SE525195C2 - Sätt vid framställning av en förpackningsbehållare samt förpackningsbehållare eller ämne därför - Google Patents

Description

30 35 I SE-C-467 302 beskrivs att ett kantområde först kan förses med en biglinje, varefter den positiva, upphöjda sidan av biglinjen avlägsnas samtidigt med tjockleks- reduceringen av kantområdet, dvs under skivingen. Den upphöjda delen av biglinjen kommer således att, i samband med skivingen, avverkas till jämnhöjd med materialets angränsande yta. Det fibrösa materialet anges därigenom bli inte bara reducerat i tjocklek utan också defoimerat och försvagat i biglinjen, varvid materialets tendens att efter omvikningen återgå till ursprungligt läge, reduceras. Det har dock visat sig att det trots denna omvikningsunderlättande operation uppkommer sprickor i den färdiga, omvikta kanten. Detta är speciellt ett problem i samband med förpackningsbehållare för långtids- lagring med innehåll, eftersom även de minsta sprickor i gasbarriärskíktet på lång sikt leder till penetration av syrgas och därmed försämrad hållbarhet. I SE-C-467 302 beskrivs också en tidigare känd teknik för försvagning av materialet i en vikningslinje, varvid konventionell slipning eller fräsning utnyttjas, resulterande i ett mönster av fördjupade spår i materialets ena yta. Patentskriften leder dock bort från ett dylikt förfarande eftersom det anges att dylika spår, även om de tjänstgör som vikningsanvisningar, är mycket dåligt definierade med glidande övergång till det oslipade materialet, resulterande i dåligt definierade, krokiga vikningslinjer. Vid slipning eller fräsning finns det naturligtvis också en risk att gasbarriärskiktet tar skada, med åtföljande penetrering av gas som följd.

Medan förpackningslaminat ännu befinner sig i ban- eller arkform förses det vanligen även med ett annat mönster av vikningslinjer eller biglinjer, vilka linjefonnigt försvagar materialet och underlättar omfonnningen av detsamma genom vikning till förpackningsbehållare med önskad form. Dylika biglinjer utformas mellan ett biglinje- formande hanverktyg och ett honverktyg. Tyvärr kan inte en biglinje för den kant som skall omvikas utformas samtidigt med dessa övriga biglinjer för förpackningslarninatets omformning till en förpackningsbehållare, eftersom vikningen skall ske på motsatt håll vid omvikningen av kanten, således innebärande att han- respektive honverktyg måste positioneras på motsatta sidor av förpaclcningslaminatet jämfört med positionen för utformningen av övriga biglinjer.

I SE-C-434 041 beskrivs en teknik för skiving och omvikning av kanter, vilken syftar till minskad sprickbildning vid den omvikta kanten. Lösningen enligt SE-C- 434 041 är att anordna förseglingszonen för längsförseglingen mot förpackningslami- natets motstående kant på avstånd från den omvikta kanten. Denna lösning ger dock inte önskat resultat då kanten först förseglas i omvikt tillstånd, innan den bringas att anligga mot förpackningslaminatets motstående kant för längsförseglingen. En dylik första försegling av den omvikta kanten i sig är normalt önskvärd eftersom den omvikta kanten, trots materialförsvagning, annars riskerar att vikas upp innan den inträder i förseglings- 10 15 20 25 30 35 525 195 0 n 0 000000 o stationen, med åtföljande läckageproblem i den färdiga förpackningsbehållaren.

Problemet med den första förseglingen av den omvikta kanten är dock att redan den ger upphov till sprickbildning i den omvikta kanten.

