По данной заявке испрашивается приоритет по предварительной патентной заявке США №61/271,906, поданной 28 июля 2009 г., настоящим включенной посредством ссылки во всей полноте.
Область техники, к которой относится изобретение
Данное изобретение относится к пленке для упаковки, такой как асептическая упаковка, а также к упаковке и способу производства упаковки.
Предшествующий уровень техники
Доказано, что системы непрерывной упаковки вертикального типа (VFFS - vertical form/fill/seal) очень удобны для упаковки широкого ряда пищевых и непищевых поддающихся перекачиванию насосом и/или текучих продуктов. Примером такой системы является упаковочная система для текучих продуктов питания ON PACK™, поставляемая Cryovac/Sealed Air Corporation. Способ VFFS известен специалистам в данной области техники и описан, например, в патентах США №4,506,494 (Shimoyama et al.), №4,589,247 (Tsuruta et al., №4,656,818 (Shimoyama et al.), №4,768,411 (Su), №4,808,010 (Vogan) и №5,467,581 (Everette), каждый из которых включен здесь посредством ссылки во всей полноте. Обычно в таком способе плоско сложенную пленку пропускают над формирующим устройством до получения трубки, выполняют продольный (вертикальный) сварной или перекрывающийся шов, и выполняют донный концевой шов путем поперечного сшивания трубки нагретой запаивающей пластиной. Жидкий, текучий и/или прокачиваемый насосом продукт, такой как жидкость, полужидкий продукт или паста, с наличием или без наличия частиц, вводят в центральную трубку вертикального заполнения к формирующейся рукавной пленке. Отжимные валики, расположенные в стороне и над донным концевым швом, сжимают заполненный рукав и прижимают друг к другу стенки уплощенной трубки. Когда трубка с длиной, необходимой для достижения нужной высоты мешка, проходит через отжимные валики, выполняется сварной шов поперек уплощенной трубки с помощью термозапаивающих пластин, сжимающих и сваривающих пленку из трубки между ними. После отвода запаивающих пластин пленка продвигается в направлении вниз для контакта с охлажденными зажимными и разделительными пластинами, которые сжимают пленку между собой и оснащены режущим ножом для разделения запаянной пленки примерно посередине шва так, чтобы примерно половина шва была на верхней части трубки, а другая половина - на нижней. После завершения операции запаивания и разделения отжимные валики разделяются для обеспечения поступления новой дозы продукта в плоско сложенную трубку, после чего вышеупомянутый процесс повторяется, и так непрерывно до получения пакетов непрерывной упаковки вертикального типа, которые имеют термосварной шов на нижнем конце и верхнем конце.
Способ может быть двухэтапным способом, в котором создание поперечного сварного шва осуществляют на одном этапе способа, а затем, после первого этапа, отдельная пара охлаждающих/зажимающих устройств контактирует с уже сформированным поперечным сварным швом для охлаждения и выпрямления шва. В некоторых VFFS способах готовят верхний поперечный шов первого пакета, и нижний поперечный шов следующего пакета, и пакеты отрезают, и таким образом, разделяют между двумя частями поперечных швов, без необходимости отдельного этапа сжатия, охлаждения и обрезания швов. Коммерческим примером аппарата, применяющего этот более простой способ, является VFFS упаковочная машина ONPACK™ 2002, поставляемая Cryovac/Sealed Air Corporation.
Асептическая упаковка продуктов питания является хорошо известным способом упаковки пищевых продуктов, для которого требуется стерилизация продуктов и упаковочного материала, вмещающего продукты питания. Известен способ получения стерилизованной упаковки, в котором стерильный продукт питания помещают в стерилизованный контейнер, такой как пакет. Таким образом, продукт питания защищается для длительного хранения или применения. Известны различные способы стерилизации контейнера и заполнения контейнера пастеризованным продуктом. Перекись водорода является обычной средой для стерилизации упаковочного материала.
В приложениях асептической упаковки, таких как пакеты, полученные при непрерывной упаковке вертикального типа, где применяют стерилизующую обработку перекисью водорода, некоторые пленки могут чрезмерно растягиваться после изготовления пакета и заполнения стерилизованным продуктом питания при повышенных температурах. Таким образом, такие пленки менее желательны или непригодны для подобного применения там, где необходима стабильность размеров упаковочного материала.
Один современный коммерческий упаковочный материал для асептических приложений обеспечивает такую стабильность размеров, но при производстве необходимо, чтобы различные компоненты материала были ламинированы вместе. Это является относительно дорогостоящим способом производства упаковочных материалов. В коммерческом ламинате пленку из биаксиально ориентированного нейлона 6 ламинируют обычным адгезивным средством для ламинирования, таким как полиэстер, до дискретной многослойной несущей пленки. Одна коммерческая пленка имеет состав:
Значения, указанные под каждой смолой, являются толщиной слоя в мил, при этом:
ПЭНП (LDPE - low density polyethylene) - полиэтилен низкой плотности, АЛ (Adh - lamination adhesive) - адгезивное средство для ламинирования, РА6 - нейлон 6, ПЭВП (HDPE - high density polyethilene) - полиэтилен высокой плотности, ПЭ (PE - polyethylene) - полиэтилен, EVOH (ethylene/vinyl alcohol copolymer) - сополимер этилена/винилового спирта.
Важным фактором для некоторых асептических упаковочных сред является то, чтобы упаковочный материал обладал хорошей стабильностью размеров при нагрузке (например, при нагрузке содержащегося в нем продукта питания, когда из упаковочного материала готовят упаковку) и оставался пластичным и устойчивым к повреждению в условиях упаковки, хранения и транспортировки. Необходимо, чтобы упаковочная пленка обладала относительно высоким динамическим модулем упругости (E′) (ASTM D5279-01), но также имела относительно высокие значения модуля потерь (E″) при температуре от -150°C до 150°C.
В одновременно ожидающей решения заявке на патент США, серийный номер 11/100739, зарегистрированной 7 апреля 2005 г., принадлежащей тому же правообладателю, что и настоящая заявка, и озаглавленной «Стерилизуемая и соэкструдированная пленка для асептической упаковки», в настоящее время опубликованной как US 2006/0228502 A1; и в одновременно ожидающей решения заявке на патент США, серийный номер 11/517728, поданной 8 сентября 2006 г., принадлежащей тому же правообладателю, что и настоящая заявка, и озаглавленной «Безусадочная стерилизуемая соэкструдированная пленка для асептической упаковки», в настоящее время опубликованной как US 2007/0110853 A1, где обе публикации настоящим включены посредством ссылки во всей полноте, раскрыты соэкструдированные многослойные пленки, пригодные для упаковки продуктов в асептических условиях.
В то время как эти материалы обеспечивают хорошие качества при асептической упаковке, необходимо обеспечить пленку для асептической упаковки с еще лучшей кислородонепроницаемостью.
Также необходимо обеспечить соэкструдированную пленку для пакетов, изготовленных в системе VFFS, обеспечивающую повышенный срок годности для вмещаемого продукта за счет обеспечения хорошей кислородонепроницаемости пленки и пакета, изготовленного из пленки.
Краткое изложение сущности
В первом аспекте настоящего изобретения соэкструдированная многослойная пленка содержит внутренний слой, содержащий полиамид; первый промежуточный слой, непосредственно прилежащий к внутреннему слою, содержащий сополимер этилен-винилового спирта; второй промежуточный слой, непосредственно прилежащий к внутреннему слою, содержащий сополимер этилен-винилового спирта; первый внешний слой, содержащий олефиновый сополимер или аморфный сополимер циклического олефина; второй внешний слой, содержащий олефиновый сополимер или аморфный сополимер циклического олефина; первый соединительный слой, связывающий первый промежуточный слой с первым внешним слоем; и второй соединительный слой, связывающий второй промежуточный слой со вторым внешним слоем; в котором сополимер этилен-винилового спирта первого промежуточного слоя имеет содержание этилена, в мол.%, по меньшей мере на 5 больше содержания этилена, в мол.%, в сополимере этилен-винилового спирта второго промежуточного слоя.
