DE4236162A1

DE4236162A1 - Leicht zu öffnende Verpackung

Info

Publication number: DE4236162A1
Application number: DE4236162A
Authority: DE
Inventors: Claudio Freschi; Guiseppe Bianchi; Renato Colnaghi
Original assignee: WR Grace and Co Conn; WR Grace and Co
Current assignee: Cryovac LLC
Priority date: 1992-10-21
Filing date: 1992-10-21
Publication date: 1994-04-28
Also published as: EP0595442A1; AU664650B2; EP0595442B1; AU4908393A; ATE152041T1; DE69310087D1; NZ248918A; DE69310087T2

Description

Die Erfindung betrifft eine leicht zu öffnende Verpackung, bei der ein Gegenstand zwischen oberen und unteren thermoplastischen Bahnen versiegelt ist. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Verpackung, die dicht versiegelt ist und durch die übliche Hand habung während des Versandes und der Lagerung nicht leicht zer stört wird, aber durch manuelles Abschälen der oberen von der unteren Bahn der Verpackung leicht geöffnet werden kann.

Eine große Vielfalt von Produkten, insbesondere Lebensmittel produkten wie Fleisch, Würste, Käse und dergleichen werden in visuell attraktiven Verpackungen angeboten, die aus zwei thermo plastischen Bahnen unter Verwendung des Thermoformungsverfah rens, des Vakuumschutzhüllenverpackungsverfahrens und anderen Verfahren hergestellt worden sind. Die untere Bahn wird übli cherweise erwärmt und in die gewünschte Gestalt tiefgezogen, wodurch ein Aufnahmebehälter für den zu verpackenden Gegenstand gebildet wird.

Bei dem Thermoformungsverfahren wird die obere Bahn mittels Vakuum über den Gegenstand gezogen und mit den peripheren flanschartigen Kanten der unteren Bahn oder des unteren Trägers versiegelt, wobei erhitzte Siegelstäbe oder Siegelplatten übli cherweise in Form eines Siegelrahmens verwendet werden.

Beim Vakuumschutzhüllenverpackungsverfahren wird die obere Bahn erwärmt, herab auf und um das Produkt herum und gegen den Träger geformt, wobei der Raum zwischen der erwärmten oberen Folie und dem Träger evakuiert worden ist. Die obere, erwärmte Folie bil det so um das Produkt herum eine dichte Hülle und wird mit Hilfe von unterschiedlichem Luftdruck auf den Träger gesiegelt (atmo sphärischer Druck außerhalb gegenüber Vakuum innerhalb der Ver packung).

Mit diesen Verfahren ist das Problem verbunden, daß die obere Folie so fest auf den Träger gesiegelt wird, daß es schwierig ist, die beiden Bahnen zu trennen und die Verpackung zu öffnen. Eine leicht zu öffnende Verpackung, die zwei thermoplastische Bahnen umfaßt, die sicher miteinander versiegelt sind, sollte leicht zu öffnen sein, wenn die beiden Bahnen manuell ausein ander gezogen werden, wobei normalerweise von einer Stelle wie einer Ecke der Verpackung ausgegangen wird, wo die obere Bahn nicht auf den Träger gesiegelt worden ist oder wo die untere Bahn mit einem Schnitt versehen ist. Auf diese Weise kann die Verwendung von Scheren, eines Messers oder anderer Vorrichtungen zum Öffnen der Verpackung vermieden werden.

Eine Lösung dieses Problems ist in der EP-B-192 131 des Anmel ders vorgeschlagen worden, in der eine leicht zu öffnende Ver packung mit einer Siegelschicht beschrieben ist, die

i) ein Ionomer mit einem Schmelzindex von weniger als 5, und
ii) ein modifiziertes Ethylen/Vinylacetat-Copolymer mit einem wesentlich höheren Schmelzindex umfaßt, wobei die Schmelz indizes der beiden Polymere in der Siegelschicht um minde stens 10 differieren.

Wenn dieses Konzept auf Verpackungen angewendet wird, die nach dem Vakuumschutzhüllenverpackungsverfahren hergestellt werden, werden zufriedenstellende Versiegelungen erhalten. Weitere Lö sungen dieses Problems würden jedoch sehr brauchbar sein, um andere Alternativen zu liefern.

Die Siegelschicht auf der Bodenbahn wird vor dem Versiegelungs vorgang ebenfalls einer thermischen Behandlung unterzogen, wenn die untere Bahn während des Verpackungsverfahrens erwärmt und tiefgezogen wird, wobei die Wärmebehandlung die Eigenschaften der Siegelschicht auf der unteren oder Bodenbahn verändern kann.

