HU218561B - Eljárás összetett csomagolóanyagok folyamatos, soros előállítására - Google Patents

Abstract

A találmány tárgya eljárás bomló és nem kívánt bomlástermékeketfejlesztő terméket tartalmazó csomagok kialakítására szolgálótöbbrétegű összetett csomagolóanyag folyamatos, soros előállítására,melynek során egy alapréteget extrudálnak, hosszirányban nyújtják,további réteget hordanak fel rá, szigetelőréteget hordanak fel, ésoldalirányban nyújtják. A találmány lényege, hogy az extrudált,nyújtott alapréteg (12) egyik oldalát bevonják egy folyadékformábanlévő, a termék bomlása által okozott nem kívánt bomlástermékek károshatását csökkentő, különleges fizikai csomagolási tulajdonságotbiztosító filmréteggel (14); a felvitt filmréteget (14) szárítják; amegszárított filmrétegbevonatra (14) egy szigetelőanyag bevonóréteget(16) extrudálnak; és a csomagolófilm teljes nyújtásának elérésére aszigetelőanyaggal bevont, szárított csomagolófilmet (10) oldaliránybannyújtják, egyidejűleg a bevonóréteg vastagságát csökkentik, ígynövelik a bomlástermékekre vonatkozó permeabilitást. ŕ

Description

A találmány tárgya eljárás összetett csomagolóanyagok folyamatos, soros előállítására.

Közelebbről, a találmány tárgya eljárás bomló és nem kívánt bomlástermékeket fejlesztő terméket tartalmazó csomagok kialakítására szolgáló többrétegű összetett csomagolóanyag folyamatos, soros előállítására, mely eljárás során az alapréteget extrudáljuk, hosszirányban nyújtjuk, további réteget hordunk fel rá, szigetelőréteget hordunk fel, és oldalirányban nyújtjuk.

A találmány szerinti eljárás értelmében legalább egy olyan filmréteggel rendelkező csomagolóanyagot állítunk elő, amely filmréteg kölcsönhatásban áll egy becsomagolt termékkel és/vagy a csomag belső és külső része között válaszfalat képez. Ez az interaktív/válaszfal réteg, valamint egy tömítőréteg a film végső nyújtása előtt, egy soros elrendezésű eljárás során kerül kialakításra.

A környezeti hőmérsékleten csomagolt és tárolt, olajtartalmú élelmiszerek megengedett tárolási ideje - részben a bennük található olaj oxidatív reakciók során történő lebomlása miatt - korlátozott. A csomagolt termékek megengedett tárolási ideje arra az időtartamra vonatkozik, amelynek során a termék minősége észrevehetően nem különbözik a frissen készült termék minőségétől. Ezen időn túl a nedvességtartalom változása és az olajlebomlás hátrányosan befolyásolja a csomagolt élelmiszer aromáját, szerkezetét (textúráját) és ízét. Hosszabb idő óta az olajtartalmú élelmiszereket olyan csomagolóanyagokba csomagolják, amelyek a nedvességet és az oxigént elzáró filmeket, a fotodegradatív (fény hatására bekövetkező bomlási) reakciókat csökkentő, átlátszatlan filmeket tartalmaznak, illetve a csomagokat inért gázzal, például nitrogénnel töltik meg. Ezek a megoldások bizonyos fokig eredményesen meghosszabbítják a csomagolt, olajtartalmú élelmiszerek megengedett tárolási idejét. A csomagolt élelmiszertermékek bizonyos mértékű bomlása elkerülhetetlenül előfordul, ezért az oxidáció megakadályozására alkalmazott eszközök, például elválasztófilmek működéséhez az is hozzátartozik, hogy megkössék a nemkívánatos melléktermékeket, például az olyan aldehideket, amelyek az avasodással együtt járó kellemetlen szagokért és az élelmiszertermékek állott ízének kialakulásáért felelősek.

Az utóbbi időben a megengedett tárolási idő meghosszabbítása érdekében történtek olyan kísérletek, amelyek már nemcsak az oxidatív lebomlás csökkentését foglalták magukban, hanem figyelembe vették az oxidációs melléktermékeknek, például az aldehideknek a csomagban történő kialakulását is. Ezek a megoldások a csomagolóanyagban egy olyan réteget alkalmaznak, amely réteg egy bizonyos kívánt különleges fizikai csomagolási tulajdonsággal rendelkezik. Az ebben a leírásban történő alkalmazás esetén a különleges fizikai csomagolási tulajdonság egy csomagolóanyag-rétegnek az a tulajdonsága, hogy kölcsönhatásba lép egy becsomagolt élelmiszertermékkel és/vagy bizonyos típusú válaszfalat képez a csomag belseje és külseje között. Az ilyen válaszfal meggátolhatja a nedvesség, az oxigén, a fény és hasonlók behatolását a csomagba, illetve kilépését a csomagból. Egy egyedi fizikai csomagolási tulajdonsággal rendelkező, például egy olaj bomlási termékeinek hatástalanítására alkalmas filmréteget már jelenleg is alkalmaznak a gyakorlatban, mégpedig egy csomagnak az olajbomlási termékek abszorpciójára vagy hatástalanítására szolgáló filmrétegeként. Az ilyen különleges fizikai csomagolási tulajdonságokkal rendelkező filmek részleteinek leírása megtalálható például a PCT/US 92/05514 bejelentési számú és WO 93/01049 közzétételi számú nemzetközi (PCT) szabadalmi bejelentésben. Az ily módon összeállított csomag belsejében az olajbomlási melléktermékek mennyisége jelentősen lecsökken.

