TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verpackungslaminat für
einen Verpackungsbehälter für ein Nahrungsmittelerzeugnis, das eingefroren
werden soll, welches eine Kernschicht und äußere, flüssigkeitsdichte
Schichten umfasst. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin den Verpackungsbehälter,
der aus dem Verpackungslaminat ausgebildet wird. Die vorliegende Erfindung ist vor
allem entwickelt worden, um für das Verpacken eines Nahrungsmittelerzeugnisses
verwendet zu werden, das im Wesentlichen in dem nicht gefrorenen Zustand in flüssiger
Form vorliegt, das jedoch im Wesentlichen in dem gefrorenen Zustand in fester Form
vorliegt, wobei das Nahrungsmittel bevorzugt aus Wassereis oder aus Sorbet besteht.
STAND DER TECHNIK UND PROBLEMSTELLUNGEN
Für Verpackungsbehälter, die für Nahrungsmittelerzeugnisse,
die im Wesentlichen im flüssigen Zustand gelagert und transportiert werden
sollen, verwendet werden sollen, besteht allgemein ein Problem der Bereitstellung
des Verpackungsbehälters mit einer Öffnungsanordnung, die einerseits rauen
Umschlagarbeiten während der Lagerung und des Transportes widersteht, ohne
dadurch undicht zu werden, und die andererseits durch den Endbenutzer problemlos
zu öffnen ist, bevorzugt ohne Notwendigkeit von Geräten, wie zum Beispiel
einer Schere. Darüber hinaus muss die Öffnungsanordnung eine Reihe von
Kriterien in Bezug auf die Herstellung erfüllen, wie zum Beispiel geringe Kosten,
wenige Fertigungsschritte und wenige Maschinenkomponenten, die in dem Herstellungsverfahren
erforderlich sind.
Eine der einfachsten und dabei gleichzeitig wirtschaftlichsten Öffnungsanordnungen
besteht aus einer Perforation. Dies ist die Öffnungsanordnung, die bislang
in einer klassischen tetraederförmigen Portionsverpackung der Art, die das
eingetragene Warenzeichen Tetra Classic® trägt, verwendet worden
ist, wenn diese Verpackung Wassereis oder Sorbet enthält. Die tetraederförmige
Verpackung verjüngt sich keilförmig zu einer sogenannten „betenden
Verschweißung" hin, das heißt eine Verschweißung, bei der die äußere
Dichtungsschicht des Verpackungslaminats (die dem Erzeugnis zugewandt ist) so an
sich selbst angrenzt und gegen sich selbst versiegelt wird, dass die freien Ränder
des Verpackungslaminats von der Verpackung in einer „Flosse" nach außen
zeigen wie zwei zum Gebet gefaltete Hände. In der Verschweißung, aus der
Richtung der hervorstehenden „Flosse" gesehen, weist diese Verpackung eine
Perforation auf beiden Seiten der Verpackung auf, wobei die Perforation so lang
oder fast so lang ist wie die Verschweißung.
Diese Verpackung für Wassereis oder Sorbet kann mit ihrem Inhalt
in dem ungefrorenen Zustand gelagert und transportiert werden, jedoch nur geöffnet
und verbraucht werden, wenn sie und ihr Inhalt gefroren sind. Die Verpackung dieser
Art ist hervorragend geeignet für diesen Zweck, wobei jedoch ein Problem darin
liegt, dass das Verpackungsmaterial bei Transport und Lagerung dazu neigt, in der
Perforation unmittelbar in der Verschweißung Falten zu werfen, wodurch sodann
die Gefahr von Undichtheit entsteht, insbesondere in den Rändern der Flosse
an der Faltenbildung des Laminats. Versuche zur Lösung dieses Problems wurden
dahingehend unternommen, dass die Perforation nicht bis in die Enden/Ränder
der Flosse gezogen wurde, was jedoch dazu geführt hat, dass die Verpackung
ohne eine Art von Gerät äußerst schwierig zu öffnen ist.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, ein Verpackungslaminat für
einen Verpackungsbehälter für ein Nahrungsmittelerzeugnis, das eingefroren
werden soll, zu beschreiben, wobei das Verpackungslaminat und der Verpackungsbehälter
die oben beschriebenen Probleme umgehen oder wenigstens reduzieren.
