DK171857B1 - Oxygenbarrierelaminatstruktur, råemne fremstillet af en sådan laminatsturktur, beholder omfattende en sådan laminatstruktur, og beholder fremstillet ud fra et sådant råemne - Google Patents

Description

DK 171857 B1

Den foreliggende opfindelse angår en oxygenbarriere-laminatstruktur, et råemne fremstillet af en sådan laminat-struktur, en beholder omfattende en sådan laminatstruktur, og en beholder fremstillet ud fra et sådant råemne.

5 Opfindelsen angår nærmere bestemt oxygenbarriere- laminatstrukturer, som omfatter bestemte polymerharpikslag med høj styrke, som effektivt forhindrer varmeaktiverings-nålestikshuller, flænger eller revner i oxygenbarrierelag forårsaget under ridsning og især under foldning og varme-10 forsegling af laminatet ved emballagedannelsen.

Strukturer til papbeholdere, hvorved der anvendes varmeforseglelige polymerharpikser, og som indeholder forskellige oxygenbarrierematerialer, er beskrevet i US-patent-skrift nr. 3.972.467, 4.698.246, 4.701.360, 4.789.575 og 15 4.806.399.

Varmeforseglelige lavdensitets-polyethylener er velkendte som komponenter af gængse papemballager til fødevarer og/eller andre varer, der udgør en ringe barriere for gennemgang af oxygen. Nålestikshuller, flænger, ridsningslinie-20 -revner eller -kanaler, som eksisterer i gængse emballager og kartoner, skaber yderligere lækagesteder. Det er velkendt, at impermeable materialer, såsom aluminiumfolie, polære sprøde materialer, såsom polyacrylonitriler, polyvi-nylidenchlorider og polyvinylchlorider, udgør en barriere 25 for gennemgang af oxygen i forskellig grad. Imidlertid mangler alle disse materialer den nødvendige styrke ved høje deformeringsgrader, nemlig spændingsrevnebestandighed under ridsning, emballagedannelse og forsendelse, således at der fås en oxygenimpermeabel og lufttæt struktur. Desuden har 30 lækage gennem de ikke-tætnede kanaler i kartonen ved toppen, bunden og sidesømmen ligeledes resulteret i ringe oxygenbar-riereegenskaber af kartonen som helhed.

De i handelen eksisterende strukturer til en papkarton til flydende og faste fødevareprodukter og andre produkter 35 har anvendt et let varmeforsegleligt barrierelaminat sammensat af et papunderlag og et oxygenbarriere-folielag, hvor DK 171857 B1 2 begge er indlejret mellem to tykke lag af lavdensitetspoly-ethylen (LDPE). LDPE er et relativt billigt, varmeforsegle-ligt fugtighedsbarrieremateriale. Den konventionelle struktur svigter, idet folielaget, som virker som barriere for gennem-5 gang af oxygen ind og ud af kartonen, revner under omdannelsen af råemnerne, dannelsen af kartonen og forsendelsen af emballagen.

Bøjning og foldning, som sker under dannelse af varme-forseglede toplukninger af typen med "gavl" eller af typen 10 med flad top eller andre foldede toplukninger og en kantforseglet eller anden konventionel foldet bund giver for store lokale spændinger i den tynde folie og/eller et andet oxygen-barrierelag, og som et typisk resultat fremkommer der revner og nålestikshuller.

15 Der har indtil dato ikke været nogen økonomisk til trækkende, kommercielt tilgængelig papemballage, som på ensartet måde nærmer sig oxygenimpermeabiliteten af glas-eller metalbeholdere. Formålet med den foreliggende opfindelse er at tilvejebringe en oxygenimpermeabel lækagefri 20 beholder og/eller laminatstruktur, såsom en papbaseret emballage eller karton, som forhindrer gennemgang af gasser og desuden forhindrer undslippelse af smagskomponenter eller adgang af forureninger. Et yderligere formål med den foreliggende opfindelse er at fremstille en sådan pakning til en lav 25 pris og således, at den grundlæggende er forenelig med eksisterende omdannelsesmaskineri og kan formes, fyldes og forsegles med økonomisk høje hastigheder ved anvendelse af konventionelle emballeringsmaskine-temperaturer, -tryk og -opholdstider.

30 Et andet formål med den foreliggende opfindelse er at tilvejebringe denne oxygenimpermeable emballage til forskellige anvendelser, herunder ca. 100 ml til ca. 4 liters beholdere, eller større, som ønsket af den, der foretager emballeringen.

35 Opfindelsen angår således: 1. En oxygenbarrierelaminatstruktur egnet til fremstil- DK 171857 B1 3 ling af en oxygenimpermeabel lækagefri beholder og omfattende: a) et mekanisk stabilt strukturelt underlag (12) valgt blandt bleget pap, ubleget pap, korrugeret plade, 5 højdensitetspolyethylen, højdensitetspolypropylen og flerlagskombinationer deraf, der har en indre og en ydre overflade, b) et ydre lag af varmeforsegleligt polymermateriale (10) påført på den ydre overflade af det mekanisk 10 stabile strukturelle underlag til dannelse af et tilsigtet ydre lag af laminatet, c) et første lag af tætnende polymerharpiks (14) placeret på den indre overflade af det mekanisk stabile strukturelle underlag, 15 d) et oxygenbarrierematerialelag (16) påført som overtræk på den indre overflade af det første tætnende polymer-harpikslag, e) et indre varmeforsegleligt produktkontakt-polymer-materialelag (24) påført som overtræk ved ekstrude- 20 ring, som danner det tilsigtede indre lag af lamina tet, hvorved laminatet mellem det indre varmefor-seglelige produktkontakt-lag (24) og oxygenbarriere-laget (16) indeholder f) et sandwichlag (23) af en anden tætnende polymerhar- 25 piks (18), et modstandsdygtigt polymerharpikslag (20), en tredje tætnende polymerharpiks (22), som alle er coekstruderet i den anførte rækkefølge på den indre overflade af oxygenbarrierematerialelaget, og 30 hvorved oxygenbarrierematerialelaget er valgt blandt aluminiumfolie, ethylen-vinylalkohol-copolymer, polyvinylalkohol, polyethylenterephthalat, glycolmodif iceret polyethylen-terephthalat, syremodificeret polyethylenterephthalat, poly-butylenterephthalat, vinylidenchlorid-copolymer, polyvinyl- 35 chloridpolymer, vinylchlorid-copolymer, polyamidpolymer og polyamid-copolymer, og DK 171857 B1 4 de tætnende polymerharpikser er valgt blandt harpikser af ionomer type, såsom salte af ethylen-methacrylsyre, ethylen-acrylsyre-copolymere, ethylen-vinylacetat-copolymere, ethyl-en-methylacrylat-copolymere og/eller ethylenbaserede pode-5 copolymere, der alle udviser et smelteflydningsindeks fra 4,5 til 14,0, og det ydre og indre varmeforseglelige polymermateriale er lavdensitetspolyethylen, lineært lavdensitetspolyethylen, mediumdensitetspolyethylen eller blandinger deraf, 10 den modstandsdygtige polymer er valgt blandt polyamidpolymere, polyethylenterephthalat, polybutylenterephthalat og ethylen-vinylalkohol-copolymer, og det indre produktkontakt-polymermaterialelag er varmeforsegleligt med det ydre lag af polymermateriale på konventionelt udstyr, og den mod-15 standsdygtige polymer udviser en trækstyrke på 700 kg/cm2 eller større.

