DE202009018917U1

DE202009018917U1 - Vakuum-Skin-Packung mit einem auf einer Schale angeordneten Produkt

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Publication number: DE202009018917U1
Application number: DE202009018917.1U
Authority: DE
Original assignee: Cryovac LLC
Current assignee: Cryovac LLC
Priority date: 2008-05-20
Filing date: 2009-04-30
Publication date: 2014-06-24
Anticipated expiration: 2019-05-01
Also published as: BRPI0912880B8; RU2010151978A; BRPI0912880A2; EP3118136B1; EP3118136A1; EP2735525A1; ES2699485T3; ES2616518T3; MX2010012516A; ES2530800T3; WO2009141214A1; RU2500595C2; EP2285706A1; US20110068042A1; US10414567B2; BRPI0912880B1; EP2735525B1; DK3118136T3; EP2285706B1

Abstract

Vakuum-Skin-Packung, umfassend: – eine Schale, umfassend eine Bodenwand sowie eine umlaufende, sich von der Bodenwand nach oben erstreckende Seitenwand, die in einem nach außen hervorstehenden Rand endet, wobei die Schale mit mindestens einem Loch im Seitenwandbereich der Schale versehen ist; – ein auf die Schale geladenes Produkt und – eine über das Produkt drapierte Folie, wobei die Schale eine innere Oberfläche, die die obere Oberfläche des Schalenrandes beinhaltet, und eine äußere Oberfläche aufweist, die die Außenfläche der Schale ist, die nicht in Kontakt mit dem Produkt ist und die untere Oberfläche des Schalenrandes beinhaltet, wobei die Folie die Größe der Schale aufweist, wobei die Folie an die obere Oberfläche des Randes und an den Teil der inneren Oberfläche der Schale geschweißt ist, der nicht vom Produkt abgedeckt wird, und das oder die Löcher schließt, und wobei die Folie nicht an die äußere Oberfläche der Schale geschweißt ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vakuum-Skin-Packung mit einem auf einer Schale angeordneten Produkt. Eine Vakuum-Skin-Packung wird hergestellt, indem ein Produkt in einem Verfahren zum Vakuum-Skin-Verpacken verpackt wird. In der nachfolgenden Beschreibung der erfindungsgemäßen Vakuum-Skin-Packung wird auch auf das Verfahren zum Vakuum-Skin-Verpacken Bezug genommen. Das Verfahren ist nicht Gegenstand des vorliegenden Gebrauchsmusters.
Stand der Technik
Das Vakuumverpacken ist ein allgemein bekanntes Verfahren zur Verpackung einer Vielzahl von Nahrungsmitteln, das das Positionieren eines Artikels innerhalb einer thermoplastischen Folienverpackung, das Entfernen der Luft aus dem Verpackungsinneren und das Versiegeln der thermoplastischen Folie, damit das Verpackungsmaterial nach dem Verschließen der Verpackung in engem Kontakt mit den Artikeloberflächen bleibt, umfasst. Unter den Vakuumverpackungsverfahren wird die Vakuum-Skin-Verpackung häufig zur Verpackung von Produkten wie z. B. frischem oder gefrorenem Fleisch und Fisch, Käse, Fleischerzeugnissen, Fertiggerichten und dergleichen verwendet. Das Vakuum-Skin-Verpacken wird in zahlreichen Referenzen beschrieben, insbesondere FR 1,258,357 , FR 1,286,018 , AU 3,491,504 , US RE 30,009 , US 3,574,642 , US 3,681,092 , US 3,713,849 , US 4,055,672 und US 5,346,735 .
In einem Sinne ist das Vakuum-Skin-Verpacken eine Art Thermoformverfahren, bei dem ein zu verpackender Artikel als Form einer zu formenden Folienbahn fungiert. Ein Artikel kann auf einen steifen oder halbsteifen Träger gelegt werden, der generell schalen-, schüssel- oder becherförmig ist und eine Öffnung und einen an der Peripherie der Öffnung ausgebildeten Rand aufweist. Diese schalenartige Ausgestaltung wird häufig durch einen In- oder Offline-Thermoformschritt hergestellt. Der darauf getragene Artikel wird dann einer Vakuumkammer zugeführt, wo eine Folienlänge, die typischerweise auf einer gesonderten Vorheizstation vorgeheizt worden ist, oberhalb des auf den Träger gelegten Artikels positioniert wird. Dann wird die Folie gegen eine geheizte Kuppel nach oben gezogen, damit sie vollständig erwärmt wird, während sie von der Saugkraft mit dem geheizten Dach und den geheizten Wänden der Kuppel in Kontakt gehalten wird. Dann wird die Kammer unterhalb der Folie und um den getragenen Artikel herum mit Unterdruck beaufschlagt. Sobald der Druck in der Kammer einen geeigneten Pegel unterhalb des Atmosphärendrucks erreicht hat, wird der auf die Kuppel angewendete Unterdruck abgelassen und die erweichte Folie wird nach unten gezogen, damit sie über die Konturen des Artikels in Kontakt mit dem Träger drapiert wird. Die Bewegung der Folie wird durch Vakuum und/oder Luftdruck gesteuert, und in einer Vakuum-Skin-Verpackungsanordnung wird das Behälterinnere vor dem schlussendlichen Anschweißen der Folie an den Träger evakuiert. Die erwärmte Folie bildet also eine enge Haut ganz um das Produkt herum, und sie wird durch den differentiellen Luftdruck an den Träger geschweißt, wodurch eine Siegelung überall dort entsteht, wo die beiden Oberflächen einander kontaktieren.
Bei bekannten Vakuum-Skin-Verpackungsprozessen wird die Folie der Vakuumkammer in Form einer von einer Rolle abgezogenen kontinuierlichen Folienbahn zugeführt. Die Folie wird entweder innerhalb der Vakuumkammer während des Vakuumverpackungsprozesses oder zum Abschluss des Prozesses nach dem Verlassen der Vakuumkammer auf die Größe des Trägers zugeschnitten. In beiden Fällen wird bezogen auf die Trägergröße ein Überschuss an Folie der Vakuumkammer zugeführt. Dieser Folienüberschuss ist erforderlich, damit die Folie von der Rolle gezogen werden und oberhalb des getragenen Artikels festgehalten werden kann, damit Luft aus dem Trägerinneren entfernt werden kann. Generell wird pro Zyklus mehr als ein mit einem Produkt beladener Träger, typischerweise 2, 3, 4 oder gar 6 Träger auf einmal, der Vakuumkammer zugeführt, so dass auch zwischen angrenzenden Trägern ein Folienüberschuss vorhanden ist. Die Folie wird oberhalb der mit den Produkten beladenen Träger mittels Griffketten, Klemmen, Rahmen oder entsprechender Befestigungsmittel festgehalten. Zum Abschluss des Verpackungsprozesses wird der Folienüberschuss, bei dem es sich um 30% oder gar 40% der gesamten Menge an Folie auf der Rolle handeln kann, von der Packung abgeschnitten und verworfen.
Das Bedürfnis, die Folie oberhalb des getragenen Artikels festzuhalten, liegt daran, dass die Entfernung der Luft aus dem Trägerinneren nur solange erfolgen kann, wie die Folie oberhalb des Trägers und des Produktes und in Kontakt mit der Kuppel festgehalten wird. Sobald die Folie einmal die Trägeroberfläche entlang einer geschlossenen Linie kontaktiert, kann keine Luft mehr aus dem Träger entfernt werden. Besonders dann, wenn eine tiefe Schale als Träger des Produktes verwendet wird, kann es zu Lufteinschlüssen zwischen der Folie und der Bodenfläche des Trägers kommen. Die Lufteinschlüsse können die Haltbarkeit des Produktes sowie den Eindruck, den die Packung auf den Verbraucher macht, negativ beeinflussen.
Skin-Verpackungsverfahren, bei denen der Träger mit Perforationen oder Ventilen zur Entfernung der Luft aus dem Träger versehen wird, sind bereits beschrieben worden. US 3,481,101 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Skin-Verpackungen mittels eines Trägers aus einem undurchlässigen Material, der mit Öffnungen versehen ist. Nach diesem Verfahren wird eine erwärmte thermoplastische Folie über das Produkt und den Träger drapiert, sobald das zu verpackende Produkt auf den über einer Entlüftungsplatte angeordneten Träger gelegt wird und die Unterseite des Trägers zum luftdichten Anschweißen der Folie auf den Träger mit Unterdruck beaufschlagt wird. Die nach diesem Verfahren hergestellte Packung enthält kein vollständiges Vakuum. Insbesondere wird die Folie nur teilweise in die Schale gezogen und bildet keine Haut auf dem Produkt, wenn der Träger die Form einer Schale mit einer Bodenwand und sich nach oben erstreckenden Seitenwänden hat. Ebenso beschreibt EP-A-320,294 ein Skin-Verpackungsverfahren, wobei eine mit einem Produkt beladene Schale, die in der Seitenwand mit einem Ventil versehen ist, auf eine Vakuumplatte gelegt wird; ein Überschuss an der thermoplastischen Folie wird von einem Rahmen über der Schale gehalten und solange erwärmt, bis sie auf das Produkt absinkt; dann wird von unterhalb der Schale ein Vakuum angewendet, um die Folie der Produktoberfläche anzupassen und sie über und um den Schalenrand herum zu ziehen; der Folienüberschuss wird dann abgeschnitten.
