FI89029B - Foerpackningsfoerfarande och i foerfarandet anvaendbar skummaterial - Google Patents

Description

1 89029

Pakkausmenetelmä sekä siinä käytettävä vaahdotettu aine

Keksintö koskee menetelmää tuotteen, jossa on teräviä ul-5 konemia, pakkaamiseksi. Lisäksi keksintö koskee vaahdotettua polymeeristä ainetta, joka sopii käytettäväksi tällaisessa menetelmässä.

Eri aloilla on välttämätöntä pakata tuotteita tavalla, jossa 10 terävät ulkonemat pehmustetaan. Tämä on erityisen välttämätöntä elintarviketeollisuudessa, kuten esimerkiksi lihan pakkaamisessa, jossa tuotteet peitetään ilmatiiviillä polymeerisillä kalvoilla.

15 Kun eläinruhot valmistetaan kuljetusta varten, ne usein jaetaan osiin, jotka peitetään ulkokuorella säilyvyyden ja suojauksen takia laivauksen ja käsittelyn ajaksi. Edullinen ulkokuori on ilmatiivis polymeerinen aine, johon lihapala on tyhjiöpakattu ja suljettu. Lihapalojen koko vaihtelee pie-20 nistä kuluttajapakkauksista hyvin suuriin peruspaloihin, jotka painavat useita kiloja.

Useimmat lihaosat ovat epäsäännöllisen muotoisia ja sisältävät luita, jotka ulkonevat yhdestä tai useammasta osan pai-25 kasta. Ulkonemat, jotka voivat olla melko teräviä, repivät ja lävistävät polymeerisen ulkokuoren, johon liha on pakattu. Pakkauslaitoksesta varastoon, vähittäismyyjälle tai käyttäjälle tapahtuvan varastoinnin ja laivauksen aikana palaa käsitellään useita kertoja, jolloin edelleen lisätään 30 ulkokuoren puhkeamia- tai repeämismahdollisuuksia. Tämä on mahdollista erityisesti pakkauksen ja ulkonevan luun välisillä kosketuspinnoilla. Tyhjiöpakkaus, joka lisää varas -tointikestävyyttä, lisää myös ulkokuoren repeilyä. Tyhjiö-pakkauksessa päällys pakotetaan mukautumaan lihan muotoon 35 tyhjiöintimenetelmän aikana. Tämä voi aiheuttaa venytystä ja jännitystä ulkonevilla alueilla.

2 89029

Erilaisia lähestymistapoja ulkokuoren repeytymiin ja vuotoihin liittyvien ongelmien ratkaisemiseksi on yritetty. Esimerkiksi ulkokuoren aine voidaan vahvistaa vastustamaan puhkeamista. Vahvistaminen tuo mukanaan päällyksen sisällön ja 5 paksuuden muokkaamisen kauttaaltaan, joka muokkaus olisi kallis ja tarpeeton, kun otetaan huomioon, että todennäköisesti puhkeavat alat ovat melko rajallisia.

Erikoissäiliöitä on ehdotettu, kuten esimerkiksi säiliötä, 0 joka on kuvattu US-patenttijulkaisussa 4 136 205, Quattle-baum. Tällaiset säiliöt on yleensä vahvistettu sopivalla kankaalla tai vahvistusaineella niistä pakkauksen kohdista, jotka suurin piirtein vastaavat ulkonemia. Nämä säiliöt ovat melko kalliita ja niissä edellytetään lihapalan tarkkaa si-5 joittamista, jotta ne toimisivat tyydyttävästi. Monentyyppiset ja kokoiset säiliöt ovat välttämättömiä erilaisten lihapalojen pakkaamiseen, koska eri palojen muoto ja ulkonemat ovat erilaisia. Lisäksi tietyntyyppiset eläinruhot voivat vaihdella suuresti koon ja painon suhteen.