2. En oxygenbarrierelaminatstruktur egnet til fremstil ling af en oxygenimpermeabel lækagefri beholder og 20 omfattende: a) et mekanisk stabilt strukturelt underlag (28) valgt blandt bleget pap, ubleget pap, korrugeret plade, højdensitetspolyethylen, højdensitetspolypropylen og flerlagskombinationer deraf, som har en indre og en 25 ydre overflade, b) et ydre lag af et varmeforsegleligt polymermateriale (26) påført på den ydre overflade af det mekanisk stabile strukturelle underlag til dannelse af et tilsigtet ydre lag af laminatet, 30 c) et indre varmeforsegleligt produktkontakt-polymer materialelag (42) påført som overtræk ved ekstrude-ring, som danner det tilsigtede indre lag af laminatet, d) et oxygenbarrierelag (32) placeret mellem underlaget 35 (28) og det indre polymermaterialelag (42), e) et første lag af tætnende polymerharpiks (36) placeret DK 171857 B1 5 mellem underlaget (28) og det indre polymermateriale-lag (42), hvilken laminatstruktur er ejendommelig ved, at oxygenbar-rierematerialelaget danner en del af et første indre sand-5 wichlag (33) af: et første adhæsivt bindelag (30), oxygen-barrierematerialelaget (32) og et andet adhæsivt bindelag (34) , alle påført som overtræk i den anførte rækkefølge på den indre overflade af de mekanisk stabile strukturelle underlag (28), hvor det første og det andet adhæsive bindelag 10 er valgt blandt ethylenbaserede copolymere med podede funktionelle grupper, modificeret polyethylenharpiks indeholdende vinylacetat-, acrylat- og methacrylat-comonomere, og poly-ethylen-copolymerbaseret materiale med podede funktionelle grupper, og at det første tætnende polymerharpikslag danner 15 en del af et andet indre sandwichlag (39) af: det første tætnende polymerharpikslag (36), et modstandsdygtigt polymer-harpikslag (38) , et andet tætnende polymerharpikslag (40) , alle påført som overtræk i den anførte rækkefølge på den indre overflade af det andet adhæsive bindelag af det første 20 indre sandwichlag (33), hvorved oxygenbarrierematerialelaget er valgt blandt aluminiumfolie, ethylen-vinylalkohol-copolymer, polyvinylalkohol, polyethylenterephthalat, glycolmodif iceret polyethylen-terephthalat, syremodificeret polyethylenterephthalat, poly-25 butylenterephthalat, vinylidenchlorid-copolymer, polyvinyl-chloridpolymer, vinylchlorid-copolymer, polyamidpolymer og polyamid-copolymer, de tætnende polymerharpikser er valgt blandt harpikser af ionomer type, såsom salte af ethylen-methacrylsyre, ethylen-30 acrylsyre-copolymere, ethylen-vinylacetat-copolymere, ethyl-en-methylacrylat-copolymere og ethylenbaserede podecopoly-mere, der alle udviser et smelteflydningsindeks fra 4,5 til 14,0, og det ydre og indre varmeforseglelige polymermateriale er 35 lavdensitetspolyethylen, lineært lavdensitetspolyethylen, mediumdensitetspolyethylen eller blandinger deraf, DK 171857 B1 6 den modstandsdygtige polymer er valgt blandt polyamidpolymere, polyethylenterephthalat, polybutylenterephthalat og ethylen-vinylalkohol-copolymer, og det indre produktkontakt-polymermaterialelag er varmeforsegleligt med det ydre lag 5 af polymermateriale på konventionelt udstyr, og den modstandsdygtige polymer udviser en trækstyrke på 700 kg/cm2 eller større.