Факультативно, в соответствии с различными вариантами осуществления первого аспекта настоящего изобретения:
- второй слой, содержащий полиамид, располагается между первым промежуточным слоем и первым соединительным слоем;
- второй слой, содержащий полиамид, располагается между вторым промежуточным слоем и вторым соединительным слоем;
- второй слой, содержащий полиамид, располагается между первым промежуточным слоем и первым соединительным слоем, а третий слой, содержащий полиамид, располагается между вторым промежуточным слоем и вторым соединительным слоем;
- полиамид внутреннего слоя содержит нейлон 6;
- внутренний слой содержит смесь аморфного полиамида, имеющего температуру стеклования по меньшей мере 80°C, и полукристаллического полиамида;
- аморфный сополимер циклического олефина по меньшей мере из одного из первого и второго внешних слоев является сополимером этилена с норборненом;
- по меньшей мере один из первого и второго внешних слоев содержит смесь аморфного сополимера циклического олефина и полукристаллического олефинового полимера;
- по меньшей мере один из первого и второго внешних слоев содержит смесь аморфного сополимера циклического олефина и полукристаллического олефинового полимера, выбранного из группы, состоящей из полимера этилена, сополимера этилена, и полипропилена;
- олефиновый полимер по меньшей мере из одного из первого и второго внешних слоев выбран из группы, состоящей из:
a) смеси полиэтилена низкой плотности и линейного полиэтилена низкой плотности;
b) смеси полиэтилена низкой плотности и этиленовой/альфа-олефиновой смолы из взаимопроникающих полимерных сеток (ethylene/alpha-olefin interpenetrating network resin);
c) сополимера пропилена/этилена;
d) полиэтилена высокой плотности;
e) гомополимера пропилена и
f) сополимера этилена/норборнена.
- каждый из первого и второго соединительных слоев содержит ангидридный привитой полимер или сополимер этилена/акриловой кислоты;
- пленка обладает кислородопроницаемостью (ASTM D3985) за 15 суток менее 18, такой как менее 15, такой как менее 12, такой как менее 8 см3 кислорода/м2 в сутки при 100% относительной влажности внутри и снаружи, при 73°F при давлении 1 атмосфера;
- пленка характеризуется удлинением при растяжении (ASTM D 882) менее 15%, таким как менее 8%, в каждом из продольного и поперечного направлений;
- по меньшей мере один из первого и второго промежуточных слоев содержит сополимер этилен-винилового спирта при отсутствии термопластичной смолы, содержащей углерод-углеродную двойную связь;
- по меньшей мере один из первого и второго промежуточных слоев содержит сополимер этилен-винилового спирта при отсутствии катализатора из переходного металла или соли переходного металла;
- по меньшей мере один из первого и второго промежуточных слоев состоит по существу из сополимера этилен-винилового спирта при отсутствии термопластичной смолы, содержащей углерод-углеродную двойную связь;
- по меньшей мере один из первого и второго промежуточных слоев состоит по существу из сополимера этилен-винилового спирта при отсутствии катализатора из переходного металла или соли переходного металла;
- по меньшей мере один из первого и второго промежуточных слоев содержит сополимер этилен-винилового спирта в смеси со средством защиты против активного кислорода;
- пленка является гибкой;
- пленка получена путем экструзии с последующим раздувом;
- и первый, и второй промежуточный слои являются внутренними слоями, каждый из которых имеет слой пленки на каждой своей стороне;
- EVOH первого промежуточного слоя имеет содержание этилена от 27 мол.% до 48 мол.%;
- EVOH второго промежуточного слоя имеет содержание этилена от 22 мол.% до 38 мол.%;
- пленка не является бутылкой.
Во втором аспекте настоящего изобретения асептическая упаковка содержит стерилизованный продукт питания и стерилизованный пакет, в котором располагается стерилизованный продукт питания; стерилизованный пакет содержит соэкструдированную многослойную пленку, содержащую внутренний слой, содержащий полиамид; первый промежуточный слой, непосредственно прилежащий к внутреннему слою, содержащий сополимер этилен-винилового спирта; второй промежуточный слой, непосредственно прилежащий к внутреннему слою, содержащий сополимер этилен-винилового спирта; первый внешний слой, содержащий олефиновый сополимер или аморфный сополимер циклического олефина; второй внешний слой, содержащий олефиновый сополимер или аморфный сополимер циклического олефина; первый соединительный слой, присоединяющий первый промежуточный слой к первому внешнему слою; и второй соединительный слой, присоединяющий второй промежуточный слой ко второму внешнему слою; в которой сополимер этилен-винилового спирта из первого промежуточного слоя имеет содержание этилена, в мол.%, по меньшей мере на 5 больше содержания этилена, в мол.%, в сополимере этилен-винилового спирта второго промежуточного слоя.
Факультативно, в соответствии с различными вариантами осуществления второго аспекта настоящего изобретения:
- второй слой, содержащий полиамид, расположен между первым промежуточным слоем и первым соединительным слоем;
- второй слой, содержащий полиамид, расположен между вторым промежуточным слоем и вторым соединительным слоем;
- второй слой, содержащий полиамид, расположен между первым промежуточным слоем и первым соединительным слоем, а третий слой, содержащий полиамид, расположен между вторым промежуточным слоем и вторым соединительным слоем;
- полиамид внутреннего слоя содержит нейлон 6;
- внутренний слой содержит смесь аморфного полиамида с температурой стеклования по меньшей мере 80°C, и полукристаллического полиамида;
- аморфный сополимер циклического олефина по меньшей мере из одного из первого и второго внешнего слоев является сополимером этилена и норборнена;
- по меньшей мере один из первого и второго внешний слоев содержит смесь аморфного сополимера циклического олефина и полукристаллического олефинового полимера;
- по меньшей мере один из первого и второго внешних слоев содержит смесь аморфного сополимера циклического олефина и полукристаллического олефинового полимера, выбранного из группы, состоящей из полимера этилена, сополимера этилена и полипропилена;
- олефиновый полимер, по меньшей мере в одном из первого и второго внешних слоев, выбран из группы, состоящей из:
a) смеси полиэтилена низкой плотности и линейного полиэтилена низкой плотности;
b) смеси полиэтилена низкой плотности и этиленовой/альфа-олефиновой смолы из взаимопроникающих полимерных сеток (ethylene/alpha-olefin interpenetrating network resin);
c) сополимера пропилена/этилена;
d) полиэтилена высокой плотности;
e) гомополимера пропилена и
f) сополимера этилена/норборнена.
- каждый из первого и второго соединительных слоев содержит ангидридный привитой полимер или сополимер этилена/акриловой кислоты;
- пленка обладает кислородопроницаемостью (ASTM D3985) за 15 суток менее 18, такой как менее 15, такой как менее 12, такой как менее 8 см кислорода/м в сутки при 100% относительной влажности внутри и снаружи, при 73°F при давлении 1 атмосфера;
- пленка характеризуется удлинением при растяжении (ASTM D 882) менее 15%, таким как менее 8%, в каждом из продольного и поперечного направлений;
- по меньшей мере один из первого и второго промежуточных слоев содержит сополимер этилен-винилового спирта при отсутствии полимера, акцептирующего кислород;
- по меньшей мере один из первого и второго промежуточных слоев содержит сополимер этилен-винилового спирта при отсутствии катализатора из переходного металла или соли переходного металла;
- по меньшей мере один из первого и второго промежуточных слоев состоит по существу из сополимера этилен-винилового спирта при отсутствии полимера, акцептирующего кислород;
- по меньшей мере один из первого и второго промежуточных слоев состоит по существу из сополимера этилен-винилового спирта при отсутствии катализатора из переходного металла или соли переходного металла;
- по меньшей мере один из первого и второго промежуточных слоев содержит сополимер этилен-винилового спирта в смеси со средством защиты против активного кислорода;
- пленка является гибкой;
- пленка получена путем экструзии с последующим раздувом;
- оба промежуточных слоя являются внутренними слоями, каждый из которых имеет слой пленки на каждой своей стороне;
- EVOH первого промежуточного слоя имеет содержание этилена от 27 мол.% до 48 мол.%;
- EVOH второго промежуточного слоя имеет содержание этилена от 22 мол.% до 38 мол.%;
- пленка не является бутылкой;
- упаковка не является бутылкой.
