DE69631176T2

DE69631176T2 - Verschlussstruktur für einen Behälter

Info

Publication number: DE69631176T2
Application number: DE1996631176
Authority: DE
Inventors: Jean-Claude Engelaere
Original assignee: Soplaril SA
Current assignee: Soplaril SA
Priority date: 1995-11-29
Filing date: 1996-11-28
Publication date: 2004-09-30
Anticipated expiration: 2016-11-29
Also published as: AU1033797A; AU720465B2; CA2236321A1; NO982381L; EP0868368B1; EP1074482A1; ES2212949T3; DK1074482T3; ATE256609T1; NZ323403A; ATE198579T1; IL124428A; US6302290B1; KR100355088B1; CA2236321C; DE69611544D1; FR2741605A1; DK0868368T3; JP2000500722A; NO318723B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verschlussstruktur für einen mit einer Öffnung versehenen Behälter, Struktur der Art, die eine entlang des Rands der Behälteröffnung angeschweißte Folie aufweist.
Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit und der Wiederverwertung werden immer größere Mengen von Produkten in einem gleichen Behälter abgepackt, insbesondere in einer einzigen Verpackung. Dies ist eine Quelle von Problemen für den Verbraucher, der das verpackte Produkt nicht auf einmal verwenden möchte. Nachdem er den Behälter geöffnet hat, um einen Teil des Inhalts zu entnehmen, möchte der Verbraucher den Behälter einfach und wirksam wieder verschließen können und seine ursprüngliche, vor dem Öffnen vorhandene Unversehrtheit zum Teil wiederherstellen. Bei Lebensmitteln möchte der Verbraucher zum Beispiel die Packung wieder verschließen können, ehe er sie in seinen Kühlschrank zurücklegt, um Geruchs- und Austrocknungsprobleme des verpackten Produkts, Platzverluste und andere Nachteile zu vermeiden.
Dies gilt auch für andere Produkte als Lebensmittel, zum Beispiel für in großen Mengen verpackte industrielle Produkte wie Schrauben, Nägel, Scheiben, sowie für pharmazeutische Produkte, die zum Beispiel in Form von Pillen oder Tabletten vorliegen.
Diese nicht einschränkend zu verstehenden Beispiele zeigen, dass es auf sehr unterschiedlichen Gebieten eine sehr große Nachfrage nach einer Verschlussstruktur für einen Behälter gibt, die ein einfaches Öffnen und ein erneutes, wirksames und einfaches Verschließen des Behälters nach der Entnahme eines Teils seines Inhalts gewährleistet.
Die Erfindung hat also zum Ziel, eine Verschlussstruktur anzubieten, die diesen Anforderungen entspricht.
Die Erfindung hat auch eine Verschlussstruktur zum Gegenstand, die relativ einfach und wirtschaftlich herstellbar und auf den Behälter aufsetzbar ist.
Die Druckschrift US-A-3650386 beschreibt eine Verschlussstruktur, die eine Barriere bildende schweißbare Schicht, eine dauerhafte Klebeschicht und eine Trägerschicht aus geschäumtem Material aufweist. Die Schweißverbindung wird durch Backen gewährleistet, wobei eine wärmende an der Seite des Behälters angebracht ist und die andere nicht.
Die Erfindung hat eine Verschlussstruktur für einen mit einer Öffnung versehenen Behälter zum Gegenstand, die eine Folie aufweist, welche entlang des Rands der Öffnung des Behälters angeschweißt ist, wobei die Folie aus mindestens drei Schichten besteht, nämlich einer schweißbaren Schicht, die entlang eines Wulstes einer Breite L auf den Öffnungsrand aufgelegt und angeschweißt ist, einer Außenschicht, die eine Barriere bildet, und einer dazwischen liegenden Klebeschicht, wobei die schweißbare Schicht im Bereich des Wulstes mit einer Schwachstelle versehen wurde, und wobei die Schweißverbindung des Wulstes der schweißbaren Schicht auf dem Rand der Öffnung eine Abreißfestigkeit aufweist, die größer ist als die Klebekraft zwischen der schweißbaren Schicht und der Klebeschicht, so dass beim ersten Freilegen der Öffnung der angeschweißte Wulst der schweißbaren Schicht auf dem Rand der Öffnung bleibt und sich vom Rest der schweißbaren Schicht und der Klebeschicht durch Zerreißen trennt, wodurch die Klebeschicht in einem dem Wulst entsprechenden Bereich freigelegt wird, wobei der erneute Verschluss des Behälters durch Auflegen des freigelegten Bereichs der Klebeschicht gegen den an Ort und Stelle gebliebene Wulst der schweißbaren Schicht durchgeführt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischenliegende Klebeschicht durch eine Beschichtung mit einem Harz einer Mindeststärke von 10 Mikrometern gebildet wird, und dass die Erzeugung der Schwachstelle der schweißbaren Schicht im Bereich des Wulstes durch das Schweißen des Wulstes, Druck und Schmelzen mit Hilfe eines Schweißstabs derart erfolgt, dass die schweißbare Schicht und die Klebeschicht verformt werden, und dadurch, dass die Beschaffenheit der Außenschicht so ist, dass sie nicht schmilzt und nur sehr wenig dauerhaft verformt wird.
Die Außenschicht kann aus einem geschmeidigen Film bestehen, ihre Stärke kann etwa 50 Mikrometer betragen. Die Außenschicht besteht vorteilhafterweise aus bi-orientiertem Polyester.
In einer Variante kann die Außenschicht aus einem steifen Film bestehen.
Die schweißbare Schicht besteht aus einem leicht zerreißbaren Film geringer Stärke, insbesondere in der Größenordnung von 20 Mikrometern, oder einem Film größerer Stärke, der Eigenschaften einer leichten Zerreißbarkeit aufweist, die durch die Einstellung der Extrusionsparameter oder durch Hinzufügung von mineralischen Füllstoffen erhalten werden.
