Пленка, используемая в качестве упаковки и оболочки для мяса или мяса с костями, и пакет, изготовленный из нее - RU2275032C2

Описание

Настоящее изобретение относится к пятислойной, биаксиально вытянутой, способной к усадке, термосвариваемой рукавной пленке и к ее применению в качестве упаковки и оболочки для мяса или мяса с костями.

Из заявки DE 4339337 С2 уже известна пятислойная рукавная пленка на основе полиамида, используемая в качестве упаковки и оболочки для пастообразных пищевых продуктов, прежде всего для колбасных изделий. Такая рукавная пленка состоит из внутреннего и наружного слоев, сформированных из одного и того же полиамидного материала, из среднего полиолефинового слоя, а также из двух слоев, сформированных из усилителя адгезии, которым служит один и тот же материал, и расположенных соответственно между внутренним и средним слоями и между средним и наружным слоями. Внутренний и наружный слои сформированы по меньшей мере из одного алифатического полиамида и/или по меньшей мере из одного алифатического сополиамида, а также по меньшей мере из одного частично ароматического полиамида и/или по меньшей мере из одного частично ароматического сополиамида, при этом на долю частично ароматического полиамида и/или сополиамида приходится от 5 до 60 мас.% в пересчете на общую массу полимерной смеси частично ароматических и алифатических полиамидов и сополиамидов. Подобной рукавной пленке, изготавливаемой соэкструзией, за счет ее биаксиального вытягивания и термофиксации придают способность к контролируемой усадке. Такая рукавная пленка не отвечает в полной мере всем требованиям, предъявляемым к ее эксплуатационно-техническим свойствам, которые имеют важное значение для ее использования в качестве оболочки, соответственно упаковки для мяса, прежде всего мяса с костями. Так, в частности, такая пленка обладает слишком низкой прочностью на прокалывание, и поэтому при ее использовании в качестве упаковочной пленки для мяса с костями существует опасность ее прокалывания выступающими костями после ее натягивания в горячем состоянии на упаковываемое мясо. Помимо этого подобные рукавные пленки при их использовании в качестве упаковки и оболочки для мяса или мяса с костями должны также допускать возможность их простого запечатывания термосваркой. У изготовленных из рукавных пленок подобного типа пакетов прочность их термосварного шва является решающим фактором, определяющим возможность их использования в качестве упаковочного материала. Так, в частности, термосварной шов, которым запечатан пакет, при расфасовке в него нарезанного кусками мяса, а также при последующем его вакуумировании и усадке подвергается значительным нагрузкам. Еще одним фактором, которым определяются высокие требования, предъявляемые к прочности пленки на прокалывание и к прочности ее термосварного шва, являются нагрузки, которым запечатанный пакет с расфасованным в него продуктом подвергается при транспортировке и хранении.

Исходя из вышеизложенного, в основу настоящего изобретения была положена задача разработать биаксиально вытянутую, способную к усадке, термосвариваемую рукавную пленку в качестве упаковки и оболочки для мяса или мяса с костями, которая наряду с такими предъявляемыми к подобной упаковочной пленке требованиями, как высокая непроницаемость для водяного пара и кислорода, обладала бы высокой прочностью на прокалывание, с одной стороны, и характеризовалась бы высокой прочностью термосварного шва, с другой стороны.

Указанная задача решается согласно изобретению с помощью пятислойной, биаксиально вытянутой, способной к усадке, термосвариваемой рукавной пленки, отличительные признаки которой представлены в п.1 формулы изобретения.

Внутренний слой предлагаемой в изобретении рукавной пленки сформирован по меньшей мере из одного термосвариваемого сополиамида, предпочтительно сополиамида 6/12 и/или сополиамида 6/66. Пригодные для применения в этих целях сополиамиды известны и их можно получать из соответствующих мономеров, таких, например, как капролактам, лауринлактам, ω-аминоундекановая кислота, адипиновая кислота, азелаиновая кислота, себациновая кислота, декандикарбоновая кислота, додекандикарбоновая кислота, терефталевая кислота, изофталевая кислота, тетраметилендиамин, пентаметилендиамин, гексаметилендиамин, октаметилендиамин и ксилилендиамин. Толщина внутреннего слоя составляет от 5 до 16 мкм.

Средним слоем в предлагаемой в изобретении упаковочной пленке является полиолефиновый слой, сформированный предпочтительно из гомополимеров этилена или пропилена и/или сополимеров линейных α-олефинов с 2-8 С-атомами. Для формирования этого среднего слоя предпочтительно использовать линейный полиэтилен низкой плотности, полиэтилен высокой плотности, гомополимер полипропилена, блок-сополимер полипропилена и статистический сополимер полипропилена. Толщина такого среднего слоя составляет от 6 до 22 мкм.