3. En oxygenbarrierelaminatstruktur egnet til fremstil- 10 ling af en oxygenimpermeabel lækagefri beholder og omfattende: a) et mekanisk stabilt strukturelt underlag (46) valgt blandt bleget pap, ubleget pap, korrugeret plade, højdensitetspolyethylen, højdensitetspolypropylen og 15 flerlagskombinationer deraf, som har en indre og en ydre overflade, b) et ydre lag af et varmeforsegleligt polymermateriale (44) påført på den ydre overflade af det mekanisk stabile strukturelle underlag til dannelse af et 20 tilsigtet ydre lag af laminatet, c) et indre varmeforsegleligt produktkontakt-polymermaterialelag (58) påført som overtræk ved ekstrude-ring, som danner det tilsigtede indre lag af laminatet , 25 d) et oxygenbarrierelag (52) placeret mellem underlaget (46) og det indre polymermaterialelag (58), e) et første lag af tætnende polymerharpiks (48) placeret mellem underlaget (46) og det indre polymermaterialelag (58), 30 hvilken laminatstruktur er ejendommelig ved, at det første tætnende polymerharpikslag og oxygenbarrierelaget danner en del af et sandwichlag (51) omfattende det første tætnende polymerharpikslag (48), et første modstandsdygtigt polymerharpikslag (50), oxygenbarrierematerialelaget (52), et andet 35 modstandsdygtigt polymerharpikslag (45), et andet lag af en tætnende polymerharpiks (56), alle coekstruderet i denne DK 171857 Bl 7 rækkefølge på den indre overflade af det mekanisk stabile strukturelle underlag (46), hvorved oxygenbarrierematerialelaget er valgt blandt aluminiumfolie, ethylen-vinylalkohol-copolymer, polyvinylalkohol, 5 polyethylenterephthalat, glycolmodif iceret polyethylen-terephthalat, syremodificeret polyethylenterephthalat, poly-butylenterephthalat, vinylidenchlorid-copolymer, polyvinyl-chloridpolymer, vinylchlorid-copolymer, polyamidpolymer og polyamid-copolymer, 10 de tætnende polymerharpikser omfatter harpikser af ionomer type, såsom salte af ethylen-methacrylsyre, ethylen-acryl-syre-copolymere, ethylen-vinylacetat-copolymere, ethylen-methylacrylat-copolymere og/eller ethylenbaserede pode-copolymere, der alle udviser et smelteflydningsindeks på 15 4,5 til 14,0, det ydre og indre varmeforseglelige polymermateriale er lavdensitetspolyethylen, lineært lavdensitetspolyethylen, mediumdensitetspolyéthylen eller blandinger deraf, den modstandsdygtige polymer er valgt blandt polyamidpoly-20 mere, polyethylenterephthalat, polybutylenterephthalat og ethylen-vinylalkohol-copolymer, og det indre produktkontakt-polymermaterialelag er varmeforsegleligt med det ydre lag af polymermateriale på konventionelt udstyr, og den modstandsdygtige polymer udviser en trækstyrke på 700 kg/cm^ 25 eller større.

4. Et oxygenimpermeabelt sidesamlet råemne konstrueret ud fra et laminat ifølge opfindelsen.

30 5. En beholder omfattende en laminatstruktur ifølge opfindelsen.

6. En beholder fremstillet ud fra et råemne ifølge opfin delsen, hvor kanterne er forseglet til hinanden ved 35 varmeforsegling.

DK 171857 B1 8

Ved at inkorporere et modstandsdygtigt polymerlag, som udviser høj styrke, bestandighed mod hårdhændet behandling og sejhed under omdannelsen og kartondannelsen i kombination med aluminiumfolie eller andre oxygenbarrierelag og papir, 5 pap eller andet, mekanisk stabilt strukturelt materiale, nedsættes de spændinger, som barrierelagene udsættes for under råemneomdannelsen, emballagedannelsen og forsendelsen. I tilfælde af, at der forekommer en gennemtrængning af barrierelaget eller -lagene, tjener laget med høj styrke 10 desuden til at bibeholde emballagens helhed på fejlstedet.

Det modstandsdygtige lag med høj styrke forhindrer effektivt varmeaktiverings-nålestikshuller gennem produktkontaktlaget, selv når der anvendes barrierelag, som ikke er folie.

En foretrukken udførelsesform for opfindelsen er et 15 oxygenimpermeabelt lækagefrit barrierelaminat, et sidesamlet råemne og/eller en beholder, som udgør en fuldstændig barriere for tab af smagsstoffer fra fødevarer eller komponenter af produkter, der ikke er fødevarer, ved langvarig opbevaring samt udgør en absolut barriere mod gennemgang af oxygen i 20 den samme lange opbevaringsperiode. En foretrukken udførelsesform for laminatstrukturen omfatter, fra den ydre overflade til den indre overflade, der er i kontakt med etheriske olier, smagsstoffer og/eller komponenter af fødevarer eller produkter, som ikke er fødevarer, et ydre lag af lavdensi-25 tetspolyethylen, et mekanisk stabilt strukturelt underlag, såsom ubleget eller bleget papir eller papmateriale, et korrugeret lag, et stift polymert harpiksmateriale, såsom højdensitetspolyethylen eller polypropylen, eller flerlagskombinationer deraf, et første lag af en tætnende polymerhar-30 piks, såsom en harpiks af ionomer type ("Surlyn 1652"), et oxygenbarrierematerialelag, såsom et aluminiumfolielag, et indlejret indre lag af en polymer, der er bestandig mod hårdhændet behandling, såsom en polymer af polyamidtype ("nylon 6") omgivet af to yderligere tætnende polymerhar-35 pikslag, såsom en harpiks af ionomer type ("Surlyn 1652"), og et lag af lavdensitetspolyethylen, der er i kontakt med DK 171857 B1 9 produktet, som er en fødevare eller ikke en fødevare, og som gør laminatstrukturen varmeforseglelig.

Kartonerne, de sidesømmede råemner eller beholderne konstrueret af laminatet ifølge den foreliggende opfindelse 5 muliggør en væsentlig tilbageholdelse af gasser i beholderen og forhindrer enhver vandring af oxygen eller forurenende stoffer ind i emballagen. Ifølge den foreliggende opfindelse er der tilvejebragt en hensigtsmæssig beholder, som har maksimale barriereegenskaber. Der anvendes et laminat, som 10 let kan varmeforsegles, idet dets ydre og indre lag er lignende, ikke-polære bestanddele. Under varme forseglingsprocesserne, ridsningsprocesserne, sidesømningsprocesserne og foldnings-, formnings- og fyldningstrinnene, bliver de særlige tætnende polymerharpikser, nemlig harpikser af ionomer 15 type, ethylenacrylsyrecopolymere, ethylenmethacrylsyrecopoly-mere, ethylenvinylacetatcopolymere, ethylenmethylacrylatco-polymere, polyethylenbaserede podede copolymere og lignende, med smelteindekser, der gør det muligt for dem at flyde under varmeforseglingsprocesserne (temperaturer fra 121 til 20 260°C). De særlige udvalgte harpikser virker som et tætnende middel, der fylder kanalerne dannet under dannelsen af gavlen eller en anden type med flad top, den kantforseglede bund eller bund af anden konventionel type og den skærfede sidesøm. Følgelig tætnes ethvert af disse områder, således at 25 lækage af oxygen derigennem forhindres. Desuden forhindrer den modstandsdygtige polymer, der er bestandig mod hårdhændet behandling, nemlig polymere af polyamidtype, polyestertype og ethylenvinylalkoholcopolymere eller lignende, enhver type af væsentlig deformationsskade på folien eller et andet 30 oxygenbarrierelag, som ville medføre en revne eller et nåle-stikshul, der ville muliggøre sivning af oxygen derigennem.

