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TECHNISCHES
GEBIET
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Fließfähige Nahrungsmittel
wie Fruchtsaft, Wein, Tee, Tomatenmark, uperisierte (H-)Milch usw. werden
häufig
in sogenannten Einwegkartons verpackt, die aus laminiertem Verpackungsmaterial
hergestellt sind. Das Verpackungsmaterial hat eine Mehrschichtstruktur,
die eine Schicht auf Faserbasis umfaßt, die gewöhnlich aus Papier hergestellt
ist. Die Schicht auf Faserbasis ist an beiden Seiten mit einem heißsiegelbaren
Kunststoffmaterial wie Polyethylen bedeckt. Die Seite des Materials,
die dazu bestimmt ist, mit dem Nahrungsmittel in Kontakt zu gelangen, ist
gewöhnlich
auch mit einem Sperrmaterial wie einer Aluminiumfolie bedeckt, die
wiederum mit einer Schicht aus Kunststoffmaterial bedeckt ist.
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Nach
einem Verfahren zur Herstellung von versiegelten Verpackungen für fließfähige Nahrungsmittel
wird laminiertes Verpackungsmaterial in Form einer Bahn kontinuierlich
einer Maschine zum Formen, Füllen
und Versiegeln von Verpackungen zugeführt. Bei der Herstellung von
aseptischen Verpackungen läuft
die Bahn aus Verpackungsmaterial durch eine aseptische Kammer und
wird sterilisiert, beispielsweise durch Aufbringen eines Sterilisierungsmittels
wie Wasserstoffperoxid, das danach durch Erwärmung und/oder Bestrahlung
des Verpackungsmaterials mit Licht geeig neter Wellenlänge und
Stärke
verdampft wird. Die sterilisierte Bahn aus laminiertem Verpackungsmaterial
wird gebogen und in Längsrichtung
versiegelt, um einen Verpackungsmaterialschlauch zu bilden. Der
Verpackungsmaterialschlauch bildet in der Praxis einen Ansatz der
aseptischen Kammer und wird kontinuierlich mit einem sterilen oder
steril behandelten flüssigen
Nahrungsmittel gefüllt.
Der mit dem flüssigen
Nahrungsmittel gefüllte,
in Längsrichtung
versiegelte Schlauch wird dann zwischen Paaren von Form- und Siegelbacken eingeklemmt,
welche den mit dem Produkt gefüllten Schlauch
quer versiegeln und formen, um kissenförmige Verpackungen herzustellen.
Die Form- und Siegelbacken können
an Paaren von sich hin- und herbewegenden Elementen angebracht sein.
Solche Form-, Füll-
und Versiegelungsmaschinen zum Verpacken von fließfähigen Nahrungsmittel
umfassen z. B. die Füllmaschinen
TBA/19® und
TBA/21®,
die von Tetra Brik Packaging Systems aus Via Delfini 1, Modena,
Italien hergestellt werden.
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Die
gefüllten
und versiegelten kissenförmigen
Verpackungen werden dann zu einer Endfaltstation transportiert,
wo die kissenförmigen
Verpackungen mechanisch in eine endgültige Gestalt gefaltet werden.
Solche Typen von Verpackungen umfassen z. B. quaderförmige Verpackungen,
die unter den eingetragenen Warenzeichen Tetra Brik Aseptic® und Tetra
Brik® bekannt
sind, sowie im wesentlichen quaderförmige Verpackungen mit abgeschrägten Ecken, die üblicherweise
unter den eingetragenen Handelsnamen Tetra Prisma® und
Tetra Prisma Aseptic® bekannt sind.
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Auf
dem Verpackungsmaterial ist eine Abfolge von identischen, gleich
beabstandeten Kerbmustern ausgebildet, die jeweils aus einer Reihe
von Kerblinien bestehen, die Abschnitte der Verpackungsmaterialbahn
abgrenzen, die schließlich
die Außenseiten
der fertigen Verpackungen bilden werden.
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STAND DER TECHNIK
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Es
ist wohlbekannt, daß dann,
wenn das vorgekerbte, mehrschichtige, laminierte Verpackungsmaterial
zum Bilden eines Kartons gefaltet wird, mehrere Operationen durchgeführt werden,
die die Schichten des Verpackungsmaterials in unterschiedlichen
Graden belasten. Zunächst
wird die Verpackungsmaterialbahn von einer Rolle abgewickelt und in
Längsrichtung
versiegelt. Der in Längsrichtung versiegelte
Schlauch aus Verpackungsmaterial wird mit einem Produkt gefüllt und
eingeklemmt, und die zwei gegenüberliegenden,
eingeklemmten Enden des Verpackungsmaterialschlauchs werden heißgesiegelt,
um die oben erwähnte,
kissenförmige
Verpackung zu bilden. Jedes versiegelte Ende bildet eine stehende
Rippe, die flach auf das Ende des Kartons gefaltet wird. Die resultierende
Ausgestaltung hat dreieckige Klappen an den Ecken der Verpackung, die
auf bekannte Weise gefaltet werden, um eine quaderförmige Verpackung
zu bilden.
