SE514083C2 - Sätt att framställa förpackningsbehållare med låg bakteriebelastning - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 (fl -..x JB.. 0283 klimatförhållanden och utvecklingsläge ej kan säkerställa att förpackningarna hanteras och förvaras i kyla. Den steriliserande behandlingen av såväl förpackningsbehållarna som fyllgodset komplicerar och fördyrar emellertid tillverkningen och eftersom det i praktiken visat sig att man i många länder endast utnyttjar en bråkdel av den maximala hàllbarhetstiden har det framkommit ett behov av en förpackning som ur hàllbarhetssynpunkt är ett mellanting mellan den ursprungliga, icke sterila förpackningstypen för pastöriserat fyllgods och den aseptiska förpackningen med extremt lång hållbarhet. Denna kompromiss, som möjliggör en något längre hållbarhetstid än icke aseptiska förpackningar men samtidigt kan framställas med betydligt mindre tekniskt uppbåd och till avsevärt lägre kostnad, gär vanligen under benämningen "extended shelf life" (ESL). En dylik förpackning utsättes för en begränsad, bakteriereducerande behandling och fylles med fyllgods som ej är sterilt, men hanterats under sådana säkerhetsbestämmelser att bakteriebelastningen är synnerligen låg. Härvid kan man uppnå en hållbarhetstid på 4-6 veckor (beroende på produkt), under förutsättning att förpackningsbehållaren hanteras i kylt tillstånd.

Vid hittills känd framställning av förpackningsbehållare av denna ESL-typ sker en bakteriereducerande behandling av förpackningsbehållaren utan att den sterilitetsgrad uppnås som är fallet vid s.k. aseptiska förpackningsbehållare. Vid behandling av t.ex. en förpackningsmaterialbana blir det härvid möjligt att dels genomföra en snabbare behandling, dels reducera insatsen när det Lex. gäller koncentration av det använda steriliseringsmedlet (väteperoxid) eller tiden för strålningsbehandlingen vid strålningssterilisering jämfört med vad som krävs för framställning av en aseptisk förpackning av ovannämnd typ. Vid bakteriereducerande behandling av redan delvis färdigformade förpackningsbehållare, t.ex. den typ av förpackningsbehållare som beskrives i europeiskt patent EP 217.282 har det emellertid i praktiken visat sig krävas en relativt lång tid alternativt steriliseringsmedel med hög koncentration för att säkerställa en tillfredsställande avdödning. Utformningen av t.ex. förpackningsbehållarens botten med ett flertal delvis överlappande, vikta väggdelar ger ojämna, komplicerade former och skrymslen intill viknings- och förseglingsområden som är svåra att sterilisera med önskat resultatet. Det visar sig alltså härvid att den vinst som teoretiskt skulle kunna uppnås genom att sänka kraven från den nivå som krävs för framställning av aseptiska förpackningsbehållare till den nivå som är nödvändig för framställning av förpackningsbehållare av typen “extended shelf life" inte är möjlig att uppnå i praktiken. Härigenom uteblir också de fördelar som ställts i utsikt, eftersom t.ex. ett mera högkoncentrerat kemiskt steriliseringsmedel också blir svårare att avlägsna och därmed kräver högre temperaturer och/eller längre tid för att säkerställa låga restmängder, vilket är ofördelaktigt även ur energi- och ekonomisk synpunkt. Eftersom samtliga dessa nackdelar sammanhänger med förekomsten av skrymslen och varandra överlappande materialområden, särskilt vid .I l 10 15 20 25 30 35 CIO o bi 3 förpackningsbehållarens bottenområde, synes det som om de eftersträvade fördelarna skulle kunna uppnås om blott förpackningskonstruktionen göres sådan, att förpackningsbehållarens botten blir mera plan och fri från skymda delar samt företrädesvis även framställes på sådant sätt att bakteriebelastningen redan fràn början blir jämförelsevis ringa.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att ombesörja ett sätt att framställa en förpackningsbehållare med låg bakteriebelastning, vilket sätt gör det möjligt att förenkla och påskynda den bakteriereducerande behandlingen av förpackningsbehållaren.

Ett ytterligare ändamål med föreliggande uppfinning är att ombesörja ett sätt att framställa en förpackningsbehållare med låg bakteriebelastning, vilket sätt ombesörjer en förpackningsbehållare med sådan konstruktion och form att den bakteriereducerande behandlingen kan göras både enklare och snabbare än vad som hittills varit fallet.

Ett ytterligare ändamål med föreliggande uppfinning är att ombesörja ett sätt att framställa en förpackningsbehållare, varvid framställningssättet anpassats och optlmerats för att förenkla efterföljande, bakteriereducerande behandling av förpackningsbehållarens insida.