De foretrukne emballagestrukturer dannet ud fra de foretrukne laminater ifølge den foreliggende opfindelse udviser ikke blot denne hidtil ukendte oxygenimpermeabilitet 35 og/eller andre barriereegenskaber, men de omhandlede laminatstrukturer fremstilles ved anvendelse af konventionelt eks- DK 171857 B1 10 truderings- og/eller coekstruderings- overtræknings- og/eller -lamineringsudstyr.

Den her omhandlede laminatstruktur og materialerne valgt dertil, nemlig de særlige tætnende polymerharpikser 5 og modstandsdygtige polymerharpikser, der er tale om ifølge den foreliggende opfindelse, koblet med oxygenimpermeable materialer eller materialer, der udgør en kraftig barriere for oxygen, i forskellige kombinationer, kan anvendes til mange forskellige former for emballering af fødevarer eller 10 andre produkter.

Ved en anvendelse fremstilles den foretrukne laminat-struktur ved anvendelse af konventionelt coekstruderings--overtrækningsudstyr.

Derefter forsynes dette laminat med et tryk og føres 15 gennem ridsningsmatricer og opskæringsmatricer til fremstilling af flade råemner.

Derefter skærfes disse flade råemner og foldes og sidesamles til fremstilling af de sidesamlede råemner. Under varmeforseglingstrinnet af sidesamlingsprocessen giver har-20 pikserne, som er blevet valgt for deres særlige smelteflydeegenskaber, tætning og forsegling langs med samlingen. Disse sidesamlede råemner transporteres derefter til kunden til yderligere samling.

Derpå magasinfødes disse sidesamlede råemner til en 25 maskine, hvor de åbnes og placeres på en dorn, hvor forseglingen af bunden finder sted.

Typisk er foldningen og forseglingen af bunden det sted, hvor der sker mest skade på det indre tynde barriere-folielag i konventionelle kartoner. Anvendelse af en særlig 30 stærk polymerharpiks, der omfatter en modstandsdygtig polymer, såsom en polymer af polyamidtype, forhindrer revning af folielaget under bundforseglingsprocessen. Bunden varme-forsegles fuldstændigt i flad tilstand, på hvilket tidspunkt tætnende polymerharpikser, såsom ionomerharpikser, flyder 35 på en tætnende måde og forsegler bunden. Beholderen eller emballagen føres derefter til fyldningstrinnet. Dernæst DK 171857 B1 11 "for-opbrydes" toppen, der fyldes med det pågældende produkt, og derefter topforsegles der. Der sker igen megen skade på folien eller andre barrierelag under denne topforseglingsproces for konventionelle kartoner. Anvendelsen af de omhandlede 5 modstandsdygtige og tætnende polymerharpiksbestanddele i barrierelaminatet forhindrer enhver skade på folien eller et barrierelag, som ikke er en folie, og giver en toplukning, der er blevet tætnet, således at den dobbelt forhindrer enhver transport af oxygen.

10 Barrierelaminatet ifølge den foreliggende opfindelse udviser ikke blot fremragende oxygenbarriereegenskaber og kan let konstrueres, men kan også godkendes af FDA til anvendelse ved emballering af fødevarer. Harpikserne varmefor-segler ved lave temperaturer (121-260°C), og strukturerne 15 kan omdannes og udskæres på konventionelt udstyr.

Der er således forud for den foreliggende opfindelse ikke blevet udviklet nogen egnede oxygenimpermeable lækage-fri beholdere eller emballager, som bibeholder fordelene ved at anvende mekanisk stabile strukturelle underlag, såsom 20 pap eller lignende, som basismateriale, og FDA-godkendte varmeforseglelige barrierelag, som er økonomiske og kan fremstilles under anvendelse af konventionelt coekstrude-rings-overtrækningsudstyr.

Den foreliggende opfindelse er særlig anvendelig som 25 en overtrukket papstruktur anvendt ved emballering af fødevarer og andre produkter. I disse typer af beholdere anvendes en varmeforsegling til dannelse af søm og lukning, og de anvendes til dannelse af foldeæsker, kvadratiske eller rektangulære kartoner eller beholdere eller endog cylindriske 30 rør.

Desuden har de her omhandlede kombinationer af tætnende polymerharpikser, modstandsdygtige polymere og oxygenimpermeable materialer og/eller andre materialer, som udgør en kraftig oxygenbarriere, også andre anvendelser.

35 Kombinationen af materialer, der udgør en kraftig barriere for oxygen, såsom ethylenvinylalkoholcopolymere DK 171857 B1 12 eller andre sprøde oxygenbarrierematerialer, i kombination med modstandsdygtige harpikser af polymer type, såsom polymere af polyamidtype eller lignende, finder anvendelse i kombination med næsten ethvert mekanisk stabilt strukturelt 5 underlag. Især er flerlags blæseformede beholdere omfattende modstandsdygtige polymerharpikser i kombination med materialer, som udgør en kraftig barriere for oxygen, en af de nye anvendelser af laminaterne ifølge opfindelsen.

Et specifikt eksempel på en sådan anvendelse er anven-10 delsen af ethylenvinylalkoholcopolymer i kombination med en polymer af polyamidtype monteret på et strukturelt underlag af høj densitetspolyethylen. Polymeren af polyamidtype beskytter det sprøde ethylenvinylalkoholcopolymer-oxygenbarrierelag mod overlast under forsendelse og transport af den samlede 15 beholderstruktur.

Fig. 1 på tegningen viser et tværsnit af en foretruk-ken udførelsesform for laminatet ifølge opfindelsen.

Fig. 2 viser et tværsnit af en alternativ udførelsesform for laminatet ifølge opfindelsen.

20 Fig. 3 viser et tværsnit af en anden alternativ udfø relsesform for laminatet ifølge opfindelsen.

Den foretrukne udførelsesform for opfindelsen er en hermetisk, oxygenimpermeabel lækagefri emballage og/eller en lækagefri emballage, der udgør en kraftig barriere for 25 oxygen, og som omfatter en laminatstruktur som vist i fig.