Daher besteht nach wie vor ein Bedürfnis nach einer Vakuum-Skin-Packung, bei deren Herstellung keine zu verwerfenden Reste entstehen. Ferner besteht ein Bedürfnis nach einer Vakuum-Skin-Packung, die nach einem Verfahren herstellbar ist, das die Entfernung der Luft aus dem Trägerinneren selbst dann zulässt, nachdem die Folie den Träger kontaktiert hat, um die Gefahr verbleibender Lufteinschlüsse in der Packung zu reduzieren.
Entsprechend besteht eine erste Aufgabe der vorliegende Erfindung darin, eine Vakuum-Skin-Packung bereitzustellen, die nach einem Verfahren herstellbar ist, bei dem die Luft, selbst nachdem die Folie die Trägeroberfläche kontaktiert hat, weiterhin aus dem Trägerinneren entfernt werden kann. Eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vakuum-Skin-Packung bereitzustellen, bei der zur Herstellung der Packung kein Folienüberschuss erforderlich ist.
Beschreibung der Erfindung
Die Erfindung betrifft Vakuum-Skin-Packungen gemäß den Schutzansprüchen 1 bis 5. Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Schutzansprüchen. Eine erste erfindungsgemäße Vakuum-Skin-Packung ist durch ein Vakuum-Skin-Verpackungsverfahren herstellbar, umfassend die nachfolgenden Schritte:

– Bereitstellen einer mit einem Produkt beladenen Schale, umfassend eine Bodenwand sowie eine am Umfang angeordnete, sich von der Bodenwand aufwärts erstreckende Seitenwand, die in einem nach außen hervorstehenden Rand endet und mindestens ein Loch umfasst;
– Anordnen der mit dem Produkt beladenen Schale in einer Vakuumkammer;
– Positionieren einer Folie oberhalb der beladenen Schale;
– Entfernung der Luft aus dem Bereich oberhalb der Folie, um diese zur Erwärmung der Folie mit einer Heizplatte in Kontakt zu bringen;
– Entfernung der Luft aus dem Inneren der Schale durch das mindestens eine Loch und wahlweise aus dem Bereich unterhalb der Folie;
– Einführen von Luft von oberhalb der Folie, wobei diese in Kontakt mit dem Produkt gedrückt wird, und Anschweißen der Folie an die innere Oberfläche der Schale, wobei das mindestens eine Loch in der Seitenwand geschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie durch Unterdruck mit der Heizplatte in Kontakt gehalten wird, während die Entfernung der Luft aus dem Inneren der Schale beginnt.

In dem Verfahren wird das zu verpackende Produkt auf ein mit einer Bodenwand, einer sich am Umfang von der Bodenwand nach oben erstreckenden und in einem nach außen herausragenden horizontalen Rand endenden Seitenwand versehenen Schale gelegt. In der Seitenwand der Schale ist mindestens ein Loch angeordnet.
Unter ”Seitenwand” ist vorliegend sowohl eine einzige sich umlaufend um die Bodenwand erstreckende kontinuierliche Wand wie z. B. bei einer runden oder elliptischen Schale, sowie eine Mehrzahl über Ecken miteinander verbundener, abgewinkelter oder abgerundeter Wände, z. B. bei polygonalen Schalen, zu verstehen. Die eine oder mehreren Wände sind mit der Bodenwand verbunden und erstrecken sich von dieser nach oben, wobei sie das Innere der Schale abgrenzen. Ein im Wesentlichen horizontaler kontinuierlicher Rand ist mit der Seitenwand verbunden.
Die Schale umfasst eine innere und eine äußere Oberfläche, wobei unter ”Innere Oberfläche” die Oberfläche zu verstehen ist, die das Produkt kontaktieren soll; die innere Oberfläche umfasst dabei auch die obere Oberfläche des Schalenrandes. Unter ”äußere Oberfläche” ist die Außenfläche der Schale, also diejenige, die das Produkt nicht kontaktieren soll, zu verstehen; diese umfasst auch die untere Oberfläche des Schalenrandes.
Die Schale wird üblicherweise durch Thermoformen, entweder als Teil des Vakuum-Skin-Verpackungsverfahrens oder in einem gesonderten Vorgang, hergestellt. Das mindestens eine Loch kann in der Seitenwand der Schale entweder durch Thermoformen der Schale oder in einem darauf folgenden Schritt hergestellt werden.
Das Produkt ist typischerweise, aber nicht unbedingt, ein Nahrungsmittel. Das Produkt kann derart auf die Schale gelegt werden, dass es ganz unterhalb des Schalenrandes liegt, oder auch derart, dass es etwas über den Schalenrand hinausragt.
Ist das Produkt einmal in der Schale angeordnet, wird die mit Produkt beladene Schale in eine Vakuumkammer gelegt. Die Vakuumkammer umfasst einen unteren Hohlraum zur Aufnahme der Schale sowie eine obere Heizplatte. Am Rande entweder der Heizplatte oder des unteren Hohlraums, oder an beiden Stellen, ist eine Dichtung angeordnet, um einen luftdichten Verschluss der Kammer zu erzeugen. Sowohl die obere Heizplatte als auch der untere Hohlraum sind mit Schlitzen zum Entlüften und Belüften bei geschlossener Heizplatte und Hohlraum versehen. Die obere Heizplatte kann in Form einer Kuppel oder auch flach sein.
Liegt die beladene Schale einmal im unteren Hohlraum der Vakuumkammer, wird ein Abschnitt der Folien über dem Produkt und der Schale positioniert. Sobald die Vakuumkammer geschossen ist, zieht Unterdruck von oben die Folie in Kontakt mit der Heizplatte. Während die Folie auf eine vorgegebene Temperatur erwärmt wird, wird auch unterhalb der Schale Unterdruck angewendet, so dass der Raum unterhalb der Folie sowie das Innere der Schale entlüftet werden. Typischerweise wird die Folie auf eine Temperatur von etwa 140°C bis etwa 200°C erwärmt. Sobald der Unterdruck im unteren Hohlraum einen bestimmten Wert erreicht hat, bzw. nach Ablauf einer bestimmten Zeit, wird die Luft von oben eingeführt, wodurch die Folie von der Heizplatte gelöst und der Form des Produktes angepasst wird. In dieser Phase kann durch ein oder mehrere in der Seitenwand der Schale angeordnete Löcher noch Luft entfernt werden. Die Entfernung der noch im Inneren der Schale eingeschlossenen Luft wird durch die Abwärtsbewegung der Folie unterstützt, die von der oberhalb der Heizplatte eingeführten Luft nach unten gedrückt wird. Durch eine vollständige Belüftung von oben wird die erwärmte Folie gegen die innere Oberfläche der Schale gedrückt und um das Produkt herum an diese angeschweißt. Nach dem Abschluss des Anschweißens der Folie an die innere Oberfläche der Schale, wodurch das Loch oder die Löcher in der Seitenwand der Schale geschlossen werden, wird die Vakuumkammer geöffnet, um die Packung zu entfernen, wodurch die Vakuumkammer für einen neuen Zyklus bereitsteht. Typischerweise wird vor der Öffnung der Vakuumkammer auch in den unteren Hohlraum wieder Luft eingeführt.
Die Folie kann von der Heizplatte oberhalb des Schalenrands und ohne Kontakt mit dem Schalenrand festgehalten werden. Luft wird dann nicht nur durch das mindestens eine Loch in der Seitenwand der Schale, sondern auch durch den Spalt zwischen der durch die Saugkraft mit der Heizplatte in Kontakt gehaltenen Folie und dem Schalenrand entfernt. Die Luft kann immer noch durch das mindestens eine Loch entfernt werden, wenn der Spalt zwischen der Folie und dem Schalenrand nicht mehr vorhanden ist, d. h. wenn die Luft von oberhalb der Folie in die Vakuumkammer eingeführt wird, ist es daher möglich, die am Ende des Vakuum-Skin-Verpackungsverfahrens im Inneren der Verpackung eingeschlossene Luftmenge zu reduzieren.
Vorzugsweise wird die Folie mit dem Schalenrand dadurch in luftdichten Kontakt gebracht, dass die obere Heizplatte und der untere Hohlraum geschlossen werden. Unterdruck von oben zieht die Folie in Kontakt mit der Heizplatte, und während die Folie erwärmt wird, wird auch unterhalb der Schale Unterdruck angewendet, so dass die im Inneren der Schale von der Folie eingeschlossene Luft durch das in der Seitenwand der Schale angeordnete mindestens eine Loch entfernt wird.
