DE69005076T2 - Verpackungsmaterial aus Schichtstoff-Typ. - Google Patents

Verpackungsmaterial aus Schichtstoff-Typ.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein flexibles, bogen- oder bahnförmiges Material des Schichtstofftyps zum Umformen zu Verpackungskartons mit überragenden Geschmackssperreigenschaften und weiteren wünschenswerten Dichtigkeitseigenschaften, wobei das Material eine Lage umfaßt, die als Geschmackssperre dient und aus einem Kunststoffmaterial mit einem Ethylenvinylalkoholcopolymeren besteht.
  • Allgemein sind flüssige Nahrungsmittel wie Fruchtsäfte, Backöl, Wein usw., die heutzutage oft in Packungen zum Einmalverbrauch (in sogenannten Wegwerfkartons) verpackt und gelagert werden, Produkte, die gegenüber den Wirkungen des Sauerstoffs hochempfindlich sind, und sie sind geschmacksempfindliche Produkte, die zerstört oder verunreinigt werden, wenn sie der Wirkung von Sauerstoff ausgesetzt werden. Folglich ist eine Minimalanforderung an solche Packungen, daß sie für Sauerstoff so undurchlässig wie möglich und idealerweise vollkommen sauerstoffdicht sein müssen, um den bestmöglichen Schutz gegen Sauerstoff und damit einen Geschmacksschutz für die verpackten Produkte bereitstellen zu können.
  • Ein bei Wegwerfpackungen für solche sauerstoff- und geschmacksempfindlichen Produkte oft verwendetes Verpackungsmaterial besteht aus mehreren Lagen, die aneinander laminiert sind und eine Trägerlage aus Papier oder Pappe sowie eine an eine Seite der Trägerlage (die der Innenseite der fertigen Packung entspricht) geklebte Aluminiumfolie aufweisen, wobei die Aluminiumfolie das Material für Sauerstoff praktisch undurchlässig macht, sowie eine äußere Schutzbeschichtung aus Polyethylen, um den direkten Kontakt zwischen der Aluminiumfolie und dem zu verpackenden Produkt zu vermeiden.
  • Aus einem Verpackungsmaterial mit einer Aluminiumfolie hergestellte Wegwerfpackungen besitzen außerordentlich gute Dichtigkeitseigenschaften gegenüber Sauerstoff; allerdings stellen sie einen mehr oder weniger begrenzten Geschmacksschutz für das verpackte Produkt bereit, insbesondere dann, wenn dieses aus einem Zitrusfruchtsaft oder anderen Fruchtsäften besteht. Einer der Gründe für den von einer solchen Packung gebotenen, mangelhaften Geschmacksschutz läßt sich vermutlich auf die Schutzbeschichtung des Verpackungsmaterials aus Polyethylen zurückführen, die sich demnach mit dem verpackten Produkt in unmittelbarem Kontakt befindet und aufgrund ihrer nichtpolaren Beschaffenheit wenigstens bis zu einem gewissen Grad Geschmacks- oder Geruchsbestandteile mit einer mehr oder weniger nichtpolaren Beschaffenheit des Typs absorbiert, aufnimmt und zurückbehält, wie sie in den oben erwähnten Typen von Saftprodukten vorkommen. Es hat sich beispielsweise herausgestellt, daß die Konzentration des nichtpolaren Geschmacksbestandteils d-Limonen in dem verpackten Saftprodukt allmählich schwindet und mit der Zeit so gering wird, daß im Geschmack des verpackten Produkts eine deutliche Verschlechterung auftritt. Darüberhinaus sind die Materialkosten für das Verpackungsmaterial aus dem Stand der Technik unweigerlich hoch, da dort Aluminium, ein sehr teueres Metall verwendet wird.
