(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】2019528204
(43)【公表日】20191010
(54)【発明の名称】包装前駆体の縁部領域に作用する発熱装置の手段により包装前駆体を製造するための装置及び方法
(51)【国際特許分類】
   B29C 65/10 20060101AFI20190913BHJP
   B32B 37/06 20060101ALI20190913BHJP
   B32B 3/04 20060101ALI20190913BHJP
   B32B 27/00 20060101ALI20190913BHJP
   B65D 5/06 20060101ALI20190913BHJP
【FI】
   !B29C65/10
   !B32B37/06
   !B32B3/04
   !B32B27/00 C
   !B65D5/06 200
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
【全頁数】43
(21)【出願番号】2019532179
(86)(22)【出願日】20170824
(85)【翻訳文提出日】20190416
(86)【国際出願番号】EP2017071308
(87)【国際公開番号】WO2018041706
(87)【国際公開日】20180308
(31)【優先権主張番号】102016216460.0
(32)【優先日】20160831
(33)【優先権主張国】DE
(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DJ,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JO,JP,KE,KG,KH,KN,KP,KR,KW,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT
(71)【出願人】
【識別番号】507132710
【氏名又は名称】エスアイジー テクノロジー アーゲー
【氏名又は名称原語表記】SIG Technology AG
【住所又は居所】スイス ツェーハー・8212 ノイハウゼン アム ラインファル ラウフェンガッセ 18
【住所又は居所原語表記】Laufengasse 18,CH−8212 Neuhausen am Rheinfall,Switzerland
(74)【代理人】
【識別番号】110000729
【氏名又は名称】特許業務法人 ユニアス国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】アレフ、ウルリヒ
【住所又は居所】ドイツ連邦共和国 41844 ヴェークベルク、アム バッハマンスグラーベン 68
(72)【発明者】
【氏名】トーマス、マルティン
【住所又は居所】ドイツ連邦共和国 41836 ヒュッケルホーフェン、ハウス−ホルリヒ−シュトラーセ 39
(72)【発明者】
【氏名】ラウフェン、リヒャルト
【住所又は居所】ドイツ連邦共和国 52441 リンニッヒ、クライスシュトラーセ 20
【テーマコード(参考)】
3E060
4F100
4F211
【Fターム(参考)】
3E060AA04
3E060AB04
3E060BA03
3E060BC04
3E060DA25
3E060EA03
4F100AJ06B
4F100AK01A
4F100AK04C
4F100AK06C
4F100BA03
4F100DB06C
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4F100EH17A
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4F100EJ46C
4F100EK01
4F100GB15
4F100GB16
4F100GB23
4F100JB16A
4F211AD20
4F211AG07
4F211AH56
4F211AK01
4F211TA01
4F211TC15
4F211TD11
4F211TJ11
4F211TN24
4F211TQ06
(57)【要約】
本発明は、包装前駆体を製造するための装置であって、包装前駆体が包装前駆体に対して、複合プラスチック層等を含むシート状の複合材からなり、装置は、流れ方向における装置構成要素として、平坦なシート状の複合材を輸送するように設計された平坦な輸送ユニットであって、輸送ユニットは、複合材を支持するように設計された輸送面を下流に含む、平坦なシート状の複合材を輸送するように設計された平坦な輸送ユニットと、第一複合エッジ領域を加熱するように設計された第一加熱ユニットであって、第一加熱ユニットは、その下流にエネルギー放出セグメントを含む、第一複合エッジ領域を加熱するように設計された第一加熱ユニットと、第一複合エッジ領域を第二複合エッジ領域に結合するように設計された接触ユニットとを含む。本発明はさらに、方法、この方法によって得られる包装前駆体、包装前駆体、及び装置の使用に関する。
【選択図】図4
【特許請求の範囲】
【請求項1】
包装前駆体(1000)は、包装前駆体(1000)を基準にして少なくとも80重量%の範囲のシート状の複合材(200)からなり、
前記複合材(200)は、
i. 複合プラスチック層(203)
ii. 複合キャリア層(202)
iii. 第一複合エッジ領域(204)
iv. 第二複合エッジ領域(205)
を含み、
前記装置(100)は、流れ方向(1300)における装置構成要素として、
a)平坦なシート状の前記複合材(200)を輸送するように設計されている平坦な輸送ユニット(101)であって、前記複合材(200)を担持するように設計されている輸送面(111)を含む輸送ユニット(101)、
さらに下流において、
b)第一複合エッジ領域(204)を加熱するように設計された第一加熱ユニット(103)であって、エネルギー放出セグメント(406)を含む第一加熱ユニット(103)、
さらに下流において、
c)第一複合エッジ領域(204)を第二複合エッジ領域(205)に接合するように設計されている接触ユニット(104)、
を含み、
第一加熱ユニット(103)は、流れ方向(1300)にエネルギーを放出するように設計されることを特徴とする包装前駆体(1000)の製造のための装置(100)。
【請求項2】
前記第一加熱ユニット(103)は、
前記流れ方向(1300)において、第一エネルギー放出セグメント(407)と、
前記流れ方向(1300)において、前記第一エネルギー放出セグメント(407)から最も遠く離れた最終エネルギー放出セグメント(408)とを含むことを特徴とする請求項1に記載の装置(100)。
【請求項3】
第一エネルギー放出セグメント(407)は、最終エネルギー放出セグメント(408)よりも高い加熱電力を放出するように設計されている、請求項1又は2に記載の装置(100)。
【請求項4】
前記第一加熱ユニット(103)が、ガスが通流できる入口オリフィス(402)を備え、以下の基準のうち、少なくとも一つが満たされていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の装置(100)。
a)前記入口オリフィス(402)は、前記エネルギー放出セグメント(406)の反対側に設けられている。
b)前記入口オリフィス(402)は、最終エネルギー放出セグメント(408)からの距離よりも、第一エネルギー放出セグメント(407)からの距離が小さい。
c)前記入口オリフィス(402)は、全ての前記エネルギー放出セグメント(406)の内部断面積(411)の合計よりも大きい内部断面積(410)を有する。
【請求項5】
出口オリフィス(401)と前記輸送面(111)との間の距離(405)が、前記流れ方向(1300)における前記出口オリフィス(401)の長さ(409)と最大でも同じ長さであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の装置(100)。
【請求項6】
シート状の複合材(200)を含み、
シート状の前記複合材(200)は、
i. 複合プラスチック層(203)
ii. 複合キャリア層(202)
iii. 第一複合エッジ領域(204)
iv. 第二複合エッジ領域(205)
を含むことを特徴とする装置(100)。
【請求項7】
a)以下を含むシート状の複合材(200)を提供するステップと、
i. 複合プラスチック層(203)
ii. 複合キャリア層(202)
iii. 第一複合エッジ領域(204)
iv. 第二複合エッジ領域(205)
b)シート状の前記複合材(200)を加速するステップと、
d)第一複合エッジ領域(204)を加熱するステップと、
e)第一複合エッジ領域(204)を第二複合エッジ領域(205)に接合するステップとを含み、
ステップd)(304)において、輸送面(111)と第一エネルギー放出セグメント(407)との間の領域における第一温度はT1(403)であり、輸送面(111)と最終エネルギー放出セグメント(408)との間のさらなる領域における第二温度はTn(404)であることを特徴とする包装前駆体(1000)を製造する方法(300)。
【請求項8】
前記ステップd)(304)が熱対流による加熱を含むことを特徴とする請求項7に記載の方法。
【請求項9】
前記ステップd)(304)において、第一加熱ユニット(103)の出口オリフィス(401)における気体熱流(444)は、第一加熱ユニット(103)の入口オリフィス(402)におけるものよりも大きい流速を有することを特徴とする請求項7又は8に記載の方法。
【請求項10】
前記ステップc)(303)において、シート状の前記複合材(200)の厚さ(206)が、少なくとも前記第一複合エッジ領域(204)の小領域において、シート状の前記複合材(200)の厚さ(206)の40%以上減少されていることを特徴とする請求項7〜9のいずれか一項に記載の方法。
【請求項11】
請求項7〜10のいずれか一項に記載の方法により得られる包装前駆体(1000)。
【請求項12】
シート状の複合材(200)を含み、
シート状の前記複合材(200)が、第一重複領域(250)と第二重複領域(260)を含み、
前記第一重複領域(250)は、シート状の前記複合材の内部表面(1106)から外部表面(1107)まで相互に重ね合わされた層として、第一複合キャリア層(207)と第二複合キャリア層(208)を含む第一層列を含み、
前記第一複合キャリア層(207)は、前記第一重複領域(250)において第二複合キャリア層(208)に接合され、
前記第二重複領域(260)は、シート状の前記複合材の内部表面(1106)から外部表面(1107)まで相互に重ね合わされた層として、第一複合キャリア層(210)、第二複合キャリア層(211)及び第三複合キャリア層(212)を含む第二層列を含み、
前記第二複合キャリア層(211)は、前記第二重複領域(260)において前記第三複合キャリア層(212)に結合され、
前記第二複合キャリア層(211)と前記第三複合キャリア層(212)との間の前記第二重複領域(260)は、シート状の前記複合材の内部表面(1106)から外部表面(1107)まで相互に重ね合わされた層として、第三複合プラスチック層(216)及び第二複合プラスチック層(214)を含み、
前記第二重複領域(260)における前記第三複合キャリア層(212)の層厚は、前記第一複合キャリア層(210)又は前記第二複合キャリア層(211)又は両方のそれぞれの層厚よりも大きい;
第一重複領域(250)において、第一複合キャリア層(207)と第二複合キャリア層(208)との間で、シート状の前記複合材の内部表面(1106)から外部表面(1107)まで相互に重ね合わされた層として、複合色層(209)が複合プラスチック層(214)に結合されていることを特徴とする包装前駆体(1000)。
【請求項13】
前記第一重複領域(250)及び前記第二重複領域(260)が互いに隣接することを特徴とする前述の請求項に記載の前記包装前駆体(1000)。
【請求項14】
請求項12又は13に記載の包装前駆体(1000)の閉鎖によって得ることができる容器(1200)。
【請求項15】
食品及び飲料製品の包装のための、請求項1〜6のいずれかに記載の装置(100)を用いて製造された、請求項12及び13のいずれかに記載の包装前駆体(1000)の使用。
【請求項16】
包装前駆体(1000)、特に食品及び飲料製品の包装のための包装前駆体の製造のための、請求項1〜6のいずれかに一項に記載の装置(100)の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、包装前駆体を製造するための装置に関し、包装前駆体は包装前駆体に対して少なくとも80重量%程度のシート状の複合材からなり、シート状の複合材は以下を含む。
