SE504525C2 - Sätt att från laminat framställa en förpackningsbehållare som kan autoklaveras eller varmfyllas - Google Patents

Description

504 525 ' 2 10 15 20 25 30 35 För att kunna använda förpackningslaminat i förpack- ningar för känsliga produkter av olika slags sammansättning krävs, att laminatet kompletteras med åtminstone ett ytter- Med ett sådant barriärskikt menas i detta sammanhang ett lami- ligare skikt av ett material med barriäregenskaper. natskikt med goda barriäregenskaper gentemot ljus, gaser och/eller aromämnen.

Kända förpackningslaminat innefattar ett stomskikt av papper eller kartong, som ger förpackningen styrka och formstabilitet, och ett yttre skikt av plast, företrädesvis polyeten, som ger förpackningen erforderliga täthetsegen- skaper mot vätska och dessutom gör förpackningslaminatet värmeförseglingsbart på sådant sätt, att mot varandra-vända plastskikt under förpackningsframställningen lätt kan för- seglas till varandra genom ytsammansmältning till bildande av mekaniskt starka, vätsketäta förseglingsskarvar under “ förpackningsframställningen_ Det kända förpackningsmaterialet har emellertid flera allvarliga nackdelar, vilka i stor utsträckning och i vissa fall helt och hållet beror på det material som användes så- som barriärskikt, dvs ett material som är helt ogenomträng- ligt för syrgas och som även har andra för den förpackade produkten värdefulla barriäregenskaper, t ex ljusogenom- släpplighet. Ett sådant vanligt barriärmaterial är en me- tallfolie, vanligtvis en folie av aluminium (Al-folie).

Vid framställning av förpackningar enligt känd teknik utsättes materialet för påfrestningar, som blir särskilt stora vid materialets vikformning eftersom en vikning på grund av stomskiktets förhållandevis stora materialtjocklek medför, att övriga skikt i laminatet kraftigt sträckes el- ler i motsvarande grad sammanpressas utmed vikningslinjen.

Vid framställning av förpackningar på det sätt som beskrivits ovan utsättes materialet för påfrestningar, som blir särskilt stora vid materialets vikformning eftersom en vikning på grund av stomskiktets förhållandevis stora mate- 20 25 35 3 504 525 rialtjocklek medför, att den ena plastbeläggningen kraftigt sträckes samtidigt son den andra plastbeläggningen i mot- svarande grad sammanpressas utmed vikningslinjen. Tack Vid vikformning av en Al-folie kan vid särskilt kraf- tiga dragpåkänningar folien spricka. Risken för att detta kommer att inträffa vid vikformning ökar pà grund av att en mot laminatets insida applicerad Al-folie måste täckas med ett eller flera plastskikt, vanligtvis polyeten, för att förhindra kontakt mellan Al-folien och det sedemera för- packade livsmedlet.

Det kända förpackningsmaterialet har också nackdelar på grund av det sugande pappers- eller kartongskiktet, som snabbt förlorar sina mekaniska styrkeegenskaper och gör förpackningen sladdrig och ohanterlig när den utsättes för vätska eller fukt. Pappers- eller kartongskiktet måste dessutom göras relativt tjockt för att ge förpackningen er- forderlig formstyvhet, vilket bidrager till att öka materi- alpåkänningen och därmed risken för sprickbildning i Al-fo- lien under förpackningsframställningen.

Uppfinninngen syftar således till att eliminera ovan nämnda nackdelar som uppkommer vid vikformning av tidigare kända förpackningslaminat.

I angivet syfte har förpackningslaminatet enligt upp- finningen erhållit de kännetecken som framgår av patentkra- vet l.

För att uppfylla nämnda syfte förslás dessutom sätt för användning enligt uppfinningen, som framgår av patent- kraven 2 och 3.

Förpackningslaminat enligt uppfinningen består åt- minstone av ett termoformbart stomskikt, ett barriärskikt och ett intill detta liggande laminatskikt som är riktat mot den tilltänkta behållarens insida.

Enligt uppfinningen består förpackningslaminatet ej som sedvanligt i förpackningsmaterial av laminattyp av kar- tong eller papp utan av ett plastmaterial. I ett sådant 504 525 ' 4 10 20 25 30 35 förpackningsmaterial med ett styrkegivande stomskikt av plast kan i plasten inblandas ett fyllmedel. Ett sådant fyllmedel kan exempelvis bestå av finmald krita eller kaolin. skum- Sålunda kan stomskiktet bestå av polypropen, mad polypropen, fylld polypropen, polyetylentereftalat, fylld polyetylentereftalat, amorf polyetylentereftalat el- ler fylld amorf polyetylentereftalat.

