SE539598C2 - Metod för tillverkning av behållare med gastät öppning för icke-destruktiv detekering av gasinnehåll - Google Patents

Abstract

Uppfinningen avser en behållare för livsmedelsprodukter eller andra känsliga produkter,vilken behållare är gjord av ett material som har för avsikt att tillhandahålla behållaren medgastäta egenskaper och som innefattar ett skikt som uppvisar ingen eller endast en låggenomskinlighet för ljus. Uppfinningen kännetecknas av att åtminstone en öppning äranordnad i skiktet med ingen eller låg ljus genomskinlighet sådan att den medger ljus föricke-destruktiv detektering av gas inuti behållaren att komma in och gå ut genom nämndaåtminstone ena öppning. Uppfinningen avser också en metod för att detektera gas i enförseglad behållare av ovan nämnda typ och en metod för tillverkning av en behållare av denovan angivna typen från ark av kartongbaserat material. Uppfinningen avser även ettproduktionssystem som innefattar en anordning för fyllning av behållare av ovannämnda typmed en produkt och en anordning för försegling av de fyllda behållarna, varvid systemetvidare innefattar en anordning för att utföra metoden för detektering av gas inuti den förseglade behållaren. ( Figur 1 )

Description

Denna uppfinning hänför sig till en behållare för livsmedelsprodukter eller andrakänsliga produkter, vilken behållare är gjord av ett material som har för avsikt atttillhandahålla behållaren med gastäta egenskaper och som innefattar ett skikt, somuppvisar ingen eller endast en låg genomskinlighet för ljus. Uppfinningenkännetecknas av att åtminstone en öppning är anordnad i skiktet med ingen eller lågljus genomskinlighet sådan att den medger ljus för icke-destruktiv detektering av gasinuti behållaren att komma in och gå ut genom nämnda åtminstone ena öppning.Uppfinningen avser också en metod för att detektera gas i en förseglad behållare avovan nämnda typ och en metod för tillverkning av en behållare av den ovan angivnatypen från ark av ett kartongbaserat material. Uppfinningen avser även ettproduktionssystem som innefattar en anordning för fyllning av behållare avovannämnda typ med en produkt och en anordning för försegling av de fylldabehållarna, varvid systemet vidare innefattar en anordning för att utföra metoden för detektering av gas inuti den förseglade behållaren.

BAKGRUND TILL UPPFINNINGEN Många livsmedelsprodukter är förpackade i förseglade gastäta behållare med enkontrollerad inre atmosfär för att skydda livsmedlen och för att förlängahållbarhetstiden etc. Vanligtvis evakueras gasutrymmet i livsmedelsbehållaren, d.v.s.utrymmet inuti behållaren ovanför livsmedlet och under förseglingen, eller innehåller nära 100% kvävgas för att undvika förekomsten av syrgas.

Av kvalitets- och säkerhetsskäl är det ibland nödvändigt att kontrollera status för deninre atmosfären som är i kontakt med livsmedelsprodukten. Traditionellt innebärmetoder för detta ändamål att behållaren punkteras vilket leder till slöseri av både produkter och förpackningar.

I en alternativ metod beskriven i WO2010/145892 används en laserkälla för att riktaljuset genom behållarväggen och in i (gasutrymmet i) förpackningen. Spritt ljuskommer in i förpackningen och interagerar med gasen inuti förpackningen. Genom att mäta, i en position utanför förpackningen, en absorptionssignal av det ljus som lämnar förpackningen är det möjligt att mäta t.ex. koncentrationen av syrgas inutiförpackningen utan att punktera den. Endast ljuset, inkommande och utgående,måste passera genom väggarna eller locket i förpackningen. Förpackningen kanverka icke-transparent men det är tillräckligt att paketet är genomskinlig för ett visst våglängdsintervall av laserljus.

Metoden enligt WO2010/145892 är mycket användbara i många tillämpningar men ärinte möjlig att tillämpa för behållare tillverkade av ett material som inte ärgenomskinlig för ljus, såsom ett flerskiktslaminat där en aluminiumfolie bildar ett avskikten. Förpackningsmaterial av denna typ inkluderar t ex kartonglaminat som används för livsmedel i torr pulverform.