Bei dem Vakuumschutzhüllenverpackungsverfahren wird als obere oder Deckbahn eine bestrahlte Mehrschichtfolie benötigt, um zufriedenstellende Temperaturstabilitäts- und Wärmeschrumpfbar keitseigenschaften zu haben. Dies bedeutet, daß die Siegel schicht auf der Deckbahn ebenfalls der Bestrahlung ausgesetzt wird, und es ist daher notwendig, eine Kombination von Siegel schichten zu finden, bei der

- die Siegelschicht auf der unteren Bahn durch die Erwärmung nicht nachteilig beeinträchtigt wird,
- die Siegelschicht auf der Deckbahn weder durch die Erwärmung noch durch die Bestrahlung nachteilig beeinträchtigt wird und
- die fertige Versiegelung zufriedenstellende Wärmebeständig keit, Siegelfestigkeit und gute Alterungseigenschaften auf weist und dennoch das gewünschte Merkmal der leichten Öff nung beim Abschälen liefert.

In der US-A-5 023 121 ist eine koextrudierte Folie mit abschäl barer Siegelmasse für die Verwendung in einem Thermoformungs verfahren beschrieben, bei dem durch eine sich absenkende Sie gelplatte eine Randdichtung aufgebracht wird (Spalte 4, Zei len 30/31). Durch dieses Thermoformungsverfahren wird aus

a) einer ersten Bahn mit einer Siegelmasseschicht, die eine Mischung aus Polybuten und Polypropylen und einem dritten polymeren Material ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
- i) Ethylen/Vinylacetat-Copolymer
- ii) Polyethylen niedriger Dichte
- iii) linearem Polyethylen niedriger Dichte und
- iv) Ionomerharz
umfaßt,
b) einer zweiten Bahn mit einer Siegelmasseschicht, die aus einem Polymer ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethy len/Vinylacetat-Copolymer, Polyethylen niedriger Dichte, linearem Polyethylen niedriger Dichte, Ionomer und Mischun gen derselben besteht, und
c) einer zusätzlichen Schicht, die mit der Siegelmasseschicht der ersten Bahn verbunden ist und einen polymeren Klebstoff umfaßt,

eine leicht zu öffnende Verpackung erhalten.

Im Fall der Verwendung eines Ionomers als Mischungsmaterial in den Siegelmasseschichten ist es notwendig, es in beiden Siegel masseschichten zu verwenden, um bei der fertigen Verpackung eine gut abschälbare Versiegelung zu liefern (Spalte 8, Zeilen 22 bis 26).

Es ist jetzt überraschenderweise gefunden worden, daß bei einem Vakuumschutzhüllenverpackungsverfahren, bei dem Domtemperaturen von bis zu etwa 200°C verwendet werden, eine Versiegelung mit den oben genannten erwünschten Eigenschaften einschließlich des Merkmals der leichten Öffnung erhalten werden kann, wenn die Siegelschichten auf der unteren bzw. der oberen Bahn sorgfältig ausgewählt sind, während andere aus dem Stand der Technik be kannte Siegelschichtkombinationen kein zufriedenstellendes Er gebnis liefern.

Erfindungsgemäß wird durch Vakuumschutzhüllenverpacken, wobei ein Gegenstand zwischen einer unteren und einer oberen thermo plastischen Bahn versiegelt wird, eine leicht zu öffnende Ver packung erhalten, die gegenüber einer thermischen Behandlung beständig ist und

a) eine untere Bahn mit einer ersten Siegelschicht auf ihrer Kontaktoberfläche und
b) eine obere Bahn aus einer bestrahlten Mehrschichtfolie mit einer zweiten Siegelschicht auf ihrer Kontaktober fläche umfaßt,

wobei

i) die erste Siegelschicht eine Mischung aus Ethylen/ Vinylacetat, Polybuten und Polypropylen umfaßt und
ii) die zweite Siegelschicht ausgewählt ist aus der Gruppe die ein Ionomerharz und ein Polyethylen hoher Dichte umfaßt.

Vorzugsweise ist die erste Siegelschicht auf der unteren Bahn eine Mischung aus etwa 25 Gew. -% Polybuten und Polypropylen und etwa 75 Gew.-% Ethylen/Vinylacetat. Eine besonders bevorzugte Siegelmasse umfaßt eine Mischung aus Polybuten und Polypropylen in einem Gewichtsverhältnis von etwa 4:1. Das Ethylen/Vinylace tat-Copolymer in der ersten Siegelmasse weist vorzugsweise einen Vinylacetatgehalt von etwa 10 bis 20 Gew.-% auf. Siegelmassen dieser Art sind bereits in den US-A-4 665 130 und US-A-4 666 778 beschrieben worden (gemäß denen sie mit sich selbst versiegelt werden) und sind außerdem in der oben erwähnten US-A-5 023 121 beschrieben.