1. I det følgende er alle vægte anført i g/m2. Der beskrives et mekanisk stabilt strukturelt underlag 12, som mest hensigtmæssigt er papmateriale af høj kvalitet, f.eks. limet karton på 163-488 g/m2, hvorpå der på en side er påført et 3 0 overtræk af en lavdensitetspolyethylenpolymer 10 i en mængde på ca. 19,5 til 48,8 g/m2. Laget 10 er "glans"-laget, som er i kontakt med den omgivende atmosfære. Lavdensitetspoly-ethylen af en ekstruderingsovertrækningskvalitet, der har et smelteflydningsindeks fra 4,0 til 7,0, er egnet til anven-35 delse herved. På undersiden eller den indre del af papunderlaget 12 er der påført et overtræk af en tætnende polymerhar- DK 171857 B1 13 piks 14, såsom en harpiks af ionomer type ("Surlyn 1652"), i en overtræksvægt på ca. 13,0 til 32,5 g/m2, og på det indre af tætningen er der påført et overtræk af et materiale, som er absolut oxygenimpermeabelt, eller et materiale, som 5 udgør en kraftig barriere for oxygen, såsom et lag med en tykkelse på 7-13 /m af aluminiumfolie 16, der har en overtræksvægt på ca. 19,5 g/m2. På folien er der påført et sandwichlag 23 af en modstandsdygtig polymerharpiks, såsom en polymer af polyamidtype, (nylon 6) 20 i en overtræksvægt 10 på ca. 4,9 til 16,3 g/m2 indlejret mellem to tætnende poly-merharpikslag 18 og 22, såsom en harpiks af ionomer type ("Surlyn 1652") i overtræksvægte på ca. 3,2 til 9,8 g/m2, og til sidst er der på sandwichlaget 23 påført et andet lag af lavdensitetspolyethylenpolymer 24 i en overtræksvægt på 15 ca. 19,5 til 48,8 g/m2, hvilket gør den samlede laminatstruktur varmeforseglelig på konventionelt varmeforseglingsudstyr ved konventionelle varmeforseglingstemperaturer (12l-260°C) .

I fig. 2 er der vist en alternativ foretrukken udførelsesform for laminatet ifølge den foreliggende opfindelse.

20 Ifølge denne udførelsesform er der tilføjet vedhæftningslag omkring oxygenbarrierematerialelaget for at muliggøre en bedre vedhæftning i strukturen. I denne alternative foretrukne udførelsesform har det mekanisk stabile strukturelle underlag 28, såsom pap, der har en vægt på 163 til 488 g/m2 25 eller højere til rumfang på 0,24 liter eller mindre, 0,47, 0,95, 1,90 og 3,79 liter og flerlagsstrukturer, et ekstrude-ringsovertræk på den ydre overflade af et 19,5 til 48,8 g/m2 lag af en lavdensitetspolyethylenpolymer 26. På den indre overflade af det mekanisk stabile strukturelle underlag 30 28 er der påført et første sandwichlag 33, af et oxygenbar- rieremateriale 32, såsom en ethylenvinylalkoholcopolymer, der har en overtræksvægt på ca. 13,0 til 32,5 g/m2, der er indlejret mellem to vedhæftningslag 30 og 34, såsom "Plexar 175", der har overtræksvægt på hver ca. 3,2 til 9,8 g/m2.

35 På det første sandwichlag 33, er der påført et andet sandwichlag 39 omfattende en modstandsdygtig polymerharpiks, DK 171857 B1 14 såsom en polymer af polyamidtype (nylon 6) 38, der har en overtræksvægt på ca. 4,8 til 16,3 g/m2, indlejret mellem to tætnende polymerharpikslag 36 og 40, der hver har overtræks-vægte på ca. 3,2 til 9,8 g/m2. Til slut er der derpå påført 5 et 19,5 til 48,8 g/m2 lag af en lavdensitetspolyethylen-polymer 42, som i kombination med laget 26 gør den samlede laminatstruktur varmeforseglelig.

Fig. 3 viser en anden foretrukken udførelsesform for den foreliggende opfindelse. Et mekanisk stabilt strukturelt 10 underlag, såsom et papunderlag med en vægt på 163-488 g/m2 eller højere 46 er overtrukket med et 19,5 til 48,8 g/m2 lag af en lavdensitetspolyethylenpolymer på den ydre side 44. På det indre lag af underlaget 46 er der påført en 5-lags sandwich 51, der har følgende laminatstruktur: et første 15 3,2 til 9,8 g/m2 lag af et tætnende harpiksmateriale, såsom en ionomer harpiks ("Surlyn 1652") 48, et første 4,8 til 16.3 g/m2 lag 50 af en modstandsdygtig polymerharpiks, såsom en polymer af polyamidtype (nylon 6) , et oxygenbarrieremate-rialelag 52, såsom en ethylenvinylalkoholcopolymer, der har 20 en overtræksvægt på ca. 13,0 til 32,5 g/m2 et andet 4,8 til 16.3 g/m2 modstandsdygtigt polymerharpikslag 54, såsom en polymer af polyamidtype (nylon 6), og et andet 3,2 til 9,8 g/m2 tætnende polymerharpikslag, såsom en ionomerharpiks ("Surlyn 1652"). Til slut er der derpå påført et andet 19,5 25 til 48,8 g/m2 lag af lavdensitetspolyethylenpolymer 58, der gør den samlede laminatstruktur varmeforseglelig på konventionelt varmeforseglingsudstyr ved konventionelle varmefor-seglingstemperaturer.

Selv om der er blevet beskrevet specifikke overtræk-30 ningsmetoder, kan enhver egnet metode til påføring af lagene på det mekanisk stabile strukturelle underlag anvendes på passende måde, f.eks. ekstruderingsovertrækning, coekstrude-ringsovertrækning, ekstruderingslaminering, coekstruderings-laminering og/eller klæbelaminering af étlags og/eller fler-35 lagsfolier til det mekanisk stabile strukturelle underlag til udøvelse af den foreliggende opfindelse. Den særlige DK 171857 B1 15 effekt, der opnås med de oxygenimpermeable lægekagefri emballager fremstillet ud fra laminatet ifølge den foreliggende opfindelse, fremgår klart af de følgende eksempler, der er sammenfattet i tabel I. Den foretrukne udførelsesform for 5 den foreliggende opfindelse er anført som "International Paper (oxygenimpermeabel, 1,90 liter)", og i denne anvendes der som mekanisk stabilt strukturelt underlag et 459 g/m^ paplag. Den foretrukne struktur er i tabel I sammenlignet med forskellige kommercielle, papbaserede og ikke-papbaserede 10 beholdere, som i øjeblikket er tilgængelige på markedet og anbefales til anvendelser, hvor der er tale om langvarig opbevaring.

