CN101622306B - 用于包装具有长保存期限的产品的涂层聚酰胺膜 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种单层聚合物膜，将其用于包装具有长储存期限的制品，所述膜由流延聚酰胺片构成，在所述聚酰胺片的一面上覆盖有热封涂层，以使所述膜具有35g/m2/24小时-110g/m2/24小时的平均透湿性，所述涂层包含聚氯乙烯(PVC)和/或聚偏二氯乙烯(PVDC)。其还涉及一种生产所述膜的方法。其还涉及由所述膜得到的封袋，所述封袋特别适于包装具有长保存期限的制品，尤其是培养皿中的微生物培养基。

Description

用于包装具有长保存期限的产品的涂层聚酰胺膜
技术领域
本发明的技术领域是生产包装的材料。更具体而言，本发明涉及用于包装需要长保存期限的琼脂培养基型制品的涂层膜。
背景技术
市场上存在许多能够用于包装产品的聚合物膜。特别可以提及用于食品应用的膜，如由聚酰胺(PA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚氯乙烯(PVC)制成的膜。其它用于捆扎(将产品聚集在一起)或货盘化的膜，如由低密度聚乙烯(LDPE)制成的那些，可以是可伸缩的。一些膜还由高密度聚乙烯(HDPE)或聚丙烯(PP)构成。最终，在一些特定应用中，膜可以由上述各种聚合物的复合物构成。
选择用于生产膜的材料通常依赖于期望膜具有的性能。这些性能可以是机械属性，如冲击强度或抗蠕变性、硬度、拉伸性、易撕裂性、挠曲强度等。其它性能是物理属性，如传输水分的能力(水蒸汽阻层、不渗透性)、气体传输、抗消毒、冷冻或微波的能力等。最后，其它性能可以是审美属性，如视觉外观(透明度、光泽度等)或触感。
当更特别地关注体外诊断领域时，该领域是本申请的领域，特别是用于包装培养基的膜，观察到通常使用的材料具有低防渗性能，特征在于高的透湿性(＞120g/m2×24小时)。这样的材料例如为玻璃纸。该材料具有的优势是可以使含在即用的琼脂培养基中的水分蒸发并穿过膜。这样防止了在由玻璃纸薄膜构成的包装内发生过多的冷凝。然而，主要的缺陷是，由于水蒸气穿过膜，其内部的含水量非常低，导致培养基更大程度上的，从而过早的干燥。因此产品的保存期限受到影响。
其它也用于包装培养基的材料本身具有高防渗性能，特征在于低的透湿性(＜5g/m2×24小时)。所述低透湿性使得在即用的琼脂培养基的培养皿中形成的大量冷凝的去除成为不可能，尤其是在倾倒培养基后。由此断定，水分保留在包装中，直到被终端用户打开，产生斑点和污损，这是不能接受的。这样的产品例如为聚烯烃，如PP或PE。聚烯烃广泛用作包装材料。然而，得到这种材料的方法意味着这种材料具有非常低的透湿性。而且，还发现材料包含两个层压膜，如PA+PE膜，用以加强它们的水蒸汽防渗性能。因此，这种类型的材料具有低于约10g/m2×24小时的透湿值。
文献EP-0 062 800描述了一种聚酰胺膜，任选在其一个表面上覆盖聚偏二氯乙烯树脂。所用的聚酰胺是双轴取向尼龙-6/尼龙-6，6共聚物。这种类型的聚合物能够使得到的膜具有收缩性。因此将其用于包装食品。
尽管所述膜可能具有适于食品包装的性能，但其不具有在体外诊断领域中用于包装培养基的期望的性能。这是由于，一方面，收缩性是不期望的，另一方面，所述膜未显示出期望的特别的透湿值。
文献FR-1,386,921描述了基于偏二氯乙烯的组合物，用于涂覆各种载体。特别是在实施例9中，其描述了一种用于涂覆在聚酰胺膜的一面上的氯乙烯/偏二氯乙烯共聚物。
如此得到的膜具有过度低的透湿值。换句话说，该膜几乎是不可渗透的。因此，由于上述原因，这样的膜是绝对不适用于包装即用的琼脂培养基的。
在文献FR-1,314,025或文献GB-1 310 933中描述的聚酰胺膜也面临相同的问题。
由此断定，生产琼脂培养基的公司仍然期待一种包装，其能在最佳条件下，即在富含足够的水蒸汽以防止其过早干燥，同时又充分耗尽以防止在包装中过多的冷凝的条件下，储存所述培养基。而且这些性能必须与符合消费者期望的视觉外观，尤其是透明度相结合。
