JP2019528204A - 包装前駆体の縁部領域に作用する発熱装置の手段により包装前駆体を製造するための装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
i. 複合プラスチック層
ii. 複合キャリア層
iii. 第一複合エッジ領域
iv. 第二複合エッジ領域
前記デバイスは、流れ方向における装置構成要素として以下を含む。
a)平坦なシート状の複合材を輸送するように設計された平坦な輸送ユニットであって、輸送ユニットは、複合材を支持するように設計された輸送面を下流に含む、平坦なシート状の複合材を輸送するように設計された平坦な輸送ユニット。
b)第一複合エッジ領域を加熱するように設計された第一加熱ユニットであって、第一加熱ユニットは、その下流にエネルギー放出セグメントを含む、第一複合エッジ領域を加熱するように設計された第一加熱ユニット。
c)第一複合エッジ領域を第二複合エッジ領域に接合するように設計された接触ユニット。
第一加熱ユニットは、流れ方向にエネルギーを放出するように設計されている。本発明はさらに、方法、この方法によって得られる包装前駆体、包装前駆体及び装置の使用に関する。
i. 複合プラスチック層
ii. 複合キャリア層
iii. 第一複合エッジ領域
iv. 第二複合エッジ領域
前記デバイスは、流れ方向における装置構成要素として以下を含む。
a)平坦なシート状の複合材を輸送するように設計された平坦な輸送ユニットであって、輸送ユニットは、複合材を支持するように設計された輸送面を下流に含む、平坦なシート状の複合材を輸送するように設計された平坦な輸送ユニット。
b)第一複合エッジ領域を加熱するように設計された第一加熱ユニットであって、第一加熱ユニットは、その下流にエネルギー放出セグメントを含む、第一複合エッジ領域を加熱するように設計された第一加熱ユニット。
c)第一複合エッジ領域を第二複合エッジ領域に接合するように設計された接触ユニット。
第一加熱ユニットは、流れ方向にエネルギーを放出するように設計されている。
a) −入口オリフィスが、エネルギー放出セグメントの反対側に設けられている。
b) −入口オリフィスは、最終エネルギー放出セグメントからの距離よりも、第一エネルギー放出セグメントからの距離が小さい。
c) −入口オリフィスは、全てのエネルギー放出セグメントの内部断面積の合計よりも大きい内部断面積を有する。
複合プラスチック層、
複合キャリア層、
第一複合エッジ領域、
第二複合エッジ領域、
を含む。
a.以下を含むシート状の複合材を提供する。
複合プラスチック層
複合キャリア層
第一複合エッジ領域
第二複合エッジ領域
b.シート状の前記複合材を加速する。
d.第一複合エッジ領域を加熱する。
e.第一複合エッジ領域を第二複合エッジ領域に接合する。
を含み、方法ステップd)において、輸送面と第一エネルギー放出セグメントとの間の領域における第一温度はT1であり、輸送面と最終エネルギー放出セグメントとの間のさらなる領域、好ましくは下流における第二温度はTnである包装前駆体の製造方法の実施形態1によってなされる。第一温度T1が第二温度Tnよりも高いことが好ましい。温度T1が温度Tnより30℃高い、好ましくは40℃高い、最も好ましくは50℃高いことがさらに好ましく、時々、第一温度T1が温度Tnより200℃まで高くなり得る。
一般に、本発明の輸送ユニットは、一つ以上のシート状の複合材又は包装前駆体、特にシート状の複合材を、包装前駆体へ変換の間に運ぶのに役立つ。なお、搬送ユニットは平板状であることが好ましい。好ましい特に平坦な輸送ユニットは、少なくとも部分的にベルトコンベヤ又はロールコンベヤあるいはその両方の形態をとる。好ましい輸送面はベルトである。好ましいベルトは連続ベルトである。さらに、シート状の複合材の個別化のための個別化ユニットが、輸送ユニットの上流に形成されることが好ましい。好ましい個別化は、多数の積み重ねられたシート状の複合材からシート状の複合材を引っ張ることである。
一般に、本発明の接触ユニットは特にシート状の複合材を包装前駆体に変換する際に、シート状の複合材の二つの領域を結合するのに役立つ。接触ユニットは、化学結合、例えば接着結合、又は物理的結合、例えば密封、又は化学結合及び物理的結合のために配置及び設計することができる。好ましい接触ユニットは、好ましくは第一複合エッジ領域及び第二複合エッジ領域を密封するように設計された密封ステーションである。好ましくは接触ユニットにおいて、第一複合エッジ領域は第二複合エッジ領域と接触して、長手方向の継ぎ目を得る。第一複合エッジ領域が第二複合エッジ領域と対向しているとさらに好ましい。
シート状の複合材の外部表面は、シート状の複合材から製造される容器において主に外側に面する表面である。したがって、外部表面は、容器の環境と直接接触する。シート状の複合材において、外部表面及び内部表面は、シート状の複合材の相互に対向する表面を形成する。
二つの層はそれらの互いの結合がファンデルワールス引力を超えて伸びるときに、互いに接合される。互いに結合された層は、好ましくは互いに密封され、互いに接着結合され、互いに圧縮され、又はこれらの少なくとも二つの組み合わせからなる群から選択されるカテゴリーに属する。特に明記しない限り、層列において、層は間接的に、すなわち、一つ又は少なくとも二つの中間層で、又は直接的に、すなわち、中間層を伴わずに、互いに連続することができる。これは、特に、一つの層が別の層に重なる単語の形態の場合である。レイヤシーケンスが列挙されたレイヤを含み、少なくとも指定されたレイヤが指定されたシーケンス内に存在することを手段するワードの形態。この形態の言葉は、これらの層が互いに直接続くことを必ずしも意味しない。二つの層が互いに隣接する言葉の形態はこれらの二つの層が互いに直接的に、したがって中間層を伴わずに続くことを手段する。しかし、この形式の単語は、二つの層が互いに結合されているかどうかを特定しない。代わりに、これらの二つの層は互いに接触していてもよい。