i. 複合プラスチック層
ii. 複合キャリア層
iii. 第一複合エッジ領域
iv. 第二複合エッジ領域
前記デバイスは、流れ方向における装置構成要素として以下を含む。
a)平坦なシート状の複合材を輸送するように設計された平坦な輸送ユニットであって、輸送ユニットは、複合材を支持するように設計された輸送面を下流に含む、平坦なシート状の複合材を輸送するように設計された平坦な輸送ユニット。
b)第一複合エッジ領域を加熱するように設計された第一加熱ユニットであって、第一加熱ユニットは、その下流にエネルギー放出セグメントを含む、第一複合エッジ領域を加熱するように設計された第一加熱ユニット。
c)第一複合エッジ領域を第二複合エッジ領域に接合するように設計された接触ユニット。
第一加熱ユニットは、流れ方向にエネルギーを放出するように設計されている。本発明はさらに、方法、この方法によって得られる包装前駆体、包装前駆体及び装置の使用に関する。
【背景技術】
【0002】
しばらくの間、食品及び飲料製品は、人間が消費する食品及び飲料製品であろうと、動物飼料製品であろうと、蓋で閉じた缶又は瓶に貯蔵することによって保存されてきた。この場合、貯蔵寿命は最初に、食品又は飲料製品及び容器、ここではジャー又は缶をそれぞれ可能な限り最大の程度まで別々に滅菌し、次いで食品又は飲料製品を容器に導入し、容器を閉じることによって増加させることができる。しかし、長期間にわたって試みられ、試験されてきた食品及び飲料製品の貯蔵寿命を増加させるためのこれらの手段は一連の欠点、例えば、後に別の滅菌の必要性を有する。缶及びジャーはそれらの本質的に円筒形の形状のために、非常に高密度で空間を節約する貯蔵が不可能であるという欠点を有する。さらに、缶及びジャーはかなりの固有の重量を有し、これは、輸送におけるエネルギー消費の増加につながる。さらに、ガラス、ブリキ板又はアルミニウムの製造は、この目的のために使用される原材料がリサイクルされるときでさえ、非常に高いエネルギー消費を必要とする。ジャーの場合、さらなる悪化要因は、輸送費用の増加である。ジャーは、通常、ガラス工場で予め製造され、次いで、食品及び飲料製品がかなりの輸送容積の使用で分配される施設に輸送されなければならない。さらに、ジャー及び缶は、かなりの力を費やして、又は工具の助けを借りて、したがって、かなり骨の折れるやり方でしか開くことができない。缶の場合、開封時に生じる鋭利な縁部から生じる損傷の危険性が高い。ジャーの場合、充填されたジャーの充填又は開封の過程で壊れたガラスが食品又は飲料製品に入り込むという再発的な事例があり、最悪の場合には、食品又は飲料製品が消費されるときに内部損傷につながり得る。さらに、食品又は飲料製品内容物の識別及び販売促進のために、缶及びジャーの両方にラベルを貼らなければならない。ジャー及び缶は、情報及び販売促進メッセージを直接印刷することは容易ではない。したがって、実際の印刷に加えて、固定手段、接着剤又は封止剤と同様に、目的のための基材、紙又は適切なフィルムが必要とされる。
【0003】
先行技術は多層ラミネートから作られた寸法的に安定な食品及び飲料製品容器を開示しており、ここではシート状の複合材とも呼ばれる。容器の寸法安定性は、しばしば板紙又はボール紙からなる複合キャリア層を含む積層体によって達成される。食品及び飲料製品は、そのような食品及び飲料製品容器に長期間にわたって最小限の損傷で保管することができる。典型的には、シート状の複合材が特にWO90/09926A2に開示されているように、通常板紙又は紙からなる複合キャリア層、接着促進層、バリア層、及びさらなるポリマー層から形成される。典型的には、上述の容器が外側に印刷された装飾を備えている。これは、容器内の食品又は飲料製品の消費者に、関連情報、例えば食品又は飲料製品の成分が容器上で直接提供されることを可能にする。さらに、装飾は、販売促進の目的及び心地よい製品外観の構成に役立つ。従来技術では、装飾が折り曲げる前に熱成形法によってラミネートに施される。
【0004】
このような複合包装体の製造及び充填操作の性能に関して、本質的に二つの異なる方法が知られている。一つの方法では、密閉容器が充填機において、シート状の複合材から、食品又は飲料製品で充填されるチューブの中間ステップを介して製造される。別の実施形態では、長手方向の継ぎ目を既に備えた包装前駆体が最初に、シート状の複合材の特定の領域を折り畳み、密封することによって得られる。続いて、包装前駆体は充填ユニットに輸送される。包装前駆体は単位時間当たりの高い生産速度が達成されるように、非常に高速で製造される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】国際公開第90/09926号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
一般に、本発明の目的は、従来技術から生じる欠点を少なくとも部分的に克服することである。本発明のさらなる目的は、高い生産速度及び改善された加工性を特徴とする、食品及び飲料製品容器のための包装前駆体の生産のためのデバイスを提供することである。本発明のさらなる目的は包装前駆体製造における欠陥をほとんどもたらさない、食品及び飲料製品容器用の包装前駆体を製造するための装置を提供することである。本発明のさらなる目的は包装前駆体を製造するための装置を提供することであり、この装置の使用の効果は、包装前駆体の長手方向の継ぎ目が内部シールの高い継ぎ目強度を特徴とすることである。本発明のさらなる目的は包装前駆体を製造するための装置を提供することであり、この装置の使用の効果は、包装前駆体の長手方向の継ぎ目が外部シールの高い継ぎ目強度を特徴とすることである。本発明の更なる目的は包装前駆体の製造のための装置を提供することであり、この装置の使用の効果は、包装前駆体から製造された容器が充填機における充填プロセス後に、より低い細菌汚染を有することである。本発明の別の目的は、本発明の装置に関連して上述した目的の達成に寄与する方法を提供することである。また、本発明の目的は、包装前駆体の製造中のエネルギー消費の減少を特徴とする方法を提供することである。さらに、本発明の目的はまた、高い生産速度を特徴とする方法を提供することである。また、本発明の目的は、長手方向の継ぎ目が内部シール及び外部シールの両方において高い継ぎ目強度を特徴とする、包装前駆体を提供することである。上記の目的の一つ以上は、本発明の装置の使用に関しても生じる。
【0007】
上記目的の少なくとも一つの少なくとも部分的な達成への貢献は、独立請求項によってなされる。従属請求項は、少なくとも一つの目的の少なくとも部分的な達成に寄与する好ましい実施形態を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、包装前駆体を製造するための装置に関し、包装前駆体は包装前駆体に対して少なくとも80重量%程度のシート状の複合材からなり、シート状の複合材は以下を含む。
i. 複合プラスチック層
ii. 複合キャリア層
iii. 第一複合エッジ領域
iv. 第二複合エッジ領域
前記デバイスは、流れ方向における装置構成要素として以下を含む。
a)平坦なシート状の複合材を輸送するように設計された平坦な輸送ユニットであって、輸送ユニットは、複合材を支持するように設計された輸送面を下流に含む、平坦なシート状の複合材を輸送するように設計された平坦な輸送ユニット。
b)第一複合エッジ領域を加熱するように設計された第一加熱ユニットであって、第一加熱ユニットは、その下流にエネルギー放出セグメントを含む、第一複合エッジ領域を加熱するように設計された第一加熱ユニット。
c)第一複合エッジ領域を第二複合エッジ領域に接合するように設計された接触ユニット。
第一加熱ユニットは、流れ方向にエネルギーを放出するように設計されている。
【0009】
本発明の一つの実施形態2において、デバイスは実施形態1に従って構成され、第一加熱ユニットは流れ方向において、第一エネルギー放出セグメントと、流れ方向において、第一エネルギー放出セグメントから最も遠く離れた最終エネルギー放出セグメントとを含む。第一加熱ユニットは好ましくは金属から形成され、好ましくは金属に対して少なくとも80重量%の鉄含有量を有する。好ましい金属はステンレス鋼である。
【0010】
本発明の一実施形態3ではデバイスが実施形態1又は2に従って構成され、第一エネルギー放出セグメントは最終エネルギー放出セグメントよりも高い加熱出力を放出するように設計される。ここで、第一エネルギー放出セグメントと最終エネルギー放出セグメントとの間の加熱出力の差は、0.2〜10kW/mの範囲内、好ましくは0.5〜9kW/mの範囲内、より好ましくは0.7〜8kW/mの範囲内であることが好ましい。
【0011】
本発明の一実施形態4ではデバイスが実施形態1〜3のいずれかに従って構成され、第一エネルギー放出セグメント及び最終エネルギー放出セグメントは少なくとも50cm、好ましくは少なくとも60cm、より好ましくは少なくとも70cm、最も好ましくは少なくとも80cm離れている。時折、600cmまでの最大距離が見出される。
【0012】
本発明の一実施形態5ではデバイスが実施形態1〜4のいずれかに従って構成され、流れ方向における少なくとも一つのエネルギー放出セグメント、好ましくは少なくとも二つ、より好ましくは少なくとも五つ、最も好ましくは少なくとも十のエネルギー放出セグメントは流れ方向に対して横断するエネルギー放出セグメントの範囲よりも長い長さを有する。本発明の装置では、同様に、全てのエネルギー放出セグメントが流れ方向に対して横断するエネルギー放出セグメントの範囲よりも長い流れ方向の長さを有するように設計されることが可能である。
【0013】
本発明の一実施形態6では、デバイスがエネルギー放出セグメントの半分以上、好ましくは少なくとも60%、より好ましくは少なくとも75%、最も好ましくは少なくとも99%が輸送面に面する、実施形態1〜5のいずれかに従って構成される。
【0014】
本発明の一実施形態7では、装置が実施形態1〜6のいずれかに従って構成され、第一加熱ユニットはガスが流れることができる入口オリフィスを含み、以下の基準のうちの少なくとも一つ、好ましくは少なくとも二つ、より好ましくはすべてが満たされる。
a) −入口オリフィスが、エネルギー放出セグメントの反対側に設けられている。
b) −入口オリフィスは、最終エネルギー放出セグメントからの距離よりも、第一エネルギー放出セグメントからの距離が小さい。
c) −入口オリフィスは、全てのエネルギー放出セグメントの内部断面積の合計よりも大きい内部断面積を有する。
【0015】
好ましくは、入口オリフィスは高温ガス源に接続される。高温ガス源が、ガスバーナの手段、電気作動式ヒーターの手段、又はこれら二つの組合せによって高温ガスを発生させると好都合である。
【0016】
本発明の一実施形態8では、装置が実施形態1〜7のいずれかに従って構成され、エネルギー放出セグメントの半分以上、好ましくは少なくとも60%、より好ましくは少なくとも75%、最も好ましくは少なくとも99%が出口オリフィスとして設計される。好ましくは、加熱ユニットの出口オリフィスがスロットの形態をとる。より好ましくは、加熱ユニットの出口オリフィスが少なくとも二つの平行なスロットの形態をとる。加熱ユニットが流れ方向に向けられた少なくとも二つのスロットを含むスロットのグループを有し、加熱ユニットの出口オリフィスの二つの平行なスロット間の距離がスロット幅の少なくとも10倍であると、最も好ましい。
【0017】
本発明の一実施形態9では、装置が出口オリフィスと輸送面との間の距離が流れ方向における出口オリフィスの長さとせいぜい同じ大きさで実施形態1〜8のいずれかに従って構成される。
【0018】
本発明の一実施形態10では、装置が複合キャリア層の層厚を低減するように設計された剥離ユニットが搬送ユニットと第一加熱ユニットとの間の第一複合エッジ領域に設けられる、実施形態1〜9のいずれかによって構成される。
【0019】
本発明の一つの実施形態11において、デバイスは実施形態1〜10のいずれかに従って構成され、イオン化ユニットは加熱ユニットと接触ユニットとの間に配置される。加熱ユニットと接触ユニットとの間に折り曲げユニットが付加的に形成されることが好ましい。これは、好ましくはシート状の複合材に少なくとも一つの第一折り目、好ましくはシート状の複合材の最長寸法に沿った長手方向の折り目を生成するのに役立つ。さらなる加熱ユニットが、第二複合エッジ領域を加熱するように設計される場合、さらに好ましい。
