NL8200450A

NL8200450A - Werkwijze voor het afdichten en openen van verpakkingen en verpakkingen met een lostrekbare afdichting.

Info

Publication number: NL8200450A
Application number: NL8200450A
Authority: NL
Original assignee: Grace W R & Co
Priority date: 1981-02-06
Filing date: 1982-02-05
Publication date: 1982-09-01
Also published as: AR227573A1; FR2504846A1; DK50782A; CA1172180A; GB2092515B; CH651259A5; GB2092515A; BR8200478A; AU7976682A; DE3202670A1; FR2504846B1; US4382513A

Description

- 1 - *S' 4 f --.- *

Werkwijze voor het afdichten en openen van verpakkingen en verpakkingen met een lostrekbare afdichting.

Gebied van de uitvinding.

De uitvinding heeft betrekking op het tegen elkaar afdichten van verenigbare polyolefine velmaterialen voor vormen van verpakkingen, in het bijzonder verpakkingen waarin grote 5 oppervlakken tegen elkaar zijn afgedicht voor het vormen van de verpakking. In het algemeen heeft de uitvinding betrekking op het regelen van de lostrekbaarheid van zowel verenigbare als niet verenigbare thermoplastische velmaterialen door verknopen met ioniserende straling.

10 Achtergrond.

Het is gewenst gebleken voedsel en andere produk-ten die hermetische afdichtingen eisen, te verpakken in lostrekbare afdichtverpakkingen, die in wezen bestaan uit een paar op elkaar geplaatste vellen met het produkt daartussen, welke vellen tegen 15 elkaar zijn afgedieht voor verschaffen van een afdichting, die sterk genoeg is om bestand te zijn tegen verkeerd gebruik en niet scheiden en lekken. Tegelijkertijd is het gewenst dat de vellen van elkaar getrokken kunnen worden om het voorwerp in de verpakking gemakkelijk toegankelijk te maken met minimale inspanning en zonder 20 de noodzaak van lossnijden of scheuren van de verpakking. In een dergelijke verpakking wordt een holte gevormd voor opnemen van het produkt door het vel in een vorm te vormen en het andere vel wordt gebruikt als sluiting en wordt langs de omtrek rond de holte op een betrekkelijk groot kraaggebied afgedicht. In een andere derge-25 lijke verpakking wordt het produkt geplaatst op een ondoorlaatbaar steunorgaan of vel in een vacuümkamer en een vormbare film wordt rond het produkt gevormd en afgedicht op een groot oppervlak van het steunorgaan voor vormen van een vacuum huidverpakking. Dergelijke verpakkingen moeten de inhoud beschermen tegen het indringen 30 van vocht, lucht en andere verontreinigingen en moet bijgevolg ondoorlaatbaar zijn en doelmatige afdichtingen hebben en toch gemakkelijk aftrekbaar zijn zonder scheuren van de verpakkings- 8200450 « * - 2 - materialen, vat kan resulteren in voortijdig vernietigen van de verpakking en onopzettelijke verontreiniging van de inhoud. Als een simpele zaak van gemak is het verder gewenst, dat de verpakking met de hand geopend kan worden door de filmrellen van elkaar te 5 trekken en dat men niet gebruik hoeft te maken van een mes, schaar en dergelijke voor het openen van de verpakking. Bijgevolg is een doelstelling van de uitvinding een verpakking te verschaffen, die met handkracht open getrokken kan worden.

In de stand van de techniek zijn een aantal 10 verpakkingsconfiguraties en materialen gebruikt voor verkrijgen van een gemsdekelijk lostrekbare afdichting. In enkele gevallen wordt een intermediair polymeer materiaal tussen de vellen verschaft, dat dient als hechtmiddel of als afdichtmiddel tussen de filmvellen, die de verpakking vormen. Elke materiaallaag echter, 15 die wordt toegevoegd aan de vellen, die de verpakking vormen, verhoogt de verpakkingskosten en maakt de vervaardiging moeilijker. Bijgevolg is een andere doelstelling van de uitvinding een verpakking te verschaffen, die niet de toevoeging eist van een lostrekbare hechtmiddelbekleding tussen de filmvellen.

