БИОРАЗЛАГАЕМАЯ И ПРИГОДНАЯ ДЛЯ КОМПОСТИРОВАНИЯ УПАКОВКА ДЛЯ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ ИЗ ФОРМОВАННОГО ВОЛОКНИСТОГО МАТЕРИАЛА И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТАКОЙ УПАКОВКИ ДЛЯ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ Российский патент 2021 года по МПК D21H27/10 

Изобретение относится к упаковочным единицам для пищевых продуктов, изготавливаемым из формованного волокнистого материала. Такая упаковочная единица для пищевых продуктов может относиться к контейнерам, коробкам, чашкам, тарелкам, подносам, крышкам с питейником и т.д.

Известны упаковочные единицы, изготавливаемые из формованного волокнистого материала. Такая формованная волокнистая масса часто имеет происхождение из рециклированного бумажного материала и/или из первичных волокон. Эти упаковочные единицы применяются для хранения, транспортировки и/или демонстрации широкого ассортимента продуктов, включая пищевые продукты, такие как яйца, томаты, киви.

Упаковочные единицы, для которых предполагается контактирование с пищевыми продуктами, подлежат множеству ограничений. Часто на или в упаковочной единице требуется обеспечение дополнительного слоя пленки наряду со слоем пленки, действующим в качестве барьера. Этот барьер отделяет пищевой продукт от формованного волокнистого материала упаковочной единицы.

Одна из проблем, связанных с такими упаковочными единицами для пищевых продуктов, содержащими дополнительный слой пленки, состоит в том, что упаковочные единицы часто являются экологически небезопасными или по меньшей мере не вполне экологически безопасными. Кроме того, применение дополнительного слоя пленки также накладывает ограничения на возможности их рециклирования.

Настоящее изобретение имеет своей целью устранение или по меньшей мере снижение остроты указанных выше проблем в отношении стандартных упаковочных единиц для пищевых продуктов и предоставление упаковочной единицы для пищевых продуктов, которая является более экологичной и/или обладает улучшенной пригодностью для рециклирования.

В этой связи настоящее изобретение обеспечивает упаковочную единицу для пищевых продуктов из формованного волокнистого материала при том, что данная упаковочная единица содержит вмещающее или несущее пищевой продукт отделение, при том, что формованный волокнистый материал содержит некоторое количество поддающегося биологическому разложению алифатического полиэфира и при том, что такая упаковочная единица для пищевых продуктов является пригодной для компостирования упаковочной единицей для пищевых продуктов.

Упаковочная единица для пищевых продуктов согласно изобретению содержит отделение, пригодное для вмещения или несения пищевого продукта. Например, вмещающее отделение для пищевого продукта может относиться к отделению, пригодному для удержания пищевого продукта, такого как яйца, томаты, киви, или к контейнеру для удержания напитка. Несущее отделение может относиться к несущей поверхности, на которую или в которую может быть помещен пищевой продукт, представленной, например, тарелкой, секционным ящиком для бутылок и т.д.

В контексте данного изобретения термин «разлагаемый» относится к разложению, приводящему к потере свойств, в то время как «биоразлагаемый» относится к разложению, являющемуся результатом воздействия микроорганизмов, таких как бактерии, грибки и водоросли. «Пригодный к компостированию» относится к разложению в результате биологического процесса, приводящего к образованию CO₂, воды, неорганических соединений и биомассы.

Упаковочная единица для пищевых продуктов согласно данному изобретению является пригодной к компостированию и, таким образом, обеспечивающей экологически безопасную упаковочную единицу. Она представляет биологически разлагаемый материал, альтернативный по отношению, например, к пластмассам. Это улучшает пригодность к рециклированию упаковочных единиц, которые изготавливаются из формованной волокнистой массы (включая материал из так называемых первичных волокон и/или рециклированный волокнистый материал) и содержат разлагаемый микроорганизмами алифатический полиэфир.

Дальнейшим преимуществом добавления некоторого количества биоразлагаемого алифатического полиэфира является то, что упаковочная единица также может быть подвергнута разложению с помощью микроорганизмов, содержащихся, например, в почве. Это делает возможным разложение упаковочной единицы для пищевых продуктов, содержащей биоразлагаемый алифатический полиэфир, в целом. В таком предпочтительном варианте осуществления упаковочная единица для пищевых продуктов может быть подвергнута разложению в домашних условиях, что, таким образом, придает упаковочной единице для пищевых продуктов качество пригодной для компостирования в домашних условиях. Такая компостируемая в домашних условиях упаковочная единица дополнительно повышает общую экологичность упаковочной единицы данного изобретения. Это позволяет заменить менее экологически безопасные материалы, такие как CPET (кристаллизованный полиэтилентерефталат), PP (полипропилен), PE (полиэтилен), PS (полистирол), алюминий, при их использовании в упаковочных единицах для пищевых продуктов.

Биоразлагаемый алифатический полиэфир может быть, например, примешан к исходному формованному волокнистому материалу таким образом, чтобы он был распределен по существу по всей упаковочной единице для пищевых продуктов, и/или может быть представлен в виде отдельного слоя на той стороне упаковочной единицы для пищевых продуктов, которая может контактировать с пищевым продуктом.