Det finns således ett behov av förbättringar när det gäller metoder för att kontrollerastatusen på den inre atmosfären i behållare tillverkade av ett material som inte ärgenomskinlig för ljus.

SAMMANFATTNING AV UPPFlNNlNGEN Uppfinningen avser en behållare för livsmedelsprodukter eller andra känsligaprodukter, vilken behållare är gjord av ett material som har för avsikt att tillhandahållabehållaren med gastäta egenskaper och som innefattar ett skikt som uppvisar ingen eller endast en låg genomskinlighet för ljus.

Uppfinningen kännetecknas av att åtminstone en öppning är anordnad i skiktet medingen eller låg ljusgenomskinlighet, för att på så sätt att tillåta ljus för icke- destruktivdetektering av gas inuti behållaren att komma in och gå ut genom nämnda åtminstone ena öppning.

Därigenom kan laserljuset tillåtas att komma in (i gasutrymmet) i behållare,interagera med gasen (om sådan finns) och gå ut genom samma eller en annanöppning och detekteras och analyseras på utsidan av behållaren för att på så sättkontrollera innehållet och koncentrationen av gasen närvarande. Den teknik sombeskrivs i WO2010/145892 kan tillämpas, men även andra tekniker kan användaseftersom ljuset inte behöver vara spritt när det passerar in i behållaren.

Vanligtvis har behållaren en botten, väggar och ett tätningsmembran eller förseglat lock ovanpå.

Termen gastäta egenskaper används i det sunda förnuftets betydelse, d.v.s. det betyder så gastätt som rimligtvis är möjligt. Inget material är 100% gastätt över tiden.

I en utföringsform av uppfinningen är öppningen täckt med ett täckmaterial som har en hög genomskinlighet för ljus. Täckmaterialet kan alltså vara transparent för ljus.

Företrädesvis bildar materialet gasbarriär och/eller åtminstone en öppning ärtillräckligt liten för att undvika att den totala gastäthet hos behållaren minskasavsevärt. Sålunda kan en behållare som har en liten öppning täckt med t.ex. ett skikt av plastmaterial fortfarande vara " gastät".

Användandet av ett täckmaterial gör det möjligt att använda (en) större öppning(ar). Igenerella termer kan en öppning med en sida/diameter på ca 0,1 mm användas utantäckmaterial i en behållare med en volym av 1 liter. En sådan öppning kan vara förliten för att tillåta tillräckligt med ljus att lämna för analysen av den inregasatmosfären. Öppningar/fönster i storleken 2x2 mm eller 4x4 mm kan varatillräckligt stora för en del gasdetekteringstekniker och kan täckas av vanligaförpackningsflerskiktplastmaterial, beroende på typ av material och storleken påbehållaren.

En öppningsstorlek på minst 4x2O mm krävs för vissa ljusreflektionstekniker. Sådanastora öppningar måste vara täckta med ett speciellt material, d.v.s. ett material medspeciell gaspermeabilitet och/eller speciell tjocklek. Användning av ett specielltplastmaterial över hela behållarstrukturen skulle vara för kostsamt. Det är möjligt attlokalt svetsa det speciella plastmaterialet över öppningarna men ett sådant ytterligare produktionssteg är också kostsamt. En ytterligare metod beskrivs nedan.

Företrädesvis är åtminstone en del av nämnda åtminstone ena öppning placerad i enövre position av behållaren i ett område som är avsett att innehålla en inre gasatmosfär ovan en produkt som placerats i behållaren. Därigenom kan ljus riktas in i gasutrymmet när en fylld behållare är placerad i en normal position med dess botten nedåt Företrädesvis är åtminstone ena öppning anordnad i en väggsektion av behållaren.

Alternativt, eller som ett komplement, kan en öppning placeras i det tätande locket.

För att medge en tillräckligt gastät behållare har åtminstone en öppning företrädesvis en öppningsarea inom området iförhållande till ??? I en typisk utföringsform av uppfinningen är behållaren tillverkad av flerskiktsstruktursom innefattar ett skikt av aluminium, varvid den åtminstone ena öppningen äranordnad i aluminiumskiktet. Aluminiumskiktet har företrädesvis en tjocklek i intervallet 4-40 pm. Detta gör aluminiumskiktet gastätt och icke- genomskinlig för ljus.

