DE69917940T2

DE69917940T2 - Verfahren zum verpacken dicker produkte unter schutzgasatmosphäre mittels einer hochformenden heissschrumpffolie

Info

Publication number: DE69917940T2
Application number: DE69917940T
Authority: DE
Inventors: Walker H. STOCKLEX
Original assignee: Cryovac LLC
Current assignee: Cryovac LLC
Priority date: 1998-12-23
Filing date: 1999-12-08
Publication date: 2005-06-23
Anticipated expiration: 2019-12-09
Also published as: DE69917940D1; AU761814B2; WO2000038992A1; EP1147048B1; NZ512447A; CA2355732A1; US20020063070A1; ES2222047T3; CA2355732C; AU1936300A; ATE268717T1; US6408598B1; EP1147048A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Es ist beim Verpacken vieler Waren einschließlich Nahrungsmittelartikeln und insbesondere Fleischprodukten übliche Praxis, ein im Wesentlichen steifes Tablett und einen flexiblen, polymeren oberen Deckel zu verwenden. Das Produkt wird während des Verpackungsverfahrens in dem Tablett angeordnet. Das Deckelmaterial wird aus einer Rolle über dem Tablett zugeführt, bedeckt das Produkt und wird in der Regel an die Tablettränder gesiegelt, um die fertige Verpackung zu bilden. Relativ raumerfüllende oder unhandlich geformte Produkte, die sich über den oberen Flansch eines konventionellen Verpackungstabletts erstrecken, d. h. Produkte mit hohem Profil, lassen sich jedoch nicht leicht mittels eines solchen Verpackungsverfahrens verarbeiten.
Fleischprodukte mit hohem Profil werden regulär in Supermärkten mit einem Einschlagverfahren im Laden verpackt. In einem solchen Verfahren wird das Produkt mit hohem Profil in einem Tablett angeordnet, eine Polymerfolie wird um das Produkt und Tablett herum gereckt und dann wird das eingeschlagene Tablett auf eine Heizplatte gepresst, um die Fältelungen und Falten der Folie an der Unterseite des Tabletts miteinander zu verschweißen. Die resultierende Verpackung, bei der eine obere Folie über die obersten Teile des Produkts mit hohem Profil gespannt ist und sich unter Zug zu den äußeren Rändern des Tabletts dehnt, ist Verbrauchern gut bekannt. Dennoch ist seit langem bekannt, dass die Herstellung solcher Verpackungen auf individueller Basis ineffizient und teuer ist. Es ist stattdessen bevorzugt, solche Fleischprodukte an einer zentralen Verarbeitungseinrichtung schlachtermäßig zu bearbeiten und zu verpacken, die von der Wirtschaftlichkeit des Maßstabs profitiert, und dann das verpackte Fleisch zu individuellen Supermärkten oder anderen Einzelhandelsstellen zu transportieren. Es wird angenommen, dass die zentrale Verarbeitung von Fleisch auch zu einem höherwertigen hygienischeren Produkt mit einer längeren Lagerbarkeit als Fleisch führen kann, das in individuellen Supermärkten schlachtermäßig bearbeitet und verpackt wird.
Ein Verfahren zur Lieferung zentral verpackter Fleischprodukte mit hohem Profil ist das Vakuumhautverpacken (VSP) gewesen. In einem typischen Vakuumhautverpackungsverfahren wird das Produkt auf einem Trägerelement angeordnet, eine thermoformbare Folie wird über Produkt und Trägerelement gestreckt, die Folie wird aufwärts in einen Vertiefung oberhalb des Produkts gezogen und auf ihre Erweichungstemperatur erwärmt, der Raum zwischen der nach oben gezogenen Folie und dem Produkt und Trägerelement wird evakuiert und die erwärmte Folie wird auf das Produkt losgelassen, wobei sie sich selbst an das Produkt thermoformt und an die verbleibende Oberseite des Trägerelements schweißt.
Vakuumhautverpacken ist ein hervorragendes Verpackungsverfahren für viele verschiedene Produkte. Beim Verpacken von Produkten mit hohem Profil gibt es beim Vakuumhautverpacken jedoch einige Nachteile. Es kann erstens schwierig sein, eine obere VSP-Folie zu liefern, die sich ausreichend ziehen lässt, um sich dem unregelmäßig geformten Produkt mit hohem Profil anzupassen, ohne an den Spalten des Produkts zu dünn zu werden und möglicherweise zu reißen, oder ohne unansehnliche Knitter und Falten in der Folie, wo sie an das Trägerelement geschweißt wird. Zweitens kann selbst ein perfekt vakuumhautverpacktes Produkt mit hohem Profil ein ungewöhnliches und daher weniger erwünschtes Erscheinungsbild für Verbraucher darstel len, die an das Aussehen von im Laden eingeschlagenen Packungen gewöhnt sind.
Die Bedenken beim Verpacken eines Produkts mit hohem Profil verschärfen sich noch, wenn das Produkt unter bestimmten Umweltbedingungen verpackt werden muss, wie es bei vielen Fleischprodukten der Fall ist. Beispielsweise soll bei bestimmten Fleischprodukten das Fleisch in einer sauerstoffarmen Umgebung verpackt und verteilt und dann unmittelbar vor seiner Zurschaustellung zum Verkauf einer Umgebung mit hohem Sauerstoffgehalt ausgesetzt werden. Bei solchen Fleischprodukten wird oft eine im Wesentlichen gasundurchlässige Deckelfolie verwendet, die abziehbar delaminiert (d. h. beim Abziehen delaminiert), um eine gasdurchlässige Folie freizulegen, wodurch eine Veränderung der Umweltbedingungen in der Verpackung herbeigeführt wird.
Wie bereits erörtert wurde, wurden historisch große Fleischteilstücke in jedem Supermarkt zubereitet und verpackt. Frisches rotes Fleisch stellt für das Konzept der zentralisierten Verarbeitung und Verpackung wegen seiner Sauerstoffempfindlichkeit eine besondere Herausforderung dar. Diese Sauerstoffempfindlichkeit zeigt sich in der Lagerbarkeit und dem Aussehen (Farbe) eines verpackten Fleischprodukts. Obwohl eine sauerstoffarme Verpackungsumgebung im Allgemeinen die Lagerbarkeit eines verpackten Fleischprodukts erhöht (verglichen mit Fleischprodukten, die in einer Umgebung mit höherem Sauerstoffgehalt verpackt worden sind), hat rotes Fleisch beispielsweise eine Neigung, eine dunkelrote Farbe anzunehmen, wenn es in Abwesenheit von Sauerstoff oder in einer Umgebung mit einer sehr niedrigen Sauerstoffkonzentration, d. h. unter etwa 5 % Sauerstoff, verpackt wird. Leider ist eine solche dunkelrote Farbe für die meisten Verbraucher unerwünscht und Marketing-Bemühungen, den Verbraucher über die Unbedenklich keit der dunkelroten Farbe aufzuklären, haben sich im Wesentlichen als unwirksam erwiesen. Wenn Fleisch einer ausreichend hohen Sauerstoffkonzentration ausgesetzt wird, wie sie sich z. B. in Luft befindet, nimmt es eine leuchtend rote Farbe an, die die meisten Verbraucher mit Frische assoziieren. Nach 1 bis 3 Tagen dieser Einwirkung nimmt Fleisch jedoch eine braune Farbe an, die wie die dunkelrote Farbe für die meisten Verbraucher unerwünscht ist (und anzeigt, dass das Fleisch zu verderben beginnt).