Следующим преимуществом настоящего изобретения является усовершенствование барьерных свойств. Барьерные свойства могут включать непроницаемость для кислорода и/или жира. Кроме того, может быть ослаблено проникновение в упаковочную единицу для пищевых продуктов масла из пищевого продукта, такого как паста или картофель-фри. Помимо этого, при изготовлении одноразовой посуды (Chinet) может быть снижено или даже полностью исключено из производственного процесса применение фторсодержащих соединений. Также могут быть улучшены барьерные свойства по отношению к воде с тем, чтобы уменьшить проникновение воды в упаковочную единицу и таким образом ослабить, например, проблемы образования складок.

Еще одним преимуществом применения биоразлагаемого алифатического полиэфира в упаковочной единице для пищевых продуктов является постоянство геометрических размеров или формоустойчивость.

В качестве дальнейшего преимущества применения биоразлагаемого алифатического полиэфира может быть представлено улучшение пригодности к так называемой горячей укупорке упаковочной единицы. Это дополнительно улучшает характеристики упаковки для пищевых продуктов.

Еще одно дальнейшее преимущество введения некоторого количества разлагаемого микроорганизмами алифатического полиэфира в упаковочную единицу для пищевых продуктов состоит в том, что свойства упаковочной единицы могут регулироваться посредством добавления или примешивания к основному биоразлагаемому алифатическому полиэфиру других полимеров или агентов. Кроме того, возможна подготовка материала биоразлагаемого алифатического полиэфира для нанесения на него (бумажного) покрытия и печати. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления цифровая печать может наноситься на ламинированные подносы для снижения общей стоимости упаковочной единицы. Это дополнительно улучшает экологичность упаковочной единицы. Кроме того, при этом может быть достигнут внешний вид бумаги. Следующим эффектом, достигаемым с упаковочной единицей согласно изобретению, является улучшенная изоляция. Это улучшает так называемый “cool-to-touch” (холодный наощупь) признак упаковочной единицы. Это оказывается полезным, например, при нагревании единицы в духовом шкафу или микроволновой печи. Это предохраняет потребителя от получения повреждений при извлечении упаковочной единицы из духового шкафа. Более конкретно, «холодный наощупь» относится к наружной температуре упаковки в диапазоне 10-30°C, например, после нагревания продукта в духовом шкафу. Такая температура является более низкой по сравнению со стандартными упаковочными единицами, например, CPET. Поэтому упаковочная единица согласно данному изобретению более безопасна в применении. Кроме того, была улучшена пригодность к выполнению протирки (возможность очистки, в частности, очистки/протирки наружной поверхности упаковочной единицы) и обеспечено больше возможностей для маскирования (скрытия) нежелательных пятен и/или содействия реализации эффекта компостирования упаковочной единицы.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения количество разлагаемого микроорганизмами алифатического полиэфира в упаковочной единице для пищевых продуктов находится в диапазоне 0,5 - 20 масс.%, более предпочтительно в диапазоне 1 - 15 масс.%.

Благодаря применению биоразлагаемого алифатического полиэфира в количестве, отвечающем одному из вышеупомянутых диапазонов, значительно улучшаются экологическая безопасность и упаковочные характеристики упаковочной единицы для пищевых продуктов согласно настоящему изобретению.

В следующем предпочтительном варианте осуществления изобретения количество биоразлагаемого алифатического полиэфира находится в диапазоне 2-10 масс.%, предпочтительно в диапазоне 5-9 масс.% и наиболее предпочтительно в диапазоне 6,5-8 масс.%.

Применение биоразлагаемого алифатического полиэфира в находящихся в этих диапазонах количествах обеспечивает упаковочные единицы, которые являются и устойчивыми, и прочными. Предпочтительно материал является достаточно тонко размолотым для дальнейшего усиления желаемых признаков. В частности, применение затрачиваемой на размол волокнистого материала энергии в количествах около 150 кВт·час/тонну показало хороший эффект в упомянутом диапазоне(-ах) содержания биоразлагаемого алифатического полиэфира. В качестве дополнительного эффекта может быть достигнуто снижение общей массы упаковочной единицы на величину вплоть до около 20% без ухудшения прочностных характеристик и стабильности упаковочной единицы по сравнению со стандартными продуктами, такими как тарелки из CPET или СТР, или другими подобными.

Как упоминалось ранее, в дополнение к применению разлагаемого микроорганизмами алифатического полиэфира упаковочная единица для пищевых продуктов может содержать один или несколько добавочных агентов. Это делает возможным реализацию специального набора признаков и свойств упаковочной единицы для пищевых продуктов согласно техническим требованиям заказчика или требованиям, учитываемым в отношении конкретного пищевого продукта.

Предпочтительно один или несколько добавочных агентов содержат разлагаемый микроорганизмами алифатический полиэфир. Применение такого биоразлагаемого алифатического полиэфира позволяет придать упаковочной единице для пищевых продуктов свойства экологичности и пригодности к рециклированию, улучшая конкретные признаки данной упаковочной единицы для пищевых продуктов. Биоразлагаемый алифатический полиэфир может, например, содержать некоторое количество одного или нескольких из PBS (полибутадиенстирол), PHB (полигидроксибутират), PHA (полигидроксиалканоат), PCL (поликапролактон), PLA (полилактид), PGA (полигликолевая кислота), PHBH (полигидроксибутиратгексаноат) и PHBV (полигидроксибутиратвалерат). Предпочтительно применение биоразлагаемого алифатического полиэфира объединяется с применением дополнительных добавок или веществ, предназначаемых для обеспечения или улучшения каких-либо конкретных свойств упаковочной единицы. В дальнейших предпочтительных вариантах осуществления применяемые биополимеры имеют происхождение из так называемых не содержащих GMO (генетически модифицированные организмы) биополимеров.