Оба сформированных из усилителя адгезии слоя, один из которых расположен между внутренним и средним слоями, а другой - между средним и наружным слоями, предпочтительно выполнены из одного и того же материала и, в частности, из модифицированных функциональными группами полиолефинов. К подобным модифицированным полиолефинам относятся модифицированные гомо- или сополимеры этилена и/или пропилена и необязательно других линейных α-олефинов с 3-8 С-атомами, содержащие привитые на них мономеры, выбранные из группы α,β-ненасыщенных дикарбоновых кислот, предпочтительно малеиновую кислоту, фумаровую кислоту, итаконовую кислоту либо их ангидриды, эфиры, амиды или имиды. Толщина каждого из слоев усилителя адгезии составляет от 3 до 10 мкм.

Наружный слой сформирован по меньшей мере из одного гомополиамида, предпочтительно алифатического гомополиамида. Алифатические гомополиамиды представляют собой продукты гомополиконденсации алифатических первичных диаминов и алифатических дикарбоновых кислот или гомополимеры ω-аминокарбоновых кислот или их лактамов. В качестве примера алифатических диаминов можно назвать тетра-, пента-, гекса- или октаметилендиамин. Пригодными для применения в указанных целях алифатическими дикарбоновыми кислотами являются адипиновая кислота, азелаиновая кислота, себациновая кислота, декандикарбоновая кислота и додекандикарбоновая кислота. ω-Аминокарбоновые кислоты, соответственно их лактамы содержат от 6 до 12 С-атомов. В качестве примера таких соединений можно назвать 11-аминоундекановую кислоту, ε-капролактам и ω -лауринлактам. Толщина наружного слоя составляет от 12 до 43 мкм.

Предлагаемые в изобретении рукавные пленки получают соэкструзией, для чего отдельные полимеры, предназначенные для получения различных слоев, пластифицируют и гомогенизируют в пяти экструдерах, а затем каждый из пяти полученных полимерных расплавов отдельным потоком подают в экструзионную головку, предназначенную для формирования пяти слоев с требуемой толщиной каждого из них, получая на выходе головки исходный рукав, который далее подвергают биаксиальному вытягиванию и термофиксации.

Помимо рассмотренных выше материалов в состав рукавной пленки могут входить также обычные вспомогательные вещества, например средства, предохраняющие пленки от слипания, стабилизаторы, антистатики или мягчители. Такие вспомогательные вещества обычно добавляют в количестве от 0,1 до 5 мас.%. Помимо этого пленку можно также окрашивать в определенный цвет добавлением пигментов или их смесей.

Общая толщина предлагаемых в изобретении рукавных пленок составляет от 30 до 100 мкм, предпочтительно от 50 до 90 мкм.

Предлагаемые в изобретении рукавные пленки, как неожиданно было установлено, существенно превосходят известные из DE 4339337 С2 рукавные пленки и по прочности сварного шва, и по прочности на прокалывание.

Для определения прочности термосварных швов каждую из тестируемых рукавных пленок сваривали с внутренней стороны перпендикулярно направлению их формования с помощью лабораторного сварочного аппарата SGPE 20 фирмы W. Kopp Verpackungsmaschinen. После сварки от таких рукавных пленок отрезали образцы в виде полосок шириной 25 мм таким образом, чтобы сварной шов располагался перпендикулярно продольной протяженности полоски. Затем эти полоски подвергали растяжению на разрывной машине фирмы Instron со скоростью вытяжки 500 мм/мин до разрыва сварного шва. Максимальное усилие, при котором тестируемая пленка рвалась по сварному шву, обозначается ниже как прочность сварного шва.

При испытании рукавных пленок на прокалывание мерой их прочности на прокалывание служит работа разрушения.

Работу разрушения определяли в соответствии со стандартом DIN 53373, однако в отличие от этого стандарта в качестве пробойника использовали закаленный цилиндрический стержень формы А диаметром 3 мм согласно стандарту DIN EN 28734 при скорости его подачи в ходе испытаний, равной 500 мм/мин. Работа разрушения соответствует энергии, затрачиваемой до момента появления у образца первого надрыва.