De i tabel I anførte oxygentransmissionshastigheder er bestemt ved hjælp af et OX-TRAN 2/20 system, hvori en 15 coulometrisk sensor anvendes til detektion af oxygent ransmission gennem både flade materialer og emballager.

Flade materialeprøver fastspændes i en diffusionscelle, som derefter renses for tilbageværende oxygen ved hjælp af en oxygenfri bæregas. Bæregassen føres til sensoren, 20 indtil der er etableret en stabil nulværdi. Rent (99,9%) oxygen indføres derefter i det ydre kammer af diffusionscellen. Oxygenmolekyler, som dif funderer gennem materialeprøven, føres til sensoren af bæregassen. Sensoren giver et signal, som er direkte proportionalt med mængden af oxygen i bære-25 gassen, og dette signal anvendes til beregning af oxygentransmissionshastigheden .

DK 171857 B1 16

Tabel I

Gennemsnitlige oxvqentransmissionshastiqheder (OTR) for hel beholder 5 OTR (cm3/- cm3 02/pak- m2/dag) - fyld- ning/dag (24°C, volumen (ml) -

Beholder 50% RH, i luft) forhold * 10 -- INTERNATIONAL PAPER (oxygenimpermeabel, 1,90 liter) 0,000 0,000 15 "TOPPAN, EP-PAK" (1500 ml) med plasttilbehør 0,005 0,004 INTERNATIONAL PAPER, aseptisk (250 ml) 0,016 0,2 20 "TETRA BRIK-PAK" (250 ml) 0,013 0,2 "CAPRI-SUN"-pose (200 ml) 0,01 0,3 25 "TREESWEET", kompositfi- berkande (1360 ml) 0,29 0,4 "CONOFFAST"-kop (250 ml) 0,022 0,4 30 INTERNATIONAL PAPER, til varmfyldning (2000 ml) 1,11 0,5 HDPE 3,79 liter (blæsefor- met flaske) 2,75 0,5 35 HDPE, 1,90 liter (blæsefor- met flaske) 1,98 1,1 "HYPAPAK" (700 ml) 0,52 1,7 40 "HAWAIAN PUNCH", komposit- kande (236 ml) 0,09 2,0 "COMBIBLOCK" (250 ml) 0,21 3,2 45 "JUICE BOWL", komposit- kande (355 ml) 0,34 4,1 50 *) Alle tal skal ganges med 10-2 DK 171857 B1 17

Det fremgår, at beholderen fremstillet ud fra et laminat ifølge den foreliggende opfindelse udgør en fuldstændig hermetisk barriere for transport af oxygen.

De særligt udvalgte modstandsdygtige polymerbestand-5 dele, såsom polymerene af polyamidtype, der danner beholderen, er tilstrækkelig eftergivelige til at forhindre enhver type af rifter, nålestikshuller eller anden skade forårsaget under omdannelsen, kartondannelsen og forsendelsen. Desuden anvendes der i beholderen harpikser af ionomer type som 10 tætnende materiale til kanaler og sømme.

Det mekanisk stabile strukturelle underlag kan bestå af ubleget eller bleget papir eller papmateriale, et materialelag af korrugeret type, et stift polymert harpiksmateriale, såsom højdensitetspolyethylen eller polypropylen og/eller 15 flerlagskombinationer deraf.

Barrierelaget kan bestå af en aluminiumfolie, en ethylenvinylalkoholcopolymer, en polyvinylalkoholpolymer, et polyethylenterephthalat, et polybutylenterephthalat, et glycolmodificeret polyethylenterephthalat, et syremodificeret 20 polyethylenterephthalat, en vinylidenchloridcopolymer, en polyvinylchloridpolymer, en vinylchloridcopolymer, en polyamidpolymer eller en polyamidcopolymer eller kombinationer af disse materialer.

De varmeforseglelige ydre og indre polymerlag kan 25 bestå af lavdensitetspolyethylenpolymer, en lineær lavdensi-tetspolyethylenpolymer, en mediumdensitets-polyethylenpolymer og/eller blandinger deraf. De varmeforseglelige polymermaterialer, der påtænkes anvendt ved opfindelsen, er alle godkendt af FDA til anvendelse til kontakt med fødevarer og 30 er alle i stand til varmeforsegling på konventionelt udstyr ved konventionelle varmeforseglingstemperaturer (121-260°C) .

I de foretrukne udførelsesformer for den foreliggende opfindelse anvendes et aluminiumfolielag som det primære absolutte barrieremateriale for oxygen og smagsstoffer.

35 Alle de ovenfor anførte materialer kan anvendes i alle alternative udførelsesformer i stedet for folielaget ligesom i DK 171857 B1 18 den foretrukne udførelsesf orm for opfindelsen. Barrierelagene og lagene med høj styrke kan påføres som folielaminater og/eller ekstruderingsovertræk.

Opfindelsen kan anvendes i materialer til alle typer 5 af emballageformningsudstyr, hvor der tilføres råemner eller en bane. Effektiviteten af laminatet ifølge opfindelsen som oxygenimpermeabel emballagestruktur muliggør en væsentlig forlængelse af holdbarheden af produkterne emballeret i beholderne.

10 De seje modstandsdygtige materialer med høj styrke kan vælges fra følgende gruppe af polymere: polymere af polyamidtype, såsom det foretrukne nylon 6, eller nylon 6/66, nylon 6/12, nylon 6/9, nylon 6/10, nylon 11, nylon 12; polyethylenterephthalat; polybutylenterephthalat; og 15 ethylenvinylalkoholcopolymere; eller andre lignende seje polymere materialer med høj styrke, der har trækstyrker på 700 kg/cm2 eller større ved konventionelle varmeforseglings-temperaturer (121-260°C).

