ЛАМИНАТ ДЛЯ ПЕРЕНОСА ДОБАВОК И УПАКОВОЧНОЕ ИЗДЕЛИЕ, В КОТОРОМ ОН ИСПОЛЬЗУЕТСЯ
LAMINNATE FOR ADDITIVES TRANSFERRING AND PACKING PRODUCT IN WHICH THEY ARE USED

Перекрестные ссылки на родственную заявку
Настоящей заявкой заявлен приоритет от патентной заявки США серийный номер 60/590826, поданной 22 июля 2004, которая включена в настоящее описание во всей своей полноте в качестве ссылки на нее.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится в целом к упаковке и, в частности, к термопластичным ламинатам, способам их использования, особенно для упаковки и нагревания или приготовления пищевых продуктов для придания улучшенного вкуса, аромата и/или цвета пищевому продукту.
Уровень техники
Промышленность по коммерческой упаковке пищевых продуктов в течение многих лет использовала способ, в котором пищевая добавка использовалась для модификации пищевого продукта с приданием продукту желательного цвета, вкуса или запаха. В мясной промышленности он включает модификацию мясного продукта в процессе приготовления мяса. Обычно вкус и цвет дыма и карамельное окрашивание используют для модификации мясного продукта.
Остается потребность в улучшении метода, в котором цвет, вкус и запах пищевых добавок объединяются с пищевыми продуктами, и в улучшении качества получаемого модифицированного пищевого продукта. Проблемы, с которыми сталкивались в известном уровне, включали, помимо других, неравномерное распределение пищевой добавки в или на пищевом продукте, неспособность переносить достаточное количество пищевой добавки в пищевой продукт, неадекватную адгезию пищевой добавки к пищевому продукту при удалении упаковки с пищевого продукта и плохой внешний вид пищевого продукта после переноса пищевой добавки в пищевой продукт. Было бы желательно разработать способ или продукт, который отвечает одному или нескольким из этих требований.
Краткое изложение сущности изобретения
В первом аспекте настоящее изобретение относится к ламинату, содержащему субстрат и слой переноса добавки. Слой переноса добавки содержит водонерастворимый термопластичный полимер, агент повышения ударной вязкости полимера и гранулы добавки. Агент повышения ударной вязкости полимера содержится в смеси с водонерастворимым термопластичным полимером. Гранулы добавки содержат, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, включающей краситель, вкусовую добавку и ароматизатор.
2
2
2
2
Если субстрат присутствует в виде пленки, то это может быть однослойная пленка или многослойная пленка. Если использована многослойная пленка, то предпочтительно субстрат может включать термосвариваемый слой и не пропускающий О слой. Многослойная пленка может дополнительно содержать наружный предохранительный слой, первый связующий слой между не пропускающим O слоем и герметизирующим слоем, и второй связующий слой между не пропускающим O слоем и предохранительным слоем. Многослойная пленка может дополнительно содержать не пропускающий влагу слой между наружным предохранительным слоем и не пропускающим О слоем.
,
,
Во втором аспекте настоящее изобретение относится к упаковочному изделию, включающему ламинат согласно первому аспекту настоящего изобретения. В упаковочном изделии ламинат крепится к самому себе или другому компоненту упаковочного изделия. Предпочтительное упаковочное изделие включает мешок, пакетоболочкулоток, термоформованное изделие и пленочую крышку. Предпочтительные оболочки включают бесшовные оболочки, оболочки с задним термосваренным внахлест швом и оболочки с задним термосваренным встык швом с герметизирующей лентой на нем. Мешок может представлять собой мешок с торцевым термосваренным швом, мешок с боковым термосваренным швом, мешок с U-образным термосваренным швом (также называемый пакет) или мешок с L-образным термосваренным швом.
Ламинат для переноса добавки настоящего изобретения может быть использован в способе получения готовых пищевых продуктов. Способ включает упаковку пищевого продукта в упаковочное изделие, содержащее ламинат, причем пищевой продукт упаковывается так, что слой переноса добавки располагается между пищевым продуктом и субстратом. При варке пищевого продукта в упаковке, например при температуре от 45°С до 200°С, по меньшей мере, часть добавки переносится в пищевой продукт. Добавка также может быть перенесена в пищевой продукт погружением пищевого продукта в водяную ванну при 200°F на время, составляющее 60 секунд.
В одном варианте осуществления покрытие для переноса добавки наносят только на часть поверхности субстрата или наносят на субстрат по рисунку, например, в виде логотипа, отметок для гриля и т.п. оставляя без покрытия те поверхности слоя субстрата, которые должны быть термосварены. Покрытие для переноса добавки может быть составлено с термоэластопластом, который крепится к субстрату.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 представлена схема способа получения пленочного субстрата согласно настоящему изобретению.
На фиг.2 представлен пакет в сложенном состоянии, изготовленный из ламината для переноса добавки согласно настоящему изобретению.
На фиг.3 представлен упакованный продукт, содержащий ламинат для переноса добавки согласно настоящему изобретению.
На фиг.4 представлен общий вид альтернативного упакованного продукта, содержащего ламинат для переноса добавки согласно настоящему изобретению.
На фиг.5 представлен первый вариант осуществления упакованного продукта в поперечном разрезе по линии 5-5, показанного на фиг.4.
На фиг.6 показан поперечный разрез альтернативного упакованного продукта.
На фиг.7 показан поперечный разрез другого альтернативного упакованного продукта.
На фиг.8 показана схема процесса покрытия пленки субстрата с получением ламината для переноса добавки согласно изобретению.
На фиг.9 представлен поперечный разрез высушенного слоя покрытия для переноса добавки, полученного из относительно гомогенного состава.
На фиг.10 представлен поперечный разрез высушенного слоя покрытия для переноса добавки, полученного из относительно гетерогенного состава.
Подробное описание изобретения
Фраза «слой переноса добавки» относится к слою ламината, который содержит водонерастворимый термопластичный полимер, агент, повышающий ударную вязкость полимера и содержащие добавку гранулы. При работе гранулы в слое переноса добавки переходят в пищевой продукт. Предпочтительно слой переноса добавки получают объединением термопластичного полимера, агента, повышающего ударную вязкость полимера, органического растворителя и гранул добавки, причем термопластичный полимер и агент, повышающий ударную вязкость полимера, растворяют в органическом растворителе, а гранулы добавки затем перемешивают с раствором. Полученную суспензию затем наносят на субстрат (который может представлять собой, например, пленку, либо однослойную, либо многослойную) и растворитель испаряют, оставляя покрытие для переноса добавки прикрепленным к субстрату (т.е. соединенным с субстратом) и образующим в результате ламинат для переноса добавки. После испарения растворителя слой переноса добавки может содержаться в количестве в интервале от примерно 5 до примерно 50 грамм на квадратный метр; или от примерно 10 до примерно 30 грамм на квадратный метр; или от примерно 10 до примерно 20 грамм на квадратный метр; или от примерно 20 до примерно 30 грамм на квадратный метр.
Хотя термопластичный полимер слоя переноса добавки может необязательно содержать один или несколько водорастворимых термопластичных полимеров (например, один или несколько полимеров, указанных в возможном «покровном слое», описанном ниже), термопластичный полимер слоя переноса добавки содержит, по меньшей мере, один водонерастворимый полимер. Водонерастворимый термопластичный полимер может составлять до 100% полимера слоя переноса добавки. Если в слое переноса добавки содержится смесь водорастворимого полимера и водонерастворимго термопластичного полимера, то предпочтительно количество водорастворимого полимера составляет менее 50% в расчете на общую массу водонерастворимого термопластичного полимера в слое переноса добавки, например, в интервале величин от примерно 1 до примерно 40%, или от примерно 1 до 20% или в пределах от примерно 1 до примерно 10%, в расчете на общую массу водонерастворимого термопластичного полимера в слое переноса добавки.
Водонерастворимый термопластичный полимер включает, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, содержащей бутадиен/стирольный каучук, сополимер изобутилена/изопрена (например, бутилкаучук), сшитый бутилкаучук, полиизопрен, полиизобутилен, полибутилен, сополимер стирола/изобутилена, сополимер этилена/винилацетата, сополимер этилена/винилового спирта, сополимер этилена/пропилена, сополимер пропилена/этилена, полипропилен, полибутадиен, полиэтилен, сополимер этилена/альфа-олефина, сополимер этилена/цикло-олефина, поливинилацетат, триацетат целлюлозы, натуральный каучук (чикл) и балата-каучук.

Полиизобутилен и сшитый бутилкаучук являются предпочтительными водонерастворимыми термопластичными полимерами для использования в слое переноса добавки. Полиизобутилен Vistanex MM L 80, полиизобутилен Vistanex MM L 100, полиизобутилен Vistanex MM L 120, полиизобутилен Vistanex MM L 140 и сшитый бутилкаучук Kalar 5263 пригодны для использования в слое переноса добавки. Полиизобутилен может иметь характеристическую вязкость от примерно 1 децилитр/грамм до примерно 5 децилитр/грамм, или от примерно 2 децилитр/грамм до примерно 4,5 децилитр/грамм, или от примерно 3 децилитр/грамм до примерно 4 децилитр/грамм.
g
Как использовано в тексте описания, фраза «агент, повышающий ударную вязкость полимера» относится к компоненту, который при смешении с водонерастворимым термопластичным полимером приводит к образованию смеси, которая является более ударопрочной, чем термопластичный полимер в отсутствие агента, повышающего ударную вязкость. Агент, повышающий ударную вязкость полимера, может привести к образованию смеси, обладающей более высоким модулем упругости и/или более высокой когезионной прочностью, и/или более высокой адгезионной прочностью, чем термопластичный полимер в отсутствие агента, повышающего ударную вязкость полимера. Агент, повышающий ударную вязкость полимера, может быть выбран так, чтобы получить смесь, обладающую более высокой температурой стеклования (т.е. T), чем термопластичный полимер в отсутствие агента, повышающего ударную вязкость полимера. Один или несколько различных типов агентов, повышающих ударную вязкость полимера, может быть использован в ламинате настоящего изобретения.
Вещество для повышения клейкости может служить агентом, повышающим ударную вязкость полимера, в слое переноса добавки. Вещество для повышения клейкости представляет собой вещество, которое при смешении с термопластичным полимером образует смесь, имеющую более высокую исходную клейкость, чем термопластичный полимер в отсутствие агента, повышающего ударную вязкость полимера, и/или большую клейкость, чем та, которой обладает термопластичный полимер в отсутствие агента, повышающего ударную вязкость полимера. Вещества для повышения клейкости включают терпеновую смолу, политерпеновую смолу, канифоль и углеводороды нефти. Примерами углеводородов нефти являются углеводородные смолы, алифатические смолы, ароматические смолы, гидрированные углеводородные смолы (как полностью гидрированные, так и частично гидрированные), жидкие смолы (такие как ароматическая жидкая смола типа С9) и смешанные смолы, такие как алифатические/ароматические С5/С9 смешанные смолы.
