DE3853099T2

DE3853099T2 - Verbundstrukturen ohne Metallfolie zur Verpackung von Säften.

Info

Publication number: DE3853099T2
Application number: DE3853099T
Authority: DE
Inventors: Charles E Gibbons; Cynthia L Tanner; Allan A Whillock
Original assignee: International Paper Co
Current assignee: International Paper Co
Priority date: 1987-05-29
Filing date: 1988-05-05
Publication date: 1995-06-14
Anticipated expiration: 2008-05-06
Also published as: ATE118734T1; DE3853099D1; NO882333L; JPH0572868B2; EP0293098A3; FI882523A; FI89567B; JPS63312143A; MX169554B; AU1672988A; EP0293098B1; ZA882901B; MY103088A; KR880013693A; NO882333D0; US4789575A; NO177562C; BR8802606A; AU611154B2; NZ224616A

Description

Die Erfindung bezieht sich sowohl auf heißverschweißbare Sperrlaminate zur Aufnahme etherischer Öle und Verhinderung eines Vitamin C-Verlusts in Pappkartons als auch auf ein Verfahren zum Herstellen derartiger Laminate. Genauer bezieht sich diese Erfindung auf Behälter für Flüssigkeiten, die aus einer verbesserten, heißverschweißbaren Verbundstruktur ohne Folie bestehen, welche sowohl das Vitamin C im Saft während der normalen, als der Karton/die Verpackung hergestellt wurde, erwarteten Lagerbeständigkeit auf den angegebenen Lebensmittelwerten hält, als auch darin verbessert.
Heißverschweißbare Polyethylene niedriger Dichte sind wohlbekannte Bestandteile geläufiger Zitrussaftkartons aus Pappe, die eine geringe Sperre gegenüber der Absorption und/oder dem Durchlaß etherischer Geschmacks-/Aromaöle des Zitrussafts bieten. Außerdem ist es wohlbekannt, daß undurchlässige Materialien, wie etwa Aluminiumfolie, polare Materialien, wie etwa z.B. Polyamide, Polyethylenterephthalate, Polyvinylidenchloride und Polyvinylchloride, und hochkristalline, nicht-polare Materialien, wie etwa Polyethylen und Polypropylen hoher Dichte, ein schwankendes Sperrvermögen gegenüber der Absorption und/oder Durchlaß nicht-polarer Aromaöle des Zitrussafts, wie etwa d-Limonen, bieten. Diese Materialien erfordern jedoch sowohl für die Heißverschweißbarkeit eine dicke, mit der Flüssigkeit in Berührung stehende Schicht aus Polyethylen niedriger Dichte als auch eine teure Verbindungsschicht zum Liefern einer beständigen Haftung zwischen dem LDPE und dem Sperrmaterial. Die in derartigen Kartons im allgemeinen erforderliche, 0,037 mm (1,5 mil) dicke, mit der Flüssigkeit in Berührung stehende LDPE-Schicht absorbiert auch Zitrusgeschmacks-/-aromaöle mit den sich daraus ergebenden schädlichen Wirkungen auf die Produktqualität.
Die JP-A-108549/86 beschreibt ein Laminat, welches dazu bestimmt ist, die Diffusion von Geruch oder Geschmack aus der Verpackung zum Inhalt des Behälters zu verhindern. Ein Gassperrharz, das ein Ethylen-Vinylalkohol-Copolymerisat sein kann, wird zusammen mit einem Polyolefin extrudiert, das z.B. LDPE, HDPE, Polypropylen und ein Ethylen-Propylen-Copolymerisat sein kann, um das BS- Schicht genannte, mit dem flüssigen Lebensmittel in Berührung stehende Zweischichtlaminat zu bilden. Die Dicke des Ethylen- Vinylalkohol-Copolymerisats wird zu 1 - 30 um, das heißt bis zu 0,03 mm angegeben und Polyolefindicke reicht zwischen 10 - 200 um (0,01 mm - 0,2 mm). Das Zweischichtlaminat wird auf ein Substrat, das Papier sein kann, mittels eines Klebstoffs, wie etwa ein Polyurethan oder ein Isocyanat, laminiert. In Beispiel 1 besteht das Laminat von außen nach innen aus LDPE/Papier/LDPE/AC/EVDH/LDPE, das heißt mit drei LDPE-Schichten. Sowohl die äußere als auch die LDPE-Schicht dazwischen besitzen eine Dicke von 15 um (0,015 mm). Auch die EVOH-Schicht ist 15 um dick und die innerste, mit dem Lebensmittel in Berührung stehende LDPE-Schicht ist 30 um dick (0,03 mm; 1,17 mil).
In Beispiel 2 der JP-A-108549/86 wird außer LDPE ein mit Maleinanhydrid modifiziertes Polyethylen niedriger Dichte mit insgesamt drei LDPE-Schichten und einer Schicht aus modifiziertem Polyethylen verwendet. Beispiel 3 und 8 sind zu Beispiel 2 ähnlich. Drei LDPE-Schichten und eine Schicht aus modifiziertem Polyethylen werden in Beispiel 4 verwendet. Zwei HDPE-Schichten (Polyethylen hoher Dichte) außer einer LDPE-Schicht und einer Schicht aus modifiziertem Polyethylen werden in Beispiel 5 verwendet.
Das Herstellungsverfahren in der JP-A-108549/86 besteht aus dem Herstellen zuerst der BS-Schicht, welche das Zweischichtlaminat aus EVOH und LDPE ist, das die innerste Schicht darstellt. Es wird das Blasformverfahren verwendet. In der JP-A-108549/86 wird über Ergebnissen von Geruchs- und Geschmackstest berichtet, welche durch Einblasen geruchloser Luft in die Verpackung, zwei Stunden Erhitzen auf 40ºC, Kühlen, gefolgt von der Bewertung durchgeführt wurden. Die Beibehaltung der etherischen Öle in den Zitrussäften und der Vitamin C-Verlust werden nicht bestimmt.
