SE503328C2 - Förpackningsbehållare av laminerat material - Google Patents

Description

503 328 10 15 20 25 30 35 2 Ännu en nackdel är att en bordsförpackning av detta slag består av olika material, nämligen plast och metall (aluminium) samt i vissa fall även papper och/eller papp.

Detta är ytterst negativt ur återvinnings- och miljösyn- punkt.

Det finns således behov av en ny behållare av ett förpackningsmaterial som utan användning av metallfolie uppvisar tillfredsställande barriäregenskaper samtidigt som det är billigare än motsvarande förpackningsmaterial som förekommer på marknaden.

Mot bakgrund av att flera europeiska länder planerar att införa en förpackningsskatt baserad på förpackningens vikt efterfrågar marknaden allt lättare förpackningsmate- rial. Många länder har också mycket stränga myndighetskrav på att alla förpackningar skall bestå av enkelt återvinn- bart material.

Det föreligger därför även behov av en ny behållare av ett förpackningsmaterial som med tillfredsställande barriäregenskaper och till ett lågt pris kan ges ett mycket lättare utförande än vad som hittills varit möj- ligt. Av återvinningsskäl skall den framställda förpack- ningen i Det optimalfallet bestå av ett enda material. har 1 och för sig redan föreslagits förpacknings- material utan Al-folie, och ett exempel på detta visas i SE-B-468 635 med motsvarigheten EP-A-494 594. Detta kända förpackningsmaterial består av ett förhållandevis tjockt, styvhetsgivande stomskikt, som på vardera sidan har ett tunt skydds- eller barriärskikt. Stomskiktet består av en blandning av plast och fyllmedel, där plasten företrädes- vis skall vara en polyolefin, t ex polyeten eller poly- propen. Som fyllmedel föreslås i första hand krita, och som andra tänkbara medel anges talk, glimmer och lera.

Mängden fyllmedel i stomskiktet skall vara 50-80% av stom- skiktes totala vikt, företrädesvis ca 65 vikt%. Skydds- skikten skall bestå av en blandning av plast av samma slag som plasten i stomskiktet och en plast av annat slag. 10 15 20 25 30 35 503 328 3 En förpackning av ett sådant material svarar emeller- tid inte upp mot de krav som marknaden kommer att ställa vad gäller förpackningar med låg vikt, eftersom fyllmedlet i stomskiktet snarare gör detta material tyngre än jämför- bara förut kända förpackningsmaterial, med eller utan Al- folie.

Som ytterligare exempel på bakgrundsteknik kan nämnas SE-B-467 772 med motsvarigheten EP-A-494 595, som beskri- ver ett förpackningsmaterial liknande det som diskuterats ovan.

Till känd teknik hör även US-A-4 657 811, som beskri- ver en av tre skikt bestående plastfilm, särskilt avsedd för framställning av sopsäckar. De nackdelar som avses att undanröjas medelst den föreslagna plastfilmen hänger sam- man med att sopsäckar vanligen är utförda i mycket tunt och flexibelt plastmaterial, vilket innebär att sopsäckar- na inte har sådan styvhet att de kan stå för sig själv vid ilastning. Sopsäcken faller helt enkelt ihop.

Därför föreslås i ovannämnda US-patent ett material uppbyggt av ett stomskikt (eng. core layer) bestående av en skummad termoplast, som på vardera sidan har ett tunt ytterskikt (eng. skin layer) av polyeten. Det skummade stomskiktet är avsett att ha en viss förstyvande verkan.

Den av dessa tre skikt uppbyggda plastfilmen är emellertid mycket tunn och lämpar sig inte för framställning av vätsketäta, formstabila förpackningsbehållare för t ex matfett. Den kända treskiktsfilmen har en tjocklek av endast ca 20-60 pm, där stomskiktet skall ha en tjocklek av ca 6-38 pm medan vartdera ytterskiktet skall ha en tjocklek av ca 6-13 um.

Det inses utan vidare att den i US-patentet föreslag- na treskiktsfilmen inte behöver uppvisa sådana barriär- egenskaper som diskuterats inledningsvis, eftersom denna kända film är avsedd att användas främst för sopsäckar. På grund av sin mycket ringa tjocklek torde denna kända plastfilm överhuvudtaget inte kunna användas som förpack- ningsmaterial för livsmedel. 503 323 10 15 20 25 30 35 4 Ett ändamål med föreliggande uppfinning är därför att anvisa en ny förpackningsbehållare baserad på ett nytt förpackningsmaterial, varmedelst de i det föregående dis- kuterade nackdelarna undanröjs och de krav som marknaden ställer vad gäller låg vikt och lågt pris tillgodoses.