Канифоль включает кислоты канифоли и сложные эфиры кислот канифоли. Канифоли представляют собой природные продукты, образованные хвойными деревьями и имеющие ненасыщенность в природном состоянии. Ненасыщенность придает нестабильность к воздействию тепла и окислению. Гидрирование придает канифоли большую стабильность к воздействию тепла и окисления. Канифоль, используемая в настоящем изобретении, может быть частично гидрированной или полностью гидрированной. Примеры канифоли включают живичную канифоль (т.е. сосновую смолу, добытую из живых сосновых деревьев), экстракционную канифоль (полученную из ядровой древесины срубленных сосновых деревьев), таловое масло канифоли (полученное перегонкой сырого талового масла, которое является побочным продуктом процесса варки бумажной массы) и производные канифоли (такие как сложные эфиры, включая соли металлов сложных эфиров канифоли). Сложный эфир канифоли, гидрированная канифоль и частично гидрированная экстракционная канифоль (особенно гидрированная или частично гидрированная экстракционная канифоль) являются предпочтительными веществами для повышения клейкости для ламината настоящего изобретения. Частично гидрированная и негидрированная канифоль могут быть использованы в качестве агентов, повышающих ударную вязкость полимера. Однако гидрированные канифоли имеют более высокую теплостойкость, чем негидрированные канифоли.

Предпочтительные канифоли для использования в настоящем изобретении включают гидрированную канифоль Foral AX, гидрированную канифоль Foral DX и сложный эфир гидрировнной канифоли Endere S.
Минералы (и неорганические, и органические) также могут служить как агенты, повышающие ударную вязкость полимеров, в ламинате для переноса добавки. Оба типа минералов - встречающиеся в природе и переработанные минералы (т.е. очищенные минералы) и синтетические минералы могут быть использованы в качестве агентов для повышения ударной вязкости полимеров в ламинате настоящего изобретения. Оксид кальция может служить агентом для повышения ударной вязкости полимера и/или агентом, облегчающим съем, как установлено по снижению количества «ножек», т.е. снижению адгезии (и уровня переноса) водонерастворимого полимера к вареному пищевому продукту при отделении ламината от пищевого продукта после варки. Пентаэритрит (т.е. тетраметилолметан) и янтарь также могут быть использованы в качестве агентов для повышения ударной вязкости. Диоксид кремния (включая дымящий диоксид кремния и аморфный диоксид кремния), глина, тальк, слюда и каолин могут служить агентами для повышения ударной вязкости полимера. Агент для повышения ударной вязкости может содержаться в слое для переноса добавки в количестве от примерно 0,1 до 30 массовых процентов, в расчете на массу термопластичного полимера, или в количестве от примерно 0,3 до 10 массовых процентов, или в количестве от примерно 0,5 до 5 массовых процентов, в расчете на массу термопластичного полимера.
Слой переноса добавки необязательно может дополнительно содержать одну или несколько технологических добавок. Примеры технологических добавок включают вещества, которые (а) улучшают выделение добавки из оболочки для переноса добавки в пищевой продукт в процессе нагревания, варки или повторного нагревания, (b) снижают адгезию экспонированной поверхности слоя для переноса добавки к другой наружной поверхности ламината в случае, когда ламинат наматывается в рулон для хранения, и (с) улучшают коэффициент трения (предотвращают блокировку) ламината с покрытием в процессе производства, хранения и использования ламината.
Технологические добавки включают, но не ограничивают объема притязаний, воск (включая петролейный воск, парафин, съедобный воск, пчелиный воск, микрокристаллический воск, полиолефиновый воск, амидный воск и окисленный полиэтилен), различные масла (включая силиконовое масло, минеральное масло, растительное масло, лярд), съедобные поверхностно-активные вещества и антивуаленты, крахмал и полимеры на основе целлюлозы. Порошкообразный крахмал, нанесенный на поверхность слоя переноса добавки, может служить антиблокирующим агентом и также может служить для минимизации образования ножек.
Агенты для повышения ударной вязкости полимера и технологические добавки могут снижать нежелательную адгезию полимера к пищевому продукту, когда ламинат снимают с пищевого продукта после переноса добавки(ок) в пищевой продукт. Полимер, который прилипает к пищевому продукту в процессе снятия ламината, может образовывать «адгезионные ножки» в процессе отслоения ламината от вареного продукта.
Адгезионные ножки представляют собой части адгезионного слоя, которые прочно соединены с адгерентом (например, вареным пищевым продуктом). В процессе отделения адгезионного слоя (например, слоя переноса добавки) от объекта, к которому прилип адгезив, части адгезионного слоя могут прилипнуть настолько прочно, что они вызывают вытягивание адгезивного материала с образованием видимых соединительных тяжей, называемых «ножками». Адгезионные ножки нежелательны, так как они присутствуют только тогда, когда полимер прилипает к пищевому продукту. Ножки указывают на два потенциальных нежелательных следствия адгезии полимера к пищевому продукту. Первое нежелательное последствие заключается в переносе кусочков полимера в вареный пищевой продукт. Второе нежелательное последствие заключается в вытаскивании кусочков пищевого продукта с ламинатом при снятии последнего с вареного пищевого продукта (например, «отслаивании мяса»). Желательно, чтобы ножек было мало или их не было совсем, чтобы не было никакого отслоения мяса и никакого переноса полимера с мясным продуктом в процессе снятия ламината с вареного мясного продукта.
5
12
3
6
Органические растворители, использованные при получении смеси для нанесения покрытия/раствора, включают летучие углеводородные жидкости, выбранные из группы, состоящей из С-С алканов и алкенов, алифатических спиртов, выбранных из группы, включающей С-С спирты, кетонов, выбранных из группы, включающей
3
5
3
12
С-С алифатические кетоны, и С-С органических сложных эфиров. Подходящими растворителями являются пентан, гексан, гептан, октан и изо-октаны.
Необязательно ламинат для переноса добавки может дополнительно включать покровный слой, т.е. слой, нанесенный на слой переноса добавки. Покровный слой должен быть водорастворимым и предпочтительно содержит, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, включающей полисахарид и протеин. В частности, покровный слой содержит, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, включающей альгинат, полимер целлюлозы, метилцеллюлозу, гидроксипропилкрахмал, гидроксипропилметилкрахмал, гидроксиметилцеллюлозу, гидроксипропилцеллюлозу, гидроксипропилметилцеллюлозу, карбоксиметилцеллюлозу, целлюлозу, этерифицированную ангидридом 1-октенилянтарной кислоты, поливиниловый спирт, хитин и хитозан, глиадин, глютенин, глобулин, альбумин (особенно в форме глютена), проламин (особенно злаковый зеин), тромбин, пектин, карагинан, коньячная мука-глюкоманнин, фибриноген, молочный белок, полисахарид, казеин (особенно казеин молочного белка), соевый белок, белок сыворотки (особенно белок молочной сыворотки) и пшеничный белок. Покровный слой необязательно наносят для того, чтобы облегчить «чистое» отделение покрытия для переноса добавки от пищевого продукта на стадии снятия ламината после процесса тепловой обработки.
Как использовано в тексте описания, термин «субстрат» и фраза «слой субстрата» относится к части ламината для переноса добавки, которая поддерживает слой переноса добавки. Хотя субстрат или слой субстрата может представлять собой любое изделие, к которому может быть прикреплен слой переноса добавки, предпочтительный слой переноса добавки представляет собой термопластичное изделие или целлюлозное изделие. Гибкая пленка является предпочтительным типом изделия. Пленка может представлять собой однослойную пленку или многослойную пленку. Предпочтительно субстрат может быть подвергнут термосварке за счет совмещения непокрытых частей термосвариваемого слоя под действием тепла и давления с образованием сварного шва.
Предпочтительно субстрат содержит, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, включающей полиолефин, полиэтилен, сополимер этилена/альфа-олефина, полипропилен, сополимер пропилена/альфа-олефина, сополимер этилена/винилацетата, сополимер этилена/ненасыщенного сложного эфира, этилен/альфа, бета-ненасыщенная карбоновая кислота, этилен/ангидрид альфа, бета-ненасыщенной карбоновой кислоты, нейтрализованная соль на основе металла этилен/альфа, бета-ненасыщенной карбоновой кислоты, сополимер этилена/цикло-олефина, сополимер этилена/винилового спирта, полиамид, сополиамид, сложный полиэфир, сложный сополиэфир, полистирол, поливинилхлорид, полиакрилонитрил, полиуретан и целлюлозу.
Пленочные субстраты, на которые наносится слой переноса добавки, может включать один или несколько дополнительных слоев, в зависимости от требуемых от пленки свойств. Предпочтительными субстратами являются многослойные пленки, сконструированные для обеспечения скольжения, модулей упругости, защиты от кислорода и возможности термосваривания. Полимеры, используемые для получения первого слоя многослойного пленочного субстрата, включают полиолефин, сополимер винилиденхлорида (включая сополимер винилиденхлорида/винилхлорида/метилакрилата), этиленовый гомополимер и сополимер (особенно сополимер этилена/альфа-олефина), пропиленовый гомополимер, полибутен, сополимеры бутена/альфа-олефина, сополимер этилена/ненасыщенного сложного эфира (особенно сополимер этилена/винилацетата), сополимер этилена/ненасыщенной кислоты (включая сополимер этилена/акриловой кислоты), сополимер этилена/винилового спирта, полиамид, сополиамид, сложный полиэфир, сложный сополиэфир и иономер.
Термосвариваемые слои субстрата могут включать полиэтилен высокой плотности (HDPE), полиэтилен низкой плотности и высокого давления (LDPE), сополимеры этилена/альфа-олефина (LLDPE и VLDPE), сополимеры этилена/альфа-олефина, полученные с одноцентровыми катализаторами (линейные гомогенные и длинноцепочечные разветвленные гомогенные сополимеры
3
10
2
этилен/C-C альфа-олефины), полимеры типа взаимопроникающих сеток (IPN), по существу сферические гомогенные полиолефины (SSHPE), полипропилен, полибутилен, сополимеры бутен/альфа-олефин, сополимер пропилена/этилена и тройной сополимер пропилена/гексена/бутена. Могут быть включены дополнительные пленочные слои, т.е. слои помимо слоя герметизации. Например, не пропускающий О слой (например, сополимер этилена/винилового спирта, сополимер винилиденхлорида/метилакрилата и/или сополимер винилиденхлорида/винилхлорида) может быть использован за слоем герметизации субстрата. Многослойные пленочные субстраты, используемые при осуществлении изобретения, включают, например, первый слой субстрата из LLDPE, второй слой из смеси 85% ЭВА и 15% HDPE, третий слой из LLDPE с привитым малеиновым ангидридом, четвертый слой из сополимера этилен/виниловый спирт, пятый слой из смеси 50% найлона 6 и 50% сополиамида 6/12, шестой слой из LLDPE с привитым малеиновым ангидридом, седьмой слой из смеси 85% ЭВА и 15% HDPE и восьмой наружный слой из LLDPE. В таком примере слои 2-8 обеспечивают пленочный субстрат со слоем, не пропускающим кислород, и прочностными свойствами помимо способности к термосвариванию первого слоя субстрата.
Как использовано в настоящем описании, термин «краситель» относится к веществу, которое придает цвет продукту, который в противном случае имел бы другой цвет. Красители включают различные красители, одобренные FD&C, вместе с различными другими красителями. Предпочтительно краситель включает, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, содержащей карамель, мальтозу, порошок свеклы, лавровый лист, гранулированную сою, оксид железа, цветной экстракт винограда и каротин.