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Aseptische Sperrintegrität
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Während des
Faltens der Rippe auf das Ende des Kartons wird eine der abgeflachten
Seiten des Verpackungsmaterialschlauchs über 180 Grad in einer ersten
Richtung gebogen. Dies erzeugt eine Spannung in der aseptischen
Sperrschicht des Materials, die über
180 Grad um die dickere Zwischenschicht auf Faserbasis gebogen wird.
Ist die stehende Rippe am unteren Ende des Kartons flach auf den Boden
des Kartons gefaltet, dann werden bekanntlich die dreieckigen Klappen,
die während
des mechanischen Faltvorgangs an den Bodenenden des Kartons gebildet
werden, ebenfalls flach auf den Boden des Kartons gefaltet und in
Position heißgesiegelt.
Das Material in dem Bereich der gefalteten Rippe, das sich an der
Faltlinie der dreieckigen Klappe befindet, wird also ein zweites
Mal über
180 Grad in einer Richtung gebogen, die senkrecht zu der ersten Richtung
liegt, wodurch die bereits gespannte aseptische Sperrschicht des
laminierten Verpackungsmaterials noch weiter belastet wird. Dieser
Bereich der Verpackung, wo das Verpackungsmaterial zweimal über einen
Winkel von 180 Grad in zueinander senkrechten Richtungen gefaltet
wird, ist besonders anfällig
gegenüber
Risse in der aseptischen Sperrschicht. wenn nämlich die Belastungen, die
der inneren Sperrschicht in dieser Zone der aseptischen Verpackung
auferlegt werden, die Zugfestigkeit des Sperrmaterials überschreiten,
bilden sich Risse, die so bedeutsam sein können, daß sie die Integrität bzw. die Unversehrtheit
der Verpackung und die Sterilität
der Inhaltsstoffe gefährden
können,
wodurch sich ei ne ernste Gesundheitsgefährdung für den Verbraucher ergeben kann.
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Beim
Versuch der Überwindung
dieses bekannten Problems wurden mehrere Lösungen vorgeschlagen, die hauptsächlich darauf
abzielten, die Dicke der Schicht auf Faserbasis in dem Bereich des Verpackungsmaterials
zu reduzieren, wo es während der
Bildung einer fertigen gefüllten
Verpackung zu der doppelten Faltung um 180 Grad kommt. Eine solche
Lösung
ist aus der europäischen
Patentschrift 000374 bekannt, die ein vorgekerbtes Verpackungsblattmaterial
zur Herstellung von aseptischen Kartons nach der Definition im Oberbegriff
von Anspruch 1 offenbart.
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Obwohl
solche Lösungen
aus dem Stand der Technik ein zuverlässiges Verfahren vorsahen,
um die Dicke der Schicht auf Faserbasis in dieser Zone der Verpackung
mit dem Ziel zu reduzieren, die Belastungen in der aseptischen Sperrschicht
zu reduzieren, kam es immer noch zu Rissen in der aseptischen Sperrschicht.
Dies lag hauptsächlich
daran, daß Verpackungsmaterial
mit einer reduzierten Dicke um zwei integrale Schichten von integralem
Verpackungsmaterial gebogen werden mußte. Obwohl einige Belastungen
aufgrund des Biegens abgeschwächt
waren, drückten
in der fertigen Verpackung die integralen Schichten Material mit
reduzierter Dicke gegen die innere seitliche Verpackungswand und die
während
des Transports verursachte Vibration und Reibung beeinträchtigte
die Integrität
der aseptischen Sperrschicht. Darüber hinaus beeinträchtigte der
Abschnitt aus Material mit reduzierter Dicke die mechanische Festigkeit
der Verpackung und ihre Beständigkeit
gegen Belastungen, die durch Handhabung und Transport auferlegt
wurden. Aseptische Verpackungen für uperisierte (H-)Milch können beispielsweise
in manchen Ländern
auf holprigen Straßen
transportiert und während
des Beladens und Entladens mehrmals grob behandelt werden, ehe sie den
Verbraucher erreichen. Lösungen
aus dem Stand der Technik, die darauf abzielten, etwas von der Schicht
des Verpackungsmaterials auf Faserbasis zu entfernen, waren nämlich kommerziell
nie sehr erfolgreich, da die aseptische Sperre immer noch reißen konnte,
und die Verpackung wurde also strukturell geschwächt, weil et was von der Schicht
des Verpackungsmaterials auf Faserbasis, die Festigkeit verleiht,
in einer der Zonen der Verpackung entfernt wurde, die während des
Transports und der Handhabung am anfälligsten für Beschädigungen ist. Die Integrität der Verpackungen
konnte nicht garantiert werden, wenn sie einem rohen Transport und
roher Handhabung unterworfen wurden. Es sollte bedacht werden, daß jede Beschädigung der
aseptischen Sperrschicht, die einen Integritätsverlsut der Verpackung bewirkt,
eine ernsthafte Gesundheitsgefährdung
für den
Verbraucher darstellen kann.
