ЛАМИНАТ ДЛЯ ПЕРЕНОСА ДОБАВОК, СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ, ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЕГО И ИЗДЕЛИЕ, В КОТОРОМ ОН ИСПОЛЬЗУЕТСЯ
LAMINATED MATERIAL FOR ADDITIVE TRANSFER, METHOD OF ITS PRODUCTION, ITS APPLICATION AND DEVICE IN WHICH IT IS USED

Перекрестные ссылки на родственную заявку
Настоящей заявкой заявлен приоритет 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, в частности к термопластичным ламинатам, способам их использования, особенно для упаковки, и нагревания или варки пищевых продуктов с приданием им улучшенного вкуса, запаха, и/или цвета.
Уровень техники
Промышленность по коммерческой упаковке пищевых продуктов в течение многих лет использовала способ, в котором пищевая добавка использовалась для модификации пищевого продукта приданием продукту желательного цвета, вкуса или запаха. В мясной промышленности он включает модификацию мясного продукта в процессе варки мяса. Обычно запах дыма, цвет 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 проблем, неравномерное распределение пищевой добавки в или на пищевом продукте, неспособность переносить достаточное количество пищевой добавки в пищевой продукт, неадекватная адгезия 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 существа изобретения
В первом аспекте, настоящее изобретение относится к ламинату, содержащему слой субстрата и слой переноса добавки. Слой переноса добавки состоит из термопластичного полимера и водорастворимых гранул. Водорастворимые гранулы содержат, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, включающей краситель, вкусовую добавку и ароматизатор. Водорастворимые гранулы образуют, по меньшей мере, часть поверхности слоя переноса добавки, который расположен напротив слоя субстрата.
,
,
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 пакет, мешокоболочкулоток и пленочную крышку. Предпочтительные оболочки включают бесшовные оболочки, оболочки с задним термосваренным внахлест швом и оболочки с задним термосваренным встык швом с герметизирующей лентой на нем.
В третьем аспекте, настоящее изобретение относится к ламинату, пригодному для варки пищевых продуктов. Ламинат состоит из слоя субстрата и слоя переноса добавки. Слой переноса добавки включает термопластичный полимер и водорастворимые гранулы. Водорастворимые гранулы включают, по меньшей мере, одну добавку, выбранную из группы, содержащей краситель, вкусовую добавку и ароматизатор. Добавка содержится в количестве, достаточном для придания пище цвета, вкуса и/или запаха, когда ламинат контактирует с пищевым продуктом в процессе переработки пищевого продукта при повышенной температуре.
В четвертом аспекте, настоящее изобретение относится к способу получения ламината. Способ включает диспергирование водорастворимых гранул в растворе полимера, содержащем термопластичный полимер и органический растворитель. Термопластичный полимер необязательно может быть растворен в органическом растворителе при нагревании с перемешиванием и/или встряхиванием или без него. Гранулы содержат, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, включающей краситель, вкусовую добавку и ароматизатор. Диспергирование водорастворимых гранул в полимерном растворе осуществляют с целью получения суспензии переноса добавки. Суспензия для переноса добавки наносится на субстрат. Органический растворитель испаряют из суспензии переноса добавки с образованием ламината, содержащего слой субстрата и слой переноса добавки, причем слой переноса добавки содержит водорастворимые гранулы.
В пятом аспекте, настоящее изобретение относится к способу получения вареного пищевого продукта, включающему упаковку пищевого продукта в упаковочное изделие, содержащее ламинат. Ламинат содержит слой субстрата и слой переноса добавки. Слой переноса добавки содержит термопластичный полимер и водорастворимые гранулы. Водорастворимые гранулы содержат пищевую добавку, включающую, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, включающей краситель, вкусовую добавку и ароматизатор. Водорастворимые гранулы образуют, по меньшей мере, часть поверхности слоя переноса добавки, который расположен напротив слоя субстрата. Пищевой продукт упакован так, что слой переноса добавки расположен между пищевым продуктом и слоем субстрата, по меньшей мере, с частью пищевой добавки, переносимой в пищевой продукт. Один предпочтительный путь переноса пищевой добавки в пищевой продукт заключается в нагревании упакованного пищевого продукта при температуре от 45°С до 200°, так что, по меньшей мере, часть добавки поступает в пищевой продукт.
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 гравюрное покрытие или печать, литографическое покрытие или печать, нанесение покрытия наливом с последующим распределением 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 реверсивным углом, ножевой барабан, двухвалковые реверсивные вальцы, трехвалковые реверсивные вальцы, промазочные вальцы и нанесение кромочного покрытия.
Покрытие для переноса добавки можно даже наносить на часть пленочного субстрата или наносить на субстрат в виде рисунка, например логотипа, отметок для гриля и т.п., не оставляя никакого покрытия на областях субстрата, предназначенных для термосваривания. В одном варианте осуществления изобретения покрытие для переноса добавки может быть составлено с использованием термоэластопласта, который прилипает к слою пленочного субстрата без предварительной обработки поверхности пленки.
Предпочтительно изделие содержит, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, включающей мешок, оболочку с задним швом, пакет и термоформовое изделие. Более предпочтительно изделие содержит, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, включающей оболочку с задним термосваренным реберным швом, оболочку с задним термосваренным внахлест швом, оболочку с задним сваренным встык швом, мешок с термосваренной стороной, мешок с термосваренным дном, пакет и термосваренное по периметру термоформовое изделие.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 показана схема процесса получения пленочного субстрата согласно настоящему изобретению.
На фиг.2 представлен мешок в сложенном состоянии согласно настоящему изобретению.
На фиг.3 показан упакованный продукт согласно настоящему изобретению.
На фиг.4 показан общий вид альтернативного упакованного продукта согласно настоящему изобретению.
На фиг.5 показан первый вариант осуществления упакованного продукта, показанного на фиг.4, в поперечном разрезе по линии 5-5.
