DE69410689T2 - Verpackungsmaterial und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verpackungsmaterial mit flexiblen Materialschichten, die miteinander in einem Muster von linearen Versiegelungen verbunden sind, die über den Flächenbereich der Materialschichten verteilt sind und eine durch die Materialschichten gebildete, dazwischenliegende Kammer in ein Muster von miteinander verbundenen, länglichen Zellen unterteilen. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines Verpackungsmaterials sowie die Verwendung des Verpackungsmaterials.
STAND DER TECRNIK
• Verbraucherpackungen z.B. für flüssige oder pumpbare Nahrungsmittel werden häufig aus einem bahn- oder bogenförmigen Material hergestellt. Das Material kann ein Kunststoffilm oder ein Verpackungslaminat sein, das Schichten aus unterschiedlichen Materialien umfaßt. Wenigstens eine Oberflächenschicht des Verpackungsmaterials besteht häufig aus einem Thermoplast, das einerseits die Flüssigkeitsdichtigkeit des Materials gewährleistet und andererseits ermöglicht, das Material in sich selbst heißzusiegeln, um eine flüssigkeitsdichte Bindung zu bilden. Ein Verpackungsmaterial kann mit Hilfe dünner (5um) Schichten unterschiedlicher Kunststofftypen, z.B. sogenannter Sperrkunststoffe wie Ethylvinylalkohol (EVAL) oder einer Aluminiumfolie normalerweise ausreichend dicht gegenüber Gas- sowie Flüssigkeitdurchdringung gemacht werden. Die Versiegelungseigenschaften des Verpackungslaminats sind dadurch gewährleistet, daß das Laminat wenigstens an den Teilen, die miteinander versiegelt werden sollen, Schichten aus einem Thermoplastmaterial, z.B. Polyethylen aufweist. Im wesentlichen können zwei Verfahren angewandt werden, um zu gewährleisten, daß das Material selbsttragende Eigenschaften besitzt, d.h. eine ausreichende Steifigkeit, damit es bei der Herstellung von z.B. quaderförmigen Verpackungsbehältern mit stabiler Ausgestaltung verwendet werdeen kann. Das Material kann zunächst eine Schicht aus einem an sich biegesteifen Material, beispielsweise aus Pappe oder Metall umfassen, und die gewünschte Steifigkeit kann zweitens erreicht werden, wenn die Schichten aus natürlich flexiblem Material, die in dem Material enthalten sind, mittels einer Abstandshalteranordnung oder -einrichtung ein einem solchen Abstand voneinander angeordnet sind, daß ein sogenannter Schotteffekt erzielt wird. Dies kann dadurch erreicht werden, daß die Materialschichten an jeder Seite einer relativ dicken Schicht z.B. aus einem aufgeschäumten Kunststoffmaterial oder einem anderen leichten und kostengünstigen Material verbunden werden, das zusammen mit den Oberflächenschichten eine sogenannte Sandwichkonstruktion bildet.
• Bei einer Sandwichkonstruktion, die ein aufgeschäumtes Kunststoffmaterial umfaßt, das an jeder Seite mit einem geeigneten homogenen Kunststoffmaterial wie Polystyrol umhüllt ist, ist das Gewicht des enthaltenen Materials sicher relativ niedrig, allerdings ergibt sich bei der Handhabung des Materials - sowohl vor dem Formen zu Verpackungsbehältern als auch danach, d.h. wenn die Inhaltsstoffe des Verpackungsbehälters verbraucht sind und das gebrauchte Verpackungsmaterial wiederverwertet werden soll - ein weiteres Problem, weil es aufgrund seiner Konstruktion relativ dick und schwierig auf kompakte Abmessungen zu komprimieren ist, da die eingeschlossenen Luftzellen dies verhindern.
• Außer den bekannten quaderförmigen Packungen mit selbsttragenden Verpackungsbehälterwänden, die aus einem Verpackungslaminat hergestellt sind, das Schichten aus Papier, Kunststoff und möglicherweise eine Aluminiumfolie umfaßt, gibt es sack- oder kissenförmige Verpackungsbehälter z.B. für Molkereiprodukte, wobei diese Verpackungsbehälter aus einem dünneren Verpackungsmaterial hergestellt sind, das normalerweise nur eine oder mehrere miteinander verbundene Schichten aus einem flexiblen, heißsiegelbaren Kunststoffmaterial umfaßt. Im Vergleich zu Verpakkungsbehältern, die selbsttragende Verpackungsbehälterwände aufweisen, leiden sack- oder kissenförmige Verpackungsbehälter an dem Nachteil, daß sie nicht nur beim Transport zu und von den Einzelhandelsläden, sondern auch bei der Handhabung und beim Entleeren durch den Verbraucher schwer zu handhaben sind.