Um effektiv Fleischprodukte in einer zentralen Einrichtung zum Vertrieb an Einzelhandelsstellen schlachtermäßig zu bearbeiten und zu verpacken, würde daher das Fleisch wünschenswerterweise für verlängerte Lagerbarkeit in einer sauerstoffarmen Umgebung verpackt, transportiert und gelagert und dann zum Verkauf an den Verbraucher in einer relativ sauerstoffreichen Umgebung präsentiert, so dass das Fleisch zum "Aufblühen" zu einer roten Farbe gebracht wird, unmittelbar bevor es in eine Einzelhandelstheke gelegt wird. Während es sich in der Einzelhandelstheke befindet, befindet sich das Fleischprodukt wünschenswerterweise in einer Verpackung, die es vor mikrobieller und anderer Verunreinigung schützt. Um den maximalen wirtschaftlichen Vorteil aus dem zentralisierten Verpacken zu erhalten, ist die Verpackung, in der das Fleischprodukt zum Verkauf an den Verbraucher präsentiert wird, dieselbe Verpackung, in der das Fleischprodukt anfangs in der zentralen Verarbeitungsanlage verpackt und transportiert wurde.
Es besteht daher ein Bedarf in der Technik an einer Verpackung und einem Verfahren zum zentralen Verpacken von Produkten mit hohem Profil, die ein konventionelles Aussehen der Verpackung liefern und für umgebungsempfindliche Produkte verwendet werden können.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Einen solchen Bedarf deckt ein Verpackungsverfahren, bei dem ein Trägerelement bereitgestellt wird, das eine Produktträgeroberfläche und einen Rand umfasst, eine obere Folie bereitgestellt wird, die eine Siegelschicht einschließt, wobei die Siegelschicht an das Trägerelement siegelbar ist, die Folie auf ein Orientierungsverhältnis von etwa 9,0 : 1 bis etwa 16,0 : 1 orientiert wird, ein Produkt auf der Produktträgeroberfläche des Trägerelements so positioniert wird, dass sich mindestens ein Teil des Produkts nach oben über die Höhe des Randes hinaus erstreckt, die obere Folie über das Trägerelement und das Produkt ausgelegt wird, wobei sich die Siegelschicht unmittelbar oberhalb und angrenzend an das Trägerelement und das Produkt befindet, die Folie durch Differenzdruck in eine Konkavität gezogen wird, die konkave Form der oberen Folie aufrechterhalten wird, während die Folie erwärmt wird, Gase aus dem Raum zwischen der oberen Folie und dem Trägerelement und Produkt entfernt werden, erwünschtes Gas in diesen Raum eingebracht wird, die obere Folie losgelassen wird, so dass sie in Richtung des Produkts und des Trägerelements schrumpft, wobei das erwünschte Gas in dem Raum verbleibt, wodurch ein enger Kontakt der Folie mit den untersten Teilen des Produkts verhindert wird und die obere Folie an den Rand des Trägerelements gesiegelt wird, wobei mindestens die Stufe des Erwärmens der Folie die Folie schrumpft, wodurch sie auf und über das darunter liegende Produkt gespannt wird.
Dieser Bedarf wird auch durch Bereitstellung einer Verpackung gedeckt, die ein Trägerelement, das eine Produktträgeroberfläche und einen Rand einschließt, ein Produkt, das auf der Produktträgeroberfläche enthalten ist, wobei sich mindestens ein Teil des Produkts nach oben über das Randniveau erstreckt, eine orientierte obere Folie, die über die obersten Teile des Produkts gespannt und mindestens teilweise auf diese wärmegeschrumpft ist und an den Rand des Trägerelements gesiegelt ist, und ein erwünschtes Gas umfasst, das zwischen dem Trägerelement und der oberen Folie eingeschlossen ist.
DEFINITIONEN
"Folie" bezieht sich hier auf thermoplastisches Material, im Allgemeinen in Lagen- oder Bahnform mit einer oder mehreren Schichten, die aus Polymer- oder anderen Materialien gebildet sind. Eine Folie kann eine Einschichtfolie (mit nur einer Schicht) oder Mehrschichtfolie (mit zwei oder mehr Schichten) sein.
Der Begriff "Mehrschicht" bezieht sich hier auf Folie, die zwei oder mehr Schichten umfasst, die durch ein oder mehrere der folgenden Verfahren miteinander verbunden sind: Coextrusion, Extrusionsbeschichtung, Aufdampfbeschichtung, Lösungsmittelbeschichtung, Emulsionsbeschichtung oder Suspensionsbeschichtung.
Die Begriffe "Extrusion", "extrudieren" und dergleichen beziehen sich hier auf das Verfahren des Bildens von Endlosformen, indem ein geschmolzenes Kunststoffmaterial durch eine Düse gedrückt wird, gefolgt von Abkühlen oder chemischen Härten. Unmittelbar vor der Extrusion durch die Düse wird das relativ hochviskose Polymermaterial in eine rotierende Schnecke eingespeist, die es durch die Düse drückt.
Die Begriffe "Coextrusion", "coextrudieren" und dergleichen beziehen sich auf den Prozess des Extrudierens von zwei oder mehr Materialien durch eine Einzeldüse mit zwei oder mehr Öffnungen, die so angeordnet sind, dass sich die Extrudate vor dem Abkühlen, d. h. Quenchen, mischen und zu einer Laminatstruktur verschmelzen. Coextrusion kann in Folienblasver fahren, freien Folienextrusions- und Extrusionsbeschichtungsverfahren verwendet werden.
Der Begriff "Schicht" bezieht sich hier auf eine diskrete Folienkomponente, die mit der Folie coextensiv ist und eine im Wesentlichen gleichförmige Zusammensetzung hat. In einer Einschichtfolie bedeuten die Begriffe "Folie" und "Schicht" ein und dasselbe.
Die Begriffe "delaminieren", "delaminiert" und dergleichen bezieht sich im Allgemeinen auf die innere Trennung einer Folie oder eines Laminats und insbesondere auf die Trennung einer coextrudierten Mehrschichtfolie innerhalb einer Schicht und/oder an einer Zwischenschicht- (d. h. Schicht/Schicht)-Grenzfläche innerhalb der coextrudierten Folie, wenn solche Folie oder solches Laminat, deren Komponente die coextrudierte Folie ist, einer Abziehkraft mit ausreichender Größenordnung unterworfen wird.
Der Begriff "Kohäsionsfestigkeit innerhalb der Folie" bezieht sich auf die innere Kraft, mit der eine Folie intakt bleibt, gemessen in einer Richtung, die zu der Folienebene senkrecht ist. In einer Mehrschichtfolie wird die Kohäsionsfestigkeit innerhalb der Folie sowohl durch Adhäsion der Schichten aneinander (die Adhäsionsfestigkeit zwischen den Schichten, die sie aneinander bindet) als auch durch Kohäsion jeder Folienschicht innerhalb der Schicht (d. h. die Kohäsionsfestigkeit von jeder der Folienschichten) geliefert. Bei einer Einschichtfolie wird Kohäsionsfestigkeit innerhalb der Folie nur durch die Kohäsion innerhalb der Schicht von der Schicht geliefert, die die Folie bildet.
Die Begriffe "Abziehen", "Abziehvorgang" und dergleichen beziehen sich im Allgemeinen auf den Akt des Entfernens von einer oder mehreren Schichten von einer Mehrschichtfolie durch manuelles Greifen und Zurückziehen der Schichten entlang einer Ebene oder Grenzfläche mit relativ niedriger Bindungsfestigkeit oder innerhalb einer Schicht mit relativ schwacher Kohäsion innerhalb der Schicht.