Ett särskilt ändamål är att åstadkomma en förpack- ningsbehållare som utan något behov av metallfolie säker- ställer tillfredsställande barriäregenskaper.

Ett annat ändamål är att åstadkomma en förpacknings- behållare som kan originalförslutas eller plomberas utan något behov av metallfolie. Ännu ett ändamål är att åstadkomma en förpacknings- behållare som består av så få delar och material som' möjligt och som därigenom är enkelt återvinningsbar.

Dessa och andra ändamål, som kommer att framgå av efterföljande beskrivning, har nu uppnåtts genom uppfin- ningen medelst en behållare med de särdrag som anges i efterföljande patentkrav 1. Föredragna utföringsformer av uppfinningen anges i efterföljande underordnade patent- krav 2-4.

Uppfinningen kommer att beskrivas närmare i det följande under hänvisning till bifogade ritningar, som visar utföringsexempel.

Fig 1 visar schematiskt ett tvärsnitt genom ett för- packningsmaterial som används för en behållare enligt en föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning.

Fig 2 visar en delsektion av en behållare enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen.

Fig 3 visar schematiskt en anläggning för framställ- ning av förpackningsmaterialet.

I fig 1 visas ett tvärsnitt genom ett förpacknings- material som används för framställning av en behållare enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen. Mate- rialet omfattar ett styvhetsgivande, polymert stomskikt 1 (eng. core layer) som på vardera sidan har ett därmed för- bundet barriär- eller skyddsskikt 2, 3 (eng. skin layer) av polymermaterial. För uppnående av låg vikt omfattar det 10 15 20 25 30 35 503 328 5 mellanliggande stomskiktet 1 en skummad termoplast, före- trädesvis en termoplastisk polyester. Den densitetssänkan- de skumningen åstadkommes genom att ett i och för sig känt skumningsmedel (eng. foaming agent) blandas i polyestern.

I det fall då skumningsmedlet är baserat på plast, inne- fattar det granulat som vid upphettning alstrar gasbubblor (t ex koldioxid), vilka expanderar polyestern. Företrädes- vis är stomskiktets 1 skumningsgrad sådan att dess densi- tet är minst 20% lägre än densiteten för skyddsskikten 2, 3, vilka företrädesvis omfattar en oskummad, termoplastisk polyester. Ur återvinningssynpunkt föredras att stomskik- tet l och skyddsskikten 2, 3 är baserade på samma termo- plast, helst en polyester. Förpackningsmaterialet skall ha en tjocklek i det approximativa området 125-2500 pm allt- efter ändamålet för den förpackning som skall framställas därav.

För uppnående av god formstabilitet, goda barriär- egenskaper och låg vikt skall det huvudsakligen av skummad polyester bestående stomskiktet 1 ha en tjocklek som utgör ca 70-95% av förpackningsmaterialets totala tjocklek, var- vid de huvudsakligen av oskummad polyester bestående skyddsskikten 2, 3 utgör resten av förpackningsmaterialets tjocklek. Praktiska försök med dessa villkor uppfyllda har gett mycket goda resultat.

En vätsketät och formstabil behållare, som fram- ställts av ett förpackningsmaterial enligt ovan, kan vara uppbyggd av endast två delar, nämligen en trågformad del 4 och en därmed tätt förslutningsbar lockdel 5 (se fig 2).

En sådan tràgdel 4 har vid sin öppning en runtomgående fläns 6, som efter fyllning ansätts mot en motsvarande runtomgående fläns 7 på lockdelen 5. Åtminstone den ena flänsen är försedd med ett vidhäftningsmedel för uppnående av så tät originalförslutning av behållaren att någon plombering medelst metallfolie inte erfordras. Vid för- slutning av behållaren ansätts klämbackar (ej visade) mot flänsarna 6, 7 vid en temperatur av ca 180-200°C och under en tidsperiod av 0,5-1 s. Med ett anpressningstryck av ca 503 10 15 20 25 30 35 328 6 2-5 N/mmz uppnås en mycket tillförlitlig originalförslut- ning av behållaren. För att inte ta skada av klämbackarna kan flänsarna 6, 7 på sin utsida ha ett tunt överdrag av en skyddslack (ej visad).

