SE528260C2 - Förpackningslaminat samt förpackningsbehållare - Google Patents

Description

20 25 30 528 260 stabilt, processbart, tillverkningsbart i stor skala och lämpligt för utnyttjande i samband med livsmedelsprodukter.

WO 031063548 avser ett medel för uppvärmning av material innefattande (a) åtminstone ett flertal elektriskt icke ledande mottagare sarnt (b) åtminstone ett flertal elektriskt ledande mottagare i en polymer eller keramisk matris. Enligt en aspekt kan de elektriskt ledande mottagarna bestå av partiklar av en i sig ledande polymer.

I sig ledande polymerer (ICP) är en typ av polymermaterial som har varit under utvecklande en tid men som på senare år har förbättrats för att tillåta elektriskt ledande egenskaper som i vissa fall kan konkurrera med elektriskt ledande material bestående av metall. Nobelpriset i kemi år 2000 tillerkändes upptäckten och utvecklandet av sådana ledande polymerer. I sig ledande polymerer utnyttjas idag i till exempel antistatiska fotografiska filmer, batterier, transistorer, visarenheter samt EMI och RFI skyddsanordningar för flygplan men, såvitt föreliggande uppfinnare vet används de ej idag i förpackningslarriinat och förpackningsbehållare för livsmedelsprodukter. Ibland benämns ICP som i sig ledande polymerer, organiska metaller, syntetiska metaller och så vidare.

KORTFATTAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett förpackningslarriinat samt en förpackningsbehållare medelst vilka ovannämnda problem mildras eller elimineras.

I synnerhet har föreliggande uppfinning till ändamål att åstadkomma ett aluminiumfritt förpackningslarninat som ändå tillåter induktiv värmeförsegling av laminatet samtidigt som den tillhandahåller en förpackningsbehållare som bildas från ett sådant laminat.

Dessa och andra ändamål uppnås medelst ett förpackningslarninat enligt beskrivningens inledning vid vilket det elektriskt ledande slciktet består av en i sig ledande polymer.

I och med utvecklingen av föreliggande uppfinning har det överraskande visats att i sig ledande polymerer kan utnyttjas för att uppnå induktiv värmeförsegling i ett aluminiumfritt förpackningslaminat som består av yttre 10 15 20 25 30 528 260 värmeförseglingsbara skikt. Positiva tester har gjorts i vilka starka och bestående förseglingar har producerats i ett sådant laminat.

Föreliggande uppfinning avser även en förpackningsbehållare för en livsmedelsprodukt, företrädesvis en vätske- eller flytande livsmedelsprodukt varvid nämnda förpackningsbehållare formas och förseglas från ett förpackningslarninat enligt uppfinningen. I de höghastighets, kontinuerliga förpackningsprocesser som är väl kända för kartongförpackningar av Tetra Brik® typ formas en bana av förpackningslaminatet kontinuerligt i en tub som fylls med innehåll och förseglas för att bilda kuddformiga förpackningsbehållare medelst en samtidig värmeförsegling och skämingsoperation. Den kuddformiga förpackningsbehållaren vikformas därefter normalt till en parallellepipedisk förpackningsbehållare. Vilken som helst annan typ av förpackningsbehållare för livsmedelsprodukter som formas från ett förpackningslaxninat som tillåter värmeförsegling medelst induktiv uppvärmning är dock även tänkbar såsom förpackningsbehållare med en behållarkropp bestående av ett sådant laminat samt en plasttopp, till exempel.

DETALJERAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Enligt en aspekt av föreliggande uppfinning utgörs det elektriskt ledande skiktet huvudsakligen av ett homogent skikt som formas från den i sig ledande polymeren. Mindre mängder tillsatser såsom tillsatser för att främja bindning kan dock tillåtas i det elektriskt ledande skiktet. Typiskt kan det elektriskt ledande skiktet av en i sig ledande polymer innefatta upp till 10 vikt% som mest, företrädesvis 5 vikt% som mest och ännu mer företrädesvis 3 vikt% som mest av en eller flera sådana tillsatser, varvid sådan(a) tillsats(er) företrädesvis består av icke ledande material.

