NO854704L - Matvarehylster med hoey vaatstyrke, samt fremgangsmaate for fremstilling av et slikt. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører matvare-emballasje, og

mer spesielt ikke-spiselige hylstre for kjøtt- og pølseproduk-ter. De er dannet av en fiberformet forsterkning som er impregnert med en sammenhengende tverrbundet matrise av et amyloseholdig materiale for å tilveiebringe en emballasje av kompositt-

type som erkarakterisert vedhøy våtstyrke og med liten eller i virkeligheten ingen aldrings-sprøhet, og de er derfor spesielt nyttige for ifylling av kjøttprodukter av stor størrelse, så som braunschweiger, bologna, salami, skinke og lignende.

Amylosepolymerer har hittil vært anvendt for emballering av matvarer. Anvendelse av smylose i matvarehylstere har imidlertid vært begrenset til ikke-forsterkede spiselige typer med svært lav våtstyrke, for eksempel slike som er anvendt ved pakking av ferske sammenkjedete pølser hvor mørhet for filmen ansees som en ønskelig egenskap for å gi en passende avbitning av hylstret som blir for-døyd sammen med kjøttproduktet. Mange av disse skjøre, spiselige hylstere av amylosetype er forhåndsstukket eller perforert med hull for å tilveiebringe utgang for fett og oljer fra kjøttet når det blir tilberedt av forbrukeren. Et slikt eksempel er beskrevet i US-patentskrift nr. 4 226 264 hvor det blir gitt høy elastisi-tet til spiselige pølsehylstre med et spiralformet mønster av tverrbundne amyloseenheter som gir sikkerhet for at kjøttprodukte-ne blir inneholdet av tett-trukne hylstre'endog ved krymping av kjøttet som et resultat av tilberedningsprosessen. Til tross for deres fordelaktige egenskaper har imidlertid tidligere kjente uforsterkede amylosehylstre, f.eks. de fra US-patentskrift nr. 4 226 264, våtstyrker som typisk er bestandige mot bruddkrefter godt under 70 kg/cm 2, og som derfor mangler den styrke og seighet som er nødvendig for ifylling av store, tunge kjøttprodukter så som skinker, bolognaer etc.

Andre fordøyelige stivelse- og amylose-hylstre er beskrevet i US-patentskrift nr. 2 729 565 hvor frankfurtere blir fremstilt i hylstre dannet av i alt vesentlig ren amylose, eller alternativt en hovedmengde av amylose og en mindre mengde amylopektin. Selv om det i US-patentskrift nr. 2 729 565 antydes molekyl-orientering av filmen for å oppnå øket styrke, så mangler ikke desto mindre hylstrene den nødvendige våtstyrke og seighet for ifylling av store kjøttprodukter. Foreliggende oppfinnelse ved-rører følgelig ny, forsterket matvare-emballasje av amylose og stivelse med høyt amyloseinnhold, innbefattet hylstre som har tilstrekkelig våtstyrke og seighet til å motstå de bruddkrefter som vanligvis forbindes med pakking av kjøttproduktet av stor størrelse.

Som tidligere angitt har amyloseholdige polymerer bare hatt begrenset anvendelse som matvarehyIstre, først og fremst på grunn av overdrevent lav våtstyrke. Men amylose var dessuten lite anvendt på grunn av sin glasslignende sprøhet og dårlige forlengelsesegenskaper, spesielt ved fordamping av fuktighet fra filmen. Endog ved 50 % relativ fuktighet har amylosefilmer en lav forlengelsesprosent, og kan bli sprøe slik at de i praksis blir ubrukeli-ge som matvarehyIstre. Som et resultat av dette har polyoler av næringsmidde!-kvalitet, så som glycerol, som vanligvis blir anvendt for å mykne sprø polymerer, så som i cellulose-hylstre, blitt foreslått for å mykne amylosefilmer. Imidlertid bekrefter US-patentskrif ter nr. 3 312 560 og 3 318 715, som omhandler amylosefilmer som er laminert eller belagt på cellulosebaser, f.eks. cellofan, papir, for å gi spesielle egenskaper til disse, at ved lave relative fuktigheter har tidligere på fagområdet kjente amy-losef ilmer som er myknet med glycerol, omtrent den samme elastisitetsmodul og forlengelsesprosent som ikke-myknede amylosefilmer.

I virkeligheten blir ikke-forsterkede, ikke-tverrbundne amylosefilmer vanligvis sprøe innen 3 til 5 uker selv når de er myknet med glycerol.

Et ytterligere aspekt ved foreliggende oppfinnelse ligger følgelig i den oppdagelse at aldrings-sprøhet for myknede amylosefilmer og -hylstre kan minimaliseres eller i virkeligheten elimi-neres ved fiber-forsterkning og tverrbinding. Det ble uventet funnet at fiber-forsterkede, tverrbundne, amyloseholdige kompo-sitt-hylstre i henhold til foreliggende oppfinnelse som var myknet med polyoler av matvare-kvalitet, så som glycerol, ikke ble sprø ved aldring. Dette gir viktige fordeler, innbefattet lag-ringsevne for emballasje og hylstre før anvendelse uten medføl-gende tap av våtstyrke og bruddforlengelse.

En høy prosentandel av de meget anvendte ikke-spiselige matvarehylstre av cellulosetype blir fremstilt ved den velkjente viskoseprosess. Ved prosessen tilveiebringes det typisk for kjemisk regenerering en bane mettet med natrium-cellulosexantat, innbefattet jra^tanerings-biprodukter oppløst i kaustisk soda. Ved regenereringsprosessen for cellulosen blir det dannet karbondi-sulfid og hydrogensulfid som biprodukter. På grunn av dette må cellulose-hylstre fremstilles under strenge standard-forhold av hensyn til arbeidernes helse på produksjonsområdet, slik at disse blir beskyttet mot å utsettes for skadelige mengder av disse poten-sielt skadelige biprodukter. På samme måte må avløp fra anlegg behandles, for eksempel med gassvaskere, før det blir ført ut i naturen. Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer følgelig et prak-tisk alternativ for de meget anvendte fiber-forsterkede hylstre av cellulosetype, som ikke bare er et mer økonomisk alternativ med hensyn til råmaterialer og produksjonsomkostninger, men også gir et produkt som kan fremstilles ved en ny metode som forårsaker fær-re miljømessige problemer.

