FI120726B - Polymeeripinnotteinen pakkausmateriaali, materiaalin käyttö sekä kuumentamalla käsiteltäviä pakkauksia - Google Patents

Description

Polymeeripinnoitteinen pakkausmateriaali, materiaalin käyttö sekä kuumentamalla käsiteltäviä pakkauksia

Keksinnön kohteena on polymeeripinnoitteinen pakkausmateriaali, joka on tarkoi-5 tettu etenkin kuumentamalla käsiteltäviin pakkauksiin ja käsittää kuitupohjan sekä sen molemmin puolin sijaitsevat, kosteus- ja/tai valosuojana toimivat polymeeriker-rokset. Lisäksi keksintö käsittää ko. pakkausmateriaalin käytön autoklaavipakkauk-siin, polymeeripinnoitteista kuitupohjaista pakkausmateriaalia käsittävän autoklaa-vipakkauksen sekä polymeeripinnoitteisesta pakkauskartongista muodostetun uuni-10 vuoan.

Polymeeripinnoitteisia kuitupohjaisia pakkausmateriaaleja, joissa kuitupohjan toinen puoli tai kumpikin puoli on varustettu yhdellä tai useammalla päällekkäisellä pinnoitekerroksella, tunnetaan lukuisina eri sovellutuksina erilaisiin pakkaustarkoi-tuksiin. Tällaisten pakkausmateriaalien merkittävä sovellutusalue on elintarvike-15 pakkaukset, kuten pinnoitetusta pakkauskartongista muodostetut tölkit, kotelot ja rasiat sekä pinnoitetusta paperista muodostetut pussipakkaukset.

Elintarvikepakkauksilta tyypillisesti vaadittaviin ominaisuuksiin kuuluu polymeeri- pinnoitteella aikaansaatu kosteussuoja, jonka tarkoituksena voi olla kuivan tuotteen . suojaaminen ulkopuoliselta kosteudelta, mutta jota vaaditaan myös estämään kuitu- • · j( *’ 20 pohjan kostuminen pakatun tuotteen ja/tai ulkopuolisen kosteuden vaikutuksista.

• ’*’ Edelleen pakkausmateriaalilta vaadittavia ominaisuuksia voivat olla happibameeri : *** sekä valosuoja, joiden tarkoituksena on parantaa pakatun tuotteen säilyvyyttä ja si- n* :..,ί ten pidentää sen käyttökelpoista varastointi-ja/tai myyntiaikaa. Pakkausmateriaalin polymeeripinnoitteelta vaaditaan monissa tapauksissa myös kuumasaumautuvuutta, :***: 25 joka mahdollistaa tuotepakkauksen tiiviin suljennan.

• * * .. , Pakkausmateriaalin kosteus- tai vesihöyrysulku on aikaansaatavissa monilla eri pin- • · · : t·* noitepolymeereillä, sulun riippuessa käytetyn polymeerin lajista sekä sen kerrospak- suudesta. Kosteussulkuna käytetään yleisesti polyolefiinejä, kuten esim. pientiheys- • :*: polyeteeniä (LDPE) ja polypropeenia (PP), jotka uloimmaksi pinnoitekerrokseksi • · · · .···. 30 järjestettynä toimivat myös tehokkaina kuumasaumauspolymeereinä. Myös polyes- *·\ tereitä, kuten esim. polyetyyleenitereftalaattia (PET) voidaan käyttää pakkauksen • · · '· kosteussuojana. Yleisesti käytettyjä happisulkupolymeerejä ovat esim. etyleenivi- nyylialkoholikopolymeeri (EVOH) ja polyamidi (PA). Valosuojan aikaansaamisessa perinteinen ratkaisu on ollut pakkausmateriaalin varustaminen alumiinifoliolla, 2 joka on samalla toiminut tehokkaana happisulkuna, mutta nyttemmin on korvaavana ratkaisuna ryhdytty lisäämään valoa absorboivia pigmenttejä materiaalin polymeerisiin pinnoitekerroksiin. Esim. WO-julkaisusta 01/76976 on esitetty pakkauskar-tonki, jossa pakkauksen sisäpinnaksi tuleva kuumasaumauskerros on hiilimustan ja 5 titaanidioksidin avulla värjätty harmaaksi siten, että se jäljittelee perinteisesti pakkauksen sisäpinnassa käytetyn alumiinifolion ulkonäköä.

Esillä oleva keksintö liittyy spesifisesti pakkausmateriaaleihin ja niistä muodostettaviin pakkauksiin, joihin kohdistetaan kuumennus joko tuotepakkauksen valmistuksen yhteydessä tai myöhemmin pakkauksen sisältämää tuotetta lämmitettäessä. 10 Tällaisiin pakkauksiin kuuluvat etenkin kuumentamalla steriloitavat pakkaukset, joihin käytetyn pakkausmateriaalin tulee kestää sterilointikäsittelyn olosuhteet. Sterilointi voi tapahtua säteilytyksellä tai kuuman paineistetun höyryn avulla autoklaavissa. Autoklaavissa on tyypillisesti käsitelty umpinaisia metallisia säilyketölkkejä, mutta nyttemmin autoklaavikäyttöön on tarjottu myös kuitupohjaisia pakkausmate-15 riaaleja. Niinpä WO-julkaisussa 02/28637 on kuvattu autoklaavipakkauksiin tarkoitettu pakkausmateriaali, jossa kartonkipohja on varustettu happisulkukerroksella, polymeerisillä kuumasaumauskerroksilla sekä tarvittavilla sideainekerroksilla. Hap-pisulkukerroksen muodostaa alumiinifolio tai vaihtoehtoisesti EVOH-kerros, ja sideaine- ja kuumasaumauskerrosten polymeerinä on käytetty polypropeenia.