,
Как использовано в тексте описания, термин «вкусовая добавка» относится к веществу, которое придает ощущение вкуса и является синонимом существительного «вкус» и включает измельченные вкусовые добавки, которые изменяют вкус пищевой композиции. Вкусовые добавки включают, но не ограничивают объема притязаний, специи (сушеный чеснок, горчицу, травы), пряности (медовая горчица, кумин, паприка, чили, лимон, имбирь, кориандр, барбекю, сушеная соя), компоненты вареного, печеного или жареного вкуса (особенно вкусовая добавка со вкусом копченья), добавку с жареным вкусом (особенно добавка со вкусом жареного без масла), добавка со вкусом индюшачьего сока, высушенный мед, сушеные растительные вкусовые добавки (томат, лук, острый зеленый перец кайенская трава, острый чили, черный перец, острый красный перец), морскую соль и добавку с запахом дыма (сухая кария, древесина яблони или дым мескитового дерева) и инкапсулированное масло со вкусом дыма. Вкусовые добавки могут быть получены от поставщиков, таких как Gold Coast, Red Arrow или Master Taste.
Как использовано в тексте настоящего описания, термин «ароматизатор» относится к душистому веществу, т.е. веществу, выделения из которого действуют на органы обоняния. Предпочтительные ароматизаторы включают те, которые испускают приятный запах (такой как аромат) или аромат чабера. Ароматизаторы включают порошкообразный дым.
Как использовано в тексте настоящего описания, термин «гранула», «гранулированный» или «гранулированный агент» включает агломераты, а также отдельные частицы. Например, гранулы могут включать гранулы размером в интервале от примерно 10 до примерно 500 микрон, такие как в интервале от примерно 15 до 300 микрон, или от примерно 50 до примерно 250 микрон, или от примерно 70 до примерно 200 микрон, или от примерно 75 до примерно 150 микрон. Специалисты в данной области поймут, что могут быть использованы частицы вкусовой добавки большего или меньшего размера, например толченый перец может превышать 500 микрон. Гранулы, как использовано в настоящем описании, включают тонкоизмельченные частицы добавки, такие как порошки. Гранулы являются обычно твердыми, но могут включать жидкости, например гранулы могут включать микроинкапсулированные жидкости, такие как инкапсулированное масло дыма. В зависимости от способа, использованного для получения ламината, может быть преимущественным классифицировать гранулы добавки, например может быть преимущественным использовать гранулы, имеющие максимальный размер до 75 микрон или максимальный размер до 150 микрон. Для классификации гранул может быть использовано, помимо других способов, просеивание или воздушная классификация.
Гранулы добавки могут присутствовать в относительно высокой концентрации в расчете на общую массу слоя переноса добавки. Например, гранулы добавки могут составлять от примерно 10 до примерно 90 мас.% от общей массы слоя переноса добавки. В альтернативном варианте гранулы добавки могут составлять от примерно 25 до примерно 85 мас.% слоя переноса добавки, или от примерно 50 до примерно 85 мас.% от общей массы слоя переноса добавки.
Гранулы могут образовывать часть наружной поверхности слоя переноса добавки. Наружная поверхность слоя переноса добавки представляет собой поверхность слоя переноса добавки, которая не прикреплена к субстрату, т.е. поверхность слоя переноса добавки, которая ориентирована в направлении от субстрата.
По меньшей мере, некоторые гранулы могут прилипать непосредственно к поверхности термопластичного полимера или могут быть присоединены к термопластичному полимеру адгезивом. По меньшей мере, некоторые гранулы могут образовывать, по меньшей мере, часть наружной поверхности слоя переноса добавки. По меньшей мере, некоторые гранулы могут быть частично покрыты или полностью покрыты термопластичным полимером. По меньшей мере, некоторые гранулы могут быть частично или полностью погружены в слой переноса добавки.
И если термин «покрытый» использован в настоящем описании применительно к гранулам, никакая часть которых не образует наружную поверхность слоя переноса добавки, то фраза «частично покрытые» использована для описания гранул, часть которых покрыта и часть которых образует часть наружной поверхности слоя переноса добавки.
Предпочтительно гранулы располагаются над той поверхностью термопластичного полимерного слоя переноса добавки, который расположен напротив слоя субстрата. Хотя некоторые гранулы могут прилипать или погружаться в наружную поверхность термопластичного полимера слоя переноса добавки, но другие гранулы могут быть погружены под наружную поверхность(и) термопластичного полимера слоя переноса добавки. Полностью погруженные гранулы, которые являются водорастворимыми, будут вымываться из слоя переноса добавки при попадании воды на гранулы. Может потребоваться растворение части или всех соседних гранул для того, чтобы вода достигла полностью погруженных гранул. Гранула, которая полностью окружена термопластичным полимером, может не раствориться, если термопластичный полимер не позволяет воде достичь погруженной гранулы. Тем не менее, многие, если не большинство гранул или все гранулы, будут растворяться, если в слое переноса добавки содержится высокое количество гранул.
Цвет, аромат и вкус гранул, как использовано в настоящем описании, относится к добавкам, которые изменяют вкус, аромат и цвет пищевой композиции, включающей, но не ограничивающей объем притязаний изобретения, специи (такие как сушеный чеснок, лук, горчица, травы), пряности (такие как сухой мед, сушеный соевый сок, кумин, чили, порошок карри, сухой лимон, имбирь, кориандр), вкусовые концентраты (такие как со вкусом барбекю, гриля, печеного и жареного), вкус сухих овощей (таких как томат, острый зеленый перец, кайенский перец, душистый перец, паприка, красный острый перец), морская соль и концентраты вкуса дыма (такие как глюкоальдегид, 2,6-диметоксифенол, гваякол или сухая кария, древесина яблони и мескитовый дым), карамель, мальтоза, мальтодекстрин, порошок свеклы, оксид железа, экстракт виноградного цвета и каротин. Поставщиками гранул красителя и вкуса являются Gold Coast, Red Arrow и Master Taste.
Порошкообразная карамель находится среди предпочтительных добавок для использования в настоящем изобретении. Caramel 602, Caramel 603, Caramel 608, Caramel 622, Caramel 624, Caramel 628, Caramel 900 находятся среди предпочтительных порошкообразных карамелей для использования в настоящем изобретении.
,
Полимерные компоненты, использованные для получения многослойных пленок согласно настоящему изобретению, также могут содержать соответствующие количества других добавок, обычно включаемых в состав таких композиций. Данные добавки включают агенты скольжения, такие как тальк, антиоксиданты, наполнители, пигменты и красители, радиационные стабилизаторы антистатики, эластомеры и т.п. добавки, известные специалистам в области упаковочных пленок.
Хотя субстрат не должен быть структурированным, по меньшей мере, в одном варианте осуществления один или несколько слоев субстрата являются поперечно-сшитыми. Поперечное сшивание может быть осуществлено обычными методами, включающими облучение и добавление химических агентов поперечного сшивания, как например агентов, инициирующих свободно-радикальные реакции при нагревании или под воздействием ионизирующего излучения. При радиационном сшивании ламинат подвергают обработке активным облучением, таким как коронный разряд, плазма, пламя, ультрафиолет, рентгеновское излучение, гамма-излучение, бета-излучение и электроны высокой энергии, которое может изменить поверхность пленки и/или индуцировать образование поперечных связей между молекулами облученного материала. Облучение полимерных пленок раскрыто в патенте США № 4064296, выданном на имя Bornstein et al., который включен в настоящее описание во всей полноте в качестве ссылки. Bornstein et al. раскрывает использование ионизирующего излучения для поперечного сшивания полимера, содержащегося в пленке.
Дозы облучения даны в настоящем описании в единицах излучения «Рад», где один миллион Рад также известен как мегарад и обозначается «МР», или в единицах излучения килоГрей (кГи), где 10 килоГрей соответствуют 1 МР, как известно специалистам в данной области. Для проведения поперечного сшивания полимер подвергают воздействию подходящей дозы облучения электронами высокой энергии, предпочтительно при использовании ускорителя электронов, при уровне дозы, определяемом стандартными методами дозиметрии. Подходящая доза облучения электронами высокой энергии лежит в интервале значений примерно до 16-166 кГи, более предпочтительно примерно 30-139 кГи, и также более предпочтительно 50-100 кГи. Предпочтительно облучение проводят на ускорителе электронов, и уровень дозы определяют стандартными методами дозиметрии. Облучение не ограничено электронами из ускорителя, поскольку может быть использовано любое ионизирующее излучение. Предпочтительное количество излучения зависит от ламината и его конечного назначения.
Субстрат также может быть подвергнут обработке коронным разрядом. Как использовано в тексте настоящего описания, термин «обработка коронным разрядом» относится к воздействию на поверхности термопластичных материалов, таких как полиолефины, коронного разряда, т.е. ионизации газа, такого как воздух, вблизи поверхности пленки; ионизация, инициированная высоким напряжением, проходит через соседний электрод, вызывая окисление и другие изменения поверхности пленки, такие как шероховатость поверхности.
Относительно высокое содержание водорастворимых гранул в термопластичном полимере, например в количестве примерно от 20% до примерно 900% по массе, в расчете на массу термопластичного полимера (или от примерно 50% до 500%, или от примерно 150% до 350%), предпочтительно получают сначала растворением термопластичного полимера в органическом растворителе, а затем добавлением гранул к раствору с получением суспензии, содержащей гранулы добавки, диспергированные в растворе термопластичного водонераствримого полимера. Данная суспензия при нанесении на субстрат с последующим испарением органического растворителя образует покрытие на субстрате, которое становится слоем переноса добавки образующегося ламината. Испарение органического растворителя сопровождается образованием непрерывной матрицы термопластичного полимера, в которую погружены некоторые гранулы добавки ниже поверхности термопластичного полимера, тогда как другие гранулы добавки прилипают к поверхности термопластичного полимера, эти гранулы проходят над наружной поверхностью термопластичного полимера. Водорастворимые гранулы, которые частично или полностью растворяются при контакте с содержащим влагу пищевым продуктом, переносят добавку в пищевой продукт.
Как использовано в тексте настоящего описания, термин «пленка» использован в общем смысле и включает полотно из пластика, независимо от того, является ли оно пленкой или листом. Предпочтительно пленки настоящего изобретения и использованные в нем имеют толщину 0,25 мкм или меньше. Как использовано в тексте настоящего описания, термин «упаковка» относится к упаковочным материалам, расположенным вокруг упаковываемого продукта. Фраза «упакованный продукт», как использовано в тексте настоящего описания, относится к комбинации продукта, который окружен упаковочным материалом.