发明内容
发明人已经证明，为了包装具有长保存期限的制品，一方面可以使用“流延”型的仅由未取向PA构成的单层膜，以及另一方面，通过改变沉积在PA膜上的涂层的量，使PVC和/或PVDC作为透湿性的调节者，所述PVC和/或PVDC用作密封所述膜的涂层的基本成分。
因此，本发明的第一个目的是提供一种膜，其材料具有的物理性能，特别是水蒸汽防渗能力，能够改善需要在具有可控含水量的气氛中长时间保存的产品的保存期限。
本发明的第二个目的是提供一种膜，其可以很容易地用广泛应用于包装领域的材料生产，并且具有有限的生产成本。
本发明的第三个目的是提供一种柔韧的和厚度小的单层材料。
本发明的第四个目的是提供可容易地密封的材料。
本发明的第五个目的是提供一种能满足美学外观，特别是透明度和触感的标准的材料。
这些目的通过本发明实现，本发明首先涉及单层聚合物膜，用于包装具有长保存期限的制品，所述膜由流延聚酰胺片组成，在所述流延聚酰胺片的一面上涂覆热封涂层，以使所述膜具有35-110g/m2/24小时的平均透湿性。
术语“膜”理解为聚酰胺层，没有尺寸限制，涂覆有热封涂层。
术语“片”理解为聚酰胺层，没有尺寸限制，还未涂覆热封涂层。
表述“流延聚酰胺”理解为通过挤板模头挤出得到的未取向聚酰胺。例如，这种聚酰胺可以是CFP Flexible packaging S.p.A.销售的那些，参考CS。
需要注意的是，在本申请中所述的透湿值是依据ISO 2528：1995标准，即在38℃的温度和90％的相对湿度下测量得到的。
依据本发明的一个优选实施方案，所述热封涂层包含聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、或其共混物。
有利的是，沉积在聚酰胺片上的涂层的量为0.8-10g/m2聚酰胺片。
还更有利的是，沉积在聚酰胺片上的涂层的量为2-3g/m2聚酰胺片。
依据另一个优选特征，聚酰胺层具有15-100μm的厚度。
聚酰胺优选取自PA-6聚酰胺组。
本发明的另一个主题涉及上述膜在包装至少一种具有长保存期限的制品上的用途。
优选所述制品是培养皿中的微生物培养基。
本发明的另一个主题涉及一种用于包装至少一种具有长保存期限的制品的封袋，其至少一个壁是由上述聚合物膜构成的。
本发明的另一个主题涉及生产上述涂层单层聚合物膜的方法，其包括如下步骤：
-得到聚酰胺片；和
-在所述片上沉积包含聚氯乙烯(PVC)和/或聚偏二氯乙烯(PVDC)的涂层，以使所述涂层的量为0.8-10g/m2聚酰胺片。
依据所述生产膜的方法的一个有利的变型，聚酰胺片是通过挤板模头未取向而挤出得到。
涂层可以通过凹版印刷沉积在聚酰胺片上。
本发明的另一个主题涉及一种生产上述封袋的方法，其包括如下步骤：
-叠置依据本发明的两个聚合物膜，以使带有涂层的表面彼此相对；
-封牢所述膜至少50％的边缘。
依据一种替换的方案，生产上述封袋的方法包括下列步骤：
-将所述膜折叠，使该膜叠置的边缘彼此邻近，带有涂层的表面彼此相对；
-沿该膜的至少一侧将两个叠置的边缘至少部分封牢，以得到沿至少其一个边缘有开口的封袋。
优选所述固定步骤通过在100-170℃的温度下热封来进行。
本发明的另一个主题涉及一种包装至少一种具有长保存期限的制品的方法，其包括如下步骤：
-将制品置于依据本发明的膜上带有涂层的表面上；
-用所述膜闲置的部分或用另一个膜覆盖所述制品，以使带有涂层的表面彼此相对；
-将该一个膜或两个膜的边缘封牢，以使制品封在这样形成的封袋中。
优选所述制品是微生物培养基。
依据本发明的一个有利的变体，预先对膜进行消毒。消毒方法是通过射线，特别是γ或β射线的辐射，或任何相当的消毒方法。
依据一个优选实施方案，通过在100-170℃的温度下的热封来实施封牢片边缘的步骤。
依据本发明的一个有利的变体，所述包装方法还包括如下额外的步骤：
-将如此得到的封袋置于第二个封袋内；和
-密封所述第二个封袋。
依据另一个有利的变体，所述包装方法还包括如下额外的步骤：
-将如此得到的第二个封袋置于第三个封袋内；和
-密封所述第三个封袋。
优选所述第二个和/或第三个封袋由选自如下的材料构成：玻璃纸、聚烯烃和聚酰胺。
