich auf der von der Faserlage abgewandten Seite der Barrierelagenanordnung, welche bei der Herstellung einer Verpackung mit dem Verpackungslagenmaterial mit Klebstoff in Kontakt gelangt, eine weitere Materiallage befindet. Für Verpackungsmaterial ist es jedoch besonders vorteilhaft, wenn es seine bestimmungsgemäße Funktion mit einer möglichst geringen Anzahl an Materiallagen bzw. an Materialauftrag erfüllen kann. Dies macht seine Herstellung wirtschaftlich und erleichtert seine Wiederaufbereitung nach erfolgtem Gebrauch. Daher liegt bevorzugt die von der Faserlage abgewandte Seite der Barrierelagenanordnung des Verpackungslagenmaterials frei.
In dem bevorzugten Fall einer Bildung einer Verpackungswand durch Überlappung zweier Bereiche des Verpackungslagenmaterials mit im Überlappungsbereich gelegenem Verankerungs-Flächenbereich und zwischen den überlappenden Bereichen des Verpackungslagenmaterials aufgetragenem Klebstoff kann der Klebstoff durch die wenigstens eine Durchgangsöffnung das faserhaltige Material der Faserlage des einen überlappenden Bereichs des Verpackungslagenmaterials mit dem faserhaltigen Material der Faserlage des anderen überlappenden Bereichs des Verpackungslagenmaterials stoffschlüssig verbinden und so eine feste Verbindung zwischen den überlappenden Bereichen des Verpackungslagenmaterials herstellen, und zwar ungeachtet der Adhäsionswirkung des verwendeten Klebstoffs mit der Barrierelagenanordnung.
Grundsätzlich kann eine einzige Durchgangsöffnung ausreichen, um ausreichend Klebstoff durch die Barrierelagenanordnung in benetzenden Kontakt mit Fasern des faserhaltigen Materials des Verpackungslagenmaterials zu bringen. Um einen möglichst großen Bereich oder/und ungewöhnlich gestalteten Bereich von Verpackungslagenmaterial über seine gesamte Erstreckung hinweg ungeachtet der an der Barrierelagenanordnung erzielten Adhäsionswirkung verkleben bzw. adhäsiv verbinden zu können, ist es jedoch vorteilhaft, wenn die Barrierelagenanordnung in dem Verankerungs-Flächenbereich eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen aufweist, wobei durch jede Durchgangsöffnung aus dieser Mehrzahl hindurch faserhaltiges Material der Faserlage für ein die von der Faserlage abgewandte Seite der Barrierelagenanordnung benetzendes fließfähiges Medium erreichbar ist. Dabei soll nicht ausgeschlossen sein, dass im Verankerungs-Flächenbereich auch Durchgangsöffnungen vorhanden sind, welche an der hergestellten Verpackung nicht von Klebstoff durchsetzt sind, solange eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen die grundsätzliche Möglichkeit der Durchsetzung durch Klebstoff bietet.
Durch die Verwendung einer Mehrzahl von Durchgangsöffnungen können die einzelnen Durchgangsöffnungen verhältnismäßig klein, also mit verhältnismäßig kleiner Öffnungsfläche, bezogen auf die Gesamtfläche der aus dem Verpackungslagenmaterial gebildeten Verpackungswand oder auch bezogen auf die Fläche des mit Durchgangsöffnungen versehenen Verankerungs-Flächenbereichs, gebildet sein und trotzdem eine über die Erstreckung des Verankerungs-Flächenbereich gleichmäßige Haftwirkung erzielt werden.
Um eine unerwünschte und unnötige Schwächung der Barrierelagenanordnung dort zu vermeiden, wo sie tatsächlich gebraucht wird, nämlich dort wo sie unmittelbar, also ohne Zwischenanordnung einer weiteren Barrierelagenanordnung, die Faserlage gegenüber dem Verpackungsraum der mit dem Verpackungslagenmaterial gebildeten Verpackung abschirmt, weist die Barrierelagenanordnung bevorzugt nur in dem lokalen Verankerungs-Flächenbereich wenigstens eine Durchgangsöffnung auf. Dabei nimmt bevorzugt der Verankerungs-Flächenbereich an der Gesamtfläche der Barrierelagenanordnung eines zur Bildung einer Verpackung verwendeten Rohlings aus dem hier diskutierten Verpackungslagenmaterial einen kleineren Teil ein als ein ungestörter, eine durchgehende Barrierehaut bildender Flächenbereich derselben Barrierelagenanordnung, besonders bevorzugt weniger als ein Fünftel, noch stärker bevorzugt weniger als ein Zehntel.