На фиг.6 показан альтернативный упакованный продукт в поперечном разрезе.
На фиг.7 представлен поперечный разрез другого альтернативного упакованного продукта.
На фиг.8 показана схема процесса нанесения покрытия на пленочный субстрат при получении ламината для переноса добавки по изобретению.
Подробное описание изобретения
Фраза «слой переноса добавки» относится к слою ламината, который содержит и термопластичный полимер, и водорастворимые гранулы. При работе гранулы в слое переноса добавки растворяются и переносят пищевую добавку в пищевой продукт. Слой переноса добавки предпочтительно получают отложением «покрытия для переноса добавки» на слой субстрата (который может представлять собой, например, пленку, либо однослойную, либо многослойную). Фраза «покрытие для переноса добавки» относится к термопластичному полимеру слоя переноса добавки и гранулам, и, кроме того, органическому растворителю, в котором растворен термопластичный полимер. После нанесения покрытия для переноса добавки на субстрат органический растворитель испаряют, оставляя покрытие для переноса добавки, соединенное с субстратом.
Хотя термопластичный полимер слоя переноса добавки может содержать (или может быть выбран только из) один или несколько водорастворимых полимеров, но предпочтительно термопластичный полимер слоя переноса добавки содержит, по меньшей мере, один водонерастворимый полимер. Более предпочтительно весь полимер слоя переноса добавки представляет водонерастворимый полимер. Если в слое переноса добавки содержится смесь водорастворимого и водонерастворимго полимера, то предпочтительно количество водорастворимого полимера составляет менее 50 процентов в расчете на общую массу полимера в слое переноса добавки, более предпочтительно менее чем от 1 до 40 процентов, от 1 до 20 процентов и от 1 до 10 процентов.
Полимерные материалы, используемые при получении слоя переноса добавки, включают термопластичные полимеры, каучуки и термоэластопласты, выбранные из группы, состоящей из бутадиенстирольного каучука, сополимера изобутилена/изопрена, полиизопрена, полиизобутилена, полибутилена, сополимера стирола/изобутилена, сополимера этилена/винилацетата, сополимера этилена/винилового спирта, сополимера этилена/пропилена, сополимера пропилена/этилена, полипропилена, полибутадиена, полиэтилена, сополимера этилена/альфа-олефина, сополимера этилена/цикло-олефина, поливинилацетата, триацетата целлюлозы, натурального каучука, балата-каучука и их смесей.
Слой переноса добавки необязательно может дополнительно содержать технологические добавки для улучшения съема пористого покрытия для переноса добавки с вареного пищевого продукта, снижения адгезии поверхности с покрытием ламината к наружному слою поверхности, когда ламинат наматывается в рулон для хранения, и улучшения коэффициента трения (предотвращения блокировки) ламината с покрытием в процессе любой производственной или упаковочной операции.
Технологические добавки включают, но не ограничивают объема притязаний, различного типа воски (включая петролейный воск, парафин, съедобные воски, пчелиный воск, микрокристаллические воски, полиолефиновые воски, амидные воски, окисленный полиэтилен), различные масла (включая силиконовое масло, минеральное масло, растительное масло, лярд), съедобные поверхностно-активные вещества и антивуаленты. Технологические добавки хорошо известны специалистам в данной области и могут быть добавлены в суспензию для получения покрытия перед нанесением на субстрат, без нарушения желательной адгезии, защитных свойств и хорошего переноса вкуса в мясо в условиях варки. Необязательно слой переноса добавки может включать поперечносшитый полимер, который может быть структурирован, например, химически или радиационно, с получением сшитого полимера, и т.д.
5
12
3
6
Органические растворители, использованные при получении суспензии для нанесения покрытия, 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.
И если слой переноса добавки может представлять собой наружный слой ламината, то необязательно ламинат для переноса добавки может дополнительно включать покровный слой, т.е. слой, нанесенный на слой переноса добавки. Покровный слой является 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, метилцеллюлозу, гидроксипропилкрахмал, гидроксипропилметилкрахмал, гидроксиметилцеллюлозу, гидроксипропилцеллюлозу, гидроксипропилметилцеллюлозу, карбоксиметилцеллюлозу, целлюлозу, этерифицированную ангидридом 1-октенилянтарной кислоты, хитин и хитозан, глиадин, глютеин, глобулин, альбумин (особенно в форме глютена), проламин (особенно злаковый зеин), тромбин, пектин, канагенан, коньячная мука-глюкоманнин, фибриноген, 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» разделение пористого покрытия для переноса добавки от пищевого продукта в процессе снятия ламината после процесса термообработки.
Как использовано в тексте описания, фраза «слой субстрата» относится к слою ламината, который поддерживает слой переноса добавки. Хотя 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 изделием. Пленка может представлять собой однослойную пленку или многослойную пленку. Предпочтительно слой субстрата может быть подвергнут термосвариванию.
Предпочтительно слой субстрата 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 целлюлоза.
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, барьера от кислорода и возможности термосваривания. Полимеры, используемые для получения первого слоя многослойного пленочного субстрата, включают полиолефин, сополимер винилиденхлорида (включая сополимер винилиденхлорида/винилхлорида и сополимер винилиденхлорида/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 (особенно сополимер этилена/акриловой кислоты), сополимер этилена/винилового спирта, полиамид, сополиамид, сложный полиэфир, сложный сополиэфир и иономер.
