DE69734328T2

DE69734328T2 - Strukturierte Metallschichtfolie und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE69734328T2
Application number: DE69734328T
Authority: DE
Inventors: Michael A. Appleton Schmelzer; Anthony Joseph Neenah Swiontek; Charles C. Milford Haberger; Kenneth A. Mason Pollart
Original assignee: Graphic Packaging International LLC
Current assignee: Graphic Packaging International LLC
Priority date: 1996-02-14
Filing date: 1997-02-04
Publication date: 2006-07-13
Anticipated expiration: 2017-02-05
Also published as: JPH09314736A; EP0790123A3; EP0790123B1; BR9700977A; EP0790123A2; JP3079164B2; DE69734328D1; AU694385B2; AU1253297A; CA2196861A1; US5800724A; CA2196861C

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Metallfolie enthaltende Laminate und auf Verfahren zur Herstellung derartiger Laminate, insbesondere auf aus Metallfolien und Substraten bestehende Laminate, die unter anderen Anwendungsbereichen auch zur Ausbildung von Lebensmittelbehältern nützlich sind, die insbesondere zur Verpackung von Lebensmitteln geeignet sind, die zur Erhitzung in einem Mikrowellenofen gedacht sind, und insbesondere auf Laminate aus gemusterter Metallfolie und Substrat und auf Verfahren zur Herstellung solcher Laminate.
Beschreibung des Standes der Technik
Die zunehmende Beliebtheit von Mikrowellenöfen zum Kochen eines ganzen oder eines Teils einer Mahlzeit hat zur Entwicklung einer großen Vielzahl von Lebensmittelprodukten geführt, die direkt in der Lebensmittelverpackung, in der sie aufbewahrt werden, in einem Mikrowellenofen gekocht werden können. Die Bequemlichkeit, die darin besteht, dass das Essen gekocht werden kann, ohne dass es aus der Verpackung genommen werden muss, trifft bei vielen Konsumenten auf Gefallen. Leider bestehen jedoch bei den aktuell verfügbaren Verpackungen für mikrowellengeeignete Lebensmittel einige beträchtliche Nachteile. Ein Hauptnachteil besteht darin, dass die von unterschiedlichen Bereichen des in der Verpackung enthaltenen Lebensmittels aufgenommene Mikrowellenenergie von der Verpackung nicht gesteuert werden kann. Ein besonderes Problem besteht darin, dass die Ränder sowie die dünneren Bereiche eines Lebensmittels austrocknen und zerkocht werden, während es sein kann, dass die mittleren oder dickeren Bereiche fast gar nicht gekocht sind. Tiefgefrorene Lebensmittelprodukte, insbesondere relativ großvolumige Lebensmittel und insbesondere Lebensmittel, die einen dicken mittleren Bereich und dünnere Endabschnitte haben, sind Beispiele für Lebensmittelprodukte, bei denen die Wahrscheinlichkeit besteht, dass sie in verfügbaren tiefgefrier- und mikrowellenofengeeigneten Verpackungen unregelmäßig gekocht werden. In gleicher Weise sind tiefgefrorene Lebensmittelprodukte, die aus vielen unterschiedlichen Lebensmitteln bestehen, von denen jede unterschiedliche Grade der Mikrowellenerhitzung benötigen, Lebensmittelprodukte, bei denen in verfügbaren tiefgefrier- und mikrowellen-geeigneten Verpackungen die Wahrscheinlichkeit besteht, dass ein Teil der Lebensmittel zerkocht wird, während ein anderer noch halb gar bleibt.
Metallfolie, wie zum Beispiel Aluminiumfolie, reflektiert im Gegensatz zu dünnen metallisierten Beschichtungen Mikrowellenenergie und lässt sie weder hindurch noch absorbiert sie sie. Daher ist Metallfolie, statt dass sie teilweise oder vollständig transparent für Mikrowellenenergie ist, undurchlässig. Diese Eigenschaft von Metallfolien und ihre Verwendung zur Abschirmung von Mikrowellenenergie ist bei der Mikrowellenlebensmittelverpackung seit langer Zeit bekannt und wird dort eingesetzt. Zum Beispiel geht aus dem US-Patent Nr. 3,615,713 und dem US-Patent Nr. 3,936,626 eine Mikrowellen-Kochvorrichtung hervor, die ein Tablett aufweist, das eine Vielzahl unterschiedlich großer Ausschnitte und mehrere einzelne Behälter aufweist, die so abgemessen sind, dass sie in den Ausschnitten des Tabletts gehalten werden können. Jeder Behälter ist so konstruiert, dass das in ihm enthaltene Lebensmittelprodukt vollständig und richtig gleichzeitig mit den Lebensmittelprodukten in den anderen Behältern gekocht wird, so dass eine vollständige Mahlzeit gleichzeitig bereitet werden kann. Die Behälter enthalten unterschiedliche Mengen Aluminiumfolie zum Steuern der Menge von Mikrowellenenergie, die die jeweiligen Lebensmittelprodukte erreicht. Zum Beispiel sind Behälter, die zum Enthalten von Lebensmittelprodukten gedacht sind, die keine oder nur eine geringe Erwärmung benötigen, wie zum Beispiel Speiseeis, aus Aluminiumfolie ausgebildet, um den Inhalt vollständig gegenüber der Mikrowellenenergie abzuschirmen. Andere Behälter sind in gleicher Weise aus einem für Mikrowellen undurchlässigen Material, wie zum Beispiel Aluminiumfolie ausgebildet, haben jedoch in ihnen gebildete Löcher oder Öffnungen, um es ausgewählten Mengen von Mikrowellenstrahlung zu erlauben, in den Behälter einzudringen und das in ihm enthaltene Lebensmittelprodukt in der vorgeschriebenen Zeit zu kochen. Die Anzahl und Größe der Löcher wird gemäß den normalen Kochanforderungen des im Behälter enthaltenen Lebensmittelprodukts bestimmt.
Aus dem US-Patent Nr. 4,351,997 geht eine Lebensmittelverpackung hervor, die ein Tablett aufweist, das eine untere Wand aufweist, die gegenüber Mikrowellenstrahlung transparent ist, sowie eine außen umlaufende Struktur, die eine umlaufende Wand und einen umlaufenden Rand beinhaltet, die sich vom oberen Ende der umlaufenden Wand aus nach außen erstreckt, wobei mindestens ein Teil der umlaufenden Struktur ein für Mikrowellen undurchlässiges Material, wie zum Beispiel Metallfolie, z.B. Aluminiumfolie, enthält. Die Folie kann vorteilhafterweise als Schicht auf das Substrat der umlaufenden Wand aufgebracht oder auf es laminiert sein. Lebensmittelverpackungen, bei denen die Metallfolie selektiv beschichtet oder gemustert ist, um ausgewählte Bereiche des Tabletts gegenüber Mikrowellenenergie abzuschirmen, tragen zu einer gleichmäßigen Mikrowellenkochung des in den Verpackungen enthaltenen Lebensmittelprodukts bei. Dasselbe vorteilhafte Ergebnis wird durch das US-Patent Nr. 5,370,883 erreicht, aus dem ein Mikrowellen-Aufwärmtablett hervorgeht, das einen Deckel aufweist, der teilweise aus einem Aluminiumfolienlaminat ausgebildet ist, um ausgewählte Teile des Tabletts abzuschirmen.
Metallfolie, die durch ein selektives Entfernen vorbestimmter Bereiche gemustert wird, wird derzeit für Mikrowellenverpackungsanwendungen durch ätzendes Entmetallisieren der Metallfolie in den vorbestimmten Bereichen hergestellt.
Zum Beispiel wird gemäß den in den US-Patenten Nr. 4,552,614 und 5,340,436 offenbarten Verfahren ein Polyesterfilm im Vakuum mit einer Aluminiumfolie metallisiert bzw. laminiert und dann mit einer gemusterten Maske aus ätzresistentem Material über die zu schützenden Bereiche der Aluminiumfolie selektiv bedruckt oder beschichtet. Danach wird das maskierte Laminat mit Ätzmittel besprüht oder durch ein Ätzbad geführt, in dem die unmaskierten Bereiche der Aluminiumfolie durch chemische Reaktion mit dem Ätzmittel selektiv entfernt werden. Das resultierende aus gemusterter Folie und Film bestehende Laminat kann ferner in herkömmlicher Weise auf ein Papier- oder Pappesubstrat laminiert werden. Der Entmetallisierungsprozess ist jedoch langsam, umständlich und kostenintensiv. Von genau so großer Bedeutung ist, dass die chemische Reaktion Wasserstoff erzeugt, das schwer handhabbar ist, und die Notwendigkeit der Aluminiumwiedergewinnung aus dem Ätzbad besteht.
Weitere Verfahren zur Herstellung gemusterter Metallfolie für Mikrowellenverpackungsanwendungen, die vorgeschlagen wurden, sind aus Gründen, die den vorgeschlagenen Verfahren eigen sind, oder, weil sie wirtschaftlich unattraktiv sind, ebenfalls nicht zufriedenstellend. Die bisher unternommenen Anstrengungen haben daher ein industriell umsetzbares und wirtschaftlich attraktives Verfahren zur Herstellung eines gemusterten Metallfolienlaminats hervorgebracht, das neben anderen Verwendungszwecken ein besonders wirksames Lebensmittelverpackungsmaterial zur selektiven Mikrowellenerhitzung einer großen Vielzahl von Lebensmittelprodukten ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein Verfahren zur Herstellung eines gemusterten Metallfolienlaminats vorzusehen, das insbesondere als eine Mikrowellenverpackung für Lebensmittel einsetzbar ist und das industriell umsetzbar und wirtschaftlich attraktiv ist.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines gemusterten Metallfolienlaminats vorzusehen, das insbesondere als elektrische Schaltungen einsetzbar ist und das industriell umsetzbar und wirtschaftlich attraktiv ist.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein solches Verfahren vorzusehen, das die Ausbildung einer großen Vielzahl regelmäßig oder unregelmäßig geformter Muster zur selektiven Steuerung der Menge von Mikrowellenenergie erlaubt, die durch das Laminat gelangt und von unterschiedlichen Lebensmitteln oder unterschiedlichen Bereichen eines Lebensmittelprodukts in der aus dem Laminat hergestellten Mikrowellenverpackung aufgenommen wird.
Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines Laminats aus einer gemusterten Metallfolie und einem Substrat vorzusehen, bei dem ein Klebstoff in einem vorbestimmten Muster, das dem gewünschten Metallfolienmuster im Laminat entspricht, zwischen die Metallfolie und das Substrat eingebracht wird.
Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines Laminats aus einer gemusterten Metallfolie und einem Substrat bereitzustellen, bei dem ein Kleber in ausgewählte Bereiche in einem vorbestimmten Muster zwischen die Metallfolie und das Substrat eingebracht wird, die Metallfolie in einem Muster geschnitten wird, das den Grenzen der mit Klebstoff versehenen Bereiche entspricht, und die unverklebten Bereiche der Metallfolie entfernt werden, um ein Laminat vorzusehen, bei dem das Metallfolienmuster dem Klebstoffaufbringungsmuster entspricht.
Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines Laminats aus einer gemusterten Metallfolie und einem Substrat vorzusehen, wobei ein Klebstoff in ausgewählten Bereichen in einem vorbestimmten Muster zwischen die Metallfolie und das Substrat eingebracht wird, und die Metallfolie mit einer Rotationsstanze in einem Muster, das den Grenzen der mit Klebstoff versehenen Bereiche entspricht, geschnitten wird, ohne dass das Substrat zu einem inakzeptablen Grad eingeschnitten oder beschädigt wird.
Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines Laminats aus einer gemusterten Metallfolie und einem Substrat vorzusehen, bei dem ein Klebstoff in ausgewählten Bereichen in einem vorbestimmten Muster zwischen die Metallfolie und das Substrat eingebracht wird und die Metallfolie mit einem Laserstrahl in einem Muster, das den Grenzen der mit Kleber versehenen Bereiche entspricht, geschnitten wird, ohne dass dabei das Substrat in inakzeptabler Weise eingeschnitten oder beschädigt wird.
Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines Behälters zur Verpackung von Lebensmitteln vorzusehen, die in einem Mikrowellenofen aufgewärmt werden sollen, wonach ein Laminat aus einer gemusterten Metallfolie und einem Substrat in einen Behälter geformt wird, wobei die Folie enthaltenden Bereiche des Laminats Abschnitte des Behälters bilden, die für Mikrowellenenergie undurchlässig sind, um ein Zerkochen der Lebensmittelprodukte in diesen Abschnitten des Behälters zu verhindern und zu einem gleichmäßigen Kochen der Lebensmittel beizutragen.
Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Laminat aus einer gemusterten Metallfolie und einem Substrat zur mikrowellengeeigneten Verpackung und für andere Anwendungen vorzusehen, wobei das Muster durch Laminieren einer Bahn einer Metallfolie auf ein Substrat, durch Einbringen eines Klebers in ausgewählten Bereichen in einem vorbestimmten Muster zwischen die Folie und das Substrat, Schneiden der Metallfolie, zum Beispiel mit einem Schneidwerkzeug, wie zum Beispiel einer Rotationsstanze oder einem Laser, in einem Muster, das den Grenzen der mit Kleber versehenen Bereiche entspricht, und Entfernen der unverklebten Bereiche der Metallfolie zum Vorsehen eines Laminats gebildet wird, bei dem das Metallfolienmuster dem Kleberaufbringungsmuster entspricht.
Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines Laminats aus einer gemusterten Metallfolie und einem Substrat vorzusehen, bei dem ein Kleber zum Bilden des Laminats zwischen die Metallfolie und das Substrat eingebracht wird und die Metallfolie mit einem Laserstrahl in einem vorbestimmten Muster bestrahlt wird, um die bestrahlte Folie zu verdampfen, ohne dass dabei das Substrat in inakzeptabler Weise beschädigt wird.
Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines Laminats aus einer gemusterten Metallfolie und einem Substrat vorzusehen, bei dem das Metallfolienmuster mehrere durch Lücken getrennte Inseln umfasst, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Einbringen eines Klebers zwischen die Metallfolie und das Substrat zur Bildung des Substrats und Bestrahlen der Metallfolie mit einem Laserstrahl in einem vorbestimmten Muster, um die bestrahlte Folie zu verdampfen, ohne dass dabei das Substrat in inakzeptabler Weise beschädigt wird.
Die vorhergehenden und andere Aufgaben werden erfindungsgemäß durch Vorsehen eines Verfahrens zum Herstellen eines Laminats aus einer gemusterten Metallfolie und einem Substrat mit den folgenden Schritten gelöst: Laminieren einer Metallfolienbahn auf ein Substrat durch Einbringen eines Klebers zwischen die Metallfolie und das Substrat in einem vorbestimmten Muster, das Bereiche, in denen Kleber vorhanden ist, und Bereiche, in denen kein Kleber vorhanden ist, definiert; Schneiden der Metallfolie in ein Muster, das den Grenzen der den Kleber enthaltenden Bereichen entspricht; und Entfernen der Bereiche von Metallfolie, die nicht mit dem Kleber auf das Substrat aufgeklebt sind. In einer Ausführungsform enthält das Verfahren den weiteren Schritt des Laminierens einer Bahn Schutzschichtmaterial, vorzugsweise Polymerfilm auf die gemusterte Metallfolienschicht des Laminats aus einer gemusterten Metallfolie und einem Substrat. Vorzugsweise wird die Metallfolie unter der Verwendung einer Rotationsstanze, wünschenswerterweise einer spanabhebend bearbeiteten Rotationsstanze, oder eines Laserstrahls geschnitten. Vorteilhafterweise ist die Metallfolie ungeglühte Aluminiumfolie, das Substrat Pappe und der Polymerfilm ein Polyesterfilm. In einer weiteren Ausführungsform sieht die vorliegend Erfindung ein Laminat aus einer gemusterten Metallfolie und einem Substrat vor, wobei das Muster dadurch gebildet wird, dass eine Metallfolienbahn auf ein Substrat durch Einbringen eines Klebers zwischen die Metallfolie und das Substrat in ausgewählten Bereichen in einem vorbestimmten Muster laminiert wird, die Metallfolienbahn in einem Muster geschnitten wird, das den Grenzen der mit Kleber versehenen Bereiche entspricht, die unverklebten Bereiche der Metallfolie entfernt werden, wodurch das Metallfolienmuster dem Kleberaufbringungsmuster entspricht, und eine Bahn Schutzschichtmaterial auf die gemusterte Metallfolienschicht laminiert wird. In noch einer weiteren Ausführungsform sieht die vorliegende Erfindung einen Behälter von Lebensmitteln, die zur Erwärmung in einem Mikrowellenofen gedacht sind, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Behälters vor, nach dem ein Laminat aus einer gemusterten Metallfolie und einem Substrat zu einem Behälter geformt wird, wobei die Folie enthaltenden Bereiche des Laminats Abschnitte des Behälters bilden, die für Mikrowellenenergie undurchlässig sind, um ein Zerkochen von Lebensmitteln in diesen Abschnitten des Behälters zu verhindern.
Die Aufgaben werden gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, dass ein Verfahren zur Herstellung eines Laminats aus einer gemusterten Metallfolie und einem Substrat vorgesehen wird, das die folgenden Schritte aufweist: Laminieren einer Metallfolienbahn auf ein Substrat durch Einbringen eines Klebers zwischen die Metallfolie und das Substrat und Bestrahlen der Metallfolie in einem vorbestimmten Muster mit einem Laserstrahl zum Verdampfen der bestrahlten Bereiche der Metallfolie. Vorteilhafterweise ist die Metallfolie eine Aluminiumfolie und das Substrat Papier oder Pappe. Je nach der gedachten Anwendung des Laminats kann das Verfahren den weiteren Schritt des Laminierens einer Bahn Schutzschichtmaterials, vorzugsweise Polyesterfilm, auf die gemusterte Metallfolienschicht des Laminats aus der gemusterten Metallfolie und dem Substrat enthalten.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Darstellung eines Laminats, das eine gemusterte Metallfolie aufweist, das gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist.
2 ist eine schematische Darstellung eines ersten Verfahrens zur Herstellung von Laminaten mit gemusterten Metallfolien gemäß der vorliegenden Erfindung.
3 ist eine schematische Darstellung eines zweiten Verfahrens zur Herstellung eines Laminats mit gemusterter Metallfolie gemäß der vorliegenden Erfindung.
4 ist eine schematische Darstellung eines Laminats, das eine gemusterte Metallfolie enthält, die gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist.
5 ist eine Draufsicht auf einen Rohling für einen Behälter zur Verpackung von Lebensmitteln, die in einem Mikrowellenofen erhitzt werden sollen, die eine veranschaulichende Ausführungsform einer gemusterten Mikrowellenverpackung gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist.
6 ist eine Draufsicht auf einen weiteren Rohling für einen Behälter zur Verpackung von Lebensmitteln, die in einem Mikrowellenofen erhitzt werden sollen, die eine zweite veranschaulichende Ausführungsform einer gemusterten Mikrowellenverpackung gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist.
7 ist eine Draufsicht auf noch einen weiteren Rohling für einen Behälter zur Verpackung von Lebensmitteln, die in einem Mikrowellenofen erhitzt werden sollen, die eine dritte veranschaulichende Ausführungsform für eine gemusterte Mikrowellenverpackung gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist.
8 ist eine schematische Darstellung eines dritten Verfahrens zur Herstellung von Laminaten mit gemusterter Metallfolie gemäß der vorliegenden Erfindung.
9 ist eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform zur Herstellung von Laminaten mit gemusterter Metallfolie gemäß der vorliegenden Erfindung.
10 ist eine Teildraufsicht auf eine Ausführungsform eines Laminats mit gemusterter Metallfolie, das gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde und mehrere Metallfolieninseln aufweist, die durch aus dielektrischem Substrat bestehenden Lücken gebildet sind.
11 ist eine vergrößerte Schnittdarstellung entlang der Linie 11-11 in 10.
12 ist eine graphische Darstellung des Verhältnisses zwischen der Lückengröße und dem Abstand von Inselmitte zu Inselmitte für Wasser, das in einem Abstand von einem Inselgitter ist, der größer als die Lückengrößenentfernung ist.
13 ist eine graphische Darstellung des Verhältnisses zwischen Lückengröße und Abstand von Inselmitte zu Inselmitte für Fleisch, das in einem Abstand von einem Inselgitter ist, der größer als die Lückengrößenentfernung ist.