Как использовано в тексте настоящего описания, термин «ламинат» относится к изделию, имеющему, по меньшей мере, два слоя. Примеры включают многослойную пленку, такую как соэкструдированная многослойная пленка, экструдированная покрытая многослойная пленка, однослойная пленка, имеющая на себе покрытие, и многослойная пленка, имеющая на себе покрытие, две пленки, соединенные теплом или адгезивом, и т.п. Предпочтительный ламинат включает слой субстрата, который представляет собой наружный слой субстрата, содержащий термопластичный полимер, и слой переноса добавки, слой переноса добавки содержит водонерастворимый термопластичный полимер, импрегнированный гранулами, включающими водорастворимый краситель, водорастворимый ароматизатор и/или водорастворимую вкусовую добавку. Слой субстрата ламината предпочтительно непосредственно соединен со слоем переноса добавки. Пленочный субстрат необязательно может содержать один или несколько дополнительных пленочных слоев, таких как не пропускающий кислорода слой со связующими слоями в сочетании с ним или без них, дополнительный объемный и/или усиливающий слой и т.п. Слой переноса добавки предпочтительно представляет собой водопроницаемый слой, т.е. позволяет воде экстрагировать добавки из слоя переноса для перенесения их в соседний упакованный продукт. Второй слой переноса добавки предпочтительно наносят в виде покрытия на первый слой пленочного субстрата.
Как использовано в тексте настоящего описания, термин «наружный слой» относится к любому слою, имеющему менее двух основных поверхностей, непосредственно соединенных с другим слоем пленки. Фраза включает однослойные и многослойные пленки и ламинаты. Все ламинаты и все многослойные пленки имеют два, и только два, наружных слоя. Каждый наружный слой имеет только одну из своих двух основных поверхностей, соединенных только с одним другим слоем ламината или многослойной пленки. В многослойных пленках есть только один слой, который, безусловно, представляет собой наружный слой, в котором ни одна из его двух основных поверхностей не соединена с другим слоем пленки.
Как использовано в тексте настоящего описания, фраза «сушка», использованная в связи со способом получения ламината для переноса добавки, относится к удалению органического растворителя из суспензии для слоя добавки с образованием слоя переноса добавки ламината. Сушка превращает покрытие из суспензии для слоя переноса добавки на субстрате в отвержденный слой для переноса добавки. Сушка может привести к получению слоя для переноса добавки, который не проявляет существенной блокировки, т.е. позволяет избежать такого слипания, когда происходит блокировка или отслоение, относительно соседних поверхностей, например, пленки (включая обе одинаковые или различные пленки) и/или других изделий (например, металлической поверхности и т.п.). Предпочтительно высушенный слой переноса добавки имеет содержание углеводородного растворителя менее примерно 5%, в расчете на массу наружного слоя, более предпочтительно от примерно 0,0001 до 5%, также более предпочтительно от примерно 0,0001 до 1%; еще более предпочтительно примерно 0%.
Как использовано в тексте настоящего описания, термин «сваривание» относится к любому герметичному соединению первой области поверхности пленки ко второй области той же или другой поверхности пленки, сваривание обычно протекает при совмещении областей друг с другом под давлением и нагревании каждой из областей пленки, по меньшей мере, до соответствующих температур начала их сваривания с образованием термосваренного шва. Сваривание может быть осуществлено любым одним или несколькими из широкого набора методов, таких как использование нагретого стержня, горячего воздуха, инфракрасного излучения, ультразвуковая сварка и т.п. и даже использование зажимов, например, на скрученных оболочках и т.п.
Как использовано в тексте настоящего описания, фраза «варка в» относится к способу варки продукта, упакованного в материал, способный выдерживать действие длительных или кратковременных условий варки при нахождении в нем пищевого продукта. Сваренный продукт может быть направлен потребителю в оригинальной упаковке, или же упаковочный материал может быть удален и продукт может быть дозирован для повторной упаковки. «Варка в» включает варку погружением в воду при температуре от 57°С до 85°С на период 2-12 часов, или погружением в воду, или помещением в пар повышенного давления (например, сосуд высокого давления) при температуре от 85°С до 121°С на 2-12 часов, используя пленку, подходящую для конечного применения в сосуде высокого давления. Однако «варка в» может предусматривать сухое нагревание, т.е. при температурах обычных термошкафов от 300°F до 450°F, или микроволновое приготовление, нагрев паром или погружение в воду при температуре от 135°F до 212°F на 2-12 часов. Варка часто включает ступенчатые профили нагрева.
Предпочтительно пищевой продукт готовят при температуре от примерно 145°F до 205°F в течение времени от примерно 1 до 12 часов. В альтернативном варианте пищевой продукт можно приготовить при температуре от примерно 170°F до 260°F в течение времени примерно от 1 до 20 минут, с последующей варкой пищевого продукта при температуре от примерно 145°F до 205°F в течение времени примерно от 1 до 12 часов.
Предпочтительно пищевой продукт включает, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, включающей говядину, свинину, курятину, индюшатину, рыбу, сыр, тофу и заменитель мяса.
2
Сваренные в упаковке продукты являются в основном предварительно упакованными, предварительно сваренными продуктами, которые могут быть непосредственно переданы потребителю в данном виде. Данные типы продуктов могут потребляться с нагревом и без него. Упаковочные материалы для варки сохраняют герметичность и в случае многослойных пленок являются стойкими к расслаиванию. В некоторых случаях конечного использования, таких как оболочки для варки, ламинат является термоусаживаемым в условиях приготовления и образует плотно облегающую оболочку. Дополнительные необязательные свойства пленок для использования в продуктах, сваренных в упаковке, включают сопротивление расслаиванию, низкую проницаемость O, термоусаживаемость, составляющую примерно 20-59%-ную биаксиальную усадку при температуре примерно 185°F, и оптическую прозрачность.
В процессе варки продукта упаковка должна сохранять герметичность, т.е. любые термосваренные швы должны выдерживать разрыв в процессе варки. Обычно, по меньшей мере, одна часть пленки для варки в ней продукта приваривается к другой части с образованием трубчатой оболочки с задним швом, или используется бесшовная труба, если используется бесшовная оболочка. Обычно каждый из двух концов трубчатой оболочки закрывают с помощью металлической скобки. Оболочка по существу имеет форму продукта внутри оболочки. Существенная конформность усиливается при использовании термоусаживаемой пленки вокруг содержимого упаковки с образованием плотно прилегающей упаковки. В некоторых вариантах осуществления пленка является термоусаживаемой во временных и температурных условиях варки, т.е. пленка обладает достаточной энергией усадки, так что воздействие на упакованный пищевой продукт тепла будет вызывать усадку упаковочной пленки точно вокруг упакованного продукта, составляющую примерно 55% моноаксиальной или биаксиальной усадки при 185°F. Таким образом, выход продукта увеличивается при сохранении влаги в пищевом продукте, а внешневидовые характеристики пищевого продукта не ухудшаются из-за присутствия на поверхности жидкостей или «выдавленного флюида».
Как использовано в тексте настоящего описания, фраза «повышенная температура» касательно способа тепловой обработки упакованного пищевого продукта (сваренного или не сваренного) при температуре выше температуры окружающей среды для инициирования переноса гранулированных добавок относится к тепловой обработке упакованного продукта при температуре выше температуры окружающей среды в материале, способном выдерживать воздействие тепловых и временных условий при сохранении пищевого продукта, например нагревание пищевого продукта при температуре от примерно 45°С до примерно 250°С, такое как от примерно 50°С до примерно 200°С, или от примерно 35°С до примерно 150°С, или от примерно 57°С до примерно 125°С, или от примерно 60°С до примерно 115°С, или от примерно 65°С до примерно 100°С, или такое как от примерно 70°С до примерно 85°С. Переработка упакованного пищевого продукта при повышенной температуре может включать ступенчатые профили нагрева, например нагревание при 57°С в течение 30 минут, затем нагревание при 60°С в течение 30 минут, затем нагревание при 75°С до достижения желательной внутренней температуры пищевого продукта.
Ламинат для переноса добавки используется для упаковки как сваренного, так и не сваренного пищевого продукта. То есть, варка сырого пищевого продукта, упакованного в ламинат для переноса добавки, может привести к переносу добавки в пищевой продукт в процессе варки. Однако ламинат для переноса добавки также может быть использован для упаковки сваренных пищевых продуктов с переходом добавки в вареный пищевой продукт в процессе повторного нагрева пищевого продукта. Условия пост-пастеризации могут быть использованы для переноса добавки в уже сваренный пищевой продукт.
2
Ламинаты, используемые в настоящем изобретении, могут содержать однослойные или многослойные пленочные субстраты. Пленочный субстрат может иметь суммарно от 1 до 20 слоев; например от 2 до 12 слоев или от 4 до 9 слоев. Пленочный субстрат может иметь общее число слоев и любую желательную толщину, поскольку субстрат обеспечивает желательные свойства для конкретной операции упаковки, в которой используется пленка, например защита от О, свободная усадка, натяжение усадки, оптические свойства, модули упругости, прочность герметизации и т.п.
Как использовано в тексте настоящего описания, фраза «внутренний слой» относится к наружному слою пленки пленочного упаковочного ламината, контактирующему с продуктом, или изделию, пригодному для использования в упаковке продукта (такого как пакет или оболочка), ближайшего к продукту, относительно других слоев многослойной пленки.
Как использовано в тексте настоящего описания, фраза «наружный слой» относится к наружному слою многослойной пленки или ламината, в который упаковывается продукт, или изделия, пригодного для использования при упаковке продукта (такого как пакет или оболочка), который расположен на максимальном расстоянии от продукта по сравнению с другим слоем многослойной пленки.
Как использовано в тексте настоящего описания, фраза «свободная усадка» относится к процентному изменению размеров образца пленки 10 см × 10 см при усадке ее при 185°F, количественные измерения проводят согласно методу испытания ASTM D 2732, как изложено в публикации 1990 Annual Book of ASTM Standards, Vol. 08.02, pp. 368-371, которая включена в настоящее описание в качестве ссылки во всей своей полноте. Термоусаживаемая пленка имеет свободную усадку примерно 5-70% в каждом направлении (т.е. от примерно 5 до 70% в продольном направлении (L) и от примерно 5 до 70% в поперечном (Т) направлении) при 90°С, или, по меньшей мере, 10% при 90°С, по меньшей мере, в одном направлении, такое как примерно 10-50% при 90°С; или примерно 1,5-35% при 90°С. Для превращения в пакеты и оболочки пленочное изделие ориентировано в одном направлении или ориентировано в двух направления и предпочтительно имеет свободную усадку при 90°С, по меньшей мере, 10% в каждом направлении (L и Т); такую как, по меньшей мере, 15% в каждом направлении. Для использования в качестве оболочки пленка имеет суммарную свободную усадку (L+T) от примерно 30 до 50% при 85°С. Для использования пакетов пленка имеет суммарную свободную усадку, по меньшей мере, 50% (L+T), такую как от 50 до 120%. В альтернативном варианте ориентированное пленочное изделие может быть подвергнуто тепловой усадке. Тепловую усадку можно проводить при температуре от примерно 60 до 200°С, такой как 70-150°С, такой как 80-90°С.
Пленочный субстрат, использованный в настоящем изобретении, может иметь любую желательную суммарную толщину, поскольку пленка обеспечивает желательные свойства для проведения конкретного процесса упаковки, в котором используется пленка. Предпочтительно пленочный субстрат, использованный в настоящем изобретении, имеет суммарную толщину от примерно 0,3 до примерно 15 мил (1 мил = 0,001 дюйм; 2,54 мил = 1 мм); такую как от примерно 1 до примерно 10 мил; от примерно 1,5 до примерно 8 мил. Для усаживаемых оболочек интервал от 1,5 до 8 мил является примером допустимой толщины пленочного субстрата.