В третьем аспекте настоящего изобретения способ изготовления асептической упаковки включает стерилизацию продукта питания; стерилизацию соэкструдированной многослойной пленки, где пленка содержит внутренний слой, содержащий полиамид; первый промежуточный слой, непосредственно прилежащий к внутреннему слою, содержащий сополимер этилен-винилового спирта; второй промежуточный слой, непосредственно прилежащий к внутреннему слою, содержащий сополимер этилен-винилового спирта; первый внешний слой, содержащий олефиновый сополимер или аморфный сополимер циклического олефина; второй внешний слой, содержащий олефиновый сополимер или аморфный сополимер циклического олефина; первый соединительный слой, присоединяющий первый промежуточный слой к первому внешнему слою; и второй соединительный слой, присоединяющий второй промежуточный слой ко второму внешнему слою; в которой сополимер этилен-винилового спирта из первого промежуточного слоя имеет содержание этилена, в мол.%, по меньшей мере на 5 больше содержания этилена, в мол.%, в сополимере этилен-винилового спирта второго промежуточного слоя; и в котором пленка характеризуется удлинением при растяжении (ASTM D 882) менее 15% в каждом из продольного и поперечного направлений и свободной усадкой (ASTM D 2732) при 200°F менее 8% в каждом из продольного и поперечного направлений; формирование пакета из стерилизованной пленки; заполнение пакета стерилизованным продуктом питания и герметизацию пакета.
Факультативно, в соответствии с различными вариантами осуществления третьего аспекта настоящего изобретения:
второй слой, содержащий полиамид, расположен между первым промежуточным слоем и первым соединительным слоем;
второй слой, содержащий полиамид, расположен между вторым промежуточным слоем и вторым соединительным слоем;
второй слой, содержащий полиамид, расположен между первым промежуточным слоем и первым соединительным слоем, а третий слой, содержащий полиамид, расположен между вторым промежуточным слоем и вторым соединительным слоем;
- полиамид из внутреннего слоя содержит нейлон 6;
- внутренний слой содержит смесь аморфного полиамида с температурой стеклования по меньшей мере 80°С, и полукристаллического полиамида;
- аморфный сополимер циклического олефина по меньшей мере из одного из первого и второго внешнего слоев является сополимером этилена и норборнена;
- по меньшей мере один из первого и второго внешнего слоев содержит смесь аморфного сополимера циклического олефина и полукристаллического олефинового полимера;
- по меньшей мере один из первого и второго внешнего слоев содержит смесь аморфного сополимера циклического олефина и полукристаллического олефинового полимера, выбранного из группы, состоящей из полимера этилена, сополимера этилена и полипропилена;
- олефиновый полимер, по меньшей мере из одного из первого и второго внешних слоев, выбран из группы, состоящей из:
a) смеси полиэтилена низкой плотности и линейного полиэтилена низкой плотности;
b) смеси полиэтилена низкой плотности и этиленовой/альфа-олефиновой смолы из взаимопроникающих полимерных сеток (ethylene/alpha-olefin interpenetrating network resin);
c) сополимера пропилена/этилена;
d) полиэтилена высокой плотности;
e) гомополимера пропилена; и
f) сополимера этилена/норборнена.
- каждый из первого и второго соединительных слоев содержит ангидридный привитой полимер или сополимер этилена/акриловой кислоты;
- пленка обладает кислородопроницаемостью (ASTM D3985) за 15 суток менее 18, такой как менее 15, такой как менее 12, такой как менее 8 см3 кислорода/м2 в сутки при 100% относительной влажности внутри и снаружи, при 73°F при давлении 1 атмосфера;
- пленка характеризуется удлинением при растяжении (ASTM D 882) менее 15%, таким как менее 8%, в каждом из продольного и поперечного направлений;
- по меньшей мере один из первого и второго промежуточных слоев содержит сополимер этилен-винилового спирта при отсутствии полимера, акцептирующего кислород;
- по меньшей мере один из первого и второго промежуточных слоев содержит сополимер этилен-винилового спирта при отсутствии катализатора из переходного металла или соли переходного металла;
- по меньшей мере один из первого и второго промежуточных слоев состоит по существу из сополимера этилен-винилового спирта при отсутствии полимера, акцептирующего кислород;
- по меньшей мере один из первого и второго промежуточных слоев состоит по существу из сополимера этилен-винилового спирта при отсутствии катализатора из переходного металла или соли переходного металла;
- по меньшей мере один из первого и второго промежуточных слоев содержит сополимер этилен-винилового спирта в смеси со средством защиты против активного кислорода;
- пленка является гибкой;
- пленка получена путем экструзии с последующим раздувом;
- оба промежуточных слоя являются внутренними слоями, каждый из которых имеет слой пленки на каждой своей стороне;
- EVOH первого промежуточного слоя имеет содержание этилена от 27 мол.% до 48 мол.%;
- EVOH второго промежуточного слоя имеет содержание этилена от 22 мол.% до 38 мол.%;
- пленка не является бутылкой;
- упаковка, изготовленная с помощью указанного способа, не является бутылкой.
Определения
«Кислородонепроницаемая» («КНП», АОВ - active oxygen barrier) обозначает композицию, являющуюся смесью термопластичной смолы, содержащую (a) углерод-углеродные двойные связи по существу в своей основной цепи, (b) соль переходного металла и (c) кислородонепроницаемый полимер. В некоторых вариантах осуществления изобретения кислородонепроницаемая композиция может также содержать компатибилизатор (d). Кислородонепроницаемый полимер может составлять примерно от 70 до 99 масс.% от массы композиции, а термопластичная смола, содержащая углерод-углеродные двойные связи, обычно составляет примерно от 1 до 30 масс.% от полимерной части композиции. Если присутствует компатибилизатор, то он обычно составляет примерно от 0,1 до 29 масс.% от доли всех полимеров в композиции. Подходящие кислородонепроницаемые композиции в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения подробно описаны в патентных публикациях США №2006/0281882 и №2005/0153087, содержание которых настоящим включено посредством ссылки во всей полноте.
«Асептический» обозначает способ, при котором стерилизованный контейнер или упаковочный материал, например предварительно изготовленный пакет или пакет, созданный с помощью непрерывной упаковки вертикального типа, заполняют стерилизованным продуктом питания, в гигиенической среде. Таким образом, обеспечивается стабильность продукта при хранении в нормальных условиях без замораживания. Термин «асептический» также применяется здесь для обозначения полученной заполненной и герметизированной упаковки. Упаковку или упаковочный материал и продукт питания обычно стерилизуют по отдельности перед заполнением.
«Сополимер из этилена/альфа-олефина» (ЭАО, ethylene/alpha-olefin copolymer) обозначает здесь сополимеры этилена с одним или несколькими сомономерами, выбранными из C3-C10 альфа-олефинов, таких как пропен, бутен-1, гексен-1, октен-1, и т.д., в которых молекулы сополимеров содержат длинные полимерные цепи с относительно небольшими разветвлениями боковых цепей, возникающих из альфа-олефинов после реакции с этиленом. Эта молекулярная структура должна отличаться от обычных полиэтиленов низкой или средней плотности, формируемых под высоким давлением, которые являются высокоразветвленными относительно ЭАО, и в которых полиэтилены, сформированные под высоким давлением, содержат как длинные цепи, так и короткие разветвленные ветви. ЭАО включают такие гетерогенные материалы, как линейный полиэтилен средней плотности (ЛПЭСП), линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП) и полиэтилены очень низкой и сверхнизкой плотности (ПЭОНП и ПЭСНП), такие как смолы DOWLEX™ и ATTANE™, поставляемые Dow, и смолы ESCORENE™, поставляемые Exxon; а также линейные гомогенные сополимеры этилена/альфа-олефина (ГЭАО), такие как смолы TAFMER™, поставляемые Mitsui Petrochemical Corporation, смолы EXACT™ и EXCEED™, поставляемые Exxon, разветвленные смолы с длинной цепью (ГЭАО) AFFINITY™ и смолы ELITE™, поставляемые Dow Chemical Company, смолы ENGAGE™, поставляемые DuPont Dow Elastomers, и смолы SURPASS™, поставляемые Nova Chemicals.
«Циклический олефин» обозначает соединение, содержащее полимеризуемую углерод-углеродную двойную связь, либо содержащуюся внутри алициклического кольца, например, в виде норборнена, либо связанную с алициклическим кольцом, например, в виде винил-циклогексана. Полимеризация циклического олефина обеспечивает полимер, содержащий алициклические кольца как часть основной цепи полимера или как дополнение к ней.
«Сополимер циклического олефина» и тому подобное (например, «сополимер циклоолефина») означает сополимер, образованный при полимеризации циклического олефина с сомономером. Примером сополимера циклического олефина является сополимер этилена/норборнена, такой как тот, что поставляется Ticona под торговой маркой TOPAS™, Zeon под торговой маркой ZEONOR™ и Mitsui под торговой маркой APEL™.