Der Begriff "Abziehkraft" bezieht sich hier auf den Betrag der Kraft, die erforderlich ist, um zwei Schichten einer Mehrschichtfolie oder eines Laminats in Lagen zu trennen und/oder eine Schicht einer Mehrschichtfolie oder eines Laminats in sich zu trennen, gemessen gemäß ASTM F904-91.
Der Begriff "Bindungsfestigkeit" bezieht sich im Allgemeinen auf die Adhäsionskraft, mit der zwei angrenzende Folien oder zwei angrenzende Folienschichten verbunden sind, und insbesondere auf die Kraft, mit der zwei Folien durch eine Wärmeschweißung verbunden sind. Bindungsfestigkeit kann gemäß ASTM F88-94 durch die Kraft gemessen werden, die zum Trennen zweier Folien oder Folienschichten erforderlich ist, die z. B. mittels Wärmeschweißung verbunden sind.
Der Begriff "gasdurchlässig" bezieht sich hier auf eine Folie oder einen Folienteil, der mindestens etwa 1000 cm³ Gas, wie Sauerstoff, pro Quadratmeter Folie in einem Zeitraum von 24 Stunden bei 1 Atmosphäre und einer Temperatur von 73°F (22,8°C) (bei 0 % relativer Feuchtigkeit) hindurchlässt. Eine gasdurchlässige Folie oder ein gasdurchlässiger Folienteil lässt insbesondere mindestens 5000, bevorzugter mindestens 10 000, wie mindestens 15 000, 20 000, 25 000, 30 000, 35 000, 40 000 und 50 000 und am meisten bevorzugt mindestens 100 000 cm³ Sauerstoff pro Quadratmeter in einem Zeitraum von 24 Stunden bei 1 Atmosphäre und einer Temperatur von 73°F (22,8°C) (bei 0 % relativer Feuchtigkeit) hindurch. Erfindungsgemäß kann eine gasdurchlässige Folie oder ein gasdurchlässiger Folienteil selbst die beschriebenen Gasdurchlässigkeitsniveaus haben, oder kann alternativ eine Folie oder ein Folienteil sein, die bzw. der die genannten Gasdurchlässigkeitsniveaus inhärent nicht besitzt, jedoch verändert wird, z. B. perforiert oder abziehbar delaminiert, um die Folie wie oben definiert gasdurchlässig zu machen.
Der Begriff "im Wesentlichen gasundurchlässig" bezieht sich hier auf eine Folie oder einen Folienteil, der weniger als 1000 cm³ Gas wie Sauerstoff pro Quadratmeter Folie in einem Zeitraum von 24 Stunden bei 1 Atmosphäre und einer Temperatur von 73°F (22,8°C) (bei 0 % relativer Feuchtigkeit) durchlässt. Eine im Wesentlichen gasundurchlässige Folie lässt insbesondere weniger als etwa 500, wie weniger als 300 und weniger als 100 cm³ Gas, insbesondere noch weniger als etwa 50 cm³ und am meisten bevorzugt weniger als 25 cm³, wie weniger als 20, weniger als 15, weniger als 10, weniger als 5 und weniger als 1 cm³ Gas pro Quadratmeter in einem Zeitraum von 24 Stunden bei 1 Atmosphäre und einer Temperatur von 73°F (22,8°C) (bei 0 % relativer Feuchtigkeit) hindurch.
Der Begriff "Produktträgerelement" bezieht sich hier auf eine Komponente einer Verpackung, auf oder in der ein Produkt angeordnet wird. Fleischprodukte werden in der Regel in einer tablettartigen Verpackungskomponente angeordnet, die z. B. expandiertes Polystyrollagenmaterial umfasst, das zu einer gewünschten Form thermogeformt worden ist, um das Fleischprodukt zu halten. Das Trägerelement der vorliegenden erfindungsgemäßen Verpackung kann flach oder im Wesentlichen eben sein, wird vorzugsweise jedoch zur Form eines Tabletts geformt. Das heißt, dass das Trägerelement notwendigerweise eine Produktträgeroberfläche zur Aufnahme und zum Halten des Produkts, welches verpackt wird, und einen Rand einschließt, an den die obere Folie gesiegelt wird. Das Trägerelement schließt vorzugsweise eine nach unten geformte Vertiefung und einen oberen Flansch ein, wobei die Produktträgeroberfläche durch die nach unten ausgebildete Vertiefung definiert wird und der obere Flansch der Rand des Trägerelements ist.
Das Trägerelement kann halbstarr sein, ist jedoch vorzugsweise starr. Es kann In-Line mit dem Verpackungsvorgang thermogeformt werden oder vorgeformt geliefert werden. In Abhängigkeit von dem Produkt, welches verpackt wird, und der letztendlichen Endanwendung kann das Trägerelement gasdurchlässig oder im Wesentlichen gasundurchlässig sein. In Abhängigkeit von der Zusammensetzung der Siegelschicht der oberen Folie und gegebenenfalls den gewünschten Gasbarriereeigenschaften der Gesamtpackung kann das Trägerelement eine Siegelfolie einschließen.
Der Begriff "Siegelfolie" bezieht sich hier auf eine Folie, die formgetreu an mindestens eine der Außenoberflächen eines Produktträgerelements gebunden ist. Die Siegelfolie wird vorzugsweise an die obere, im Unterschied zu der unteren, Außenfläche des Trägerelements gebunden und ist eine im Wesentlichen gasundurchlässige Folie.
"Orientierung" beinhaltet Recken einer Folie bei erhöhter Temperatur (der Orientierungstemperatur), gefolgt von Fixieren der Folie in der gereckten Konfiguration (z. B. durch Abkühlen). Wenn eine nicht festgehaltene, nicht getemperte, orientierte Polymerfolie nachfolgend auf ihre Orientierungstemperatur erhitzt wird, findet Wärmeschrumpfung statt und die Folie kehrt auf beinahe ihre ursprünglichen Abmessungen, d. h. vor der Orientierung, zurück.
Eine orientierte Folie hat ein "Orientierungsverhältnis", das das Multiplikationsprodukt des Grads ist, bis zu dem die Folie in mehrere Richtungen expandiert worden ist, üblicherweise in zwei zueinander senkrechten Richtungen. Expansion in Längsrichtung, manchmal als Maschinenrichtung bezeichnet, erfolgt in der Richtung, in der die Folie während Extrusion und/oder Beschichtung geformt worden ist. Expansion in Querrichtung bedeutet Expansion über die Breite der Folie und ist senkrecht zu der Längsrichtung. Wenn eine Folie beispielsweise auf das Dreifache ihrer Originalgröße in der Längsrichtung (3 : 1) und das Dreifache ihrer Originalgröße in der Querrichtung (3 : 1) orientiert worden ist, dann hat die Gesamtfolie ein Orientierungsverhältnis von 3 × 3 oder 9 : 1.
Der Begriff "Heißsiegelung" (auch als "Wärmeschweißung" bekannt) bezieht sich auf die Vereinigung zweier Folien, indem die Folien in Kontakt oder mindestens enge Nähe miteinander gebracht werden und dann ausreichend Wärme und Druck auf einen festgelegten Bereich (oder festgelegte Bereiche) der Folien angewendet werden, damit die Kontaktoberflächen der Folien in dem festgelegten Bereich geschmolzen werden und sich miteinander vermischen, wodurch eine im Wesentlichen untrennbare Bindung zwischen den beiden Folien in dem festgelegten Bereich gebildet wird, wenn Wärme und Druck davon entfernt werden und der Bereich abkühlen gelassen wird. Gemäß der Praxis der vorliegenden Erfindung erzeugt eine Heißsiegelung vorzugsweise eine hermetische Siegelung, d. h. eine Barriere gegen die Außenseitenatmosphäre.