3
10
Термосвариваемые слои субстрата согласно настоящему изобретению включают полиэтилен высокой плотности (ПЭВП - HDPE), полиэтилен низкой плотности и высокого давления (ПЭНП - LDPE), сополимеры этилена/альфа-олефина (LLDPE и VLDPE), сополимеры этилена/альфа-олефина, полученные с одноцентровыми катализаторами (линейные гомополимеры и длинноцепочечные разветвленные гомогенные сополимеры этилена/C-C альфа-олефинов), полимеры типа взаимопроникающих сеток (ВПС - IPN), по существу сферические гомогенные полиолефины (ССГПО - SSHPE), полипропилен, полибутилен, сополимеры бутена/альфа-олефина, сополимер пропилена/этилена и тройной сополимер пропилена/гексена/бутена. Дополнительные пленочные слои могут быть нанесены на не содержащую покрытия сторону слоя субстрата. Например, не пропускающие кислород слои, как например, сополимер этилена/винилового спирта или сополимер винилиденхлорида могут быть использованы за стороной с покрытием субстрата. Многослойные пленочные субстраты, используемые при осуществлении изобретения, будут включать, например, первый слой субстрата из LLDPE, второй слой из смеси 85%
ЭВА и 15% ПЭВП, третий слой из LLDPE с привитым малеиновым ангидридом, четвертый слой из сополимера этилена/винилового спирта, 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% EVA и 15% HDPE и восьмой наружный слой из LLDPE. В таком примере слои 2-8 обеспечивают пленку субстрата с защитным слоем от кислорода 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 внешний вид. Термин «краситель» рассматривается как синоним существительному «окрашивание». Термин «краситель» включает 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, является синонимом существительного «вкус» и включает измельченную вкусовую добавку или многокомпонентные 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 со вкусом печеного, жареного или жареного на гриле, высушенный мед, сушеные растительные вкусовые добавки (томат, лук, острый зеленый перец кайенский перец, острый чили, черный перец, острый красный перец), морскую соль и добавка с запахом дыма (сухая кария, древесина яблони или дым мескитового дерева). Вкусовая добавка может быть получена 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.
Как использовано в тексте настоящего описания, термин «гранула», «гранулированный» или «гранулированный агент» включает агломераты, а также отдельные частицы. Гранула в настоящем описании относится к частицам вкусовой добавки, ароматизатора и/или красителя, имеющим размер в интервале между примерно 10 и 500 микрон, таком как между 15 и 300 микронами, таком как между 50 и 250 или такой, как между 70 и 200 микронами или такой как между 75 и 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.
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 всех 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, 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, чили, паприка острый красный), морскую соль и концентраты запаха дыма (такие как глюкоальдегид, 2,6-диметоксифенол, гваякол или сухая кария, древесина яблони и мескитовый дым), карамель, мальтозу, мальтодекстрин, порошок свеклы, оксид железа, экстракт виноградного цвета и каротин. Поставщиками гранул красителя и вкусовых добавок являются Gold Coast, Red Arrow и Master Taste.
Термин «пористый», использован в тексте настоящего изобретения для обозначения слоя переноса добавок. Пористый слой переноса добавки представляет собой слой, имеющий отверстия или каналы в и/или через слой, эти отверстия позволяют экстрагировать водой, водяным паром и пищевыми жидкостями гранулы добавки из матрицы покрытия. Относительное поверхностное натяжение жидкости в присутствии водонерастворимого термопластичного полимера в слое переноса добавки и диаметр гранул позволяют проникать парам воды и жидкости в уже существующие поры покрытия или образовывать поры при вымывании водорастворимых гранул парами воды или жидкостью.
Относительно высокое содержание водорастворимых гранул в термопластичном полимере, например, от 20% до 60% по массе, в расчете на общую массу термопластичного полимера, предпочтительно получают сначала растворением термопластичного полимера в органическом растворителе, а затем добавлением гранул к раствору с получением суспензии, содержащей водорастворимые гранулы, диспергированные в растворе термопластичного водонерастворимого полимера. Данная суспензия, при нанесении на субстрат и последующем испарении 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 водорастворимые гранулы ниже поверхности термопластичного полимера, тогда как другие водорастворимые гранулы прилипают к поверхности термопластичного полимера, эти гранулы проходят над наружной поверхностью термопластичного полимера. Все выступающие водорастворимые гранулы склонны к проницаемости влагой (т.е. влагопроницаемы), а также растворимы во влаге в процессе переработки при повышенной температуре пищевого продукта, который упакован в ламинат с покрытием, прилегающим к пищевому продукту. Водорастворимые гранулы, которые частично или полностью растворяются при контакте с влагосодержащим пищевым продуктом, переносят добавку в пищевой продукт. Процесс переноса добавки в пищевой продукт связан с действием частиц, и снижение размера их позволяет влаге достигать гранул, расположенных под поверхностью, которые затем частично или полностью растворяются водой.
Как использовано в тексте настоящего описания, термин «пленка» использован в общем смысле и охватывает 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 совокупности продукта, окруженного 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, многослойная пленка с экструзионным покрытием, однослойная пленка с покрытием, и многослойная пленка с покрытием, две пленки, соединенные теплом или адгезивом, и т.п. Предпочтительный ламинат включает слой субстрата, который представляет собой наружный слой, 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 с, или без связующих слоев в сочетании с ним, дополнительный объемный и/или усиливающий слой и т.п. Слой переноса добавки предпочтительно представляет собой водопроницаемый слой, т.е. пористый слой, позволяющий экстрагировать добавки из пористого слоя для переноса 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 пленочному слою, имеющему менее двух основных поверхностей непосредственно соединенных с другим слоем пленки. Фраза включает однослойные и многослойные пленки. Все многослойные пленки имеют два, и только два наружных слоя, каждый из которых имеет основную поверхность, соединенную только с одним другим слоем 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 настоящего изобретения, относится к удалению органического растворителя из суспензии добавки с образованием покрытия, которое образует наружный слой ламината согласно изобретению. Предпочтительно сушка предотвращает существенную блокировку наружного слоя пленки, т.е. слипание ее до такой степени, когда происходит блокировка или отслоение, относительно соседних поверхностей, например, пленки (включая обе одинаковые или различные пленки) и/иди другого изделия (например, металлической поверхности и т.п.). Предпочтительно наружный слой имеет содержание углеводородного растворителя менее примерно 5 процентов, в расчете на массу наружного слоя, более предпочтительно от примерно 0,0001 до 5 процентов, также более предпочтительно от примерно 0,0001 до 1 процента; еще более предпочтительно примерно 0 процентов.