Grundsätzlich kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung daran gedacht sein, die wenigstens eine Durchgangsöffnung beim Anordnen der Barrierelagenanordnung an der Faserlage auszusparen. Dann könnte jedoch stattdessen einfach der gesamte für die Verbindung des Verpackungslagenmaterials benötigte Bereich des Verpackungslagenmaterial-Rohlings von der Barrierelagenanordnung ausgespart werden. In diesem Fall ist der ausgesparte Bereich unmittelbar für Klebstoff erreichbar, sodass Klebstoff das Fasermaterial benetzen kann. Für eine möglichst einfache und unkomplizierte Anordnung der Barrierelagenanordnung ist es jedoch vorteilhaft, wenn diese schlicht und einfach großflächig an der Faserlage angeordnet bzw. mit der Faserlage kombiniert wird und die wenigstens eine Durchgangsöffnung nachträglich in die Barrierelagenanordnung eingebracht wird. In diesem Falle kann das Verpackungslagenmaterial vorteilhaft als Rollenware bereitgestellt werden, bei welcher die Barrierelagenanordnung ohne Rücksicht auf ein an der Faserlage vorhandenes oder erst noch zu erzeugendes Druckbild und ihre relative Lage zu dem Druckbild angeordnet werden kann. Daher ist bevorzugt die wenigstens eine Durchgangsöffnung durch Nadeln oder/und Schneiden oder/und Stanzen oder/und Ritzen oder/und durch thermischen Materialabtrag der Barrierelagenanordnung gebildet.
Die wenigstens eine Durchgangsöffnung kann, wie etwa für einen Messerschnitt typisch, schlitzförmig sein, also eine definierte Längserstreckung aufweisen oder kann punkt- bzw. kreisförmig oder auch oval sein.
Wie bereits eingangs dargelegt wurde, kann die Barrierelagenanordnung eine Lage aus EVOH oder/und PVOH oder/und ein anderes Polymer, welches bei gleicher Dicke und sonst gleichen Verhältnissen gegenüber Sauerstoff gemäß DIN 53 380, T3 zur Bestimmung von Sauerstoffdurchlässigkeit oder/und gegenüber Mineralöl gemäß SVI-Methode 2015.01 des Schweizerischen Verpackungsinstituts, in der Literatur häufig auch als „SVI Guideline 2015.01“ bezeichnet, eine wenigstens doppelt so hohe Barrierewirkung aufweist wie LDPE (Low Density Polyethylen) mit einer Dichte von 0,925 g/cm², als Barrierepolymer aufweisen oder sein. Die Barrierelagenanordnung kann eine oder mehrere Lagen aufweisen. Im Falle einer aus mehreren Lagen gebildeten Barrierelagenanordnung können zwei oder mehr Lagen der Barrierelagenanordnung aus ein und demselben Barrierepolymer oder aus unterschiedlichen Barrierepolymeren gebildet sein.
Zur energiesparenden Herstellung und erleichterten Wiederaufbereitung des Verpackungslagenmaterials nach dessen Gebrauch ist die Barrierelagenanordnung bevorzugt frei von einer Metalllage. Bevorzugt ist die Barrierelagenanordnung ausschließlich aus einem oder mehreren Barrierepolymeren gebildet. Dann, wenn ein einziges Barrierepolymer zur Erzielung einer ausreichenden Barrierewirkung gegenüber dem verpackten oder zu verpackenden Produkt ausreicht, ist die Barrierelagenanordnung bevorzugt aus genau einem Barrierepolymer gebildet.
Die Faserlage kann eine Papierlage oder eine Kartonlage sein. Aufgrund der höheren Flexibilität und dadurch erhöhten Versatilität bei der Herstellung unterschiedlicher Verpackungsformen ist eine Papierlage als Faserlage bevorzugt, beispielsweise eine Papierlage mit einem Flächengewicht im Bereich von 60 g/m² bis 300 g/m², bevorzugt von 70 g/m² bis 250 g/m².
