NO171049B - Laminat for bruk i emballasje, samt vaeskebeholder laget av slikt laminat - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et laminat for oppbevaring av eteriske oljer og krydder, samt en beholder som er fremstilt av slikt laminat. Nærmere bestemt har oppfinnelsen befatning med laminat som er egnet for anvendelse i beholdere som er bestemt for oppbevaring av væsker med innhold av eteriske oljer og smaksstoffer, så som fruktsaft.

I mange år har smak- og kryddereksperter stilt seg temme-lig kritisk til de polyetylenbelagte standard-pappbeholdere som er vanlig forekommende på markedet, da de eteriske oljer og smaksstoffer som inngår i fruktsaft, vil kunne diffundere gjennom selve polyetylen-belegget og avsettes i pappmaterialet, hvorved fruktsaftens opprinnelige velsmak forringes meget markert under den vanlige oppbevaringstiden.

Selv om denne transportering av de eteriske oljer og smaksstoffer vil kunne reduseres vesentlig ved anvendelse av et laminat inneholdende en metallfolie i form av en foring langs beholderinnerveggene, vil utgiftene i forbindelse med anvendelsen av en metallfolie utelukke denne løsning som et brukbart alternativ. På tross av at det tidligere har vært gjort mange forsøk på å erstatte metallfolie med et polymer-laminat som til en relativt lav pris vil gjøre det mulig å bevare velsmaken under hele den vanlige oppbevaringstid, har det hittil stort sett ikke lykkes å finne en brukbar erstat-ning for metallfolie.

I beholderindustrien har det vært vanlig praksis å benytte mange former for materiale som varmesveises eller limes og omdannes på annen måte til en beholder eller kartong, ved hjelp av konvensjonelt utstyr. Slike produkter går vanligvis under betegnelsen "folde-esker", beholdere eller kartonger.

Som eksempel kan nevnes den gavltopp-melkekartong og pappemne for denne som i US-patentskrift 3 120 33 3 er spesielt betegnet som væsketette beholdere. Emnene som brukes ved fremstilling av slike beholdere, omfatter et pappunderlag som ved ekstrudering er belagt på begge sider med en harpiks, eksempelvis polyetylen, som danner et fuktsperresjikt og samtidig muliggjør varmeforsegling av kartongen.

Ved en typisk kartongomdanningsprosess blir, etter at harpiksemnene er tilskåret og snittet, harpiksen på yttersiden av en limklaff og harpiksen på innersiden av en kartongplate oppvarmet ved direkte flammepåvirkning, mens de oppvarmede kartongflater strekker seg i styrt stilling men stort sett uavstøttet, dvs. ukomprimert, mellom to varmebakker, over kantene av transportbåndet. Ved påfølgende ombretting danner kartongplatene et flattrykt rør, idet den smeltede og klebrige harpiks på de oppvarmede flater sammenpresses i en bakenfor-liggende klemsone, for opprettelse av en væsketett sideskjøt. I flattrykt rørform fraktes kartongene deretter til konsumen-tene, f.eks. meierier eller saftfabrikker, hvor de til sist opprettes ved ytterligere varmesveising, for å fylles og forsegles.

Selv om disse velkjente gavltopp-beholdere har vært brukt i utstrakt grad i hele USA for oppbevaring av melk eller fruktsaft, er de beheftet med visse mangler. En av ulempene skyldes fukting av kartongens pappkomponent.

Ved gjennomhulling av harpiksen og ved beleggbrudd

eller -rynking langs foldelinjer fremkommer andre problemsoner med sannsynlighet for fukting. Fuktighet vil også oppsuges, ved "vekevirkning" eller kapillarvirkning, gjennom det blott-lagte pappmateriale ved kanten av den limklaff som befinner seg i den fylte beholder. Videre kan visse eteriske oljer

og/eller smaksstoffer som vanligvis finnes i fruktsaft, f.eks. i eplesaft, tranebærsaft, grapefruktsaft, appelsinsaft og lignende, trenge gjennom fuktsperresjiktet av polyetylen og inn i pappen, hvorved fruktsaften taper i smak i løpet av normal

oppbevaringstid.

Mange forsøk har tidligere vært gjort for å eliminere ulempene i forbindelse med fukting av pappmaterialet eller unnvikingen av eteriske oljer gjennom polyetylen-fuktsperresjiktet, med derav følgende tap i smak. Ved et forsøk er det anvendt en foring for beholderinnerveggen, som består av to eller flere lag av polyolefin eller annet polymermateriale med en mellomliggende metallfolie. Den tilstedeværende metallfolie vil i vesentlig grad redusere såvel fuktighetsover-føringen som tapet av eteriske oljer til pappmaterialet. Med grunnet anvendelsen av metallfolie kompliseres behandlingen samtidig som det ferdige produkt fordyres betydelig.

