2
Многослойная полимерная упаковка prOtector с металлической крышкой

Полезная модель относится к полужесткой полимерной упаковочной таре, изготовленной путем одновременного формования на основе нескольких типов пластических материалов под давлением и применяемой для упаковки пищевых продуктов, в т.ч. и для проведения в упаковке процессов пастеризации и стерилизации, а также для закатки металлическими крышками, применяемыми сейчас для закатки металлических стандартных банок для консервирования.
В настоящее время известно большое количество полимерных материалов для изготовления пластиковых полимерных упаковок. Для сохранения свойств пищевых продуктов в зависимости от свойств самого продукта и необходимых сроков хранения продукта используется упаковка из различных типов материалов. Если срок хранения продукта невелик и на срок хранения продукта мало влияет кислород воздуха, то для обеспечения заданных сроков хранения достаточно применения материала, не пропускающего влагу и обеспечивающего высокое качество внешнего вида упаковки. Упаковка, которая должна сохранять запах и вкус продукта, находящегося в ней, и обеспечивающая его длительное хранение и стерильность, должна быть изготовлена из специальных материалов. Для того чтобы она обеспечивала непроницаемость кислорода из атмосферы, используют многослойный полимерный материал. Основным свойством многослойного полимерного материала является то, что в нем присутствует дополнительный полимерный барьерный слой, защищающий продукт от проникновения кислорода воздуха. Все известные барьерные материалы имеют высокую зависимость барьерных свойств от влажности окружающей среды. Чем быстрее происходит насыщение влагой такого материала, тем быстрее снижаются его барьерные свойства. Поэтому барьерный материал должен быть защищен от влаги воздуха влагонепроницаемым материалом. Наиболее стойкими к воздействию влаги материалами являются полиолефины. Барьерные материалы имеют низкую адгезию к полиолефинам, поэтому при приложении определенной нагрузки слои могут расслаиваться.
Известна многослойная полимерная упаковка, содержащая корпус с фланцем по верхней его части и крышку, причем корпус выполнен из нескольких слоев полимера, включающего в себя слои термопластичного полимера, устойчивого к воде, барьерный слой, непроницаемый для кислорода, а крышка снабжена элементами, обеспечивающими штабелирование, крышка имеет по контуру элемент защемления, либо крышка выполнена в виде пленки, привариваемой к фланцу корпуса, фланец корпуса имеет загнутую вниз часть, обеспечивающую защемление краев крышки на фланце корпуса. Корпус состоит из трех слоев термопластичного полимера, причем наружный и внутренний слои выполнены из термопластичного полимера, непроницаемого для воды, а барьерный слой расположен между ними, причем толщина промежуточного барьерного слоя находится в пределах 0,1-20% от толщины стенок корпуса. Торец фланца корпуса выполнен однослойным и состоит из термопластичного полимера, непроницаемого для воды, а материал, формирующий наружный и внутренний слои упаковки, между которыми размещен барьерный слой, дополнительно содержит адгезив в количестве 0,05-20% от общего объема этого материала, при этом барьерный слой состоит из пассивного и/или активного противокислородных материалов, причем доля активного противокислородного материала составляет от 0,1 до 5% от общего количества материалов барьерного слоя, а любой полимерный слой может содержать УФ абсорбер (RU, патент на полезную модель №159924, кл. B65D 1/00, 2015 г.).
Недостатками известной упаковки является невозможность широкого использования упаковки в консервной промышленности, поскольку конусная форма упаковки не позволяет набивать ее (термин, широко используемый в консервной промышленности) рыбой (мясом) на стандартных набивочных машинах, применяемых сейчас на консервных заводах. Кроме того, упаковка обладает недостаточной жесткостью для проведения пастеризации и стерилизации, поскольку при проведении операций пастеризации и стерилизации изделий, имеющих в качестве крышки пленочные материалы, возможно коробление пленки и боковых стенок изделий. Это снижает качество внешнего вида изделий.
