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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verbundbehälter und
insbesondere auf Verbundbehälter
zum Vakuumverpacken zerbrechlicher Produkte, wie zum Beispiel Kartoffelchips
oder Kekse, und zugehörige
Verfahren.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Lebensmittel
und Getränke
und andere leicht verderbliche Waren sind oft in rohrförmigen Behältern verpackt,
die an beiden Enden verschlossen sind. Seit einiger Zeit hat man
erkannt, dass durch die Verwendung von Verbundbehältern, im
Gegensatz zu den herkömmlichen
Behältern
aus Glas und Metall, eine beachtliche Einsparung sowie Vorteile
im Hinblick auf den Umweltschutz erzielt werden können. Diese
Verbundbehälter
enthalten normalerweise mindestens eine strukturelle Körperlage
aus Karton und werden hergestellt, indem ein Endlosstreifen des
Körperlagenmaterials
um einen Dorn einer gewünschten
Form gewickelt wird, um eine rohrförmige Struktur zu schaffen.
Der Streifen der Körperlage kann
spiralförmig
um den Dorn gewickelt oder durch eine Reihe von Formungselementen
geführt
werden, um in einer zusammengerollten Form um den Dorn herumgelegt
zu werden. Am stromabwärtigen
Ende des Dorns wird das Rohr in einzelne Stücke geschnitten und mit Abschlusskappen
versehen, um den Behälter
zu bilden.
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Rohrförmige Behälter dieser
Art enthalten normalerweise eine Auskleidungslage auf der Innenseite
der Körperlage
aus Karton. Die Auskleidungslage verhindert, dass Flüssigkeiten
aus dem Behälter entweichen,
und sie verhindert auch, dass Flüssigkeiten
in den Behälter
eindringen und möglicherweise
das darin enthaltene Lebensmittelprodukt verunreinigen. Vorzugs weise
ist die Auskleidungslage auch beständig gegen den Durchtritt von
Gasen, um zu verhindern, dass Gerüche des Lebensmittelprodukts
in dem Behälter
entweichen, und um zu verhindern, dass Umgebungsluft durch die Auskleidung
in den Behälter
dringt und das Lebensmittelprodukt verdirbt. Die Auskleidungslage
ist oft ein Laminat aus Kraftpapier, Aluminiumfolie und/oder einer
oder mehreren Polymerschichten. Die Auskleidungslage bietet also
Sperreigenschaften, und die Körperlage
bietet tragende Eigenschaften für
den Verbundbehälter.
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Außerdem ist
normalerweise eine Etikettenlage enthalten und auf die Außenseite
der Körperlage aus
Karton geklebt. Die Etikettenlage, normalerweise eine Lage auf Papierbasis,
ist eine Informationsquelle. Das Etikett trägt die graphischen Angaben,
die Produktinformationen, Anweisungen und Informationen bezüglich der
Einhaltung von Vorschriften vermitteln. Das Etikett ist vorzugsweise
auch dekorativ und für
den Verbraucher optisch ansprechend, was den optischen Reiz im Regal
erhöht
und das Interesse des Verbrauchers an dem Lebensmittelprodukt erhöht.
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Bestimmte
Lebensmittelprodukte werden vorteilhafterweise im Vakuum verpackt.
Beim Vakuumverpacken wird Sauerstoff aus dem das Produkt umgebenden
Raum entfernt, was die Haltbarkeit des Produkts in der Verpackung
verbessern kann. Dies gilt insbesondere für leicht verderbliche Lebensmittelprodukte
bzw. für
Lebensmittelprodukte, die schal werden können, wenn sie Luft ausgesetzt
sind. Es ist jedoch allgemein anerkannt, dass das Vakuumverpacken
bei einigen rohrförmigen
Behältern
nur schwer, wenn überhaupt,
bewerkstelligt werden kann. Wegen der Bauweise der Verbundbehälter fallen
die Behälterwände oft
entlang der Länge
des Behälters
ganz oder teilweise nach innen zusammen, wenn das Innere des Behälters mit
Vakuum beaufschlagt wird. Dies kann zu einem inakzeptablen Aussehen
des Verbundbehälters
oder einer inakzeptablen Versiegelung des Produkts in dem Behälter führen.
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Dieses
Problem wird in dem US-Patent Nr. 4,158,425 weiter erörtert. Um
zu vermeiden, dass die aus Karton bestehende Körperlage des Behälters ganz
oder teilweise zusammenfällt,
wenn das Innere des Behälters
mit Vakuum beaufschlagt wird, hat der Behälter gemäß dem Patent '425 eine undurchlässige bzw.
hermetisch abgedichtete Auskleidung, die innen am Behälterkörper nur
an dessen entgegengesetzten Enden befestigt ist, wobei die überwiegende Länge der
Auskleidung von dem rohrförmigen
Körper gelöst ist,
so dass sich die Auskleidung nach innen zusammenziehen kann, ohne
dass der Behälterkörper selbst übermäßigen Spannungen
ausgesetzt wird. Eine Atmosphäre
mit einem Unterdruck bzw. einem verminderten Druck innerhalb der
Auskleidung führt
dazu, dass sich die Auskleidung im Wesentlichen unabhängig von
dem sie umgebenden Behälterkörper nach
innen in Kontakt mit dem Produkt verformt. Die Spannungen, die auf
den Behälterkörper übertragen
werden, konzentrieren sich also auf die entgegengesetzten Enden
desselben, die wiederum durch zwei herkömmliche Abschlusskappen versteift sind.
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Das
Patent '425 behandelt
jedoch nur das Problem des Zusammenfallens der Behälterwände. In
dem Patent '425
geht es nicht um einen Behälter, der
dazu ausgelegt ist, Lebensmittelprodukte während des Transports zu sichern.
Insbesondere zerbrechliche Lebensmittelprodukte, wie zum Beispiel Kartoffelchips
oder Kekse, können
während
des Transports extrem leicht brechen. Diese Art von Produkten ist
normalerweise in dem Behälter
gestapelt, so dass sich die Produkte während des Transports in dem
Behälter
herumbewegen können.