Foreliggende oppfinnelse vedrører ikke-spiselig matvare-emballasje med høy våtstyrke av amylose og stivelse med høyt amyloseinnhold, og mer spesielt fiber-forsterkede amylose-hylstre for kjøtt- og pølse-produkter, som blokker og stenger så som bologna, alami, braunschweiger, delibrød, og også skinke og hva som helst når det er spørsmål om sterk, rivefast matvare-emballasje. Hylstrene i henhold til foreliggende oppfinnelse kan enten være myknet, f.eks. med glycerol, tørket og rynket til bekvemme rørfor-mede strenger, eller de kan alternativt leveres som forhånds-fuktede, flate spoleblokker klar-til-ifylling inneholdende minst ca. 20 %, og mer spesielt fra ca. 20 til 40 % fuktighet, basert på den totale hylstervekt, som blir pakket for lagring, forsendelse og anvendelse ved matvare-bearbeidelse uten forutgående bløting.

De blir fremstilt fra en fibrøs bane impregnert med en sammenhengende tverrbundet matrise dannet av et amyloseholdig amyloholdig materiale.

Tverrbindingsgraden bør være tilstrekkelig til å gi høy våtstyrke til komposittmaterialet mens sprøheten minimaliseres. Det vil si at våtstyrken til hylstrene bør økes ved herdemekanismen, men uten at det påføres overdrevent bortfall av fleksibilitets-egenskaper.

Generelt inkluderer de amyloholdige materialer for eksempel hele, ikke-fraksjonerte stivelser, fortrinnsvis slike som har store amylesemengder, amylose utvunnet ved separeringsprosesser for stivelse, og også blandete stivelser som fortrinnsvis inneholder minst ca. 4 5 % amylose, så som amylomais og andre stivelser med høyt amyloseinnhold.Amylomaisstivelsene er spesielt egnet for anvendelse ved foreliggende oppfinnelse ved at de gir lave om-kostninger og danner sammenhengende polymerfilmer.

Tilsetningen av katalyserte eller ikke-katalyserte tverrbindingsmidler til konsentrerte polymere impregneringsstoffer er ofte funnet å resultere i uønskede bevegelser i impregneringsTstoffenes reologiske oppførsel som vanskeliggjør effektiv gjen-nomtrengning av forsterkningen når materialet danner gel. Ved foreliggende oppfinnelse tilveiebringes det imidlertid nye frem-stillingsmetoder hvorved forsterkninger blir mettet ved høy temperatur med amyloseholdige impregneringsstoffer som har høye faststoffinnhold uten uønskede variasjoner i viskositeten til impreg-neringsstof fene . Én fremgangsmåte ved foreliggende oppfinnelse som er overveiet for oppfyllelse av dette formål, er å påføre tverrbindingsmidlet på forsterknings-substratet, om nødvendig sammen med katalysator, før amylose-impregneringsstoffet påføres. Det konsentrerte polymere impregneringsstoff, med eller uten tilsatt katalysator, blir da påført på den tørkede forsterkning ved konvensjonelle midler hvorved tverrbindingsmidlet blir matet in situ fra forsterkningen inn i det varme impregneringsstoff. Den mettede bane blir herdet uten overdreven tverrbinding og liten eller ingen aldrings-sprøhet. Ved denne fremgangsmåte unngås ikke bare geleringsproblemet, men den har også den ytterligere fordel at den eliminerer eller reduserer de miljømessige problemer som vanligvis er forbundet med kjemiske regenereringsmetoder ved fremstilling av matvarehylstre.

Foreliggende oppfinnelse vedrører ikke-spiselige, forsterkede matvareemballasjer, så som pølse- og kjøtthylstre, som omfatter en fiber-forsterkning mettet med en sammenhengende tverrbundet matrise, fortrinnsvis et amyloholdig materiale med høyt amyloseinnhold.Hylstrene er ikke barekarakterisert vedhøy våtstyrke, men også med god elastisitetsmodul for å motstå bruddkrefter som man vanligvis kommer i kontaktled under ifyllingsoperasjoner. Tverrbinding av polymer-matrisen og, i begrenset utstrekning, fibrene i forsterkningen, gir overraskende den ønskede høye våtstyrke til komposittmaterialet mens tap av fleksibilitet unngås, spesielt etter mykning. Vanligvis er tettheten av tverrbinding og sammen- hørende forhøyelse av våtstyrke for det herdete komposittmateriale slik at den er tilstrekkelig til å motstå en bruddkraft på ik-ke mindre enn 84 kg/cm 2, og mer spesielt fra ca. 141 til ca.

281 kg/cm 2. Tettheten for tverrbinding bør imidlertid ikke være så stor at den gir øket sprøhet til hylsteret og dermed gir en uakseptabel høy elastisitetsmodul. En høy våtstyrke fulgt av sprøhet ville effektivt gjøre de rørformede hylstre unyttige som matvare-emballasje. Tverrbindingen av komposittmaterialet bør derfor balanseres slik at den gir høy våtstyrke til hylsteret mens sprøheten minimaliseres.