Ό

Viime aikoina tavanomainen käytäntö lihanpakkausteollisuu-dessa on ollut kääriä lihapala vahalla kyllästettyyn, imuky-vyttömään suureen kangaspalaan ennen ulkokuoren sisään pakkausta. Kangas on asetettu päällyksen ja lihan väliin niihin 15 kohtiin, jotka ovat taipuvaisia puhkeamaan, kuten esimerkiksi luunpäihin. Näistä aineista löytyy esimerkkejä US-patent-tijulkaisuista 2 891 870 ja 3 653 927. Suuria määriä kangasta on käytettävä lihapalan suurempien osien peittämiseen, jotta voidaan varmistua siitä, että ulkonemat on riittävästi :C peitetty ulkokuoren asetuksen aikana. Tämä menetelmä kuluttaa paljon työvoiman aikaa, on kallista ja tuottaa suuret määrät hukka-ainetta ja kuluttaa työaikaa, kun päällys poistetaan.

35 Näiden huonojen puolien takia on ehdotettu muita menetelmiä terävien ulkonemien pehmustamiseksi. Lihapaloja on yritetty pehmustaa asettamalla lihan ja päällyksen väliin erilaisia ennalta muotoiltuja vaahdotettuja aineita. Kuten US-patent- 3 89029 tijulkaisussa 4 136 203, Murphy, on osoitettu, nämä yritykset eivät yleensä ole olleet tyydyttäviä, koska vaahdon kanssa kosketuksissa ollut liha on värjääntynyt vaahdossa esiintyvän happijäämän vaikutuksesta. Tämän ongelman ratkai-5 semiseksi Murphyn viittauksessa ehdotetaan happea läpäisemättömän päällyskalvon käyttöä lihan ja vaahdon välissä. Murphyn mukainen vaahdon ja päällyksen käyttö aiheuttaa lisäksi kuljetusongelmia; se lisää kunkin ruhon painoa ja tilavuutta ja siten lisää kuljetuskustannuksia; on selvää, 10 että tämä ratkaisu ei edistä pakkauksen tehokkuutta tai taloudellisuutta.

Vaahdotettujen tai vaahdottamattomien pehmusteiden suorassa soveltamisessa lihan päälle, on ollut monia huonoja puolia. 15 Tähän saakka saatavilla olleita aineita oli käytettävä niin korkeissa lämpötiloissa, että ne aiheuttivat lihan kantautumista ja värjääntymistä. Lisäksi monet tunnetut pehmustus-aineet olivat sopimattomia käytettäväksi syötävien tuotteiden yhteydessä. Eräät aineet taas eivät asettuneet riittävän 20 nopeasti täydellisen suojauksen aikaansaamiseksi.

On siis toivottavaa saada aikaan menetelmä tuotteiden, erityisesti syötävien tuotteiden, kuten esimerkiksi lihan, pakkaamiseksi, joka menetelmä vähentää pakkauksen repeytymis-25 mahdollisuutta. On toivottavaa, että tässä menetelmässä käytetään polymeeristä ainetta, jota voidaan käyttää helposti ja valikoiden ulkonemiin aiheuttamatta lihan värjääntymistä tai pilaantumista. Lisäksi on toivottavaa saada aikaan menetelmä, jossa vaahdotettu aine voidaan tuottaa käyttöpaikal-30 laan ja saada se valmistumaan matalissa lämpötiloissa. Edelleen on toivottava tuottaa vaahdotettu polymeerinen aine, . . jota voidaan käyttää erilaisissa pakkaus- ja muissa sovellu tuksissa.

35 Keksinnön mukaiselle pakkausmenetelmälle, jolla edellä mainitut tavoitteet ovat saavutettavissa, on tunnusomaista se, että 4 89029 - muodostetaan polymeerikoostumus, joka sisältää olennaisesti : a) noin 40-90 paino-% polymeeriä, joka on polyetyleeni, ety-leenivinyyliasetaatti tai näiden seos; 5 b) noin 10-90 paino-% polyterpeeniä; ja c) noin 0,05-0,5 paino-% hapettumisen estävää stabilointiainetta, - nesteytetään mainittu polymeerikoostumus, - lisätään polymeerikoostumukseen kaasua siten, että syntyy 0 vaahtoa, jossa polymeerikoostumuksen ja kaasun suhde on välillä noin 1:1 - noin 1:10, - saatetaan vaahto lämpötilassa noin 27-55°C valikoiden pakattavan tuotteen mainituille ulkonemille, - annetaan vaahdon jähmettyä ja takertua tuotteeseen, ja 5 - suljetaan tuote ja sillä oleva vaahto ulkokuoreen.