依据一个有利的变体，所述第二个和/或第三个封袋由依据本发明的膜构成。
本发明的最后一个主题涉及依据本发明的封袋在生产诊断试剂盒上的用途，所述诊断试剂盒包括至少一种微生物培养基装在上述至少一个封袋中。
具体实施方式
依照下面的非限制性的实施例参照图1，本发明的目的和优势将得到更好的理解，图1为可以实施涂覆聚酰胺膜的方法的装置的示意图。
实施例1：PVDC涂层的组成和生产
1/组成：
沉积在聚酰胺膜上的涂层的组成的实例如下：
·产自Solvin的
Figure G2008800063709D00051
AO36PVDC胶乳
·工业去离子水
·产自Degussa Ltd.的SIPERNAT FK3104μ直径的二氧化硅
·产自Michelman USA的MICHEMLUBE 160蜡
·产自CFP Italy的流延PA
2/制备：
在涂层相的准备阶段，有必要稀释PVDC胶乳，以调节沉积。用去离子水进行所述调节。
PVDC胶乳稀释：
以如下方式进行混合
  待稀释的PVDC胶乳的量   kg   A   100kg
  PVDC胶乳的固含量   ％   B   55％
  稀释   ％   C   30％
  添加至PVDC胶乳的水量   kg水   D   83.33kg
  公式：D＝(A×(B-C))/C
二氧化硅的制备和混合：
二氧化硅必须在去离子水中稀释，所述去离子水也必须用作PVDC胶乳的稀释剂。
组分必须用高速搅拌器在6000rpm下混合5min。
而后，可以将溶液缓慢添加至PVDC胶乳中。
二氧化硅的量的计算：
  二氧化硅固含量   ％湿重   A   100％
  PVDC胶乳固含量   ％湿重   B   51％
  配方   G二氧化硅/kg干PVDC胶乳   C   5g/kg
  PVDC胶乳的量   kg PVDC胶乳   D   100kg
  二氧化硅的量   g二氧化硅   E   255g
  公式：E＝(D×C×B)/A
蜡的制备和混合
直接将蜡加入到PVDC胶乳中。重要的是保持确定的量，以不损坏透气性、滑动系数、以及密封性能。
蜡的量的计算
  蜡固含量   ％湿重   A   25％
  PVDC胶乳固含量   ％湿重   B   51％
  配方   g干蜡/kg干PVDC胶乳   C   5g/kg
  PVDC胶乳的量   kg PVDC胶乳   D   100kg
  蜡量   g蜡   E   1020g
  公式：E＝(D×C×B)/A
实施例2：聚酰胺膜的涂覆方法
聚酰胺膜的涂覆方法的各种步骤在图1中表示。
CFP销售的，商标为
Figure G2008800063709D00071
CS的聚酰胺是由卷绕的聚酰胺带构成的卷10的形式，其宽度为1200mm。
聚酰胺带12是未卷绕的，与站14相连，在那里经历电晕处理。本领域内的技术人员熟知的是，在印刷、粘合或涂覆这些材料前，电晕处理可以增加聚合物材料的表面张力。所述表面处理使得PVDC涂层能更好地粘附在聚酰胺上。有利的是该处理为38dyn。
一旦完成电晕处理，聚酰胺带与涂覆站连接。在此阶段，通过凹版印刷，穿过两个辊，涂布辊16和压辊18，使得聚酰胺带被涂覆。涂布辊16是一个蚀刻辊。其通过在含有涂料的罐20中浸渍而负载涂料，后者沉积在由蚀刻得到的沟渠(infractuosities)中。而后用不锈钢刮刀将多余的涂料刮掉。当辊16的负载涂料的部分与聚酰胺带接触时，涂料沉积在聚酰胺带上。通过与冷却箱22连接的冷却液流体回路来冷却涂布辊。从而，辊的温度保持在15-20℃之间。
通过供给回路为浸渍罐20提供涂料。涂料由储备池24中抽出，并通过泵26转移至浸渍罐20中。在到达浸渍罐20之前，用过滤器28过滤涂料，这样可以去除任何杂质。
储备池24位于容器30中，能将其冷却。为此，容器30通过冷却液流体回路与冷却箱32连接。
因此，依据期望的透湿性程度，沉积在聚酰胺上的涂料的量为2-3g/m2。
一旦聚酰胺被涂覆，带与热箱34相连，使涂料干燥。为此，聚酰胺带穿过各个箱，这些箱的内部温度在140-160℃间变化。穿过这些箱可以从聚酰胺上的湿沉积中除去水。