使用される複合キャリア層はこの目的のために当業者に適し、充填された状態の容器が本質的にその形状を保持する程度に容器に安定性を付与するのに十分な強度及び剛性を有する任意の材料であり得る。本発明は、特に寸法的に安定な容器に関するので、これは複合キャリア層の特に好ましい特徴である。複合キャリア層は、多数のプラスチックからなってもよい。好ましい複合キャリア層は、繊維材料、好ましくは植物系繊維材料、特にセルロースからなる。繊維材料又はセルロースは、好ましくは接着されている。未漂白繊維材料又はセルロースを使用することも同様に可能である。紙及び板紙は、複合キャリア層として特に好ましい。コンポジットキャリア層の基本重量は、好ましくは120〜450g/m2、特に好ましくは130〜400g/m2、最も好ましくは150〜380g/m2の範囲内である。好ましい板紙は一般に、単層又は多層構造を有し、1つ又はそれ以外の複数の外層で、片側又は両側にコーティングされていてもよい。加えて、好ましい板紙は、板紙の総重量を基準として、20重量%未満、好ましくは2〜15重量%、特に好ましくは4〜10重量%の残留水分含有量を有する。特に好ましい板紙は多層構造を有する。さらに好ましくは板紙が環境に面する表面上に、当業者に「コーティングスリップ」として知られる外層の少なくとも一つの薄層を有するが、より好ましくは少なくとも二つの薄層を有する。さらに、好ましい板紙は、100〜360J/m2、好ましくは120〜350J/m2、特に好ましくは135〜310J/m2の範囲内のスコット結合を有する。前述の範囲により、高い完全性、容易かつ低い公差で容器を折り畳むことができる複合材を提供することができる。
使用されるバリア層はこの目的のために当業者が適切であり、ガス、特に酸素に対して十分なバリア作用を有する任意の材料であってよい。バリア層は、好ましくは
a.電気絶縁バリア層としてのポリマーバリア層
b.導電性バリア層としての金属層
c.金属酸化物層
d.もしくはa.〜c.のうち少なくとも二つを組み合わせたもの
から選択される。
−20〜60モル%、好ましくは25〜45モル%の範囲内のエチレン含量。
−1.0〜1.4g/cm3、好ましくは1.1〜1.3g/cm3。
−融点は155〜235℃、好ましくは165〜225℃の範囲である。
−1〜25g/10分、好ましくは2〜20g/10分の範囲内のMFR値(TS(EVOH)<230℃の場合は210℃/2.16kg、TS(EVOH)<230℃の場合は230℃/2.16kg)。
−0.05〜3.2cm3・20μm/m2・day・atmの範囲内、好ましくは0.1〜1cm3・20μm/m2・day・atmの範囲内の酸素透過率。
用語「ポリマー層」は、以下では特に複合プラスチック層、外側ポリマー層及びポリマー中間層を指す。中間ポリマー層は、ここでは複合キャリア層とバリア層との間のポリマー層を指す。好ましいポリマーはポリオレフィンである。ポリマー層は、さらなる成分を有する可能性がある。
重複領域は一般に、包装前駆体の場合、容器の形成及び充填における応力に耐え、充填された容器の場合、輸送の応力に耐え、その中に存在する食品又は飲料製品の保護を確実にする、包装前駆体及びそれから形成される容器におけるシート状の複合材の二つの縁部領域の結合を作り出す働きをする。重複領域は、好ましくはシート状の複合材の折り重ねにおけるガイド要素を用いて得られる。好ましい重複領域は、包装前駆体の長手方向シームである。
複合色層の一般的な目的はシート状の複合材に、次いで包装前駆体に、そして最終的にはそれから形成される完成した容器に、装飾、刻印、又はその両方を付与することである。複合色層は、少なくとも1つの着色剤を含むことが好ましい。好ましい複合色層は、多数の好ましくは印刷されたハーフトーンドットからなる。好ましくは、複合色層が複合プラスチック層から離れたシート状の複合材の複合キャリア層の側に適用される。好ましい適用方法は凹版印刷である。
一般に、ポリオレフィンの使用は、ポリマー層を形成するのに役立つ。ここで、ポリオレフィンは、ポリマー層の形成に特に適していることが好ましい。好ましいポリオレフィンは、ポリエチレン(PE)又はポリプロピレン(PP)又はその両方である。好ましいポリエチレンは、LDPE、LLDPE、及びHDPE、又はこれらの少なくとも二つの組合せからなる群から選択されるものである。さらに好ましいポリオレフィンは、mポリオレフィン(メタロセンの手段によって調製されたポリオレフィン)である。好適なポリエチレンは、1〜25g/10分の範囲内、好ましくは2〜20g/10分の範囲内、特に好ましくは2.5〜15g/10分の範囲内のメルトフローレート(MFR=MFI−メルトフローインデックス)、及び0.900g/cm3〜0.980g/cm3の範囲内の、好ましくは0.905g/cm3〜0.975g/cm3の範囲内の、さらに好ましくは0.910g/cm3〜0.970g/cm3の範囲内の密度を有する。