Keksintö perustuu odottamattomaan havaintoon, jonka mukaan edellä olevan mukaisesti aikaansaatua vaahtoa voidaan menestyksekkäästi käyttää matalissa lämpötiloissa syötäville : tuotteille, kuten esimerkiksi lihapaloille, vaikuttamatta haitallisesti tuotteen laatuun. Tämän vaahdotetun aineen valikoiva käyttö teräviin ulkonemiin saa aikaan suojaavan pehmusteen lihapalaa ympäröivän ulkokuoren murtumista tai repeämistä vastaan laivauksen ja varastoinnin aikana.

.5

Keksinnön mukaisella menetelmällä voidaan turvallisesti pakata naudan, sian, lampaan tai vasikan peruspala tai kulutta japakkauspala, kuten myös siipikarja ja kala, joissa tuotteissa on alttiita luupintoja, joissa on terävät rosoiset 30 kulmat, jotka tavallisesti puhkaisisivat paketin tai saman kaltaisen pakkauksen. Vaahdotettua ainetta käytetään valikoiden lihapalan ulkonemiin tavanomaisin keinoin, jotka sallivat vaahdotetun aineen ja lihapalan pinnan välisen takertumisen. Sitten liha voidaan pakata ulkokuoreen, kuten esi-35 merkiksi muovipussiin.

Keksinnön mukainen, edellä kuvattuun pakkausmenetelmään soveltuva vaahdotettu aine muodostuu olennaisesti polymeeri- i 5 89029 sestä substraatista ja sen sisään suljetusta kaasumaisesta aineesta, joiden määrien keskinäinen suhde on välillä noin 1:1 - 1:10. Vaahdotetule aineelle on keksinnön mukaan tunnusomaista se, että se jähmettyy tuotteeseen kosketuksen 5 jälkeen ja että polymeerinen substraatti sisältää olennaisesti: a) noin 40-90 paino-% polymeeriä, joka on polyetyleeni, ety-leenivinyyliasetaatti tai näiden seos; b) noin 10-90 paino-% polyterpeeniä; ja 10 c) noin 0,05-0,5 paino-% hapettumista estävää stabilointiainetta.

Polymeerinen substraatti voi sisältää mahdollisia vahoja, mikrokiteisiä vahoja, pilaantumisenestoaineita ja muita pak-15 kausteollisuudessa rutiiniluontoisesti käytettyjä aineosia.

Polymeerinen substraatti valmistetaan lisäten sekoittamalla polymeeri, hiilivety, stabiloimisaine ja mahdolliset aineosat riittävästi lämmittäen, joka on tarpeen substraatin 20 nesteytyksen saavuttamiseksi. Sen jälkeen substraatti lisäten sekoitetaan sopivan kaasun kanssa vaahdotuksen aikaansaamiseksi. Edullisessa toteutusmuodossa nestemäistä polymeeristä substraattia pidetään noin 129-191°C lämpötilassa, minkä jälkeen se yhdistetään kaasuvirtaan, jolloin sub-25 straatti-kaasu -suhde on noin 1:1 - 1:10. Vaahdotettu aine jäähtyy, kun se jakautuu jähmettymisen alkaessa alle 12l°C lämpötiloissa. On havaittu, että vaahdotettua ainetta voidaan menestyksellisesti käyttää erilaisille tuotteille käyttäen sovelluksia, kuten esimerkiksi US-patenttijulkaisuissa 30 4 059 466 ja 4 059 714 kuvatussa järjestelmässä käytettyä sovellustyyppiä, jotka patenttijulkaisut on sisällytetty tässä viittauksina. Käyttäen näitä laitteita voidaan saavuttaa 27-55°C:n kontaktikohtalämpötilat. Odottamatta on havaittu, että vaahdotettu aine pysyy taipuisana näin alhai-3') s i ssa lämpötiloissa ja takertuu heti tuotteeseen.