Desuden vælges de foretrukne tætnende harpikser med 2 0 høj styrke og lav viskositet fra følgende gruppe af polymere: harpikser af ionomer type, såsom de foretrukne zink- eller natriumsalte af ethylenmethacrylsyre ("Surlyn 1652" eller lignende) ; ethylenacrylsyrecopolymere, ethylenmethacryl-syrecopolymere; ethylenvinylacetatcopolymere; ethylenmethyl-25 acrylatcopolymere; ethylenbaserede podecopolymere og lignende, der alle udviser smelteflydningsindekser fra 4,5 til 14,0.

Foretrukne adhæsive bindelag vælges blandt følgende: "Plexar" fra Quantum Chemical Co., mere almindeligt kendt 30 inden for industrien som ethylenbaserede podecopolymere, "CXA" fra DU PONT, mere almindeligt kendt inden for industrien som modificeret polyethylenharpiks indeholdende vinylacetat-, acrylat- og methacrylat-comonomere, "Admer" fra Mitsui, mere almindeligt kendt inden for industrien som polyethylen-35 copolymerbaserede materialer med podede funktionelle grupper, og vedhæftningsharpikser, der fungerer på lignende måde.

DK 171857 B1 19

Yderligere modstandsdygtige polymere, tætnende polymerharpikser, mekanisk stabile strukturelle underlag, oxygen-barrierematerialer og adhæsive bindelag, som opfylder de specifikationer og krav, der er anført ovenfor, kan også 5 anvendes ved den foreliggende opfindelse.

Ifølge den foreliggende opfindelse tilvejebringes en metode til omdannelse af de økonomiske pap- eller ikke-pap-kartoner med højt volumen og med gavl-top eller flad top til anvendelse til fødevarer eller andre produkter til en 10 oxygenimpermeabel lækagefri emballage, der kan fremstilles, sælges og fyldes økonomisk med høje produktionshastigheder, og der fås en hermetisk emballage med lav pris, som udgør et alternativ til glas og metal, og hovedmassen af en udførelsesform for emballagen er biologisk nedbrydeligt pap fra 15 en fornyelig ressource.

Den her omhandlede beholder har det særlige træk, at den i sig selv er en modstandsdygtig emballage til produkter, som, når de er indeholdt i normal emballage, anses for at være ekstremt vanskelige at indeslutte. Sådanne produkter 20 omfatter detergenter, syntetiske sødemidler, olieprodukter osv., der alle kan opbevares i beholderen ifølge opfindelsen.

Claims (7)

1. Oxygenbarrierelaminatstruktur egnet til fremstilling af en oxygenimpermeabel lækagefri beholder og omfattende : 5 a) et mekanisk stabilt strukturelt underlag (12) valgt blandt bleget pap, ubleget pap, korrugeret plade, højdensitetspolyethylen, højdensitetspolypropylen og flerlagskombinationer deraf, der har en indre og en ydre overflade, 10 b) et ydre lag af varmeforsegleligt polymermateriale (10) påført på den ydre overflade af det mekanisk stabile strukturelle underlag til dannelse af et tilsigtet ydre lag af laminatet, c) et første lag af tætnende polymerharpiks (14) placeret 15 på den indre overflade af det mekanisk stabile struk turelle underlag, d) et oxygenbarrierematerialelag (16) påført som overtrask på den indre overflade af det første tætnende polymer-harpikslag, 20 e) et indre varmeforsegleligt produktkontakt-polymer materiale lag (24) påført som overtræk ved ekstrudering, som danner det tilsigtede indre lag af laminatet, hvorved laminatet mellem det indre varmefor-seglelige produktkontakt-lag (24) og oxygenbarriere-25 laget (16) indeholder f) et sandwichlag (23) af en anden tætnende polymerhar piks (18), et modstandsdygtigt polymerharpikslag (20), en tredje tætnende polymerharpiks (22) , som alle er coekstruderet i den anførte rækkefølge på 30 den indre overflade af oxygenbarrierematerialelaget, og hvorved oxygenbarrierematerialelaget er valgt blandt aluminiumfolie, ethylen-vinylalkohol-copolymer, polyvinylalkohol, polyethylenterephthalat, glycolmodif iceret polyethylen-35 terephthalat, syremodificeret polyethylenterephthalat, poly-butylenterephthalat, vinylidenchlorid-copolymer, polyvinyl- DK 171857 B1 21 chloridpolymer, vinylchlorid-copolymer, polyamidpolymer og polyamid-copolymer, og de tætnende polymerharpikser er valgt blandt harpikser af ionomer type, såsom salte af ethylen-methacrylsyre, ethylen-5 acrylsyre-copolymere, ethylen-vinylacetat-copolymere, ethyl-en-methylacrylat-copolymere og/eller ethylenbaserede pode-copolymere, der alle udviser et smelteflydningsindeks fra 4,5 til 14,0, og det ydre og indre varmeforseglelige polymermateriale er 10 lavdensitetspolyethylen, lineært lavdensitetspolyethylen, mediumdensitetspolyethylen eller blandinger deraf, den modstandsdygtige polymer er valgt blandt polyamidpolymere, polyethylenterephthalat, polybutylenterephthalat og ethylen-vinylalkohol-copolymer, og det indre produktkontakt-15 polymermaterialelag er varmeforsegleligt med det ydre lag af polymermateriale på konventionelt udstyr, og den modstandsdygtige polymer udviser en trækstyrke på 700 kg/cm2 eller større.