A technika állásából ismert egyik előnyös aldehidabszorbeáló anyag a poli(etilén-imin). A poli(etilénimin) olyan primer és szekunder aminocsoportokat tartalmaz, amelyek igen reaktívak az aldehidekkel, például a pentanallal, a hexanallal és a heptanallal szemben, de lényegesen kevésbé reaktívak más szerves vegyületekkel, például a 2-metil-butanallal, a toluollal, a metilpirazinnal és a 4-heptanonnal szemben. A poli(etilénimin)-t az élelmiszerekkel közvetlenül vagy előnyösen közvetett úton érintkeztetve alkalmazhatjuk, s a vegyület a csomaglóanyagban történő elhelyezéskor stabil. A poli(etilén-imin) csomagolóanyagokként felhasználható laminált filmszerkezetekben primerként történő alkalmazása ismert. A 4,439,493 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban (Hein et al.) a poli(etilén-imin)-nek egy többrétegű orientált hőszigetelő filmszerkezet számára szolgáló primerként történő alkalmazását ismertetik. Ez a hivatkozás reprezentálja a poli(etilén-imin)-nek a technika állása alapján ismert csomagolóanyagként történő felhasználását. A poli(etilén-imin)-től eltérő más burkolóanyagok is biztosíthatnak különleges fizikai csomagolási tulajdonságjavító jelleget, például nedvességzárást, íz- és aromazárást, oxigénabszorpciót, ízjavítást stb. A poli(etilén-imin) mellett az ilyen burkolóanyagok példái magukban foglalják többek között a következőket: akril, poli(vinil-alkohol), ízesítőanyagok, oxigénabszorberek és a PVdC.

A technika állásából ismert megoldásokkal kapcsolatos problémák akkor jelentkeznek, amikor kísérletet teszünk az olyan csomagolóanyag kialakítására, amely egy kívánt különleges fizikai csomagolási tulajdonságú filmréteggel rendelkezik, s amely csomagolóanyaggal gyártva a késztermék viszonylag olcsó, s ugyancsak kiváló, kívánt tulajdonságokkal rendelkezik. Általában a technika állásából ismert megoldások a kívánt különleges fizikai csomagolási tulajdonságokkal rendelkező anyag rétegének egy alaprétegre, például polipropilénrétegre történő felvitele során költséges és kritikus lépéseket igényelnek, illetve a technika állásából ismert megoldások a csomagolóanyag különféle rétegeinek kialakításához a gyártósoron kívül eső (out-of-line) eljárást alkalmaznak. Ugyanakkor ezek a megoldások nem biztosítják minden esetben azt, hogy az ily módon előállított film képes legyen eleget tenni a kívánt funkciónak, illetve reális áron tudja biztosítani a kívánt fizikai jellemzőket.

Például az 5,156,904 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás soros elrendezésű eljárást is2

HU 218 561 Β mértét a poli(etilén-imin)-nek egy alapfilmre történő extrudálására, közvetlenül azt megelőzően, hogy az alapfilmet elkezdenék két, egymásra merőleges irányban nyújtani. Annak érdekében, hogy egy többrétegű terméket állítsanak elő, a két, egymásra merőleges irányban történő nyújtás után az így előállított filmet egy, a gyártósoron kívüli eljárásban egy kopolimer extrudált rétegével vagy egy polimerhez - amilyen például a „Surlin” 1703 (gyártja: I. E. DuPont DeNemours Company of Wilmington, Delaware, Amerikai Egyesült Államok) kötött extrudált réteggel vonják be. Azonban a gyártósoron kívüli további eljárási lépések igen költségesek. Ugyanakkor abban az esetben, ha a film nyújtása még azt megelőzően megtörténik, hogy a kopolimer vagy a polimer (például „Surlin®”) extrudált rétege felvitelre kerülne, a kopolimer vagy a polimer (például „Surlin®”) extrudált rétege gyakran vastagabb a szükségesnél. Például a fentiekben már hivatkozott PCT/US 92/05514 bejelentési számú és WO 93/01049 közzétételi számú nemzetközi (PCT) szabadalmi bejelentésben ismertetett élelmiszercsomagokban a tömítőszer a poli(etilén-imin)-t vonja be annak érdekében, hogy a poli(etilén-imin)-t elválassza az élelmiszerterméktől, ugyanakkor lehetővé tegye, hogy a poli(etilén-imin) kifejthesse a hatástalanító aktivitását. A tömítőszer nagyobb vastagsága nem előnyös, mivel az illékony anyagok távolabb vannak a poli(etilén-imin)-től.

A találmány szerinti megoldás a kívánt különleges fizikai csomagolási tulajdonságok eléréséhez egy filmelőállítási eljárást egy extrúziós bevonással gazdaságosan kombinált, azaz „soros elrendezésű” eljárást valósít meg. A találmány szerinti eljárás során a bevonási műveletben egy, a kívánt különleges fizikai csomagolási tulajdonságokkal rendelkező filmréteggel egy alapfilmet vonunk be, mégpedig az alapfilm gyártási irányú nyújtása (machine direction orientation; MDO) után és az oldalirányú feszítő nyújtás előtt. Az MDO-nyújtott film bevont felületére extrúziós úton egy szigetelőanyagot is felviszünk. A szigetelőanyag például a következő típusú poliolefin szigetelőanyagok valamelyike lehet: E-P (etilén-propilén) kopolimerek, terpolimerek és ionomerek. A film teljes nyújtása érdekében az előbbi lépésben nyert többrétegű anyagot oldalirányú feszítési műveletnek vetjük alá. A találmány szerinti eljárásban a kívánt tulajdonsággal rendelkező filmréteg anélkül alkalmazható, hogy a filmet a szokásos extrúziós eljárással együtt járó hőhatásnak ki kellene tenni. A teljes szerkezet kialakítására szolgáló bevonóhely, szárító- és a szigetelőanyaggal végzett extrúziós bevonási művelet beépül egy sorosan végzett lépéseket tartalmazó szokásos polipropilénfilm-gyártási sorba.

Az eljárás adaptálható olyan, különleges filmtermékek előállítására is, amelyekben az alapfilm anyagát a két oldalán eltérően vonjuk be egy különleges fizikai csomagolási tulajdonsággal rendelkező filmréteggel. Az ilyen különleges filmtermékek világszerte különösen nagy jelentőséggel bírnak, mivel az élelmiszercsomagok nitrogénes átöblítése nem minden országban oldható meg gond nélkül. A találmány szerinti különleges eljárással előállított film még abban az esetben is javítja a termékminőséget, ha nincs lehetőség az élelmiszertermék csomagjának nitrogénnel történő átöblítésére.

