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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Füll- und/oder
Ausgussöffnung
an einem für
Flüssigkeiten
bestimmten Verpackungsbehälter,
der entweder teilweise oder ganz aus einem Verpackungslaminat mit
Schichten aus einem Material auf Faserbasis und Thermoplast hergestellt
ist, und dessen Öffnung
später
mit einer lösbaren
Aufreisslasche versehen wird, wobei in dem Verfahren
- ein
Loch vorbestimmter Größe und Form
in ein Basislaminat geformt wird, das zumindest eine Stützschicht
aus einem Material auf Faserbasis und zumindest eine erste thermoplastische
Schicht aufweist,
- das Loch in dem Basislaminat und die Ränder des Loches auf der Seite
des Basislaminats bedeckt sind und zumindest eine erste thermoplastische
Schicht mit zumindest einer zweiten thermoplastischen Schicht aufweisen,
- die Oberfläche
des Basislaminats, die gegenüber
der zumindest einen ersten thermoplastischen Schicht liegt, mit
zumindest einer dritten thermoplastischen Schicht laminiert ist,
- zumindest die zweiten und die dritten thermoplastischen Schichten,
die an gegenüberliegenden
Seiten des Loches in dem Basislaminat angebracht sind, im Bereich
des Loches unter Zuhilfenahme von Wärme und Druck zusammengefügt sind,
und
- eine Füll-
und/oder Ausgussöffnung
zentral hinsichtlich des Loches in dem Basislaminat geformt ist,
so dass die Öffnung
kleiner als das Loch in dem Basislaminat ist, woraufhin zumindest
ein Teil der thermoplastischen Schichten, die im Bereich des Loches
in dem Basislaminat zusammengefügt
sind, übrigbleibt, um
den unbehandelten Rand des Loches zu bedecken.
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Die
EP-A-0 686 567 offenbart die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs
1.
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Einweg-Verpackungsbehälter für Flüssigkeiten
werden heutzutage mehr und mehr für die Verpackung flüssiger Nahrungsmittel,
wie z.B. Milch, Saft oder Wein, verwendet. Normalerweise werden
diese Verpackungsbehälter
aus einem vorgefertigten laminierten Verpackungsmaterial hergestellt,
das eine Stützschicht
aus einem Verpackungskarton aufweist, der auf zumindest einer Seite
und typischerweise auf beiden Seiten, mit dünnen flüssigkeits- und luftdichten
Schichten, zum Beispiel Polyethylen-Schichten, bedeckt ist.
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Verpackungsbehälter für Flüssigkeiten
sind in der Regel mit irgendeiner Öffnungsvorrichtung versehen,
zum Beispiel eine Abreiss- oder Abschneideangabe oder eine lösbare Auf
reisslasche, die flüssigkeits-
und luftdicht auf der Ausgussöffnung
angebracht ist. Typische Beispiele von Verpackungsbehältern für Flüssigkeiten,
die mit Öffnungsvorrichtungen
dieser Art versehen sind, sind zum Beispiel in der US-A-5 653 383
und der SE-Veröffentlichung
441 666 offenbart.
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Eine Öffnungsvorrichtung,
die eine durch das Material vorperforierte Ausgussöffnung und
eine flüssigkeits-
und luftdicht auf der Öffnung
angebrachte, lösbare
Aufreisslasche aufweist, weist mehrere Vorteile auf, da sie leicht
zu nutzen ist, sie im Voraus an dem Verpackungsmaterial angebracht
werden kann und sie kostengünstig
ist. Bei der Verpackung flüssiger
Füllmittel
sollte jedoch einem wirksamen Abschluss des unbehandelten Randes
des Verpackungslaminats, der dem Füllmittel in der Perforation ausgesetzt
ist, besondere Beachtung geschenkt werden, da ansonsten das Füllmittel
von der faserstoffartigen Stützschicht
absorbiert wird, was die Festigkeit, Stärke und Aussehen des Laminats
beeinträchtigt. Um
einer Absorption vorzubeugen ist es deshalb üblich, dass die Ausgussöffnung zusätzlich zu
der lösbaren
Aufreisslasche auch mit einer inneren thermoplastischen Schicht
versehen wird, die auf der in Kontakt mit dem Füllmittel stehenden Seite des
Verpackungslaminats plaziert wird, und die beides, die Ausgussöffnung und
den Bereich um die Öffnung, bedeckt.
