NO300887B1 - Åpningsanordning på en av plastbelagt emballasjemateriale fremstilt beholder - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en åpningsanordning på en av plastbelagt emballasjemateriale fremstilt beholder av den typen som har en på tvers over en beholdervegg ragende forseglingsfane, i hvilken plastbeleggene på motstående materialsjikt er sammenføyd med hverandre i en forseglingssøm, hvilke materialsjikt langs i det minste en del av forseglingsfanen inneholder en i forseglingsfanen innlagt åpningsremse av et laminert materiale, omfattende på hver side av et innersjikt anordnede yttersjikt av et materiale som er forseglet med god adhesjon til materialets plastbelegg.

Innen emballasjeteknikken anvendes ofte emballasje av engangstypen, fremstilt av plastbelagt materiale, for å emballere og transportere flytende næringsmidler slik som melk, juice, vin osv. Den nærmere oppbygningen av et slikt emballasjemateriale varierer i avhengighet av hvilket produkt som skal emballeres, men omfatter vanligvis et eller flere bærersjikt av papir eller kartong som gir emballasjen den nødvendige stivhet og formstabilitet, samt ytre belegg av en termoplast, fortrinnsvis polyeten, som delvis gjør emballasjen væsketett og som gjør det mulig å gi emballasjen ønsket geometrisk, endelig form ved hjelp av varmeforsegling.

Engangsemballasjer av den typen det her er tale om fremstilles som oftest ved hjelp av rasjonelle emballasjemaskiner av den typen som enten fra en bane eller fra forhåndsfremstilte emner av emballasjematerialet både former, fyller og sluttforsegler ferdige emballasjer. Fra for eksempel en bane fremstilles emballasjer av typen Tetra Brik (registrert varemerke), ved at banen først formes til et rør ved at banens langsgående kanter sammenføyes med hverandre i en langsgående overlappskjøt. Røret fylles med ønsket innhold og oppdeles til lukkede emballasjeenheter ved gjentatte tverrforseglinger av røret langs i avstand fra hverandre beliggende, tverrgående soner under nivået til rørets innhold. De enkelte, putelignende beholderne gis deretter ønsket geometrisk form, i dette tilfelle parallellepipedisk, ved en ytterligere bretteformings- og forseglingsoperasjon, ved hvilken det ved beholderens hjørner dannes fire dobbeltveggede, trekantede fliker, av hvilke de to øvre brettes ned og forsegles mot de nærmeste, vertikale sidevegger, mens de to nedre hjørnefliker brettes inn og forsegles mot den plane bunnveggen.

Den beskrevne, kjente, parallellepipediske beholderen oppviser således to forseglingsfaner dannet ved tverrforseglingen av røret, i hvilke motstående materialsjikt av emballasjematerialet er sammenføyd med hverandre innside mot innside i en forseglingssøm dannet ved overflatesmelting. Den ene av disse to forseglingsfaner befinner seg ved beholderens plane, øvre vegg og rager tvers over denne, fra spiss til spiss av de to øvre hjørneflikene som er nedbrettet og forseglet mot beholderens sidevegger, mens den andre forseglingsfanen på tilsvarende måte befinner seg ved beholderens bunnvegg og rager langs denne fra spiss til spiss av de to undre hjørneflikene som er innbrettet og forseglet mot beholderens bunnvegg. Beholderen har dessuten en langsgående forseglingssøm som utgjør en del av det fremstilte rørets langsgående overlappsøm og som krysser de to nevnte, tverrgående forseglingsfanene i et punkt mellom de to hjørneflikene ved beholderens øvre og nedre endevegg.

Det krav som stilles til en engangsbeholder av denne typen er naturligvis at den skal gi så god beskyttelse som mulig for det emballerte produktet, men også at den skal være bekvemt håndterbar både ved transport og bruk. For å gjøre beholderen bekvemt håndterbar ved bruk utstyres den ofte med en eller annen type åpningsanordning, ved hjelp av hvilken beholderens innhold lett skal kunne gjøres tilgjengelig og bekvemt skal kunne helles ut i en samlet, veldefinert stråle.