mポリマー(mPolymer)はポリマー層を形成するのに適したポリマーであり、好ましくは他のポリマー、好ましくはポリオレフィンとの混合物である。メタロセン触媒の手段によりmポリマー(mPolymer)を調製する。メタロセンは、中心金属原子が2つの有機配位子、例えばシクロペンタジエニル配位子の間に配置された有機金属化合物である。好ましいmポリマー(mPolymer)は、mポリオレフィン(mPolyolefin)、好ましくはmポリエチレン(mPolyethylene)もしくはmポリプロピレン(mPolypropylene)又はその両方である。好ましいmポリエチレン(mPolyethylene)はmLDPE、mLLDPE、及びmHDPE、又はこれらの少なくとも二つの組合せからなる群から選択され、特にm−LLDPEが好ましい。
複合プラスチック層は熱可塑性ポリマーをベースとし、複合プラスチック層は、粒状無機固体を含むことができる。しかしながら、複合プラスチック層は、複合プラスチック層の総重量に対して、それぞれ少なくとも70重量%、好ましくは少なくとも80重量%、より好ましくは少なくとも95重量%の範囲で熱可塑性ポリマーを含むことが好ましい。好ましくは、複合プラスチック層のポリマー又はポリマー混合物が0.900〜0.980g/cm3、より好ましくは0.900〜0.975g/cm3、最も好ましくは0.900〜0.970g/cm3の範囲の密度(ISO 1183−1:2004まで)を有する。キャリア層から見て、シート状の複合材中の複合プラスチック層は、容器がシート状の複合材から形成されたときに容器の内部に面することが好ましい。複合プラスチック層は常に、容器内の食品又は飲料製品と直接接触している。
押出は一般に、シート状の複合材のポリマー層を形成するために、ポリマーの液化及び適用又は組み込みに役立つ。押出において、ポリマーは、押出機ダイからの出口の下の溶融ポリマーフィルムにおいて測定される210〜350℃の温度に加熱されることが好ましい。押出は当業者に知られており、商業的に入手可能な押出工具、例えば押出機、押出機スクリュー、供給ブロックなどの手段によって行うことができる。押出機の末端には、好ましくは開口部があり、そこを通してポリマー溶融物がプレスされる。開口部は、ポリマー溶融物の複合前駆体への押出を可能にする任意の形状を有することができる。例えば、開口部は角張っていてもよいし、楕円形であってもよいし、円形であってもよい。開口部は、漏斗のスロットの形態であることが好ましい。本方法の好ましい構成では、適用はスロットを通して行われる。スロットは、好ましくは0.1〜100mの範囲内、好ましくは0.5〜50mの範囲内、特に好ましくは1〜10mの範囲内の長さを有する。加えて、スロットは、好ましくは0.1〜20mmの範囲内、好ましくは0.3〜10mmの範囲内、特に好ましくは0.5〜5mmの範囲内の幅を有する。ポリマー溶融物の適用中、スロット及び複合前駆体が互いに対して移動することが好ましい。複合前駆体がスロットに対して移動するようなプロセスが好ましい。
b1.出現速度Voutで、少なくとも一つの押出機ダイスロットを通る溶融膜としてのポリマー溶融物の出現。
b2.少なくとも1つの押出機ダイスロットに対して移動速度Vpreで移動する複合前駆物質への溶融フィルムの適用。
ここで、Vout<Vpreである。VpreがVoutよりも5〜200の範囲、特に好ましくは7〜150の範囲、さらに好ましくは10〜50の範囲、最も好ましくは15〜35の範囲の係数だけ大きいことが特に好ましい。ここで、Vpreは少なくとも100m/分、特に好ましくは少なくとも200m/分、最も好ましくは少なくとも350m/分であるが、典型的には1300m/分以下であることが好ましい。上述の延伸工程の手段によって溶融層がコンポジット前駆物質に適用されると、溶融層はヒートセットのために冷却され、この冷却は好ましくは5〜50℃の範囲内、とりわけ好ましくは10〜30℃の範囲内に保たれる面との接点を介して急冷することによって行われる。
一般に、シート状の複合材のエッジ領域は、包装前駆体の長手方向シームを形成するのに役立つ。好ましくは、シート状の複合材が少なくとも一つの第一複合材エッジ領域と、一つの第二複合材エッジ領域とを有する。第二複合領域は、シート状の複合材の小領域である。好ましくは、第一複合材エッジ領域がシート状の複合材の片側にある。第一複合材エッジ領域が、シート状の複合材の長手方向溝に平行に延びることがさらに好ましい。好ましい第一複合エッジ領域は、30mm以下、好ましくは25mm以下、最も好ましくは23mmの幅を有する。さらに、第一複合エッジ領域が第二複合エッジ領域と対向していると有利である。有利な実施では、第一複合エッジ領域及び第二複合エッジ領域が第一及び第二重複領域、したがって包装前駆体の長手方向の継ぎ目を形成する。第二複合エッジ領域は、シート状の複合材の小領域である。好ましくは、第二複合材エッジ領域がシート状の複合材の片側にある。第二複合材エッジ領域が、シート状の複合材の長手方向溝に平行に延びることがさらに好ましい。好ましい第二複合エッジ領域は、20mm以下、好ましくは17mm以下、最も好ましくは15mmの幅を有する。
一般に、剥離ユニットは、シート状の複合材、特にキャリア層の直径が小さくなるように構成及び設計される。ここで起こることは、剥離ステーションにおいて、ポリオレフィン又は板紙又はその両方のストリップがシート状の複合材の一端で機械的に除去され、好ましくは剥離されることである。この目的のために、より好ましくは回転する剥離ナイフを使用することが好ましい。この種の剥離ナイフ及びそれらを収容する剥離装置は、Fortuna GmbH(Germany)から市販されている。