Die Deckschicht wird dann durch die Ausgussöffnung an der Aufreisslasche
angebracht, so dass die Deckschicht aufgerissen wird, wenn die Aufreisslasche
entfernt wird, was das Ablassen des Füllmittels durch die Ausgussöffnung ermöglicht.
Der vorher geschlossene unbehandelte Rand des Laminats wird jedoch
erneut freigelegt und das Füllmittel wird
an der faserstoffartigen Stützschicht
während des
Ablassvorgangs absorbiert. Dies ist aus hygienischen und ästhetischen
Gründen
nicht wünschenswert.
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Bei
der Verpackung steriler Füllmittel,
beispielsweise sterile Milch und steriler Saft, werden aseptische
Behälter
verwendet, deren Strukturen den oben beschrieben im Großen und
Ganzen ähnlich
sind. Trotzdem weist das Verpackungslaminat eine oder mehrere zusätzliche
Schichten auf, um die Luftdichtheit zu verbessern. Zum Beispiel
werden Aluminiumfolie und Thermoplast für gewöhnlich als Gas-Barriere genutzt.
Dann wird es besonders wichtig, den Kontakt zwischen dem Füllmittel
und dem Metall, nicht nur während
der Lagerung in einem geschlossenen Behälter, sondern auch während der Ablassphase
und wenn das verbleibende Füllmittel
in dem geöffneten
Behälter
gelagert wird, zu vermeiden. Dies betrifft insbesondere säurehaltige
Füllmittel,
beispielsweise Saft und Wein, weil ein Kontakt zwischen diesen Füllmitteln
und Metall eine chemische Änderung,
die den Geschmack des Produkts beeinflusst, verursacht.
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Lösungen des
Stands der Technik zu Vermeidung der obenerwähnten Probleme bei aseptischen
Verpackungsbehältern,
die mit lösbaren
Aufreisslaschen versehen sind, sind ziemlich kompliziert gewesen
und haben eine innere Deckschicht mit der Aufgabe aufgewiesen, den
Kontakt des Füllmittels mit
dem unbehandelten Rand des Gießrohrs
zu verhindern und sicherzustellen, dass eine angemessene Gas-Barriere
zwischen dem Füllmittel
und dem unbehandelten Rand gebildet wird. Eine wesentliche Beschränkung der
Lösungen
des Stands der Technik war auch, dass die mit einer inneren Deckschicht
versehene Ausgussöffnung
nicht als die Füllöffnung des Verpackungsbehälters genutzt
werden kann, da die Deckschicht an das Laminat bereits während seines Herstellungsstadiums
angebracht werden muss und somit die Öffnung verschliesst. Diese
Struktur-Art wird zum Beispiel in der bereits oben erwähnten SE Veröffentlichung
441 666 dargestellt.
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Auf
der anderen Seite sind aus der obenerwähnten US-A-5 653 383 Öffnungsanordnungen bekannt,
die zumindest prinzipiell auch zur Nutzung als Füllöffnungen geeignet wären, da
in ihnen die Aufreisslasche lediglich auf der äußeren Oberfläche des Verpackungsbehälters angeordnet
ist. Trotzdem bringen die beschriebenen Lösungen bestimmte Probleme mit
sich, die sich auf beides, die Öffnungsanordnung
selbst und die allgemeine Struktur des Verpackungsmaterials, beziehen.
Wenn beides, das Schließen
des unbehandelten Rands und die Schließlasche selbst, mittels getrennter
Laschen realisiert werden, die lediglich in dem Bereich des Loches
in dem Basislaminat angebracht sind, ist die geschlossene Öffnung soviel
dicker als der Rest des Verpackungslaminats geformt, dass die bei
der Lagerung von Verpackungsmaterial verwendeten Walzen nicht länger nutzbar
sind. Auf der anderen Seite bedeutet das Schließen des unbehandelten Randes
mit einer getrennten Lasche, dass das Verpackungslaminat, durch
welches ein Loch zur Herstellung der Ausgussöffnung perforiert wird, schon
als solches die in Bezug auf Gas- und Flüssigkeitsdichtheit gesetzten Anforderungen,
zumindest insoweit wie die äußere Oberfläche des
Behälters
betroffen ist, erfüllen
muss, da die fragliche Lasche nicht dazu beiträgt, diese Anforderungen zu
erfüllen.