【0020】
本発明の一実施形態12ではデバイスが実施形態1〜11のいずれかに従って構成され、このデバイスはシート状の複合材を含み、シート状の複合材は
複合プラスチック層、
複合キャリア層、
第一複合エッジ領域、
第二複合エッジ領域、
を含む。
【0021】
本発明の目的の少なくとも一つの達成への貢献は、方法ステップとして
a.以下を含むシート状の複合材を提供する。
複合プラスチック層
複合キャリア層
第一複合エッジ領域
第二複合エッジ領域
b.シート状の前記複合材を加速する。
d.第一複合エッジ領域を加熱する。
e.第一複合エッジ領域を第二複合エッジ領域に接合する。
を含み、方法ステップd)において、輸送面と第一エネルギー放出セグメントとの間の領域における第一温度はT1であり、輸送面と最終エネルギー放出セグメントとの間のさらなる領域、好ましくは下流における第二温度はTnである包装前駆体の製造方法の実施形態1によってなされる。第一温度T1が第二温度Tnよりも高いことが好ましい。温度T1が温度Tnより30℃高い、好ましくは40℃高い、最も好ましくは50℃高いことがさらに好ましく、時々、第一温度T1が温度Tnより200℃まで高くなり得る。
【0022】
本発明の一実施形態2では、方法は実施形態1に従って構成され、方法ステップd)は、熱対流による加熱を含む。この場合、気体熱流は、好ましくは100〜1200℃、好ましくは200〜1000℃、より好ましくは300〜900℃、最も好ましくは400〜800℃の範囲内の温度を有する。
【0023】
本発明の一実施形態3では、方法が実施形態1及び2のいずれかに従って構成され、方法ステップd)では第一加熱ユニットの出口オリフィスにおける気体熱流が第一加熱ユニットの入口オリフィスにおけるよりも大きい流量を有する。
【0024】
本発明の一実施形態4では、方法が実施形態1〜3のいずれかに従って構成され、シート状の複合材は0.5秒以下、好ましくは0.3秒以下、最も好ましくは0.2秒以下の間、方法ステップd)を受ける。
【0025】
本発明の一実施形態5では、方法が実施形態1〜4のいずれかに従って構成され、シート状の複合材は方法ステップb)において、少なくとも100m/分、好ましくは少なくとも200m/分、最も好ましくは300m/分を超える速度まで加速される。場合によっては、シート状の複合材を最大800m/分まで加速することが有利である。加速は、好ましくは1秒未満、好ましくは0.5秒未満内で行われる。方法ステップb)の前に、シート状の複合材が個別化されることがさらに好ましい。好ましい個別化は、多数の積み重ねられたシート状の複合材からシート状の複合材を引っ張ることである。
【0026】
本発明の一実施形態6では、方法が実施形態1〜5のいずれかに従って構成され、方法ステップc)において、シート状の複合材の厚さは第一複合材エッジ領域の少なくとも小領域において、シート状の複合材の厚さの40%以上、好ましくは45%以上、より好ましくは50%以上減少する。場合によっては、シート状の複合材の厚さを最大で75%減少させることが有利である。そうでなければ、包装前駆体の安定性が損なわれる危険性がある。第一複合エッジ領域の小領域は、第一複合エッジ領域の面積の好ましくは40%〜95%、より好ましくは50%〜85%、最も好ましくは60%〜75%である。
【0027】
本発明の一実施形態7では、方法が実施形態1〜6のいずれかに従って構成され、方法ステップd)の後、第二複合エッジ領域はさらなる加熱ユニットで加熱される。第二複合エッジ領域は複合エッジ領域に存在する第二プラスチック層が軟化し、好ましくは溶融するように加熱されることが好ましい。加熱は特に、第二プラスチック層を介した第一プラスチック層への第二複合エッジ領域の結合、特に密封を容易にするのに役立つ。ここで、第二プラスチック層は、少なくともプラスチック層中に存在するポリマーのガラス転移温度、好ましくは溶融温度以上に加熱されることが好ましい。これは、好ましくは70〜300℃の範囲内、より好ましくは75〜250℃の範囲内、特に好ましくは80〜200℃の範囲内の温度で行われる。
【0028】
本発明の目的の少なくとも一つの達成への貢献は、実施形態13〜19のいずれかの方法によって得ることができる包装前駆体の実施形態1によってなされる。好ましい包装前駆体は、シェル形態である。ここで、シェル形態の包装前駆体は、単一の容器をそれぞれそこから形成することができるように設計されることが好ましい。これは、管状包装前駆体とは対照的であり、食品又は飲料製品との接触後、例えば切断によって包装前駆体を個別化する必要がない。したがって、シェル形態の包装前駆体は、単一の容器の寸法を有することが好ましい。シェル形態の包装前駆体が折り畳まれていることがさらに好ましい。ここで、シェル形態の折り畳まれた包装前駆体中の二つのシート状複合プライが互いに当接するようになることが好ましい。
【0029】
本発明の目的の少なくとも一つの達成への貢献はシート状の複合材を含む包装前駆体の実施形態1によってなされ、シート状の複合材は第一重複領域及び第二重複領域を含む。
【0030】
第一重複領域は、シート状の複合材の内部表面から外部表面まで相互に重ね合わされた層として、第一複合キャリア層及び第二複合キャリア層を含む第一層列を含む。
【0031】
第一複合キャリア層は、第一重複領域において第二複合キャリア層に結合される。
【0032】
第二重複領域は、シート状の複合材の内部表面から外部表面までの相互に重ね合わされた層として、第一複合キャリア層、第二複合キャリア層、及び第三複合キャリア層を含む第二層列を含む。
【0033】
第二複合キャリア層は、第二重複領域において第三複合キャリア層に結合される。
【0034】
第二複合キャリア層と第三複合キャリア層との間の第二重複領域は、シート状の複合材の内部表面から外部表面まで相互に重ね合わされた層として、第三複合プラスチック層と第二複合プラスチック層とを含む。
【0035】
ここで、第二重複領域における第三複合キャリア層の層厚は、第一複合キャリア層又は第二複合キャリア層のそれぞれの層厚、又は両方の層厚よりも大きい。
【0036】
第一重複領域では、第一複合キャリア層と第二複合キャリア層との間で、シート状の複合材の内部表面から外部表面まで相互に重ね合わされた層として、複合色層が複合プラスチック層に結合される。
【0037】
合成樹脂は、少なくとも一種のポリオレフィン、より好ましくはポリエチレン、より好ましくはLDPEとm−PEとの混合物(メタロセンの手段により製造されるポリエチレン)を含むことが好ましい。好ましい複合キャリア層は、繊維材料、好ましくは植物系繊維材料、特にセルロースからなる。繊維材料又はセルロースは、好ましくは接着されている。未漂白繊維材料又はセルロースを使用することも同様に可能である。紙及び板紙は、複合キャリア層として特に好ましい。複合キャリア層の基本重量は、好ましくは120〜450g/m2である。
【0038】
本発明の一実施形態2では、包装前駆体は第一重複領域と第二重複領域とが互いに隣接する、実施形態1に従って構成される。この場合、長手方向の継ぎ目に少なくとも部分的に形成されることが好ましい。好ましくは、第一重複領域及び第二重複領域が長手方向シームの少なくとも50%、好ましくは少なくとも75%、より好ましくは少なくとも95%に沿って互いに隣接する。
【0039】
本発明の一実施形態3では、包装前駆体は複合キャリア層が穴を有し、実施形態1及び2に従って構成される。この穴は、特に飲用ストロー又はクロージャ(フィットメントとも呼ばれる)に使用される覆われた穴を形成するのに役立つ。
【0040】
本発明の目的の少なくとも一つの達成への貢献は、実施形態1〜3のいずれかによる包装前駆体を閉じることによって得られる密閉容器の実施形態1によってなされる。好ましくは、密閉容器がシート状の複合材で形成された蓋又はベース、又はその両方を含む。好ましい密閉容器は、食品又は飲料製品を構成する。
【0041】
本発明の目的の少なくとも一つの達成への貢献は、食品及び飲料製品の包装のための、実施形態1〜11のいずれかによる装置を用いて製造された、実施形態1〜3のいずれかによる包装前駆体の使用の実施形態1によってなされる。
【0042】
本発明の目的の少なくとも一つの達成への貢献は、食品及び飲料製品の包装のための包装前駆体の製造のための、実施形態1〜11のいずれかによる装置の使用の実施形態1によってなされる。
【0043】
本発明の任意のカテゴリーの成分、特に装置、シート状の複合材、包装前駆体、方法、密閉容器、及び使用の好ましい構成は、同じ名称の成分、又は本発明のそれぞれの他のカテゴリーの対応する成分について同様に好ましい。
【0044】
[搬送ユニット]
一般に、本発明の輸送ユニットは、一つ以上のシート状の複合材又は包装前駆体、特にシート状の複合材を、包装前駆体へ変換の間に運ぶのに役立つ。なお、搬送ユニットは平板状であることが好ましい。好ましい特に平坦な輸送ユニットは、少なくとも部分的にベルトコンベヤ又はロールコンベヤあるいはその両方の形態をとる。好ましい輸送面はベルトである。好ましいベルトは連続ベルトである。さらに、シート状の複合材の個別化のための個別化ユニットが、輸送ユニットの上流に形成されることが好ましい。好ましい個別化は、多数の積み重ねられたシート状の複合材からシート状の複合材を引っ張ることである。
【0045】
[接触ユニット]
一般に、本発明の接触ユニットは特にシート状の複合材を包装前駆体に変換する際に、シート状の複合材の二つの領域を結合するのに役立つ。接触ユニットは、化学結合、例えば接着結合、又は物理的結合、例えば密封、又は化学結合及び物理的結合のために配置及び設計することができる。好ましい接触ユニットは、好ましくは第一複合エッジ領域及び第二複合エッジ領域を密封するように設計された密封ステーションである。好ましくは接触ユニットにおいて、第一複合エッジ領域は第二複合エッジ領域と接触して、長手方向の継ぎ目を得る。第一複合エッジ領域が第二複合エッジ領域と対向しているとさらに好ましい。
【0046】
[外部表面]
シート状の複合材の外部表面は、シート状の複合材から製造される容器において主に外側に面する表面である。したがって、外部表面は、容器の環境と直接接触する。シート状の複合材において、外部表面及び内部表面は、シート状の複合材の相互に対向する表面を形成する。
【0047】
[層]
二つの層はそれらの互いの結合がファンデルワールス引力を超えて伸びるときに、互いに接合される。互いに結合された層は、好ましくは互いに密封され、互いに接着結合され、互いに圧縮され、又はこれらの少なくとも二つの組み合わせからなる群から選択されるカテゴリーに属する。特に明記しない限り、層列において、層は間接的に、すなわち、一つ又は少なくとも二つの中間層で、又は直接的に、すなわち、中間層を伴わずに、互いに連続することができる。これは、特に、一つの層が別の層に重なる単語の形態の場合である。レイヤシーケンスが列挙されたレイヤを含み、少なくとも指定されたレイヤが指定されたシーケンス内に存在することを手段するワードの形態。この形態の言葉は、これらの層が互いに直接続くことを必ずしも意味しない。二つの層が互いに隣接する言葉の形態はこれらの二つの層が互いに直接的に、したがって中間層を伴わずに続くことを手段する。しかし、この形式の単語は、二つの層が互いに結合されているかどうかを特定しない。代わりに、これらの二つの層は互いに接触していてもよい。
【0048】
[複合キャリア]
使用される複合キャリア層はこの目的のために当業者に適し、充填された状態の容器が本質的にその形状を保持する程度に容器に安定性を付与するのに十分な強度及び剛性を有する任意の材料であり得る。本発明は、特に寸法的に安定な容器に関するので、これは複合キャリア層の特に好ましい特徴である。複合キャリア層は、多数のプラスチックからなってもよい。好ましい複合キャリア層は、繊維材料、好ましくは植物系繊維材料、特にセルロースからなる。繊維材料又はセルロースは、好ましくは接着されている。未漂白繊維材料又はセルロースを使用することも同様に可能である。紙及び板紙は、複合キャリア層として特に好ましい。コンポジットキャリア層の基本重量は、好ましくは120〜450g/m2、特に好ましくは130〜400g/m2、最も好ましくは150〜380g/m2の範囲内である。好ましい板紙は一般に、単層又は多層構造を有し、1つ又はそれ以外の複数の外層で、片側又は両側にコーティングされていてもよい。加えて、好ましい板紙は、板紙の総重量を基準として、20重量%未満、好ましくは2〜15重量%、特に好ましくは4〜10重量%の残留水分含有量を有する。特に好ましい板紙は多層構造を有する。さらに好ましくは板紙が環境に面する表面上に、当業者に「コーティングスリップ」として知られる外層の少なくとも一つの薄層を有するが、より好ましくは少なくとも二つの薄層を有する。さらに、好ましい板紙は、100〜360J/m2、好ましくは120〜350J/m2、特に好ましくは135〜310J/m2の範囲内のスコット結合を有する。前述の範囲により、高い完全性、容易かつ低い公差で容器を折り畳むことができる複合材を提供することができる。