  • Folglich bestand auf dem Gebiet der Verpackungstechnik lange der Bedarf nach der Entwicklung eines aluminiumfreien Verpackungsmaterials mit überragenden Dichtigkeitseigenschaften gegenüber Sauerstoff und gleichzeitig mit überragenden Sperreigenschaften gegenüber Geschmacks- und Geruchsbestandteilen oder geringer Absorption dieser Bestandteile.
  • Ein solches aluminiumfreies Verpackungsmaterial ist z.B. in der US-Patentschrift 4 701 360 offenbart. Dieses Verpackungsmaterial ist ebenfalls vom Schichtstofftyp und umfaßt eine Trägerlage aus Papier oder Pappe sowie eine als Sauerstoff- und Geschmackssperre dienende Lage aus einem Ethylenvinylalkoholcopolymer (EVOH). Eine Sperrschicht dieses Typs genießt mehrere Vorzüge. Sie besitzt Dichtigkeitseigenschaften gegenüber Sauerstoff und weist darüberhinaus (aufgrund ihrer polaren Beschaffenheit) gute Sperreigenschaften oder geringe Absorptionsneigung in bezug auf nichtpolare Geschmacks- und Geruchsbestandteile, z.B. d-Limonen auf; gleichzeitig besteht sie aus einem Material, das für den direkten Kontakt mit Nahrungsmitteln geeignet ist und demnach keine zusätzliche Schutzbeschichtung benötigt. Außerdem ist EVOH ein billigeres Material als Aluminium.
  • Allerdings weist ein Verpackungsbehälter mit einer inneren Sperrschicht aus EVOH in Kontakt mit dem verpackten Produkt nur geringe Sperreigenschaften gegenüber polaren Geschmacks- und Geruchsbestandteilen, z.B. Fruchtalkoholen, die in Zitrusfruchtsäften vorkommen und damit dazu neigen, in die Sperrschicht zu wandern und dort aufgenommen zu werden, wobei der verpackte Saft gleichzeitig seinen Geschmack in entsprechendem Maße verliert. Das der Absorption von polaren Geschmacks- und Geruchsbestandteilen innewohnende Problem läßt sich jedoch beispielsweise dadurch lösen, daß die Sperrschicht mit einer äußeren Schutzbeschichtung aus einem nichtpolaren Material, z.B. Polyethylen versehen wird, wie dies in der US-patentschrift 4 789 575 beschrieben ist, aber diese Lösung aus dem Stand der Technik ersetzt dieses Problem nur durch ein neues Geschmacksproblem in Entsprechung mit den obigen Überlegungen bezüglich des Verpackungsmaterials aus dem Stand der Technik mit der polyethylenbeschichteten Aluminiumfolie.
  • Deshalb liegt eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verpackungsmaterial des oben beschriebenen Schichtstofftyps zur Herstellung von Packungen vorzuschlagen, die überragende Sauerstoffsperreigenschaften und gleichzeitig überragende Geschmackssperreigenschaften aufweisen.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Verpackungsmaterial mit geringer Absorption sowohl polarer als auch nichtpolarer Geschmacks- und Geruchsbestandteile des Typs vorzuschlagen, wie sie beispielsweise in Zitrusfruchtsäften und anderen Fruchtsäften vorkommen.
  • Darüberhinaus liegt eine Aufgabe der Erfindung darin, ein Schichtstoffverpackungsmaterial vorzugschlagen, das unter Verwendung moderner, rationeller Verpackungsmaschinen des Typs, die heute oft zur Herstellung von Einwegwegwerfpackungen oder Kartons für flüssige Nahrungsmittel verwendet werden und die fertigen Packungen mit einem hohen Arbeitstakt formen, füllen und versiegeln, einfach zu Verpackungsbehältern umgeformt werden kann.
  • Die Erfindung ist in Anspruch 1 gekennzeichnet, und bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht.
