УПАКОВОЧНЫЙ ПАКЕТ С ЛЕГКИМ ВЫТЕКАНИЕМ
EASY POURING PACKAGE

Область техники, к которой относится изобретение
[0001] Данное изобретение относится к обеспечивающему легкое вытекание упаковочному пакету для упаковывания пищевого продукта из вязкого вещества, потребляемого людьми или домашними животными. Упаковку данного типа обычно изготавливают из гибкого многослойного пленочного слоистого материала, подвергнутого термической обработке, например, автоклавированию, пастеризации или горячему розливу в стерильных условиях.
Уровень техники
[0002] Одной из существующих тенденций на рынке упаковки является удобство, задаваемое возрастающим количеством готовых пищевых продуктов для людей или домашних животных, упакованных в так называемых упаковочных пакетах. Данные упаковочные пакеты могут представлять собой гибкие плоские/подушечные или стоячие пакеты.
[0003] Влажные готовые пищевые продукты часто представляют собой вязкие и жирные вещества, которые прилипает к стенкам пакета, что затрудняет для пользователя полное опорожнение пакета после его открытия. Это явление частично вызвано тем фактом, что внутренняя стенка данных пакетов не проявляет достаточных текучих свойств, но также и тем, что при повороте пакета сверху вниз на 180 градусов создается вакуум.
[0004] В патентном документе WO 2012/107181 раскрыт упаковочный пакет для пищи из вязкого желеобразного вещества, имеющий внутренний полимерный слой с улучшенными текучими свойствами. Этот полимерный слой основан на привитом полиолефине с основной цепью из акрилового сополимера.
[0005] В патентных документах ЕР 1808291, WO 2004/050357, WO 2005/092609 и ЕР 2208604 решаются аналогичные задачи, при этом все эти патенты относятся к улучшению текучих свойств внутреннего слоя упаковочной пленки для улучшенного вытекания пищи из вязкого желеобразного вещества.
Задача изобретения
[0006] Задача данного изобретения заключается в значительном улучшении скорости вытекания содержащейся в пакете пищи и уменьшении количества остатка, остающегося в указанном пакете после вытекания.
Раскрытие изобретения
[0007] В данном изобретении раскрыт упаковочный пакет для вязкого содержимого, содержащий гибкий многослойный слоистый материал, причем указанный слоистый материал содержит внутренний слой, находящийся при использовании в контакте с содержимым указанного пакета, при этом данный пакет содержит верхнюю зону, нижнюю зону и один или более перекрестных уплотнительных швов, причем указанный пакет содержит отрывное вентилирующее средство в нижней зоне.
[0008] Кроме этого, в данном изобретении раскрыт по меньшей мере один признак или комбинация из следующих признаков:
- нижняя зона содержит переднюю сторону, заднюю сторону и накладку, причем указанное отрывное вентилирующее средство расположено в указанной передней стороне, задней стороне или в накладке,
- отрывное вентилирующее средство расположено в накладке,
- верхняя зона содержит элемент инициации открывания, предпочтительно насечку или предварительный надрез,
- отрывное вентилирующее средство выбрано из группы, включающей в себя легко открываемые предварительные надрезы, отрывные клапаны, этикетки, тяговые язычки и отслаиваемые уплотнительные швы,
- упаковочный пакет представляет собой упаковку "флоу-пак",
- внутренний слой имеет поверхностное натяжение менее 24 мН/м, предпочтительно менее 20 мН/м по стандарту DIN 55660,
2
2
- внутренний слой имеет поверхностную шероховатость более 700 частиц/мм и разницу между вершинами более 6 микрон, предпочтительно поверхностную шероховатость более 800 частиц/мм и разницу между вершинами более 7 микрон,
- внутренний слой содержит по меньшей мере одну поверхностно-активную добавку, выбранную из группы, включающей в себя глицериновый стеарат цинка, солевые производные стеариновой кислоты, например, бистеарамид цинка, магния, кальция, этилена, монодиглицериды жирных кислот или полиглицерин жирных кислот или их комбинации в концентрации от 0,1 до 10% по массе, предпочтительно от 1 до 5% по массе,
- внутренний слой содержит производные кремния,
- внутренний слой содержит органические или неорганические антиадгезивные реагенты, выбранные из группы, включающей в себя чешуйчатый тальк, кристаллический или аморфный кремнезем, карбонат кальция и силикат алюминия или золу - в концентрациях от 1 до 20%, предпочтительно от 1 до 10%,
- внутренний слой содержит тисненный профиль, ориентированный в направлении вытекания из упаковки.