Wenngleich das Patent '425
eine sich nach innen bewegende Auskleidung bereitstellt, betrifft
es die Frischeversiegelung des Produkts, ohne den rohrförmigen Körper zu
beschädigen,
und es betrifft nicht das polsternde Abstützen der Lebensmittelprodukte,
um eine Beschädigung
während
des Transports zu verhindern.
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Die
U.S. 4,295,840 beschreibt einen rohrförmigen Verbundbehälter, der
eine innere Auskleidung hat, die an entgegengesetzten Enden eines
Hauptkörpers
des Behälters
gewickelt ist, wobei sich zwischen den entgegengesetzten Enden ein
Mittelteil befindet und dieser Mittelteil sich ungehindert nach innen
bewegen kann, wenn ein Vakuum aufgebracht wird. Es findet sich jedoch
keine Offenbarung einer Lösung
für das
Problem, wie Lebensmittelprodukte in dem Behälter so zu sichern sind, dass
ihre Beschädigung
eingeschränkt
bzw. vermieden werden kann. Die U.S. 4,459,793 beschreibt zwar ebenfalls
einen rohrförmigen
Behälter
mit einer biegsamen inneren Auskleidung, doch kann auch sie keine
Lösung
für das
Problem liefern, wie eine Beschädigung
von Waren während
ihres Transports zu vermeiden ist.
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Demzufolge
besteht in der Industrie ein großer Bedarf für einen
Behälter,
der leicht verderbliche Lebensmittelprodukte hermetisch versiegelt,
aber auch in der Lage ist, zerbrechliche Lebensmittelprodukte während des
Transports zu schützen.
Gleichzeitig wäre
ein solcher Behälter
jedoch auch in der Lage, den Belastungen beim Vakuumverpacken standzuhalten,
um die Haltbarkeit des Produkts zu erhöhen und noch weitere Vorteile
des Vakuumverpackens bereitzustellen.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Verschiedene
Aspekte der Erfindung sind in den Nebenansprüchen definiert. Einige bevorzugte Merkmale
sind in den Unteransprüchen
definiert.
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Der
Behälter,
in dem die Erfindung verkörpert ist,
hat einen biegsamen Verschlussdeckel, der an mindestens einem seiner
Enden befestigt ist, wobei sich der biegsame Verschlussdeckel ungehindert nach
innen gegen darin enthaltene Lebensmittelprodukte bewegen kann,
wenn ein Vakuum aufgebracht wird, um die Lebensmittelprodukte polsternd
abzustützen.
An sich wer den die Lebensmittelprodukte durch ein "kissenartiges" Polster abgestützt und
nicht durch einen im Abstand angeordneten Verschlussdeckel aus Metall
oder eine sonstige starre Fläche,
wie sie von gegenwärtigen
Behältern
bereitgestellt wird, so dass eine Beschädigung der Lebensmittelprodukte
während
des Transports oder eine versehentliche Bewegung vor dem Öffnen des
Behälters
verhindert wird.
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Insbesondere
umfasst der Behälter
zum Vakuumverpacken zerbrechlicher Lebensmittelprodukte, wie zum
Beispiel Kartoffelchips, Kekse oder gebackene Waffeln, eine rohrförmige Körperwand
mit entgegengesetzten Enden und Innen- und Außenseiten. Der rohrförmige Körper wird
mit Hilfe herkömmlicher, in
der Technik bekannter Spiralwickeltechniken gebildet, wie sie in
dem US-Patent Nr. 4,158,425 beschrieben sind.
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Bei
einer Ausführungsform
ist außerdem eine
biegsame Auskleidung enthalten, die undurchlässig ist für den Durchtritt von Flüssigkeiten
und Gasen. Die biegsame Auskleidung ist an den jeweiligen Enden
des rohrförmigen
Körpers
mittels eines Klebestreifens zwischen der Auskleidung und der Innenseite
der rohrförmigen
Körperwand
an jedem Ende der rohrförmigen
Körperwand
befestigt. An sich ist zwischen den entgegengesetzten Endabschnitten der
Auskleidung ein freier Mittelteil definiert, der sich von der rohrförmigen Körperwand
ungehindert nach innen bewegen kann, wenn ein Vakuum aufgebracht wird,
und sich dann in Richtung zur Innenseite der rohrförmigen Körperwand
nach außen
bewegen kann, wenn der Behälter
geöffnet
wird und Vakuum entweicht. Wenngleich dies für die praktische Anwendung
der Erfindung nicht notwendig ist, umfasst die Auskleidung vorzugsweise
eine biegsame und dehnbare Auskleidung, die aus mindestens einer
polymeren Schicht ohne Folien- und Papierschichten gebildet ist.
Es können
auch andere Arten von Auskleidungsmaterialien verwendet werden,
wie zum Beispiel Auskleidungen mit Laminaten aus Polymer/Folie,
Kraftpapier/Folie/Polymer oder Kraftpapier/Folie. Demgemäß kann sich
die Auskleidung nach innen bewegen, um die Konturen der darin enthaltenen
Lebensmittelprodukte im Wesentlichen nachzubilden, so dass nicht
nur eine hermetische Abdichtung, sondern auch eine polsternde Abstützung für die Lebensmittelprodukte
bereitgestellt wird. Auf diese Weise wirkt das während des Verpackens erzeugte
Vakuum nicht direkt auf die Körperwand,
so dass ein versehentliches Zusammenfallen der Körperwand verhindert wird. Wenn
der Behälter
geöffnet
wird, entweicht das Vakuum und die Auskleidung bewegt sich weg von
den Lebensmittelprodukten, so dass die Produkte entnommen werden
können.
Ein Etikett umgibt die Außenseite
der Körperwand.