Az előbbiekből következően a találmány tárgya eljárás olyan összetett csomagolóanyagok kialakítására, amelyek meghosszabbítják az olajtartalmú élelmiszerek megengedett tárolási idejét.

A találmány tárgya továbbá egy különleges fizikai csomagolási tulajdonsággal rendelkező filmréteg felvitele és egy szigetelőrétegnek az erre történő felvitele a gyártási irányú nyújtás után és a film oldalirányú nyújtási művelete előtt.

A találmány tárgya továbbá az alapfilmen kialakított poli(etilén-imin) rétegen a film teljes nyújtásához szükséges oldalirányú nyújtási művelet előtt extrúziós úton felvitt szigetelőanyag biztosítása.

A találmány tárgyát képezi a poli(etilén-imin)-nek egy nem szigetelő filmre egy olyan, soros elrendezésű eljárásban történő felvitele is, amelynek során a poli(etilén-imin)-t nem kell kitenni a szokásos extrudálási eljárással együtt járó hőhatásnak.

Különleges filmtermékek előállítása céljából a találmány tárgyát képezi még egy eljárás is, mely a nem szigetelő film két oldalának egymástól eltérő bevonására szolgál.

Ugyancsak a találmány tárgyához tartozik egy eljárás olyan, flexibilis polimer csomagolóanyagú, megnövelt megengedett tárolási idejű termék kialakítására, mely flexibilis polimer más anyagokhoz laminálható; a más anyagok magukban foglalják a nedvességzáró és oxigénzáró anyagokat.

Egy előnyös megoldás értelmében a találmány szerinti, soros elrendezésű eljárás egy olyan csomagolóanyagot biztosít, amely magában foglal egy, az olajbomlási melléktermékekkel reagálni képes és azokat rögzítő kompozíciót - amely kompozícióra a továbbiakban mint „az illékony vegyületeket hatástalanító anyag”-ra (volatile scavenger matériái; VSM) hivatkozunk -, és a kompozíció egy soros eljárásban kialakított, olajtartalmú élelmiszer-csomagoló anyagba úgy épül be, hogy amikor az anyagot élelmiszer csomagolására alkalmazzuk, az olajbomlási melléktermékekre az illékony vegyületeket hatástalanító anyag hat. Az olaj bomlási melléktermékei túlnyomórészt aldehidek. Az egyik aldehid, nevezetesen a hexanal az olajtartalmú élelmiszertermék felhasználhatóságának relatív indikátora, mivel a hexanal a linolénsav oxidációjának egyik mellékterméke. A termék öregedésekor a terméket tartalmazó lezárt csomagban fejlődő hexanal mennyisége folyamatosan növekszik.

A leírásban alkalmazott „olajtartalmú élelmiszertermék” kifejezés alatt a továbbiakban olyan sült burgonyaszeleteket értünk, amelyek körülbelül 30 tömeg%os olajtartalommal rendelkeznek; megjegyzendő, hogy a találmány szerinti megoldás bármely olyan olajtartalmú élelmiszertermék esetében hasonlóképpen alkalmazható, amelyet hosszabb ideig környezeti körülmények között tárolnak. A találmány szerinti megoldás alkalmas más, olajtartalmú élelmiszertermékek közé tartozó - egyebek mellett - például az alacsony nedvességtartalmú sózott gyorsélelmiszerek, amilyenek a szárított,

HU 218 561 Β ropogós, fűszerezett kukoricafalatkák, szárított, ropogós tortillafalatkák, kukoricaalapú extrudált falatkák, sósperec, sósrúd, pattogatott kukorica, vagy pékáruk, amilyenek az aprósütemények, teasütemények, valamint a kekszek, sós kekszek, olajtartalmú fűszerezett termékek, zsírtartalmú cukrászati termékek, tejtermékek, főzőolajok, gabonapehely, kukoricapehely stb. csomagolására.

A megengedett eltarthatósági idő meghosszabbítása érdekében a találmány szerinti megoldás során bármely olyan kompozíció felhasználható, amely alkalmas az előzőekben meghatározott aldehidek megfelelő mennyiségének a megkötésére (abszorpciójára), illetve amely alkalmas arra, hogy az élelmiszerrel közvetlen vagy közvetett módon érintkezzen. Az aldehidmegkötő kompozíciók kiválasztása során figyelemmel kell lenni arra, hogy a kompozíció elsősorban és szelektíven az aldehideket kösse meg. Az élelmiszer élvezeti értékének növelésére a lezárt csomag belsejében az élelmiszerhez társuló aromát és illatot biztosító egyéb szerves vegyületek is jelen vannak. Az ilyen jellegű szerves vegyületek példái közé tartoznak a pirazinok. A kívánt szerves vegyületeket is jelentős mennyiségben megkötő aldehidabszorbeáló kompozíciók ugyan meghosszabbítják a megengedett tárolási időt, ugyanakkor azonban íztelen, szagtalan élelmiszerterméket eredményeznek. Az aldehidmegkötő kompozíciók kiválasztása során még arra is tekintettel kell lenni, hogy az egyes aldehidek esetén milyen szelektivitással rendelkezik az adott kompozíció.