• Verpackungsbehälter des oben erwähnten, z.B. quaderförmigen Typs, die selbsttragende Verpackungsbehälterwände aus einem laminierten Papier- und Kunststoffmaterial aufweisen, enthalten in sich selbst mehr Verpackungsmaterial als eine optimal ausgelegte Sackpackung. Dies wurde für nötig gehalten, um eine ausreichende Materialsteifigkeit zu gewährleisten, damit die Verpackungsbehälter geformt und sowohl im ungeöffneten als auch im geöffneten Zustand gehandhabt werden können. Das Verpackungslaminat wurde derart zusammengesetzt, daß bei Verwendung die bestmögliche Optimierung der enthaltenen Materialtypen erreicht wurde, z.B. beim Fasermaterial zum Erhalt der gewünschten Steifigkeit und dem Kunststoffmaterial zum Erhalt der gewünschten Flüssigkeitsdichtigkeit. Ein Verpackungslaminat aus einer Vielzahl von Materialtypen ist allerdings schwer wiederzugewinnen und wiederzuverwerten, da die unterschiedlichen Materialtypen beim Wiederverwerten voneinander getrennt und separat gehandhabt werden müssen; dies ist ein Verfahren, das nicht leicht in die Praxis umzusetzen ist. Falls allerdings ein Verpackungslaminat ausschließlich aus einem homogenen Kunststoffmaterial hergestellt werden soll, dann ist eine Kunststoffdicke von einer unrealistischen Größe erforderlich, um eine ausreichende Steifigkeit zu erzielen, und dies bringt an sich einen hohen Verbrauchsgrad an Kunststoffen mit sich. Da sich die flüssigkeitsdichten Eigenschaften von Kunststoffdichten nicht merklich mit der Dicke der Kunststoffe ändern, wurden im Stand der Technik Versuche unternommen, ein Verpackungsmaterial herzustellen, das die gewünschte Steifigkeit besitzt, aber eine geringere Menge an Kunststoffen enthält, indem das Material "schottartig" ausgelegt wurde, d.h. indem zwei relativ dünne Kunststoffschichten in einem solchen Abstand voneinander angeordnet wurden, daß ihre Biegesteifigkeit hoch ist. Um die Kunststoffschichten in einem geeigneten Abstand voneinander zu fixieren, ist eine leichte und ökonomische Zwischenschicht erforderlich, und eine solche früher verwendete Schicht ist ein aufgeschäumtes Kunststoffmaterial. Ein Laminat dieses Typs kann aus einem einzigen Kunststofftyp hergestellt werden, wodurch die Wiedergewinnung und Wiederverwertung des Materials vereinfacht werden. Um die erwünschte Steifigkeit zu erreichen, muß das Laminat allerdings relativ dick gemacht werden, und dies führt zu praktischen Handhabungsproblemen in Verbindung mit der Beseitigung der leeren Verpackungsbehälter. Außerdem läßt sich schwer ein Material dieses Typs herstellen, das eine ausreichend hohe Biegefestigkeit besitzt.
• Man kennt ein Verpackungsmaterial, das beispielsweise als Einsatz für einen Aktenkoffer gedacht ist (US-A-4 801 213). Das Material umfaßt flexible Materialschichten, die in einem Muster miteinander versiegelt sind, um verbundene, aufblasbare Zellen zu schaffen.
ERSTE AUFGABEN DER ERFINDUNG
• Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt also darin, ein Verpackungsmaterial vorzusehen, das eine solche Tragkapazität oder Biegesteifigkeit aufweist, daß es zur Herstellung von selbsttragenden Verpackungsmaterialwänden geeignet ist, aber dennoch eine minimale Menge an Kunststoffmaterial verwendet.
• Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Verpackungsmaterial vorzusehen, das maximale Steifigkeit und eine hohe Reißfestigkeit aufweist, das aber durch Falten und Heißsiegeln zu Verpackungsbehältern geformt werden kann.
• Außerdem liegt eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verpackungsmaterial vorzusehen, das nur einen Materialtyp umfaßt.
• Darüber hinaus liegt eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verpackungsmaterial vorzusehen, das im Vergleich zu Materialien aus dem Stand der Technik das zu verwaltende Müllund Abfallvolumen deutlich verringert und auch ansonsten die oben umrissenen Nachteile umgeht.
• Die obengenannten und weitere Aufgaben wurden nach der vorliegenden Erfindung dadurch erreicht, daß ein Verpackungsmaterial mit flexiblen Materialschichten, die miteinander in einem Muster von linearen Versiegelungen verbunden sind, die über den Flächenbereich der Materialschichten verteilt sind und eine durch die Materialschichten gebildete, dazwischenliegende Kammer in ein Muster von miteinander verbundenen, länglichen Zellen unterteilen das kennzeichnende Merkmal erhielt, daß das Muster von Zellen Wandfelder bildet, die mit unter Druck stehendem Gas zu füllen sind, um selbsttragende Wände für eine Verbraucherpackung z.B. für flüssige oder pumpbare Flüssigkeiten zu schaffen.
• Bevorzugte Ausführungsformen des Verpackungsmaterials nach der vorliegenden Erfindung erhielten ferner die in den beigefügten Unteransprüchen 2 bis 10 dargelegten kennzeichnenden Merkmale.