Enligt en utföringsform av uppfinningen utgörs det elektriskt ledande skiktet av ett kontinuerligt skikt som sträcker sig genom hela laminatet. Enligt ytterligare en föredragen utföringsforin av uppfinningen anordnas dock det elektriskt ledande skiktet enbart i förseglingsområden hos förpackningslarninatet. Detta kan uppnås eftersom det är tekniskt möjligt att applicera det elektriskt ledande skiktet enbart vid lägen hos larninatet som skall förseglas till varandra då laminatet formas till en förpackningsbehållare, med andra ord i förseglingsområden. Detta är även 10 15 20 25 30 528 260 fördelaktigt eftersom det reducerar mängden i sig ledande polymer som behövs, och nämnda i sig ledande polymer bidrar ej till barriärfunktionerna hos laininatet (till skillnad från aluminiumfoliesldktet som vanligtvis utnyttjas idag).

Enligt ytterligare en aspekt av uppfinningen väljs den i sig ledande polymeren från gruppen som består av polyanilin, polypyrrol, polytiofen, polyetyldioxitiofen, poly(p-fenylenvinylen), polyacetylen, polydiacetylen, polyfenylensulfid, polytienylenvinylen samt polyvinylklorid. Företrädesvis dopas. den i sig ledande polymeren för att förhöja dess ledarförinåga. Nyss nämnda exempel av i sig ledande polymerer bör dock endast ses som gångbara exempel idag. Allteftersom utveckling inom området för i sig ledande polymerer fortskrider kommer nya typer eller förbättrade versioner av redan existerande typer av i sig ledande polymerer säkert att hittas och sådana polymerer kommer då även att utgöra en del av föreliggande uppfinning. _ Enligt ytterligare en aspekt av uppfinningen kan den i sig ledande polymeren som utnyttjas definieras medelst dess elektriska ledarförrnåga. I enlighet därmed bör den ha en elektrisk ledarfönriåga av åtminstone l S/cm, företrädesvis åtminstone 102 S/cm, ännu mer föredraget åtminstone 104 S/cm och mest föredraget åtminstone 106 s/cm.

Det är svårt att definiera tjockleken som behövs hos det elektriskt ledande skiktet hos den i sig ledande polymeren eftersom den önskvärda tjockleken kan variera beroende på typ av polymer och applikation. En tjocklek av 10 um som mest, företrädesvis 5 um som mest och ännu mer föredraget 2 um som mest och mest föredraget 1 um som mest förväntas dock vara tillräcklig.

Det elektriskt ledande skiktet hos den i sig ledande polymeren kan uppta vilken lämplig position som helst inom förpackningslaniinatet tagen över tvärsektionen hos förpackningslarninatet. Enligt en aspekt av föreliggande uppfinning förbinds det till kämskiktet medelst ett larnineringsskikt. Ett sådant lamineringsskikt kan vara en känd typ av (vanligtvis polyiner) bairiärskikt (annat än aluminium), företrädesvis ett gasbaniärskikt eller en kombination av barriärskikt.

Alternativt anordnas bindemedelsskikt mellan kärnskiktet, eventuella bariiärskikt och det elektriskt ledande skiktet hos den i sig ledande polymeren. Det är lämpligt 10 15 20 25 30 528 260 om det elektriskt ledande skiktet hos den i sig ledande polymeren anordnas intilliggande med inre tätningssldkKen) hos laminatet men det är även tänkbart att ett eller flera barriärslcikt och/eller bindemedelsskikt anordnas däremellan.

Enligt ytterligare en aspekt av uppfinningen är det att föredra att kärnskiktet utgörs av ett pappers- eller kartongkärnskikt. Det är dock även tänkbart att det kan vara ett polymerskikt. I fallet med ett polymerkärnskikt är det även möjligt att uppnå ett genomskinligt, valfritt färgat förpackningslaminat som är förslutbart medelst induktiv värmeförsegling.

De inre och yttre värmeförseglingbara skikten innefattar lämpligen en terrnoplast i gruppen bestående av polyeten, företrädesvis metallocen polyeten, samt polypropen. Till exempel är utnyttjandet av polypropenbaserade värmeförseglingsbara skikt tänkbart i fallet av autoklaverbara förpackningsbehållare.

Utnyttjandet av metallocen polyeten är framför allt intressant i det innersta värmeförseglingsbara skiktet, d.v.s. skiktet som kommer att vetta mot livsmedelsinnehållet i förpackningsbehållaren som formas från förpackningslarninatet.