【0049】
[バリア層]
使用されるバリア層はこの目的のために当業者が適切であり、ガス、特に酸素に対して十分なバリア作用を有する任意の材料であってよい。バリア層は、好ましくは
a.電気絶縁バリア層としてのポリマーバリア層
b.導電性バリア層としての金属層
c.金属酸化物層
d.もしくはa.〜c.のうち少なくとも二つを組み合わせたもの
から選択される。
【0050】
代替案aによるバリア層がポリマーバリア層である場合、これは好ましくは少なくとも70重量%、特に好ましくは少なくとも80重量%、最も好ましくは少なくとも95重量%の少なくとも一種のポリマーを含み、これは、この目的のために、特に容器を包装するのに適した芳香又はガスバリア特性によるものとして、当業者に公知である。有用なポリマー、特に熱可塑性物質は、ここではN−又はO−担持ポリマーを単独で又は二つ以上の混合物で含む。本発明によれば、ポリマーバリア層が155〜300℃を超える範囲内、好ましくは160〜280℃の範囲内、特に好ましくは170〜270℃の範囲内の溶融温度を有する場合に有利であることが見出され得る。
【0051】
さらに好ましくは、ポリマーバリア層が2〜120g/m2、好ましくは3〜60g/m2、特に好ましくは4〜40g/m2、さらに好ましくは6〜30g/m2の範囲内で、基本重量を有する。さらに好ましくは、ポリマーバリア層が溶融物から、例えば押出、特に層状押出によって得ることができる。さらに好ましくは、ポリマーバリア層が積層によってシート状の複合材に導入されてもよい。これに関連して、フィルムがシート状の複合材に組み込まれることが好ましい。別の実施形態では、ポリマーの溶液又は分散液からの堆積によって得ることができるポリマーバリア層を選択することも可能である。
【0052】
好適なポリマーは好ましくは3・103〜1・107g/molの範囲内で、好ましくは5・103〜1・106g/molの範囲内で、特に好ましくは6・103〜1・105g/molの範囲内で、光散乱の手段によりゲル透過クロマトグラフィーにより決定される重量平均分子量を有するものを含む。適切なポリマーとしては、特に、ポリアミド(PA)又はポリエチレンビニルアルコール(EVOH)又はそれらの混合物が挙げられる。
【0053】
ポリアミドの中で、有用なPAは、本発明に従う使用のために当業者に適していると思われるもの全てである。ここで、PA6、PA6.6、PA6.10、PA6.12、PA11又はPA12、又はこれらの少なくとも2つの混合物について特に言及すべきであり、PA6及びPA6.6が特に好ましく、PA6がさらに好ましい。PA6は例えば、Akulon(登録商標)、Durethan(登録商標)及びUltramid(登録商標)の商品名で市販されている。さらに、MXD6(登録商標)、Grivory(登録商標)、及びSelar(登録商標)PAなどの非晶質ポリアミドも好適である。PAは、1.01〜1.40g/cm3の範囲、好ましくは1.05〜1.30g/cm3、特に好ましくは1.08〜1.25g/cm3の範囲の密度を有することがさらに好ましい。PAは、130〜250mL/gの範囲、好ましくは140〜220mL/gの範囲の粘度数を有することがさらに好ましい。
【0054】
有用なEVOHは、本発明に従う使用のために当業者に適していると思われる全てのEVOHを含む。これらの例は、とりわけEVALTMEuropeNV、BelgiumからEVALTM商品名で、多数の異なるバージョン、例えばEVALTMF104B又はEVALTMLR171Bタイプで市販されている。好ましいEVOHは、以下の特性の少なくとも一つ、二つ、二つ以上、又はすべてを有する。
−20〜60モル%、好ましくは25〜45モル%の範囲内のエチレン含量。
−1.0〜1.4g/cm3、好ましくは1.1〜1.3g/cm3
−融点は155〜235℃、好ましくは165〜225℃の範囲である。
−1〜25g/10分、好ましくは2〜20g/10分の範囲内のMFR値(TS(EVOH)<230℃の場合は210℃/2.16kg、TS(EVOH)<230℃の場合は230℃/2.16kg)。
−0.05〜3.2cm3・20μm/m2・day・atmの範囲内、好ましくは0.1〜1cm3・20μm/m2・day・atmの範囲内の酸素透過率。
【0055】
好ましくは少なくとも1つのポリマー層、さらに好ましくは複合プラスチック層、又は好ましくはすべてのポリマー層はバリア層の融解温度未満の融解温度を有する。これは、バリア層がポリマーから形成される場合に特に当てはまる。少なくとも一つのポリマー層、特に複合プラスチック層の融解温度、及びバリア層の融解温度は、ここでは好ましくは少なくとも1K、特に好ましくは少なくとも10K、さらにより好ましくは少なくとも50K、さらにより好ましくは少なくとも100Kだけ異なる。温度差は好ましくは折り畳みの間にバリア層の溶融がない、特にポリマーバリア層の溶融がないような量のみであるように選択されるべきである。
【0056】
代替案bによれば、バリア層は金属層である。適切な金属層は原則として、当業者に知られており、高い光不透明性及び酸素不透過性を提供することができる金属を含むすべての層である。好ましい実施形態では、金属層が例えば物理的気相堆積の後に、箔又は堆積層の形態をとることができる。金属層は、中断されない層であることが好ましい。さらなる好ましい実施形態では、金属層が3〜20μmの範囲内、好ましくは3.5〜12μmの範囲内、特に好ましくは4〜10μmの範囲内の厚さを有する。
【0057】
好ましくは選択される金属は、アルミニウム、鉄又は銅である。好ましい鉄層は、例えば箔の形態のスチール層であってもよい。さらに好ましくは、金属層はアルミニウムを含む層である。アルミニウム層は、アルミニウム合金、例えばAlFeMn、AlFe1.5Mn、AlFeSi又はAlFeSiMnから適宜構成することができる。純度は、典型的にはアルミニウム層全体に対して、それぞれ97.5%以上、好ましくは98.5%以上である。特定の構成では、金属層はアルミニウム箔からなる。好適なアルミ箔は、延性1%超、好ましくは1.3%超、特に好ましくは1.5%超、引張強さ30N/mm2超、好ましくは40N/mm2超、特に好ましくは50N/mm2超を有する。適切なアルミニウム箔は、ピペット試験において、3mmを超える、好ましくは4mmを超える、特に好ましくは5mmを超える液滴サイズを示す。アルミニウム層又は箔を製造するのに適した合金は、Hydro Aluminium Deutschland GmbH又はAmcor Flexi−bles Singen GmbHからEN AW 1200、EN AW 8079又はEN AW 8111の名称で市販されている。バリア層としての金属箔の場合、金属箔と、金属箔の片側及び/又は両側の最も近いポリマー層との間に接着促進層を設けることが可能である。
【0058】
さらに好ましくは、代替案のcに従って選択されるバリア層が金属酸化物層であってもよい。有用な金属酸化物層には、光、蒸気及び/又はガスに対するバリア効果を達成するために当業者によく知られ、かつ適切であると思われるすべての金属酸化物層が含まれる。特に好ましいのは、既に上述した金属をベースとする金属酸化物層、アルミニウム、鉄又は銅、及び酸化チタン又は酸化ケイ素化合物をベースとする金属酸化物層である。金属酸化物層は例えば、ポリマー層、例えば、延伸ポリプロピレンフィルム上に金属酸化物を蒸着することによって製造される。この目的のための好ましいプロセスは、物理的気相堆積である。
【0059】
さらなる好ましい実施形態では、金属酸化物層の金属層が金属層を有する一つ又は複数のポリマー層からなる層複合材の形態をとることができる。このような層は例えば、ポリマー層、例えば延伸ポリプロピレンフィルム上への金属の蒸着によって得ることができる。この目的のための好ましいプロセスは、物理的気相堆積である。
【0060】
[ポリマー層]
用語「ポリマー層」は、以下では特に複合プラスチック層、外側ポリマー層及びポリマー中間層を指す。中間ポリマー層は、ここでは複合キャリア層とバリア層との間のポリマー層を指す。好ましいポリマーはポリオレフィンである。ポリマー層は、さらなる成分を有する可能性がある。
【0061】
ポリマー層は当業者に知られているすべてのポリマー又はポリマー混合物から得ることができ、ポリマー層又はポリマー層を形成するポリマー又はポリマー混合物は、個々のポリマー層をさらなる成分に結合させてシート状の複合材を得るのに適しているべきである。有用なポリマーとしてはホモポリマー及びコポリマーの両方が挙げられ、これらは適切なコモノマーの選択を介して特に効率的な様式でシート状の複合材の要求に正確に調節され得るので、後者に好ましく与えられる。熱可塑性ポリマー又はポリマー混合物が好ましい。熱可塑性ポリマーの中でも、ポリオレフィンが特に好ましい。ポリマー層は、好ましくは押出法でシート状の複合材料中に導入されるか、又はシート状の複合材料に適用される。ポリマー層のさらなる成分は、好ましくは層としての適用におけるポリマー溶融物の挙動に悪影響を与えない成分である。さらなる成分は例えば、金属塩などの無機化合物、又はさらなる熱可塑性樹脂などのさらなるポリマーであってもよい。しかしながら、さらなる成分が充填剤又は顔料、例えばカーボンブラック又は金属酸化物であることも考えられる。さらなる成分に適切な熱可塑性物質としては、特に、良好な押出特性により容易に加工できるものが挙げられる。これらの中でも、連鎖重合によって得られるポリマー、特にポリエステル又はポリオレフィンが適切であり、環状オレフィンコポリマー(COC)、多環式オレフィンコポリマー(POC)、特にポリエチレン及びポリプロピレンが特に好ましく、ポリエチレンが非常に特に好ましい。ポリエチレンの中で、HDPE(高密度ポリエチレン)、MDPE(中密度ポリエチレン)、LDPE(低密度ポリエチレン)、LLDPE(線状低密度ポリエチレン)及びVLDPE(超低密度ポリエチレン)ならびにこれらの少なくとも2つの混合物が好ましい。少なくとも2つの熱可塑性物質の混合物を使用することも可能である。適当なポリマー層は、1〜25g/10分の範囲、好ましくは2〜20g/10分の範囲、より好ましくは2.5〜15g/10分の範囲、及び0.890g/cm3〜0.980g/cm3、好ましくは0.895g/cm3〜0.975g/cm3、さらに好ましくは0.900g/cm3〜0.970g/cm3の範囲の密度を有する。ポリマー層は、好ましくは80〜155℃の範囲内、好ましくは90〜145℃の範囲内、より好ましくは95〜135℃の範囲内の少なくとも一つの溶融温度を有する。
【0062】
[重複領域]
重複領域は一般に、包装前駆体の場合、容器の形成及び充填における応力に耐え、充填された容器の場合、輸送の応力に耐え、その中に存在する食品又は飲料製品の保護を確実にする、包装前駆体及びそれから形成される容器におけるシート状の複合材の二つの縁部領域の結合を作り出す働きをする。重複領域は、好ましくはシート状の複合材の折り重ねにおけるガイド要素を用いて得られる。好ましい重複領域は、包装前駆体の長手方向シームである。
【0063】
[複合色層]
複合色層の一般的な目的はシート状の複合材に、次いで包装前駆体に、そして最終的にはそれから形成される完成した容器に、装飾、刻印、又はその両方を付与することである。複合色層は、少なくとも1つの着色剤を含むことが好ましい。好ましい複合色層は、多数の好ましくは印刷されたハーフトーンドットからなる。好ましくは、複合色層が複合プラスチック層から離れたシート状の複合材の複合キャリア層の側に適用される。好ましい適用方法は凹版印刷である。
【0064】
[ポリオレフィン]
一般に、ポリオレフィンの使用は、ポリマー層を形成するのに役立つ。ここで、ポリオレフィンは、ポリマー層の形成に特に適していることが好ましい。好ましいポリオレフィンは、ポリエチレン(PE)又はポリプロピレン(PP)又はその両方である。好ましいポリエチレンは、LDPE、LLDPE、及びHDPE、又はこれらの少なくとも二つの組合せからなる群から選択されるものである。さらに好ましいポリオレフィンは、mポリオレフィン(メタロセンの手段によって調製されたポリオレフィン)である。好適なポリエチレンは、1〜25g/10分の範囲内、好ましくは2〜20g/10分の範囲内、特に好ましくは2.5〜15g/10分の範囲内のメルトフローレート(MFR=MFI−メルトフローインデックス)、及び0.900g/cm3〜0.980g/cm3の範囲内の、好ましくは0.905g/cm3〜0.975g/cm3の範囲内の、さらに好ましくは0.910g/cm3〜0.970g/cm3の範囲内の密度を有する。