14 ist eine graphische Darstellung des Verhältnisses zwischen der Lückengröße und dem Abstand von Inselmitte zu Inselmitte für Brot, das in einem Abstand von einem Inselgitter ist, der größer als die Lückengrößenentfernung ist.
15 ist eine graphische Darstellung des Verhältnisses zwischen der Lückengröße und dem Abstand von Inselmitte zu Inselmitte für Wasser, das an ein Inselgitter anliegend angeordnet ist.
16 ist eine graphische Darstellung des Verhältnisses zwischen der Lückengröße und dem Abstand von Inselmitte zu Inselmitte für Fleisch, das an ein Inselgitter anliegend angeordnet ist.
17 ist eine graphische Darstellung des Verhältnisses zwischen der Lückengröße und dem Abstand von Inselmitte zu Inselmitte für Brot, das an ein Inselgitter anliegend angeordnet ist.
18 ist ein Schnitt durch eine typische einen Schwingkreis enthaltende elektronische Überwachungs-Plakette, die durch ein erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Die meisten im Handel erhältlichen Verpackungen für Lebensmittelprodukte, die zum Kochen durch Mikrowellenenergie gedacht sind, haben die allgemeine Konfiguration eines dreidimensionalen rechteckigen Massivkörpers, wobei das Lebensmittelprodukt in den Wänden eingeschlossen ist. Diese Konfiguration ist aus flachen, zweidimensionalen Rohlingen, die aus Pappe und dergleichen bestehen, die gefaltet oder gepresst werden kann, leicht herzustellen, um einen dreidimensionalen Behälter der gewünschten Größe auszubilden. Wenn das Lebensmittelprodukt ein relativ großes Volumen hat oder deutlich dickere oder dünnere Bereiche hat, führt das Kochen mit der Mikrowelle höchstwahrscheinlich dazu, dass die Ränder und/oder die dünneren Bereiche zerkocht werden, während die mittleren und dickeren Bereiche gefroren bleiben oder kaum gekocht sind. Zum Ausschließen oder mindestens Verringern dieses unerwünschten Effekts können die Rohlinge Teile haben, die aus einem Laminat aus einem Substrat und Metallfolie bestehen, um für Mikrowellen durchlässige Bereiche und für Mikrowellen undurchlässige Bereiche der Verpackung zu bilden, die in der Nähe ausgewählter Lebensmittel oder Teile von Lebensmitteln im Behälter angeordnet sind, um diese Lebensmittel selektiv gegenüber der Mikrowellenenergie abzuschirmen.
Die vorliegende Erfindung sieht Laminate aus Metallfolie und Substrat vor, die zur Verpackung von Lebensmitteln, die zur Erhitzung in der Mikrowelle gedacht sind, besonders nützlich sind, sowie vorteilhafte und wirtschaftliche Verfahren zur Herstellung derartiger Laminate. Nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden vorbestimmte ausgewählte Bereiche der Metallfolie entfernt, wodurch diese Teile des Laminats für Mikrowellenenergie transparent werden, während Bereiche des Laminats, an denen die Metallfolie vorhanden ist, für Mikrowellenenergie undurchlässig bleiben. Durch Anpassen des Metallfolienmusters auf die Erhitzungsanforderungen des Lebensmittelprodukts kann ein Behälter aus dem Laminat hergestellt werden, bei dem die Lebensmittel enthaltenden Bereiche des Laminates Abschnitte des Behälters bilden, die für Mikrowellenenergie undurchlässig sind, um ein Zerkochen der Lebensmittelprodukte in diesen Bereichen des Behälters zu verhindern und ein gleichmäßiges Kochen der Lebensmittelprodukte zu fördern. Die Metallfolienmuster können einfach und günstig auf das Lebensmittelprodukt angepasst werden und so geformt werden, dass unerwünschte Erhitzungsbereiche in der Lebensmittelverpackung vermieden werden. Außerdem kann die Mikrowellenenergie-Erhitzungsaktivität in unterschiedlichen Bereichen des Behälters selektiv verringert werden, um verschiedene Teile eines Lebensmittelprodukts mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten oder zu unterschiedlichen Graden zu erhitzen.
1 zeigt ein Laminat 10 aus einer gemusterten Metallfolie und einem Substrat mit Bereichen, die Metallfolie enthalten, und Bereichen, aus denen die Metallfolie entfernt wurde, das gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt ist. Die relativen Größen der gezeigten Schichten sind zu Zwecken der Veranschaulichungen übertrieben dargestellt. Das Laminat 10 enthält ein Substrat 12, das auch als eine der Wände des die Lebensmittelverpackung bildenden Behälters fungieren kann. Eine Metallfolienschicht 14 wird auf das Substrat 12 geklebt und vorzugsweise zwischen dem Substrat und einer Schutzschicht, wie zum Beispiel einem Polymerfilm, 16 angeordnet, mit der sie verbunden ist. Wie aus der folgenden Beschreibung hervorgeht, kann das Laminat 10 durch Aufbringen eines Klebers in einem vorbestimmten Muster auf einem Substrat 12, Aufkleben einer Metallfolienbahn 14 auf das Substrat 12, Schneiden der Metallfolienbahn 14 in einem Muster, das dem Muster des aufgebrachten Klebers entspricht, Entfernen der unverklebten Metallfolie und für manche Anwendungen Laminieren eines Polymerfilms 16 über die verklebte Metallfolie 14 in Kontakt mit dem Substrat und der Folie hergestellt werden. In einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann das Laminat 10 durch Aufbringen eines Klebers auf ein Substrat 12, Kleben einer Metallfolienbahn 14 auf das Substrat 12, Verdampfen der Metallfolie in einem vorbestimmten Muster ohne Beschädigung des Substrats und für manche Anwendungen Laminieren eines Polymerfilms 16 über die verklebte Metallfolie 14 in Kontakt mit dem Substrat und der Folie hergestellt werden. Die Metallfolienschicht 14, die in 1 gezeigt ist, repräsentiert den Teil der angebrachten Metallfolienbahn, die nach dem Schneiden und dem Entfernen der unverklebten Teile oder nach dem Entfernen der Metallfolie durch die Laserverdampfung verbleibt.
Die Schutzschicht 16 ist vorzugsweise ein hitzeverträgliches und stabiles Material, das als eine Barriere zum Trennen eines Lebensmittelprodukts im Behälter von der Metallfolienschicht dient. Die Schicht 16 muss für Mikrowellenenergie durchlässig und genügend stabil bei hohen Temperaturen sein, wenn sie auf die Metallfolie laminiert wird, so dass sie für den Kontakt mit Lebensmitteln bei den Temperaturen geeignet ist, die erreicht werden, während das Lebensmittel im Mikrowellenofen gekocht wird. Die Schicht 16 kann aus einer großen Vielzahl stabiler Materialien hergestellt werden, die Schutzschichteigenschaften haben, wie zum Beispiel Polymerfilm und Papier, einschließlich Polyester, Polyolefine, Nylon, Zellophan, Papier und Polysulfone. Polyester ist wegen seiner Wärmebeständigkeit und Oberflächenglätte das für Lebensmittelbehälter bevorzugte Material. Die Dicke des Kunststofffilms kann vorzugsweise ungefähr 0,0076 mm (0,0003 Zoll) bis 0,051 mm (0,002 Zoll) und am besten ungefähr 0,0127 mm (0,0005 Zoll) betragen.
Die Metallfolie 14 ist vorzugsweise Aluminiumfolie, kann jedoch aus einer beliebigen, hinlänglich bekannten dünnen, laminierbaren, für Mikrowellen undurchlässigen Metallfolie, wie zum Beispiel Aluminiumlegierungsfolie bestehen. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Folie eine weniger formbare, d.h. sprödere, geglühte oder ungeglühte Folie. Ein Beispiel für eine derartige geglühte Folie ist eine relativ spröde Aluminiumlegierung, die zum Stanzen ausgelegt ist. Eine solche Folie ist als Alumax 8145 im Handel erhältlich. Besonders bevorzugt wird jedoch eine ungeglühte Aluminiumfolie. Wünschenswerterweise hat die beim Laminat der vorliegenden Erfindung eingesetzte Folie eine Dicke im Bereich von 0,0051 mm bis 0,051 mm (0,0002 bis 0,002 Zoll) und ist vorzugsweise relativ dünn mit einer Dicke im Bereich von 0,0051 mm bis 0,0152 mm (0,0002 bis 0,0006 Zoll).
Das Substrat 12 ist vorzugsweise aus einem flexiblen Material, das für Mikrowellenenergie durchlässig ist und das eine relativ hohe Isolierkapazität sowie eine Wärmebeständigkeit hat, die den Kochtemperaturen in einem Mikrowellenofen standhält. Geeignete Substratmaterialien sind zum Beispiel Papier, beschichtete und unbeschichtete Pappe, Kunststofffilme, wie zum Beispiel Polyesterfilme und Verbundwerkstoffe, wie zum Beispiel Verbundwerkstoffe aus Fasern und Polymeren. Für Mikrowellenanwendungen sind die bevorzugten Substratmaterialien Papier, beschichtete und unbeschichtete Pappe sowie Polymerfilme.
Das Laminat 10 aus gemusterter Metallfolie und Substrat wird vorzugsweise gemäß der vorliegenden Erfindung nach dem Verfahren hergestellt, das in 2 schematisch dargestellt ist, wobei ein Kleber auf die Substrat-Folien-Schnittstelle nur in denjenigen Bereichen des Laminats aufgetragen wird, wo eine Mikrowellenreflexion gewünscht wird. Dann wird die Folie in einem Muster, das den Grenzen der mit Kleber versehenen Bereiche entspricht, geschnitten, ohne das Substrat merklich zu beeinträchtigen, zu schneiden oder sonst wie zu beschädigen. Die Bereiche der Folie, die nicht mit dem Substrat verklebt sind, werden entfernt und wünschenswerterweise in einen sauberen Wiederverwertungsstrom geschickt. Als letzter Schritt wird insbesondere für Mikrowellenlebensmittelverpackungsanwendungen eine Schutzschicht, wie zum Beispiel eine Polymerfilmschicht, über der gemusterten Metallfolienschicht angebracht, um als eine Schutzschicht zwischen dem Laminat aus Metallfolie und Substrat und dem Lebensmittelprodukt zu dienen. Das resultierende Laminat, das aus einem Substrat mit gemusterten, Mikrowellen reflektierenden Folienbereichen, die klebend auf es laminiert wurden, besteht, zur Ausbildung von Rohlingen für gepresste oder gefaltete Mikrowellentabletts und -schachteln besonders geeignet.