Zum Beispiel kann die schweißbare Schicht aus einem Film aus Polyethylen hoher Dichte bestehen.
Die Klebeschicht wird vorzugsweise von einem von mindestens einer Stärke von 10 Mikrometern gebildet. Diese Klebeschicht wird insbesondere von einem Acrylpolymer mit dauerhafter Klebewirkung, das bei Umgebungstemperatur in fester Form vorliegt, oder aus einem „Hot-Melt"-Klebstoff auf der Basis eines thermoplastischen Elastomers gebildet.
Die die Schichten bildenden Materialien entsprechen vorteilhafterweise den Bestimmungen, die die Verwendung von Klebern im Rahmen der Verpackung von Lebensmitteln definieren. Die Schichten können transparent sein, so dass die Folie der Struktur selbst transparent ist.
Die Erfindung bezieht sich auch auf einen von einer solchen Verschlussstruktur verschlossenen Behälter. Der Behälter kann zum Beispiel aus einem steifen Film oder einem geschmeidigen Film bestehen. In einem Ausführungsbeispiel wird der Behälter ausgehend von einem steifen PVC-(Polyvinylchlorid)-Film hergestellt, der innen von einem Film aus linearem Polyethylen bedeckt ist, wobei eine Schicht aus Polyurethankleber zwischen die beiden Filme gebracht wird.
Die Erfindung bietet auch ein Verfahren zum Verschließen eines mit einer Öffnung versehenen Behälters durch eine Folie, die entlang des Rands der Öffnung angeschweißt ist, wobei eine Folie verwendet wird, die aus mindestens drei Schichten besteht, nämlich einer gegen den Rand der Öffnung anzulegenden, schweißbaren Schicht, einer eine Barriere bildenden Außenschicht und einer dazwischen liegenden Klebeschicht, und wobei die Schweißverbindung der schweißbaren Schicht mit dem Rand der Öffnung entlang eines Wulstes einer Breite L durchgeführt wird, der eine Abreißfestigkeit aufweist, die größer ist als die Klebekraft zwischen der schweißbaren Schicht und der Klebeschicht, so dass beim ersten Freilegen der Öffnung des Behälters der angeschweißte Wulst der schweißbaren Schicht auf dem Rand der Öffnung bleibt und sich im Wesentlichen durch Zerreißen vom Rest der schweißbaren Schicht und der Klebeschicht trennt, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischenliegende Klebeschicht durch eine Beschichtung mit einem Harz einer minimalen Stärke von 10 Mikrometern gebildet wird, und dass die Schweißverbindung durch Druck und Schmelzen mit Hilfe eines Schweißstabs derart erfolgt, dass eine Schwachstelle durch Verformung der schweißbaren Schicht und der Klebeschicht im Bereich des Wulstes erzeugt wird und dadurch, dass die Beschaffenheit der Außenschicht so ist, dass sie nicht schmilzt und nur sehr wenig dauerhaft verformt wird.
Man kann die aus mindestens drei Schichten bestehende Folie herstellen, indem die Klebeschicht durch Warmextrusion eines klebenden Harzes zwischen die Außenschicht und die schweißbare Schicht gebracht wird.
Gemäß einer anderen Möglichkeit bringt man das klebende Harz warm auf die Außenschicht, ehe die schweißbare Schicht auf diese kalandriert wird.
Die so hergestellte Folie kann in aufgerollter Form gelagert werden, da die schweißbare Schicht den Schutz der Klebeschicht gewährleistet und die Probleme des Windung-für-Windung-Verklebens der Folienspulen verhindert.
Abgesehen von den oben beschriebenen Maßnahmen besteht die Erfindung aus einer bestimmten Anzahl von anderen Maßnahmen, die nachfolgend in Bezug auf Ausführungsbeispiele genauer erklärt werden, welche anhand der beiliegenden Figuren beschrieben werden und keineswegs einschränkend zu verstehen sind.
1 dieser Zeichnungen ist ein stark vergrößerter, schematischer Querschnitt durch eine dreilagige Folie für eine erfindungsgemäße Verschlussstruktur;
2 ist ein schematischer Schnitt gleich dem der 1 und zeigt den Vorgang des Aufschweißens der Folie auf den Rand eines Behälters;
3 ist ein schematischer Schnitt gleich dem der 2 und zeigt den Vorgang des Öffnens des Behälters und der Abtrennung des Wulstes der schweißbaren Schicht, der auf dem Rand des Behälters bleibt;
4 ist ein stark vergrößerter, schematischer Schnitt, bei dem Teile eines Behälters weggelassen wurden, der durch eine erfindungsgemäße Verschlussstruktur verschlossen wird;
5 zeigt wie 4 den Behälter und die Verschlussstruktur nach dem Öffnen;
6 ist ein Diagramm, das in der Ordinate die Viskositätsveränderungen in Abhängigkeit von der in der Abszisse angezeigten Temperatur eines als Klebeharz verwendeten Acrylpolymers zeigt;
7 ist ein Diagramm, das die Änderungen der Klebekraft zwischen zwei unter einem bestimmten Druck gegeneinandergelegten Filmen mit einer Zwischenschicht aus Klebeharz auf der Basis von Acrylpolymer in Abhängigkeit von der in Minuten ausgedrückten Kontaktzeit in der Abszisse zeigt;
8 ist schließlich ein Diagramm, das die Änderungen der Ablösekraft eines Klebeharzes auf der Basis von Acrylpolymer, ausgedrückt in Newton/Zentimeter (N/cm) zwischen den beiden in Bezug auf 7 erwähnten Polyesterfilmen in Abhängigkeit von der Zeit zeigt, die in die Abszisse eingetragen und in Wochen ausgedrückt ist.
Zunächst wird an die Eigenschaften des „Hot-Melt"-Klebers auf der Basis eines thermoplastischen Elastomers erinnert:

– bei Umgebungstemperatur fest
– Schmelzpunkt zwischen 85 und 95°C
– Massendichte: 0,96 g/cm³
– Scherviskosität: bei 150°C 15 100 mPa·s bei 160°C 11 100 mPa·s bei 170°C 8 000 mPa·s (Messungen durchgeführt in einem RHEOMAT 115 Contraves)
– nicht wasserlöslich

In den Zeichnungen, insbesondere den 1 und 4, kann man sehen, dass die Verschlussstruktur S für einen Behälter C mit einer Öffnung O eine Folie F bestehend aus mindestens drei Schichten aufweist, d. h. einer schweißbaren Schicht 1, einer Außenschicht 2 und einer dazwischen liegenden Klebeschicht 3.
Die Außenschicht 2 besteht aus einem einen „Träger" bildenden Film, der der Struktur:

– ihre Barriere-Eingenschaften (Gas-, Wasserdampf- und Aromaundurchlässigkeit, usw.),
– ihre mechanischen Eigenschaften (Steifigkeit, Durchstoßfestigkeit, Berstfestigkeit, usw.),
– ihr Wärmebeständigkeit (Wärme-, Kälte-, Extrudier-Beschichtungsfestigkeit, usw.),
– ihre Trägheit gegenüber dem Umgebungsmilieu;
– ihre Abmessungsstabilität, die besonders wichtig ist für den Aufdruck eines Textes und/oder von Bildern,
– ihre optischen Eigenschaften, wie zum Beispiel den Glanz, und
– ihre Eignung zur maschinellen Verarbeitung verleiht.

Die Außenschicht kann aus einem geschmeidigen oder steifen Film hergestellt werden, je nach der Art des Behälters C, und insbesondere nach der Art der in Betracht gezogenen Verpackung.
Die schweißbare Schicht 1 soll den Verschluss des Behälters C gewährleisten. Die Beschaffenheit dieser Schicht 1 wird gewählt in Abhängigkeit von:

– ihrer Eignung, auf sich selbst oder ein anderes Material geschweißt zu werden,
– einem größtmöglichen Eignungsbereich für eine Verschweißung, um den Durchlauf durch eine Maschine zu erleichtern,
– einer Eignung zum Verschweißen in zum Beispiel durch Fette verschmutzten Bereichen,
– ihrer chemischen Festigkeit gegenüber den im Behälter C verpackten Produkten.

Die schweißbare Schicht 1 ist leicht zerreißbar, um eine leichte Öffnung des Behälters C zu ermöglichen. Diese leichte Zerreißbarkeit wird erhalten, indem zum Beispiel für die schweißbare Schicht 1 ein Film geringer Stärke in der Größenordnung von 20 Mikrometern oder ein stärkerer Film gewählt wird, der Eigenschaften eines leichten Zerreißens aufweist, die zum Beispiel durch Einstellung der Extrusionsparameter oder durch Hinzufügung von mineralischen Füllstoffen erhalten werden. Entsprechend den obigen Bemerkungen wird das Material des die schweißbare Schicht 1 bildenden Films in Abhängigkeit von der Schicht definiert, die für die Verschweißung auf den Rand des Behälters C verwendet wird, wie weiter unten erklärt wird.
Die Klebeschicht 3 gewährleistet die Verbindung zwischen der Außenschicht 2 und der schweißbaren Schicht 1. Die Klebeschicht 3 wird so gewählt, dass der Struktur die Möglichkeit verliehen wird, aufgrund der praktisch dauerhaften Klebeeigenschaften der Klebeschicht nach dem Öffnen wieder verschlossen werden zu können, wie weiter unten erklärt wird.
Die Klebeschicht 3 kann zum Beispiel zwischen die Außenschicht 2 und die schweißbare Schicht 1 aufgebracht werden durch:

– eine Extrudiertechnik (zum Beispiel Extrusionsbeschichten), die darin besteht, ein klebendes Harz zwischen die die Außenschicht 2 und die schweißbare Schicht 1 bildenden Filme warm zu extrudieren,
– eine Beschichtungstechnik, die darin besteht, ein klebendes Harz warm auf den die Außenschicht 2 bildende Film aufzubringen, ehe die schweißbare Schicht 1 auf diese kalandriert wird.

Für die Klebeschicht 3 sollte eine minimale Beschichtungsstärke von 10 Mikrometern gewährleistet sein. Abgesehen von den beiden oben erwähnten Verfahren kann jedes beliebige Verfahren angewendet werden, das eine solche Beschichtung ermöglicht.
Die Wahl des klebenden Harzes ist wichtig, um es zu ermöglichen, den Behälter nach der ersten Öffnung wieder wirksam zu verschließen.
Ein vorteilhaftes Harz besteht aus einem Acrylpolymer mit einer dauerhaften Klebewirkung, das bei Umgebungstemperaturen in fester Form vorliegt, oder aus einem „Hot-Melt"-Klebstoff auf der Basis eines thermoplastischen Elastomers. 6 der Zeichnung stellt die Veränderungen der Viskosität, die in die Ordinate eingetragen und in tausend Centipoise ausgedrückt sind, des Acrylpolymers in Abhängigkeit von der in der Abszisse eingetragenen und in Grad Celsius ausgedrückten Temperatur dar. Ein Glasübergang befindet sich bei 65°C, und der Schmelzpunkt liegt zwischen 70 und 80°C.
Beim Acrylpolymer kann eine Qualitätskontrolle des Klebeharzes erfolgen, indem eine Schicht von 50 Mikrometern Klebstoff bei einer Temperatur von 180°C auf einen Polyesterfilm (bekannt unter dem Namen „Mylar") gebracht wird. Das Messverfahren besteht darin, auf den mit dieser Klebeschicht bedeckte Polyesterfilm einen zweiten Polyesterfilm (ebenfalls aus „Mylar") aufzubringen und einen bestimmten Druck von 10 Bar (10·10⁵ Pa) auf eine quadratische Ober fläche von 8 × 8 mm während einer gegebenen Anwendungszeit auszuüben. Die in der Ordinate eingezeichnete „Klebe"-Kurve wird in Abhängigkeit von der in die Abszisse eingetragenen „Kontaktzeit" gezeichnet. Damit das Klebeharz als zufrieden stellend betrachtet werden kann, muss eine Kurve gleich der in 7 erhalten werden, in der die in die Ordinate eingezeichnete Klebekraft in Pond/cm², d. h. 0,01 Newton/cm² ausgedrückt wird.
Die so erhaltenen Klebekräfte ermöglichen es, den Behälter nach der Öffnung wieder zu verschließen und seine Unversehrtheit zu gewährleisten.
Das Diagramm der 8 stellt die Veränderungen der Ablösekraft des Acrylpolymers zwischen den beiden beim Kontrollverfahren verwendeten Polyesterfilmen in Abhängigkeit von der Zeit dar, die in Wochen ausgedrückt und in die Abszisse eingetragen ist. Die in die Ordinate eingetragene Ablösekraft ist in Newton/cm ausgedrückt. Der Erhalt eines im Wesentlichen waagrechten Niveaus am Ende einer Woche zeigt das dauerhafte Festkleben des Harzes. Die Klebekraft verschlechtert sich also nicht in der Zeit.
Um den Behälter C zu schließen, wird die von der Folie F mit mindestens drei Lagen definierte Struktur S eines Wulstes 4 (2) einer Breite L auf den Rand eines Films 5 geschweißt, der je nach der Art des betrachteten Behälters C geschmeidig oder steif ist. Der Film 5 kann zum Beispiel dann geschmeidig sein, wenn der Behälter C aus einer elastischen Tasche besteht; der Film 5 kann zum Beispiel dann steif sein, wenn der Behälter C aus einem rechteckigen Becher besteht, wie es weiter unten anhand der 4 und 5 beschrieben wird.
Die Schweißparameter (Druck, Temperatur und Zeit) werden in Abhängigkeit von der Art der schweißbaren Schicht 1 und der auf dem Film 5 für eine gekoppelte Schweißung vorgesehenen Schicht gewählt. Die Schweißverbindung wird mit Hilfe eines Heizstabs 6 durchgeführt, der im Bereich des Wulstes 4 ein Festdrücken der Folie F gegen den Film 5 bewirkt. Die Folie F wird während des Schweißvorgangs kurzzeitig verformt, was zu dauerhaften Verformungen führt, die nach der Entfernung des Stabs 6 bleiben. Aufgrund der Beschaffenheit der Außenschicht 2 schmilzt diese nicht und wird sehr wenig dauerhaft verformt. Dagegen wird die schweißbare Schicht 1 aufgrund ihres Schmelzens und des vom Heizstab 6 ausgeübten Drucks maximal verformt. Gleiches gilt für die Klebeschicht 3. Man erhält so eine Schwachstelle der schweißbaren Schicht 1 und der Klebeschicht 3 im Bereich des Wulstes 4.
Die Schweißparameter und die Parameter bezüglich der Verbindung zwischen der Klebeschicht 3 und der schweißbaren Schicht 1 sowie mit der Außenschicht 2 werden so gewählt, dass die Verschweißung des Wulstes 4 der schweißbaren Schicht auf dem Rand des Films 5 des Behälters eine Abreißfestigkeit aufweist, die höher ist als die Klebekraft zwischen der schweißbaren Schicht 1 und der Klebeschicht 3. Außerdem haftete die Klebeschicht 3 stark an der Außenschicht 2.
Unter diesen Bedingungen bleibt bei dem ersten Vorgang des Freilegens der Öffnung des Behälters, indem die Folie F vom Film 5 des Behälters entfernt wird, wie es in 3 gezeigt ist, und trennt sich vom Rest der schweißbaren Schicht 1 und der Klebeschicht 3, die so in einem Bereich 7 entsprechend dem Wulst 4 freigelegt wird.
Der Wulst 4 befindet sich zwischen der äußeren Grenze und der inneren Grenze des Rands des Films 5, so dass der freigelegte Bereich 7 der Schicht 3 zwischen einem äußeren Band 8 und einer inneren Fläche 9 der schweißbaren Schicht liegt, die weiterhin einen Schutze der Klebeschicht gewährleistet.
Nach einem ersten Öffnungsvorgang kann das Schließen des Behälters C erneut durchgeführt werden, indem der freigelegte Bereich 7 der Klebeschicht gegen den Wulst 4 der schweißbaren Schicht angelegt wird, der an Ort und Stelle auf dem Rand des Films 5 des Behälters geblieben ist. Die Klebeschicht 3 klebt wieder an diesem Bereich 4 der schweißbaren Schicht an, und man erhält von neuem die Unversehrtheit der Packung. Dieser Vorgang kann ohne Verschlechterung des Systems mehrere Male wiederholt werden.
Die erneute Positionierung der Filme im Schweißbereich kann erleichtert werden, indem für die Außenschicht 2 der Folie F ein „Träger"-Film gewählt wird, der eine gute Steifheit gewährleistet. Die Klebekraft zwischen dem freigelegten Bereich 7 der Klebeschicht und dem auf dem Rand des Behälters verbliebenen Wulst 4 der schweißbaren Schicht ist um so stärker, je größer der beim erneuten Verschließen ausgeübte Druck ist.
Die die Folie F bildenden Schichten können transparent sein, was es ermöglicht, eine Gesamttransparenz der Folie F für den Fall zu erhalten, dass man das innerhalb des Behälters verpackte Produkt zu sehen wünscht.
Die 4 und 5 stellen ein Ausführungsbeispiel eines Behälters C dar, der aus einer Verpackung zur Aufmachung von Speckwürfeln (Lebensmittel) unter Gas besteht. Die Verpackung ist zusammengesetzt aus:

– der oben beschriebenen, erfindungsgemäßen Verschlussstruktur S, auch Abdeckfolie genannt,
– einem unteren Behälter C, der aus einem wärmegeformten Film in Form einer Schale besteh, die die Speckwürfel vor dem Verschließen der Verpackung aufnimmt.

Die Verschlussstruktur S ist zusammengesetzt aus:

– der Außenschicht 2, hergestellt aus bi-orientiertem Polyester, mit einer Stärke von 50 Mikrometern;
– einer Klebeschicht 3, hergestellt aus dem oben definierten Acrylpolymer oder dem Klebstoff auf der Basis von thermoplastischem Elastomer, mit einer Stärke von 10 Mikrometern;
– einer schweißbaren Schicht 1, hergestellt aus Polyethylen hoher Dichte einer Stärke von 20 Mikrometern.

Diese Struktur wurde in einer unter dem Namen „Hot-Melt" bekannten Maschine erzeugt.
Das Acrylpolymer oder der „Hot-Melt"-Klebstoff auf der Basis eines thermoplastischen Elastomers wurde bei einer Temperatur von 180°C auf den Film aus bi-orientiertem Polyester einer Stärke von 50 Mikrometern aufgebracht, der die Außenschicht 2 bildet. Die Geschwindigkeit der Fertigungsreihe wurde eingestellt, um eine Beschichtung mit Acrylpolymer einer Stärke von 10 Mikrometern zu erhalten. Der Film aus Polyethylen hoher Dichte einer Stärke von 20 Mikrometern, der die schweißbare Schicht 1 bildet, wurde anschließend auf die Klebeschicht 3 mit einem Druck von etwa 10 Bar (10·10⁵ Pa) kalandriert. Die so erhaltene dreilagige Folie F wurde in Form einer Spule aufgewickelt und während sieben Tagen vor ihrer Verwendung gelagert (Sterilisationszeitraum).
Der Film, der zur Herstellung des Behälters C verwendet wird, besteht aus einem steifen Film 10 aus PVC (Polyvinylchlorid) einer Stärke von 450 Mikrometern, der gegen einen Film 11 aus linearem Polyethylen einer Stärke von 50 Mikrometern geklebt wird, der sich innerhalb des Behälters befindet. Das Gegenkleben wird von einer Schicht 12 aus Polyurethan-Zweikomponentenkleber im Lösungsmilieu gewährleistet, die einer Stärke von etwa 2 Mikrometern entspricht.
Die Packung wurde in einer Wärmeformungsmaschine unter Herstellung einer Schweißverbindung der Art Wulst mit einer Breite L von 5 mm im peripheren Bereich 13 erzeugt, die eine Wiedereinspritzung von Gas gewährleisten kann.
Die Parameter der Wärmeformung des steifen Films, der von der Einheit 10–11–12 gebildet wird, sind folgende:

– Vorheiztemperatur = 150°C während 1,7 Sekunden
– Auflagedruck des Films = 1,8 Bar (1,8·10⁵ Pa)
– Formzeit = 1,7 Sekunden
– Formdruck = 2,8 Bar (2,8 × 10⁵ Pa)
– Formtiefe = 20 mm.

Die Parameter der Verschweißung der Folie F auf dem Rand 5 der wärmegeformten Schale des Behälters sind:

– Temperatur = 150°C
– Druck = 4,5 Bar (4,5 × 10⁵ Pa)
– Zeit = 2 Sekunden

Es ist anzumerken, dass die Parameter sich in Abhängigkeit von der verwendeten Wärmeformungsmaschine entwickeln können. Je nach der Art der verwendeten Maschine gibt es nämlich mehr oder weniger große Toleranzen bei der Messung der Parameter.
Es wurden Messungen an den rechteckigen Bechern entsprechend dem Behälter C der 4 und 5 durchgeführt.
Vor dem Schweißen betrug die Klebekraft zwischen der Außenschicht 2 aus bi-orientiertem Polyethylenterephthalat und der schweißbaren Schicht 1 aus Polyethylen hoher Dichte 10 N (Newton)/15 mm.
Nach dem Schweißen des Wulstes 4 auf den Rand des Films 5 der wärmegeformten Schale betrug die auszuübende Zerreißkraft, um den Behälter zu öffnen, etwa 15 N/15 mm.
Nach dem Wiederaufsetzen der Verschlussstruktur in Höhe der Schweißverbindung auf den Wulst 4, der am Rand 5 befestigt geblieben ist, wurde eine Klebekraft von 6 N/15 mm erhalten und blieb während der zehn Öffnungs-Schließ-Versuche konstant. Die Verpackung wurde sieben Tage lang bei einer Temperatur von 4°C in den Kühlschrank gelegt, und es wurde kein Ablösen der Folie F der Verschlussstruktur in Bezug auf den Rand des Films 5 des Behälters festgestellt.
Weitere Beispiele einer erfindungsgemäßen Struktur werden nachfolgend geliefert:

I/ Außenschicht 2 aus bi-orientiertem Polyamid einer Stärke von 15 Mikrometern: Klebeschicht 3 aus Acrylpolymer oder einem „Hot-Melt"-Klebstoff auf der Basis von thermoplastischem Elastomer einer Stärke von 10 Mikrometern; schweißbare Schicht 1 aus Polyethylen hoher Dichte einer Stärke von 20 Mikrometern;
II/ Außenschicht 2 aus steifem PVC (Stärke 400 Mikrometer)/Polyurethankleber (2 Mikrometer)/bi-orientiertem Polyethylenterephthalat (Stärke 12 Mikrometer); Klebeschicht 3 aus Acrylpolymer einer Stärke von 10 Mikrometern, schweißbare Schicht 1 aus Polyethylen hoher Dichte einer Stärke von 20 Mikrometern;
III/ Außenschicht 2 aus amorphem Polyethylenterephthalat (Stärke 400 Mikrometer)/Polyurethankleber (Stärke 2 Mikrometer)/biorientiertem Polyethylenterephthalat (Stärke 12 Mikrometer); Klebeschicht 3 aus Acrylpolymer oder „Hot-Melt"-Klebstoff auf der Basis von thermoplastischem Elastomer in Schichten einer Stärke von 10 Mikrometern, schweißbare Schicht 1 aus Polyethylen hoher Dichte einer Stärke von 20 Mikrometern.

