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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine feuchtigkeitssperrende Verpackung
für Lebensmittel.
Eine bevorzugte Anwendung betrifft eine Verpackung, die dazu geeignet
ist, in einen Mikrowellenofen eingebracht zu werden, um bei der
Zubereitung von in der Mikrowelle puffendem Popcorn oder ähnlichen
Materialien verwendet zu werden, die sich bei der Zubereitung ausdehnen.
Die Erfindung betrifft ferner ein besonders bevorzugtes Verfahren
zur Bereitstellung der Anordnung und Anwendungsverfahren.
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Hintergrund
der Erfindung
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Es
sind viele verschiedene Verpackungen zum Puffen von Popcorn in der
Mikrowelle bekannt. Einige davon werden nur zum Puffen von Popcorn verwendet;
andere dienen nicht nur dazu, das Puffen von Popcorn zu ermöglichen,
sondern auch dazu, einen geeigneten, Servierbehälter mit starrer Wand bereitzustellen.
Einige Beispiele dieser letzteren sind in den nachstehenden US-Patenten
angegeben: Watkins, 5 008 024; und Watkins, 5 097 107.
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Im
allgemeinen sind die technischen Probleme, die mit Verpackungen
verbunden sind, die sowohl für
das Puffen in der Mikrowelle vorgesehen sind als auch als ein Behälter mit
starrer Wand zum Servieren von Popcorn dienen, von denjenigen für eine flexible
Verpackung verschieden, die hauptsächlich dazu vorgesehen ist,
das Puffens zuzulassen, wobei die letztere von Anordnungen wie etwa flexiblen
Beutelausbildungen des in dem US-Patent 5 004 777 beschriebenen
Typs gebildet ist.
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Im
allgemeinen bedeutet die bevorzugte großtechnische gewerbliche Tätigkeit
mit Popcorn zum Puffen in der Mikrowelle eine Produktverteilung bei
Umgebungstemperatur und eine Haltbarkeitsdauer von mindestens neun
Monaten. Bekannte Verpackungen mit starrer Wand, die sowohl zum
Puffen in der Mikrowelle als auch zum Servieren von Popcorn vorgesehen
sind, sind in Bezug auf die Haltbarkeitsdauer bei Verteilung und
Lagerung bei Umgebungstemperatur nicht ganz zufriedenstellend, und
Verbesserungen sind erwünscht.
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Im
allgemeinen wird nach einer Verpackungsanordnung gesucht, die sowohl
zum Puffen in der Mikrowelle als auch zum Servieren von Popcorn geeignet
ist. Bevorzugt ist die Anordnung eine, die: relativ kostengünstig in
der Herstellung ist, relativ zweckdienlich und einfach gelagert
und versandt werden kann, ein gutes Popcornvolumen ermöglicht; und
für eine
verbesserte und erwünschte
Haltbarkeitsdauer sorgt.
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Aus
WO91/15096 ist das Vorsehen eines Aufbaus zur Anordnung innerhalb
eines Mikrowellenofens zum Erhitzen von Lebensmitteln bekannt, der aufweist:
einen äußeren Behälter mit
starrer Wand, innerhalb dessen eine zu erhitzende Lebensmittel-Substanz
eingeschlossen ist und eine flexible Ballon-Folie, die in Bezug
auf die Lebensmittel-Substanz als
Abdeckung an dem äußeren Behälter mit
starrer Wand befestigt ist.
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Gemäß der Erfindung
wird ein Aufbau zur Anordnung innerhalb eines Mikrowellenofens zum Erhitzen
von Lebensmitteln bereitgestellt, wobei der Aufbau umfasst:
- (a) einen äußeren Behälter (12)
mit starrer Wand, innerhalb dessen eine zu erhitzende Lebensmittel-Substanz
(34) eingeschlossen ist; und
- (b) eine flexible Ballon-Folie (32), die in Bezug auf die
Lebensmittel-Substanz (34) als Abdeckung an dem äußeren Behälter (12)
mit starrer Wand befestigt ist;
- (c) eine Schale (33), wobei die Schale (33)
die Lebensmittel-Substanz (34) aufnimmt; wobei ein feuchtigkeitssperrender
Verschluss (35) innerhalb des äußeren Behälters (12) angeordnet
ist; und dadurch gekennzeichnet ist, dass der feuchtigkeitssperrende
Verschluss (35) umfasst:
- (i) eine erste Schicht (37), welche eine an einer Polyester-Folie
befestigte feuchtigkeitssperrende Polyolefin-Folie umfasst; und
- (ii) eine zweite Schicht (36), welche eine an einer Polyester-Folie
befestigte feuchtigkeitssperrende Polyolefin-Folie umfasst;
wobei
die erste und die zweite Schicht aneinander befestigt sind und die
zu erhitzende Lebensmittel-Substanz (34) und die Schale
(33) dazwischen eingeschlossen sind;
und wobei die
flexible Ballon-Folie (32) in Bezug auf den feuchtigkeitssperrenden
Verschluss (35) als Abdeckung an dem äußeren Behälter (12) mit starrer Wand
befestigt ist, wobei die Ballon-Folie (32) einen an dem
feuchtigkeitssperrenden Verschluss (35) befestigten Abschnitt
aufweist.
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Bevorzugt
ist der äußere Behälter im
Gebrauch ausdehnungsfähig.
Die Ausdehnung kann beispielsweise durch Verwendung einer umstülpbaren
Ballon-Folie über
einer Öffnung
in dem äußeren Behälter ermöglicht werden.