加熱ユニットは、シート状の複合材のポリマー層を溶融するように設計される。好ましくは、加熱ユニットは金属からなる。好ましい金属はステンレス鋼である。エネルギー放出のための加熱ユニットが、少なくとも一つのエネルギー放出セグメント、好ましくは少なくとも五つ、より好ましくは少なくとも十、最も好ましくは少なくとも五十のエネルギー放出セグメントを含むことが好ましい。多数のエネルギー放出セグメントが流れ方向に連続して形成されることがさらに好ましい。好ましいエネルギー放出セグメントは、少なくとも一つのオリフィスを含む。好ましいオリフィスは出口オリフィスである。エネルギー放出セグメントが出口オリフィスを含む場合、加熱ユニットは少なくとも一つの入口オリフィスを含む。好ましい媒体は、エネルギー放出セグメントの少なくとも一つの出口オリフィスよりも少なくとも一つの入口オリフィスにおいて低い流量を有する。
エネルギー放出セグメントは、熱処理を受けるシート状の複合材の領域を加熱するように設計される。エネルギーの放出は、放射の手段、高温気体の手段、高温固形物との接点の手段、機械的振動の手段、好ましくは超音波の手段、又はこれらの手段の少なくとも二つの組合せの手段によって行うことができる。より好ましくは、熱処理が放射、好ましくは電磁放射、とりわけ好ましくは電磁誘導、又は高温気体の手段によって行われる。エネルギーは、好ましくはエネルギー放出セグメントによって熱エネルギーの形態で放出される。熱エネルギーは加熱されるべき物品に接触することによって直接に、又は加熱媒体を介して間接的に放出することができる。好ましい媒体は高温ガスである。好ましい高温ガスは空気である。好ましくは、空気がガスバーナによって又は電気的に加熱される。
イオン化ユニットの助けを借りて、処理されるべきシート状の複合材の領域に電子を供給するために、電子が原子又は分子のシェルから分離される。イオン化は燃焼処理、化学処理(例えば、フッ素化)、コロナ処理もしくはプラズマ処理、又はこれらの方法の組み合わせを用いて行うことができる。好ましくは、処理がポリマー溶融物に対して行われる。
一般に、折り畳み装置は、シート状の複合材に折り目又は折り目を付与する働きをする。これらは、折り畳まれたシート状の複合材から形成される容器の角部及び縁部の基礎を形成する。折り畳みユニットは好ましくは材料弱化部の周りのシート状の複合材の折り畳み動作を画定し、制御された方法でそれを行うように構成されたガイド要素からなる。好ましい材料弱化部は、溝又は穿孔であってもよい。穿孔は、機械的穿孔又はレーザー穿孔であってもよい。ガイド要素は、レールから構成することができる。あるいは、それらはベルトから形成されることが好ましい。連続的な折り畳み作業を促進するために、案内要素は折り畳み作業のより顕著な進行がそれぞれの場合に流れ方向に規定されるように、流れ方向に設計される。
接着促進層はシール層とは対照的に、一般に接着結合、好ましくは化学結合に役立つ。接着促進層は、互いに直接隣接しない層の間、好ましくはバリア層と複合プラスチック層との間に存在してもよい。接着促進層中の有用な接着促進剤は、適切な官能基の手段による官能化によって、それぞれの隣り合う層の面とのイオン結合又は共有結合の形成によって、強固な結合を生成するのに適したすべてのポリマーを含む。好ましくは、これらは二重結合を有するアクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、アクリレート、アクリレート誘導体又はカルボン酸無水物などのアクリル酸とエチレンとの共重合によって得られた官能化ポリオレフィン、例えば無水マレイン酸、又はこれらの少なくとも二つを含む。これらの中で、ポリエチレン−無水マレイン酸グラフトポリマー(EMAH)、エチレン−アクリル酸コポリマー(EAA)、又はエチレン−メタクリル酸コポリマー(EMAA)が好ましく、これらは、例えば、DuPontによってBynel(登録商標)及びNucrel(登録商標)0609HSAの商品名で、又はExxonMobil ChemicalsによってEscor(登録商標)6000ExCoの商品名で販売されている。
好ましい外層は「コーティングスリップ」である。製紙における「コーティングスリップ」は、無機固体粒子、好ましくは顔料及び添加剤を含む外層である。「コーティングスリップ」は、好ましくは液相として、好ましくは懸濁液又は分散液として、紙又は板紙含有層の表面に適用される。好ましい分散液は水性分散液である。好ましい懸濁液は水性懸濁液である。さらに好ましい液相は、無機固体粒子、好ましくは顔料、バインダー及び添加剤を含む。好ましい顔料は、炭酸カルシウム、カオリン、タルク、ケイ酸塩、ポリマー顔料及び二酸化チタンからなる群から選択される。好ましいカオリンは焼成カオリンである。好ましい炭酸カルシウムは、大理石、チョーク及び沈降炭酸カルシウム(PCC)又はそれらの少なくとも2つの組み合わせからなる群から選択される1つ。好ましいケイ酸塩はシートケイ酸塩である。好ましいポリマー顔料は球形、好ましくは中空球形である。好ましいバインダーはスチレン−ブタジエン、アクリレート、アクリロニトリル、デンプン及びポリビニルアルコール、又はそれらの少なくとも2つの組み合わせからなる群から選択され、好ましくはアクリレートである。好ましいデンプンは、カチオン変性デンプン、アニオン変性デンプン、及び断片化デンプン、又はそれらの少なくとも2つの組合せからなる群から選択されるものである。好ましい添加剤は、レオロジー調整剤、着色染料、蛍光増白剤、蛍光増白剤のための担体、凝集剤、脱気剤及び表面エネルギー調整剤、又はそれらの少なくとも二つの組み合わせからなる群から選択される1つ。好ましい脱気剤はエマルジョン塗料脱気剤であり、好ましくはシリコーン又は脂肪酸又はその両方をベースとする。好ましい表面エネルギー改質剤は界面活性剤である。