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Ein
Luftloch kann durch die Körperwand
und das Etikett gebildet werden, beispielsweise mit einem Laser,
damit Luft hindurchtreten kann. Aufgrund des Luftlochs kann sich
der Mittelteil der Auskleidung nach innen gegen die Lebensmittelprodukte
bewegen, und Luft kann in den zwischen der Auskleidung und dem rohrförmigen Körper gebildeten
Hohlraum eintreten, wenn Vakuum aufgebracht wird.
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Vorteilhafterweise
ist ein biegsamer Verschlussdeckel an mindestens einem der entgegengesetzten
Enden des rohrförmigen
Körpers
befestigt. Der biegsame Verschlussdeckel bewegt sich nach innen
gegen die in dem rohrförmigen
Körper
enthaltenen Lebensmittelprodukte, wenn Vakuum aufgebracht wird,
um das Lebensmittelprodukt polsternd abzustützen. Der biegsame Verschlussdeckel
enthält eine
Folienschicht, die undurchlässig
ist für
den Durchtritt von Flüssigkeiten
und Gasen, und bei einer Ausführungsform
sind zwei biegsame Verschlussdeckel vorgesehen, um die Lebensmittelprodukte
sogar noch weiter polsternd abzustützen.
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Zugehörige Verfahren
sind ebenfalls Bestandteil der Erfindung und umfassen gemäß einer Ausführungsform
die folgenden Schritte: Bilden einer rohrförmigen Körperwand mit entgegen gesetzten Enden
und einer biegsamen Auskleidung angrenzend an die Innenfläche der
Körperwand,
Verschließen
eines Endes der rohrförmigen
Körperwand
und Ablegen der Lebensmittelprodukte innerhalb der Auskleidung und
der rohrförmigen
Körperwand.
Der Vorgang des Vakuumverpackens kann dann durchgeführt werden,
indem das offenen Ende des rohrförmigen
Körpers
mit einem Unterdruck beaufschlagt wird und das offene Ende des rohrförmigen Körpers dann
mit dem biegsamen Verschlussdeckel verschlossen wird. Der Unterdruck
wird dann verringert, so dass sich die biegsame Auskleidung von
der Innenseite der Körperwand
nach innen gegen die Lebensmittelprodukte bewegt und sich der biegsame Verschlussdeckel
gegen die Lebensmittelprodukte nach innen bewegt, um diese polsternd
abzustützen.
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Demzufolge,
und wie nachfolgend näher
erläutert
wird, haben die Anmelder einen neuen Behälter für zerbrechliche Lebensmittelprodukte
bereitgestellt, der die Nachteile herkömmlicher Behälter überwindet.
Die vorliegende Erfindung ist besonders vorteilhaft für Lebensmittelprodukte,
die während
des Transports leicht beschädigt
werden, wie zum Beispiel Kartoffelchips oder Kekse. Der neue Behälter ist für Verbraucher
leicht zu öffnen
und kann mit herkömmlichen
Konstruktionsverfahren für
Körperwand und
Etikett arbeiten, zum Beispiel mit einer überlappenden bzw. Anaconda-Naht.
Gleichzeitig jedoch kann der vorliegende Behälter den Belastungen beim Vakuumverpacken
standhalten, so dass er eine starre Form behält und einen hermetisch dichten
Behälter
ergibt, um zu verhindern, dass Luft und Feuchtigkeit die darin enthaltenen
Lebensmittelprodukte verunreinigen.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Es
wurden zwar einige Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung
genannt, doch werden weitere im Verlauf der Beschreibung in Verbindung mit
den beigefügten
Zeichnungen, die nicht zwangsläufig
maßstabsgerecht
gezeichnet sind, ersichtlich werden. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht
eines Behälters
der vorliegenden Erfindung;
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2 eine stark vergrößerte Schnittansicht des
Behälters
der vorliegenden Erfindung entlang Linie 2-2 von 1 kurz vor dem Vorgang des Vakuumverpackens;
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3 eine stark vergrößerte Schnittansicht des
Behälters
der vorliegenden Erfindung entlang Linie 2-2 von 1 kurz nach dem Vorgang des Vakuumverpackens;
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4 eine stark vergrößerte Schnittansicht des
Behälters
der vorliegenden Erfindung entlang Linie 2-2 von 1, kurz nachdem das Vakuum entwichen
ist.
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5 eine Schnittansicht des
Behälters
mit einer Auskleidungslage gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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6 eine Schnittansicht eines
Abschnitts des in 5 dargestellten
Behälters;
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7 eine stark vergrößerte Schnittansicht eines
Abschnitts des in 5 dargestellten
Behälters;
und
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8 eine Ansicht einer Ausführungsform einer
Vorrichtung zum Herstellen eines rohrförmigen Behälters gemäß der vorliegenden Erfindung.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung wird nun im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen,
in denen bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung dargestellt sind, ausführlicher beschrie ben. Diese
Erfindung kann jedoch in vielen verschiedenen Formen verkörpert sein
und sollte nicht als auf die hierin dargelegten Ausführungsformen
beschränkt
verstanden werden; vielmehr sind diese Ausführungsformen bereitgestellt,
damit diese Offenbarung gründlich
und vollständig
ist, und sie werden dem Fachmann den Umfang der Erfindung vollständig vermitteln.
Gleiche Bezugszeichen bezeichnen durchwegs gleiche Elemente.
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In 1–5 ist
nun zunächst
ein rohrförmiger Behälter 10 dargestellt,
und er ist besonders vorteilhaft zum Vakuumverpacken zerbrechlicher
Lebensmittelprodukte 11, wie zum Beispiel Kartoffelchips oder
Kekse mit mehrseitigen Formen. Weitere Lebensmittelprodukte, die
während
des Transports oder bei unsanfter Behandlung nach dem Verpacken brechen
können,
sind Kräcker,
Waffeln und dergleichen.