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Die
EP-A-0 011 348 offenbart ein vorgekerbtes Verpackungsblattmaterial
mit Doppelkerblinien, die in einem Bereich vorgesehen sind, der
einer unteren Versiegelungsrippe der Verpackung entspricht, und
sich in einer im wesentlichen senkrechten Richtung bezüglich der
Querkerblinien des Verpackungsblattmaterials erstrecken, um das
Falten der Eckansätze
der Verpackung zu erleichtern.
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Allerdings
sind keine Zonen reduzierter Dicke offenbart.
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Einige
neuere Entwicklungen bei der Herstellung von vorgekerbtem Verpackungsmaterial
erlauben die Produktion von versiegelten, aseptischen, kartonartigen
Verpackungen mit abgeschrägten Ecken.
Solche Verpackungen sind in der veröffentlichten internationalen
Patentanmeldung Nr. PCT/US96/17743 offenbart, die von dem gleichen Anmelder
eingereicht wurde. Diese Verpackungen haben im Vergleich zu einer
reiner rein quaderförmigen
Verpackung den Vorteil, daß die
Menge an Verpackungsmaterial reduziert ist, die zum Verpacken eines
gegebenen Produktvolumens reduziert ist. Die abgeschrägte Form
bietet auch einen komfortableren Griff, wenn großvolumige, mit Flüssigkeit
gefüllte
Verpackungen gehandhabt werden, z. B. Zwei-Liter-Verpackungen, wodurch
wiederum das Ausgießen
erleichtert wird. Bei der Herstellung des Verpackungsmaterials,
das für
die Produktion dieser großvolumiger
aseptischer Verpackungen mit abgeschrägten Ecken bestimmt ist, wird
steifere Pappe verwendet. Dieses steifere Material liefert die Steifigkeit,
zur Handhabung einer ge öffneten
Verpackung und zum Ausgießen
von flüssigen
Inhaltsstoffen ohne Vergießen
erforderlich ist. Allerdings hat man herausgefunden, daß durch
die erhöhte
Steifigkeit der Schicht des Verpackungsmaterials auf Faserbasis
die Belastungen erhöht
werden, die der aseptischen Sperrschicht an dem Teil des Bodens
der Verpackung auferlegt werden, wo das Material auf die oben beschriebene Weise
zweimal über
180 Grad gebogen wird. Dies kann die Integrität der Verpackung und die Qualität ihrer
Inhaltsstoffe beeinträchtigen,
insbesondere wenn sie nicht gerade idealem Transport und Handhabung
unterworfen ist.
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Deshalb
besteht auf dem technischen Gebiet der Verpackung von fließfähigen Nahrungsmitteln
ein allgemeiner Bedarf daran, ein Verpackungsmaterial vorzusehen,
das auf herkömmliche
Weise gefaltet werden kann, um eine kartonartige Verpackung herzustellen,
was umfaßt,
daß das
Material zweimal über
180 Grad in zueinander orthogonalen Richtungen an einem vorbestimmten
Punkt gebogen wird, ohne daß dadurch
die aseptische Sperrschicht des Verpackungsmaterials reißt und ohne
Reduzierung der mechanischen Festigkeit einer mit Flüssigkeit
gefüllten
Verpackung, die mit einem solchen Material hergestellt ist. Es besteht
auch Bedarf daran, ein solches Material vorzusehen, das mit dem
Grad an Steifigkeit hergestellt werden kann, der zur Herstellung von
Verpackungen erforderlich ist, die bis zu etwa zwei Liter oder mehr
an dem flüssigen
Nahrungsmittel enthält,
ohne daß der
höhere
Grad an Steifigkeit die Integrität
der aseptischen Sperrschicht an der Zone der Verpackung beeinträchtigt,
wo das Material zweimal über
180 Grad in zueinander orthogonalen Richtungen gebogen wird.
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Musterkorrektur
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Die
Seite des laminierten Verpackungsmaterial, die nicht mit dem Nahrungsmittel
in Kontakt kommt, ist mit einer Abfolge von identischen, gleich beabstandeten
Mustern bedruckt, die an den Abschnitten der Verpackungsmaterialbahn
liegen, die schließlich
die Außenflächen der
fertigen Verpackungen bilden. Deshalb muß die Bahn aus Verpackungsmaterial
derart den sich hin- und herbewegenden Form- und Versiegelungsbacken
einer Verpackungsma schine zugeführt
werden, daß Verpackungen nach
den auf die Verpackung gedruckten Mustern geformt, versiegelt und
voneinander getrennt werden. Obwohl die Muster in voreingestellten,
regelmäßigen Intervallen
gedruckt sind, kann sich in der Praxis die Anordnung des Musters
bezüglich
der Form- und Versiegelungsbacken verschieben. Diese Verschiebung
der Position des Musters liegt hauptsächlich an der kontinuierlich
variierenden Verformung des Verpackungsmaterials, das durch die
Backen Druck unterworfen wird, und auch daran, daß das Verpackungsmaterial
in Längsrichtung
versiegelt wird, um einen Schlauch zu bilden, der mit einem zu verpackenden
flüssigen
Nahrungsmittel gefüllt
wird. Die flüssige
Säule innerhalb
des Schlauchs übt
jedesmal einen pulsierenden Druck auf den in Längsrichtung versiegelten Schlauch
aus Verpackungsmaterial aus, wenn er von den Backen eingeklemmt wird,
um eine mit Flüssigkeit
gefüllte
Verpackung zu Formen und zu versiegeln. Deshalb muß die Position des
Musters korrigiert werden. Diese Korrekturoperation ist gemeinhin
als Musterkorrektur bekannt.
