SE511401C2 - Tryckfärgsdekorerat förpackningslaminat för aseptiska förpackningar - Google Patents

Description

15 20 25 511 401 dekor av vattenbaserad tryckfärg som appliceras pá den yttre plastbeläggningen pà banans icke-folieklädda sida pà samma sätt som ovan.

Dimensionsstabila förpackningar av engängskaraktär framställes numera oftast med hjälp av moderna snabba förpackningsmaskiner av den typ som antingen frän en bana eller fràn förtillverkade ark av det tryckfärgsdekorerade förpackningsmaterialet bäde formar, fyller och förseglar förpackningarna. Fran exempelvis en bana framställes förpackningarna genom att banan först omformas till en tub genom att banans bäda längsgående kanter förenas med varandra i en överlappsskarv. Tuben fylles med aktuellt fyllgods, t ex vätskeformigr livsmedel, och avdelas i enskilda fyllda förpackningar genom upprepade transversella värmeförseglingar av tuben tvärs tubens Iängsaxel. Förpackningarna separeras fràn varandra genom snitt eller klipp i de transversella förseglingsomrädena och ges önskad geometrisk, vanligtvis parallellepipedisk form genom en ytterligare formnings- och värmeförseglingsoperation till bildande av de färdiga fryckfärgsdekorerade förpackningarna.

Aseptiska förpackningar framställes pä samma sätt som ovan, med enda väsentliga skillnad att säväl förpackningsmaterialet som det aktuella fyllgodset steriliseras före fyllningsförloppet och att fyllningsförloppet sker under sterlla (aseptiska) förhållanden för att undvika äterinfektering.

Sterilisering av förpackningsmaterialet sker vanligtvis med hjälp av ett kemiskt steriliseringsmedel, företrädesvis väteperoxid, som bringas i kontakt med åtminstone den del av förpackningsmaterialet som kommeri kontakt med det steriliserade fyllgodset under fyllningsförloppet. l manga fall steriliseras emellertid hela förpackningsmaterialet vilket oftast sker genom att den plana fo'rpackningsmaterialbanan, före fyllningsförloppet, ledes ner i och genom ett bad av vattenhaltig väteperoxid som under viss tid fàr verka pà banan för avdödning av oönskade, särskilt patogena mikroorganismer.

Tryckfärger för den beskrivna applikationen i samband med förpackningsmaterial är numera oftast vattenbaserade vilket kräver att den yta som skall tryckas, i det aktuella fallet en yta av LDPE, antingen i sig själv mäste vara eller annars göras tillräckligt hydrofil för att kunna uppta och varaktigt kvarhàlla den applicerade tryckfärgen. LDPE är inherent vattenavvisande (dvs hydrofob), men kan genom en enkel polaritetsändrande ytbehandling göras hydrofil i önskad utsträckning för att uppta och med god adhesion kvarhälla vattenbaserade tryckfärger. Det kända LDPE-belagda förpackningsmaterialet ovan har därför i adhesionsbefrämjande syfte, före appliceringen av tryckfärg, behandlats medelst corona-teknik som är en effektiv metod för att ombesörja den polaritetsändring som krävs för att göra LDPE-tryckytan hydrofil i önskad utsträckning. _ Även om tryckfärgsdekorerade förpackningsmaterial med god vidhäftning mellan den applicerade vattenbaserade tryckfärgen och förpackningsmaterialets yttre 10 15 20 25 35 511 401 plastbeläggning således har kunnat framställas, trots att plasten i sig själv är hydrofob, har det enligt uppfinningen visat sig att ett förpackningsmaterial av det kända slaget med överraskande enkla medel kan förbättras och göras speciellt fördelaktigt för aseptiska förpackningar vilka framställes genom sterilisering med vattenhaltig väteperoxid på ovan beskrivet sätt.

Ett ändamål med uppfinningen är således att ge anvisning om ett dylikt förbättrat förpackningsmaterial, speciellt för aseptiska förpackningar.