Die Folie kann in Form einer von einer Rolle abgezogenen kontinuierlichen Bahn vorliegen. Ein Schneidevorgang ist erforderlich, um die Folie auf die Schalengröße zuzuschneiden, wobei unter ”Schalengröße” eine Fläche zu verstehen ist, die etwas kleiner, etwas größer oder gleich der vom Schalenrand umfassten Fläche ist. Unter ”etwas” ist im vorliegenden Sinne zu verstehen, dass die Größe der einmal auf die Schale geschweißten Folie in einem Umfang von bis zu 10 mm, vorzugsweise bis zu 5 mm, besonders bevorzugt bis zu 3 mm von der Schalengröße unterscheiden kann. Das Zuschneiden der Folie kann entweder innerhalb der Vakuumkammer im Vakuumverpackungszyklus oder außerhalb der Vakuumkammer vor oder nach dem Vakuum-Skin-Verpackungszyklus erfolgen. In beiden Fällen wird die Folie nicht an die äußere Oberfläche, sondern nur an die obere Oberfläche des Randes sowie den Teil der inneren Oberfläche der Schale geschweißt, die nicht vom Produkt abgedeckt wird.
Der Einsatz der mit mindestens einem Loch versehenen Schale ermöglicht es, die Zeitpunkte der verschiedenen Schritte des Vakuum-Skin-Verpackungsverfahrens zu verändern, wodurch die Gesamtdauer des Zyklus verkürzt wird. Tatsächlich wird dadurch ermöglicht, dass die Einführung von Luft von oberhalb der Folie bereits vor der Schaffung eines vollständigen Vakuums im Inneren der Schale beginnt. Aus dem Inneren der Schale kann noch Luft entfernt werden, während sich die Folie der Produktform anpasst, wobei die Abwärtsbewegung der Folie außerdem zur Entfernung der Restluft aus der Schale durch das mindestens eine Loch beiträgt.
In einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vakuum-Skin-Packung kann deren Herstellung in einem Verfahren erfolgen, bei dem die mit dem Produkt beladene Schale in den unteren Hohlraum der Vakuumkammer gelegt wird, nachdem das Produkt in eine Schale geladen worden ist, die mindestens ein Loch in der Seitenwand umfasst. Dann wird ein diskretes Folienstück in der Schalengröße oberhalb der mit dem Produkt beladenen Schale positioniert und durch das Schließen der oberen Heizplatte und des unteren Hohlraums mit dem Schalenrand in luftdichten Kontakt gebracht. Während die Folie auf eine geeignete Formungstemperatur erwärmt wird, wird auch unterhalb der Schale Unterdruck angewendet, so dass das Innere der Schale entlüftet wird. Sobald der Unterdruck im unteren Hohlraum einen bestimmten Wert erreicht hat, bzw. nach Ablauf einer bestimmten Zeit, wird Luft von oben eingeführt, wodurch die Folie von der Heizplatte gelöst wird und sich der Form des Produktes anpasst. Durch eine vollständige Belüftung von oben wird die erwärmte Folie gegen die innere Oberfläche der Schale gedrückt und um das Produkt herum an diese angeschweißt. Dann wird Luft in die Vakuumkammer hineingelassen, die anschließend zur Freigabe der Packung geöffnet wird. Also umfasst die Herstellung der Vakuum-Skin-Packung gemäß dieser zweiten Ausführungsform:

– Bereitstellen einer mit einem Produkt beladenen Schale, umfassend eine Bodenwand sowie eine umlaufende, sich von der Bodenwand aufwärts erstreckende Seitenwand, die in einem nach außen hervorstehenden Rand endet und mindestens ein Loch umfasst;
– Anordnen der mit dem Produkt beladenen Schale in einer Vakuumkammer;
– Positionieren eines diskreten Folienstücks in der Größe der Schale oberhalb der beladenen Schale, wobei die Folie und der Schalenrand in luftdichten Kontakt gebracht werden;
– Entfernen der Luft aus dem Bereich oberhalb der Folie, um diese zur Erwärmung der Folie mit einer Heizplatte in Kontakt zu bringen, während damit begonnen wird, Luft aus dem Inneren der Schale durch das mindestens eine Loch zu entfernen;
– Einführen von Luft von oberhalb der Folie, um die Folie mit dem Produkt in Kontakt zu drücken, und Anschweißen der Folie an die innere Oberfläche der Schale, wobei das mindestens eine Loch in der Seitenwand geschlossen wird.

Vorzugsweise wird die Folie mit der Heizplatte durch den Unterdruck in Kontakt gehalten, während sie oberhalb der mit Produkt beladenen Schale gehalten wird und ein luftdichter Kontakt zwischen Folie und Schalenrand gebildet wird. Der luftdichte Kontakt wird durch das Schließen der Heizplatte und des unteren Hohlraums hergestellt.
Indem die Folie als diskretes Stück in einer mit der Schale übereinstimmenden Größe vorgesehen wird, entstehen zum Abschluss des Verpackungszyklus keine Folienabfälle. Beispielsweise können die diskreten Folienstücke auf die gewünschte Länge aus kontinuierlichen Bahnen mit der gleichen Breite wie die Schale herausgeschnitten werden oder als Stapel oder Pakete diskreter Folienstücke der entsprechenden Größe bereitgestellt werden. Zur Maximierung der Ausnutzung der Folie sind auch andere Anordnungen denkbar. Also ermöglicht das erfindungsgemäße Vakuum-Skin-Verpackungsverfahren eine deutliche Verminderung der Folienabfälle. Außerdem wird durch das Verpackungsverfahren überhaupt kein Abfall aus irgendeinem Material erzeugt, wenn diskrete Schalen anstatt von während des Verfahrens aus einer kontinuierlichen Bahn gebildete Schalen in dem Verfahren verwendet werden.
In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vakuum-Skin-Packung erfolgt deren Herstellung in einem Verfahren, bei dem die Folie oberhalb des Produktes und der Schale positioniert wird, nachdem das Produkt in der Schale angeordnet worden ist. Die Folie wird dann an dem Schalenrand an mindestens einer Stelle befestigt. Die Folie kann durch Heißsiegeln, Schweißen, Kleben, Nähen oder nach einem beliebigen geeigneten bekannten Verfahren befestigt werden. Vorzugsweise wird die Folie an dem Schalenrand durch Heißsiegeln befestigt. Vorzugsweise wird die Folie an dem Schalenrand an mehr als einer Stelle befestigt, und zwar typischerweise an mindestens zwei diametral entgegengesetzten Stellen am Schalenrand. Insbesondere wird die Folie auf den Schalenrand an mindestens vier Stellen befestigt. Die vier Stellen sind gleichmäßig um den Schalenrand, bei einer polygonalen Schale vorzugsweise nahe den Eckbereichen, verteilt.
Alternativ kann die Folie am gesamten Schalenrand befestigt werden. Vorzugsweise wird die Folie am gesamten Schalenrand durch Heißsiegeln befestigt. Das Heißsiegeln kann mit beliebigen herkömmlichen Mitteln entweder als Teil des anschließenden Vakuum-Skin-Verfahrens oder als gesonderter Vorgang erfolgen.
Die Folie kann von einer Rolle in Form einer kontinuierlichen Bahn zugeführt werden, vorzugsweise aber kann sie in Form eines diskreten Stücks in einer mit der Schalengröße übereinstimmenden Größe bereitgestellt werden. Im ersten Fall wird bevorzugt, die Schale von der kontinuierlichen Folienbahn zu trennen, sobald die Folie an der Schale befestigt ist und bevor die Anordnung aus Schale, Produkt und Folie in die Vakuumkammer eingeführt wird. Im zweiten Fall kann das diskrete Stück von einer kontinuierlichen Bahn gleich vor dem Verschließen oder alternativ in einem vorausgehenden gesonderten Schritt abgeschnitten werden.
Ist die Folie einmal an dem Rand der Schale befestigt worden, wird die beladene Schale in die Vakuumkammer eingeschoben. Dann werden die obere Heizplatte und der untere Hohlraum geschlossen und die Folie mit dem Schalenrand in luftdichten Kontakt gebracht, wenn die Folie nur an diskreten Stellen an dem Schalenrand befestigt ist. Der Verpackungszyklus folgt dann den oben beschriebenen Schritten. Die Folie wird vom Unterdruck von oben in Kontakt mit der Heizplatte gezogen. Während die Folie auf eine zum Formen geeignete Temperatur erwärmt wird, wird das Innere der Schale durch das mindestens eine Loch in der Seitenwand der Schale entlüftet. Dann wird die erwärmte Folie durch die von oben in die Vakuumkammer eingeführte Luft von der oberen Heizplatte gelöst; sie fällt dann auf das Produkt und wird an die nicht vom Produkt abgedeckte innere Oberfläche der Schale geschweißt. Nach dem Abschluss des Anschweißens der Folie an die innere Oberfläche der Schale, wodurch die Löcher in der Seitenwand der Schale geschlossen werden, wird auch der untere Hohlraum belüftet. Die Vakuumkammer wird dann geöffnet, um die Packung zu entnehmen, wodurch die Vakuumkammer für einen neuen Zyklus bereitsteht.