KURZE BESCHRIEBUNG DER FIGUREN DER ZEICHNUNG
In den angefügten Zeichnungen, die einen Teil dieser Offenbarung bilden, ist
1 eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Verpackung;
2 eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäß verwendeten Vakuumkammer, wobei die orientierte obere Bahn durch Differenzdruck in eine Konkavität gezogen wird;
3 eine Querschnittsansicht der Vakuumkammer von 2, welche evakuiert wird;
4 eine Querschnittsansicht der Vakuumkammer von 3 nach Evakuieren während der Einbringung eines gewünschten Gases;
5 eine Querschnittsansicht der Vakuumkammer von 4, bei der die erwärmte orientierte Folie losgelassen und auf die obersten Teile des darunter befindlichen Produkts mit hohem Profil schrumpfen gelassen wird;
6 eine Querschnittsansicht der Vakuumkammer von 5, die die Vollendung des Verpackungszyklus zeigt;
7 eine Querschnittsansicht einer alternativen erfindungsgemäßen Vakuumkammer, bei der eine orientierte obere Bahn durch Differenzdruck in eine Vielzahl von Konkavitäten gezogen wird, um mehrere Verpackungen zu bilden;
8 eine Querschnittsansicht der Vakuumkammer von 7, die evakuiert wird;
9 eine Querschnittsansicht der Vakuumkammer von 8 nach Evakuierung während der Einbringung eines gewünschten Gases; und
10 eine Querschnittsansicht der Vakuumkammer von 9, wobei die erwärmte orientierte Folie losgelassen und auf die obersten Teile der darunter befindlichen Produkte mit hohem Profil schrumpfen gelassen wird.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
1 illustriert Verpackung 10, die erfindungsgemäß Produktträgerelement 12 mit einer darin gebildeten Vertiefung 14 und ein innerhalb der Vertiefung angeordnetes Produkt 16 einschließt. Trägerelement 12 liegt vorzugsweise in Form eines Tabletts mit Seitenwänden 18 und einer Basis 20 vor, die die Vertiefung 14 definieren, und schließt ferner einen Randflansch 22 ein, der sich von der Vertiefung nach außen er streckt. Eine obere Bahn oder Folie 24 schließt das Produkt 16 in Vertiefung 14 ein, indem sie an Flansch 22 wärmegeschweißt wird.
Die obere Folie 24 ist eine orientierte wärmeschrumpfbare Folie, die mindestens teilweise auf die oberen Teile von Produkt 16 wärmegeschrumpft worden ist, so dass sie über dem Produkt gespannt ist und sich unter Spannung in einer Weise an den Flansch des Trägerelements erstreckt, die das Aussehen einer im Laden gefertigten Einschlagverpackung hat. Das Verfahren, nach dem die Folie mindestens teilweise auf das Produkt wärmegeschrumpft worden ist, ein aufwärtsgerichtetes Ziehen der erwärmten Folie über das Trägerelement und Produkt, wird nachfolgend detaillierter unter Bezugnahme auf 2 bis 10 beschrieben.
Die zur Verwendung in einem solchen Verfahren benötigte Folie hat sich erfindungsgemäß als Folie erwiesen, die in einem ausreichenden Ausmaß orientiert ist, um in einer gewünschten Weise auf und um das Produkt herum zu schrumpfen, jedoch nicht so stark orientiert ist, dass sie das aufwärtsgerichtete Formungsverfahren nicht übersteht. Das heißt, Folien mit einem Orientierungsverhältnis von 25,0 : 1 sind in vielen verschiedenen Verpackungsanwendungen brauchbar. Solche Folien haben sich jedoch als zu stark orientiert erwiesen, um zur Verwendung in dem vorliegenden Verpackungsverfahren geeignet zu sein. Stattdessen haben erfindungsgemäße Folien vorzugsweise ein Orientierungsverhältnis im Bereich von etwa 6,0 : 1 bis etwa 16,0 : 1, insbesondere etwa 9,0 : 1 bis etwa 14,0 : 1, am meisten bevorzugt etwa 11,0 : 1 bis etwa 13,0 : 1.
Folie 24 wird vorzugsweise vernetzt, um die Orientierung zu erleichtern. Eine Vielfalt von Verfahren zum Vernetzen von Polymerfolien sind in der Technik bekannt und zur Verwendung zur Herstellung der vorliegenden Folie geeignet. Am meisten bevorzugt wird Folie 24 bestrahlt.
Die obere Bahn 24 kann eine gasdurchlässige Folie sein, obwohl sie vorzugsweise eine im Wesentlichen gasundurchlässige Folie ist, die gegebenenfalls in einen im Wesentlichen gasundurchlässigen Teil und einen gasdurchlässigen Teil delaminieren kann. In einer alternativen Ausführungsform können zwei Folien, von denen eine gasdurchlässig und eine im Wesentlichen gasundurchlässig ist, die obere Bahn 24 so bilden, dass die Entfernung der im Wesentlichen gasundurchlässigen Folie von der Verpackung die gasdurchlässige Folie intakt lässt, um eine Umgebungsänderung während des Verteilungszyklus zu bewirken, was erwünscht sein kann und nachfolgend detaillierter erörtert wird. Für diese Alternative können die beiden Folien aufwärts geformt und miteinander versiegelt werden, oder die darunter befindliche gasdurchlässige Folie kann wärmeschrumpfbare Folie sein, die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren aufwärts geformt wird, und die darüber befindliche, im Wesentlichen gasundurchlässige Folie, die wärmeschrumpfbar oder nicht wärmeschrumpfbar sein kann, kann in einer separaten Stufe auf die Verpackung aufgebracht werden, entweder nach dem vorliegenden erfindungsgemäßen Verfahren oder nach einem beliebigen Verfahren. Die im Wesentlichen gasundurchlässige Folie kann beispielsweise nach dem in US-A-5 591 468 beschriebenen Verfahren angewendet werden, auf deren Offenbarung hier Bezug genommen wird. Alternativ kann die äußere, im Wesentlichen gasundurchlässige Folie um die Verpackung herumgeschlagen werden. Das Aussehen der äußeren Folie ist für diese Ausführungsform von geringem Interesse, da sie vor der Zurschaustellung in der Ladentheke entfernt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist es jedoch bevorzugt, dass die obere Bahn 24 eine einzelne Folie ist, die eine vorwiegend polyolefinische Zusammensetzung hat. Zur Verwendung in der vorliegenden Folie sind jedoch beliebige thermoplastische Harze geeignet, die Eigenschaften besitzen, die zum Verpacken eines speziellen Produkts erwünscht sind und die auch in der Lage sind, Folie zu bilden, die in dem erforderlichen Maß orientiert werden kann. Barriereharze, die geeignet sind, um die Folie im Wesentlichen gasundurchlässig zu machen, schließen unter anderem Vinylidenchloridcopolymere, Ethylen/Vinylalkohole und bestimmte Polyamide ein.