Die bestehende, im Handel befindliche Struktur eines Pappkartons für Saft und ähnliche Produkte macht von einem leicht heißverschweißbaren Sperrlaminat Gebrauch, das aus Pappe besteht, welche zwischen zwei Schichten aus Polyethylen niedriger Dichte (LDPE) gelegt ist. Das LDPE ist eine wohlfeile, heißverschweißbare Feuchtigkeitssperre. Die herkömmliche Struktur ist darin ungenügend, daß die dicke LDPE-Schicht die etherischen Öle des Safts nach kurzen Zeiträumen absorbiert und dadurch einen Abfall des Zusammenhalts der Heißverschweißungsverbindungen und Spannungsreißen der Schicht verursacht und den Durchlaß der etherischen Öle in die Pappe und in die Atmosphäre erlaubt. Außerdem liefert die herkömmliche Struktur praktisch keinen Sperrwiderstand gegenüber Sauerstoff, was den Saft große Mengen Vitamin C verlieren läßt.
Eine weitere herkömmliche Struktur fügt der vorstehend bezeichneten Struktur zwei weitere Schichten hinzu, und zwar eine Folienschicht und eine zusätzliche LDPE-Schicht. Die teure Folienschicht erhöht den Sperrwiderstand gegenüber dem Sauerstoffdurchfluß, während das zusätzliche LDPE die endgültige Heißverschweißbarkeit des Laminats erlaubt. Die verbesserte herkömmliche Struktur besitzt schlechte Sperreigenschaften bezüglich der Absorption etherischer Öle und Aromen, da die innere Berührungsschicht immer noch eine dicke LDPE-Schicht ist.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, einen verbesserten heißverschweißbaren Saftkarton zum Verpacken von Saft bereitzustellen, welcher keine Geschmacks-/Geruchsbestandteile von Zitrus- und anderen Säften überträgt und ein verbessertes Preis- Leistungsverhältnis in bezug auf mit Folie ausgekleidete Kartons besitzt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird dieser Gegenstand mit einer Behälter für Flüssigkeiten, enthaltend etherische Öle und/oder Geschmacksstoffe, erreicht, der durch:
(a) Flammbehandeln eines Pappsubstrats auf beiden Seiten;
(b) Aufbringen einer Schicht aus LDPE auf einer Seite des so behandelten Pappesubstrats durch Extrusionsbeschichten;
(c) Extrudieren oder Co-Extrudieren einer Sandwichstruktur aus von Verbindungsschichten umgebenem Ethylenvinylalkohol- Copolymer (EVOH) oder einer Verbindungsschicht und EVOH oder EVOH allein auf die nicht beschichtete Seite des Pappesubstrats und Corona-Entladungsbehandeln oder Flammbehandeln der neu aufgebrachten Schicht;
(d) Extrudieren einer sehr dünnen LDPE-Schicht auf die so behandelte Verbindungsschicht-EVOH-Verbindungsschicht- Sandwichschicht, oder die Verbindungsschicht-EVOH-Schicht oder die EVOH-Schicht; und
(e) Heißverschweißen der Vorder- und Rückseite des so erhaltenen Laminats (LDPE auf LDPE) bei herkömmlichen Temperaturen von 122ºC bis 260ºC (250º bis 500ºF)
erhältlich ist.
Weiter stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Bilden eines Behälters gemäß Anspruch 1 bereit, welches die Schrittes des:
(a) Flammbehandeln eines Pappsubstrats auf beiden Seiten;
(b) Aufbringen einer Schicht aus LDPE auf einer Seite des so behandelten Pappesubstrats durch Extrusionsbeschichten;
(c) Extrudieren oder Co-Extrudieren einer Sandwichstruktur aus von Verbindungsschichten umgebenem Ethylenvinylalkohol- Copolymer (EVOH) oder einer Verbindungsschicht und EVOH oder EVOH allein auf die nicht beschichtete Seite des Pappesubstrats und Corona-Entladungsbehandeln oder Flammbehandeln der neu aufgebrachten Schicht;
(d) Extrudieren einer sehr dünnen LDPE-Schicht auf die so behandelte Verbindungsschicht-EVOH-Verbindungsschicht- Sandwichschicht, oder die Verbindungsschicht-EVOH-Schicht oder die EVOH-Schicht; und
(e) Heißverschweißen der Vorder- und Rückseite des so erhaltenen Laminats (LDPE auf LDPE) bei herkömmlichen Temperaturen von 122ºC bis 260ºC (250º bis 500ºF)
umfaßt.
Bevorzugte Ausführungsformen werden in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Der Behälter der vorliegenden Erfindung zeigt eine verbesserte Verbundstruktur ohne Folie und bietet dadurch eine feste Sperre gegenüber dem Verlust von Vitamin C und eine fast vollständige Sperre gegenüber dem Verlust etherischer Aromaöle sowohl während des Zeitraums der Lagerbeständigkeit des Kartons (sechs Wochen) als auch weit über den Zeitraum von sechs Wochen hinaus. Eine bevorzugte Ausführungsform umfaßt von der äußeren, der Atmosphäre ausgesetzten Oberfläche bis inneren, mit den etherischen Ölen und/oder Aromen (flüssiger Saft) in Berührung stehenden Oberfläche: eine erste äußere Schicht aus einem Polyethylenpolymer niedriger Dichte, ein Pappesubstrat, eine innere Laminatbeschichtung, die eine Plexar -Verbindungsschicht, eine Ethylen- Vinylalkohol-Copolymerisat-Schicht (EVOH) und eine weitere Plexar -Verbindungsschicht umfaßt, und eine zweite Schicht aus einem Polyethylenpolymer niedriger Dichte, das auf die mit dem Saft in Berührung stehende Laminatbeschichtungsschicht aus Plexar /EVOH/Plexar beschichtet ist und die Schicht dadurch heißverschweißbar macht.
Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt von der äußeren, der Atmosphäre ausgesetzten Oberfläche bis inneren, mit den etherischen Ölen und/oder Aromen (flüssiger Saft) in Berührung stehenden inneren Oberfläche: eine dünne Schicht aus einem Polyethylenpolymer niedriger Dichte, ein Pappesübstrat, eine Verbindungsschicht aus Plexar oder Ethylenacrylsäure, eine innere Schicht aus einem Ethylen-Vinylalkohol-Copolymerisat (EVOH) und eine dünne Schicht aus einem Polyethylenpolymer niedriger Dichte, das auf die innere, direkt mit dem Saft in Berührung stehende Schicht aus EVOH beschichtet ist und die Schicht dadurch heißverschweißbar macht.
Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt eine dünne Schicht aus einem Polyethylenpolymer niedriger Dichte, ein Pappesubstrat, eine innere Schicht aus einem Ethylen- Vinylalkohol-Copolymerisat (EVOH) und eine dünne Schicht aus einem Polyethylenpolymer, das auf die innere, mit der Flüssigkeit direkt in Berührung stehende Schicht aus EVOH beschichtet ist und die Schicht dadurch heißverschweißbar macht.
Die Behälter der vorliegenden Erfindung ermöglichen eine bedeutsame Beibehaltung des Aromaöls des enthaltenen Zitrussafts und ferne eine bedeutsame Verhinderung eines Verlusts an Vitamin C, was zu einer wesentlichen Verlängerung dessen Lagerbeständigkeit führt und den Ersatz der teuren Aluminiumfoliensperre gestattet.
Das bevorzugte Ethylen-Vinylalkohol-Copolymerisat wird unter dem Produktnamen EVAL EP -Harze verkauft und ist von der EVAL-Company of America erhältlich. Die bevorzugte Verbindungsschicht ist ein Plexar 177 und ist von der USI Corporation erhältlich.
Die vorliegende Erfindung erzeugt einen geeigneten Behälter, der ausgezeichnete Sperreigenschaften besitzt, indem ein Laminat verwendet wird, das mit seiner äußeren und inneren Schicht heißverschweißt werden kann, die von vorn nach hinten ein nicht- polarer Bestandteil (LDPE) und ein gleicher nicht-polarer Bestandteil (LDPE) sind. Die Bestandteile des flüssigen Safts sind in dem polaren EVOH-Material unlöslich, wodurch die Aromaölabsorption und das daraus folgende Quellen, Spannungsreißen, Weichwerden und die Verschlechterung der Heißverschweißungsverbindung verhindert wird, wie sie bei einem dicken LDPE als Berührungsschicht auftritt.
Die bevorzugten Behälter der vorliegenden Erfindung zeigen nicht nur bedeutsame Sperreigenschaften unter Verlängern der Lagerstabilität des Safts, sondern die Laminate für die Behälter können auch mittels einer herkömmlichen Extrudierausrüstung hergestellt werden.
Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise wie folgt durchgeführt:
Schrittweise wird die Pappe auf beiden Seiten flammbehandelt. Als zweites wird anschließend eine Schicht aus geschmolzenem LDPE durch Extrusionsbeschichten auf das Pappesubstrat aufgebracht.
Als drittes wird das Netz umgedreht und eine Sandwichschicht aus von Plexar -Verbindungsschichten umgebenem EVOH oder eine Plexar -Verbindungsschicht und EVOH oder EVOH allein wird auf die nicht beschichtete, freiliegende Seite des Pappesubstrats co- extrudiert. Diese neu aufgebrachte Schicht wird Corona-entladungsbehandelt oder flammbehandelt, um die Haftung einer nachfolgenden, mit dem Nahrungsmittel in Berührung stehenden Schicht aus LDPE zu erleichtern.
Als letztes wird eine LDPE-Schicht auf die innere Sandwichschicht aus Plexar -EVOH-Plexar oder die Plexar -EVOH-Schicht oder die EVOH-Schicht aufgebracht. Das vervollständigte Laminat kann nun mit der Vorderseite und Rückseite (LDPE auf LDPE) bei herkömmlichen Temperaturen von 122ºC bis 260ºC (250ºF bis 500ºF) heißverschweißt werden.
Das neugebildete Laminat kann anschließend angezeichnet, zu Leerformen geschnitten, gefaltet und zum Transport längsgefaltet aufeinander heißverschweißt werden.
Einmal transportiert können die vorbereiteten Zuschnitte auf einer herkömmlichen Maschine, wie etwa eine durch Ex-Cell-O hergestellte Purepak -Maschine, gefüllt werden. Die Leerformen werden am Boden heißverschweißt, gefüllt und zum Vervollständigen des gefüllten Kartons am oberen Ende durch die PurePak -Maschine heißverschweißt.
Die durch die vorliegende Erfindung hergestellten Sperrlaminate zeigen nicht nur ausgezeichnete Sperreigenschaften und können leicht aufgebaut werden, sondern entsprechen auch der FDA-Zulassung zur Verwendung bei der Lebensmittelverpackung. EVAL EP von der EVAL Company of America ist von der FDA zur direkten Lebensmittelberührung zugelassen und ist das bevorzugte Ethylen- Vinylalkohol-Copolymerisat gemäß der Erfindung. Andere EVOH, die bei niedrigen Temperaturen von 122ºC - 260ºC (250ºF bis 500ºF) heißverschweißen und die auf einer herkömmlichen maschinellen Einrichtung geschnitten werden können, können ebenfalls als Sperrmaterial verwendet werden.
So sind bis zum Erscheinen der vorliegenden Erfindung wenige Behälter zum Enthalten von Zitrussäften entwickelt worden, welche sowohl die Vorteile des Verwendens von Pappe als Grundmaterial behalten als auch eine verhältnismäßig wohlfeile Sperrschicht (EVOH) besitzen, die mittels einer herkömmlichen Extrusionsbeschichtungsausrüstung hergestellt werden kann.