Tämän keksinnön yleisen käytännön mukaan polymeerinen substraatti sisältää noin 40-90 paino-% polymeeriä, noin 10-60 6 89029 paino-% hiilivetyä ja noin 0,05-0,5 paino-% stabiloimis-ainetta. Edullisessa toteutusmuodossa polymeerinen substraatti sisältää noin 75-90 paino-% polymeeriä, 10-25 paino-% hiilivetyä ja noin 0,1-0,3 paino-% stabiloimisainetta.

5

Keksinnön mukaan polymeeri valitaan ryhmästä, joka sisältää polyetyleenin, etyleenivinyyliasetaatin ja näiden seoksen. Käytetyn polymeerin molekyylipaino on noin 1 800 - 25 000, edullinen molekyylipaino on noin 17 000 - 19 000. Sopivat 0 aineet ovat kaupallisesti saatavina Eastman Chemical Corporationista kauppanimikkeellä EPOLENE ja E.E. DuPont Corporationista kauppanimikkeellä ELVAC.

Käytetty hiilivety on polyterpeeni, jota on kaupallisesti saatavana Goodyear Corporationista kauppanimikkeellä WING-TACK ja Hercules Corporationista kauppanimikkeellä PINOTACK B-H-T.

Stabiloimisaine on edullisesti aine, kuten esimerkiksi tet-0 rakis[metyleeni(3,5-di-tert-butyyli-4-hydroksihydrosinna- maatti)]metaani. Sopiva aine on kaupallisesti saatavana Ci-ba-Geigy Corporationista kauppanimikkeellä IRGANOX.

Muodostelmaan voidaan liittää erilaisia lisäaineita. Nämä 5 voivat sisältää vahat, kuten esimerkiksi mikrokiteiset vahat, hapetuksenestoaineet, säilöntäaineet ja muut vastaavat. Nämä lisäaineet voivat kattaa noin 40 paino-% polymeerisestä substraatista.

: Käytetyt kaasumaiset aineet voivat olla mitä tahansa ainei ta, jotka yhdistettynä polymeerisen substraatin kanssa saavat aikaan vaahtoamista. Edullisessa toteutusmuodossa kaasu on ei-hapettava biologisesti inertti aine. Kaasu valitaan ryhmästä, joka sisältää typen, heliumin, vedyn, argonin ja 35 näiden seokset, jolloin edulliset biologisesti inertit aineet valitaan ryhmästä, joka sisältää hiilidioksidin, typen ja näiden seokset. Silloin, kun biologista inerttiyttä ei 7 89029 edellytetä, on mahdollista käyttää muita kaasuja, kuten esimerkiksi happea, ilmaa tai näiden seoksia.

Tämän keksinnön edullisessa menetelmässä polymeerinen sub-5 straattikoostumus lisäten sekoitetaan ja pidetään neste- tai puolijuoksevassa tilassa, kunnes se saadaan valmiiksi sitä sovellettaessa tuotteeseen, kuten esimerkiksi lihapalalle. Edullisesti ainetta säilytetään säiliössä 129-191°C:n lämpötilassa. Ennen valmistusta nestemäinen tai puolijuokseva 10 substraatti lisäten sekoitetaan sopivan kaasun kanssa, jolloin kaasu kupliintuu siihen. Sen jälkeen kaasun ja polymeerin seos saadaan valmiiksi sopivan soveltimen avulla ja käytetään tuotteeseen. Saatavassa polymeerissä on kaasu kapseloituna .