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Bei
modernen Maschinen zum Verpacken von fließfähigen Nahrungsmitteln sind
Photozellen mit einer programmierbaren Steuereinheit verbunden,
die die Position eines Strichcodes bezüglich einer Bezugsposition
berechnet, der auf die verzierte Seite einer Verpackungsmaterialbahn
gedruckt ist.
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Zugelemente,
die als Faltklappen bekannt sind, sind an den Versiegelungs- und
Formbacken von Verpackungsmaschinen für flüssige Nahrungsmittel vorgesehen.
Die Zugelemente bewegen sich relativ zu den Backen, um dreieckige
Klappen an den oberen und unteren Ecken von halbfertigen kissenförmigen Verpackungen
zu bilden, die zwischen den Form- und Versiegelungsbacken geformt
werden. Wenn die programmierbare Steuereinheit berechnet, daß die von
den Photozellen erfaßten
Strichcodes in einer anderen Position als der Bezugsposition sind, wird
ein Motor, der zum Zuführen
der Verpackungsmaterialbahn verwendet und von der programmierbaren
Steuereinheit gesteuert wird, so gesteuert, daß er entweder mit niedrigerer
oder mit höherer
Drehzahl läuft,
um die Diskrepanz zu korrigieren. Wenn die Änderungen der Drehzahl des
Motors nicht ausreichend sind, wird das folgende Musterkorrektursystem
aktiviert:
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Wenn
die programmierbare Steuereinheit berechnet, daß der von den Photozellen erfaßte Strichcode
bezüglich
einer Bezugsposition in einer erhöhten Position ist, wird ein
Musterkorrektursystem aktiviert, um die Zugelemente derart zu bewegen, daß sie während des
Formens der dreieckigen Klappen eine etwas größere Menge von Verpackungsmaterial
in die Form- und Versiegelungsbacken ziehen, wodurch der in Längsrichtung
versiegelte Verpackungsmaterialschlauch bezüglich seiner vorherigen Position
etwas nach unten gezogen wird. Diese Operation wird wiederholt,
bis jeder aufeinanderfolgende Strichcode von den Photozellen an
der korrekten Bezugsposition erfaßt wird, so daß das auf
die Außenseite
des Verpackungsmaterials gedruckte Muster korrekt an den Außenseiten
der Verpackungen positioniert ist, die in der Verpackungsmaschine
geformt werden.
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Wenn
die programmierbare Steuereinheit dagegen berechnet, daß der von
den Photozellen erfaßte
Strichcode bezüglich
einer Bezugsposition in einer abgesenkten Position ist, wird das
Musterkorrektursystem aktiviert, um die Zugelemente derart zu bewegen,
daß sie
während
des Formens der dreieckigen Klappen eine etwas kleiner Menge von
Verpackungsmaterial in die Form- und Versiegelungsbacken lassen,
wodurch jeder aufeinanderfolgende Strichcode an dem in Längsrichtung
versiegelten Verpackungsmaterialschlauch in eine etwas höhere Position
umpositioniert wird. Diese Operation wird wiederholt, bis jeder
aufeinanderfolgende Strichcode von den Photozellen an der korrekten
Bezugsposition erfaßt
wird, so daß die
auf die Außenseite
des Verpackungsmaterials gedruckten Muster korrekt an den Außenseiten
der Verpackungen positioniert sind, die in der Verpackungsmaschine
geformt werden.
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Allerdings
wird während
der Herstellung der Bahn aus vorgekerbtem Verpackungsmaterial die Bahn
zuerst vorgekerbt und dann bedruckt. Während des Druckens wird die
Bahn notwendigerweise gespannt und unvermeidlich gedehnt, wodurch
Diskrepanzen zwischen der Position der an dem Material vorgesehenen
Kerblinien und der Stelle des gedruckten Strichcodes bewirkt werden.
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Deshalb
besteht im Stand der Technik allgemein Bedarf an einem vorgekerbten
Material zum Verpacken von fließfähigen Nahrungsmitteln,
das eine von einer Photozelle lesbare Markierung zum Zwecke der
Durchführung
der Musterkorrektur hat, wobei die Markierung auf der Papierbahn
gleichzeitig mit den Kerblinien gemacht wird, um eine maximale Genauigkeit
bei der Musterkorrektur zu gewährleisten.