WEITERE AUFGABEN DER ERFINDUNG
• Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein einfaches und rationelles Verfahren zur Herstellung eines Verpackungsmaterials des oben erwähnten Typs vorzusehen.
• Außerdem liegt eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Herstellungsverfahren vorzusehen, mit dem die in dem Verpackungsmaterial vorliegenden Schichten in einem gewünschten Versiegelungsmuster versiegelt werden können.
• Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ferner, ein Verfahren zum Füllen der so erzeugten Kammern mit Gas vorzusehen.
LÖSUNG
• Die obengenannten und weitere Aufgaben wurde nach der vorliegenden Erfindung dadurch erreicht, daß ein Verfahren zur Herstellung eines Verpackungsmaterials für eine selbsttragende Verbraucherverpackungsbehälterwand mit miteinander verbundenen, flexiblen Materialschichten das kennzeichnende Merkmal erhielt, daß die Materialschichten über einen Abschnitt ihrer Oberfläche derart miteinander versiegelt sind, daß eine dazwischenliegende Kammer geschaffen wird, die in ein Muster von miteinander verbunden, länglichen Zellen unterteilt ist, wobei die Kammer mit unter Druck stehendem Gas gefüllt ist.
• Bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung erhielten ferner die kennzeichnenden Merkmale, die in den beigefügten Unteransprüchen 12 bis 19 dargelegt sind.
ZUSÄTZLICHE AUFGABEN DER ERFINDUNG
• Darüber hinaus liegt eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Art der Verwendung des oben erwähnten Verpackungsmaterials zu realisieren, die nach den Offenbarungen des beigefügten Anspruchs 20 erreicht ist.
VORTEILE
• Das Verpackungsmaterial, das Herstellungsverfahren und seine Verwendungsweise ermöglichen es, auf einfache und sehr ökonomische Weise einen Verpackungsbehälter mit einer selbsttragenden Wand herzustellen, bei dem eine optimale Beziehung zwischen der Steifigkeit (oder Biegefestigkeit) und dem Materialgewicht vorliegt und das aus einem einzigen Kunststofftyp hergestellt werden kann.
EURZE BESCHREIBUNG DER BEIGEFÜGTEN ZEICHNUNGEN
• Im folgenden werden nun bevorzugte Ausführungsformen des Verpackungsmaterials sowie des Verfahrens nach der Erfindung unter speziellem Bezug auf die beigefügten schematischen Zeichnungen beschrieben, die nur diejenigen Einzelheiten zeigen, die zum Verständnis der vorliegenden Erfindung erforderlich sind. In den beigefügten Zeichnungen zeigen:
• Fig. 1 eine Perspektivansicht eines Abschnitts eines Verpackungsmaterials nach der vorliegenden Erfindung;
• Fig. 2 eine Perspektivansicht eines Abschnitts einer zweiten Ausführungsform des Verpackungsmaterials nach der vorliegenden Erfindung;
• Fig. 3 ein Verpackungsmaterial nach der vorliegenden Erfindung in Form eines Zuschnitts zur Herstellung eines quaderförmigen Verpackungsbehälters; und
• Fig. 4 in einer teilweise ausgebrochenen Perspektivansicht einen quaderförmige Verpackungsbehälter, der aus einem Zuschnitt nach Fig. 3 gebildet ist.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
• Die vorliegende Erfindung sieht ein Verpackungslaminat vor, das ausreichend steif ist, um die gewünschte Stabilität zu bieten, aber gleichzeitig flexibel und faltbar genug ist, um die Umformung zu einem fertigen Verpackungsbehälter zu ermöglichen. Eine Reduzierung der verwendeten Materialmenge läßt sich nach der vorliegenden Erfindung ferner dadurch erreichen, daß die äußeren Schichten des Laminats mit Hilfe eines Gases oder von Luft in der gewünschten, voneinander beabstandeten Beziehung gehalten werden, das bzw. die in einer Kammer zwischen den äußeren Schichten eingeschlossen ist. Genauer besteht das Verpackungsmaterial aus einem Laminat, das eine erste und eine zweite flexible Materialschicht 1 bzw. 2 umfaßt, die in voneinander beabstandeter Beziehung angeordnet und miteinander in einem Muster von Versiegelungen 3 verbunden sind, die über die Schichten 1, 2 verteilt sind, wobei zwischen den Schichten 1 und 2 eine längliche, z.B. serpentinenförmige Kammer 4 gebildet ist. Die Kammer 4 ist auf geeignete Weise mit unter Druck stehendem Gas oder Luft gefüllt, und dadurch werden beide Materialschichten 1 und 2 automatisch in einem solchen Abstand voneinander gehalten, wie er durch die miteinander versiegelten Abschnitte der Schichten 1 und 2 zugelassen ist. Eine erste Ausführungsform eines solchen Verpackungsmaterials ist in Fig. 1 gezeigt.
• Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform des Verpackungsmaterials nach der vorliegenden Erfindung, bei der die beiden äußeren Materialschichten 1, 2 miteinander über eine zusätzliche, zentrale Materialschicht 5 verbunden sind, die eine zentrale Schicht zwischen den beiden äußeren Materialschichten 1, 2 bildet. Die zentrale Materialschicht 5 ist mit jeder der beiden äußeren Materialschichten 1 und 2 über die linearen Versiegelungen 3 verbunden, während die Kammer 4 (die mit unter Druck stehendem Gas gefüllt ist) zwischen den Schichten angeordnet ist. Die Kammer 4 ist durch die beiden äußeren Materialschichten definiert, die entweder direkt oder indirekt miteinander verbunden sind und zusammen den Umfang der Kammer definieren. Die Kammer 4 ist ihrerseits mittels der linearen Versiegelungen 3 und der zentralen Schicht 5 in ein Muster von miteinander verbundenen Zellen oder Unterkammern 6 unterteilt. Dies wird im folgenden genauer beschrieben.
• Die beiden Ausführungsformen des in Fig. 1 und 2 gezeigten Verpackungsmaterials umfassen demnach alle die zwei äußeren Materialschichten 1, 2, von denen jede in Abhängigkeit von den gewünschten Eigenschaften des Verpackungsmaterials gegebenenfalls aus einer oder mehreren laminierten oder koextrudierten Materialschichten besteht. Wenn die Materialschicht nur aus einem einzigen Kunststofftyp bestehen kann, stellt dies unter dem Gesichtspunkt der Materialrückgewinnung und -wiederverwertung einen deutlichen Vorteil dar. Ein Polymer, das sich als geeignet zum Verpacken der meisten Arten von Nahrungsmitteln erwiesen hat, ist Polyethylenterephthalat (PET), das eine ausreichend hohe Gassperreigenschaft besitzt, so daß gewährleistet ist, daß das in der Kammer eingeschlossene Gas nicht durch die Materialwände diffundiert wird. Gleichzeitig zeichnet sich PET durch einen hohen Elastizitätsmodul aus, d.h., es läßt nicht leicht dehnen, was wichtig für die Gewährleistung der Steifigkeit des Verpackungsmaterials ist. Durch Verwendung eines modifizierten PET wird es darüber hinaus möglich, das Material zufriedenstellend mit sich selbst heiß zu versiegeln, womit keine Zusätze erforderlich sind, um die interne Versiegelung in dem Verpakkungsmaterial zu ermöglichen.
• Die Gesamtsteifigkeit des Verpackungsmaterials ist einerseits durch die in den Materialschichten vorliegenden Materialeigenschaften und andererseits durch die geometrische Gestaltung des Materials bestimmt. Wie oben erwähnt, wurde im Stand der Technik dem Bedarf für ein Verpackungsmaterial Ausdruck gegeben, das zum Formen von selbsttragenden Verpackungsbehälterwänden verwendet werden kann, wobei an die Steifigkeit des Materials extreme Anforderungen gestellt werden. Durch Verwendung einer sogenannten Sandwichkonstruktion, d.h., indem zwei Materialschichten in einem relativ weiten Abstand voneinander angeordnet werden, wird die gewünschte Steifigkeit erreicht, sofern beide äußeren Materialschichten 1, 2 einen hohen Elastizitätsmodul besitzen, d.h. sich unter Belastung nicht dehnen. Die geometrische Gestaltung des Materials sollte derart sein, daß beide äußeren Materialschichten 1 und 2 in maximalem Abstand voneinander fixiert sind, was dadurch bewirkt wird, daß die Kammer 4 mit unter Druck stehendem Gas gefüllt wird. Wird das Verpackungsmaterial einer Biegelast unterworfen, dann verhindert der Überdruck, daß sich die den Druckbelastungen unterworfenen Materialschichten zusammenfalten und biegen, wodurch die Gesamtsteifigkeit des Verpackungsmaterials beeinträchtigt würde.
• Sofern der Überdruck verhindern kann, daß sich die geometrische Gestaltung des Materials ändert, ist die Steifigkeit des Materials ausschließlich von dem Elastizitätsmodul der äußeren Schichten in Kombination mit dem Abstand zwischen den beiden äußeren Schichten, d.h. der Gesamtdicke des Verpackungsmaterials bestimmt. Zusätzlich zu den oben erwähnten Anforderungen an die enthaltenen Materialtypen, was die Gassperreigenschaften, die Schmelzbarkeit, die Versiegelbarkeit usw. angeht, ist es demnach sehr wichtig, daß die beiden äußeren Schichten aus einem Material hergestellt sind, das sich nicht leicht dehnt, wenn es einer Belastung unterworfen wird.