Geeignete ionomere Harze für die zweite Siegelschicht auf der bestrahlten Deckbahn sind säuremodifizierte Polyethylene mit einem Säuregehalt von bis zu 10 Gew.-% und einem hohen Grad an Ionenverknüpfung (Zn). Solche Polymere sind kommerziell unter dem Handelsnamen SURLYN® (DuPont) erhältlich. Alternativ kann auch Polyethylen hoher Dichte mit einer Dichte von 0,93 g/cm³ oder höher als zweite Siegelschicht verwendet werden.

Die Gesamtdicke der Siegelschicht liegt vorteilhafterweise im Bereich von etwa 5 bis 15 µm, obwohl dickere Schichten im Hin blick auf die Tatsache ebenfalls verwendet werden können, daß die vorliegenden Siegelschichten beim Schälen adhäsives Versagen zeigen, wohingegen gemäß dem Stand der Technik (EP-B-192 131) eine relativ dünne Siegelschicht bevorzugt ist, da dies zu einem relativ sanften Reißen aufgrund von kohäsivem Versagen parallel zur Siegelschichtebene führt. In diesem letzten Fall kann eine dickere Schicht erlauben, daß in verschiedenen Zonen oder Ebenen der Siegelschicht Reißen auftritt, so daß lose Streifen und rauhe Oberflächen gebildet werden. Gemäß der vorliegenden Erfin dung haben die erste bzw. die zweite Siegelschicht normalerweise eine Dicke zwischen etwa 2 und 13 µm.

Es ist wichtig, eine gute Haftung zwischen den Siegelmasse schichten und der oberen und unteren Bahn der Verpackung zu erreichen. Dementsprechend sollte die innerste Schicht der bei den Bahnen (d. h. ihre Kontaktoberflächen) so sein, daß sie gute Haftung an der betreffenden Siegelmasseschicht liefern.

Die folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele zeigen, daß die Auswahl der Siegelmasseschichten für den Erfolg der Erfindung kritisch ist. Eine leicht zu öffnende Versiegelung mit konstan ter Schälfestigkeit, geringer Empfindlichkeit gegenüber der Formgebungstemperatur und guter Beständigkeit gegenüber thermi scher Nachbehandlung (Pasteurisierung) wird nur erhalten, wenn die Drei-Komponenten-Siegelmassemischung auf die Bodenbahn auf gebracht wird und entweder ein ionomeres Harz oder HDPE als Siegelmasse für die bestrahlte Mehrschichtdeckbahn verwendet werden. Der gleiche Effekt wird nicht erhalten, wenn die Drei- Komponenten-Siegelmasse als Siegelmasse für die Deckbahn oder als Siegelmasse für beide, die Deck- und die Bodenbahnen, ver wendet werden, wie durch den Stand der Technik für durch Thermo formung hergestellte Verpackungen vorschlagen wird (US-A- 5 023 121).

Die folgenden Beispiele dienen zur weiteren Veranschaulichung der Erfindung.

Um identische Bedingungen für den Vergleich des Verhaltens der Siegelschichten zu haben, wurden alle anderen strukturellen Eigenschaften und Verfahrensparameter identisch bzw. konstant gehalten.

Die Verpackungen wurden durch das Vakuumschutzhüllenverpackungs verfahren unter Verwendung einer CRYOVAC® VS 44 Maschine (W.-R. Grace & Co.-Conn.) hergestellt. Die Verarbeitungsbedingungen waren wie folgt:

Domtemperatur 200°C
Temperatur der Formgebungsstation 85°C
Bodentiefe 5 mm
Siegeldruck maximal 1 bar.

Es wird erwartet, daß eine ähnliche Leistung in allen Maschinen erreicht wird, die nicht mit einem Siegelrahmen wie dem MULTI VAC® CD 6000, CD 5600, CD 4000, 1/15 System ausgerüstet sind. Die Bodenbahn bestand aus einer halbstarren Polyvinylchlorid folie (200 µm dick) mit einer Schicht (9 µm) der zu testenden Siegelmasse auf ihrer Kontaktoberfläche.

Als Deckbahn wurde eine flexible koextrudierte Mehrschichtfolie verwendet, die aus den folgenden Schichten bestand:

LDPE (40 µm)
Klebstoff (3 µm)
EVOH (8 µm)
Klebstoff (3 µm)
LDPE (40 µm)

zu testende Siegelmasseschicht (6 µm).

Alle Deckfolien wurden einer Bestrahlung mit E-Strahlen bei einer Dosis von 12 Mrad ausgesetzt.

Die Schältests wurden auf einem ACQUATI® Dynamometer bei einer Testgeschwindigkeit von 80 cm/min durchgeführt. Eine konstante Schälfestigkeit von 250 bis 900 g/25 mm wird als "gut" bewertet, während geringere bzw. höhere Werte als "nicht akzeptabel" be wertet werden.