Краткое описание чертежей
[0009] На фиг. 1 показан стоячий пакет, содержащий вентилирующее средство на своей передней стороне, которое необходимо сперва открыть до полного открывания верхней части при помощи вспомогательного средства открывания.
[0010] На фиг. 2 показан механизм открывания посредством предварительного надреза, который может быть открыт нажатием или отрыванием.
[0011] На фиг. 3-5 показаны примеры различных положений механизма предварительного надреза, изображенного на фиг. 2, на подушечных пакетах и стоячих пакетах.
[0012] На фиг. 6 показан механизм открывания посредством отслаиваемого уплотнительного шва.
[0013] На фиг. 7 и 8 показан механизм открывания посредством отслаиваемого уплотнительного шва на различных типах пакетов и в различных положениях.
[0014] На фиг. 9 и 10 показан механизм открывания посредством этикетки, которая может представлять собой холодную уплотнительную этикетку, отслаиваемую запечатанную этикетку или клейкую этикетку. Таким образом может быть открыто одно, два или даже больше вентилирующих отверстий.
[0015] На фиг. 11 показан клапан в качестве вентилирующего средства в нижней зоне.
[0016] На фиг. 12 показан тяговый язычок в качестве вентилирующего средства в нижней зоне.
[0017] На фиг. 13 и 14 показаны две различные поверхностные шероховатости внутреннего слоя.
[0018] На фиг. 15 показана известная из уровня техники упаковка после вытекания.
[0019] На фиг. 16 показана упаковка согласно изобретению после вытекания.
[0020] На фиг. 17 показано оборудование для тестов на противодействие запотеванию.
[0021] Список номеров позиций
1. Упаковочный пакет
2. Вентилирующее средство
3. Перекрестный уплотнительный шов
4. Передняя сторона
5. Задняя сторона
6. Накладка
7. Элемент инициации открывания верхней зоны Осуществление изобретения
[0022] Влажные пищевые продукты для домашних животных и готовые пищевые продукты часто приготавливают в виде вязкого и жирного вещества, которое может легко прилипать к стенкам пакета. При этом пользователь задумывается о том, что часть продукта утеряна, или ее необходимо выжать из упаковки с загрязнением своих рук остаточным пищевым содержимым или с необходимостью инструмента, например, ложки, для извлечения указанного остатка из упаковки.
[0023] Задача данного изобретения состоит в улучшении скорости вытекания из пакета посредством комбинации отрываемого вентилирующего средства в нижней зоне и, предпочтительно, модифицированного внутреннего слоя, находящегося в контакте с пищей.
[0024] В данном изобретении раскрыт пакет 1 (стоячий или подушечный) со средством, выполненным для обеспечения проникновения воздуха в нижнюю зону до вытекания для облегчения и ускорения процесса вытекания пищевого продукта. При этом проникновение воздуха может быть получено несколькими вентилирующими средствами 2 различных типов (как показано на прилагаемых чертежах).
[0025] Примерами указанного вентилирующего средства являются малые надрез/отверстие/клапаны в зоне накладки и/или передней и задней стороне упаковки. Эти отверстия необходимо образовать в нижней зоне упаковки до открывания упаковки в верхней зоне посредством насечки или любого другого элемента инициации открывания данного типа.
[0026] Средство открывания спереди или сзади накладки улучшает скорости вытекания и уменьшает отклонение от стандарта вытекания относительно пакета уровня техники. Тем не менее, проникновение воздуха в накладку является предпочтительным вариантом осуществления и демонстрирует высокую эффективность и низкое отклонение от стандарта.
[0027] Были проведены сравнительные тесты при статистически оцениваемых условиях путем поворота сверху вниз на 180 градусов и ожидания в данном положении в течение примерно 10 секунд. Кроме того, пакеты с вентилирующим средством обеспечивают более высокую скорость вытекания, не представленную в таблице.
[0028] Результаты этого теста показывают, что стандартное отклонение для пакета без вентилирующего средства является довольно высоким. При этом скорость вытекания варьируется от 40 до 80% вокруг приблизительного среднего значения 60%, что очевидно воспринимается пользователем как проблема.