Примеры субстратов, которые могут быть покрыты составом покрытия для переноса добавки в соответствии с настоящим изобретением, которые могут быть затем использованы в соответствии с настоящим изобретением, включают пленки, раскрытые в (а) патенте США серийный № 5843502, выданном 1 декабря 1998 на имя Ram K. Ramesh: (b) патенте США № 6764729, поданном 20 июля 2004, на имя Ram K. Ramesh; (с) патенте США № 6117464 на имя Moore, выданного 12 сентября 2000, (d) патенте США 4287151 на имя Esakov et al., выданном 1 сентября 1981; и (e) патентной заявке США серийный № 617720, на имя Beckwith et al., поданной 1 апреля 1996. Каждый из упомянутых документов включен в настоящее описание во всей полноте в качестве ссылки.
Следующие многослойные структуры представляют собой примеры различного расположения слоев в ламинатах для переноса добавки. Слой «покрытия» представляет слой для переноса добавки, который содержит комбинацию содержащих добавку гранул, водонерастворимого термопластичного полимера и агента, увеличивающего ударную вязкость полимера. Все слои, отличающиеся от слоя покрытия, представляют часть субстрата из ламината для переноса добавки. В следующих пленочных структурах отдельные слои показаны в порядке, в котором они будут появляться в ламинате.
герметизирующий/покрытие (в контакте с пищевым продуктом)
предохранительный/ герметизирующий/покрытие (в контакте с пищевым продуктом)
предохранительный/барьерный/герметизирующий/покрытие (в контакте с пищевым продуктом)
предохранительный/связующий/барьерный/связующий/герметизирующий/покрытие (в контакте с пищевым продуктом)
предохранительный/связующий/барьерный/связующий/объемный/
герметизирующий/покрытие (в контакте с пищевым продуктом)
предохранительный/объемный/связующий/барьерный/связующий/
объемный/ герметизирующий/покрытие (в контакте с пищевым продуктом).
Вышеприведенные структуры пленок являются чисто пояснительными и не ограничивающими объема притязаний изобретения.
Термосвариваемый слой может иметь толщину от примерно 0,1 до примерно 4 мил; или от примерно 0,2 до примерно 1 мил; или от примерно 0,3 до примерно 0,8 мил. Наружный предохранительный слой может иметь толщину примерно от 0,1 до примерно 5 мил; или от примерно 0,2 до примерно 3 мил, или от примерно 0,3 до примерно 2 мил, или от примерно 0,5 до примерно 1,5 мил. Предпочтительно наружный предохранительный слой включает, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, содержащей полиолефин, полистирол, полиамид, сложный полиэфир, полимеризованный этилен виниловый спирт (т.е. гидролизованный этилен-винилацетатный сополимер), поливинилиденхлорид, сложный полиэфир, полиуретан и поликарбонат.
2
2
2
2
2
Субстрат необязательно может содержать не пропускающий О слой. Не пропускающий О слой представляет собой внутренний слой субстрата, который расположен между герметизирующим слоем и предохранительным слоем материала субстрата. Не пропускающий Ослой содержит полимер, обладающий относительно высокими защитными от О свойствами. Не пропускающий О слой может иметь толщину от примерно 0,05 до 2 мил и может содержать, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, включающей полимеризованный этилен виниловый спирт (EVOH, который представляет собой гидролизованный этилен-винилацетатный сополимер), поливинилиденхлорид (включая сополимер винилиденхлорида/метилакрилата и сополимер винилиденхлорида/винилхлорида), полиамид, сложный полиэфир, полиакрилонитрил и поликарбонат.
2
Многослойный пленочный субстрат необязательно может дополнительно содержать связующий слой, также называемый специалистами в данной области адгезионным слоем. Назначением связующего слоя является соединение пленочных слоев, которые являются несовместимыми и в противном случае они не образуют прочной связи в процессе соэкструзии или экструзионного нанесения покрытия. Слой(и), пригодный для использования в пленке согласно настоящему изобретению, обладает относительно высокой степенью совместимости с (т.е. сродством к) не пропускающим О слоем, таким как полимеризованный EVOH, полиамид и т.д., а также высокой степенью совместимости со слоями, не являющимися барьерными, такими как сополимеры этилена/альфа-этилена. В общем состав, число и толщина связующего слоя(ев) составляет величину, известную специалистам в данной области. Предпочтительно каждый связующий слой(и) имеет толщину от примерно 0,01 до 2 мил. Каждый слой(и) содержит, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, включающей модифицированный полиолефин, иономер, сополимер этилена/ненасыщенной кислоты, сополимер этилена/сложного эфира ненасыщенной кислоты, полиамид и полиуретан.
Фиг.1 иллюстрирует способ получения «пленочного субстрата», который затем может быть покрыт так, что он становится пленкой согласно настоящему изобретению. В способе, показанном на фиг.1, различные полимерные составы из твердых полимерных гранул (не показаны) подают в несколько экструдеров (для простоты показан только один экструдер). Внутри экструдеров 10 полимерные гранулы дегазируются, после чего образующийся не содержащий пузырьков расплав проходит в экструзионную головку 12 и экструдируется через кольцевой мундштук головки, образуя трубчатую ленту 14, которая предпочтительно имеет толщину от примерно 15 до 30 мил, и предпочтительно имеет ширину в сложенном состоянии от примерно 2 до 10 дюймов.
После охлаждения распыленной водой из охладительного кольца 16, трубчатая лента 14 проходит через прижимные ролики 18, а затем проходит через радиационную камеру 20, окруженную защитным кожухом 22, где происходит облучение трубчатой пленки 14 электронами высокой энергии (т.е. ионизирующим излучением) от железного сердечника преобразователя ускорителя 24. Трубчатая лента 14 направляется через радиационную камеру 20 роликами 26. Предпочтительно трубчатая лента 14 облучается дозой от примерно 40 до 100 кГи, и образуется облученная трубчатая лента 28. Облученная трубчатая лента 28 наматывается на наматывающий барабан 30 после выхода из радиационной камеры 20, образуя рулон облученной трубчатой ленты 32.
После облучения и наматывания наматывающий барабан 30 и рулон облученной трубчатой пенки 32 снимаются и устанавливаются как разматывающий барабан 34 и разматывающийся рулон трубчатой пленки 36 на второй стадии процесса получения трубчатой пленки по мере необходимости. Облученная трубчатая пленка 28 после разматывания из разматывающегося рулона трубчатой пленки 36 поступает затем на направляющие ролики 38, после которых облученная трубчатая пленка 28 проходит через горячую водяную ванну 40, наполненную горячей водой 42. Облученная трубчатая пленка 28 затем погружается в горячую воду 42 (предпочтительно имеющую температуру порядка 85°С-99°С) на время примерно от 20 до 60 секунд, т.е. на промежуток времени, достаточно продолжительный для достижения пленкой желательной для биаксиального растяжения температуры. После этого горячая облученная трубчатая пленка 44 направляется через прижимные валики 46, и раздувается в пузырь 48, обеспечивая тем самым растяжение в поперечном направлении горячей облученной трубчатой пленки 44, так что из ориентированной пленки 50 образуется труба. Кроме того, в процессе раздувания, т.е. поперечной вытяжки, прижимные валики 52 имеют окружную скорость выше, чем окружная скорость прижимных валиков 46, что обеспечивает ориентацию в продольном направлении. В результате поперечной вытяжки и продольного вытягивания образуется ориентированная трубчатая пленка 50, раздув данной пленки предпочтительно осуществляют в отношении от примерно 1:1,5 до 1:6, а вытяжку осуществляют в отношении от примерно 1:1,5 до 1:6. Более предпочтительно растяжение и вытяжку осуществляют в отношении от примерно 1:2 до 1:4. Результатом является биаксиальная ориентация от примерно 1:2,25 до 1:36, более предпочтительно от 1:4 до 1:16. Пока пузырь 48 сохраняется между прижимными валками 46 и 52 ограниченный пузырь 50 разрушатся при прохождении через пару параллельных роликов 54, после чего направляется в прижимные ролики 52 и поперек направляющего валика 56, затем скручивается в рулон 58. Натяжной ролик 60 обеспечивает хорошую намотку. Перед намоткой пленку необязательно можно подвергнуть отжигу нагреванием ее при повышенной температуре, такой как 170°F, при этом пленка восстанавливается от усадки. Отжиг может протекать, даже если пленка нагревается только в течение короткого промежутка времени, например 15 секунд.
На фиг.2 показан пакет 62 в сложенном виде. Пакет 62 изготовлен из пленки 64 и имеет открытый торец 66, а также дно 68, герметично сваренное на конце 70. Пакет 62 имеет дополнительное покрытие для переноса добавки на своей внутренней стороне (не показано), покрытие представляет внутренний слой пленки 64. Несваренный пищевой продукт, такой как мясной продукт, помещают внутрь пакета 62, после этого пакет 62 вакуумируют (т.е. удаляют воздух) и герметизируют, в результате чего получают упакованный мясной продукт 72, показанный на фиг.3. Продукт, который окружен пленкой, после этого варят, оставляя на нем пленку. В процессе варки добавка переходит из слоя переноса добавки ламината на наружную поверхность вареного продукта.
На фиг.4 показан другой вариант осуществления упакованного продукта 74 настоящего изобретения, продукт упакован в оболочку, закрытую на каждом из концов металлическими скобами 76, причем на перспективном виде фиг.4 показана только одна скобка. Пленка 78, использованная для упаковки мясного продукта внутри оболочки, может представлять собой, например, пленку № 1 или пленку № 2, подробно рассмотренные ниже.
На фиг.5 показан первый поперечный разрез упакованного продукта 74, т.е. проведенный по линии 5-5 фиг.4. Фиг.5 представляет собой поперечный разрез термосваренной внахлест оболочки, включающей пленку 78, имеющую область внутренней поверхности с покрытием 80 и термосвариваемую часть без покрытия на наружной поверхности 82 в области герметичного сварного шва 84, сварной шов расположен там, где первая область пленки находит на вторую область пленки.
На фиг.6 показан альтернативный поперечный разрез упакованного продукта 74, т.е. аналогичный разрезу на фиг.5, но для оболочки с задним швом, свариваемым с лентой. Фиг.6 представляет поперечный разрез оболочки с задним швом, термосваренным с лентой, включающей пленку 78, имеющую область внутренней поверхности с покрытием 86. Пленочная оболочка 78 термосварена с герметизирующей лентой 88. Пленочная оболочка 78 имеет внутреннюю поверхность 86 и наружную поверхность 90. Наружная поверхность 90 термосварена герметизирующей лентой 88 по швам 87 и 89, где каждая из кромок пленочной оболочки 78 пригнала вплотную друг к другу. Таким образом, герметизирующая сварная лента 88 обеспечивает продольный шов по длине сваренной с лентой пленочной оболочки 78. Хотя сварная лента 88 может быть изготовлена из однослойной пленки или многослойной пленки, предпочтительно сварная лента 88 изготовлена из многослойной пленки.