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Der
feuchtigkeitssperrende Verschluss weist einen ersten Abschnitt und
einen zweiten Abschnitt auf, die bevorzugt mit einer Umfangsdichtung
miteinander verschweißt
sind. Der erste Abschnitt weist bevorzugt eine erste Schicht aus
an einer Polyester-Folie befestigter feuchtigkeitssperrender Polyolefin-Folie
auf; und der zweite Abschnitt weist bevorzugt eine an einer Polyester-Folie
befestigte feuchtigkeitssperrende Polyolefin-Folie auf. Bei bestimmten
bevorzugten Ausführungsformen
weist einer von den zwei Abschnitten einen unteren Abschnitt auf
und ist bevorzugt eine thermogeformte Schale.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform weist
der feuchtigkeitssperrende Verschluss einen mit Mikrowellen wechselwirkenden
Suszeptor darin auf. Bevorzugt ist der mit Mikrowellen wechselwirkende
Suszeptor als eine Schale ausgebildet, die eine Charge von zu erhitzender
Lebensmittel-Substanz umschließt.
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Bevorzugte
Anwendungen umfassen Anordnungen, bei denen die Lebensmittel-Charge
ungepuffte Popcornkerne aufweist. Bei manchen Anwendungen können geeignete
Mengen an Öl
oder Fett verwendet werden, um die Zubereitung und, falls erwünscht, das
Aromatisieren zu erleichtern. Wenn Öl verwendet wird, ist bei einer
typischen Anordnung daran gedacht, dass das Gewichtsverhältnis von Popcorn
zu Öl im
Bereich von ungefähr
60:40 bis 90:10 ist. Die Menge an Aromastoff ist im allgemeinen
derart, dass die Abgabe eines gewünschten Aromas an das Lebensmittel
erzielt wird. Es ist daran gedacht, dass bei manchen Anwendungen
kein Öl
verwendet wird.
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Die Figuren
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1 ist
eine Perspektivansicht des Verpackungsaufbaus nach der bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, wobei Bereiche weggebrochen sind, um
interne Details zu zeigen.
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2 ist
eine vertikale Querschnittsansicht des in 1 gezeigten
Aufbaus.
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3 ist
eine schematische Ansicht, analog 2, welche
die Position verschiedener Verbindungsstellen zeigt, die in dem
Aufbau verwendet werden.
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4 ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht
einer Unteranordnung zur Verwendung in dem Aufbau von 1,
die einen feuchtigkeitssperrenden Verschluss zeigt.
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5 ist
eine vergrößerte, fragmentarische, teilweise
vertikale Schnittsansicht von 4, die ein Detail
einer Dichtung an einem Rand des feuchtigkeitssperrenden Verschlusses
zeigt.
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6–9 sind
aufeinanderfolgende sequentielle schematische vertikale Schnittsansichten, die
eine mögliche
progressive Ausdehnung des Aufbaus von 1 zeigt,
während
Mais darin gepufft wird.
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10 ist
eine schematische Darstellung von aufeinanderfolgenden Schritten
in einer Aufbauphase eines Aufbaus wie etwa dem in 1 gezeigten.
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11 ist
eine schematische Darstellung von aufeinanderfolgenden Schritten
in einer Aufbauphase, welche auf die in 10 gezeigte
Phase folgt.
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12 ist
eine schematische Darstellung von aufeinanderfolgenden Schritten
in einer Aufbauphase, die auf die Phase von 11 folgt.
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Genaue Beschreibung
der Erfindung
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Die
hier angegebenen Techniken werden in Bezug auf die Anwendung bei
ausdehnbaren Verpackungen zur Verwendung bei der Zubereitung von
in der Mikrowelle gepufftem Popcorn, einem Produkt, das sich bei
der Zubereitung ausdehnt, beschrieben. Einige von den Techniken
sind jedoch vorteilhaft an andere Produkttypen anpassbar, einschließlich Typen,
die sich nicht ausdehnen, wenn sie erhitzt werden.
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Haltbarkeitsdauer
und Feuchtigkeitsverlust
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Ein
wichtiger Faktor bei der Bestimmung der Haltbarkeitsdauer von Popcorn
ist der Feuchtigkeitsverlust der ungepufften Popcornkerne. Der Popcornfeuchtigkeitsgehalt
sollte innerhalb eines engen Bereichs gesteuert werden, um gutes
Puffen zu erzielen. Die Aufrechterhaltung dieses optimalen Feuchtigkeitsbereichs
ist besonders wichtig, wenn Puffen in der Mikrowelle vorgesehen
ist.
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Der
optimale Bereich des Feuchtigkeitsgehalts variiert bei Popcorn.
Im allgemeinen ist er ungefähr
13 bis 14 Gew.-%. Dieser optimale Feuchtigkeitsgehalt entspricht
einer ERH (Equilibrium Relative Humidity = relative Gleichgewichtsfeuchte)
von ungefähr
75%. Die mittlere oder typische RH (Relative Humidity = relative
Feuchte) bei Umgebungslagerbedingungen ist ungefähr 50% und kann in im Winter beheizten
Warenhäusern,
Lagerhallen und Haushalten viel niedriger sein. Wenn keine geeignete
Feuchtigkeitssperre um das Popcorn herum vorgesehen ist, geht bei
der Lagerung im Lauf der Zeit Feuchtigkeit verloren, was mit einem
gleichzeitigen Verlust an Puffqualität einhergeht.
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Selbst
ein geringer Verlust an Feuchtigkeitsgehalt kann inakzeptabel sein.
In der Tat kann in manchen Fällen
eine Verringerung des Feuchtigkeitsgehalts, die nur einer Änderung
von 13% auf 11% entspricht, in einem spürbaren Verlust an Puffeigenschaften
resultieren.