Die vorliegenden Behälter machen von Heißverschweißungsverbindungen zum Zusammenfügen und Verschließen von zum Beispiel Kartons, quadratischen oder rechteckigen Faltbehältern oder -schachteln und/oder sogar dem Herstellen zylindrischer Röhren Gebrauch.
Das Verpackungsmaterial wird bedruckt, in flache Leerformen überführt, längsverschlossen und anschließend mittels herkömmlicher Kartonfüllmaschinen in Form gebracht, gefüllt und verschweißt. Insbesondere umfaßt die bevorzugte Ausführungsform des neuen Verpackungsmaterials zum Herstellen von PurePak -Kartons mit 280 g, 0,94 l, 1,89 l, 0,31 l (10 Unzen, Quart, halbe Gallone und Dreiquart) eine Außenbeschichtung von 5,4 kg (12 lbs) LDPE, Pappe wechselnder Dicke (in Abhängigkeit von der Kartongröße), eine co-extrudierte Sandwichschicht von 1,665 kg (4,5 lbs) aus einem klebenden Verbindungsmaterial Plexar 177 , 1,48 kg (4,0 lbs) EVOH EVAL , 1,665 kg (4,5 lbs) eines Verbindungsschichtmaterials Plexar 177 und eine mit dem Produkt in Berührung stehende Überzugsschicht von 3,7 kg (10 lbs) LDPE.
Die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Außenbeschichtung von 0,020 mm (0,8 mil) LDPE, Pappe wechselnder Dicke (in Abhängigkeit von der Kartongröße), 0,012 mm bis 0,020 mm (0,5 - 0,8 mil) klebende Verbindungsschicht, 0,005 mm bis 0,018 mm (0,2 bis 0,7 mil) EVOH und 0,018 mm (0,7 mil) LDPE (Produktberührung).
Die dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Außenbeschichtung von 0,020 mm (0,8 mil) LDPE, Pappen wechselnder Dicke (in Abhängigkeit von der Kartongröße), 0,005 bis 0,018 mm (0,2 bis 0,7 mil) EVOH und 0,018 mm (0,7 mil) LDPE (Produktberührung).
Frühere, eine Aluminiumfolie enthaltende Kartons sind oft teuer in bezug auf die Funktionsprobleme, die sie zeigen, wenn sie durch den Saftverpacker in Form gebracht, gefüllt und verschweißt werden. Ferner absorbiert die übliche dicke, mit dem Produkt in Berührung stehende Schicht von 8,1 kg (22 lb) oder 0,037 mm LDPE (1,5 mil), die im allgemeinen in derartigen Kartons erforderlich ist, Zitrusgeschmacks-/-aromöle mit den darauffolgenden schädlichen Wirkungen auf die Produktqualität.
Die vorliegende Erfindung macht von einer verhältnismäßig wohlfeilen EVOH-Schicht, einem verringerten Verlust etherischer Öle und Vitamin C Gebrauch, während sie als ausgezeichnete Sperre wirksam ist. Es wird eine sehr dünne, mit dem Produkt in Berührung stehende LDPE-Schicht von 0,018 mm (0,7 mil) bereitgestellt, wodurch die Saftabsorption in der mit dem Produkt in Berührung stehenden Schicht und die daraus folgende Beeinträchtigung der Berührungsschicht verringert wird.
FIG. 1 ist ein Querschnittsaufriß einer bestehenden, handelsüblichen Struktur eines Laminats;
FIG. 2 ist ein Querschnittsaufriß einer bestehenden, handelsüblichen Struktur eines Laminats;
FIG. 3 ist ein Querschnittsaufriß einer bestehenden, handelsüblichen Struktur eines Laminats;
FIG. 4 ist ein Querschnittsaufriß einer bestehenden, handelsüblichen Struktur eines Laminats;
FIG. 5 ist ein Querschnittsaufriß der bevorzugten Ausführungsform des Laminats der vorliegenden Erfindung;
FIG. 6 ist ein Querschnittsaufriß einer alternativen Ausführungsform des Laminats der vorliegenden Erfindung;
FIG. 7 ist ein Querschnittsaufriß einer alternativen Ausführungsform des Laminats der vorliegenden Erfindung;
FIG. 8 ist ein Blockdiagramm, welches das Verfahren zum Herstellen der bevorzugten Ausführungsform des Laminats der vorliegenden Erfindung darstellt;
FIG. 9 ist ein Blockdiagramm, welches das Verfahren zum Herstellen der bevorzugten Ausführungsform des Laminats der vorliegenden Erfindung darstellt, und
FIG. 10 ist ein Blockdiagramm, welches das Verfahren zum Herstellen der bevorzugten Ausführungsform des Laminats der vorliegenden Erfindung darstellt.
Die bestehende, handelsübliche Struktur für einen Pappkarton für Saft und ähnliche Produkte macht von einem leicht heißverschweißbaren Sperrlaminat Gebrauch, das aus zwischen zwei dicken Schichten aus Polyethylen niedriger Dichte (LDPE) 2,6 mit 0,037 mm (1,5 mil) liegender Pappe 4 (FIG. 1) besteht. Das LDPE ist ein wohlfeiles, heißverschweißbares Material, das in beschränktem Ausmaß als Feuchtigkeitssperre unter Verhindern eines Verlusts etherischer Öle (Geschmacksstoffe) und Aroma wirkt. Das bei der herkömmlichen Laminatstruktur angetroffene Problem ist gewesen, daß die etherischen Öle des Safts (nämlich d-Limonen) nach kurzen Zeiträumen in die 0,037 mm (1,5 mil) dicke LDPE- Schicht absorbiert worden sind, wodurch eine Verschlechterung der Heißverschweißungsverbindung, ein Spannungsreißen und Quellen verursacht wird, während dem Saft etherische Öle entzogen werden. Außerdem liefert die herkömmliche Struktur (FIG. 1) praktisch keinen Sperrwiderstand gegenüber Sauerstoff, was den Saft dazu veranlaßt, nach verhältnismäßig kurzen Zeiträumen Vitamin C in großen Mengen zu verlieren. Zur Veranschaulichung verliert der herkömmliche Pappkarton von 1,89 l (½ Gallone) 60,5% seines etherischen Öls (d-Limonen) und 84% seines Vitamin C- Gehalts in einem Lagerzeitraum von sechs Wochen (siehe TABELLE 1).
