PL175149B1

PL175149B1 - Sposób wytwarzania folii opakowaniowej

Info

Publication number: PL175149B1
Application number: PL94304494A
Authority: PL
Inventors: William J. Derkach
Original assignee: Recot Inc
Priority date: 1993-07-29
Filing date: 1994-07-29
Publication date: 1998-11-30
Also published as: HU218561B; CA2128762A1; DE69431578D1; IL110437A; EP0637496B1; PT637496E; CZ290199B6; SK281942B6; EP0637496A1; TW325441B; US5378414A; RU2121437C1; AU676919B2; BR9402333A; CA2128762C; CN1105333A; CZ181794A3; ZA945644B; CN1080180C; ATE226505T1

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania folii opakowaniowej do pakowania artykułów, które ulegają rozkładowi i wytwarzają przy tym niepożądane produkty rozkładu, zawierającej co najmniej jedną taką warstwę, która ma zdolność wzajemnego oddziaływania z opakowanym produktem i/lub stanowi barierę między wnętrzem a otoczeniem opakowania.

Artykuły spożywcze zawierające oleje, które są pakowane i przechowywane w warunkach otoczenia, mają ograniczoną trwałość. Jedną z przyczyn tego jest rozkład oleju powodowany przez reakcje utleniania. Przez okres trwałości opakowanego produktu rozumie się czas, w którym jakość produktu nie różni się dostrzegalnie od jakości produktu świeżego. Z upływem czasu zmiana wilgotności opakowanego produktu i rozkład oleju powodują pogorszenie zapachu, jego smaku i konsystencji. W celu powstrzymania tych zjawisk do artykułów spożywczych zawierających olej stosuje się opakowania z folii nieprzepuszczalnej dla tlenu i wilgoci oraz z folii nieprzezroczystych, które hamują reakcje zachodzące pod wpływem światła. Stosuje się również napełnianie opakowań gazem obojętnym takim jak azot. Środki te przyczyniają się do przedłużenia okresu trwałości artykułów spożywczych zawierających olej, ale tylko w ograniczonym stopniu. Rozkład oleju w opakowaniu nie udaje się w ten sposób całkowicie powstrzymać, a zabiegi zmierzające do zahamowania utleniania takie jak użycie nieprzepuszczalnych folii powodują, że niepożądane produkty oleju, wśród nich aldehydy, gromadzą się w opakowaniu, powodując nieprzyjemny zapach i objawy zjełczenia.

175 149

Nowsze rozwiązania uwzględniają nie tylko potrzebę ograniczenia utleniającego rozkładu oleju, lecz także zwracają uwagę na wspomniane gromadzenie się produktów rozkładu, zwłaszcza aldehydów. Nowsze materiały opakowaniowe zawierają warstwy, które powstrzymują przenikanie wilgoci, tlenu, światła i podobnych czynników, ale oprócz tego zawierają warstwę absorbującą lub w inny sposób wiążącą produkty rozkładu oleju. Szczegóły rozwiązań dotyczących folii opakowaniowych o takich właściwościach zostały opisane w zgłoszeniu nr PCT/US92/05514 i publikacji nr WO 93/01049. Przy stosowaniu tych rozwiązań gromadzenie się w opakowaniu produktów rozkładu olejów zostało w dużym stopniu ograniczone.

Jako skuteczną substancję absorbującą aldehydy stosuje się w znanych rozwiązaniach polietylenoiminę. Zawiera ona pierwszo- i drugorzędowe grupy aminowe, wysoko reaktywne z aldehydami takimi jak pentanol, heksanol i heptanol, a zarazem dużo mniej reaktywne w stosunku do innych związków organicznych, takich jak np. 2-metylobutanol, toluen, metylopirazyna i 4-heptanon. Polietylenoimina może być stosowana w bezpośrednim zetknięciu z artykułami spożywczymi, lecz lepiej jest stosować ją w kontakcie pośrednim. Jest ona trwała jako składnik materiału opakowania. Znane jest jej stosowanie jako warstwy podkładowej w laminowanych foliach do opakowania. W amerykańskim opisie patentowym nr 4 439 493 opisano stosowanie polietylenoiminy jako warstwy podkładowej w wielowarstwowych orientowanych foliach nadających się do zgrzewania. Publikacja ta jest reprezentatywna dla znanych zastosowań polietylenoiminy w materiałach opakowaniowych. Stosuje się również inne substancje powłokowe, takie jak bariery dla wilgoci, substancji zapachowych i aromatycznych, środki absorbujące tlen, substancje poprawiające zapach. Przykładami takich powłok, które mogą być stosowane wraz z polietylenoiminą, są żywica akrylowa, polialkohol winylowy, substancje zapachowe, absorbenty tlenu i polichlorek winylidenu.