Also umfasst die Herstellung der Vakuum-Skin-Packung in dieser dritten Ausführungsform:

– Bereitstellen einer mit einem Produkt beladenen Schale, umfassend eine Bodenwand sowie eine am Umfang angeordnete, sich von der Bodenwand aufwärts erstreckende Seitenwand, die in einem nach außen hervorstehenden Rand endet und mindestens ein Loch umfasst;
– Positionieren einer Folie oberhalb der beladenen Schale;
– Befestigen der Folie am Schalenrand an mindestens einer Stelle;
– Anordnen der mit dem Produkt beladenen Schale in einer Vakuumkammer;
– Herstellen eines luftdichten Kontaktes zwischen Folie und Schalenrand;
– Entfernen der Luft aus dem Bereich oberhalb der Folie, um diese zur Erwärmung der Folie mit einer Heizplatte in Kontakt zu bringen, während das Innere der Schale durch das mindestens eine Loch entlüftet wird;
– Einführen von Luft von oberhalb der Folie, sodass die Folie mit dem Produkt in Kontakt gedrückt wird, und Anschweißen der Folie an die innere Oberfläche der Schale, wobei das mindestens eine Loch in der Seitenwand geschlossen wird.

Obwohl die verschiedenen Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Vakuum-Skin-Packung unter Bezugnahme auf die Herstellung einer Packung pro Zyklus beschrieben wurden, ist das Verfahren hierauf nicht beschränkt; dem Fachmann ist klar, dass das Verfahren gleichermaßen auf eine höhere Anzahl von Packungen pro Zyklus Anwendung findet.
Die erfindungsgemäße Vakuum-Skin-Packung umfasst eine Schale, umfassend eine Bodenwand sowie eine am Umfang angeordnete, sich von der Bodenwand erstreckende Seitenwand, die in einem nach außen hervorstehenden Rand endet und mindestens ein Loch umfasst. Die Schale kann in der Seitenwand Löcher in einer beliebigen Anzahl umfassen. Die Schale kann 1 Loch, 2 Löcher, 3 Löcher, 4 Löcher, 5 Löcher, 6 Löcher, 8 Löcher, 10 Löcher, 12 Löcher, 15 Löscher, 16 Löcher, 18 Löcher, 20 Löcher oder mehr umfassen. In der Praxis wird in den meisten Anwendungen der Einsatz von Schalen mit 2, 3, 4, 6, 8, 10 oder 12 Löchern bevorzugt.
Der Durchmesser der Löcher beträgt mindestens 0,5 mm, 0,65 mm, 0,75 mm, 0, 85 mm, 1 mm, 1,2 mm, 1,4 mm, 1,5 mm, 1,75 mm, 2,0 mm, 2,25 mm, 2,5 mm, 2,75 mm, 3,0 mm. Vorzugsweise beträgt der Durchmesser der Löcher mindestens 0,75 mm, 0,85 mm, 1 mm, 1,1 mm, 1,2 mm, 1,3 mm, 1,4 mm, 1,5 mm, 1,75 mm, 2,0 mm, 2,25 mm, 2,5 mm, 2,75 mm, 3,0 mm. Typischerweise beträgt der Durchmesser nicht mehr als 15 mm, 12 mm, 10 mm, 9 mm, 8 mm, 7,5 mm. Obwohl Löcher mit einem Durchmesser von weniger 0,75 mm Verwendung finden können, wird die vorteilhafte Wirkung der Löcher im erfindungsgemäßen Verpackungsverfahren infolge des Druckverlustes durch die kleineren Löcher im Entlüftungsschritt des Verpackungszyklus eingeschränkt.
Ohne an eine bestimmte Theorie gebunden zu sein, wird vermutet, dass die Wirkung der Löcher auf das Vakuum-Skin-Verpackungsverfahren mit der Gesamtanzahl der Löcher und deren Größe korreliert. Vorzugsweise sind Anzahl und Größe des mindestens einen Lochs derart, dass nA ≥ mm², nA ≥ 5 mm², insbesondere nA ≥ 6 mm², besonders bevorzugt nA ≥ 7 mm², wobei n die Anzahl der Löcher und A die Lochfläche darstellen.
Falls n = 1, dann weist das Loch einen Durchmesser von mindestens 2,25 mm, mindestens 2,52 mm, vorzugsweise mindestens 2,76 mm und besonders bevorzugt 3 mm auf.
Liegt eine größere Anzahl Löcher in der Schale vor, kann eine höhere Gesamtfläche (nA) bevorzugt werden. Wenn z. B. n = 4, kann bevorzugt sein, dass A ≥ 6/4 mm², A ≥ 7/4 mm², A ≥ 9/4 mm², oder sogar A ≥ 12.5/4 mm², was einem Lochdurchmesser von mindestens 1,38 mm, mindestens 1,5 mm, mindestens 1,69 mm oder sogar mindestens 2 mm entspricht.
Die Löcher können eine beliebige geeignete Form, z. B. kreisförmig, quadratisch, hexagonal oder elliptisch, aufweisen. Typischerweise weisen die Löcher dieselbe Größe und Form auf, dies muss aber nicht unbedingt der Fall sein. Im Falle einer nicht kreisförmigen Form gilt für die Zwecke der oben beschriebenen Beziehung der Durchmesser als Durchmesser des Kreises mit derselben Fläche. Der Begriff ”Loch” kann auch das Konzept von Ausschnitten oder kreuz-, V- oder U-förmigen Schlitzen umfassen, die unter dem Zug des Unterdrucks eine Öffnung bilden, die die Entlüftung der Schale ermöglicht, wobei die Fläche der Öffnung dem vorgenannten Verhältnis entspricht.
Zur Minderung der Gefahr der Verschüttung flüssiger Produkte und/oder der Verstopfung der Löcher können die Löcher in Randnähe im oberen Bereich der Seitenwand positioniert sein. Die Löcher können vorzugsweise in der oberen Seitenwandhälfte, insbesondere im oberen Drittel der Seitenwand, besonders bevorzugt im oberen Viertel der Seitenwand positioniert sein.
Die Löcher können an einer beliebigen Stelle in der Seitenwand liegen, obwohl es bevorzugt ist, dass die Löcher gleichmäßig über die Seitenwandfläche verteilt werden, wenn mehr als ein Loch vorliegt.
Weist die Schale eine polygonale Form, z. B. quadratisch, rechteckig, hexagonal, oktagonal, usw. auf, wird das mindestens eine Loch vorzugsweise in den Ecken der Seitenwand positioniert. Man hat festgestellt, dass in einem Vakuum-Skin-Verpackungsverfahren die Folie die Schalenoberfläche später in den Eckbereichen als in den anderen Bereichen der Seitenwand kontaktiert. Also werden in den Eckbereichen angeordnete Löcher zu einem späteren Zeitpunkt im erfindungsgemäßen Verfahren geschlossen, wodurch mehr Luft aus dem Inneren der Schale entfernt werden kann. Außerdem sind die Eckbereiche die Bereiche, in denen es häufig zur Bildung isolierter Lufteinschlüsse durch den Kontakt des Produktes mit den Seiten der Schalenwand kommt. Durch Positionieren der Löcher in den Eckbereichen kann die Gefahr verbleibender Lufteinschlüsse in der fertigen Packung also reduziert werden.
Die Schale kann mit einem oder mehreren horizontalen Absätzen im oberen Teil der Seitenwand versehen werden, wo die Löcher zweckmäßig angeordnet werden können. Der mindestens eine Absatz ist im oberen Viertel des Seitenwandbereichs in einem Abstand vom horizontalen Schalenrand angeordnet. Typischerweise befindet sich die mindestens ein Absatz in einem Abstand von mindestens 3, 5, 8 oder sogar 10 mm vom Schalenrand. Vorzugsweise befindet sich der mindestens eine Absatz in einem Abstand von 5 bis 10 mm unterhalb des horizontalen Schalenrandes.
Der Absatz kann ununterbrochen sein und sich über den ganzen Umfang der Seitenwand erstrecken, oder eine Reihe diskreter Absätze umfassen. Man hat festgestellt, dass die horizontale Positionierung der Löcher in dem Absatz auch bewirkt, dass die Schließung der Löcher durch die Folie im Verpackungsverfahren aufgeschoben wird.