Fiber-forsterkningen blir impregnert med et amyloholdig im-pregneringsstof f som metter banen mellom fibrene, hvilket danner et sammenhengende belagt komposittmateriale. Polymerbelastningen i komposittmaterialet til forsterkningen kan være til stede i området fra ca. 1:1 til ca. 3:1 som tørrvekt av polymer i forhold til vekten av forsterkende fibre, og skal ikke forveksles med amylosestivelse-filterarkene, så som åpenbart i US-patentskrift nr. 3 350 221. Der er fiberflor eller briketter bundet med et bindemiddel som består av en tverrbundet stivelse med høyt amyloseinnhold for å unngå tap av bindingskapasitet for floret når fil-teret er vått. US-patentskrift nr. 3 350 221 vedrører ikke problemene med sprøhet som er forbundet med matvare-emballasje, og dessuten vil det endelige belagte flor i henhold til den kjente teknikk få en usammenhengende belegning for å gi den nødvendige porøsitet for å virke som filtermedium. I denne henseende er de tverrbundne amylosematriser som her er åpenbart i henhold til oppfinnelsen, - sammenhengende -, hvilket for formålene med denne oppfinnelse er ment å bety et i alt vesentlig ikke-porøst nettverk av polymerbundne fibre, hvilket nettverk ville være uegnet når det er spørsmål etter porøse materialer.

Uttrykket "amyloholdig materiale som inneholder amylose" er, når det anvendes her, ment å inkludere vanlige i handelen tilgjengelige kvaliteter av stivelser som inneholder både amylose- og amylopektin-fraksjoner. Slike stivelser kan imidlertid inneholde relativt lave konsentrasjoner av amylose, f.eks. <30 %. "Amyloholdig materiale med høyt amyloseinnhold" omfatter både fraksjonerte og ikke-fraksjonerte stivelser som inneholder høye amylosemeng-der på minst ca. 45 %, og mer spesielt fra ca. 55 til ca. 95 %. Dette vil med andre ord inkludere fraksjonerte produkter som inneholder i alt vesentlig ren amylose, og også ikke-fraksjonerte stivelser med høyt amyloseinnhold eller blandinger derav, for eksempel inneholdende fra ca. 60 til ca. 85 % amylose- og fra ca. 15 til ca. 40 % amylopektin-fraksjon. En spesieltønskelig stivelse med høyt amyloseinnhold er amylomais. Amylomais er en økonomisk, i handelen tilgjengelig filmdannende polymer av nærings-middel-kvalitet. Amylomais VII er for eksempel en stivelsemutant som inneholder ca. 70 % amylose og ca. 30 % amylopektin. Andre lignende, i handelen tilgjengelige stivelser markedsføres under slike varemerker som "Superlose".

Vanligvis blir fiber-forsterkningen for hylstrene fremstilt fra fibre som er godkjent for anvendelse i næringsmiddel-emballasje. Selv om de ikke er begrenset til det, så inkluderer de for eksempel ethvert celluloseholdig materiale, og spesielt fibre med høy styrke, som for eksempel Philippine-hamp, bomullsfibre, tre-fibre og deres derivater. Ved én utførelse tilveiebringes en forsterkning i form av et fibrøst naturlig forekommende celluloseholdig materiale impregnert i oppslemningsform, men mer foretrukket i form av en bane. Dette vil si en utførelse som involverer matvare-emballas jer fremstilt med baner eller ark av vevde, men fortrinnsvis ikke-vevde fibre som inkluderer forskjellige typer av papir og papirprodukter. Den forsterkning som velges er den mest økonomiske fiberbane som vil gi den nødvendige styrke og andre egenskaper som er i samsvar med egenskapene til de hylstre som er beskrevet her. Det kan derfor dessuten fremstilles andre ønske-lige forsterkninger i tillegg til dem som er nevnt ovenfor. De inkluderer blandinger av fibre avPhilippine-hamp med langfibrede bløtved-fibre, eller blandinger av bløtvedfibre med papirdannende fibre av rayon eller fibre av tekstil-rayontype etc. Syntetiske baner fremstilt fra vevde, ikke-vevde og endog spunne fibre så

som polyestere, som som slike som fås under Duponts varemerke "Reemay", eller de forskjellige polyamider, så som nylon 5, nylon 6,6 etc., kan også anvendes. I alle tilfeller bør fiber-forsterkningen ha tilstrekkelig matrise-tilklebende egenskaper og våtstyrke til å kunne føres gjennom polymer-matnings- og -tørke-stasjonen.

Bindemidlet for forsterkningen kan være av en cellulosetype som stammer fra enten viskose eller dekaustisert viskose og termisk regenerert i banen. Alternativt kan banen være bundet med kon vensjonelle bane-mettende bindemidler, så som polyamider, tverrbundne polyvinylalkoholer og mange andre bindemidler av konvensjonelle typer. Det er imidlertid foretrukket at bindemiddel-belastningen holdes på et minimum på grunn av at den ellers kan "blinde" banen slik at metningen med det polymere impregneringsstoff blir ufullstendig.