Ein herkömmlicher, bestehender Pappkarton (FIG. 2) verwendet außer den in FIG. 1 offenbarten Schichten zwei zusätzliche Schichten, um dem Sauerstoffdurchgang und dem sich daraus ergebenden Vitamin C-Verlust einen größeren Sperrwiderstand entgegenzusetzen. Eine teure Aluminiumfolie 14 ist der Laminatstruktur zum Erhöhen des Sperrwiderstands gegenüber dem Sauerstoffdurchfluß zugefügt worden. Eine zusätzliche dicke LDPE-Schicht 16 wird benötigt, um das Laminat mit der Vorderseite und der Rückseite der äußeren LDPE-Schicht 8 heißverschweißen zu lassen. Die Struktur des Sperrlaminats (FIG. 2) besitzt schlechte Sperreigenschaften was die Absorption etherischer öle und Aromen betrifft, da die heißverschweißbare Berührungsschicht eine dicke Schicht aus Polyethylen niedriger Dicke ist. Die Lagerfähigkeit des aus dem Sperrlaminat von FIG. 2 hergestellten Saftkartons zeigt noch immer einen prozentualen Verlust etherischer Öle (d-Limonen) von 35,5%, während seine Sperreigenschaften bezüglich des prozentualen Vitamin C-Verlusts, 24% (siehe Tabelle 1), stark verbessert worden sind. Der Zusatz der Folienschicht läßt das Laminat ausgezeichnete O&sub2;-Sperreigenschaften zeigen. Obschon die Verwendung einer Folienschicht äußerst vorteilhaft ist, machen die ungeheuer erhöhten Kosten die Verwendung von Folie wirtschaftlich weniger wuhschenswert.
FIG. 3 und 4 offenbaren Strukturen von in der US-A-4 513 036 beschriebenen Sperrlaminaten. FIG. 3 offenbart ein Sperrlaminat, das ein Sandwich aus LDPE 18-Pappe 20-Polyethylen hoher Dichte (HDPE) 22-LDPE 24 umfaßt. Das offenbarte Laminat zeigt große Verluste etherischer Öle während seiner Lagerbeständigkeit von sechs Wochen, nämlich 60,5%, während sich ferner während des Zeitraums von sechs Wochen große Vitamin C-Verluste zeigen, nämlich 87% (siehe Tabelle 1). Die Wirtschaftlichkeit und Leichtigkeit der Herstellung der Laminate von FIG. 3 werden durch die gezeigten schlechten Sperreigenschaften aufgewogen.
FIG 4 offenbart die bevorzugte Ausführungsform der US-A-4 513 036, nämlich ein LDPE 26-Pappe 28-Polypropylen 30-LDPE 32 umfassendes Sperrlaminat. Die zusätzliche Polypropylenschicht 30 fügt sich zu den Sperreigenschaften zu verhältnismäßig niedrigen Zusatzkosten zu. Den Sperreigenschaften mangelt es noch immer sehr stark an Widerstand gegenüber dem Sauerstoffdurchgang und Vitamin C-Verlust, nämlich 71% nach sechs Wochen. Die Polypropylen- Laminatstruktur verliert nach sechs Wochen 39,5% ihrer etherischen Öle (d-Limonen) (siehe Tabelle 1).
Beide in dem vorstehend zitierten Patent offenbarten Ausführungsformen bewahren den Geschmack/das Aroma und den Vitamin C- Gehalt des Safts nicht ausreichend. Die Struktur der bestehenden, handelsüblichen Konstruktionen haben aufgrund der Notwendigkeit des Heißverschweißens der Nähte und Verschlüsse während des Bildens des Leerkartons und während des Füllens der Kartons mit z.B. Saft alle demselben Problem gegenübergestanden.
Die Notwendigkeit des Bildens einer Heißverschweißungsverbindung aus der Vorder- und Rückseite des Laminats hat zur Verwendung einer dicken äußeren LDPE-Schicht und einer dicken inneren LDPE- Schicht geführt, beides nicht-polare Verbindungen, die ausgezeichnete Heißverschweißungseigenschaften mit einander zeigen (siehe FIG. 1 - 4)
Unter bezug auf FIG. 5 wird die bevorzugte Ausführungsform des Laminats gemäß der vorliegenden Erfindung als ein Pappesubstrat 36 wechselnder Dicke umfassend dargestellt, welches am geeignetsten ein Pappestoff hoher Qualität ist, zum Beispiel 128 kg (282 10 lb) Mil Carton Board, auf welchen auf einer Seite eine Beschichtung aus Polyethylen niedriger Dichte (LDPE) 34 in einem von etwa 4 bis etwa 6,7 kg (etwa 9 bis etwa 15 Pound) je Ries reichenden Beschichtungsgewicht aufgebracht ist. Jedes handelsübliche LDPE in Extrusionsbeschichtungsqualität ist zur Verwendung hierin geeignet. Auf dem hinteren oder inneren Teil des Laminats, nämlich auf die Pappeschicht 36, ist ein Sandwich 44 aus 2,03 kg (4,5 lb) eines Verbindungsmaterials (Plexar 177 ), 1,8 kg (38/4,0 lb) EVAL 2,03 kg (40/4,5 lb) Verbindungsmaterial (Plexar 177 42) co-extrudiert. Das EVOH ist eine aus EVAL EP - Harzen der EVAL Company of America bestehende Sperrschicht. Darauf ist eine Beschichtung von 4,5 kg (10 lb) LDPE 46 extrudiert.
Unter bezug auf FIG. 6 wird die alternative Ausführungsform des Laminats gemäß der vorliegenden Erfindung als ein Pappesubstrat 54 wechselnder Dicke umfassend dargestellt, welches geeigneterweise Pappestoff hoher Qualität ist, d.h. 128 kg (282 lb) Milchkarton, auf welchen auf einer Seite eine sehr dünne, 0,020 mm (0,8 mil), Beschichtung aus einem Polyethylen niedriger Dichte (LDPE) 52 in einem Beschichtungsgewichtsbereich von durchschnittlich 5,4 kg (12 lb) je 276 m² (3000 Quadratfuß) aufgebracht ist. Jedes handelsübliche LDPE in Extrusionsbeschichtungsqualität ist zur Verwendung hierin geeignet. Auf der Rückseite oder dem inneren Teil des Laminats, nämlich auf die Pappeschicht 54, werden eine Plexar 177 -Verbindungsschicht 56 und eine Schicht aus 0,005 mm (0,2 mil) bis 0,018 mm (0,7 mil) EVOH 58 durch Co-Extrusion aufgebracht. Das EVOH ist eine aus EVAL EP -Harzen der EVAL Company of America bestehende Sperrschicht. Darauf ist eine sehr dünne, 0,018 mm (0,7 mil), Schicht 62 aus einem nicht-polaren LDPE extrusionsbeschichtet.