  • Nach der vorliegenden Erfindung weist die aus einem Gemisch der nichtpolaren Komponente Polyethylen und der polaren Komponente EVAC in einem speziellen Anteil beider Verbindungen bestehende Geruchssperrschicht nicht nur überragende Sperreigenschaften bezüglich Sauerstoff, sondern auch bezüglich der Geschmacks- und Geruchsbestandteile sowohl polarer als auch nichtpolarer Natur auf. Während die US-A-4 701 360 ein Gemisch von zwischen 70 und 95 % PE bevorzugt, liegt der Prozentsatz der vorliegenden Erfindung zwischen 20 % und weniger als 70 %. Darüberhinaus liegt die Dicke der Geschmackssperrschicht nach der Erfindung zwischen 5 und 50 um.
  • Die US-A-4 082 854 beschreibt ein Verpackungsmaterial mit verbesserter Gasdurchdringungsfestigkeit. Wenigstens eine Lage besteht aus einer Mischung von EVOH mit 25 bis 150 (Gew.)% Polyethylen auf der Basis des EVOH. Nach diesem Patent sollte diese Mischlage als Zwischenlage zwischen andere (äußere) Lagen eingefügt werden.
  • Wie oben erwähnt, sollte die in der Sperrschicht verwendete Polyethylenmenge nicht weniger als 20 Gew.% betragen, damit die Sperrschicht auch gegenüber nichtpolaren Geschmacks- und Geruchsbestandteilen einen ausreichenden Schutz bereitstellt. Idealerweise umfaßt die Sperrschicht Polyethylen in einem Anteil von mehr als 50 und weniger als 70 Gew.%, und es hat sich in der Praxis herausgestellt, daß die Polyethylenmenge bevorzugt in der Größenordnung von etwa 60 Gew.% liegen sollte.
  • Sollte es sich aus irgendeinem Grunde als erforderlich oder günstig herausstellen, die Sauerstoffdichtigkeit des Materials noch weiter zu verbessern, dann kann das Material nach einer weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einer zusätzlichen Sauerstoffsperrschicht versehen werden. Dies kann z.B. dann der Fall sein, wenn das Material zur Herstellung von Packungen verwendet werden soll, in denen besonders sauerstoff- und geschmacksempfindliche Nahrungsmittel wie Zitrusfruchtsäfte oder andere Fruchtsäfte über längere Zeiträume und nicht notwendigerweise gekühlt werden sollen. Eine solche zusätzliche Sauerstoffsperrschicht besteht bevorzugt auch aus einem Gemisch aus Polyethylen und einem Ethylenvinylalkoholcopolymer, wobei selbstverständlich Sperrschichten aus anderen auf diesem Gebiet bekannten Materialien ebenso verwendet werden können.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele des Verpackungsmaterials nach der vorliegenden Erfindung erhielten ferner die in den beigefügten Unteransprüchen dargelegten, kennzeichnenden Merkmale.
  • Die Beschaffenheit der vorliegenden Erfindung und ihre Aspekte sind leichter aus der folgenden Beschreibung der beigefügten Zeichnung und der darauf Bezug nehmenden Erörterung zu verstehen. In der beigefügten Zeichnung zeigen
  • Fig. 1 die schematische Veranschaulichung der Querstruktur eines Verpackungsmaterials nach einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
  • Fig. 2 eine entsprechende Querstruktur eines Verpackungsmaterials nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • Unter Bezug auf die Zeichnung veranschaulicht Fig. 1 also schematisch die Querstruktur der Zusammensetzung eines Verpackungsmaterials 10 nach einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zur Herstellung von Packungen des Einwegwegwerftyps für Produkte wie Fruchtsäfte, Backöl, Wein und ähnliche sauerstoff- und geschmacksempfindliche Nahrungsmittel. Das Material 10 umfaßt eine steife, aber faltbare Trägerlage 11 aus Papier oder Pappe, die an einer Seite (die der Außenseite der fertigen Packung entspricht) mit einer Beschichtung 12 aus Polyethylen oder einem anderen feuchtigkeitsfesten, bevorzugt heißsiegelbaren Thermoplastmaterial überdeckt ist. Die andere Seite der Trägerlage ist über eine Lage 13 aus einem geeigneten Bindemittel, z.B. Polyethylen mit einer Lage 14 verbunden, die als Sauerstoff- und Geschmackssperre dient und aus einem Gemisch aus Polyethylen und einem Ethylenvinylalkoholcopolymer besteht.