Например, показано, что применение PLA в дополнение к другому биоразлагаемому алифатическому полиэфиру может улучшить прочность и стабильность упаковочной единицы, обеспечивая, таким образом, более прочную упаковочную единицу и/или требующую меньшего количества сырья.

Согласно одному из предпочтительных вариантов осуществления изобретения биоразлагаемый алифатический полиэфир содержит некоторое количество полибутиленсукцината (PBS). PBS представляет собой один из разлагаемых микроорганизмами алифатических полиэфиров. PBS может также упоминаться как политетраметиленсукцинат. PBS разлагается в естественных условиях на воду, CO₂ и биомассу. Применение PBS в качестве компостируемого материала вносит вклад в обеспечение экологически безопасного продукта.

Использование PBS возможно в применениях, связанных с контактированием с пищевыми продуктами, включая упаковочные единицы для пищевых продуктов из формованного волокнистого материала. Преимущество применения PBS состоит в том, что скорость разложения PBS намного выше по сравнению с другими агентами или компонентами, такими как PLA (включая его вариации, такие как, например, PLLA (поли-L-лактид), PDLA поли-D-лактид) и PLDLLA (поли(L-лактид-ко-D,L-лактид))).

Поэтому применение PBS в упаковочной единице для пищевых продуктов из волокнистой массы значительно улучшает экологичность упаковочной единицы. Оно также улучшает возможности рециклирования и биоразложения или декомпозиции упаковочной единицы. Например, применение PBS в закупоривающих крышках может устранить необходимость применения неподдающегося компостированию PE в качестве внутренней герметизирующей облицовки.

Предпочтительно в одном из вариантов осуществления изобретения упаковочная единица содержит некоторое количество микрофибриллированной целлюлозы (MFC), иногда также называемой нанофибриллированной целлюлозой или целлюлозными нановолокнами. MFC предпочтительно получают из целлюлозного сырья растительного происхождения. Применение MFC увеличивает прочность связи волокно-волокно и дополнительно усиливает армирующий эффект. Хотя MFC предпочтительно применяется в комбинации с одним или несколькими биоразлагаемыми алифатическими полиэфирами, также возможно использование MFC в качестве альтернативы этим компонентам.

В одном варианте осуществления изобретения биополимеры и/или MFC обеспечивают биопленку на или при (части) поверхности упаковочной единицы. Эксперименты показывают возможность достижения хороших барьерных свойств. В качестве варианта или в дополнение может быть обеспечен бумажный внешний вид и/или бумажное ощущение от поверхностного слоя. Например, бумажный слой может быть впечатан в тонкий слой (био)пленки либо тонкий слой биопленки или биополимера может быть нанесен или наслоен на бумажный слой. Слой биополимера может быть впечатан, например, в поверхность подноса или контейнера для пищевого продукта. Такой бумажный внешний вид и/или бумажный гриф поверхностного слоя вносит свой вклад в оценку потребителем упаковочной единицы согласно этому варианту осуществления изобретения. Испытания выявили хорошую водостойкость и барьерные свойства. Барьерные свойства могут включать непроницаемость для кислорода и/или жира. Предполагается, что барьерные свойства по отношению к кислороду достигаются благодаря способности MFC образовывать плотную сетку с участием водородных связей.

Необязательно к слою MFC добавляются некоторые гидрофобные элементы для дополнительного улучшения барьерных свойств по отношению к воде. Это может включать химическую модификацию гидроксильных групп, например, на поверхности микрофибрилл и/или, например, абсорбцию полимеров.

Следующим преимуществом применения MFC является улучшенная пригодность к нанесению печати, включая возможности цифровой печати. Кроме того или в качестве варианта, MFC может обеспечить снижение затрат вследствие уменьшения массы или грамматуры при увеличении количества наполнителей. Это также может улучшить оптические свойства.

Понимается, что комбинации MFC и/или разлагаемых микроорганизмами алифатических полиэфиров могут дополнительно улучшить упомянутые эффекты и преимущества. Кроме того, комбинации со стандартными полимерными пленками, получаемые, например, нанесением на них MFC и/или биоразлагаемого алифатического полиэфира, могут предоставить продукту преимущества материалов этих обоих типов.

В одном предпочтительном варианте осуществления изобретения упаковочная единица для пищевых продуктов является поддающейся разложению микроорганизмами. Более предпочтительно такая единица поддается разложению микроорганизмами при температуре в диапазоне от 5 до 60°C, предпочтительно в диапазоне 5-40°C, более предпочтительно в диапазоне 10-30°C, еще более предпочтительно в диапазоне 15-25°C и наиболее предпочтительно при температуре около 20°C. Это делает разложение упаковочной единицы более легким. Кроме того, это делает возможным разложение упаковочной единицы согласно изобретению в условиях окружающей среды или в домашних условиях. Например, упаковочная единица согласно изобретению может быть пригодной к компостированию в промышленных и/или в бытовых условиях согласно EN 13432.