Diese und weitere Konstruktionsmerkmale können kombiniert werden, um erfindungsgemäße Schalen mit maßgeschneiderten Eigenschaften bereitzustellen. Weitere Konstruktionsmerkmale der Schale sind z. B. der Krümmungswinkel der Schalenecke, die Tiefe des Absatzes, dessen Design usw.
Nicht einschränkende Beispiele geeigneter Kombinationen der Merkmale einer erfindungsgemäßen Schale sind z. B.: Löcher in den Ecken der Seitenwand der Schale in der oberen Hälfte der Seitenwand; Löcher in den Ecken der Seitenwand der Schale im oberen Drittel der Seitenwand; Löcher, die der Beziehung nA ≥ 4 mm², nA ≥ 5 mm², nA ≥ 6 mm², nA ≥ 7 mm², nA ≥ 9 mm² genügen; Löcher, die der Beziehung nA ≥ 4 mm², nA ≥ 5 mm², nA ≥ 6 mm², nA ≥ 7 mm² genügen und in den Ecken der Seitenwand der Schale positioniert sind; Löcher, die der Beziehung nA ≥ 4 mm², nA ≥ 5 mm², nA ≥ 6 mm², nA ≥ 7 mm² genügen und in den Ecken der Seitenwand der Schale in der oberen Hälfte der Seitenwand positioniert sind; Löcher in einem oder mehreren horizontalen Absätzen in den Ecken der Seitenwand der Schale; Löcher in einem oder mehreren horizontalen Absätzen in der Seitenwand der Schale; Löcher, die der Beziehung nA ≥ 4 mm², nA ≥ 5 mm², nA ≥ 6 mm², nA ≥ 7 mm² genügen und in einem oder mehreren horizontalen Absätzen in den Ecken der Seitenwand der Schale positioniert sind; Löcher, die der Beziehung nA ≥ 4 mm², nA ≥ 5 mm², nA ≥ 6 mm², nA ≥ 7 mm² genügen und in einem oder mehreren horizontalen Absätzen in den Ecken der Seitenwand der Schale positioniert sind; vier Löcher in den Ecken der Seitenwand einer rechteckigen Schale; vier Löcher in den Ecken der Seitenwand einer quadratischen Schale; vier Löcher in den Ecken der Seitenwand einer rechteckigen Schale, die der Beziehung A ≥ 6/4 mm², A ≥ 7/4 mm², A ≥ 9/4 mm², A ≥ 12,5/4 mm² genügen; vier Löcher in den Ecken der Seitenwand einer rechteckigen Schale in der oberen Hälfte der Seitenwand; vier Löcher, die der Beziehung A ≥ 6/4 mm², A ≥ 7/4 mm², A ≥ 9/4 mm², A ≥ 12,5/4 mm² genügen und in einem oder mehreren horizontalen Absätzen in den Ecken der Seitenwand der Schale positioniert sind; acht Löcher in den Ecken der Seitenwand einer rechteckigen Schale; acht Löcher, die der Beziehung A ≥ 6/8 mm², A ≥ 7/8 mm², A ≥ 9/8 mm², A ≥ 12,5/8 mm² genügen und in einem oder mehreren horizontalen Absätzen in den Ecken der Seitenwand der Schale positioniert sind.
Die Schalen bestehen aus ein- oder mehrschichtigen thermoplastischen Stoffen. Vorzugsweise ist die Schale mit Gasbarriereeigenschaften versehen. Im vorliegenden Sinne bezieht sich dieser Begriff auf eine Folie oder Materialbahn mit einer Sauerstoffdurchlässigkeit von weniger als 200 cm³/m²-Tag-bar, weniger als 150 cm³/m²-Tag-bar, weniger als 100 cm³/m²-Tag-bar, bestimmt nach ASTM D-3985 bei 23° C und 0% relativer Luftfeuchtigkeit.
Geeignete Materialien für einschichtige thermoplastische Schalen mit Gasbarriereeigenschaften sind insbesondere Polyester, Polyamide und dergleichen.
Vorzugsweise besteht die Schale aus einem mehrschichten Material, umfassend mindestens eine Gasbarriereschicht und mindestens eine heißsiegelbare Schicht, um das Anschweißen der Skinfolie an die Schalenoberfläche zu ermöglichen. Gasbarrierepolymere, die in der Gasbarriereschicht eingesetzt werden können, sind PVDC, EVOH, Polyamide, Polyester und deren Gemische.
PVDC ist ein beliebiges Vinylidenchlorid-Copolymer, bei dem ein größerer Teil des Copolymers Vinylidenchlorid und ein kleinerer Teil des Copolymers ein oder mehrere ungesättigte damit copolymerisierbare Monomere, typischerweise Vinylchlorid und Alkylacrylate oder -methacrylate (z. B. Methylacrylat oder -methacrylat) und deren Mischungen in verschiedenen Mischverhältnissen, umfasst. Im Allgemeinen enthält eine PVDC-Barriereschicht bekannte Weichmacher und/oder Stabilisatoren.
Im vorliegenden Sinne umfasst der Begriff EVOH verseifte oder hydrolysierte Ethylen-Vinylacetat-Copolymere und bezieht sich auf Ethylen-/Vinylalkoholcopolymere, vorzugsweise mit einem Ethylen-Comonomergehalt zwischen etwa 28 und etwa 48 Mol.%, insbesondere etwa 32 bis etwa 44 Mol.% Ethylen, und besonders bevorzugt einem Verseifungsgrad von mindestens 85, vorzugsweise mindestens 90%.
Der Begriff Polyamide soll sich auf Homo- und Co- oder Ter-Polyamide beziehen. Der Begriff umfasst ausdrücklich aliphatische Polyamide oder Copolyamide, z. B. Polyamid 6, Polyamid 11, Polyamid 12, Polyamid 66, Polyamid 69, Polyamid 610, Polyamid 612, Copolyamid 6/9, Copolyamid 6/10, Copolyamid 6/12, Copolyamid 6/66, Copolyamid 6/69, aromatische und teilaromatische Polyamide oder Copolyamide wie z. B. Polyamid 6I, Polyamid 6I/6T, Polyamid MXD6, Polyamid MXD6/MXDI und deren Mischungen.
Der Begriff Polyester bezieht sich auf Polymere, die durch die Polykondensationsreaktion von Dicarbonsäure mit Dihydroxyalkoholen hergestellt werden. Geeignete Dicarbonsäuren sind z. B. Terephthalsäure, Isophthalsäure, 2,6-Naphthalendicarbonsäure und dergleichen. Geeignete Dihydroxyalkohle sind z. B. Ethyleneglykol, Diethylenglykol, 1,4-Butandiol, 1,4-Cyclohexandimethanol und dergleichen. Beispiele geeigneter Polyester sind insbesondere Poly(ethylenterephthalat) und Copolyester, die durch Reagieren einer oder mehrerer Dicarbonsäuren mit einem oder mehreren Dihydroxyalkoholen hergestellt werden.
Die Stärke der Gasbarriereschicht wird darauf eingestellt, dass die Schale mit einer Sauerstoffdurchlässigkeit bei 23°C und 0% relativer Luftfeuchtigkeit von weniger 50, vorzugsweise weniger 10 cm³/m²·d·atm versehen wird.
Generell ist die heißsiegelbare Schicht aus den Polyolefinen, z. B. Ethylen-Homo- oder Copolymeren, Propylen-Homo- oder Copolymeren, Ethylen-/Vinylacetat-Copolymeren, Ionomeren, und den Homo- und Copolyestern, z. B. PETG, einem glykolmodifizierten Polyethylenterephthalat, ausgewählt. Im vorliegenden Sinne ist unter ”Copolymer” ein Polymer zu verstehen, das aus einer oder mehreren Arten von Monomeren abgeleitet ist; der Begriff umfasst auch Terpolymere. Zu den Ethylen-Homopolymeren gehören insbesondere HDPE und LDPE. Zu den Ethylen-Copolymeren gehören insbesondere Ethylen-/alpha-Olefin-Copolymere und Ethylen-/ungesättigte Ester-Copolymere. Ethylen-/apha-Olefin-Copolymere umfassen generell Copolymere aus Ethylen und einem oder mehreren Comonomeren aus der Gruppe der Alpha-Olefine mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen, z. B. 1-Buten, 1-Penten, 1-Hexen, 1-Octen, 4-Methyl-1-penten und dergleichen.