  • Die Sperrschicht 14 enthält Polyethylen in einer Menge von zwischen 20 und weniger als 70 % und bevorzugt etwa 60 % des Gesamtgewichts der Sperrschicht, und sie weist eine Dicke auf, die zwischen 5 und 50, bevorzugt zwischen 15 und 35 um variieren kann. Die Sperrschicht 14 kann als ein vorgefertigter, extrudierter Film hergestellt sein, der mit Hilfe eines geeigneten Bindemittels mit der Trägerlage 11 verbunden wird, aber sie wird bevorzugt durch Extrudieren direkt auf die oben erwähnte Seite der Trägerlage hergestellt.
  • Ein Verpackungsmaterial mit der schematisch in Fig. 1 veranschaulichten Zusammensetzung wird idealerweise zur Herstellung von Packungen für sauerstoff- und geschmacksempfindliche Nahrungsmittel wie beispielsweise Fruchtsäfte verwendet, die bevorzugt kühl gelagert werden sollen.
  • Fig. 2 veranschaulicht schematisch einen Querschnitt durch ein Verpackungsmaterial 20 nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zur Herstellung von Packungen des Einwegwegwerftyps für die oben erwähnte Kategorie sauerstoff- und geschmacksempfindlicher Nahrungsmittel. Wie das in Fig. 1 vorgestellte Material 10 umfaßt das Material 20 ebenfalls eine Trägerlage 21 aus Papier oder Pappe, die an einer Seite (die der Außenseite der fertigen Packung entspricht) eine Beschichtung 22 aus Polyethylen oder einem anderen geeigneten, feuchtigkeitsdichten, bevorzugt heißsiegelbarem Thermoplastmaterial zeigt. Die Trägerlage 21 weist an ihrer anderen Seite (die der Innenseite der fertigen Packung entspricht) eine äußere Lage 23 auf, die als Sauerstoff- und Geschmackssperre dient und aus einem Gemisch aus Polyethylen und einem Ethylenvinylalkoholcopolymer besteht. Das Material 20 unterscheidet sich von dem Material 10 darin, daß es zwischen der Trägerlage 21 und der Sperrlage 23 mit einer zusätzlichen Lage 24 aus einem Material mit niedriger Sauerstoffdurchlässigkeit versehen ist. Die zusätzliche Sauerstoffsperrlage 24 ist sandwichartig zwischen die Lagen 25 und 26 aus einem geeigneten Bindemittel gesetzt, die die zusätzliche Sauerstoffsperrlage 24 dauerhaft mit der Trägerlage 21 bzw. die äußere Sauerstoff- und Geschmackssperrlage 23 mit der zusätzlichen Sauerstoffsperrlage 24 verbinden.
  • Die Sauerstoff- und Geschmackssperrlage 23 besteht wie ihr Gegenstück, die Sperrlage 14 in dem Material 10 aus einem Gemisch aus Polyethylen und einem Ethylenvinylalkoholcopolymer mit Polyethylen in einer Menge von zwischen 20 % und weniger als 70 %, und genauer etwa 60 % des Gesamtgewichts des Gemisches, und sie weist eine Dicke von zwischen 5 und 50, bevorzugt zwischen 15 und 35 um auf.
  • Die zusätzliche Sauerstoffsperrlage 24 besteht bevorzugt aus einem Gemisch aus Polyethylen und einem Ethylenvinylalkoholcopolymer mit Polyethylen in einer Menge von zwischen 20 % und 80 %, und bevorzugter etwa 60 % des Gesamtgewichts des Gemisches, aber sie kann selbstverständlich aus einem anderen auf diesem Gebiet bekannten Material mit geringer Sauerstoffdurchlässigkeit bestehen, wenn dies für geeignet oder wünschenswert gehalten wird.