Andre forsøk på å overvinne disse problemer har resultert i forslag om å benytte homogene helplastbeholdere som kan fremstilles ved blåsestøping. Som følge av at slike beholdere er fullstendig utformet og at transporteringen av disse innbe-fatter transportering av luften i beholderne, vil fraktkostnadene øke betraktelig jevnført med fraktkostnadene for samme mengde beholdere som kan transporteres i flattrykt tilstand. Beholderne lar seg dessuten vanskelig tilpasse for billige, trykte dekorasjoner.

Det er også utviklet helplast-beholderemner som er tilskåret og snittet i samme mønstre som de tidligere beskrevne, harpiksbelagte pappkartonger. Når disse plastbeholdere frem-føres gjennom en typisk omformer for harpiksbelagt pappmateriale, må det imidlertid utvises ekstra oppmerksomhet og omhu under sidesammenskjøtingen ved direkte flammepåvirkning av de frittliggende beholderflater.

Selv om homogene helplastemner muligens vil kunne forsegles ved anvendelse av kjent varmesveiseteknikk, f.eks. et statisk system hvori de oppvarmede soner avstøttes eller innspennes, eksempelvis mellom varmebakker, er ingen av disse kjente metoder egnet for kommersielle, høye produksjonshastig-heter. Dessuten vil tilvirkeren, grunnet anvendelsen av andre forseglingsmetoder, måtte anskaffe annet utstyr for å oppnå effektiv forsegling av helplastbeholderen, slik at det eksis-terende og disponible utstyr blir foreldet. Følgelig er slike helplastbeholdere ikke blitt kommersielt akseptert i større grad.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er således å frem-bringe beholdere som er egnet for oppbevaring av fruktsaft, under bibeholdelse av fordelene ved å anvende papp som grunn-materiale og samtidig eliminering av såvel de fremstillings-messige som de økonomiske ulemper ved bruk av metallfolie.

Dette formål oppnås ved et laminat og en beholder som angitt i de etterfølgende henholdsvis krav 1 og 2.

Det er konstatert at beholdere som er tilvirket av laminatet ifølge oppfinnelsen, gjør det mulig å bevare fruktsaft-innholdets smak i vesentlig grad, med derav følgende, betyde-lige forlengelse av den mulige oppbevaringstid for produktet samtidig med betraktelige økonomiske besparelser som følge av at det ellers nødvendige sperresjikt av aluminiumsfolie er erstattet av annet materiale.

Riktignok er det fra US-patentskrift 3 553 073 kjent et laminat sammensatt av lag som stort sett samsvarer med lagene i laminatet ifølge foreliggende oppfinnelse, men dette kjente laminat mangler det klebende lag av etylenmetakrylat som blant annet kjennetegner laminatet i oppfinnelsen, og heller ikke er det i patenskriftet antydet noe ytterligere klebelag, idet man tvert imot får inntrykk av at forbehandling eller klebemiddel ikke skal benyttes. Videre er det fra GB-patentskrift nr. 1080649 kjent å anvende polyolefiner i forbindelse med laminater for å beskytte mot fett, olje og fuktighet, men intet er antydet om at forbehandling eller et klebemiddel er nødvendig og at et slikt polyolefinlag skal kunne hefte til et tilgren-sende polyetylenlag i laminatet.

Det kan også nevnes at Handbook of Adhesives, second edition, 1976, edited by Irving Skeist, beskriver et trykkføl-somt adhesiv bestående av en kopolymer av metakrylsyre og angir at EMA-harpiks som kopolymer av etylen kan brukes som adhesiv for termoplaster, samtidig som GB-patentskrift 1241223 omhandler polyolefiner klebet sammen av trykkfølsomt adhesiv. Laminatet ifølge foreliggende oppfinnelse er imidlertid ikke basert på bruk av trykkfølsomme adhesiver, og dets særegne trekk vil ikke på noen måte være innlysende for en fagmann som er kjent med sistnevnte litteratursted og patentskrift. Endelig kan nevnes NO-utlegningsskrift 161301 som beskriver en emballasjefilm sammensatt av polyolefinlag sammenklebet med en EMA-kopolymer, men uten å angi de nye og særegne trekk ved laminatet ifølge foreliggende oppfinnelse.