[0029] Пакеты с вентилирующим средством в нижней зоне обеспечивают среднюю скорость вытекания около 80%, с варьированием между 76 и 84% и даже между приблизительно 82 и 85% при расположении вентилирующего средства в нижней зоне пакета.
Сравнительные тесты
[0030] Эффективность вытекания усилена комбинированием вышеуказанного проникновения воздуха при помощи вентилирующего средства с модифицированным внутренним слоем, находящимся при использовании в контакте с пищей. Внутренний слой пакетов уровня техники, находящийся при использовании в контакте с пищей, обычно представляет собой герметичный слой на основе полипропилена или полиэтилена. При этом неограничительными примерами являются полипропиленовые смолы, например, блок-сополимер, гомополимер, статистический сополимер, полипропиленовые терполимеры или их комбинации, а также полиэтиленовые смолы, например, полиэтилен высокой плотности (HDPE), полиэтилен низкой плотности (LDPE), линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE), металлоцен, полярный полиэтиленовый сополимер, например, этилвинилацетат (EVA), этилен-метакриловая кислота (ЕМА) или их комбинации.
[0031] Внутренний слой пакета изготовлен технологией выдувания или литья, например, из неориентированных полимерных пленок или полимерных пленок, ориентированных по одной/двум осям. Во время этого производственного процесса опционально могут быть добавлены различные добавки, в число которых входят антиадгезивные реагенты, противодействующие запотеванию реагенты, обеспечивающие скольжение реагенты, антиоксиданты, инертные наполнители.
[0032] В первом варианте осуществления данного изобретения внутренний герметичный слой модифицирован поверхностно-активными молекулами для получения хороших текучих свойств изделия.
[0033] Возможными поверхностно-активными молекулами, используемыми для герметичного слоя данной упаковки, являются глицериновый стеарат цинка, в целом солевые производные стеариновой кислоты, например, бистеарамид цинка, магния, кальция, этилена, монодиглицериды жирных кислот, полиглицерин жирных кислот или их комбинации, - наиболее предпочтительно в концентрации от 0,1 до 10% по массе и предпочтительно от 1 до 5% по массе. Молекулы указанных типов создают эффект захвата очень тонкого слоя воды на поверхности пленки (в диапазоне нескольких ангстремов). Микрослой воды повышает скорость скольжения пищевого содержимого с усилением, таким образом, скорости вытекания (как описано в Примере 2).
[0034] Во втором варианте осуществления изобретения скорость вытекания, обеспечиваемая отрывным вентилирующим средством в нижней зоне, усилена добавлением производных кремния в герметизирующий слой, как описано в патентном документе WO 2012/107181. Данное добавление обеспечивает эффект уменьшения поверхностного натяжения ниже 20 мН/м, наиболее предпочтительно ниже 14 мН/м, измеряемого по способу контактного угла (сходно с DIN 55660) и рассчитываемого по способу Оуэнса, Вендта, Рабеля и Каэбле.
[0035] Низкое поверхностное натяжение уменьшает взаимодействие между пищей и внутренним слоем, что увеличивает скорость вытекания и уменьшает остаток, остающийся в упаковке (как описано в Примере 1).
2
2
[0036] В третьем варианте осуществления изобретения взаимодействие между поверхностью и пищей внутри пакета снижено уменьшением шероховатости внутреннего герметизирующего слоя посредством органических или неорганических антиадгезивных реагентов, например, чешуйчатого талька, кристаллического или аморфного кремнезема, карбоната кальция, силиката алюминия или золы, полимерметилакрилата (РММА), сополимера бутадиена и стирола (SBC) и других подобных веществ. Указанные добавки могут быть использованы в концентрациях от 1 до 20%, предпочтительно от 1 до 10%. В данном случае поверхностная шероховатость варьируется от 133 частиц/мм, как обычно в уровне техники (см. фиг. 13), до 2000 частиц/мм (см. фиг. 14). При этом наиболее предпочтительна ситуация, когда разница между вершинами составляет более 6,8 микрон - по оценке измерением при помощи калиброванного микроскопа (увеличение в 50 раз, разрешение 0,07 микрон/пиксель, 2560 х 1920). Указанное изменение морфологии имеет эффект уменьшения контактной поверхности между пищей и внутренними стенками пакета для поддержания беспрепятственного потока содержимого (как описано в Примере 3).
