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TECHNISCHES
GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verpackungslaminat für einen
Verpackungsbehälter
für ein Nahrungsmittelerzeugnis,
das eingefroren werden soll, welches eine Kernschicht und äußere, flüssigkeitsdichte
Schichten umfasst. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin
den Verpackungsbehälter,
der aus dem Verpackungslaminat ausgebildet wird. Die vorliegende
Erfindung ist vor allem entwickelt worden, um für das Verpacken eines Nahrungsmittelerzeugnisses
verwendet zu werden, das im Wesentlichen in dem nicht gefrorenen
Zustand in flüssiger Form
vorliegt, das jedoch im Wesentlichen in dem gefrorenen Zustand in
fester Form vorliegt, wobei das Nahrungsmittel bevorzugt aus Wassereis
oder aus Sorbet besteht.
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STAND DER TECHNIK UND
PROBLEMSTELLUNGEN
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Für Verpackungsbehälter, die
für Nahrungsmittelerzeugnisse,
die im Wesentlichen im flüssigen Zustand
gelagert und transportiert werden sollen, verwendet werden sollen,
besteht allgemein ein Problem der Bereitstellung des Verpackungsbehälters mit
einer Öffnungsanordnung,
die einerseits rauen Umschlagarbeiten während der Lagerung und des Transportes
widersteht, ohne dadurch undicht zu werden, und die andererseits
durch den Endbenutzer problemlos zu öffnen ist, bevorzugt ohne Notwendigkeit
von Geräten,
wie zum Beispiel einer Schere. Darüber hinaus muss die Öffnungsanordnung
eine Reihe von Kriterien in Bezug auf die Herstellung erfüllen, wie
zum Beispiel geringe Kosten, wenige Fertigungsschritte und wenige
Maschinenkomponenten, die in dem Herstellungsverfahren erforderlich
sind.
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Eine
der einfachsten und dabei gleichzeitig wirtschaftlichsten Öffnungsanordnungen
besteht aus einer Perforation. Dies ist die Öffnungsanordnung, die bislang
in einer klassischen tetraederförmigen Portionsverpackung
der Art, die das eingetragene Warenzeichen Tetra Classic® trägt, verwendet
worden ist, wenn diese Verpackung Wassereis oder Sorbet enthält. Die
tetraederförmige
Verpackung verjüngt
sich keilförmig
zu einer sogenannten „betenden Verschweißung" hin, das heißt eine
Verschweißung, bei
der die äußere Dichtungsschicht
des Verpackungslaminats (die dem Erzeugnis zugewandt ist) so an
sich selbst angrenzt und gegen sich selbst versiegelt wird, dass
die freien Ränder
des Verpackungslaminats von der Verpackung in einer „Flosse" nach außen zeigen
wie zwei zum Gebet gefaltete Hände.
In der Verschweißung,
aus der Richtung der hervorstehenden „Flosse" gesehen, weist diese Verpackung eine
Perforation auf beiden Seiten der Verpackung auf, wobei die Perforation
so lang oder fast so lang ist wie die Verschweißung.
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Diese
Verpackung für
Wassereis oder Sorbet kann mit ihrem Inhalt in dem ungefrorenen
Zustand gelagert und transportiert werden, jedoch nur geöffnet und
verbraucht werden, wenn sie und ihr Inhalt gefroren sind. Die Verpackung
dieser Art ist hervorragend geeignet für diesen Zweck, wobei jedoch
ein Problem darin liegt, dass das Verpackungsmaterial bei Transport
und Lagerung dazu neigt, in der Perforation unmittelbar in der Verschweißung Falten
zu werfen, wodurch sodann die Gefahr von Undichtheit entsteht, insbesondere
in den Rändern
der Flosse an der Faltenbildung des Laminats. Versuche zur Lösung dieses
Problems wurden dahingehend unternommen, dass die Perforation nicht
bis in die Enden/Ränder
der Flosse gezogen wurde, was jedoch dazu geführt hat, dass die Verpackung
ohne eine Art von Gerät äußerst schwierig
zu öffnen
ist.
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KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung hat zum Ziel, ein Verpackungslaminat für einen
Verpackungsbehälter für ein Nahrungsmittelerzeugnis,
das eingefroren werden soll, zu beschreiben, wobei das Verpackungslaminat
und der Verpackungsbehälter
die oben beschriebenen Probleme umgehen oder wenigstens reduzieren.