Forsterkningen blir fortrinnsvis mettet med et vandig poly-mert impregneringsstoff som inneholder det amyloholdige materiale med høyt amyloseinnhold. Fortrinnsvis blir en stivelse med høyt amyloseinnhold, så som amylomais eller amylose, først oppslemmet i overoppvarmet vann ved en temperatur varierende fra ca. 100 til ca. 160°C. Vanligvis vil den varme, vandige dispersjon av poly-mert impregneringsmiddel inneholde fra ca. 5 til ca. 60 % faststoffer, og mer spesielt fra ca. 10 til ca. 30 % faststoffer. Det varme, konsentrerte impregneringsstoff, som fortrinnsvis inkluderer mykner så som glycerol, polyvinylalkohol og andre matvare-akseptable kvaliteter av flerverdige alkoholer, blir så påført på forsterkningen ved konvensjonelle metoder som er kjent på fagom-rpdet, og tørket uten ytterligere trinn. På grunn av egenskapene med høye faststoffinnhold og hurtig gelatinering for impregnerings-stof f et, kan ikke det krevede tverrbindingsmiddel og middel for katalysering av tverrbinding, dvs. herdekatalysator, inkorporeres i impregneringsstoffet uten unngåelse av hurtige forandringer i viskositet. Det ble følgelig oppdaget at problemene med ustabilitet for impregneringsstoffet kan reguleres ved å inkorporere tverrbindingsmidlet og/eller herdekatalysatoren i fiber-forsterkningen før metning av banen med det polymere impregneringsstoff. Banen blir først mettet med tverrbindingsmidlet og/eller herdekatalysatoren, tørket ved omgivelsenes temperatur for å unngå forhastet tverrbinding og så mettet med det varme impregneringsstoff med høyt faststoffinnhold. Materialet blir deretter tørket for å av-dampe overskytende vann og herdet for å danne en sammenhengende tverrbundet fibrøs matvareemballasje som har høy våtfasthet, og som blir værende i alt vesentlig fri for sprøhet. Tørking og herding kan utføres etter hverandre eller i alt vesentlig samtidig. Fibrene fra tverrbindingen belaster forsterkningen, som er i in-tim kontakt med impregneringsstoffet, og har virkning av å mate tverrbindingsmidlet inn i det varme impregneringsstoff før tørke-og herde-fasene og eliminerer problemet med forhastet gelatinering

av impregneringsstoffet.

Denne fremgangsmåte kan også utføres ved en ionebytte-meka-nisme hvorved en polymer syre eller annen syre bundet til banen,

så som maleinsyre, blir frigjort ved påføring av et impregneringsstoff som også inneholder et salt, så som natriumklorid eller kal-siumklorid. Saltet i impregneringsstoffet er i stand til å under-kastes ionebytte med den bundne syre som er til stede i og på fibrene i forsterkningen. Når et slikt impregneringsstoff påføres, blir syren frigjort ved ionebytte i impregneringsstoff-matrisen, og blir tilgjengelig for katalyse av tverrbinding av det amyloholdige materiale. Dette alternativ medfører også at ustabilitets-problemet unngås, og tillater et bredere valg av aktiviteter for tverrbindingsmidlet, og høyere faststoffinnhold i impregnerings-stof f enn ved sats-utførelse. Som ved den tidligere utførelse kan både tverrbindingsmidlet og syre-katalysatoren bæres i den uherde-te tilstand av bane-forsterkningen, og impregneringsstoffet på-føres på banen som er tørket og herdet.

Som et alternativ kan impregneringsstoff-ustabilitet unngås under hylster-fremstilling ved inkorporering av tverrbindingsmidlet i det varme impregneringsstoff før påføring på banen, men uten herdekatalysatoren. Dessuten kan katalysatoren påføres på banen etter metning med impregneringsstoffet i et separat trinn, men blir mer foretrukket påført på forsterkningen før impregnerings-stof f et. I det siste tilfelle tilveiebringer katalysatoren bedre ensartethet for tverrbindingstettheten gjennom hele banen.

De foregående fremgangsmåter er anvendbare enten for et hylster dannet som et sylindrisk rør samtidig med metning med impregne-ringsstof fet som blir anvendt som et skjøtemiddel, eller for hylstermateriale dannet som en flat bane som så blir skåret opp og skjøtet sammen til et hylster som en annen operasjon. For eksempel kan et impregneringsstoff av stivelse med høyt amyloseinnhold, så som amylomais, påføres på en overlappingsskjøt hvor skjøten tidligere er belagt med en blanding av et tverrbindingsmiddel og en or-ganisk syrekatalysator. Denne overlappingsskjøt blir så herdet for å tverrbinde stivelsen og gjøre den bestandig mot fukting, men tilveiebringer tilstrekkelig skjærkraft til å motstå påkjenningen ved ifylling. Den tverrbundne amylomais-skjøt motstår ikke røk-gjennomtrengning, slik at når pølseproduktet blir ifylt, tilberedt og røket, blir farven på pølsene ensartet rundt hele omkretsen. Spesielt nyttig røk for anvendelse ved amylose-hylstrene i henhold til foreliggende oppfinnelse, er røkene av alkalisk væske som er beskrevet i US-patentskrifter nr. 4 442 868 og 4 446 167.

Egnede tverrbindingsmidler kan velges fra kjente materialer med akseptable matvarekvaliteter, så som aldehydpolymerer, f.eks. melamin-formaldehyd-oligomerer etc. De er tilgjengelige i handelen under slike varemerker som "Accobond" fra American Cyanamide. "Accobond" 3 524 er et sterkt metylolert melamin-formaldehyd-pre-kondensat. Andre egnede materialer inkluderer, men er ikke begrenset til, glutaraldehyd, formaldehyd og de vannløselige epoksy-substituerte herdeharpikser av polysekundære aminer. Vanligvis er de kondensater av epiklorhydrin og et polyamin, dvs. oligomerer eller polymerer som har en flerhet av sekundære amingrup-per, f.eks. polyamid-aminer, polyurinstoff-aminer og lignende.

De er tilgjengelige under et registrert varemerke fra Hercules, Inc., "Kymene", f.eks. kvalitet 557. Slike produkter er også kjent som "Hercules' Resin 2000" som er vannløselige termoherden-de epoksy-substituert polymer markedsført av Hercules, Inc., hvilket er et reaksjonsprodukt av epiklorhydrin og et adipinsyre-di-etylen-triaminpolyamid.