Az aldehidek jelentős mennyiségének megkötésére szolgáló ismert kompozíciókat a primer és/vagy szekunder aminocsoportokkal rendelkező vegyületek és az erős szervetlen bázisok közül választhatjuk ki. Az aldehidmegkötő kompozíciókat előnyösen a primer amint nagy mennyiségben tartalmazó polimerek csoportjából vagy az erős szervetlen bázisok közül választjuk ki. Az aldehidmegkötő kompozíciókat legelőnyösebben a következő anyagok csoportjából választjuk ki: poli(etilén-imin), etilén-diamin-tartalmú polimerek, diizopropanol-amin, nátrium-hidroxid, valamint kalcium-hidroxid. A kompozíció egyrészt lehet olyan típusú, amely a csomag belsejében közvetlenül érintkezhet az élelmiszertermékkel, másrészt lehet olyan típusú, amely csak közvetett úton érintkezhet az élelmiszerrel. Az utóbbi esetben az aldehidmegkötó anyagot és az élelmiszert egymástól egy olyan funkcionális válaszfal különíti el, amely meggátolja az élelmiszer és az aldehidmegkötő anyag közvetlen érintkezését, amelyen keresztül azonban az aldehidek képesek eljutni az aldehidmegkötő kompozícióhoz, s ott érintkezésbe kerülni azzal. Az első típus esetén az élelmiszertermékkel és a képződött aldehid melléktermékekkel történő közvetlen érintkezés céljából az aldehidmegkötő kompozíciót egy sorosan végzett eljárással előállított csomagolóanyag belső rétegeként helyezhetjük el. A második típus esetén az élelmiszertermékkel történő indirekt érintkezés érdekében az aldehidmegkötő kompozíciót egy sorosan végzett eljárással előállított csomagolóanyag belsejében (azaz anyagában) különálló, diszkrét rétegként vagy vékony filmként helyezhetjük el. Az utóbbi kiviteli forma abban az esetben funkcionál a találmány szerinti megoldásnak megfelelően, ha a képződött aldehidek képesek áthatolni a közbeeső rétegeken, annak érdekében, hogy érintkezésbe kerüljenek az aldehidmegkötő kompozícióval.

Az aldehidmegkötó kompozíciót hatékony mennyiségben kell alkalmazni. A hatékony mennyiség ebben az esetben azt jelenti, hogy az aldehidmegkötő kompozíció elegendő mennyiségben van jelen ahhoz, hogy képes legyen az olaj bomlása által létrehozott aldehideket olyan sebességgel és olyan mennyiségekben megkötni (abszorbeálni), hogy az élelmiszertermék tervezett megengedett tárolási ideje alatt a lezárt csomag belsejében a hexanalkoncentráció ne haladja meg az állott íz kialakulását indikáló szintet. A hatékony mennyiség értéke egyebek mellett függ a kiválasztott aldehidmegkötő kompozíció reaktivitásától, az élelmiszertermékben alkalmazott olaj bomlási tulajdonságaitól, valamint az aldehideknek az aldehidmegkötő kompozícióhoz történő vándorlási (migrációs) sebességétől (ebben az esetben figyelembe véve azokat a közbeeső anyagokat is, amelyek egy adott esetben jelen lehetnek).

A találmány tárgyát képezi még egy többrétegű csomagolófilm folyamatos, sorosan végzett előállítási eljárása, amely a következő lépéseket foglalja magában: egy, a csomagolófilm hordozására szolgáló alapréteget extrudálunk, az alapréteget hosszirányban, a gyártás irányában nyújtjuk, az extrudált, nyújtott réteg egyik oldalát egy olyan, folyadék formában lévő filmréteggel vonjuk be, amely filmréteg különleges fizikai csomagolási (például illékony vegyületeket hatástalanító, VSM) tulajdonságot biztosít, a felvitt filmréteget szárítjuk, a szárított filmrétegbevonatra egy szigetelőréteget extrudálunk, majd a film teljes nyújtásának érdekében a szigetelőbevonatos szárított csomagolófilmet oldalirányú nyújtási eljárásnak vetjük alá.

Az ábrák rövid ismertetése

Az 1. ábra a találmány szerinti, egyidejű - soros elrendezésű - eljárással kialakított alapfilm keresztmetszetét mutatja be.

A 2. ábra a találmány szerinti új eljárással előállított film keresztmetszetét mutatja be, amelyben az 1. ábrán bemutatott filmet egy kötőréteggel egészítettük ki.

A 3. ábra egy keresztmetszet, amely azt illusztrálja, hogy hogyan lehet egy nyomóréteget és egy ragasztószert a találmány szerinti, új eljárással előállított filmhez rögzíteni.

A 4. ábra egy, a találmány szerinti eljárással előállítható alternatív film keresztmetszete, amely film magában foglal egy olyan, különleges fizikai csomagolási tulajdonságokkal rendelkező második filmréteget is, amely második filmréteget az

1. ábrán bemutatott film másik oldalán lehet kialakítani.

Az 5. ábra a találmány szerinti, új eljárás vázlatos bemutatása.

HU 218 561 Β

A 6. ábra egy folyamatábra, amely a találmány szerinti, új eljárás lépéseit mutatja be.

Az ábrák részletes ismertetése

Az 1. ábra egy, a találmány szerinti, új eljárási lépéseknek megfelelően előállított csomagolófilm szerkezetének keresztmetszete. A bemutatott 10 csomagolófilm szerkezete magában foglal egy különleges fizikai csomagolási tulajdonságokkal rendelkező 14 filmréteget; csak példaként említjük meg, hogy a 14 filmréteg egy aldehidmegkötő anyagot, például poli(etilén-imin)-t tartalmazhat, mégpedig olyan mennyiségben és olyan elhelyezéssel, hogy az anyag képes hatékonyan eltávolítani a 10 csomagolófilmmel becsomagolt élelmiszertermékben lezajló olajdegradációból származó aldehid melléktermékeket. Az egyszerűség érdekében a különleges fizikai csomagolási tulajdonsággal rendelkező filmréteg a továbbiakban mint PEI kerül említésre. Ugyanakkor fel kell hívnunk a figyelmet arra, hogy bármely olyan anyag alkalmazható, amely különleges fizikai csomagolási tulajdonsággal rendelkezik, és a filmextrudálási módszerekkel kompatibilis.

A 10 csomagolófilm szerkezete tartalmaz egy olyan, 0,0152 mm és 0,0177 mm vastagságú, biaxiálisan orientált polipropilén 12 külső réteget, amely a szerkezetnek megfelelő szilárdsági és nedvességzáró tulajdonságokat biztosít.