Mit Bezug auf 2 wird eine Bahn aus Substratmaterial 30, zum Beispiel Pappe, um eine Transportwalze 32 geführt. Von einem Kleberbehälter 34 wird auf eine gemusterte Gravurwalze 36 ein Kleber verteilt, welche den Kleber in dem vorbestimmten Muster der Walze auf eine Bahn aus Metallfolie 38 überträgt, während die Folie in Laminierkontakt mit der Substratbahn 30 über die Laminierwalze 40 läuft. Alternativ dazu kann der Kleber auch unter der Verwendung einer flexographischen Gummiwalze aufgetragen werden, auf der ein erhabenes Muster ausgebildet ist. Das resultierende Laminat aus Metallfolie und Substrat gelangt zwischen eine Rotationsstanze 42 und einen Amboss 44, wo die Metallfolienschicht in einem Muster geschnitten wird, das den Grenzen der mit Kleber versehenen Bereiche entspricht, ohne dass dadurch das Substrat wesentlich beeinträchtigt oder beschädigt wird. Metallfolie, die nicht mit dem Substrat verklebt ist, wird in der Vakuum-Abschnittsammelstation 46 durch einen Unterdruck entfernt und zu einer (hier nicht weiter gezeigten) sauberen Metallfolienwiederverwertungsstation geschickt. Die Abschnittsammelstation umfasst in einer Ausführungsform eine Kombination aus einer rotierenden Vakuum-Druckwalze und einer Vakuumhaube oder einfach eine Vakuumhaube zum Entfernen der Folienabschnitte und Abfälle und zum Blasen der Abschnitte und Abfälle zu einer Wiederverwertungsstation. Hiernach kann eine Schutzschicht, wie zum Beispiel eine dünne Polymerfilmschicht, z.B. ein Polyesterfilm, über der gemusterten Metallfolie angebracht werden. Hierzu können verschiedene Verfahren zum Beschichten oder Laminieren des Polymerfilms 48 auf der Metallfolie eingesetzt werden. Zum Beispiel kann ein Polymerfilm mit einer wärmeversiegelbaren Schicht, wie zum Beispiel ein amorpher Polyester, auf deren Oberfläche, die zum Kontakt mit der Metallfolienschicht gedacht ist, durch Heißpresswalzenlaminieren auf die Folienschichten laminiert werden. Gemäß diesem Verfahren wird Polymerfilm 48 über die beheizte Filmlaminierwalze 50 geführt, um die wärmeversiegelbare Schicht zu schmelzen, so dass, wenn die geschmolzene Schicht in Kontakt mit der Metallfolienschicht gepresst wird, der Polymerfilm mit der Metallfolie und (in Bereichen, in denen die Metallfolie entfernt wurde) dem Substrat wärmeversiegelt wird. Andere hinlängliche bekannte Laminier- und Beschichtungsverfahren, wie zum Beispiel Trockenaufzieh-Kleblaminieren, Extrusionskaschieren, Laminieren unter der Verwendung eines lösungsmittelfreien Klebers sowie Extrusionsbeschichtung, können beim erfindungsgemäßen Verfahren ebenfalls eingesetzt werden.
Ein bevorzugtes Verfahren zum Schneiden der Folie in einem Muster, das dem Muster des aufgebrachten Klebstoffs entspricht, ist das Folienrotationsstanzen. Ein Problem, das beim Stanzen von mit Aluminiumfolie beschichteten Pappsubstraten auftritt, ist, dass Aluminiumfolie sehr formbar ist. Sie kann großen Scherbelastungen außerhalb der Ebene ausgesetzt werden, ohne zu reißen. Um die Folie zu trennen, muss eine Stanze tief in das dicke, weiche Pappsubstrat eindringen. Hierbei kann je nach der Stanze die Pappe in inakzeptabler Weise geschnitten und beschädigt werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung hat es sich herausgestellt, dass spanabhebend bearbeitete Rotationsstanzen das bevorzugte Schneidwerkzeug zum Stanzen der Aluminiumfolie sind. Insbesondere sind spanabhebend bearbeitete Rotationsstanzen typischerweise scharfe, gleichmäßig, präzise ausgearbeitete massive Stahlteile. Spanabhebend bearbeitete Rotationsstanzen sind insbesondere dadurch effektive Stanzwerkzeuge, dass sie zu einer sauberen, scharten, präzisen Metallfolienschneidbearbeitung fähig sind, ohne dass sie auch in das darunter liegende Substrat einschneiden. In vielen Anwendungen erzeugen auch rotierende Stahlschneiden zufriedenstellende Ergebnisse. Stahlschneiden mit Wellenschliff scheinen im Gegensatz zu geraden Stahlschneiden bessere Ergebnisse zu liefern. Außerdem wird das Schneidergebnis mit Stahlschneiden besser, wenn das Substrat Wellpappe, wie zum Beispiel F-Wellpappe ist oder wenn weiche Ambosse während des Stanzens verwendet werden. Der weiche Amboss kann günstigerweise ein weicher Amboss, Wellpappe oder das Pappsubstrat sein, das zum Vorsehen eines weichen Ambosses befeuchtet wurde.
Noch bessere Ergebnisse werden erzielt, wenn die Metallfolie eine ungeglühte Aluminiumfolie ist. Es wird davon ausgegangen, dass die mit ungeglühten Folien zu beobachteten verbesserten Ergebnisse darauf zurückzuführen sind, dass derartige Folien spröder und daher leichter zu stanzen sind. Zum Beispiel wurden in einem Fall besonders gute Ergebnisse unter der Verwendung einer 0,0076 mm (0,0003 Zoll) dicken ungeglühten Aluminiumfolie erzielt, die im Handel als Alumax 1145 H19 erhältlich ist, die auf eine 18-PT-Pappe laminiert war. Es wird kein beträchtlicher Unterschied bemerkt, wenn stattdessen unbeschichtete Pappe verwendet wird. Wenn ungeglühte Metallfolien verwendet werden, sollte besondere Sorgfalt darauf verwendet werden, dass die beim Walzen der Aluminiumfolie verwendeten Schmiermittel die Verbindung der Metallfolie mit dem Substrat nicht stören. Ungeglühte Folien tragen immer noch Oberflächenschmierfilme, welche die Verbindung stören können. Demnach können Oberflächenschmiermittel auf ungeglühter Metallfolie zum Beispiel durch eine Koronabehandlung oder durch eine milde Flammbehandlung behandelt werden, die zum Entfernen der Oberflächenschmiermittel genügt, jedoch zum Glühen der Folie nicht ausreicht, um die Anklebkraft zu erhöhen. Alternativ dazu können spezielle Kleber eingesetzt werden, die auch unter der Anwesenheit von Oberflächenschmiermitteln eine effektive Verbindung schaffen.
Es ist einzusehen, dass das oben beschriebene Laminierverfahren an verschiedenen Typen von Laminiervorrichtungen umgesetzt werden kann und dass alle derartigen Vorrichtungen, welche die Fähigkeit zur Durchführung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung haben, zur Verwendung im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung in Betracht gezogen werden. Eine geeignete Laminiervorrichtung ist eine flexographische Presse mit einzelnen Decks, auf denen die verschiedenen Verfahrensschritte durchgeführt werden können. Eine weitere geeignete Laminiervorrichtung verwendet eine zentrale Drucktrommel, wie sie zum Beispiel in 3 schematisch gezeigt ist.
Das Verfahren, das in 3 schematisch gezeigt ist, ist im Wesentlichen identisch mit dem schematisch in 2 gezeigten Verfahren, außer dass der Kleber in einem Muster auf das Substrat und nicht auf die Metallfolie vor dem Laminieren der Metallfolie auf das Substrat aufgebracht wird, und die Metallfolie durch einen Laserstrahl und nicht durch eine Rotationsstanze geschnitten wird. In der Praxis der vorliegenden Erfindung ist es unwesentlich, ob der Kleber auf die Metallfolie oder auf das Substrat aufgetragen wird. Insbesondere wird unter Bezugnahme auf 3 eine Bahn eines Substratmaterials 60 zwischen eine zentrale Drucktrommel 62 und eine Transportwalze 64 geführt. Ein Kleber wird von einem Kleberbehälter 66 auf eine gemusterte Gravurwalze 68 verteilt, die den Kleber in dem vorbestimmten Muster der Walze auf eine Oberfläche der Substratbahn überträgt, während sie zwischen die Stützwalze 70 und die Gravurwalze 68 gelangt. Alternativ dazu kann der Kleber auch unter der Verwendung einer flexographischen Gummiwalze aufgetragen werden, auf dem das vorbestimmte Muster ausgebildet ist. Eine Bahn einer Metallfolie 72 wird in Laminationskontakt mit der durch Kleber gemusterten Substratbahn gebracht, während die Metallfolienbahn über die Laminierwalze 74 läuft. Das dabei entstandene Laminat aus Metallfolie und Substrat wird an einer Laserschneidestation 76 vorbeigeführt, bei der die Metallfolie in einem Muster geschnitten wird, das den Grenzen der mit Kleber versehenen Bereiche entspricht, ohne dass dadurch das Substrat wesentlich beeinträchtigt oder beschädigt wird. Es hat sich herausgestellt, dass das Laserstrahl-Musterschneiden einer Metallfolie sehr präzise und höchst wünschenswert ist, insbesondere wenn das Laserstrahlschneiden unter der Verwendung eines Nd:YAG-Lasers durchgeführt wird. Der Laser kann sehr leicht auf unterschiedliche Muster und unterschiedliche Metallfoliendicken eingestellt werden, indem einfach das Laserstrahlabtastmuster eingestellt und/oder die Software verändert wird. Durch Laserstrahlschneiden wird die Metallfolie im Endeffekt weggebrannt, während das Substrat sorgfältig geschont wird. In vielen Anwendungen gleichen die Vorteile des Laserstrahlschneidens den Kostennachteil und die fehlende Bequemlichkeit aus, weil für große Muster das Laserstrahlschneiden langsamer als das Stanzschneiden ist und die Laminatproduktionslinie verlangsamt werden muss. Nach dem Schneiden wird die Folie, die nicht mit dem Substrat verklebt ist, in der Vakuumabschnittsammelstation 78 durch Unterdruck entfernt und in eine (nicht gezeigte) saubere Metallfolienwiederverwertungsstation geschickt. Hiernach kann eine Schutzschicht, wie zum Beispiel eine dünne Polymerfilmschicht, z.B. ein Polyesterfilm, über der gemusterten Metallfolie angebracht werden. Es können verschiedene Verfahren zum Beschichten oder Laminieren des Polymerfilms 80 auf die Metallfolie verwendet werden. Zum Beispiel kann ein Polymerfilm mit einer wärmeversiegelbaren Schicht, z.B. einer amorphen Polyesterschicht, auf seiner Oberfläche, die zum Kontakt mit der Metallfolie gedacht ist, über die erhitzte Filmlaminierwalze 82 geschickt werden, um die wärmeversiegelbare Schicht zu schmelzen, und in Kontakt mit der Metallfolie gepresst werden, um den Polymerfilm auf der Metallfolie und dem Substrat durch Heißpresslaminieren wärmezuversiegeln. Alternativ dazu können auch Laminier- oder Beschichtungsverfahren, wie zum Beispiel Trockenaufzieh-Kleblaminieren, Extrusionskaschieren, Laminieren unter der Verwendung eines lösungsmittelfreien Klebers und Extrusionsbeschichtung verwendet werden.