Die Siegelschicht muss ein oder mehrere Harze umfassen, die an das Trägerelement oder eine Siegelfolie, die an das Trägerelement gebunden ist, heißsiegelbar sind. Falls die Folie selbst gasdurchlässig ist, oder falls die Siegelschicht eine Komponente eines gasdurchlässigen Teils einer abziehbaren Folie wie hier erörtert ist, dann sollte das Harz oder Harzgemisch dieser Schicht auch eine relativ hohe Gasdurchlässigkeit haben. Bevorzugte Harze zur Verwendung in der Siegelschicht schließen Copolymere von Ethylen und Comonomer ausgewählt aus Vinylacetat, Alkylacrylat, α-Olefin und Acrylsäure ein. Die Siegelbarkeit hängt natürlich von der Zusammensetzung der Siegeloberfläche des Trägerelements ab. Bei einem Polystyrolträgerelement, das keine Siegelfolie einschließt, ist ein Ethylen/Styrol-Copolymer allein oder gemischt mit anderem Polyolefin, vorzugsweise Ethylencopolymer, eine geeignete Siegelschicht für Folie 24.
Andere Schichten können eingeschlossen werden, die aus Polymermaterialien zusammengesetzt sind, die der Gesamtfolie gewünschte Eigenschaften verleihen.
Beispielsweise können eine oder mehrere Kernschichten erwünscht sein, die mechanische Festigkeit, Dicke oder Maschinenbearbeitbarkeit hinzufügen. Bei abziehbaren Folien, die in einen im Wesentlichen gasundurchlässigen Teil und einen gas durchlässigen Teil getrennt werden können, müssen zwei innere angrenzende Schichten eingeschlossen werden, die zu einem gewissen Grad miteinander unverträglich sind, um eine Ebene zu liefern, entlang der die beiden Folienteile getrennt werden können. Diese Schichten können einige andere Funktionen in der Folie liefern, und bevorzugt ist dies so. Die Gasbarriereschicht kann beispielsweise an die Siegelschicht angrenzen und mit dieser etwas unverträglich sein, so dass der im Wesentlichen gasundurchlässige Teil der Folie abgezogen werden kann und eine Monoschichtfolie zurücklässt, die die Siegelschicht auf der Packung ist. Die Betriebsfähigkeit solcher abziehbarer Folien wird nachfolgend erörtert.
Die äußerste Schicht, das heißt die Oberfläche der Folie gegenüber der Siegelschicht, schließt auch vorzugsweise ein Harz oder Harzgemisch ein, das wärmebeständig ist, da dies die Oberfläche der Folie ist, die während des Verpackungsformungsprozesses erhitzt wird und die Siegelvorrichtung während der Heißsiegelung der Folie an dem Trägerelement kontaktiert. Harze, die Folien bekanntermaßen Wärmebeständigkeits- sowie Schlagfestigkeitseigenschaften verleihen, schließen unter anderem Polyethylen hoher Dichte, bestimmte Nylons, Polypropylen und styrolhaltige Polymere ein.
Obere Bahn 24 und Trägerelement 12 bilden vorzugsweise eine im Wesentlichen gasundurchlässige Umhüllung für Produkt 16, die das Produkt im Wesentlichen vollständig vor Kontakt mit der äußeren Umgebung schützt, einschließlich insbesondere atmosphärischem Sauerstoff, jedoch auch einschließlich Schmutz, Staub, Feuchtigkeit, mikrobiellen Verunreinigungen, usw., insbesondere wenn Produkt 16 ein Nahrungsmittelprodukt ist. Wenn Produkt 16 sauerstoffempfindlich ist, d. h. leicht verderblich, abbaubar oder anders in Gegenwart von Sauerstoff veränderbar, wie frische rote Fleischprodukte (z. B. Rind, Kalb, Lamm, Schwein, usw.), Geflügel, Fisch, Käse, Früchte oder Gemüse, ist es bevorzugt, dass Produkt 16 in einer sauerstoffarmen Umgebung in Verpackung 10 verpackt wird, um die Lagerbarkeit des Produkts zu maximieren.
In einer bevorzugten Umgebung ist die obere Folie 24 eine coextrudierte Mehrschichtfolie. Am meisten bevorzugt ist es eine im Wesentlichen gasundurchlässige Folie, die in einen im Wesentlichen gasundurchlässigen Folienteil und einen gasdurchlässigen Folienteil delaminiert werden kann. Es ist bevorzugt, dass die Siegelschicht ein Teil des gasdurchlässigen Folienteils ist, so dass, wenn der gasundurchlässige Folienteil von Verpackung 10 entfernt wird, nur der gasdurchlässige Teil der oberen Folie 24 an Trägerelement 12 befestigt bleibt. Auf diese Weise bleibt Produkt 16 vollständig in Verpackung 10 eingeschlossen, d. h. der gasdurchlässige Teil ist weiterhin über Heißsiegelung 26 an Flansch 22 von Trägerelement 12 wärmegeschweißt und schützt das Produkt weiter vor mikrobiellen und anderen Verunreinigungen. Atmosphärischer Sauerstoff kann jedoch durch den nun freiliegenden gasdurchlässigen Teil in die Vertiefung 14 von Verpackung 10 eintreten. Falls Produkt 16 ein frisches rotes Fleischprodukt ist, das ursprünglich in Gas mit niedrigerem Sauerstoffgehalt als Luft verpackt wurde, dann führt die erhöhte Gasdurchlässigkeit durch den gasdurchlässigen Folienteil zu einem rascheren Austausch von atmosphärischem Sauerstoff anstelle des Verpackungsgases, was zu einem rascheren Aufblühen des frischen roten Fleischprodukts führt. Auf diese Weise kann Verpackung 10 rascher zum Kauf durch den Verbraucher gezeigt werden, d. h. die Verzögerungszeit verringert sich, in der gewartet wird, dass das frische rote Fleischprodukt zu einer akzeptablen roten Farbe erblüht. Dies ist ein vorteilhaftes Merkmal der vorliegenden Erfindung.
Heißsiegelung 26 bindet obere Bahn 24 an Flansch 22 von Trägerelement 12. Obwohl Flansch 22 als einfacher Flansch mit einzelner Oberfläche dargestellt ist, sind verschiedene Flanschkonfigurationen möglich, und die obere Bahn 24 kann an jede gewünschte Oberseite davon gebunden werden (d. h. die im Allgemeinen nach oben weisende Oberfläche des Flansches, wie bestimmt wird, wenn sich das Trägerelement wie gezeigt in aufrechter Position befindet). Heißsiegelung 26 erstreckt sich kontinuierlich um die Oberseite von Flansch 22, um Produkt 16 hermetisch innerhalb von Verpackung 10 einzusiegeln.
Trägerelement 12 schließt gegebenenfalls eine Siegelfolie (nicht gezeigt) ein, die an Vertiefung 14 und die Oberseite von Flansch 22 gebunden ist. Auf diese Weise definiert die Oberseite der Siegelfolie die oberste Oberfläche des Trägerelements 12, die dadurch in direktem Kontakt mit Produkt 16 in Vertiefung 14 und in Kontakt mit der oberen Bahn 24 auf der Oberseite von Flansch 22 ist. Die obere Bahn 24 wird speziell tatsächlich über Heißsiegelung 26 an die Oberseite der Siegelfolie an Flansch 22 gebunden. Es ist somit bevorzugt, dass die Siegelfolie die gesamte Oberseite von Trägerelement 12 vollständig auskleidet, d. h. an diese formgetreu gebunden ist. Gewünschtenfalls kann eine zweite Siegelfolie an die Unterseite von Trägerelement 12 gebunden werden. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass, obwohl Trägerelement 12 keine Siegelfolie einschließen muss, es bevorzugt ist, eine solche Siegelfolie als Auskleidung für mindestens die Oberseite des Trägerelements 12 als Mittel zur Verbesserung der funktionalen Charakteristika des Trägerelements einzuschließen, wenn eine solche Verbesserung als notwendig oder erwünscht angesehen wird. Wenn das Trägerelement beispielsweise aus Material aufgebaut ist, das für die vorgesehene Verpackungsanwendung nicht ausreichend gasundurchlässig ist, kann eine Siegelfolie verwendet werden, die den gewünschten Gasundurchlässigkeitsgrad liefert. Eine Siegelfolie kann auch zur Verbesserung der Bindungsfestigkeit der Heißsiegelung 26 verwendet werden, d. h. wenn die obere Bahn und das Trägerelement aus Materialien aufgebaut sind, die nicht leicht in der Lage sind, eine ausreichend starke Heißsiegelung zu bilden, kann eine Siegelfolie verwendet werden, die gut an die Oberseite des Trägerelements bindet und auch eine starke Wärmeschweißung mit der oberen Bahn bildet.