Как использовано в тексте настоящего описания, термин «сваривание» относится к любому свариванию первой области поверхности пленки со второй областью той же или другой поверхности пленки, сваривание обычно протекает при нагревании областей пленки, по меньшей мере, до соответствующих температур начала их плавления. Сваривание может быть осуществлено любым одним или несколькими из широкого набора методов, таких как использование нагретого бруска, горячего воздуха, инфракрасного света, ультразвуковой сварки и т.п. и даже использование скоб, 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 в себя приготовление 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, с использованием пленки, пригодной для 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 последующим приготовлением 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 упакованные продукты являются в основном предварительно упакованными, предварительно сваренными продуктами, которые могут непосредственно переданы потребителю в данном виде. Данные типы продуктов могут потребляться с нагревом и без него. Упаковочные материалы при варке сохраняют герметичность сварки и в случае многослойных пленок являются стойкими к расслаиванию. В некоторых случаях конечного использования, таких как оболочки для варки, ламинат является термоусаживаемым в условиях варки и образует плотно облегающую оболочку. Дополнительные необязательные свойства пленок для использования в продуктах, приготовленных в упаковке, включают сопротивление расслаиванию, низкую проницаемость O, термоусаживаемость, представляющую 20-59%-ную биаксиальную усадку при температуре примерно 185°F, и оптическую прозрачность.
В процессе варки продукта упаковка должна сохранять целостность сварки, т.е. термосваренные швы должны выдерживать разрыв в процессе варки. Обычно, по меньшей мере, одна часть пленки для приготовления в ней продукта термосваривается с другой частью 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. Значительная 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% моноаксиальную или биаксиальную усадку при 185°F. Таким образом, выход продукта увеличивается при сохранении влаги в пищевом продукте, а внешневидовые характеристики упакованного 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 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 от 45°С до 250°С, такое как от 50°С до 200°С, или от 35°С до 150°С, или от 57°С до 125°С, или от 60°С до 115°С, или от 65°С до 100°С, или такое как от 70°С до 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.
Как использовано в тексте настоящего описания, термин «барьерный» и фраза «барьерный (разделительный) слой» применительно к пленкам и/или слоям пленки использованы для обозначения способности пленки или слоя пленки служить барьером для одного или нескольких газов.
Как использовано в тексте настоящего описания, фразы «сваренный слой», «свариваемый слой», «термосвариваемый слой» и «герметизирующий слой» относятся к наружному пленочному слою или поверхности слоя, принимающему участие в сваривании ламината или пленки с самой собой, с другим пленочным слоем того же ламината, другой пленкой и/или другим изделием, которое не является пленкой.
Как использовано в тексте настоящего описания, термин «полиолефин» относится к любому полимеризованному олефину, который может быть линейным, разветвленным, циклическим, алифатическим, замещенным или незамещенным. Примеры полиолефинов включают гомополимеры одного или нескольких олефинов, сополимеры олефина, сополимеры олефина и неолефинового сомономера, сополимеризуемого с олефином, такого как виниловые мономеры, их модифицированные полимеры и т.п. Более конкретные примеры включают полиэтиленовый гомополимер, полипропиленовый гомополимер, полибутен, сополимер этилена/альфа-олефина, сополимер пропилена/альфа-олефина, сополимер бутена/альфа-олефина, сополимер этилена/винилацетата, сополимер этилена/винилового спирта, сополимер этилена/этилакрилата, сополимер этилена/бутилакрилата, сополимер этилена/метилакрилата, сополимер этилена/акриловой кислоты, сополимер этилена/метакриловой кислоты, модифицированная полиолефиновая смола, иономерная смола, полиметилпентен и т.д. Модифицированная полиолефиновая смола включает модифицированный полимер, полученный сополимеризацией олефина с ненасыщенной карбоновой кислотой, например малеиновой кислотой, фумаровой кислотой или т.п. или их производными, такими как ангидрид, сложный эфир или соль металла и т.п., или введением в олефиновый гомополимер или сополимер ненасыщенной карбоновой кислоты, например малеиновой кислоты, фумаровой кислоты или т.п. или ее производного, такого как ангидрид, сложный эфир или соль металла или т.п.
Как использовано в тексте настоящего описания, фраза «сополимер этилена-альфа-олефина» и «сополимер этилена/альфа-олефина» относится к таким гетерофазным материалам, как полиэтилен низкой плотности (LDPE), полиэтилен средней плотности (MDPE), линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE) и полиэтилен очень низкой и ультранизкой плотности (VLDPE и ULDPE), а также к таким гомогенным сополимерам этилена/альфа-олефина, как полученные на металлоценовом катализаторе смолы на основе линейного гомогенного сополимера этилена/альфа-олефина марки EXACT™, доступные от фирмы Exxon Chemical Company, of Baytown, Texas, длинноцепочечные разветвленные гомогенные (по существу линейные) сополимеры этилена/альфа-олефина (например, сополимеры, известные как смолы AFFINITY™, доступные от фирмы Dow Chemical Company, of Midland, Michigan), а также эластомерные смолы на основе линейного гомогенного сополимера этилена/альфа-олефина марки TAFMER™, доступные от компании Mitsui Petrochemical Corporation. LLDPE обычно имеет плотность в интервале примерно от 0,91 грамм на кубический сантиметр до примерно 0,94 грамм на кубический сантиметр.