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AUFGABEN DER ERFINDUNG
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Demnach
liegt eine Hauptaufgabe der Erfindung darin, ein vorgekerbtes Verpackungsblattmaterial
mit einer aseptischen Sperrschicht vorzusehen, das nach dem Falten
und Versiegeln zum Bilden einer aseptischen, kartonartigen Verpackung
für fließfähige Nahrungsmittel
nicht übermäßige Belastungen
oder Risse in die aseptische Sperrschicht einbringt, selbst wenn
es zweimal über
180 Grad in zueinander orthogonalen Richtungen gebogen wird, und
das so haltbar ist, daß es
Transport und Handhabung widerstehen kann, ohne die Integrität der Verpackung
und die Qualität
ihrer Inhaltsstoffe zu beeinträchtigen.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung liegt darin, ein vorgekerbtes Verpackungsblattmaterial
mit einer aseptischen Sperrschicht vorzusehen, das gefaltet und
versiegelt werden kann, um einen aseptischen, quaderförmigen Karton
mit einer Steifigkeit zu bilden, der dazu geeignet ist, bis zwei
Liter fließfähiger Nahrungsmittel
oder mehr zu enthalten, ohne daß übermäßige Belastungen
oder Risse in die aseptische Sperrschicht eingebracht werden, und
ohne daß seine
Fähigkeit
beeinträchtigt
wird, Transport und Handhabung unter strengen Bedingungen zu widerstehen.
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Eine
andere Aufgabe der Erfindung liegt darin, ein vorgekerbtes Verpackungsblattmaterial
zur Herstellung von aseptischen, kartonartigen Verpackungen für fließfähige Produkte
herzustellen, mit welchem ein höherer
Grad an Genauigkeit erreicht werden kann, wenn die oben beschriebene
Musterkorrektur in einer durch Rollen versorgten Verpackungsmaschine
vom Typ zum Formen, Füllen
und Versiegeln durchgeführt
wird.
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Ferner
liegt eine Aufgabe der Erfindung darin, ein vorgekerbtes, laminiertes
Verpackungsblattmaterial zum Verpacken von fließfähigen Nahrungsmitteln vorzusehen,
bei welchem gegenüber
bekannten Verpackungsmaterialien die Menge an Kunststoffmaterialien
reduziert werden kann.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Diese
Aufgaben sind mit einem vorgekerbten Verpackungsblattmaterial nach
Anspruch 1 gelöst.
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Nach
einem anderen Gesichtspunkt der Erfindung ist eine aseptische Verpackung
für fließfähige Nahrungsmittel
vorgesehen, die mit dem Verpackungsblattmaterial nach der Erfindung
hergestellt ist.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
BEIGEFÜGTEN ZEICHNUNG
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
des vorgekerbten Verpackungsblattmaterials zur Herstellung von aseptischen
Verpackungen für
fließfähigen Nahrungsmittel
wird im einzelnen unter Bezug auf die beigefügten Figuren der Zeichnung
beschrieben; darin zeigen:
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1 eine
vergrößerte, schematische
Querschnittsansicht des vorgekerbten Verpackungsblattmaterial nach
der Erfindung;
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2 eine
vergrößerte, schematische
Querschnittsansicht des vorgekerbten Verpackungsblattmaterial nach
der Erfindung mit einer darin ausgebildeten Zone reduzierter Dicke;
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3 eine
vordere Aufrißansicht
des vorgekerbten Verpackungsblattmaterials zum Herstellen von aseptischen
Verpackungen für
fließfähige Nahrungsmittel
nach der Erfindung;
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4 eine
vergrößerte, fragmentarische vordere
Aufrißansicht
des vorgekerbten Verpackungsblattmaterials und der spezifischen
Orte der daran ausgebildeten Abschnitte reduzierter Dicke;
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5 eine
vordere Aufrißansicht
einer Verpackung, die mit dem in 1–4 veranschaulichten
Verpackungsblattmaterial hergestellt ist;
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6 eine
obere Draufsicht der Verpackung von 5; 7 eine
Endaufrißansicht
der Verpackung von 5 und 6;
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8 eine
fragmentarische Ansicht eines quer versiegelten Verpackungsmaterials
des Typs, der zur Herstellung von quaderförmigen Kartons verwendet wird,
wobei die Position der Zonen reduzierter Dicke gezeigt ist, die
erfindungsgemäß vorgesehen
sind;
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9 eine
Perspektivansicht eines quaderförmigen
Kartons, der mit dem Verpackungsblattmaterial des in 8 gezeigten
Typs hergestellt ist, wobei die Anordnung der Zonen reduzierter
Dicke nach der Erfindung gezeigt ist; und
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10 eine
schematisch, vergrößerte Querschnittsansicht
entlang der Linie X-X von 9.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORM
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Unter
Bezug auf die oben beschriebenen Figuren der Zeichnung gibt die
Bezugsziffer 1 das vorgekerbte Verpackungsblattmaterial
zur Herstellung von aseptischen Verpackungen für fließfähige Nahrungsmittel nach der
Erfindung. Das Verpackungsmaterial 1 hat eine mehrschichtige
Struktur mit einer Schicht 2 auf Faserbasis, die bevorzugt
aus Papier hergestellt ist. Die Schicht 2 auf Faserbasis
ist an beiden Seiten mit Schichten 3, 4 aus einem
heißsiegelbaren
Material wie z. B. Polyethylen beschichtet. Wie in 2 gezeigt,
kann die Schicht 3 aus einer äußeren Polyethylenschicht 3a einer
inneren Polyethylenschicht 3c und einer Zwischenschicht 3b aus
orientiertem Polyethylen bestehen. Die Seite des Verpackungsmaterials 1,
die dazu bestimmt ist, mit dem Nahrungsmittel in Kontakt zu gelangen,
ist gewöhnlich
auch mit einem Sperrmaterial wie einer Aluminiumfolie 5 bedeckt,
die wiederum mit einer Innenflächenschicht 6 aus
Kunststoffmaterial bedeckt ist, die dazu bestimmt ist, die Innenfläche einer
Verpackung zu bilden. Die Innenflächenschicht 6 ist
aus einem mit Nahrungsmitteln kompatiblen Kunststoffmaterial gebildet,
das entweder auf das Sperrmaterial extrudiert oder in Form einer
Folie vorgesehen sein kann, die auf die Sperrschicht aufgebracht
ist.