Amennyiben szükséges, az 1. ábrán látható polipropilén 12 külső réteg alsó felülete - kívánt esetben egy, az ábrán 15 vastagított vonalnak megfelelően kellősített lehet, annak érdekében, hogy hajlamosabb legyen a 14 PEI-hez, mint illékony vegyületeket hatástalanító anyaghoz (VSM) történő kötődésre. A felület kezelését bármely ismert módszerrel elvégezhetjük, például a következő filmréteg jobb csatlakozását eredményező felületi oxidálás céljából koronakisülés alkalmazásával. A 14 poli(etilén-imin)-réteget ezt követően az 1. ábrán bemutatott 12 alapréteg hátoldalán alakítjuk ki. A PEI-bevonási eljárás során egy olyan tartályt alkalmazhatunk, amely a PEI vizes oldatát és egy olyan (az ábrákon fel nem tüntetett) folyamatosan mozgó hengert tartalmaz, amely henger - miközben forog - a PEI-t felveszi külső felületének a pórusaiba és amelyen keresztül a PEI feljut a polipropilén 12 alapréteg felületére. A 14 PEI rétegét ezt követően elhelyezzük a polipropilén 12 alaprétegen. Az eljárás ezen fázisában a film hőmérséklete viszonylag alacsony és a PEI illékony vegyületeket hatástalanító (VSM) tulajdonságait nem befolyásolják hátrányosan az alapréteg extrudálásának korábbi lépéseivel együtt járó magas hőmérsékleti hatások. A PEI-vel bevont filmet keresztülvezetjük egy szárítón, ahol a PEI-t jól ismert módszereknek megfelelően működő standard szárítókemencében szárítjuk. Az eljárás ezen fázisában a film hőmérséklete viszonylag alacsony, és ezért a PEI illékony vegyületeket hatástalanító (VSM) tulajdonságait a hőkezelés nem befolyásolja hátrányosan. A PEI-vel bevont alapréteget ezt követően egy szigetelőanyag-extruderhez juttatjuk, ahol az 1. ábrán látható 16 szigetelőréteg kialakítása céljából a 14 PEI rétegre egy szigetelőanyagot - amilyen például a „Surlin®” 1652SR(gyártja: I. E. DuPont DeNemours

Company of Wilmington, Delaware, Amerikai Egyesült Államok) extrudálunk. A többrétegű 10 csomagolófilm szerkezetet ezt követően egy feszítőkerethez csatlakoztatjuk, ahol a filmet a film mozgási irányára merőleges irányban nyújtjuk. Mivel az extruderből kilépő polipropilén 12 alapréteget hosszirányban nyújtottuk (gyártási irányú nyújtás), a feszítőkeretet elhagyó, s ott oldalirányban nyújtott film kétirányban nyújtott filmmé válik. A oldalirányú nyújtás egyidejűleg „vékonyítja” a szigetelőanyagot. Ez egyrészt csökkenti a szerkezetben szükségszerűen alkalmazandó szigetelőanyag mennyiségét, másrészt azt a távolságot is csökkenti, amelyet egy illékony komponensnek meg kell tennie ahhoz, hogy érintkezésbe kerüljön az illékony vegyületeket hatástalanító anyag rétegével. Jellegzetesen az oldalirányú nyújtási lépés 0,2-0,1-szeresre csökkenti a rétegvastagságot. Az 1. ábrán A betűvel azonosított aldehidek, amilyen például a pentanal, a hexanal és a heptanal, az olajtartalmú élelmiszer, például sült burgonyaszeletek lezárt csomagján belül képződnek. Amint azt az 1. ábrán a nyilak jelzik, az aldehidek képesek keresztülhatolni a 16 szigetelőrétegen. Amikor az aldehid érintkezésbe kerül az aldehidmegkötő kompozíció vékony 14 filmrétegén lévő aktív primer vagy szekunder aminnal, az aldehid megkötődik, és ezáltal egyrészt nem rövidíti meg a csomagolt termék megengedett tárolási idejét, másrészt nem halmozódik fel a lezárt csomagban, ami a csomag kinyitásakor kellemetlen ízt vagy szagot okozna.

A 2. ábra a találmány szerinti, új eljárással előállított és az 1. ábrán bemutatott filmet ábrázolja, azzal a különbséggel, hogy ebben az esetben a film egy további 18 kötőréteggel is rendelkezik. Amennyiben egy fém filmréteg hozzáadása érdekében szükség van a 18 kötőrétegre, akkor ennek extrudálását a polipropilénréteg extrudálásával egyidejűleg hajtjuk végre. A kötőréteget E-P kopolimerből vagy más, ehhez hasonló anyagból alakíthatjuk ki, s a kötőréteg vastagsága a 0,01 milliméter és 0,1 milliméter közötti tartományban van.

A 3. ábra a találmány szerinti, új eljárással kialakított, új 10 csomagolófilm keresztmetszetét mutatja be; ez a szerkezet egy olyan, további csatlakozó 19 filmréteggel rendelkezik, amely magában foglal egy polipropilén 21 nyomóréteget és egy polietilén 23 ragasztóréteget. A 21 nyomóréteg és a 23 ragasztóréteg jól ismert a szakterületen, ezért ezen a helyen ezeket nem tárgyaljuk teljes részletességgel. A 18 kötőréteg ebben az esetben a 19 filmrétegnek a 10 csomagolófilmhez való jó illeszkedését van hivatva elősegíteni.

A 4. ábra az új, soros lépéseket tartalmazó eljárással előállítható film szerkezetének egy alternatív megoldását mutatja, a keresztmetszet segítségével. Az új 22 film magában foglalja az 1. ábrán bemutatott 10 csomagolófilm kialakításához szükséges polipropilén 12 alapréteget, a különleges fizikai csomagolási tulajdonsággal rendelkező, például poli(etilén-imin) első 14 filmréteget, valamint a 16 szigetelőréteget, s ezenkívül magában foglal egy, a 18 kötőréteghez kapcsolódó, különleges fizikai csomagolási tulajdonsággal rendelkező második 24 filmréteget is. A második 24 filmréteg lehet például

HU 218 561 Β egy poli(vinil-alkohol) (PVOH) réteg; a poli(vinil-alkohol) közismerten jó oxigénszigetelő tulajdonságokkal rendelkezik. Lehet azonban akril is, amelyről viszont ismert, hogy igen jól elzárja a szaganyagokat, s így jobb illathatású terméket eredményez. A második 24 filmréteg lehet egy „Sárán” réteg is, amely pedig kiváló oxigén- és nedvességzáró tulajdonságú. A második 24 filmrétegként további anyagok is alkalmazhatók, például oxigénabszorberek és ízesítőanyagok. A második 24 filmréteget hasonlóan állítjuk elő, mint ahogyan az első 14 filmréteget, amelynek során a kívánt tulajdonságú 24 második filmréteget soros elrendezésben alkalmazzuk, anélkül, hogy a normál extrudálási eljárás hőhatásainak kitennénk az anyagot. A 4. ábrán bemutatott szerkezet kialakítása érdekében a második 24 filmréteghez hozzáadjuk a polipropilén 21 nyomórétegből és a 23 ragasztórétegből álló 19 filmréteget.