«Гомополимер или сополимер этилена» означает гомополимер этилена, такой как полиэтилен низкой плотности (ПЭНП); сополимер этилена/альфа-олефина, такой как тот, что определен в настоящей заявке; сополимер этилена/винилацетата; сополимер этилена/алкилакрилата; сополимер этилена/(мет)акриловой кислоты или иономерную смолу.
«Полиэтилен высокой плотности» является гомополимером или сополимером этилена с плотностью 0,940 г/см3 или выше.
«Внутренний» обозначает слой, связанный на обеих основных поверхностях с другим слоем.
«Многокомпонентные смолы из этиленовых/альфа-олефиновых взаимопроникающих полимерных сеток» (ethylene/alpha-olefin interpenetrating network resin) или «IPN смолы» относится к многокомпонентным молекулярным смесям полимерных цепей. Из-за молекулярного смешивания IPN смолы нельзя разделить без разрушения химических связей. Полимерные цепи, объединенные с IPN смолами, переплетены на молекулярном уровне и, таким образом, считаются истинными твердыми растворами. Взаимопроникающие сетки, в отличие от смесей, становятся новыми композициями, проявляющими свойства, отличающиеся от исходных компонентов. Взаимопроникающие сетки обеспечивают со-непрерывность фаз, приводящую к удивительному усилению физических свойств. Благодаря смешиванию по меньшей мере двух типов молекул эти композиции могут проявлять двухвершинные или многовершинные кривые при анализе с помощью TREF (элюционного фракционирования при повышении температуры) или CRYSTAF (фракционной кристаллизации). Взаимопроникающие сетки включают полувзаимопроникающие сетки и, таким образом, описывают перекрестно-сшитые и неперекрестно-сшитые многокомпонентные молекулярные смеси, содержащие фракцию с низкой плотностью и фракцию с высокой плотностью.
«Олефиновый» обозначает полимер или сополимер, полученный по меньшей мере частично из олефинового мономера.
«Кислородопроницаемость» (OTR) означает скорость проникновения кислорода, как определено в настоящей заявке.
«Полиамид» относится к полимерам, имеющим амидные связи вдоль молекулярной цепи, и предпочтительно к синтетическим полиамидам, таким как нейлон.
«Полимер» и тому подобное означает гомополимер, но также его сополимеры, включая биполимеры, терполимеры и т.д.
«Полипропилен» является гомополимером или сополимером пропилена, содержащим более 50 мол.% пропилена, приготовленного с применением обычных гетерогенных инициаторов типа Циглера-Натта или катализа с единым центром полимеризации. Сополимеры пропилена обычно готовят с этиленовыми или бутеновыми сомономерами.
Все процентные содержания композиций в данной заявке представлены на основе массовых процентов, если не указано иное; за исключением процентного содержания композиций для содержания этилена в EVOH, приведенного на основе мол.%.
Подробное изложение сущности изобретения
Асептический процесс
Способ асептической упаковки обычно включает стерилизацию жидких продуктов питания и напитков внутри упаковки, и отдельную стерилизацию упаковочного материала, для получения устойчивой при хранении упаковки. Ультравысокую температуру применяют для быстрого нагревания продукта питания, с последующим охлаждением продукта, перед помещением продукта в пакет или другой контейнер, сформированный из упаковочного материала. Время обработки продукта обычно составляет от 3 до 15 секунд, диапазон температуры обычно составляет от 195°F до 285°F.
Стерилизация пленки
Примером коммерчески доступной системы для непрерывной упаковки является система асептической упаковки с 3-сторонним сварным швом Flavour Mark™, имеющая секцию стерилизации пленки, включающую резервуар для перекиси водорода, сушильную камеру, секцию формирования, наполнения и укупорки, и блок, подающий и обеспечивающий циркуляцию перекиси водорода и контролирующий температуру, давление воздуха и т.д. Пленка непрерывно стерилизуется перекисью водорода при температуре от 60°C до 80°C в резервуаре с химикатами. После того, как пленка покидает этот резервуар, подается горячий воздух с температурой от 60°C до 80°C для сушки пленки для удаления перекиси водорода из пленки. Температуру и уровень потока перекиси водорода контролируют с помощью пара для подъема температуры и подают воду для охлаждения. Трубопровод между стерилизатором продукта питания и блоком упаковки можно исходно стерилизовать с применением пара или горячей воды. После выхода из резервуара с перекисью водорода пленку зачищают пластинами и воздушным ножом, чтобы облегчить сушку.
Варианты осуществления пленки в соответствии с настоящим изобретением
Примерная структура пленки в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения является следующей:
Внутренний слой D структуры вышеуказанной пленки содержит или по существу состоит из любого подходящего полиамида, такого как полукристаллический полиамид, такой как нейлон 6.
В некоторых вариантах осуществления изобретения внутренний слой D может содержать или по существу состоять из смеси аморфного полиамида или полукристаллического полиамида, в котором аморфный полиамид может составлять любую подходящую долю от общей смеси полиамидов, например, менее 50 масс.%, такую как менее 40 масс.%, и менее 30 масс.% от смеси полиамидов. Аморфный полиамид может содержать от 5 до 45 масс.%, например, от 20 до 40 масс.%, например, от 25 до 35 масс.% от смеси полиамидов. Подходящие коммерчески доступные аморфные полиамиды включают FE4494™ и FE4495™. Это PA6I/66/69 полиамиды, поставляемые EMS. Также пригоден FE7103™, PA6I/MXDI полиамид, поставляемый EMS. Другими полиамидами, пригодными для применения, являются РА66/6Т; PA66/6I; PA66I/66T; РА6/6Т и PA6/6I. Также пригоден РА6/3/Т, поставляемый Degussa под маркой TROGAMID™, и PA6I/6T, поставляемый DuPont под маркой SELAR™ РА 3426. В одном варианте осуществления изобретения аморфный полиамид имеет температуру стеклования по меньшей мере 80°C. Полукристаллический полиамид может быть любым подходящим полиамидом, включая нейлон 6. Полукристаллический полиамид может составлять любое подходящее количество от общей смеси полиамидов, например, более 50 масс.%, такое как более 60 масс.%, и более 70 масс.% от смеси полиамидов. Полукристаллический полиамид может содержать от 55 до 95 масс.%, например от 60 до 80 масс.%, например от 65 до 75 масс.% от смеси полиамидов. Полукристаллический полиамид в одном варианте осуществления изобретения имеет температуру стеклования по меньшей мере 55°C.
Промежуточные слои C и E каждый содержит или состоит по существу из EVOH. Составы EVOH слоев C и E отличаются по меньшей мере в том, что сополимер этилен-винилового спирта в первом промежуточном слое (слой C) имеет содержание этилена, в мол.%, больше по меньшей мере на 5, чем содержание этилена, в мол.%, в сополимере этилен-винилового спирта второго промежуточного слоя (слоя E). Например, если EVOH слоя E имеет содержание этилена 27 мол.%, то EVOH слоя C имеет содержание этилена по меньшей мере 32 мол.%. В некоторых вариантах осуществления изобретения, EVOH слоя C имеет содержание этилена по меньшей мере 27 мол.%, такое как от 27 мол.% до 44 мол.%, от 30 до 44 мол.%, от 27 до 38 мол.%, от 27 до 35 мол.%, от 35 до 44 мол.%, от 38 до 44 мол.%, от 35 до 38 мол.%, или значения, промежуточные для любых из вышеуказанных величин.
В некоторых вариантах осуществления изобретения EVOH слоя Е имеет содержание этилена по меньшей мере 22 мол.%, такое как от 22 мол.% до 44 мол.%, от 25 до 44 мол.%, от 27 до 38 мол.%, от 27 до 35 мол.%, от 35 до 44 мол.%, от 38 до 44 мол.%, от 35 до 38 мол.%, или значения, промежуточные для любых из вышеуказанных величин, или менее 30 мол.%, или менее 29 мол.%, или от 22 до 30 мол.%, или от 22 до 29 мол.%, или от 22 до 28 мол.%, или 22 до 27 мол.%.
В одном варианте осуществления изобретения по меньшей мере один из первого и второго промежуточных слоев содержит или по существу состоит из сополимера этилен-винилового спирта при отсутствии полимера, акцептирующего кислород.
В другом варианте осуществления изобретения по меньшей мере один из первого и второго промежуточных слоев содержит или по существу состоит из сополимера этилен-винилового спирта, смешанного с веществом с кислородонепроницаемыми свойствами.