Genom att vidhäftningsmedlet eller limmet appliceras endast på den ena av de runtomgående flänsarna 6, 7 blir den limpåstrukna ytan mycket begränsad, vilket ger stora besparingar av lim. Vid liknande originalförslutning en- ligt förut känd teknik har hela insidan av locket varit försedd med en s k termolack för vidhäftning mot tråg- delens fläns. Vid behållaren enligt uppfinningen begränsas den limförsedda ytan till enbart kontaktytan mellan flän- sarna 6, 7.

Det bör påpekas att den ovan beskrivna behållaren 4, 5 vidare har organ (ej visade) för återförslutning, t ex genom en snäppfunktion.

Vid en enligt uppfinningen utformad behållare, som är särskilt avsedd för matfett, har trågdelen 4 en material- tjocklek i området 300-1200 um, företrädesvis 450-1000 pm och allra helst 550-700 um. Vid samma tillämpning har lockdelen 5 en materialtjocklek i området 125-400 pm, företrädesvis 150-300 pm och allra helst 200-240 pm.

Vid en annan enligt uppfinningen utformad behållare, som är speciellt avsedd för yoghurt, kan trågdelen 4 ha en materialtjocklek upp till 2500 pm, medan lockdelen 5 kan vara tunnare och ha en materialtjocklek motsvarande vad som angetts ovan för en matfettsbehållare.

Om ett förpackningstråg varmformas ur materialet i riktning nedåt med avseende på fig 1, kommer skyddsskiktet 2 att bilda trågets innerskikt medan skyddsskiktet 3 kom- mer att bilda trågets ytterskikt. Om tråget skall användas för matfett, måste innerskiktet 2 självfallet vara fett- beständigt, och det skall dessutom bilda barriär mot syr- gas och vatten/ånga. Vanligtvis infärgas detta innerskikt 2 med vit färg. Stomskiktet 1 infärgas med fördel med grå färg för erhållande av ljusbarriär. Även ytterskiktet 3 I kan infärgas, t ex av dekorativa skäl. Det bör i samman- 10 15 20 25 30 35 503 328 7 hanget påpekas att ytterskiktet 3 under vissa omständig- heter kan utelämnas om erforderliga barriäregenskaper erhålls enbart medelst innerskiktet 2 och stomskiktet 1.

I fig 3 visas schematiskt en anläggning för fram- ställning av ett sådant förpackningsmaterial av vilket behållare enligt uppfinningen kan vara uppbyggda. Anlägg- ningen omfattar tre silos 8-10 för polyester, 11-13 samt fyra tankar 14-17 för färggranulat och skum- ningsmedel, såsom kommer att beskrivas närmare nedan.

Vidare innehåller anläggningen tre extrudrar 18-20, ett formhuvud 21, tre kylrullar 22-24, en tjockleksmätare 25, en renskärningsanordning 26, en kvarn 27 och en avslutande tre torkar upprullningsanordning 28.

Silon 8 innehåller s k nyvara i form av polyester med snitt ca 0,8 Via torken ll matas denna en viskositet av ca 0,8, dvs iv-värdet är i (eng. intrinsic viscosity). polyester till extrudern 18, från vilken det material som skall bilda stomskiktet 1 matas till formhuvudet 21. Till stomskiktsextrudern 18 matas skumningsmedel från tanken 16 och i förekommande fall färggranulat från tanken 17. Silon 10 innehåller också nyvara i form av iv-värde, nämligen i snitt ca 0,7. Via torken 13 matas polyester med lägre denna polyester till extrudern 19 för framställning av innerskiktet 2 och extrudern 20 för framställning av ytterskiktet 3. Eventuell infärgning av ytterskiktet 3 erhålles genom färggranulat från tanken 14, och på mot- svarande sätt kan innerskiktet 2 infärgas medelst färg- Från extrudrarna 18-20 matas de tre materialen till formhuvudet 21, granulat från tanken 15. i vilket materialen lamineras vid en temperatur a ca 200-300°C. Via kylrullar- na 22-24 matas materialbanan vidare till upprullningsan- ordningen 28, som bildar mellanlager före varmformning (ej visad) av förpackningsbehållarna.