Znane są sposoby wytwarzania folii, przedstawione na przykład w opisach EPO nr 0214790 i GB nr 1169806. Jednak nie dotyczą one folii zawierającej zestaw warstw, w którym jedna warstwa służy do pochłaniania produktów rozkładu, a druga separuje warstwę pochłaniającą od samego produktu.

Według znanych rozwiązań wytwarzanie folii opakowaniowych zawierających opisane wyżej warstwy ochronne nastręcza trudności, gdy jednocześnie zwraca się uwagę na koszt produkcji i zachowanie wysokiej jakości produktu. Ogólnie biorąc, w znanych sposobach wytwarzania folii opakowaniowych nanoszenie warstwy ochronnej o pożądanych właściwościach na folię podstawową, np. polipropylenową, jest kosztowne i trudne technicznie. Procesy te prowadzi się w osobnych operacjach, nie zaś w linii ciągłej, i nie zawsze otrzymuje się w nich folię opakowaniową o pożądanych właściwościach przy umiarkowanych kosztach produkcji.

Na przykład w amerykańskim opisie patentowym nr 5 156 904 przedstawiono proces prowadzony w jednej linii produkcyjnej, polegający na wytłaczaniu polietylenoiminy na podstawową folię przed jej prostopadłym rozciąganiem. Po takim rozciąganiu folia może być powleczona w osobnej operacji, poza linią produkcyjną, wytłoczoną warstwą kopolimeru lub też laminowana z polimerem takim jak żywica jonomerowa, w celu uzyskania wielowarstwowego produkty końcowego. Jako żywicę jonomerową stosuje się produkty takie jak Surlyn 1703 (zarejestrowany znak towarowy) wytwarzany przez I.E. DuPont De Nemours and Company, Wilmington, US. Jednakże dodatkowe operacje prowadzone poza linią produkcyjną są kosztowne. Ponadto, ponieważ folia jest rozciągana przed nałożeniem wytłaczanej warstwy kopolimeru lub polimeru takiegojak żywicajonomerowa, nałożona warstwajest często grubsza niż potrzeba. Na przykład w materiałach opakowaniowych opisanych we wspomnianym wyżej zgłoszeniu nr PCT/US92/05514 na warstwę polietylenoiminy nakłada się powłokę środka uszczelniającego w celu oddzielenia polietylenoiminy od produktu spożywczego. Jednakże polietylenoimina ma działać jako środek wiążący produkty rozkładu oleju, a więc im grubsza jest warstwa środka uszczeniającego, tym mniej skuteczne jest działanie polietylenoiminy, bowiem lotne produkty rozkładu trudniej dyfundują do warstwy polietylenoiminy.

Sposób wytwarzania folii opakowaniowej do pakowania artykułów, które ulegają rozkładowi i wytwarzają przy tym niepożądane produkty rozkładu, w którym w jednej ciągłej linii produkcyjnej wytłacza się folię podstawową, poddaje się ją orientowaniu przez wzdłużne rozciąganie, nakłada się na jej pierwszą powierzchnię w fazie ciekłej warstwę zawierającą