På den ovenfor nevnte beholderen av typen Tetra Brik utnyttes for det meste en av beholderens to øvre, trekantede hjørnefliker som tømmeåpning, og vanligvis skjer åpningen ved at den nevnte hjørnefliken løsgjøres og brettes opp fra sin nedbrettede stilling mot beholderens sidevegg, og at forseglingsfanen som rager over hjørnefliken rives opp eller skjæres av slik at det dannes en forbindelseskanal med beholderens indre.

Etter som det kan være forbundet med visse problemer å rive opp den nevnte trekantede fliken langs en forberedt riveanvisning eller perforering, og etter som en avskjæring eller avklipping av forseglingsfanen forutsetter bruken av et verktøy, er det i stedet foreslått å løse åpningsproblemet ved hjelp av en rivetråd eller et rivebånd av den typen som er beskrevet for eksempel i svensk patent 402899. Rivetråden eller rivebåndet innlegges i forseglingsfanen fra spissen av den trekantede hjørnefliken som danner tømmeåpning, frem til og forbi forseglingsfanens krysningspunkt med beholderens langsgående overlappsøm, slik at rivetråden eller rivebåndet blir tilgjengelig fra beholderens utside. Når beholderen skal åpnes, gripes den fra utsiden tilgjengelige delen av rivetråden eller rivebåndet og trekkes oppover og bakover, hvorved forseglingssømmen i forseglingsfanen mellom det nevnte krysningspunktet og spissen av den trekantede hjørnefliken skjæres opp for dannelse av en tilsvarende tømmeåpning. Denne kjente type åpningsanordning med tråd eller bånd har imidlertid vist seg å fungere mindre godt, først og fremst fordi tråden eller båndet sjelden skjærer direkte i forseglingssømmen, men i stedet skjærer mellom papirmaterialet og plastbelegget på et av materialsjiktene, hvilket medfører at materialets papir- eller kartongsjikt frilegges slik at innholdet kommer i kontakt med den sugende, blottlagte fiberflaten, som hurtig bløtes opp og mister stivhet.

En annen kjent løsning på åpningsproblemet er beskrevet for eksempel i den europeiske patentsøknad med publiseringsnummer 0083441. Åpningsanordningen består i dette tilfelle av en i forseglingsfanen innlagt remse av et laminert materiale, omfattende til dels et indre sjikt av et strekk- og rivesterkt materiale, f.eks. orientert polyester, nylon, metallfolie osv., og til dels på hver side av innersjiktet anordnede ytre belegg av et varmeforseglbart plastmateriale, fortrinnsvis polyeten. Åpningsremsen rager herved, slik som den ovenfor beskrevne rivetråd eller riveremse, fra spissen av den hjørnefliken som danner tømmeåpning, frem til og forbi krysningspunktet mellom forseglingsfanen og beholderens langsgående overlappsøm, og er ved hjelp av åpningsremsens ytre termoplastbelegg forseglet til beholderens motstående termoplastbelegg innen området til den remseopptagende delen av forseglingsfanen. Etter som materialet i åpningsremsens innersjikt bare i liten grad eller ikke kan forsegles mot åpningsremsens ytre termoplastbelegg, utsettes åpningsremsens innersjikt for en eller annen form for heftforbedrende forbehandling, og/eller det velges passende forseglingstemperatur til å oppnå ønsket forseglingsstyrke mellom åpningsremsens innersjikt og de ytre termoplastbelegg. Det krav som derved stilles er at forseglingsstyrken mellom åpningsremsens innersjikt og de ytre termoplastbelegg skal være lavere enn forseglingsstyrken mellom åpningsremsens ytre termoplastbelegg og beholdermaterialets termoplastbelegg, men at forseglingsstyrken samtidig skal være tilstrekkelig høy til å unngå spontan delaminering av åpningsremsen når beholderen utsettes for ytre påkjenninger under normal transport og håndtering.