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Die
vorliegende Erfindung hat insbesondere zum Ziel, ein Verpackungslaminat
und einen Verpackungsbehälter
für ein
Nahrungsmittelerzeugnis, das eingefroren werden soll, bereitzustellen,
wobei das Verpackungslaminat beziehungsweise der Verpackungsbehälter eine
Verschweißung
und/oder eine Öffnungsanordnung
aufweisen, die fest und langlebig sind, wenn das Nahrungsmittelerzeugnis „weich" ist, das heißt nicht
gefroren, und die schwach und leicht zu öffnen sind, wenn das Nahrungsmittelerzeugnis „stark" ist, das heißt gefroren
und demzufolge hart.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht insbesondere darin,
einen Verpackungsbehälter
für ein
Nahrungsmittelerzeugnis bereitzustellen, das eingefroren werden
soll, wobei der Verpackungsbehälter
in dem gefrorenen Zustand ohne Verwendung von Geräten, bevorzugt
direkt in der Verschweißung,
ohne Perforation geöffnet
werden kann.
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Diese
und andere Ziele werden erfindungsgemäß durch Vorrichtungen eines
Verpackungslaminats gemäß Beschreibung
in dem anhängenden
Anspruch 1 sowie durch einen Verpackungsbehälter gemäß Beschreibung in dem anhängenden
Anspruch 12 erzielt.
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Das
erfindungsgemäße Prinzip
beruht somit auf dem Konzept, dass das Verpackungslaminat und somit
der Verpackungsbehälter
mit einer äußeren heißverschweißbaren Schicht
versehen ist, die wenigstens in ausgewählten Bereichen derselben einen Sprödigkeitspunkt
zwischen –25 °C und +20 °C aufweist.
Diese möglichen
Teilbereiche stellen die Teilbereiche dar, in denen Verschweißungen bereitgestellt
werden sollen; es ist jedoch ebenso denkbar und oft am stärksten bevorzugt
dass eine gesamte oder im Wesentlichen eine gesamte Fläche des
Verpackungslaminats mit der oben genannten heißverschweißbaren Schicht, die einen Sprödigkeitspunkt zwischen –25 °C und +20 °C aufweist,
versehen wird.
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Vorzugsweise
soll dieser Sprödigkeitspunkt am
niedrigsten bei –20 °C, bevorzugt
am niedrigsten bei –15 °C und stärker bevorzugt
am niedrigsten bei –10 °C, am höchsten jedoch
bei +17 °C,
bevorzugt am höchstens
bei +15 °C
und stärker
bevorzugt am höchsten
bei +12 °C
liegen.
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Bei
Kühllagerung
und/oder Kühltransport
soll dieser Sprödigkeitspunkt
jedoch geeignet am niedrigsten bei –20 °C, bevorzugt am niedrigsten
bei –15 °C und stärker bevorzugt
am niedrigsten bei –10 °C, am höchsten jedoch
bei +8 °C,
bevorzugt am höchsten
bei +4 °C
und stärker
bevorzugt am höchsten
bei +2 °C
liegen.
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Aufgrund
der Materialauswahl in dieser äußeren, heißverschweißbaren Schicht,
die dem Inneren des Verpackungsbehälters zugewandt ist, kann eine
Verschweißung
erzielt werden, die stark und fest ist und damit Beanspruchungen
widersteht, wenn die Temperatur über
dem Sprödigkeitspunkt
liegt, wie zum Beispiel bei Transport und Lagerung bei etwa Raumtemperatur
in dem nichtgefrorenen Zustand. Bei einer Temperatur unterhalb des
Sprödigkeitspunktes,
zum Beispiel wenn der Verpackungsbehälter mit seinem Inhalt aus
Wassereis oder ähnlichem vor
kurzem aus der Gefriertruhe entnommen worden ist, ist die Verschweißung spröde, schwach
und demzufolge ohne Geräte,
und in dem bevorzugten Fall selbst ohne Perforation oder sonstige
speziell bereitgestellte Öffnungsanordnung,
leicht zu öffnen.
In diesem bevorzugten Fall wird eine scharfe Kante des gefrorenen,
keilförmigen
Nahrungsmittelerzeugnisses einfach gerade durch die Verschweißung, die
wegen der niedrigen Temperatur schwach ist und reißt, hindurch
gestoßen.
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Ein
Vorteil ist in diesem Zusammenhang auch, dass der Verpackungsbehälter normalerweise bei
der Lagerung, wenn er sich in dem gefrorenen Zustand befindet, das
heißt,
wenn die Verschweißung
schwach ist, keinen Belastungen oder Beanspruchungen ausgesetzt
wird, und selbst wenn er Belastungen oder Beanspruchungen ausgesetzt
wäre, würden diese
wegen des gefrorenen und harten Inhaltes nicht auf die gleiche Art
und Weise auf die Verschweißung
konzentriert sein, als wenn der Inhalt in flüssiger Form vorliegt.