175 149 substancję, która ma zdolność ograniczania niepożądanych skutków wywoływanych przez produkty rozkładu zawartości opakowania, tak powleczoną folię suszy się, na tę wysuszona warstwę nakłada się przez wytłaczanie powłokę środka uszczelniającego i tak otrzymaną folię warstwową poddaje się rozciąganiu na szerokość, według wynalazku charakteryzuje się tym, że jednocześnie z folią podstawową wytłacza się pośrednią warstwę spajającą i łączy się ją z drugą powierzchnią folii podstawowej przed operacją wzdłużnego jej rozciągania. Między operacją wzdłużnego rozciągania a nakładaniem warstwy ciekłej pierwszą powierzchnię folii podstawowej poddaje się obróbce powierzchniowej. W korzystnym rozwiązaniu na pierwszą powierzchnię folii podstawowej nakłada się warstwę polialkoholu winylowego stanowiącą barierę dla tlenu. W innym korzystnym rozwiązaniu na pierwszą powierzchnię folii podstawowej nakłada się warstwę żywicy akrylowej stanowiącą barierę dla substancji zapachowych. W jeszcze innym korzystnym rozwiązaniu na pierwszą powierzchnię’ folii podstawowej nakłada się warstwę polichlorku winylidenu, stanowiącą barierę dla tlenu i wilgoci. Pierwszą powierzchnię folii podstawowej korzystnie poddaje się obróbce za pomocą wyładowań koronowych. Po wysuszeniu warstwy nałożonej na pierwszą powierzchnię folii podstawowej, a przed wytłaczaniem powłoki środka uszczelniającego, na drugą powierzchnię folii podstawowej korzystnie nakłada się druga warstwę zawierającą substancję absorbującą niepożądane produkty rozkładu zawartości opakowania i tak powleczoną folię suszy się

Warstwę która ma zdolność wzajemnego oddziaływania z opakowanym produktem i/lub stanowi barierę między wnętrzem, a otoczeniem opakowania, a także obecną w folii warstwę środka uszczeniającego nakłada się w sposobie według wynalazku w procesie ciągłym przed końcową orientacją tej folii.

Wytłoczoną w znany sposób folię podstawową poddaje się zorientowaniu przez rozciąganie w kierunku podłużnym, zgodnie z biegiem linii technologicznej, następnie nakłada się na nią z fazy ciekłej warstwę substancji mającej zdolność ograniczania niepożądanych skutków wywoływanych przez produkty rozkładu zawartości opakowania, na tę warstwę nakłada się, metodą wytłaczania, warstwę środka uszczelniającego i wreszcie folię poddaje się zorientowaniu końcowemu przez rozciąganie na szerokość. Jako środek uszczelniający można stosować materiały poliolefinowe takie jak kopolimery stylenu z propylenem, terpolimery i jonomery. Warstwę substancji ochronnej, przeciwdziałającej niekorzystnym skutkom wywoływanym przez produkty rozkładu zawartości opakowania nanosi się w tej samej linii technologicznej, bez wystawiania tej warstwy na niepożądane działanie ciepła, które występuje w zwykłych operacjach nakładania tworzywa metodą wytłaczania. Powlekarka, suszarka i urządzenie do nakładania tworzywa metodą wytłaczania są zestawione w jedną linię technologiczną i włączone w typową linię do wytwarzania folii polipropylenowej.

Sposób według wynalazku może być przystosowany do powlekania każdej z dwóch stron folii podstawowej inną powłoką, z których każda stanowi warstwę mającą zdolność ograniczania niepożądanych skutków wywoływanych przez produkty rozkładu zawartości opakowania. Tego rodzaju folie opakowaniowe są szczególnie odpowiednie do szerokiego stosowania, ponieważ napełnianie opakowań azotemjest operacją nie wszędziejednakowo dostępną. Folia wytworzona przez dwustronne powlekanie przyczynia się do poprawy jakości artykułów spożywczych nawet gdy nie ma możliwości napełniania opakowań azotem. Nakładanie polietylenoiminy na niezgrzewalną folię podstawową w procesie prowadzącym w ciągłej linii produkcyjnej pozwala uniknąć poddawania polietylenoiminy działania ciepła występującego w typowych operacjach wytłaczania. Niezgrzewalna folia może być powlekana po obu stronach dwoma różnymi warstwami, z których każda ma właściwość ograniczania niepożądanych skutków wywoływanych przez produkty rozkładu zawartości opakowania. Folia opakowaniowa może być wytwarzana z giętkiego polimeru mającego zdolność przedłużania okresu trwałości opakowanego produktu, i może być laminowana innymi materiałami, zawierającymi bariery dla wilgoci i tlenu.