Solch eine Lasche, die für das
Schließen
des unbehandelten Randes genutzt wird, muss auch bezüglich des
Loches in dem Verpackungslaminat getrennt ausgerichtet und an den Rändern des
Loches angebracht werden, was dazu führt, dass auch dieser Teil
der Herstellung ein komplexes Verfahren ist, das Präzision erfordert.
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Kurze Beschreibung
der Erfindung
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Das
Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung einer Füll- und/oder
Ausgussöffnung zu
schaffen, das keines der oben erwähnten Probleme mit sich bringt.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren ist
dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine zweite thermoplastische
Schicht, die genutzt wird, um den unbehandelten Rand des Loches
in dem Basislaminat auf der Seite des Basislaminats, die bereits
zumindest eine thermoplastische Schicht aufweist, zu verschließen, über das
gesamte Basislaminat laminiert wird. Mit diesem Verfahren werden
mehrere wesentliche Vorteile erreicht. Eines der Hauptvorteile besteht
darin, dass die bereits in dem Basislamit vorhandene thermoplastische
Schicht und die darauf laminierte thermoplastische Schicht, die
für das
Schließen
des unbehandelten Randes genutzt wird, bezüglich ihrer Eigenschaften optimiert
werden können.
Folglich kann die bereits in dem Basislaminat vorhandene thermoplastische
Schicht so gewählt werden,
dass sie eine optimale Haftung an der Basisschicht aus einem Material
auf Faserbasis aufweist, sogar auf Kosten anderer Eigenschaften,
beispielsweise Luft- und
Flüssigkeitsdichtheit.
Um diese Eigenschaften kann sich dann mittels einer thermoplastischen
Schicht gekümmert
werden, die für
das Schließen
des unbehandelten Randes genutzt wird. Es ist bekannt, dass Folien
mit den besten Barriere-Eigenschaften
am besten an thermoplastischen Schichten haften und weniger an Schichten
aus einem Material auf Faserbasis, wie z.B. Karton. Auf der anderen
Seite kann die Folie, die zum Schließen des unbehandelten Randes
genutzt wird, nun auch hinsichtlich der für das Schließen des
unbehandelten Randes der Faserschicht wichtigen Eigenschaften, um
ihn so luft- und flüssigkeitsdicht
wie möglich
zu schließen,
besser ausgewählt
werden. Des Weiteren kann die Schicht, die zum Schließen des
unbehandelten Randes genutzt wird, in einer gänzlich herkömmlichen Art laminiert werden,
da sie nun dafür bestimmt
ist, das ganze Basislaminat zu bedecken und keine speziellen Lösungen notwendig
sind, um sie bezüglich
des Loches in dem Basislaminat auszurichten.
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Die
dritte thermoplastische Schicht, die auf die Oberfläche des
Basislaminats gegenüber
der ersten thermoplastischen Schicht, die einen Teil des Basislaminats
bildet, laminiert wird, wird als eine mehrschichtige Sperrfolie
extrudiert, die Ethylen/Alpha-Olefin aufweist. Vorzugsweise weist
zumindest eine Schicht der mehrschichtigen Sperrfolie, die an der
Stützschicht
aus einem Material auf Faserbasis liegt, über 50%, beispielsweise 80%,
Ethylen/Alpha-Olefin auf. Auf diese Art wird eine optimale Haftung
an der Stützschicht
aus einem Material auf Faserbasis und auch gute Barriere-Eigenschaften
erreicht, so dass das Thermoplast, dass die Barriere-Eigenschaften schafft,
nicht die äußerste Schicht ist.
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Um
die Barriere-Eigenschaften zu verbessern oder um sie zu schaffen,
falls andere thermoplastische Schichten diese Eigenschaft nicht
aufweisen, kann die erste thermoplastische Schicht, die ein Teil
des Basislaminats bildet, Ethylen/Alpha-Olefin aufweisen.