有利的是，在热箱的进口和出口处，用冷却辊(未显示)冷却带。
干燥后，用缠绕器将涂覆的聚酰胺带卷绕在卷轴36上。
实施例3：在由一个涂覆的聚酰胺PA-6封袋和两个玻璃纸封袋构成的三层 包装袋中包装10个Count-Tact型皮氏培养皿
制备如下配方的肉汤培养基：
酪蛋白胨(牛)：      15.0g
大豆蛋白胨          5.0g
酵母抽提物          6.0g
氯化钠              5.0g
丙酮酸钠            2.0g
大豆卵磷脂          0.7g
聚山梨酯80(吐温80)  5.0g
硫代硫酸钠          0.05g
L-组氨酸            1.0g
琼脂                20.5g
纯净水              1000ml
对其进行蒸汽消毒(或通过任何其它适合培养基的消毒方法来消毒)，并倒入Count-TactTM培养皿中，静置形成凝胶。
将一叠装有所述肉汤的10个Count-TactTM培养皿置于预制的封袋中(一个纵向焊接和一个横向焊接)，所述封袋由涂覆的单层“流延”聚酰胺PA-6膜(厚40μm，2g/m2-3g/m2的涂料)构成。所述封袋首先用25-40kgray的剂量的γ射线来辐射灭菌。该第一个封袋用热封装置在140℃的温度和1.6bar的压力下密封1秒。将第一个封袋置于由玻璃纸430LMS(600g/m2/24h的透湿性)构成的第二个封袋中，用热封装置在170℃下密封。将所述第二个封袋置于由玻璃纸430LMS构成的第三个封袋中，用热封装置在170℃下密封。将该三层封装袋装箱，对其施加8-12kgray剂量的γ射线辐射。所述系统使所述培养基能在2-8℃的温度下保存。
实施例4：在有一个涂覆的聚酰胺PA-6封袋构成的封装中包装10个90mm 规格的皮氏培养皿
制备如下配方的肉汤培养基：
蛋白胨(猪或牛)     17.2g
L-色氨酸           0.9g
HEPES缓冲液        0.4g
色原混合物         6.87g
琼脂               18g
纯净水             1000ml
对其进行蒸汽消毒(或通过任何其它适合培养基的消毒方法来消毒)，并倒入90mm规格的皮氏培养皿中(直径90mm的培养皿)，静置形成凝胶。
将一叠装有所述肉汤的10个90mm培养皿(直径90mm的培养皿)用自动水平式机器包装在封袋中，所述封袋由厚度为40μm并且包含2g/m2-3g/m2的涂层的涂覆的单层“流延”聚酰胺PA-6膜构成。所述封袋的密封温度为100℃，该封袋由一个纵向焊缝和两个横向焊缝构成。将这叠10个培养皿装箱。
如此生产的包装可以限制水分在通常使用的储存条件下从琼脂中丧失，同时保持正确的渗出率。所述体系得到的结果可以期望增加47％的储存时间。
实施例5
重复实施例4，区别在于所述一叠10个装有肉汤的培养皿包装在由厚度为30μm 且包含1.6g/m2-2g/m2的涂层的涂覆的单层“流延”聚酰胺PA-6膜构成的封袋中。
所述体系可以限制水分在消费者的储存条件下从琼脂中丧失，同时保持正确的渗出率。所述体系得到的结果可以期望增加41％的储存时间。
实施例5
重复实施例3，用由如前所述的涂覆的单层聚酰胺膜(厚度为40μm，2g/m2-3g/m2的涂层)制成的封袋代替所述第二个和/或第三个封袋(玻璃纸430LMS)，所述封袋首先用25-40kgray剂量的γ射线辐射灭菌。
实施例6
重复实施例1，用由如前所述的涂覆的单层聚酰胺膜(厚度为30μm，1.6g/m2-2g/m2的涂层)制成的封袋代替所述第一个和/或第二个和/或第三个包装袋，所述封袋首先用25-40kgray剂量的γ射线辐射灭菌。
实施例7
制备如下配方的肉汤培养基：
酪蛋白胨    15.0g
大豆蛋白胨  5.0g
氯化钠      5.0g
琼脂        15g
纯净水      1000ml
对其进行蒸汽消毒(或通过任何其它适合培养基的消毒方法进行消毒)，并倒入90mm培养皿中，静置形成凝胶。