Trägerelement 12 kann jede gewünschte Konfiguration oder Form haben, z. B. rechteckig, rund, oval, usw. Flansch 22 kann in ähnlicher Weise jede gewünschte Form oder jedes gewünschte Design haben, einschließlich eines einfachen, im Wesentlichen flachen Designs, das eine einzige Siegeloberfläche wie gezeigt liefert, oder eines komplizierteren Designs, das zwei oder mehr Siegeloberflächen liefert, wie die in US-A-5 348 752 und US-A-5 439 132 offenbarten Flanschkonfigurationen, auf deren Offenbarungen hier Bezug genommen wird. Der Flansch kann auch eine Randlippe einschließen, die angrenzend an und außerhalb der Siegeloberfläche angeordnet ist, um die abziehbare Delaminierung der oberen Bahn 24 zu erleichtern, wie in der US-Patentanmeldung Nr. 08/733 843 mit dem Titel "Package having peel initiation mechanism" offenbart ist, eingereicht am 18. Oktober 1996, auf deren Offenbarung hier vollständig Bezug genommen wird.
Geeignete Materialien, aus denen Trägerelement 12 gebildet werden kann, schließen ohne Einschränkung hierauf Polyvinylchlorid, Polyethylenterephthalat, Polystyrol, Polyolefine wie Polyethylen hoher Dichte oder Polypropylen, Zellstoff, Nylon, Polyurethan, usw. ein. Das Trägerelement kann nach Wunsch geschäumt oder ungeschäumt sein und liefert vorzugsweise eine Barriere für den Durchgang von Sauerstoff, insbesondere wenn Produkt 16 ein Nahrungsmittelprodukt ist, das sauerstoffempfindlich ist. Wenn solche sauerstoffempfindlichen Produkte in einer sauerstoffarmen Umgebung verpackt werden sollen (um ihre Lagerbarkeit zu verlängern), ermöglicht Trägerelement 12 vorzugsweise den Durchgang von weniger als oder gleich etwa 1000 cm³ Sauerstoff, insbesondere weniger als etwa 500 cm³ Sauerstoff, insbesondere noch weniger als etwa 100 cm³, bevorzugter weniger als etwa 50 cm³ und am meisten bevorzugt weniger als 25 cm³ Sauerstoff pro Quadratmeter Material in einem Zeitraum von 24 Stunden bei 1 Atmosphäre und einer Temperatur von 73°F (22,8°) (bei 0 % relativer Feuchtigkeit). Trägerelement 12 kann aus Material gebildet werden, das selbst eine Barriere für den Durchgang von Sauerstoff liefert, z. B. Vinylidenchloridcopolymer, Nylon, Polyethylenterephthalat, Ethylen/Vinylalkohol-Copolymer, usw. Alternativ kann Trägerelement 12 eine im Wesentlichen gasundurchlässige Siegelfolie aufweisen, die an die innere oder äußere Oberfläche desselben wie oben beschrieben laminiert oder anders gebunden ist, und auch wie in US-A-4 847 148 und US-A-4 935 089 und der US-Patentanmeldung Nr. 08/326 176 offenbart, eingereicht am 19. Oktober 1999 mit dem Titel "Film/Substrate Composite Material" (veröffentlicht als EP-A1-0 707 955 am 24. April 1996), auf deren Offenbarungen hier Bezug genommen werden. Die Siegelfolie schließt vorzugsweise Sauerstoffbarrierematerial ein, wie z. B. Vinylidenchloridcopolymer (Saran), Nylon, Polyethylenterephthalat, Ethylen/Vinylalkohol-Copolymer, usw.
Wie nachfolgend detaillierter erörtert wird, schließt ein erfindungsgemäßes Verpackungsverfahren vorzugsweise vor dem Einschließen des Produkts in dem Trägerelement die Stufe ein, in der die Vertiefung mindestens teilweise von Luft evakuiert und dann die Vertiefung mindestens teilweise mit gewünschtem Gas gefüllt wird, vorzugsweise einem mit niedrigerem Sauerstoffgehalt als Luft. Wenn frisches rotes Fleischprodukt ver packt werden soll, liegt die entfernte Luftmenge vorzugsweise im Bereich von etwa 99 Vol.% bis etwa 99,999 Vol.% und insbesondere etwa 99,5 Vol.% bis etwa 99,999 Vol.%. Zum Ersetzen der evakuierten Luft bevorzugte Gase schließen z. B. Kohlendioxid, Stickstoff, Argon, usw. und Mischungen solcher Gase ein. Als Ergebnis dieser Stufen enthält die Vertiefung 14 von Verpackung 10 vorzugsweise vor der Delaminierung der oberen Folie 24 weniger als 1 Vol.% Sauerstoff, insbesondere weniger als 0,5 Vol.% Sauerstoff, bevorzugter weniger als 0,1 Vol.% Sauerstoff und am meisten bevorzugt weniger als 0,05 Vol.% Sauerstoff, wobei der Rest ein Gas oder eine Mischung von Gasen umfast, wie eine Mischung aus Kohlendioxid und Stickstoff. Wenn Verpackung 10 eine im Wesentlichen gasundurchlässige Umhüllung liefert, gewährleistet eine solche Verpackungsumgebung mit modifizierter Atmosphäre, dass ein verpacktes frisches rotes Fleischprodukt eine Lagerbarkeit von mindestens sieben Tagen, insbesondere mindestens zehn Tagen und bevorzugter mindestens vierzehn Tagen und am meisten bevorzugt mindestens einundzwanzig Tagen hat (natürlich unter der Annahme, dass die Verpackung unter Kühlbedingungen gehalten wird, z. B. bei Temperaturen im Bereich von etwa 28°F (–2,2°C) bis etwa 48°F (8,9°)).
Wenn ein frisches rotes Fleischprodukt in einer sauerstoffarmen Umgebung gehalten wird, hat es, wie bereits gesagt, eine dunkelrote Farbe, die für die meisten Verbraucher ästhetisch nicht ansprechend ist. Die letzte bevorzugte Stufe (oder eine der letzten Stufen) bei einem erfindungsgemäßen Verpackungsverfahren besteht daher darin, den gasundurchlässige Folienteil der oberen Folie 24 durch Abziehen zu entfernen, wodurch Luft durch den verbleibenden gasdurchlässigen Teil von Folie 24 in die Vertiefung 14 eindringt und mindestens einen Teil des Gases verdrängt, das einen niedrigeren Sauerstoffgehalt als Luft hat. Auf diese Weise kann atmosphärischer Sauer stoff in Kontakt mit dem verpackten frischen roten Fleischprodukt kommen und es zum Erblühen zu einer leuchtend roten Farbe bringen, die Verbraucher mit Frische assoziieren.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Verpackung 10 lässt sich am Besten durch Betrachtung der 2 bis 6 erklären. Diese Figuren zeigen Produkt 16, das auf Trägerelement 12 in Vakuumkammer 30 enthalten ist. Die Vakuumkammer schließt obere Kammer 40 und untere Kammer 50 ein. Obere Kammer 40 schließt Gewölbe 42, Heizstäbe 44, die in Gewölbeabteil 45 angeordnet sind, Kanäle 46 und Öffnung 48 ein. Die untere Kammer 50 schließt unteren Träger 52 ein, in dem Trägerelement 12 beherbergt ist und das beweglich auf Haltestäben 54 getragen wird. Die untere Kammer 50 schließt auch Öffnungen 56 und 58 ein.
