Багатошарова двовісноорієнтована рукавна оболонка для упакування харчових продуктів

1. Багатошарова двовісноорієнтована рукавна оболонка для упакування харчових продуктів, до складу поліамідних шарів якої входить поліамід 6, співполімер полікапролактаму з гексаметилендіаміном і адипіновою кислотою, ароматичний поліамід, що містить ланки гексаметилендіаміну і терефталевої кислоти, суміш кислотно-модифікованих співполімерів, аморфну смолу Селар та іономірну смолу Сурлін, а бар'єрний шар виконаний із суміші співполімерів етилену з вініловим спиртом та пропіленом з додаванням барвників, яка відрізняється тим, що на її внутрішню поверхню додатково нанесений шар хімічних речовин з яскраво вираженою антимікробною дією, наприклад, суміші, що містить до 0,3% натрієвої солі дегідроцетової кислоти, до 8% натрій хлору, до 0,1% бензоату натрію U 2 (13) 1 3 різноманітних поверхневих пошкоджень, зокрема, до проколів і розривів. Відома, наприклад багатошарова пакувальна плівка товщиною 50-150мкм, що містить утримуючий центральний внутрішній шар товщиною 515мкм, виконаний з поліетилену низької щільності, ще два внутрішніх шари товщиною 5-15мкм кожний, виконаних з поліолефіну або співполімеру етилену і вінілацетату та два зовнішніх шари товщиною 8-35мкм кожний, виконаних з іономеру співполімера етилену і метакрилової кислоти, нейтралізованої іонами натрію. Плівка може містити додатково шар полімеру, непроникний для кисню, виконаний з полівініліденхлориду або співполімеру етилену і вінілового спирту. Плівка може бути виконана двовісноорієнтованою або зшитою радіаційним способом. Одним із прикладів виконання даної плівки є наступний: соекстру дують плівку, що містить шари іономеру Сурлін 1605 товщиною 21мкм, співполімеру етилену і вінілацетату товщиною 8мкм, лінійного поліетилену низької щільності товщиною 9мкм, співполімеру етилену і вінілацетату товщиною 4мкм, поліетилену низької щільності товщиною 13мкм, співполімеру етилену і вінілацетату товщиною 4 мкм та іономеру Сурлін 1601 товщиною 11мкм. ДвовісноорІєнтована плівка наведеного складу має загальну товщину 71мкм, усадку в подовжньому і поперечному напрямах 29% і 42% відповідно [див. заявку Великобританії №2233934 з класів В32В27/32, В32В27/08, В32В27/30, опубліковану у 1991 році]. Основним недоліком цієї багатошарової рукавної плівки є її схильність до різноманітних поверхневих пошкоджень внаслідок недостатньої міцності. Даний недолік зумовлений, перш за все, тим, що значну частку у складі відомої плівки становлять поліолефіни, які не відрізняються високими міцністними характеристиками. Крім того, ще одним суттєвим недоліком цієї багатошарової плівки є використання полівініліденхлориду для виготовлення одного з бар'єрних шарів. Цей полімер не рекомендується застосовувати для контакту з харчовими продуктами, оскільки в умовах рідкого середовища під дією підвищених температур він здатний виділяти вінілхлорид, який є дуже токсичною речовиною, а отже становить серйозну загрозу здоров'ю потенційних споживачів харчових продуктів, упакованих у відому рукавну плівку. Зазначені недоліки частково усунені у багатошаровій двовісноорієнтованій термоусадочній плівці для упакування харчових продуктів, що має товщину 12-50мкм і містить більш семи симетрично розташованих шарів. Основний шар цієї відомої багатошарової плівки виконаний з співполімеру етилену і вінілового спирту. Проміжний шар виконаний з поліаміду, до складу якого входить співполімер нейлону 6 і нейлону 12. Два зовнішніх шари плівки виконані з суміші синтетичних матеріалів, причому, суміш може бути виконана в двох варіантах. Перший варіант: суміш, що містить лінійний поліетилен низької щільності (40-60%), лінійний поліетилен середньої щільності (20-30%) і співполімер етилену і вінілацетату (20-30%). Другий варіант: суміш, що