Åpningsforløpet for en beholder med en laminert åpningsremse av den ovenfor angitte typen bygger på at åpningsremsen ved oppriving av forseglingsfanen skal delaminere i grensesjiktet mellom innersjiktet og de ytre termoplastbeleggene, for frilegging av innersjiktet som trekkes bort samtidig med at de to ytre termoplastbeleggene blir stående igjen, sittende fast mot emballasjematerialet i området ved den dannede tømmeåpningen. Problemet med denne kjente typen åpningsremse er at det i praksis har vist seg å være vanskelig å optimalisere heftstyrken mellom åpningsremsens

innersjikt og de ytre termoplastbelegg, og for å unngå en altfor lav bindstyrke og dermed fare for spontan eller uønsket delaminering av åpningsremsen, har den heftpåvirkende forbehandlingen av åpningsremsens innersjikt og/eller forseglingstemperaturen som regulerer bindstyrken ofte bevisst blitt valgt slik at en altfor høy bindstyrke mellom innersjiktet og de ytre termoplastbeleggene har blitt uunngåelig. Dette har i sin tur medført at åpningsremsen har blitt vanskelig å trekke bort uten anvendelse av store trekkrefter og/eller at en borttrekking av åpningsremsen ikke sjelden har medført at også emballasjematerialets indre termoplastbelegg har blitt revet løs, slik at emballasjematerialets fibersjikt har blitt blottlagt innen området for tømmeåpningen.

Svensk patent 459916 beskriver et annet kjent åpningsprinsipp med anvendelse av en laminert åpningsremse, som i likhet med den overfor beskrevne åpningsremsen omfatter et innersjikt av strekk- og rivesterkt materiale, fortrinnsvis polyester, og ytre belegg av forseglbart plastmateriale, fortrinnsvis polyeten. Bindstyrken mellom samtlige materialsjikt som inngår i åpningsremsen gjøres herved bevisst høy, i den hensikt å muliggjøre løstrekking av åpningsremsen uten delaminering mellom sjiktene i åpningsremsen. I stedet sikres det en lett løstrekking av åpningsremsen uten at en altfor stor kraft behøver å anvendes, ved at emballasjematerialet i den remseopptagende delen av forseglingsfanen er utstyrt med et mellom emballasjematerialets fibersjikt og de indre termoplastbeleggene beliggende, forseglingssvekkende middel, f.eks. vannglass, hvorved forseglingsstyrken mellom emballasjematerialsjiktene minskes på en slik måte at bindstyrken mellom åpningsremsens ytre termoplastbelegg og emballasjematerialets indre termoplastbelegg er høyere enn bindstyrken mellom emballasjematerialets fibersjikt og indre termoplastbelegg. Ved løstrekking av åpningsremsen vil således også emballasjematerialets plastbelegg innen det forseglingssvekkede område av forseglingsfanen bli revet løs og følge med åpningsremsen, samtidig med at det i minste delvis av vannglasset impregnerte fibersjiktet blottlegges innen området for tømmeåpningen. For å fungere godt forutsetter denne åpningsanordning at i det minste mesteparten av den således blottlagte fiberflaten er impregnert av det fukt- og væskehindrende vannglass-sjiktet, men i praksis har det vært vanskelig å oppfylle dette kravet, og som oftest skjer det at fiberflaten etter løstrekking av åpningsremsen blir stående igjen alt for ubeskyttet.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er derfor å komme frem til en åpningsanordning, ved hjelp av hvilken de ovenfor angitte problemer unngås på en effektiv måte.