KORT REDOGÖRELSE ÖVER UPPFINNINGEN Föreliggande uppfinning syftar till att erbjuda ett sätt åstadkomma en skivad, omvikt kant hos ett förpackningslaminat som uppvisar ett stomskikt av ett fibröst material samt ett gasbarriärskikt med låg elasticitet (dvs en elasticitet som är avsevärt lägre än den för övriga skikt i förpackningslarninatet), genom vilket sätt tidigare uppkomna problem med sprickbildning i gasbarriärskiktet undvikes. Det är också ett syfte med uppfinningen att en kant av förpackningslaminatet skall kunna förseglas i sig, i omvikt tillstånd, före det att den omvikta kanten förseglas mot förpackningslaminatets motstående kant i en längsförsegling, utan att problem med sprickbildning uppkommer. Vidare är det ett syfte med uppfinningen att erbjuda ett sätt för åstadkommande av en skivad, omvikt kant, vilket sätt är rationellt vid höghastighetsproduktion av förpackningsbehållare eller ämnen för förpackningsbehållare. Det är också ett syfte med uppfinningen att erbjuda en för- packningsbehållare, speciellt en förpackningsbehållare för långtidsförvaring med innehåll, företrädesvis efter autoklavering, med utomordentliga gasbatfiäregenskaper tack vare ett intakt gasbarriärskikt, trots att skivad, omvikt kant utnyttjas i dess längsförsegling.

Dessa och andra syften uppnås medelst sättet och förpackningsbehållaren eller ämnet därför, såsom dessa presenteras i patentkraven.

Föreliggande uppfinnare har i samband med uppñnningens utvecklande utfört extensiva undersökningar i syfte att utröna de bakomliggande orsakema till att sprick- bildning uppkommer i gasbaniärsldktet trots åtgärder som t.ex. de i SE-C-467 302 beskrivna. Utan att binda sig vid en viss teori har man förvånande funnit att problemen synes vara relaterade till fukthalten i det fibrösa materialet samt cellulosafibremas respons på den värmeförsegling som utförs av den omvikta kanten i sig. En teori är att cellulosafibrerna expanderar vid värmningen i samband med förseglingen, med åtföljande töjningskrafter på gasbaniärskiktet. En arman teori är att cellulosafibrema torkar ut vid värmeförsegligen och blir spröda. Då gasbarriärskiktet uppvisar låg elasticitet, vilket vanligen är fallet, t.ex. då metallfolieskikt eller skikt av PET-SiOx utnyttjas, blir resultatet sprickbildning oavsett bakomliggande orsaker.

Det har därför förvånande visat sig att, trots att den teknik som beskrivs i SE-C- 467 302 ger väsentligt underlättad vikning till en omvikt kant, så leder det i biglinjen kvarstående fibrösa materialet till sprickbildning i den omvikta kanten efter värmeför- segling av densamma i sig. Likaledes förvånande har det i samband med uppfinningens 4000:: lO 15 20 25 30 35 525 195 utvecklande visat sig att den förhållandevis enkla åtgärden att helt eller huvudsakligen avlägsna det fibrösa materialet i en vikningslinje för omvikningen, ger förvånande goda resultat med helt elirninerad sprickbildning.

Dock visade det sig, i samband med uppñnningens utvecklande att problemen inte var över i och med detta, utan att nya problem uppstod då uppfinningen skulle utföras kommersiellt. Då allt eller i huvudsak allt fibröst material avlägsnats i vikningslinjen för den omvikta kanten är det nämligen endast gasbarriärskiktet och ett tunt skikt av terrno- plast på dess motsatta sida som håller samman förpackningslaminatet i det skivade kant- området. Den yttre delen av kantområdet blir därigenom mycket sladdrig och kan därför inte fungera som registerkant då förpackningslarninatet löper fram på produktionsbanan. Ä andra sidan måste just denna kant utgöra registerkant eftersom det är här som skivingen skall utföras. Enligt uppfinningen har detta problem dock lösts genom att förpaclmings- laminatet först orienteras, varvid en fri kant hos detsamma utnyttjas som registerkant, varefter tjockleksreduceringen genom skiving, i ett område innanför den fria kanten, utföres under bibehållande av denna fria kant som registerkant. Först därefter utformas spåret som sträcker sig ända ned till eller huvudsakligen ned till gasbarriärskiktet och i direkt anslutning därtill utföres själva omvikningsoperationen.