2. Oxygenbarrierelaminatstruktur egnet til fremstil ling af en oxygenimpermeabel lækagefri beholder og omfattende : a) et mekanisk stabilt strukturelt underlag (28) valgt blandt bleget pap, ubleget pap, korrugeret plade, 25 højdensitetspolyethylen, højdensitetspolypropylen og flerlagskombinationer deraf, som har en indre og en ydre overflade, b) et ydre lag af et varmeforsegleligt polymermateriale (26) påført på den ydre overflade af det mekanisk 30 stabile strukturelle underlag til dannelse af et tilsigtet ydre lag af laminatet, c) et indre varmeforsegleligt produktkontakt-polymermaterialelag (42) påført som overtræk ved ekstrude-ring, som danner det tilsigtede indre lag af lamina- 35 tet, d) et oxygenbarrierelag (32) placeret mellem underlaget DK 171857 B1 22 (28) og det indre polymermaterialelag (42) , e) et første lag af tætnende polymerharpiks (36) placeret mellem underlaget (28) og det indre polymermaterialelag (42), 5 kendetegnet ved, at oxygenbarrierematerialelaget danner en del af et første indre sandwichlag (33) af: et første adhæsivt bindelag (30), oxygenbarrierematerialelaget (32) og et andet adhæsivt bindelag (34), alle påført som overtræk i den anførte rækkefølge på den indre overflade af 10 det mekanisk stabile strukturelle underlag (28), hvor det første og det andet adhæsive bindelag er valgt blandt ethyl-enbaserede copolymere med podede funktionelle grupper, modificeret polyethylenharpiks indeholdende vinylacetat-, acryl-at- og methacrylat-comonomere, og polyethylen-copolymer-15 baseret materiale med podede funktionelle grupper, og at det første tætnende polymerharpikslag danner en del af et andet indre sandwichlag (39) af: det første tætnende polymerharpikslag (36), et modstandsdygtigt polymerharpikslag (38), et andet tætnende polymerharpikslag (40), alle påført som 20 overtræk i den anførte rækkefølge på den indre overflade af det andet adhæsive bindelag af det første indre sandwichlag (33) , hvorved oxygenbarrierematerialelaget er valgt blandt aluminiumfolie, ethylen-vinylalkohol-copolymer, polyvinylalkohol, 25 polyethylenterephthalat, glycolmodif iceret polyethylen-terephthalat, syremodificeret polyethylenterephthalat, poly-butylenterephthalat, vinylidenchlorid-copolymer, polyvinyl-chloridpolymer, vinylchlorid-copolymer, polyamidpolymer og polyamid-copolymer, 30 de tætnende polymerharpikser er valgt blandt harpikser af ionomer type, såsom salte af ethylen-methacrylsyre, ethylen-acrylsyre-copolymere, ethylen-vinylacetat-copolymere, ethyl-en-methylacrylat-copolymere og ethylenbaserede podecopoly-mere, der alle udviser et smelteflydningsindeks fra 4,5 til 35 14,0, og det ydre og indre varmeforseglelige polymermateriale er DK 171857 B1 23 lavdensitetspolyethylen, lineært lavdensitetspolyethylen, mediumdensitetspolyethylen eller blandinger deraf, den modstandsdygtige polymer er valgt blandt polyamidpolymere, polyethylenterephthalat, polybutylenterephthalat og 5 ethylen-vinylalkohol-copolymer, og det indre produktkontakt-polymermaterialelag er varmeforsegleligt med det ydre lag af polymermateriale på konventionelt udstyr, og den modstandsdygtige polymer udviser en trækstyrke på 700 kg/cm2 eller større. 10

3. Oxygenbarrierelaminatstruktur egnet til fremstilling af en oxygenimpermeabel lækagefri beholder og omfattende : a) et mekanisk stabilt strukturelt underlag (46) valgt 15 blandt bleget pap, ubleget pap, korrugeret plade, højdensitetspolyethylen, højdensitetspolypropylen og flerlagskombinationer deraf, som har en indre og en ydre overflade, b) et ydre lag af et varmeforsegleligt polymermateriale 20 (44) påført på den ydre overflade af det mekanisk stabile strukturelle underlag til dannelse af et tilsigtet ydre lag af laminatet, c) et indre varmeforsegleligt produktkontakt-polymer-materialelag (58) påført som overtræk ved ekstrude- 25 ring, som danner det tilsigtede indre lag af lamina tet, d) et oxygenbarrierelag (52) placeret mellem underlaget (46) og det indre polymermaterialelag (58), e) et første lag af tætnende polymerharpiks (48) placeret 30 mellem underlaget (46) og det indre polymermateriale lag (58), kendetegnet ved, at det første tætnende polymer-harpikslag og oxygenbarrierelaget danner en del af et sandwichlag (51) omfattende det første tætnende pol ymerharpiks lag 35 (48), et første modstandsdygtigt polymerharpikslag (50) , oxygenbarrierematerialelaget (52), et andet modstandsdygtigt DK 171857 B1 24 polymerharpikslag (45) , et andet lag af en tætnende polymerharpiks (56) , alle coekstruderet i denne rækkefølge på den indre overflade af det mekanisk stabile strukturelle underlag (46) , 5 hvorved oxygenbarrierematerialelaget er valgt blandt aluminiumfolie, ethylen-vinylalkohol-copolymer, polyvinylalkohol, polyethylenterephthalat, glycolmodif iceret polyethylen-terephthalat, syremodificeret polyethylenterephthalat, poly-butylenterephthalat, vinylidenchlorid-copolymer, polyvinyl-10 chloridpolymer, vinylchlorid-copolymer, polyamidpolymer og polyamid-copolymer, de tætnende polymerharpikser omfatter harpikser af ionomer type, såsom salte af ethylen-methacrylsyre, ethylen-acryl-syre-copolymere, ethylen-vinylacetat-copolymere, ethylen-15 methylacrylat-copolymere og/eller ethylenbaserede pode-copolymere, der alle udviser et smelteflydningsindeks fra 4,5 til 14,0, det ydre og indre varmeforseglelige polymermateriale er lavdensitetspolyethylen, lineært lavdensitetspolyethylen, 20 mediumdensitetspolyethylen eller blandinger deraf, den modstandsdygtige polymer er valgt blandt polyamidpolymere, polyethylenterephthalat, polybutylenterephthalat og ethylen-vinylalkohol-copolymer, og det indre produktkontakt -polymermaterialelag er varmeforsegleligt med det ydre lag 25 af polymermateriale på konventionelt udstyr, og den modstandsdygtige polymer udviser en trækstyrke på 700 kg/cm2 eller større.

4. Laminat ifølge ethvert af kravene 1-3, k e n-30 detegnet ved, at saltene af ethylen-methacrylsyre-copolymere, blandt hvilke den tætnende harpiks er valgt, er valgt blandt zink- eller natriumsalte af ethylen-methacryl-syre-copolymere, ethylen-acrylsyre-copolymere eller ethylen-methacrylsyre-copolymere.

5. Oxygenimpermeabelt sidesamlet råemne konstrueret ud fra et laminat ifølge ethvert af kravene 1-4. DK 171857 B1 25

6- Beholder omfattende en laminatstruktur ifølge ethvert af kravene 1-4.

7. Beholder fremstillet ud fra et råemne ifølge krav 5, hvor kanterne er forseglet til hinanden ved varmeforseg-5 ling.