Folia wykonana sposobem według wynalazku zawiera substancję zdolną do reagowania z produktami ubocznymi rozkładu oleju, co powoduje wiązanie tych produktów. Substancja ta, określona dalej jako substancja wiążąca produkty lotne, jest umieszczona w folii opakowaniowej w taki sposób, aby produkty uboczne rozkładu oleju zawartego w opakowanym artykule spożywczym mogły się stykać z tą substancją. Produktami tymi są w większości aldehydy. Jeden

175 149 z nich, heksanol, może być przyjęty jako orientacyjny wskaźnik stopnia rozkładu oleju, gdyż heksanol jest produktem ubocznym rozkładu kwasu linolowego. W miarę starzenia się artykułu spożywczego wzrasta zawartość heksanolu we wnętrzu opakowania.

Jako substancja wiążąca produkty lotne może być stosowana w sposobie według wynalazku każda substancja mająca wystarczająco wysoką zdolność do absorpcji aldehydów i nadająca się zarazem do stosowania w bezpośrednim lub pośrednim kontakcie z artykułami spożywczymi. Przy wyborze substancji absorbującej aldehydy należy brać pod uwagę jej selektywność w stosunku do aldehydów. W zamkniętym opakowaniu obok niepożądanych aldehydów występują także związki organiczne, których obecność jest potrzebna dla zachowania zapachu i smaku artykułu spożywczego. Przykładem takich związków są pirazyny. Substancja absorbująca aldehydy, która jednocześnie wiąże znaczące ilości pożądanych związków organicznych, może wprawdzie przedłużać okres trwałości produktu spożywczego, ale produkt w tych warunkach staje się mdły i nie ma charakterystycznego dla siebie zapachu.

Substancje znane jako skuteczne absorbenty aldehydów mogą być wybrane z grupy zawierającej związki z pierwszo- i drugorzędowymi grupami aminowymi i mocne zasady nieorganiczne. Spośród związków aminowych korzystne są polimery o dużej zawartości pierwszorzędowych grup aminowych. Do najbardziej korzystnych związków aminowych należą polietylenoimina, polimery zawierające etylenodwuaminę i dwuizopropanoloamina. Spośród zasad nieorganicznych najkorzystniejsze są wodorotlenek sodu i wodorotlenek wapnia.

Substancja stosowana w sposobie według wynalazku jako substancja absorbująca aldehydy musi nadawać się do stosowania w bezpośrednim lub pośrednim zetknięciu z artykułami spożywczymi. W tym drugim przypadku w folii opakowaniowej wytworzonej według wynalazku substancja ta jest oddzielona od produktu spożywczego warstwą oddzielającą, przez którą aldehydy mogą przenikać do substancji absorbującej. Gdy nie stosuje się warstwy oddzielającej, substancja absorbująca aldehydy może być nałożona na folię podstawową jako wewnętrzna warstwa opakowania. W przypadku stosowania warstwy osłaniającej, substancję absorbującą aldehydy nakłada się w postaci warstwy ziarnistej lub ciągłej powłoki na folię podstawową przed nałożeniem warstwy osłaniającej.

Substancja absorbująca aldehydy musi być stosowana w sposobie według wynalazku w wystarczającej ilości. Przez wystarczającą ilość należy rozumieć taką ilość tej substancji, która wiąże aldehydy będące produktem rozkładu oleju dostatecznie szybko i w dostatecznej ilości, aby zawartość heksanolu w opakowaniu po zamierzonym okresie przechowywania opakowanego produktu nie osiągnęła poziomu wskazującego na utratę świeżości produktu. To, czy ilość substancji absorbującej aldehydy jest wystarczająca, zależy od reaktywności danej substancji, skłonności oleju do rozkładu oraz szybkości migracji cząsteczek aldehydów do tej substancji z uwzględnieniem ewentualnej obecności warstwy osłonowej między produktem spożywczym a tą substancją.