I renskärningsanordningen 26 kantskärs materialbanan och matas materialspillet till kvarnen 27, från vilken krossat material återförs till silon 9 och via torken 12 åter till extrudern 18, i vilken stomskiktsmaterialet bil- 503 328 10 15 20 25 30 35 8 das. I det krossade polyestermaterial som på detta sätt återförs i processen har molekylkedjorna slagits sönder på så sätt att iv-värdet understiger 0,8 och i vissa fall även understiger 0,7. Denna återföring av krossade poly- ester ger möjlighet att styra processen på ett ytterst ändamålsenligt sätt, såsom beskrivs nedan.

Det stomskiktsmaterial som lämnar extrudern 18 kan genom styrning av ovannämnda återföring bibringas ett iv-värde i det approximativa området 0,68-0,82, dvs före lamineringen i formhuvudet 21. Den polyester som skall bilda skyddsskikten 2, 3 efter extrudrarna 19 resp 20 tillförs alltid i form av nyvara med ett iv-värde av ca 0,68-0,72. Genom ovan beskrivna återföring av krossat material till stomskiktsmaterialet kan lamineringen i formhuvudet 21 styras på så sätt att skillnaden mellan stomskiktets iv-värde och skyddsskiktens iv-värde alltid är större än 0,04. Därigenom erhålls en mycket god lami- nering.

Tjockleksmätaren 25 kan genom återkoppling (ej visad) också användas för att styra den ovan beskrivna processen.

Praktiska försök, vid vilka uppfinningskonceptets grundidéer testats, har gett mycket goda resultat. För- packningar med upp till 50% lägre totalvikt än motsvarande kända förpackningar har framställts med fullt acceptabla mekaniska egenskaper och barriäregenskaper. Vid försöken har använts på marknaden förekommande polyestermaterial med en densitet av ca 1,33 kg/dm3. Genom skumning av stomskiktet kan dettas densitet enkelt reduceras med ca 20-40%.

Avslutningsvis må påpekas att uppfinningen ingalunda är begränsad till de utföringsexempel som beskrivs i det föregående, utan flera modifieringar därav är tänkbara inom ramen för den uppfinningstanke som kommer till ut- tryck i efterföljande patentkrav. Andra termoplaster kan givetvis användas, och vidare må poängteras att smärre 503 328 9 avvikelser frán de i efterföljande patentkraven angivna intervallen är tänkbara utan att man för den sakens skull avviker frán uppfinningstanken. 10 15 20 25 30 35

Claims (4)

503 328 10 15 20 25 30 35 10 PATENTKRAV

1. Formstabil, vätsketät behållare, särskilt avsedd för förpackning av livsmedel och uppvisande barriäregen- skaper, vilken behållare består av en trågformad del (4) och en därmed förslutningsbar lockdel (5), k ä n n e - av att trågdelen (4) och lockdelen (5) består av samma förpackningsmaterial, som utgörs av ett på t e c k n a t en termoplast baserat laminat omfattande ett huvudsakligen av skummad polyester bestående, styvhetsgivande stomskikt (1), vilket på vardera sidan har ett därmed förbundet skyddsskikt (2, 3), som huvudsakligen består av oskummad polyester, varvid stomskiktet (1) har en tjocklek som utgör ca 70-95% av förpackningsmaterialets totala tjocklek och skyddsskikten (2, 3) utgör resten av förpackningsmate- rialets tjocklek, varvid stomskiktet (1) har en densitet som är 20-40% lägre än skyddsskiktens (2, 3) densitet och varvid trågdelen (4) har en materialtjocklek i området 0,45-1,0 mm och lockdelen (5) har en materialtjocklek i området 0,125-0,40 mm.

2. Behållare enligt krav 1, vid vilken den polyester på vilken stomskiktet (1) och skyddsskikten (2, 3) är baserade har en densitet av ca 1,33 kg/dm3 i oskummat tillstånd.

3. Behållare enligt krav 1 eller 2, vilken utgörs av en förpackning för matfett.

4. Behållare enligt något av kraven 1-3, vid vilken trågdelen (4) vid sin öppning har en runtomgående fläns (6) och lockdelen (5) har en motsvarande runtomgående fläns (7), varandra och åtminstone den ena flänsen är försedd med ett varvid flänsarna (6, 7) är ansättbara mot vidhäftningsmedel för originalförslutning av behållaren, och varvid behållaren vidare har organ för återförslut- ning.