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Viele
Aufbauten für
Popcorn zum Puffen in der Mikrowelle weisen flexible Papierbeutel
auf, die sich ausdehnen, wenn darin enthaltenes Popcorn gepufft
wird. Solche flexiblen Beutel können
zu einer relativ geringen Größe, typischerweise
von ungefähr 10
cm × 14
cm × 2
cm, gefaltet werden, wenn sie mit darin enthaltenem ungepufftem
Popcorn gelagert werden. Bei solchen Anordnungen wird der Feuchtigkeitsverlust
während
der Lagerung typischerweise dadurch gesteuert, dass der gefaltete
Beutel von einer feuchtigkeitssperrenden Folie eingeschlossen wird,
typischerweise aus ausgerichtetem 118- bis 140-Gauge-Polypropylen,
das eine MVTR (Moisture Vapor Transmission Rate = Wasserdampfdurchlässigkeitsrate;
gemäß ASTM E98-66,
hier summarisch eingeführt)
von typischerweise 0,20 bis 0,30 g/100 sq.in. pro 24 h bei 100°F und 90%
relative Feuchte hat. Im Gebrauch wird die feuchtigkeitssperrende
Folie entfernt und entsorgt, bevor die Anordnung entfaltet und der
Mikrowellenenergie zur Zubereitung von Popcorn ausgesetzt wird.
Die feuchtigkeitssperrende Folie braucht also kein Material zu sein,
das den Bedingungen standhalten kann, die vorliegen, wenn zubereitet
oder die Anordnung der Mikroellenenergie in einem Ofen ausgesetzt
wird.
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Es
seien nun Anordnungen wie etwa die in den US-Patenten 5 097 107
und 5 008 024 beschriebenen betrachtet. Die in diesen Patenten beschriebenen
Anordnungen sind bei gewerblicher Anwendung relativ große Wannen
oder Behälter,
die zwar ausdehnbare Abdeckungen, jedoch starre Seitenwände haben
und dazu vorgesehen sind, zur Bildung einer Schale oder eines Behälters zum
Servieren von Popcorn verwendet zu werden, nachdem dieses gepufft worden
ist. Solche Aufbauten sind also bei gewerblicher Verwendung relativ
groß und
steif und können nicht
zu kleiner Größe zum Abdichten
innerhalb eines kleinen Flächenkörpers oder
einer solchen Umhüllung
aus feuchtigkeitssperrender Folie gefaltet werden.
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Man
kann natürlich
daran denken, eine relativ große
feuchtigkeitssperrende Folie zum Einschließen dieser Arten von Anordnungen
zu verwenden, um sie vor Feuchtigkeits verlust zu schützen. Eine solche
Vorgehensweise ist jedoch im allgemeinen unzweckmäßig. Ein
Grund dafür
ist, dass die Feuchtigkeitsmenge, die aus einer Verpackung austritt, eine
Funktion sowohl der Permeabilität
der Feuchtigkeitssperre als auch der Oberfläche der Verpackung ist. Das
Umhüllen
einer großen
Verpackung erfordert eine große
Sperr-Folienfläche.
In der Tat würden
typische Wannenanordnungen von 0,5 Gallon wie etwa diejenigen, die
für ein
gewerbliches Popcorn-"Wannen"-Produkt von einer
halben Gallone verwendet werden könnten, eine Sperr-Folienfläche benötigen, die
mindestens das 3- bis 4fache einer typischen umhüllten 10 cm × 14 cm × 2 cm großen gefalteten
Beutelanordnung ist. Um ein erwünschtes
Maß an
Schutz der Feuchtigkeit für
solche Wannen zu erzielen (um im wesentlichen das gleiche Maß an Feuchtigkeitsschutz
wie bei dem gefalteten Beutel zu ermöglichen), würde man eine äußere Umhüllung oder
eine Folie mit einer MVTR in der Größenordnung von 0,10 g/100 sq.in.
oder weniger benötigen.
Dies würde
entweder eine sehr dicke Folie mit hohen MVTR-Sperreigenschaften
oder eine, die Metall aufweist, erforderlich machen, wobei keine
davon für
Anwendungen erwünscht
oder praktikabel ist, welche die Verpackung von Popcorn zum Puffen
in der Mikrowelle umfassen.
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Ein bevorzugter Aufbau
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In
den 1 bis 5 ist ein bevorzugter Aufbau 10 für das Puffen
in der Mikrowelle und das Servieren von Popcorn gezeigt. Der Aufbau 10 weist eine
Verpackung 11 auf, die einen behälter- oder wanneförmigen Körper 12 aufweist
mit: einer Bodenwand 14 und einer aufrechten steifen Seitenwandkonstruktion 16.
Die Seitenwandkonstruktion 16 ist an der Bodenwand in dem
mit 18 bezeichneten Bereich befestigt.
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Bei
der gezeigten speziellen Ausführungsform
sind die Bodenwand 14 und die Seitenwand 16 aus
relativ steifer Pappe gebildet. Die Bodenwand 14 ist kreisförmig und
im wesentlichen horizontal positioniert, wenn der Aufbau 10 so
ausgerichtet ist, wie dies in 1 gezeigt
ist. Ferner hat die Seitenwandkonstruktion kreisförmigen Querschnitt
und ist in ihrem Verlauf nach oben nach außen schräg ausgebildet (d. h. sie ist
umgekehrt kegelstumpfförmig).
Die Bodenwand 14 kann durch herkömmliches Falten und Crimpen
in dem Bereich 18 an der Seitenwand 16 befestigt
sein, wie bei 19 gezeigt ist.
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Die
Prinzipien der vorliegenden Erfindung sind bei Anordnungen mit einer
großen
Vielfalt von geometrischen Formen anwendbar. Die gezeigte kreisförmige Kübel- oder
Wannenform ist besonders zweckmäßig und
ansprechend, und solche "Wannen" sind im Handel ohne
weiteres erhältlich.
