NO337556B1 - Emballasjelokk, fremgangsmåte for fremstilling av dette, fremgangsmåte for fremstilling av forseglet emballasje, samt forseglet emballasje. - Google Patents

Description

Denne oppfinnelsen angår et lokk som kan varmforsegles til åpningen i en emballasje og rives av når emballasjen åpnes, omfattende et lag av fibermateriale, et oksygenbarrierelag av polymer og et varmforseglingslag av polymer. Dessuten angår oppfinnelsen en fremgangsmåte for fremstilling av lokket, en fremgangsmåte for fremstilling av en emballasje lukket med lokket og den forseglede emballasjen som derved oppnås.

Varmforseglede, avrivbare lokk benyttes på forskjellige konsumentemballasjer. Typiske emballasjer er konsument- og engangsemballasjer som inneholder væske, fuktige eller fete matvarer. Emballerte produkter omfatter melk, surmelk, yoghurt og andre meieriprodukter, juicer, vann, desserter, næringsfett slik som smør og margarin og ferdigmat. Tørre, pulverformede eller partikkelformede produkter slik som medisiner emballeres på lignende måte.

En emballasjebeholder som er forseglet med et varmforseglet lokk er som oftest laget av plast, slik som polypropylen eller polystyren, polymerbelagt papp eller glass, for eksempel. Lokkmaterialet er aluminium, som imidlertid medfører det problemet at det har en tendens til å rives opp når emballasjen åpnes, og det er dessuten ikke nedbrytbart på avfallsplasser. Polymerbelagt papir eller papp har vært benyttet som et lokkmateriale som eliminerer disse problemer. Polymerlagene i lokket har gitt tilstrekkelig mekanisk styrke, den tetning for oksygen og aroma som kreves for produktet og mulighet for varmforsegling av lokket når emballasjen lukkes og for avriving av dette når emballasjen til slutt åpnes.

Polymerbelagte emballasjelokk har vært fremstilt ved først å fremstille en polyetylenterftalatfilm laminert med varmforseglingsferniss, og deretter å fastgjøre denne til papir eller papp ved liming. Det er imidlertid uhensiktsmessig å benytte en slik to-trinns prosess ved bruk av polymerfilmen som et mellomprodukt.

WO 92/04187 beskriver en prosess for fremstilling av et varmforseglet og avrivbart emballasjelokk ved å påføre polymerlagene som danner polymerbelegget på toppen av hverandre på papiret i ett enkelt koekstruderingstrinn. Belegget består av et bindemiddellag, et oksygenbarrierelag, et andre bindemiddellag og et varmforseglingslag, og lagene anbringes i denne rekkefølge på undersiden av papiret som til slutt vil danne innside av lokket. Beskrivelsen nevner som materiale i oksygenbarrierelaget polyetylenterftalat (PET), etylen-vinylalkohol-polymer (EVOH) og polyamid (PA). Varmforseglingslaget er definert som en blanding som inneholder polyetylen modifisert med metakrylsyre og etylenvinylacetat som virker som en klebekomponent og etylen-metakrylsyre-kopolymer som virker som en løsgjøringskomponent. Fl-patent 104 887 beskriver videre et polymerbelagt emballasjelokk for hvilket problemet som oppstår med lokket i W92/04187 er løst ved å innblande krystallinsk og amorf polymer i oksygenbarirerelaget. Den indre papiroverflaten til det trelags belegget som er beskrevet i skriftet omfatter et oksygenbarrierelag, et bindemiddellag og et varmforseglingslag, i denne rekkefølgen.

Formålet med denne oppfinnelsen angår et emballasjelokk ifølge krav 1.

Emballasjelokket ifølge oppfinnelsen er laget av polymerbelagt polymer eller papp som kan varmforsegles og rives av, som kan fremstilles ved koekstrudering av polymerlagene i ett enkelt trinn og som muliggjør minskning av antall polymerlag på toppen av hverandre. Oppfinnelsen kjennetegnes ved at varmforseglingslaget inneholder en blanding av etylen-metylakrylat-kopolymer (EMA), etylen-vinylacetat-kopolymer (EVA) og polyamidvoks, og at varmforseglingslaget fastgjøres direkte til oksygenbarrierelaget som har høyere smeltepunkt, uten noe mellomliggende bindemiddel.