Detta jämte andra ändamål och fördelar uppnås enligt uppfinningen genom det i de oberoende patentkraven 1 och 8 definierade förpackningsmaterialet. Fördelaktiga utföringsformer av förpackningsmaterialet enligt uppfinningen har vidare givits de i underkraven angivna kännetecknen.

Det tryckfärgsdekorerade förpackningsmaterialet enligt uppfinningen, som har en yttre beläggning av högdensitetspolyeten (HDPE) såsom bärare av en på beläggningens utsida applicerad dekor av vattenbaserad tryckfärg, har visat sig vara mer tåligt gentemot yttre påverkan av fukt än det kända förpackningsmaterialet som använder en yttre dekorbärande beläggning av lågdensitetspolyeten (LDPE). Speciellt har det visat sig att förpackningar av förpackningsmaterialet enligt uppfinningen, t o m efter mycket lång tids förvaring i fuktig miljö, bibehåller sin yttre tryckfärgsdekor praktiskt taget intakt, medan en motsvarande tryckfärgsdekor på kända förpackningar har en tendens att förlora i både tydlighet och fräschör över tiden under identiska lagringsförhållanden.

Det har även visat sig att inte bara tryckfärgsdekoren på ett förpackningsmaterial enligt uppfinningen som utsätts för vattenhaltigt väteperoxid, såsom vid framställningen av aseptiska förpackningar, bättre står emot angrepp från det aggressiva steriliseringsmedlet än motsvarande tryckfärgsdekor på det kända förpackningsmaterialet, utan förpackningsmaterialet enligt uppfinningen låter sig även sterlliseras med avsevärt mindre förbrukning av väteperoxid än det kända förpackningsmaterialet. i Förklaringen till de goda resultaten som uppnås enligt uppfinningen har samband med den polaritetsändrande ytbehandlingen (dvs corona-behandling) som såväl det kända förpackningsmaterialet som förpackningsmaterialet enligt uppfinningen genomgå för att uppnå god adhesion mellan den vattenbaserade tryckfärgen och respektive hydrofoba plastbeläggningar.

En corona-behandling som utförs på en LDPE-beläggning är tillräckligt kraftfull för att åstadkomma den önskade polaritetsändringen, men samtidigt också så kraftfull att LDPE-beläggningen”slås sönder" når den träffas av de elektriska corona- urladdningarna. Eftersom dylika "sönderslagna" områden helt eller delvis saknar hydrofila säten kommer den vattenbaserade tryckfärgen att fästa på LDP E- beläggningen med reducerad adhesion, varigenom risken för interaktion mellan den 10 15 20 25 35 511 401 applicerade tryckfärgen och fukt som förpackningsmaterialet kan komma i kontakt med således ökar. Förutom att tryckfärgen kommmer i kontakt och interagerar med vattnet i badet kommer även väteperoxid att attraheras och upptas av hydrofila säten på polyetenbeläggningen i sönderslagna områden utanför den applicerade tryckfärgsdekoren med överdriven väteperoxidförbrukning som följd.

Problemet med tryckfärg/fukt interaktion och åtföljande dekorförsämring förvärras naturligtvis när en bana av förpackningsmaterialet ledes genom ett bad av vattenhaltig väteperoxid, såsom vid framställningen av aseptiska förpackningar, samtidigt som "sönderslagna" men inte tryckfärgstäckta banområden tenderar att attrahera väteperoxid på grund av sin hydrofila karaktär, varigenom förbrukningen av väteperoxid således ökar i onödan.

En yttre plastbeläggning av HDPE, såsom vid förpackningsmaterialet enligt uppfinningen, är visserligen också hydrofob till sin karaktär och måste därför i likhet med LDPE utsättas för en polaritetsändrande ytbehandling före applicering av vattenbaserad tryckfärg, men till skillnad från LDPE har HDPE överraskande visat sig kunna motstå sådan ytbehandling utan att "slås sönder", t o m om ytbehandlingen genomförs med coronaurladdningar. En corona-behandling av den yttre HDPE- beläggningen, före tryckfärgsapplicering på HDPE-beläggningens utsida, gör således HDPE-beläggningen tillräckligt polaritetsändrad (hydrofil) för att den vattenbaserade tryckfärgen skall kunna appliceras med god adhesion, samtidigt som icke- tryckfärgsbelagda områden av den corona-behandlade HDPE-ytan förblir hydrofob och vattenavvlsande. En tryckfärgsdekorerad bana av förpackningsmaterialet enligt uppfinningen har därför bättre förutsättningar att stå emot fuktangrepp av typen tryckfärg/fukt-interaktioner och kan ledas genom ett bad av väteperoxid, utan att överdrivet attrahera och absorbera väteperoxid.