En sådan flerskiktsstruktur innefattar företrädesvis även ett skikt av ett svetsbartplastmaterial som även bildar det täckande skiktet. Öppningen(arna) kan såledesgöras i aluminiumskiktet före laminering av aluminium- och plastskikt till varandra,under vilken process det täckande skiktet bildar iwhtou varje speciella steg. Dettäckande skiktet kan alternativt bildas genom att fästa en tejp eller liknande på laminatet efter att ha arrangerat öppningen i hela flerskiktsstrukturen.

Företrädesvis innefattar flerskiktsstrukturen även ett skikt av ett kartongmaterial som fungerar som ett stödskikt.

Uppfinningen avser också en metod för bestämning av ett gasinnehåll i en behållareenligt vad som är beskrivet ovan. Denna metod innefattar stegen att rikta ljus genomden åtminstone ena öppningen i behållaren, och att detektera ljus som går ut ifrån behållaren genom den åtminstone ena öppningen.

I varianter av metoden enligt uppfinningen kan följande tillämpas: - det ljus som riktas in i behållaren avges från en laserkälla, - absorptionen av det ljus som går ut genom behållaren mäts, - behållaren innefattar mer än en öppning och ljus kommer in i behållaren genom en första öppning och går ut genom behållaren genom en andra öppning.

Uppfinningen avser även en metod för tillverkning av en behållare enligt ovan från ettark av ett kartongbaserat material, varvid nämnda metod innefattar stegen: atttillhandahålla ett i huvudsak plant ark av ett flerskiktsmaterial innefattande ettstödpappskikt, ett svetsbart skikt och ett aluminiumskikt, att anordna åtminstone enutskärning vid en första kant av arket, - att forma en rundad behållarkropp från arketgenom bockning av arket, för att på så sätt ansluta nämnda första kant med enmotsatt kant av arket, varvid en fog utformad längs de anslutna kanterna och enöppning formeras vid åtminstone en utskärning, och att applicera en gastät ochgenomskinlig remsa av material längs fogen på ett sådant sätt att öppningen täcks av materialremsan.

Uppfinningen avser även ett produktionssystem innefattande i) en anordning förfyllning av behållare enligt ovan med en produkt och ii) en anordning för försegling avde fyllda behållarna, varvid systemet vidare innefattar iii) en anordning för att utföra metoden för detektering av gas inuti den förseglade behållaren.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA l den beskrivning av uppfinningen som ges nedan hänvisas till följande figurer, i vilka: Figur1 visar, i en schematisk vy, en behållare enligt en utföringsform avuppfinningen,Figur 2 visar, i en schematisk vy, principen för en första utföringsform av den uppfinningsenliga gasdetekteringsmetoden tillämpad på en behållare liknande densom visas i figur 1, och Figur 3 visar, i en schematisk vy, principen för en andra utföringsform avden uppfinningsenliga gasdetekteringsmetoden tillämpad på en behållare liknande den som visas i figur 1.

BESKRIVNING AV EXEMPEL UTFÖRINGSFORMER AV UPPFINNINGEN Utrustning för tillverkning av behållarna från ark av en kartongbaserat material ärbeskriven i t.ex. EP0074343. Sådan utrustning omfattar normalt enbehållarkroppsformningsenhet där en initialt cylindrisk behållarkropp bildas av ettväsentligen plant ark av ett flerskiktsmaterial innefattande åtminstone ett stödjande pappskikt och ett svetsbart plastskikt. I en svetsenhet appliceras en ändförslutning,en botten, till insidan av behållarkroppen genom inducering av svetsenergi ochsmältning av det svetsbara skiktet. En sådan svetsad fog är väl känd för att vara istånd att vara gastät. Efter svetsning bearbetas normallt bottenkanten avbehållarkroppen i en kantformningsenhet där kanten typiskt viks, uppvärms och böjsför att ge stabilitet och ett mer tilltalande utseende. Även kroppsarket kan svetsassamman för att bilda den cylindriska behållarkroppen, men svetsning avändförslutningen är vanligtvis ett mer komplext processteg.