Das durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung zu erreichende Ziel ist unabhängig von den ausgewählten Materialien und/oder Vorrichtungen die Produktion eines Laminats, wie des Laminats 10 in 1, das eine gemusterte Metallfolie 14 enthält, die Mikrowellenenergie reflektiert, um ein Zerkochen des im Behälter an die Bereiche, in denen die Folie vorhanden ist, anliegenden Lebensmittels zu verhindern. Auf diese Weise können ausgewählte Bereiche verringerter Mikrowellen-Heizaktivität, d.h. Mikrowellen reflektierende Bereiche, nach Wunsch in einer Lebensmittelverpackung angeordnet werden, so dass unterschiedliche Bereiche eines Lebensmittelprodukts in unterschiedlichen Geschwindigkeiten und zu unterschiedlichen Graden erhitzt werden können.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann der Schutzschichtpolymerfilm durch herkömmliche Verfahren, wie zum Beispiel durch Vakuummetallisierung, mit einer dünnen Metallfolie metallisiert werden, bevor die Laminierung des Polymerfilms auf die gemusterte Metallfolienschicht erfolgt. Wie aus 4 hervorgeht, enthält das Laminat 90 die metallisierte Schicht 92, die zwischen der gemusterten Metallfolienschicht 94 bzw. dem Substrat 96 (in Bereichen, wo die Metallfolie entfernt wurde) und einer Oberfläche des Schutzschichtpolymerfilms 98 angeordnet und mit der gemusterten Metallfolienschicht 94 bzw. dem Substrat 96 verklebt wurde. Die relativen Größen der gezeigten Schichten sind zu Zwecken der Veranschaulichung übertrieben dargestellt. Wie hinlänglich bekannt ist, absorbieren metallisierte Filme mit einer Oberflächenleitfähigkeit von ungefähr 0,01 Mhos auf einem für Mikrowellen durchlässigen Substrat, wie zum Beispiel einem Polymerfilm, einen Teil der Mikrowellenenergie und wandeln sie in thermische Heizenergie um, die zum Bräunen und Aufbacken von Lebensmittelprodukten verwendet werden kann, die an die metallisierte Schicht anliegen. Das Laminat 90 hat im Wesentlichen alle Attribute des Laminats 10 zum Verbessern des gleichmäßigen Mikrowellenkochens von Lebensmittelprodukten durch ein selektives Abschirmen von Teilen der Lebensmittelprodukte. Zusätzlich hat jedoch in denjenigen Bereichen des Laminats 90, in denen die gemusterte Metallfolienschicht 94 entfernt wurde, das Laminat 90 die Attribute einer mikrowelleninteraktiven Schicht. Es ist zu erkennen, dass in dem Fall, wo das Laminat 90 zu einer Lebensmittelverpackung zum Mikrowellenkochen geformt wurde, eine entsprechende Auswahl eines Metallfolienmusters und eine selektive Anordnung der gemusterten Metallfolie nicht nur ein selektives Abschirmen sondern auch ein selektives Bräunen und Aufbacken des Lebensmittelprodukts innerhalb der Lebensmittelverpackung erlaubt.
Die Darstellung einer Ausführungsform eines Laminats aus gemusterter Metallfolie und Substrat gemäß der vorliegenden Erfindung zur Verpackung von Lebensmitteln, die zur Mikrowellenerhitzung gedacht sind, ist im Tablettrohling 100 von 5 gezeigt. Der Tablettrohling 100 wird letztendlich zur Ausbildung eines Mikrowellenerhitzungsbehälters pressgeformt. Die Konfiguration der mikrowellenreflektierenden Bereiche 102 und der mikrowellendurchlassenden Bereiche 104 im Rohling 100 ist ein veranschaulichendes Beispiel für eine effektive Konfiguration für Lebensmittelprodukte einer bestimmten Größe, Form und dielektrischen Konstante. Wie zu sehen ist, enthält der Teil des Tablettrohlings 100, der den Boden 106 bildet, wenn der Rohling 100 zur Ausbildung eines Tabletts pressgeformt wird, keine Folien enthaltenden Bereiche. Im Gegensatz dazu enthält der Teil des Tablettrohlings 100, der die Seitenwände 108, 110 bildet, wenn der Rohling 100 zur Ausbildung eines Tabletts pressgeformt wird, im Wesentlichen lauter Folien enthaltende Bereiche. Die umlaufende Tablettlippe 112 ist vollständig frei von Metallfolie, um sicherzugehen, dass es keine Lichtbogenbildung mit den Mikrowellenofenwänden gibt. Die Musterung der Metallfolie und die daraus resultierende selektive Positionierung der die Folie enthaltenden Bereiche 102 vermeidet eine zu starke Mikrowellenerhitzung des Lebensmittelprodukts in diesen Bereichen und fördert ein gleichmäßiges Kochen.
6 ist ein Beispiel für einen weiteren Tablettrohling 120, der aus dem Laminat aus gemusterter Metallfolie und Substrat der vorliegenden Erfindung besteht. Der Tablettrohling 120 wird letztendlich gefaltet, um einen Mikrowellenerhitzungsbehälter auszubilden. Wie beim Tablettrohling 100 enthält auch der Rohling 120 Folien enthaltende Bereiche 122, die Mikrowellenenergie reflektieren, sowie Bereiche 124, bei denen die Folie gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung entfernt wurde, die Mikrowellenenergie durchlassen. Wieder ist die umlaufende Tablettlippe 126 ganz frei von Metallfolie, um sicherzugehen, dass es keine Lichtbogenbildung mit den Mikrowellenofenwänden gibt. Die dabei entstehende Musterung und selektive Positionierung der die Folie enthaltenden Bereiche 122 fördert ein gleichmäßiges Kochen des Lebensmittelprodukts.
7 ist noch ein weiteres Beispiel für einen Tablettrohling 130, der aus dem erfindungsgemäßen Laminat aus gemusterter Metallfolie und Substrat gebildet ist. Der Tablettrohling 130 wird letztendlich zum Ausbilden eines Mikrowellenerhitzungsbehälters pressgeformt. Wie bei den Tablettrohlingen 100 und 120 enthält auch der Rohling 130 Folien enthaltende Bereiche 132, die Mikrowellenenergie reflektieren, sowie Bereiche 134, von denen die Folie gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung entfernt wurde, die Mikrowellenenergie hindurchlassen. Wieder ist die umlaufende Tablettlippe 136 ganz frei von Metallfolie, um sicherzustellen, dass es keine Lichtbogenbildung mit den Mikrowellenofenwänden gibt. Die Folie enthaltenden Bereiche an dem Teil, der den Boden 138 bildet, wenn der Rohling 130 zur Ausbildung eines Tabletts pressgeformt wird, enthalten beabstandete, allgemein konzentrische Ringe. Der Teil des Tablettrohlings 130, der die Seitenpaneele 140, 142 bildet, wenn der Rohling 130 pressgeformt wird, ist im Wesentlichen vollständig aus Folie enthaltenden Bereichen. Die daraus resultierende Musterung und selektive Positionierung der die Folie enthaltenden Bereiche 132 vermeidet ein Zerkochen des Lebensmittelprodukts in den Folien enthaltenden Bereichen und fördert ein gleichmäßiges Kochen des Lebensmittelprodukts.
Die Typen von Mustern, die zu diesem Zweck verwendet werden können, sind im Wesentlichen unendlich und können nach Wunsch gemäß den Mikrowellenerhitzungsanforderungen eines bestimmten Lebensmittelprodukts variiert werden. Idealerweise sollte zum Garantieren eines gleichmäßigen Kochens jeder Typ Lebensmittelprodukt in einem Behälter verpackt werden, dessen Muster aus Metallfolien enthaltenden Bereichen spezifisch für diesen Typ Lebensmittelprodukt konzipiert ist. Die vorliegende Erfindung erfüllt diese Zielsetzung und erleichtert das Vorsehen von Laminaten aus gemusterter Metallfolie und Substrat, die spezifisch zum Bewerkstelligen des gewünschten gleichmäßigen Kochens eines bestimmten Lebensmittelprodukts konzipiert sind, wenn dieses Lebensmittelprodukt in einem Mikrowellenofen erhitzt wird.
Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Laminat 10 gemusterter Metallfolie und Substrat vorteilhafterweise gemäß den Verfahren hergestellt werden, die schematisch in den 8 und 9 gezeigt sind, wobei ein Kleber auf die Substrat-Folien-Schnittstelle zur Bildung des Laminats aufgetragen wird, wonach die Folie in ausgewählten Bereichen in einem vorbestimmten Muster durch Verdampfen mit einem Laser entfernt wird. Wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen kann insbesondere für Mikrowellen- Lebensmittelverpackungsanwendungen eine Schutzschicht, wie zum Beispiel eine Polymerfilmschicht, über der gemusterten Metallfolienschicht angebracht werden, um als eine Schutzschicht zwischen dem Laminat aus Metallfolie und Substrat und dem Lebensmittelprodukt zu wirken. Das dabei entstehende Laminat, das ein Substrat mit darauf kleblaminierten, gemusterten, mikrowellenreflektierenden Folienbereichen ist, ist besonders zur Ausbildung von Rohlingen geeignet, die zu Mikrowellentabletts- und -schachteln gepresst bzw. gefaltet werden.