Uppfinningen kommer nu att beskrivas närmare med hänvisning till bifogade ritning som visar ett schematiskt tvärsnitt genom ett förpackningsmateríal enligt uppfinningen för aseptiska förpackningar.

På ritningen har förpackningsmaterialet enligt uppfinningen givits den allmänna hänvisningsbeteckningen 10. Förpackningsmaterialet 10 har ett stomskikt 11 av styvt, men vikbart papper av konventionell förpackningskvalitet och yttre vätsketäta beläggningar 12,13 av plast på stomskiktets 11 båda sidor. Mellan den ena av de båda yttre plastbeläggningarna 12 och stomskiktet 11 finns en såsom gasbarriär tjänande folie 14 som medelst ett skikt 15 av bindemedel (adhesive) är bunden till stomskiktet 11. Den från stomskiktet 11 vända sidan av aluminiumfolien 14 är således täckt av den nämnda ena av de båda yttre plastbeläggningarna 12.

För att öka adhesionen mellan aluminiumfolien 14 och denna yttre plastbeläggning kan ett skikt av bindemedel av samma typ som bindemedlet i skiktet 15 vara anordnat mellan den nämnda yttre plastbeläggningen 12 och aluminiumfolien 14. 10 15 20 25 35 511 401 Materialet i den yttre plastbeläggningen 12 kan vara vilket lämpligt material som helst. Företrädesvis består materialet av en termoplast som dels ger förpackningsmaterialet täthetsegenskaper mot vätska till skydd för det inre tuktkänsliga pappersskiktet 11 och dels möjliggörförpackningsframställning medelst värmetörsegling. Exempel på dylika termoplaster som ofta används i förpackningsmaterial av den aktuella typen är polyoletiner, såsom polyeten eller polypropen. Ett speciellt föredraget material är dock Iågdensitetspolyeten (LDPE) som har de båda önskade egenskaperna beträffande vätsketäthet och värmeförseglingsbarhet, men som dessutom är billigt, lättillgängligt och har goda processbarhetsegenskaper. Andra material som kan användas enligt uppfinningen är barriärpolymerer såsom polyester, polyamid och etylenvinylalkoholsampolymerer (EVOH). Valet av material i den yttre plastbeläggningen 12 är emellertid inte kritisk för uppfinningen och utgör heller ingen del av uppfinningen.

Materialet i den andra av förpackningsmaterialets 10 båda yttre plastbeläggningar, dvs den yttre plastbeläggningen 13 på stomskiktets 11 andra sida skall däremot vara högdensitetspolyeten (HDPE) enligt uppfinningen. En HDPE- beläggning är dels vätsketåt till skydd för det inre papperskiktet 11 och kan, såsom beskrivs ovan, behandlas i polaritetsändrande syfte genom en corona-behandling utan att förstöras eller "slås sönder" på grund av corona-urladdningar, såsom en LDPE- beläggning. En HDPE-beläggning är dessutom värmeförseglingsbar med en yttre plastbeläggníng 12 av LDPE på stomskiktets 11 andra sida.

Såsom framgår från ritningen har förpackningsmaterialet 10 vidare en på den yttre HDPE-beläggningens 13 utsida applicerad dekor 17 av vattenbaserad tryckfärg, såsom tidigare beskrivits. ' Förpackningsmaterialet 10 kan framställas på konventionellt sätt genom att en bana av styvt, men vikbart papper pà båda sidor belägges med plast, företrädesvis LDPE, varefter den plastbelagda banans ena sida varaktigt förenas med en aluminiumfolie 14 genom en konventionell lamineringsoperation. Banan belägges därefter med en yttre beläggning 12 av termoplast, företrädesvis LDPE,som extruderas mot banans ena sida, samtidigt som banans andra sida belägges med en yttre beläggning 13 av HDPE. De båda yttre beläggningarna 12 och 13 kan extruderas var för sig, men extruderas företrädesvis samtidigt genom en co-extruderingsprocess.