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Wenngleich
das Rohr des Behälters 10 mit einem
kreisrunden Querschnitt dargestellt ist, kann es jede Querschnittsform
haben, die durch Herumlegen des Rohrs um einen entsprechend geformten Dorn
gebildet werden kann. Ein Beispiel ist ein insgesamt rechteckig
geformtes Rohr mit abgerundeten Ecken. Wie in 2–4 näher veranschaulicht ist, umfasst
der rohrförmige
Behälter 10 eine
Körperwand mit
mindestens einer Körperlage 13,
die vorzugsweise aus einem Streifen Karton gebildet ist. Bei einer Ausführungsform
umfasst der rohrförmige
Behälter 10 außerdem eine
Auskleidungslage 14, die aus einem polymeren Material besteht
und auf die Innenseite der Körperlage 13 geklebt
ist. Weitere Materialien können
ebenfalls enthalten sein, wie zum Beispiel Kraftpapier und/oder
Folie. Eine Etikettenlage 16 ist auf die Außenseite
der Körperlage 13 geklebt. Die
Etikettenlage 16 ist herkömmlicherweise aus in der Technik
bekannten Materialien hergestellt, zum Beispiel aus Kraftpapier,
Polymeren, oder dergleichen. Außerdem
kann eine Kappe 19 an einem Ende des Behälters 10 befestigt
sein.
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Die
Körperlage 13 kann
vorteilhafterweise aus herkömmlichem
spiralgewickeltem Karton mit einer Dicke von etwa 0,15–0,30 Inch,
vorzugsweise etwa 0,20 Inch, bestehen. Eine solche Körperlage 13 wird
in dem US-Patent Nr. 5,988,493 beschrieben.
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Die
Auskleidungslage 14 ist normalerweise aus mehreren Schichten
aufgebaut. Vorzugsweise bildet eine der Schichten eine Sperre gegen
Feuchtigkeit und/oder Gase. Es versteht sich, dass je nach dem Artikel,
der gerade verpackt wird, verschiedene Sperrschichtmaterialien und
Auskleidungslagen verwendet werden könnten. Bei einer bevorzugten
Ausführungsform
ist die Auskleidungslage 14 jedoch im Wesentlichen ganz
aus polymerem Material gebildet. Insbesondere können Auskleidungslagen gemäß dem US-Patent
Nr. 5,829,669 verwendet werden.
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Die
Sperrschicht der Auskleidungslage 14 ist beständig gegen
den Durchtritt von Flüssigkeiten
und Gasen wie zum Beispiel Sauerstoff. Wenn eine starke Sperre für Flüssigkeiten
und auch Gase erforderlich ist, sind bevorzugte Sperrschichtmaterialien
metallisiertes Polyester oder metallisiertes Polypropylen. Es versteht
sich, dass je nach den Lebensmittelprodukten 11, die gerade
verpackt werden, verschiedene Sperrschichtmaterialien verwendet
werden könnten.
Eine Oberfläche
der Sperrschicht kann einen dünnen
metallisierten Überzug
enthalten, um ihr ein metallisches Aussehen zu verleihen und auch
um die Sperreigenschaften zu verbessern. Der metallisierte Überzug,
der aus Aluminium bestehen kann, ist jedoch bedeutend dünner als
eine Folienschicht und ist bei bestimmten Anwendungen nicht notwendig, um
Festigkeits- oder Sperreigenschaften bereitzustellen. Es versteht
sich, dass die Auskleidungslage 14 bei einigen Arten von
Lebensmittelprodukten 11 nicht erforderlich ist. Die Auskleidungslage 14 kann jedoch
zusätzlich
polsternd abstützen,
wenn Vakuum aufgebracht wird, was in den meisten Fällen wünschenswert
ist.
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5–7 zeigen
Schnittansichten des rohrförmigen
Behälters 10,
wobei die axial entgegengesetzten Endabschnitte der Auskleidungslage 14 durch
zwei Klebestreifen 15 auf die Innenseite der Körperlage 13 geklebt
sind. Die Klebestreifen 15 sind so voneinander getrennt,
dass ein Mittelteil der Auskleidungslage 14 zwischen den
axial entgegengesetzten Endabschnitten frei bleibt und nicht an
der Körperlage 13 befestigt
ist. Nachdem also die Lebensmittelprodukte 11 in den durch
die Körperlage 13 begrenzten
Hohlraum eingelegt wurden, wird der Hohlraum mit einem Vakuum beaufschlagt
und der nicht befestigte Mittelteil der Auskleidungslage 14 wird
gegen die Lebensmittelprodukte 11 zurückgezogen.
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Vorteilhafterweise
umfasst die vorliegende Erfindung außerdem einen biegsamen Verschlussdeckel 20 (manchmal
bezeichnet als "Membran"), der an einem Ende
des rohrförmigen
Behälters 10 befestigt
ist. Der andere Verschlussdeckel des rohrförmigen Behälters 10 kann aus
einer Stahl- oder Aluminiumplatte mit einem aufgebrachten Überzug und/oder
aus einem elektrolytisch verzinnten Weißblech hergestellt sein. Die
Erfindung ist jedoch nicht auf einen biegsamen Verschlussdeckel 20 beschränkt, da
zwei biegsame Verschlussdeckel 20 an den jeweiligen Enden
des rohrförmigen
Behälters 10 befestigt
sein können.
Der biegsame Verschlussdeckel 20 besteht vorzugsweise aus
einem biegsamen Laminat aus Filmen, Kraftpapier, Folie und/oder
extrudierten Polymeren und wird mit dem Ende des rohrförmigen Behälters 10 thermisch
verschweißt oder
verklebt.