SAMMANSTÄLLNING ÖVER RITNINGSFIGURER Föreliggande uppfinning kommer att beskrivas närmare nedan med hänvisning till en föredragen utföringsform och med hänvisning till bifogade ritningar där: Fig. 1 grundförpackningslarninat enligt uppfinningen. visar en tvärsektion av strukturen av ett föredraget Fig. 2 visar en tvärsektion av en alternativ utföringsforrn av ett förpackningslaminat enligt uppfinningen.

DETALJERAD BESKRIVNING AV RITNINGSFIGURER OCH UTFömNGsFoRn/IER Fig. 1 visar schematiskt ett föredraget gmndkoncept för ett förpackningslaminat enligt uppfinningen. Förpackningslaininatet 10 uppvisar ett styvt men vikbart grund eller kämskikt ll av papp eller kartong samt ett yttre, vätsketätt och värmeförseglingbart skikt 13 och ett inre, vätsketätt och 10 15 20 25 30 528 260 värmeförseglingsbart skikt 12 på varje respektive sida av kärnskiktet 11. Det inre skiktet 12 kommer att bilda insidan hos förpackningsbehållaren som formas från förpackningslaminatet och företrädesvis består av metallocen polyeten.

Förpackningslarninatet 10 uppvisar vidare ett elektriskt ledande skikt 14 av en i sig ledande polymer som är anordnad mellan kämskiktet 11 och det inre, vätsketäta skiktet 12. Det elektriskt ledande skiktet 14 har lämpligen laininerats till kärnskiktet ll medelst ett mellanliggande laminatskikt 15 av ett tennoplastmaterial såsom ett polyeten eller polypropenbaserat material, till exempel. En ytaktiveringsbehandling, såsom korona, flamma eller plasmabehandling och/eller bindemedelsskikt utnyttjas valfritt för att förhöja bindning av det elektriskt ledande skiktet 14 hos en i sig ledande polymer till kärnskiktet 11 och/eller till det inre värmeförseglingsbara skiktet 12.

I utföringsformen av förpackningslarrtinatet 20 som visas i fig. 2 är det schematiskt visat att ett specifikt tillägnat ban-iärskikt 16, företrädesvis ett gasbarriärsldkt, kan förekomma mellan kämskiktet 11 och det elektriskt ledande skiktet 14 hos en i sig ledande polymer. Det är dock även tänkbart (men ej visat) att baniärslciktet 16 anordnas mellan det elektriskt ledande skiktet 14 hos en i sig ledandepolymer och det inre värmeförseglingsbara skiktet 12. Gasbarriärskiktet 16 kan formas från vilket som helst känt gasbarrriärmaterial förutom aluminiumfolie, såsom etylenvinylalkoholsampolymerer, polyvinylalkohol eller andra.

Bindemedelsskikt eller lamineringsskikt (ej visade) kan innefattas i förpackningslarninatet efter behov.

Många andra variationer av förpackningslaminatet är tänkbara varvid alla har det gemensamma draget att de uppvisar en polymer eller kartongkätnskikt, ett elektriskt ledande skikt av en i sig ledande polymer samt utåtvettande ytor av en värmeförseglingsbar polymer.

Det elektriskt ledande skiktet 14 hos en i sig ledande polymer appliceras lämpligen medelst dispergering, under utnyttjande av vilken som helst i sig känd dispergeringstelmik. Det kan valfritt beläggas på ett bärarsldkt som därefter lamineras i förpackningslaniinatet. Det är även tänkbart, och föredraget, att det elektriskt ledande skiktet 14 hos en i sig ledande polymer anordnas enbart i förseglingsområden hos förpackningslarninatet. 10 15 20 528 260 EXEMPEL Två förpackningslaniinat av grundkonceptet värmeförseglades medelst induktiv värmning. Ett referensförpaclmingslarninat med ett aluminiumfolieskikt istället för det elektriskt ledande skiktet hos en i sig ledande polymer testades också. Tabell 1 indikerar frekvensen som testades för som visas i fig. 1 induktionsvärrnningsutrustningen samt förseglingstider som behövdes för att uppnå en stark och beständig försegling. Som kan ses gav det kända utnyttjandet av aluminiumfolie de kortaste förseglingstidema, men framför allt visade testet att det var möjligt att uppnå inom rimliga tider godtagbara förseglingar även när man utnyttjar ett elektriskt ledande skikt hos en i sig ledande polymer istället för aluminiumfolieskiktet. Med ytterligare optimering kommer förseglingstider och andra förseglingsvillkor att förbättras för det elektriskt ledande skiktet hos en i sig ledande polymer.