Die vorliegende Erfindung hat insbesondere zum Ziel, ein Verpackungslaminat
und einen Verpackungsbehälter für ein Nahrungsmittelerzeugnis, das eingefroren
werden soll, bereitzustellen, wobei das Verpackungslaminat beziehungsweise der Verpackungsbehälter
eine Verschweißung und/oder eine Öffnungsanordnung aufweisen, die fest
und langlebig sind, wenn das Nahrungsmittelerzeugnis „weich" ist, das heißt
nicht gefroren, und die schwach und leicht zu öffnen sind, wenn das Nahrungsmittelerzeugnis
„stark" ist, das heißt gefroren und demzufolge hart.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht insbesondere
darin, einen Verpackungsbehälter für ein Nahrungsmittelerzeugnis bereitzustellen,
das eingefroren werden soll, wobei der Verpackungsbehälter in dem gefrorenen
Zustand ohne Verwendung von Geräten, bevorzugt direkt in der Verschweißung,
ohne Perforation geöffnet werden kann.
Diese und andere Ziele werden erfindungsgemäß durch Vorrichtungen
eines Verpackungslaminats gemäß Beschreibung in dem anhängenden Anspruch
1 sowie durch einen Verpackungsbehälter gemäß Beschreibung in dem
anhängenden Anspruch 12 erzielt.
Das erfindungsgemäße Prinzip beruht somit auf
dem Konzept, dass das Verpackungslaminat und somit der Verpackungsbehälter
mit einer äußeren heißverschweißbaren Schicht versehen ist,
die wenigstens in ausgewählten Bereichen derselben einen Sprödigkeitspunkt
zwischen –25 °C und +20 °C aufweist. Diese möglichen Teilbereiche
stellen die Teilbereiche dar, in denen Verschweißungen bereitgestellt werden
sollen; es ist jedoch ebenso denkbar und oft am stärksten bevorzugt dass eine
gesamte oder im Wesentlichen eine gesamte Fläche des Verpackungslaminats mit
der oben genannten heißverschweißbaren Schicht, die einen Sprödigkeitspunkt
zwischen –25 °C und +20 °C aufweist, versehen wird.
Vorzugsweise soll dieser Sprödigkeitspunkt am niedrigsten bei
–20 °C, bevorzugt am niedrigsten bei –15 °C und stärker
bevorzugt am niedrigsten bei –10 °C, am höchsten jedoch bei +17
°C, bevorzugt am höchstens bei +15 °C und stärker bevorzugt
am höchsten bei +12 °C liegen.
Bei Kühllagerung und/oder Kühltransport soll dieser Sprödigkeitspunkt
jedoch geeignet am niedrigsten bei –20 °C, bevorzugt am niedrigsten
bei –15 °C und stärker bevorzugt am niedrigsten bei –10
°C, am höchsten jedoch bei +8 °C, bevorzugt am höchsten bei
+4 °C und stärker bevorzugt am höchsten bei +2 °C liegen.
Aufgrund der Materialauswahl in dieser äußeren, heißverschweißbaren
Schicht, die dem Inneren des Verpackungsbehälters zugewandt ist, kann eine
Verschweißung erzielt werden, die stark und fest ist und damit Beanspruchungen
widersteht, wenn die Temperatur über dem Sprödigkeitspunkt liegt, wie
zum Beispiel bei Transport und Lagerung bei etwa Raumtemperatur in dem nichtgefrorenen
Zustand. Bei einer Temperatur unterhalb des Sprödigkeitspunktes, zum Beispiel
wenn der Verpackungsbehälter mit seinem Inhalt aus Wassereis oder ähnlichem
vor kurzem aus der Gefriertruhe entnommen worden ist, ist die Verschweißung
spröde, schwach und demzufolge ohne Geräte, und in dem bevorzugten Fall
selbst ohne Perforation oder sonstige speziell bereitgestellte Öffnungsanordnung,
leicht zu öffnen. In diesem bevorzugten Fall wird eine scharfe Kante des gefrorenen,
keilförmigen Nahrungsmittelerzeugnisses einfach gerade durch die Verschweißung,
die wegen der niedrigen Temperatur schwach ist und reißt, hindurch gestoßen.
Ein Vorteil ist in diesem Zusammenhang auch, dass der Verpackungsbehälter
normalerweise bei der Lagerung, wenn er sich in dem gefrorenen Zustand befindet,
das heißt, wenn die Verschweißung schwach ist, keinen Belastungen oder
Beanspruchungen ausgesetzt wird, und selbst wenn er Belastungen oder Beanspruchungen
ausgesetzt wäre, würden diese wegen des gefrorenen und harten Inhaltes
nicht auf die gleiche Art und Weise auf die Verschweißung konzentriert sein,
als wenn der Inhalt in flüssiger Form vorliegt.