20 Toinen kuumennuksen kohteeksi joutuva tuoteryhmä on einespakkauksina käytettä- vät vuoat, jotka on tarkoitettu kuumennettaviksi mikroaalto- tai liesiuunissa. Näissä yleisesti käytetty pinnoitepolymeeri on PET, joka kestää sulamatta uunin kuumen- nuslämpötilan. Pinnoite on vuoan sisäpinnassa suojaamassa kartonkipohjaa pakatus- .·**, ta tuotteesta johtuvalta kostumiselta. Vuoan ulkopinta sitä vastoin on voitu jättää •V. 25 vaille pinnoitetta.

• · » m 99 9

Autoklaavissa käsiteltäviä kuitupohjaisia elintarvikepakkauksia koskevissa kokeissa hakija on havainnut sen ongelman, että transparenteilla polymeerikerroksilla pinnoi-:**]: tettu valkaistu pakkauskartonki pyrkii autoklaavissa vallitsevassa kosteudessa ja noin 130 °C:n lämpötilassa kellastumaan. Polymeeripinnoitteista kartonkia oleva *·* . \ 30 pakkaus toisin sanoen muuttaa autoklaavikäsittelyssä ulkonäköään, mikä markki- noita ajatellen on haitta etenkin vaativissa käyttösovellutuksissa.

• 9 9 9 999 · Vastaava kartongin kellastumisongelma koskee myös uunin kuumennus- tai paisto- 9 99 | lämpötilaan joutuvia kartonkipohjaisia uunivuokia. Kellastumaton tai ulkonäöltään * * muuttumaton kartonki olisi etu etenkin einesvuoissa, joissa tuote paistetaan ennen 35 pakkausten markkinointia.

3

Hakijan aikaisemmassa, esillä olevaan hakemukseen PL 2 § 2 momentin mukaisessa suhteessa olevassa FI patenttihakemuksessa 20030260 on kartongin tai siitä muodostetun autoklaavipakkauksen kellastumisongelmaan esitetty ratkaisuksi kui-tupohjan ulkopuolisen polymeerisen pinnoitekerroksen pigmentointi valkoiseksi tar-5 koituksella peittää kellastuvaa kuitupohjaa näkyvistä. Tällä ratkaisulla pakkaus säi-lyykin autoklaavikäsittelyssä pääpiirteissään valkoisena, mutta lievää kellertymistä käytännössä kyseeseen tulevilla kerrospaksuuksilla ja pigmenttimäärillä ei kuitenkaan kyetä estämään. Toisin sanoen pakkaus ei aivan täytä sen ulkonäön muuttumattomuuden vaatimusta.

10 Tämän keksinnön tarkoituksena on muodostaa kuitupohjan kellastumisongelmaan vaihtoehtoinen ratkaisu, jonka keskeisenä tavoitteena on se, että pakkausmateriaalin tai siitä muodostetun pakkauksen ulkonäkö ei havaittavasti muutu autoklaavissa tms. kuumennuskäsittelyssä. Keksinnön mukaisessa pakkausmateriaalissa on olennaista se, että kuitupohjan toinen puoli, joka tulee pakkauksen ulkopinnaksi, on va-15 rustettu kahdella päällekkäisellä pigmentoidulla polymeerikerroksella siten, että ulommassa, valkoiseksi pigmentoidussa polymeerikerroksessa on 5-25 % valkoista pigmenttiä ja sisemmässä, lähempänä kuitupohjaa olevassa polymeerikerroksessa on 0,05-0,5 % mustaa pigmenttiä materiaalin mainitun puolen vaaleuden stabiloimi-seksi kuumennuksessa tapahtuvaa muutosta vastaan, ja että kuitupohjan vastakkai-20 sella puolella on valosuojaa antava pigmentoitu polymeerikerros.

·· · I Keksinnön mukaisesti pigmentoidun pakkausmateriaalin yleisväri on valkoinen tai ·· • *·· vaalean harmaa, valkean pigmentin alla olevan mustan pigmentin vaikutuksesta lie- västi harmaaseen sävyttynyt. Vaaleuden aste riippuu käytetyistä pigmenttimääristä ja niiden keskinäisistä suhteista, mutta keksinnön ajatuksena on säätää materiaalin ··· {*.*. 25 värisävy mahdollisimman lähelle valkoista ja säilyttää tämä sävy pakkauksen kuu- • · .···. mennuskäsittelyssä. Tulos on saavutettavissa samaa suuruusluokkaa olevalla pig- • · menttien kokonaismäärällä kuin FI hakemuksen 20030260 mukainen valkean pig- ... mentin määrä pintakerroksessa .