На фиг.7 показан поперечный разрез третьего варианта упакованного продукта 74, т.е. оболочки с задним реберным швом. На фиг.7 пленочная оболочка с реберным сварным швом 78 имеет область внутренней поверхности с покрытием 92. Вдоль кромок внутренней поверхности пленочной оболочки 78 имеются две области без покрытия, каждая из которых термосваривается друг с другом по шву 94, который образует «ребро», выпирающее из оболочки 74.
2
Ламинат настоящего изобретения может быть получен при использовании модифицированного процесса печати или нанесения покрытия. Покрытие для переноса добавки может быть нанесено на пленочный субстрат по технологии печати, такой как гравюрная покрытие или печать, литографическое покрытие или печать, нанесение покрытия наливом с последующим распределение ракельным ножом, распылительное нанесение покрытия и т.п. Предпочтительно композицию для нанесения покрытия наносят на пленку при использовании, по меньшей мере, одного элемента, выбранного из группы, включающей рифленый валок, флексографический валок, скребок Мейера, ракельный нож с реверсивный углом, ножевой барабан, нанесение покрытия реверсивным валиком (включая двухвалковое, трехвалковое и четырехвалковое реверсивное покрытие), нанесение покрытия воздушным шабером, нанесение покрытия поливом, покрытие на смесительных вальцах, промазочное покрытие, экструзионное нанесение покрытия, распылительное нанесение покрытия и трафаретная печать (включая ротационную трафаретную печать). Трафаретная печать обеспечивает получения покрытия с массой от примерно 15 до примерно 40 г/м. Кроме того, трафаретная печать (особенно ротационная трафаретная печать) может быть использована для нанесения рисунка, что позволит производить пакеты с задним швом или центральной складкой.
На фиг.8 представлена схема процесса на ножевом барабане для непрерывного нанесения покрытия субстрата суспензией для слоя переноса добавки при изготовлении ламината для переноса добавки. На схеме процесса, показанного на фиг.8, валок для субстрата 100 снабжает пленочным субстратом 102 через распределительные ролики 104 устройство для нанесения покрытия на ножевом барабане, состоящем из загрузочного бункера 106, содержащего состав 107 для нанесения покрытия, валка 108 и ножа 110. Образующийся субстрат с покрытием 112 проходит через сушилку 114, в которой испаряется растворитель. Образующийся высушенный ламинат для переноса добавки 116 может быть затем скатан в рулон на наматывающем барабане 118. Однако поскольку даже высушенное покрытие может вызвать залипание ламината 116 к самому себе, то необязательно сверху покрытого ламината для переноса добавки 116 может быть уложена защитная промежуточная пленка 120 для предотвращения заклинивания. На другой необязательной стадии высушенный ламинат для переноса добавки может быть термически сварен сзади в заднем сварном устройстве 122 перед сматыванием в рулон 118.
Ламинат для переноса добавки может быть использован в процессе, в котором формующее полотно и не формующее полотно подаются с двух отдельных валков, причем формующее полотно подается с валка, прикрепленного ко дну машины, для формирования упаковочного «кармана», т.е. полости для продукта. Не формующее полотно (покровное) обычно подается со смонтированного сверху вала для закрытия уплотняемого воздухом верхнего шва упаковки. Каждое полотно имеет поверхность контакта мясо/поверхность герметизации, ориентированную навстречу друг другу, так что в момент сварки свариваемые поверхности расположены лицом друг к другу. Покрытие для переноса добавки может находиться на поверхности, контактирующей с мясом, одного из двух формующих полотен и не формующего полотна. Формующее полотно может быть пропущено вперед транспортными цепями, и предварительно герметизированная упаковка может тянуть верхнее не формующее полотно вместе с нижним полотном по мере того, как машина пропускает поток продукта вперед.
Изобретение пояснено следующими примерами, которые представлены с целью пояснения, а не ограничения объема притязаний изобретения. Если не указанно иначе, все проценты, части и т.д. даны по массе.
Получение субстрата № 1
Трубу шириной 18-3/4″ (размер в сложенном состоянии), называемую «лента» и имеющую общую толщину примерно 27 мил, получали методом соэкструзии, описанным выше и показанным на фиг.1, при котором поперечное сечение пленки (в направлении изнутри к снаружи трубы) составляло следующие величины:
Таблица 1
Назначение и конструкция слоя
Состав слоя:
Толщина слоя (мил)
Герметизирующий
LLDPE#1
6,6
Усиливающий и уравновешивающий
смесь 80% EVA#1 и 15% HDPE#1 и 5% синей маточной смеси
2,7
Усиливающий
LLDPE#2 с привитым ангидридом
1,7
Усиливающий и не пропускающий влагу
смесь 50% Найлон#1 и50% Найлон#2
0,8
Не пропускающий O<sub>2</sub>
100%EVOH
1,0
Усиливающий
LLDPE#2 с привитым ангидридом
2,8
Усиливающий и уравновешивающий
смесь 80% EVA#1 и 15% HDPE#1 и 5% синей маточной смеси
6,4
Наружный
смесь 90% LLDPE#1 и 10% противослипающей добавки на основе диоксида кремния
5,0
где LLDPE#1 представлял линейный полиэтилен низкой плотности марки DOWLEX 2244A, полученный от фирмы Dow Plastics, of Freeport.
EVA#1 представляет собой сополимер этилена/винилацетата марки PE 1651CS28 (TM), полученный от фирмы Hunstman;
HDPE#1 представлял собой полиэтилен высокой плотности марки FORTIFLEX T60-500-119, полученный от фирмы BP;
Синяя маточная смесь представляла собой синий пигмент в носителе из LLDPE марки 16517-18 Blue, полученный от фирмы Colortech;
LLDPE#2 с привитым ангидридом представлял собой линейный полиэтилен низкой плотности марки PX3227, содержащий привитые ангидридные группы, полученный от фирмы Equistar;
EVOH представлял собой полимеризованный этилен виниловый спирт марки EVAL LC-E105A, полученный от фирмы Eval Company of America, of Lisle, Illinois;
Найлон #1 представлял собой полиамид 6 марки ULTRAMID B4, полученный от фирмы BASF Corporation of Parsippany, New Jersey;
Найлон #2 представлял собой полиамид 6/12 марки GRILON CF6S, полученный от фирмы EMS-American Grilon Inc., of Sumter, S.C.; и
Противослипающая добавка на основе диоксида кремния представляла собой диоксид кремния 10853 в LLDPE от фирмы Ampacer.
Все смолы перерабатывали методом соэкструзии при температуре между 380°F и 500°F, а экструзионная головка была нагрета приблизительно до 420°F. Экструдированную кольцевую ленту охлаждали водой и складывали, ширина ленты в сложенном состоянии составляла 18-3/4 дюйма. Затем ленту пропускали через сканирующий пучок электронной вулканизационной установки, в которой она получала суммарную дозу примерно 64 килогрей (кГи). После облучения сложенную ленту пропускали через пар (приблизительно от 238°F до 242°F) в течение примерно 60 секунд. Полученную нагретую ленту раздували в пузырь и ориентировали в 2,6 раза в продольном направлении (т.е. в направлении экструзии) и в 3,8 раз в поперечном направлении (пока лента находилась при температуре выше точки размягчения по Викату одного или нескольких полимеров в ней, но при этом полимеры находились в твердом состоянии) в пленочную трубу, которую затем сложили. Сложенная трубчатая пленка имела ширину в сложенном состоянии 631/2 дюймов и общую толщину примерно 2,7 мил. Пленку отожгли. Пузырь был стабильным, а оптические и внешневидовые свойства пленки были хорошими. Пленочная труба по результатам измерений имела примерно 10% свободной усадки в продольном направлении и примерно 12% свободной усадки в поперечном направлении после погружения в горячую воду примерно на 10 минут, горячая вода имела температуру 185°F, т.е. использовали метод испытаний ASTM D2732-83. Полученную пленочную трубу разрезали в пленку.
Получение субстрата № 2
Пленку толщиной 2,4 мил получили разрезанием пленочной трубы, полученной способом, показанным на фиг.1, труба имела следующую конструкцию:
Таблица 2
Назначение и конструкция слоя
Состав слоя:
Толщина слоя (мил)
Внутренний и герметизирующий
EPC#1
0,53
Объемный
VLDPE#1
0,51
Связующий
LLDPE#2 с привитым ангидридом
0,15
Не пропускающий O<sub>2</sub>
EVOH
0,17
Связующий
LLDPE#2 с привитым ангидридом
0,15
Предохранительный и объемный
смесь 90% EVA#1 и 10% HDPE #1
0,97
EPC#1 представлял собой этиленпропиленовый сополимер марки ProFax SA861, полученный от фирмы Bassel;
VLDPE#1 представлял собой одноцентровый полиэтилен очень низкой плотности марки Exact 3128, полученный от фирмы Exxon.
Если не указано иначе, каждая из смол была такой же, какая описана выше в разделе субстрат № 1.
Получение субстрата № 3
Трубу шириной 18 3/4″ (в сложенном состоянии), называемую «лента», получали методом соэкструзии, описанным выше и показанным на фиг.1, причем поперечное сечение (в направлении от внутреннего слоя к наружному слою трубы) было следующим:
Таблица 3
Назначение и конструкция слоя
Состав слоя:
Толщина слоя (мил)
Герметизирующий
LLDPE#1
6,6
Усиливающий
смесь 80% EVA#1 и 20% HDPE#1
2,7
Связующий
LLDPE#2 с привитым ангидридом
1,7
Усиливающий и не пропускающий влагу
смесь 50% Найлон#1 и50% Найлон#2
0,8
Не пропускающий O<sub>2</sub>
100%EVOH
1,0
Связующий
LLDPE#2 с привитым ангидридом
2,8
Усиливающий и уравновешивающий
смесь 80% EVA#1 и 20% HDPE#1
6,4
Наружный
смесь 90% LLDPE#1 и 10% противослипающей добавки на основе диоксида кремния
5,0
В каждом из различных слоев субстрата №3 каждый компонент идентифицирован выше в описании субстрата №1.
Все смолы соэкструдировали при температуре между 380°F и 500°F, экструзионная головка была нагрета до температуры приблизительно 420°F. Экструдированную ленту охлаждали водой и складывали, ширина ленты в сложенном состоянии составляла 18-3/4″. Затем ленту пропускали через сканирующий пучок электронной вулканизационной установки, в которой она была облучена дозой примерно 64 килогрей (кГи). После облучения сложенную ленту пропускали через пар (приблизительно от 238°F до 242°F) в течение 60 секунд. Образовавшуюся нагретую ленту раздували в пузырь и ориентировали (пока лента находилась при температуре выше точки размягчения по Викату одного или нескольких полимеров в ней, но полимеры при этом оставались в твердом состоянии) в пленочную трубу, имеющую общую толщину примерно 2,7 мил. Пузырь был стабильным, а оптические и внешневидовые свойства пленки были хорошими. Полученную трубу разрезали в пленку.