Vidare har det åtminstone i fall av kommersiell höghastighetsproduktion på bana, t.ex. vid produktionshastigheter av omkring 200 - 600 m/min, visat sig att det är svårt att utföra mekanisk bearbetning, i form av t.ex. slipning eller fräsning, med så stor exakthet att en tillräckligt väldeñnierad vikningslinje (spår) åstadkommes. Det är därvid ocksâ risk att gasbarriärskiktet tar skada av den mekaniska bearbetningen, varvid hela syftet att bibehålla gasbarriärskiktet intakt förfelas. Det har därvid visat sig i samband med utveck- landet av uppfinningen, att ett mycket väldefinierat spår kan åstadkommas medelst laser- skärning, varvid risken för skada på gasbarriärskiktet också undvikes i och med att detta har avsevärt högre densitet än det fibrösa skiktet, innebärande att laserstrålen enkelt kan ställas in så att den ej påverkar gasbarriärskiktet. Det har vidare visat sig att så låga energimängder som 20 - 200 J/m, företrädesvis 30 - 150 J/m och än mer föredraget 40 - 100 J/m räcker för att åstadkomma ett väldefinerat och tillräckligt djupt spår i ett på en bana framlöpande förpackningslaminat. Det skall dock inte uteslutas att mekanisk bearbetning i form av slipning eller fräsning kan utnyttjas i vissa utföringsformer av uppfinningen, främst vid lägre produktionshastigheter.

En fördel relaterad till utnyttj andet av laserskärning först efter det att skivingen utförts är också att mängden förbränningsprodukter vid laserskärningen minskar då termoplastskiktet på utsidan av det fibrösa materialet redan har avlägsnats, samt att de förbränningsprodukter som bildas blir av mindre farlig typ för miljö och hälsa.

O OI O 0 CIO a ao g; o o o o I o II n o o o o on con In Q. 90 IQ I I 0 I I I I O I I IC I 525 195 Sammanfattningsvis har det således enligt uppfinningen tagits fram ett effektivt och rationellt sätt vid kommersiell åstadkommande av en skivad, omvikt kant hos ett förpackningslaminat som uppvisar ett stomskikt av ett fibröst material samt ett gas- barriärskikt med låg elasticitet. Enligt uppfinningen kärmetecknas detta av de successiva stegen att: a) förpackningslaminatet orienteras, varvid en fri kant hos detsamma utnyttjas som registerkant, b) ett område utmed sagda fria kant tjockleksreduceras medelst skivingteknik, på förpackningslaminatets fibrösa sida, c) förpackningslaminatets orientering bibehålles med sagda fria kant som registerkant, d) ett längsgående, linjeformi gt spår utformas i det skivade kantområdet, på förpack- ningslaminatets fibrösa sida, genom att fibröst material avlägsnas från stomskiktet ända ned till eller huvudsakligen ned till gasbaniärskiktet, e) kanten viks l80° i spåret, varefter f) kanten förseglas till en omvikt kant.

Enligt en aspekt av uppfinningen är sagda försegling är en värmeförsegling.

Enligt en annan aspekt av uppfinningen föreligger sagda förpackningslaminat som ett ämne för en förpackningsbehållare under sättets genomförande.

Enligt ännu en annan aspekt av uppfinningen utgöres sagda förpackningslaminat av ett förpackningslaminat ämnat för framställning av en autoklaverad förpacknings- behållare för långtidsförvaring i rumstemperatur.

Enligt en arman aspekt av uppfinningen utformas sagda spår så att högst 30 %, företrädesvis högst 20 % och än mer föredraget högst 10 % av en tjocklek hos det ñbrösa stomskiktet i det skivade kantområdet och i positionen för spåret, bibehålles mellan spåret och gasbarriärskiktet.

Enligt ännu en aspekt av uppfinningen bringas sagda spår att uppvisa en bredd av 1,5 :t 1,2 mm, företrädesvis 1,2 i 0,8 mm och än mer föredraget 1,0 i 0,5 mm.