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Ein
besonders zweckmäßiges und
bevorzugtes Konsumprodukt ist eines, das ungefähr 2,8 oz. Popcorn/Öl/Aromastoff
in dem Behälter 12 hat, und
kann unter Verwendung einer herkömmlichen
im wesentlichen für
Mikowellen durchlässigen
Eiscremewanne von einer halben Gallone hergestellt werden, wobei
die Bodenwand 14 unbeschichtetes gebleichtes Kraftpapier
aufweist und die Seitenwand 16 aus gebleichter Kraftpappe
besteht, die an der Außenseite
mit Ton und an der Innenseite mit Polyethylen beschichtet ist. Solche
Wannen sind im Handel von Sherri Corp. Inc., Kensington, CT 06037,
erhältlich.
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Die
Seitenwandkonstruktion 16 weist einen oberen Rand 17 auf,
der nach außen
eingerollt ist, um eine Einfassung 20 zu bilden. Die Einfassung 20 definiert
eine Öffnung 22 in
dem Aufbau 10.
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Es
wird auf 2 Bezug genommen. Bei der gezeigten
bevorzugten Ausführungsform
verläuft
die Seitenwandkonstruktion 16 in ihrem Verlauf zu der Öffnung 22 hin
in einem solchen Maß nach
außen
konisch, das ausreicht, um zuzulassen, dass einzelne Behälter 12 bei
der Lagerung, dem Versand, in Ladenregalen oder Verbraucherschränken bequem
ineinandergesteckt werden. Gemeinsam definieren die Seitenwandkonstruktion 16 und
die Bodenwand 14 einen geeigneten Behälter 12 zum Servieren
und Essen von Popcorn.
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Der
bisher beschriebene Abschnitt der Verpackung 10 ist eine
selbsttragende, steife Umschließung.
Im Gebrauch enthält
die Umschließung
bestimmte Komponenten (in 4 gezeigt),
die während
des Zusammensetzens in dem Behälterkörper 12 angeordnet
werden. Diese umfassen eine Unteranordnung oder Umschließung 30 und
eine Abdeckung oder Ballon-Folie 32. Ein mögliches
Verfahren zum Zusammensetzen ist in Verbindung mit den schematischen
Darstellungen der 10 bis 12 beschrieben.
Im Gebrauch wird die gesamte Verpackung 10 einschließlich des
Behälterkörpers 12 und der
beschriebenen umschlossenen Gegenstände in einen Mikrowellenofen
eingebracht.
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Bei
der gezeigten Anordnung, siehe die 4 und 5,
weist die Unteranordnung 30 drei Hauptelemente auf, nämlich: eine
Schale 33; eine Charge 34 von Popcorn (die fakultativ Öl, Aromastoff und/oder
Farbstoff aufweist); und einen feuchtigkeitssperrenden Verschluss 35,
der einen ersten (oberen) Abschnitt 37 und einen zweiten
(unteren) Abschnitt 36 aufweist. Der obere Abschnitt 37 des
feuchtigkeitssperrenden Verschlusses 35 ist mit dem unteren Abschnitt 36 durch
eine wärmelösbare Umfangsdichtung 40 verbunden
(5), um ein umschlossenes Volumen 41 zu
definieren. Die Schale 33 und die Charge 34 sind
in dem Volumen 41 eingeschlossen.
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Die
Ballon-Folie 32 ist mit der äußeren (oberen) Oberfläche des
oberen Abschnitts 37 durch eine Dichtung 45 verbunden, 5.
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Bevorzugte
Materialien für
die Feuchtigkeitssperre sind nachstehend beschrieben. Sie werden
so ausgewählt,
dass sie sowohl der eingeschlossenen Popcorn-Charge 34 einen
guten Schutz vor Feuchtigkeitsverlust bieten als auch ein gutes
Verhalten unter den Bedingungen zeigen, die beim Erhitzen auftreten.
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Im
allgemeinen ist die Schale 33 ein Material, das so bemessen
und geformt ist, dass es die Popcorn-Charge 34 beim Erhitzen
zurückhält. Bevorzugt enthält sie ein
mit Mikrowellen wechselwirkendes Material oder einen Mikrowellensuszeptor,
der erhitzt wird, wenn er Mikrowellenergie ausgesetzt ist. Wenn die
Schale 33 ein mit Mikrowellen wechselwirkendes Material
aufweist oder enthält,
verbessert dies im allgemeinen das Verhalten des Produkts bei der
Zubereitung. Herkömmliche
Mikrowellensuszeptormaterialien können für das mit Mikrowellen wechselwirkende
Material in der Schale 33 verwendet werden.
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Die
Schale 33 hat bevorzugt einen äußeren Umfangsrand 46, 5.
Ein Außendurchmesser
des Rands 46 der Schale 33 ist bevorzugt so bemessen, dass
ermöglicht
wird, dass die Schale 33 dicht in den feuchtigkeitssperrenden
Verschluss 35 passt, 2, so dass
Mais und Öl
ohne weiteres in die Schale 33 zurückkehren, wenn sie beim Puffen
umherspritzen.
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Bei
manchen Anordnungen kann die Schale in ihrer gesamten Konstruktion
eine Schicht aus mit Mikrowellen wechselwirkendem Material aufweisen: Bei
solchen Anordnungen ist ein bevorzugtes Material für die Schale 33 ein
Trilaminat, das aus einem gebleichten fettdichten Papier besteht,
das mit der einen Seite einer metallisierten Polyester-Folie verbunden
ist, wobei eine Schicht aus gebleichtem Kraftpapier mit der anderen
Seite der Polyester-Folie verbunden ist. Die Querschnittsansichten
zeigen die verschiedenen Lagen der Schale 33 nicht, da
ein solches Detail für
das Verständnis
der Erfindung nicht erforderlich ist. Es versteht sich, dass die
Schale 33, wie beschrieben, bevorzugt ein Laminat ist.