【0065】
[mポリマー(mPolymer)]
mポリマー(mPolymer)はポリマー層を形成するのに適したポリマーであり、好ましくは他のポリマー、好ましくはポリオレフィンとの混合物である。メタロセン触媒の手段によりmポリマー(mPolymer)を調製する。メタロセンは、中心金属原子が2つの有機配位子、例えばシクロペンタジエニル配位子の間に配置された有機金属化合物である。好ましいmポリマー(mPolymer)は、mポリオレフィン(mPolyolefin)、好ましくはmポリエチレン(mPolyethylene)もしくはmポリプロピレン(mPolypropylene)又はその両方である。好ましいmポリエチレン(mPolyethylene)はmLDPE、mLLDPE、及びmHDPE、又はこれらの少なくとも二つの組合せからなる群から選択され、特にm−LLDPEが好ましい。
【0066】
[複合プラスチック層]
複合プラスチック層は熱可塑性ポリマーをベースとし、複合プラスチック層は、粒状無機固体を含むことができる。しかしながら、複合プラスチック層は、複合プラスチック層の総重量に対して、それぞれ少なくとも70重量%、好ましくは少なくとも80重量%、より好ましくは少なくとも95重量%の範囲で熱可塑性ポリマーを含むことが好ましい。好ましくは、複合プラスチック層のポリマー又はポリマー混合物が0.900〜0.980g/cm3、より好ましくは0.900〜0.975g/cm3、最も好ましくは0.900〜0.970g/cm3の範囲の密度(ISO 1183−1:2004まで)を有する。キャリア層から見て、シート状の複合材中の複合プラスチック層は、容器がシート状の複合材から形成されたときに容器の内部に面することが好ましい。複合プラスチック層は常に、容器内の食品又は飲料製品と直接接触している。
【0067】
[押出]
押出は一般に、シート状の複合材のポリマー層を形成するために、ポリマーの液化及び適用又は組み込みに役立つ。押出において、ポリマーは、押出機ダイからの出口の下の溶融ポリマーフィルムにおいて測定される210〜350℃の温度に加熱されることが好ましい。押出は当業者に知られており、商業的に入手可能な押出工具、例えば押出機、押出機スクリュー、供給ブロックなどの手段によって行うことができる。押出機の末端には、好ましくは開口部があり、そこを通してポリマー溶融物がプレスされる。開口部は、ポリマー溶融物の複合前駆体への押出を可能にする任意の形状を有することができる。例えば、開口部は角張っていてもよいし、楕円形であってもよいし、円形であってもよい。開口部は、漏斗のスロットの形態であることが好ましい。本方法の好ましい構成では、適用はスロットを通して行われる。スロットは、好ましくは0.1〜100mの範囲内、好ましくは0.5〜50mの範囲内、特に好ましくは1〜10mの範囲内の長さを有する。加えて、スロットは、好ましくは0.1〜20mmの範囲内、好ましくは0.3〜10mmの範囲内、特に好ましくは0.5〜5mmの範囲内の幅を有する。ポリマー溶融物の適用中、スロット及び複合前駆体が互いに対して移動することが好ましい。複合前駆体がスロットに対して移動するようなプロセスが好ましい。
【0068】
好ましい押出コーティング法では、ポリマー溶融物は適用中に延伸され、この延伸は好ましくは溶融延伸によって、最も好ましくは一軸溶融延伸によって行われる。このために、層は溶融押出機の手段によって溶融状態でコンポジット前駆物質に塗布され、塗布された層は依然として溶融状態であるが、その後、この方向における重合体の配向を達成するために、好ましくは一軸方向に延伸される。続いて、塗布された層は、ヒートセットの目的で放置されて冷却される。この文脈において、延伸は、少なくとも以下の適用工程によって実施されることが特に好ましい。
b1.出現速度Voutで、少なくとも一つの押出機ダイスロットを通る溶融膜としてのポリマー溶融物の出現。
b2.少なくとも1つの押出機ダイスロットに対して移動速度Vpreで移動する複合前駆物質への溶融フィルムの適用。
ここで、Vout<Vpreである。VpreがVoutよりも5〜200の範囲、特に好ましくは7〜150の範囲、さらに好ましくは10〜50の範囲、最も好ましくは15〜35の範囲の係数だけ大きいことが特に好ましい。ここで、Vpreは少なくとも100m/分、特に好ましくは少なくとも200m/分、最も好ましくは少なくとも350m/分であるが、典型的には1300m/分以下であることが好ましい。上述の延伸工程の手段によって溶融層がコンポジット前駆物質に適用されると、溶融層はヒートセットのために冷却され、この冷却は好ましくは5〜50℃の範囲内、とりわけ好ましくは10〜30℃の範囲内に保たれる面との接点を介して急冷することによって行われる。
【0069】
さらに好ましい構成では出現した領域がこの領域又はそのフランクに設けられたポリマーの最低溶融温度より低い温度まで冷却され、次いで、この領域の少なくともフランクはこの領域から分離される。冷却は当業者にはよく知られており、適切であると思われる任意の方法で行うことができる。ここでも、既に上述したヒートセッティングが好ましい。続いて、少なくともフランクが表面から分離される。分離は当業者によく知られており、適切であると思われる任意の方法で行うことができる。好ましくは、剥離がナイフ、レーザービームもしくはウォータージェット、又はそれらの二つ以上の組合せの手段によって行われ、ナイフ、特に剪断のためのナイフの使用が特に好ましい。
【0070】
[複合エッジ領域]
一般に、シート状の複合材のエッジ領域は、包装前駆体の長手方向シームを形成するのに役立つ。好ましくは、シート状の複合材が少なくとも一つの第一複合材エッジ領域と、一つの第二複合材エッジ領域とを有する。第二複合領域は、シート状の複合材の小領域である。好ましくは、第一複合材エッジ領域がシート状の複合材の片側にある。第一複合材エッジ領域が、シート状の複合材の長手方向溝に平行に延びることがさらに好ましい。好ましい第一複合エッジ領域は、30mm以下、好ましくは25mm以下、最も好ましくは23mmの幅を有する。さらに、第一複合エッジ領域が第二複合エッジ領域と対向していると有利である。有利な実施では、第一複合エッジ領域及び第二複合エッジ領域が第一及び第二重複領域、したがって包装前駆体の長手方向の継ぎ目を形成する。第二複合エッジ領域は、シート状の複合材の小領域である。好ましくは、第二複合材エッジ領域がシート状の複合材の片側にある。第二複合材エッジ領域が、シート状の複合材の長手方向溝に平行に延びることがさらに好ましい。好ましい第二複合エッジ領域は、20mm以下、好ましくは17mm以下、最も好ましくは15mmの幅を有する。
【0071】
[剥離ユニット]
一般に、剥離ユニットは、シート状の複合材、特にキャリア層の直径が小さくなるように構成及び設計される。ここで起こることは、剥離ステーションにおいて、ポリオレフィン又は板紙又はその両方のストリップがシート状の複合材の一端で機械的に除去され、好ましくは剥離されることである。この目的のために、より好ましくは回転する剥離ナイフを使用することが好ましい。この種の剥離ナイフ及びそれらを収容する剥離装置は、Fortuna GmbH(Germany)から市販されている。
【0072】
[加熱ユニット]
加熱ユニットは、シート状の複合材のポリマー層を溶融するように設計される。好ましくは、加熱ユニットは金属からなる。好ましい金属はステンレス鋼である。エネルギー放出のための加熱ユニットが、少なくとも一つのエネルギー放出セグメント、好ましくは少なくとも五つ、より好ましくは少なくとも十、最も好ましくは少なくとも五十のエネルギー放出セグメントを含むことが好ましい。多数のエネルギー放出セグメントが流れ方向に連続して形成されることがさらに好ましい。好ましいエネルギー放出セグメントは、少なくとも一つのオリフィスを含む。好ましいオリフィスは出口オリフィスである。エネルギー放出セグメントが出口オリフィスを含む場合、加熱ユニットは少なくとも一つの入口オリフィスを含む。好ましい媒体は、エネルギー放出セグメントの少なくとも一つの出口オリフィスよりも少なくとも一つの入口オリフィスにおいて低い流量を有する。
【0073】
[エネルギー放出セグメント]
エネルギー放出セグメントは、熱処理を受けるシート状の複合材の領域を加熱するように設計される。エネルギーの放出は、放射の手段、高温気体の手段、高温固形物との接点の手段、機械的振動の手段、好ましくは超音波の手段、又はこれらの手段の少なくとも二つの組合せの手段によって行うことができる。より好ましくは、熱処理が放射、好ましくは電磁放射、とりわけ好ましくは電磁誘導、又は高温気体の手段によって行われる。エネルギーは、好ましくはエネルギー放出セグメントによって熱エネルギーの形態で放出される。熱エネルギーは加熱されるべき物品に接触することによって直接に、又は加熱媒体を介して間接的に放出することができる。好ましい媒体は高温ガスである。好ましい高温ガスは空気である。好ましくは、空気がガスバーナによって又は電気的に加熱される。
【0074】
[イオン化ユニット]
イオン化ユニットの助けを借りて、処理されるべきシート状の複合材の領域に電子を供給するために、電子が原子又は分子のシェルから分離される。イオン化は燃焼処理、化学処理(例えば、フッ素化)、コロナ処理もしくはプラズマ処理、又はこれらの方法の組み合わせを用いて行うことができる。好ましくは、処理がポリマー溶融物に対して行われる。
【0075】
コロナ処理において、シート状の複合材は、近距離の電極を介して電気的高電圧放電を受ける。これは、5〜40kVの交流電圧及び5〜80kHzの周波数で高周波発電機を動作させることを含む。
【0076】
プラズマ処理では、プラズマジェットが用いられる。プラズマジェットは特に、放電によって少なくとも部分的にイオン化されたガス流を意味すると理解される。大気圧プラズマジェットを使用することが好ましい。好ましい実施形態では、プラズマジェットが高周波高圧の手段によって生成される。大気圧プラズマジェットは好ましくは非熱的であり、プラズマジェットのイオン温度が電子温度よりかなり低いことを意味する。このようにして、例えば摂氏数百度、好ましくは500℃未満のイオン温度の比較的低温のプラズマジェットを発生させることができる。使用されるプラズマ源は、プラズマノズルであってもよい。
【0077】
[折り畳みユニット]
一般に、折り畳み装置は、シート状の複合材に折り目又は折り目を付与する働きをする。これらは、折り畳まれたシート状の複合材から形成される容器の角部及び縁部の基礎を形成する。折り畳みユニットは好ましくは材料弱化部の周りのシート状の複合材の折り畳み動作を画定し、制御された方法でそれを行うように構成されたガイド要素からなる。好ましい材料弱化部は、溝又は穿孔であってもよい。穿孔は、機械的穿孔又はレーザー穿孔であってもよい。ガイド要素は、レールから構成することができる。あるいは、それらはベルトから形成されることが好ましい。連続的な折り畳み作業を促進するために、案内要素は折り畳み作業のより顕著な進行がそれぞれの場合に流れ方向に規定されるように、流れ方向に設計される。
【0078】
[接着/接着促進層]
接着促進層はシール層とは対照的に、一般に接着結合、好ましくは化学結合に役立つ。接着促進層は、互いに直接隣接しない層の間、好ましくはバリア層と複合プラスチック層との間に存在してもよい。接着促進層中の有用な接着促進剤は、適切な官能基の手段による官能化によって、それぞれの隣り合う層の面とのイオン結合又は共有結合の形成によって、強固な結合を生成するのに適したすべてのポリマーを含む。好ましくは、これらは二重結合を有するアクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、アクリレート、アクリレート誘導体又はカルボン酸無水物などのアクリル酸とエチレンとの共重合によって得られた官能化ポリオレフィン、例えば無水マレイン酸、又はこれらの少なくとも二つを含む。これらの中で、ポリエチレン−無水マレイン酸グラフトポリマー(EMAH)、エチレン−アクリル酸コポリマー(EAA)、又はエチレン−メタクリル酸コポリマー(EMAA)が好ましく、これらは、例えば、DuPontによってBynel(登録商標)及びNucrel(登録商標)0609HSAの商品名で、又はExxonMobil ChemicalsによってEscor(登録商標)6000ExCoの商品名で販売されている。