将一叠装有所述肉汤的10个90mm培养皿用自动水平式机器包装在由涂覆的单层膜(厚度为30μm，1.6g/m2-2g/m2的涂层)构成的包装袋中。第一个封袋用自动水平式机器包装在由玻璃纸430LMS(600g/m2/24h的透湿性)构成的第二个封袋中。第二个封袋用自动水平式机器包装在由玻璃纸430LMS构成的第三封袋中。将该三层封装袋装箱，对其施加8-12kgray剂量的γ射线辐射。

Claims (22)

1.一种单层聚合物膜，将其用于包装具有长储存期限的制品，所述膜由流延聚酰胺片构成，在所述聚酰胺片的一面上覆盖有热封涂层，以使所述膜在38℃的温度和90％的相对湿度下具有35g/m2/24小时-110g/m2/24小时的平均透湿性，其中所述热封涂层包含聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氯乙烯(PVDC)或其共混物，以及沉积在所述聚酰胺片上的所述涂层的量为0.8-10g/m2聚酰胺片。
2.如权利要求1所述的聚合物膜，其中所述涂层包含PVDC、二氧化硅和阴离子蜡乳液。
3.如权利要求1所述的聚合物膜，其中聚酰胺层具有15-100μm的厚度。
4.如权利要求1所述的聚合物膜，其中所述聚酰胺是PA-6聚酰胺。
5.如前述权利要求之一所述的聚合物膜在包装至少一种具有长保存期限的制品中的用途。
6.如权利要求5所述的用途，其中所述制品是微生物培养基。
7.一种封袋，其用于包装至少一种具有长保存期限的制品，其至少一个壁由如权利要求1-4之一所述的膜构成。
8.一种用于生产如权利要求1-4之一所述的聚合物膜的方法，其包括如下步骤：
-得到聚酰胺片；和
-在所述片上沉积包含聚氯乙烯(PVC)和/或聚偏二氯乙烯(PVDC)的涂层，以使所述涂层的量为0.8-10g/m2聚酰胺片；和
-干燥所述涂层。
9.如权利要求8所述的方法，其中通过凹版印刷将所述涂层沉积在所述聚酰胺片上。
10.一种生产如权利要求7所述的封袋的方法，其包括如下步骤：
-将两个如权利要求1-4之一所述的膜叠置，以使带有涂层的表面彼此相对；
-将所述膜至少50％的边缘封牢。
11.一种生产如权利要求7所述的封袋的方法，其包括如下步骤：
-将如权利要求1-4之一所述的膜折叠，使所述膜叠置的边缘彼此邻近，带有涂层的表面彼此相对；
-沿所述膜的至少一侧将两个叠置的边缘至少部分封牢，以得到沿至少其一个边缘有开口的封袋。
12.如权利要求10或11所述的方法，其中所述封牢步骤是通过在100-170℃的温度下热封来实施的。
13.一种包装至少一种具有长保存期限的制品的方法，其包括如下步骤：
-将所述制品置于如权利要求1-4之一所述的膜上的带有涂层的表面上；
-用所述膜闲置的部分或用另一个膜覆盖所述制品，以使带有所述涂层的表面彼此相对；
-将该膜或两个膜的边缘封牢，以使制品封在如此形成的封袋中。
14.如权利要求13所述的包装方法，其中所述制品是微生物培养基。
15.如权利要求13或14所述的包装方法，其中所述膜被预先消毒。
16.如权利要求15所述的包装方法，其中所述消毒方法是通过选自γ或β射线的射线的辐射。
17.如权利要求13所述的包装方法，其中所述封牢步骤是在100-170℃的温度下进行热封的步骤。
18.如权利要求13所述的包装方法，其还包括如下额外的步骤：
-将如此得到的封袋置于第二个封袋内；和
-密封所述第二个封袋。
19.如权利要求18所述的包装方法，其还包括如下额外的步骤：
-将如此得到的第二个封袋置于第三个封袋内；和
-密封所述第三个封袋。
20.如权利要求19所述的包装方法，其中所述第二个和/或第三个封袋由选自如下的材料构成：玻璃纸、聚烯烃和聚酰胺。
21.如权利要求19所述的包装方法，其中所述第二个和/或第三个封袋由权利要求1-4之一所述的膜构成。
22.至少一个如权利要求7所述的封袋在生产体外诊断试剂盒中的用途，所述封袋中包装有至少一种微生物培养基。
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