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Insbesondere
enthält
der biegsame Verschlussdeckel 20 eine Sperrschicht, die
als Sperre gegen den Durchtritt von Flüssigkeiten und/oder Gasen wie
zum Beispiel Sauerstoff dient. Wenn eine Sperre sowohl für Flüssigkeiten
als auch für
Gase erforderlich ist, wird das Sperrschichtmaterial vorzugsweise
ausgewählt
aus der aus Metallfolie wie zum Beispiel Aluminiumfolie, Polyethylenterephthalat, modifiziertem
Polyethylen terephthalat, Polyethylennaphthalat, Polyamid, metallisiertem
und silicatbeschichtetem Polyester, metallisiertem und silicatbeschichtetem
Polypropylen, metallisiertem Polyamid, Polyvinylidenchlorid, Ethylenvinylalkohol
und Mischungen derselben bestehenden Gruppe. Weitere Schichten können auf
der äußersten
Fläche
des biegsamen Verschlussdeckels 20 weg von der Innenseite
des rohrförmigen
Behälters 10 angeordnet
sein, einschließlich
Papier- oder Kartonschichten, wie zum Beispiel eine Kraftpapierschicht.
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Bei
einer Ausführungsform
enthält
der biegsame Verschlussdeckel 20 ferner eine Dichtungsschicht 22,
die aus einer heißsiegelbaren
Zusammensetzung besteht und so positioniert ist, dass die Dichtungsschicht 22 des
biegsamen Verschlussdeckels 20 an die Auskleidungslage 14 angrenzt.
Die Dichtungsschicht 22 des biegsamen Verschlussdeckels 20 ist
vorzugsweise aus einem Material hergestellt, das ausgewählt ist
aus der aus Ethylenvinylacetat, ionomeren Polymeren wie zum Beispiel
dem Polymer SURLYN®, Polyethylen hoher Dichte,
Polyethylen niedriger Dichte, Ethylmethylacrylat, mit Metallocen
katalysierten Polyolefinen und Mischungen oder Gemischen derselben
bestehenden Gruppe. Die Dichtungsschicht 22 des biegsamen
Verschlussdeckels 20 hat vorzugsweise einen Schmelzpunkt
im Bereich von etwa 70°C
bis 130°C.
Mehr bevorzugt liegt der Schmelzpunkt der Dichtungsschicht 22 zwischen
etwa 80°C
und 110°C.
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Eine
bevorzugte Konstruktion der Dichtungsschicht wird offenbart in der
am 12. Oktober 1999 eingereichten US-Patentanmeldung Nr. 09/416,194 mit dem
Titel "Sealant Layer
for Container Lid" (Dichtungsschicht
für Behälterdeckel).
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Ein
alternativer Verschlussdeckel, der verwendet werden kann, umfasst
einen Bördelrand
aus Stahl oder Aluminium mit einem aufgebrachten Überzug und/oder
elektrolytisch verzinntes Weißblech
mit einem Mittelteil aus einem biegsamen Laminat aus Filmen, Folie
und/oder extrudierten Polymeren und mit einer davon ausgehenden
Lasche, die der Verbraucher greifen kann. Ein solcher Verschlussdeckel wird
unter dem Warenzeichen ULTRASEAL® von
der Sonoco Products Company vertrieben.
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Das
US-Patent Nr. 4,158,425 offenbart einen Verbundbehälter mit
einem rohrförmigen
Körper
und einer inneren Auskleidung, die sich parallel zur Länge des
rohrförmigen
Körpers
erstreckt und mit Klebstoff an dessen entgegengesetzten Enden befestigt
ist. Entgegengesetzte Abschlusskappen sind an den Enden des Behälters hermetisch
abgedichtet, so dass ein Vakuum auf der Innenseite der inneren Auskleidung
erzeugt werden kann. Die Abschlusskappen bewegen sich jedoch nicht
in Richtung zu den Lebensmittelprodukten nach innen, wenn ein Vakuum aufgebracht
wird, um die darin befindlichen Lebensmittelprodukte polsternd abzustützen. Wenn
also ein Vakuum aufgebracht wird, wird die Auskleidung gegen die
Lebensmittelprodukte zurückgezogen,
doch die Verschlussdeckel bleiben starr. Dieses Patent bietet vielleicht
nicht genügend
Schutz für
zerbrechliche Lebensmittelprodukte, wie zum Beispiel Kartoffelchips
und Kekse, die während
des Transports leicht beschädigt
werden können.
Insbesondere kann es sein, dass die Verschlussdeckel des Patents '425 die während des
Transports verursachten Stöße nicht
von den in dem Behälter
verpackten Lebensmittelprodukten aufnehmen, so dass dies zu zerbrochenen
Lebensmittelprodukten führt,
was für
den Verbraucher nicht wünschenswert
ist.
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Vorteilhafterweise
ermöglicht
die vorliegende Erfindung im Gegensatz zu dem Patent '425 die Verpackung
zerbrechlicher Lebensmittelprodukte 11 und insbesondere
die Verpackung zerbrechlicher Lebensmittelprodukte im Vakuum. Wie
oben erläutert, können zerbrechliche
Lebensmittelprodukte wie zum Beispiel Kartoffelchips und Kekse besonders
leicht brechen während
des Transports, wo sie unsanft behandelt und herumgestoßen werden,
so dass die Lebensmittelprodukte 11 gegen die In nenseite
des Behälters 10 stoßen können. Bei
der vorliegenden Erfindung gleicht der biegsame Verschlussdeckel 20 das Herumstoßen der
Lebensmittelprodukte 11 problemlos aus, indem er sich gegen
die Lebensmittelprodukte nach innen bewegt, wenn ein Vakuum aufgebracht wird,
so daß eine
kissenartige polsternde Abstützung für die Lebensmittelprodukte
erzeugt wird und ein versehentliches Brechen der Lebensmittelprodukte verhindert
wird. Die Stellung des biegsamen Verschlussdeckels 20 unter
Einwirkung des Vakuums ist in 5–7 dargestellt. Bei einer
in 5 gezeigten vorteilhaften
Ausführungsform
können
zwei biegsame Verschlussdeckel an den jeweiligen Enden des Behälters 10 vorhanden
sein, um die Lebensmittelprodukte 11 weiter polsternd abzustützen. Die
Erfindung ist jedoch nicht auf zwei biegsame Verschlussdeckel beschränkt, da
ein biegsamer Verschlussdeckel in Verbindung mit einem Verschlussdeckel 23 aus
Metall verwendet werden kann, der an einem entgegengesetzten Ende
des Behälters 10 befestigt ist
(siehe 6).