Zusätzlich zu dem Umstand, dass der Verpackungsbehälter
in dem gefrorenen Zustand (insbesondere für Kinder) leicht zu öffnen sein
wird, liegen weitere Vorteile in dem Umstand, dass der Verpackungsbehälter
bei Transport und Lagerung in dem ungefrorenen Zustand leckdicht ist. Darüber
hinaus werden bei dem Öffnen des Behälters keine losen Teile gebildet,
die andernfalls als Müll vorliegen und oft nicht recycelt werden. Weiterhin
erfordert der bevorzugte Fall keinen Einsatz von maschinellen Ausrüstungen
zum Herstellen der Perforation, was auch die Anzahl der Fertigungsschritte und somit
die Kosten senkt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG UND KURZE BESCHREIBUNG DER
ANHÄNGENDEM ZEICHNUNGENT
Die vorliegende Erfindung wird nunmehr inter Bezugnahme auf die anhängenden
Zeichnungen ausführlicher beschrieben werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen:
1 zeigt ein bevorzugtes Verpackungslaminat gemäß
der vorliegenden Erfindung, im Querschnitt gesehen; und
2 zeigt einen bevorzugten Verpackungsbehälter
gemäß der vorliegenden Erfindung, in der Perspektive gesehen.
BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
1 zeigt ein bevorzugtes Verpackungslaminat
10 gemäß der vorliegenden Erfindung. Dieses umfasst eine Kernschicht
12 aus einem polymeren Material oder vielmehr aus Papier oder Pappe. Die
Kernschicht 12 ist die stärkste einzelne Schicht in dem Laminat
10 und auch die Schicht, die den größten Beitrag zu den mechanischen
Eigenschaften des Laminats, wie zum Beispiel Biegesteifigkeit etc., leistet. Auf
der Außenseite des Laminats 10, auf der Seite, die nach innen auf
das Innere der Verpackung und somit dem Nahrungsmittelerzeugnis zugewandt sein soll,
wird eine heißverschweißbare Schicht 14 gemäß der vorliegenden
Erfindung bereitgestellt, die wenigstens in ausgewählten Bereichen derselben
einen Sprödigkeitspunkt zwischen –25 °C und +20 °C aufweist.
Die Schicht 14 weist geeignet eine Schichtdicke von 2 bis 50 &mgr;m auf.
Auf der gegenüberliegenden Seite dieser heißverschweißbaren
Schicht 14 weist das Laminat eine zweite heißverschweißbare Schicht
16 auf, die bevorzugt aus Polyethylen oder aus einer heißverschweißbaren
Schicht besteht, die wenigstens in ausgewählten Teilbereichen derselben einen
Sprödigkeitspunkt zwischen –25 °C und +20 °C aufweist.
Die beiden Schichten 14 und 16 verleihen dem Verpackungslaminat
10 darüber hinaus Flüssigkeitsdichtheit.
Zwischen der äußeren, heißverschweißbaren Schicht
14 und der Kernschicht 12 gemäß der vorliegenden Erfindung
wird eine dünne Sperrschicht 18, bevorzugt eine Gassperrschicht und
stärker bevorzugt eine Sauerstoffgas-Sperrschicht, bereitgestellt. In dem veranschaulichten
Fall besteht die Sperrschicht aus einer Aluminiumfolie (Alifoil).
Zwischen der Kernschicht 12 und der Sperrschicht
18 wird geeignet eine zwischenliegende Polymer-Beschichtungsschicht, Leim
oder anderer Kleber 20 verwendet. In dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel
besteht diese Beschichtungsschicht 20 aus Polyethylen oder aus einem polymeren
Material, das einen Sprödigkeitspunkt zwischen –25 °C und +20 °C
aufweist.