Oppfinnelsen er nærmere beskrevet i det etterfølgende under henvisning til den medfølgende tegning, hvor: Fig. 1 viser et vertikalsnitt av en utførelsesform av laminatet ifølge oppfinnelsen.

Den beskrevne oppfinnelse er særlig egnet som papplaminat for anvendelse ved fremstilling eksempelvis av beholdere av ulike typer. Av slike beholdere kan for eksempel nevnes foldeesker, kvadratiske eller rektangulære beholdere eller kartonger eller enkle, sylindriske rør med en nedre lukkeanordning og vanligvis også en øvre lukkeanordning.

Det kan, utelukkende som eksempel, nevnes at den foreliggende oppfinnelse i høy grad er egnet for anvendelse ved en beholdertype av spesiell utforming, nemlig den gavltopp-beholder, for oppbevaring av væsker, som for eksempel er kjent fra US-patentskrift 3 120 333.

Laminatet ifølge foreliggende oppfinnelse, som er vist i fig. 1, omfatter et pappbærelag 10 som fortrinnsvis består av 'høyverdig pappmateriale, for eksempel 0,254-0,711 mm melkekartongmateriale som på sin ene side er belagt med propylenpolymer 12 i en vektmengde av 2,3-13,6 kg/ris. Enhver propylenpolymer antas å være egnet for anvendelse i denne forbindelse, for eksempel polypropylenhomopolymer, kopolymerer av propylen og andre olefiner som er samkopolymeriserbare og hvor propy-lenet utgjør minst ca. 75 vekt% av kopolymeren, og andre, modifiserte propylenpolymerer kan med fordel komme til anvendelse. Mest foretrukket er anvendelse av en polypropylen av ekstrusjonsbeleggkvalitet. Typisk for slike polypropylener av ekstrusjonsbeleggkvalitet er Gulf polypropylen 7914 og 7117 som markedsføres av Gulf Oil Chemical COmpany, Orange, Texas.

Over polypropylensjiktet 12 er det anordnet en varme-forseglbar olefinpolymer 14 som vil danne den endelige inner-flate av den tilvirkede beholder. Olefinpolymeren består fortrinnsvis av polyetylen og helst av en lavtetthets-polyetylen. Typisk for de foretrukne lavtetthets-polyetylener som kan finne anvendelse som sjiktet 14, er Gulf 4517 polyetylen som leveres av Gulf Oil Chemicals Company, Houston, Texas. Olefinpolymersjiktet 14 påføres i en vektmengde av 2,3-13,6 kg/ris. De innbyrdes beleggvektforhold mellom sjiktene av propylenpolymer og olefinpolymer bør ligge mellom 50:50 og 75:20.

Pappbærelaget 10 er på sin andre side eller ytterside belagt med et sjikt av varmesveisbar olefinpolymer 16, fortrinnsvis polyetylen og helst lavtetthets-polyetylen. Dette ytterbelegg av olefin-polymer gjør den ferdige beholderkon-struksjon varmesveisbar, og gir også pappmaterialet en blank overflate som ved egnede men konvensjonelle midler kan påføres trykt test direkte.

For å øke vedheftningen mellom olefinpolymersjiktet 14' og propylenpolymersjiktet 12, er det mellom sjiktene anordnes et klebende lag 18 i form av en kopolymer av etylen og metakrylsyre (EMA). Ved bruk av EMA har det vist seg spesielt gunstig å utsette det frembragte laminat for elektronbestrå-ling i en dose av ca. 10 megarad, for å oppnå fornetting av EMA og forsterke forbindelsen mellom olefinpolymersjiktet 14' og propylenpolymer-sperresjiktet 12'.

Laminatet ifølge oppfinnelsen lar seg lett fremstille. Således kan sjiktene av henholdsvis propylenpolymer og olefin-polymer ekstruderes under ett direkte på pappbærelaget. For som ovenfor nevnt å begunstige adhesjonen mellom propylenpolymer og olefinpolymer, ekstruderes et EMA-lag mellom propylenpolymer- og olefinpolymersjiktene, samtidig som disse sjikt ekstruderes i forening på pappbærelaget. Det benyttes en to-trinns beleggpåf©ringsprosess hvorunder propylen-polymersjik-tet ekstruderes på pappbærelaget og det frembragte, propylen-polymerbelagte pappmaterialet gjennomgår eventuelt flamme-behandling, koronautladning eller lignende, for øking av adhesjonen, hvoretter propylenpolymer-sperresjiktet dekkes med et ovenpåliggende sjikt av olefinpolymer.