Barriärskiktet kan bestå av aluminium, aluminiumoxid- beläggning, kiseloxidbeläggning, eten/vinylalkohol, poly- vinylalkohol, metalliserad orienterad polyetylentereftalat eller metalliserad orienterad polypropen.

Laminatskiktet kan bestå av polypropen, högdensitets polyeten, linjär lågdensitets polyeten, polyetylen- tereftalat, amorf polyetylentereftalat, adhesionsplast, värmeförseglingsbar plast, primer eller lack.

Normalt påverkas vidhäftningen mellan de i ett lami- ~ nat ingående skikt ej efter det att en förpackning tillver- kats. Tvärtom försämras laminatets egenskaper vid en efter- följande bearbetning av förpackningslaminatet, vilket för- sämrar dess styvhetsegenskaper. Det har sålunda överras- kande visat sig, att förpackningar av laminat enligt upp- finningen, som vikformas i ett första steg och därefter i ett efterföljande steg förlänas önskad mekanisk styvhet, erhåller betydligt förbättrade styvhetsegenskaper än mot- svarande förpackningslaminatet enligt känd teknik. En för- packning som tillverkats av ett sådant förpackningslaminat är således optimerad med avseende på barriäregenskaperna i det att all barriär utnyttjas.

För omformning till formstabila behållare utsättes förpackningslaminatet enligt uppfinningen för vikformning.

För detta ändamål vikformas lamiantet i form av ett ark- eller banformigt förpackningsmaterial pà samma sätt som förpackningsmaterial, som är uppbyggda kring ett stomskikt av papper eller kartong för att ge förpackningen erforder- lig styrka och formstabilitet. Denna vikformning utföres 10 IS 20 25 30 35 5 504 525 med hjälp av för ändamålet avsedda konventionella förpack- ningsmaskiner. Sålunda erhålles genom att stomskiktet är plastiskt en vikformad, staplingsbar behållare.

Efter det att förpackningslaminatet genom vikformning i ett första steg erhållit sin önskade form förlänas det därefter önskad mekanisk styvhet i ett efterföljande steg.

Vidhäftningen mellan skikten i förpackningslaminatet för- ändras således under tillverkningsförfarandet av den fär- diga förpackningen. På detta sätt erhålles en förpackning som är tät för vätska och gas, dvs besitter goda bar- riäregenskaper.

Vidhäftningen kan exempelvis utföras genom värmelami- nering av en laminatskiktet i form av en förtillverkad film. Vidhäftningen kan även åstadkommas genom klistring eller extrudering. Vid klistring lägges klistret (löst i vatten eller organiskt lösningsmedel) på endera skiktet, som därefter torkas och pressas mot det andra skiktet. La- minatskiktet kan även tillföras som en klisterfilm i form av ovan nämnda makromolekyler lösta eller dispergerade i ett lösningsmedel, varefter lösningsmedlet respektive dis- pergeringsmedlet förángas. Genom val av material i lami- natskiktet och lösningsmedel eller dispergeringsmedel kan vidhäftningen avpassas sä, att denna blir tillräcklig för förpackningslaminatets vidare skall kunna utformas till en mer eller mindre färdig förpackning. Vidhäftningen genom klistring regleras företrädesvis genom att variera laminat- banans hastighet genom en torkugn.

Förändrad vidhäftning mellan de bägge skikten i lami- natet kan även åstadkommas genom extrudering, dvs endera skiktet extruderas då det ännu är smält, eventuellt co- extrudering, dvs de två skikten extruderas samtidigt. För- farandet är välkänt för fackmannen. Även här regleras vid- häftningen genom laminatbanans hastighet.

Efter det att förpackningslaminatet bearbetats till önskad form förlänas det i ett efterföljande steg önskad 504 525 u 6 10 15 20 25 30 35 mekanisk styvhet genom att det utsättes för värme och/eller tryck. Värmebehandling kan åstadkommas med såväl våt som torr värme. Då vidhäftningen utförts medelst klistring fö- redrages torr värme, och då vidhäftningen utförts medelst extrudering föredrages våt värme, företrädesvis autoklave- ring.

Eftersom risken för sprickbildning i förpackningsla- minatet, främst i dess barriärskikt, ökar med kraftigare adhesionen till laminatskiktet, är det en fördel att forma och vika en förpackning med önskade täthetsegenskaper för den aktuella produkten under det att adhesionen till det sprickbenägna laminatet är svag. Vid det efterföljande ste- get låses förpackningen i sin slutgiltiga form.