Как использовано в тексте настоящего описания, термины, идентифицирующие полимеры, такие как «полиамид», «сложный полиэфир», «полиуретан» и т.д. включают не только полимеры, содержащие повторяющиеся звенья, образованные мономерами, полимеризующимися с образованием полимера названного типа, но также включают сомономеры, производные и т.д., которые могут сополимеризоваться с мономерами, полимеризующимися с образованием названного полимера. Например, термин «полиамид» охватывает как полимеры, содержащие повторяющиеся звенья, образованные такими мономерами, как капролактам, которые полимеризуются с образованием полиамида, так и сополимеры, образованные в результате сополимеризации капролактама с сомономером, который, будучи полимеризован сам, не образует полиамида.
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, защитные свойства от О, свободная усадка, натяжение усадки, оптические свойства, модули упругости, прочность сварки и т.п.
Как использовано в тексте настоящего описания, фраза «внутренний слой» относится к наружному слою пленки, пленочному упаковочному ламинату, 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 в упаковке продукта (такого как пакет или оболочка), который расположен на максимальном расстоянии от продукта по сравнению с другими слоями многослойной пленки.
Как использовано в тексте настоящего описания, фраза «связующий слой» относится к любому внутреннему слою пленки, имеющему основной целью обеспечить крепление двух слоев друг к другу. Слои могут включать любой полимер, содержащий полярные группы, или любой другой полимер, который обеспечивает достаточную адгезию между соседними слоями, содержащими неадгезионноспособные полимеры. Подходящие полимеры включают полиолефины, такие как те, которые вводят кислоты, сложные эфиры, ангидриды или соли карбоновых кислот; и полярные неполиолефиновые материалы, такие как сложные полиэфиры, сополимер этилена и винилового спирта и т.д.
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 процентов в каждом направлении (т.е. от примерно 5 до 70 процентов в продольном направлении (L) и от примерно 5 до 70 процентов в поперечном (Т) направлении) при 90°С, или, по меньшей мере, 10 процентов при 90°С, по меньшей мере, в одном направлении, такое как примерно 10-50 процентов при 90°С; или примерно 1,5-35 процентов 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 процентов в каждом направлении (L и Т); такую как, по меньшей мере, 15 процентов в каждом направлении. Для использования в качестве оболочки пленка имеет суммарную свободную усадку (L+T) от примерно 30 до 50 процентов при 85°С. Для использования в качестве 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.
В общем, 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; такую как от примерно 1 до примерно 10 мил; или 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 пористого покрытия для переноса добавки в соответствии с настоящим изобретением, которые поэтому могут быть использованы в соответствии с настоящим изобретением, включают пленки, раскрытые в (а) патентной заявке США серийный № 669728, поданной 26 июня 1996, на имя Ram K. Ramesh; (b) патентной заявке США серийный № 08/539919, поданной 6 октября 1996, на имя Ram K. Ramesh; (с) патенте США 6117464 на имя Moore, выданном 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 ламинаты для переноса добавки настоящего изобретения. Слой «покрытия» представляет слой переноса добавки, который содержит комбинацию содержащих добавку гранул и термопластичного полимера, и слои, отличающиеся от слоя покрытия, представляют пленочный субстрат, содержащийся в ламинате. В следующих пленочных структурах отдельные слои показаны в порядке, в котором они будут появляться в пленке.
термосваренный/покрытие (в контакте с пищевым продуктом)
защитный/ термосваренный/покрытие (в контакте с пищевым продуктом)
защитный/барьерный/термосваренный/покрытие (в контакте с пищевым продуктом)
защитный/связующий/барьерный/связующий/термосваренный/покрыие (в контакте с пищевым продуктом)
защитный/связующий/барьерный/связующий/объемный/термосвареный/
покрытие (в контакте с пищевым продуктом)
защитный/объемный/связующий/барьерный/связующий/объемный/ термосваренный/покрытие (в контакте с пищевым продуктом).
Вышеприведенные структуры пленок являются чисто пояснительными и не ограничивают объема притязаний изобретения.
Предпочтительно термосвариваемый слой имеет толщину от примерно 0,1 до 4 мил; более предпочтительно от примерно 0,2 до примерно 1 мил; и также более предпочтительно от примерно 0,3 до 0,8 мил. Наружный защитный слой предпочтительно имеет толщину примерно от 0,1 до 5 мил; более предпочтительно от 0,2 до 3 мил; также более предпочтительно от 0,3 до 2 мил и еще более предпочтительно от примерно 0,5 до 1,5 мил. Предпочтительно наружный защитный слой включает, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, содержащей полиолефин, полистирол, полиамид, сложный полиэфир, полимеризованный этилен виниловый спирт, поливинилиденхлорид, сложный полиэфир, полиуретан, поликарбонат.
2
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 термосвариваемым слоем и защитным слоем материала субстрата. Не пропускающий Ослой содержит полимер, обладающий относительно высокими защитными от О свойствами. Предпочтительно не пропускающий О слой имеет толщину от примерно 0,05 до 2 мил. Не пропускающий О слой содержит, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, включающей полимеризованный этилен виниловый спирт (EVOH), поливинилиденхлорид, полиамид, сложный полиэфир и полиалкиленкарбонат.
2
Пленочный субстрат согласно настоящему изобретению необязательно может дополнительно содержать слой, также называемый специалистами в данной области адгезионным слоем. Назначением связующего слоя является соединение пленочных слоев, которые в противном случае являются несовместимыми, так как 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 с не являющимися барьерными слоями, такими как сополимеры этилена/альфа-этилена. В общем, состав, число и толщина связующего слоя(ев) составляют 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 поступает в 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 кГр, и образуется облученная трубчатая лента 28. Облученная трубчатая лента 28 наматывается на намытавающий 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, обеспечивая тем самым растяжение в поперечном направлении горячей, облученной трубчатой пленки 44, так что образуется труба из ориентированной пленки 50. 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 при отношении вытяжки от примерно 1:1,5 до 1:6, а растяжение 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.