Кроме этого, для проведения процессов пастеризации и стерилизации возможно только использование пленок без пил-эффекта, т.к. использование пленок с пил-эффектом может привести к самопроизвольному открытию упаковки при проведении процессов пастеризации и стерилизации из-за значительного увеличения давления внутри упаковки при повышении температуры. В этом случае для открытия упаковки с готовым продуктом требуется специальное приспособление для разрезания пленки (н-р острый нож). Использование для герметизации упаковки пленок с пил-эффектом и проведение последующих операций пастеризации и стерилизации требует специального автоклавного оборудования, регулирующего противодавление в автоклаве в зависимости от значения давления, возникающего в упаковке при поведении процессов пастеризации и стерилизации. Кроме этого, изменение внешнего вида пленки после проведения пастеризации и стерилизации снижает качество внешнего вида изделий.
Технический результат, на достижение которого направлена настоящая полезная модель, заключается в повышении надежности упаковки за счет повышения прочности и жесткости, и расширении возможности ее применения, путем обеспечения возможности использования предложенной упаковки во всех типах автоклавов с послойной укладкой в корзины.
Известная полимерная упаковка с выраженной конусностью требует деликатного обращения и не может применяться в автоклавах вертикального типа, т.к. подвергается деформациям при циркулировании воды и неравномерном нагреве (охлаждении).
Использование для герметизации такой упаковки пленок с пил-эффектом может привести к нарушению герметичности упаковки во время проведения пастеризации и стерилизации.
Указанный технический результат достигается тем, что в многослойной полимерной упаковке, содержащей корпус с фланцем по верхней его части и крышку, причем корпус выполнен из нескольких слоев полимера, включающего в себя слои термопластичного полимера, устойчивого к воде, барьерный слой, непроницаемый для кислорода, корпус состоит из трех слоев термопластичного полимера, причем наружный и внутренний слои выполнены из термопластичного полимера, непроницаемого для воды, а барьерный слой расположен между ними, при этом толщина промежуточного барьерного слоя находится в пределах 0,1-20% от толщины стенок корпуса, торец фланца корпуса выполнен однослойным и состоит из термопластичного полимера, непроницаемого для воды, а материал, формирующий наружный и внутренний слои упаковки, между которыми размещен барьерный слой, дополнительно содержит адгезив в количестве 0,05-20% от общего объема этого материала, при этом барьерный слой состоит из пассивного и/или активного противокислородных материалов, а любой полимерный слой может содержать УФ абсорбер, согласно полезной модели, крышка выполнена металлической, угол наклона стенок корпуса к дну составляет от 10'' до 15°, стенки корпуса выполнены с двумя переходами по диаметру, один переход выполнен на высоте на 1-15 мм выше или ниже середины высоты стенки, а второй на высоте на 3-10 мм ниже фланца, расположенного в верхней части корпуса, при этом дно выполнено с как минимум одним поднутрением, расположенным на расстоянии 1-25 мм от стенок корпуса, при этом фланец корпуса выполнен с возможностью обеспечения закатки стандартной металлической крышкой, а на крышке выполнены концентрические компенсационные канавки и ребра жесткости.
Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что угол между стенками корпуса и дном выполнен с закруглением.
А также тем, что в месте перехода дна в стенку выполнен рант, являющийся продолжением боковых стенок, край которого расположен ниже дна.
И тем, что поднутрение дна имеет сферическую форму.
Предложенная полимерная упаковка с металлической крышкой обладает повышенной жесткостью и прочностью, т.к. металлическая крышка является жестким элементом конструкции, не изменяющим своих свойств при повышенных температурах. Кроме этого, полимерная упаковка имеет дополнительные ребра жесткости по боковой поверхности, что также повышает жесткость и прочность упаковки, предотвращая деформацию боковых стенок. Это позволяет применять данную полимерную упаковку во всех типах автоклавов, с послойной укладкой в корзины.