Unter Bezugnahme auf 8 wird eine Bahn aus Substratmaterial 30, zum Beispiel Pappe, um die Transportrolle 32 geführt. Kleber wird von einem Kleberbehälter 34 auf eine Verteilwalze 36a verteilt, die den Kleber auf eine Bahn aus Metallfolie 38 überträgt, während die Folie in Laminierkontakt mit der Substratbahn 30 über die Laminierwalze 40 gelangt. Das resultierende Laminat aus Metallfolie und Substrat bewegt sich an einer Laserschneidstation 76 vorbei, in der die Metallfolie in einem vorbestimmten Muster bestrahlt wird, ohne dass dabei das Substrat wesentlich beeinträchtigt oder beschädigt wird. Wie im Zusammenhang mit der Ausführungsform von 3 beschrieben, wird die Bestrahlung günstigerweise unter der Verwendung eines Nd:YAG-Lasers bewerkstelligt, der eine leichte Einstellung unterschiedlicher Muster und unterschiedlicher Dicken der Metallfolien erlaubt. Danach kann eine Schutzschicht, wie zum Beispiel eine dünne Polymerfilmschicht, z.B. ein Polyesterfilm, unter der Verwendung eines beliebigen der zuvor beschriebenen verschiedenen Verfahren über der gemusterten Metallfolie angebracht werden, um den Polymerfilm 48 auf die Metallfolie zu beschichten bzw. zu laminieren.
Ohne dass dadurch die verschiedenen Typen von Laminiervorrichtungen eingeschränkt werden sollen, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzt werden können, verwendet eine weitere geeignete Laminiervorrichtung eine zentrale Drucktrommel, wie sie zum Beispiel schematisch in 9 gezeigt ist. Das Verfahren, das schematisch in 9 gezeigt ist, ist im Wesentlichen identisch zum schematisch in 8 gezeigten Verfahren, außer dass der gemusterte Kleber auf das Substrat und nicht auf die Metallfolie aufgetragen wird. Bei der praktischen Umsetzung der vorliegenden Erfindung ist es unwesentlich, ob der Kleber auf die Metallfolie oder auf das Substrat aufgetragen wird. Insbesondere wird unter Bezugnahme auf 9 eine Bahn eines Substratmaterials 60 zwischen eine zentrale Drucktrommel 62 und eine Transportwalze 64 eingeführt. Kleber wird von einem Kleberbehälter 66 auf eine Verteilungswalze 68a verteilt, welche den Kleber auf eine Oberfläche der Substratbahn überträgt, während sie zwischen der Stützwalze und der Verteilungswalze 68a gelangt. Eine Bahn aus Metallfolie 72 wird in Laminierkontakt mit der den Kleber tragenden Substratbahn gebracht, während die Metallfolienbahn über die Laminierwalze 74 geführt wird. Das resultierende Laminat aus Metallfolie und Substrat wird an einer Laserschneidstation 76 vorbeigeführt, in der die Metallfolie in einem vorbestimmten Muster bestrahlt wird, ohne dass dadurch das Substrat wesentlich beeinträchtigt oder beschädigt wird. Danach kann eine Schutzschicht 80, wie zum Beispiel eine dünne Polymerfilmschicht, z.B. ein Polyesterfilm, unter der Verwendung eines beliebigen der verschiedenen oben beschriebenen Verfahren über der gemusterten Metallfolie angebracht werden.
Ob ein Kontaktstanzen oder Laserschneiden verwendet wird, ob der Kleber in einem vorbestimmten Muster aufgebracht wird oder nicht, besteht eine wichtige Zielsetzung der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren zum Herstellen kostengünstiger Lebensmittelverpackungen bereitzustellen, die die Kochgleichmäßigkeit in einem Mikrowellenofen verbessert. Dies wird durch Vorsehen einer Verpackung bewerkstelligt, die in manchen Bereichen für Mikrowellen undurchlässig und in anderen Bereichen für Mikrowellen durchlässig ist. Auf diese Weise können unterschiedliche Bereiche des Lebensmittelprodukts mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten und zu unterschiedlichen Graden erhitzt werden.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein Laminat aus gemusterter Metallfolie und Substrat gemäß der vorliegenden Erfindung zur Verpackung von Lebensmitteln, die zur Mikrowellenerhitzung gedacht sind, mit für Mikrowellen durchlässigen Bereichen ausgebildet, ohne dass die Notwendigkeit zum vollständigen Entfernen der Metallfolie in diesen Bereichen, die eine Durchlässigkeit für Mikrowellen erfordern, besteht. Vielmehr wird unter Bezugnahme auf die 10 und 11 die Metallfolie 202 des Laminats 200 in mehrere Inseln oder Flecken 204 aus leitfähiger Metallfolie zerschnitten, die durch Lücken oder Streifen 206 voneinander getrennt sind. Wünschenswerterweise besteht die Metallfolie 202 aus Aluminiumfolie, die eine Dicke im Bereich von 0,0051 bis 0,051 mm (0,0002 bis 0,002 Zoll) hat und vorzugsweise eine Dicke im Bereich von 0,0051 bis 0,0125 mm (0,0002 bis 0,0006 Zoll). Das Substrat 208 ist am besten Papier oder beschichtete oder unbeschichtete Pappe. Bei der dabei entstehenden Anordnung leitfähiger Folieninseln besteht eine elektrische Trennung voneinander. Trotzdem sind die metallischen Inseln aufgrund ihrer Dicke reflexiv und lassen keine Mikrowellenenergie hindurch, und es hat sich herausgestellt, dass eine sorgfältige Auswahl der Abmessungen der Lücken und der Inseln dazu führt, dass die normalerweise reflektierende Aluminiumfolie für Mikrowellenenergie im Wesentlichen durchlässig wird. Angestrebt wird bei dem Muster aus Inseln und Lücken eine lokale Deaktivierung, d.h. eine funktionale Eliminierung, einer Aluminiumfolienschicht, die normalerweise eine Mikrowellenabschirmung bilden würde, ohne dass dabei die Aluminiumfolie ganz entfernt werden muss. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Reflexion und Randfelderhitzung minimiert und eine thermische Erhitzung und das damit einhergehende Aufbacken und Bräunen vernachlässigbar. Anders gesagt, kann durch selektives Zerschneiden der Aluminiumfolie ein Laminat hergestellt werden, das Mikrowellenenergie bevorzugt in schwierig zu erhitzende Bereiche vorlässt, während in leicht zu erhitzenden Bereichen die Abschirmung aufrechterhalten wird. Darin besteht ein signifikanter Unterschied zur Gitterbildung, die aus dem US-Patent Nr. 4,230,924 (Brastad et al.) hervorgeht, wobei die Aluminiumfolieninseln dazu gedacht sind, dass sie einen merklichen Einfluss auf das Nahrungsmittel haben, d.h. das in der Verpackung enthaltene Lebensmittel aufzubacken oder dessen Farbe zu ändern.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Laminats aus gemusterter Metallfolie und Substrat zur Verpackung von Lebensmitteln vorgesehen, die zur Mikrowellenerhitzung gedacht sind, das die folgenden Schritte aufweist: Laminieren einer Bahn einer Metallfolie mit einem Substrat durch Einbringen eines Klebers zwischen die Metallfolien und das Substrat und Bestrahlen der Metallfolie mit einem Laserstrahl in einem vorbestimmten Muster zur Ausbildung mehrerer einzelner leitfähiger Folieninseln, die durch Lücken aus dielektrischem Substratmaterial elektrisch voneinander getrennt sind. Die Inseln können regelmäßige geometrische Muster, wie zum Beispiel Quadrate, haben oder können auch unregelmäßig geformt oder gemustert sein. Es hat sich herausgestellt, dass ein entsprechend eingestellter abtastender Laserstrahl aus einem Infrarot- Nd:YAG-Laser die Aluminiumfolie des Laminats entsprechend verdampft, ohne dass dabei das Papier- oder Pappsubstrat beschädigt wird. Durch Abtasten des Laserstrahls zum Beispiel in einem Quadratmuster über die Bereiche, die für Mikrowellen durchlässig gemacht werden sollen, können mehrere quadratisch geformte leitfähige Folieninseln ausgebildet werden, die durch relativ breite gelaserte Lücken aus dielektrischem Substratmaterial voneinander getrennt sind.
Die Gitterabmessungen (Abstand von Inselmitte zu Inselmitte (W) und Lückenbreite (w)), die zur Deaktivierung der Aluminiumfolie nötig sind, hängen von der dielektrischen Konstante des in die Verpackung zu legenden Lebensmittels und der Nähe des Gitters im Verhältnis zum Lebensmittel ab. Gitter können hinsichtlich einer Gitterintensitätsquantität, A, die als Wln (2W/πw) ausgedrückt wird, definiert werden. Aus diesem Ausdruck ist zu ersehen, dass Gitter mit kleinerem A feiner zerschnitten sind, d.h. kleinere W haben, bzw. einen größeren Abstand oder größere Lücken zwischen den Inseln haben, d.h. ein größeres w haben. Das elektrische Feld ist in den Lücken zwischen den Inseln konzentriert, und es besteht ein Volumen einer hohen Mikrowellenfeldintensität, die sich in einer Entfernung senkrecht zum Gitter erstreckt, die ungefähr gleich der Lückengröße w ist. Die Reflexivität des Gitters hängt stark von der dielektrischen Konstante der Materie, wie zum Beispiel des Lebensmittels, in diesem Volumen mit hoher Feldintensität ab. Wenn die dielektrische Konstante in diesem Volumen mit hoher Feldintensität groß ist, ist das Gitter reflektierender. Das Hindurchlassen der Mikrowellenenergie ist am größten, wenn das Gitter durch einen Abstand von der Lebensmitteloberfläche getrennt ist, der viel größer als die Lückengröße w ist. In einem derartigen Fall ist die dielektrische Konstante im Volumen mit hoher Feldintensität klein. Die notwendige Gitterungsintensität, d.h. die Feinheit oder Grobheit des Gitters, zum Hindurchlassen von mindestens 90% der Energie, die ohne Vorhandensein eines Gitters hindurchgelassen würde, nimmt mit dem kleiner Werden der dielektrischen Konstante des Lebensmittels im Volumen mit hoher Feldintensität ab. Anders gesagt, ist es leichter, eine Metallfolie transparenter zu machen, die in einem größeren Abstand von Lebensmitteln mit hoher dielektrischer Konstante ist. Auch weitgehend gegitterte Folie in der Nähe von Lebensmitteln mit hoher dielektrischer Konstante reflektiert, da die dielektrische Konstante im Volumen mit hoher Feldintensität groß ist. Wenn jedoch das Gitter unmittelbar an das Lebensmittel anliegt, kehrt sich die Situation um. Es ist leichter, eine Metallfolie in der Nähe von Lebensmitteln mit niedriger dielektrischer Konstante transparenter zu machen.