Известная из DE 4339337 С2 рукавная пленка не поддавалась термосварке при температурах 140 и 180°С, тогда как у предлагаемой в изобретении рукавной пленки, термосварка которых была возможна уже при температуре 140°С, полученный при этой температуре сварной шов обладал удовлетворительной прочностью, равной 36 Н/25 мм, а сварной шов, полученный при температуре 180°С, обладал даже исключительно высокой прочностью, равной 78 Н/25 мм. У известной из DE 4339337 С2 рукавной пленки даже полученный при температуре 220°С сварной шов обладает лишь исключительно неудовлетворительной прочностью, тогда как у предлагаемой в изобретении рукавной пленки прочность полученного при этой же температуре сварного шва вновь возрастала.

При испытании на прокалывание полученное для предлагаемой в изобретении рукавной пленки значение работы разрушения составило 530 мДж, тогда как полученное для известной из DE 4339337 С2 рукавной пленки значение работы разрушения составило лишь 410 мДж.

Ниже изобретение более подробно рассмотрено на примере.

Пример 1

Отдельные полимеры, предназначенные для получения различных слоев, пластифицировали и гомогенизировали в пяти экструдерах. Затем каждый из пяти полученных полимерных расплавов отдельным потоком подавали в экструзионную головку, предназначенную для формирования пяти слоев с требуемой толщиной каждого из них, получая на выходе головки исходный рукав, который далее подвергали биаксиальному вытягиванию и термофиксации. Диаметр такого исходного рукава составлял 62 мм при средней общей толщине всей его многослойной структуры, равной 0,68 мм. Далее этот исходный рукав нагревали инфракрасным излучением до 110°С и подвергали вытягиванию с кратностью двухмерной вытяжки, равной 9,7. Полученный после такого биаксиального вытягивания рукав подвергали термофиксации, стягивали в двойную плоскую пленку и сматывали в рулон. Средняя общая толщина рукава составляла 70 мкм. Ширина стянутого в двойную плоскую пленку рукава составляла 328 мм.

Ниже указаны полимеры, из которых у готового рукава были сформированы его слои, и значения толщины каждого такого слоя:

1-й слой (наружный): полиамид 6, представляющий собой продукт Durethan В40 F фирмы Bayer AG, 32 мкм

2-й слой: усилитель адгезии, в качестве которого использовали модифицированный полиэтилен, представляющий собой продукт Bynel 4140 фирмы Du Pont de Nemours GmbH, 6 мкм

3-й слой: полиэтилен (ЛПЭНП), представляющий собой продукт Flexirene CL 10 фирмы Polymeri Europa SRL, 15 мкм

4-й слой: усилитель адгезии (аналогично 2-ому слою), 6 мкм

5-й слой (внутренний): полиамид 6/12, представляющий собой продукт Grilon CF6S фирмы EMS-Chemie, 11 мкм

При определении прочности сварного шва были получены следующие результаты:

температура сварки 140° С: 36 Н/25 мм

температура сварки 180°С: 78 Н/25 мм

температура сварки 220°С: 83 Н/25 мм

При испытании на прочность на прокалывание работа разрушения составила 530 мДж.

Сравнительный пример

Согласно DE 4339337 С2 изготавливали пятислойную рукавную пленку, которая имела следующую структуру:

1-й слой (наружный): смесь из 95% полиамида 6, представляющего собой продукт Durethan B40 F фирмы Bayer AG, и 5% полиамида 6I/6T, представляющего собой продукт Grivory G21 фирмы EMS-Chemie, 25 мкм

2-й слой: усилитель адгезии, в качестве которого использовали модифицированный полиэтилен, представляющий собой продукт Admer NF 478E фирмы Mitsui Chemicals Inc., 8 мкм

3-й слой: полиэтилен (ЛПЭНП), представляющий собой продукт Dowlex 2049 Е фирмы DOW Chemical Company, 21 мкм

4-й слой: усилитель адгезии (аналогично 2-ому слою), 8 мкм

5-й слой (внутренний): смесь из 95% полиамида 6, представляющего собой продукт Durethan B40 F фирмы Вауег AG, и 5% полиамида 6I/6T, представляющего собой продукт Grivory G21 фирмы EMS-Chemie, 8 мкм

При определении прочности сварного шва были получены следующие результаты:

температура сварки 140°С: пленка не поддавалась сварке

температура сварки 180°С: пленка не поддавалась сварке

температура сварки 220°С: 2 Н/25 мм

При испытании на прочность на прокалывание работа разрушения составила 410 мДж.