20 Ook is in de stand van de techniek verknoping door straling toegepast voor verbeteren van de afdichteigenschappen van de films, die een verpakking vormen. In het Amerikaans octrooi-schrift 3.106.1+1)-1 bijvoorbeeld wordt straling van het afdichtgebied toegepast voor sterk verbeteren van de afdichtsterkte.ii het Ameri-25 kaans octrooischrift 3.022.5^3 wordt een dunne aftrekbare bedekking van bestraalde, biaxiaal georiënteerde film beschreven, die is afgedicht op een niet-bestraalde, thermisch gevormde houder van betrekkelijk dik kunststof materiaal. Dit octrooischrift beschrijft ook op zichzelf afgedichte biaxiaal georiënteerde, bestraalde 30 polyethyleenfilm. In deze publicaties wordt het polyolefinemateri-aal ofwel bestraald en biaxiaal georiënteerd ofwel bestraald nadat de eindafdichting heeft plaatsgehad, terwijl een andere doelstelling van de uitvinding is een verpakking te verschaffen, die vervaardigd is van niet georiënteerde verknoopte polyolefinematerialen, 35 waarin beide films zijn verknoopt, voorafgaande aan het afdichten, 8200450 % * - 3 - maar naderhand niet bestraald, waardoor een verpakking wordt verkregen met gemakkelijker los te trekken afdichtingen. Deze en andere doelstellingen zullen duidelijk worden uit de nu volgende beschrijving en uit de tekening.

5 Samenvatting van de uitvinding.

Volgens een aspect is de onderhavige uitvinding een verbetering van de werkwijze voor afdichten van verpakkingen, die vervaardigd zijn van thermoplastische films, waarin de afdichting, die gevormd wordt, lostrekbaar is en een afdichting is tussen 10 de oppervlakken van twee georiënteerde films, waarvan de oppervlakken polyolefinemateriaal bevatten. De verbeterde werkwijze omvat bestralen van elke polyolefinefilm met ioniserende straling tot een minimum doseerniveau van ongeveer 3-7*5 MR voor verknopen van de film; verhitten van tenminste een deel van ëên van de opper-15 vlakken van de verknoopte polyolefinefilms; en vervolgens persen van het verhitte oppervlak tegen het oppervlak van de andere film om ze aan elkaar te binden. Daarna kunnen de films gemakkelijk van elkaar getrokken worden, bij voorkeur met een kracht die niet groter is dan 1000 g/lineaire inch en liefst met een kracht, die 20 niet groter is dan ongeveer 600 g/lineaire inch.

Volgens een ander aspect heeft de uitvinding betrekking op een verpakking met een lostrekbare afdichting, die twee niet georiënteerde thermoplastische vellen bevat met daartussen een produkt, waarbij elk van de vellen polyolefinemateriaal 25 bevat, dat verknoopt is tot het equivalent van een minimum dosering van 3 MR; een deel van het oppervlak van elk vel gebonden is aan het andere vel door een continue warmte-afdichting voor omhullen van het produkt; en, de tegen elkaar afgedichte films gescheiden kunnen worden door een kracht, die niet groter is dan 1000 g/lineaire 30 inch, bij voorkeur niet groter dan 600 g/lineaire inch.

Beschrijving van de tekening.

In de tekening is:

Fig. 1 een bovenaanzicht van een verpakking van 35 het type, dat voordelig volgens de uitvinding kan worden af gedicht; 8200450 - Η -

Fig. 2 een zijaanzicht is van de in fig. 1 weergegeven verpakking; en

Fig. 3 een vergroot detail is, dat de volgens de uitvinding tegen elkaar afgedichte oppervlakken toont.

5 Gedetailleerde beschrijving.

In fig. 1 is een bovenaanzicht van de verpakking 1 weergegeven. Een zijaanzicht van deze verpakking is weergegeven in fig. 2. De holte 2 bevat een produkt, dat een voedings-produkt kan zijn, zoals een lunchmaaltijd of kaas of het kan een 10 ander produkt zijn, dat hermetische afsluiting vereist, zoals medische en farmaceutische produkten.

De verpakking 1 is gevormd uit twee filmvellen, waarbij de holte 2 gevormd is in een van de filmvellen, welke alle produkt omhult. Het andere filmvel bedekt of sluit de opening 15 van de holte 2 af en de twee filmvellen worden tegen elkaar afgedicht in het kraaggebied 3. Een deel van de twee filmvellen is niet zo volledig afgedicht, dat een gripstrookgebied beschikbaar is in de buurt van het afdichtgebied bt zodat zowel het boven als het beneden filmvel tussen de vingers gepakt kan worden en van 20 elkaar getrokken voor openen van de verpakking.