містить співполімер етилену і вінілацетату (85-96%) і поліпропілену (4-15%). Крім 54503 4 того, до складу цієї багатошарової плівки входить два клеячи шари, розташованих між проміжним і зовнішнім шарами, які складаються з лінійного поліетилену низької щільності і лінійного поліетилену середньої щільності, модифікованого кислотою або ангідридом кислоти [див. патент США №4755419 з класу В32В27/08, опублікований у 1988 році]. Основним недоліком цієї багатошарової плівки залишається низька стійкість до різних механічних пошкоджень. Цей недолік зумовлений використанням лінійного поліетилену низької щільності і співполімерів на основі етилену, які не дозволяють отримувати рукавні плівки з високими міцністними характеристиками. Крім того, така плівка має низькі бар'єрні властивості по відношенню до вологи, що ускладнює умови зберігання і суттєво знижує термін реалізації упакованої продукції. Відома також багатошарова двовісноорієнтована рукавна оболонка для упакування харчових продуктів, що містить не менш трьох поліамідних шарів, кожний з яких складається із суміші поліаміду 6, співполімеру полікапролактаму з гексаметилендіаміном і адипіновою кислотою, ароматичного поліаміду, що містить ланки гексаметилендіаміну і терефталевої кислоти і суміші кислотномодифікованих співополімерів. Між цими поліамідними шарами розташовані шари з гомо- або співполімерів олефінів. Поліаміди можуть складатися з різних амідних ланок, зокрема містити 70-95% аліфатичного поліаміду і/або суміші поліаміду і частково ароматичного поліаміду і/або олефінових співполімерів, наприклад, етилену і вінілацетату, іономірні полімери, модифіковані кислотами співполімери і/або поліефіри. Внутрішній і/або зовнішній шари цієї багатошарової оболонки можуть бути виконані з частково ароматичного поліаміду, зокрема, отриманого поліконденсацією м-ксилілендіаміну і адипінової кислоти, а шари з поліолефінів можуть містити клей на основі полімеру етилену і/або пропілену. Загальна товщина цієї багатошарової оболонки знаходиться в межах 35-70мкм, при цьому, один з поліамідних шарів оболонки може складатися з суміші всіх екструдованих компонентів як продукту повторної переробки відомої оболонки [див. заявку ФРН №4130486 з класу, А22С13/00, В32В27/08 опубліковану 25.02.1993 року]. Основними недоліками цієї багатошарової двовісноорієнтованої рукавної оболонки для упакування харчових продуктів є низька формованість і недостатні міцнісні характеристики, що через небезпеку різних механічних пошкоджень технологічно обмежують процеси безпосереднього виготовлення оболонки і заповнення її харчовими продуктами. Крім того, відома рукавна оболонка має незадовільні оптичні властивості, що суттєво знижують привабливість упакованих в неї продуктів, а також володіє досить низькими бар'єрними властивостями по відношенню до вологи і газів, що значною мірою скорочує тривалість зберігання в неї продуктів. Найбільш близької за своєю суттю і ефектом, що досягається, і яка приймається за найближчий аналог, є багатошарова двовісноорієнтована рука 5 вна оболонка для упакування харчових продуктів, до складу поліамідних шарів якої входить поліамід 6, співполімер полікапролактаму з гексаметилендіаміном і адипіновою кислотою, ароматичний поліамід, що містить ланки гексаметилендіаміну і терефталевої кислоти, суміш кислотномодифікованих співполімерів та аморфна смола Селар. Бар'єрний шар даної багатошарової оболонки виконаний із суміші співполімерів етилену з вініловим спиртом та пропіленом з додаванням барвників, а до її внутрішнього поліамідного шару введена іономірна смола Сурлін [див. патент України №31657 з класів А22С13/00, В32В27/08, В32В27/34, опублікований 25.04.2008p. в Бюл. №8]. Основним недоліком цього відомого технічного рішення є висока схильність оболонки до поверхневих пошкоджень, зокрема