[0037] В четвертом варианте осуществления изобретения взаимодействие между поверхностью и пищей внутри пакета снижено уменьшением поверхностной шероховатости внутренней поверхности посредством рифленного или выгравированного охлаждающего валка, что приводит к модифицированной поверхности. Данная рифленная поверхность предпочтительно выполнена в поперечном направлении пленки, представляющем длину пакетов и, следовательно, направление вытекания. При этом размер и форма могут быть адаптированы к вязкости упакованной различной пищи. Изменение в поверхностной шероховатости может быть получено при помощи стержней для покрытия на глубину от 4 до 500 мкм.
[0038] Эффекты, обеспечиваемые вышеописанными вариантами осуществления данного изобретения, могут быть комбинированы с отрывным вентилирующим средством. В предпочтительных комбинациях использованы добавки, создающие слой пленки воды, например, глицериновый моностеарат и морфологические модификации, обеспечиваемые диоксидом кремния (как описано в Примере 4).
[0039] Примеры многослойных слоистых материалов, которые могут быть использованы для пакета согласно изобретению:
- барьерный полиэстерный полиэтилентерефталат (PET) (покрытый оксидом алюминия, покрытый оксидом кремния, органическое барьерное покрытие) от 8 до 36 микрон/полиамид (РА) от 10 до 15 микрон//полипропилен (РР), полиэтилен (РЕ) от 30 до 100 микрон,
- полиэстерный PET от 8 до 36 микрон/барьерный полиэстерный PET (покрытый оксидом алюминия, покрытый оксидом кремния, органическое барьерное покрытие) от 8 до 36 микрон//полипропилен РР, полиэтилен РЕ от 30 до 100 микрон,
- полиэстерный PET от 8 до 36 микрон/алюминий от 4 до 10 микрон/полипропилен РР, полиэтилен РЕ от 30 до 100 микрон,
- полиэстер/барьерный полиамид (покрытый оксидом алюминия, покрытие оксидом кремния, органическое барьерное покрытие)/полипропилен РР, полиэтилен РЕ,
- барьерный полиэстерный PET (покрытый оксидом алюминия, покрытый оксидом кремния, органическое барьерное покрытие)/полипропилен РР, полиэтилен РЕ,
- барьерный полиамид РА (покрытый оксидом алюминия, покрытый оксидом кремния, органическое барьерное покрытие)/полипропилен РР, полиэтилен РЕ,
- полиэстерный PET от 8 до 36 микрон/алюминий от 4 до 10 микрон/полиамид РА от 8 до 20 микрон/полипропилен РР, полиэтилен РР от 30 до 100 микрон.
[0040] Примеры и тесты добавок в герметизирующем слое
2
2
Исходной точкой для сравнительных тестов стала следующая исходная слоистая структура: PET 12 мкм/полиуретановый (PU) адгезив 5 г/м/алюминий 8 мкм/полиуретановый адгезив 3 г/м/РР 60 мкм.
Испытуемые добавки размещены в герметизирующем полипропиленовом слое, находящемся в контакте с пищей, причем PET представляет собой ориентированный по двум осям прозрачный полигликольтерефталат, адгезив представляет собой ретортный устойчивый адгезив на основе полиуретанового растворителя (марка Dow 811 + катализатор 9L10), алюминий представляет собой фольгу из мягко отожженного алюминия, и РР представляет собой блок-сополимерную смолу (марка Total РРС3660).
Пример 1 - силоксан - низкая смачиваемость поверхности
РР 60 мкм, содержащий 5% (в процентах по массе) вещества МВ50-001 (в виде 50%-ой дисперсии метилсилоксана в сополимере РР), производимой компанией "Dow corning".
Пример 2 - глицериновый моностеарат - концепция водной пленки
РР 60 мкм, содержащий 10% (в процентах по массе) концентрата 40390 (в виде 10%-ой дисперсии глицеринового моностеарата, диспергированного в РР сополимере), производимого компанией "Ampacet".