Слои B и F могут содержать любое подходящее полимерное адгезивное средство, связывающее два слоя вместе. Материалы, которые можно применять в вариантах осуществления настоящего изобретения, включают, например, сополимер этилена/винилацетата; ангидридный привитой сополимер этилена/винилацетата; ангидридный привитой сополимер этилена/альфа-олефина; ангидридный привитой полипропилен; ангидридный привитой полиэтилен низкой плотности; сополимер этилена/метилакрилата; ангидридный привитой полиэтилен высокой плотности; иономерную смолу; сополимер этилена/акриловой кислоты; сополимер этилена/метакриловой кислоты и ангидридный привитой сополимер этилена/метилакрилата. Подходящим ангидридом может быть малеиновый ангидрид. Соединительные слои B и F могут быть одинаковыми или могут различаться. Выбор соединительных слоев зависит по меньшей мере отчасти от выбора полимера для внешних слоев A и G, соответственно. В одном варианте осуществления изобретения соединительный слой В непосредственно присоединяет первый внешний слой A к первому промежуточному слою C, а слой F непосредственно присоединяет второй внешний слой G ко второму промежуточному слою E. В других вариантах осуществления изобретения:
- слой (Н), содержащий полиамид, располагается между слоем B и первым промежуточным слоем C, так что соединительный слой В опосредованно присоединяет первый промежуточный слой C к первому внешнему слою A. Таким образом:
- слой (J), содержащий полиамид, располагается между соединительным слоем F и вторым промежуточным слоем E, так что соединительный слой F опосредованно присоединяет второй промежуточный слой E ко второму внешнему слою G. Таким образом:
- слой (H), содержащий полиамид, располагается между соединительным слоем B и первым промежуточным слоем C, так что соединительный слой B опосредованно присоединяет первый промежуточный слой C к первому внешнему слою A; а слой (J), содержащий полиамид, располагается между соединительным слоем F и вторым промежуточным слоем E, так что соединительный слой F опосредованно присоединяет второй промежуточный слой E ко второму внешнему слою G. Таким образом:
Полиамид в этих других вариантах осуществления изобретения может быть таким же самым или отличаться от полиамида внутреннего слоя. Любые из полиамидов, описанных для внутреннего слоя, можно применять для дополнительного слоя(слоев) поламида. Такой дополнительный слой(слои) полиамида может быть соэкструдирован с остальной частью структуры пленки.
Слой A обычно выполняет функцию уплотняющего слоя пленки. Этот слой пленки может содержать один или несколько полукристаллических олефиновых полимеров. Полимеры, которые можно использовать для слоя A, включают полимер или сополимер этилена, сополимер этилена/альфа-олефина, сополимер этилена/винилацетата, иономерную смолу, сополимер этилена/акриловой или метакриловой кислоты, сополимер этилена/акрилата или метакрилата, полиэтилен низкой плотности, полиэтилен высокой плотности, гомополимер пропилена, сополимер пропилена/этилена или смеси любых из этих материалов.
Альтернативно, слой A может содержать материал, как определено для слоя G.
Слой G содержит аморфный сополимер циклического олефина (аСЦО).
Слой G содержит в одном из вариантов осуществления изобретения смесь из (a) аморфного сополимера циклического олефина и (b) полукристаллического олефинового полимера.
Аморфный сополимер циклического олефина из слоя G характеризуется температурой стеклования (Tc) более примерно 30°C, такой как от 60°C до 160°C, от 65°C до 140°C и от 70°C до 120°C. Примеры таких материалов включают сополимер этилена/норборнена (ENB), недавно выпущенные в продажу Topas Advance Polymers под торговой маркой TOPAS™. Доступны различные сорта, включая (с температурой стеклования, указанной в круглых скобках) ТКХ-0001™ (136°C), 5010L™ (110°C), 5013S™ (136°C), 6013F™ (140°C), 6015S™ (160°C), 6017S™ (180°C), 9506X1™ (68°C отчетная /33°C измеренная) и 8007 F-04™ (80°C).
Другие сополимеры циклических олефинов поставляются Mitsui под торговой маркой APEL™. Доступны различные сорта, включая (с температурой стеклования, указанной в круглых скобках) 8008Т™ (70°C), 6509Т™ (80°C), 6011Т™ (115°C), 6013Т™ (135°C), 6015Т™ (155°C) и 6014D™ (147°C).
В одном варианте осуществления изобретения слой G может содержать один самый наружный слой пленки, такой, чтобы при формировании пакета слой G содержал слой, наиболее удаленный от упакованного продукта; а олефиновый полимер или сополимер, такой как сополимер этилена/альфа-олефина (ЭАО), может содержать внутренний слой A пленки, такой, что при формировании пакета ЭАО содержался в слое, наиболее приближенном к упакованному продукту. В данном варианте осуществления пленка может быть герметизирована с помощью сварного шва внахлестку, например с продольным швом внахлестку по длине пакета, так чтобы слой G присоединялся к ЭАО внутреннего слоя A. Данный вариант обеспечивает пакет с продольным сварным швом внахлестку.
Пакеты, изготовленные из пленки в соответствии с настоящим изобретением, могут быть сварены по краям или с помощью сварного шва внахлестку (обычно это обозначает продольный шов по длине пакета), в зависимости от необходимой конфигурации готового пакета, используемого оборудования, и состава двух внешних слоев. В случае сваривания по краям, где один и тот же слой A соединяется с таким же слоем на продольных краях соединяемого материала, в одном варианте осуществления изобретения внешний слой, соединяемый для формирования сварного шва по краям, содержит материал с точкой плавления по меньшей мере 125°C, например полиэтилен высокой плотности или гомополимер пропилена.
Дополнительные материалы, которые можно встроить в один или оба внешних слоя пленки и в другие слои пленки, если это уместно, включают антиадгезивные средства, добавки, снижающие трение, антивуаленты и т.д.
В состав также могут быть включены другие добавки для обеспечения свойств, необходимых для производства конкретного предмета. Такие добавки включают наполнители, пигменты, красители, антиоксиданты, стабилизаторы, технологические добавки, пластификаторы, антипирены, поглотители ультрафиолетовых лучей и т.д., но не обязательно ограничиваются ими.
Дополнительные материалы, включая полимерные материалы или другие органические или неорганические добавки, могут быть добавлены к слоям А и G, если необходимо.
В целом, пленка может иметь любую необходимую общую толщину, и каждый слой может иметь любую необходимую толщину, при условии, чтобы пленка обеспечивала необходимые свойства для конкретной упаковочной операции, в которой ее применяют. Типичной общей толщиной пленки является толщина от 0,5 мил до 15 мил, такая как от 1 мил до 12 мил, такая как от 2 мил до 10 мил, от 3 мил до 8 мил и от 4 мил до 6 мил.
Примеры
Некоторые структуры пленки в соответствии с настоящим изобретением, и сравнительные примеры приведены ниже. Материалы указаны в Таблице 1.
AB1 является маточной смесью, содержащей примерно 80% от массы маточной смеси, FORTIFLEX™ Т60-500-119, полиэтилена высокой плотности с плотностью 0,961 г/см3; примерно 16% по массе маточной смеси, SILTON JC30A™, натрия кальция алюминия силиката, NaCaAl(Si2O7); и примерно 4 масс.%, по массе маточной смеси, талька CLEAR Block80™, антиадгезивного средства.
AB2 является маточной смесью, содержащей примерно 86% линейного полиэтилена низкой плотности, примерно 13% антиадгезивного средства (диатомовой земли), и примерно 1% эрукамида.
AD1 является линейным полиэтиленом низкой плотности, модифицированным малеиновым ангидридом, с плотностью 0,921 г/см3.
AD2 является линейным полиэтиленом низкой плотности, модифицированным малеиновым ангидридом.
АОВ1 является EVOH, акцептирующим кислород. Он включает EVOH (EVAL™ F171 B), объединенный со смолой, акцептирующей кислород, содержащей углерод-углеродные двойные связи по существу в основной цепи, и соль переходного металла (кобальта) в качестве катализатора.
СМ1 является маточной смесью, содержащей синий пигмент и смесь ЛПЭНП и ПЭНП.
EN1 является сополимером этилена/норборнена с содержанием норборнена 36 мол.% от сополимера и Tc 80°C.
OB1 является сополимером этилена/винилового спирта с 27 мол.% этилена.
OB2 является сополимером этилена/винилового спирта с 44 мол.% этилена.
OB3 является сополимером этилена/винилового спирта с 29 мол.% этилена.
OB4 является сополимером этилена/винилового спирта с 32 мол.% этилена.
OB5 является сополимером этилена/винилового спирта с 38 мол.% этилена.