Die folgenden Siegelmassezusammensetzungen wurden getestet:

EVA/PB/PP-Mischung = 75% EVA (12% VA-Gehalt), 20% Polybuten, 5% Polypropylen,
Ionomer = Zinkpartialsalz von Ethylen/Meth acrylsäure-Copolymer, MFI 14,
HDPE = Polyethylen hoher Dichte, MFI 7, Dichte 0,96 g/cm³,
LDPE = Polyethylen niedriger Dichte, MFI 12, Dichte 0,915 g/cm³,
VLDPE = Polyethylen sehr niedriger Dichte, MFI 7, Dichte 0,91 g/cm³,
EVA = Ethylen/Vinylacetat-Copolymer (VA- Gehalt 5% oder 9%), MFI 2,9, Dichte 0,926 bis 0,929 g/cm³;
EAA = Ethylen/Acrylsäure-Copolymer (9,5% AA), MFI 1,5.

Die bei Verwendung der obigen Siegelmasseschichtzusammensetzun gen auf entweder der Boden- oder der Deckbahn erhaltenen Ergeb nisse sind in der folgenden Tabelle 1 zusammengefaßt.

Tabelle 1

Es ist anzumerken, daß nur die erfindungsgemäßen Kombinationen eine Versiegelung mit der gewünschten leichten Öffnungsfähigkeit ergeben, während alle anderen Versiegelungen entweder zu schwach oder zu stark sind.

Die erfindungsgemäßen Heißsiegelschichten werden durch Wärmebe handlung der fertigen Verpackung bei Temperaturen, die normaler weise zur Pasteurisierung (+100°C) verwendet werden, gemäß der anschließenden Tabelle nicht beeinflußt.

Effekt der Wärmebehandlung auf die Schutzhüllenversiegelung aus einer EVA/PB/PP-Mischung.

Claims

1. Leicht zu öffnende, durch Vakuumschutzhüllenverpackung er haltene Verpackung, bei der ein Gegenstand zwischen einer unteren und einer oberen thermoplastischen Bahn versiegelt ist, wobei die Verpackung gegenüber thermischer Behandlung beständig ist und

dadurch gekennzeichnet, daß

i) die erste Siegelschicht eine Schicht ist, die eine Mischung aus Ethylen/Vinylacetat, Polybuten und Poly propylen umfaßt, und
ii) die zweite Siegelschicht ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Ionomerharz und Polyethylen hoher Dichte.

2. Leicht zu öffnende Verpackung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die erste Siegelschicht eine Mischung aus etwa 25 Gew.-% Polybuten und Polypropylen und etwa 75 Gew.-% Ethylen/Vinylacetat ist.

3. Leicht zu öffnende Verpackung nach Anspruch 1 oder 2, da durch gekennzeichnet, daß die erste Siegelschicht Polybuten und Polypropylen in einem Gewichtsverhältnis von etwa 4 : 1 umfaßt.

4. Leicht zu öffnende Verpackung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ethylen/Vinylacetat-Copo lymer einen Vinylacetatgehalt von etwa 10 bis 20 Gew.-% aufweist.

5. Verfahren zur Herstellung einer leicht zu öffnenden Verpac kung, die gegenüber thermischer Behandlung beständig ist, bei dem ein Gegenstand zwischen einer unteren und einer oberen thermoplastischen Bahn durch Vakuumschutzhüllenver packung versiegelt wird und das die Verwendung von

a) einer unteren Bahn mit einer ersten Siegelschicht auf ihrer Kontaktoberfläche und
b) einer oberen Bahn aus einer bestrahlten Mehrschicht folie mit einer zweiten Siegelschicht auf ihrer Kon taktoberfläche umfaßt,

dadurch gekennzeichnet, daß

i) als erste Siegelschicht eine Schicht verwendet wird, die eine Mischung aus Ethylen/Vinylacetat, Polybuten und Polypropylen umfaßt, und
ii) die zweite Siegelschicht ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Ionomerharz und Polyethylen hoher Dichte.

6. Verfahren zur Herstellung einer leicht zu öffnenden Verpac kung nach Anspruch 5, bei dem die erste Siegelschicht eine Mischung aus etwa 25 Gew.-% Polybuten und Polypropylen und etwa 75 Gew.-% Ethylen/Vinylacetat ist.

7. Verfahren zur Herstellung einer leicht zu öffnenden Verpac kung nach den Ansprüchen 6 oder 7, bei dem die erste Siegel schicht Polybuten und Polypropylen in einem Gewichtsverhält nis von etwa 4:1 umfaßt.

8. Verfahren zur Herstellung einer leicht zu öffnenden Verpac kung nach den Ansprüchen 6 bis 8, bei dem das Ethylen/Vinyl acetat-Copolymer einen Vinylacetatgehalt von etwa 10 bis 20 Gew.-% aufweist.