Ett ytterligare ändamål med föreliggande uppfinning är slutligen att ombesörja ett sätt att framställa en förpackningsbehållare med låg bakteriebelastning, vilket sätt förenklar och förbilligar framställningen av den färdiga förpackningsbehållaren och undanröjer de nackdelar, som tidigare kända metoder varit behäftade med.

En föredragen utföringsform av sättet enligt uppfinningen kommer nu att beskrivas närmare under särskild hänvisning till bifogade schematiska ritning, vilken blott visar de för förståelse av uppfinningen oundgängliga detaljerna.

Fig. 1 A-I visar stegvis framställningen av en förpackningsbehållare med låg bakteriebelastning i enlighet med sättet enligt uppfinningen.

Fig. 2 visar i perspektiv en förpackningsbehållare framställd i enlighet med sättet enligt uppfinningen.

Fig. 1 visar hur ett förpackningsbehållarämne 1 stegvis förflyttas mellan olika bearbetningsstationer och successivt omformas till en med fyllgods fylld och försluten förpackningsbehållare med förlängd hållbarhet (”extended shelf life").

Förpackningsbehållarämnet 1 är av den typ som t.ex. användes för framställning av förpackningsbehållare som saluföres under varumärket Tetra Top®. En dylik förpackningsbehållare såväl som sättet för dess framställning och en maskin för genomförande av sättet visas i europeiskt patent EP 93849, till vilket hänvisas för referens. Denna typ av förpackningsbehållare är liksom många andra förpackningsbehållare för t.ex. mjölk eller juice tillverkade av ett laminerat förpackningsmaterial, vilket innefattar ett centralt bärarskikt av t.ex. fibröst material 10 15 20 25 30 35 514 083 " 4 såsom papper eller liknande, samt på ömse sidor om detta applicerade skikt av tunt, vätsketätt plastmaterial, t.ex. en termoplast sàsom polyeten. Förpackningsmaterialet kan även innefatta ytterligare skikt, t.ex. skikt av gastätt material sàsom aluminiumfolie eller någon typ av barriärplast. Det i figur 1 visade förpackningsbehàllarämnet 1 är tillverkat av denna eller liknande typ av material, vilket från en tidigare, icke visad banform skurits till lämpliga dimensioner. Ämnet innefattar ett mönster av biglinjer 2, vilka underlättar vikning av ämnet 1 till formen av ett rör med rektangulärt eller kvadratiskt tvärsnitt (fig. 2 B). Härvid förseglas ämnet till sig självt genom värmeförsegling, vilket är möjligt tack vare materialets utvändiga skikt av termoplast.

Vid åtminstone en av det rörformiga förpackningsbehållarämnets 1 änddelar (den övre änden, fig. 1 B) uppvisar ämnet ytterligare, snett över ämnet sig sträckande biglinjer 2, vilka utnyttjas för att avgränsa ett antal ändflikar, vilka efter fyllning av förpackningsbehållaren utnyttjas för att genom vikning och värmeförsegling forma en tät ändgavel, vilken alltså bildar den färdiga förpackningsbehållarens botten.