Vanligvis påføres tverrbindingsmidlene i et omfang av 1 til ca. 20 %, basert på hylstervekten. Tverrbindingsmidler med lav ekvivalentvekt (30-60) så som formaldehyd og glutaraldehyd kan på-føres med 1 til ca. 5 %, tverrbindingsmidler med midlere ekvivalentvekt (60-150) så som melaminformaldehyd kan påføres med ca. 2 til 10 %, og materialer med høy ekvivalentvekt (over 150) så som kondensater av epiklorhydrin og polysekundære aminer kan påføres i et omfang av ca. 5 til ca. 20 %,. basert på hylstervekten.

Valget av herde-katalysator bør være basert på praktiske be-traktninger, så som herdehastighet innbefattet sprøhet som kan være forbundet med syreangrep på cellulosefibrene og andre forsterkende fibre, og også på amylose-stivelse-matrisen. Når det dreier seg om amylose eller stivelse med høyt amyloseinnhold, bør det bare anvendes moderat pH, sur eller alkalisk, på grunn av potensialet for depolymerisering ved høye konsentrasjoner av varme syrer med moderat styrke. Mange rnatvare-godkjente syrer kan anvendes som herde-katalysatorer, innbefattet malein-, sitron- og eddiksyre, og andre fortrinnsvis ikke-flyktige matvare-godkjente syrer. Syrene kan vanligvis anvendes i konsentrasjoner som typisk er innen området fra ca. 10 til ca. 40 %, basert på vekten av harpiks-faststoffer i tverrbindingsmidlet. Maleinsyre kan for eksempel anvendes med 20 til 30 %, basert på melamin-formaldehyd-faststoffer. Ved visse tverrbindingsmidler, så som "Kymene",

blir det anvendt alkaliske katalysatorer.

Tverrbindings-mekanismen involverer polymer-matrisen. Som imidlertid tidligere angitt, kan fibrene i forsterkningen også

bli tverrbundet, spesielt dersom forsterkningen er en naturlig fiber, så som trefiber, hampfiber, bomullsfiber og lignende. I slike tilfeller kan tverrbindingsmidlet gi en skadelig sprøhet til fibrene slik at deres bruddforlengelse blir for lav til å virke tilfredsstillende som hylsterforsterkning. Epiklorhydrin-polyamid-kondensatene som tidligere er omtalt, har den fordel at de ikke tverrbinder fibrene i noen betydelig grad, og potensialet for sprøhet blir derfor derved naturligvis nedsatt. Det er føl-gelig blitt observert at sprøhet kan reguleres bedre når tverrbindingen er begrenset til matrisen og fibrene ved matrise-fiber-grenseflaten. Dvs. at tverrbindingsmidlet fortrinnsvis har tilstrekkelig stor molekylstørrelse til at det ikke merkbart kan tverrbinde det indre av de forsterkende fibre.

De vandige polymere impregneringsstoffer i henhold til foreliggende oppfinnelse kan også ha inkorporert forskjellige myknere for anvendelse sammen med amylose og amylose-stivelser, innbefattet glycerol, polyvinylalkohol og andre polymertyper så som dekst-riner og polypeptid-oligomerer, så som slike som fås i handelen under navnet "Sol-U-Pro", et varemerke fra Wilson and Company.

Når mykneren anvendes, kan den inkorporeres i impregneringsmidlet før metning i forsterkningen. Ved påføring av mykneren sammen med impregneringsstoffet, kan behovet for ekstra bearbeidelsesbad derved unngås.

Det vil forstås at i avhengighet av naturen til tverrbindingsmidlet og konsentrasjonen av herdekatalysator som anvendes for amylosen - stivelsen med høyt amyloseinnhold, vil det bli utført et herdetrinn etter at banen er blitt tørket. Som tidligere angitt kan herdetrinnet inkorporeres på linje med tørketrinnet som en en-hetlig operasjon eller det kan utføres sekvensielt som et separat trinn. Melamin-formaldehyd-harpikser med en pH for impregnerings-stof f på ca. 4 som stammer fra eplesyre, kan typisk herdes full-

stendig på 3 minutter ved ca- 130 til ca. 145°C.

Selv om matvare-emballasj.ene og -hylstrene i henhold til foreliggende oppfinnelse fortrinnsvis blir fremstilt med høyt faststoffinnhold inneholdende vandige impregneringsstoffer av amylose og stivelser med høyt amyloseinnhold påført på forsterk-ningsbanene og tverrbundet i henhold til metodene som er beskrevet ovenfor, så skal det forstås at de ikke-spiselige fibrøse em-ballasjer i henhold til denne oppfinnelse fremdeles, selv om det er mindre foretrukket, kan fremstilles ved oppløsning av amyloholdige materialer med høyt amyloseinnhold ved høye faststoffinnhold i fortynnet alkali, og påføring på forsterkende substrater, regenerering i koaguleringsbad, og behandling i syre og.vaskebad for å danne hylstermateriale analogt med den velkjente viskoseproses-sen. Det kan for eksempel fremstilles 15-25 prosentig eller høy-ere med amylomais-impregneringsstoffer i fortynnet (3-5 prosentig) vandig kaustisk sodaløsning og anvendes ved metning av en fiberbane og alkalinøytraliseres for å koagulere og regenerere amylosen fra dens vandige alkaliske løsning. Tverrbindingsmidler båret av forsterkningen blir katalysert ved enten alkaliske, nøytrale eller etterfølgende justerte sure forhold. På grunn av at det vanligvis er nødvendig å føre materialet som er belagt med et alkalisk imp-regneringsstof f gjennom et vandig bad, kan tverrbindingsmidlet på-føres fra slike bad etter at alkaliet for størstedelen er fjernet.

De følgende spesifikke eksempler viser gjenstanden for foreliggende oppfinnelse. Det skal imidlertid forstås at de bare er belysende og ikke gir noen fullstendig definisjon med hensyn til forhold og omfang.