In fig. 3 is een gedeelte van de verpakking 1 weergegeven, waar de films, die de verpakking vormen, meerlaags-films zijn en de film, die de holte 2 vormt, een meerlaagsfilm 5 is. De afdek- of sluitfilm 6 bedekt of sluit de holte 2 af en 25 omhult het produkt daarin. De filmsegmenten 7 en 8 vormen de gripstroken, zodat de afdichting in de buurt van het afdichtgebied k gemakkelijk kan worden gescheiden.

In een geprefereerde werkwijze voor vervaardigen van een verpakking volgens de uitvinding worden een vel niet-30 georiënteerd, bestraald polyolefinemateriaal zoals polyetheen, etheen-vinylacetaat copolymeer of een ionomeer of meerlaagsfilms, die éên of meer van deze materialen bevatten, bestraald voor verknopen van de polyolefinematerialen in de film. Een minimum dosering van ongeveer 6-7,5 MR is nodig om de film aftrekbaar te maken van 35 polyetheen met lage dichtheid en voor films, die een ionomeer 8200450 fe - - 5 - polymeer bevatten als de afdichtlaag is een geprefereerd traject van ongeveer 9,0 MR tot ongeveer 16,0 MR. De geprefereerde methode voor bestralen van het polyolefinemateriaal voor verkrijgen van verknoping is de polyolefinefilm een voldoende aantal malen te 5 voeren door de straal van een hoge energie elektronenversneller, totdat het gewenste doseerniveau is bereikt. Verknopen door bestralen is bekend.

Het filmvel of vlies met daarin de holte, dat wil zeggen film 5 in fig. 3 heeft bij voorkeur een dikte van 3-5 10 mils en de holte wordt gevormd volgens een van de bekende thermische vormprocessen, zoals klemmen van een filmvel over een vormholte, verhitten van de film om deze te verweken, zodat ze vormbaar wordt, trekken van de film in de vormholte of matrijs, zodat ze de vorm van de matrijs aanneemt en vervolgens losmaken van de gevormde film.

15 Dergelijke matrijzen hebben gewoonlijk een aantal openingen in de bodem en zij-oppervlakken, waardoor vacuum wordt getrokken om de verhitte film in de matrijs te zuigen, In andere processen kan een stop gebruikt worden om de door verhittenverweekte film in de matrijs te drukken.

20 Nadat de holte is gevormd, wordt een produkt in de holte gebracht en vervolgens wordt een niet georiënteerd polyolefine afdekvel zodanig over de holte geplaatst, dat het vel geplaatst is boven het omtrekskraaggebied van het vormend vlies.

De afdek-of sluitfilm wordt gewoonlijk aangebracht onmiddellijk 25 voordat de twee filmvellen of vliezen - nu een gedeeltelijk voltooide, niet af gedichte verpakking - geplaatst zijn in een vacuümkamer. Wanneer de niet af gedichte verpakking eenmaal in een vacuümkamer is geplaatst en het gewenste niveau van evacueren is bereikt, wordt de verpakking onder warmte en druk op het omtreksgebied van 30 het vormend vlies afgedicht, dat wil zeggen in het kraaggebied.

Een temperatuur tot 350° C kan worden toegepast en de kraaggebieden zullen gewoonlijk worden geklemd tussen afdichtstaven, die door middel van weerstandsverhitting worden verhit. Een voldoende verblijftijd wordt toegepast, zodat de materialen, die de binnenopper-35 vlakken vormen, een binding vormen. Om hermetisch te zijn, moet de 8200450 - 6 - afdichting continu zijn in het kraakgebied rond het produkt, maar een hoek of een randdeel van de tvee films kan niet afgedicht zijn, zoals weergegeven is in de fig. 2 en 3, zodat een gripstrook verkregen wordt voor lostrekken van de films.

5 Een "brede kraag" of "gebied" afdichting is een afdichting, die onderscheiden moet worden van een lijn of punt-afdichting, waar een zeer hoge concentratie van warmte en druk optreedt. De "kraag" of "gebied" afdichtingen zijn omtreksafdichtingen rond de omtrek van het produkt, dat in de verpakking is 10 opgesloten.

Nadat het afdichten voltooid is, wordt de verpakking uit de vacuümkamer verwijderd en is dan gereed voor commerciële distributie.