до виникнення повздовжніх розривів при наповненні фаршем, а також під час зберігання та реалізації вже упакованих харчових продуктів. Причиною появи подібних розривів є недосконалість складу поліамідної композиції і структури поліамідних шарів, що не дозволяють отримати оболонку з високими міцнісними характеристиками. Другим суттєвим недоліком відомої рукавної оболонки є її низькі споживчі властивості, що полягають у наступному: дану оболонку дуже важко зняти з харчового продукту, а при нарізанні запакованих продуктів на поверхні оболонки виникають повздовжні розриви, що псують зовнішній вигляд надрізаних батонів і, безпосередньо, відрізаних порціонних шматочків. Таким чином, відома рукавна оболонка не відповідає вимогам порціонної нарізки, що істотно знижує її конкурентоспроможність на ринку рукавних оболонок, оскільки її використання обмежує асортимент і негативно позначається на об'ємах реалізації запакованої у неї продукції. Наступний суттєвий недолік відомої рукавної оболонки полягає у відсутності бактерицидних властивостей. Дана оболонка не може захистити поверхню харчового продукту від небажаного мікробіологічного навантаження, оскільки не містить у своєму складі жодних речовин з яскраво вираженою антимікробною дією. Таким чином, відома багатошарова рукавна оболонка володіє низкою суттєвих недоліків через недосконалий композиційний склад і структуру її поліамідних шарів. В основу корисної моделі поставлена задача створення багатошарової двовісноорієнтованої легкознімної рукавної оболонки для упакування харчових продуктів, яка б одночасно володіла високою формованністю, стійкістю до поверхневих пошкоджень, еластичністю, відмінними бар'єрними і бактерицидними властивостями, за рахунок удосконалення композиційного складу і структури поліамідних шарів оболонки шляхом зміни співвідношень її компонентів та уведення додаткового шару хімічних речовин з яскраво вираженою антимікробною дією. Рішення поставленої задачі досягається тим, що у багатошаровій двовісноорієнтованій рукавній оболонці для упакування харчових продуктів, до 54503 6 складу поліамідних шарів якої входить поліамід 6, співполімер полікапролактаму з гексаметилендіаміном і адипіновою кислотою, ароматичний поліамід, що містить ланки гексаметилендіаміну і терефталевої кислоти, суміш кислотно-модифікованих співполімерів, аморфна смола Селар та іономірна смола Сурлін, а бар'єрний шар виконаний із суміші співполімерів етилену з вініловим спиртом та пропіленом з додаванням барвників, згідно з пропозицією, на її внутрішню поверхню додатково нанесений шар хімічних речовин з яскраво вираженою антимікробною дією, наприклад, суміші, що містить до 0,3% натрієвої солі дегідроцетової кислоти, до 8% натрій хлору, до 0,1% бензоату натрію і вода - решта, при загальному співвідношенні компонентів (мас.ч.): поліамід 6 співполімер капролактаму з полігексаметилендіаміном 75-83 і адипіновою кислотою 4-11 співполімери етиленвінілового спирту 57-78 іономірна смола Сурлін ароматичний поліамід, що містить ланки 5-9 гексаметилендіаміну терефталової кислоти 2-8 аморфна смола Селар 15-25 суміш кислотномодифікованих співполімерів етилену або пропілену 12-23. Вказані антимікробні речовини можуть наноситися на внутрішню поверхню оболонки як у вигляді водного розчину, так і в твердому стані у вигляді дрібнодисперсного порошку. Структурна будова запропонованої багатошарової рукавної оболонки в межах вищевказаного композиційного складу представлена двома поліамідними шарами, що складаються, в основному, з поліаміду 6 та аліфатичного поліаміду (капролактаму) з додаванням решти полімерів та іономірних смол і формують зовнішню та внутрішню поверхні оболонки, а також мінімум двома проміжними шарами, при цьому один із цих шарів виконує функцію бар'єру щодо водяних парів та має поліолефінічний