I henhold til oppfinnelsen er dette oppnådd med en åpningsanordning av den innledningsvis angitte typen, og som kjennetegnes ved at åpningsremsen mellom åpningsremsens innersjikt og de respektive yttersjikt oppviser et mellomsjikt av et materiale med en slik beskaffenhet at den adhesive bindstyrken mellom samtlige materialsjikt som inngår i åpningsremsen og mellom åpningsremsens yttersjikt og emballasjematerialets plastbelegg er høyere enn den indre, sammenholdende, kohesive bindstyrken i mellomsjiktet.

Åpningsanordningen i henhold til oppfinnelsen fungerer således etter det prinsipp at åpningsremsen skal delaminere fullstendig inne i et materialsjikt som inngår i åpningsremsen, til forskjell fra de ovenfor beskrevne, kjente åpningsanordningene, med hvilke åpningsremsen i det førstnevnte tilfelle skal delaminere mellom to materialsjikt som inngår i åpningsremsen, og i det sistnevnte tilfelle skal en delaminering skje mellom to materialsjikt som inngår i emballasjematerialet, dvs. fibersjiktet og termoplastbelegget, mens selve åpningsremsen ikke skal delaminere men rives løs intakt.

På grunn av den indre eller kohesive delamineringen i ett av åpningsremsens materialsjikt oppnås bl.a. den fordel at åpningsremsen i henhold til oppfinnelsen kan fjernes uten at emballasjematerialet påvirkes eller forstyrres i åpningsområdet, idet emballasjematerialets fibersjikt forblir godt beskyttet av emballasjematerialets intakte, gjenstående termoplastbelegg og i en viss utstrekning t.o.m. blir beskyttet ekstra av den del av åpningsremsens indre eller kohesivt delaminerte materialsjikt som gjenstår mot emballasjematerialet termoplastbelegg, etter løsriving av åpningsremsen, samtidig med at den indre eller kohesive bindstyrken i åpningsremsens delaminerbare mellomsjikt lett kan reguleres slik at åpningsremsen lett kan rives løs uten at det må anvendes altfor stor trekkraft.

I henhold til en foretrukket utførelse av oppfinnelsen består åpningsremsens kohesivt delaminerbare mellomsjikt av en fysisk blanding av polyeten og polybuten, dvs. en blanding i hvilken de to nevnte komponentene bare er fysisk blandet med hverandre uten innslag av kjemisk vekselvirkning eller annen strukturmessig forening mellom komponentene. Andelene av de respektive komponenter som inngår i mellomsjiktet bestemmes av materialets ønskede, kohesive bindstyrke, og velges i henhold til oppfinnelsen slik at det tidligere nevnte optimaliseringskravet med hensyn til spontan eller uønsket åpning og tilsiktet åpning oppfylles. I henhold til oppfinnelsen kan derfor andelen av polybuten i mellomsjiktet utgjøre mellom 10 og 50 vekt%, etter som et mellomsjikt som inneholder under 10 vekt% polybuten krever en altfor høy trekkraft for å delaminere, mens et mellomsjikt som inneholder over 50 vekt% er altfor lett delaminerbart og medfører øket fare for spontan eller uønsket oppriving av beholderen. Et særlig optimalisert mellomsjikt skal i henhold til oppfinnelsen inneholde ca. 25 vekt% polybuten.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere, med henvisning til den vedføyde tegning, på hvilken

Fig. 1 viser overdelen av en uåpnet emballasjebeholder med en åpningsanordning i

henhold til oppfinnelsen.

Fig. 2 viser beholderen under et åpningsforløp.

Fig. 3 og 4 viser snitt gjennom beholderen vist i fig. 1 og 2, etter linjene I-l og ll-ll.

Beholderen 1 vist i fig. 1 og 2 er av den tidligere nevnte typen Tetra Brik (registrert varemerke).