• · * * · • :"\· Vähäisellä määrällä mustaa pigmenttiä, jolla keksinnön mukaisesti stabiloidaan .·[ ; 30 pakkausmateriaalin vaalea värisävy alla olevan kuitupohjan kellastumista vastaan, • * * on myös jonkin verran valoa absorboivaa vaikutusta. Tämä efekti on kuitenkin riittämätön suojaamaan pakattua tuotetta materiaalin läpi tunkeutuvalta valolta. Teho- • · ·.· ; kas valosuojapigmentointi kuitupohjan ulkopuolella muuttaisi materiaalin selkeästi ·;·*: harmaaksi, alumiinifolion kaltaiseksi. Mikäli valosuoja on välttämätön, edellyttää 35 keksintö pakkauksen sisäpuolisen polymeerisen pinnoitekerroksen vamstamista riittävällä määrällä valoa absorboivaa pigmenttiä, esim. yhden tai useamman kuitupoh- 4 jän sisäpuolisen pinnoitekerroksen värjäämistä harmaaksi siten, kuin mainitussa hakemuksessa FI20030260 tai WO-julkaisussa 01/76976 on esitetty.

Keksinnön kohteet käsittävät myös edellä olevan määrittelyn mukaisen pakkausmateriaalin käytön autoklaavissa käsiteltäviin pakkauksiin, etenkin autoklaavissa 5 kuumentamalla steriloitaviin elintarvikepakkauksiin.

Edelleen keksinnön kohteet käsittävät yllä esitetyn mukaisesta pakkausmateriaalista valmistetun suljetun autoklaavipakkauksen, jolle on tunnusomaista se, että pakkauksessa kuitupohjan ulkopuolella on kaksi päällekkäistä pigmentoitua polymeeri-kerrosta siten, että ulommassa, valkoiseksi pigmentoidussa polymeerikerroksessa 10 on 5-25 % valkoista pigmenttiä ja sisemmässä, lähempänä kuitupohjaa olevassa polymeerikerroksessa on 0,05-0,5 % mustaa pigmenttiä pakkauksen ulkopuolen vaaleuden stabiloimiseksi autoklaavikäsittelyssä tapahtuvaa muutosta vastaan, ja että kuitupohjan sisäpuolella on pakatulle tuotteelle valosuojaa antava pigmentoitu po-lymeerikerros.

15 Haluttu materiaalin sävytys on saavutettavissa päällekkäisillä pigmentoiduilla ker- roksilla, joiden yhteenlaskettu paino on 25 - 60 g/m , mustan pigmentin pitoisuuden sisemmässä kerroksessa ollessa välillä 0,05-0,5 %, mieluiten noin 0,06-0,15 % ja valkoisen pigmentin pitoisuuden ulommassa kerroksessa ollessa välillä 5-25 %, mieluiten noin 7-12 %. Optionaalisesti voidaan mustan pigmenttiä sisältävään si- ·*·’; 20 sempään kerrokseen seostaa myös valkoista pigmenttiä niin, että kerroksen yleissä- • ♦ ".<f vy on vaaleanharmaa. Valkoisen pigmentin osuus sisemmässä kerroksessa voi täi- ;·. löin olla 5-25 %, mieluiten noin 7-15 %. Mustaksi pigmentiksi soveltuu esim. hiili- • ·· musta ja valkoiseksi pigmentiksi titaanidioksidi.

* * ··· M · • Autoklaavipakkauksen sisä- ja ulkopuolisten, pakkauksen sävyttävien ja pakattua t..]: 25 tuotetta valolta suojaavien pigmentoitujen polymeerikerrosten ulkopuolelle, pakka uksen sisä- ja ulkopintaan voi olla jäljestetty transparentit polymeeriset kuumasau- ;*·*; mauskerrokset, joista pakkauksen sisäpuolinen lisäksi eristää pakatun tuotteen pig- .**·, mentoidusta, valosuojana toimivasta kerroksesta. Kuumasaumauspolymeeriksi, ku- ten myös pigmentoitujen kerrosten polymeerimateriaaliksi, soveltuu autoklaavipak- • · · *· *·* 30 kauksissa polypropeeni, jonka sulamispiste on ainakin 130 °C, eli autoklaavissa käytettäviä kuumennuslämpötiloja korkeampi.

• ♦ • · ♦ ♦ · · ·♦· · • · 5

Autoklaavissa käsiteltävä elintarvikepakkaus on edullista varustaa myös ainakin yhdellä polymeerisellä happisulkukerroksella, joka voi sijaita esim. kuitupohjan ja pakkauksen sisäpuolisen pigmentoidun valosuojakerroksen välissä. Happisulkuker-roksen materiaaleiksi soveltuvat mm. EVOH ja polyamidi.

5 Keksinnön mukaisen pakkausmateriaalin ja kuumentamalla käsiteltävän pakkauksen kuitupohjaksi soveltuu parhaiten valkaistusta massasta valmistettu pakkauspaperi tai -kartonki. Keksinnön mukaisten pigmentoitujen polymeerikerrosten paremman peittokyvyn johdosta kuitupohja ei kuitenkaan vaikuta materiaalin sävyyn siinä määrin kuin käytettäessä valkoista pigmenttiä mainitun aikaisemman hakemuksen 10 FI20030260 mukaisesti.