Zum Veranschaulichen der obigen Beschreibung wird auf die 12 bis 17 Bezug genommen, in denen jeweils Werte von w (Insellückengröße) in cm in Abhängigkeit von W (Abstand von Inselmitte zu Inselmitte) in cm abgetragen ist, die notwendig ist, um mindestens 90% Energiedurchlässigkeit durch das Gitter zu erzielen, die ohne Vorhandensein eines Gitters durchgelassen würde. Die 12, 13 und 14 veranschaulichen das Verhältnis dreier unterschiedlicher Lebensmittel, Wasser, Fleisch bzw. Brot für die Nähebedingung, bei der das Lebensmittel in einem Abstand vom Gitter, der größer als die Lückengröße ist, d.h. außerhalb des Volumens mit hoher Feldintensität, angeordnet ist. Die 15, 16 und 17 veranschaulichen dieselbe Beziehung für jeweils dieselben Lebensmittel für die Nähebedingung, bei der das Lebensmittel an das Gitter anliegend, d.h. innerhalb des Volumens mit hoher Feldintensität, angeordnet ist.
Industrielle Anwendbarkeit
Die Laminate aus gemusterter Metallfolie und Substrat der vorliegenden Erfindung sind vor allem in der Herstellung von Verpackungen für Lebensmittelprodukte nützlich, die zur Erhitzung in einem Mikrowellenofen gedacht sind, um das gleichmäßige Kochen des Lebensmittelprodukts zu garantieren. Diese Laminate haben jedoch auch nicht auf das Mikrowellenkochen bezogene Anwendungen, wie zum Beispiel Anwendungen, bei denen Laminate mit nach Kundenwunsch gestaltbaren Metallfolienmustern gewünscht werden. Insbesondere haben die Laminate aus gemusterter Metallfolie und Substrat der vorliegenden Erfindung vielfältige Anwendungen in elektronischen Schaltungen, insbesondere, wo die Laminate unter der Verwendung von Laserstrahlen zum Zuschneiden der Muster hergestellt werden. Bisher wurden leitfähige Schaltungen entweder chemisch, z.B. durch Ätzen, oder durch Laserstrahlen, z.B. durch Abscheiden einer sehr dünnen Metallfilmschicht, wie zum Beispiel einer metallisierten Schicht, auf der Oberfläche eines isolierenden Substrats, Bestrahlen der metallisierten Schicht mit einem Laser in einem vorbestimmten Muster zum Entfernen der Metallschicht, wo sie bestrahlt wurde, und hiernach Ausbilden einer dickeren leitfähigen Metallschicht auf der verbleibenden metallisierten Schicht hergestellt. Dieser aus vielen Schritten bestehende Vorgang wurde dadurch nötig, dass es nicht möglich war, mit einem Laserstrahl Metallschichten mit einer Dicke zu bestrahlen, die in einer Schaltung eine zufriedenstellende Leitfähigkeit besitzt, ohne eine Laserausgangsleistung einzusetzen, durch die das darunter liegende Substrat aus Kunstharz irreparabel beschädigt worden wäre. Es ist einzusehen, dass sowohl die Ätzverfahren als auch die mit der Abscheidung mehrerer Schichten arbeitenden Laserverfahren zeitraubend, aufwendig und kostenintensiv sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können Laminate aus gemusterter Metallfolie und Substrat für elektrische Schaltungen dadurch hergestellt werden, dass ein dielektrisches Substrat auf eine Metallfolienschicht laminiert wird und die Folienschicht mit einem Laserstrahl in einem vorbestimmten Muster bestrahlt wird, um die Metallfolie, wo sie bestrahlt wird, durch Verdampfen zu entfernen. Wenn die Schaltung ausgedehnte Bereiche enthält, die funktional nicht leitfähig sind, hat sich herausgestellt, dass es anstelle der Verwendung eines Laserstrahls zum Verdampfen des gesamten ausgedehnten Bereichs vorteilhaft ist, den Bereich aufzuschneiden, indem man ihn in mehrere einzelne leitfähige Folieninseln zerschneidet, die durch Lücken dielektrischen Materials voneinander getrennt sind. Ein Laserstrahl kann zur Bewerkstelligung des Zerschneidens verwendet werden, wie zuvor im Zusammenhang mit den Mikrowellenverpackungsanwendungen offenbart. Alternativ hierzu kann in manchen Anwendungen das Zerschneiden durch mechanisches Stanzschneiden der Lücken in die Metallfolie gemäß den oben offenbarten Stanzverfahren bewerkstelligt werden.
Wie bei den Mikrowellenverpackungsanwendungen ist für die Laminate der vorliegenden Erfindung die verwendete Metallfolie vorzugsweise Aluminiumfolie mit einer Dicke im Bereich von 0,0051 bis 0,051 mm (0,0002 bis 0,002 Zoll), vorzugsweise 0,0051 bis 0,0125 mm (0,0002 bis 0,0006 Zoll). Das dielektrische Substrat ist vorzugsweise ein Material, wie es zum Beispiel oben im Zusammenhang mit den Mikrowellenverpackungsanwendungen offenbart ist, das eine relativ hohe Isolierkapazität hat. Am besten ist es, wenn das Substrat aus Papier und beschichteter oder unbeschichteter Pappe ausgewählt ist. Der bevorzugte Laser ist ein Nd:YAG-Laser, der auf unterschiedliche Muster und unterschiedliche Dicken von Metallfolien leicht einzustellen ist.
Eine Anwendung in elektronischen Schaltungen für die Laminate und Verfahren der vorliegenden Erfindung, die sehr vielversprechend ist, betrifft die Schaltungen für elektronische Artikelüberwachungs-Plaketten und -Etiketten zur Diebstahlsicherung von Verkaufsware. Wie hinlänglich bekannt ist, weisen diese Plaketten induktive und kapazitive Elemente auf, die in Reihe angeordnet sind und auf einem dielektrischen Substrat getragen werden. Die Plaketten werden typischerweise so verwendet, dass sie an Waren befestigt werden. Wenn der Kunde die Waren zur Bezahlung vorlegt, werden die Plaketten entfernt oder deaktiviert. Typischerweise müssen die Einkaufenden an jedem Ausgang einer Warenverkaufseinrichtung, die elektronische Überwachungs- Plaketten auf ihren Waren einsetzt, beim Verlassen der Einrichtung durch Hochfrequenz-Sende- und Empfangs-Einheiten hindurch. Wenn eine Überwachungs-Plakette 220, die aus erfindungsgemäß hergestellten Schaltungen besteht, einem Hochfrequenzsignal mit der Resonanzfrequenz seines Schwingkreises ausgesetzt wird, wird ein elektronisches Diebstahlsicherungssystem aktiviert, das einen Alarmton aussendet, um anzuzeigen, dass eine Ware, die eine intakte Plakette trägt, aus einem Ausgang der Einrichtung herausgetragen wird.
In 18 ist eine elektronische Überwachungs-Plakette 220 gezeigt. Die Plakette 220 weist ein Laminat 222 aus gemusterter Metallfolie und Substrat auf, das Bereiche, die Metallfolie enthalten, sowie Bereiche aufweist, von denen die Metallfolie durch Laserstrahlverdampfung entfernt wurde. Das Laminat 222 weist ein dielektrisches Substrat 223 auf, das vorzugsweise aus Papier oder Pappe ist, auf dessen oberer Oberfläche 226 und unterer Oberfläche 228 des Substrats 223 ein Spiralstreifen 224 geklebt ist. Der Spiralstreifen 224 dient als eine Induktorspule des Schwingkreises der Plakette 220. Mit dem induktiven Streifen 224 ist ein Kondensator 230 in Reihe geschaltet, der aus zwei leitfähigen Platten 232 und 234 gebildet ist, die auf die obere Oberfläche 226 bzw. die untere Oberfläche 228 geklebt sind. Nicht gezeigt ist eine leitfähige Verbindung durch das Substrat 223 zwischen dem Spiralstreifen 224 und der Kondensatorplatte 234. Das Laminat 222 wird durch Aufkleben von Metallfolienbahnen auf gegenüberliegende Oberflächen des Substrats 223 und Schneiden der Metallfolienbahnen unter der Verwendung eines Laserstrahls in die Muster, die zur Herstellung des Spiralstreifens 224 und der Kondensatorplatten 232 und 234 auf dem Substrat 223 erforderlich sind, hergestellt. Die Spiralstreifen 224 und Kondensatorplatten 232 und 234, die in 18 gezeigt sind, repräsentieren die Teile der aufgebrachten Metallfolienbahnen, die nach der Laserbestrahlung zum Verdampfen der bestrahlten Teile der Metallfolienbahnen übrig bleiben.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Laminats aus einer gemusterten Metallfolie und einem Substrat, mit den folgenden Schritten: (a) Laminieren einer Metallfolienbahn auf ein Substrat durch Einbringen eines Klebers zwischen die Metallfolie und das Substrat in einem vorbestimmten Muster, das Bereiche, in denen Kleber vorhanden ist, und Bereiche, in denen kein Kleber vorhanden ist, definiert; (b) Schneiden der Metallfolie in ein Muster, das den Grenzen der den Kleber enthaltenden Bereiche entspricht; und (c) Entfernen der Bereiche von Metallfolie, die nicht mit dem Kleber auf das Substrat aufgeklebt sind.