包装前駆体は、密閉容器の製造の過程で生じる密閉容器の前駆体である。この文脈において、包装前駆体は、ブランクの形態のシート状の複合材を含む。この文脈において、シート状の複合材は、折り畳まれていない状態又は折り畳まれた状態にあり得る。好ましい包装前駆体は所定のサイズに切断されており、単一の密閉容器の製造のために設計されている。あるサイズに切断され、単一の密閉容器を製造するために設計された好ましい包装前駆体は、シェル又はスリーブとも呼ばれる。この文脈において、シェル又はスリーブは、折り畳まれた形態のシート状の複合材を含む。さらに、シェル又はスリーブは、長手方向の継ぎ目を備え、上部領域及び基部領域において開いている。所定のサイズに切断され、多数の密閉容器を製造するために設計された典型的な包装前駆体は、しばしばチューブと呼ばれる。
一般的に、ここでの容器は、食品又は飲料製品を収容するのに役立つ。本発明による密閉容器は多数の異なる形態を有することができるが、本質的に立方形の構造が好ましい。さらに、容器の全領域は、シート状の複合材から形成されてもよく、又は二部又は複数部の構造を有する可能性がある。多部品構造の場合、シート状の複合材と同様に、他の材料、例えばプラスチックも使用され、特に容器のトップ又はベース領域に使用することができる。しかしながら、この文脈において、容器は、面積の少なくとも50%の範囲、特に好ましくは少なくとも70%の範囲、さらに好ましくは少なくとも90%の範囲でシート状の複合材から形成されることが好ましい。さらに、容器は、内容物を空にするための装置を有することができる。これは、例えば、ポリマー又はポリマーの混合物から形成され、容器の外面上に取り付けられてもよい。また、この装置が「直接射出成形」によって容器に一体化されていることも考えられる。好ましい構成では、本発明による容器が少なくとも一つのエッジ、好ましくは4〜22、又はそれ以上のエッジ、特に好ましくは7〜12のエッジを有する。本発明の文脈におけるエッジは、表面の折り畳みにおいて生じる領域を意味すると理解される。エッジの例は容器の二つの壁面の間の長手方向の接触領域を含み、本明細書では長手方向のエッジとも呼ばれる。容器において、容器壁は、好ましくはエッジによって枠組みされた容器の表面である。好ましくは、本発明による容器の内部は食品又は飲料製品を構成する。好ましくは、密閉容器がシート状の複合材と一体に形成されていないいかなる蓋も基部も含まない、又はいずれも含まない。好ましい密閉容器は、食品又は飲料製品を構成する。
本発明による好ましい密閉容器は、食品又は飲料製品を構成する。食品及び飲料製品は、ヒトの消費及び動物の飼料のために当業者に知られているあらゆる種類の食品及び飲料製品を含む。好ましい食品及び飲料製品は、5℃を超える液体、例えば乳製品、スープ、ソース、非炭酸飲料である。容器又は包装前駆体は、様々な方法で充填することができる。第一に、食品又は飲料製品及び容器又は包装前駆体はH2O2、紫外線放射又は他の適切な高エネルギー放射による容器又は包装前駆体の処理、血漿処理、又はこれらの少なくとも二つの組合せ、及び食品又は飲料製品の加熱などの適切な手段によって、充填前に別個に非常に実質的に滅菌することができ、次いで容器又は包装前駆体に導入される。この充填方法は、しばしば「無菌充填」と呼ばれ、本発明に従って好ましい。無菌充填に加えて、又は無菌充填の代わりに、さらに広く普及している方法は、食品又は飲料製品を充填した容器又は包装前駆体を加熱して微生物数を減少させることである。これは、好ましくは低温殺菌又はオートクレーブ処理によって行われる。この動作モードでは、より少ない滅菌食品又は飲料製品及び容器又は包装前駆体を使用することも可能である。
本発明の密閉容器の開放を容易にするために、複合キャリア層は、少なくとも一つの穴を有することができる。特定の構成では、ホールがホール被覆層として、少なくとも一つのバリア層、好ましくはポリマー層によって被覆される。さらに、一つ以上のさらなる層、特に接着促進層を、既に述べた層の間に設けることができる。ここで、孔被覆層は孔によって形成される領域の少なくとも部分的に、好ましくは少なくとも30%、好ましくは少なくとも70%、より好ましくは少なくとも90%の範囲で、互いに接合されることが好ましい。特定の構成では、穴がシート状の複合材全体を貫通し、穴を閉じる閉鎖又は開放装置によって覆われることが好ましい。好ましい実施形態に関連して、複合キャリア層に設けられた穴は当業者に知られており、様々な閉鎖具、飲用ストロー、又は開封補助具に適した任意の形状を有することができる。通常、閉鎖された容器は、孔を覆う孔被覆層の少なくとも部分的な破壊によって開放される。この破壊は切断、容器内への押し込み、又は容器からの引き抜きによって行うことができる。破壊は、容器に接続され、通常は穴の上方の穴の区域に配置される開放可能なクロージャ、又は穴を覆う穴被覆層によって穿孔される飲用ストローの手段によって行うことができる。
溝に沿って互いに隣接するシート状の複合材の折り畳み領域によって囲まれる内角が、折り畳みの結果として初めて180°から少なくとも10°ずれる場合、溝に沿って折り畳みが生じることが好ましい。上述したように、溝に沿って初めて少なくとも10°折り曲げることによる折り曲げ部の製造の過程において、キャリア層は特に、折り曲げ部に沿って弱められる。
内部シールは、第一複合エッジ領域における複合プラスチック層と、第二複合エッジ領域における複合プラスチック層との間のシールである。好ましい内部シールは、シールシームに沿っていかなるポケット又は凹凸も有さない。加えて、好ましい内部シールは、少なくとも10N/15mmの最大継ぎ目強度を有する。
外部シールは、第一複合エッジ領域における外側色層と、第二複合エッジ領域における複合プラスチック層との間のシールである。好ましい外部シールは、温度−イオン化処理の組み合わせによって得られる。加えて、好ましい外部シールは、少なくとも50N/15mmの最大継ぎ目強度を有する。