Autoklaavipakkauksen lisäksi keksinnön erityisiin kohteisiin kuuluu myös poly-meeripinnoitteisesta pakkauskartongista muodostettu uunivuoka, jota koskevat samat kuumennuksesta johtuvat kellastumisongelmat kuin autoklaavipakkausta. Keksinnön mukaiselle vuoalle on tunnusomaista se, että siinä pohjakartongin ulkopuo-15 lella on kaksi päällekkäistä pigmentoitua polymeerikerrosta siten, että ulommassa, valkoiseksi pigmentoidussa polymeerikerroksessa on 5-25 % valkoista pigmenttiä ja sisemmässä, lähempänä pohjakartonkia olevassa polymeerikerroksessa on 0,05-0,5 % mustaa pigmenttiä vuoan ulkopuolen vaaleuden stabiloimiseksi uunin kuumen-nuslämpötilassa tapahtuvaa muutosta vastaan, ja että pohjakartongin sisäpuolella on 20 kartonkia tuotteesta johtuvalta kosteudelta suojaava polymeerikerros ·· · • * · • ·

Mikäli vuokaan pakattavan tuotteen, tyypillisesti mikroaalto- tai liesiuunissa kuu- • ·· j.g mennettavan einestuotteen, varastointi- ja myyntiaika on lyhyt, voi vuoan varusta- ·« minen valosuojalla olla tarpeetonta. Kuitenkin vuoan sisäpintaan voidaan tarvittaes- • · sa järjestää valoa absorboivaa pigmenttiä sisältävä pinnoitekerros samaan tapaan • » t ·* 25 kuin edellä selostetussa autoklaavipakkauksessa, jolloin pigmentoitu kerros sijaitsisi *...: kartonkipohj an j a vuoan sisäpinnan muodostavan PET-kerroksen välissä.

Keksintöä selostetaan seuraavassa yksityiskohtaisemmin esimerkkien avulla viit-taamalla oheisiin piirustuksiin, joissa • · «·· :*·.· kuviot 1-5 esittävät skemaattisesti viittä erilaista keksinnön sovellutuksissa käytettä- * · 30 vää pakkausmateriaalia, • • · • · · ··* · ·*·*« « · 6 kuvio 6 esittää kuvion 2 mukaisesta pakkausmateriaalista taittamalla ja kuumasau-maamalla valmistettua pakkausta, ja kuvio 7 esittää kuvion 5 mukaisesta pakkausmateriaalista muottipuristuksella valmistettua uunivuokaa.

5 Kuviossa 1 on esitetty keksinnön mukainen kellastumiselta suojattu ja pakattavaa tuotetta valolta suojaava polymeeripinnoitteinen pakkauskartonki yksinkertaisimmassa muodossaan. Pakkauskartonki käsittää mainitussa järjestyksessä titaanidioksidilla valkoiseksi pigmentoidun pinnoitekerroksen 2, hiilimustalla pigmentoidun pinnoitekerroksen 3, valkaistua kartonkia olevan kuitupohjan 4, titaanidioksidilla ja 10 hiilimustalla harmaaksi alumiinifoliota muistuttavaksi sävytetyn valosuojakerroksen 8 ja transparentin kuumasaumauskerroksen 9. Kaikkien pinnoitekerrosten 2, 3, 8, 9 polymeerimateriaalina on polypropeeni. Päällekkäiset pinnoitekerrokset ovat muodostettavissa kuitupohjan 4 eri puolille koekstruusiolla. Materiaali on taitettavissa ja kuumasaumattavissa suljetuksi tuotepakkaukseksi siten, että päällekkäiset, pigmen-15 toidut polymeerikerrokset 2, 3 tulevat pakkauksen ulkopintaan, so. kuitupohjan 4 ulkopuolelle, ja harmaa valosuojakerros 8 ja transparentti kuumasaumauskerros 9 pakkauksen sisäpintaan, so. kuitupohjan 4 sisäpuolelle. Pakkauksen ulkopuoliset päällekkäiset pigmentoidut kerrokset 2,3 antavat pakkaukselle vaalean, liki valkoisen värisävyn, joka ei muutu pakkauksen kuumennuskäsittelyssä.

20 Kuviossa 2 on esitetty etenkin autoklaavissa käsiteltäviin elintarvikepakkauksiin ,··,* soveltuva pakkauskartonki, jossa on kuvioon 1 verrattu lisättyinä kerroksina pakka- « ·« j.t uksen ulkopintaan tuleva transparentti, polypropeenia oleva kuumasaumauskerros 1, kuitupohjan 4 sisäpuoliset polyamidi- ja EVOH-happisulkukerrokset 5, 6 sekä • · EVOH-kerroksen 6 valosuojakerrokseen 8 tartuttava sideainekerros 7, jonka materi-•it·' 25 aali on esim. yhtiön Mitsui Chemicals nimellä Admer markkinoima polymeeri. Ma- teriaalista muodostettava pakkaus on siten suojattu pigmentoiduilla kerroksilla 2, 3 autoklaavissa tapahtuvaa kuitupohjan 4 kellastumista vastaan, ja pakkauksen sisä-: *\* puoliset happisuojakerrokset 5,6 ja valosuojakerros 8 suojaavat pakattua tuotetta pi- ;*! *: dentäen sen säilyvyyttä ja käyttökelpoista myyntiaikaa, • · : 30 Kuviossa 3 nähdään kuvion 2 mukaisen pakkauskartongin modifikaatio, johon on • · * lisätty toinen polyamidikerros 5’ sekä polypropeeni-ja sideainekerrokset 9’, 7’ kui- ,·! · tupohjan 4 ja polyamidikerroksen 5 väliin. Järjestely tehostaa happisulkukerrosten | ja kuitupohjan välistä tartuntaa. Lisäpiirteitä ovat sideaineen 7’, polyamidin 5, • ·· * * EVOH:n 6, polyamidin 5’ ja sideaineen 7 muodostaman viisikerroskombinaation 35 symmetrisyys, joka on etu muodostettaessa pinnoitekerroksia koekstruusiolla, sekä 7 mahdollisuus sisällyttää polypropeenin 9’, sideaineen 7\ polyamidin 5, EVOH:n 6 ja polyamidin 5’ muodostama viisikerrosrakenne materiaaliin kalvolaminaattina, jollaisia on saatavissa markkinoilta kaupallisina tuotteina. Tällainen valmis lami-naatti on saumattavissa kartonkiin samalla kun materiaalin muut pinnoitekerrokset 5 tuotetaan koekstruusiolla.