【0079】
本発明によれば、複合キャリア層、ポリマー層又はバリア層と次の層との間の結合は、それぞれ少なくとも0.5N/15mm、好ましくは少なくとも0.7N/15mm、特に好ましくは少なくとも0.8N/15mmであることが好ましい。本発明による1つの構成において、ポリマー層と複合キャリア層との間の結合は、少なくとも0.3N/15mm、好ましくは少なくとも0.5N/15mm、特に好ましくは少なくとも0.7N/15mmであることが好ましい。バリア層とポリマー層との間の結合は、少なくとも0.8N/15mm、好ましくは少なくとも1.0N/15mm、特に好ましくは少なくとも1.4N/15mmであることがさらに好ましい。バリア層が間に接着促進層を有するポリマー層に間接的に続く場合、バリア層と接着促進層との間の結合は、少なくとも1.8N/15mm、好ましくは少なくとも2.2N/15mm、特に好ましくは少なくとも2.8N/15mmであることが好ましい。特定の構成では、個々の層間の結合は複合キャリア層が複合キャリア層として板紙の場合に板紙繊維引裂きと呼ばれる接着試験で引き裂かれるほど十分に強い。
【0080】
[外層]
好ましい外層は「コーティングスリップ」である。製紙における「コーティングスリップ」は、無機固体粒子、好ましくは顔料及び添加剤を含む外層である。「コーティングスリップ」は、好ましくは液相として、好ましくは懸濁液又は分散液として、紙又は板紙含有層の表面に適用される。好ましい分散液は水性分散液である。好ましい懸濁液は水性懸濁液である。さらに好ましい液相は、無機固体粒子、好ましくは顔料、バインダー及び添加剤を含む。好ましい顔料は、炭酸カルシウム、カオリン、タルク、ケイ酸塩、ポリマー顔料及び二酸化チタンからなる群から選択される。好ましいカオリンは焼成カオリンである。好ましい炭酸カルシウムは、大理石、チョーク及び沈降炭酸カルシウム(PCC)又はそれらの少なくとも2つの組み合わせからなる群から選択される1つ。好ましいケイ酸塩はシートケイ酸塩である。好ましいポリマー顔料は球形、好ましくは中空球形である。好ましいバインダーはスチレン−ブタジエン、アクリレート、アクリロニトリル、デンプン及びポリビニルアルコール、又はそれらの少なくとも2つの組み合わせからなる群から選択され、好ましくはアクリレートである。好ましいデンプンは、カチオン変性デンプン、アニオン変性デンプン、及び断片化デンプン、又はそれらの少なくとも2つの組合せからなる群から選択されるものである。好ましい添加剤は、レオロジー調整剤、着色染料、蛍光増白剤、蛍光増白剤のための担体、凝集剤、脱気剤及び表面エネルギー調整剤、又はそれらの少なくとも二つの組み合わせからなる群から選択される1つ。好ましい脱気剤はエマルジョン塗料脱気剤であり、好ましくはシリコーン又は脂肪酸又はその両方をベースとする。好ましい表面エネルギー改質剤は界面活性剤である。
【0081】
[包装前駆体]
包装前駆体は、密閉容器の製造の過程で生じる密閉容器の前駆体である。この文脈において、包装前駆体は、ブランクの形態のシート状の複合材を含む。この文脈において、シート状の複合材は、折り畳まれていない状態又は折り畳まれた状態にあり得る。好ましい包装前駆体は所定のサイズに切断されており、単一の密閉容器の製造のために設計されている。あるサイズに切断され、単一の密閉容器を製造するために設計された好ましい包装前駆体は、シェル又はスリーブとも呼ばれる。この文脈において、シェル又はスリーブは、折り畳まれた形態のシート状の複合材を含む。さらに、シェル又はスリーブは、長手方向の継ぎ目を備え、上部領域及び基部領域において開いている。所定のサイズに切断され、多数の密閉容器を製造するために設計された典型的な包装前駆体は、しばしばチューブと呼ばれる。
【0082】
さらに好ましい包装前駆体は、好ましくは上部領域又はベース領域において、より好ましくは両方において開いている。好ましい包装前駆体は、シェル、チューブ、又はその両方の形態である。さらに好ましい包装前駆体は、印刷されたシート状の複合材が少なくとも一回、好ましくは少なくとも二回、より好ましくは少なくとも3回、最も好ましくは少なくとも四回折り畳まれるような方法で、印刷されたシート状の複合材を含む。好ましい包装前駆体は、一体形態である。より好ましくは、包装前駆体のベース領域が包装前駆体の横方向領域と一体設計である。
【0083】
[容器]
一般的に、ここでの容器は、食品又は飲料製品を収容するのに役立つ。本発明による密閉容器は多数の異なる形態を有することができるが、本質的に立方形の構造が好ましい。さらに、容器の全領域は、シート状の複合材から形成されてもよく、又は二部又は複数部の構造を有する可能性がある。多部品構造の場合、シート状の複合材と同様に、他の材料、例えばプラスチックも使用され、特に容器のトップ又はベース領域に使用することができる。しかしながら、この文脈において、容器は、面積の少なくとも50%の範囲、特に好ましくは少なくとも70%の範囲、さらに好ましくは少なくとも90%の範囲でシート状の複合材から形成されることが好ましい。さらに、容器は、内容物を空にするための装置を有することができる。これは、例えば、ポリマー又はポリマーの混合物から形成され、容器の外面上に取り付けられてもよい。また、この装置が「直接射出成形」によって容器に一体化されていることも考えられる。好ましい構成では、本発明による容器が少なくとも一つのエッジ、好ましくは4〜22、又はそれ以上のエッジ、特に好ましくは7〜12のエッジを有する。本発明の文脈におけるエッジは、表面の折り畳みにおいて生じる領域を意味すると理解される。エッジの例は容器の二つの壁面の間の長手方向の接触領域を含み、本明細書では長手方向のエッジとも呼ばれる。容器において、容器壁は、好ましくはエッジによって枠組みされた容器の表面である。好ましくは、本発明による容器の内部は食品又は飲料製品を構成する。好ましくは、密閉容器がシート状の複合材と一体に形成されていないいかなる蓋も基部も含まない、又はいずれも含まない。好ましい密閉容器は、食品又は飲料製品を構成する。
【0084】
[食品又は飲料製品]
本発明による好ましい密閉容器は、食品又は飲料製品を構成する。食品及び飲料製品は、ヒトの消費及び動物の飼料のために当業者に知られているあらゆる種類の食品及び飲料製品を含む。好ましい食品及び飲料製品は、5℃を超える液体、例えば乳製品、スープ、ソース、非炭酸飲料である。容器又は包装前駆体は、様々な方法で充填することができる。第一に、食品又は飲料製品及び容器又は包装前駆体はH22、紫外線放射又は他の適切な高エネルギー放射による容器又は包装前駆体の処理、血漿処理、又はこれらの少なくとも二つの組合せ、及び食品又は飲料製品の加熱などの適切な手段によって、充填前に別個に非常に実質的に滅菌することができ、次いで容器又は包装前駆体に導入される。この充填方法は、しばしば「無菌充填」と呼ばれ、本発明に従って好ましい。無菌充填に加えて、又は無菌充填の代わりに、さらに広く普及している方法は、食品又は飲料製品を充填した容器又は包装前駆体を加熱して微生物数を減少させることである。これは、好ましくは低温殺菌又はオートクレーブ処理によって行われる。この動作モードでは、より少ない滅菌食品又は飲料製品及び容器又は包装前駆体を使用することも可能である。
【0085】
[穴/開封補助具]
本発明の密閉容器の開放を容易にするために、複合キャリア層は、少なくとも一つの穴を有することができる。特定の構成では、ホールがホール被覆層として、少なくとも一つのバリア層、好ましくはポリマー層によって被覆される。さらに、一つ以上のさらなる層、特に接着促進層を、既に述べた層の間に設けることができる。ここで、孔被覆層は孔によって形成される領域の少なくとも部分的に、好ましくは少なくとも30%、好ましくは少なくとも70%、より好ましくは少なくとも90%の範囲で、互いに接合されることが好ましい。特定の構成では、穴がシート状の複合材全体を貫通し、穴を閉じる閉鎖又は開放装置によって覆われることが好ましい。好ましい実施形態に関連して、複合キャリア層に設けられた穴は当業者に知られており、様々な閉鎖具、飲用ストロー、又は開封補助具に適した任意の形状を有することができる。通常、閉鎖された容器は、孔を覆う孔被覆層の少なくとも部分的な破壊によって開放される。この破壊は切断、容器内への押し込み、又は容器からの引き抜きによって行うことができる。破壊は、容器に接続され、通常は穴の上方の穴の区域に配置される開放可能なクロージャ、又は穴を覆う穴被覆層によって穿孔される飲用ストローの手段によって行うことができる。
【0086】
さらなる好ましい実施形態ではシート状の複合材の複合キャリア層が穿孔の形態の多数の穴を有し、個々の穴は少なくともバリア層、好ましくはポリマー層によって覆われ、穴被覆層である。次に、このような複合材料から製造された容器を、穿孔に沿って引き裂くことによって開くことができる。穿孔のためのこの種の孔は、レーザーの手段によって形成されることが好ましい。金属箔又は金属化箔がバリア層として使用される場合、レーザービームの使用が特に好ましい。さらに、穿孔は、通常ブレードを有する機械的穿孔工具によって導入されることが可能である。
【0087】
さらなる好ましい実施形態では、シート状の複合材が少なくとも一つの穴の少なくとも領域で熱処理にかけられる。穿孔の形態で存在する複合キャリア層内の複数の孔の場合、この熱処理を孔のエッジ領域の周りにも行うことが特に好ましい。熱処理は、放射の手段、高温気体の手段、高温固形物との接点の手段、機械的振動の手段、好ましくは超音波の手段、又はこれらの手段の少なくとも二つの組合せの手段によって行うことができる。より好ましくは、熱処理が放射、好ましくは電磁放射、とりわけ好ましくは電磁誘導、又は高温気体の手段によって行われる。それぞれの場合に選択される最適な動作パラメータは、当業者に知られている。
【0088】
[折り目の作成]
溝に沿って互いに隣接するシート状の複合材の折り畳み領域によって囲まれる内角が、折り畳みの結果として初めて180°から少なくとも10°ずれる場合、溝に沿って折り畳みが生じることが好ましい。上述したように、溝に沿って初めて少なくとも10°折り曲げることによる折り曲げ部の製造の過程において、キャリア層は特に、折り曲げ部に沿って弱められる。
【0089】
[内部シール]
内部シールは、第一複合エッジ領域における複合プラスチック層と、第二複合エッジ領域における複合プラスチック層との間のシールである。好ましい内部シールは、シールシームに沿っていかなるポケット又は凹凸も有さない。加えて、好ましい内部シールは、少なくとも10N/15mmの最大継ぎ目強度を有する。
【0090】
[外部シール]
外部シールは、第一複合エッジ領域における外側色層と、第二複合エッジ領域における複合プラスチック層との間のシールである。好ましい外部シールは、温度−イオン化処理の組み合わせによって得られる。加えて、好ましい外部シールは、少なくとも50N/15mmの最大継ぎ目強度を有する。
【0091】
[着色剤]
着色剤は一般に、シート状の複合材の外側に装飾、数字又は文字を適用するのに役立つ。DIN 55943:2001−10によれば、着色剤は、すべての着色物質、特に染料及び顔料の総称である。好ましい着色剤は顔料である。好ましい顔料は有機顔料である。本発明に関連して注目すべき顔料は、とりわけ、DIN 55943:2001−10に記載されている顔料、及び「Industrial Organic Pigments,Third Edition」(Willy Herbst, Klaus Hunger Copyright 2004 WILEY−VCH Verlag GmbH & Co.KGaA,Weinheim ISBN:3−527−30576−9)に記載されている顔料である。この種の顔料は、顔料だけでなく、ワックス、オイル、チキソトロピー剤及び印刷インキに通例の他の成分が提供される印刷インキ中に配合されることが多い。
【0092】
[試験方法]
以下の試験方法を本発明の範囲内で使用した。特に断りのない限り、測定は、25℃の周囲温度、100kPa(0.986atm)の周囲空気圧、及び50%の相対空気湿度で行った。
【0093】
[MFR]
MFRは規格DIN EN ISO 1133−1(2012−03)及びDIN EN ISO 1133−2(2012−03)に従って測定される(特に明記しない限り、190℃及び2.16kgである)。
【0094】
[密度]
密度は、標準DIN EN ISO 1183−1(2013−04)に従って測定される。
【0095】
[溶融温度]