Beholderen 1 har en langsgående forseglingssøm 2 av overlapptypen og en forseglingsfane 3 som rager langs beholderens øvre endevegg 4. Som vist har beholderen en trekantet, dobbeltvegget flik 5, som er innrettet til å fungere som tømmeåpning, og i fig. 1 er den trekantede fliken løsrevet og delvis oppreist fra beholderens sidevegg 6, mot hvilken fliken 5 er nedbrettet og forseglet på den uåpnede beholderen.

I krysningspunktet 7 mellom den langsgående sømmen og den tverrgående forseglingsfanen 3 er kanten av det overlappende materiale skråskåret langs området 8, og i krysningspunktet 7 rager en del 9 av en åpningsremse 10 som er innlagt i fanen 3. Den utragende remsedelen 9 kan hensiktsmessig være utformet som eller utstyrt med en gripering eller hempe for å lette løsriving av remsen 10.

Som det fremgår av fig. 3 og delvis også av fig. 4, som viser sterkt forstørrede tverrsnitt av beholderen 1 langs linjene I-l og ll-ll, er beholderen 1 fremstilt av et laminat som omfatter et bærersjikt 11 av papir eller kartong og ytre, tynne belegg 12 og 13 av termoplast, fortrinnsvis polyeten. De mot hverandre vendende materialsjiktene i forseglingsfanen 3 opptar mellom seg den i forseglingsfanen innlagte remsen 10 langs et område som rager fra spissen 5a av den dobbeltveggede, trekantede hjørnefliken 5 til krysningspunktet 7 mellom den langsgående sømmen 2 og forseglingsfanen 3, fra hvilken remsen 10 er tilgjengelig via den utragende, fortrinnsvis hempeformede remsedelen 9.

I det viste eksemplet består remsen 10 av et laminert materiale som inneholder et indre sjikt 14 av strekksterkt plastmateriale, fortrinnsvis polyester, samt ytre belegg 15 av forseglbart plastmateriale, fortrinnsvis polyeten. Dessuten er remsen 10 med god heft forseglet mot de omgivende materialsjiktene av forseglingsfanen 3, ved flatesammensmelting mellom remsens ytre plastbelegg 15 og materialsjiktenes indre plastbelegg 12.

For å muliggjøre lett løsriving av remsen 10 når beholderen skal åpnes har remsen 10 mellom innersjiktet 14 og de ytre termoplastbelegg 15 et mellomsjikt 16 av et materiale med en slik beskaffenhet at den adhesive bindstyrken mellom samtlige materialsjikt som inngår i åpningsremsen og mellom åpningsremsens yttersjikt 15 og emballasjematerialets plastbelegg 12 er betydelig høyere enn den indre, sammenholdende, kohesive bindstyrken i mellomsjiktet 16. I det beskrevne utførelseseksempel består mellomsjiktet 16 av en fysisk blanding av polyeten og polybuten, inneholdende mellom 10 og 50, fortrinnsvis ca. 25 vekt% polybuten. Dessuten forutsettes at mellomsjiktet 16 er fremstilt ved ekstrudering, på en slik måte og under slike forhold at ingen strukturmessig eller kjemisk forening skjer mellom de to komponentene som inngår i blandingen. Ved tilsetning av polybuten i det nevnte blandingsforhold i mellomsjiktet 16 er det mulig å sammenbinde samtlige materialsjikt som inngår i åpningsremsen og dessuten å forsegle åpningsremsen mot emballasjematerialets indre termoplastbelegg 12 i området ved den remseopptagende delen av forseglingsfanen, med en betydelig høyere bindstyrke enn den indre, sammenholdende, kohesive bindstyrken i mellomsjiktet 16.