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Um
Barriere-Eigenschaften zu erlangen ist es auch möglich so zu verfahren, dass
zumindest eine zweite thermoplastische Schicht, die auf die erste
thermoplastische Schicht, die einen Teil des Basislaminats bildet,
laminiert wird, als eine mehrschichtige Sperrfolie extrudiert wird.
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Da
Luft- und Flüssigkeitsdichtheit
folglich nun zumindest für
die äußere Oberfläche des
Verpackungslaminats durch zumindest zwei thermoplastische Schichten
erreicht ist, können
die Eigenschaften der an dem Schließen des unbehandelten Rands beteiligten
thermoplastischen Schicht auch bezüglich eines Vorgangs optimiert
werden, in dem eine Füll- und/oder
Ausgussöffnung
dadurch gebildet wird, dass die thermoplastischen Schichten, die
das Loch in dem Basislaminat bedecken, dazu gebracht werden, sich
um die Ränder
des Loches zu falten und indem sie formgebend behandelt werden und
den unbehandelten Rand des Loches in dem Basislaminat zwischen ihnen
luft- und flüssigkeitsdicht
schließen. Auf
diese Art wird der gesamte Kunststoff um den Bereich des Loches
dazu gebracht, sich an dem Schließen des unbehandelten Randes
beteiligen, was das Schließen äußerst verlässlich macht.
Das Falten kann unterstützt
werden, indem Heissluft an die Mitte des Loches in dem Basislaminat
geblasen wird.
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Es
ist auch möglich,
zur Bildung der Öffnung konventioneller
vorzugehen, so dass die Öffnung durch
Stanzen gebildet wird und dass die verbleibenden Teile zumindest
der zweiten und dritten thermoplastischen Schichten, die zusammengefügt sind
und die gebildete Öffnung
begrenzen, auf eine Plastifizierungstemperatur erwärmt und
formgebend behandelt werden und den unbehandelten Rand des Loches
in dem Basislaminat zwischen ihnen luft- und flüssigkeitsdicht schließen.
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Erfindungsgemäß wird das
Schließen
der Öffnung
mit einer lösbaren
Auf reisslasche durchgeführt,
die von außen
angebracht wird, und deshalb kann die Öffnung vorzugsweise als beides,
als eine Füllöffnung und
als eine Ausgussöffnung,
verwendet werden.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnung
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher beschrieben,
wobei die Figur einen Querschnitt einer beispielhaften Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Füll- und/oder Ausgussöffnung zeigt.
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Ausführliche
Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
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In
der Figur wird ein Verpackungslaminat 1 gezeigt, wobei
durch die Schicht 3 aus einem Material auf Faserbasis und
die erste thermoplastische Schicht 4, die auf die Schicht 3 laminiert
ist, die das Basislaminat 2 des Verpackunglaminats bilden,
ein Loch geöffnet
wird, und wobei der unbehandelte Rand des Basislaminats, der das
Loch begrenzt, mit einem Bezugszeichen 5 gekennzeichnet
wird. Danach wird das Basislaminat auf gegenüberliegenden Seiten mit einer
zweiten und einer dritten thermoplastischen Schicht 6 und 7 bedeckt,
wobei sich die letztgenannte auf der ersten thermoplastischen Schicht 4 befindet.
Danach werden die Schichten 6 und 7 im Bereich
des Loches mittels Wärme
und Druck zusammengefügt.
Anschließend
folgt die Bildung der eigentlichen Füll- und/oder Ausgussöffnung.
Die Öffnung
wird vorzugsweise zwischen den gestrichelten Linien 8 in
der Figur gebildet, indem die thermoplastischen Schichten 6 und 7,
die das Loch in dem Basislaminat 2 bedecken, dazu gebracht
werden, sich um die Ränder
des Loches zu falten und indem sie formgebend behandelt werden und
den unbehandelten Rand 5 des Loches in dem Basislaminat
zwischen ihnen luft- und flüssigkeitsdicht
schließen.
Auf diese Art ist es möglich
zu verhindern, dass Luftblasen zwischen den thermoplastischen Schichten 6 und 7 eingeschlossen
werden. Das Falten kann durch unterschiedliche Arten bekannter Wärmeverfahren
bewirkt werden. Es kann auch bewirkt oder andernfalls unterstützt werden,
indem Heissluft an die Mitte des Loches in dem Basislaminat geblasen wird.