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Das
Verpackungsblattmaterial hat mehrere Kerblinien, die daran ausgebildet
sind, um das Biegen des Materials zum Formen einer versiegelten und
gefüllten
Verpackung 30 zu erleichtern. Die Weise, auf welche das
Material gefaltet und versiegelt wird, um die aseptische Verpackung 30 für flüssige Nahrungsmittel
zu bilden, ist aus der oben erwähnten internationalen
Patentanmeldung Nr. PCT/US96/17743 bekannt, die von dem gleichen
Anmelder eingereicht wurde und demnach hier nicht beschrieben wird.
Die an dem Verpackungsblattmaterial gebildeten Kerblinien umfassen
eine erste Querkerblinie 7 und eine zweite Querkerblinie 8,
sich im wesentlichen über
die gesamte Breite des Verpackungsblattmaterials 1 erstrecken.
Zueinander parallele Wandfelder 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 und 17 erstrecken
sich senkrecht zwischen der ersten Querkerblinie 7 und
der zweiten Querkerblinie. Die Wandfelder 9–17 können jede
gewünschte
Ausgestaltung haben und in jeder geeigneten Anzahl vorgesehen sein,
um die gewünschte
Gestalt der fertigen Verpackung zu bilden. Bei dem veranschaulichten
Beispiel bildet das Wandfeld 13 die Vorderseite der Verpackung 30,
die Wandfelder 9 und 17 bilden die Rückseite
der Verpackung 30, und die Wandfelder 11 und 15 bilden
Seitenflächen
der Verpackung 30. Die Wandfelder 10, 12, 14 und 16 bilden
abgeschrägte Ecken
der Verpackungen und sind jeweils durch ein Paar von geraden parallelen
Linien, die an ihren Enden zusammenlaufen, um sich an einem vorbestimmten
Punkt 10a, 12a, 14a, 16a und 10b, 12b, 14b, 16b an
den ersten und den zweiten Querkerblinien 7, 8 zu
treffen. Die vorbestimmten Punkte entsprechen den oberen und unteren
Ecken der fertigen Verpackung 30.
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Dritte
und vierte Querkerblinien, die durch die Bezugsziffern 18 bzw. 19 angegeben
sind, sind außerhalb
der ersten und zweiten Querkerblinien 7, 8. Ein
oberer Endabschnitt 20 der Verpackung 30 ist zwischen
der ersten Querkerblinie 7 und der dritten Querkerblinie 18 gebildet. Ähnlich ist
ein unterer Endabschnitt 21 der Verpackung 30 zwischen
der zweiten Querkerblinie 8 und der vierten Querkerblinie 19 gebildet.
Obere Klappen 22, 23 und untere Klappen 24, 25,
die bevorzugt eine dreieckige Ausgestaltung haben, sind an dem oberen
Endabschnitt 20 bzw. dem unteren Endabschnitt 21 gebildet.
Auf bekannte Weise sind die oberen Klappen 22, 23 dazu
bestimmt, auf die Seiten der Verpackung 30 gefaltet zu werden,
die durch die Wandfelder 11 und 15 gebildet sind,
während
die unteren Klappen 24, 25 dazu bestimmt sind,
flach gegen den Boden der Verpackung gefaltet zu werden, der durch
den unteren Endabschnitt 21 gebildet ist. Jede Klappe ist
durch zwei Paare von Klappenkerblinien 22a–22d, 23a–23d und 24a–24d, 25a–25d abgegrenzt,
die sich über
den oberen und unteren Endabschnitt 20 bzw. 21 von
den dritten und vierten Querkerblinien 18, 19 erstrecken und
gegenseitig zu den ersten und zweiten Querkerblinien 7, 8 hin
zusammenlaufen. Obere und untere Versiegelungsrippen 26, 27 sind
außerhalb
der oberen und unteren Endabschnitte 20, 21 angeordnet
und erstrecken sich parallel zu den Querkerblinien 7, 8, 18, 19.