Unter bezug auf FIG. 7 wird eine dritte Ausführungsform des Laminats gemäß der vorliegenden Erfindung als ein Pappesubstrat 66 wechselnder Dicke umfassend dargestellt, welches geeigneterweise Pappestoff hoher Qualität ist, d.h. 282 lb Milchkarton, auf welchen auf einer Seite eine sehr dünne, 0,020 mm (0,8 mil), Beschichtung aus LDPE 64 aufgebracht ist. Eine EVOH-Schicht 68 von 0,0050 mm bis 0,018 mm (0,2 bis 0,7 mil) ist durch Extrusionsbeschichten aufgebracht. Darauf ist eine dünne Schicht 70 aus einem nicht-polaren LDPE extrusionsbeschichtet.
Unter bezug auf FIG. 8 offenbart ein Blockdiagramm das Verfahren des Bildens des heißverschweißbaren Sperrlaminats von FIG. 5.
Das Laminat kann leicht hergestellt werden. In Schritt A wird die Pappe beidseitig flammbehandelt. In Schritt B wird eine Schicht 34 aus geschmolzenem LDPE auf das Pappesubstrat 36 extrusionsbeschichtet. In Schritt C wird die LDPE-Schicht 34 zur Vorbereitung auf das nachfolgende Bedrucken Corona-entladungsoder flammbehandelt. In Schritt D wird das Netz, das eine auf das Pappesnbstrat 36 co-extrudierte Sandwichschicht 44 aus Plexar 38/EVAL 40/Plexar 42 besitzt, zum Erleichtern von Schritt E umgedreht. In Schritt F vervollständigt das Extrusionsbeschichten einer LDPE-Schicht 46 auf die Sandwichschicht 44 das Laminat.
Unter bezug auf FIG. 9 offenbart ein Blockdiagramm das Verfahren des Bildens des heißverschweißbaren Sperrlaminats von FIG. 6.
In Schritt A wird die Pappe auf beiden Seiten flammbehandelt. In Schritt B wird eine Schicht 52 aus geschmolzenem LDPE auf das Pappesubstrat 54 extrusionsbeschichtet. In Schritt C wird die LDPE-Schicht 53 Corona-entladungs- oder flammbehandelt, um die Haftung der nachfolgenden inneren Schicht zu liefern. In Schritt D wird das Netz, das eine auf das Pappesubstrat 54 co-extrudierte Schicht aus geschmolzener Verbindungsschicht 56 und EVOH 58 besitzt, zum Erleichtern von Schritt E umgedreht. In Schritt F wird die Oberfläche der Verbindungs-/EVOH-Schicht 60 Corona-entladungsbehandelt oder flammbehandelt, um die Haftung einer anschließenden, inneren, mit dem Produkt in Berührung stehenden, dünnen LDPE-Beschichtung 62 unter Vervollständigen des Laminats zu erleichtern.
Unter bezug auf FIG. 10 offenbart ein Blockdiagramm das Verfahren des Bildens des heißverschweißbaren Sperrlaminats von FIG. 7.
In Schritt A wird die Pappe 66 auf beiden Seiten flammbehandelt. In Schritt B wird eine Schicht 64 aus geschmolzenem LDPE auf das Pappesubstrat 66 extrusionsbeschichtet. In Schritt C wird die LDPE-Schicht 64 Corona-entladungs- oder flammbehandelt, um die Haftung der nachfolgenden inneren Schicht zu liefern. In Schritt D wird das Netz, das eine auf das Pappesubstrat 66 extrusionsbeschichtete Schicht 68 aus geschmolzenem EVOH besitzt, zum Erleichtern von Schritt E umgedreht. In Schritt F wird die EVOH- Schicht 68 Corona-entladungsbehandelt oder flammbehandelt, um die Haftung einer anschließenden, inneren, mit dem Produkt in Berührung stehenden, dünnen LDPE-Beschichtung unter Vervollständigen des Laminats zu erleichtern.
Die durch den Karton der vorliegenden Erfindung bereitgestellte, einzigartige Sperrwirkung gegenüber den % Verlust etherischer Öle und den % Verlust von Vitamin C wird durch das folgende, in Tabelle 1 dargestellte Beispiel eindeutig gezeigt.
Standard-Saftbehälter von 1,89 l (½ Gallone) wurden hergestellt und mit Saft gefüllt. Ein typisches etherisches Öl in dem Saft war d-Limonen. Die gefüllten Kartons wurden über einen Testzeitraum von sechs Wochen gelagert, wonach der Saft analysiert wurde, um den prozentualen Gewichtsverlust an dem etherischen Öl d- Limonen und den prozentualen Gewichtsverlust an Vitamin C zu analysieren.
Alle Gewichte in kg (lbs) sind in kg (lbs) je 276 m² (3000 Quadratfuß) angegeben. TABELLE 1 Testprobe, 1,89 (½ Gallone) Saftbehälter % Verlust etherisches Öl % Verlust Vitamin C
Es ist eindeutig zu erkennen, daß der gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellte Behälter eine fast vollständige Sperre gegenüber dem Verlust etherischer Öle bietet, die viel größer ist, als sie bei bestehenden Strukturen gewesen ist. Außerdem ist der Sauerstoffdurchgang oder prozentuale Vitamin C-Verlust gegenüber allen früheren Laminaten, die keine Aluminiumfolie enthalten, stark verringert worden.
Die Wirksamkeit des Behälters der vorliegenden Erfindung sowohl als Sperre gegenüber der Wanderung etherischer Öle und Geschmacksstoffe als auch als Sperre gegenüber einem Vitamin C- Verlust gestattet eine bedeutende Verlängerung seiner Lagerbeständigkeit.