Zur Information der Verbraucher über Herkunft oder/und Qualität des mit dem Verpackungslagenmaterial verpackten Produkts kann die Faserlage einen Druckauftrag aufweisen. Der Druckauftrag kann zur Erhöhung seiner Beständigkeit und zum Schutz vor äußeren Einflüssen durch einen Überdrucklack bedeckt sein. Da in der Regel jene Seite der Faserlage, auf welcher sich die Barrierelagenanordnung befindet, dem Produkt zugewandt ist, ist der Druckauftrag, wenn vorhanden, bevorzugt auf der von der Barrierelagenanordnung abgewandten Seite der Faserlage aufgetragen.
Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem eine Verpackung, umfassend wenigstens eine aus einem Verpackungslagenmaterial, wie es oben beschrieben und weitergebildet ist, gebildete Verpackungswand, welche ein Verpackungsvolumen wenigstens abschnittsweise umgibt. Dabei überlappen sich ein erster Bereich und ein zweiter Bereich des Verpackungslagenmaterials. In dem so gebildeten Überlappungsbereich ist ein Klebstoff aufgetragen, um den ersten Bereich und den zweiten Bereich stoffschlüssig miteinander zu verbinden. Zur Erzielung einer möglichst großen Verbindungsfestigkeit mit dem Klebstoff im Überlappungsbereich befindet sich der Verankerungs-Flächenbereich in dem Überlappungsbereich. Zum Schutz der Faserlage ist bevorzugt der Verankerungs-Flächenbereich nur im Überlappungsbereich ausgebildet, und zwar bevorzugt auf dem weiter vom Verpackungsvolumen entfernt gelegenen Bereich aus erstem und zweitem Bereich. Dann nämlich befindet sich vor der mit wenigstens einer Durchgangsöffnung versehenen Barrierelagenanordnung des weiter vom Verpackungsvolumen entfernt gelegenen Bereichs aus erstem und zweitem Bereich der jeweils andere, näher beim Verpackungsvolumen gelegene Bereich mit einer ungestörten Barrierelagenanordnung.
Der erste und der zweite Bereich des Verpackungslagenmaterials können Bereiche unterschiedlicher Rohlinge eines Verpackungslagenmaterials sein oder können, und das ist bevorzugt, Bereiche ein und desselben Rohlings aus Verpackungslagenmaterial sein. Bevorzugt ist der erste Bereich weiter vom Verpackungsvolumen entfernt gelegen und ist der zweite Bereich näher beim Verpackungsvolumen gelegen.
Mithilfe der wenigstens einen Durchgangsöffnung kann somit Klebstoff im Überlappungsbereich zwei Faserlagenbereiche, zwischen welchen sich der Klebstoff und gegebenenfalls ein Druckauftrag und optional ein Überdrucklack befindet, mittelbar über den Druckauftrag und optional den Überdrucklack oder unmittelbar stoffschlüssig miteinander verbinden. Dann erstreckt sich Klebstoff im Überlappungsbereich im Verankerungs-Flächenbereich durch die wenigstens eine Durchgangsöffnung hindurch von der Faserlage des weiter vom Verpackungsvolumen entfernt gelegen einen Bereichs des Verpackungsmaterials an den Druckauftrag oder den Überdrucklack des faserhaltigen Materials der Faserlage des näher beim Verpackungsvolumen gelegenen anderen Bereichs oder an oder in das faserhaltige Material der Faserlage des näher beim Verpackungsvolumen gelegenen anderen Bereichs des Verpackungsmaterials.