Een andere geprefereerde werkwijze voor benutten 15 van de onderhavige uitvinding is het vacuum huidverpakkingsproces, waarin produkten zoals verse snijdsels van rood vlees worden verpakt door het vleesprodukt te plaatsen op een niet georiënteerd, verknoopt vel van polyolefinemateriaal, in een vacuümkamer, verhitten van een tweede vel niet georiënteerd, verknoopt polyolefine-20 materiaal, plaatsen van het verhitte vel boven het produkt, evacueren van de kamer, vervolgens vormen van het verhitte vel rond het produkt en persen van het verhitte vel tegen het andere vel door middel van differentiële luchtdruk voor afdichten van de twee vellen tegen elkaar in het continue kraagachtige gebied rond de omtrek van 25 het produkt. Een dergelijke werkwijze wordt beschreven in het Amerikaans octrooischrift : 30.009,

Door bestralen van films in het gebied van 3-16 afdichtingen MR eisenvvoor scheiden van de films, kracht en van'slechts 500g/Hrmm;

Aangenomen wordt, dat de verknoping de visco-30 siteit van het verknoopte materiaal zodanig vergroot, dat bij het afdichtscheidingsvlak het vloeien tussen de tegen elkaar afgedichte materialen afneemt en een adequate maar niet sterke afdichting wordt gevormd. In de stand van de techniek werden onverenigbare materialen gebruikt als het afdichtscheidingsvlak, zodat er niet 35 enig echt mengen van de materialen is en een betrekkelijk lage 8200450 - 7 - scheidingskracht kan worden verkregen, In de onderhavige uitvinding is verrassend de ontdekking, dat een afdichting met lage sterkte kan worden verkregen, wanneer dezelfde materialen onder warmte en druk tegen elkaar worden afgedicht. Nog verrassender is 5 de ontdekking, dat straling de aftreksterkte tussen onverenigbare polyolefinematerialen kan regelen.

Voorbeeld I

Monsters van een co-extrudeerde meerlaagsfilm, 10 waarvan een buitenoppervlak een laag 0,8 mil dik "Surlyn" brand ionomeer no. 1702 (du Pont) is, welke laag met "Plexar" 1139 C brand etheen-vinylacetaat copolymeer hechtmiddel (Chemplex Co.) gebonden was aan een centrale laag van 0,3 mil gehydrolyseerd etheen-vinylacetaat copolymeer, waarvan het andere buitenoppervlak 15 door middel van het Plexar 1138 C hechtmiddel was gehecht aan 3»0 mil Chemplex 3^0^ brand etheen-vinylacetaat copolymeer, werden met hoge energie elektronen bestraald tot doseerniveaux van 7>5 MR, MR en 11,0 MR. Elk bestraald filmmonster plus één, dat niet was bestraald, werd gebruikt als de bodem of vormvlies en een top-20 vlies, waarvoor gebruikt werd het 9,¾ MR bestraalde materiaal, werd gebruikt voor afdichten aan alle bodemvliesmaterialen. Nadat de afdichtingen met warmte en druk waren uitgevoerd, werd een strook van 1 inch weggesneden over het afdichtgebied en de einden van elke strook werden geplaatst in de klauwen van een In-strou beproevings-25 machine, zodanig dat de afdichting ongeveer in het midden van de ruimte tussen de grijpklauwen was. Een sterke afdichting, die meer dan 1500 g/inch vroeg voor het scheiden, werd verkregen met de afdichting van het niet bestraalde vormvlies. Een gemiddeld:· sterke afdichting, die ongeveer 1000 g/inch eiste voor het scheiden, werd 30 . verkregen met het 7,5 MR bodemvlies. Een gemakkelijk openende afdichting, die ongeveer 600 g/inch eiste voor het scheiden, werd verkregen met het 9,^ MR bodemvlies en een ander gemakkelijk openende afdichting werd verkregen met het 11,0 MR bodemvlies, die voor s.Cheiden ongeveer 500 g/inch eiste. In alle gevallen werden de 35 afdichtingen ''losgetrokken" en niet gescheurd, dat wil zeggen dat 8200450 - 8 - de gescheiden films intact "bleven, wat meer gewenst is, omdat de verpakking geopend kan worden zonder scheuren of breken van de film in de handen van de persoon, die de verpakking opent. Gebaseerd op waarneming, zal een gemiddeld sterke afdichting verkregen 5 kunnen worden met een dosering van slechts 6,0 MR, wat een afdichting zou zijn, die gescheiden kan worden zonder scheuren van de film.