Kuviossa 4 nähdään pakkausmateriaalin toinen modifikaatio, joka eroaa kuviossa 3 esitetystä ainoastaan siinä, että kuitupohjan 4 sisäpuolelle on lisätty toinen harmaaksi pigmentoitu valosuojakerros 8’, jolloin kuitupohjan sisäpuolisesta kerros-kompinaatiosta on saatu kokonaisuudessaan symmetrinen, mikä on edullista kerros-10 ten koekstruusion kannalta.

Kuvioiden 2-4 mukaisia, autoklaavikäyttöön tarkoitettuja pakkauskartonkeja voidaan muunnella eri tavoin keksinnön puitteissa. Riittävä happisulku voi esim. olla saavutettavissa yhdellä ainoalla EVOH-kerroksella 6, jolloin polyamidikerrokset voidaan jättää pois. Jos pakkauksen ulkopinnan pigmentoituja kerroksia käytetään 15 kuumasaumauskerroksina, voi myös uloin, transparentti kuumasaumauskerros 1 olla tarpeeton. Sisemmässä, mustaa pigmenttiä sisältävässä kerroksessa 3 voi valinnaisesti olla seostettuna myös valkoista pigmenttiä, esim. titaanidioksidia, jolloin kerroksen yleissävy on vaaleanharmaa.

Kuvioiden 1-4 mukaisissa pakkausmateriaaleissa kuitupohjan 4 voi muodostaa vai- 20 kaistua sulfaattimassaa sisältävä pakkauskartonki, jonka paino on välillä 130- ··,* 500 g/m2, edullisesti 170-300 g/m2. Jos kuitupohja vaihtoehtoisesti muodostuu vai- • «· \.t kaistusta paperista, voi sen paino olla 20-120 g/m2. Kunkin PA- tai EVOH-happi- sulkukerroksen 5, 6 paino voi olla 3-15 g/m2, edullisesti 5-10 g/m2. Transparenttien kuumasaumauskerrosten 1, 9 paino voi olla 5-30 g/m2, edullisesti 7-20 g/m2. Kuitu- • · · : )t·' 25 pohjan 4 ulkopuolisen valkoiseksi pigmentoidun kerroksen 2 paino voi olla 20- 50 g/m2, ja mustaa pigmenttiä sisältävän kerroksen 3 paino voi olla 5-10 g/m2 Kuitupohjan 4 sisäpuolisen, harmaaksi pigmentoidun valosuojakerroksen 8 paino voi I ’) olla 10-50 g/m2, edullisesti 25-40 g/m2. Titaanidioksidin pitoisuus valkoiseksi värjä- tyssä pinnoitekerroksessa 2 voi olla 5-25 %, edullisesti 7-12 %. Hiilimustan pitoi-. 30 suus sisemmässä pinnoitekerroksessa 3 voi olla 0,05-0,5 %, edullisesti 0,06-0,15 %.

Mikäli kerroksessa 3 on myös titaanidioksidia, voi sen pitoisuus olla 5-25 %, edulli-’*:** sesti 7-15 %. Harmaaksi pigmentoidussa valosuojakerroksessa 8 hiilimustan pitoi- i#*.{ suus voi olla 0,05-0,5 %, edullisesti 0,12-0,15 %, ja titaanidioksipitoisuus vastaa- vasti 5-25 %, edullisesti 7-12 %. Admer-sideainekerrosten 7 paino voi olla 3-35 15 g/m2, edullisesti 5-10 g/m2.

8

Kuviossa 5 on esitetty polymeeripinnoitteinen pakkauskartonki, joka on tarkoitettu erityisesti uunivuokiin. Kartongin kerrosrakenne vastaa kuviossa 1 esitettyä, paitsi että pinnoitepolymeerinä on polypropeenin asemesta PET, joka kestää sulamatta liesiuunin maksimikäyttölämpötilan n. 250 °C. Päällekkäiset, valkoista ja mustaa 5 pigmenttiä sisältävät pinnoitekerrokset 2, 3 tulevat vuoan ulkopintaan suojaamaan sen ulkonäköä kuumuuden vaikutuksesta tapahtuvaa kartongin kellastumista vastaan, ja vuoan sisäpuolinen harmaa pinnoitekerros 8, joka jäljittelee alumiinifolion ulkonäköä, antaa suljettuun vuokaan pakatulle tuotteelle valosuojaa. Jos valosuoja ei ole tarpeen, voi vuoan sisäpuolinen harmaa kerros 8 jäädä poiskin.

10 Kuviossa 6 nähdään suorakulmaisen särmiön muotoinen suljettu tuotepakkaus 10, joka on valmistettu taittamalla ja kuumasaumaamalla kuvion 2 mukaista pakkausmateriaalia olevasta aihiosta. Kuvioon kuuluu osasuurennos pakkauksen seinämästä, josta nähdään, että päällekkäiset, valkoista ja mustaa pigmenttiä sisältävät po-lymeerikerrokset 2, 3 tulevat pakkauksessa pohjakartongin 4 ulkopuolelle, ja har-15 maaksi pigmentoitu valosuojakerros 8 sen sisäpuolelle. Pakkauksen vaalea ulkopinta ei muuta ulkonäköään autoklaavikäsittelyssä, ja pakkauksen sisäpinta on harmaa, alumiinifoliota muistuttava. Pakkauksen saumakohdissa 11 aihion reunat ovat limittäin ja kartongin vastakkaisten puolten polypropeenikerrokset 1, 9 ovat kuumasau-mattuina tiiviisti toinen toisiinsa. Myös sisempien, pigmentoitujen kerrosten 2, 8 20 polypropeeni osallistuu saumojen muodostukseen.