Grundsätzlich trennt also die Barrierelagenanordnung den fließfähig aufgetragenen Klebstoff von der Faserlage. Durch die wenigstens eine Durchgangsöffnung hindurch erreicht jedoch der zunächst fließfähige Klebstoff die Faserlage und kann im fließfähigen Zustand unmittelbar nach seinem Auftrag in die Faserlage eindringen und in dem Eindringbereich eine sehr feste Verbindung mit dem Fasermaterial der Faserlage eingehen. Der Begriff des „Fasermaterials“ schließt ein Material eines etwaig auf das Fasermaterial aufgetragenen Strichs ein. Somit kommt es auf die geringe Adhäsionswirkung zwischen dem Klebstoff und der Barrierelagenanordnung nicht oder nur noch in vernachlässigbar geringem Maße an, denn der betragsmäßig größte Teil der Adhäsionswirkung, welche der aufgetragene Klebstoff im Auftragsbereich an dem übrigen Lagenmaterial erzeugt, wird durch das durch die wenigstens eine Durchgangsöffnung in der Barrierelagenanordnung hindurch unmittelbar von Klebstoff benetzte Fasermaterial erzielt.
Zur Verbindung des ersten und des mit dem ersten überlappenden zweiten Bereichs kann der Klebstoff fließfähig auf die Außenseite des zweiten, bevorzugt näher beim Verpackungsvolumen gelegenen, Bereichs des Verpackungslagenmaterials aufgetragen sein. Zusätzlich oder alternativ kann der Klebstoff fließfähig auf die Innenseite des ersten, bevorzugt weiter vom Verpackungsvolumen entfernt gelegenen, Bereichs des Verpackungslagenmaterials aufgetragen sein.
Um das verpackte Produkt möglichst nicht mit Klebstoff zu belasten, ist der Klebstoff bevorzugt nur lokal aufgetragen, sodass das Verpackungslagenmaterial von Klebstoff freie Flächenbereiche aufweist. Bevorzugt ist der Klebstoff an der Verpackung nur lokal im Überlappungsbereich bzw. im Verankerungs-Flächenbereich vorhanden. Dann liegt im Verpackungsvolumen an der das Verpackungsvolumen begrenzenden Verpackungswand kein Klebstoff frei, welcher in Kontakt mit dem verpackten Produkt gelangen könnte.
Zu Erzielung einer besonders hohen Verbindungsfestigkeit der mit dem Klebstoff hergestellten Verbindung sind bevorzugt Fasern einer Faserlage oder/und auf die Faserlage aufgetragenes Strichmaterial von Klebstoff benetzt, vorzugsweise umgeben, besonders bevorzugt vollständig umgeben, also eingehüllt. Je größer nämlich die vom Klebstoff benetzte Fläche einer Faser einer Faserlage ist, desto höher ist die zwischen dem Klebstoff und der Faser erzielte Adhäsionswirkung. Ist die Faser zu mehr als ihrem halben Umfang vom Klebstoff umgeben, tritt zu der stoffschlüssigen Verbindung aufgrund der Kohäsion im Klebstoff eine die Verbindungsfestigkeit erhöhende formschlüssige Verbindung hinzu. Denn selbst wenn der Klebstoff die Faser aufgrund hypothetisch einander abstoßender Materialien nicht benetzen könnte, würde ein die Faser vollständig oder wenigstens um mehr als den halben Umfang umschließender Klebstoff aufgrund von Formschluss eine Verbindungswirkung erzielen.
Grundsätzlich kann der Klebstoff ein beliebiger fließfähiger Klebstoff sein, welcher aufgrund von Diffusion oder Abkühlung aushärtet bzw. erstarrt. Bevorzugt umfasst oder ist der Klebstoff ein für die Anwendung an Lebensmittelverpackungen bewährtes Hotmelt-Material, welches sich thermisch erweicht lokal sehr gezielt auftragen lässt. Das Hotmelt-Material kann ein Polyamid-basiertes oder Polyolefin-basiertes oder EVA-basiertes Hotmelt-Material sein.
Die Verpackung kann zu einem besonders großen Flächenanteil aus dem oben genannten Verpackungslagenmaterial gebildet sein, wenn die Verpackung kegel- oder kegelstumpfförmig ist. Dann kann eine eine Kegelachse der Verpackung umgebende, sich längs der Kegelachse verjüngende Mantelwand der Verpackung unter Beteiligung des Verpackungslagenmaterials, wie es oben beschreiben und weitergebildet ist, gebildet sein. Ein eine Entnahmeöffnung der Verpackung verschließender Deckel kann ebenfalls aus einem Verpackungslagenmaterial gemäß obiger Beschreibung gebildet sein. Da der Deckel häufig nur ein ebenes Stück Verpackungslagenmaterial ist, kann dieser eine Faserlage mit höherem Flächengewicht aufweisen als das Verpackungslagenmaterial der Mantelwand. Im Falle einer kegelstumpfförmigen Verpackung gilt für den Boden der Verpackung das zum Deckel Gesagte mutatis mutandis entsprechend.