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Zusätzlich zu
dem Umstand, dass der Verpackungsbehälter in dem gefrorenen Zustand
(insbesondere für
Kinder) leicht zu öffnen
sein wird, liegen weitere Vorteile in dem Umstand, dass der Verpackungsbehälter bei
Transport und Lagerung in dem ungefrorenen Zustand leckdicht ist.
Darüber
hinaus werden bei dem Öffnen
des Behälters
keine losen Teile gebildet, die andernfalls als Müll vorliegen
und oft nicht recycelt werden. Weiterhin erfordert der bevorzugte
Fall keinen Einsatz von maschinellen Ausrüstungen zum Herstellen der
Perforation, was auch die Anzahl der Fertigungsschritte und somit
die Kosten senkt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
UND KURZE BESCHREIBUNG DER ANHÄNGENDEM
ZEICHNUNGENT
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Die
vorliegende Erfindung wird nunmehr inter Bezugnahme auf die anhängenden
Zeichnungen ausführlicher
beschrieben werden.
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Kurze
Beschreibung der Zeichnungen:
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1 zeigt
ein bevorzugtes Verpackungslaminat gemäß der vorliegenden Erfindung,
im Querschnitt gesehen; und
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2 zeigt
einen bevorzugten Verpackungsbehälter
gemäß der vorliegenden
Erfindung, in der Perspektive gesehen.
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BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
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1 zeigt
ein bevorzugtes Verpackungslaminat 10 gemäß der vorliegenden
Erfindung. Dieses umfasst eine Kernschicht 12 aus einem
polymeren Material oder vielmehr aus Papier oder Pappe. Die Kernschicht 12 ist
die stärkste
einzelne Schicht in dem Laminat 10 und auch die Schicht,
die den größten Beitrag
zu den mechanischen Eigenschaften des Laminats, wie zum Beispiel
Biegesteifigkeit etc., leistet. Auf der Außenseite des Laminats 10,
auf der Seite, die nach innen auf das Innere der Verpackung und somit
dem Nahrungsmittelerzeugnis zugewandt sein soll, wird eine heißverschweißbare Schicht 14 gemäß der vorliegenden
Erfindung bereitgestellt, die wenigstens in ausgewählten Bereichen
derselben einen Sprödigkeitspunkt
zwischen –25 °C und +20 °C aufweist.
Die Schicht 14 weist geeignet eine Schichtdicke von 2 bis
50 μm auf.
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Auf
der gegenüberliegenden
Seite dieser heißverschweißbaren Schicht 14 weist
das Laminat eine zweite heißverschweißbare Schicht 16 auf,
die bevorzugt aus Polyethylen oder aus einer heißverschweißbaren Schicht besteht, die
wenigstens in ausgewählten
Teilbereichen derselben einen Sprödigkeitspunkt zwischen –25 °C und +20 °C aufweist.
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Die
beiden Schichten 14 und 16 verleihen dem Verpackungslaminat 10 darüber hinaus
Flüssigkeitsdichtheit.
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Zwischen
der äußeren, heißverschweißbaren Schicht 14 und
der Kernschicht 12 gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine dünne
Sperrschicht 18, bevorzugt eine Gassperrschicht und stärker bevorzugt
eine Sauerstoffgas-Sperrschicht, bereitgestellt. In dem veranschaulichten
Fall besteht die Sperrschicht aus einer Aluminiumfolie (Alifoil).
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Zwischen
der Kernschicht 12 und der Sperrschicht 18 wird
geeignet eine zwischenliegende Polymer-Beschichtungsschicht, Leim
oder anderer Kleber 20 verwendet. In dem veranschaulichten
Ausführungsbeispiel
besteht diese Beschichtungsschicht 20 aus Polyethylen oder
aus einem polymeren Material, das einen Sprödigkeitspunkt zwischen –25 °C und +20 °C aufweist.
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Aus
praktischer Sicht in Bezug auf die Produktionstechnik kann es vorzuziehen
sein, dass alle Polymerschichten in dem Laminat aus der gleichen Art
von Material mit einem Sprödigkeitspunkt
zwischen –25 °C und +20 °C als die äußere, heißverschweißbare Schicht 14 gemäß der vorliegenden
Erfindung bestehen. Aus wirtschaftlicher Sicht andererseits kann
es vorzuziehen sein, dass nur eine am weitesten außen gelegene
Schicht 14a der äußeren, heißverschweißbaren Schicht 14 aus
einem Material mit einem Sprödigkeitspunkt
zwischen –25 °C und +20 °C besteht.