• In Anbetracht dessen, daß das Verpackungsmaterial nach der vorliegenden Erfindung zwei äußere Materialschichten 1, 2 besitzt, die jeweils mehrere Teilschichten aus unterschiedlichen Materialtypen aufweisen, können natürlich die Gesamteigenschaften des Verpackungsmaterials optimiert werden. Idealerweise wird für jede Materialschicht eine zentraler Schichtbereich mit einem hohen Elastizitätsmodul ausgewählt, der an jeder Seite mit äußeren Schichten beschichtet ist, die optimale Versiegelungseigenschaften besitzen. Filme aus einem orientierten Polymeren besitzen beispielsweise einen hohen Elastizitätsmodul, sind aber zum Heißsiegeln weniger gut geeignet. Beispiele für solche Filme, die in diesem Zusammenhang anzuwenden sind, sind Polyester, Polyamid oder Polypropylen. Werden solche Filme als zentraler Filmabschnitt in beiden äußeren Materialschichten 1 und 2 verwendet, dann werden Schichten aus versiegelbarem oder schmelzbarem Thermoplast, z.B. Polyethylen auf jede Seite des orientierten Polymerfilms aufgebracht. Möglicherweise können auch Haftschichten des ionomeren Typs verwendet werden, und selbstverständlich können zusätzliche Schichtabschnitte miteinander kombiniert werden, um die Gesamtmaterialschicht 1, 2 aufzubauen. Die Gassperre des Verpackungsmaterials kann darüber hinaus insgesamt verbessert werden, wenn die Gassperrschicht z.B. aus Polyester auf an sich bekannte Weise metallisiert wird, mit Glas beschichtet wird oder auf andere Weise verbesserte Gassperreigenschaften erhält. Selbstverständlich kann die Versiegelung auch mit Hilfe eines herkömmlichen Heißschmelzklebers durchgeführt werden, wenn Materialschichten verwendet werden, die zum Versiegeln nicht miteinander kompatibel sind.
• Dank der Struktur des Verpackungsmaterials nach der vorliegenden Erfindung erhält man die gewünschte Steifigkeit, um selbsttragende Verpackungsbehälterwände aufgrund der geometrischen Konstruktion in Kombination mit den Eigenschaften der enthaltenen Materialien zu ermöglichen, und als Ergebnis können die Materialschichten sehr dünn sein. Als Beispiel sei erwähnt, daß sich herausgestellt hat, daß ein orientierter Polyester mit einer Dicke von nur 10 um ein Verpackungsmaterial ergibt, das ausreichend steif ist, um eine quaderförmige Packung mit einem Volumen von 1 Liter zu bilden. Allerdings wird in der Praxis ein etwas dickeres Material mit beispielsweise 15 bis 20 um verwendet. Das Gesamtgewicht der Kunststoffmaterials in einer quaderförmigen Packung mit einem Volumen von 1 Liter beträgt in diesem Fall etwa 10 g, was mit dem Gesamtgewicht in einer Flasche mit einem Volumen von 1 Liter verglichen werden kann, das sich auf etwa 40 g beläuft.
• Das Gas, das dazu verwendet wird, die Kammer 4 zu füllen und die Kammer unter einem bestimmten Überdruck zu halten, ist bevorzugt Luft, kann aber auch aus einem anderen geeigneten Gas wie z.B. Stickstoffgas oder Kohlendioxid bestehen. Wie oben erwähnt, dient das Gas teilweise dazu, beide äußere Materialschichten 1, 2 des Verpackungsmaterials im Abstand voneinander zu halten, und teilweise dazu, zu verhindern, daß sich die Materialschicht (die beim Biegen des Materials Kompressionsbelastungen ausgesetzt ist) zusammenfaltet, so daß das Material zusammenfällt. Diesem Zweck wird nur dann gedient, wenn das Gas unter einem bestimmten Überdruck steht, der wenigstens etwa 0,5 Bar betragen sollte. Eine Erhöhung des Gasdrucks verringert ferner die Gefahr, daß das Material beim Biegen zusammenfällt, macht das Material an sich aber nicht steifer. In Abhängigkeit von den Dimensionen des Verpackungsmaterials, der Größe der fertigen Packung und der gewünschten Haltbarkeit, kann das Gas unter einem Überdruck von bis zu etwa 10 Bar stehen. In den meisten Fällen ist jedoch ein Überdruck zwischen 2 und 3 Bar wahrscheinlich ausreichend.
• Die Kammer 4, die zwischen den beiden äußeren Materialschichten 1, 2 liegt, ist, wie oben erwähnt, mittels eines geeigneten Musters von beispielsweise linearen Versiegelungen 3 in eine große Anzahl von Unterkammern oder Zellen 6 in Form von länglichen Kanälen unterteilt, die miteinander verbunden sind. Ohne vom Geist und Umfang des hier offenbarten erfinderischen Konzepts abzuweichen, können die Zellen jede beliebige Ausgestaltung besitzen, falls jedoch aus dem Verpackungsmaterial ein regelmäßiger, z.B. quaderförmiger Verpackungsbehälter geformt werden soll, dann werden die Zellen geeigneterweise mittels linearer, zueinander paralleler Versiegelungen 3 geformt, die im wesentlichen im gleichen Abstand voneinander liegen. Hierdurch wird dann, wenn das Verpackungsmaterial mit unter Druck stehendem Gas gefüllt ist, eine äußere Materialoberfläche geschaffen, die "wellig" aussieht, d.h. aus einer Anzahl von parallelen "mit Gas gefüllten Kunststoffzylindern" besteht. Einer oder mehrere von diesen können natürlich anders gestaltet sein, z.B. wenn in der Oberfläche des Verpackungsbehälters ein erhabenes Muster in Form eines Warenzeichens, eines Texts oder