Een bijzonder bevredigende afdichting wordt verkregen, wanneer één oppervlak van het scheidingsvlak Surlyn 10 1702 (15 smeltindex) is, bestraald tot 9,0 MR en het andere opper vlak etheen-vinylacetaat copolymeer is met 7 % vinylacetaat (7 smeltindex), bestraald tot 6 MR. Dit resulteert in een afdichting met een lostreksterkte van 600 g/lineaire inch.

De voorgaande proeven tonen de effecten van 15 bestralen op de niet georiënteerde polyolefinematerialen en hieruit blijkt, dat bij stijgende doseringen de lostrekbaarheid van de afdichting wordt verbeterd. Dit is verrassend met het oog op het feit, dat verknopen in het algemeen polymere materialen versterkt.

In enkele bekende lostrekbare afdichtconfigura-20 ties worden onverenigbare materialen gebruikt voor de afdicht- scheidingsvlakken voor vormen van afdichtingen, en onverenigbare thermoplastische materialen zijn die, welke bij smelten en vloeien niet in elkaar oplossen, maar een zwakke binding vormen bij de scheidingsvlakken van hun oppervlak, vaar de materialen met elkaar 25 in contact komen bij smelten onder verwarmen en druk. Verknopen van de materialen in de scheidingsvlakken kan het vloeien bij smelten daarvan regelen, zodat de bindingssterkte en bijgevolg de lostreksterkte mar wens geregeld kan worden.

30 8200450

Claims

1. Werkwijze voor afdichten en openen van verpakkingen, die zijn vervaardigd van thermoplastische film en met grote kraaggebieden, met het kenmerk, dat een gemakkelijk lostrek- 5 bare afdichting tussen de oppervlakken van twee niet georiënteerde films, waarvan de tegen elkaar afgedichte oppervlakken polyolefine-materiaal bevatten, wordt gevormd door middel van de volgende trappen: a) bestralen van elke polyolefinefilm met 10 ioniserende straling tot een minimum doseerniveau van ongeveer

3 MR voor verknopen van de film; b) vormen van een verpakking door warmte-afdichten van een deel van de oppervlakken van de verknoopte polyolefine-films, waarbij tussen de films een produkt is opgesloten, om de 15 films samen te binden in een hermetische afdichting in het grensgebied rond de omtrek van het produkt; en daarna c) openen van de verpakking door de films in het afgedichte gebied van elkaar te trekken zonder scheuren van ëên van de films.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het ken merk, dat tenminste een van de polyolefinefilms een buitenlaag in een meerlaagsfilm is en de verpakking geopend kan worden door toepassen van een kracht, die niet groter is dan 1000 g/lineaire inch.

3. Werkwijze volgens conclusie 1, met het ken merk, dat de polyolefinefilms gekozen zijn uit etheën-vinylacetaat copolymeren, polyetheen en ionomeren. U. Werkwijze volgens conclusie 3, mét hét kenmerk, dat voorafgaande aan trap (b) de volgende trappen worden 30 uitgevoerd: 1) . thermisch vormen van een produkt opnemende holte in éën van de films; 2) . vullen van de holte met een produkt; en 3. sluiten van de gevormde holte met de andere 35 film. 8200450 - 10 -

5. Verpakking met een lostrekbare afdichting, met het kenmerk, dat deze bevat a) tvee niet georiënteerde thermoplastische vellen met daartussen een produkt; 5 b) elk van de vellen polyolefinemateriaal bevat, dat verknoopt is tot het equivalent van een minimum dosering van 3MR; c) een deel van het oppervlak van elk vel gebonden is aan het andere vel door middel van een betrekkelijk brede, 10 continue, omtrekswarmte-afdichting voor omhullen van het produkt; d) de tegen elkaar afgedichte films van elkaar gescheiden kunnen worden door een kracht van niet meer dan 1000 g/ lineaire inch.

6. Verpakking volgens conclusie 5, met het ken- 15 merk, dat het polyolefinemateriaal is etheen-vinylacetaat copoly- meer, polyetheen en ionomeren.

7. Verpakking volgens conclusie 5» met het kenmerk, dat de vellen meerlaagsfilmvellen zijn en de oppervlakte-lagen, die tegen elkaar afgedicht worden polyolefinemateriaal 20 bévatten.

8. Verpakking volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de verpakking gevormd is door een huidverpakkingsmethode, waarbij êên verhit vel geperst wordt tegen het andere onder toepassing van differentiële luchtdruk. 25 8200450