характер і, відповідно, виготовлений із співполімерів етилену і пропілену, а інший шар має властивості кисневого бар'єру і складається, в основному, із співполімерів етилен вінілового спирту. Для максимального поліпшення бар'єрних властивостей запропонованої оболонки середній (центральний) шар доцільно виконати із композиції вищеназваних полімерів, в основному, із співполімеру з вініловим спиртом та співполімерів етилену і пропілену у вказаних вище масових частинах. Завдяки вказаному співвідношенню компонентів поліамідної композиції значно розширюється діапазон фізико-механічних характеристик запропонованої оболонки, з'являються нові її корисні властивості. Зокрема, така оболонка легко знімається з харчових продуктів по спіралі без бачимих пошкоджень структури їх поверхні, володіє високими міцнісними характеристиками, зокрема, покращеною здатністю до поперечних розривів, необхідною для якісного нарізання запакованих продуктів, і, водночас, є стійкою до виникнення повздовжніх розривів в наповненому стані, що у сукупності є особливо привабливим як для вироб 7 ників харчових продуктів, так і для їх потенційних споживачів. Наявність на внутрішній поверхні пропонованої оболонки антибактеріального покриття у вигляді суміші, що містить до 0,3% натрієвої солі дегідроцетової кислоти, до 8% натрій хлору, до 0,1% бензоату натрію і вода - інше, забезпечує надійний захист поверхні харчових продуктів від небажаного мікробіологічного навантаження і, таким чином, дозволяє значно збільшити термін їх зберігання. Окрім відмінного бактерицидного ефекту, вищевказаний склад хімічних речовин при нанесенні на поверхню пропонованої оболонки також додатково підвищує деякі її фізико-механічні характеристики, зокрема, міцнісні й деформаційні показники, а також стійкість до утворення повздовжніх розривів. Виробництво запропонованої багатошарової двовісноорієнтованої рукавної оболонки відбувається наступним чином. Компоненти її окремих шарів у вказаній кількості ретельно перемішують та гомогенізують до однорідного розплаву. Потім отримані суміші співекструдують крізь багатоканальні кільцеві головки екструдера, формуючи первинний безшовний рукав з подальшим його охолодженням. Потім первинний рукав повторно нагрівають до необхідної температури орієнтування і біаксіально орієнтують при використанні різниці тисків всередині і зовні рукава за допомогою витяжного роздуву і додатково поздовжнього розтягнення при одночасній поперечній усадці з урахуванням відповідних коефіцієнтів, а саме: повздовжнє розтягнення повинно знаходитися в межах 2,7:3,5; коефіцієнт поперечного розтягнення має становити 2,0-2,5; допустимий ступінь поперечної усадки повинен складати 1,2-1,7, а коефіцієнт повздовжньої усадки - 0,85-1,15. Під час процесу орієнтації молекули рукава, що знаходиться в твердому стані, поводяться таким чином, що еластичність і міцність плівки, як в подовжньому, так і в поперечному напрямі значно зростають. На цьому ж етапі на внутрішню поверхню пропонованої оболонки наносяться хімічні речовини з яскраво вираженою антимікробною дією у вигляді зрошення водним розчином або напорошенням дрібнодисперсного порошку суміші, що містить до 0,3% натрієвої солі дегідроцетової кислоти, до 8% натрій хлору, до 0,1% бензоату натрію і вода - інше. Потім рукав піддають термофіксації, після чого або гофрують, або намотують на картонну гільзу. Багатошарова двовісноорієнтована рукавна оболонка для упакування харчових продуктів, що отримується згідно з пропозицією, відповідає вимогам, що пред'являються до оболонок, які використовуються у виробництві пастоподібних та в'язкопоточних харчових продуктів, зокрема, ковбасних виробів та плавлених сирів, що упаковані у формі ковбаси, м'ясних напівфабрикатів та інших подібних продуктів харчування. Запропонована рукавна