Sposób według wynalazku przewiduje prowadzenie procesu wytwarzania folii opakowaniowej w jednej szeregowej, ciągłej linii technologicznej, co obniża koszty produkcji, a stosowane w tym sposobie nakładanie warstw folii opakowaniowej z fazy ciekłej połączone w jednym procesie technologicznym z nakładaniem tworzywa metodą wytłaczania pozwala wytworzyć folię o pożądanych właściwościach ochronnych. Folia wytworzona sposobem według wynalazku, mająca cienką powłokę środka uszczelniającego, pozwala osiągnąć dużą skuteczność warstwy wiążącej produkty rozkładu lub stanowiącej barierę, przy jednoczesnym małym zużyciu materiału tworzącego tę warstwę.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania zostanie bliżej objaśniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia podstawowy rodzaj folii opakowaniowej wytworzonej sposobem według wynalazku w przekroju poprzecznym, fig. 2 - folię z fig. 1, na którą została nałożona pośrednia warstwa spajająca w przekroju poprzecznym, fig. 3 - folię, na którą naniesiono warstwę kleju i warstwę nadrukowaną, w przekroju poprzecznym, fig. 4 - wariant folii, która zawiera drugą warstwę substancji ograniczającej niepożądane skutki rozkładu oleju, nałożoną na drugą stronę folii pokazanej na fig. 1, fig. 5 - schemat technologiczny ilustrujący sposób według wynalazku, natomiast fig. 6 przedstawia schemat blokowy procesu wytwarzania folii sposobem według wynalazku i po prawej stronie ilustruje w uproszczeniu kolejne operacje i/lub otrzymane w nich produkty.

Folia opakowaniowa 10 przedstawiona na fig. 1 stanowi znaną strukturę, zawierającą warstwę 14, która ma zdolność ograniczania niepożądanych skutków wywoływanych przez rozkład zawartości opakowania. Tylko tytułem przykładu wymienia się tu jako składnik warstwy 14 substancję absorbującą aldehydy, to jest polietylenoiminę, w takiej ilości i tak umieszczoną, że jest skuteczna przy usuwaniu aldehydowych produktów ubocznych tworzących się przez rozkład oleju zawartego w artykule spożywczym opakowanym w folię 10. Dla uproszczenia dalszego opisu warstwa 14 będzie dalej opisywana jako polietylenoimina. Jednakże jest zrozumiałe, że może być stosowana inna substancja, która ma zdolność ograniczania niepożądanych skutków wywoływanych przez rozkład zawartości opakowania i na którą można nałożyć następną powłokę metodą wytłaczania.

Folia warstwowa 10 ma zewnętrzną warstwę 12 i grubości od 0,015 do 0,018 mm, stanowiącą dwuosiowo zorientowaną folię polipropylenową, która nadaje produktowi wytrzymałość i stanowi barierę dla wilgoci. Jeśli to konieczne, spodnia powierzchnia tej folii 12 może być poddana obróbce symbolizowanej przez oznaczenie 15 dla zwiększenia jej zdolności wiązania się z polietylenoiminą 14 stosowaną jako substancja wiążąca produkty lotne. Obróbkę taką prowadzi się w znany sposób, np. przez zastosowanie wyładowań koronowych w celu utlenienia powierzchni, co zwiększa przyczepność następnej warstwy. Następnie na spodnią powierzchnię folii 12 nakłada się warstwę polietylenoiminy 14. Do operacji tej może być stosowany zbiornik zawierający wodny roztwór polietylenoiminy i wyposażony w wałek (nie pokazany na rysunku), który obracając się wchłania roztwór w pory znajdujące się na jego powierzchni i przenosi go na folię przesuwającą się w sposób ciągły w kontakcie z tym wałkiem. Temperatura ciekłej warstwy zawierającej polietylenoiminę jest w tym stadium procesu stosunkowa niska, nie wpływa więc niekorzystnie na zdolność wiązania produktów lotnych przez polietylenoiminę. Folia powleczona polietylenoiminą przesuwa się przez suszarkę, gdzie warstwa roztworu jest suszona w znany sposób. Temperatura warstwy polietylenoiminy jest w tej fazie stosunkowo niska i nie wpływa niekorzystnie na jej zdolność do wiązania lotnych produktów. Folia pokryta polietylenoiminą przesuwa się następnie do wytłaczarki, gdzie na warstwę polietylenoiminy 14 wytłacza się powłokę środka uszczelniającego 16 takiego jak żywicajonomerowa. Jako żywicę jonomerowąmożna stosować Surlyn 1652SR (zarejestrowany znak towarowy) wytwarzany przez I.E. DuPont DeNemours and Company. Wielowarstwowa folia 10 przesuwa się następnie do rozszerzarki, gdzie jest orientowana w kierunku poprzecznym do kierunku jej ruchu. Ponieważ podstawowa folia polipropylenowa 12 była poddana wzdłużnej orientacji po opuszczeniu wytłaczarki, za rozszerzarką folia jest zorientowana dwuosiowo. Ponadto operacja rozciągania poprzecznego zmniejsza grubość warstwy środka uszczelniającego. Dzięki temu zużywa się mniej środka uszczelniającego, zarazem zmniejszenie grubości tej warstwy ułatwia migrację lotnych produktów rozkładu do warstwy polietylenoiminy. Typowa operacja rozciągania zmniejsza grubość warstwy środka uszczelniającego 5 do 10 razy. Aldehydy takie jak pentanol, heksanol i heptanol, oznaczone literą A na fig. 1, wytwarzają się w zamkniętym opakowaniu z artykułem spożywczym, np. frytkami ziemniaczanymi. Aldehydy te mogą przenikać przez warstwę środka uszczelniającego 16, jak wskazują strzałki na fig. 1. Gdy aldehydy zetkną się w pierwszo- lub drugorzędowymi aminami w warstwie absorpcyjnej 14, zostaną związane i nie przyczyniają się do skrócenia okresu trwałości opakowanego artykułu ani też nie gromadzą się w zamkniętym opakowaniu, nie pogarszają więc zapachu i smaku artykułu.