Ethylen-/apha-Olefin-Copolymere weisen generell eine Dichte im Bereich von etwa 0,86 bis etwa 0,94 g/cm3 auf. Der Begriff lineares Polyethylen geringer Dichte (LLDPE) wird generell derart verstanden, dass er die Gruppe von Ethylen-/alpha-Olefin-Copolymeren umfasst, die Dichten im Bereich von etwa 0,915 bis etwa 0,94 g/cm³ und insbesondere etwa 0,915 bis etwa 0,925 g/cm³ aufweisen. Manchmal wird lineares Polyethylen im Dichtebereich von etwa 0,926 bis etwa 0,94 g/cm³ als lineares Polyethylen mittlerer Dichte (LMDPE) bezeichnet. Ethylen-/alpha-Olefin-Copolymere mit geringerer Dichte können als Polyethylen sehr geringer Dichte (VLDPE) und Polyethylen ultra-geringer Dichte (ULDPE) bezeichnet werden. Ethylen-/alpha-Olefin-Copolymere können nach heterogenen oder homogenen Polymerisationsverfahren hergestellt werden.
Ein weiteres geeignetes Ethylen-Copolymer ist ein Ethylen-/ungesättigter Ester-Copolymer, das das Copolymer aus Ethylen und einem oder mehreren ungesättigten Estermonomeren ist. Geeignete ungesättigte Ester sind insbesondere Vinylester der aliphatischen Carbonsäuren, wobei die Ester 4 bis 12 Kohlenstoffatomen aufweisen, z. B. Vinylacetat und Alkylester aus Acryl- oder Methacrylsäure, wobei die Ester 4 bis 12 Kohlenstoffatome aufweisen.
Ionomere sind Copolymere eines Ethylens und einer ungesättigten Monocarbonsäure, wobei die Carbonsäure durch ein Metall-Ion wie z. B. Zink oder vorzugsweise Natrium neutralisiert worden ist.
Geeignete Propylen-Copolymere sind insbesondere Propylen-/Ethylen-Copolymere, die Copolymere aus Propylen und Ethylen sind, die in Gewichtsprozent einen überwiegenden Gehalt an Propylen aufweisen, sowie Propylen-/Ethylen-/Buten-Terpolymere, die Copolymere aus Propylen, Ethylen und 1-Buten sind.
Weitere Schichten, z. B. Klebeschichten zur besseren Verklebung der Gasbarriereschicht mit den angrenzenden Schichten können im Gasbarrierematerial der Schale enthalten sein, und liegen vorzugsweise insbesondere in Abhängigkeit von den für die Gasbarriereschicht eingesetzten konkreten Harzen vor.
Im Falle einer mehrschichtigen Struktur kann ein Teil davon aufgeschäumt und ein Teil davon gegossen sein. Beispielsweise kann das zum Formen der Schale verwendete mehrschichte Material (von der äußersten Schicht bis zur innersten Nahrungsmittelkontaktschicht) eine oder mehrere strukturelle Schichten, typischerweise aus einem Material wie z. B. aufgeschäumtem Polystyrol, aufgeschäumtem Polyester oder aufgeschäumtem Polypropylen, oder eine gegossene Folie aus z. B. Polypropylen, Polystyrol, Poly(vinylchlorid), Polyester oder Karton; eine Gasbarriereschicht und eine heißsiegelbare Schicht umfassen. Eine leicht zu öffnende zerbrechliche Schicht kann an die heißsiegelbare Schicht grenzen, um das Öffnen der fertigen Verpackung zu erleichtern. Polymermischungen mit niedriger Kohäsionsfestigkeit, die als zerbrechliche Schichten verwendet werden können, sind z. B. diejenigen, die in WO99/54398 beschrieben werden. Die Gesamtstärke der Schale beträgt typischerweise bis zu 10 mm, vorzugsweise zwischen 0,2 und 8 mm, insbesondere zwischen 0,2 und 7 mm.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Vakuum-Skin-Packung, umfassend eine Schale, auf die ein Produkt geladen wird, die mit mindestens einem Loch in der Seitenwand der Schale versehen ist, und eine über das Produkt drapierte und auf die nicht vom Produkt abgedeckte innere Oberfläche der Schale geschweißte Folie. Die Folie bildet eine Haut über dem Produkt und der inneren Oberfläche der Schale. Da ein vollständiges Vakuum im Packungsinneren entsteht, wird die Folie auf die gesamte, nicht vom Produkt belegte innere Oberfläche der Schale geschweißt. Die Folie wird nur auf die innere Oberfläche der Schale geschweißt. Die Folie wird wirksam auf die innere Oberfläche der Schale geschweißt, so dass keine Luft durch die Löcher in der Seitenwand der Schale in die Packung eindringen kann. Die Löcher werden tatsächlich von der Folie geschlossen. Die Folie ist keinem Teil der Außenfläche der Schale angepasst oder aufgeschweißt.
Zur Erleichterung des Öffnens der Packung kann entweder die Schale oder die Folie mit einer zerbrechlichen, leicht zu öffnenden Schicht versehen sein. Alternativ kann die heißsiegelbare Oberfläche entweder der Schale oder der Folie aus einer bekannten, geeigneten abziehbaren Zusammensetzung bestehen.
Die Packung kann nach einem der oben beschriebenen Vakuum-Skin-Verpackungsverfahren hergestellt werden.
Typischerweise ist die Folie ein flexibles, mehrschichtiges Material, umfassend mindestens eine erste äußere heißsiegelbare Schicht, die auf die innere Oberfläche der Schale geschweißt werden kann, ggf. eine Gasbarriereschicht und eine zweite äußere, hitzebeständige Schicht. Die in dem mehrschichtigen Material eingesetzten Polymere sollten leicht verformbar sein, da die Folie durch den Kontakt mit der Heizplatte gestreckt und weich gemacht werden muss, bevor sie auf das Produkt und die Schale herab drapiert wird. Die Folie muss sich auch über das Produkt drapieren und sich dessen Form und der inneren Form der Schale anpassen.
Die äußere heißsiegelbare Schicht kann ein beliebiges Polymer umfassen, dass auf die innere Oberfläche der Schale geschweißt werden kann. Für die heißsiegelbare Schicht geeignete Polymere sind insbesondere Ethylen-Homo- oder -Copolymere, wie z. B. LDPE, Ethylen-/alpha-Olefin-Copolymere, Ethylen-/Acrylsäurecopolymere, Ethylen-/Methacrylsäurecopolymere, oder Ethylen-/Vinylacetatcopolymere, Ionomere, Copolyester, z. B. PETG. Bevorzugte Materialien für die heißsiegelbare Schicht sind LDPE, Ethylen-/alpha-Olefin-Copolymere, z. B. LLDPE, Ionomere, Ethylen-/Vinylacetat-Copolymere und deren Mischungen.
Je nach dem zu verpackenden Produkt kann die Folie eine Gasbarriereschicht umfassen. Die Gasbarriereschicht umfasst typischerweise sauerstoffundurchlässige Harze wie z. B. PVDC, EVOH, Polyamide und Mischungen aus EVOH und Polyamiden. Die Dicke der Gasbarriereschicht wird typischerweise darauf eingestellt, dass der Schale eine Sauerstoffdurchlässigkeit bei 23°C und 0% relativer Luftfeuchtigkeit von weniger 10, vorzugsweise weniger 5 cm³/m²·d·atm verliehen wird.
Häufig in der äußeren hitzebeständigen Schicht eingesetzte Polymere sind z. B. Ethylen-Homo- oder -Copolymere, Polymere aus Ethylen und zyklischem Olefin wie z. B. Ethylen-/Norbornen-Copolymere, Propylen-Homo- oder -Copolymere, Ionomere, Polyester, Polyamide.
Die Folie kann auch weitere Schichten wie z. B. Klebeschichten, Füllschichten und dergleichen umfassen, um der Folie die erforderliche Dicke zu verleihen und deren mechanische Eigenschaften, z. B. Durchstoßfestigkeit, Widerstandsfähigkeit, Verformbarkeit und dergleichen zu verbessern.
Die Folie wird in einem beliebigen geeigneten Coextrusionsverfahren, entweder durch ein flaches oder rundes Extrusionswerkzeug, vorzugsweise durch Gießfoliencoextrusion oder Heißblasen, hergestellt. Vorzugsweise ist die Folie zum Einsatz in einem Vakuum-Skin-Verpackungsverfahren im Wesentlichen nicht-orientiert. Typischerweise ist die Folie, oder nur eine oder mehrere der Schichten davon, vernetzt, um z. B. die Festigkeit der Folie und/oder die Hitzebeständigkeit zu verbessern, wenn die Folie im Verfahren zum Vakuum-Skin-Verpacken die Heizplatte kontaktiert. Die Vernetzung kann mit chemischen Zusatzstoffen oder durch energetische Bestrahlung, z. B. energiereiche Elektronenbestrahlung, der Folienschichten erfolgen, um die Moleküle des bestrahlten Materials miteinander zu vernetzen.
Für diese Anwendung geeignete Folien weisen eine Dicke von 50 bis 200 μm, 70 bis 150 μm auf. Zum Einsatz in einem Vakuum-Skin-Verpackungsverfahren geeignete Folien werden z. B. von Cryovac^® unter den Marken TS201^®, TH300^®, VST^TM0250, VST^TM0280 vertrieben.