Примеры 1-5
(Получение пяти ламинатов для переноса добавки)
Часть полиизобутилена (ПИБ) марки Vistanex™ MM типа L-120 от фирмы Exxon отрезали от кипы и разрезали на небольшие кусочки. Типы ММ ПИБ каучука могут быть легко отрезаны с помощью резака для каучуковых кип или даже ручной пилой. Измельчить его также можно на мощном оборудовании, подходящем для каучука, таком как Mitts & Merrill Wood Hog или измельчитель пластмасс Cumberland. Приготовили 10%-ный по массе раствор ПИБ каучука и 0,1 мас.% гидрированной канифоли Foral AX c 50 г нарезанного каучука, помещенного в закрытую стеклянную емкость с 450 г Isopar™ C (нефтяная фракция, содержащая различные углеводороды, но в основном состоящая из изооктана). Смесь нагревали (приблизительно до 75°С) и перемешивали до полного растворения бутилкаучука и гидрированной канифоли в органическом растворителе Isopar™ C. Количество каучука в растворе можно менять от менее чем 10 мас.% до более чем 25 мас.% при получении суспензии слоя переноса добавки, способной обеспечивать приемлемые результаты. К раствору 10 мас.% ПИБ каучука/1 мас.% гидрированной канифоли добавляли различные количества гранулированных добавок красителей, вкуса и/или запаха при медленном перемешивании, чтобы получить суспензию гранулированных добавок в растворе полиизобутилена и гидрированной канифоли. Смесь порошкообразного дыма к каучуку примерно 2,5:1 может быть использована для создания необходимой вязкости и уровня вкуса. Было приготовлено множество составов для получения различного вкуса и цветового эффекта. Затем эту полную суспензию перемешивали с получением гомогенной дисперсии. Ниже в таблице 4 представлены различные материалы, использованные для получения пяти различных составов для переноса добавки, каждый из которых содержал полиизобутилен и гидрированную канифоль, растворенные в растворителе Isopar™ C, перечислены некоторые примеры композиций, в которых использованы данные материалы, но не ограничены ими, которые придают желательные свойства с различными количествами порошка дыма и порошка карамельного красителя.
Таблица 4
№ примера
1
2
3
4
5
Материал
Частей по массе
10 мас. % Vistanex™ MMтипа L-120 в Isopar™ C
10
10
10
10
10
Foral AX (фирмы Pinova Div. of Hercules Inc.)
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
Оксид кальция
0
0
0
0
0,05
Порошковый дым D-040 (Red Arrow).
2,5
0
2,08
2,5
2,5
Caramel#602 (D.D.Williamson)
0
2,5
0
0
0
Caramel#603 (D.D.Williamson)
0
0
0,42
0
0
Caramel#608 (D.D.Williamson)
0
0
0
0,53
0
Композиции, представленные в таблице 4, были нанесены с помощью регулируемой штанги для нанесения покрытий (описанной ниже), установленной с зазором 4 мил, на слой герметизации пленки, аналогично тому, как это сделано при получении субстрата №1, описанного выше. Полученным сырым покрытиям дали высохнуть на воздухе. Все композиции из таблицы 4 высыхали до образования покрытия, которое имело хорошую адгезию и защитные свойства, как измерено по 600-лентосной адгезии, сопротивлению царапанию ногтем и сопротивлению «образованию складок».
Тест на адгезию ленты проводили с использованием ленты #600 производства фирмы 3М. Испытанный образец для испытаний оценивали по шкале от 1 до 5, где 5 означает отсутствие удаления адгезионного покрытия для переноса добавки. Адгезионную сторону ленты вручную прижимали к покрытию для переноса добавки, после чего ленту отрывали с покрытия для переноса добавки. Чтобы пройти данный тест, слой переноса добавки должен проявить 100-ную адгезию, т.е. не должно быть видимого удаления слоя переноса добавки с субстрата и на ленте #600.
Тест на сопротивление царапанию ногтем проводили, царапая ногтем в поперечном направлении слой переноса добавки. Если покрытие легко снимается при царапающем воздействии ногтем, то ламинат не проходит тест на сопротивление царапанию ногтем.
Складкообразование оценивали на образце, который был отвержден (т.е. высушен), по меньшей мере, в течение 24 часов. Складки получали, сжимая образец пленки в руках 10 раз (или до ее разогрева). Затем образец укладывали на плоскость и оценивали нарушения на поверхности покрытия, при этом если наблюдали даже незначительное отслаивание покрытия, то тест считали не прошедшим.
Ламинаты для переноса добавки примеров 1-5 использовали для упаковки мяса, которое затем варили упакованным. Ламинаты для переноса добавки примеров 1-5 передавали цвет и/или вкус дыма мясу в условиях варки с небольшим количеством связующего или без него, переходящего в вареный мясной продукт. Было также установлено, что добавление основания (например, оксида кальция) в состав покрытия (например, пример 5) снижало перенос связующего в мясо, особенно в некоторые типы мясных продуктов (например, индюшатину), по сравнению со слоями переноса добавки без основания (например, пример 1).
Примеры 6-20
Приготовили несколько составов для покрытий и затем нанесли их на пленочный субстрат № 1, описанный выше, с получением ламината для переноса добавки. Ламинат для переноса добавки превратили в упаковочное изделие, подвергнув его термосвариванию с самим собой с образованием оболочки, которую затем использовали для упаковки пищевого продукта. После этого пищевой продукт, находящийся в упаковке из ламината для переноса добавки, варили. В процессе варки одна или несколько добавок из слоя переноса добавки перешли в пищевой продукт, придав пищевому продукту желательный цвет, вкус и/или запах.
В частности, были приготовлены составы покрытий путем объединения органического растворителя, водонерастворимого термопластичного полимера (т.е. полиизобутилена, который представляет собой каучук), агента, повышающего ударную вязкость полимера (т.е. гидрированной живичной канифоли, которая является повысителем клейкости) и одну или несколько гранулированных добавок. В общем, готовили смесь 1:4 (по массе) гранулированной вкусовой добавки, красителя и/или ароматизатора к раствору полимера с получением суспензии, имеющей желательную вязкость и содержание гранулированной добавки. В частности, приготовили состав покрытия извлечением каучукового материала из кипы при использовании универсального ножа, резака для кипы каучука или ручной пилы, с последующим измельчением каучука с помощью измельчительного оборудования, подходящего для промышленной переработки каучуков, такого как Mitts & Merrill Wood Hog, измельчитель пластмасс Cumberland или смеситель Бэнбери. Смеситель Бэнбери использовали при введении добавок, облегчающих съем, или других полимеров с получением каучукового компонента суспензии для получения покрытия. Измельченный каучуковый компонент и агент для повышения ударной вязкости полимера на основе гидрированной канифоли растворяли оба в растворителе Isopar™ C в условиях нагревания и перемешивания, чтобы получить раствор каучука. Затем к раствору каучука добавили гранулированные вкусовые, ароматизирующие и/или красящие добавки и агент, повышающий ударную вязкость полимера с получением суспензии. Гранулы добавки добавляли в количестве от примерно 20 до 70%, в расчете на общую массу раствора каучука. Однако гранулы можно было бы добавлять в раствор каучука и в большем количестве.
Полученную суспензию наносили затем на слой герметизации субстрата № 1, описанного выше, с использованием регулируемого аппликатора для нанесения покрытий, полученного от фирмы Garden Lab., Inc., of Bethesda, Maryland. Регулируемый аппликатор для нанесения покрытий из нержавеющей стали был изготовлен из бруска, имеющего канавку глубиной от 0 до 10 мил и шириной 8 дюймов. Зазор для покрытия был установлен путем совмещения отметок на стальных пластинах, прикрепленных шурупами на каждой стороне регулируемого бруска для нанесения покрытия, с желательным зазором, отмеченным по краям бруска. Аппликатор для нанесения покрытий имел ширину 8 дюймов и регулировался для нанесения покрытия от 0 до 10 мил. Аппликатор был отрегулирован на нанесение покрытия толщиной 4 мил на субстрат № 1. Так как субстрат № 1 был разрезан на ширину приблизительно 12 дюймов, а аппликатор для нанесения покрытий был использован для нанесения покрытия шириной 8 дюймов на центральную часть пленки, то субстрат № 1 оставляли с непокрытыми краями, каждый из которых имел ширину примерно 2 дюйма.
После нанесения состава покрытия на пленку его сушили на воздухе и получали ламинат для переноса добавки. После высыхания все составы, представленные в таблице 5, показывали хорошую адгезию к субстрату № 1 и хорошие защитные свойства. Хотя была применена воздушная сушка, испарение растворителя можно было бы ускорить, поместив покрытый субстрат в сушильный шкаф. После сушки гранулы присутствовали в высушенном слое переноса добавки в концентрации от примерно 50 до примерно 85% по массе, такой как от 60 до 80% по массе, или от 70 до 75 процент по массе, в расчете на общую массу слоя переноса добавки.
Ламинат для переноса добавки после этого сваривали сзади, при этом покрытие было обращено внутрь образующейся трубы. Оболочку закрывали с одного конца металлической скобкой, и пищевой продукт (в примерах 6-20 эмульсия ветчины) помещали затем в закрытую с одной стороны оболочку, после чего закрывали другой конец трубчатой оболочки с получением упакованного продукта.
После упаковки в оболочку пищевой продукт затем варили в течение 30 минут при температуре 55°С, а затем 30 минут при 66°С, после чего 60 минут при 72°С. После варки продукт охлаждали и оболочку удаляли с вареного мяса. Цвет и вкус/аромат в слое переноса добавки переносятся в мясо в процессе варки. Ни в одном из примеров 6-20 не найдено, чтобы связующее (например, полибутилен Vistanex™ MM) переносилось или прилипало к вареному мясному продукту. Кроме того, ни в одном из примеров не наблюдали отслоения мяса и/или ножек за счет адгезии связующего к вареному мясному продукту. В зависимости от количества и марки использованного красителя полученный цвет на мясе меняется от светлого до очень темного (см. примеры 4-6 и 7-9) или от светлого до темного (см. примеры 15-17 и 18-20). Вкус/аромат менялся от слабого до сильного, в зависимости от количества использованной вкусовой добавки (см. примеры 7, 8 и 9). Как можно видеть из результатов, представленных в таблице 5, полиизобутилен не переходит в мясной продукт, так как не было «отслоения» и «ножек» при удалении вареного мясного продукта из пленочной оболочки.
Примеры 21-40
В таблице 6, представленной ниже, приведены результаты варки для примеров 21-40, в которых были получены различные составы для покрытий и нанесены на субстрат №1 таким же образом, каким и в примерах 6-20. Однако составы примеров 21-40 отличались составом агента, увеличивающего вязкость полимера, а также включением оксида кальция (т.е. дополнительного агента, увеличивающего ударную вязкость, и/или агента, облегчающего съем) в некоторые составы. Образующиеся ламинаты для переноса добавок превращали в оболочки и использовали для упаковки эмульсии индюшатины, после чего упакованные продукты подвергали варке, как и в примерах 6-20.