Därefter ledes banan genom en tryckningsstation i vilken banan förses med en dekor 17 av vattenbaserad tryckfärg som i önskat mönster appliceras på utsidan av den yttre HDPE-beläggníngen 13 medelst konventionell tryckningsteknik.

För att möjliggöra god vidhäftning mellan banans yttre HDPE-beläggning 13 och den vattenbaserade tryckfärgen måste den yttre HDPE-beläggningen utsättas för en polaritetsändrande ytbehandling, företrädesvis corona-behandling, före appliceringen av den vattenbaserade tryckfärgen. ' 10 511 401 Ett förpackningsmaterial enligt uppfinningen för aseptiska förpackningar har i ett praktiskt jämförelseförsök visat sig förbruka upp till 70% mindre väteperoxid än ett känt förpackningsmaterial av samma strukturella uppbyggnad, men med en yttre dekorbärande beläggning av Corona-behandlad LDPE istället för HDPE, när förpackningsmaterialen i steriliseringssyfte ledes genom ett bad av väteperoxid.

Av beskrivningen ovan framgår således att ett förpackningsmaterial enligt uppfinningen, trots ett i och för sig enkelt materialutbyte, har överraskande goda fördelar framför snarlika kända förpackningsmaterial, speciellt när förpackningsmaterialet är komponerat och används för framställning av aseptiska förpackningar genom väteperoxidsterilisering.

Naturligtvis är många modifikationer och ändringar beträffande ovan beskrivna specifika detaljer möjliga utan att frångå uppfinningstanken. Dylika för fackmannen uppenbara modifikationer och ändringar ligger således inom ramen för uppfinningstanken, såsom denna definieras genom de efterföljande patentkraven.

Claims (7)

10 15 20 25 511 401 Patentkrav

1. Förpackningsmaterial av laminattyp för aseptiska förpackningar vilka framställes från en bana av förpackningslaminatet som i steriliseringssyfte ledes genom ett bad av våteperoxid före banans omformning till färdiga aseptiska förpackningar, vilket förpackningsmaterial (10) innefattar ett stomskikt (11) av styvt, men vikbart papper, yttre vätsketäta beläggningar (12,13) av plast av vilka åtminstone den ena (13) har en på sin utsida applicerad dekor (17) av vattenbaserad tryckfärg, och ett mellan stomskiktet (11) och den andra av de båda yttre plastbeläggningarna (12) applicerat gasbarriàrskikt (14) , kännetecknat av, att den dekorbärande ena yttre plastbeläggningen (13) består av högdensitetspolyeten (HDPE).

2. Förpackningsmaterial enligt krav 1, kännetecknat av, att den dekorbärande yttre plastbeläggningen (13) är applicerad på stomskiktets (11) ena sida genom extrudering.

3. Förpackningsmaterial enligt krav 1, kännetecknat av, att den dekorbärande yttre plastbeläggningen (12) är applicerad på stomskiktets (11) ena sida genom filmlaminering.

4. Förpackningsmaterial enligt något av föregående krav, kännetecknat av, att den dekorbärande yttre plastbeläggningen (13) i adhesionsbefråmjande syfte är behandlad genom en polaritetsmodifierande ytbehandling före appliceringen av nämnda tryckfärgsdekor (17).

5. Förpackningsmaterial enligt krav 4, kännetecknat av, att den dekorbärande yttre plastbeläggningen (13) är corona-behandlad.

6. Förpackningsmaterial enligt något av föregående krav, kännetecknad av, att nämnda gasbarriàrskikt (14) är en aluminiumfolie.

7. Aseptisk fórpackningsbehållare, kännetecknad av, att den är framställd av ett förpackningsmaterial(1 O) enligt något av kraven 1-6.