Nun wird die Erfindung beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 eine Perspektivansicht einer Schale der erfindungsgemäßen Vakuum-Skin-Packung ist;
2 den Querschnitt einer Packung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
1 zeigt eine erfindungsgemäße rechteckige Schale. Die Schale 10 umfasst eine Bodenwand 2 und eine sich nach oben von der Bodenwand erstreckende Seitenwand 3. Die Seitenwand 3 bildet den Umfang der Schale. Die Seitenwand endet in einem ununterbrochenen Rand 4, der sich von der Seitenwand nach außen erstreckt. Die Seitenwand umfasst vier gewinkelte Ecken 6. In jeder Ecke ist ein Absatz 7 nahe dem oberen Ende der Seitenwand, aber in einigem Abstand unterhalb des Schalenrandes angeordnet. In der Ausführungsform der 1 sind in der Schale 10 vier Löcher 8 vorgesehen. In jedem Absatz 7 ist ein Loch angeordnet. Die Lage dieser Löcher ist derart gewählt, dass sie an der Seitenwand der Schale hoch genug liegen, um die Gefahr der Verstopfung der Löcher während des Beladens mit dem Produkt oder dessen Bewegungen während der Bearbeitung der mit dem Produkt beladenen Schale zu reduzieren. Die Positionierung der Löcher in den zurückspringenden Absätzen 7 in den Eckbereichen der Seitenwand erleichtert den Entlüftungsschritt, da die Folie später an diese Bereiche der Schale geklebt wird, wodurch mehr Luft aus dem Inneren der Schale entfernt werden kann.
Die 2 zeigt den Querschnitt einer erfindungsgemäßen Vakuum-Skin-Packung 20. Sobald das Vakuumverpackungsverfahren abgeschlossen ist, bildet die Folie 40 eine eng anliegende Haut auf dem Produkt und ist auf die nicht vom Produkt abgedeckte innere Oberfläche der Schale geschweißt, wodurch die Löcher der Seitenwand der Schale verschlossen werden.
Die Packung 20 umfasst eine rechteckige Schale 10, ein in der Schale angeordnetes Produkt 30 und eine auf dem Produkt liegende, auf die Seitenwand 3 und den Absatz 4 der Schale in einer Skin-Verpackungsanordnung geschweißte Skin-Folie 40. Die Folie 40 liegt eng an der ganzen inneren Oberfläche der Schale an und verschließt die Löcher 8 in den zurückspringenden Teilen 7 der Seitenwand 3. Der 2 ist zu entnehmen, dass die Folie 40 auf den Schalenrand geschweißt ist, sich aber nicht über den Rand hinaus erstreckt. Die Folie wird an keiner Stelle auf die Außenfläche der Schale geschweißt.
Die Siegelung zwischen der inneren Oberfläche der Schale und der heißsiegelbaren Schicht der Folie ist derart, dass keine Luft durch die Löcher in der Schale in die Packung eindringt. Eine derartige luftdichte Siegelung wird durch die entsprechende Wahl der die heißsiegelbaren Schichten der Folie und der Schale bildenden Polymere erreicht. Beispielsweise können starke Siegelungen in einer Vakuum-Skin-Packung zwischen einer ersten LDPE- oder LLDPE-Schicht und einer zweiten Ethylen-/Vinylacetat-Copolymerschicht erreicht werden. Im Vergleich mit Vakuum-Skin-Packungen des Standes der Technik ist die Haltbarkeit von in der erfindungsgemäßen Verpackung gelagerten Produkten genauso gut. Die nachfolgenden Ausführungen fassen das Obige noch einmal knapp zusammen. Die Erfindung betrifft eine Vakuum-Skin-Packung. Die erfindungsgemäße Vakuum-Skin-Packung ist durch ein Verfahren herstellbar, welches umfasst: Bereitstellen eines mit einem Produkt beladenen Trägers, umfassend eine Bodenwand sowie eine sich von der Bodenwand aufwärts erstreckende Seitenwand, die in einem nach außen hervorstehenden horizontalen Rand endet und mindestens ein Loch umfasst; Anordnen der mit dem Produkt beladenen Schale in einer Vakuumkammer; Positionieren einer Folie oberhalb des beladenen Trägers; Herstellen eines luftdichten Kontaktes zwischen Folie und Schalenrand; Entfernung der Luft aus dem Bereich oberhalb der Folie, um diese zur Beheizung der Folie mit einer Heizplatte in Kontakt zu bringen; Entfernung der Luft aus dem Inneren der Schale durch das mindestens eine Loch; Einführen von Luft von oberhalb der Folie, um diese auf das Produkt zu drücken und Anschweißen der Folie an die innere Oberfläche der Schale zum Verschließen des mindestens einen Lochs in der Seitenwand, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie mit der Heizplatte in Kontakt gehalten wird, während die Entfernung der Luft aus dem Inneren der Schale beginnt. Vorzugsweise ist die oberhalb der beladenen Schale positionierte Folie ein diskretes Folienstück in der Größe der Schale, wodurch die während eines Vakuum-Skin-Verpackungsverfahrens verworfene Menge an Folie reduziert wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

FR 1258357 [0002]
FR 1286018 [0002]
AU 3491504 [0002]
US 30009 [0002]
US 3574642 [0002]
US 3681092 [0002]
US 3713849 [0002]
US 4055672 [0002]
US 5346735 [0002]
US 3481101 [0006]
EP 320294 A [0006]
WO 99/54398 [0057]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

ASTM D-3985 [0043]

Claims

Vakuum-Skin-Packung, umfassend: – eine Schale, umfassend eine Bodenwand sowie eine umlaufende, sich von der Bodenwand nach oben erstreckende Seitenwand, die in einem nach außen hervorstehenden Rand endet, wobei die Schale mit mindestens einem Loch im Seitenwandbereich der Schale versehen ist; – ein auf die Schale geladenes Produkt und – eine über das Produkt drapierte Folie, wobei die Schale eine innere Oberfläche, die die obere Oberfläche des Schalenrandes beinhaltet, und eine äußere Oberfläche aufweist, die die Außenfläche der Schale ist, die nicht in Kontakt mit dem Produkt ist und die untere Oberfläche des Schalenrandes beinhaltet, wobei die Folie die Größe der Schale aufweist, wobei die Folie an die obere Oberfläche des Randes und an den Teil der inneren Oberfläche der Schale geschweißt ist, der nicht vom Produkt abgedeckt wird, und das oder die Löcher schließt, und wobei die Folie nicht an die äußere Oberfläche der Schale geschweißt ist.
Vakuum-Skin-Packung, umfassend: – eine Schale, umfassend eine Bodenwand sowie eine umlaufende, sich von der Bodenwand nach oben erstreckende Seitenwand, die in einem nach außen hervorstehenden Rand endet, wobei die Schale mit mindestens einem Loch im Seitenwandbereich der Schale versehen ist; – ein auf die Schale geladenes Produkt und – eine über das Produkt drapierte Folie, wobei die Schale 2 oder mehr Löcher umfasst, wobei der Durchmesser der Löcher mindestens 0,5 mm beträgt und die Größe des oder der Löcher derart ist, dass nA > 4 mm2, bevorzugt nA > 6 mm2, besonders bevorzugt nA > 7 mm2, wobei „n” die Anzahl der Löcher und „A” die Lochfläche darstellen, wobei die Löcher nahe dem Rand in der oberen Fläche der Seitenwand, bevorzugt in der oberen Hälfte der Seitenwand, besonders bevorzugt im oberen Drittel der Seitenwand, und weiter besonders bevorzugt im oberen Viertel der Seitenwand positioniert sind, und wobei die Folie auf die gesamte nicht vom Produkt abgedeckte innere Oberfläche der Schale geschweißt ist und alle Löcher schließt.
Vakuum-Skin-Packung, umfassend: – eine Schale, umfassend eine Bodenwand sowie eine umlaufende, sich von der Bodenwand nach oben erstreckende Seitenwand, die in einem nach außen hervorstehenden Rand endet, wobei die Schale mit einer Mehrzahl an Löchern in der Seitenwand der Schale versehen ist; – ein auf die Schale geladenes Produkt und – eine über das Produkt drapierte Folie, wobei die Schale eine rechteckige Form aufweist, wobei die Schale horizontale diskrete Absätze im oberen Teil der Seitenwand aufweist, wo die Löcher angeordnet sind, wobei es sich bei den Löchern um vier Löcher handelt, die dem Verhältnis A > 6/4 mm2 entsprechen, wobei jedes Loch jeweils in einem horizontalen Absatz in der Ecke der Seitenwand der Schale angeordnet ist; und wobei die Folie auf die ganze nicht vom Produkt abgedeckte innere Oberfläche der Schale geschweißt ist und alle Löcher schließt.