В общем, наблюдали, что агенты, увеличивающие ударную вязкость полимеров, улучшали когезионную прочность полиизобутиленового связующего и снижали отслоение/ножки из полиизобутилена при/в процессе удаления оболочки с вареного продукта из индюшатины после варки. Материалы, такие как Staybelite A, и сложные эфиры канифоли, включающие Foral AX, DX, NC и Endere S, служили агентами, увеличивающими ударную вязкость полимеров. Все композиции сушили до образования покрытия, имеющего хорошую адгезию и защитные свойства. Цвет и запах переносились в мясо в условиях варки. В общем, установили, что отслоений/ножек было меньше в случае использования повысителей клейкости, особенно когда их использовали в сочетании с оксидом кальция, когда мясом была индюшатина. Также установлено, что тип красителя может влиять на эксплуатационные свойства покрытия.
Примеры 41 -44
В таблице 7, представленной ниже, даны результаты варки для примеров 41-44, в которых получали различные составы для покрытия и наносили их на субстрат № 1 так же, как изложено в примерах 6-20. Полученные пленки с покрытием использовали для упаковки множества различных типов мясных эмульсий, а упакованные продукты подвергали варке, как в примерах 6-20.
Результаты варки показали, что различные типы мяса ведут себя по-разному при варке при использовании одинаковых или различных вкусовых и/или красящих композиций в соответствии с настоящим изобретением. Установлено, что основные соединения, такие как оксид кальция, улучшают желательные свойства при варке для некоторых типов мяса (например, индюшатина, как в примере 42) и отрицательно влияют на те же свойства при варке для других типов мяса (например, ветчина, как в примере 41).
Все композиции сушили до образования покрытия, которое показало хорошую адгезию и защитные свойства. Красящая и/или вкусовая добавка со вкусом дыма переходили в мясо в условиях варки в уменьшенном количестве захватываемого связующего (и уменьшенными ножками) в индюшатину и говяжьи мясные продукты, но со значительно большим отслоением/ножками в случае свиных продуктов.
Таблица 7
Пример №
41
42
43
44
Части по массе
10 мас. % Vistanex™ MM типа L120 в Isopar™ C
10
10
10
10
Foral AX
0,1
0,1
0,1
0,1
Оксид кальция
0,05
0,05
0,05
Порошок дыма D-040 (Red Arrow)
2,5
2,5
2,5
Caramel#603 (D.D.Williamson)
2,5
Тип мяса
Н
Т
Т
В
Результаты варки
Цвет
хороший
хороший
хороший
хороший
Вкус
хороший
хороший
хороший
не испытывали
Отслоение/ножки
много
нет
несколько
нет
Н = эмульсия ветчины; Т = эмульсия индюшатины; В = эмульсия говядины.
Примеры 45-56
В таблице 8, представленной ниже, даны результаты варки для примеров 45-56, в которых получали различные составы для покрытия и наносили их на субстрат № 1 так же, как изложено в примерах 6-20. Однако составы для примеров 45-56 отличались тем, что они не содержали добавок вкус/аромат. Полученные пленки с покрытием превращали в оболочки, а затем использовали для упаковки эмульсии ветчины, эмульсии индюшатины и эмульсии говядины, а затем упакованные продукты подвергали варке, как в примерах 6-20.
Варка позволила выявить, что мясо, которое варили в пленке без покрытия (т.е. примеры 51, 52 и 53), показало адгезию мяса и ножки, свидетельствуя о том, что данные нежелательные характеристики не могут быть обусловлены только полибутиленовым связующим (сравните результаты примеров 51-53 с результатами примеров 45-50). Полагают, что данный результат обусловлен тем, что пленка субстрата № 1 была обработана коронным разрядом с образованием полярных центров на поверхности слоя герметизации, которые привели к избыточной адгезии пленки к мясному продукту.
Таблица 8
Пример №
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
Части по массе
10 мас. % Vistanex™ MM типа L120 в Isopar™ C
10
10
10
10
10
10
нет
Нет
нет
10
10
10
Оксид кальция
0,05
0,05
0,05
Лимонная кислота
0,05
0,05
0,05
тип мяса
Н
Т
В
Н
Т
В
Н
Т
В
Н
Т
В
Результаты варки
Отслоение/ножки
немного
очень мало
очень мало
немного
очень мало
очень мало
адгезия/ножки
адгезия/ножки
адгезия/ножки
немного
нет
несколько
Н = эмульсия ветчины; Т = эмульсия индюшатины; В = эмульсия говядины
Примеры 57 - 66
В таблице 9, представленной ниже, даны состав покрытия и результаты варки для примеров 57-66, в которых получали различные составы для покрытия и наносили их на базовую пленку так же, как изложено в примерах 6-20. Каждый состав для покрытия в примерах 57-66 содержал один и тот же тип и количество полибутилена и органического растворителя (т.е. 10% полибутилена Vistanex™ MM типа L-120 в Isopar™ C), тот же тип и количество агента, повышающего ударную вязкость полимера (гидрированная канифоль Foral AX), один и тот же тип и количество порошкового дыма (порошковый дым D-040) и один и тот же тип и количество карамели (Caramel #603). Однако покрытия в примерах 57-59 дополнительно содержали различные количества талька (Vantalc F2300); покрытия в примерах 60-62 дополнительно содержали различные количества слюды (Alsibronz 10); покрытия в примерах 63-65 дополнительно содержали различные количества диоксида кремния (Aerosil 200). Покрытие примера 66 не содержало таких неорганических добавок. Полученные пленки с покрытием превращали в оболочки и использовали для упаковки эмульсии ветчины, а упакованные продукты подвергали варке, как в примерах 6-20.
В таблице 9 приведены результаты варки. Цвет и аромат переходили в мясной продукт в условиях варки. Однако, как видно из сравнения результатов, использование неорганической добавки (т.е. результаты примеров 57-65) с примером 66 (т.е. контрольным, который не включал никакого талька, слюды или других неорганических добавок) не дает никакого улучшения цвета, аромата или отслоения/ножек. Кроме того, одна из неорганических добавок (т.е. Aerosil 200) ухудшала желательный цвет и отслоение/ножки.
Сравнительный пример 67
10%-ный раствор базового полимера (полиизобутилена, т.е ПИБ) готовили перемешиванием 1 г полиизобутилена в 10 г алифатического растворителя. Раствор не содержал гранулированных добавок. Раствор вручную нанесли на термопластичный полимерный субстрат и отмерили с использованием регулируемого брусочного аппликатора с зазором 4 мил. Покрытый субстрат высушили на воздухе в течение ночи и получили субстрат с покрытием. Субстрат с покрытием исследовали в поперечном разрезе с помощью оптического микроскопа Цейса при 400-кратном увеличении. Измерили двадцать точек и вычислили среднюю толщину покрытия. Средняя толщина составила 0,3 мил.
Примеры 68 и 69
Слои переноса добавок ламинатов согласно изобретению измерили в поперечном разрезе с использованием оптического микроскопа Цейса при 400-кратном увеличении. Субстрат и состав переноса добавки, использованные для получения ламината для переноса добавки примера 68, соответствуют представленному выше примеру 3 и представляли покрытие, характеризующееся равномерным распределением частиц добавки, т.е. гомогенное покрытие. При приготовлении ламината для переноса добавки примера 68 суспензию переноса добавки дважды дробили в смесителе с высоким сдвигом (т.е. мельнице с жидкой средой) перед нанесением на субстрат для того, чтобы разбить агломераты частиц. В отличие от этого ламинат для переноса добавки примера 69 (имеющий состав, также соответствующий примеру 3, данному выше) получали нанесением покрытия с неравномерным распределением частиц добавки на субстрат, без дробления суспензии при высоком сдвиге, т.е. получили относительно гетерогенное покрытие. В противном случае ламинаты для переноса добавок примеров 68 и 69 готовили аналогичными способами.
На фиг.9 показан типичный поперечный разрез слоя переноса добавки примера 68. На фиг.10 показан типичный поперечный разрез слоя переноса добавки примера 69. Как можно видеть при сравнении фиг.9 и 10, гетерогенное покрытие примера 69 имеет значительно больше неровностей на поверхности, чем относительно гомогенное покрытие примера 68.
Для примера 68 измерили двадцать точек для определения толщины (т.е. высоту) в областях гетерогенного покрытия, содержащего только базовый полимер, и двадцать точек в областях, содержащих базовый полимер и водорастворимые частицы добавки. Такие же измерения провели для ламината переноса добавки примера 69.
Микроскопическое исследование отражает гетерогенность покрытия согласно примеру 69, и наоборот, относительную гомогенность покрытия, полученного после подготовки при высоком сдвиге, приводящей к образованию слоя переноса добавки примера 68. Гетерогенное покрытие дает матовость конечным вареным продуктам и может оказаться менее желательным в некоторых областях использования, чем гомогенное покрытие. Как показано ниже в таблице 10, средняя толщина слоя покрытия для гетерогенного покрытия примера 69 составила примерно 1,6 мил в областях, содержащих частицы добавки, тогда как толщина покрытия в областях, не содержащих видимых частиц для переноса добавки, но содержащих только полиизобутиленовый термопласт, составила только примерно 0,2 мил. Такая разница 8:1 свидетельствует об агрегированном характере покрытий для переноса добавки, что обуславливает матовость поверхностей вареного продукта. Средняя толщина покрытия гомогенного слоя переноса добавки примера 68 составила примерно 1,2 мил.
Разница измерений между базовым покрытием и областей, содержащих частицы, в гетерогенном покрытии для переноса добавки (как в примере 69) может превышать 0,5 мил, может быть больше чем 0,75 мил, больше чем 0,85 мил или составлять 2,0 мил. Средние различия в толщине покрытия между областями с покрытием, не прошедшим варки и не содержащим видимых частиц для переноса добавки, и областями, содержащими частицы для переноса добавки в таких гетерогенных слоях для переноса добавки, дающих матовость поверхностям не прошедшего варки продукта, лежит в интервале от 0,5 мил до 2,5 мил, таком как от 0,7 мил до 2,0 мил или таком как от 0,8 мил до 1,0 мил. Отношение между величинами средней толщины в областях, в которых покрытие содержит частицы переноса добавки, и величинами средней толщины в областях, по существу не содержащих частиц для переноса добавки, может составлять от 2:1 до 10:1, такое как между 3:1 и 8:1. При использовании гетерогенные слои для переноса добавки могут также давать лучший съем как соседних сторон покрытого субстрата, которые находятся в контакте лицом к лицу, так и лучший съем с поверхности вареного продукта, когда субстрат снимают с вареного и охлажденного пищевого продукта. В представленной таблице 10 приведены данные, показывающие результаты измерений для примеров 68 и 69.
Таблица результатов микроскопического измерения
Сравнительное покрытие (Базовое покрытие, только ПИБ)
Пример 68: гомогенное покрытие (Покрытие, полученное с предварительной обработкой при высоком сдвиге)
Пример 69: гетерогенное покрытие
Слой ПИБ
Слой ПИБ
Слой ПИБ, содержащий частицы
Слой ПИБ
Слой ПИБ, содержащий частицы
Минимум
0,20
Нет данных<sup>1</sup>
1,00
0,12
1,06
Максимум
0,40
Нет данных
1,47
0,28
2,32
Средний размер
0,31
Нет данных
1,16
0,19
1,61
Станд. Откл.
0,06
---
0,12
0,04
0,36
<sup>1</sup>Никакие точки не измеряли.