Пример 3 - неорганическое нескользкое покрытие - поверхностная шероховатость
РР 60 мкм, содержащий 5% (в процентах по массе) вещества Polyfort Е 17338 (в виде полипропиленового сополимера, заполненного карбонатом кальция на 22%), производимого компанией "Shulman".
Пример 4 - комбинация: концепт водной пленки+поверхностная шероховатость
РР 60 мкм, содержащий 10% (в процентах по массе) концентрата 40390 (10%-ой дисперсии глицеринового моностеарата, диспергированного в сополимере РР), производимого компанией "Ampacet", и 5% (в процентах по массе) вещества М65 (в виде 65% природного аморфного кремнезема - верхнего слоя 30 микрон на носителе из полиэтилена LDPE), производимого компанией "Shulman".
Параметры
- Шероховатость: фотографии сделаны через калиброванную лизну в микроскопе с 3-х мерной реконструкцией (увеличение в 50 раз, разрешение 0,07 микрон/пиксель, 2560×1920);
- Поверхностное натяжение: для расчета поверхностного натяжения на межфазной границе (полярная и рассеянная составляющая) использовался способ Оуэнса, Рабеля и Каэбле;
- Контактный угол: измерен по стандарту DIN 55660. Контактные углы были измерены четыре раза с водой и дийодметаном. Ошибка оптического разрешения составляет 0,1 градуса;
- Эффект противодействия запотеванию - использованные способ и шкала: референтный тест ASTM D2578-99a.
2
[0041] В Примере 1 показано низкое поверхностное натяжение (14 мН/м), в Примере 2 показан значительный эффект противодействия запотеванию (D), в Примере 3 показана низкая шероховатость (1770 частиц/мм), и в Примере 4 показана низкая шероховатость и эффект противодействия запотеванию.
[0042] Как указано выше, полиолефиновые пленки могут быть модифицированы органическими добавками на основе функциональностей -ОН, например, глицерином, глицериновым моностеаратом, производными моно- и диглицерида, этоксилированным алкиламином. Назначение подобных добавок состоит в захвате влаги и создании очень тонкого слоя воды. В полиэтиленовых пленках подобные добавки проявляют быструю миграцию к поверхности с ориентацией функциональности -ОН по отношению к внешней среде, причем контроль возможен классическими средствами путем:
- поверхностной сопротивляемости,
- инфракрасной спектроскопии на основе преобразования Фурье с ослабленным внутренним отражением, высокое разрешение (IRFT ATR Н),
- эффекта предотвращения запотевания в нагретых и/или охлажденных условиях.
[0043] Если полипропилен, кристалличность и скорость охлаждения таковы, что функции -ОН естественно ориентированы к наиболее полярной среде, обычной представляющей собой обработанную коронным разрядом сторону или клеевые слои, то вследствие этого их поворот может быть затруднен вследствие молекулярного перенасыщения. В результате не всегда возможно легко определить наличие добавок на герметизирующей поверхности или увидеть их эффективность одним из способов - путем поверхностной сопротивляемости или способом IRFT (инфракрасной спектроскопии на основе преобразования Фурье).
[0044] Таким образом, для квалификации эффектов некоторых из указанных добавок, в частности, на полипропиленовом герметизирующем слое, необходимо измерение эффекта предотвращения запотевания в нагретых и/или охлажденных условиях.
Экспериментальное определение эффекта предотвращения запотевания
[0045] Стакан заполняют горячей водой (около 60°С) и герметично закрывают. Стакан подвергают воздействие температуры от 60 до 80° в печи в течение одного часа. Спустя один час пленку подвергают воздействию в условиях окружающей среды, и производят наблюдение после одного часа стабилизации. Сразу после открытия печи не наблюдается разница между полимерной пленкой, содержащей глицериновый моностеарат, и эталонной пленкой. После стабилизации полимерная пленка, содержащая глицериновый моностеарат, проявляет большой эффект предотвращения запотевания, при этом эталонная полимерная пленка имеет большое количество капель и не является прозрачной. Если имеет место образование капель на пленке, то можно снова поместить образцы в печь на 30 минут для ускорения ориентации молекул. Посредством данного теста можно контролировать, путем сравнения, эффективность органических добавок на основе -ОН в РР пленке, при этом ни одно классическое средство, например, поверхностная сопротивляемость, не показывает измеримую разницу. Данный тест можно выполнить также для полиолефиновых пленок.