融解温度は、DSC法DIN EN ISO 11357−1,−5(2010−03)に基づいて決定する。機器は、以下の測定値に基づいて製造者の指示に従って較正される。
−インジウム開始温度
−インジウムの融解熱
−亜鉛開始温度
【0096】
[PAの粘度数]
PAの粘度数は、95%硫酸中の標準DIN EN ISO 307(2013−08)に従って測定される。
【0097】
[酸素透過率]
酸素透過率は、標準DIN 53380(1998−07)に従って、20℃、相対空気湿度50%で測定する。
【0098】
[板紙の含水率]
板紙の水分含量は、標準ISO 287:2009に従って測定される。
【0099】
[結合]
二つの隣接する層の結合は、測定中に40mm/分で回転する回転可能なローラ上で、それらを90°剥離試験機器、例えばInstron「ドイツ回転ホイール固定具」に固定することによって決定される。サンプルは、予め幅15mmのストリップに切断しておいた。試料の一方の側で、薄片を互いに分離し、分離した端部を垂直に上向きの引張り装置にクランプする。張力を決定するための測定機器が、張力装置に取り付けられる。ローラが回転すると、薄片を互いに分離するのに必要な力が測定される。この力は層の相互の結合に対応し、N/15mmで報告される。個々の層の剥離は例えば機械的に、又は制御された前処理の手段、例えば試料を30%酢酸に60℃で3分間浸漬することによって行うことができる。
【0100】
[分子量分布]
分子量分布は、光散乱の手段によるゲルパーミエーションクロマトグラフィーによって測定される:ISO 16014−3/−5(2009−09)。
【0101】
[滅菌試験]
滅菌試験を行うために、包装前駆体(1000)を充填機で折り畳み、ベース領域(1104)を形成し、食品又は飲料製品(1201)で充填し、最後にトップ領域(1103)を形成する。1000個の包装容器が熱風によるベース領域の密封と超音波によるトップ領域の密封との間の無菌区域に脱脂乳で充填される。1000個の包装容器が超音波によるトップ領域の密封との間の無菌区域に脱脂乳で充填される。ベース領域は、熱風によるベース領域(1104)の閉鎖によって形成され、トップ領域(1103)は充填機(例えば、CFA712、SIG Combibloc、Germany)における超音波による密封の手段によって形成される。
【0102】
〈臨床検査に必要な補助薬〉
100W又は150Wのはんだごて
0.1−1mLピペット
直径9cmのプラスチック製ペトリ皿
インキュベーター(30℃)
プレートカウント寒天培地(Merck 105 463、Oxoid CM 325、Difco 247940)
無菌作業台
【0103】
〈サンプリング〉
実験室での試験を行う前に、脱脂乳充填包装容器を30℃で少なくとも三日間培養しておかなければならない。検査されるべき包装容器は、上部シールにおいてアルコールで消毒され、次いで、熱いはんだごてで開けられる。0.1mLのミルクを開口部から取り出し、約10mLのプレートカウント寒天で満たした滅菌ペトリ皿に導入する。寒天の混合及び固化の後、ペトリ皿を30℃及び55℃で少なくとも48時間培養し、増殖についてチェックする。ペトリ皿は栄養培地上での凝縮水の形成が回避されるように、上下逆さまに培養されるべきである。次いで、コロニー形成単位(CFU)は、目又は顕微鏡によって同定され得る。ペトリ皿あたり10CFU以下のCFUが実験室研究で見出された場合、サンプルは無菌であるとみなされる。ペトリ皿当たり10CFU以上が実験室試験で見つかった場合、包装容器は微生物で汚染されているとみなされる。
【0104】
[外部シールと内部シールの継ぎ目強度]
〈試験培地〉
安全ギロチン
TIRA試験27025万能引張試験機
【0105】
〈試料採取及び調製〉
まず、包装を空にし、洗浄し、分割し、乾燥させる。安全ギロチンの手段により、外部シール及び継ぎ目強度のための内部シールの計測のための三つのサンプル(1400)をそれぞれ試験すべき外殻から長さ50mm、幅15mmで切り出す。
内部シールの継ぎ目強度を測定するために、外部シールを手で開き、次いでサンプルを分析する。
【0106】
〈試験の詳細〉
サンプルを15mmの縁部によって汎用引張試験機(ロードセル:1kN)にクランプし、40mm/分の速度で引っ張る。この過程で、力−距離に関するダイアグラムが記録される。クランプされた長さは35mmであり、試験距離は15mmである。
【0107】
〈結果〉
力−距離に関するダイアグラムにおける最大力の算術平均が、3つのサンプルから形成される。
【発明を実施するための形態】
【0108】
本発明を、非限定的な実施例及び図面によって説明する。
【0109】
[実施例]
〈シート状の複合材料の製造〉
実施例(発明)及び比較例(非発明)のシート状の複合材は、従来の押出コーティングシステム(Davis Standard、LLC、USA製)による層押出プロセスによって後に続く層順序で製造される。第一ステップでは、外側ポリマー層が複合キャリア層に適用される。さらなるステップにおいて、複合プラスチック層が、外側ポリマー層から離れた複合キャリア層の側に適用される。個々のプラスチック層を適用するために、ポリマー又はポリマー混合物は、押出機中で溶融される。1つのポリマー又はポリマー混合物を層に適用する場合、得られた溶融物は、供給ブロックを介してノズルに移され、キャリア層上に押し出される。層中に2種以上のポリマー又はポリマー混合物を適用する際、得られた溶融物は、供給ブロックの手段によって合わせられ、次いで、キャリア層上に共押出される。シート状の複合材(200)を製造するために、使用した複合材担体層(202、207、208、210、211、212)は、液体包装ボード(スウェーデン、Stora Enso、SwedwnからのNatura T Duplex doublex coated)であった。外側ポリマー層は、LDPE(19N430、Ineos、Germany)からなる。全ての前述の複合プラスチック層は、LDPE(70重量%の19N430、Ineos、Germany)とmPE(30重量%のAffinity 1451、Dow、Belgium)との混合物からなる。
【0110】
さらなるプロセスステップにおいて、外側ポリマー層は、熱成形法(図1a参照)の助けを借りて複合色層で覆われる。複合色層(209)は、凹版印刷カラーシステム(MAS、Hartmann、Germany)によって構成される。続いて、シート状の複合材に溝を設け、単一の容器の寸法に切断する(図1b参照)。次に、シート状の複合材を折りたたみ箱接合機(図3及び4参照)に供給する。ドイツ国ハイデルベルグのハイデルベルグ社からのDiana折り畳み箱接合機が使用され、それは、以下の詳細に従って、個別化ユニット(105)、輸送ユニット(101)、剥離ユニット(102)、加熱ユニット(103)、イオン化ユニット(106)及び本発明の包装前駆体を製造するための接触ユニット(104)で改良されたものである。
【0111】
【表1】
【0112】
表1は、実施例と比較例による容器前駆体製造プロセスの特性評価の比較を示す。
【0113】
【表2】
【0114】
表2は、実施例と比較例による容器前駆体の特性評価及び容器製造プロセスの比較を示す。
【0115】
製造不良は主に、不十分な外部密封から生じる。この結果、包装前駆体の輸送に欠陥が生じるが、装置の構成要素の摩耗の結果として汚れが生じる。
【0116】
表1及び表2から、本発明の実施例は、比較例に優る有利な効果を構成することが推測できる。例えば、内部シール及び外部シールの継ぎ目強度がより大きい容器前駆体を製造することが可能である。さらに、本発明の充填容器は、比較容器よりも微生物汚染が少なく、より高い生産速度でより低い故障率で包装前駆体を生産することが可能である。
【0117】
[図面]
図面はそれぞれ、説明又はそれぞれの図面に別段の記載がない限り、概略的な形態で示し、縮尺通りではない。
【図面の簡単な説明】
【0118】
【図1a】シート状の複合材の概略断面図。
【図1b】シート状の複合材の概略上面図。
【図2】本発明の装置。
【図3】本発明のさらなるデバイス。
【図4】加熱ユニットの形状の概略図。
【図4a】出口オリフィスの形状の概略図。
【図5】本発明による方法のフローチャート。
【図6】本発明によるさらなる方法のフローチャート。
【図7】本発明の容器前駆体の平面図(直立)。
【図8】長手方向継ぎ目の領域における容器前駆体の概略断面図。
【図9】外部シール及び内部シールを示すための長手方向シームの領域における容器前駆体の概略断面図。
【図10】本発明の密閉容器。
【0119】
図1aは、シート状の複合材200の断面を示す。シート状の複合材(200)はシート状の複合材の、完成した容器内の環境に面する外部表面(1107)から、完成した容器内の容器によって収容される食品又は飲料製品に面するシート状の複合材の内部表面(1106)までの層列として、複合色層(209)、LDPEの外側ポリマー層(201)、板紙の複合キャリア層(202)、バリア層(215)、及びLDPEの複合プラスチック層(203)を含む。さらに、図1bは本発明の装置(100)を通過する前に溝(1102)が設けられた切断されたシート状の複合材料(200)の上面図を示し、第一複合エッジ領域(204)及び第二複合エッジ領域(205)と、覆われた穴(1105)とを有する。
【0120】
図2は、本発明の装置100の第一実施形態を示す。この装置は、ドイツのハイデルベルグ社製の改良型Diana折り畳み箱接合機からなる。装置(100)は、図1aによる層列を含むシート状の複合材(200)を含む。さらに、シート状の複合材(200)は図1bに示されるように、第一複合材エッジ領域(204)及び第二複合材エッジ領域(205)を含む。さらに、装置(100)は、シート状の複合材(200)を流れ方向(1300)に第一加熱ユニット(103)に移送するように設計された、シート状の複合材(200)を移送するための多数の駆動ベルトを含む。輸送は300m/分である。第一加熱ユニット(103)は、第一複合エッジ領域(204)を加熱するように設計されている。この第一加熱ユニット(103)は図4に示すようにステンレス製の熱風ノズルであり、長さ100cm、長さ(mm)/幅(mm)比は10で70個の出口オリフィス(401)が設計されている。入口領域の内部断面積(410)は500mm2であり、出口オリフィスの内部断面積の合計(411)は120mm2である。次いで、シート状の複合材は、多数の駆動ベルトにより接触ユニット(104)へさらに移送される。接触ユニット(104)は、第一複合エッジ領域(204)を第二複合エッジ領域(205)と接触させるように設計されている。接触ユニット(104)は、第一複合エッジ領域(204)と第二複合エッジ領域(205)とを互いにシールするシールステーションである。この目的のために、二つの複合エッジ領域は、シールステーションにおいて互いに押し付けられる。
【0121】
図3は、本発明の装置100の更なる実行を示す。この装置は、ドイツのハイデルベルグ社製の改良型Diana折り畳み箱接合機からなる。装置(100)は、図1aによる層列を含むシート状の複合材(200)を含む。さらに、シート状の複合材(200)は図1bに示されるように、第一複合エッジ領域(204)及び第二複合エッジ領域(205)を含む。装置(100)は流れ方向(1300)に、シート状の複合材を多数の積み重ねられたシート状の複合材から引き離すことを可能にする個別化ユニット(105)をさらに含む。個別化ユニット(105)は、シート状の複合材料(200)の搬送ユニット(101)への供給を保証するフィーダである。輸送ユニット(101)は、シート状の複合材(200)を輸送するように設計され、多数の輸送ベルトからなる。移送ユニット(101)は、シート状の複合材(200)を剥離ユニット(102)に移送する。剥離ユニット(102)はVN50(Fortuna GmbH、Weil der Stadt、Germany)であり、第一複合エッジ領域(204)において複合キャリア層(202)及び外側ポリマー層(201)を縮小するように設計されている。シート状の複合材(200)は、さらに第一加熱ユニット(103)へ移送される。第一加熱ユニット(103)は、第一複合エッジ領域(204)を加熱するように設計されている。第一加熱ユニット(103)は図4に示すようにステンレス製の熱風ノズルであり、長さ100cm、長さ(mm)/幅(mm)比は10で70個の出口オリフィス(401)が設計されている。入口領域の内部断面積(410)は500mm2であり、出口オリフィスの内部断面積の合計(411)は120mm2である。シート状の複合材(200)は、さらにイオン化ユニット(106)に移送される。イオン化ユニット(106)はPlasmatreat GmbH(Steinhagen、Germany)製のプラズマノズルであり、加熱ユニット(103)内で生成されるシート状の複合材(200)のポリオレフィン溶融物をイオン化するように設計されている。その後、シート状の複合材(200)は接触ユニット(104)に搬送される。接触ユニット(104)は、第一複合エッジ領域(204)を第二複合エッジ領域(205)と接触させるように設計されている。接触ユニット(104)は、第一複合エッジ領域(204)と第二複合エッジ領域(205)とを互いにシールするシールステーションである。この目的のために、二つの複合エッジ領域は、シールステーションにおいて互いに押し付けられる。