Aus praktischer Sicht in Bezug auf die Produktionstechnik kann es
vorzuziehen sein, dass alle Polymerschichten in dem Laminat aus der gleichen Art
von Material mit einem Sprödigkeitspunkt zwischen –25 °C und +20
°C als die äußere, heißverschweißbare Schicht
14 gemäß der vorliegenden Erfindung bestehen. Aus wirtschaftlicher
Sicht andererseits kann es vorzuziehen sein, dass nur eine am weitesten außen
gelegene Schicht 14a der äußeren, heißverschweißbaren
Schicht 14 aus einem Material mit einem Sprödigkeitspunkt zwischen
–25 °C und +20 °C besteht. In einem solchen Fall weist die am weitesten
außen gelegene Schicht 14a geeignet eine Materialstärke von 2
bis 15 &mgr;m, bevorzugt von 2 bis 10 &mgr;m, auf und ist bevorzugt zusammen
mit einer inneren, heißverschweißbaren Schicht 14b, die ebenfalls
Bestandteil der äußeren, heißverschweißbaren Schicht
14 ist, angeordnet. Diese innere, heißverschweißbare Schicht
14b wird bevorzugt aus Polyethylen ausgebildet. Die beiden heißverschweißbaren
Schichten 14a und 14b sind am stärksten bevorzugt durch Koextrusion
gebildet worden und weisen zusammen eine Schichtdicke von 15 bis 50 &mgr;m, bevorzugt
5 bis 45 &mgr;m, auf.
Es kann auch den Fall geben, dass die äußere, heißverschweißbare
Schicht 14 gemäß der vorliegenden Erfindung wenigstens zwei bevorzugt
koextrudierte Teilschichten 14a, 14b umfasst, die aus dem gleichen
Material ausgebildet werden und die wenigstens in ausgewählten Teilbereichen
den oben genannten Sprödigkeitspunkt gemäß der Erfindung aufweisen.
In diesem Fall weist die Teilschicht 14a weiterhin eine Schichtdicke von
2 bis 15 &mgr;m, bevorzugt von 2 bis 10 &mgr;m, auf, wohingegen die Schichten
14a und 14b zusammen eine Schichtdicke von 15 bis 50 &mgr;m,
bevorzugt von 25 bis 45 &mgr;m, aufweisen.
Unabhängig davon, ob die heißverschweißbare Schicht
14 gemäß der vorliegenden Erfindung aus einer dünnen äußeren
Schicht 14a der Art gemäß der Erfindung besteht, die zusammen
mit einer inneren heißverschweißbaren Schicht 14b der herkömmlichen
Art bereitgestellt wird, oder ob sie aus einer Schicht 14 oder aus wenigstens
zwei Schichten 14a, 14b der Art gemäß der vorliegenden
Erfindung besteht, dieses polymere Material umfasst wenigstens ein den Sprödigkeitspunkt
senkendes Polymer, das bevorzugt aus einem Polyolefin und am stärksten bevorzugt
aus Polypropylen, besteht. Vorzugsweise soll dieses polymere Material ebenfalls
Polyethylen enthalten, wobei das Polyethylen und das den Sprödigkeitspunkt
senkende Polymer im Idealfall in einem mechanischen oder einem physischen Gemisch
vorliegen, am stärksten bevorzugt als Copolymer. Geeignet liegt das oben genannte
den Sprödigkeitspunkt senkende Polymer in einer Menge von bis zu 40 Gew.-%,
bevorzugt von 1 bis 30 Gew.-% und stärker bevorzugt von wenigstens 10 Gew.-%,
in dem oben genannten polymeren Material vor.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht
das oben genannte polymere Material aus einem polymeren Material, das nach Behandlung,
wie zum Beispiel Erwärmen (möglicherweise in Form von Zonenheizung) dauerhaft
den oben genannten Sprödigkeitspunkt aufweist.
2 zeigt einen bevorzugten aseptischen Verpackungsbehälter
30 gemäß der Erfindung. Dieser weist typischerweise ein Fassungsvermögen
von höchstens 200 ml auf, zumindest in dem Fall, in dem er für Wassereis
oder Sorbet vorgesehen ist und in tetraedrischer Form vorliegt. Verpackungsbehälter
dieser Art werden so hergestellt, dass eine Bahn des Verpackungslaminats zuerst
in einen Schlauch umgeformt wird, indem beide Längskanten der Bahn in einer
flüssigkeitsdichten Überlappungsnaht 22 miteinander verbunden
werden, wobei die Schweißschicht 14 auf der Seite der Kernschicht
platziert wird, die nach innen in den Schlauch zugewandt wird. Der Schlauch wird
aseptisch mit dem jeweiligen Inhalt gefüllt, wie zum Beispiel mit Wassereis
oder Sorbet im nichtgefrorenen Zustand, und wird durch wiederholte Quer-Heißschweißnähte
24, 26 um 90° abwechselnd in Querrichtung in Bezug zueinander in einzelne tetraedrische
Verpackungseinheiten 30 geteilt, die durch Einschnitte in die Quer-Verschweißungsbereiche
voneinander getrennt werden. Die Quer-Verschweißungsbereiche 24,
26 sind dabei von der „betenden" Art, wobei die freien Ränder
der Flosse 21 von dem Verpackungsbehälter nach außen gerichtet
sind.