Förpackningsbehållarämnet 1 förses enligt uppfinningen med en topp genom sprutgjutning av ett termoplastiskt material, vilket sker med hjälp av yttre och inre formdelar 3, 4 (fig. 1 C). Närmare bestämt placeras det rörformiga ämnet på den inre formdelen 4, vilken har formen av en dorn vars ände är profilerad på lämpligt sätt för att bilda en del av en sprutform. Det på den inre formdelen 4 eller dornen placerade ämnet föres därefter med sin ena ände (sedermera övre ände) in i den yttre formdelen 3 (som om så kräves kan vara tvådelad) till dess att dennas övre kant tätande ansluter mot ämnets utsida. Formdelen 3 har en profilerad bottenyta, vilken bildar formens andra halva. De båda formdelarna 3, 4 omsluter således tätande det rörformiga förpackningsbehàllarämnets 1 toppände, och via en kanal 5 i den ena formdelen 3 insprutas därefter termoplastiskt material med en temperatur av ca. 220°C i den sålunda bildade formen. Materialet uppfyller hàlrummet mellan de båda formdelarna och tränger även ut till och omsluter det rörformiga förpackningsbehållarämnets 1 toppkanter, så att en vätsketät och varaktig försegling bildas mellan den genom sprutgjutningen formade ändgaveln 6 och förpacknlngsbehällarämnet. Formdelarnas 3, 4 profilering kan härvid vara sådan att deti ändgaveln 6 (fig. 2) skapas en lämplig öppningsanordning 7, vilken t.ex. kan vara bildad genom förträngningar i formdelarna 3, 4 vilka tillsammans bildar ett försvagat, ringformigt rivområde. Ändgaveln kan även omfatta delar av det rörformiga ämnets laminerade material, t.ex. invikta kantpartier som omsluter en öppningsbar, formsprutad del. Öppningsanordningen 7 kan eventuellt även vara försedd med någon form av utvändigt handtag eller utskjutande gripdel. Det är emellertid enligt uppfinningen väsentligt att ändgavelns 6 inre yta, d.v.s. den sedermera i kontakt med fyllgodset kommande ytan är förhållandevis plan och fri från fördjupningar eller oregelbundenheter, vilka kan försvåra efterföljande, bakteriereducerande behandling. 10 15 20 25 30 35 514 Osššš När det rörfomlga förpackningsbehàllarämnet 1 genom sprutgjutnlng försetts med ändgaveln 6 förflyttas det fràn den i fig. 1 C visade formsprutningsstationen in i ett slutet utrymme eller kammare 7, vilken omsluter ett antal i följd efter formsprutningsstationen belägna bearbetningsstationer för ämnet. Kammaren 7 kan på känt sätt vara en helt sluten eller med kontrollerat utsläpp försedd kammare, vilken kontinuerligt matas med sterilluft under övertryck (ev. uppvärmd) för att säkerställa att bakteriehalten i kammaren är låg. Såsom framgår av fig. 1 innehåller kammaren 7 vid den föredragna utföringsform av sättet enligt uppfinningen som visas i figurerna fem bearbetningsstationer. Den första av dessa är en station i vilken förpackningsbehållarämnet 1 utsättes för en bakterlereducerande behandling genom att ett steriliserande kemiskt ämne i gas- eller ångform tillföres , förpackningsbehållarämnets insida. Företrädesvis utnyttjas härvid väteperoxid med en koncentration av 0,5-1%, vilken efter uppvärmning till en temperatur av ca. 200°C tillföres förpackningsbehàllarämnet, vars insida härvid uppvärmes till en temperatur av ca. 110°C. Förpackningsbehållarämnets 1 insida kommer härvid att beläggas med ett tunt skikt av steriliseringsmedel. Förpackningsbehállarämnet förflyttas därefter till efterföljande station (fig. 1 E) i vilken ämnets insida utsättes för en strålningssteriliserlng, vilket företrädesvis sker med hjälp av UV-ljus från en helt eller delvis ner i förpackningsbehàllarämnet 1 sig sträckande lampa 8 för UV-ljus. Lampan kan eventuellt vara placerad ovanför förpackningsbehållarämnet och därvid utnyttja en reflektor 9 för att tillse att ljusstrålarna nàr alla invändiga delar av förpackningsbehàllarämnet 1. Eftersom den bakterlereducerande behandlingen i stationerna D och E sker omedelbart efter sprutgjutningen av förpackningsbehållarämnets 1 ändgavel 6 (inom loppet av några få sekunder) kommer ändgaveln 6 att då den lämnar stationen E för strålningssteriliserlng fortfarande har en plasttemperatur av mellan 80° och 100°C. Frånvaron av skrymslen och veck vid ändgavelns 6 insida säkerställer vidare att såväl det kemiska steriliseringsmedlet som strålningen når och tillátes verka på alla delar av förpackningsbehàllarämnets 1 insida.

Eventuellt kan givetvis enbart kemisk- eller enbart strålningssteriliserlng utnyttjas, vilket dock torde kräva viss modifiering av koncentrationer, temperaturer eller steriliseringstider.

Sedan den egentliga bakterlereducerande behandlingen avslutats förflyttas förpackningsbehållarämnet till en efterföljande station (fig. 1F) i vilken steril (filtrerad) varmluft med en temperatur av ca. 60°C via ett luftrör 10 blåses ned i förpackningen för att renspola densamma från rester av steriliseringsmedel. Efter lämplig behandlingstid förflyttas förpackningsbehàllarämnet 1 till efterföljande station (fig. 1 G) i vilken ett fyllrör 11 tillför önskat fyllgods, t.ex. mjölk, till förpackningen. Så snart önskad volym fyllgods fyllts i förpackningen förflyttas denna ytterligare ett steg (fig. 1 H), i vilken station förpackningen förslutes vätsketätt vid sin uppåt vända bottenände genom att de llrl illllrlr .ll »l l.| 10 15 20 25 30 '1 ...à- .flm _^|7 ÖC-*çio medelst biglinjerna 2 avgränsade bottenvikfälten mekaniskt vikes samman och värmeförseglas till varandra. Såväl den härvid bildade bottenfenan som de av geometriska skäl uppkommande, flatlagda hörnflikarna vikes ner mot förpackningens ändgavel så att förpackningsbehållaren erhåller en huvudsakligen plan bottenyta.

Förpackningen utmatas därefter ur kammaren 7 och vändes så att den genom sprutgjutning formade ändgaveln 6 kommer uppåt och bildar förpackningsbehållarens toppyta.