На фиг.2 показан пакет в сложенном состоянии. 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 чего пакет 62 вакуумируют и герметизироуют, 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 оболочки, термосваренной внахлест и включающей пленку 78, имеющую область внутренней поверхности с покрытием 80 и часть без покрытия, термосваренную с наружной поверхностью 82 по термошву 84, термошов расположен там, где первая часть пленки находит на вторую часть пленки.
На фиг.6 показан альтернативный поперечный разрез упакованного продукта 74, т.е. аналогичный разрезу на фиг.5, но для оболочки с задним швом, термосваренным встык. Фиг.6 представляет поперечный разрез оболочки с задним швом, сваренным встык, включающей пленку 78, имеющую область внутренней поверхности с покрытием 86. Пленочная оболочка 78 термосварена герметизирующей лентой 88. Пленочная оболочка 78 имеет внутреннюю поверхность 86 и наружную поверхность 90. Наружная поверхность 90 термосварена с герметизирующей лентой 88 по швам 87 и 89, где каждая из кромок пленочной оболочки 78 пригнана вплотную друг к другу. Таким образом, герметизирующая лента 88 обеспечивает продольный шов по длине термосваренной пленочной оболочки 78. Хотя герметизирующая лента 88 может быть изготовлена из однослойной пленки или многослойной пленки, предпочтительно герметизирующая лента 88 изготовлена из многослойной пленки.
На фиг.7 показан поперечный разрез третьего варианта упакованного продукта 74, т.е. оболочки с термосваренным задним реберным швом. На фиг.7 пленочная оболочка с термосваренным задним реберным 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.
В процессе упаковки с получением упакованного продукта, показанном на фиг.8, формующее полотно и неформующее полотно могут подаваться с двух отдельных валков, причем формующее полотно подается с валка, прикрепленного ко дну машины, для формирования упаковочного «кармана», т.е. полости для продукта. Неформующее полотно (подкладка) обычно подается со смонтированного сверху вала для закрытия уплотняемого воздухом верхнего шва упаковки. Каждое полотно имеет поверхность контакта с мясом/поверхностью сварки, ориентированных навстречу друг другу, так что в момент сварки свариваемые поверхности расположены лицом друг к другу. Формующее полотно протягивается вперед транспортными цепями, и предварительно сваренная упаковка тянет верхнее неформующее полотно вдоль с нижним полотном по мере движения машины.
Полимерные компоненты, использованные для получения многослойных пленок согласно настоящему изобретению, также могут содержать соответствующие количества других добавок, обычно включаемых в состав большинства 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 ламинаты, используемые в настоящем изобретении, не должны быть структурированными, по меньшей мере, в одном варианте осуществления один или несколько слоев ламината являются поперечносшитыми.
Поперечное сшивание может быть осуществлено обычными методами, включающими облучение и добавление химических агентов поперечного сшивания, как например, агентов, инициирующих свободнорадикальные реакции при нагревании или под воздействием ионизирующего излучения. При радиационном сшивании ламинат подвергают обработке активным излучением, таким как коронный разряд, плазма, пламя, ультрафиолет, рентгеновское излучение, гамма-излучение, бета-излучение и электроны высокой энергии, которая может изменить поверхность пленки и/или индуцировать образование поперечных связей между молекулами облученного материала. Облучение полимерных пленок раскрыто в патенте США № 4064296, выданного 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 (кГр), 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 16-166 кГр, более предпочтительно примерно 30-139 кГр, и также более предпочтительно 50-100 кГр. 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 облучения зависит от ламината и его конечного назначения.
Ламинат настоящего изобретения также может быть подвергнут обработке коронным разрядом. Как использовано в тексте настоящего описания, термин «обработка коронным разрядом» относится к воздействию на поверхность 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.
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 пленочного субстрата № 1
Трубу шириной 5-3/4″ (размер в сложенном состоянии), называемую «лента», получали методом соэкструзии, описанном выше и показанном на фиг.1, при котором поперечное сечение пленки (в направлении изнутри к снаружи трубы) составляло следующее:
Таблица 1
Назначение и конструкция слоя
Состав слоя
Толщина слоя (мил)
Герметизирующий
Смесь 70% LLDPE#1 и 30% EAA#1
3,2
Усиливающий
Смесь 80% EVA#1 и 20% ПЭВП #1
3,5
Связующий
LLDPE#2 с привитым ангидридом
0,9
Не пропускающий O<sub>2</sub>
100%EVOH
1,0
Усиливающий и не пропускающий влагу
Смесь 50% Найлон#1 и50% Найлон#2
1,7
Связующий
LLDPE#2 с привитым ангидридом
1,6
Усиливающий и уравновешивающий
Смесь 70% EVA#1 и 30% EAA#1
3,1
Наружный
LLDPE#1
2,8
где:
LLDPE#1 представлял линейный полиэтилен низкой плотности марки DOWLEX 2244A, полученный от фирмы Dow Plastics, of Freeport, Texas;
EAA#1 представлял сополимер этилена/акриловой кислоты марки PRIMARCOR 1410, полученный от фирмы Dow Plastics, of Freeport, Texas. Данный сополимер имел содержание акриловой кислоты 9,5% по массе и индекс расплава 1,5;
EVA#1 представлял собой сополимер этилены/винилацетата марки PE 5269T (TM), полученный от фирмы Chevron Chemical Company, of Houston, Texas;
HDPE#1 представлял собой полиэтилен высокой плотности марки FORTIFLEX 160-500C-147, полученный от фирмы Solvay Polymers, Inc., Deer Park, Texas;
LLDPE#2 представлял собой линейный полиэтилен низкой плотности марки TYMOR 1203, содержащий привитые ангидридные группы, полученный от фирмы Morton International, of Chicago, Illinois;
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 CP6S, полученный от фирмы EMS-American Grilon Inc., of Sumter, S.C.;