Die vorliegend diskutierte Verpackung ist bevorzugt zur Verwendung als Verpackung für Speiseeisprodukte gedacht, weshalb die vorliegende Erfindung auch ein Speiseeisprodukt betrifft, welches eine gemäß obiger Beschreibung ausgebildete Verpackung umfasst, in deren Verpackungsvolumen Speiseeis aufgenommen ist. Das Speiseeis kann beispielsweise zusammen mit einer kegelförmigen Waffel im Verpackungsvolumen aufgenommen sein. Dann ist die Verpackung bevorzugt eine Spitztüte.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es stellt dar:

1 eine grobschematische Draufsicht auf die Produktseite eines Rohlings aus einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel eines Verpackungslagenmaterials zur Herstellung einer Spitztüte,
2 eine grobschematische perspektivische Ansicht einer aus dem Rohling von 1 hergestellten Spitztüte,
3 eine grobschematische Schnittansicht durch den Überlappungsbereich der Spitztüte von 2, geschnitten entlang der Schnittebene III-III von 2, und
4 eine grobschematische Vergrößerungsansicht der von einem Klebstoff durchdrungenen Durchgangsöffnungen in der Barrierelagenanordnung sowie der von dem Klebstoff benetzten Fasern der Faserlage des Verpackungslagenmaterials von 3.

In 1 ist ein im Wesentlichen ebener Rohling 10 aus einem Verpackungslagenmaterial 12 der vorliegenden Erfindung dargestellt. Der Betrachter von 1 blickt auf die Produktseite 12a des Verpackungslagenmaterials 12, welche bei der späteren Verwendung als Verpackung dem mit dem Verpackungslagenmaterial 12 verpackten Produkt zugewandt ist.
Der Rohling 10 von 1 ist zur Herstellung einer in 2 gezeigten Spitztüte 14 ausgebildet. Als Rohling 10 zur Herstellung einer sich längs einer Konusachse K und um die Konusachse K herum erstreckenden konischen Spitztüte 14 weist der Rohling 10 die Gestalt eines Kreissektors auf, wobei der vom Kreissektor überstrichene Winkel den Öffnungs- bzw. Kegelwinkel der daraus gebildeten Spitztüte 14 bestimmt.
Zur überlappenden Verbindung der beiden Umfangsendbereiche 10a und 10b des Rohlings 10 ist an dem in 1 rechten Umfangsendbereich 10b, welcher an der fertigen Spitztüte 14 radial außen und damit weiter von dem von der Spitztüte 14 eingefassten Verpackungsvolumen 16 entfernt gelegen ist, ein Verbindungsbereich 18 ausgebildet.
Die komplette Produktseite 12a ist durch eine Barrierelagenanordnung 20 aus beispielsweise EVOH gebildet.
Zur verbesserten Verankerung eines zur Herstellung der Spitztüte 14 im Verbindungsbereich 18 als Klebstoff aufgetragenen Hotmelt-Materials 22 (siehe 3) ist in dem Verbindungsbereich 18 in der Barrierelagenanordnung 20 ein Verankerungs-Flächenbereich 24 mit einer Mehrzahl von die Barrierelagenanordnung 20 in Dickenrichtung vollständig durchsetzenden Durchgangsöffnungen 26 ausgebildet. Der besseren Übersichtlichkeit wegen ist sowohl in 1 wie auch in 3 nur ein Teil der Durchgangsöffnungen 26 mit einem Bezugszeichen versehen.