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Die
metallisierte Polyester-Folie ist bevorzugt ein mit Mikrowellen
wechselwirkendes Material, wie es beispielsweise in den US-Patenten
4 878 765, 4 641 005, 4 267 420, 4 230 924 und 4 735 513 beschrieben
ist. Im allgemeinen werden solche Anordnungen bei flexiblen Beutelkonstruktionen
als mit Mikrowellen wechselwirkende Materialien verwendet. Dabei
weist dermetallisierte Polyester typischerweise eine Polyester-Folie
mit einer im Vakuum abgeschiedenen metallischen Beschichtung an
einer Seite davon auf, wobei die metallische Beschichtung typischerweise
Aluminium ist. Im allgemeinen weist bei flexiblen Beutelkonstruktionen
die Polyester-Folie ein Material wie etwa die 48-Gauge-Polyester-Folie Hoechst Celanese
2600 auf. Manchmal wird jedoch eine 92-Gauge-Folie anstelle der üblicherweise verwendeten 48-Gauge-Folie
für Anordnungen
gemäß der vorliegenden
Erfindung bevorzugt, und zwar aufgrund der Beanspruchungen, die
mit den Vorgänge zum
Formen der Schale 33 einhergehen. Es ist jedoch daran gedacht,
dass bei manchen Anwendungen die geringeren Dicken geeignet sein
sollten. Geeigneter metallisierter Polyester ist von MADICO, Woburn,
WA 01888, erhältlich.
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Das
bevorzugte Gewicht des fettdichten Papiers in der Schale 33 ist
22 bis 25 lb/Ries, wobei 22 lb/Ries am meisten bevorzugt sind; und
das bevorzugte Gewicht des gebleichten Kraftpapiers in der Schale 33 ist
90 bis 140 lb/Ries, wobei 110 lb/Ries am meisten bevorzugt sind.
Bevorzugt ist das fettdichte Papier an der Seite der Schale 33 ausgerichtet,
welche die Innenseite bildet, wobei das gebleichte Kraftpapier an
der gegenüberliegenden
(äußeren) Seite
ist. Bevorzugt ist die "Metallseite" des metallisierten
Polyesters von der Innenseite der Schale 33 weg gerichtet.
Laminierungsklebstoffe und Klebstoffgewichte, die gewöhnlich für das Zusammensetzen von
Beuteln zum Puffen von Popcorn in der Mikrowelle verwendet werden,
sind zum Befestigen der verschiedenen Lagen der Schale 33 aneinander
geeignet. Beispielsweise kann ein Polyvinylacetat-Copolymer-Emulsionsklebstoff,
Produktnummer WC-3460ZZ von H. B. Fuller Co., Vadnais Heights, MN,
verwendet werden.
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Im
allgemeinen ist die Ballon-Folie 32 als eine Abdeckung
für eingeschlossene
Materialien bei der Lagerung wirksam, um Wärme und Dampf beim Puffen zurückzuhalten
und um eine Ausdehnung des umschlossenen Volumens in dem Behälter 12 beim Puffvorgang
in der Mikrowelle zu ermöglichen.
Wie aus der nachstehenden Beschreibung ersichtlich ist, erreicht
die Ballon-Folie 32 dies durch Umstülpen im Gebrauch, während Wärme und
Dampf im Inneren des umschlossenen Raums unterhalb der Ballon-Folie
und innerhalb des Behälters 12 aufgebaut
werden. Für
eine derartige Funktionsweise ist die Ballon-Folie 32 bevorzugt
ein starkes, dünnes
leichtes Material.
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Ein
bevorzugtes Material für
die Ballon-Folie 32 ist Mylar 50 RL3, eine Polyester-Folie
mit einer thermoschweißbaren
wachsartigen Beschichtung. Mylar 50 RL3 ist von DuPont, Wilmington,
Delaware, erhältlich.
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Die
Unteranordnung 30 und die Ballon-Folie 32 werden
in der Wanne 12 befestigt, um den Aufbau 10 herzustellen.
Ein entsprechender Vorgang ist in Verbindung mit den 10 bis 12 beschrieben und
betrifft das Eindrücken
einer die Abdeckung 32 und die Unteranordnung 30 aufweisenden
Anordnung in die Wanne 12, wobei ein erhitzter Dorn zweckmäßigerweise
so geformt ist, dass er eng an eine innere Form der Wanne 12 angepasst
ist. Der erhitzte Dorn erzeugt eine Abdichtung zwischen der Ballon-Folie 32 und
dem oberen Abschnitt 37 im allgemeinen dort, wo sie sich
berühren.
Der erhitzte Dorn bildet ferner eine lösbare Umfangsdichtung 48 (3)
zwischen der Ballon-Folie 32 und der Seitenwand 16 und
bewirkt außerdem
durch einen Thermoformungsvorgang, dass sich die Ballon-Folie 32 eng an
die innere Form der Wanne 12 anpasst, wodurch das Ineinanderstecken
der fertigen Verpackungen verbessert wird.
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Bei
bevorzugten Anwendungen ist die Unteranordnung 30 an dem
Boden 14 der Wanne 12 befestigt. Dies wird bevorzugt
erreicht durch Reibung zwischen der Seitenwand der Unteranordnung 30 an der
Seitenwand 16, fakultativ verstärkt durch Thermoverschweißen der äußeren Oberfläche des
unteren Abschnitts 36 mit dem Wannenboden 14 durch eine
thermoschweißbare äußere Oberfläche des
unteren Abschnitts 36 oder das Hinzufügen kleiner Streifen aus einem
geeigneten Schmelzklebstoff, wie etwa Fuller HMZ052, von H. B. Fuller
Co., St. Paul, MN., erhältlich.