Gleichzeitig verjüngt sich der Verpackungsbehälter
keilförmig zu diesen Querverschweißungen 24, 26 hin,
so dass im Ergebnis dessen ein gefrorenes Nahrungsmittelerzeugnis in dem Verpackungsbehälter
30 eine scharfe Kante aufweisen wird, die durch die Verschweißung
24 gestoßen werden kann, wenn die Verpackung geöffnet werden
soll. Die Verschweißung 24 in dem Öffnungsende der Verpackung
weist bevorzugt eine aktive Abdichtungsbreite von 0,3 bis 5 mm, bevorzugt von 0,5
bis 3,5 mm, auf. Möglicherweise blockierte Verschweißung, das heißt
unvollständig geschmolzene Verschweißung außerhalb der aktiven Abdichtungsbreite,
wird nicht zu der aktiven Abdichtungsbreite gezählt.
In der Flosse 21 kann unmittelbar innerhalb der Verschweißung
24 gemäß einem nicht bevorzugten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung eine Perforation 28 bereitgestellt werden, die so
lang ist wie die Verschweißung 24 oder möglicherweise etwas kürzer
ist (in welchem Fall die Perforation wahrscheinlich an den Rändern der Flosse
21 fehlt, das heißt die umgefalteten kurzen Enden des Verpackungslaminats).
Auch in diesem Fall, das heißt wenn die Perforation 28 bereitgestellt
wird, wird das Öffnen durch den Sprödigkeitspunkt des polymeren Materials
ermöglicht. In diesem Fall sollen alle Polymerschichten in dem Verpackungslaminat
bevorzugt aus Schichten bestehen, die einen Sprödigkeitspunkt gemäß
der vorliegenden Erfindung aufweisen. Bei dem Ausführungsbeispiel, bei dem
das Material für die äußere, heißverschweißbare Schicht
14 aus einem polymeren Material besteht, das nach Behandlung dauerhaft
den oben genannten Sprödigkeitspunkt aufweist, wird diese Behandlung, zum Beispiel
in der Form von Zonenheizung, geeignet nur in dem Bereich der Perforation
28 durchgeführt, mit anderen Worten geeignet nicht an den Heißverschweißungen
24, 26 selbst.
An der inneren Längskante der Flosse 21 kann eine Falzlinie
32 unmittelbar auf der Innenseite der Perforation 28 bereitgestellt
werden, deren Zweck darin besteht, eine Falzanzeige darzustellen, die verhindert,
dass das Verpackungslaminat während des Transports und der Lagerung in der
Perforation 28 gefaltet wird.
Auf der Innenseite der Längsfuge 22 kann der Verpackungsbehälter
mit einem Dichtstreifen (nicht gezeigt) versehen werden, der bevorzugt aus dem gleichen
Material ausgebildet wird wie die äußere, heißverschweißbare
Schicht 14. Dieser Dichtstreifen dient dem Schutz der freien, geschnittenen
Ränder des Verpackungslaminats gegen Feuchtigkeit und Flüssigkeit.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben genannten Ausführungsbeispiele
beschränkt, sondern kann abgeändert werden, ohne dass von dem Erfindungsbereich
der anhängenden Patentansprüche abgewichen würde. Zum Beispiel soll
berücksichtigt werden, dass bei Erwähnung von Polyethylen dieses Polyethylen
aus einem beliebigen Polyethylen bestehen kann, das für den Zweck geeignet
ist, das zum Beispiel unter Verwendung der sogenannten Technologie der freien Radikalen
polymerisiert werden kann: Polyethylen niedriger Dichte (LDPE); oder unter Verwendung
der Katalysatortechnologie: Polyethylen hoher Dichte (HDPE), Polyethylen mittlerer
Dichte (PE-MD), Polyethylen niedriger Dichte mit linearer Struktur (PE-LLD), Polyethylen
sehr niedriger Dichte (NLDPE), ultraleichtes Polyethylen (ULDPE) oder Metallocen/Einzelkatalysator
PE (mPE). Es ist weiterhin zu berücksichtigen, dass die vorliegende Erfindung
auch in Verbindung mit Verpackungsbehältern anderer Ausführung als der
hier gezeigten verwendet werden kann, und ebenso mit anderen Arten von Öffnungsanordnungen,
die auf dem Konzept beruhen, dass eine Verschweißung oder eine Dichtungsschicht
aufgebrochen wird.