着色剤は一般に、シート状の複合材の外側に装飾、数字又は文字を適用するのに役立つ。DIN 55943:2001−10によれば、着色剤は、すべての着色物質、特に染料及び顔料の総称である。好ましい着色剤は顔料である。好ましい顔料は有機顔料である。本発明に関連して注目すべき顔料は、とりわけ、DIN 55943:2001−10に記載されている顔料、及び「Industrial Organic Pigments,Third Edition」(Willy Herbst, Klaus Hunger Copyright 2004 WILEY−VCH Verlag GmbH & Co.KGaA,Weinheim ISBN:3−527−30576−9)に記載されている顔料である。この種の顔料は、顔料だけでなく、ワックス、オイル、チキソトロピー剤及び印刷インキに通例の他の成分が提供される印刷インキ中に配合されることが多い。
以下の試験方法を本発明の範囲内で使用した。特に断りのない限り、測定は、25℃の周囲温度、100kPa(0.986atm)の周囲空気圧、及び50%の相対空気湿度で行った。
MFRは規格DIN EN ISO 1133−1(2012−03)及びDIN EN ISO 1133−2(2012−03)に従って測定される(特に明記しない限り、190℃及び2.16kgである)。
密度は、標準DIN EN ISO 1183−1(2013−04)に従って測定される。
融解温度は、DSC法DIN EN ISO 11357−1,−5(2010−03)に基づいて決定する。機器は、以下の測定値に基づいて製造者の指示に従って較正される。
−インジウム開始温度
−インジウムの融解熱
−亜鉛開始温度
PAの粘度数は、95%硫酸中の標準DIN EN ISO 307(2013−08)に従って測定される。
酸素透過率は、標準DIN 53380(1998−07)に従って、20℃、相対空気湿度50%で測定する。
板紙の水分含量は、標準ISO 287:2009に従って測定される。
二つの隣接する層の結合は、測定中に40mm/分で回転する回転可能なローラ上で、それらを90°剥離試験機器、例えばInstron「ドイツ回転ホイール固定具」に固定することによって決定される。サンプルは、予め幅15mmのストリップに切断しておいた。試料の一方の側で、薄片を互いに分離し、分離した端部を垂直に上向きの引張り装置にクランプする。張力を決定するための測定機器が、張力装置に取り付けられる。ローラが回転すると、薄片を互いに分離するのに必要な力が測定される。この力は層の相互の結合に対応し、N/15mmで報告される。個々の層の剥離は例えば機械的に、又は制御された前処理の手段、例えば試料を30%酢酸に60℃で3分間浸漬することによって行うことができる。
分子量分布は、光散乱の手段によるゲルパーミエーションクロマトグラフィーによって測定される:ISO 16014−3/−5(2009−09)。
滅菌試験を行うために、包装前駆体(1000)を充填機で折り畳み、ベース領域(1104)を形成し、食品又は飲料製品(1201)で充填し、最後にトップ領域(1103)を形成する。1000個の包装容器が熱風によるベース領域の密封と超音波によるトップ領域の密封との間の無菌区域に脱脂乳で充填される。1000個の包装容器が超音波によるトップ領域の密封との間の無菌区域に脱脂乳で充填される。ベース領域は、熱風によるベース領域(1104)の閉鎖によって形成され、トップ領域(1103)は充填機(例えば、CFA712、SIG Combibloc、Germany)における超音波による密封の手段によって形成される。
100W又は150Wのはんだごて
0.1−1mLピペット
直径9cmのプラスチック製ペトリ皿
インキュベーター(30℃)
プレートカウント寒天培地(Merck 105 463、Oxoid CM 325、Difco 247940)
無菌作業台
実験室での試験を行う前に、脱脂乳充填包装容器を30℃で少なくとも三日間培養しておかなければならない。検査されるべき包装容器は、上部シールにおいてアルコールで消毒され、次いで、熱いはんだごてで開けられる。0.1mLのミルクを開口部から取り出し、約10mLのプレートカウント寒天で満たした滅菌ペトリ皿に導入する。寒天の混合及び固化の後、ペトリ皿を30℃及び55℃で少なくとも48時間培養し、増殖についてチェックする。ペトリ皿は栄養培地上での凝縮水の形成が回避されるように、上下逆さまに培養されるべきである。次いで、コロニー形成単位(CFU)は、目又は顕微鏡によって同定され得る。ペトリ皿あたり10CFU以下のCFUが実験室研究で見出された場合、サンプルは無菌であるとみなされる。ペトリ皿当たり10CFU以上が実験室試験で見つかった場合、包装容器は微生物で汚染されているとみなされる。
〈試験培地〉
安全ギロチン
TIRA試験27025万能引張試験機
まず、包装を空にし、洗浄し、分割し、乾燥させる。安全ギロチンの手段により、外部シール及び継ぎ目強度のための内部シールの計測のための三つのサンプル(1400)をそれぞれ試験すべき外殻から長さ50mm、幅15mmで切り出す。
内部シールの継ぎ目強度を測定するために、外部シールを手で開き、次いでサンプルを分析する。
サンプルを15mmの縁部によって汎用引張試験機(ロードセル:1kN)にクランプし、40mm/分の速度で引っ張る。この過程で、力−距離に関するダイアグラムが記録される。クランプされた長さは35mmであり、試験距離は15mmである。