Wärme zum
Erzeugen dieser Abdichtung kann unter Verwendung einer unteren Heizeinrichtung
gemäß 12 aufgebracht
werden, um den unteren Abschnitt 36 mit dem Boden 14 der
Wanne 10 thermozuverschweißen.
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Es
wird auf die 4 und 5 Bezug
genommen. Bei bevorzugten Ausführungsformen
weist die Umschließung 30 einen äußeren Rand 50 auf, bevor
sie in den Behälter 12 eingesetzt
wird. Dabei weist der äußere Rand 50 einen
Bereich des unteren Abschnitts 36 auf, an dem der obere
Abschnitt 37 durch die Abdichtung 40 befestigt
ist, 5. Bevorzugt hat der äußere Rand 50 einen
geeigneten Durchmesser, so dass dann, wenn die Umschließung 30 in
den Behälter 12 eingesetzt
wird, 3, der Rand 50 etwas nach oben umgebogen
oder gefaltet wird, wie die 2 und 3 zeigen.
Dies trägt
dazu bei, aufgrund des dichten Eingriffs zwischen dem Rand 50 und
der Seitenwand 16 einen sicheren Sitz zu gewährleisten.
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Funktionsweise
der Erfindung
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Im
Gebrauch wird die vollständig
zusammengesetzte Verpackung 10 in einen Mikrowellenofen
eingebracht, eine geeignete Zeit wird eingestellt, und der Ofen
wird in Betrieb gesetzt. Wie die 6 bis 9 zeigen,
wird die Popcorn-/Öl-Charge 34 erhitzt,
wenn sie einer Mikrowellenenergie ausgesetzt wird, was bewirkt,
dass Öl
(falls vorhanden) schmilzt und der Mais pufft. Der Vorgang resultiert
in der Erzeugung von beträchtlichen
Dampf- und Wärmemengen.
Diese Wirkung wird durch Wärme
verstärkt,
die durch das in der Schale 33 befindliche Suszeptormaterial
erzeugt wird.
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Die
heiße
Luft und der Dampf bauen sich auf, bis ausreichend Wärme und
Druck verfügbar
sind, um die lösbare
Umfangsdichtung 40 zwischen den oberen und unteren Abschnitten
der feuchtigkeitssperrenden Verschluss 35 aufzubrechen
oder zu lösen.
Durch die heiße
Luft und den Dampf wird dann die Ballon-Folie 32, die den
oberen Abschnitt 37 der Feuchtigkeitssperre mitnimmt, umgestülpt oder
aufgebläht,
wodurch eine Kammer 51, 9, zum Halten
von Popcorn gebildet wird. Die von dem Ballon lösbare Randdichtung 48 dient
dazu, den aufgeblähten
Ballon 52, 9, in seiner Lage über dem
puffenden Mais zu halten. Nach Beendigung des Puffens wird die Verpackung
dem Ofen entnommen, und man lässt
sie für
ungefähr
30 s abkühlen.
Die Reste der Ballon-Folie können
auf einfache Weise manuell entfernt werden. Das Resultat ist eine
Menge von frisch gepufftem Mais in einem servierfertigen, zweckdienlichen
und ansprechenden Behälter.
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Bevorzugte Herstellungsverfahren
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In
den 10 bis 12 ist
eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Anwendung bei
der Herstellung einer Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung
gezeigt. Es versteht sich, dass Abwandlungen des Verfahrens angewandt
werden können,
und in der Tat kann in einigen Fällen
ein "schrittweiser" Betrieb angewandt
werden. Aus der gezeigten schematischen Darstellung ist jedoch ersichtlich,
dass bestimmte bevorzugte Ausführungsformen
des Verfahrens gemäß der vorliegenden
Erfindung, falls erwünscht,
zur einfachen Massenfertigung am Fließband vorgesehen sind.
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10 zeigt
Schritte zur Bildung der Unteranordnung 30. In 11 wird
die Ballon-Folie an der Unteranordnung 30 befestigt. In 12 wird
die Anordnung, welche die Ballon-Folie 32 und
die Unteranordnung 30 aufweist, in eine vorgefertigte Wanne 12 eingesetzt.
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Es
wird auf 10 Bezug genommen. Bei 100 ist
gezeigt, wie ein Zuführmaterial-Flächenkörper, aus
dem der untere Abschnitt 36 der Feuchtigkeitssperre 35 (4)
gebildet wird, in den Prozess eingeführt wird. Das Material des
Flächenkörpers 100 ist
bevorzugt thermoverformbar und weist ein bevorzugtes Material auf,
das nachstehend beschrieben ist. Bei 101 ist eine Heizeinrichtung
gezeigt, welche die den Flächenkörper 100 für einen
Thermoformungsvorgang ausreichend erwärmt. Bei 102 ist ein Thermoformungsvorgang
gezeigt, der eine Reihe von aneinanderhängenden Vertiefungen 103 in
dem Flächenkörper 100 erzeugt.
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Bei 105 ist
gezeigt, wie die Schale in der Vertiefung 103 positioniert
wird. Es versteht sich, dass die Schale 33 bei bevorzugten
Ausführungsformen aus
einem geeigneten mit Mikrowellen wechselwirkenden Material vorgeformt
ist oder mindestens ein geeignetes mit Mikrowellen wechselwirkendes
Material aufweist.
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Bei 107 ist
gezeigt, wie eine Charge 34 von Popcorn, Öl und Aromastoff
in die Schale 33 abgegeben wird. Diese können, falls
erwünscht,
separat zugegeben werden.