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Der
Mittelteil der Auskleidungslage 14 bewegt sich unter der
Einwirkung von Vakuum ebenfalls gegen die Lebensmittelprodukte 11 nach
innen, was die Lebensmittelprodukte weiter polsternd abstützt. Wenn
die Lebensmittelprodukte 11 zum Beispiel eine mehrseitige
Form haben, bewegt sich die Auskleidungslage 14 gegen die
Lebensmittelprodukte 11, so dass sich die Auskleidungslage
im Wesentlichen an die Konturen, d. h. die mehrseitige Form, der
Lebensmittelprodukte anpasst, womit verhindert wird, dass sich die
Lebensmittelprodukte innerhalb der Auskleidungslage bewegen. Unter
Vakuum verhindert daher die Auskleidungslage 14 im Wesentlichen,
dass sich die Lebensmittelprodukte 11 in radialer Richtung
in Bezug auf den Behälter 10 bewegen,
und der biegsame Verschlussdeckel 20 verhindert im Wesentlichen, dass
sich die Lebensmittelprodukte in axialer Richtung in Bezug auf den
Behälter
bewegen. Wenn die Lebensmittelprodukte herumgestoßen werden,
bevor das Vakuum entweicht, beispielsweise durch das Öffnen des
Behälters 10, absorbieren
der biegsame Verschlussdeckel 20 und die Auskleidungslage 14 die durch
das Herumstoßen
verursachten Stoßkräfte der Lebensmittelprodukte 11,
so dass die Lebensmittelprodukte ganz bleiben. Die Positionen der
Auskleidungslage 14 und des biegsamen Verschlussdeckels 20 unter
Vakuum sind in 5–7 zu sehen.
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Der
Behälter 10 der
vorliegenden Erfindung kann nach dem in 8 veranschaulichten Verfahren hergestellt
werden. Wie gezeigt, wird ein Endlosstreifen eines Körperlagen-Kartonmaterials 13 der Vorrichtung 48 zugeführt und
zunächst
durch zwei einander gegenüberliegende
Kantenabziehvorrichtungen 50 geführt. Die Kantenabziehvorrichtungen entfernen
einen Teil der geraden Kante der Körperlage 13, um einen
ersten und einen zweiten Rand 52, 54 mit einer
abgeschrägten
Konfiguration zu schaffen. Die Körperlage 13 wird
dann durch einen Klebstoffapplikator 56 bewegt, der einen
Klebstoff 21 auf die Oberseite der Körperlage 13 aufbringt.
Der Klebstoff 21 ist vorteilhafterweise ein wässriger
Kleber, der viele in Verbindung mit Lösungsmittelklebern auftretende
Probleme überwindet.
Es werden keine speziellen Geräte
benötigt,
um Lösungsmittel
einzufangen, die aus dem Kleber verdampfen, um Umweltschutzvorschriften
gerecht zu werden. Bevorzugte Kleber sind wässrige Materialien aus Ethylenvinylacetat
(> 18%) mit einer
niedrigen Glasübergangstemperatur.
Ein bevorzugter Kleber ist der bei der National Starch and Chemical
Company erhältliche
Kleber Nr. 72-4172. Ein weiterer Kleber, der verwendet werden kann,
ist Nr. 33-4060, der ebenfalls bei der National Starch and Chemical
Company erhältlich
ist. Der Klebstoff 21 sowie weitere Klebstoffschichten,
mit denen der Behälter 10 hergestellt
wird, können
in Form eines Schaums aufgebracht werden, wie er in der gleichzeitig
anhängigen
US-Patentanmeldung Nr. 09/197,275 mit dem Titel "Composite Container Having Foamed Adhesive" (Verbundbehälter mit
einem geschäumten
Kleber) beschrieben wird.
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Die
Körperlage 13 und
der darauf aufgebrachte Nasskleber 21 können dann unter einer Heizvorrichtung 58 hindurchgeführt werden,
die wenigstens einen Teil des Wasseranteils des wässrigen Klebstoffs 21 verdampft,
um den Klebstoff im Wesentlichen klebrig zu machen. Es ist wichtig,
dass dem Klebstoff die richtige Menge an Wärme zugeführt wird. Durch zu wenig Wärme wird
nicht genügend
Wasser in einem ausreichend kurzen Zeitraum verdampfen, mit dem
Ergebnis, dass der Klebstoff nicht klebrig genug gemacht wird. Zu
viel Wärme
wird dagegen den Klebstoff zu sehr austrocknen und dazu führen, dass
der Klebstoff an Klebrigkeit verliert. Eine bevorzugte Art der Wärmequelle
ist eine Infrarotheizvorrichtung, wenngleich auch verschiedene andere Wärmequellen,
z. B. eine Umluftheizung oder dergleichen, verwendet werden können.
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Nach
dem Erwärmen
des Klebstoffs 21 auf der Körperlage 13 werden
die Körperlage 13 und
die Auskleidungslage 14 aus entgegengesetzten Richtungen
dem Formungsdorn 70 zugeführt. Die Körperlage 13 wird unter
dem Abschleifklebstoffapplikator 60 hindurchgeführt, der
den Abschleifklebstoff 59 auf die abgeschrägte Oberfläche des
abgeschliffenen zweiten Randes 54 der Körperlage 13 aufbringt.
Der Abschleifklebstoff 59 ist vorzugsweise ein Heißschmelzkleber
der in der Technik herkömmlichen
Art, wenngleich es auch ein wasserhaltiger Kleber sein könnte, der
ein oder mehr Polymere enthält.
Polyvinylacetat und Ethylenvinylacetat sind die bevorzugten flüssigen Kleber.
Der Abschleifklebstoff 59 trägt dazu bei, eine stärkere Bindung
der Körperlage
bereitzustellen, vor allem bei Behältern mit einer einzigen Körperlage.