M t • V Kuviossa 7 nähdään uunivuoka 12, joka on valmistettu muottipuristuksella kuvion 5 mukaista pakkausmateriaalia olevasta aihiosta. Kuvioon kuuluu osasuurennos vuo-Γ·.. an seinämästä, josta nähdään, että valkoista ja mustaa pigmenttiä sisältävät poly- ;**·. meerikerrokset 2, 3 tulevat vuoan pohjakartongin 4 ulkopuolelle estämään vuoan i·· 25 ulkonäön muuttumista kuumennuksessa, ja alumiinifoliota muistuttavaksi pigmen-.’··*. toitu valosuojakerros 8 tulee pohjakartongin 4 sisäpuolelle.

• t ···

Seuraavat esimerkit sisältävät kokeita, joissa on testattu polymeerisiin pinnoiteker- * · • *,·* roksiin lisätyillä pigmenteillä saavutettavaa peittovaikutusta autoklaavissa tapahtu- :***: vaa pakkausmateriaalin kuitupohjan kellastumista vastaan. Kuitupohjan vastakkai- ; I·, 30 selle puolelle pigmenteillä aikaansaatavaan valosuojaan autoklaavikäsittelyllä ei ole • · * vaikutusta, eikä sitä tästä syystä ole testattu.

• s ··· .·. ; Esimerkki 1 (vertailu) • *· *· *i Koesarja suoritettiin pakkausmateriaaleilla, joiden kuitupohjan muodosti valkaistua massaa oleva pakkauskartonki, jonka paino oli 210 g/m2. Kartonki oli toiselta puo- 9 lelta pinnoitettu kellastumista peittävällä polymeerikerroksella, jossa polypropeeniin oli seostettu 7,5 % titatanidioksidia ja jonka kerrospaino oli 58 g/m2. Kartongin vastakkainen puoli oli pinnoitettu polymeerisellä, pigmentoimattomalla pinnoiteker-roksella (koemateriaalit 1-4) tai kahden tai kolmen päällekkäisen pigmentoimatto-5 man polymeerikerroksen muodostamalla kerrosrakenteella (koemateriaalit 5-9). Pinnoitekerrosten materiaaleina olivat polypropeeni (koemateriaalit 1 ja 2), seos jossa oli 70 % polypropeenia ja 30 % polyeteeniä (koemateriaalit 3 ja 4), kaksiker-rosrakenne, jonka sisempi kerros oli COC:tä (Topas 8007D) ja ulompi kerros mainittua polypropeenin ja polyeteenin seosta (koemateriaali 5), kolmikerrosrakenne, 10 jonka sisin kerros oli polyamidia, seuraava kerros sideainetta (Admer NF 912E) ja uloin kerros mainittua polypropeenin ja polyeteenin seosta (koemateriaalit 6 ja 7), tai kolmikerrosrakenne, jonka sisin kerros oli etyylivinyylialkoholikopolymeeriä, välikerros sideainetta (Admer NF 912E) ja uloin kerros polypropeenia (koemateriaalit 8 ja 9).

15 Koemateriaalikappaleet lämmitettiin autoklaavissa 20 minuutissa huoneenlämpötilasta käsittelylämpötilaan 130 °C, jossa kappaleita pidettiin 60 min. Käsittelyn jälkeen autoklaavi jäähdytettiin 20 minuutissa takaisin huoneenlämpötilaan, jossa koekappaleet poistettiin autoklaavista. Kustakin koemateriaalista mitattiin sen kummankin puolen vaaleus (ISO %) ennen autoklaavikäsittelyä (alkuvaaleus) sekä auto-20 klaavikäsittelyn jälkeen. Tulokset on esitetty taulukossa 1, jossa on myös ilmoitettu „ t pigmentoimattomien polymeeristen pinnoitekerrosten painot kussakin koemateriaa- • leista 1-9.

• a • · • ·· ··. Taulukko 1

• M

•

Il I Vaaleus (ISO %) ··'·' Koemate- Päällystemäärät, g/m2 Pigmentoitu Pigmentoima- ! ,* Haali____puoli _ton puoli_ .***. Sisin Väli- Uloin Alkn 60 Alku 60 "·' _kerros kerros kerros__min.__min.