  • Das Material 20, das infolge der zusätzlichen Sauerstoffsperrschicht 24 eine verstärkte Undurchlässigkeit gegenüber Sauerstoff aufweist, eignet sich besonders gut für die Herstellung von Packungen für geschmacks- und sauerstoffempfindliche Produkte, die verpackt und über relativ lange Lagerzeiten, aber nicht notwendigerweise gekühlt gelagert werden sollen.
  • Wie oben erwähnt, kann das Material nach der vorliegenden Erfindung zur Herstellung von Einwegwegwerfpackungen unter Verwendung moderner, rationeller Verpackungsmaschinen des Typs eingesetzt werden, der aus einer Bahn oder aus vorgefertigten Bögen oder Rohlingen mit einem hohen Arbeitstakt Fertigpackungen formt, füllt und versiegelt. Aus einer Bahn werden beispielsweise dadurch Packungen hergestellt, daß die beiden Längskanten der Bahn miteinander vereinigt werden, um einen Schlauch zu bilden, der dann mit dem gewünschten Inhalt gefüllt wird. Dann wird der Schlauch durch wiederholtes Flachpressen und Querversiegeln des Schlauchs entlang enger Zonen quer zu der Längsrichtung des Schlauchs in einzelne Packungseinheiten unterteilt. Die einzelnen Packungseinheiten werden durch Schnitte in den Quersiegelzonen abgetrennt und in einer zusätzlichen Form- und Siegeloperation, bei der die doppelwandigen, dreieckigen Ecken der Packungseinheiten gegen die Außenseite der Packung gefaltet und versiegelt werden, in die gewünschte endgültige, normalerweise quaderförmige Ausgestaltung gebracht.

Claims (8)

1. Flexibles bogen- oder bahnförmiges Material des Schichtstofftyps zum Umformen zu Verpackungsbehältern mit überragenden Geschmackssperr- und anderen erwünschten Dichtigkeitseigenschaften, wobei das Material eine Trägerlage (11; 21) aus Papier oder Pappe und eine Lage (14; 23) umfaßt, die als Geschmackssperre dient und aus einem Gemisch aus einem Ethylenvinylalkoholcopolymer und Polyethylen besteht und die äußerste Lage bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschmackssperrschicht (14; 23) aus zwischen 20 % und weniger als 70 % (des Gesamtgewichts dieser Geschmackssperrschicht) aus Polyethylen besteht und eine Dicke von zwischen 5 und 50 um aufweist.
2. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschmackssperrschicht (14; 23) eine Dicke von zwischen 15 und 35 um aufweist.
3. Material nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschmackssperrschicht (14; 23) Polyethylen in einer Menge von etwa 60 % des Gesamtgewichts der Geschmackssperrschicht umfaßt.
4. Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschmackssperrschicht (14; 23) durch Extrudieren hergestellt wird.
5. Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es eine zwischen der Trägerlage (21) und der äußersten Geschmackssperrschicht (23) angeordnete, zusätzliche Sauerstoffsperrschicht (24) aufweist.
6. Material nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sauerstoffsperrschicht (24) ebenfalls aus einem Gemisch aus Polyethylen und einem Ethylenvinylalkoholcopolymer besteht, wobei sich der Anteil von Polyethylen in der Sauerstoffsperrschicht (24) auf zwischen 20 % und 80 % des Gesamtgewichts der Schicht beläuft.
7. Material nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Anteil von Polyethylen in der Sauerstoffsperrschicht (24) auf etwa 60 % des Gesamtwichts der Schicht beläuft.
8. Verpackungsbehälter, der unter Verwendung eines Materials nach einem der vorhergehenden Ansprüche hergestellt wurde, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschmackssperrschicht (14; 23) als Innenseite des Behälters verwendet wird.
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