Zur Herstellung der Spitztüte 14 wird der Rohling 10 um die Konusachse K gerollt, etwa auf einem konischen Dorn. In dem so entstehenden Überlappungsbereich 28 (siehe 2) des Verbindungsbereichs 18 mit dem darunterliegenden Umfangsendbereich 10a des Rohlings 10 wird zwischen dem bezüglich der Konusachse K radial weiter außen gelegenen Verbindungsbereich 18 als einem ersten Bereich des Rohlings 10 bzw. des Verpackungslagenmaterials 12 und dem radial weiter innen gelegenen Umfangsendbereich 10a des Rohlings 10 bzw. des Verpackungslagenmaterials 12 das Hotmelt-Material 22 als Klebstoff aufgetragen. Das Hotmelt-Material 22 befindet sich bevorzugt nur in dem Überlappungsbereich 28, sodass der radial innere Umfangsendbereich 10a eine Barriere bildet, welche einen Kontakt des im Verpackungsvolumen 16 angeordneten Produkts mit dem Hotmelt-Material 22 verhindert, und sodass der radial äußere Verbindungsbereich 18 einen Kontakt eines von außen, d. h. von der Außenumgebung U aus, die Spitztüte 14 angreifenden Verbrauchers mit dem Hotmelt-Material 22 verhindert.
3 zeigt einen grobschematischen Schnitt durch den Verbindungsbereich 18 bzw. den mit dem Verbindungsbereich 18 gebildeten Überlappungsbereich 28 in der zur Konusachse K orthogonalen Schnittebene III-III. Die am Rohling 10 an entgegengesetzten Umfangsenden gelegenen Umfangsendbereiche 10a und 10b liegen an der fertigen Spitztüte 14 übereinander. Dabei liegt der Umfangsendbereich 10a, welcher eine lokal intakte, ungestörte Barrierelagenanordnung 20 aufweist, dem Verpackungsvolumen 16 näher und überdeckt den lokal im Verbindungsbereich 18 des anderen Umfangsendbereichs 10b ausgebildeten Verankerungs-Flächenbereich 24, welcher durch die Mehrzahl an die Barrierelagenanordnung 20 in dem genannten Bereich durchsetzenden Durchgangsöffnungen 26 eine reduzierte Barrierewirkung aufweist. Somit ist trotz der Ausbildung des Verankerungs-Flächenbereichs 24 mit reduzierter Barrierewirkung kein Umfangsabschnitt an der Spitztüte 14 mit geschwächter Barriere ausgebildet.
Der Verankerungs-Flächenbereich 24 dient der verbesserten Verankerung des Hotmelt-Materials 22 am Verpackungslagenmaterial 12.
Wie in 3 gezeigt ist, weist das Verpackungslagenmaterial 12 auf seiner Produktseite 12a die Barrierelagenanordnung 20 auf, die an der fertigen Spitztüte 24 zum Verpackungsvolumen 16 hin freiliegt.
Die Barrierelagenanordnung 20 wird getragen von einer Faserlage 30, im dargestellten Fall eine Papierlage mit einem Flächengewicht von 90 bis 110 g/m², etwa von 100 g/m². Die Faserlage 30 bildet eine Basis- oder Substratlage des Verpackungslagenmaterials 12, welche die Grundstabilität des Verpackungslagenmaterials 12 bereitstellt.
Auf der der Außenumgebung U zugewandten Betrachtungsseite 12b weist das Verpackungslagenmaterial 12 eine auf die Faserlage 30 aufgetragene Druckfarbenschicht 32 auf, welche zu ihrem Schutz vor äußeren Einflüssen von einer Lage 34 aus Überdrucklack überdeckt ist. Die von der Faserlage 30 wegweisende Seite der Überdrucklack-Lage 34 bildet eine zur Außenumgebung U hin freiliegende Fläche der Spitztüte 14.
Das Hotmelt-Material 22 weist eine hohe Adhäsionswirkung im Zusammenwirken mit dem Überdrucklack der Lage 34 auf, weist jedoch eine sehr geringe, für eine sichere Produktgestaltung zu geringe, Adhäsionswirkung im Zusammenwirken mit der vom Hotmelt-Material 22 ebenfalls benetzten Barrierelagenanordnung 20 auf.