Verfahren nach Anspruch 1, mit dem weiteren Schritt des Laminierens einer Bahn Schutzschichtmaterial auf die gemusterte Metallfolienschicht des Laminats.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Schutzschichtmaterial ein Polymerfilm ist.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Polymerfilm ein Polyesterfilm ist.
Verfahren nach den Ansprüchen 3 oder 4, wobei der Polymerfilm auf einer seiner Oberflächen metallisiert ist und die metallisierte Oberfläche mit einem Kleber auf die gemusterte Metallfolienschicht aufgeklebt ist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Bahn Schutzschichtmaterial durch Heißpresswalzlaminieren auf die gemusterte Metallfolie des Laminats laminiert wird.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Bahn Schutzschichtmaterial durch Extrusionslaminieren auf die gemusterte Metallfolie des Laminats laminiert wird.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Bahn Schutzschichtmaterial auf die gemusterte Metallfolie des Laminats laminiert wird, indem vor dem Laminieren eine Schicht aus lösungsmittelfreiem Kleber auf den Film aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Bahn Schutzschichtmaterial durch Trockenaufzieh-Kleblaminieren auf die gemusterte Metallfolie des Laminats laminiert wird.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Bahn Schutzschichtmaterial auf die gemusterte Metallschicht des Laminats extrusionskaschiert wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, wobei der Schritt des Schneidens ein Rotationsstanzen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Schritt des Rotationsstanzens unter der Verwendung einer spanabhebend bearbeiteten Stanzwalze bewerkstelligt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Schritt des Rotationsstanzens unter der Verwendung einer Rotationsstanze mit Stahlschneiden bewerkstelligt wird.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Walze gegen einen weichen Amboss wirkt.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der weiche Amboss aus Wellpappe besteht.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der weiche Amboss aus befeuchteter Pappe besteht.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, wobei der Schritt des Schneidens Laserstrahlschneiden umfasst.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei der Schritt des Laserstrahlschneidens unter der Verwendung eines Nd:YAG-Lasers bewerkstelligt wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, wobei das Substrat aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Papier, beschichteter Pappe, unbeschichteter Pappe und Polymerfilm besteht.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei der Polymerfilm ein Polyesterfilm ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Substrat ein Polymerfilm ist und das den weiteren Schritt des klebenden Laminierens einer Bahn aus Pappe auf die gemusterte Metallfolienschicht des Laminats beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei die Metallfolie eine Aluminiumfolie ist.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei die Metallfolie eine ungeglühte Aluminiumfolie ist.
Verfahren nach Anspruch 23, das den Schritt der Koronabehandlung der Oberfläche der ungeglühten Aluminiumfolie vordem Laminieren der Aluminiumfolie auf das Substrat enthält.
Verfahren nach Anspruch 23, das den Schritt der milden Flammbehandlung der Oberfläche der ungeglühten Aluminiumfolie vor dem Laminieren der Aluminiumfolie auf das Substrat enthält.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei die Metallfolie eine Stanz-Aluminiumlegierungsfolie ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Bereiche nicht verklebter Metallfolie durch Absaugen entfernt werden.
Verfahren zum Herstellen eines Behälters zum Verpackung von Lebensmitteln, die zur Erwärmung in einem Mikrowellenofen gedacht sind, wobei der Behälter mindestens einen Abschnitt aufweist, der für Mikrowellenenergie undurchlässig ist, um an dem undurchlässigen Abschnitt anliegende Lebensmittel abzuschirmen, und mindestens einen Abschnitt, der für Mikrowellenenergie im Wesentlichen durchlässig ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: (a) Laminieren einer Metallfolienbahn auf ein Substrat durch Einbringen eines Klebers zwischen die Metallfolie und das Substrat in einem vorbestimmten Muster, das Bereiche, in denen der Kleber vorhanden ist, und Bereiche, in denen kein Kleber vorhanden ist, definiert; (b) Schneiden der Metallfolie in ein Muster, das den Grenzen der den Kleber enthaltenden Bereiche entspricht; (c) Entfernen der Bereiche von Metallfolie, die nicht mit dem Kleber auf das Substrat aufgeklebt sind; (d) Laminieren einer Bahn Schutzschichtmaterial auf die gemusterte Metallfolienschicht; und (e) Formen des Laminats aus Schutzschicht, gemusterter Metallfolie und Substrat zu dem Behälter, wobei die Schutzschicht an die im Behälter enthaltenden Lebensmittel anliegt, wobei die Bereiche des Laminats, von denen die Metallfolie entfernt wurde, die Bereiche des Behälters bilden, die für Mikrowellenenergie durchlässig sind, und die die Folie enthaltenden Bereiche des Laminats die Abschnitte des Behälters bilden, die für Mikrowellenstrahlung undurchlässig sind.
Verfahren nach Anspruch 28, wobei die Metallfolie Aluminiumfolie ist, das Substrat aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Papier, beschichteter Pappe, unbeschichteter Pappe und Polymerfilm besteht, und das Schutzschichtmaterial Polymerfilm ist.
Verfahren nach Anspruch 29, wobei die Metallfolie ungeglühte Aluminiumfolie ist.
Verfahren nach Anspruch 30, das den Schritt der Koronabehandlung der Oberfläche der ungeglühten Aluminiumfolie vor dem Laminieren der Aluminiumfolie auf das Substrat enthält.
Verfahren nach Anspruch 30, das den Schritt der milden Flammbehandlung der Oberfläche der ungeglühten Aluminiumfolie vor dem Laminieren der Aluminiumfolie auf das Substrat enthält.
Verfahren nach Anspruch 28, wobei der Schritt des Schneidens ein Rotationsstanzen unter der Verwendung einer spanabhebend bearbeiteten Stanzwalze umfasst.
Verfahren nach Anspruch 28, wobei der Schritt des Schneidens Laserstrahlschneiden umfasst.
Verfahren nach Anspruch 28, wobei das Schutzschichtmaterial ein Polymerfilm ist, wobei der Polymerfilm auf einer seiner Oberflächen metallisiert ist und die metallisierte Oberfläche mit einem Kleber auf die gemusterte Metallfolienschicht aufgeklebt ist.
Verfahren nach Anspruch 28, wobei die Bereiche nicht verklebter Metallfolie durch Absaugen entfernt werden.
Laminat aus einer gemusterten Metallfolie und einem Substrat, wobei das Muster dadurch gebildet wird, dass eine Metallfolienbahn auf ein Substrat durch Einbringen eines Klebers zwischen die Metallfolie und das Substrat in einem vorbestimmten Muster laminiert wird, das Bereiche, in denen Kleber vorhanden ist, und Bereiche, in denen kein Kleber vorhanden ist, definiert, die Metallfolie in ein Muster geschnitten wird, das den Grenzen der den Kleber enthaltenden Bereiche entspricht, die Bereiche von Metallfolie entfernt werden, die nicht mit dem Kleber auf das Substrat aufgeklebt sind und eine Bahn Schutzschichtmaterial auf die gemusterte Metallfolienschicht laminiert wird.
Laminat aus einer gemusterten Metallfolie und einem Substrat nach Anspruch 37, wobei das Schutzschichtmaterial ein Polymerfilm ist.
Laminat aus einer gemusterten Metallfolie und einem Substrat nach Anspruch 37 oder 38, wobei die Metallfolie Aluminiumfolie ist und das Substrat aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Papier, beschichteter Pappe, unbeschichteter Pappe und Polymerfilm besteht.
Laminat aus einer gemusterten Metallfolie und einem Substrat nach Anspruch 39, wobei die Metallfolie eine ungeglühte Aluminiumfolie ist.
Laminat aus einer gemusterten Metallfolie und einem Substrat nach Anspruch 38, wobei der Polymerfilm auf einer seiner Oberflächen metallisiert ist und die metallisierte Oberfläche mit einem Kleber auf die gemusterte Metallfolienschicht aufgeklebt ist.
Behälter zur Verpackung von Lebensmitteln, die zur Erwärmung in einem Mikrowellenofen gedacht sind, wobei der Behälter mindestens einen Abschnitt aufweist, der für Mikrowellenenergie undurchlässig ist, um an dem undurchlässigen Abschnitt anliegende Lebensmittel abzuschirmen, und mindestens einen Abschnitt, der für Mikrowellenenergie im Wesentlichen durchlässig ist, wobei der Behälter aus einem Laminat aus einer Schutzschicht, einer gemusterten Metallfolie und einem Substrat gebildet ist, wobei die Schutzschicht an die im Behälter enthaltenen Lebensmittel anliegt, wobei das Laminat aus Schutzschicht, gemusterter Metallfolie und Substrat dadurch gebildet wird, dass eine Metallfolienbahn auf ein Substrat durch Einbringen eines Klebers zwischen die Metallfolie und das Substrat in einem vorbestimmten Muster laminiert wird, das Bereiche, in denen der Kleber vorhanden ist, und Bereiche, in denen kein Kleber vorhanden ist, definiert, die Metallfolie in ein Muster geschnitten wird, das den Grenzen der den Kleber enthaltenden Bereiche entspricht, die Bereiche von Metallfolie entfernt werden, die nicht mit dem Kleber auf das Substrat aufgeklebt sind, und eine Bahn Schutzschichtmaterial auf die gemusterte Metallfolienschicht laminiert wird, wobei die Bereiche des Laminats, von denen die Metallfolie entfernt wurde, die Bereiche des Behälters bilden, die für Mikrowellenenergie durchlässig sind, und die die Folie enthaltenden Bereiche des Laminats die Abschnitte des Behälters bilden, die für Mikrowellenstrahlung undurchlässig sind.
Behälter nach Anspruch 42, wobei die Metallfolie Aluminiumfolie ist, das Substrat aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Papier, beschichteter Pappe, unbeschichteter Pappe und Polymerfilm besteht, und das Schutzschichtmaterial Polymerfilm ist.
Behälter nach Anspruch 43, wobei die Metallfolie ungeglühte Aluminiumfolie ist.
Behälter nach Anspruch 42, wobei das Schutzschichtmaterial ein Polymerfilm ist, wobei der Polymerfilm auf einer seiner Oberflächen metallisiert ist und die metallisierte Oberfläche mit einem Kleber auf die gemusterte Metallfolienschicht aufgeklebt ist.