оболонка володіє високими споживчими характеристиками, зокрема, є міцною, при цьому має покращену здатність до рівномірних поперечних розривів і одночасно володіє низькою схильністю виникнення повздовжніх розривів, легко знімається по спіралі без ушко 54503 8 дження структури поверхні харчових продуктів, а отже повністю відповідає вимогам порціонної нарізки. Запропонована рукавна оболонка має відмінні бактерицидні властивості, що дозволяють зберігати якість упакованих харчових продуктів тривалого часу. Запропонована рукавна оболонка технологічна у виготовленні та у всіх циклах її подальшої обробки, зокрема під час наповнення і пастеризації вона не утворює розривів, еластичне деформується, при цьому зберігає свою циліндричну форму, не роздувається і не викривляється. Суттєва відмінність об'єкта корисної моделі, що заявляється, від раніш відомих полягає у тому, що запропонована оболонка на своїй внутрішній поверхні додатково містить шар хімічних речовин з яскраво вираженою антимікробною дією, зокрема суміш натрієвої солі дегідроцетової кислоти (до 0,3%), натрій хлору (до 8%), бензоату натрію (до 0,1%) і води (решта), що не тільки забезпечує надійний захист поверхні харчових продуктів від патогенних мікроорганізмів, а й позитивно впливає на фізико-механічні характеристики оболонки, а саме, додатково підвищує її міцнісні й деформаційні властивості. Вказана відмінність в сукупності з удосконаленим складом поліамідної композиції та поліпшеною структурною будовою шарів оболонки забезпечує необхідні бар'єрні, фізикомеханічні, технологічні і бактерицидні властивості та сприяє здобуттю певних зручностей на всіх етапах виробництва і використання запропонованої рукавної оболонки: від її виготовлення до зберігання готових харчових продуктів. Жодна з відомих багатошарових поліамідних оболонок не може одночасно володіти всіма перерахованими властивостями, оскільки не містить всіх компонентів, взятих у зазначених межах та у пропонованих співвідношеннях, які б забезпечували отримання необхідних властивостей оболонки в цілому. До технічних переваг запропонованої багатошарової рукавної оболонки, у порівнянні з прототипом, можна віднести: - забезпечення легкості знімання оболонки, покращеної здатності до рівномірних поперечних розривів, і водночас суттєве зниження ризику виникнення повздовжніх розривів в наповненому стані за рахунок удосконаленого композиційного складу поліамідної композиції та структури шарів оболонки, що дозволяють підвищити її міцнісні характеристики; - забезпечення надійного захисту поверхні харчових продуктів від небажаного мікробіологічного навантаження за рахунок наявності на внутрішній поверхні оболонки шару антимікробних речовин; - забезпечення додаткового покращення міцнісних і деформаційних властивостей оболонки, зокрема стійкості до проколів та розривів з цієї ж причини. До економічних переваг запропонованої багатошарової рукавної оболонки, у порівнянні з найближчим аналогоь, можна віднести: - підвищення конкурентоспроможності даної оболонки на відповідному ринку за рахунок забез 9 54503 печення якісної порціонної нарізки харчових продуктів; - розширення асортименту харчових продуктів, що можуть бути запаковані в оболонку, а також збільшення об'ємів роздрібного продажу з цієї ж причини; - відсутність браку під час виготовлення та зберігання харчових продуктів за рахунок знижен Комп’ютерна верстка А. Рябко 10 ня ризику виникнення повздовжніх розривів оболонок в наповненому стані. Соціальний ефект від впровадження корисної моделі, в порівнянні з використанням найближчого аналога, отримують за рахунок приваблення покупців можливістю якісної порціонної нарізки харчових продуктів, упакованих у зручну оболонку, що легко знімається, не пошкоджуючи їх поверхню. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601