Ofta bildar både behållarkroppen och ändförslutningen flerskiktsstrukturer där ensvetsbar plastfilm appliceras på insidan av det kartongbaserade locket ochbehållaren. I synnerhet för livsmedelsprodukter, inkluderar skiktstrukturen vanligenett aluminiumskikt anordnat mellan kartong- och plastskiktet. Vanligtvis induceras enhögfrekvensströmenergi i aluminiumskiktet, vilken folie därigenom blir uppvärmd ochi sin tur smälter plastfilmen. Automatiserad utrustning av denna typ innefattar vidaretransportorgan som är konfigurerade för att transportera ett flöde av containrar frånbehållarkroppsformningsenheten till svetsenheten och vidare nedströms i utrustningen.

Utrustning för fyllning av behållarna och för tätning och slutning av de fyllda behållarna kan anordnas i anslutning till behållarens tillverkningsutrustning.

Den utrustning och de material som beskrivits ovan är lämplig för behållaren enligtföreliggande uppfinning. Genom att tillhandahålla en eller båda av kanterna hos arketmed en eller flera utskärningar, kan en eller flera öppningar bildas när de tvåkanterna är förenade med varandra, d.v.s. när den rundade behållarkroppen bildas.Genom att täcka fogen eller sömmen och öppningarna som bildas mellan kanternamed en remsa av material som uppvisar gasbarriäregenskaper och som ärgenomskinlig och kanske också transparent för (laser-) ljus, bildas ett eller fleraanvändbara fönster (för senare detektion av gas inuti behållaren) längs fogen. Dennaremsa av material kan vara en tejp, d.v.s. försedd med ett lim, och/eller svetsas till de två kanterna för att bilda en gastät förbindelse.

Den återstående tillverkningen av behållaren kan följa den konventionella metoden.

En schematisk vy av en behållare 1 av den typ som beskrivits ovan visas i figur 1.Behållaren 1 har en rundad väggsektion 4 formad genom böjning av ett ark för attbilda en fog 8 mellan kanterna hos väggsektionen 4. Utskärningar har stansats påbåda kanterna så att avlånga öppningar 2 bildas längs fogen 8. Ett gastätt ochgenomskinlig materialremsa (ej visad) har applicerats längs fogen 8 och täckeröppningarna 2. Behållaren 1 har vidare en bottenförslutning 6 och har fyllts medlivsmedelsproduktpulver 3. Ett tätningsmembran 5 tätar en övre del av behållaren 1.

Ett gasutrymme 7 bildas mellan pulvret 3 och det tätande membranet 5.

Det material som bildar väggsektion 4 och bottnen 6 är ett flerskiktsmaterialinnefattande ett bärande kartongskikt, ett svetsbart skikt och ett aluminiumskikt.Aluminiumskiktet eller folie har typiskt en tjocklek av 6,35 eller 9 pm. Al-folie medstörre tjocklek används ibland, t.ex. 18 eller 35-38 pm. I allmänhet kan Al-skiktet sägas en ha en tjocklek på 4-40 pm.

En metod för tillverkning av behållaren 1 från ark av ett kartongbaserat materialinnefattar stegen: - tillhandahålla ett väsentligen plant ark av ett flerskiktsmaterial innefattande ettbärande kartongskikt, ett svetsbart skikt och ett aluminiumskikt, - anordna åtminstone en utskärning vid en första kant av arket, - forma en rundad behållarkropp från arket genom att böja arket för att på så sättförbinda nämnda första kant med en motsatt kant av arket, varvid en fog bildas längsde förbundna kanterna och en öppning bildas vid åtminstone en utskärning, - applicera en gastät och genomskinlig materialremsa längs fogen på ett sådant sätt att öppningen täcks av materialremsan.

Tillverkningsmetoden kan även innefatta en eller flera av följande steg:- svetsning av materialremsan till kanterna, - applicering av en ändförslutning till behållarkroppen genom att generera en induktivsvetsningsenergi för smältning av det svetsbara skiktet, och - transportering av: ett flöde av kroppsark till en behållarkroppformningsenheten; ettflöde av behållarkroppar från behållarkroppsformningsenheten till en svetsenhet; och ett flöde av behållarkroppar försedda med ändförslutningar från svetsenheten.