Az 5. és a 6. ábra a találmány szerinti, új eljárást mutatja be. Amint az az 5. ábrán és a 6. ábra 60 lépésében látható, a 32 extruder a 34 szerszámnyíláson keresztül extrudálja a 62 alapréteget. A 64 kötőréteget ezzel egyidejűleg egy másik, hasonló extruderrel extrudálhatjuk, s ez a réteg - kívánt, illetve szükséges esetben, például egy fém filmréteg hozzáadása céljából - a 60 lépés melletti ábrának megfelelően elhelyezhető a 64 kötőrétegen. Az extrudált 62 alapréteget ezt követően a filmnek a 6. ábra szerinti 66 lépésnél jelzett hosszirányú nyújtása érdekében keresztüljuttatjuk a gyártási irányban elhelyezett 36 és 38 hengereken; a 68 hengereket a 66 lépés mellett ábrázoljuk; a kívánt MDO nyújtás biztosítása érdekében - a szakterületen jól ismert módon - az egymás utáni hengerek mindig gyorsabban forognak, mint az előző henger. Az MDO nyújtott 62 alapréteget ezt követően átjuttatjuk a 40 henger felett és a 42 helyen - szükség esetén - az egyik oldalát kezeljük, annak érdekében, hogy az oldalt vagy a felületet kellősítsük egy olyan filmréteg befogadására, amely filmréteg egy különleges fizikai csomagolási tulajdonságot biztosít, amilyen például a poli(etilén-imin) vagy egy illékony vegyületeket hatástalanító anyag. Ez a 6. ábra 70 lépésénél látható, s a mellett szerepel a 62 alapréteg egyik oldalának 72 felülete. A kezelés jól ismert a szakterületen; ennek egyik módja a felület oxidálása céljából végzett koronakisülés alkalmazása. Az oxidációs lépés úgy módosítja a felületet, hogy az nagyobb mértékben tud megkötni egy olyan anyagot, amely érintkezésbe kerül az adott felülettel. A kezelt film 62 alapréteget ezt követően az 5. ábra szerinti 44 helynél bevonjuk a különleges fizikai csomagolási tulajdonsággal rendelkező filmréteggel. Ez a 6. ábra 74 lépésénél látható, s a kapott 76 filmréteget a 74 lépés mellett ábrázoljuk. A 44 helynél alkalmazott poli(etilénimin) mennyisége olyan, hogy egy végterméken vagy szárazbevonásos alapon a poli(etilén-imin) mennyisége a 0,000009 05-0,0181 χ 1CH kg/lx 10m² tartományba essen, előnyösen 0,000 090 5 és 0,000 181 χ 10¹ kg/lx 10“¹ m² értékű legyen. A poli(etilén-imin)-nel végzett bevonást bármely ismert módszerrel végrehajthatjuk; általában azt a jól ismert eljárást alkalmazzuk, amelynek során a filmet egy olyan henger felett juttatjuk át, amelynek felületében pórusok vannak és a henger egy része forgás közben beleér egy (az ábrán nem látható) folyadék, például poli(etilén-imin) tartályába; az eljárás során a bevonat vastagságát a pórusok mérete és a forgási sebesség határozza meg. Ez egy szokásos bevonási eljárás, ezért ezen a helyen nem tárgyaljuk külön részletességgel.

Amint az az 5. ábrán látható, a bevont filmet ezt követően egy szokásos 46 szárítókemencéhez juttatjuk, ahol a poli(etilén-imin)-t megszárítjuk. A 6. ábrán ezt a 78 lépés illusztrálja, ahol a 78 lépés melletti ábra bemutatja a 80 hevítés alkalmazását a 76 filmrétegen. A megszárított filmet ezt követően egy 50 szerszámnyílással ellátott szokásos 48 extruderhez csatlakoztatjuk; ily módon egy szigetelőanyaggal vonjuk be a poli(etilénimin)-t. A szigetelőanyag bármilyen típusú lehet, így például lehet a fentiekben már tárgyalt „Surlin®” egyik típusa. Ez a lépés a 6. ábrán a 82 lépésként szerepel, mellette pedig az ábrán látható a 82 szigetelőréteg.

A szigetelőanyaggal bevont filmet ezt követően az 52 feszítőkerethez továbbítjuk, ami egy jellegzetes, a technika állásából ismert berendezés; a berendezés tulajdonképpen egy 93 °C és 149 °C közötti hőmérsékletű kemence formájában van, ahol a két irányban nyújtott film kialakítása érdekében a filmet a nyújtás irányára merőlegesen nyújtunk. Ez a lépés a 6. ábrán 86 lépésként van feltüntetve, és a nyújtást a 86 lépés melletti 88 számú illusztráció mutatja be. Ezzel az eljárással a szigetelőanyag vastagsága a merőleges nyújtás után hozzávetőleg 0,001 milliméter és 0,0025 milliméter közötti értékű; összehasonlításképpen megadjuk a technika állása szerinti, nem soros elrendezésű eljárásban előállított termék esetén szükséges szigetelőanyagvastagságot, ami 0,005 milliméter és 0,0125 milliméter közötti értékű.

Végül az alapréteg kötőréteges oldalát adott esetben az 54 helyen egy koronakisüléssel ismét kezelhetjük annak érdekében, hogy a felületet előkészítsük valamilyen további film csatlakozásához. A 6. ábrán ezt a lépést a 90 számú lépés jelzi, mellette pedig az ábrán a 92 szám mutatja a kezelt felületet.