Все смолы перерабатывали методом соэкструзии при температуре между 380°F и 500°F, а экструзионная головка была нагрета приблизительно до 420°F. Экструдированную ленту охлаждали водой и складывали, ширина ленты в сложенном состоянии составляла 5-3/4 дюйма. Затем ленту пропускали через сканирующий пучок электронной вулканизационной установки, в которой она получала суммарную дозу примерно 64 килогрей (кГр). После облучения сложенную ленту пропускали через горячую воду (приблизительно от 206°F до 210°F) в течение примерно 20 секунд. Полученную нагретую ленту раздували в пузырь и ориентировали (при сохранении лентой температуры выше точки размягчения по Викату одного или нескольких полимеров в ней, но при нахождении полимеров в твердом состоянии) в пленочную трубу, имеющую ширину в сложенном состоянии 16-1/2 дюймов и общую толщину примерно 2,4 мил. Пузырь был стабильным, а оптические и внешневидовые свойства пленки были хорошими. Пленочная труба по результатам измерений имела примерно 20% свободной усадки в продольном направлении и примерно 30% 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 пленочного 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
Смесь Найлона #3 (50%) и Найлона #2 (50%)
0,48
Объемный
Смесь 80% EVA#1 и 20% EAO #1
0,50
Связующий
LLDPE#2 с привитым ангидридом
0,15
Не пропускающий O<sub>2</sub>
EVOH
0,15
Связующий
LLDPE#2 с привитым ангидридом
0,15
Предохранительный и объемный
Смесь 80% EVA#1 и 20% LLDPE#3
0,97
Найлон #3 представлял собой полиамид 12 марки VESTAMID (TM), полученный от фирмы Huls America, Inc., of Piscatway, N.J.;
LLDPE#3 представлял собой линейный полиэтилен низкой плотности марки DOWLEX 2045.03, полученный от фирмы Dow Plastics, of Freeport, Texas;
EAO#1 представлял гомогенный сополимер этилена/альфа-олефина марки EXACT 4011 (TM), полученный от фирмы Exxon Chemical Company, of Baytown, Texas; остальные смолы расшифрованы выше при описании пленки №1.
Получение субстрата #3
Пленку толщиной 2,5 мил получали соэкструзией одиночного слоя из HDPE#1 при использовании описанного выше процесса с раздувом пленки.
Получение ламината для переноса добавки
Для получения слоя переноса добавки, объединили растворитель, термопластичный полимер и гранулированную добавку с получением суспензии для нанесения покрытия. В общем примерно 1:4 смесь гранулированной вкусовой добавки и/или красителя в растворе каучука достаточна для достижения желательной вязкости и содержания вкусовой добавки и/или красителя. Часть каучука отрезали от кипы с помощью резака, штанца для резки кипы каучука или ленточной пилы и измельчили его. В альтернативном варианте можно использовать измельчительное оборудование, пригодное для промышленной переработки каучука, такое как измельчители Mitt&Merril Wood Hogs или Cumberland Plastics или смеситель Банбэри. Смеситель Банбэри целесообразен для использования для смешения добавок, облегчающих съем, или других полимеров с получением каучуковой компоненты суспензии для нанесения покрытия. Измельченный каучук растворяли при встряхивании в углеводородном растворителе, таком как гептан, для получения раствора каучука. Добавляли гранулы вкусовой добавки, ароматизатора и/или красителя в раствор каучука с получением суспензии.
В общем, гранулы добавляли в количестве от примерно 20 до 70 массовых процентов в расчете на массу раствора каучука. Однако могут быть использованы более высокие дозировки гранулированного агента. Суспензию наносили на пленочный субстрат, и растворитель удаляли, в результате чего получили покрытие для переноса добавки. В общем, гранулы содержались в высушенном слое добавки в дозировке от примерно 50 до 85 массовых процентов, такой как от 60 до 80 массовых процентов, такой как от 70 до 75 массовых процентов, в расчете на общую массу слоя добавки. Покрытый пленочный субстрат сварили снизу с покрытием, расположенным внутри, чтобы получить трубчатую оболочку. Трубчатую оболочку закрыли с одного конца с помощью металлической скобки или другого герметизирующего метода, такого как термосваривание, и затем загрузили в закрытую с одного конца оболочку пищевой продукт, после чего закрыли другой конец трубчатой оболочки и получили упакованный продукт.
Специалисты в данной области поймут, что можно использовать различные составы для получения различных вкусовых и цветовых эффектов.
Пример 1
Часть каучука Exxon Butyl 007 (сополимер изобутилена и изопрена) отрезали от кипы и измельчили на мелкие кусочки сначала нарезанием полосок с помощью ножа, а затем разрезанием полосок на маленькие таблетки с помощью ножниц. Приготовили раствор бутилкаучука концентрацией 10 мас. %, поместив 50 грамм измельченного Exxon Butyl 007 в стеклянную емкость с 450 грамм гептана и нагревая (приблизительно до 75°С) при перемешивании до полного растворения бутилкаучука в гептане. К 10-процентному по массе раствору бутилкаучука добавили 93 грамм гранулированной добавки с запахом дыма Chardex Hickory D-040, полученной от фирмы Red Arrow Products Co., Inc., of Manitowoc, WI, и 32 грамм гранулированной Caramel #603, полученной от фирмы D.D. Williamson and Company, Inc., 0f Louisville, Kentucky. Смесь для нанесения покрытия перемешивали или встряхивали до получения хорошо диспергированной вязкой суспензии.
Шесть грамм суспензии нанесли по длине 12 дюймов 18-дюймовой плоским листом многослойной пленки, имеющий структуру: LLDPE/EVA-HDPE/связующий/N6/EVOH/связующий/EVA-HDPE/LLDPE. Пленка была доступна от фирмы Cryovac, Inc., of Duncan, S.C., как пленка марки «F090». Печатную тяговую штангу, установленную с зазором 4 мил, медленно тянули вдоль длины пленки до тех пор, пока суспензия полностью не покрыла субстрат. Однако приблизительно ј дюйма с каждой стороны по длине пленки было не покрыто, обеспечивая область для термосваривания. Гептан испарили, используя принудительную циркуляцию воздуха, и получили покрытие для переноса добавки, которое содержало водонерастворимый термопластичный полимер изобутилен/изопрен, импрегнированный 25%-ными гранул концентрата дыма. Высушенное покрытие содержало примерно 71% гранул дыма и примерно 29% бутилкаучука. Высушенное покрытие показало хорошее сопротивление отслаиванию.