Figur 2 visar, i en schematisk vy, principen av en första gasdetektionsmetod vilkentillämpas på en behållare liknande den som visas i figur 1. Ljus som avges från enlaserkälla riktas genom öppningen 2 in i gasutrymmet 7 av den fyllda och försegladebehållaren 1 (heldragen pil). Spritt ljus lämnar behållaren 1 via samma fönster 2(streckad pil) och kan detekteras och analyseras. Denna metod är lämplig om öppningen 2 är täckt med ett material som sprider det inkommande ljuset, d.v.s. omdet täckande materialet är genomskinlig men inte transparent för det inkommande Huset Figur 3 visar, i en schematisk vy, principen av en andra gasdetektionsmetod vilkentillämpas på en behållare liknande den som visas i figur 1, men i detta exempel harbehållaren 1 också en andra fönster 2'. Ljus som avges från en laserkälla riktasgenom öppningen 2 i gasutrymmet 7 av den fyllda och förseglade behållaren 1(heldragen pil). Ljus utbreder sig i gasutrymmet 7 i samma riktning och går ut genombehållaren 1 via det andra fönstret 2' (streckad pil) och kan detekteras ochanalyseras. Denna metod är lämplig om öppningen 2 är täckt med ett material som ärtransparent för det inkommande ljuset. För att förbättra känsligheten av metoden kandet ljus som går ut genom det andra fönstret 2' kan reflekteras tillbaka mot behållaren1, sådant att det passerar genom det övre utrymmet på nytt och går ut genom den första öppningen 2 och detekteras därefter och analyseras.

Hur man detekterar och analyserar ljus, och hur man bestämmer innehållet av gas från en sådan analys är känd som sådan för en fackman inom teknikområdet.

Metoden för detektering av gas inuti en förseglad behållare av den typ somdiskuteras här kan göras "in-line", det vill säga den kan utgöra en del avproduktionslinjen där behållarna t.ex. är fyllda och förslutna (under en atmosfär avskyddande gas, såsom kväve ), eller det kan göras "off-line", det vill säga separatfrån produktionslinjen. Om den är arrangerad "in-line" kan det arrangeras så attbehållare som t.ex. innehåller för mycket syre tas bort eller markeras på något sätt.

Sålunda kan ett produktionssystem innefattande t.ex. en anordning för fyllning avbehållare av ovannämnda typ med en produkt och en anordning för försegling av de fyllda behållarna företrädesvis innefatta även en anordning för utförande av metoden för detektering av gas inuti den förseglade behållaren. Ett sådant system innefattarföreträdesvis också medel för att sortera ut eller att märka behållare som uppvisar ettonormalt gasinnehåll. Systemet kan också innefatta en anordning för tillverkning av behållarna och en anordning för att applicera ett yttre lock på behållarna.

Uppfinningen är inte begränsad till de utföringsformer som beskrivits ovan utan kan modifieras på olika sätt inom ramen för kraven.

Det material som täcker öppningen kan utgöra en del av ett av de laminerade lagren ien laminerad flerskiktsstruktur. Normalt skulle detta vara det skikt av svetsbar plast ien kartong-aluminium-plaststruktur. För att förbättra gasbarriären vid öppningarna,kan plastmaterialet som används framställas med remsor av ett material som utgören bättre gasbarriär än normala svetsbara plaster, varvid orienteringen och avståndetmellan remsorna är anpassade så att remsan täcker öppningarna när behållarentillverkas. Till exempel kan denna remsa placeras i lamineringsmaterialet så att dettäcker fogen och öppningar när en behållare bildas av ett plant ark såsom beskrivitsovan. Företrädesvis skjuter remsan ut från en av kanterna hos arket, för att på så sättöverlappa den andra kanten när kanterna är anslutna. Den gastäta materialremsankan alternativt vara utformad av ett separat stycke av material applicerat påbehållaren så att den täcker åtminstone en öppning och, om så är lämpligt, också fogen.