Биоразлагаемый алифатический полиэфир, такой как PBS, необязательно может быть получаемым из ископаемых природных источников. Более предпочтительно биоразлагаемый алифатический полиэфир, такой как PBS, имеет биологическую основу и изготавливается, например, с использованием растительных ресурсов. Такой получаемый из биологического сырья разлагаемый микроорганизмами алифатический полиэфир, такой как PBS, дополнительно повышает экологичность упаковочной единицы для пищевых продуктов.

Необязательно формованный волокнистый материал может быть окрашен, используя добавки, краски (основные красители, прямые красители, анионные и/или катионные, несущие заряд красители), пигменты или другие компоненты, которые обеспечивают придание упаковочной единице окраски. Это позволяет получать упаковочную единицу с цветовым представлением ее (предполагаемого) содержимого.

В одном следующем варианте осуществления настоящего изобретения упаковочная единица, кроме того, содержит некоторое количество натуральных и/или альтернативных волокон.

Представление некоторого количества натуральных и/или альтернативных волокон обеспечивает натуральное ощущение от упаковочной единицы и/или улучшает общую прочность и стабильность упаковочной единицы. Такие натуральные/альтернативные волокна могут включать волокна различного происхождения, более конкретно, волокна из биомассы растительного происхождения. Эта биомасса растительного происхождения может включать растения порядка злакоцветных (Poales), включая злаки, сахарный тростник, бамбук и зерновые культуры, включая ячмень и рис. Другие примеры биомассы растительного происхождения представляют растения порядка пасленоцветных (Solanales), включая томаты, у которых могут использоваться листья и/или стебли, растения порядка пальмоцветных (Arecales), включая растения, дающие пальмовое масло, у которых могут применяться листья, растения порядка мальпигиецветных (Malpighiles), включая лен, растения порядка розоцветных (Rosales), включая коноплю и рами, растения порядка мальвацветных (Malvales), включая хлопок, кенаф и джут. В качестве варианта или в дополнение, биомасса растительного происхождения включает так называемые травянистые растения, включающие помимо растений типа злаковых и некоторых из вышеупомянутых растений также джут, Musa, включая банан, амарант, пеньку, коноплю и так далее. Помимо этого или в качестве варианта, возможно применение материала биомассы, имеющего происхождение из торфа и/или мха.

Предпочтительно (лигноцеллюлозная) биомасса растительного происхождения содержит биомассу, происходящую из растений семейства Poaceae (которое также упоминается как Gramineae). Это семейство включает растения травянистого типа, включая злаки и ячмень, кукурузу, рис, пшеницу, овес, рожь, вейник, бамбук, сахарный тростник (у которого может применяться остаток после извлечения сахара, также упоминаемый как багасса), маис (кукуруза), сорго, рапсовое семя, другие зерновые и т.д. Особенно хорошие результаты в изготовлении упаковочных единиц, таких как упаковки для яиц, обеспечивает применение так называемых дикорастущих трав. Такие дикорастущие травы могут иметь происхождение, например, из природных ландшафтов. Это семейство растений показало хорошие производственные возможности в сочетании с обеспечением потребителя экологически безопасным продуктом.

Настоящее изобретение, кроме того, относится к способу изготовления упаковочной единицы для пищевых продуктов из формованного волокнистого материала, при этом такой способ содержит этапы:

- приготовления формованного волокнистого материала;

- добавления некоторого количества биоразлагаемого алифатического полиэфира;

- формования упаковочной единицы для пищевых продуктов; и

- высвобождения упаковочной единицы для пищевых продуктов из формы.

Такой способ обеспечивает те же эффекты и преимущества, которые описаны в отношении упаковочной единицы для пищевых продуктов. При добавлении некоторого количества биоразлагаемого алифатического полиэфира к формованному волокнистому материалу может быть получена упаковочная единица из смеси, содержащей волокна и разлагаемый микроорганизмами алифатический полиэфир, и/или может быть создан отдельный слой, содержащий разлагаемый микроорганизмами алифатический полиэфир. Это обеспечивает упаковочную единицу для пищевых продуктов, которая более экологична, чем стандартные упаковочные единицы, формуемые для пищевых продуктов. Необязательно в комбинации с основным биоразлагаемым алифатическим полиэфиром может применяться другой биоматериал, такой как PBS, PLA или подобные разлагаемые микроорганизмами компоненты. Такие комбинации или альтернативные варианты могут обеспечивать те же эффекты и преимущества, которые описаны в отношении упаковочной единицы.

Предпочтительно данный способ содержит этап добавления некоторого количества разлагаемого микроорганизмами алифатического полиэфира, находящегося в диапазоне 0,5-20 масс.%, более предпочтительно в диапазоне 1-15 масс.%. Эксперименты показали, что добавление разлагаемого микроорганизмами алифатического полиэфира в находящихся в этих диапазонах количествах обеспечивает получение экологически безопасной упаковочной единицы для пищевых продуктов с подходящими признаками.