Det er overraskende blitt funnet at polymermaterialet i varmforseglingslaget kan fastgjøres ved koekstrudering til de oftest anvendte oksygenbarrierepolymerer, dvs. polyetylenterftalat, etylen-vinylalkohol-kopolymer eller polyamid, til tross for den store forskjellen mellom smeltepunktene til polymerene. Det vil følgelig ikke være nødvendig å benytte noe kjent polymerbindemiddellag mellom oksygenbarrierelaget og varmforseglingslaget.

Blandingen av EMA, EVA og polyamidvoks er funnet å gi god varmforsegling til materialer av forskjellige typer, slik som plast, polymerbelagt eller ubelagt papir eller papp og også glass.

En særlig foretrukket utførelse av oppfinnelsen omfatter en permanent forsegling av en fryseeske av papp, en form eller drikkekopp belagt med PET ved hjelp av et varmforseglingslokk, idet en slik forsegling har vært problematisk ved bruk av kjente varmforseglingsmaterialer.

Varmforsegling kan utføres ved temperaturer der oksygenbarrierelaget forblir intakt uten at det inntreffer lekkasje gjennom varmforseglingen, hvilket ville medføre fare for å skade konserveringen av produktet. Den forseglede emballasjen er funnet å tåle frysing uten at lokket løsner eller at det oppstår lekkasje i varmforseglingen.

Uten å begrense oppfinnelsen har EMA tydeligvis den funksjonen i varmforseglingsblandingen at det muliggjør at lokket kan rives av. EVA bevirker fastgjøring av varmforseglingslaget til

oksygenbarrierelaget og fastgjøring av forseglingen til flaten for lokket som lokket kan løsgjøres fra. Eksperimenter har vist at dersom EMA og også EVA utelates vil lokket ikke virke, med andre ord er nærværet av både EMA og EVA helt nødvendig. Polyamidvoks er nødvendig for bearbeidbarheten av blandingen, og voksen utgjør 0,8% av blandingen i henhold til tester. Dersom det benyttes

mindre mengde fester blandingen seg til verktøy og hindrer materialer som den er belagt med i å

rulle. Polyamidvoks bidrar også til å forenkle avriving av lokket. Polyolefin tilsettes til blandingen som et mindre kostbart fyllstoff. Andelen av polyamidvoks i polymerblandingen i polymerforseglingslaget kan være i området fra 0,8 til 5%, andelen av EVA kan være i området fra 20 til 50% og andelen av EMA kan være i området fra 10 til 30%. Resten av blandingen kan bestå av polyolefin, slik som polyetylen eller polypropylen.

Polymerbelegget på lokket i henhold til oppfinnelsen kan fortrinnsvis bestå bare av et to-lags belegg som omfatter den nevnte oksygenbarrieren og varmforseglingslag. Hvis nødvendig kan imidlertid oksygenbarrieren bestå av flere lag, som er forskjellige barrierepolymerer, slik som EVOH- og PA-lag fastgjort til hverandre.

Med PET eller PA som materiale i oksygenbarrierelaget kan lag-vekten variere i området fra 10 til 70 g/m<2>, mest foretrukket i området fra 20 til 40 g/m<2>. Med EVOH som emballasjemateriale kan lag-vekten være i området fra 5 til 25 g/m<2>, mest foretrukket 10 til 20 g/m<2>. Varmforseglingslaget kan ha en vekt i området fra 5 til 30 g/m<2>, mest foretrukket 10 til 20 g/m<2>.

Fibermaterialet kan bestå av papir som har en vekt fra 30 til 120 g/m<2>, fortrinnsvis 40 til 80 g/m<2>, eller papp som har en vekt på 130 til 600 g/m<2>, fortrinnsvis 220 til 300 g/m<2>. Et papirbasert lokk er egnet for forsegling av en relativ liten kopp eller beger, mens et pappbasert lokk er egnet særlig som det indre lokket i en eskelignende emballasje.

Oppfinnelsen angår også en fremgangsmåte for fremstilling av et lokk ifølge krav 9.

Fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen for fremstilling av det ovenfor beskrevne lokket som kan varmforsegles og rives av kjennetegnes ved belegning av fibermaterialet ved koekstrudering i ett enkelt trinn med to polymerlag som fastgjøres til fibrene og til hverandre, idet ett av lagene danner oksygenbarirerelaget og det andre danner varmforseglingslaget som muliggjør avriving av lokket, idet det sistnevnte inneholder en blanding av EMA, EVA og polyamidvoks. Polymerlagene kan ekstruderes som kontinuerlige filmer på en fibermaterialbane, og separate lokk dannes deretter ved tilskjæring eller stansing av banen.