Enligt en annan aspekt av uppfinningen utgöres sagda gasbarriärskikt av ett metallfolieskikt, företrädesvis ett aluminiurnfolieskikt, eller ett skikt av PET-SiOx.

Enligt ännu en aspekt av uppfinningen utföres sagda utfomming av spåret medelst en teknik i gruppen som består av fräsning, slipning och laserskärning.

Speciellt föredraget är det att laserskärning utnyttjas, varvid förpackningslarninatet löper fram på en bana under sättets genomförande och varvid den utnyttjade laserstyrkan är 20 - 200 I/m, företrädesvis 30 - 150 J/m och än mer föredraget 40 - 100 Jlm.

Till följd av sättet har det åstadkommits en förpackningsbehållare eller ämne för en föipackningsbehållare utformad av ett förpackningslarninat som uppvisar ett stomskikt , o g oo III ICO' O . I ., en: 00 b! en se oro u o o 00 I Ino OI II OI O 0 II 10 20 25 30 35 0 o no en en oo noen 525 195 av ett fibröst material samt ett gasbarriärskikt med låg elasticitet, vilket förpacknings- laminat uppvisar en skivad, omvikt kant, kännetecknad av att sagda omvikta kant är omvikt i ett spår där det fibrösa materialet helt eller huvudsakligen saknas.

FIGURBESKRIVNING Uppfinningen kommeri det följande att beskrivas i större detalj med hänvisning till figurerna, av vilka: Fig. 1 visar ett enligt känd teknik omvikt kantområde för ett förpackningslaminat, Fig. 2 visar utformning av ett spår enligt uppfinningen i en skivad kant, genom laserskärning, Fig. 3 visar den skivade och med spåret försedda kanten i Fig. 2, då kanten är omvikt och förseglad mot en motstående kant av förpackningslaminatet, Fig. 4 schematiskt visar de olika stegen för genomförande av sättet enligt uppfinningen.

IFig. 1 visas ett förpackningslaminat 10' med ett kantområde som är skivat och omvikt enligt känd teknik. Förpackningslaminatet 10' uppvisar ett stomskikt 11 av fibröst material, Lex. papper eller kartong, vilket är det skikt i laminatet som uppvisar den största tjockleken. Förpackningslaminatet 10' uppvisar vidare ett gasbarriärskikt 12, typiskt ut- format av ett material med låg elasticitet, t.ex. en metallfolie såsom aluminiumfolie eller PET-SiOx. Mellan stomskiktet ll och gasbarriärsldktet 12 är det anordnat ett skikt 9 av en polymer eller adhesiv. På larninatets 10' båda yttre sidor är det anordnat vätsketäta och värmeförseglingsbara skikt 13, 14 av termoplast, vanligen polyetylen eller polypropylen.

Terrnoplastskiktet 13, anordnat utvändigt gasbarriärskiktet 12, utgör den yta som är avsedda att vetta in mot fórpackningsbehållarens inre, dvs den yta som är avsedd att stå i kontakt med produkten som skall förvaras i förpackningsbehållaren som avses tillverkas av fórpackningslarninatet 10'. Den skivade kanten är omvikt på känt sätt och förseglad i omvikt tillstånd, varvid sprickbildning har uppstått (indikerat vid kanten 15) i gasbairiärskiktet 12, troligen på grund av värmeexparision hos fibrerna i det fibrösa skiktet 11 och därmed töjpåkänningar i gasbarriärskiktet vid den omvikta kanten 15.