OB6 является сополимером этилена/винилового спирта с 27 мол.% этилена.
OB7 является сополимером этилена/винилового спирта с 25 мол.% этилена.
OB8 является сополимером этилена/винилового спирта с 24 мол.% этилена.
РА1 является нейлоном 6 (поли(капролактамом)).
РА2 является нейлоном 6 (поли(капролактамом)).
РЕ1 является IPN смолой с плотностью 0,917 г/см3 и показателем текучести расплава 1,0.
РЕ2 является сополимером этилена/октена-1 с содержанием октена 6,5 масс.% и плотностью 0,920 г/см3.
PE3 является смолой из полиэтилена низкой плотности.
РЕ4 является смолой из сополимера этилена/1-бутена с плотностью 0,952 г/см3.
РЕ5 является полиэтиленом высокой плотности с плотностью 0,952 г/см3.
РЕ6 является смолой из сополимера этилена/1-октена, обработанного катализатором Циглера-Натта, с плотностью 0,905 г/см3 и с содержанием сомономера октена 11,5 масс.%.
РЕ7 является сополимером этилена/1-гексена, обработанного катализатором с единым центром полимеризации, с плотностью 0,912 г/см3.
РЕ8 является сополимером этилена/1-гексена, обработанного катализатором с единым центром полимеризации, с плотностью 0,900 г/см3.
РЕ9 является СЭБС (сополимером стирола этилена бутилена стирола), содержащим примерно 20 масс.% стирольного компонента, и примерно 80 масс.% резинового компонента.
PE10 является сополимером этилена/1-гексена, обработанным катализатором Циглера-Натта, с плотностью 0,906 г/см3.
PE11 является смолой из полиэтилена низкой плотности с примерно 0,25% антиадгезивного средства.
PD1 является технологическим средством, содержащим фторполимер в линейном полиэтилене низкой плотности.
В Таблице 2 пленки из Сравнительных примеров 1 и 2 и Примеров 1-10 готовили с помощью иных обычных методик соэкструзии. Примеры 11 и 12 являются примерами, предлагаемыми в соответствии с настоящим изобретением.
Все из примеров 1-30 и сравнительных примеров 1-3 были выполнены с помощью иных обычных методик соэкструзии.
Замечания к Таблицам:
1. «Ср. Прим.» обозначает сравнительный пример.
2. «Пример» относится к примеру в соответствии с изобретением.
3. Указана толщина каждого слоя в мил (1 мил=0,001 дюйма).
4. Отрицательные значения в ячейках приведены в круглых скобках.
5. Если для материала в слое не приведено процентов, то слой изготовлен из 100% этого материала.
6. В таблице 4 улучшение в % подсчитано путем определения разницы в кислородопроницаемости между примером в соответствии с изобретением, в определенные сутки, и сравнительным примером 2 в те же самые сутки; с последующим разделением этой разницы на кислородопроницаемость в Сравнительном примере 2 в те же самые сутки. Например, на 5 сутки, в Примере 1 кислородопроницаемость составила 2,43 см3 кислорода (в стандартных условиях анализа) на м2 в сутки при 73°F и 100% относительной влажности внутри и снаружи (ASTM D3985). На 5 сутки Сравнительный пример 2 показал кислородопроницаемость 4,9 см3. Разница составляет 4,9-2,43=2,47 см3. Эту разницу затем делили на кислородопроницаемость в сравнительном примере 2 на 5 сутки. Таким образом, 2,47/4,9=50%.
Нужно отметить для Таблицы 2, что пленка из Сравнительного примера 1 имела единичный слой EVOH толщиной 0,83 мил, а пленки из Примеров имели каждая по два слоя EVOH. Единственный слой EVOH из Сравнительного примера 2 имел толщину 0,83 мил; два слоя EVOH в каждом из Примеров имели общую толщину 0,83 мил. Хотя пленка из Сравнительного примера 2 и пленки в соответствии с изобретением имели одинаковое количество EVOH в каждой соответствующей пленке, примеры в соответствии с изобретением в Таблицах 3 и 4 показали спустя 2 дня последовательное и существенное барьерных свойств по отношению к кислороду. Таким образом, эти примеры продемонстрировали существенное снижение кислородопроницаемости по сравнению со Сравнительным примером 2. Таблица 5 демонстрирует среднее значение улучшения кислородопроницаемости в %, по сравнению со Сравнительным примером 2, по истечении 1-15 суток для каждого из Примеров 1-6.
В соответствии с альтернативными вариантами осуществления изобретения может быть изготовлена пленка, содержащая дополнительный слой или слои, включающий полиамид, как описано здесь.
Примеры, предлагаемые в соответствии с этими альтернативными вариантами осуществления изобретения, включают примеры, показанные в Таблице 7.
Об.%
Примеры 31-36 можно также осуществить без маточной смеси с синим пигментом (СМ1), т.е. можно выполнить в виде прозрачной пленки. В этих дополнительных вариантах осуществления изобретения слой, содержащий синий пигмент, как показано в Примерах 31-36, вместо этого будет содержать 80% AD1 4 20% РЕ7.
Анализ срока годности/окраски
Томат является продуктом, содержащим воду, а EVOH-содержащие пленки подвергаются деградации в среде с высокой влажностью. Кроме того, томатные продукты в особенности подвергаются деградации со временем, с нарушением воспринимаемого качества и свежести по изменению цвета. Для анализа эксплуатационных свойств пленки в соответствии с изобретением готовили несколько упаковок с применением пленки в соответствии с изобретением и контролировали пленку. Эти упаковки содержали томатный продукт. Упаковки объединяли попарно, где в каждой паре первая упаковка лежала на поверхности, а вторая упаковка, изготовленная из той же самой пленки, что и первая упаковка, была поставлена наверху первой упаковки в прямом контакте с ней, и покрывала верх первой упаковки. Верхняя часть каждой из вторых упаковок подвергалась действию внешней среды, а верхняя часть каждой из первых упаковок находилась в контакте с дном второй упаковки. Этот анализ проводили для оценки и сравнения деградации окраски пленки в соответствии с настоящим изобретением (Пример 5) и контрольной пленки (Сравнительный пример 1).
Пары упаковок подвергали ускоренным испытаниям срока годности при условиях хранения 37°C и 75% относительной влажности. Пленки, использованные при изготовлении упаковок, были прозрачными, и оценку цвета содержащегося томатного продукта в верхней части каждой из вторых упаковок («Верх» в Таблице 8) и верхней части каждой из первых упаковок («Контакт» в Таблице 8) проводили на сроках 0 месяцев, 3,5 месяца и 6 месяцев в соответствии с ASTM Е308-08. Совокупные результаты показаны в Таблице 8. Значения качества окраски приведены как значения a* (ASTM Е308-08).
Показано, что качество окраски томатного продукта было лучше для верхней и нижней упаковки на сроках 3,5 и 6 месяцев для упаковки из пленки в соответствии с изобретением, чем для упаковок, изготовленных из сравнительной пленки.
Пленки в соответствии с различными вариантами осуществления изобретения продемонстрировали кислородопроницаемость, как определено здесь (ASTM D3985), на 15 сутки менее 18 см3 кислорода/м2 в сутки при 100% относительной влажности внутри и снаружи при 73°F при давлении 1 атмосфера, такую как менее 15, менее 12, менее 10 и менее 8 см3 кислорода/м2 в сутки при 100% относительной влажности внутри и снаружи при 73°F при давлении 1 атмосфера.
Пленки в соответствии с различными вариантами осуществления изобретения продемонстрировали кислородопроницаемость, как определено здесь (ASTM D3985), на 15 сутки от 1 до 18 см3 кислорода/м2 в сутки при 100% относительной влажности внутри и снаружи при 73°F при давлении 1 атмосфера, такую как от 2 до 15, от 3 до 12, от 4 до 10 и от 5 до 8 см3 кислорода/м2 в сутки при 100% относительной влажности внутри и снаружи при 73°F при давлении 1 атмосфера.
Пленки в соответствии с настоящим изобретением можно применять для изготовления упаковок для любых подходящих продуктов питания или непищевых продуктов в любой подходящей упаковочной среде, включая без ограничения стерилизуемую или асептическую упаковку.
Пленки в соответствии с настоящим изобретением можно применять в приложениях типа мешка в коробке (BiB, «Бэг-ин-бокс»), Этот тип приложения обеспечивает больший запас пленки, благодаря способу расположения упаковок типа мешка в коробке. Пластиковый мешок с жидким продуктом хранится во внешнем жестком контейнере из картона или плотной бумаги. Пленки в соответствии с настоящим изобретением, например, пленки из Примеров 22 и 23, можно предпочтительно применять в BiB приложениях.