Oppfinnelsen angår også en fremgangsmåte for fremstilling av en forseglet emballasje ifølge krav 11.

Fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen for fremstilling av en forseglet emballasje omfatter hovedsakelig varmforsegling av et lokk til åpningen av emballasjen, idet lokket omfatter et fibermateriallag, et polymer-oksygenbarrierelag og et varmforseglingslag fastgjort direkte til oksygenbarrierelaget uten mellomliggende bindemiddel, idet varmforseglingslaget inneholder EMA og EVA og også polyamidvoks og muliggjør at lokket kan rives av når emballasjen åpnes. Varmforseglingstemperaturen kan variere innen området 150 til 190°C. Ved disse temperaturer bevirker ikke varmforsegling hull i oksygenbarirerelaget dannet av PET, EVOH eller PA og som har smeltepunkter over 160°C.

Oppfinnelsen angår også en forseglet emballasje ifølge krav 13.

Den forseglede emballasjen i henhold til oppfinnelsen kjennetegnes ved at den omfatter en beholder, et emballasjeprodukt som inneholdes i beholderen og et lokk varmforseglet til åpningen til beholderen, idet lokket er laget av et fibermateriallag, et underliggende polymer-barrierelag og et varmforseglingslag som danner innsiden av lokket og er fastgjort direkte til oksygenbarrierelaget uten mellomliggende bindemiddel, idet varmforseglingslaget inneholder en blanding av EMA og EVA og også polyamidvoks, hvilket muliggjør at lokket kan rives av når emballasjen åpnes. I matvareemballasjer i henhold til oppfinnelsen, slik som emballasjer for drikke, meieriprodukter, næringsmiddelfett eller ferdigmat, er beholderen typisk en eske eller et beger laget av plast eller papp belagt med polymer på innsiden og/eller utsiden. I eskelignende emballasjer, og også i emballasjer som har en emballasjebeholder laget av glass, er det varmforseglede lokket typisk et avrivbart indre lokk innenfor det ytre dekselet som er fastgjort ved skruing eller en snepp-forbindelse.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere i det følgende med henvisning først til den vedføyde tegning.

Fig. 1 viser en drikkekopp med et lokk i henhold til oppfinnelsen.

Fig. 2 illustrerer åpning av koppen i figuren, i tverrsnitt og i større målestokk, og viser

varmforseglingssammenføyningen mellom åpningen og lokket.

Fig. 3 og 4 viser lagstrukturen i lokket i to forskjellige materialkombinasjoner.

Fig. 5 viser koekstrudering og fastgjøring av polymerlagene til fibermateiralbanen ved

lokkfremstillingsprosessen.

Fig. 1 viser et eksempel på en produktemballasje i henhold til oppfinnelsen som er dannet av en drikkekopp 2 utstyrt med et lokk 1. Innholdet 3 i en slik emballasje er typisk vann, juice, melk eller et meieriprodukt, slik som yoghurt. Lokket 1 vist i fig. 2 er tett varmforseglet til kantflensen 4 på koppen 2, og omfatter en flik 5 som kan trekkes i for å fjerne lokket og åpne emballasjen. Fig. 3 og 4 viser eksempler på tre-lags strukturen 6-8 i lokket vist i fig. 2. Lokket omfatter et papirlag 6 som har en vekt på f.eks. 40-80 g/m<2>og danner utsiden av lokket 1. I fig. 3 består det indre polymerbelegget i lokket av et PET-lag 7 som har en vekt f.eks. i området fra 20 til 40 g/m<2>, og et varmforseglingslag 8 som danner innsiden av lokket 1 på emballasjen og har en vekt i f.eks. området fra 10-20 g/m<2>. Varmforseglingslaget 8 i eksempelet kan f.eks. inneholde i det minste polyamidvoks, omtrent 20% EMA, omtrent 40% EVA, idet resten er polyolefin. Et egnet materiale for varmforseglingslaget 8 er produktet Mormelt 84 som markedsføres av Rohm & Haas, og som har en densitet på 0,955 g/cm<2>, et smeltepunkt på 74°C og en smelteindeks på 45 til 55 g/10 min.