Natürlich
kann die Öffnung
zwischen den gestrichelten Linien 8 auch durch Stanzen
geöffnet
werden, aber in dem Fall kann nicht, wie in dem zuvor beschriebenen
Verfahren, der gesamte Kunststoff im Bereich des Loches für das Schließen des
unbehandelten Randes verwendet werden. Die dritte thermoplastische
Schicht 6, die auf die Oberfläche des Basislaminats gegenüber der
ersten thermoplastischen Schicht 4, die ein Teil des Basislaminats 2 bildet,
laminiert wird, wird als mehrschichtige Sperrfolie extrudiert, die Ethylen/Alpha-Olefin,
beispielsweise AFFINITY ® PT 1450 Poly-Olefin von Dow Chemical,
aufweist. Die mehrschichtige Folie kann zum Beispiel fünf Schichten
aufweisen, die gleichzeitig mit dem gleichen Extruder extrudiert
werden. Dann können zum
Beispiel zwei der Schichten, die an der Stützschicht 3 aus einem
Material auf Faserbasis liegen, über
50%, beispielsweise 80%, des Poly-Olefin Plastomers aufweisen, wobei
der Rest LDPE ist. Die restlichen Schichten der fraglichen mehrschichtigen Sperrfolie
können
zum Beispiel LDPE sein. Auf diese Art wird eine optimale Haftung
des Materials auf Faserbasis an der Stützschicht und außerdem gute
Barriere-Eigenschaften erreicht, so dass das Thermoplast, dass die
Barriere-Eigenschaften
schafft, nicht die äußerste Schicht
ist, die in Kontakt mit dem zu verpackenden Produkt steht.
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Um
die Barriere-Eigenschaften zu verbessern oder um sie zu schaffen,
falls andere thermoplastische Schichten diese Eigenschaft nicht
aufweisen, kann die erste thermoplastische Schicht 4, die ein
Teil des Basislaminats bildet, einen geeigneten Barriere-Kunststoff
aufweisen, beispielsweise das oben erwähnte Ethylen/Alpha-Olefin.
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Um
Barriere-Eigenschaften zu erlangen ist es auch möglich so zu verfahren, dass
die zumindest eine zweite thermoplastische Schicht 7, die
auf die erste thermoplastische Schicht 4, die einen Teil
des Basislaminats bildet, laminiert wird, als eine mehrschichtige
Sperrfolie extrudiert wird, nach der gleichen Art, wie oben in Bezug
auf Schicht 6 beschrieben.
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Oben
wird die Erfindung lediglich auf Basis einer beispielhaften Ausführungsform
beschrieben und es ist verständlich,
dass die beschriebene Struktur in einem gewissen Grad modifiziert
werden kann, ohne von dem durch die beigefügten Ansprüche definierten Schutzbereich
abzuweichen. Folglich kann das genutzte Basislaminat vor der Perforation
auch mehr als eine thermoplastische Schicht aufweisen oder zum Beispiel
auch eine Barriereschicht aus Aluminium. Die Anzahl und Art der
in dem Basislaminat enthaltenen Schichten wird primär auf Basis
der beabsichtigten Nutzung des Verpackungsbehälters bestimmt. Gleichermaßen wird
die Art und Anzahl der Schichten, die auf das Basislaminat laminiert
werden und somit an dem Schließen
des unbehandelten Rands des Loches beteiligt sind, in jedem Fall
primär auf
Basis der gewünschten
Eigenschaften des Verpackungsbehälters
bestimmt. Die Zusammensetzung der Schichten eines gebrauchsfertigen
Verpackungslaminats wird natürlich
optimiert, so dass sie den gewünschten
Anforderungen bezüglich
beidem, dem Verpackungslaminat selbst und dem Schließen des
unbehandelten Randes des in dem Basislaminat gefertigten Loches,
entspricht. In einem erfindungsgemäßen Verfahren werden die für das Schließen des
unbehandelten Randes wesentlichen Schichten auch in anderen Teilen
des Verpackungslaminats optimal genutzt, woraufhin zusätzliche
thermoplastische Schichten, die bezüglich jeder beabsichtigten Nutzung
unnötig
sind, vermieden werden können.