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Wenigstens
zwei Abschnitte oder Zonen 31, 32 mit reduzierter
Dicke schneiden jeweils die vierte Kerblinie angrenzend an den unteren
Endabschnitt und sind wenigstens teilweise an der unteren Versiegelungsrippe 27 angeordnet.
In den Zonen mit reduzierter weist die mehrschichtige Struktur des
laminierten Verpackungsmaterials eine Schicht aus Sperrmaterial
wie eine Aluminiumfolie 5 auf, die an beiden Seiten mit
einem Kunststoffmaterial 4, 6 bedeckt ist, während die
Schicht 2 auf Faserbasis und die äußere Kunststoffschicht 3,
welche die Schicht 2 auf Faserbasis bedeckt, entfernt sind.
Falls die Schicht 3 auf die in 2 gezeigte
Weise strukturiert ist, kann die äußere Polyethylenschicht 3a nach
der Bildung der Zonen 31, 32 mit reduzierter Dicke
derart aufgebracht werden, daß sich
die Schicht 3a über
die Zonen 31, 32 erstreckt. Die Zonen mit reduzierter
Dicke sind an den Punkten vorgesehen, wo am Boden der fertigen Verpackung
das Verpackungsmaterial 1 zweimal über 180 Grad gebogen.
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Allerdings
sei bemerkt, daß erfindungsgemäß erste
und zweite Doppelkerblinien 33a, 33b, 34a, 34b in
Kombination mit den Zo nen reduzierter Dicke an der unteren Versiegelungsrippe 27 vorgesehen
sind. Die ersten und zweiten Doppelkerblinien erstrecken sich bezüglich der
Querkerblinien 7, 8, 18, 19 in
einer im wesentlichen senkrechten Richtung. Ein wichtiges Merkmal
der Erfindung beruht darauf, daß jede
der Zonen 31, 32 mit reduzierter Dicke die äußersten
Kerblinien 33a, 34a der ersten und zweiten Doppelkerblinien 33a, 33b, 34a, 34b schneidet.
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Wie
dies in 4 deutlich gezeigt ist, schneidet
genauer jede Zone 31, 32 mit reduzierter Dicke eine äußerste 24a, 25d der
Klappenkerblinien 24a–24d, 25a–25d,
die an dem unteren Endabschnitt 21 vorgesehen sind, sie
schneidet auch die vierte Querkerblinie 19, und sie schneidet
die äußerste Kerblinie 33a, 34a der
ersten und zweiten Doppelkerblinien 33a, 33b, 34a, 34b.
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Dritte
und vierte Doppelkerblinien 35a, 35b, 36a, 36b können auch
an der vierten Querkerblinie innerhalb der ersten und zweiten Doppelkerblinien 33a–34b zwischen
der unteren Dichtungsrippe 27 und dem unteren Endabschnitt 21 vorgesehen
sein. Die dritten und vierten Doppelkerblinien 35a, 35b, 36a, 36b erstrecken
sich bevorzugt im wesentlichen senkrecht bezüglich der ersten und zweiten
Kerblinien 33a–34b und
sind entfernt von den Zonen 31, 32 mit reduzierter
Dicke angeordnet.
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Während das
Verpackungsmaterial 1 an den innersten Kerblinien 33b, 34b also
die in 1 gezeigte laminierte Struktur hat, hat das Verpackungsmaterial
an den äußersten
Kerblinien 33a, 34a an dem Teil, der von den Abschnitten 31, 32 mit
reduzierter Dichtung berührt
wird, die in 2 gezeigte laminierte Struktur
hat.
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Unter
Bezug auf 8–10 sind
ein Verpackungsmaterial zum Herstellen einer quaderförmigen Verpackung
und eine Verpackung gezeigt, wobei mit denjenigen in der oben beschriebenen
Ausführungsform
identische Teile mit den gleichen Bezugsziffern identifiziert sind. 8 zeigt
schematisch einen geöffneten
Schlauch aus Verpackungsmaterial, der quer versiegelt wurde, und
die Rippe 27 wurde um 180 Grad gebogen und gegen den unte ren
Abschnitt 21 der Verpackung gefaltet. Wie in 9 gezeigt,
wird Material an der Rippe 27 ein zweites Mal über 180
Grad gebogen, wenn die Klappen 24, 25 gegen den
unteren Endabschnitt 21 gefaltet werden. 10 veranschaulicht
schematisch drei Schichten 1a, 1b und 1c von
Verpackungsmaterial an diesem Punkt, und sie zeigt die Anordnung
der Abschnitte 31, 32 mit reduzierter Dicke in
der innersten Schicht 1a. Da der Krümmungsradius der innersten
Schicht 1a durch die Abschnitte 31, 32 mit
reduzierter Dicke verringert ist, werden Belastungen in den darüberliegenden
Schichten 1b, 1c reduziert, wodurch ein Reißen der
aseptischen Sperre in diesen Materialschichten verhindert wird.
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Man
hat also herausgefunden, daß die
oben beschriebene strukturelle Kombination von Doppelkerblinien
und schneidenden Abschnitten mit reduzierter Dicke äußerst vorteilhaft
ist und vollständig
die Aufgaben der vorliegenden Erfindung löst.