Lagkombinasjonen i lokket 1 i fig. 4 skiller seg fra den i figur 3 bare ved at materialet i oksygenbarrierelaget 7 er EVOH i stedet for PET, med en lag-vekt på f.eks. 10 til 20 g/m<2>.

Foruten for kopper eller begre av plast eller belagt papp er lokkmaterialene vist i fig. 3 og 4 også egnet for eskelignende emballasjer laget av plast eller papp, særlig som et indre avrivbart lokk på emballasjen eller som lignende, fjernbare indre lokk for glassbeholderemballasjer. I stedet for papir 6 benyttes fortrinnsvis papp som har f.eks. en vekt i området fra 220 til 300 g/m<2>i de indre lokkene i eskene.

Som vist i fig. 5 fremstilles lokkmaterialet i en kontinuerlig prosess, i hvilken polymer-oksygenbarrierelaget 7 og polymer-varmforseglingslaget 8 koekstruderes på en kontinuerlig bevegelig papir- eller pappbane 6. Banen 6 utsettes for en foreløpig coronabehandling 9. Polymerlagene 7, 8 sammenføyes i en ekstruder 10 og ledes fra dyseenden 11 som en ensartet film 12 til en spalt mellom valsene 13,14 som roterer sammen med papir- eller pappbanen 6, idet valsene presser lagene sammen mens banene holdes i bevegelse. Prosessen frembringer således lokkmateriale som en kontinuerlig bane 15, fra hvilken lokkene for de enkelte emballasjer fjernes ved tilskjæring eller stansing.

Eksempel 1

Et PET-lag med en vekt på 20 g/m<2>ble påført på innpakningspapir med en vekt på 90 g/m<2>, og øverst et varmforseglingslag (Mormelt 804) med en vekt på 15 g/m<2>. Et stykke ble utskåret fra det således dannede polymerbelagte papiret, for å danne lokket på en mateske laget av polystyren. Lokket ble fastgjort til eskeåpningen ved varmforsegling i 2 sekunder ved en forseglingstemperatur på 175°C. Det ble dannet en tett forsegling mellom polystyrenet og varmforseglingslaget av Mormelt, og for å åpne esken var lokket fjernbart i intakt tilstand fra eskeåpningen.

Testen ble gjentatt med det samme resultat, ved bruk av emballasjeesker laget av polyetylen og poly propylen.

Eksempel 2

Et stykke ble utskåret fra det polymerbelagte innpakningspapiret dannet i eksempel 1, og stykket ble varmforseglet for å danne lokket på åpningen til en glassbeholder. Varmforseglingsperioden var 2 sekunder og temperaturen 175°C. Under forseglingen festet Mormeltlaget seg tett til glassoverflaten ved beholderåpningen, og for å åpne beholderen var lokket fjernbart intakt fra beholderåpningen.

Eksempel 3

Emballasjepapp med en vekt på 255 g/m<2>ble belagt med et PET-lag med en vekt på 40 g/m<2>, og en eske for næringsmiddelfett ble laget av denne belagte pappen ved bretting, med PET-laget som innsiden av esken. Den samme emballasjepappen ble også belagt ved å påføre ved hjelp av koekstrudering et PET-lag med en vekt på 20 g/m<2>, med et øvre varmforseglingslag (Mormelt 804) med en vekt på 15 g/m<2>. Et stykke ble tilskåret av denne to-lags belagte pappen og varmforseglet for å danne lokket på åpningen til esken for næringsmiddelfett, med en forseglingsperiode på 2 sekunder og ved en temperatur på 175°C. Under forseglingen festet Mormelt-varmforseglingslaget seg tett til PET-belegget på kantfliken til esken, og for å åpne esken kunne lokket fjernes intakt fra åpningen til esken.

Testen ble gjentatt med det samme resultat på en eske laget av ubelagt emballasjepapp.

Claims (17)

1. Lokk (1) som kan varmforsegles til åpningen på en emballasje (2) og rives av når emballasjen åpnes, omfattende et fibermateriallag (6), et polymer-oksygenbarrierelag (7) og et polymer-varmforseglingslag (8), karakterisert vedat varmforseglingslaget (8) omfatter etylen-metylakrylat-kopolymer (EMA), etylen-vinylacetat-kopolymer (EVA) og polyamidvoks, og at varmforseglingslaget er fastgjort direkte til oksygenbarirerelaget (7) som har høyere smeltepunkt uten mellomliggende bindemiddel.