Az 5. ábra a találmány szerinti eljárás egy alternatív megoldását is bemutatja, amelyben a 46 szárítókemencében végzett szárítás után és a 48 szigetelőanyag-extrudáló hely előtt egy további helyet képezünk ki egy második különleges fizikai csomagolási tulajdonságot biztosító második filmrétegnek a 62 alapfilm ellentétes oldalán történő felvitelére. Ez a bevonat lehet egy poli(etilén-imin)-nel alkotott kombináció, illetve lehet a bevonóanyagok megfelelő más kombinációja. Oxigén elzárására a film lehet poli(vinil-alkohol), az oxigén és az ízanyagok elzárására lehet akril, az oxigén és a nedvesség elzárására lehet „Sárán”, illetve valamilyen más olyan anyag, ami egy különleges fizikai csomagolási tulajdonsággal rendelkezik. Amint azt a szaggatott vonal jelzi, azt követően, hogy a film elhagyja a 46 szárítókemencét, egy 55 henger felett továbbhalad egy 56 helyhez, ahol ismert módon, annak megfelelően, ahogyan azt előzőleg már ismertettük, a film ellentétes oldalára felvisszük a második filmréteget. Ezt azután egy másik 58 kemencében szárítjuk és ezt követően a 48 extruder6

HU 218 561 Β hez csatlakoztatjuk, ahol az előzőekben ismertetetteknek megfelelően elvégezzük a szigetelőanyag hozzáadását.

Példa

A találmány szerinti filmgyártást egy egy- vagy többrétegű poliolefinlap 149 °C és 316 °C közötti hőmérsékleten végzett extrudálásával kezdjük. Egy vagy több extrudert alkalmazhatunk a lap előállítására, amely lapnak a vastagsága a végső filmvastagság 40-60-szorosa lehet. A lapot egy hűtött hengeren lehűtjük, visszamelegítjük és a gyártási irányban nyújtjuk egy olyan melegített hengersorozaton, amelynek minden egyes tagja gyorsabban mozog, mint az előző henger. A gyártási irányban nyújtott (MDO) filmet kezeljük és egy szokásos vésett bevonóhenger alkalmazásával a megfelelő bevonattal, például poli(etilén-imin)-nel bevonjuk. A bevont filmet ezt követően szárítókemencében 93 °C és 149 °C közötti hőmérsékleten - vagy olyan hőmérsékleten, amely elegendő ahhoz, hogy a vizes bevonatban lévő vizet teljes egészében vagy legnagyobbrészt eltávolítsa szárítjuk. A szárítóban a tartózkodási idő általában egy percnél rövidebb, szokásosan néhány másodperc. A filmet ezt követően - amennyiben szükséges - a bevonandó oldalon koronakisüléssel kezeljük, majd ismert extrúziós bevonóberendezéssel a gyártási soron belül extrúziós úton bevonjuk. Az extrudált bevonat egy olyan, valamely poliolefinváltozatból álló szigetelőanyag, amely kompatibilis az alapfilmmel és az alapfilmnyújtási eljárás körülményei között függőleges irányban nyújtott (TDO). Az eljárásban alkalmazott szigetelőanyag lehetővé teszi a termékcsomagban lévő termék vagy a termék bomlási melléktermékei és a bevonóközeg közötti optimális kölcsönhatást. Az eljárás során nyert szigetelőanyag-réteg sokkal vékonyabb - jellegzetesen 0,001 milliméter és 0,0025 milliméter közötti értékű -, mint a filmkonverzió során egy gyártási soron kívüli extrúziós bevonási eljárással előállítható szigetelőanyag-rétegek, amelyek mérete jellegzetesen 0,005 milliméter és 0,025 milliméter közötti értékű. Ebből következően az utóbbi eljárás lényegesen költségesebb, mint a gyártási soron belül alkalmazott szigetelőanyag felviteli eljárása.

A találmány szerinti eljárással előállított, poli(etilén-imin)-nel bevont és ezen egy szigetelőanyaggal rendelkező film lényegesen jobban hatástalanítja az aldehideket, mint egy bevonat nélküli film. A legutóbbi vizsgálatok szerint a bevont film a hexanal 91%-át képes megkötni, míg a bevonat nélküli film esetében ez az érték csak 6%. A találmány szerinti eljárással előállított, vékony szigetelőanyag-réteggel rendelkező film lehetővé teszi, hogy az interaktív vagy elválasztó bevonatok minimális tömege is hatékony működést biztosítson.

Az előbbiekben egy új eljárást ismertettünk olyan összetett csomagolóanyagok kialakítására, amelyek meghosszabbítják az olajtartalmú élelmiszerek megengedett tárolási idejét. A kívánt tulajdonságok elérése érdekében egy ismert filmgyártási eljárást egy extrúziós bevonással kombinálunk. A gyártási irányú nyújtás és a kétirányú nyújtást biztosító oldalirányú nyújtási művelet előtt a bevonási művelet során egy nem szigetelő filmre egy egyedi fizikai csomagolási tulajdonsággal rendelkező anyagot [például poli(etilén-imin)-t] viszünk fel. Az egyedi fizikai csomagolási tulajdonságot biztosító filmréteggel végzett bevonás és annak szárítása után az anyagot egy olyan extruderhez csatlakoztatjuk, amelyben extrúziós bevonással egy szigetelőanyagot viszünk fel a különleges fizikai csomagolási tulajdonsággal rendelkező anyag felületére, s így egy részlegesen nyújtott filmet alakítunk ki. A teljesen nyújtott film előállítása érdekében a filmet ezt követően egy oldalirányú nyújtási műveletnek vetjük alá. A találmány szerinti, új eljárás során tehát az egyedi fizikai csomagolási tulajdonsággal rendelkező anyagot a soros elrendezésű gyártási folyamaton belül alkalmazhatjuk anélkül, hogy az anyagot kitennénk a normál extrudálási eljárásokkal együtt járó hőhatásoknak. Ezen túlmenően az új eljárás olyan végső filmvastagságot biztosít, amely lényegesen kisebb, mint a hagyományos, gyártási soron kívül végzett eljárással előállítható film vastagság. Ennek az a magyarázata, hogy az új eljárás során a szigetelőanyag-réteget az oldalirányú nyújtási lépés előtt visszük fel, s így a függőleges nyújtás után lényegesen lecsökken a szigetelőanyag-réteg vastagsága. A technika állása szerinti megoldások során a szigetelőanyagot az oldalirányú nyújtási lépés után viszik fel, minek következtében a szigetelőanyag-réteg vastagsága nem változik. Ily módon az új eljárással előállított filmben vékonyabbak azok az elválasztófalak, amelyeken az aldehideknek át kell hatolniuk, miáltal az illékony vegyületeket hatástalanító anyag, például a poli(etilénimin) jobban tudja hatástalanítani az illékony anyagokat, s így a tennék hosszabb megengedett tárolási idővel rendelkezik. Az új eljárás megvalósítására szolgáló ismert polipropilén folytonosfilm-gyártási sor magában foglal egy bevonóhelyet, egy szárítót, egy extrúziós bevonási műveletet és egy oldalirányú nyújtási műveletet a teljes filmszerkezet kialakításához.