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Die
Abschnitte 31, 32 mit reduzierter Dicke werden
in dem Verpackungsmaterial 1 hergestellt, indem Löcher gebildet
werden, die sich halb durch das Material erstrecken und als vorgestanzte
Löcher
bekannt sind. Die vorgestanzten Löcher 31, 32 haben bevorzugt
einen Durchmesser von 6 mm–7
mm können
aber je nach den Anforderungen bemessen sein, sofern jedes vorgestanzte
Loch groß genug
ist, damit es sowohl die vierte Querkerblinie 19 als auch
eine der äußersten
Kerblinien 33a, 34a der ersten und zweiten Doppelkerblinien
schneidet. Diese Operation wird in der Umwandlungsfabrik durchgeführt, wo
das Material auf bekannte Weise laminiert wird. Da jedes vorgestanzte
Loch zur gleichen Zeit gebildet wird, wo das Kerbmuster an dem Verpackungsmaterial
gebildet wird, ist das vorgestanzte Loch bezüglich des tatsächlichen
Kerbmusters äußerst genau
positioniert. Wenn deshalb in einer mit Rollen versorgten Verpackungsmaschine
zum Typ zum Formen, Füllen
und Versiegeln eine Musterkorrektur durchgeführt werden muß, können (auf
die oben erläuterte
Weise) die Sensoren, die gewöhnlich
zum Lesen eines gedruckten Strichcodes verwendet werden, statt dessen dazu
verwendet werden, die vorgestanzten Löcher 31, 32 zu
lesen. Mit anderen Worten, anstelle des Lesens einer Markierung,
die gedruckt wird, wenn das Verpackungsmaterial gedehnt wird, wobei
die Position der Markierung bezüglich
der Position des tatsächlichen
Kerbmusters variieren kann, wird das vorgestanzte Loch (das zur
gleichen Zeit wie das Kerbmuster gebildet wurde) gelesen, um eine
verbesserte Genauigkeit bei der Musterkorrektur vorzusehen.
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Darüber hinaus
hat man auch herausgefunden, daß die
spezifische strukturelle Kombination von Abschnitten mit reduzierter
Dicke und ersten und zweiten Doppelkerblinien, wobei die Abschnitte
mit reduzierter Dicke die äußersten
Kerblinien der ersten und zweiten Doppelkerblinien schneiden, die
an der Versiegelungsrippe vorgesehen sind, den wichtigen Vorteil
bietet, daß dann,
wenn das Verpackungsblattmaterial gefaltet und versiegelt wird,
um eine aseptische Verpackung für
fließfähige Nahrungsmittel
zu bilden, wobei auch zweimal über
180 Grad in zueinander orthogonalen Richtungen gebogen wird, die aseptische
Sperrschicht nicht übermäßigen Belastungen
unterworfen wird und jede Rißbildung
in der Sperrschicht 5 verhindert wird. Darüber hinaus,
hat man herausgefunden, daß Verpackungen 30 mit Doppelkerblinien 33a, 33b, 34a, 34b an
der unteren Versiegelungsrippe 27 und Abschnitten 31, 32 mit
reduzierter Dicke, welche die äußersten
Kerblinien 33a, 34a der Doppelkerblinien schneiden,
eine erhöhte
Haltbarkeit haben, d. h. sie können
unter harten Bedingungen transportiert und gehandhabt werden, ohne
daß dadurch
die Unversehrtheit der Verpackung und die Qualität der Inhaltsstoffe beeinträchtigt wird.
Dagegen erlitten Verpackungen, die mit bekannten vorgekerbten Verpackungsblattmaterialien hergestellt
wurden und den gleichen Bedingungen unterworfen werden, Beschädigungen
in der aseptischen Sperrschicht des die Verpackung bildenden Materials.
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Darüber hinaus
kann die Steifigkeit der Schicht 2 auf Faserbasis erhöht werden,
um aseptische Verpackung herzustellen, die bis zu zwei Liter fließfähiger Nahrungsmittel
oder mehr enthalten, ohne daß übermäßige Belastungen
oder Risse in die aseptische Sperrschicht eingebracht werden und dennoch
seine Fähig keit
nicht beeinträchtigt
wird, Transport und Handhabung unter strengen Bedingungen zu widerstehen.
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Man
hat herausgefunden, daß die
Erfindung die Reduzierung der Menge von Kunststoffmaterial in der
Schicht 6 ermöglicht.
Bei der Herstellung von Kartons mit einem Volumen von 1500 ml, kann
die Schicht 6 in dem Verpackungsmaterial nach der Erfindung
eine Dicke von lediglich 34 Mikron, während eine Dicke von 40 Mikron
in dem Material aus dem Stand der Technik notwendig war. Diese Einsparung ist
bedeutsam, wenn man bedenkt, daß jährlich Milliarden
solcher Verpackungen hergestellt werden.
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Die
vorliegende Erfindung kann modifiziert werden, ohne deshalb vom
Umfang der beigefügten Ansprüche abzuweichen.