Vid extrudering med hjälp av känd teknik avpassas förfarandet så, att laminatskiktet ej uppnår en bestämd temperatur, vilken är beroende av den i och för skiktet ex- truderade komponenten. Detta kan åstadkommas genom att ändra extruderingshastigheten och/eller extruderingstempe- raturen. Laminatskiktet appliceras således som en varm, smält massa som snabbt binder samman vid avkylning av skik- ten. I Då exempelvis en adhesionsplast i form av modifierad polypropen som laminatskikt extruderas pá ett barriärskikt av aluminiumfolie avpassas extruderingen så, att plasten smälter, varvid enbart vidhäftning erhålles. Hopfästningen fullföljes därefter genom att temperaturen höjes under en varierande tidsrymd. Samtidigt kan ett tryck anbringas på förpackninsmaterialet, men detta är inte alltid nödvändigt.

Härvid användes företrädesvis en autoklav, men en ugn kan även vara tillämpbar.

Förpackningens mekaniska styvhet kan även i det ef- terföljande steget åstadkommes genom att en i ett eller flera skikt i förpackningslaminatet, företrädesvis stom- skiktet, ingående initiator fås att påbörja den kemiska kedjereaktion som härdar desamma. En sådan härdningsreak- 20 25 30 35 tion erhållas således då en radikalinitiator finns närva- rande i ett eller flera av laminatskikten. Sådana initiato- rer kan i allmänhet användas utan aktivator eller i närvaro av ett reduktionsmedel. Härdningen kan utföras vid någon temperatur inom området från O°C till l0O°C, men området 40°C till 90°C är lämpligt och foredrages.

Användningen av förpackningslaminatet enligt uppfin- ningen utmärkes av utomordentliga fördelar. Laminatet kan användas vid framställning genom vikformning av formsta- bila, användas vid ytterst extrema betingelser i fuktig miljö, täta förpackningsbehàllare, vilka är väl lämpade att innefattande värmebehandling med våt värme och övertryck.

Sådana hårda miljöer omfattar autoklavering vid för livsme- del sedvanliga temperaturer och tider. Detta innebär att laminatet även är mycket väl lämpat att användas vid till- verkning av en förpackning som är avsedd att packas med en produkt under aseptiska betingelser. Härvid steriliseras och förpackas produkten under i det närmaste sterila för- hållanden i en likaledes steriliserad förpackning som efter fyllning förslutes på sådant sätt, att den förpackade pro- dukten ej årterinfekteras av mikroorganismer under sin för- varing före konsumering.

Vid ett sådant packningsförfarande, s k hotfill, packas således fyllgodset enligt känd teknik medan det fortfarande är varmt i steriliserade, företrädesvis vär- mesteriliserade förpackningar. En sådan behandling medför att förpackningen utsättes för våt värme av en temperatur som kan vara 85 °C men även högre.

Förpackningar, som har utsatts för ovan nämnda exem- pel på värmebehandling, kommer även under en efterföljande kylfas att utsättas för miljöer där goda tätningsegenskaper hos förpackningen mot fukt och vätska erfordras. Under kyl- fasen får packgodset svalna i den av laminat tillverkade förpackningen. Detta kan exempelvis ske i ett vätskebad, men även duschning med kallt vatten, eventuellt med tillhö- 504 525 ' 8 rande C02- eller N2-kylning, i avsikt att snabbt kunna ernà en tillräckligt låg temperatur, såsom 4 °C.

Claims (2)

N U 20 q 504 525 PATENTKRAV

1. Sätt att frän ett laminat framställa en formstabil, tät förpackningsbehàllare, k ä n n e - t e c k n a t av att laminatet, som består åtminstone av ett termoformbart stomskikt, ett barriärskikt och ett intill detta mot den tilltänkta behàllarens insida riktat laminatskikt, varvid stomskiktet utgöres av ett material som utväljes från den grupp som består av fylld polypropen samt fylld polyetylentereftalat, barriärskiktet utväljes från den grupp som består av aluminium samt kiseloxidbe- läggning, och laminatskiktet utväljes från den grupp som består av polypropen samt polyetylentereftalat, vid fram- ställning av förpackningsbehàllaren genom vikformning ges sin önskade form, varefter behållaren utsättes för auto- klavering eller varmfyllning i syfte att förläna förpack- ningen dess mekaniska stabilitet.

2. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att den av laminat tillverkade förpackningen får svalna i ett vätskebad.