Den unike sperrevirkning mot gjennomgang av eteriske oljer og smaksstoffer hos laminatet ifølge oppfinnelsen fremgår tydelig av det etterfølgende jevnføringseksempel.

1,9 liters appelsinsaftbeholdere av standardtypen ble tilvirket og fylt med appelsinsaft. Den eteriske hovedolje i appelsinsaft består av d-limonen. De fylte beholdere ble lagret i seks uker, hvoretter appelsinsaften ble analysert for å bestemme det vektprosentmessige tap av eterisk d-limonenolje og det vektprosentmessige tap av C-vitamin.

1,9 liters appelsinsaftbeholdere av standardtype var

fremstilt av et laminat bestående (utenfra og innad) av 3,5 kg/ris polyetylen, 0,61 millimeters melkekartongmateriale og 9,1 kg/ris polyetylen.

En annen 1,9 liters appelsinsaftbeholder av standardtype ble modifisert med en innvendig foring av aluminiumfolie. Beholderen besto utenfra av 3,5 kg/ris lavtetthetspolyetylen, 0,61 millimeters melkekartongmateriale, 4,5 kg/ris lavtetthetspolyetylen, 0,009 mm aluminiumfolie og 9,1 kg/ris lavtetthetspolyetylen .

En tredje jevnføringsbeholder ble tilvirket ved at 1,0 liters appelsinsaft-pappbeholderen av standardtype ble modifisert med en innerforing av høytetthetspolyetylen. Denne beholder besto utenfra av 3,5 kg/ris lavtetthetspolyetylen, 0,62 millimeters kartongmateriale, 4,5 kg/ris høytetthets-polyetylen og 4,5 kg/ris lavtetthetspolyetylen.

Endelig ble det av laminatet ifølge oppfinnelsen tilvirket en 1,9 liters appelsinsaft-pappbeholder av standardtype bestående, utenfra og innad, av 3,5 kg/ris polyetylen, 0,61 millimeters melkekartongmateriale, 4,5 kg/ris polypropylen av ekstrusjonsbeleggkvalitet og 4,5 kg/ris lavtetthetspolyetylen.

Nedenstående tabell I angir resultatene av kvalitetstes-ter etter seks ukers lagringsperiode.

Det fremgår tydelig at beholderen som var tilvirket av et laminat ifølge foreliggende oppfinnelse dannet stort sett samme sperring for d-limonen som laminatet inneholdende aluminiumfolie. Selv om den ikke dannet en like god sperring for C-vitamin som beholderen med en foring av aluminiumfolie, dannet beholderen av laminatet ifølge oppfinnelsen likevel en bedre barriere mot tap av C-vitamin enn hittil mulig uten

anvendelse av en foring av metallfolie.

Effektiviteten av laminatet ifølge oppfinnelsen som sperring mot gjennomgang av eteriske oljer og smaksstoffer muliggjør en betydelig forlengelse av oppbevaringstiden for beholdere som er fremstilt av laminatet, og tillater erstat-ning av et sperresjikt av aluminiumfolie i slike beholdere, med derav følgende, vesentlige kostnadsbesparelser.

Claims (2)

1. Laminat for anvendelse i emballasje, for opprettelse av en effektiv sperring mot gjennomgang av eteriske oljer og/c-eller smakstoffer, omfattende et papplag (10) som på en side er belagt med et propylenpolymerlag (12) som på sin side motsatt papplaget er belagt med et olefinpolymerlag (14), karakterisert ved at et klebende lag (18) av etylenmetakrylat er anordnet mellom propylenpolymerlaget (12) og olefinpolymerlaget (14), at lagene (12, 18, 14) av henholdsvis propylenpolymer, klebende etylenmetakrylat og olefinpolymer er ekstrudert samtidig på papplaget (10, og at den andre siden av papplaget (10) er belagt med et lag (16) av varmesveisbar olefinpolymer.

2. Beholder for væsker med innhold av eteriske oljer og/eller smakstoffer, tilvirket av et laminat som omfatter et papplag (10), belagt med et propylenpolymerlag (12), som i sin tur er belagt med et olefinpolymerlag (14), karakterisert ved at et klebende lag (18) av etylenmetakrylat er anordnet mellom propylenpolymerlaget (12) og olefinpolymerlaget (14), at lagene (12, 18, 14) av henholdsvis propylenpolymer, klebende etylenmetakrylat og olefinpolymer er ekstrudert samtidig på papplaget (10, og at den andre siden av papplaget (10) er belagt med et lag (16) av varmesveisbar olefinpolymer.