In einem solchen Fall weist die am weitesten außen gelegene Schicht 14a geeignet
eine Materialstärke
von 2 bis 15 μm,
bevorzugt von 2 bis 10 μm,
auf und ist bevorzugt zusammen mit einer inneren, heißverschweißbaren Schicht 14b,
die ebenfalls Bestandteil der äußeren, heißverschweißbaren Schicht 14 ist,
angeordnet. Diese innere, heißverschweißbare Schicht 14b wird
bevorzugt aus Polyethylen ausgebildet. Die beiden heißverschweißbaren Schichten 14a und 14b sind
am stärksten
bevorzugt durch Koextrusion gebildet worden und weisen zusammen
eine Schichtdicke von 15 bis 50 μm,
bevorzugt 5 bis 45 μm,
auf.
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Es
kann auch den Fall geben, dass die äußere, heißverschweißbare Schicht 14 gemäß der vorliegenden
Erfindung wenigstens zwei bevorzugt koextrudierte Teilschichten 14a, 14b umfasst,
die aus dem gleichen Material ausgebildet werden und die wenigstens
in ausgewählten
Teilbereichen den oben genannten Sprödigkeitspunkt gemäß der Erfindung
aufweisen. In diesem Fall weist die Teilschicht 14a weiterhin
eine Schichtdicke von 2 bis 15 μm,
bevorzugt von 2 bis 10 μm,
auf, wohingegen die Schichten 14a und 14b zusammen
eine Schichtdicke von 15 bis 50 μm,
bevorzugt von 25 bis 45 μm,
aufweisen.
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Unabhängig davon,
ob die heißverschweißbare Schicht 14 gemäß der vorliegenden
Erfindung aus einer dünnen äußeren Schicht 14a der
Art gemäß der Erfindung
besteht, die zusammen mit einer inneren heißverschweißbaren Schicht 14b der
herkömmlichen
Art bereitgestellt wird, oder ob sie aus einer Schicht 14 oder
aus wenigstens zwei Schichten 14a, 14b der Art
gemäß der vorliegenden
Erfindung besteht, dieses polymere Material umfasst wenigstens ein
den Sprödigkeitspunkt
senkendes Polymer, das bevorzugt aus einem Polyolefin und am stärksten bevorzugt
aus Polypropylen, besteht. Vorzugsweise soll dieses polymere Material
ebenfalls Polyethylen enthalten, wobei das Polyethylen und das den
Sprödigkeitspunkt
senkende Polymer im Idealfall in einem mechanischen oder einem physischen
Gemisch vorliegen, am stärksten
bevorzugt als Copolymer. Geeignet liegt das oben genannte den Sprödigkeitspunkt
senkende Polymer in einer Menge von bis zu 40 Gew.-%, bevorzugt
von 1 bis 30 Gew.-% und stärker
bevorzugt von wenigstens 10 Gew.-%, in dem oben genannten polymeren
Material vor.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht das oben genannte
polymere Material aus einem polymeren Material, das nach Behandlung,
wie zum Beispiel Erwärmen
(möglicherweise
in Form von Zonenheizung) dauerhaft den oben genannten Sprödigkeitspunkt
aufweist.
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2 zeigt
einen bevorzugten aseptischen Verpackungsbehälter 30 gemäß der Erfindung.
Dieser weist typischerweise ein Fassungsvermögen von höchstens 200 ml auf, zumindest
in dem Fall, in dem er für
Wassereis oder Sorbet vorgesehen ist und in tetraedrischer Form
vorliegt. Verpackungsbehälter dieser
Art werden so hergestellt, dass eine Bahn des Verpackungslaminats
zuerst in einen Schlauch umgeformt wird, indem beide Längskanten
der Bahn in einer flüssigkeitsdichten Überlappungsnaht 22 miteinander
verbunden werden, wobei die Schweißschicht 14 auf der
Seite der Kernschicht platziert wird, die nach innen in den Schlauch
zugewandt wird. Der Schlauch wird aseptisch mit dem jeweiligen Inhalt
gefüllt,
wie zum Beispiel mit Wassereis oder Sorbet im nichtgefrorenen Zustand,
und wird durch wiederholte Quer-Heißschweißnähte 24, 26 um 90° abwechselnd
in Querrichtung in Bezug zueinander in einzelne tetraedrische Verpackungseinheiten 30 geteilt,
die durch Einschnitte in die Quer-Verschweißungsbereiche voneinander getrennt
werden. Die Quer-Verschweißungsbereiche 24, 26 sind
dabei von der „betenden" Art, wobei die freien
Ränder
der Flosse 21 von dem Verpackungsbehälter nach außen gerichtet
sind.