2. Lokk som angitt i krav 1, karakterisert vedat polymerbelegget på fibermaterialet (6) bare består av oksygenbarrierelaget (7) og varmforseglingslaget (8).

3. Lokk som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert vedat polymeren i oksygenbarirerelaget (7) er polyetylenterftalat (PET), etylen-vinylalkohol-kopolymer (EVOH) og/eller polyamid (PA).

4. Lokk som angitt i krav 3, karakterisert vedat oksygenbarrierelaget av PET eller PA har en vekt i området fra 10 til 70 g/m<2>, fortrinnsvis fra 20 til 40 g/m<2>.

5. Lokk som angitt i krav 3, karakterisert vedat oksygenbarrierelaget av EVOH har en vekt i området fra 5 til 25 g/m<2>, fortrinnsvis fra 10 til 20 g/m<2>.

6. Lokk som angitt i hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert vedat varmforseglingslaget (8) har en vekt i området fra 5 til 30 g/m2, fortrinnsvis fra 10 til 20 g/m<2>.

7. Lokk som angitt i hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert vedat fibermateriallaget (6) er laget av papir som har en vekt i området fra 30 til 120 g/m<2>, fortrinnsvis fra 40 til 80 g/m<2>.

8. Lokk som angitt i hvilket som helst av kravene 1 til 6, karakterisert vedat fibermateriallaget er laget av papp som har en vekt i området fra 130 til 600 g/m<2>, fortrinnsvis fra 220 til 300 g/m<2>.

9. Fremgangsmåte for fremstilling av et lokk (1) som kan fastgjøres ved varmforsegling, som angitt i hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert vedat fibermaterialet (6) belegges ved koekstrudering i ett enkelt trinn med to polymerlag (7, 8) som fastgjøres til fibrene og hverandre, idet ett av lagene danner oksygenbarrierelaget (7) og det andre danner varmforseglingslaget (8) som muliggjør at lokket kan rives av, idet det sistnevnte inneholder en blanding av etylen-metylakrylat-kopolymer (EMA), etylen-vinylacetat-kopolymer (EVA) og polyamidvoks.

10. Fremgangsmåte som angitt i krav 9, karakterisert vedat polymerlagene (7, 8) ekstruderes som kontinuerlige filmer på en bevegelig fibermaterialbane (6) og at de enkelte lokk (1) adskilles fra banen (15) som således dannes ved skjæring eller stansing.

11. Fremgangsmåte for fremstilling av en forseglet emballasje, karakterisert vedat et lokk (1) varmforsegles til åpningen i emballasjen (2), idet lokket omfatter et fibermateriallag (6), et polymer-oksygenbarrierelag (7) og et varmforseglingslag (8) som fastgjøres direkte til oksygenbarrierelaget uten mellomliggende bindemiddel, idet varmforseglingslaget inneholder en blanding av etylen-metylakrylat-kopolymer (EMA), etylen-vinylacetat-kopolymer (EVA) og polyamidvoks, og muliggjør at lokket kan rives av når emballasjen åpnes.

12. Fremgangsmåte som angitt i krav 11, karakterisert vedat varmforseglingstemperaturen er i området fra 150 til 190°C.

13. Forseglet emballasje fremstilt med fremgangsmåten angitt i krav 11 eller 12,karakterisert vedat emballasjen omfatter en beholder, et emballert produkt (3) som inneholdes i beholderen (2) og et lokk (1) varmforseglet til åpningen til beholderen, idet lokket er laget av et fibermateriallag, et underliggende polymer-oksygenbarrierelag (7) og et varmforseglingslag (8) som danner innsiden av lokket og er fastgjort direkte til oksygenbarrierelaget uten mellomliggende bindemiddel, idet varmforseglingslaget inneholder etylen-metylakrylat-kopolymer (EMA), etylen-vinylacetat-kopolymer (EVA) og polyamidvoks, og muliggjør at lokket kan rives av når emballasjen åpnes.

14. Emballasje som angitt i krav 13, karakterisert vedat beholderen er en eske, en kopp eller et beger av papp belagt med polymer på innsiden og/eller utsiden.

15. Emballasje som angitt i krav 13, karakterisert vedat beholderen er en eske, en kopp eller et beger av plast.

16. Emballasje som angitt i krav 13, karakterisert vedat beholderen er laget av glass.

17. Emballasje som angitt i hvilket som helst av kravene 13-16,karakterisert vedat den er en forseglet matvareemballasje.