Предпочтительно на этапе формования упаковочной единицы для пищевых продуктов биоразлагаемый алифатический полиэфир соединяется с целлюлозными волокнами формованного волокнистого материала. Это предоставляет упаковочной единице для пищевых продуктов достаточную прочность. В одном предпочтительном варианте осуществления такие связи достигаются при активации разлагаемого микроорганизмами алифатического полиэфира. Она может включать подвергание упаковочной единицы тепловому воздействию до температуры вблизи точки плавления биоразлагаемого алифатического полиэфира, например, 145-175°C. Более конкретно, биополимеры плавятся и сшиваются/взаимодействуют с волокнами (целлюлозы) для увеличения прочности и изменения свойств, таких как барьерные свойства.

Согласно настоящему изобретению, в полном эксплуатационном цикле упаковочной единицы процесс производства упаковочной единицы для пищевых продуктов предпочтительно также включает этап разложения упаковочной единицы. Поэтому применительно к настоящему изобретению биологический распад упаковочной единицы также предпочтительно рассматривается как часть всего производственного процесса. В свете экологической безопасности биоразложение составляет существенную часть полного эксплуатационного цикла.

Предпочтительно биоразложение содержит декомпозицию упаковочной единицы для пищевых продуктов.

Еще более предпочтительно такая декомпозиция выполняется при температуре в диапазоне 5-40°C, предпочтительно в диапазоне 10-30°C, более предпочтительно в диапазоне 15-25°C и наиболее предпочтительно при температуре около 20°C, относясь, таким образом, к декомпозиции в условиях окружающей среды.

В одном предпочтительном варианте осуществления изобретения способ изготовления содержит, кроме того, этап добавления одного или нескольких добавочных агентов в дополнение к основному биоразлагаемому алифатическому полиэфиру. Такие агенты предпочтительно содержат биоразлагаемый алифатический полиэфир, предпочтительно включая некоторое количество одного или нескольких из PBS, PHB, PHA, PCL, PLA, PGA, PHBH и PHBV. Это дополнительно улучшает характеристики продукта, предпочтительно поддерживая его экологические свойства. В предпочтительных вариантах осуществления применяемые биополимеры имеют происхождение из так называемых не содержащих GMO (генетически модифицированные организмы) биополимеров.

В следующем предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения способ, кроме того, содержит этап сушки упаковочной единицы в форме. В других вариантах осуществления способ включает грубое формование, например, при изготовлении коробок для яиц из формованного волокнистого материала, при котором формованные изделия являются трехмерными, высушенными и подвергнутыми последующему прессованию. Сушка в форме дополнительно улучшает общие производственные возможности. В качестве дополнительного эффекта, усиливается связь между биоразлагаемым алифатическим полиэфиром и волокнистым материалом. В одном предпочтительном варианте осуществления такая единица вначале формуется в форме, в которой после переноса сырой единицы в сушильную форму подвергается сушке в форме. После высыхания единица извлекается и обеспечивается получение продукта высокого качества со значительно более низкой шероховатостью поверхности по сравнению со стандартными продуктами. Шероховатость поверхности может быть измерена, например, с помощью способа измерения по Бендтсену.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления шероховатость поверхности дополнительно уменьшается путем обеспечения некоторого количества снижающего шероховатость поверхности агента, при этом в некоторых из этих предпочтительных вариантов осуществления такой агент содержит разлагаемый микроорганизмами алифатический полиэфир.

Предпочтительно производственный процесс содержит этап измельчения формованного волокнистого материала, предпочтительно вместе с биоразлагаемым алифатическим полиэфиром. Этап такого измельчения улучшает смешивание материалов и приводит к свертыванию волокон. Измельчение волокон способно уменьшать их длину, приводит к свертыванию волокон, таким образом обеспечивая более значительную удельную поверхность волоконных ветвей, что улучшает связывание и содействует образованию H-мостиков, что ведет к более прочному, более жесткому продукту. Фактически это улучшает количество и прочность участков соединения между формованным волокнистым материалом и биоразлагаемым алифатическим полиэфиром таким образом, что происходит улучшение общей прочности и стабильности упаковочной единицы. Этот эффект проявляется в еще большей степени при объединении этапа измельчения с этапом термической обработки в целях активирования биоразлагаемого алифатического полиэфира.

Дальнейшие преимущества, признаки и подробности изобретения поясняются на основе его предпочтительных вариантов осуществления, в которых делается обращение к сопутствующим чертежам, среди которых:

фиг. 1A и 1B отображают упаковочную единицу согласно изобретению, содержащую PBS и/или другой биоразлагаемый алифатический полиэфир;

фиг. 2 показывает пример альтернативного варианта упаковки для пищевого продукта согласно настоящему изобретению;

фиг. 3A и 3B представляют пример еще одного альтернативного варианта упаковки для пищевого продукта согласно настоящему изобретению;

фиг. 4A и 4B показывают упаковочную единицу для яиц согласно настоящему изобретению; и

фиг. 5 отображает еще одну упаковочную единицу согласно данному изобретению, предназначаемую для упаковки мороженого.