Лист с покрытием сложили слоем переноса добавки внутрь, совместив непокрытые части слоя субстрата пленки. Затем совмещенные края пленки термически сварили с получением пленочной трубы, использовав сварное устройство Vertrod для получения оболочки с ребристым сварным швом. Поверхность с покрытием переноса добавки находилась внутри трубы.

Мясо с добавленными ингредиентами смешивали в вакуумном смесителе при 4°С, по меньшей мере, в течение 45 минут. Пленочную трубу с одного конца закрыли зажимом на машине Tipper Clipper, полученной от фирмы Tipper Tie Inc., of Apex, North Carolina. Затем зажатую оболочку с задним швом заполнили мясной эмульсией сырой измельченной ветчины с помощью механического поршневого колбасного шприца, приняв меры предосторожности, чтобы свести к минимуму захват воздуха. После этого открытый конец заполненной оболочки закрыли зажимом, как и в первом случае, на зажимном прессе Tipper Tie и получили сырой полуфабрикат в оболочке. Наполненные и зажатые оболочки (т.е. заготовки) обычно имели размер от 23 до 26 см по окружности и от 20 до 40 см в длину.
Заполненные оболочки помещали в варочную емкость. Оболочки обрабатывали по ступенчатому циклу варки: т.е. нагревали при 135°F в течение 30 минут, затем нагревали при 150°F в течение 30 минут, после этого нагревали при 160°F до достижения внутренней температуры 145-150°F. После варки продукт охлаждали под распылителем с холодной водой в течение, по меньшей мере, 10 минут и немедленно помещали в холодильную область для полного охлаждения. Продукт держали в холодильнике в течение ночи перед снятием оболочки с покрытием для визуального и/или органолептического тестирования.
После снятия оболочки с мяса не наблюдали отслоения мяса, уровень захвата был очень низким, и было найдено, что мясной продукт имел отличную глубину проникновения цвета и вкуса.
Пример 2

Смесь для нанесения покрытия получили по методике примера 1, за исключением того, что использовали 50 грамм полиизобутилена (ПИБ) Exxon Vistanex MM L-80 вместо Exxon Butyl Rubber 007, нагревали и перемешивали его с 450 грамм гептана, использованного для получения раствора бутилкаучук/гептан.
Примеры 3-8
Следовали методике примеров 1 и 2, за исключением того, что концентрации бутилкаучука 007 или каучука ПИБ и содержание порошкообразной добавки со вкусом дыма были изменены. Составы для слоя переноса добавки для примеров 3-8 представлены ниже в таблице 1. Каждый состав обеспечивал приемлемый перенос вкусовой добавки в пищевой продукт.
Таблица 1
Частей по массе (%)
Ингредиент
Пр.3
Пр.4
Пр.5
Пр.6
Пр.7
Пр.8
Бутил 007
1
1
-
-
1
-
ПИБ L-80
-
-
1
1
-
1
Гептан
4
5,67
4
5,67
9
9
Chardex D-40
1,25
1,67
1,25
1,67
2,5
2,5
Композиции, представленные в таблице 1, с различным количеством каучука (концентрацию порошкообразной добавки с запахом дыма сохраняли постоянной, примерно 20 мас. % в расчете на всю композицию) наносили на пленку Cryovac F090 с помощью регулируемого аппликатора для нанесения покрытий, установленного с зазором 4 мил, и сушили на воздухе. Все примеры в таблице 1 сушили до образования покрытия, которое имело хорошую адгезию и защитные свойства, измеренные по адгезии 600-ленты, сопротивление царапанию ногтем и сопротивление «складкообразованию». Вкус дыма перешел в мясо в условиях варки, тогда как каучуковое связующее осталось прикрепленным к пленке.
Примеры 9-12
10%-ные растворы бутилкаучука в гептане были получены, как и в примере 1. К растворам добавили гранулированную добавку с запахом дыма и агенты, облегчающие съем, с получением вкусовых суспензий для примеров, указанных в таблице 2. Добавление воска улучшило показатель скольжения высушенного покрытия, перенос вкуса и снизило тенденцию прилипания покрытия к вареному пищевому продукту при снятии оболочки перед нарезкой.
В альтернативном варианте воски и другие агенты, облегчающие съем, могут быть нанесены в качестве наружного слоя на высушенное покрытие переноса добавки.
Таблица 2
Материал
Состав суспензии (частей по массе)
Пр.9
Пр.10
Пр.11
Пр.12
Раствор 10:90 Бутил 007/Гептан
10
10
10
10
Гранулы добавки с вкусом дыма Chardex D-040
2,5
2,5
2,5
2,5
Kemamide E-60
0,66
-
0,27
-
Microthene FE-532-00
-
0,66
-
0,27
Составы из таблицы 2 были нанесены в качестве покрытий, как и в примере 3. Высушенные покрытия с 1 по 4 проявили хорошее скольжение, сопротивление истиранию и никакой липкости поверхности. Примеры 10 и 12 не продемонстрировали заметного «захвата» покрытия мясом по сравнению с примером 7, а также обеспечили сравнимый перенос вкуса в вареную ветчину.
Хотя настоящее изобретение описано применительно к конкретным средствам, материалам и вариантам осуществления, следует обратить внимание, что изобретение не ограничивается раскрытыми конкретными элементами и охватывает все эквиваленты заявленного в формуле существа изобретения.