Speziell in Bezug auf 2 ist Trägerelement 12, das Produkt 16 enthält, auf dem unteren Träger 52 enthalten. Die obere Folie 24 ist vorzugsweise entweder durch Strahlungsmittel oder Einblasen von Heißluft vor dem Erstrecken in die Vakuumkammer oder durch Restwärme aus Gewölbe 42 innerhalb der Vakuumkammer vorgeheizt worden. Weil Folie 24 orientierte, wärmeschrumpfbare Folie ist, muss sie während jeglicher Vorheizstufe festgehalten werden, um in dieser Stufe des Verfahrens Schrumpfen zu verhindern.
Wie in 2 gezeigt ist, wird Folie 24 dann nach oben in eine Konkavität gezogen, die durch Gewölbe 42 gebildet wird, indem durch Öffnung 48 und anschließend Kanäle 46 Vakuum, gezeigt durch einen Pfeil, angelegt wird. Heizstäbe 44 heizen Folie 24 auf eine gewünschte Temperatur. Die gewünschte Temperatur, auf die die Folie 24 erhitzt wird, hängt natürlich von der Zusammensetzung der Folie ab. Das Gewölbe sollte im Allgemeinen auf eine Temperatur von etwa 85°C bis etwa 150°C, insbesondere etwa 100°C bis etwa 130°C erhitzt werden. Die Temperatur muss ausreichend hoch sein, damit die Folie mit Druck an das darunter befindliche Trägerelement gesiegelt und geschrumpft werden kann, wenn sie von dem geheizten Gewölbe losgelassen wird.
In 3 wird nun, während die Folie 24 durch Vakuum gegen das geheizte Gewölbe 42 gehalten wird, die Vakuumkammer geschlossen, indem sich vorzugsweise die obere Kammer nach unten bewegt, um gegen die untere Kammer zu schließen. Die Kammer einschließlich des Raums zwischen Trägerelement 12 und oberer Folie 24 wird dann wie durch Pfeile gezeigt durch Vakuum evakuiert, das durch Öffnung 58 angelegt wird.
Wenn die Evakuierung der Kammer abgeschlossen ist, wird Öffnung 58 geschlossen und ein gewünschtes Gas über Öffnung 56 mit dem gewünschten Druck um Produkt 16 herum in die Kammer gespült, wie in 4 durch Pfeile gezeigt wird.
Wenn der gewünschte Gasdruck in der Kammer erreicht ist, wird der untere Träger 52 durch Haltestäbe 54 nach oben bewegt, um das Trägerelement 12 gegen Siegelflansche 49 zu drücken, um durch Druck Folie 24 an Trägerelement 12 heißzusiegeln. Unmittelbar nach der Aufwärtspositionierung des Trägerelements wird das Vakuum an Öffnung 48 entspannt, wodurch die Folie sich über das Produkt und das um das Produkt herum enthaltene Gas legen und schrumpfen kann.
Wie in 6 gezeigt ist, wird die untere Kammer, nachdem die Folie auf das Produkt geschrumpft und an den Flansch des Trägerelements gesiegelt worden ist, über Öffnung 58 für atmosphärischem Druck geöffnet. Die obere Kammer 40 wird gehoben und der untere Träger 52 gesenkt, um den Zyklus zu vollenden. Die Verpackung wird dann aus der Vakuumkammer entfernt, um überschüssige Folie abzuschneiden.
7 bis 10 illustrieren eine alternative Vakuumkammer, die die Bildung mehrerer erfindungsgemäßer Verpackungen in einem Zyklus ermöglicht. Vakuumkammer 130 schließt obere Kammer 140 und untere Kammer 150 ein. Die obere Kammer schließt mehrere Gewölbe 142, Heizstäbe 144, die innerhalb des Gewölbeabteils 145 angeordnet sind, Kanäle 146 und Öffnung 148 ein. Untere Kammer 150 schließt unteren Träger 152 ein, der beweglich auf Haltestäben 154 getragen wird. Trägerelemente 112 sind innerhalb der Vertiefungen 153 des unteren Trägers 152 beherbergt. Es wird für die vorliegende Ausführungsform bevorzugt, dass die Trägerelemente 112 In-Line mit dem Verpackungsprozess thermogeformt werden, so dass eine Vielzahl derartiger Trägerelemente aus einer einzigen thermoformbaren Lage gebildet werden. Es ist jedoch auch möglich, individuelle Tabletts zu liefern, die in einer Gruppe in Vakuumkammer 130 verpackt werden. Wie oben schließt untere Kammer 150 auch Öffnungen 156 und 158 ein.
Speziell in 7 sind Trägerelemente 112, die Produkte 116 enthalten, in den Vertiefungen 153 des unteren Trägers 152 enthalten. Die obere Folie 124 ist vorzugsweise wie oben beschrieben vorgeheizt worden.
Wie in 7 gezeigt ist, wird Folie 124 dann nach oben in eine Konkavität gezogen, die durch Gewölbe 142 gebildet wird, indem Vakuum, durch einen Pfeil gezeigt, durch Öffnung 148 und anschließend Kanäle 146 angelegt wird. Heizstäbe 144 heizen Folie 124 wie oben beschrieben auf eine gewünschte Temperatur.
In 8 wird die Vakuumkammer nun, während die Folie 124 durch Vakuum gegen die geheizten Gewölbe 142 gehalten wird, geschlossen, indem sich vorzugsweise die obere Kammer nach unten bewegt, um gegen die untere Kammer zu schließen. Die Kammer wird dann einschließlich des Raums zwischen Träger elementen 112 und oberer Folie 124, wie durch Pfeile gezeigt, durch Vakuum evakuiert, das durch Öffnung 158 angelegt wird.
Wenn die Evakuierung der Kammer abgeschlossen ist, wird Öffnung 158 geschlossen und ein gewünschtes Gas wird bis zu dem gewünschten Druck um Produkte 116 herum über Öffnung 156 in die Kammer gespült, wie in 9 durch Pfeile gezeigt wird.
Wenn in der Kammer der gewünschte Gasdruck erreicht ist, wird der untere Träger 152 durch Haltestäbe 154 nach oben bewegt, um die Trägerelemente 112 gegen Siegelflansche 149 zu drücken, um durch Druck Folie 124 an Trägerelemente 112 heißzusiegeln. Unmittelbar nach der Aufwärtspositionierung des Trägerelements wird das Vakuum an Öffnung 148 entspannt, wodurch die Folie sich über das Produkt und das um das Produkt herum enthaltene Gas legen und schrumpfen kann. Danach wird die untere Kammer über Öffnung 158 für atmosphärischen Druck geöffnet. Die obere Kammer 140 wird gehoben und der untere Träger 152 abgesenkt, um den Zyklus abzuschließen. Die verbundenen Verpackungen werden dann aus der Vakuumkammer entfernt, um zu individuellen Packungen geschnitten zu werden, und die überschüssige Folie an den äußeren Rändern wird abgeschnitten.