Az eljárás adaptálható olyan egyedi filmtermékek előállítására is, amelyekben az alapfilm anyagát a két oldalán eltérően vonjuk be egy különleges fizikai csomagolási tulajdonsággal rendelkező filmréteggel.

A találmányt az előzőekben egy előnyös megoldáson keresztül ismertettük. Ez azonban nem korlátozza a találmány oltalmi körét az ismertetett konkrét formára, sőt a találmány magában foglalja az összes olyan alternatívát és ekvivalens megoldást is, amely a találmány lényegét meghatározó, illetve a mellékelt szabadalmi igénypontok által meghatározott körön belül vannak.

Claims (12)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Eljárás bomló és nem kívánt bomlástermékeket fejlesztő terméket tartalmazó csomagok kialakítására szolgáló többrétegű összetett csomagolóanyag folyamatos, soros előállítására, melynek során egy alapréteget extrudálunk, hosszirányban nyújtjuk, további réteget hordunk fel rá, szigetelőréteget hordunk fel, és oldalirányban nyújtjuk, azzal jellemezve, hogy

   HU 218 561 Β az extrudált, nyújtott alapréteg (12) egyik oldalát bevonjuk egy folyadékformában lévő, a termék bomlása által okozott nem kívánt bomlástermékek káros hatását csökkentő, különleges fizikai csomagolási tulajdonságot biztosító filmréteggel (14);

   a felvitt filmréteget (14) szárítjuk;

   a megszárított filmrétegbevonatra (14) egy szigetelőanyag bevonóréteget (16) extrudálunk; és a csomagolófilm teljes nyújtásának elérésére a szigetelőanyaggal bevont, szárított csomagolófilmet (10) oldalirányban nyújtjuk, egyidejűleg a bevonóréteg vastagságát csökkentjük, így növeljük a bomlástermékekre vonatkozó permeabilitást.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy alaprétegként (12) polipropilént extrudálunk.
3. 3. A 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az alapréteggel (12) együtt egy kötőréteget (18) is extrudálunk, és a kötőréteget (18) az alapréteg (12) másik oldalához ragasztjuk; és az alapréteg (12) egyik oldalát a bevonó filmréteg befogadására és rögzítésére kellósítjük.
4. 4. A 3. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az alapréteg (12) egyik oldalának egy első különleges fizikai csomagolási tulajdonságot biztosító filmréteggel történő bevonási lépése során a gyártás irányában nyújtott alaprétegen (12) poli(etilén-imin) - PEI (14) bevonatot képezünk, egy olajbomlásitermék-hatástalanító kialakítására, amikor a csomagolófilmet (10) olajtartalmú termékek számára szolgáló csomaggá alakítjuk.
5. 5. A 3. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az alapréteg (12) egyik oldalának egy első különleges fizikai csomagolási tulajdonságot biztosító PEI (14) filmrétegén egy második filmréteget (24) alakítunk ki, mely poli(vinil-alkohol)-t - PVOH-t - tartalmaz oxigénzáró anyagként.
6. 6. A 3. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az alapréteg (12) egyik oldalának egy első különleges fizikai csomagolási tulajdonságot biztosító PEI (14) filmrétegén egy második filmréteget (24) alakítunk ki, mely akrilt tartalmaz, szagzáró anyagként és ízjavító anyagként.
7. 7. A 3. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az alapréteg (12) egyik oldalának egy első különleges fizikai csomagolási tulajdonságot biztosító PEI (14) filmrétegén egy második filmréteget (24) alakítunk ki, mely oxigénzáró és nedvességzáró anyagot tartalmaz.
8. 8. A 3. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a bevonófilm jobb hozzátapadására szolgáló módosított felület létrehozására a kötőréteg (18) kezelését egy, a kötőfelület véletlenszerű oxidációját okozó, koronakisülés alkalmazásával végzett lépést magában foglalóan végezzük.
9. 9. A 4. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a poli(etilén-imin)-nel (14) a bevonási lépést 0,000 009 05-0,001 81 χ 10-¹ kg/1 χ 10-¹ m² tartományba eső, előnyösen 0,000 090 5 és 0,000 181 xlO* kg/1 χ 10~¹ m² tartományba eső koncentráció mellett végezzük.
10. 10. A 9. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a poli(etilén-imin)-nel (14) a bevonási lépést 0,000 009 05-0,001 81x10' kg/lxl0-> m² tartományba eső, előnyösen 0,000 090 5 és 0,000 181x10kg/1 χ 10~' m² tartományba eső koncentráció mellett végezzük.
11. 11. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szigetelőanyag-rétegnek (16) a megszárított filmrétegbevonatra (14) történő extrudálási lépését úgy végezzük, hogy az oldalirányú nyújtást követően a vastagságot 0,001 milliméter és 0,0025 milliméter közöttire alakítjuk.
12. 12. A 4. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy miután az alapréteg (12) egyik oldalán lévő bevonatot megszárítjuk, az alapréteg (12) másik oldalát egy második különleges fizikai csomagolási tulajdonságot biztosító másik filmréteggel vonjuk be; és a bevont alapréteget (12) a másik oldalán megszárítjuk, a szigetelőanyagnak (16) az alaprétegre (12) extrudálása előtt.