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Wenn
die Körperlage 14 aus
einem polymerartigen Material besteht, kann die Oberfläche der Auskleidungslage,
die mit der Körperlage 13 in
Berührung
kommt, in einer Coronabehandlungsstation 62 behandelt werden.
Die entgegengesetzte Oberfläche
der Auskleidungslage 14 wird mit Gleitmittel aus einer
Walze 64 beschichtet, das die Auskleidungslage während des
Wickel vorgangs sanft gleiten lässt. Die
Auskleidungslage 14 wird dann durch eine Kantenfalzvorrichtung 65 geführt, die
den ersten marginalen Randabschnitt 41 umfaltet, um einen
Anacondafalz in der Auskleidungslage zu erzeugen, und an einer Infrarotheizvorrichtung 66 vorbei,
die den zweiten marginalen Randabschnitt 42 der Auskleidungslage
erwärmt.
Nach der Infrarotheizvorrichtung 66 wird der zweite marginale
Randabschnitt 42 der Auskleidungslage 14 dann
an mindestens einer Umluftheizvorrichtung 68 vorbeigeführt.
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Die
Körperlage 13 und
die Auskleidungslage 14 werden dann von entgegengesetzten
Seiten des Dorns aus um den Formungsdorn 70 herumgewickelt.
Jede Lage wird zunächst
spiralförmig
unter dem Dorn 70 und dann oben wieder zurück gewickelt,
wobei die Auskleidungslage 14 beim Wickeln zur Oberfläche des
Dorns weist. Der erste marginale Randabschnitt 41 der Auskleidungslage 14 liegt
auf dem Dorn 70 frei und wird mit Wärme von einer zweiten Umluftheizvorrichtung 72 beaufschlagt.
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Wenn
die Körperlage 13 weitergewickelt
wird und der erste Rand 52 der Körperlage 13 nach einer vollständigen Umdrehung
unter dem Dorn 70 zurückläuft, wird
er mit dem zweiten Rand 54 des anschließenden Abschnitts der Körperlage 13 in
Kontakt gebracht, der zuerst mit dem Dorn in Kontakt kommt. Die
abgeschliffenen Ränder 52, 54 überlappen
einander, und der Abschleifkleber 59 klebt die Ränder zusammen,
um ein spiralförmig
gewickeltes Rohr zu bilden, das sich an dem Dorn 70 entlang
vorwärtsbewegt.
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Was
die Auskleidungslage 14 angeht, so wird der erste marginale
Randabschnitt 41 in eine überlappende Beziehung mit dem
zweiten marginalen Randabschnitt 42 gebracht, um eine abgedichtete
Anaconda-Naht zu schaffen. Die Dichtung wird dadurch gebildet, dass
polymere Dichtungsschichten des ersten und des zweiten marginalen
Randes 41, 42 miteinander verklebt werden. Ein
Streifen Heißschmelzkleber
oder andere Klebstoffe und Verfahren könnten alternativ verwendet
werden, um die Überlappung
der Auskleidung zu befestigen und abzudichten.
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Das
Rohr wird dann durch einen herkömmlichen
Wickelriemen 74, der um zwei einander gegenüberliegende
Riemenscheiben 76 läuft,
den Dorn 70 hinab vorwärtsbewegt.
Der Wickelriemen 74 dreht nicht nur das Rohr und bewegt
es vorwärts,
sondern übt
auch Druck auf die einander überlappenden
Ränder
der Körperlage 13 und
der Auskleidungslage 14 aus, um eine sichere Bindung zwischen
den jeweiligen Lagenrändern
zu gewährleisten.
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Eine äußere Etikettenlage 16 wird
dann vorzugsweise über
einen Klebstoffapplikator 78 geführt und um die Körperlage 13 gewickelt.
Die Etikettenlage 16 könnte
vor dem Wickelriemen 74 aufgebracht werden. In einer Schneidstation 80 wird
das Endlosrohr in einzelne Stücke
geschnitten und von dem Dorn 70 entfernt. Der Schnitt wird
so gelegt, dass die durch den Applikator 56 erzeugten Klebstoffstreifen geteilt
werden, um die Klebestreifen 15 für die entgegengesetzten Enden
aufeinanderfolgender Behälter zu
schaffen.
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Ein
schnelles Beaufschlagen mit Vakuum könnte zu Problemen mit der Körperlage 13 führen. Insbesondere
erzeugt die Volumenverminderung der Auskleidungslage 14 einen
Unterdruck in dem Hohlraum zwischen der Außenseite der Auskleidungslage 14 und
der Innenseite der Körperlage 13.
Dies erzeugt einen Druckunterschied über der Körperlage 13, der dazu
führen
könnte,
dass die Körperlage 13 zusammenfällt. Vorteilhafterweise
ist ein Luftloch 17 durch die Körperlage 13 und die
Etikettenlage 16 der vorliegenden Erfindung vorgesehen,
damit Luft den Hohlraum zwischen der Außenseite der Auskleidungslage 14 und
der Innenseite der Körperlage 13 füllen kann.
Das Luftloch 17 vermindert somit den Druckunterschied auf
der Körperlage 13 und
verhindert das Zusammenfallen der Körperlage. Das Luftloch 17 kann
in der Schneidstation 80 mit einer Laservorrichtung 82 gebildet
werden, die intermittierend ge pulst ist, um für jede Behälterlänge ein Loch durch die Etikettenlage 16 und
die Körperlage 13 zu
brennen. Andere Entlüftungsanordnungen
sind ebenfalls möglich,
beispielsweise durch einen Schlitz oder eine Reihe von Punkten,
die in die Etikettenlage 16 und die Körperlage 13 geschnitten
sind.
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Die
Verschlussdeckel werden dann an den Enden der rohrförmigen Körperlage 13 befestigt. Mindestens
eines der Enden des Behälters 10 wird nach
außen
gerollt, um einen Rand 18 zu bilden, der eine geeignete
Fläche
zum Befestigen des biegsamen Verschlussdeckels 20 bietet.