15 Tämän keksinnön mukaisessa menetelmässä vaahdotetun aineen lämpötila on enintään noin 55°C silloin, kun vaahto koskettaa pehmustettavaa tuotetta. Kosketuskohdan lämpötila voi vaihdella alueella noin 27-55°C. Tämän alueen lämpötiloissa 20 ainetta voidaan käyttää suoraan lihapalalle aiheuttamatta paikallisen kuumentumisen aikaansaamaa haittaa. Vaahdotettu aine pysyy taipuisana, kunnes koskettaa tuotetta ja heti takertuu siihen.

25 On havaittu, että täten käytetty vaahdotettu aine jähmettyy ja takertuu olennaisesti välittömästi, jolloin muodostuu kiinteä pehmuste, joka on irrotettavasti liittynyt lihapalaan. Lihan ja jähmettyneen vaahdon välinen sidos on riittävän vahva kestääkseen rikkoutumatta myöhemmän päällystyksen 30 ja pakkaamisen aikaisen tönimisen. Jähmettynyt vaahto voidaan haluttaessa poistaa hyvin pientä voimaa käyttäen vääntämällä se irti.

Vaahdotetun aineen käytön jälkeen tuote voidaan asettaa ul-35 kokuoripakkauksen sisään. Tämä päällyspakkaus on valmistettu sopivasta kaupallisesti saatavilla olevasta muovista, kuten esimerkiksi muovista, jota rutiininomaisesti käytetään li-hanpakkausteollisuudessa. Ulkokuori voidaan sulkea tai tii- 8 89029 vistää käyttäen mitä tahansa tavanomaista tapaa. Lopputuotteessa vaahdotettu aine on sijoitettu terävän ulkoneman väliin siten, että ulkonema on pehmustettu, jolloin mikä tahansa terävään tai rosoiseen reunaan kohdistuva voima ohjau-5 tuu vaahdotettuun aineeseen sen sijaan, että se keskittyisi ulkoneman peittävän päällyksen osaan.

Yleensä lihapalat pakataan varastointia ja laivausta varten. Toivottaessa voidaan pakkaukseen lisätä vaihe, jossa käyte-0 tään tämän keksinnön mukaista vaahdotettua ainetta ilman haitallisia sivuvaikutuksia. Yleensä nämä vaiheet sisältävät ilman tyhjäämisen ulkokuoren sisältä tavanomaisen tyhjiöpak-kausmenetelmän avulla. Näiden menetelmien on havaittu lisäävän tuotteen elinikää ja helpottavan kuljetusta. Silloin, " kun toivotaan mahdollisimman pitkää elinikää, tämän keksinnön mukainen vaahdotettu aine voidaan muodostaa käyttäen biologisesti inerttiä kaasua, kuten esimerkiksi typpeä ja muita vastaavia, muutoin vaahdotetussa aineessa esiintyvän hapen vaahdon huokosista vuotamisen estämiseksi, jotka vuo-0 dot aiheuttavat värjääntymistä ja pilaantumista. Vaahtoon voidaan sisällyttää myös lisäaineita, jotka estävät bakteerien kasvua tai pakkauksessa esiintyvän happijäämän ketjureaktiota biologisesti inertiksi aineeksi.

5 On havaittu, että tämän keksinnön mukaisen vaahdotetun aineen takertuminen ulkokuoreen on voimakkaampi kuin vaahdotetun aineen ja lihapalan välinen sidos silloin, kun pakkaus altistetaan tietyille menettelyille, kuten esimerkiksi läm-pökutistukselle. Näiden sidosvahvuuksien takia ulkokuoren BO poistaminen saa automaattisesti aikaan sen, että tuotteesta poistetaan vaahdotettu aine, jolloin sen erillistä poistamista ei tarvita. Tähän sovellutukseen sopivia ulkokuoren aineita ovat erimerkiksi polymeerit, jotka on valittu ryhmästä, joka sisältää matalatiheyksisen polyetyleenin, 35 etyleenivinyyliasetaattipolypropeenin, nailonpolyvinyyliklo- ridin ja näiden seokset.

li 9 89029

Kun edulliset muodot ja osajärjestelyt on käyty läpi, todetaan, että erilaiset muutokset yksityiskohdissa tai osajär-jestelyissä sekä menetelmän muihin pakattaviin tuotteisiin liittyvät muunnokset katsotaan kuuluviksi tämän keksinnön 5 henkeen ja alaan.