【0122】
図4は、本発明の装置(100)の加熱ユニット(103)の概略図を示す。加熱ユニット(103)において、80個のエネルギー放出セグメント(406)が、シート状の複合材(200)の流れ方向に対して横方向に取り付けられる。しかし、エネルギー放出セグメント(406)は、輸送面(111、図示せず)の方向に整列される。エネルギー放出セグメント(406)と輸送面(111)との間で、シート状の複合材(200)は流れ方向(1300)に移動する。加熱ユニット(103)は高温ガス(444)を収容する入口オリフィス(402)をさらに含み、高温ガス(444)は、この例では電気的に加熱された周囲空気である。加熱ユニット(103)の入口オリフィス(402)は、800mm2の内部断面積(410)を有する。さらに、加熱ユニット(103)は、第一エネルギー放出セグメント(407)と、100cmの距離で、最終エネルギー放出セグメント(408)とを含む。この例におけるエネルギー放出セグメントは、出口オリフィス401の形態をとる。出口オリフィス(401)の断面積の合計(411)は250mm2である。シート状の複合材(200)は、10mmの距離(405)で加熱ユニット(103)の出口オリフィス(401)を通過する。温度T1(403)は480℃である。温度Tn(404)は440℃である。
【0123】
図4aは、本発明の装置(100)の加熱ユニット(103)の概略図を示す。加熱ユニット(103)において、80個のエネルギー放出セグメント(406)が、シート状の複合材(200)の流れ方向に対して横方向に取り付けられる。しかし、エネルギー放出セグメント(406)は、輸送面(111、図示せず)の方向に整列される。この例におけるエネルギー放出セグメントは、出口オリフィス401の形態をとる。出口オリフィス409の長さは10mmである。出口オリフィスの幅(412)に対する長さ(409)の比は10である。
【0124】
図5は、本発明の方法300の第一実施形態をフローチャートとして示す。方法(300)の方法ステップa)(301)において、シート状の複合材(200)が提供される。これは、相互に重ね合わされた層として、図1aに示されるように、複合色層(209)、外側ポリマー層(201)、複合キャリア層(202)、バリア層(215)及び複合プラスチック層(203)を含む。さらに、シート状の複合材(200)は図1bに示されるように、第一複合エッジ領域(204)及び第二複合エッジ領域(205)を含む。方法ステップb)(302)では、多数のシート状の複合材(200)が個別化され、個別化されたシート状の複合材(200)が350m/分の速度まで加速される。方法ステップd)(304において、加熱ユニット(103)を用いて加熱することによって、第一複合エッジ領域(204)は350m/分の速度で140℃の温度に加熱され、加熱ユニット(103)の第一エネルギー放出セグメント(407)における高温ガス(444)の温度T1(403)は480℃であり、温度T1(403)の下流の加熱ユニット(103)の最終エネルギー放出セグメント(408)における高温ガス(444)の温度Tn(404)は440℃である。方法ステップe)(305)において、第一複合エッジ領域(204)及び第二複合エッジ領域(205)は、互いに押し付けられ、互いにシールされて、第一重複領域(250)及び第二重複領域(260)が形成される。したがって、長手方向の継ぎ目(1001)が、第一重複領域(250)及び第二重複領域(260)から生成され、その結果、折り畳まれたシート状の複合材(200)から単一の容器(1200)のためのシェル形態の包装前駆体(1000)が形成される。
【0125】
図6は、本発明の方法300のさらなる実施形態を流れ図として示す。方法(300)の方法ステップa)(301)において、シート状の複合材(200)が提供される。これは、相互に重ね合わされた層として、図1aに示されるように、複合色層(209)、外側ポリマー層(201)、複合キャリア層(202)、バリア層(215)及び複合プラスチック層(203)を含む。さらに、シート状の複合材(200)は図1bに示されるように、第一複合エッジ領域(204)及び第二複合エッジ領域(205)を含む。方法ステップb)(302)では、多数のシート状の複合材(200)が個別化され、個々のシート状の複合材(200)が450m/分の速度まで加速される。方法ステップc)(303)において、剥離ユニット(102)を用いて剥離することによって、シート状の複合材(206)の厚さは、外側ポリマー層(201)及び複合材キャリア層(202)の一部が減少するという点で、50%だけ減少する。剥離は450m/分の速度で行う。方法ステップd)(304)において、第一複合エッジ領域(204)は450m/分の速度で140℃の温度に加熱され、加熱ユニット(103)の出口オリフィス(401)における高温ガス(444)の温度T1(403)は480℃であり、温度T1(403)の下流の加熱ユニット(103)の出口オリフィス(401)における高温ガス(444)の温度Tn(402)は440℃である。方法ステップd)1(306)において、溶融複合プラスチック層(203)は、Steinhagen、GermanyのPlasmatreat GmbHからのプラズマノズルの形態のイオン化ユニット(106)を用いてイオン化される。方法ステップe)(305)において、第一複合エッジ領域(204)及び第二複合エッジ領域(205)は、互いに押し付けられ、互いにシールされる。このようにして、長手方向の継ぎ目(1001)が生成され、その結果、折り畳まれたシート状の複合材(200)から単一の容器(1200)のためのシェル形態の包装前駆体(1000)が形成される。
【0126】
図7は本発明のシェル状包装前駆体(1000)の概略図を示し、これは、シート状の複合材(200)からの第一重複領域(250)及び第二重複領域(260)における第一複合エッジ領域(204)及び第二複合エッジ領域(205)の重複によって形成されている。第一重複領域(250)及び第二重複領域(260)は、包装前駆体の長手方向の継ぎ目を形成する。包装前駆体は、シート状の複合材から4つの折り畳み部位で折り畳むことによって形成された。包装前駆体は、内部(1108)を取り囲む。第一重複領域(250)の幅は7mmである。第二重複領域(260)の幅は6mmである。さらに、複合キャリア層(202)は、覆われた穴(1105)を含む。また、上記の試験方法による継ぎ目強度測定用サンプル(1400)の採取のための領域も示されている。
【0127】
図8は、シート状の複合材(200)から製造された、図7に示されるような、本発明の包装前駆体(1000)の第一重複領域(250)及び第二重複領域(260)の詳細の概略断面図を示す。この場合、内部(1108)は第一及び第二重複領域の下にある。第一重複領域(250)と第二重複領域(260)は互いに隣接する。第一重複領域(250)は、相互に結合された層の内部表面(1106)から外部表面(1107)まで、 第一複合プラスチック層(213)、第一複合キャリア層(207)、外側ポリマー層(201)、複合色層(209)、第二複合プラスチック層(214)、及び第二複合キャリア層(208)の層列を含む。第一重複領域(250)では、全ての重ね合わされた層が互いに結合される。
【0128】
第二重複領域(260)は、相互に結合された層の内部表面(1106)から外部表面(1107)までを含み、第一複合プラスチック層(213)、第一複合キャリア層(210)、第二複合キャリア層(211)であって、第一複合キャリア層(207)、第三複合プラスチック層(216)、第二複合プラスチック層(214)、及び第三複合キャリア層(212)から剥離及び折り畳むことによって第一複合キャリア層(210)及び第二複合キャリア層(211)が提供されている。第一複合キャリア層(210)は、第二重複領域(260)において第二複合キャリア層(211)に接合されない。さらに、第二重複領域(260)における第三複合キャリア層(212)は、第一複合キャリア層(210)及び第二複合キャリア層(211)のそれぞれよりも大きい層厚を有する。第二重複領域(260)における第一複合キャリア層(210)及び第二複合キャリア層(211)の層厚は、第二重複領域(260)における第三複合キャリア層(212)の層厚の60%である。
【0129】
図9は、シート状の複合材(200)から製造された、図8に示されるような本発明の包装前駆体(1000)の細部の概略断面図を示す。外部シール(270)は、複合色層(209)と第二複合プラスチック層(214)との間に形成される。内部シール(270)は、第三複合プラスチック層(216)と第二複合プラスチック層(214)との間に形成される。
【0130】
図10は、本発明の密閉容器(1200)を示す。密閉容器(1200)は図7のパッケージング前駆体を折り畳んで閉じることによって得られ、充填機(CFA712、SIG Combibloc、Germany)において、ベース領域(1104)を熱風で密閉し、トップ領域(1103)を超音波で密閉した。容器は、熱風によるベース領域の密封と超音波によるトップ領域の閉鎖との間の無菌ゾーンにおいて、食品又は飲料製品で満たされる。続いて、密閉容器(1200)には、外部表面(1107)上に開封補助具(1202)が設けられている。穴(1105)は、ここでは開封補助具(1202)の蓋によって覆われている。
【符号の説明】
【0131】
100 発明装置
101 搬送ユニット
102 剥離ユニット
103 第一加熱ユニット
104 接触ユニット
105 個別化ユニット
106 イオン化ユニット
108 追加加熱ユニット
111 輸送面
200 シート状の複合材
201 外側のポリマー層
202 複合キャリア層
203 複合プラスチック層
204 第一複合エッジ層
205 第二複合エッジ層
206 シート状の複合材の厚さ
207 第一重複領域(250)における第一複合キャリア層
208 第一重複領域(250)における第二複合キャリア層
209 複合色層
210 第二重複領域(260)における第一複合キャリア層
211 第二重複領域(260)における第二複合キャリア層
212 第二重複領域(260)における第三複合キャリア層
213 第一複合プラスチック層
214 第二複合プラスチック層
215 バリア層
216 第二重複領域(260)における第三複合プラスチック層
217 第一複合エッジ領域の小領域
250 第一重複領域
260 第二重複領域
270 外部シール
280 内部シール
300 本発明によるシート状の複合材の製造方法
301 方法ステップa)
302 方法ステップb)
303 方法ステップc)
304 方法ステップd)
305 方法ステップe)
306 方法ステップd)1
401 出口オリフィス
402 入口オリフィス
403 温度T1
404 温度Tn
405 出口オリフィスとシート状の複合材との間の距離
406 エネルギー放出セグメント
407 第一エネルギー放出セグメント
408 最終エネルギー放出セグメント
409 エネルギー放出セグメントの長さ
410 入口オリフィスの内部断面積
411 エネルギー放出セグメントの内部断面積の合計
412 エネルギー放出セグメントの幅
444 高温ガス
445 熱風
1000 包装前駆体
1001 縦縁
1102 溝
1103 トップ領域
1104 ベース領域
1105 穴
1106 シート状の複合材の内部表面
1107 シート状の複合材の外部表面
1108 内部
1200 容器
1201 食品又は飲料製品
1202 開封補助具
1300 流れ方向
1400 継ぎ目強度測定用サンプル
【図1a】
【図1b】
【図2】
【図3】
【図4】
【図4a】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【国際調査報告】