EKSEMPEL I

DEL A

En svak, ikke-bundet, vann-lagd bane av abaca ;fibre med basis-vekt på 68,348 kg/2880 cm 2ble bundet med et impregneringsstoff fremstilt som følger: 71,6 g av en spinne-kapsel-viskose med

7,7 % cellulose og 6,5 % total alkali ble fortynnet til 1 % cellulose ved 10°C med avionisert vann. Fuktig, 20-50 mesh, Dow katio-nebytteharpiks 50WX8H (syreform) ble tilsatt langsomt under hurtig omrøring i løpet av en periode på 10 minutter inntil løsningen

hadde en pH på 8,7. Den ravfarvede væske ble dekantert og fortynnet til 0,25 % cellulose som cellulosexantat med kaldt vann.

Den ikke-bundne bane ble så dyppeavrent i impregneringsstoffet for å gi en cellulose-belastning på 3 %. To ark, 3Q,48 cm x 30,48 cm, av banen, ark A og ark B, ble så luft-tørket i en luft-strøm ved 2 5°C og oppvarmet ved 100°C i 10 minutter for å regenerere cellulosen for å binde banen.

Ark A ble dyppe-avrent i et tverrbindings-impregneringsstoff med 1,5 % faststoffer, American Cyanamide "Accobond" 3524 melamin-f ormaldehyd-prekondensat, og 0,3 % eplesyre-katalysator og tørket ved 25°C for å unngå overdreven herding. Bundet ark B ble dyppe-avrent i en melamin-formaldehyd-løsning med 0,5% faststoffer inneholdende0,1 % eplesyre, og ble også luft-tørket.

En 10 prosent amylomais VII omfattende 70 % amylose og 30 % amylopektin ble anvendt for å fremstille et impregneringsstoff med 0,5 % glycerol. Amylomaisen ble oppslemmet i varmt vann ved en temperatur på 95°C. Glycerolen ble tilsatt under blanding med høy skjærkraft. Den varme oppslemning ved ca. 75°C ble så hellet inn i en 400 ml glass-trykkflaske og anbrakt i et varmt glycerolbad som innledningsvis var ved ca. 110°C. Dispersjonen ble gjen-nomskinnelig ettersom temperaturen i badet steg fra 115 til ca. 145-148°C. Impregneringsstoffet ble visuelt homogent på mindre enn én time. Impregneringsstoffet ble avkjølt til 95°C og støpt med en nedføring på 0,76 2 mm utover en glassplate oppvarmet ved 70°C, og ark A ble lagt ned og impregneringsstoffet gitt anledning til metning i 60 sekunder. Det ble tørket til berøringstørrhet ved 130°C i en varm luftovn og så herdet ved 14 0°C i 6 minutter for å tverrbinde for å oppnå våtstyrke. Ark B ble fremstilt med amylomais VII impregneringsstoffet på en lignende måte.

Instron-strekkanalyse ble anvendt for å teste strekkegenska-pene. Tabell 1 nedenfor viser egenskapene for filmer som er kondisjonert ved 80 % relativ fuktighet, hvor de først var hensatt for å nå likevekt ved 2 5°C. Våtstyrken til filmene ble også be-stemt etter at de var gjennombløtet i vann.

For å bestemme effekten av lavere glycerolinnhold på de fysi-kalske egenskaper til en film, ble det fremstilt et 10 prosent amylomais VII impregneringsstoff med 15 % glycerol, basert på vekten av polymerfaststoffer, istedetfor 35 % som ble anvendt ved fremgangsmåten i del A. Em abaca-bane på 61,025 kg/2880 cm", som ble anvendt for cellulose-hylstere, ble behandlet med tverrbind-ingsimpregneringsstoff som inneholdt 1,5 % faststoffer av "Accobond" 3524 harpiks og 0,3 % eplesyre. Impregneringsstoffet ble støpt med en nedføring på 0,559 mm utover en glassplate ved 70°C, og arket ble gitt anledning til metning i 60 sekunder. Det belagte substrat ble tørket ved 130°C i 6 minutter ved 14 5°C for tverrbinding .

Tabell 2 viser strekk-analyser både i kondisjonert og i gjen-funktet tilstand.

Strekk-analyser av de fiber-forsterkede tverrbundne filmer av stivelse med høyt amyloseinnhold i tabellene 1 og 2 viste ikke bare god styrke for behandling før anvendelse, men filmene hadde også våtstyrker og forlengelsesegenskaper som var godt innenfor dét akseptable område for ifyIling med kjøttprodukter. Filmene ble også værende fleksible, som angitt ved de lave maksimums-modulene.

EKSEMPEL II

For å vise forholdet mellom tverrbinding og våtstyrke for forsterkede amylosefilmer ble det utført et ytterligere forsøk. Ved anvendelse av metodene som er skissert i eksempel 1, ble det fremstilt et 10 vektprosent amylomais-VII-impregneringsstoff som inneholdt 1,0 % glycerol. Når impregneringsstoffet var avkjølt, ble det støpt med en nedføring på 0,559 mm utover en oppvarmet glassplate og en kommersielt bundet 6,8 kg abaca-hampbane uten noe nedlagt tverrbindingsmiddel ble gitt anledning til metning. Filmen ble kondisjonert ved 80 % relativ fuktighet og hensatt for å nå likevekt ved 25°C og ble testet ved anvendelse av Instron-strekkanalyse. Filmen ble tørket ved ca. 110°C og så herdet ved 145°C i 3 minutter, og så gjenfuktet. Analyse av filmen kondisjonert ved 80 % relativ fuktighet og gjenfuktet er angitt i tabell 3 nedenfor.

Instron-strekk-analysen viser at den kondisjonerte styrke til den ikke-tverrbundne film er tilfredsstillende. Våtstyrken til den ikke-tverrbundne forsterkede film var imidlertid godt under det minimalt akseptable nivå.