Claims (9)

10 89029

1. Menetelmä tuotteen, jossa on teräviä ulkonemia, pakkaamiseksi, tunnettu siitä, että - muodostetaan polymeerikoostumus, joka sisältää olennaises- 5 ti: a) noin 40-90 paino-% polymeeriä, joka on polyetyleeni, ety-leenivinyyliasetaatti tai näiden seos; b) noin 10-90 paino-% polyterpeeniä; ja c) noin 0,05-0,5 paino-% hapettumisen estävää stabilointi- ) ainetta, - nesteytetään mainittu polymeerikoostumus, - lisätään polymeerikoostumukseen kaasua siten, että syntyy vaahtoa, jossa polymeerikoostumuksen ja kaasun suhde on välillä noin 1:1 - noin 1:10, ; - saatetaan vaahto lämpötilassa noin 27-55°C valikoiden pa kattavan tuotteen mainituille ulkonemille, - annetaan vaahdon jähmettyä ja takertua tuotteeseen, ja - suljetaan tuote ja sillä oleva vaahto ulkokuoreen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaahto saatetaan takertumaan ulkokuoreen voimakkaammalla sidoksella kuin vaahdon ja tuotteen välinen taker-tumissidos, jolloin vaahto jää ulkokuoreen, kun ulkokuori poistetaan tuotteesta, ja että pakkausta käsitellään siten, 5 että olennainen osa ulkokuoren sisällä olevasta ilmasta poistuu, minkä jälkeen pakkaus suljetaan ja tiivistetään.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ulkokuoren sisällä oleva ilma vaihdetaan biologi- 0 sesti inerttiin kaasuun ja että vaahtoon sisällytetään biologisesti inerttiä kaasua, joka on vaahdossa mikrokapseloi- tuna .

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetel-j5 mä, tunnettu siitä, että käytetty stabilointiaine on tetra- kis[metyleeni(3,5-di-tert-butyyli-4-hydroksihydrosinnamaat-ti)]metaani tai sen seos. n 89029

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä tunnettu siitä, että polymeerikoostumus sisältää noin 10-25 % polyterpeeniä.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetel mä, tunnettu siitä, että menetelmää käytetään lihatuotteen pakkaamiseen.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siilo tä, että tuote sijoitetaan ulkokuoreen, minkä jälkeen olennainen osa kuoren sisällä olevasta ilmasta poistetaan, että ilman poiston jälkeen ulkokuori suljetaan ja että vaahto takerrutetaan ulkokuoreen voimakkaammalla sidoksella kuin vaahdon ja tuotteen välinen takertumissidos, jolloin vaahto 15 jää ulkokuoreen, kun ulkokuori poistetaan tuotteesta.

8. Vaahdotettu aine, joka olennaisesti muodostuu polymeerisestä substraatista ja sen sisään suljetusta kaasumaisesta aineesta ja jossa substraatin ja kaasumaisen aineen määrien 20 suhde on välillä noin 1:1 - noin 1:10, tunnettu siitä, että vaahdotettu aine jähmettyy tuotteeseen kosketuksen jälkeen ja että polymeerinen substraatti sisältää olennaisesti: a) noin 40-90 paino-% polymeeriä, joka on polyetyleeni, ety-leenivinyyliasetaatti tai näiden seos; 25 b) noin 10-90 paino-% polyterpeeniä; ja c) noin 0,05-0,5 paino-% hapettumista estävää stabilointiainetta.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen vaahdotettu aine, tun-30 nettu siitä, että polymeerin molekyylipaino on 1 800 - 25 000 ja että polymeeri esiintyy polymeerisessä substraatissa määrinä 75-90 paino-%, polyterpeeni esiintyy polymeerisessä substraatissa määrinä 10-25 paino-% ja stabilointiaine esiintyy polymeerisessä substraatissa määrinä 0,1-0,3 35 paino-%. 12 8 9 029