Tabell 1 1,8 MHz Baytron P1 0,9 sek PANIZ 0,7 sek Aluminiumfolie <0,02 sek 1) Baytron P = poly(3,4-etylendioxitiofen) - (poly(styrensulfonsyra)) 2) PANI = polyanilin-dodecylbenzensulfonsyra Avslutningsvis bör det observeras att föreliggande uppfinning som har beskrivits ovan med särskild hänvisning till bifogade ritningar ej är begränsad till dessa utföiingsfonner som beskrevs och visades uteslutande i exemplifierande syfte, och att modifikationer och förändringar som är uppenbara för fackmannen är möjliga utan att från gå uppfinningsidén såsom denna beskrivs i bifogade patentkrav.

Claims (1)

1. 0 15 25 30 528 260 PATENTKRAV Förpaclmingslaminat (10, 20) för en förpackningsbehållare för en livsmedelsprodukt, varvid nämnda förpackningslaminat (10, 20) innefattar ett kärnskikt (11), yttre värmeförseglingsbara skikt (12, 13) samt ett elektriskt ledande skikt (14), kännetecknat därav att nämnda elektriskt ledande skikt (14) består av en i sig ledande polymer. Förpackningslarninat enligt patentkravet 1, kännetecknat därav att nänmda elektriskt ledande skikt (14) hos en i sig ledande polymer innefattar upp till 10 vikt% som mest, företrädesvis 5 vikt% som mest och ännu mer föredraget 3 vikt% som mest av en eller flera tillsatser varvid nämnda til1sats(er) företrädesvis består av icke ledande material. Förpackningslaminat enligt patentkravet 1 eller 2, kännetecknat därav att nämnda elektriskt ledande skikt (14) utgörs av ett huvudsakligen homogent skikt av nämnda i sig ledande polymer. Förpackningslaminat enligt något av föregående patentkraven, kännetecknat därav att nämnda elektriskt ledande skikt (14) anordnas enbart i förseglingsområden hos förpackningslarninatet. Förpackníngslarninat enligt något av föregående patentkraven, kännetecknat därav att nämnda i sig ledande polymer väljs från gruppen bestående av polyanilin, polypyrrol, polytiofen, polyetendioxitiofen, po1y(p~fenylenvinylen), polyacetylen, polydiacetylen, polyfenylensulñd, polytienylenvinylen samt polyvinylklorid, och att polymeren är företrädesvis dopad. Förpackningslarninat enligt något av föregående patentkraven, kännetecknat därav att nämnda i sig ledande polymer har en elektrisk ledningsfönnåga av åtminstone 1 S/cm, företrädesvis åtminstone 102 S/cm, ännu mer föredraget åtminstone 104 S/cm och mest föredraget åtminstone 106 S/cm. 10 15 20 25 10. 11. 12. 13. 528 260 Förpackningslarninat enligt något av föregående patentkraven, kännetecknat därav att nämnda elektriskt ledande skikt (14) uppvisar en tjocklek av 10 um som mest, företrädesvis 5 pm som mest, ännu mer föredraget 2 um som mest och mest föredraget 1 tim som mest. Förpackningslaminat enligt något av föregående patentkraven, kännetecknat därav att nätrmda elektriskt ledande skikt (14) binds med nämnda kärnsldltt (11) medelst ett larnineringsskikt (15). Förpackningslaminat enligt något av föregående patentkraven, kännetecknat därav att nämnda kärnskikt (1 l) utgörs av ett pappers- eller kartongkämskikt. Förpackningslarninat enligt något av patentkraven 1-8, kännetecknat därav att nämnda kärnslcikt (11) utgörs av ett polymerskikt. Förpackningslaxnínat enligt något av föregående patentkraven, kännetecknat därav att nämnda värmeförseglingsbara skikt (12, 13) innefattar en termoplast i gruppen som består av polyeten, företrädesvis metallocen polyeten, och polypropen. Förpackníngslaminat enligt något av föregående patentkraven, kännetecknat därav att det även innefattar åtminstone ett gasbarriärskikt (16). Förpackningsbehållare formad och värmeförseglad från ett förpackningslaminat (10, 20) enligt något av patentkraven 1-12.