СЛОИСТЫЙ УПАКОВОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ
MULTILAYER PACKAGING MATERIAL

Изобретение относится к области изготовления гибких слоистых упаковочных материалов для пищевых продуктов, в частности к слоистому материалу, включающему слои из алюминиевой фольги и жировлагостойкой бумаги.
Для прочного скрепления фольги с бумагой необходим промежуточный соединительный слой (адгезив). В зависимости от толщины фольги, сорта бумаги и вида адгезива материал обладает определенными показателями и имеет специфические области применения.
Известны технологии получения слоистых упаковочных материалов для пищевых продуктов (ГОСТ Р 52145-2003), согласно которым слои алюминиевой фольги и бумаги могут быть скреплены с помощью полиэтиленовых, полиэтилентерефталатных, полиамидных или полипропиленовых пленок, клея на основе картофельного крахмала, дисперсии поливинилацетатной гомополимерной, парафинов высокоочищенных, растворных и безрастворных полиуретановых клеев.
Использование в качестве адгезива для скрепления фольги и бумаги полимерных пленок приводит к существенному снижению способности упаковочного материала сохранять заданную форму, что ограничивает его практическое применение. Способность материала сохранять заданную форму является необходимым условием для упаковки сливочного масла, глазированных сырков, мороженого и т.п.
Использование в качестве адгезива для скрепления фольги и бумаги клея на основе картофельного крахмала или поливинилацетатной дисперсии приводит к низкой прочности адгезионной связи слоистого упаковочного материала, низкой стойкости к действию агрессивных сред, что значительно снижает уровень защитных свойств упаковки. Важным требованием при использовании слоистых материалов фольга-бумага на расфасовочно-упаковочных машинах является стойкость упаковочного материала к многократным перегибам. Крахмальный клей придает слоистому материалу хрупкость, существенно снижая его стойкость к многократным перегибам.
Использование в качестве адгезива для скрепления фольги и бумаги парафинов или восков приводит к низкой прочности материала на истирание. Кроме того, воски и парафины чувствительны к действию повышенных температур, что может снизить прочность адгезионной связи и вызвать деламинацию материала.
Использование в качестве адгезива для скрепления фольги и бумаги полиуретановых клеев требует соблюдения жестких режимных параметров технологического процесса изготовления слоистого упаковочного материала, незначительное отклонение от которых может существенно ухудшить качество готового продукта. Кроме того, полиуретановые клеи в настоящее время являются весьма дорогостоящими.
Задачей изобретения является повышение прочности адгезионной связи слоистого упаковочного материала, стойкости материала к многократным перегибам, технологичности.
Поставленная задача решается путем использования в качестве адгезива при изготовлении слоистого упаковочного материала, включающего слои алюминиевой фольги и жировлагостойкой бумаги, разработанной клеевой композиции на основе водной сополимерной стирол-акриловой дисперсии.
Клеевая композиция, содержащая в качестве основы водную дисперсию сополимера эфира акриловой кислоты и стирола, также включает коалесцентную добавку - изомерическую смесь 2,2,4-триметил-1,3-пентадиол-моноизобутирана, антисептик - соединение три-н-бутилолово-нафтената с азотным органическим соединением, пеногаситель на основе минерального масла, загуститель - натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы, дистиллированную воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Стирол-акриловая дисперсия - 75-85;
Коалесцентная добавка - 1,5-2,5;
Антисептик - 0,2-0,3;
Пеногаситель - 0,2-0,4;
Загуститель - 0,1-0,5;
Дистиллированная вода - остальное.
Сущность изобретения поясняется конкретными примерами его осуществления.
Все компоненты слоистого упаковочного материала, предназначенного для упаковки пищевых продуктов, не должны влиять на органолептические свойства продуктов, вступать с ними в химическую реакцию или изменяться под их действием. Это обусловливает выбор в качестве основы для клеевой композиции водной дисперсии сополимера эфира акриловой кислоты и стирола. Указанная стирол-акриловая дисперсия состоит из безосадочных мономеров, что обеспечивает соответствие клеевой композиции санитарно-гигиеническим требованиям. Кроме того, полиакрилаты обладают достаточной водостойкостью и клеящей способностью, что обеспечивает высокие прочностные и адгезионные характеристики получаемого слоистого материала.