Vakuum-Skin-Packung, umfassend: – eine Schale, umfassend eine Bodenwand sowie eine umlaufende, sich von der Bodenwand nach oben erstreckende Seitenwand, die in einem nach außen hervorstehenden Rand endet, wobei die Schale mit mindestens einem Loch im Seitenwandbereich der Schale versehen ist; – ein auf die Schale geladenes Produkt und – eine über das Produkt drapierte Folie, wobei die Schale aus ein- oder mehrschichtigen thermoplastischen Materialien besteht, wobei die Schale mit Gasbarriereeigenschaften versehen ist, wobei die Folie ein flexibles, mehrschichtiges Material ist, umfassend mindestens eine erste äußere heißsiegelbare Schicht, die auf die innere Oberfläche der Schale geschweißt werden kann, eine Gasbarriereschicht und eine zweite äußere, hitzebeständige Schicht, und wobei die Folie eine Stärke im Intervall von 50 bis 200 μm aufweist, bevorzugt 70 bis 150 μm, und auf die nicht vom Produkt abgedeckte innere Oberfläche der Schale geschweißt ist und alle Löcher schließt.
Vakuum-Skin-Packung, umfassend: – eine Schale, umfassend eine Bodenwand sowie eine umlaufende, sich von der Bodenwand nach oben erstreckende Seitenwand, die in einem nach außen hervorstehenden Rand endet, wobei die Schale mit mindestens einem Loch im Seitenwandbereich der Schale versehen ist; – ein auf die Schale geladenes Produkt und – eine über das Produkt drapierte und auf eine nicht vom Produkt abgedeckte innere Oberfläche der Schale geschweißte Folie, wobei: – die Folie eine Haut über dem Produkt und der inneren Oberfläche der Schale bildet, – die Folie auf die gesamte nicht vom Produkt belegte innere Oberfläche der Schale geschweißt ist und das mindestens eine Loch derart schließt, dass keine Luft durch das Loch in der Seitenwand der Schale in die Packung eindringen kann, und – die Folie ein flexibles, mehrschichtiges Material ist, umfassend mindestens eine erste äußere heißsiegelbare Schicht, die auf die innere Oberfläche der Schale geschweißt werden kann, und wahlweise eine Gasbarriereschicht und eine zweite äußere, hitzebeständige Schicht.
Vakuum-Skin-Packung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei: – die Folie eine Haut über dem Produkt und der inneren Oberfläche der Schale bildet, – die Folie auf die gesamte nicht vom Produkt belegte innere Oberfläche der Schale geschweißt ist und das mindestens eine Loch derart schließt, dass keine Luft durch das Loch in der Seitenwand der Schale in die Packung eindringen kann, und – die Folie ein flexibles, mehrschichtiges Material ist, umfassend mindestens eine erste äußere heißsiegelbare Schicht, die auf die innere Oberfläche der Schale geschweißt werden kann, und wahlweise eine Gasbarriereschicht und eine zweite äußere, hitzebeständige Schicht.
Vakuum-Skin-Packung nach Anspruch 5 oder nach Anspruch 6, wobei die äußere heißsiegelbare Schicht ein Polymer umfasst, das auf die innere Oberfläche der Schale geschweißt werden kann.
Vakuum-Skin-Packung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 7, wobei die innere Oberfläche der Schale die obere Oberfläche des Schalenrandes umfasst, und wobei die Schale eine äußere Oberfläche aufweist, die die Außenfläche der Schale ist, die nicht in Kontakt mit dem Produkt ist und die untere Oberfläche des Schalenrandes beinhaltet.
Vakuum-Skin-Packung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Folie die Größe der Schale aufweist und nicht an die äußere Oberfläche, sondern nur an die obere Oberfläche des Randes und an den Teil der inneren Oberfläche der Schale geschweißt ist, die nicht vom Produkt abgedeckt wird.
Vakuum-Skin-Packung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 oder 4 bis 9, wobei die Schale 2 oder mehr Löcher umfasst.
Vakuum-Skin-Packung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Durchmesser der Löcher mindestens 0,5 mm beträgt.
Vakuum-Skin-Packung nach einem der Ansprüche 1 oder 4 bis 11, wobei die Anzahl und die Größe der Löcher derart sind, dass nA > 4 mm2, bevorzugt nA > 6 mm2, besonders bevorzugt nA > 7 mm2, wobei „n” die Anzahl der Löcher und „A” die Lochfläche darstellen.
Vakuum-Skin-Packung nach einem der vorhergehenden drei Ansprüche, wobei die Löcher nahe dem Rand in der oberen Fläche der Seitenwand, bevorzugt in der oberen Seitenwandhälfte, besonders bevorzugt im oberen Drittel der Seitenwand, weiter besonders bevorzugt im oberen Viertel der Seitenwand positioniert sind.
Vakuum-Skin-Packung nach einem der Ansprüche 1, 2 und 4 bis 13, wobei die Schale eine polygonale Form aufweist, z. B. quadratisch, rechteckig, hexagonal, oktogonal, und dergleichen, und wobei das oder die Löcher in den Ecken der Seitenwand positioniert sind.
Vakuum-Skin-Packung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schale einen oder mehrere horizontale Absätze im oberen Teil der Seitenwand aufweist, wo sich das oder die Löcher befinden.
Vakuum-Skin-Packung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei sich der oder die Absätze im oberen Viertel der Seitenwandfläche befinden, in einem Abstand von 5 mm bis 10 mm unterhalb des horizontalen Schalenrandes.
Vakuum-Skin-Packung nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei der Absatz eine Mehrzahl diskreter Absätze umfasst, und wobei wo das oder die Löcher in einem oder mehreren horizontalen Absätzen positioniert sind, die sich in den Ecken der Seitenwand der Schale befinden.
Vakuum-Skin-Packung nach dem vorhergehenden Anspruch, umfassend vier Löcher, die dem Verhältnis A > 6/4 mm2 entsprechen, wobei jedes Loch jeweils in einem horizontalen Absatz in der Ecke der Seitenwand der Schale positioniert ist.
Vakuum-Skin-Packung nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 und 5 bis 18, wobei die Schale aus ein- oder mehrschichtigen thermoplastischen Materialien besteht, und wobei die Schale mit Gasbarriereeigenschaften versehen ist.
Vakuum-Skin-Packung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schale ferner aus einem einschichten thermoplastischen Gasbarrierematerial besteht, das eins aus der Gruppe von: Polyester, Polyamide und dergleichen umfasst.
Vakuum-Skin-Packung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei die Schale aus einem mehrschichtigen Material besteht, umfassend mindestens eine Gasbarriereschicht und mindestens eine heißsiegelbare Schicht, um das Anschweißen der Folie an die Oberfläche der Schale zu erlauben, wobei die für die Gasbarriereschicht eingesetzten Polymere eins aus der Gruppe: PVDC, EVOH, Polyamide, Polyester und deren Mischungen umfassen, und die heißversiegelbare Schicht eins, ausgewählt aus den Polyolefinen, z. B. Ethylen-Homo- oder Copolymere, Propylen-Homo- oder Copolymere, Ethylen-/Vinylacetat-Copolymere, Ionomere, und die Homo- und Copolyester, z. B. PETG, einem glykolmodifizierten Polyethylenterephthalat, umfasst.
Vakuum-Skin-Packung nach einem der Ansprüche 5 bis 21, wobei: – die äußere heißsiegelbare Schicht ein Polymer ausgewählt aus der Gruppe: Ethylen-Homo- oder Copolymere, wie z. B. LDPE, Ethylen-/Alfa-Olefin-Copolymere, Ethylen-/Acrylsäurecopolymere, Ethylen-/Methacrylsäurecopolymere, oder Ethylen-/Vinylacetatcopolymere, Ionomere, Copolyester, z. B. PETG umfasst, wobei die Materialien für die heißsiegelbare Schicht vorzugsweise LDPE, Ethylen-/Alfa-Olefin-Copolymere, z. B. LLDPE, Ionomere, Ethylen-/Vinylacetat-Copolymere und deren Mischungen sind, – die Gasbarriereschicht, falls vorhanden, sauerstoffundurchlässige Harze aus der Gruppe: PVDC, EVOH, Polyamide, Polyester und Mischungen aus EVOH und Polyamiden umfasst.
Vakuum-Skin-Packung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Folie im Wesentlichen keine Orientierung aufweist.
Vakuum-Skin-Packung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Folie oder eine oder mehrere Schichten davon quervernetzt ist.
Vakuum-Skin-Packung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Folie eine Stärke von 70 bis 150 μm aufweist.
Vakuum-Skin-Packung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Skin-Folie über das Produkt drapiert und auf die Seitenwand und den Rand der Schale geschweißt wird, wobei die Folie sich der gesamten inneren Oberfläche der Schale eng anpasst und die Löcher in der Seitenwand derart hermetisch versiegelt, dass durch die Löcher in der Schale keine Luft in die Packung eindringt.