I__ 69,4 87.8 82,5 83,3 63,8 ;v 2__ 41,7 87,9 82,1 83,7 64,7 Ϊ _3__ 62,1 87,3 80,7 83,6 64,7 4__ 38,4 88,1 82,5 83,9 65,5 *"·* _5_22,5 _ 33,1 87,7 80,8 83,3 62,3 ϊ .·. 6_ 13,2 6,3 42,0 87,4 81,5 83,5 62,2 "ϊ · 7_12,9 5,9_ 50,4 87,8 81,9 83,4 61,5 8_ 10,4 5,6 42,1 88,1 82,7 83,5 64,2 *" 9 111,5 6,1 51,7 87,9 82,6 83,5 63,6 25 • · ·’·.· Taulukon mukaisista koetuloksista käy ilmi keksinnöllä ratkaistava ongelma, vaa- • t leuden tuntuva aleneminen johtuen kuitupohjan kellastumisesta, mitä kuitupohjan pigmentoimattoman puolen värittömät pinnoitekerrokset eivät ole kyenneet peittä- 10 mään. Kuitupohjan vastakkaisella, aikaisemman FI-hakemuksen 20030260 mukaisesti titaanidioksidilla pigmentoidulla puolella alkuvaaleus on pigmentin ansiosta ollut korkea ja autoklaavikäsittelyssä on tapahtunut lievää vaaleuden laskua, loppu-vaaleuksien ollessa kuitenkin kaikissa tapauksissa yli 80 % ISO.

5 Esimerkki 2 (keksintö)

Esimerkkiä 1 vastaava koesarja tehtiin materiaaleilla, joissa kuitupohjana oli valkaistua massaa oleva pakkauskartonki, jonka paino oli 250 g/m2. Tämän kartongin toinen puoli (ulkopuoli), joka on tarkoitettu autoklaavipakkauksen ulkopinnaksi, oli varustettu kaksikerroksisella polypropeenipinnoitteella, jonka sisemmässä kerrok-10 sessa polypropeeniin oli seostettu hiilimustaa ja titaanidioksidia (koemateriaalit 1-7) tai pelkästään hiilimustaa (koemateriaalit 8-22) ja jonka ulommassa kerroksessa polypropeeniin oli seostettu pelkästään titaanidioksidia. Osassa materiaaleja (koemateriaalit 20-22) kartongin vastakkainen puoli, joka tulee autoklaavipakkauksen sisäpinnaksi, oli varustettu hiilimustalla (0,15 %) ja titaanidioksidilla (12,5 %) har-15 maaksi pigmentoidulla polypropeenipohjaisella sisemmällä valosuojakerroksella, jonka paino oli 27 g/m , sekä sen peittävällä transparentilla polypropeenikerroksel-la, jonka paino oli 23 g/m2. Mitatut materiaalin mainitun ulkopuolen vaaleudet ennen ja jälkeen autoklaavikäsittelyn on esitetty seuraavassa taulukossa 2. Taulukko sisältää myös materiaalin ulkopuolen pigmentoitujen polymeerikerrosten pigmentti-20 pitoisuudet sekä kerrospainot.

M » : ·: • » ·· • · • ·♦ ·· • · • ·· ·*· • · • » ··· M · • · · • ·

• I

#·· • · • · ···

M t f · I

• t • · «M • · • · «·· • · • · · • t I ··· « ·*« : : ··· * · • · · • ·« • i .·. : • ·» • ♦ 11

Taulukko 2 ___

Ulkopuolen Pinnoitekerrosten .. . D/ „„„ . ......, , 2 . .... . .. Vaaleus ISO % paallystemaarat g/m pigmenttikonsentraatiot (%)

Koemateriaali------ · TTi · Sisempi kerros Ulompi Sisempi Ulompi r .ah ctx · , . kerros Alku 60 min kerros kerros c ^ Ti()2 1 __9__19 0,15 12,5 12,5 67,7 68,2 2 __9__21 0,15 12,5 12,5 70,0 70,6 3 __9__28 0,15 12,5 12,5 74,8 74,6 4 __12__25 0,15 12,5 12,5 74,2 72,3 5 __12__30 0,15 12,5 12,5 74,6 75,9 6 __12__34 0,15 12,5 12,5 71,0 72,0 7 __12__41 0,15 12,5 12,5 79,9 80,1 8 __6__21 0,12 - 12,5 65,2 63,4 9 __6__30 0,12 - 12,5 76,3 75,0 10 __6__25 0,09 - 12,5 75,4 74,1 11 __6__30 0,09 - 12,5 77,4 74,5 12 __9__23 0,09 - 12,5 67,9 67,1 13 __9__29 0,09 - 12,5 74,2 73,2 14 6 26 0,06 - 12,5 76,9 75,0 j V 15__6__30 0,06 - 12,5 77,6 73,9 Γ··. 16__9__26 0,06 - 12,5 74,6 71,0 f·.. 17__9__30 0,06 - 12,5 77,2 75,0 .·*·. 18__9__33 0,06 - 12,5 80,5 78,8 :V. 19__9__40 0,06 - 12,5 82,3 81,0 **..f 20 6 19 0,09 - 12,5 73,3 70,9 21 __6__25 0,09 - 12,5 77,3 75,6 22 6 30 0,09 - 12,5 82,5 81,2 • · · • * • a ··· • · • 9 ··· . \ Tuloksista nähdään, että keksinnön mukainen pakkausmateriaali on sävytettävissä vaaleuteen, joka parhaimmillaan on yli 80 % ISO ja jonka muutos autoklaavikäsitte- • · *·;·* 5 lyssä on vähäinen, käytännössä merkityksetön. Käsittelyn jälkeinen loppuvaaleus on i/.j lähes sama kuin FI-hakemuksessa 20030260, mutta vaalean sävyn stabiilisuus käsit- telyssä tapahtuvaa muutosta vastaan on selvästi parempi.