Ein weiterer Verschlussdeckel, wie zum Beispiel ein Metallverschluss oder
ein biegsamer Verschlussdeckel gemäß obiger Beschreibung, ist
am anderen Ende des Behälters 10 befestigt.
Normalerweise wird der Verschlussdeckel aus Metall auf ein Ende
des Behälters 10 aufgesetzt, bevor
der Behälter
mit den Lebensmittelprodukten 11 gefüllt wird. Ein bevorzugter Verschlussdeckel
aus Metall ist in dem US-Patent Nr. 5,971,259 offenbart. Der Verschlussdeckel
aus Metall kann gewünschtenfalls
mit einer Dichtungsmasse versehen sein, um einen hermetischen Verschluss
zu bewirken. Alternativ können
zwei biegsame Verschlussdeckel 20 an dem Behälter 10 befestigt
werden, indem die Enden des Behälters
nach außen
gerollt werden, um an beiden Enden der rohrförmigen Körperlage 13 Ränder zu
bilden.
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Nach
dem Füllen
mit den Lebensmittelprodukten 11 wird das offene Ende des
Behälters 10 mit einem
Vakuum beaufschlagt, das wenigstens einen Teil der in dem durch
die Auskleidungslage 14 und den daran befestigten Verschlussdeckel
gebildeten Hohlraum verbleibenden Luft entfernt. Bevor das Vakuum
verringert wird, wird ein weiterer Verschlussdeckel auf das entgegengesetzte
Ende des rohrförmigen
Körpers
aufgesetzt. Das Vakuum wird dann verringert, so dass sich der biegsame
Verschlussdeckel 20 in Richtung auf die Lebensmitttelprodukte 11 nach innen
bewegt, was die oben beschriebene kissenartige polsternde Abstützung ergibt.
Bei einer Ausführungsform
be trägt
das aufgebrachte Vakuum weniger als 30 Inch Hg. Vorzugsweise beträgt das aufgebrachte
Vakuum etwa 8–15
Inch Hg und insbesondere etwa 12–15 Inch Hg. Der in dem US-Patent
Nr. 4,158,425 beschriebene Behältertyp
enthält
dagegen normalerweise ein Vakuum von 30 Inch Hg oder mehr. Der in
dem Patent '425
beschriebene Behältertyp
ist für
weniger zerbrechliche Produkte ausgelegt, beispielsweise für gemahlenen
Kaffee oder heiß abgefüllten Saft.
Vorteilhafterweise ist bei der vorliegenden Erfindung ein geringeres
Vakuum möglich
als in dem Patent '425,
was besonders wichtig ist für
zerbrechliche Lebensmittelprodukte 11. Ein hoher Grad an
Vakuum kann vor allem dazu führen,
dass die Auskleidungslage 14 die darin enthaltenen zerbrechlichen
Lebensmittelprodukte 11 zerdrückt, und kann ferner dazu führen, dass
sich der biegsame Verschlussdeckel 20 zu sehr nach innen
biegt und die Dichtung zwischen dem biegsamen Verschlussdeckel und
der Körperlage 13 zerbricht.
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Wenn
der Behälter 10 vom
Verbraucher geöffnet
wird, entweicht das auf der Innenseite der Auskleidungslage 13 und
des biegsamen Verschlussdeckels 20 aufrechterhaltene Vakuum,
so dass sich die Auskleidungslage etwas von den Lebensmittelprodukten 11 zurückzieht.
Dieser Rückzug
der Auskleidungslage 14 befreit die Lebensmittelprodukte 11 aus
ihrem engen Kontakt mit der Auskleidungslage und hilft beim Entnehmen
der Lebensmittelprodukte aus dem Behälter 10. Der biegsame
Verschlussdeckel 20 wird dann normalerweise von dem Verbraucher
ganz entfernt und weggeworfen. Wenn mehr als ein biegsamer Verschlussdeckel
verwendet wird, kehrt der verbleibende Verschlussdeckel in eine
insgesamt flache Form zurück,
die im Wesentlichen senkrecht ist zur Länge des Behälters 10. Die Lebensmittelprodukte 11 können dann
vom Verbraucher entnommen werden.
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Viele
Modifikationen und sonstige Ausführungsformen
der Erfindung werden einem Fachmann auf dem Gebiet dieser Erfin dung,
der die in der vorstehenden Beschreibung und den zugehörigen Zeichnungen
dargelegte Lehre kennt, in den Sinn kommen. Es versteht sich daher,
dass die Erfindung nicht auf die offenbarten spezifischen Ausführungsformen
beschränkt
sein soll, und dass Modifikationen und sonstige Ausführungsformen
im Umfang der beigefügten
Ansprüche
enthalten sein sollen. Zum Beispiel sind die rohrförmigen Behälter gemäß der vorliegenden
Erfindung nicht zwangsläufig
spiralförmig gewickelt,
sondern können
stattdessen in Längsrichtung
gerollt sein, um ein "zusammengerolltes" Rohr mit einer sich
in axialer Richtung erstreckenden Naht zu schaffen. Wenngleich die
rohrförmigen
Behälter gemäß der vorliegenden
Erfindung hauptsächlich
in Verbindung mit zerbrechlichen Lebensmittelprodukten beschrieben
wurden, versteht es sich außerdem, dass
die Behälter
auch in Verbindung mit anderen Produkten verwendet werden könnten, wo
ein biegsamer Verschlussdeckel von Vorteil ist, einschließlich andere
Produkte als Lebensmittel, die zerbrechlich sein können (zum
Beispiel Weingläser
oder Christbaumschmuck) oder anderweitig davon profitieren können, dass
sie in einem Behälter
stabilisiert sind. Wenngleich hierin spezifische Begriffe verwendet werden,
werden sie nur in einem generischen und beschreibenden Sinn verwendet
und nicht zum Zwecke einer Einschränkung.