EKSEMPEL III

DEL A

Amizo-amylomais-VII-stivelse fra American Maizo Products Company ble anvendt som den 70 prosentige amylosestivelse-matrise. 156,45 g (10,52 % fuktighet) av amylomaisen VII og 49 g glycerol i et begerglass ble dispergert med en Heller-blander med kokende vann i ett minutt for å gi 1400 g av varm oppslemning. Oppslemningen ble hellet inn i et trykk-kar av rustfritt stål, som ble holdt i et glycerolbad ved 140°C. Etter noen få minutter var badtemperaturen nedsatt til 130°C ettersom innholdet i karet ble oppvarmet. Stivelsen ble oppløst i løpet av en periode på én time. Blikkdåsen ble så anbrakt i en ovn ved 90°C nat-ten over. impregneringsstoffet inneholdt 10 % stivelse-faststoffer og 3,5 % glycerol. Impregneringsstoffet ble satt under trykk med 2,10 kg/cm 2 nitrogen for matning gjennom et filter for plate-støpning.

DEL B

En 5 9,805 kg/2880 cm 2 kommersiell mettet bane av hamp, bundet med 1 til 3 % regenerert cellulose som våtstyrke-middel, ble anvendt for forsterkningene. Et uherdet tverrbindingsmiddel ble belastet i banen ved dypping av banen i en nylaget løsning ved 2 5°C inneholdende 1,5 % faststoffer, American Cyanamide "Accobond" 3524, i0,3%vandig d,1-eplesyre, og banen fikk anledning til å avvannes. Den ble lufttørret i en luftstrøm ved 25°C i én time inntil den var berøringstørr.

Amylomais-impregneringsstoffet fremstilt i del A ovenfor ble ekstrudert gjennom et filter ned på en glassplate, 45,72 cm x 121,92 cm, oppvarmet til 70°C, som var belagt med lecitinolje. Temperaturen til impregneringsstoffet var 90°C. En 33,02 cm bred nedtrekningsstang av rustfritt stål ved en temperatur på 90°C ble anvendt til å trekke ned et 0,559 mm sjikt av impregneringsstoffet på den oppvarmede plate, og det melamin-formaldehyd-belastede papir ble valset ned på den klare væske, og metning ble tillatt å foregå i 60 sekunder for å fullføre metning av banen. Platen ble fjernet fra varmebåndet, og platen og filmen (gelatinert) ble ført til en høyhastighets Despatch-ovn for å tørke ved 70°C i 12 minutter inntil akkurat berøringstørrhet. Den håndstøpte film ble så fjernet fra den frigjorte belagte plate og ble herdet ved 145°C i 6 minutter for å forårsake tverrbinding av amylomaisen med melamin-f ormaldehyd-tverrbindingsmidlét . Arket ble så fuktet i 48 ti-mer ved 80 % relativ fuktighet for å mykne arket og så utflate det før skjøting til hylstre med lengder på 1,22 meter. Masker av aluminiumplater ble anvendt for å skjære ut flere ark av de forsterkede filmer til bredder på 149,223 mm, 180,975 mm og 241,300 mm som, når de var overlappet for 12,700 mm skjøt, ville tilveiebringe hylstre med handelsstørrelsene 1, 2 og 4.

DEL C

Skjøt-områdene for pølse-hylstre bør være gjennomtrengelige for røk eller vanndamp på samme måte som resten av hylster-omkretsen for at skjøt-klebemidlet skal være nyttig for hylstrene. Det ble dannet en jigg for nøyaktige overlappinger på 12,7 mm.

En kant av det rektangulære 116,84 cm stykke ble malt med børste med en fersk løsning av 6 % faststoffer, "Accobond" 3524, inneholdende 2 % eplesyre. Den motsatte overflate av overlapningen ble rikelig malt med det varme 10 % amylomais-VII-impregneringsstoff, og de to ble overlappet og oppvarmet ved 100°C under kontakt-trykk i 15 minutter. Den resulterende skjøt viste, når den var utvætet i vann og skåret til prøver som 12,7 mm testestrim-ler perpendikulært på skjøten, strekk-skjær-brudd bort fra skjø-ten. En skjøt med lignende fremtreden ble dannet ved anvendelse av "Airco Vinol" 16 5 polyvinylalkohol-løsning med 11 % konsentra-sjon og lignende skjøt-teknikk.

DEL D

Hylstrene med størrelsene 2 og 4 ble fylt med svinekjøtt-bologna-emulsjon. De 1,22 m lange hylstrene ble dobbelt-klippet i én ende og ble fylt ved anvendelse av en "Handtmann Vemag "Stuffer". Stykkene ble festet med en krok og tilberedt i et Julian-røkhus av pilotstørrelse ved anvendelse av treflis for røk-ing. Sammenligningsprøver av forsterket regenerert cellulose, kommersielle "fibrøse" hylstre av samme størrelse, ble også tilberedt og røkt.

Tilberedning ble utført til en indre temperatur på 6 7,8°C,

og pølsene ble sprøytet med kaldt vann og undersøkt etter avkjøl-ing til en indre temperatur på 7,2°C. De med amylomais VII og "fibrøs" innekapslede pølser fremviste normalt tap på 8 vekt%. Pølser innekapslet med amylomais VII og "fibrøs" hadde den samme røkfarve, innbefattet området under skjøten. Pølser innkapslet med amylomais VII og "fibrøs" fremviste et godt, glatt utseende, og hylstrene sluttet seg tett til kjøttet. Letthet for avskrell-ing var lik for test og sammenligning.