Claims (16)

1. Polymeeripinnoitteinen pakkausmateriaali, joka on tarkoitettu etenkin kuumentamalla käsiteltäviin pakkauksiin ja käsittää kuitupohjan sekä sen molemmin puolin sijaitsevat, kosteus- ja/tai valosuojana toimivat polymeerikerrokset, tunnettu 5 siitä, että kuitupohjan toinen puoli on varustettu kahdella päällekkäisellä pigmen-toidulla polymeerikerroksella siten, että ulommassa, valkoiseksi pigmentoidussa po-lymeerikerroksessa on 5-25 % valkoista pigmenttiä ja sisemmässä, lähempänä kui-tupohjaa olevassa polymeerikerroksessa on 0,05-0,5 % mustaa pigmenttiä materiaalin mainitun puolen vaaleuden stabiloimiseksi kuumennuksessa tapahtuvaa muutos-10 ta vastaan, ja että kuitupohjan vastakkaisella puolella on valosuojaa antava pigmen-toitu polymeerikerros.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen pakkausmateriaali, tunnettu siitä, että mainitussa sisemmässä polymeerikerroksessa on sekoitettu mustaaja valkoista pigmenttiä ja että ulommassa polymeerikerroksessa on yksinomaan valkoista pigmenttiä.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen pakkausmateriaali, tunnettu siitä, että mainittu valosuojaa antava polymeerikerros on mustan ja valkoisen pigmentin avulla sävytetty harmaaksi.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen pakkausmateriaali, tunnettu siitä, että valosuojaa antavan kerroksen päällä on transparentti kuumasaumauskerros, joka on poly- ·· · • *,·* 20 meeriä, jonka sulamispiste on ainakin 130 °C.

»· • ·· ··. 5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen pakkausmateriaali, tunnettu • · · siitä, että materiaali on molemmin puolin varustettu uloimpana sijaitsevalla transpa-]·*;' rentilla kuumasaumauskerroksella, joka on polymeeriä, jonka sulamispiste on aina- kin 130 °C. ··· • · • · • « ·

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen pakkausmateriaali, tunnettu . .*. siitä, että materiaali käsittää ainakin yhden polymeerisen happisulkukerroksen.

··· ·* · • « *···* 7. Patenttivaatimuksen 8 mukainen pakkausmateriaali, tunnettu siitä, että happi- sulkukerros sijaitsee kuitupohjan ja pigmentoidun polymeerikerroksen välissä.

♦ • · **:*’ 8. Patenttivaatimusten 1 - 7 mukainen pakkausmateriaali, tunnettu siitä, että ma- ·:**: 30 teriaali käsittää mainitussa jäijestyksessä polymeerisen kuumasaumauskerroksen, valkoiseksi pigmentoidun polymeerikerroksen, mustaa pigmenttiä sisältävän polymeerikerroksen, kuitupohjan, yhden tai useamman polymeerisen happisulkukerrok- sen, sideainekerroksen, harmaaksi pigmentoidun polymeerisen valosuojakerroksen ja polymeerisen kuumasaumauskerroksen.

9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen pakkausmateriaali, tunnettu siitä, että kuumasaumauskerrosten ja/tai pigmentoitujen kerrosten polymeerimateri- 5 aalina on polypropeeni.

10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen pakkausmateriaali, tunnettu siitä, että kuitupohja on valkaistu pakkauspaperi tai -kartonki.

11. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukaisen pakkausmateriaalin käyttö autoklaavissa käsiteltäviin pakkauksiin.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen käyttö autoklaavissa steriloitaviin elintarvi- kepakkauksiin.

13. Polymeeripinnoitteista kuitupohjaista pakkausmateriaalia käsittävä suljettu autoklaavipakkaus, tunnettu siitä, että pakkauksessa kuitupohjan ulkopuolella on kaksi päällekkäistä pigmentoitua polymeerikerrosta siten, että ulommassa, valkoi-15 seksi pigmentoidussa polymeerikerroksessa on 5-25 % valkoista pigmenttiä ja si-semmässä, lähempänä kuitupohjaa olevassa polymeerikerroksessa on 0,05-0,5 % mustaa pigmenttiä pakkauksen ulkopuolen vaaleuden stabiloimiseksi autoklaavikä-sittelyssä tapahtuvaa muutosta vastaan, ja että kuitupohjan sisäpuolella on pakatulle tuotteelle valosuojaa antava pigmentoitu polymeerikerros. • · • · • *' 20

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen autoklaavipakkaus, tunnettu siitä, että se on : ** autoklaavissa käsitelty elintarvikepakkaus. ··· • · • · ···

15. Polymeeripinnoitteisesta pakkauskartongista muodostettu uunivuoka, tunnettu ]···. siitä, että vuoassa pohjakartongin ulkopuolella on kaksi päällekkäistä pigmentoitua • ♦ polymeerikerrosta siten, että ulommassa, valkoiseksi pigmentoidussa polymeeriker- . 25 roksessa on 5-25 % valkoista pigmenttiä ja sisemmässä, lähempänä pohjakartonkia • * · olevassa polymeerikerroksessa on 0,05-0,5 % mustaa pigmenttiä vuoan ulkopuolen • « *···* vaaleuden stabiloimiseksi uunin kuumennuslämpötilassa tapahtuvaa muutosta vas- taan, ja että pohjakartongin sisäpuolella on kartonkia tuotteesta johtuvalta kosteu-.*··. delta suojaava polymeerikerros. • I* *:*·: 30

16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen uunivuoka, tunnettu siitä, että pohjakarton- :***: gin sisäpuolella on lisäksi vuokaan pakattavalle tuotteelle valosuojaa antava pig mentoitu polymeerikerros.