Методология анализа
Анализ кислородопроницаемости проводили в соответствии с ASTM D3985, с применением аналитического блока Mocon OX-TRAN™ 10/50 с десятью ячейками. Из пленки вырезали круги диаметром 4½ дюйма, по три круга на образец. Стандартную пленку загружали в ячейку №1.
Кислородопроницаемость является количеством кислорода, проходящим через единицу площади параллельных поверхностей пластиковой пленки в единицу времени при условиях анализа.
В анализе применяли дистиллированную воду.
Инструменты и оборудование
2.1. Mocon OX-TRAN™ 10/50 с резистором 10,6 Ом
2.2. Самописец или регистратор данных
2.3. Режущий инструмент для получения кругов диаметром 4¼".
2.4. Смазка для стеклянных кранов или силиконовая смазка
2.5. Водяная баня для контроля температуры Mocon OX-TRAN™ 10/50
2.6. Полиэтиленовая пленка толщиной 1 мил
2.7. Полиэтиленовая сетка (51% отверстий)
2.8. Фильтровальная бумага диаметром 2¾"
2.9. Дистиллированная вода или насыщенные солевые растворы (в зависимости от необходимой относительной влажности)
2.10. Защитные очки
2.11. Обувь с закрытым носком
Подготовка образца для анализа
5.1. Нарезают 3 круга из материала образца (относится к процедуре пробивания штампом)
5.2. Образцы должны не иметь складок и отверстий
5.3. Помечают каждый круг (на внешнем крае за областью анализа) и защитную бумагу запоминаемым номером и идентифицирующим номером образца
5.4. Измеряют 9 участков на каждом круге в пределах анализируемой области
Настройка прибора
6.1. Устанавливают необходимое значение температуры ±1°F для водяной бани.
6.2. Устанавливают продолжительность выдержки по 15 минут на ячейку.
6.3. Очищают внутреннюю часть внизу и вверху ячеек 2-10. В ячейку №1 всегда загружена стандартной пленкой. Нельзя открывать ячейку или удалять эту пленку из ячейки №1.
6.4. Смазывают нижний край ячеек 2-10 смазкой для стеклянных кранов или силиконовой смазкой.
6.5. Проверяют, нет ли грязи, пыли, волос и т.д. на O-кольце в верхней части ячеек 2-10. При необходимости удаляют загрязнение путем вытирания O-кольца безворсовой салфеткой Kimwipe.
Процедура анализа
7.1. Начиная с ячейки №2, делают сэндвич из каждого анализируемого образца следующим образом:
a. Полиэтиленовая сетка (должна быть установлена внутри ячейки)
b. Смазка вокруг края на дне ячейки.
c. Полиэтиленовая пленка (должна быть установлена снаружи O-кольца ячейки).
d. Смазка вокруг края полиэтиленовой пленки.
e. Фильтровальная бумага, увлажненная дистиллированной водой или подходящим солевым раствором (должна быть установлена внутри ячейки).
* Примечание: Дистиллированную воду применяют при анализе со 100% относительной влажностью. Насыщенные солевые растворы применяют для относительной влажности 10-98%.
f. Анализируя образец пленки, необходимо убедиться, что внутренняя часть пленки расположена по направлению ко дну ячейки.
g. Смазка вокруг края образца.
h. Фильтровальная бумага, увлажненная дистиллированной водой или подходящим солевым раствором.
i. Полиэтиленовая пленка.
j. Полиэтиленовая сетка.
7.2. Закрывают крышку и плотно прижимают.
7.3. Повторяют этапы 1-2 для остальных ячеек (необходимо помнить, что экспериментальные образцы загружаются только в ячейки 2-10).
7.4. Включают переключатель для образцов на передней части прибора.
7.5. Необходимо убедиться, что значение потока в каждой ячейке составляет 10 см3/мин. В противном случае подводят поток до значения 10.
7.6. Необходимо убедиться, что переключатель выбора газа в верхнем левом углу повернут к положению «Продувка носителя».
7.7. Необходимо убедиться, что переключатель датчика в верхнем правом углу повернут к положению «Обход датчика».
7.8. Оставляют на ночь для дегазации и удаления кислорода из образцов. Обычно это занимает больше времени для образцов во влажных условиях, чем при 0% относительной влажности.
7.9. При использовании регистрирующего устройства применяют следующую процедуру для получения базового уровня для каждой ячейки на следующее утро.
a. Нажимают переднюю кнопку на передней части устройства OX-TRAN™ для продвижения к ячейке №1.
b. Убеждаются, что переключатель режима установлен на «Авто» (в этом режиме прибор автоматически переключается с одной ячейки на другую).
c. Включают переключатель датчика для вставления датчика.
d. Включают принтер.
e. Проводят считывание всех 10 ячеек и вновь ячейки №1.
f. Выключают переключатель датчика назад в положение «Обход датчика».
g. Выключают принтер.
7.10. При использовании самописца применяют следующую процедуру для получения базового уровня для каждой ячейки на следующее утро:
a. Нажимают переднюю кнопку на передней части устройства OX-TRAN™ для продвижения к ячейке №1.
b. Убеждаются, что переключатель режима установлен на «Авто» (в этом режиме прибор автоматически переключается с одной ячейки на другую).
c. Убеждаются, что перо самописца находится на нулевой линии перед работой. Если нет, выводят регистрирующее устройство на нулевую линию.
d. Включают переключатель датчика для вставления датчика.
e. Включают устройство для подачи диаграммной бумаги и устанавливают настройку на 1 мВ.
f. Проводят считывание всех 10 ячеек и вновь ячейки №1.
g. Выключают переключатель датчика назад в положение «Обход датчика».
h. Выключают подачу диаграммной бумаги.
7.11. Если получена хорошая базовая линия (в идеале она должна быть ниже 10 см3/м2 /сутки), в зависимости от OX-TRAN™ и условий, то поворачивают переключатель выбора газа в положение продувки кислородом для обработки кислородом образцов. Оставляют образцы для обработки кислородом в течение ночи.
7.12. При использовании регистрирующего устройства считывают кислородопроницаемость в каждой ячейке на следующее утро с помощью следующей процедуры:
a. Нажимают переднюю кнопку на передней части устройства OX-TRAN™ для продвижения к ячейке №1.
b. Убеждаются, что переключатель режима установлен на «Авто» (в этом режиме прибор автоматически переключается с одной ячейки на другую).
c. Включают переключатель датчика для вставления датчика.
d. Включают принтер.
e. Проводят считывание всех 10 ячеек и вновь ячейки №1.
f. Выключают переключатель датчика назад в положение «Обход датчика».
g. Выключают принтер.
7.13. При использовании самописца считывают кислородопроницаемость в каждой ячейке на следующее утро с помощью следующей процедуры:
a. Нажимают переднюю кнопку на передней части устройства OX-TRAN™ для продвижения к ячейке №1.
b. Убеждаются, что переключатель режима установлен на «Авто» (в этом режиме прибор автоматически переключается с одной ячейки на другую).
c. Убеждаются, что перо самописца находится на нулевой линии перед работой. Если нет, выводят регистрирующее устройство на нулевую линию.
d. Включают переключатель датчика для вставления датчика.
e. Включают устройство для подачи диаграммной бумаги и устанавливают настройку на 1 мВ. При работе с эталоном всегда используют 1 мВ. Однако для экспериментальных образцов напряжение можно повысить, чтобы предупредить выход пера самописца за пределы шкалы. Регистрируют на бумаге напряжение, используемое для каждого образца.
f. Проводят считывание всех 10 ячеек и вновь ячейки №1.
g. Выключают переключатель датчика назад в положение «Обход датчика».
h. Выключают подачу диаграммной бумаги.
7.14. Продолжают суточные эксперименты и регистрируют в журнале до получения постоянных результатов. Делают заключение о результатах анализа, когда изменения кислородопроницаемости составляют менее 3-5% от результатов, полученных в предыдущие сутки.
- Замечание: Обычно для большинства материалов требуется 14 суток для анализа при 73°F. Чем ниже температура анализа, тем больше времени занимает анализ.
7.15. Поворачивают переключатель выбора газа к положению «Продувка носителя».
7.16. Удаляют образцы из прибора OX-TRAN™ (оставляют контрольный образец в ячейке №1).