IFig. 2 visas ett förpackningslaminat 10 av samma typ som det i Fig. 1 visade, dvs innefattande fibröst skikt 11, polymer- eller adhesivskikt 9, gasbarriärsldkt 12 och termoplastskikt 13, 14 enligt det som beskrivits i samband med Fig. 1. Även detta för- packningslaminat 10 uppvisar ett kantområde 16 som har skivats till reducerad tjocklek. I samband med skivingen har termoplastskiktet 14 avlägsnats i kantområdet 16. Enligt uppfinningen utformas ett spår 17 ungefär mitt i det skivade området. I det visade fallet utnyttjas en laseranordning 18, vilken sänder ut en laserstråle 19 som bränner upp spåret 17 i det genom skivingen tjockleksreducerade fibrösa skiktet 11 i kantområdet 16. Spåret 10 15 20 25 30 52 5 195 '=.-' ëjfäsí-äffšfk- '3 17 utformas med ett sådant djup att det sträcker sig ända ned till eller huvudsakligen ned till gasbarriärskiktet 12. Enligt det ovan beskrivna utformas spåret 17 lämpligen så att högst 30 % av en tjockleken hos det fibrösa stomskiktet 11 i det skivade kantområdet 16 och i positionen för spåret 17, bibehålles mellan spåret 17 och gasbairiärskiktet 12. Spåret utformas vidare lämpligen med en bredd av 1,5 i 1,2 mm, varvid den utnyttjade laserstyrkan är 20 - 200 J/m då förpackningslaminatet 10 löper fram på en bana med en hastighet av omkring 200 - 300 m/min.

I Fig. 3 visas förpackningslaminatet 10 efter det att kantområdet omvikts 180° och värmeförseglats i omvikt tillstånd, och efter det att den sålunda omvikta 15 och värmeför- seglade kanten i sin tur värmeförseglats mot insidan av den motstående kanten 20 hos fórpackningslaminatet 10, till bildande av en längsförsegling. Tack vare spåret 17, i vilket allt eller väsentligen allt fibröst material avlägsnats, kommer ej värmeexpansionen vid värmefórseglingen att bli så kraftig att gasbarriärskiktet spricker vid omvikningen på grund av töjpåkänningar.

IFig. 4 visas schematiskt en produktionslinje för utförandet av sättet enligt uppfinningen. Ett ämne 21 för en förpackningsbehållare, vilket ämne 21 utgöres av ett stycke förpackningslaminat 10, orienteras (a) med en fri kant 22 som registerkant mot ett registerdon 23. Ämnet 21 löper fram på en ej visad bana, i pilarnas riktning. I steget (b) tjockleksreduceras den fria kanten 22 på förpackningslaminatets fibrösa sida medelst skivingteknik, här med hjälp av en roterande cylinder 24 med knivegg, till bildande av det skivade kantområdet 16. Den fria kanten 22, som nu uppvisar det tjockleksreducerade kantområdet 16, fortsätteri steg (c) att utgöra registerkant gentemot registerdonet 23. I steg (d) utformas det längsgående, linjeformiga spåret i det skivade kantomrâdet 16, på förpackningslaminatets fibrösa sida, ända ned till eller huvudsakligen ned till gasbarriär- skiktet. Därefter, i steg (e), omviks kantområdet 16 180° i spåret 17, till bildande av en omvikt kant 15 som i steget (f) värmeförseglas, medelst förseglingshj ul eller -backar 25, i omvikt tillstånd. Därefter utföres (ej visat) längsförsegling av kanten 15 mot ämnets 21 motstående kant 20, varefter en förpackningsbehållare vikformas av ämnet 21, fylles med produkt, förseglas till sluten form och eventuellt autoklaveras.

Uppfinningen är ej begränsad till ovan beskrivna utföringsformer utan kan varieras inom ramen för patentkraven.

Claims (3)

525 195 s PATENTKRAV

1. Sätt att åstadkomma en skivad, omvikt kant (15) hos ett förpackningslaminat (10) innefattande ett stomskikt (11) av ett fibröst material samt ett gasbarriärsldkt (12) med låg elasticitet, k ä n n e t e c k n a t a v, att de successiva stegen att: a) förpackningslarninatet (10) orienteras, varvid en fri kant (22) hos detsamma utnyttjas såsom registerkant, b) ett område (16) utmed sagda fria kant tjockleksreduceras medelst skivingteknik (24) på förpackningslarninatets ñbrösa sida, c) förpackningslaminatets (10) orientering bibehålls med sagda fria kant (22) såsom registerkant, d) ett längsgående linjeformigt spår (17) upptas i det skivade kantområdet (16) på förpackningslaminatets ñbrösa sida (l 1) genom att fibröst material avlägsnas från stomskiktet (11) ner till gasbairiärskiktet (12) så att högst 30 %, företrädesvis högst 20 %, mera föredraget högst 10 % av en tjocklek av det fibrösa stomskiktet (11) i det skivade området (16) och i positionen för spåret ( 17) bibehålls mellan spåret och gasbarriärskiktet (12), e) kanten viks l80° i spåret, varefter t) kanten förseglas till en omvikt kant (15).