Figura 2 przedstawia folię wytworzoną przez naniesienie pośredniej warstwy spajającej 18 na folię 10 pokazaną na fig. 1. Jeśli warstwa ta jest potrzebna do pokrycia folii folią metalową, wytłacza się ją jednocześnie z wytłaczaniem folii polipropylenowej. Warstwa spajająca może być wytworzona z kopolimeru etylenowo-propylenowego lub podobnego i może mieć grubość od 0,1 do 0,1 mm.

Figura 3 przedstawia przekrój folii 10 wytworzonej sposobem według wynalazku i mającej nałożoną warstwę 19, która składa się z nadrukowanej warstwy polipropylenowej 21 i warstwy spoiwa polietylenowego 23. Warstwa 23 może być także warstwą zwykłego kleju wodorozcieńczalnego lub rozpuszczalnikowego. Warstwy 21 i 23 są dobrze znane w technice i nie wymagają

175 149 dokładniejszego opisu. Warstwa spajająca 18 w tym przypadku służy do dobrego związania warstwy 19 z folią 10.

Figura 4 przedstawia w przekroju jeden z wariantów folii, które mogą być wytwarzane sposobem według wynalazku. Folia 22 składa się z podstawowej folii polipropylenowej 12, pierwszej warstwy 14 takiej jak polipropylenoimina, warstwy środka uszczelniającego 16, które to warstwy tworzą łącznie folię 10 według fig. 1, a ponadto folia ta zawiera drugą warstwę ochronną 24, nałożoną na warstwę spajającą 18. Ta druga warstwa ochronna może być na przykład warstwą polialkoholu winylowego, który jest znany jako dobra bariera dla tlenu. Może to być także warstwa żywicy akrylowej, która stanowi barierę dla substancji zapachowych i przyczynia się do zachowania dobrego zapachu produktu spożywczego. Warstwa ta może być warstwą polichlorku winylidenu, który jest dobrą barierą dla tlenu i wilgoci. Są również inne substancje, takie jak absorbenty tlenu lub substancje zapachowe, które można stosować jako drugą warstwę ochronną 24. Warstwę tę nakłada się podobnie jak pierwszą warstwę ochronną 14, w jednej linii technologicznej i pozostałymi operacjami i bez wystawiania tej warstwy na szkodliwe działanie ciepła. Na drugą warstwę ochronną 24 może być nałożona powłoka 19, składająca się z nadrukowanej warstwy polipropylenowej i spoiwa polietylenowego, w wyniku czego otrzymuje się folię opakowaniową o strukturze przedstawionej na fig. 4.