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Weiter
entlang der in 10 gezeigten Phase des Zusammensetzens
ist bei 110 eine Rolle von kontinuierlichem Ausgangsmaterial 111 zur
Bildung des oberen Abschnitts 37 ersichtlich. Wie unter
Bezugnahme auf 10 ersichtlich ist, ist dieses
als Folie 111 gezeigt, die sich als oberer Abschnitt 37 kontinuierlich über den
unteren Abschnitt 36 erstreckt. Bei 120 ist eine
Thermoschweißeinrichtung zum
Bilden der Umfangsranddichtung 40 gezeigt. Bei 121 ist
eine Schneideinrichtung gezeigt, welche die Unteranordnung 116 von
dem kontinuierlichen Strom abschneidet. Die Unteranordnung 116 ist
nun bereit, zu der nächsten
Phase des Zusammensetzens, die in 11 gezeigt
ist, überführt zu werden.
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Es
wird auf 11 Bezug genommen, welche zeigt,
wie die Unteranordnung 116 zur Anbringung einer Ballon-Folie
daran positioniert wird. In 11 ist
das kontinuierliche Zuführen
von Ballon-Folienmaterial bei 130 gezeigt. Bei 131 ist
gezeigt, wie die Thermoschweißeinrichtung
das Ballon-Folienmaterial 130 mit der Unteranordnung unter Bildung
einer Umfangsdichtung 45 verschweißt, 5. Bei 132 ist
eine Einrichtung zum Abschneiden des Ballon-Folienmaterials gezeigt.
Bei 140 ist eine die Ballon-Folie 32 und die Umschließung 30 aufweisende
Anordnung gezeigt, die bereit ist, zu dem in 12 gezeigten
Operationsstadium überführt zu werden.
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Es
wird auf 12 Bezug genommen, in der die
Anordnung 140 gezeigt ist. Ferner ist eine Wanne 141 gezeigt.
Einrichtungen werden verwendet, um die Gegenstände zum Einsetzen der Einheit 140 in die
Wanne 141 angemessen auszufluchten, wie bei 150 gezeigt
ist. Für
den Vorgang ist ein Dorn oder Kolben 151 gezeigt, der die
Anordnung 140 in das Innere 155 der Wanne 141 drücken kann.
Eine Platte 160 ist gezeigt, die selektiv bewegbar ist,
um dem unteren Abschnitt der Wanne 141 benachbart ausgerichtet
zu werden, um Wärme
zum haftenden Verbinden eines Bodens der Anordnung 140 mit
dem Boden der Wanne 141 aufzubringen. Der Dorn 151 wird bevorzugt
entlang der Oberfläche 162 erhitzt,
um die Ballon-Folie 32 weiter mit dem restlichen Gegenstand 140 zu
verschweißen;
und der Dorn weist einen Heizring 163 auf, der zur Erzeugung
der Dichtung 48, 3, in der
fertigen Verpackung ausgerichtet ist.
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Bei 170 ist
gezeigt, wie die fertige Verpackung das Fließband verlässt.
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Bevorzugte
feuchtigkeitssperrende Materialien
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Wie
oben beschrieben, weist der bevorzugte feuchtigkeitssperrende Verschluss 35 auf:
einen ersten (oberen) Abschnitt 37; und einen zweiten (unteren)
Abschnitt 36, die durch eine lösbare Umfangsdichtung 40 miteinander
verbunden sind. Bei manchen Anwendungen sind diese zwei Abschnitte
(36, 37) unterschiedlichen Herstellungsbedingungen
und unterschiedlichen Umgebungsbedingungen beim Puffen in der Mikrowelle
ausgesetzt. Bei bestimmten bevorzugten Anwendungen werden unterschiedliche Materialien
für diese
ersten und zweiten Abschnitte 37, 36 des feuchtigkeitssperrenden
Verschlusses 35 verwendet.
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Bevorzugt
weisen sowohl der erste als auch der zweite Abschnitt 37, 36 des
feuchtigkeitssperrenden Verschlusses 35 eine als Feuchtigkeitssperre wirkende
Folie, bevorzugt eine Polyolefin-Folie, auf, die auf eine relativ
wärmebeständige Folie,
bevorzugt eine Polyester-Folie, aufgebracht oder damit haftend verbunden
ist. In diesem Zusammenhang wird unter "wärmebeständig" verstanden, dass
die der Polyester-Folie entsprechende Folie ausreichend fest und
wärmebeständig ist,
um den Gebrauchsbedingungen in einem angemessenen Maß standzuhalten.
Das heißt,
sie ist unter normalen Gebrauchsbedingungen ausreichend dimensionsmäßig stabil. Dies
ergibt sich deutlicher aus den nachstehenden speziellen Beispielen.
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Das
bevorzugte Material für
den ersten (oberen) Abschnitt ist eine Laminierung aus einer ausgerichteten
Polypropylen-Folie, die mit der einen Seite einer Polyester-Folie
(beispielsweise Polyethylenterephthalat) verbunden ist, die eine
Wachsbeschichtung zum lösbaren
Thermoschweißen
an der Seite hat, die von der Folie aus ausgerichtetem Polypropylen
weggerichtet ist. Dabei ist das bevorzugte Material eine Laminierung
aus ausgerichtetem 100- bis 160-Gauge-Polypropylen, das mit Mylar
50 RL3 mit 5 bis 7 lb/3000 sq.ft. Polyethylen verbunden ist. (Mylar 50
RL3 ist eine wachsbeschichtete Polyester-Folie. Mylar 50 RL3 ist
von E. I. DuPont, Wilmington, Delaware, erhältlich.) In diesem Zusammenhang
sollen die Begriffe "verbunden
mit" und "laminiert mit" nicht bedeuten,
ob zwischen den Lagen ein Klebstoff verwendet wird oder nicht.