Um diese geringe Adhäsionswirkung des Hotmelt-Materials 22 mit der Barrierelagenanordnung 20 zu überwinden, ist im Überlappungsbereich 28 bzw. im Verbindungsbereich 18 der Verankerungs-Flächenbereich 24 mit den bevorzugt in einem regelmäßigen Muster angeordneten Durchgangsöffnungen 26 ausgebildet. Die Durchgangsöffnungen 26 weisen im dargestellten Beispiel einen etwa kreisförmigen Öffnungsquerschnitt auf. Sie wurden beispielsweise durch eine Nadelwalze hergestellt, indem mit von der Walze radial abstehenden Nadeln die Barrierelagenanordnung 20 durchstochen wurde. Die Breite der Nadelwalze entspricht dabei ungefähr der Umfangsbreite des Verankerungs-Flächenbereichs 24. Die Länge des Verankerungs-Flächenbereichs 24 kann durch eine entsprechende Abrolllänge der Nadelwalze gewählt werden.
Dir Durchgangsöffnungen 26 durchsetzen bevorzugt nur die Barrierelagenanordnung 20, nicht jedoch die die Barrierelagenanordnung 20 tragende Faserlage 30.
Das Hotmelt-Material 22 wird entweder auf den Verankerungs-Flächenbereich 24 oder auf den Überdrucklack des mit dem Verankerungs-Flächenbereich 24 überlappten Bereichs des Umfangsendbereichs 10a in erwärmtem Zustand fließfähig aufgetragen. Nach dem Überlappen des Verbindungsbereichs 18 mit dem Umfangsendbereich 10a benetzt das Hotmelt-Material 22 sowohl den Verankerungs-Flächenbereich 24 als auch die Außenseite des Umfangsendbereichs 10a.
Das den Verankerungs-Flächenbereich 24 benetzende fließfähige Hotmelt-Material 22 durchströmt, gegebenenfalls unterstützt durch eine von den Durchgangsöffnungen 26 erzeugte Kapillarwirkung, die Durchgangsöffnungen 26 und erreicht die die Barrierelagenanordnung 20 tragende Faserlage 30.
In 4 ist grobschematisch und stark vereinfacht die Verankerungswirkung der Durchgangsöffnungen 26 dargestellt. Die Faserlage 30 weist Fasern 36 und zwischen den Fasern 36 Hohlräume 38 auf. In diese Hohlräume 38, die auch Hohlräume 38 eines auf die Faserlage 30 aufgetragenen Strichauftrags sein können, kann das Hotmelt-Material 22 einströmen und so die Fasern 36 oder/du das Material des Strichs benetzen. Je größer die von dem Hotmelt-Material 22 benetzte Fläche einer Faser 36 oder des Strichs ist, desto größer ist die Adhäsionswirkung des Hotmelt-Materials 22 mit dieser Faser 36 bzw. dem Strich. Nahe bei den Durchgangsöffnungen 26 liegende Fasern 36 können von dem Hotmelt-Material 22 vollständig umgeben bzw. eingeschlossen werden, sodass diese nicht nur stoffschlüssig, sondern formschlüssig im später erstarrten Hotmelt-Material 22 verankert sind.
Das Hotmelt-Material 22 weist mit den Fasern 36 oder/und einem Strich der Faserlage 30 eine gute Adhäsionswirkung auf.
Durch die Ausbildung der Durchgangsöffnungen 26 können im Überlappungsbereich 28 die einander überlappenden Bereiche des Verpackungslagenmaterials 12 trotz des unmittelbar vom Hotmelt-Material 22 benetzten Barrierepolymers (EVOH) der Barrierelagenanordnung 20 sicher und dauerhaft miteinander verbunden werden.
Das Verpackungslagenmaterial 12 ist vorteilhaft frei von einer Metalllage.
Wie in 2 dargestellt ist, ist die Spitztüte 14 an ihrer Entnahmeöffnung 40 von einem im Wesentlichen ebenen, kreisförmigen Deckel 42 bedeckt. Der Deckel 42 kann ebenfalls aus dem Verpackungslagenmaterial 12 gebildet sein. Der Deckel 42 kann abweichend davon jedoch auch von einem beliebigen anderen Material, etwa von einem beschichteten Fasermaterial mit größerer Dicke als die Faserlage 30 und daher gegenüber der Faserlage 30 des Verpackungslagenmaterials 12 höherer Steifigkeit gebildet sein.