2. Sätt enligt krav 1, k än n eteckn at a v, att sagda fórsegling ären värmeförsegling (25).

3. Sättenligtkrav1och2,kännetecknat av, attsagda förpackningslaminat ( 10) föreligger som ett ärrme (21) för en förpackningsbehållare under sättets genomförande. 525 195 9 . Sätt enligt något av ovanstående krav, k ä n n e t e c k n a t a v, att sagda förpackningslaminat (10) utgörs av ett förpackningslaminat ärnnat för framställning av en autoklaverad förpackningsbehållare för långtidsförvaring vid rumstemperatur. . Sätt enligt något av ovanstående krav, k ä n n e t e c k n at a v, att sagda spår (17) bringas att uppvisa en bredd av 1,5 +/- 1,2 mm, företrädesvis 1,2 +/- 0,8 mm, ännu mera föredraget 1,0 +/- 0,5 mm. . Sätt enligt något av ovanstående krav, k ä n n e t e c k n at a v, att sagda barriärslcikt (12) utgörs av ett metallfolieskikt eller ett skikt av PET-SiOx. . Sätt enligt något av ovanstående krav, k ä n n e t e c k n a t a v, att sagda utformning av spåret (17) utförs medelst en teknik i gruppen som består av fräsning, slipning och laserskäming (18,19). . Sättenligtkrav 7,kännetecknat av, attlaserskäming (18,19) utnyttjas, varvid förpackningslaminatet (10) löper fram på en bana under sättets genomförande och varvid den utnyttjade laserstyrkan är 20-200 J/m, företrädesvis 30-150 J/m, mera föredraget 40-100 J/m. . Förpackningsbehållare eller ämne (21) för en förpackningsbehållare av ett förpackningslaminat (10) innefattande ett stomskikt (11) av ett fibröst material samt ett gasbarriärskikt (12) med låg elasticitet, vilket förpackningslaminat uppvisar en skivad omvikt kant (15), k ä n n e t e c k n a d a v, att sagda omvikta kant (15) är omvikt i ett spår (17) där högst 30 %, företrädesvis högst 20 %, mera föredraget högst 10 % av en 525 19510 tjocklek av det fibrösa stomskiktet (11) i ett omrâde (16) för den skivade kanten (15) och i positionen för spåret (17) återstår mellan spåret ( 17) och gasbarriärskiktet (12). lüförpackningsbehållare eller ämne (21) för en förpackningsbehållare enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a d a v, att sagda förpackníngsbehållare utgörs av en autoklaverad förpackningsbehållare för långtidsförvaring vid rumstemperatur eller att sagda ämne (21) för en förpackningsbehållare utgörs av ett äirme för en autoklaverad förpackningsbehållare för långtidsförvaring vid rumstemperatur. llförpackningsbehållare eller ämne (21) för en förpackningsbehållare enligt något av kraven 9-10, k ä n n e t e c k n a d a v, att sagda spår (17) uppvisar en bredd av 1,5 +/- 1,2 mm, företrädesvis 1,2 +/- 0,8 mm, mera föredraget 1,0 +/- 0,5 mm. 12.Förpackníngsbehållare eller ämne (21) för en förpackningsbehållare enligt något av kraven 9-11, k ä n n e te c k n a d a v, att sagda gasbaniärskikt (12) utgörs av ett metallfolieskikt eller ett skikt av PET-SiOx.