Claims

1. Behälter für Flüssigkeiten, enthaltend etherische Öle und/oder Geschmacksstoffe, erhältlich durch:

(a) Flammbehandeln eines Pappesubstrats auf beiden Seiten;

(b) Aufbringen einer Schicht aus geschmolzenem Polyethylen niedriger Dichte (LDPE) auf einer Seite des so behandelten Pappesubstrats durch Extrusionsbeschichten;

(c) Extrudieren oder Co-Extrudieren einer Sandwichschicht aus von Verbindungsschichten umgebenem Ethylenvinylalkohol-Copolymer (EVOH) oder einer Verbindungsschicht und EVOH oder EVOH allein auf die nicht beschichtete Seite des Pappesubstrats und Corona-Entladungsbehandeln oder Flammbehandeln der neu aufgebrachten Schicht,

(d) Extrudieren einer sehr dünnen LDPE-Schicht auf die so behandelte Verbindungsschicht-EVOH-Verbindungsschicht- Sandwichschicht, oder die Verbindungsschicht-EVOH- Schicht oder die EVOH-Schicht; und

(e) Heißverschweißen der Vorder- und Rückseite des so erhaltenen Laminats (LDPE auf LDPE) bei herkömmlichen Temperaturen von 122ºC bis 260ºC (2500 bis 500ºF)

2. Behälter nach Anspruch 1, wobei die Schicht aus geschmolzenem LDPE eine Dicke von 0,020 mm (0,8 mil) aufweist, eine Verbindungsschicht und EVOH auf die nicht beschichtete Seite des Pappesubstrats co-extrudiert werden, wobei die Dicke des EVOH 0,005 bis 0,018 mm (0,2 bis 0,7 mil) ist, und die sehr dünne LDPE-Schicht eine Dicke von 0,018 mm (0,7 mil) aufweist.

3. Behälter nach Anspruch 2, wobei die Schicht aus geschmolzenem LDPE Corona-entladungsbehandelt wird, um die Bedruckbarkeit des Laminats zu erhöhen.

4. Behälter nach Anspruch 2, wobei die Schicht aus geschmolzenem LDPE flammbehandelt wird, um die Bedruckbarkeit des Laminats zu erhöhen.