Упаковочная единица 2 (фиг. 1A и B) вмещает или удерживает яйца и содержит часть 4, представляющую собой крышку, и донную часть 6. Донная часть 6 снабжена задней поверхностью 8, боковыми поверхностями 10, передней поверхностью 12 и нижней поверхностью 14. Крышка 4 снабжена задней поверхностью 16, боковыми поверхностями 18, передней поверхностью 20 и верхней поверхностью 22. В иллюстрируемом варианте осуществления между верхней поверхностью 22 и задней и передней поверхностями 16, 20 обеспечивается переход 24.

В иллюстрируемом варианте осуществления верхняя поверхность 22 крышки 4 снабжена прорезью 26, содержащей множество отверстий 28. Отверстия 28 ограничиваются двумя соседними, имеющими форму арки краями 30, 32, которые обладают более значительной толщиной по сравнению со средней толщиной крышки 4. Боковые поверхности 18 крышки 4 снабжены предназначаемыми для ее извлечения из формы выступами или элементами 34. В иллюстрируемом варианте осуществления донная часть 6 снабжена подобными элементами 36, зеркальными по отношению к элементам 34. Линия перегиба 38 соединяет заднюю поверхность 16 крышки 4 с задней поверхностью 8 донной части 6. Замок 40 содержит имеющий форму выступа запирающий элемент 42, который соединяется с затвором 44 на донной части 6. Крышка 4 снабжена отверстиями 46, которые захватывают запирающие элементы 42, тем самым ограничивая замок 40.

В иллюстрируемом варианте осуществления донная часть 6 обеспечивается некоторым количеством вмещающих продукт отделений 48, конусов 50 и разделительных стенок 52. Конус 50 продолжается от основания донной части 6 в направлении вверх. Крышка 4 содержит упор 54 для конуса. Внутренняя поверхность 58 упаковочной единицы 2 содержит материал PBS и/или PLA, необязательно в виде пленочного слоя или, в качестве варианта, в смешанном и/или объединенном с волокнами формованного волокнистого материала состоянии.

В иллюстрируемом варианте осуществления упаковочная единица 2 содержит двенадцать отделений 48 для вмещения продуктов, которые обеспечиваются двумя рядами по шесть отделений 48 в каждом. Индивидуальные отделения 48 отделены друг от друга стенками 52 и конусами 50. Подразумевается, что в соответствии с данным изобретением также могут быть предусмотрены и другие конфигурации.

Также упаковочная единица 2 может быть сконфигурирована таким образом, чтобы вмещать и другие продукты, такие как томаты, киви.

Следует понимать, что в соответствии с настоящим изобретением также могут быть предусмотрены и другие типы упаковочных единиц для пищевых продуктов. В качестве следующего примера иллюстрируется, упаковочный ящик 101 для бутылок (фиг. 2). Такой ящик 102 для бутылок также может содержать слой пленки PBS (и/или другого подходящего разлагаемого микроорганизмами алифатического полиэфира) и/или может содержать некоторое количество PBS в замешанном в волокнистую массу состоянии.

Следующий пример в соответствии с настоящим изобретением представляет крышку 202, например, для вазочки с мороженым. Еще одним примером упаковочной единицы согласно изобретению является крышка 302 с питейником (фиг. 3B). Крышка 202 и крышка 302 с питейником содержат слой пленки из биоразлагаемого алифатического полиэфира и/или могут содержать некоторое количество биоразлагаемого алифатического полиэфира, который замешивается в формуемый материал. Это придает крышке 202 и крышке 302 с питейником способность к отталкиванию воды или других жидкостей. Одним из дальнейших преимуществ применения биоразлагаемого алифатического полиэфира является уменьшение или предотвращение попадания или мигрирования жидкости в материал крышки с питейником во время применения. Еще одним преимуществом является постоянство геометрических размеров или формоустойчивость. В данном конкретном случае это препятствует соскакиванию имеющей питейник крышки 302 с чашки или стакана для горячих напитков, таких как кофе, чай или суп, или холодных напитков, таких как газированные напитки, и крышки 202 – с вазочки для мороженого, например. Подразумевается, что такие крышки 302 также могут применяться и с другими контейнерами для пищевых продуктов. Например, крышки 302 могут надеваться, например, на контейнеры для молочных коктейлей. Другие подробности и примеры крышек 302 раскрываются в WO 2010/064899, включая варианты осуществления со специальными фланцами и надрезами.

Крышка 302 с питейником предпочтительно покрывается футеровкой из биоразлагаемого алифатического полиэфира, такой как футеровка из PBS. Как упоминалось выше, крышки 302 с питейником могут применяться с чашками и стаканами для молочных коктейлей. Кроме того, крышки с питейником могут надеваться на тарелки с так называемыми готовыми блюдами (например, для пиццы, роллов, рыбы, мяса, омаров, пасты…) и выступать, например, в качестве пригодного для нанесения печати (цифровой) защитного покрытия.

Следует понимать, что в соответствии с настоящим изобретением также могут быть предусмотрены упаковочные единицы и других конструкций. Например, контейнеры 402, 502 (фиг. 4 A и B) иллюстрируют различные конструкции коробок для яиц, пригодных для хранения яиц P.

Другие примеры пищевых упаковочных продуктов могут относиться к фиксирующим разносам для чашек, чашкам, тарелкам и другой столовой посуде.