Claims (20)

P41207211SE00 ÄN DRADE KRAV

1. Metod för tillverkning av en behållare för livsmedelsprodukter eller andra känsligaprodukter från ark av ett kartongbaserat material, vilken behållare är gjord av ettmaterial som har för avsikt att förse behållaren med gastäta egenskaper och sominnefattar ett skikt, som uppvisar ingen eller endast en låg genomskinlighet för ljus,där åtminstone en öppning är anordnad i skiktet med ingen eller låg ljusgenomskinlighet sådan att den medger ljus för icke-destruktiv detektering av gas inutibehållaren att komma in och gå ut genom nämnda åtminstone ena öppning; varvid metoden innefattar stegen: -tillhandahålla ett väsentligen plant ark av ett flerskiktsmaterial innefattande ettbärande kartongskikt, ett svetsbart skikt och ett aluminiumskikt, - anordna, i åtminstone kartong- och aluminiumskikten, minst en utskärning, -forma en rundad behållarkropp från arket genom att böja arket för att på så sätt attförbinda nämnda första kant med en motsatt kant av arket, varvid en fog bildas längsde förbundna kanterna, - applicera en gastät och genomskinlig materialremsa på ett sådant sätt att öppningen täcks av materialremsan.

2. Metod enligt patentkrav 1,kännetecknad avatt åtminstone en del av åtminstone ena öppningen är anordnad i en övre position av behållaren.

3. Metod enligt patentkrav 1 eller 2,kännetecknad avatt nämnda åtminstone ena öppning är anordnad i en väggsektion av behållaren.

4. Metod enligt något av ovanstående krav, kännetecknad av att nämnda åtminstone en öppning har en bredd/längd eller diameter i området 1-40mm, företrädesvis i intervallet 2-20 mm.

5. Metod enligt något av ovanstående krav, P41207211SE00 kännetecknad avatt aluminiumskiktet har en tjocklek i området 4-40 pm.

6. Metod enligt något av ovanstående krav,kännetecknad avatt den innefattar steget att tillhandahålla behållaren med en produkt och en tätning.

7. Metod enligt något av ovanstående krav, varvid den åtminstone en utskärning är anordnade vid en första kant av arket.

8. Metod enligt något av ovanstående krav, varvid en öppning bildas vid nämnda åtminstone en utskärning vid formning av den rundade behållarkroppen.

9. Metod enligt något av ovanstående krav, varvid nämnda metod vidare innefattarsteget:- applicering av en ändförslutning, en botten, till insidan av behållarkroppen genom inducering svetsenergi och smältning av det svetsbara skiktet.

10. Metod enligt något av ovanstående krav, varvid nämnda metod vidare innefattarsteget: - bearbetning av den nedre kanten av behållarkroppen i en kantformningsenhet,bearbetningen innefattande stegen vikning, uppvärmning och böjning av nämnda kant

11. Metod enligt något av ovanstående krav, varvid nämnda metod vidare innefattarsteget:- fastsättning av en ändförslutning till behållarkroppen genom att alstra en induktiv svetsningsenergi för smältning av det svetsbara skiktet.

12. Metod enligt något av ovanstående krav, varvid nämnda metod vidare innefattarsteget: - fyllning av behållaren -tätning och slutning av nämnda fyllda behållare. P41 20721 1SEOO

13. Metod enligt något av ovanstående krav, varvid nämnda metod vidare innefattar steget: - svetsning av materialremsan till kanterna.

14. Metod enligt något av ovanstående krav, varvid nämnda metod vidare innefattarsteget: - transportering av ett flöde av kroppsark till en behållarkroppformningsenheten;transportering av ett flöde av behållarkroppar från behållarkroppformningsenhet till ensvetsenhet, och transportering ett flöde av behållarkroppar försedda med ändförslutningar från svetsenheten.

15. Metod enligt något av ovanstående krav, kännetecknad av att öppningen är täckt med ett täckmaterial som har en hög genomskinlighet för ljus,och att täckmaterialet är bildat av ett separat stycke av material som appliceras på behållaren i närheten av den åtminstone ena öppningen.

16. Metod enligt något av ovanstående krav, varvid det gastäta och genomskinlig materialstycke appliceras längs fogen längs de förbundna kanterna.

17. Metod enligt något av kraven 1-14 , varvid utskärningen är anordnad i kartong-och aluminiumskikten före applicering av det svetsbara skiktet i flerskiktsmaterialet,varvid det svetsbara skiktet är ett gastätt och genomskinligt skikt och appliceras på kartong- och aluminiumskikten så att det täcker utskärningen/öppningen.