Die Erfindung ermöglicht also eine leichte Öffnung des Behälters, insbesondere der Verpackung, gefolgt von einem Verschließen, das seine Unversehrtheit gewährleistet. Die Erfindung kann auf alle Arten von Verpackungen angewendet werden, die mindestens einen Schweißbereich aufweisen. Die Eignung der die Verschlussstruktur und den Behälter bildenden Schichten für den Kontakt mit Lebensmitteln erlaubt die Verwendung zur Verpackung von Lebensmitteln.
Die mehrlagige Verschlussstruktur S kann in jeder Art von Verpackungsmaschine verwendet werden, die mindesten eine Schweißung durchführt. Im Gegensatz zu den Lösungen gemäß dem Stand der Technik, wie zum Beispiel Verschlüsse durch mechanische Zusammenwirkung von Haken, erfordert die Erfindung keine Veränderung des Verpackungsmaterials, da die mehrlagige Verschlussstruktur in Form eines einfachen Films vorliegt und es nicht erfordert, Zubehörteil wie Haken in Form von Rippen/Nuten-Bändern oder Klebebändern hinzuzufügen. Vor der Öffnung behält die Verpackung alle ihre mechanischen und Barriere-Eigenschaften bei, die zur guten Konservierung des verpackten Produkts notwendig sind.