ähnlichem vorgesehen werden soll. Ein durch lineare Versiegelungen 3 geschaffenes, regelmäßiges Muster ist in Fig. 3 gezeigt, die eine mögliche Ausführungsform eines Verpackungsmaterialzuschnitts für einen quaderförmigen Verpackungsbehälter des in Fig. 4 veranschaulichten Typs veranschaulicht. Aus Fig. 3 wird deutlich, wie ein Materialabschnitt 7 mittels zueinander paralleler, linearer Versiegelungen 3 ein Muster aus länglichen Zellen 6 erhielt. Der fertige Verpackungsbehälter 8 (Fig. 4) besitzt vier selbsttragende vertikale Wandfelder 9, die auch in Fig. 3 sichtbar sind. Zwischen den Wandfeldern 9 besitzt der Verpackungsbehälter 8 Ecken in Form von Faltlinien 10, die hergestellt wurden, indem die linearen Versiegelungen 3, die die Zellen 6 bilden, an den verschiedenen Wandfeldern 9 um einen Abstand gegenseitig versetzt wurden, der der halben Breite einer Zelle entspricht, was aus Fig. 3 deutlich wird. Der Durchmesser der mit Gas gefüllten, durch die Zellen gebildeten "Zylinder" ist hierdurch im Übergang zwischen einem Wandfeld und einem angrenzenden Wandfeld auf die Hälfte reduziert, wodurch das Material gegenüber Biegen längs der Faltlinien 10 weniger beständig ist. Der Materialabschnitt 7 kann hierdurch leicht zu einem Verpackungsbehälter mit rechteckiger Querschnittsgestaltung umgeformt werden. Zusätzlich zu dem Verfahren zur Realisierung von abgeschwächten Faltlinien durch den Übergang zwischen zueinander versetzten Gruppen von Zellen 6 können Faltlinien auf andere Weise hergestellt werden. Das Material zeigt also eine stärkere Tendenz, sich auch in denjenigen Materialbereichen zu falten, die miteinander versiegelt sind, wie dies der Fall längs der parallelen Kanten der Materialabschnitte 7 ist, wo Kantenversiegelungen 11 den Bereich des Materials definieren, der mit Zellen 6 von Kantenkanälen 12 versehen ist, die zum Füllen der Zellen 6 mit Gas verwendet werden, was im folgenden beschrieben wird.
• Die Kammer aus den Zellen 6 und den Kantenkanälen 12 kann mit der Umgebungsatmosphäre über eine Evakuierungsanordnung 13 in Verbindung stehen, die in Form einer vorbereiteten Materialabschwächung vorliegen kann, mit der ein Abschnitt der einen äußeren Materialschicht 1, 2 des Verpackungsmaterial gegriffen und entfernt werden kann. Die Evakuierungsanordnung 13 kann auch aus einem Loch, das in die eine Materialschicht 1, 2 gestanzt ist, sowie einem Reißstreifen bestehen, der dieses Loch gasdicht abdeckt. Sind die Inhaltsstoffe aus dem Verpackungsbehälter ausgeleert und soll dieser zur Wiederverwertung und Wiederverwendung oder zur Beseitigung gesammelt werden, dann wird die Evakuierungsanordnung 13 wirksam, um das Gas aus der Kammer zu beseitigen, so daß das Verpackungsmaterial zusammenfällt und einfach auf ein geringes Volumen zusammengedrückt werden kann. Die Evakuierungsanordnung kann natürlich durch eine gedruckte Angabe an dem Verpackungsbehälter ersetzt sein, daß eine Behälterwand unter Verwendung eines Messers, einer Schere oder ähnlichem durchlöchert werden kann.
• Sowohl über als auch unter dem durch Zellen 6 unterteilten Bereich weist das Verpackungsmaterial 7 zwei Endabschnitte 14 auf, in denen beide äußeren Materialschichten 1, 2 des Verpakkungsmaterials über ihre gesamte Oberfläche miteinander heißversiegelt werden. Diese Endabschnitte werden beim Umformen des Verpackungsmaterials zu einem quaderförmigen Verpackungsbehälter nach Fig. 4 dazu verwendet, die obere und die untere Endwand des Verpackungsbehälters zu bilden, was auf an sich bekannte Weise durchgeführt wird, indem das Material in einer Querversiegelungsrippe 15 derart verschmolzen wird, daß zwei gegenüberliegende Eckklappen 16 gebildet werden, die nach dem Flachdrücken eingefaltet und gegen die Endwand des Verpackungsbehälters versiegelt werden. Diese Technik ist im Stand der Technik wohlbekannt und braucht in diesem Zusammenhang wahrscheinlich nicht im einzelnen beschrieben werden.