5. Behälter nach Anspruch 2, wobei die Verbindungsschicht eine Schicht aus Ethylenacrylsäure ist.

6. Behälter nach Anspruch 5, wobei die Schicht aus geschmolzenem LDPE Corona-entladungsbehandelt wird, um die Bedruckbarkeit des Laminats zu verbessern.

7. Behälter nach Anspruch 5, wobei die Schicht aus geschmolzenem LDPE flammbehandelt wird, um die Bedruckbarkeit des Laminats zu verbessern.

8. Behälter nach Anspruch 1, wobei die Schicht aus geschmolzenem LDPE eine 5,4 kg (12 lb)-Schicht ist, eine Verbindungsschicht-EVOH-Verbindungsschicht-Sandwichschicht auf die nicht beschichtete Seite des Pappesubstrats co-extrudiert wird, wobei jede der Verbindungsschichten eine 1,665 kg (4,5 lb)-Schicht und die EVOH-Schicht eine 1,48 kg (4,0 lb)- Schicht ist, und die sehr dünne LDPE-Schicht eine 3,7 kg (10 lb)-Schicht ist.

9. Behälter nach Anspruch 8, wobei die geschmolzene LDPE- Schicht Corona-entladungsbehandelt wird, um die Bedruckbarkeit des Laminats zu erhöhen.

10. Behälter nach Anspruch 8, wobei die Schicht des geschmolzenen LDPE flammbehandelt wird, um die Bedruckbarkeit des Laminats zu erhöhen.

11. Behälter nach Anspruch 8, wobei die Verbindungsschichten Verbindungsmaterialien vom Plexar -Typ sind.

12. Verfahren zum Herstellen eines Behälters nach Anspruch 1, welches die folgenden Stufen umfaßt:

(a) Flammbehandeln eines Pappesubstrats auf beiden Seiten;

(c) Extrudieren oder Co-Extrudieren einer Sandwichschicht aus von Verbindungsschichten umgebenem Ethylenvinylalkohol-Copolymer (EVOH) oder einer Verbindungsschicht und EVOH oder EVCH allein auf die nicht beschichtete Seite des Pappesubstrats und Corona-Entladungsbehandeln oder Flammbehandeln der neu aufgebrachten Schicht;

(e) Heißverschweißen der Vorder- und Rückseite des so erhaltenen Laminats (LDPE auf LDPE) bei herkömmlichen Temperaturen von 122ºC bis 260 ºC (250º bis 500ºF)

13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Schicht aus geschmolzenem LDPE eine 5,4 kg (12 lb)-Schicht ist, die einer Corona-Entladungsbehandlung oder Flammbehandlung unterworfen wird, eine Verbindungsschicht-EVOH-Verbindungsschicht-Sandwichschicht auf die unbeschichtete Seite des Pappesubstrats co-extrudiert wird, wobei jede der verbindungsschichten eine 1,665 kg (4,5 lb)-Schicht und die EVOH-Schicht eine 1,48 kg (4,0 lb)-Schicht ist, und die sehr dünne Schicht aus LDPE eine 3,7 kg (10 lb)-Schicht ist.

14. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Schicht aus geschmolzenem LDPE mit einer Dicke von 0,020 mm (0,8 mil) extrudiert und einer Corona-Entladungsbehandlung ausgesetzt wird, eine Verbindungsschicht und eine EVOH-Schicht auf die unbeschichtete Seite des Pappesubstrats co-extrudiert werden, wobei die EVOH-Schicht eine Dicke von 0,005 bis 0,018 mm (0,2 bis 0,7 mil) aufweist und einer Corona-Entladungsbehandlung ausgesetzt wird, und die sehr dünne Schicht aus LDPE mit einer Dicke von 0,018 mm (0,7 mil) extrudiert wird.

15. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Schicht aus geschmolzenem LDPE mit einer Dicke von 0,020 mm (0,8 mil) extrudiert wird und einer Flammbehandlung ausgesetzt wird, eine Verbindungsschicht und eine EVOH-Schicht auf die unbeschichtete Seite des Pappesubstrats co-extrudiert werden, wobei die EVOH-Schicht eine Dicke von 0,005 bis 0,018 mm (0,2 bis 0,7 mil) aufweist und einer Flammbehandlung ausgesetzt wird, und die sehr dünne Schicht aus LDPE mit einer Dicke von 0,018 mm (0,7 mil) extrudiert wird.

16. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Schicht aus geschmolzenem LDPE mit einer Dicke von 0,020 mm (0,8 mil) extrudiert und Corona-entladungsbehandelt wird, eine EVOH- Schicht auf die unbeschichtete Seite des Pappesubstrats mit einer Dicke von 0,005 bis 0,018 mm (0,2 bis 0,7 mil) extrudiert und Corona-entladungsbehandelt wird, und die sehr dünne Schicht aus LDPE auf die Corona-entladungsbehandelte EVOH-Schicht mit einer Dicke von 0,018 mm (0,7 mil) extrudiert wird.

17. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Schicht aus geschmolzenem LDPE mit einer Dicke von 0,020 mm (0,8 mil) extrudiert und flammbehandelt wird, eine EVOH-Schicht auf die unbeschichtete Seite des Pappesubstrats mit einer Dicke von 0,005 bis 0,018 mm (0,2 bis 0,7 mil) extrudiert und flammbehandelt wird, und die sehr dünne Schicht aus LDPE auf die flammbehandelte EVOH-Schicht mit einer Dicke von 0,018 mm (0,7 mil) extrudiert wird.