Figura 5 i fig. 6 przedstawiają proces technologiczny prowadzony sposobem według wynalazku. W wytłaczarce 32 przez dyszę 34 wytłacza się folię podstawową 62, co przedstawiono jako etap 60 na fig. 6. Pośrednia warstwa spajająca 64 może być wytłaczana jednocześnie w podobnej wytłaczarce i łączona z folią podstawową, jak pokazano na rysunku przyległym do etapu 60, jeśli jest to potrzebne np. do nałożenia później warstwy metalowej. Folia podstawowa 62 przechodzi następnie przez wałki 36 i 38, które rozciągają ją w kierunku podłużnym. Przedstawiono to na fig. 6 jako etap 66 i na przyległym rysunku, gdzie widoczne są wałki 68. Kolejne wałki obracają się coraz prędzej, co powoduje rozciąganie folii. Rozwiązanie to jest powszechnie znane. Folia podstawowa 62 zorientowana przez rozciąganie przechodzi następnie przez wałek 40 i w miejscu oznaczonym jako 42 jest poddawana w razie potrzebny obróbce powierzchniowej po jednej stronie, dla przygotowania tej powierzchni do nałożenia na nią warstwy ochronnej, takiej jak polietylenoimina lub inna substancja wiążąca produkty lotne. Przedstawiono to jako etap 70 i oznaczenie 72 odnoszące się do jednej strony folii podstawowej 62. Obróbka taka jest dobrze znana w technice. Jednym, z możliwych rozwiązań jest zastosowanie tu wyładowań koronowych do utlenienia powierzchni folii, co zwiększa jej przyczepność do przyległej warstwy innego materiału. Folia podstawowa 62 po obróbce powierzchniowej jest następnie powlekana na stanowisku 44 (fig. 5) warstwą substancji wiążącej produkty lotne. Przedstawiono to jako etap 74 na fig. 6, a nałożona warstwa ciekła jest oznaczona jako 76. Ilość polietylenoiminy nakładanej na stanowisku 44 jest tak dobrana, aby w stanie suchym warstwa 76 zawierała od 0,008 do 0,33 grama polietylenoiminy na 1 m² powierzchni, korzystniej od 0,08 do 0 16 g/m2. Warstwę polietylenoiminy nakłada się znanym sposobem. Zwykle stosuje się powszechnie znane rozwiązanie polegające na przepuszczaniu- folii przez wałek mający porowatą powierzchnię, który obraca się i jest częściowo zanurzony w zbiorniku (nie pokazanym) zawierającym ciecz, taką jak roztwór polietylenoiminy. O grubości nałożonej warstwy decyduje wielkość porów wałka i prędkość jego obrotów. Jest to typowa operacja powlekania i nie wymaga dokładniejszego opisu.

Powleczona folia przesuwa się następnie do standardowej suszarki 46, gdzie powłoka polietylenoiminy jest suszona. Przedstawiono tojako etap 78 na fig. 6, gdzie strzałki 80 oznaczają strumień ciepła. Wysuszona folia przesuwa się dalej do wytłaczarki 48, która jest typową wytłaczarką wyposażoną w dyszę 50. Tu nakłada się warstwę środka uszczelniającego na warstwę polietylenoiminy. Jako środek uszczelniający może być stosowany taki środek jak żywica jonomerowa, jak to wyżej opisano. Etap ten jest oznaczony jako 82 na fig. 6, a powłoka środka uszczelniającego jest oznaczona tam liczbą 84.

Folia pokryta środkiem uszczelniającym przechodzi dalej do rozszerzarki 52, która jest typowym urządzeniem znanym w technice. Stanowi ona piec o temperaturze 95-150°C, w którym folię rozciąga się poprzecznie do kierunku jej poprzedniej orientacji, otrzymując folię zorientowaną dwuosiowo. Etap ten jest oznaczony jako 86 na fig. 6, a rozciąganie oznaczone

17ł5149 jest tam liczbą 88. Po tej operacji warstwa środka uszczelniającego ma grubość około 0,001 do 0,0025 mm. Dla porównania, w znanych sposobach wytwarzania folii prowadzonych w osobnych operacjach, nie w linii produkcyjnej, warstwa środka uszczelniającego ma grubość od 0,005 do 0,0125 mm.