• Wenn ein Verpackungsmaterial nach der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, dann werden die zwei Materialschichten 1, 2 miteinander versiegelt, so daß eine Kammer gebildet wird, die dann mit unter Druck stehendem Gas gefüllt wird. Wie oben erwähnt, können die Materialschichten 1 und 2 jeweils aus verschiedenen Teilschichten bestehen, die auf an sich bekannte Weise miteinander laminiert oder koextrudiert werden. Falls die Oberflächen der einander zugewandten Materialschichten aus Thermoplastmaterial bestehen, werden die Schichten 1, 2 idealerweise über einen Teil ihrer Oberfläche heißversiegelt, so daß das gewünschte Versiegelungsmuster geschaffen wird. Beide Materialschichten können miteinander heißversiegelt werden, indem man sie zwischen Versiegelungsbacken oder -walzen laufen läßt, deren Arbeitsfläche heizbare Versiegelungslinien mit der gewünschten Ausgestaltung besitzt. Eine alternative Möglichkeit, das gewünschte Versiegelungsmuster vorzusehen, liegt darin, zwischen den einander zugewandten Oberflächen der Materialschichten 1, 2 ein Antiversiegelungsmittel, z.B. eine wärmbeständige Drucktinte aufzubringen. Dieses Verfahren ist in Fig. 3 angedeutet, wo der schraffierte Bereich wenigstens einer Materialschicht mit einem Antiversiegelungsmittel beschichtet ist. Die unbeschichteten Oberflächen des Materialabschnitts 7 können einfach mit einer herkömmlichen Schicht aus Thermoplast durch Erwärmung und gleichzeitiges oder nachfolgendes Zusammendrücken über die gesamte Oberfläche heißversiegelt werden, wobei dann nur die unbeschichteten Abschnitte der Materialschichten miteinander versiegelt werden. Ist dies abgeschlossen, dann können einer oder beide Kantenkanäle des Materials mit einer Gasquelle (z.B. für Luft, Stickstoffgas oder Kohlendioxid), z.B. einer äußeren Druckgasflasche in Verbindung gebracht werden, wodurch die Kammer und die die Kammer bildenden Zellen 6 auf den gewünschten Überdruck aufgeblasen werden. Dies kann bis zum Umformen des Materials zu individuellen Verpackungsbehältern in Verbindung der Herstellung des Materials erfolgen oder nicht.
• Eine alternative Möglichkeit der Herstellung des gewünschten Gasdrucks in der Kammer des Verpackungsmaterials kann darin liegen, die Oberfläche einer Materialschicht, die die Kammer bildet, mit einer Gas erzeugenden Beschichtung zu beschichten, die auf das Material in dem gewünschten Muster gedrückt wird, ehe die Materialschichten miteinander versiegelt werden. Falls das Gas erzeugende Material darüber hinaus Antiversiegelungseigenschaften besitzt, kann natürlich dazu auf die Verwendung einer Drucktinte verzichtet werden. Mischungen aus einem Antiversiegelungsmittel und einem Gaserzeugermittel können ebenfalls verwendet werden. Ein geeignetes Gaserzeugermittel ist Bicarbonat, das bei Wärmezufuhr Kohlendioxid bildet. Diese Wärmezufuhr kann in Verbindung mit der Heißsiegeloperation oder in einer späteren Stufe durchgeführt werden.
• Selbstverständlich können Materialien, die an sich nicht heißversiegelbar sind, mit Hilfe eines geeigneten Klebers oder Bindemittels, beispielsweise eines sogenannten Heißschmelzers miteinander verbunden werden, der im gewünschten Versiegelungsmuster zwischen den Materialschichten aufgebracht wird.
• Falls der fertige Verpackungsbehälter eine vorbereitete Öffnungsanordnung aufweisen soll, kann diese an der Endwand des Verpackungsbehälters angeordnet werden, wo ein Loch in der Verpackungsbehälterwand vorgesehen werden kann, ohne daß das Gas aus der Kammer 4 des Verpackungsmaterials strömt. Falls die Endwände des Verpackungsbehälters ebenfalls mit aufgeblasenen Zellen 6 versehen werden sollen, können diese derart ausgelegt sein, daß ein umschlossener Bereich definiert ist, in dem eine Öffnungsanordnung eines beliebigen bekannten Typs angeordnet werden kann.
• Aus der vorhergehenden Beschreibung wird deutlich, wie das Konzept nach der vorliegenden Erfindung, d.h. die Herstellung und Verwendung eines Verpackungsmaterials, das zwei äußere Matenalschichten umfaßt, die durch ein unter Druck stehendes Gas getrennt sind, zum Formen von Verpackungsmaterialien und Verpakkungsmaterialbehältern mit nahezu jeder gewünschten Gestaltung verwendet werden kann. Dank der vorliegenden Erfindung sind die Verpackungsbehälterwände dann selbsttragend, und der Verpakkungsbehälter besitzt eine maximale Steifigkeit, ohne daß Versteifungsschichten im herkömmlichen Sinne in dem Verpackungsmaterial enthalten sind. Dadurch wird ferner der Verbrauch von Kunststoffmaterial minimiert, wobei gleichzeitig die Verwendung von Nichtkunststoffmaterialien vermieden wird, so daß die Wiedergewinnung und Wiederverwertung des Verpackungsmaterials stark vereinfacht wird. Die Behandlung des verwendeten Verpakkungsmaterials wird ebenfalls einfacher, da das Material "zusammengeklappt" werden kann, indem das Gas herausgelassen wird.
• Die vorliegende Erfindung sollte nicht auf das oben Beschriebene und in den Zeichnungen Gezeigte beschränkt gelten, wobei viele Modifizierungen denkbar sind, ohne vom Umfang der beigefügten Ansprüche abzuweichen.