Die Erfindung lässt sich unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele besser verstehen, die zur Veranschaulichung gegeben werden und nicht als den Schutzumfang der Erfindung einschränkend angesehen werden sollen.
BEISPIELE
Es wurden vier Gruppen von Folien verglichen: Vergleichsbeispiel 1) eine 3,5 mil (76,2 μm) gießcoextrudierte Barrierefolie; Vergleichsbeispiel 2) eine 6,0 mil (152 μm) abziehbare coextrudierte Barrieregießfolie, die elektronisch vernetzt wurde; Vergleichsbeispiel 3) eine Barriereschrumpffolie, die in einem Verhältnis von 25 : 1 orientiert wurde, und Beispiel 4) zwei gasdurchlässige Schrumpffolien, die von Cryovac Division of Sealed Air Corporation mit oder ohne Antibeschlagmittel auf ungefähr ein Verhältnis von 9 : 1 orientiert unter den Handelsnahmen SSD330 beziehungsweise SSD331 angeboten werden.
Die coextrudierte Gießfolie von Vergleichsbeispiel 1 konnte in das Gewölbe hinein geformt werden, hatte jedoch bis zu 150°C keine Schrumpfeigenschaften, was zu einem losen, knitterigen Erscheinungsbild führte. Bei Temperaturen oberhalb von 150°C schmolz die Folie und war inakzeptabel. Die abziehbare vernetzte coextrudierte Gießfolie von Vergleichsbeispiel 2 zeigte bei Temperaturen bis zu 150°C auch ein loses knitteriges Erscheinungsbild. Sie überstand Temperaturen bis zu 180°C, die resultierende Verpackung hatte jedoch ein Hautverpackungsaussehen und nicht das Erscheinungsbild einer straffen Folieneinschlagverpackung. Die hochorientierte Folie von Vergleichsbeispiel 3 ließ sich wegen der hohen Orientierung nicht in das Gewölbe hinein thermoformen und dementsprechend riss sie und war nicht brauchbar. Die Folien von Beispiel 4, die in einem Verhältnis von 9 : 1 orientiert worden waren, wurde schließlich mit Erfolg durch das Gewölbe vorgeheizt, dann in einem Temperaturbereich von 93°C bis 121°C in das Gewölbe hinein nach oben gezogen und an den starren Tablettflansch gesiegelt, wobei die fertige Verpackung durch die Wärme von dem Gewölbe ein straffes Schrumpffolienerscheinungsbild hatte, wenn sie von dem Gewölbe losgelassen worden war.
Die vorhergehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung wurde zur Veranschaulichung und Beschreibung gegeben. Sie soll nicht erschöpfend sein oder die Erfindung auf die genaue offenbarte Form begrenzen, und Modifikationen und Varianten sind im Lichte der obigen Lehren möglich oder lassen sich aus der Durchführung der Erfindung herleiten. Die Ausführungsformen wurden gewählt und beschrieben, um die Prinzipien der Erfindung und ihre praktische Anwendung zu erklären, damit ein Fachmann die Erfindung in verschiedenen Ausführungsformen und mit verschiedenen Modifikationen nutzen kann, die für die spezielle vorgesehene Verwendung geeignet sind. Der Schutzumfang der Erfindung soll durch die angefügten Patentansprüche definiert werden.

Claims

Verpackungsverfahren, bei dem i. ein Trägerelement (12) bereitgestellt wird, das eine Produktträgeroberfläche (20) und einen Rand (22) umfasst; ii. eine Folie (24) bereitgestellt wird, die eine Siegelschicht umfasst, wobei die Siegelschicht an das Trägerelement siegelbar ist; iii. die Folie auf ein Orientierungsverhältnis von 6,0 : 1 bis 16,0 : 1 orientiert wird; iv. ein Produkt (16) auf der Produktträgeroberfläche des Trägerelements so positioniert wird, dass sich mindestens ein Teil des Produkts nach oben über das Randniveau erstreckt; v. die Folie über das Trägerelement und das Produkt ausgelegt wird, wobei sich die Siegelschicht unmittelbar oberhalb und angrenzend an das Trägerelement und das Produkt befindet; vi. die Folie durch Differenzdruck in eine Konkavität gezogen wird; vii. die konkave Form der Folie aufrechterhalten wird, während die Folie erwärmt wird; viii. Gase aus dem Raum zwischen der Folie und dem Trägerelement und Produkt entfernt werden; ix. erwünschtes Gas in diesen Raum eingebracht wird; x. die Folie losgelassen wird, so dass sie sich in Richtung des Produkts und des Trägerelements bewegt, wobei das erwünschte Gas in dem Raum verbleibt, wodurch ein enger Kontakt der Folie mit den untersten Teilen des Produkts verhindert wird; xi. die Folie an den Rand des Trägerelements gesiegelt wird, wobei mindestens die Stufe(n) des Erwärmens der Folie die Folie schrumpft bzw. schrumpfen, wodurch sie auf und über das darunter liegende Produkt gespannt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Trägerelement eine nach unten ausgebildete Vertiefung und einen oberen Flansch umfasst, wobei die nach unten ausgebildete Vertiefung die Produktträgeroberfläche umfasst und der obere Flansch den Rand des Trägerelements definiert.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Folie auf ein Orientierungsverhältnis von 9,0 : 1 bis 14,0 : 1 orientiert wird.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die Folie auf ein Orientierungsverhältnis von 11,0 : 1 bis 13,0 : 1 orientiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Stufe des Aufrechterhaltens der konkaven Form der Folie, während die Folie erwärmt wird, das Erwärmen der Folie auf eine Temperatur von 85°C bis 150°C umfasst.
Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die Stufe des Aufrechterhaltens der konkaven Form der Folie, während die Folie erwärmt wird, das Erwärmen der Folie auf eine Temperatur von 100°C bis 130°C umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Stufe des Bereitstellens einer Folie das Bereitstellen einer abziehbaren Folie umfasst, die in einen im Wesentlichen gasdurchlässigen Teil und einen im Wesentlichen gasundurchlässigen Teil trennbar ist, wobei die Siegelschicht eine Schicht des im Wesentlichen gasdurchlässigen Teils der Folie umfasst, und das des Weiteren die Stufe des Entfernens durch Abziehen des im Wesentlichen gasundurchlässigen Teils von der Verpackung einschließt.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Folie vorgewärmt wird, bevor sie in eine Konkavität gezogen wird.
Verpackung, die i. ein Trägerelement (12), das eine Produktträgeroberfläche (20) und einen Rand (22) umfasst; ii. ein auf der Produktträgeroberfläche enthaltenes Produkt (16), von dem sich mindestens ein Teil nach oben über das Randniveau erstreckt; iii. eine orientierte Folie (24), die über die obersten Teile des Produkts gespannt und mindestens teilweise auf diese wärmegeschrumpft ist und an den Rand des Trägerelements gesiegelt ist; und iv. ein gewünschtes Gas umfasst, das zwischen dem Trägerelement und der Folie eingeschlossen ist.
Verpackung nach Anspruch 9, bei der das Trägerelement eine nach unten ausgebildete Vertiefung und einen oberen Flansch umfasst, wobei die nach unten ausgebildete Vertiefung die Produktträgeroberfläche umfasst und der obere Flansch den Rand des Trägerelements definiert.
Verpackung nach Anspruch 9, bei der die Folie eine abziehbare Folie umfasst, die in einen im Wesentlichen gasdurchlässigen Teil und einen im Wesentlichen gasundurchlässigen Teil trennbar ist, wobei die Siegelschicht eine Schicht des im Wesentlichen gasdurchlässigen Teils der Folie umfasst.