En vanlig pepperoni-emulsjon ble valgt for de tørre pølser. Hylstre med størrelsene 1 og 2 ble anvendt som lignende normalt anvendte størrelser og anvendte "fibrøs"-sammenligningsprøver. Høy fuktighet med moderne høy-hastighetstørking ble anvendt etter de første 24 timers emulsjonsherding ved 35,0°C. Pølser innkapslet med amylomais VII og "fibrøs"-sammenligningsprøver mistet vekt med lignende hastigheter for et siktemål på 21-22 %. Det ble ikke anvendt noen røk, men pepperonien i amylomais VII og i sammenligningsprøven hadde lik farve. Det foregikk ingen uønsket hylster-separering fra pølsene.

Selv om oppfinnelsen er beskrevet i forbindelse med spesifikke eksempler av den, så er dette bare illustrerende. Mange al-ternativer, modifikasjoner og variasjoner vil følgelig klart frem-gå for fagfolk på området i lys av den foregående beskrivelse, og det er derfor ment at oppfinnelsen skal omfatte alle slike al-ternativer, modifikasjoner og variasjoner, slik at disse faller innen ånden og omfanget av de etterfølgende krav.,

Claims (19)

1. Matvare-emballasje med høy våtstyrke som omfatter en fiberformet forsterkning, karakterisert ved at den er impregnert med en sammenhengende tverrbundet matrise som omfatter et amyloholdig materiale med høyt amyloseinnhold, hvor matvare-emballasjen blir værende i alt vesentlig bøyelig ved aldring.

2. Forsterket matvare-emballasje i henhold til krav 1, karakterisert ved at våtstyrken til den impregnerte forsterkning er tilstrekkelig til å motstå en bruddkraft på ikke mindre enn 84 kg/cm 2.

3. Forsterket matvare-emballasje i henhold til krav 2, karakterisert ved at matrisen er et materiale valgt fra i alt vesentlig ren amylose, stivelse med høyt amyloseinnhold som omfatter minst ca. 4 5 % amylose, og blandinger derav.

4. Matvarehylster, karakterisert ved at det omfatter en fiberformet forsterkning mettet med tverrbundet matrise av amyloholdig materiale med høyt amyloseinnhold, hvor tverrbindingen har tilstrekkelig tetthet til å gi hylsteret høy våtstyrke mens dets sprøhet minimaliseres.

5. Matvarehylster i henhold til krav 4, karakterisert ved at det amyloholdige materiale er valgt fra i alt vesentlig ren amylose, stivelse med et høyt amyloseinnhold som omfatter minst 4 5 % amylose, og blandinger derav.

6. Matvarehylster i henhold til krav 5, karakterisert ved at den'fiberformede forsterkning er en bundet celluloseholdig bane.

7. Fremgangsmåte for fremstilling av matvare-hylstre med høy våtstyrke, karakterisert ved at den omfatter de trinn å: a) tilveiebringe en fiberformet forsterkning med en i alt vesentlig sammenhengende matrise ved å impregnere forsterkningen med et impregneringsstoff som omfatter et amyloholdig materiale med høyt amyloseinnhold, og b) herde den impregnerte forsterkning ved tilstrekkelig tverr binding til å øke dens våtstyrke mens dens sprøhet minimaliseres .

8. Fremgangsmåte i henhold til krav 7, karakterisert ved at den inkluderer det trinn å kontakte den fiberformede forsterkning med et tverrbindingsmiddel før impreg-nering med impregneringsstoffet.

9. Fremgangsmåte i henhold til krav 8, karakterisert ved at den inkluderer tilsetning av et middel i impregneringsstoffet eller forsterkningen for å katalysere tverrbinding.

10. Fremgangsmåte i henhold til krav 9, karakterisert ved at det amyloholdige materiale velges fra grup-pen bestående av i alt vesentlig ren amylose, stivelse med høyt amyloseinnhold som omfatter minst ca. 4 5 % amylose, og blandinger derav.

11. Fremgangsmåte i henhold til krav 10, karakterisert ved at impregneringsstoffet inkluderer en mykner.

12. Fremgangsmåte i henhold til krav 7, karakterisert ved at den inkluderer det trinn å inkorporere et tverrbindingsmiddel i impregneringsstoffet.

13. Fremgangsmåte for fremstilling av en matvare-emballasje med høy våtstyrke, karakterisert ved at den omfatter de trinn å: a) mette en fiberformet forsterkning med et impregneringsstoff for å danne en film med en sammenhengende matrise, hvor nevnte impregneringsstoff omfatter et amyloholdig materiale med høyt amyloseinnhold, og filmen inkluderer et tverrbindingsmiddel og et middel for å katalysere tverrbinding, og b) herde filmen ved tverrbinding med tilstrekkelig tetthet til å maksimere våtstyrke mens sprøheten derav minimaliseres.

14. Fremgangsmåte i henhold til krav 13, karakterisert ved at den inkluderer det trinn å inkorporere tverrbindingsmidlet og et middel for å katalysere tverrbinding i den fiberformede forsterkning før metning.

15. Fremgangsmåte i henhold til krav 13, karakterisert ved at den inkluderer det trinn å inkorporere tverrbindingsmidlet i impregneringsstoffet, og påføre midlet for katalysering av tverrbinding i forsterkningen.

16. Fremgangsmåte i henhold til krav 13, karakterisert ved at den inkluderer det trinn å forme filmen til et rørformet hylster.

17. Matvarehylster i henhold til krav 1, karakterisert ved at det er rynket til en rørformet streng.

18. Matvarehylster i henhold til krav 4, karakterisert ved at det er rynket til en rørformet streng.

19. Matvarehylster som er klart til å fylles, som har tilstrekkelig fuktighet for ifylling når det er fremstilt slik at det ikke er nødvendig å tilsette ytterligere fuktighet før ifylling, karakterisert ved at det omfatter en fiberformet forsterkning mettet med en tverrbundet matrise av et amyloholdig materiale med høyt amyloseinnhold, hvor tverrbindingen har tilstrekkelig tetthet til å gi våtstyrke til hylstret mens sprø-heten derav minimaliseres.