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Popcorn
setzt beim Puffen bei Temperaturen in der Größenordnung von 350°F Dampf frei.
Jedes Material, das über
dem Popcorn liegt, ist also beim Puffen erheblicher Wärme ausgesetzt.
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Polyester-Folie
hat ausgezeichnete Wärmebeständigkeit,
jedoch relativ schlechte feuchtigkeitssperrende Eigenschaften. Ausgerichtetes
Polypropylen hat ausgezeichnete feuchtigkeitssperrende Eigenschaften,
jedoch relative geringe Wärmebeständigkeit.
Es ist entdeckt worden, dass die Kombination der Beiden in einer
Folie mit guter Wärmebeständigkeit
und guten feuchtigkeitssperrenden Eigenschaften resultiert. Es ist
ferner entdeckt worden, dass eine akzeptable Wachsbeschichtung hoher
Güte, wie sie
etwa bei Mylar 50 RL3 vorgesehen ist, eine geeignete lösbare Umfangsverbindung 40 ergibt,
wenn sie mit dem Umfang des unteren Abschnitts 36 thermoverschweißt ist.
Bevorzugt ist der obere Abschnitt 37 in dem Verschluss 35 so
ausgerichtet, dass die Seite, welche die feuchtigkeitssperrende
Polyolefin-Folie hat, von der Innenseite 41 des Verschlusses 35,
weg orientiert ist, 5.
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Das
bevorzugte Material für
den unteren Abschnitt 36 des feuchtigkeitssperrenden Verschlusses 35 ist
ebenfalls eine Laminierung, die eine feuchtigkeitssperrende Polyolefin-Folie
(wie etwa Polyethylen oder Polypropylen) aufweist, die mit einer
Polyester-Folie verbunden ist. Bei bestimmten Anwendungen wird jedoch
für den
unteren Abschnitt 36 eine andere Form von Laminat als für den oberen
Abschnitt 37 bevorzugt.
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Bei
der beschriebenen bevorzugten Anordnung wird der untere Abschnitt 36 zu
einer Becher- oder Schalengestalt thermogeformt, die an die Schale 33,
welche die Popcorn-/Öl-Charge 34 hält, eng angepasst
ist, und mit einem abgeflachten äußeren Rand 50 versehen
ist, 5. Der Rand 50 bildet eine Oberfläche, mit
welcher der obere Abschnitt 37 ohne weiteres beispielsweise
bei der Dichtung 40, 5, durch
das Wachsmaterial lösbar
verbunden werden kann. Das bevorzugte Material für den unteren Abschnitt 36 ist
also bevorzugt ein Material, das zum Thermoformen geeignet ist.
Ferner ist bei einigen bevorzugten Anordnungen der untere Abschnitt 36 in
direktem Kontakt mit einer Schale 33, die einen Mikrowellensuszeptor
enthält.
Im Gebrauch können
Mikrowellensuszeptoren Betriebstemperaturen in der Größenordnung
von 400°F
erreichen. Der untere Abschnitt 36 bei solchen Anordnungen
benötigt
also möglicherweise
eine noch größere Temperaturbeständigkeit
als der obere Abschnitt 37, um gut zu funktionieren.
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Bei
bestimmten Ausführungsformen
ist das bevorzugte Material für
den unteren Abschnitt 36 eine Laminierung, die ein feuchtigkeitssperrendes Polyolefin
aufweist, welches auf ein thermoformbares Substrat, typischerweise
einen Polyester, laminiert ist. Ein brauchbares Material weist thermoverformbare
75-Gauge- Polyester-Folie (Polyethylenterephthalat), Mylar P25,
auf, die mit einer Verguss-Polypropylen-Folie von 4 mil haftend
verbunden ist. Als die Verguss-Polypropylen-Folie kann eine im Handel erhältliche
Folie wie etwa InteCast – 75
C3 400, erhältlich
von Amtopp Corporation, Livingston, NJ, verwendet werden. Bevorzugt
ist das Verguss-Polypropylen ein Material, dessen Außenoberfläche für das Thermoschweißen formuliert
ist. Die thermoverformbare Polyester-Folie ist von DuPont erhältlich.
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Im
allgemeinen werden ausgerichtete Folien beim Verpacken von Lebensmitteln
aufgrund von erheblichen Verbesserungen der physikalischen Eigenschaften,
insbesondere der aus dem Ausrichtungsvorgang resultierenden Feuchtigkeitssperre,
stark bevorzugt.
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Verguss-Folien
unterscheiden sich von ausgerichteten Folien dadurch, dass ausgerichtete
Folien im allgemeinen eine größere Wärmeschrumpfung haben
als Verguss-Folien. Im Fall des oberen Abschnitts 37 ist
eine gewisse Wärmeschrumpfung
erwünscht,
um beim Erhitzen das Lösen
der lösbaren Umfangsverbindung 40 zu
unterstützen.
Im Fall des unteren Abschnitts 36 ist es erwünscht, die
Wärmeschrumpfung
ausreichend zu begrenzen, um eine Beeinträchtigung der Position der Schale 33 zu
vermeiden. Eine ausgerichtete Folie wird also für den oberen Abschnitt 37 bevorzugt,
und eine Verguss-Folie
wird für
den unteren Abschnitt 36 bevorzugt. Bei bevorzugten Anwendungen
sind die Polyesteroberflächen
jedes von den Abschnitten 36 und 37, die eine überlegene
Wärmebeständigkeit
haben, der eingeschlossenen Popcorn-Charge 34 zugewandt.