Claims

Verschlussstruktur (S) für einen Behälter (C) mit einer Öffnung (O), die eine Folie (F) aufweist, welche entlang des Rands der Öffnung des Behälters angeschweißt ist, wobei die Folie (F) aus mindestens drei Schichten besteht, nämlich einer schweißbaren Schicht (1), die entlang eines Wulstes (4) einer Breite L auf den Öffnungsrand aufgelegt und angeschweißt ist, einer Außenschicht (2), die eine Barriere bildet, und einer dazwischen liegenden Klebeschicht (3), wobei die schweißbare Schicht im Bereich des Wulstes (4) mit einer Schwachstelle versehen wurde, und wobei die Schweißverbindung des Wulstes (4) der schweißbaren Schicht auf dem Rand der Öffnung eine Abreißfestigkeit aufweist, die größer ist als die Klebekraft zwischen der schweißbaren Schicht (1) und der Klebeschicht (3), so dass beim ersten Freilegen der Öffnung (O) der angeschweißte Wulst (4) der schweißbaren Schicht auf dem Rand der Öffnung bleibt und sich vom Rest der schweißbaren Schicht (1) und der Klebeschicht (3) durch Zerreißen trennt, wodurch die Klebeschicht in einem dem Wulst (4) entsprechenden Bereich (7) freigelegt wird, wobei der erneute Verschluss des Behälters (C) durch Auflegen des freigelegten Bereichs (7) der Klebeschicht gegen den an Ort und Stelle gebliebene Wulst (4) der schweißbaren Schicht durchgeführt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischenliegende Klebeschicht (3) durch eine Beschichtung mit einem Harz einer Mindeststärke von 10 Mikrometern gebildet wird, und dass die Erzeugung der Schwachstelle der schweißbaren Schicht im Bereich des Wulstes (4) durch das Schweißen des Wulstes (4), Druck und Schmelzen mit Hilfe eines Schweißstabs derart er folgt, dass die schweißbare Schicht (1) und die Klebeschicht (3) verformt werden, und dadurch, dass die Beschaffenheit der Außenschicht (2) so ist, dass sie nicht schmilzt und nur sehr wenig dauerhaft verformt wird.
Verschlussstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der nach der ersten Öffnung freigelegte Bereich (7) der Klebeschicht zwischen zwei Bändern oder Flächen (8, 9) der schweißbaren Schicht liegt.
Verschlussstruktur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenschicht (2) ein geschmeidiger Film insbesondere mit einer Stärke von ungefähr 50 Mikrometern ist.
Verschlussstruktur nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenschicht (2) aus bi-orientiertem Polyester besteht.
Verschlussstruktur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenschicht (2) aus einem steifen Film besteht.
Verschlussstruktur nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die schweißbare Schicht (1) aus einem leicht zerreißbaren Film geringer Stärke besteht, insbesondere in der Größenordnung von 20 Mikrometern oder einem Film größerer Stärke, der Eigenschaften einer leichten Zerreißbarkeit aufweist, die durch die Einstellung der Extrusionsparameter oder durch Hinzufügung von mineralischen Füllstoffen erhalten werden.
Verschlussstruktur nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebeschicht (3) aus einem bei Umgebungstemperatur festen Acrylpolymer mit dauerhafter Klebewirkung oder aus einem "Hot Melt"-Klebstoff auf der Basis eines thermoplastischen Elastomers besteht.
Verschlussstruktur nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die die Schichten bildenden Materialien für den Kontakt mit Lebensmitteln geeignet sind.
Verschlussstruktur nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebeschicht aus Hot-Melt-Klebstoff auf der Basis eines thermoplastischen Elastomers besteht, dessen Schmelzpunkt zwischen 85 und 95°C liegt.
Verschlussstruktur nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebeschicht aus Hot-Melt-Klebstoff auf der Basis eines thermoplastischen Elastomers besteht, das eine Scherviskosität von 15 100 mPa·s bei 150°C, von 11 100 mPa·s bei 160°C und von 8 000 mPa·s bei 170°C aufweist.
Verschlussstruktur nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff der Klebeschicht so gewählt wird, dass eine Klebekraft von ungefähr 900 Pond/cm² nach einer Minute Kontakt und von ungefähr 1 100 Pond/cm² nach 7 Minuten Kontakt erhalten wird, wobei die Messung der Klebekraft ausgehend von einer zwischen zwei Polyesterschichten eingeklemmten Schicht von 50 Mikrometern Klebstoff, die auf einer quadratischen Oberfläche von 8 × 8 mm einem Druck von 10·10⁵ Pa ausgesetzt wurde, durchgeführt wird.
Verschlussstruktur nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die schweißbare Schicht aus Polyethylen hoher Dichte ist.
Verschlussstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die die Folie (F) bildenden Schichten transparent sind, so dass die Folie (F) selbst transparent ist.
Verschlussstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die schweißbare Schicht aus Polyethylen hoher Dichte ist und dass die die Folie (F) bildenden Schichten transparent sind, so dass die Folie (F) selbst transparent ist.
Verschlussstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck und das Schmelzen mit Hilfe eines Heizstabs (6) erfolgen, der auf der Seite der Außenschicht angewandt wird.
Behälter mit einer durch eine Folie verschlossenen Öffnung, die entlang des Rands der Öffnung angeschweißt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie aus einer Verschlussstruktur gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche gebildet wird.
Verfahren zum Verschließen eines mit einer Öffnung versehenen Behälters durch eine Folie, die entlang des Rands der Öffnung angeschweißt ist, wobei eine Folie (F) verwendet wird, die aus mindestens drei Schichten besteht, nämlich einer gegen den Rand der Öffnung anzulegenden, schweißbaren Schicht (1), einer eine Barriere bildenden Außenschicht (2) und einer dazwischen liegenden Klebeschicht (3), und wobei die Schweißverbindung der schweißbaren Schicht (1) mit dem Rand der Öffnung entlang eines Wulstes (4) einer Breite L durchgeführt wird, der eine Abreißfestigkeit aufweist, die größer ist als die Klebekraft zwischen der schweißbaren Schicht (1) und der Klebeschicht (3), so dass beim ersten Freilegen der Öffnung (O) des Behälters der angeschweißte Wulst (4) der schweißbaren Schicht auf dem Rand der Öffnung bleibt und sich im Wesentlichen durch Zerreißen vom Rest der schweißbaren Schicht und der Klebeschicht (3) trennt, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischenliegende Klebeschicht (3) durch eine Beschichtung mit einem Harz einer minimalen Stärke von 10 Mikrometern gebildet wird, und dass die Schweißverbindung durch Druck und Schmelzen mit Hilfe eines Schweißstabs derart erfolgt, dass eine Schwachstelle durch Verformung der schweißbaren Schicht (1) und der Klebeschicht (3) im Bereich des Wulstes (4) erzeugt wird und dadurch, dass die Beschaffenheit der Außenschicht (2) so ist, dass sie nicht schmilzt und nur sehr wenig dauerhaft verformt wird.
Verfahren zum Verschließen nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung der mehrlagigen Folie (F) die Klebeschicht (3) durch Warmextrusion eines klebenden Harzes zwischen der Außenschicht (2) und der schweißbaren Schicht (1) gebildet wird.
Verfahren zum Verschließen nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die mehrlagige Folie (F) hergestellt wird, indem die Klebeschicht (3) warm auf die Außenschicht (2) aufgebracht wird, bevor die schweißbare Schicht (1) kalandiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebeschicht aus Hot-Melt-Klebstoff auf der Basis eines thermoplastischen Elastomers besteht, der einen Schmelzpunkt zwischen 85 und 95°C aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebeschicht aus Hot-Melt-Klebstoff auf der Basis eines thermoplastischen Elastomers besteht, das eine Scherviskosität von 15 100 mPa·s bei 150°C, von 11 100 mPa·s bei 160°C und von 8 000 mPa·s bei 170°C aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die schweißbare Schicht aus Polyethylen hoher Dichte ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die die Folie (F) bildenden Schichten transparent sind, so dass die Folie (F) selbst transparent ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenschicht ein geschmeidiger Film ist, insbesondere einer Stärke von ungefähr 50 Mikrometern.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenschicht aus bi-orientiertem Polyester ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenschicht ein steifer Film ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die schweißbare Schicht aus einem Film geringer Stärke besteht, insbesondere der Größenordnung von 20 Mikrometern, der leicht zerreißbar ist, oder einer größeren Stärke, der Eigenschaften einer leichten Zerreißbarkeit aufweist, die durch die Einstellung der Extrusionsparameter oder durch Hinzufügung von mineralischen Füllstoffen erhalten werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck und das Schmelzen mit Hilfe eines Heizstabs (6) erfolgen, der auf der Seite der Außenschicht angewandt wird.
Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißbedingungen folgende sind: Temperatur: 150°C, Druck: 4,5 bar und Zeit: 2 Sekunden.