力−距離に関するダイアグラムにおける最大力の算術平均が、3つのサンプルから形成される。
〈シート状の複合材料の製造〉
実施例(発明)及び比較例(非発明)のシート状の複合材は、従来の押出コーティングシステム(Davis Standard、LLC、USA製)による層押出プロセスによって後に続く層順序で製造される。第一ステップでは、外側ポリマー層が複合キャリア層に適用される。さらなるステップにおいて、複合プラスチック層が、外側ポリマー層から離れた複合キャリア層の側に適用される。個々のプラスチック層を適用するために、ポリマー又はポリマー混合物は、押出機中で溶融される。1つのポリマー又はポリマー混合物を層に適用する場合、得られた溶融物は、供給ブロックを介してノズルに移され、キャリア層上に押し出される。層中に2種以上のポリマー又はポリマー混合物を適用する際、得られた溶融物は、供給ブロックの手段によって合わせられ、次いで、キャリア層上に共押出される。シート状の複合材(200)を製造するために、使用した複合材担体層(202、207、208、210、211、212)は、液体包装ボード(スウェーデン、Stora Enso、SwedwnからのNatura T Duplex doublex coated)であった。外側ポリマー層は、LDPE(19N430、Ineos、Germany)からなる。全ての前述の複合プラスチック層は、LDPE(70重量%の19N430、Ineos、Germany)とmPE(30重量%のAffinity 1451、Dow、Belgium)との混合物からなる。
図面はそれぞれ、説明又はそれぞれの図面に別段の記載がない限り、概略的な形態で示し、縮尺通りではない。
101 搬送ユニット
102 剥離ユニット
103 第一加熱ユニット
104 接触ユニット
105 個別化ユニット
106 イオン化ユニット
108 追加加熱ユニット
111 輸送面
200 シート状の複合材
201 外側のポリマー層
202 複合キャリア層
203 複合プラスチック層
204 第一複合エッジ層
205 第二複合エッジ層
206 シート状の複合材の厚さ
207 第一重複領域(250)における第一複合キャリア層
208 第一重複領域(250)における第二複合キャリア層
209 複合色層
210 第二重複領域(260)における第一複合キャリア層
211 第二重複領域(260)における第二複合キャリア層
212 第二重複領域(260)における第三複合キャリア層
213 第一複合プラスチック層
214 第二複合プラスチック層
215 バリア層
216 第二重複領域(260)における第三複合プラスチック層
217 第一複合エッジ領域の小領域
250 第一重複領域
260 第二重複領域
270 外部シール
280 内部シール
300 本発明によるシート状の複合材の製造方法
301 方法ステップa)
302 方法ステップb)
303 方法ステップc)
304 方法ステップd)
305 方法ステップe)
306 方法ステップd)1
401 出口オリフィス
402 入口オリフィス
403 温度T1
404 温度Tn
405 出口オリフィスとシート状の複合材との間の距離
406 エネルギー放出セグメント
407 第一エネルギー放出セグメント
408 最終エネルギー放出セグメント
409 エネルギー放出セグメントの長さ
410 入口オリフィスの内部断面積
411 エネルギー放出セグメントの内部断面積の合計
412 エネルギー放出セグメントの幅
444 高温ガス
445 熱風
1000 包装前駆体
1001 縦縁
1102 溝
1103 トップ領域
1104 ベース領域
1105 穴
1106 シート状の複合材の内部表面
1107 シート状の複合材の外部表面
1108 内部
1200 容器
1201 食品又は飲料製品
1202 開封補助具
1300 流れ方向
1400 継ぎ目強度測定用サンプル
Claims (16)
- 包装前駆体(1000)は、包装前駆体(1000)を基準にして少なくとも80重量%の範囲のシート状の複合材(200)からなり、
前記複合材(200)は、
i. 複合プラスチック層(203)
ii. 複合キャリア層(202)
iii. 第一複合エッジ領域(204)
iv. 第二複合エッジ領域(205)
を含み、
前記装置(100)は、流れ方向(1300)における装置構成要素として、
a)平坦なシート状の前記複合材(200)を輸送するように設計されている平坦な輸送ユニット(101)であって、前記複合材(200)を担持するように設計されている輸送面(111)を含む輸送ユニット(101)、
さらに下流において、
b)第一複合エッジ領域(204)を加熱するように設計された第一加熱ユニット(103)であって、エネルギー放出セグメント(406)を含む第一加熱ユニット(103)、
さらに下流において、
c)第一複合エッジ領域(204)を第二複合エッジ領域(205)に接合するように設計されている接触ユニット(104)、
を含み、
第一加熱ユニット(103)は、流れ方向(1300)にエネルギーを放出するように設計されることを特徴とする包装前駆体(1000)の製造のための装置(100)。 - 前記第一加熱ユニット(103)は、
前記流れ方向(1300)において、第一エネルギー放出セグメント(407)と、
前記流れ方向(1300)において、前記第一エネルギー放出セグメント(407)から最も遠く離れた最終エネルギー放出セグメント(408)とを含むことを特徴とする請求項1に記載の装置(100)。 - 第一エネルギー放出セグメント(407)は、最終エネルギー放出セグメント(408)よりも高い加熱電力を放出するように設計されている、請求項1又は2に記載の装置(100)。