Claims (20)

1. Verpackungsmaterial mit flexiblen Materialschichten (1, 2), die miteinander in einem Muster von linearen Versiegelungen (3) verbunden sind, die über den Flächenbereich der Materialschichten verteilt sind und eine durch die Materialschichten gebildete, dazwischenliegende Kammer (4) in ein Muster von miteinander verbundenen, länglichen Zellen (6) unterteilen, dadurch gekennzeichnet, daß das Muster von Zellen (6) Wandfelder (9) bildet, die mit unter Druck stehendem Gas zu füllen sind, um selbstragende Wände für eine Verbraucherpackung z.B. für flüssige oder pumpbare Flüssigkeiten zu schaffen.

2. Verpackungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialschichten (1, 2) aus einem gasdichten, heißversiegelbaren Material bestehen.

3. Verpackungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es eine zusätzliche Materialschicht (5) in Form einer dazwischenliegenden oder einer Sandwichschicht aufweist, die mit jeder der beiden äußeren Schichten (1, 2) verbunden und derart angeordnet ist, daß sie diese in einem vorbestimmten Abstand voneinander hält.

4. Verpackungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Zellen (6) kanalförmig sind.

5. Verpackungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Anordnung (13) zur Verbindung jeder Zelle (6) mit der Umgebungsatmosphäre umfaßt.

6. Verpackungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Material Faltlinien (10, 11) aufweist, die durch die miteinander versiegelten Materialbereiche definiert sind.

7. Verpackungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Material Faltlinien (10, 11) zeigt, die durch Übergänge zwischen zueinander versetzten Gruppen von Zellen (6) defineirt sind.

8. Verpackungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas unter einem Überdruck von 1 bis 10 Bar steht.

9. Verpackungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas Luft ist.

10. Verpackungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas Stickstoffgas ist.

11. Verfahren zur Herstellung eines Verpackungsmaterials für eine selbsttrgende Verpackungsbehälterwand für eine Verbraucherpackung beispielsweise für flüssige oder pumpbare Nahrungsmittel, die miteinander verbundene, flexible Materialschichten aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialschichten (1, 2, 5) über einen Abschnitt ihrer Oberfläche derart miteinander versiegelt sind, daß eine dazwischenliegende Kammer (4) gebildet wird, die in ein Muster von miteinander verbundenen, länglichen Zellen unterteilt ist und mit unter Druck stehendem Gas gefüllt ist.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugewandten Flächen der Materialschichten (1, 2, 5) linear miteinander heißversiegelt sind.

13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Antiversiegelungsmittel zwischen die einander zugewandten Flächen der Materialschichten aufgebracht ist.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Antiversiegelungsmittel in einem gewünschten Muster auf eine Materialschicht gedruckt ist.

15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Antiversiegelungsmittel eine wärmbeständige Drucktinte ist.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (4) mit einem externen Druckgasbehälter in Verbindung steht.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (4) vor dem Versiegeln mit einer internen Gasquelle versehen wird.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasquelle in Verbindung mit dem Umformen des Materials zu Verpackungsbehältern aktiviert wird.

19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasquelle in Form einer Beschichtung mit dem gewünschten Muster vor dem Versiegeln der Schichten auf das Material gedruckt wird.

20. Verwendung des Verpackungsmaterials nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10 zur Herstellung von Verpackungsbehältern für Nahrungsmittel.