Sättet enligt uppfinningen har, såsom det beskrivits ovan, i praktiken visat sig göra det möjligt att framställa förpackningsbehållare med förlängd hållbarhet med hjälp av en minimal insats av bakteriereducerande typ. Användningen av sprutgjutning för att forma en ändgavel (alternativt en del av en ändgavel, t.ex. en öppningsanordning) i förpackningsbehållaren gör det möjligt att i ett moment (d.v.s. utan för bakteriehalten ogynnsam separat hantering såsom vikning, formning och försegling) utforma ändgaveln med en förhållandevis slät inre yta, vilken är fri från veck och förseglingar som verkar smutssamlande och som försvårar sterilisering, antingen denna sker med hjälp av kemiska steriliseringsmedel eller genom strålning (alternativt kombinationer därav). Det faktum att efterföljande, bakteriereducerande behandling sker omedelbart efter sprutgjutningen av ändgaveln 6 medför också att ändgaveln, som ju sprutgjutes vid en plasttemperatur av ca. 220°C och därmed i praktiken kan betraktas såsom steril, bibehåller en avsevärt förhöjd temperatur under första delen av passagen genom kammaren 7. Sannolikheten för att överlevande bakterier skall finnas är således liten, och efter den kompletterande, bakteriereducerande behandlingen med såväl kemiskt steriliseringsmedel som strålning har bakteriehalten för förpackningens inre såsom helhet reducerats till sådan nivå att kraven för en förpackningsbehållare med förlängd hållbarhet mer än väl uppfylles. Samtidigt kan detta uppnås med en förhållandevis snabb hantering och dessutom låg koncentration av kemiskt steriliseringsmedel (0,5- 1% HZOZ), vilket kan jämföras med en koncentration av ca. 3% som användes vid framställning av förpackningsbehållare med förlängd hållbarhet av s.k. gable-top typ, d.v.s. av den typ som förses med en ändgavel genom vikning och försegling av förpackningslaminatet. Detta är en stor fördel som icke blott reducerar kostnader och behandlingstiden utan även underlättar avlägsnandet av steriliseringsmedel från förpackningsbehållarens inre så att risken för restmängderi förpackningsbehållaren minimeras.

Claims (10)

10 15 20 25 30 5 'i 4 70 5 PATENTKHAV

1. Sätt att framställa en förpackningsbehàllare med låg bakteriebelastning, kännetecknat därav, att ett ark av laminerat papper/plastmaterial omformas till ett rörformigt behällarämne (1) samt förses med en ändgavel (6) genom sprutgjutning av termoplastiskt material, varefter behällarens inre utsättes för en bakteriereducerande behandling och fylles med önskat fyllgods samt förslutes.

2. Sätt enligt patentkravet 1, kännetecknat därav, att ändgaveln (6) formas genom att termoplastiskt material med en temperatur av minst 200°C införes mellan formdelar (3, 4), vilka också omsluter en del av förpackningsmaterialet.

3. Sätt enligt patentkravet 1 eller 2, kännetecknat därav, att förpackningsbehällaren (t) i samband med sprutgjutningen förses med en öppningsanordning (7), vilken är integrerad i och omfattar en del av eller hela ändgaveln (6).

4. Sätt enligt ett eller flera av föregående patentkrav, kännetecknat därav, att ändgavelns (6) mot förpackningsbehàllarens inre vända sida utformas huvudsakligen plan.

5. Sätt enligt ett eller flera av föregående patentkrav, kännetecknat därav, att förpackningsbehàllaren efter sprutgjutningen utsättes för en bakteriereducerande behandling.

6. Sätt enligt patentkravet 5, kännetecknat därav, att den bakteriereducerande behandlingen sker i följd omedelbart efter sprutgjutningen medan den sprutgjutna delen har en temperatur överstigande 100°C.

7. Sätt enligt ett eller flera av föregående patentkrav, kännetecknat därav, att den bakteriereduerande behandlingen samt efterföljande fyllnings- och förslutningssteg sker i en skyddande atmosfär. 10

8. Sätt enligt patentkravet 7, kännetecknat därav, att den bakteriereducerande behandlingen samt efterföljande fyll- och förslutningsoperationer skeri ett slutet utrymme (7).

9. Sätt enligt ett eller flera av föregående patentkrav, kännetecknat därav, att den bakteriereducerande behandlingen sker medelst ett kemiskt steriliseringsmedel, företrädesvis väteperoxid i gas- eller àngform.

10. Sätt enligt ett eller flera av patentkraven 1-9, kännetecknat därav, att den bakteriereducerande behandlingen sker med hjälp av bakteriedödande strålning, företrädesvis UV-stràlning.