Изобретение относится к соэкструдированной многослойной пленке для асептической упаковки, к упаковке из такой пленки, а также к способу изготовления асептической упаковки. Соэкструдированная многослойная пленка включает внутренний слой, содержащий полиамид; два промежуточных слоя, каждый из которых содержит сополимер этилен-винилового спирта; первый и второй внешние слои, каждый из которых содержит олефиновый сополимер или аморфный сополимер циклического олефина; и два соединительных слоя, каждый из которых присоединяет промежуточный слой к соответствующему внешнему слою. Сополимер этилен-винилового спирта из первого промежуточного слоя имеет содержание этилена в мол.% по меньшей мере на 5 больше содержания этилена в мол.% в сополимере этилен-винилового спирта из второго промежуточного слоя. Асептическая упаковка включает стерилизованный продукт питания и стерилизованный пакет, в котором располагается стерилизованный продукт питания. Стерилизованный пакет выполнен из вышеуказанной пленки. Способ изготовления асептической упаковки включает стерилизацию продукта питания, стерилизацию соэкструдированной многослойной пленки, формирование пакета из стерилизованной пленки, заполнение пакета стерилизованным продуктом питания и герметизацию пакета. Технический результат - получение соэкструдированной многослойной пленки и асептической упаковки из такой пленки, обладающей хорошей кислородонепронецаемостью. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 8 табл., 36 пр.
1. Соэкструдированная многослойная пленка для асептической упаковки, содержащая:
a) внутренний слой, содержащий полиамид;
b) первый промежуточный слой, непосредственно прилегающий к внутреннему слою, содержащий сополимер этилен-винилового спирта;
c) второй промежуточный слой, непосредственно прилегающий к внутреннему слою, содержащий сополимер этилен-винилового спирта;
d) первый внешний слой, содержащий олефиновый сополимер или аморфный сополимер циклического олефина;
e) второй внешний слой, содержащий олефиновый сополимер или аморфный сополимер циклического олефина;
f) первый соединительный слой, присоединяющий первый промежуточный слой к первому внешнему слою; и
g) второй соединительный слой, присоединяющий второй промежуточный слой ко второму внешнему слою;
при этом сополимер этилен-винилового спирта из первого промежуточного слоя имеет содержание этилена, в мол.%, по меньшей мере на 5 больше содержания этилена, в мол.%, в сополимере этилен-винилового спирта из второго промежуточного слоя.
2. Соэкструдированная многослойная пленка по п.1, в которой полиамид содержит нейлон 6.
3. Соэкструдированная многослойная пленка по п.1, в которой сополимер этилен-винилового спирта из первого промежуточного слоя имеет содержание этилена от 27 мол.% до 48 мол.%.
4. Соэкструдированная многослойная пленка по п.1, в которой сополимер этилен-винилового спирта из второго промежуточного слоя имеет содержание этилена от 22 мол.% до 38 мол.%.
5. Соэкструдированная многослойная пленка по п.1, в которой по меньшей мере один из внешних слоев содержит материал, выбранный из группы, состоящей из:
a) смеси полиэтилена низкой плотности и линейного полиэтилена низкой плотности;
b) смеси полиэтилена низкой плотности и смолы из этиленовых/альфа-олефиновых взаимопроникающих полимерных сеток;
c) сополимера пропилена/этилена;
d) полиэтилена высокой плотности и
e) гомополимера пропилена.
6. Асептическая упаковка, содержащая:
a) стерилизованный продукт питания и
b) стерилизованный пакет, в котором размещается стерилизованный продукт питания, при этом стерилизованный пакет содержит соэкструдированную многослойную пленку, содержащую:
i) внутренний слой, содержащий полиамид;
ii) первый промежуточный слой, непосредственно прилегающий к внутреннему слою, содержащий сополимер этилен-винилового спирта;
iii) второй промежуточный слой, непосредственно прилегающий к внутреннему слою, содержащий сополимер этилен-винилового спирта;
iv) первый внешний слой, содержащий олефиновый сополимер или аморфный сополимер циклического олефина;
v) второй внешний слой, содержащий олефиновый сополимер или аморфный сополимер циклического олефина;
vi) первый соединительный слой, присоединяющий первый промежуточный слой к первому внешнему слою; и
vii) второй соединительный слой, присоединяющий второй промежуточный слой ко второму внешнему слою;
при этом сополимер этилен-винилового спирта из первого промежуточного слоя имеет содержание этилена, в мол.%, по меньшей мере на 5 больше содержания этилена, в мол.%, в сополимере этилен-винилового спирта из второго промежуточного слоя.
7. Упаковка по п.6, в которой полиамид содержит нейлон 6.
8. Упаковка по п.6, в которой сополимер этилен-винилового спирта из первого промежуточного слоя имеет содержание этилена от 27 мол.% до 48 мол.%.
9. Упаковка по п.6, в которой сополимер этилен-винилового спирта из второго промежуточного слоя имеет содержание этилена от 22 мол.% до 38 мол.%.
10. Упаковка по п.6, в которой олефиновый полимер по меньшей мере в одном из первого и второго внешних слоев выбран из группы, состоящей из:
a) смеси полиэтилена низкой плотности и линейного полиэтилена низкой плотности;
b) смеси полиэтилена низкой плотности и смолы из этиленовых/альфа-олефиновых взаимопроникающих полимерных сеток;
c) сополимера пропилена/этилена;
d) полиэтилена высокой плотности;
e) гомополимера пропилена и
f) сополимера этилена/норборнена.
11. Способ изготовления асептической упаковки, содержащий:
a) стерилизацию продукта питания;
b) стерилизацию соэкструдированной многослойной пленки, содержащей:
i) внутренний слой, содержащий полиамид;
ii) первый промежуточный слой, непосредственно прилегающий к внутреннему слою, содержащий сополимер этилен-винилового спирта;
iii) второй промежуточный слой, непосредственно прилегающий к внутреннему слою, содержащий сополимер этилен-винилового спирта;
iv) первый внешний слой, содержащий олефиновый сополимер или аморфный сополимер циклического олефина;
v) второй внешний слой, содержащий олефиновый сополимер или аморфный сополимер циклического олефина;
vi) первый соединительный слой, присоединяющий первый промежуточный слой к первому внешнему слою; и
vii) второй соединительный слой, присоединяющий второй промежуточный слой ко второму внешнему слою;
при этом сополимер этилен-винилового спирта из первого промежуточного слоя имеет содержание этилена, в мол.%, по меньшей мере на 5 больше содержания этилена, в мол.%, в сополимере этилен-винилового спирта из второго промежуточного слоя; пленка характеризуется удлинением при растяжении (ASTM D 882) менее 15% в каждом из продольного и поперечного направлений; и свободной усадкой (ASTM D 2732) при 200°F менее 8% в каждом из продольного и поперечного направлений;
c) формирование пакета из стерилизованной пленки;
d) заполнение пакета стерилизованным продуктом питания и
e) герметизацию пакета.
12. Способ по п.11, в котором полиамид содержит нейлон 6.
13. Способ по п.11, в котором сополимер этилен-винилового спирта из первого промежуточного слоя имеет содержание этилена от 27 мол.% до 48 мол.%.
14. Способ по п.11, в котором сополимер этилен-винилового спирта из второго промежуточного слоя имеет содержание этилена от 22 мол.% до 38 мол.%.
15. Способ по п.11, в котором второй внешний слой содержит смесь аморфного сополимера циклического олефина и полукристаллического олефинового полимера.
| Способ и приспособление для нагревания хлебопекарных камер | 1923 |
|
SU2003A1 |
| Топчак-трактор для канатной вспашки | 1923 |
|
SU2002A1 |
| Колосоуборка | 1923 |
|
SU2009A1 |
| Топчак-трактор для канатной вспашки | 1923 |
|
SU2002A1 |
| Способ приготовления мыла | 1923 |
|
SU2004A1 |
| АППАРАТ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ И КОНТРОЛЯ ВНЕШНЕЙ ФОРМЫ БЛОКОВОЧНЫХ КОЛОДОК И ГИЛЬЗ ПРОТЕЗОВ | 1948 |
|
SU80026A1 |
| Способ кондиционирования аммиачной или кальциевой селитры | 1947 |
|
SU70748A1 |
| МНОГОСЛОЙНАЯ ПЛОСКОСТНАЯ ИЛИ ТРУБЧАТАЯ ОБОЛОЧКА ИЛИ ПЛЕНКА ДЛЯ ПИЩЕВОГО ПРОДУКТА | 2003 |
|
RU2315785C2 |