Полезная модель поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 представлен общий вид многослойной полимерной упаковки с металлической крышкой (один из вариантов выполнения металлической крышки);
на фиг. 2 представлен общий вид многослойной полимерной упаковки с металлической крышкой (второй вариант выполнения металлической крышки);
на фиг. 3 - вид упаковки сбоку с выделением места совмещения рантов крышки и многослойной полимерной упаковки;
на фиг. 4 - штабелирование упаковок с изображением трехслойной стенки;
на фиг. 5 представлены варианты выполнения дна упаковки.
Упаковка содержит корпус 1 практически цилиндрической формы с углом наклона стенок корпуса к дну от 10'' до 15°; фланец 2 корпуса 1; наружный слой 3 из термопластичного полимера, непроницаемого для воды; внутренний слой 4 из термопластичного полимера, непроницаемого для воды (например, полипропилена или полиэтилена); промежуточный барьерный слой 5, состоящий из полимерного материала, непроницаемого для кислорода и составляющий от 0,1 до 20% от толщины стенок 6 корпуса 1. Угол наклона (на чертеже не обозначен) стенок 6 корпуса 1 к дну 7 составляет от 10'' до 15° (угол наклона нужен для удобства съема изделия из прессформы, чем он больше, тем проще съем, но угол больше 15 градусов не может применяться в автоклавах вертикального типа, т.к. подвергается деформациям при циркулировании воды и неравномерном нагреве (охлаждении). Причем угол между стенками 6 корпуса 1 и дном 7 может быть выполнен с закруглением, а стенки 6 корпуса 1 выполнены с двумя переходами 8 и 9 по окружности, один переход 8 на высоте на 1-15 мм выше или ниже середины высоты боковой стенки 6, а второй переход 9 выполнен на высоте на 3-10 мм ниже фланца 2, расположенного в верхней части корпуса 1. Дно может быть выполнено с не менее чем одним концентрическим поднутрением, расположенным на расстоянии от 1-25 мм от стенок 6 корпуса 1, например, с двумя концентричными поднутрениями 10 и 11, расположенными в непосредственной близости друг от друга, при этом фланец 2 корпуса 1 выполнен с возможностью обеспечения закатки стандартной металлической крышкой 12, а на крышке 12 выполнены компенсационные канавки 13 и ребра жесткости 14.
Работа с упаковкой осуществляется следующим образом.
Многослойная полимерная упаковка разбирается из штабеля и подается на транспортер, подходит к узлу дозирования (набивочная машина) и заполняется продуктом. Продвигается по транспортеру, где в упаковку дополнительно поступают специи, и, при необходимости, масло (или любая другая заливка). После окончательного заполнения упаковка с продуктом продвигается по транспортеру и попадает на закаточную машинку, где происходит установка крышки 12 на фланец 2 корпуса 1 полимерной упаковки и постадийная закатка ранта 15 крышки 12 вместе с фланцем 2 корпуса 1. Машинка сначала прочно совмещает фланец 2 полимерной упаковки и рант 15 крышки 12, подгибает край ранта 15 крышки 12 за край фланца 2 корпуса 1 упаковки, затем производит еще один загиб, захватывая фланец 2 корпуса 1 упаковки и рант 15 крышки 12. В результате получается герметичный закаточный шов, выдерживающий высокие внутренние давления, создаваемые внутри упаковки при проведении пастеризации и стерилизации. После закатки упаковка с продуктом поступает на раскладку в "корзины" (специальные большие емкости - короба, для горизонтальных автоклавов - на колесах), где упаковки раскладываются послойно с применением прокладок, не деформирующихся при проведении многократных операций стерилизации. Затем корзины с контейнерами поступают на стерилизацию в автоклавы (преимущественно горизонтального типа), где проводится стерилизация продукта в упаковке. После стерилизации упаковки с продуктом охлаждаются и в корзинах поступают на участок мойки. После мойки упаковки с продуктом высушиваются теплым воздухом и поступают на этикетирование, после чего укладываются в короба, маркируются, короба укладываются в паллеты.