Пример 2

Отдельные полимеры, предназначенные для получения различных слоев, пластифицировали и гомогенизировали в пяти экструдерах. Затем каждый из пяти полученных полимерных расплавов отдельным потоком подавали в экструзионную головку, предназначенную для формирования пяти слоев с требуемой толщиной каждого из них, получая на выходе головки исходный рукав, который далее подвергали биаксиальному вытягиванию и термофиксации. Диаметр такого исходного рукава составлял 62 мм при средней общей толщине всей его многослойной структуры 0,69 мм. Далее этот исходный рукав нагревали инфракрасным излучением до 109°С и подвергали вытягиванию с кратностью двухмерной вытяжки, равной 9,8. Полученный после такого биаксильного вытягивания рукав подвергали термофиксации, стягивали в двойную пленку и сматывали в рулон. Средняя общая толщина рукава составляла 70 мкм, ширина стянутого в двойную плоскую пленку рукава составляла 329 мм.

Ниже указаны полимеры, из которых у готового рукава были сформированы его слои, и значения толщины каждого такого слоя:

1-й слой (наружный): полиамид 6, представляющий собой продукт Ultramid B4F, Fa. BASF AG, 30 мкм,

2-й слой: усилитель адгезии, в качестве которого использовали модифицированный полиэтилен, представляющий собой продукт Admer NF 478 Е, Fa. Mitsui Chemicals Inc., 6 мкм,

3-й слой: полиэтилен (ПЭНП), в качестве которого использовали Dowlex 2049 E, Fa. DOW Chemical Company, 16 мкм,

4-й слой: усилитель адгезии (как и слой 2), 6 мкм,

5-й слой (внутренний): полиамид 6/99, представляющий собой Grilon CF62BS, Fa. EMS Chemie, 12 мкм.

При определении прочности сварного шва были получены следующие результаты:

температура сварки 140°С: 23 Н/25 мм

температура сварки 180°С: 73 Н/25 мм

температура сварки 220°С: 79 Н/25 мм

При испытании на прочность на прокалывание работа разрушения составляла 500 мДж.

Пример 3

Отдельные полимеры, предназначенные для получения различных слоев, пластифицировали и гомогенизировали в пяти экструдерах. Затем каждый из пяти полученных полимерных расплавов отдельным потоком подавали в экструзионную головку, предназначенную для формирования пяти слоев с требуемой толщиной каждого из них, получая на выходе головки исходный рукав, который далее подвергали биаксиальному вытягиванию и термофиксации. Диаметр такого исходного рукава составлял 62 мм при средней общей толщине всей его многослойной структуры 0,67 мм. Далее этот исходный рукав нагревали инфракрасным излучением до 108°С и подвергали вытягиванию с кратностью двухмерной вытяжки, равной 9,6. Полученный после такого биаксильного вытягивания рукав подвергали термофиксации, стягивали в двойную пленку и сматывали в рулон. Средняя общая толщина рукава составляла 70 мкм, ширина стянутого в двойную плоскую пленку рукава составляла 328 мм.

Ниже указаны полимеры, из которых у готового рукава были сформированы его слои, и значения толщины каждого такого слоя:

1-й слой (наружный): полиамид 6, представляющий собой продукт Durethan B40F, Bayer AG, 31 мкм,

2-й слой: усилитель адгезии, в качестве которого использовали модифицированный полипропилен, представляющий собой продукт Admer QF 580 E, Fa. Mitsui Chemicals Inc., 6 мкм,

3-й слой: полипропиленовый сополимер, представляющий собой продукт Appryl 3020 GN 3, Fa. Appryl S.N.C., 15 мкм,

4-й слой: усилитель адгезии (как и слой 2), 6 мкм,

5-й слой: (внутренний): полиамид 6/12, представляющий собой продукт Grilon CF6S, Fa. EMS Chemie, 12 мкм.

При определении прочности сварного шва были получены следующие результаты:

температура сварки 140°С: 37 Н/25мм

температура сварки 180° С: 80 Н/25мм

температура сварки 220°С: 81 Н/25мм

При испытании на прочность на прокалывание работа разрушения составляла 480 мДж.

Реферат

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к ее мясоперерабатывающей отрасли. Рукавная пленка состоит из внутреннего слоя, сформированного по меньшей мере из одного термосвариваемого сополиамида, из среднего полиолефинового слоя и из наружного слоя, сформированного по меньшей мере из одного гомополиамида, а также из двух слоев усилителя адгезии, расположенных соответственно между внутренним и средним слоями и между средним и наружным слоями. Подобные пленки характеризуются исключительно высокой прочностью сварного шва, а также обладают высокой прочностью на прокалывание. 2 н. и 14 з.п. ф-лы.

Формула