Når beholderen 1 skal åpnes, gjøres dette på den måte som er vist i fig. 1 og 2. Først oppreises den mot sideveggen 6 forseglede, dobbeltveggede, trekantede hjørnefliken 5, slik at den ligger hovedsakelig i samme plan som beholderens øvre endevegg 4, slik som vist i fig. 1. Deretter gripes den ved krysningspunktet 7 mellom beholderens langsgående søm 2 og tverrgående forseglingsfane 3 fritt utragende enden 9, ved hjelp av hvilken åpningsremsen 10 trekkes oppover og bakover, til høyre i fig. 2, med en trekkraft som er større enn den nevnte indre, sammenholdende, kohesive bindstyrken i mellomsjiktet 16, hvorved åpningsremsen delaminerer innvendig inne i de respektive mellomsjikt 16, for frilegging av en tømmeåpning 17. Som det fremgår av fig. 4, omfatter således den løsrevne åpningsremsen innersjiktet 14 og på hver side av innersjiktet medfølgende deler 16' av det delaminerte mellomsjiktet 16, mens gjenstående deler av dette sjikt sammen med åpningsremsens ytre termoplastbelegg 15 står igjen, fastsittende mot det for øvrig intakte, upåvirkede emballasjemateriale innen området til tømmeåpningen 17.

Praktiske forsøk har vist at en beholder 1 i henhold til oppfinnelsen er meget lett å åpne ved hjelp av den innlagte åpningsremsen 10, uten altfor stor kraftutøvelse og uten fare for adhesiv delaminering eller "avsporing" av åpningsremsen 10. Dessuten skjer åpningen på en slik måte at ikke noen del av emballasjematerialets sugende papir- eller kartongfiber blottlegges eller er i fare for å blottlegges innen åpningsområdet.

Claims (7)

1. Åpningsanordning på en av plastbelagt emballasjemateriale fremstilt beholder (1) av den typen som har en på tvers over en beholdervegg (4) ragende forseglingsfane (3) i hvilken plastbelegget (12) på motstående materialsjikt er sammenføyd med hverandre i en forseglingssøm, hvilke materialsjikt langs i det minste en del av forseglingsfanen opptar en i forseglingsfanen innlagt åpningsremse (10) av et laminert materiale, omfattende på hver side av et innersjikt (14) anordnede yttersjikt (15) av et mot emballasjematerialets plastbelegg (12) med god adhesjon forseglet materiale, karakterisert ved at åpningsremsen (10) mellom åpningsremsens innersjikt (14) og de respektive yttersjikt (15) oppviser et mellomsjikt (16) av et materiale med en slik beskaffenhet at den adhesive bindstyrken mellom samtlige materialsjikt som inngår i åpningsremsen og mellom åpningsremsens yttersjikt (15) og emballasjematerialets plastbelegg (12) er høyere enn den indre, sammenholdende, kohesive bindstyrken i mellomsjiktet (16).

2. Åpningsanordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at åpningsremsens (10) mellomsjikt (16) består av en fysisk blanding av polyeten og polybuten.

3. Åpningsanordning som angitt i krav 2, karakterisert ved at åpningsremsens (10) mellomsjikt (16) inneholder mellom 10 og 50 vekt% polybuten.

4. Åpningsanordning som angitt i krav 2 eller 3, karakterisert ved at emballasjematerialets plastbelegg (12) og åpningsremsens yttersjikt (15) består av polyeten, og at åpningsremsen (10) er forbundet med emballasjematerialsjiktet ved hjelp av overflatesammensmelting mellom emballasjematerialets plastbelegg (12) og åpningsremsens yttersjikt (15) innen området til den remseopptagende delen av forseglingsfanen (3).

5. Åpningsanordning som angitt i hvilke som helst av de foregående krav, karakterisert ved at åpningsremsens innersjikt (14) består av et materiale med høy rive- og strekkstyrke.

6. Åpningsanordning som angitt i krav 5, karakterisert ved at åpningsremsens innersjikt (14) består av polyester, polypropen eller orientert polypropen, fortrinnsvis en polyester.

7. Åpningsanordning som angitt i krav 6, karakterisert ved at åpningsremsens innersjikt (14) er forbehandlet for å oppnå god sammenføyning mellom åpningsremsens innersjikt (14) og de respektive mellomsjikt (16).