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Gleichzeitig
verjüngt
sich der Verpackungsbehälter
keilförmig
zu diesen Querverschweißungen 24, 26 hin,
so dass im Ergebnis dessen ein gefrorenes Nahrungsmittelerzeugnis
in dem Verpackungsbehälter 30 eine
scharfe Kante aufweisen wird, die durch die Verschweißung 24 gestoßen werden
kann, wenn die Verpackung geöffnet
werden soll. Die Verschweißung 24 in
dem Öffnungsende
der Verpackung weist bevorzugt eine aktive Abdichtungsbreite von
0,3 bis 5 mm, bevorzugt von 0,5 bis 3,5 mm, auf. Möglicherweise
blockierte Verschweißung,
das heißt unvollständig geschmolzene
Verschweißung
außerhalb
der aktiven Abdichtungsbreite, wird nicht zu der aktiven Abdichtungsbreite
gezählt.
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In
der Flosse 21 kann unmittelbar innerhalb der Verschweißung 24 gemäß einem
nicht bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung eine Perforation 28 bereitgestellt
werden, die so lang ist wie die Verschweißung 24 oder möglicherweise etwas
kürzer
ist (in welchem Fall die Perforation wahrscheinlich an den Rändern der
Flosse 21 fehlt, das heißt die umgefalteten kurzen
Enden des Verpackungslaminats). Auch in diesem Fall, das heißt wenn
die Perforation 28 bereitgestellt wird, wird das Öffnen durch
den Sprödigkeitspunkt
des polymeren Materials ermöglicht.
In diesem Fall sollen alle Polymerschichten in dem Verpackungslaminat
bevorzugt aus Schichten bestehen, die einen Sprödigkeitspunkt gemäß der vorliegenden
Erfindung aufweisen. Bei dem Ausführungsbeispiel, bei dem das
Material für die äußere, heißverschweißbare Schicht 14 aus
einem polymeren Material besteht, das nach Behandlung dauerhaft
den oben genannten Sprödigkeitspunkt
aufweist, wird diese Behandlung, zum Beispiel in der Form von Zonenheizung,
geeignet nur in dem Bereich der Perforation 28 durchgeführt, mit
anderen Worten geeignet nicht an den Heißverschweißungen 24, 26 selbst.
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An
der inneren Längskante
der Flosse 21 kann eine Falzlinie 32 unmittelbar
auf der Innenseite der Perforation 28 bereitgestellt werden,
deren Zweck darin besteht, eine Falzanzeige darzustellen, die verhindert,
dass das Verpackungslaminat während
des Transports und der Lagerung in der Perforation 28 gefaltet
wird.
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Auf
der Innenseite der Längsfuge 22 kann der
Verpackungsbehälter
mit einem Dichtstreifen (nicht gezeigt) versehen werden, der bevorzugt
aus dem gleichen Material ausgebildet wird wie die äußere, heißverschweißbare Schicht 14.
Dieser Dichtstreifen dient dem Schutz der freien, geschnittenen Ränder des
Verpackungslaminats gegen Feuchtigkeit und Flüssigkeit.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben genannten Ausführungsbeispiele
beschränkt, sondern
kann abgeändert
werden, ohne dass von dem Erfindungsbereich der anhängenden
Patentansprüche
abgewichen würde.
Zum Beispiel soll berücksichtigt
werden, dass bei Erwähnung
von Polyethylen dieses Polyethylen aus einem beliebigen Polyethylen
bestehen kann, das für
den Zweck geeignet ist, das zum Beispiel unter Verwendung der sogenannten
Technologie der freien Radikalen polymerisiert werden kann: Polyethylen
niedriger Dichte (LDPE); oder unter Verwendung der Katalysatortechnologie:
Polyethylen hoher Dichte (HDPE), Polyethylen mittlerer Dichte (PE-MD),
Polyethylen niedriger Dichte mit linearer Struktur (PE-LLD), Polyethylen
sehr niedriger Dichte (NLDPE), ultraleichtes Polyethylen (ULDPE)
oder Metallocen/Einzelkatalysator PE (mPE). Es ist weiterhin zu
berücksichtigen,
dass die vorliegende Erfindung auch in Verbindung mit Verpackungsbehältern anderer
Ausführung
als der hier gezeigten verwendet werden kann, und ebenso mit anderen
Arten von Öffnungsanordnungen,
die auf dem Konzept be ruhen, dass eine Verschweißung oder eine Dichtungsschicht
aufgebrochen wird.