Упаковочная единица 602 (фиг. 5) содержит донную часть 604 и крышку 606. Единица 602 обеспечивается биоразлагаемым алифатическим полиэфиром, таким как PBS и/или PLA, и пригодна к хранению некоторого количества мороженого. Крышка 606 содержит верхнее уплотнение 608, на котором обеспечивается (бумажный) ярлык или пленка 610 из биоразлагаемого алифатического полиэфира(-ов). Необязательно в крышку 606 вводятся волокна 612. Это улучшает возможности для придания единице внешнего вида и/или грифа натуральной бумаги. Это также может быть применено и к другим типам упаковочных единиц. Например, в случае быстрорастворимых или готовых к употреблению блюд с тем, чтобы можно было отказаться от использования стандартных рукавов в качестве упаковочных единиц. Это позволяет получить более экономичную упаковочную единицу с возможным снижением ее массы.

При изготовлении упаковочной единицы 2, 102, 202, 302, 402, 502, 602 для пищевых продуктов приготавливается формованный волокнистый материал. Необязательно с формованным волокнистым материалом смешивается или замешивается в него некоторое количество биоразлагаемого алифатического полиэфира, такого как PBS, и/или такое количество PBS вводится в отдельный слой, который обеспечивается в или на единице 2, 102, 202, 302, 402, 502, 602. Такой отдельный слой может контактировать с пищевым продуктом. Затем сырая единица подвергается формованию. Необязательно сырая единица высушивается в форме с применением способа сушки в форме. В завершение продукт извлекается из формы. Необязательно в отношении единиц 2, 102, 202, 302, 402, 502, 602 может быть применено несколько послеформовочных операций, не обязательно включающих, но не ограничиваемых маркировкой при нахождении в форме, при этом такая маркировка включает печать и цифровую печать, а также проведение тестирования. В нескольких из предпочтительных вариантов осуществлений по меньшей мере на контактирующем с пищевым продуктом участке упаковочной единицы, содержащей такой продукт, размещается компостируемая биопленка. В предпочтительных вариантах осуществления эта пленка пригодна к применению в микроволновой печи или духовом шкафу в качестве так называемой термостойкой пленки. Предпочтительно такая биопленка способна выдерживать температуры вплоть до 170°C, 190°C или еще выше. Эта биопленка предпочтительно содержит некоторое количество PBS и/или MFC, и/или разлагаемый микроорганизмами алифатический полиэфир, который может содержать некоторое количество одного или нескольких из PHB, PHA, PCL, PLA, PGA, PHBH и PHBV. В частности, комбинация компостируемой упаковочной единицы, включающая сушку в форме, дополнительно повышает экологическую безопасность по сравнению со стандартными упаковочными единицами. Свойства пригодности к нанесению печати (цифровой) делают возможной печать на упаковке и/или представление признаков/информации о пищевом продукте. Это может, например, исключить необходимость в применении отдельных рукавов. Кроме того, это допускает нанесение печати, например, fish*chips (газетная) печати на упаковочной единице.

Были выполнены эксперименты с одной или несколькими из иллюстрируемых упаковочных единиц для пищевых продуктов. Эти эксперименты включали сравнение эксплуатационных характеристик данных упаковочных единиц для пищевых продуктов со стандартными упаковочными единицами, а также их признаков пригодности к компостированию. Было добавлено некоторое количество биоразлагаемого алифатического полиэфира к формованному волокнистому материал и выполнен этап измельчения. Измерения осуществлялись при температуре около 23°C и относительной влажности около 50%. Измерения включали испытание на сжатие. Они показали значительное улучшение показателя сопротивления сжатию. Например, упаковочная единица с 7,5% PLA и этапом измельчения продемонстрировала показатель сопротивления сжатию 450-500 Н, в то время как в случае подобного стандартного продукта эта величина при тех же самых условиях составляет около 180 Н. Даже в неоптимальных условиях RH около 90% показатель сопротивления сжатию упаковочной единицы согласно изобретению составлял около 250-270 Н, все еще превосходя, таким образом, стандартный продукт в его оптимальных условиях.

Были выполнены и другие тесты с целью определения пригодности упаковочной единицы согласно изобретению к применению в условиях духового шкафа и микроволновой печи. В этих экспериментах ламинированный продукт с пленкой из разлагаемого микроорганизмами алифатического полиэфира (PBS/PLA и/или PHBH) нагревался до температуры около 190°C в течение около 30 минут. Результаты показывают, что слой пленки остается неповрежденным и не плавится. Кроме того, прочность и стабильность упаковочной единицы при этом в значительной степени не затрагивались. В качестве дополнительного эффекта, при извлечении упаковочной единицы из духового шкафа такая упаковочная единица была более устойчива в отношении скручивания, которое часто происходит в случае стандартных упаковочных единиц. Кроме того, упаковочная единица изобретения показала ограниченное увеличение температуры до величины около 50-70°C, в то время как стандартные единицы под подобными условиями достигали температуры около 90-100°C. Другие эксперименты с пленкой PHBH, которая наносилась в виде слоя с внутренней стороны (пищевой продукт), показали даже улучшение теплостойкости тарелки при ее нагревании до температуры 180-200°C и, кроме того, показали (улучшенные) свойства масло-, кислото- и влагостойкости/отталкивания.