Для понижения температуры отверждения и повышения прочностных характеристик в клеевую композицию вводится коалесцентная добавка на основе сложного эфира и спирта, представляющая собой изомерическую смесь 2,2,4-триметил-1,3-пентадиол-моноизобутирана и обладающая нейтральным запахом, что является одним из основных условий при выборе компонентов для клеевой композиции. Указанная коалесцентная добавка вводится в состав клеевой композиции на самых последних этапах ее производства. Рекомендуется в течение 12 часов после ее введения выдержать клеевую композицию для стабилизации.
Водно-дисперсионные составы подвергаются биологическому разрушению, сопровождающемуся развитием грибков и различных микроорганизмов. Для предотвращения биопоражения клеевой композиции используется антисептик, представляющий собой соединение три-н-бутилолово-нафтената с азотным органическим соединением. Указанный антисептик представляет собой прозрачную жидкость от желтого до светло-коричневого цвета, смешивается непосредственно с водой и обладает нейтральным запахом.
Для увеличения полезной емкости, производительности оборудования и создания необходимых условий труда используется пеногаситель на основе минерального масла. Указанный пеногаситель представляет собой вязкотекучую жидкость от белого до светло-серого цвета, смешивается непосредственно с водой.
В качестве загустителя, с целью улучшения реологических свойств, клеевая композиция содержит натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы. Добавление целлюлозного загустителя позволяет создавать клеевую композицию требуемой вязкости.
Разработанная клеевая композиция представляет собой однородную массу белого цвета без комков и механических примесей с показателем рН 7-9 и вязкостью не менее 60 секунд по ВЗ-6. Массовая доля нелетучих веществ (ГОСТ 52487-2005) составляет не менее 49%. Клеевая композиция отвечает санитарно-гигиеническим требованиям и обладает высокой клеящей способностью.
Слоистый упаковочный материал изготавливается следующим образом.
Принципиальная схема процесса изготовления гибкого слоистого упаковочного материала, содержащего слои алюминиевой фольги и жировлагостойкой бумаги, соединенные с помощью разработанной клеевой композиции, представлена на фиг.1.
Основными узлами установки для изготовления слоистого упаковочного материала являются устройство для размотки бумаги 1, узел нанесения клеевой композиции 2, устройство для размотки алюминиевой фольги 3, сушильная камера 4, охлаждающее устройство 5, устройство для намотки готового слоистого материала 6.
2
Жировлагостойкая бумага массой от 20 до 140 г/м поступает с устройства размотки бумаги 1 на узел нанесения клеевой композиции 2. Толщина наносимой клеевой пленки должна составлять порядка 1 мкм. Непосредственно после нанесения клеевой композиции на жировлагостойкую бумагу осуществляется соединение ее (во влажном состоянии) с алюминиевой фольгой толщиной от 7 до 40 мкм (ГОСТ 745-2003), поступающей с устройства для размотки алюминиевой фольги 3. Соединенные слои подаются в сушильную камеру 4, в которой установлена необходимая для отверждения клеевой композиции температура 60°С. После операции сушки осуществляется равномерное охлаждение материала в охлаждающем устройстве 5, температура в котором понижается от 60 до 20°С. Охлажденный слоистый материал сматывается в рулон с помощью устройства для намотки готового материала 6.
2
Слоистый упаковочный материал обладает повышенной прочностью адгезионной связи между алюминиевой фольгой и бумагой, предел прочности при расслаивании (ГОСТ 18299-72) составляет не менее 4 кг/см; повышенной стойкостью к многократным перегибам, эластичность при изгибе (ГОСТ 6806-73) составляет не менее 1 мм; высокой тепло- и влагостойкостью, выдерживает понижение температуры до -45°С, повышение до +65°С (ГОСТ 27037-86), стойкость клеевой пленки к статическому воздействию воды (ГОСТ 9403-80) составляет не менее 24 ч; нейтральным вкусом и запахом, запах оценивается 1 баллом по трехбалльной системе, что соответствует нейтральному запаху. Кроме того, слоистый упаковочный материал обладает высокой степенью технологичности (способностью сохранять заданную форму) и возможностью нанесения многокрасочной печати.
Слоистый упаковочный материал совместим с пищевыми продуктами. Является оптимальным для упаковки сливочного масла, мороженого и т.п. (жиро- и влагосодержащих продуктов).