Die Spitztüte 14 bildet lediglich einen beispielhaften, wenngleich bevorzugten Anwendungsfall. In der Spitztüte 14 kann beispielsweise ein Speiseeisprodukt 44 mit einer kegelförmige Waffel 46 und darin aufgenommenem Speiseeis 48 verpackt sein. Auch andere Falt- oder Wickel-Verpackungen können mit dem Verpackungslagenmaterial 12 sicher und dauerhaft gebildet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009024194 A1 [0002]

Claims

Verpackungslagenmaterial (12), umfassend eine Faserlage (30) mit faserhaltigem Material und eine ein Polymermaterial umfassende Barrierelagenanordnung (20), wobei die Barrierelagenanordnung (20) lokal in einem Verankerungs-Flächenbereich (24) wenigstens eine Durchgangsöffnung (26) aufweist, durch welche hindurch faserhaltiges Material der Faserlage (30) für ein auf eine von der Faserlage (30) abgewandte Seite der Barrierelagenanordnung (20) aufgetragenes fließfähiges Medium (22) erreichbar ist.
Verpackungslagenmaterial (12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Barrierelagenanordnung in dem Verankerungs-Flächenbereich eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen aufweist, wobei durch jede Durchgangsöffnung hindurch faserhaltiges Material der Faserlage für ein auf eine von der Faserlage abgewandte Seite der Barrierelagenanordnung aufgetragenes fließfähiges Medium erreichbar ist.
Verpackungslagenmaterial (12) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Barrierelagenanordnung (20) nur in dem lokalen Verankerungs-Flächenbereich (24) wenigstens eine Durchgangsöffnung (26) aufweist.
Verpackungslagenmaterial (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Durchgangsöffnung (26) durch Nadeln oder/und Schneiden oder/und Stanzen oder/und Ritzen oder/und durch thermischen Materialabtrag gebildet ist.
Verpackungslagenmaterial (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Barrierelagenanordnung (20) eine Lage aus EVOH oder/und PVOH aufweist.
Verpackungslagenmaterial (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Barrierelagenanordnung (20) frei von einer Metalllage ist.
Verpackungslagenmaterial (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserlage (30) eine Papierlage oder eine Kartonlage ist.
Verpackungslagenmaterial (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserlage (30) einen Druckauftrag (32) aufweist.
Verpackungslagenmaterial (12) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckauftrag (32) durch einen Überdrucklack (34) bedeckt ist.
Verpackung (14), umfassend wenigstens eine aus einem Verpackungslagenmaterial (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche gebildete Verpackungswand, welche ein Verpackungsvolumen (16) wenigstens abschnittsweise umgibt, wobei sich ein erster Bereich (18) und ein zweiter Bereich (10a) des Verpackungslagenmaterials (12) überlappen und in dem so gebildeten Überlappungsbereich (28) ein Klebstoff (22) aufgetragen ist, wobei sich der Verankerungs-Flächenbereich (24) in dem Überlappungsbereich (28) befindet.
Verpackung (14) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff (22) nur lokal aufgetragen ist und das Verpackungslagenmaterial (12) von Klebstoff freie Flächenbereiche aufweist.
Verpackung (14) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass sich Klebstoff (22) im Verankerungs-Flächenbereich (24) durch die wenigstens eine Durchgangsöffnung (26) hindurch von der Faserlage (30) im ersten Bereich (18) des Verpackungslagenmaterials (12) an oder in das faserhaltige Material der Faserlage (30) im zweiten Bereich (10a) des Verpackungslagenmaterials (12) erstreckt.
Verpackung (14) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass Fasern (36) der Faserlage (30) von Klebstoff (22) umgeben sind.
Verpackung (14) nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff (22) ein Hotmelt-Material umfasst oder ist, wobei insbesondere das Hotmelt-Material ein Polyamid-basiertes oder Polyolefin-basiertes oder EVA-basiertes Hotmelt-Material ist.
Verpackung (14) nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Verpackung (14) kegel- oder kegelstumpfförmig ist, wobei eine eine Kegelachse (K) der Verpackung (14) umgebende, sich längs der Kegelachse (K) verjüngende Mantelwand der Verpackung unter Beteiligung des Verpackungslagenmaterials (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 gebildet ist.
Speiseeisprodukt (44), umfassend eine Verpackung (14) einem der Ansprüche 10 bis 15, wobei in dem Verpackungsvolumen (16) der Verpackung (14) Speiseeis (48) aufgenommen ist.