Упаковки с продуктом хранятся на складе при температуре, предусмотренной условиями хранения продукта. Конечный потребитель вскрывает упаковку таким же образом, как и металлическую банку. При использовании металлической крышки «легкое открытие» (easy open) использования специальных приспособлений для открытия крышки не требуется.
Многослойная полимерная упаковка с металлической крышкой по расположению и содержанию слоев аналогична известной упаковке, принятой в качестве ближайшего аналога.
Предложенная упаковка содержит корпус 1 с очень маленьким углом наклона стенок 6 корпуса 1 к дну 7. Угол составляет от 10'' до 15°.
С одной стороны наличие небольшого наклона боковых стенок позволяет осуществлять штабелирование упаковки и это значительно уменьшает объем перевозимой упаковки и сокращает размер используемых складских помещений. С другой стороны, малый наклон стенок позволяет осуществлять набивку продукта (общепринятый термин в консервной промышленности) рыбой (мясом) на стандартных набивочных машинах, применяемых сейчас на консервных заводах, что позволяет расширить возможности применения упаковки. На известной упаковке это было мало достижимо из-за ее конусности. Известная упаковка имела ровную, коническую форму стенок и сложную форму дна - компенсирующие концентрические канавки. В предложенной нами многослойной полимерной упаковке, снабженной металлической крышкой, стенки 6 выполнены с двумя переходами 8 и 9 по диаметру, один переход 8 на высоте на 1-15 мм выше или ниже середины высоты боковой стенки 6, а второй переход 9 выполнен на высоте на 3-10 мм ниже фланца 2, расположенного в верхней части корпуса 1. Переходы 8 и 9 выполняют функции ребер жесткости, повышая надежность упаковки, компенсируют внутреннее давление на боковые стенки при проведении пастеризации и стерилизации. Поднутрения 10 и 11, расположенные в непосредственной близости друг от друга на расстоянии от 1-10 мм и на расстоянии 5-25 мм от стенок 6 корпуса 1, или сферическое поднутрение 16 также выполняют роль компенсаторов давления, повышая надежность упаковки. На дне также может быть выполнен рант 17 в месте перехода дна в стенку, являющийся продолжением боковых стенок, край которого расположен ниже дна и увеличивающий жесткость дна упаковки, повышая ее надежность. Благодаря такой форме стенок и дна упаковка по всем поверхностям (кроме металлической крышки 12) доступна для рассмотрения помещенного в нее продукта. Металлическая крышка 12, используемая для закатки, имеет концентрические канавки 13 по всей поверхности, которые также являются компенсаторами давления и позволяют снизить количество компенсаторов на дне упаковки.
Фланец 2 корпуса 1 выполнен с возможностью обеспечения закатки стандартной металлической крышкой 12, которой обычно закатываются металлические консервные банки. На крышке 12 выполнены концентрические канавки 13 и ребра жесткости 14, обеспечивающие повышение надежности упаковки.
Надежность упаковки обусловлена стойкостью к нагрузкам и обеспечивается ребрами жесткости: переходами 8 и 9 по боковой стенке 6 корпуса 1, прямым углом перехода боковых стенок 6 во фланец 2 (закаточный рант) и двумя уровнями поднутрения 10 и 11 на дне 7.
Обеспечивается пригодность под закатку металлическими крышками, применяемыми сейчас для закатки металлических, стандартных банок для консервирования. По краю банки выполнен фланец 2 в виде отбортовки, отходящей под углом 80-110° от боковой стенки 6. Наличие отбортовки такой формы позволяет произвести закатку контейнера металлической крышкой 12 на закаточном оборудовании и надежно герметизировать контейнер на стандартной закаточной машине со сменными закаточными роликами.
Высокая эластичность полимерного материала дает возможность закатать надежный шов, заполнить все свободные полости и надежно загерметизировать крышку относительно боковых стенок.
Таким образом, предложенная многослойная полимерная упаковка с металлической крышкой позволяет повысить надежность упаковки за счет повышения ее прочности и жесткости и расширить возможности ее применения за счет возможности ее использования во всех типах автоклавов.