В других последующих испытаниях были исследованы другие признаки. Показана возможность улучшения пригодность упаковочной единицы к выполнению ее протирки. В случае добавления дополнительных добавок были отмечены еще более заметные улучшения.

Настоящее изобретение его вышеописанными предпочтительными вариантами осуществления ни в коем случае не ограничивается. Искомые права ограничиваются в соответствии со следующей формулой изобретения, в рамках которой может быть предусмотрено множество модификаций.

Изобретение относится к биоразлагаемой упаковочной единице для пищевых продуктов из формованного волокнистого материала и к способу изготовления такой биоразлагаемой упаковочной единицы. Упаковка содержит вмещающее или несущее пищевой продукт отделение, при этом формованный волокнистый материал содержит биоразлагаемый алифатический полиэфир в диапазоне 0,5-20 мас.%, и при этом упаковочная единица для пищевых продуктов является пригодной к компостированию упаковочной единицей для пищевых продуктов. Изобретение позволяет получить материал, пригодный к рециклированию, уменьшить общую массу упаковочной единицы до 20% без ухудшения прочностных характеристик. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Упаковочная единица для пищевых продуктов из формованного волокнистого материала, содержащая вмещающее или несущее пищевой продукт отделение, при этом формованный волокнистый материал содержит поддающийся биологическому разложению алифатический полиэфир в количестве от 0,5 до 20 мас.%, причем такая упаковочная единица для пищевых продуктов является упаковочной единицей для пищевых продуктов, пригодной для компостирования.

2. Единица по п. 1, в которой количество биоразлагаемого алифатического полиэфира находится в диапазоне 1-15 мас.%.

3. Единица по п. 2, в которой количество биоразлагаемого алифатического полиэфира находится в диапазоне 2-10 мас.%, предпочтительно в диапазоне 5-9 мас.% и наиболее предпочтительно в диапазоне 6,5-8 мас.%.

4. Единица по пп. 1, 2 или 3, дополнительно содержащая один или несколько дополнительных агентов из биоразлагаемого алифатического полиэфира.

5. Единица по любому из предшествующих пунктов, в которой биоразлагаемый алифатический полиэфир содержит некоторое количество одного или нескольких из полибутадиенстирола PBS, полигидроксибутирата PHB, полигидроксиалканоата PHA, поликапролактона PCL, полилактида PLA, полигликолевой кислоты PGA, полигидроксибутиратгексаноата PHBH и полигидроксибутиратвалерата PHBV.

6. Единица по любому из предшествующих пунктов, которая является биоразлагаемой при температуре в диапазоне от 5 до 60°C, предпочтительно в диапазоне от 5 до 40°C, более предпочтительно в диапазоне от 10 до 30°C, еще более предпочтительно в диапазоне от 15 до 25°C и наиболее предпочтительно при температуре около 20°C.

7. Единица по любому из предшествующих пунктов, в которой биоразлагаемый алифатический полиэфир является получаемым из биологического сырья.

8. Единица по любому из предшествующих пунктов, дополнительно содержащая некоторое количество натуральных и/или альтернативных волокон.

9. Способ изготовления упаковочной единицы для пищевых продуктов из формованного волокнистого материала, включающий в себя следующие этапы:

- приготовление формованного волокнистого материала;

- добавление биоразлагаемого алифатического полиэфира в количестве от 0,5 до 20 мас.%;

- формование упаковочной единицы для пищевых продуктов; и

- высвобождение упаковочной единицы для пищевых продуктов из формы.

10. Способ по п. 9, в котором количество добавляемого биоразлагаемого алифатического полиэфира находится в диапазоне 1-15 мас.%.

11. Способ по п. 9 или 10, в котором формование упаковочной единицы для пищевых продуктов содержит присоединение биоразлагаемого алифатического полиэфира к целлюлозным волокнам формованного волокнистого материала.

12. Способ по пп. 9, 10 или 11, дополнительно включающий в себя этап биологического разложения упаковочной единицы.

13. Способ по п. 12, в котором биоразложение содержит декомпозицию упаковочной единицы для пищевых продуктов.

14. Способ по п. 13, в котором декомпозицию выполняют при температуре в диапазоне от 5 до 40°C, предпочтительно в диапазоне от 10 до 30°C, более предпочтительно в диапазоне от 15 до 25°C и наиболее предпочтительно при температуре около 20°C.

15. Способ по одному или нескольким из пп. 9-14, дополнительно включающий в себя этап добавления одного или нескольких добавочных агентов в дополнение к биоразлагаемому алифатическому полиэфиру, при этом такие агенты предпочтительно содержат биоразлагаемый алифатический полиэфир, предпочтительно содержащий некоторое количество одного или нескольких из полибутадиенстирола PBS, полигидроксибутирата PHB, полигидроксиалканоата PHA, поликапролактона PCL, полилактида PLA, полигликолевой кислоты PGA, полигидроксибутиратгексаноата PHBH и полигидроксибутиратвалерата PHBV.

16. Способ по одному или нескольким из пп. 9-15, дополнительно включающий в себя этап сушки упаковочной единицы в форме.

17. Способ по одному или нескольким из пп. 9-16, дополнительно включающий в себя этап добавления некоторого количества натуральных волокон.