- 前記第一加熱ユニット(103)が、ガスが通流できる入口オリフィス(402)を備え、以下の基準のうち、少なくとも一つが満たされていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の装置(100)。
a)前記入口オリフィス(402)は、前記エネルギー放出セグメント(406)の反対側に設けられている。
b)前記入口オリフィス(402)は、最終エネルギー放出セグメント(408)からの距離よりも、第一エネルギー放出セグメント(407)からの距離が小さい。
c)前記入口オリフィス(402)は、全ての前記エネルギー放出セグメント(406)の内部断面積(411)の合計よりも大きい内部断面積(410)を有する。 - 出口オリフィス(401)と前記輸送面(111)との間の距離(405)が、前記流れ方向(1300)における前記出口オリフィス(401)の長さ(409)と最大でも同じ長さであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の装置(100)。
- シート状の複合材(200)を含み、
シート状の前記複合材(200)は、
i. 複合プラスチック層(203)
ii. 複合キャリア層(202)
iii. 第一複合エッジ領域(204)
iv. 第二複合エッジ領域(205)
を含むことを特徴とする装置(100)。 - a)以下を含むシート状の複合材(200)を提供するステップと、
i. 複合プラスチック層(203)
ii. 複合キャリア層(202)
iii. 第一複合エッジ領域(204)
iv. 第二複合エッジ領域(205)
b)シート状の前記複合材(200)を加速するステップと、
d)第一複合エッジ領域(204)を加熱するステップと、
e)第一複合エッジ領域(204)を第二複合エッジ領域(205)に接合するステップとを含み、
ステップd)(304)において、輸送面(111)と第一エネルギー放出セグメント(407)との間の領域における第一温度はT1(403)であり、輸送面(111)と最終エネルギー放出セグメント(408)との間のさらなる領域における第二温度はTn(404)であることを特徴とする包装前駆体(1000)を製造する方法(300)。 - 前記ステップd)(304)が熱対流による加熱を含むことを特徴とする請求項7に記載の方法。
- 前記ステップd)(304)において、第一加熱ユニット(103)の出口オリフィス(401)における気体熱流(444)は、第一加熱ユニット(103)の入口オリフィス(402)におけるものよりも大きい流速を有することを特徴とする請求項7又は8に記載の方法。
- 前記ステップc)(303)において、シート状の前記複合材(200)の厚さ(206)が、少なくとも前記第一複合エッジ領域(204)の小領域において、シート状の前記複合材(200)の厚さ(206)の40%以上減少されていることを特徴とする請求項7〜9のいずれか一項に記載の方法。
- 請求項7〜10のいずれか一項に記載の方法により得られる包装前駆体(1000)。
- シート状の複合材(200)を含み、
シート状の前記複合材(200)が、第一重複領域(250)と第二重複領域(260)を含み、
前記第一重複領域(250)は、シート状の前記複合材の内部表面(1106)から外部表面(1107)まで相互に重ね合わされた層として、第一複合キャリア層(207)と第二複合キャリア層(208)を含む第一層列を含み、
前記第一複合キャリア層(207)は、前記第一重複領域(250)において第二複合キャリア層(208)に接合され、
前記第二重複領域(260)は、シート状の前記複合材の内部表面(1106)から外部表面(1107)まで相互に重ね合わされた層として、第一複合キャリア層(210)、第二複合キャリア層(211)及び第三複合キャリア層(212)を含む第二層列を含み、
前記第二複合キャリア層(211)は、前記第二重複領域(260)において前記第三複合キャリア層(212)に結合され、
前記第二複合キャリア層(211)と前記第三複合キャリア層(212)との間の前記第二重複領域(260)は、シート状の前記複合材の内部表面(1106)から外部表面(1107)まで相互に重ね合わされた層として、第三複合プラスチック層(216)及び第二複合プラスチック層(214)を含み、
前記第二重複領域(260)における前記第三複合キャリア層(212)の層厚は、前記第一複合キャリア層(210)又は前記第二複合キャリア層(211)又は両方のそれぞれの層厚よりも大きい;
第一重複領域(250)において、第一複合キャリア層(207)と第二複合キャリア層(208)との間で、シート状の前記複合材の内部表面(1106)から外部表面(1107)まで相互に重ね合わされた層として、複合色層(209)が複合プラスチック層(214)に結合されていることを特徴とする包装前駆体(1000)。 - 前記第一重複領域(250)及び前記第二重複領域(260)が互いに隣接することを特徴とする前述の請求項に記載の前記包装前駆体(1000)。
- 請求項12又は13に記載の包装前駆体(1000)の閉鎖によって得ることができる容器(1200)。
- 食品及び飲料製品の包装のための、請求項1〜6のいずれかに記載の装置(100)を用いて製造された、請求項12及び13のいずれかに記載の包装前駆体(1000)の使用。
- 包装前駆体(1000)、特に食品及び飲料製品の包装のための包装前駆体の製造のための、請求項1〜6のいずれかに一項に記載の装置(100)の使用。
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