W ostatnim etapie warstwa spajająca nałożona ewentualnie w poprzedniej części procesu technologicznego może być ewentualnie poddana obróbce powierzchniowej na stanowisku 54, np. przez wyładowania koronowe, w celu przygotowania jej powierzchni do połączenia z inną folią. Etap ten jest oznaczony jako 90 na fig. 6, zaś powierzchnia po obróbce oznaczona jest tam liczbą 92.

Na figurze 5 przedstawiono także inny wariant wykonania sposobu według wynalazku, w którym za suszarką 46 a przed stanowiskiem wytłaczania powłoki środka uszczelniającego znajduje się dodatkowe stanowisko powlekania drugiej strony folii podstawowej 62 drugą warstwą 24, mającą zdolność ochrony opakowanego produktu przed skutkami jego rozkładu. Druga warstwa 24 może być stosowana wraz z polietylenoiminową pierwszą warstwą ochronną 14 lub też z pierwszą warstwą 14 wykonaną z innego odpowiedniego materiału, wyżej opisanego. Druga warstwa 24 może być wykonana z polialkoholu winylowego i stanowi wtedy barierę dla tlenu. Może być też stosowana żywica akrylowa jako bariera dla tlenu, wilgoci i substancji zapachowych lub polichlorek winylidenu jako bariera dla tlenu i wilgoci. Inne materiały o wymaganych właściwościach ochronnych również mogą być stosowane. Linia przerywana na fig. 5 przedstawia drogę folii przez wałek 55 znajdujący się za pierwszą suszarką 46, dalej przez stanowisko 56, gdzie nanosi się opisaną wyżej drugą warstwę 24. Operację tę prowadzi się w ten sam znany sposób co operację nanoszenia pierwszej warstwy ochronnej 14. Następnie powleczoną folię poddaje się suszeniu w drugiej suszarce 58 i przechodzi ona do wytłaczarki 48, gdzie, jak już opisano, nakłada się warstwę środka uszczelniającego.

Przykład.W jednej lub więcej wytłaczarek w temperaturze 150-320°C wytłacza się jedno- lub wielowarstwową folię poliolefinową. Po wytłoczeniu folia ta ma grubość 40-60 razy większą od grubości produktu końcowego. Folię chłodzi się na chłodzonym walcu, ponownie ogrzewa i poddaje orientowaniu, przez rozciąganie, w etapie 66, na ogrzewanych wałkach 68, z których każdy obraca się szybciej od poprzedniego. Następnie folię poddaje się obróbce powierzchniowej, w etapie 70, i powleka odpowiednią warstwą, np. polietylenoiminą, w etapie 74, za pomocą znanego porowatego wałka powlekającego. Powleczoną folię suszy się - etap 78 - w suszarce w temperaturze 95-150°C lub w innej temperaturze wystarczającej do usunięcia co najmniej większej części wody zawartej w powłoce. Czas suszenia wynosi normalnie poniżej jednej minuty, a zwykle liczy się sekundach. W następnym etapie 70 procesu folię poddaje się ewentualnie wyładowaniom koronowym po drugiej stronie, po której ewentualnie ma być powlekana, a następnie nakłada się, w etapie 82, warstwę poliolefinowego środka uszczelniającego metodą wytłaczania w znanej wytłaczarce. Zapewnia ona optymalny kontakt opakowanego artykułu lub produktów ubocznych jego rozkładu z folią podstawową 62, osłoniętą powłoką środka uszczelniającego. Dzięki końcowej operacji rozciągania folii na szerokość powłoka środka uszczelniającego 84 ma grubość 0,001-0,0025 mm i jest dużo cieńsza od powłok środków uszczelniających otrzymywanych w znanych procesach prowadzonych w osobnych operacjach, poza ciągłą linią produkcyjną. Według tego znanego sposobu powłoka ta ma grubość 0,0125-0,0250 mm. Ponadto nakładanie powłoki środka uszczelniającego 84 sposobem według wynalazku pociąga za sobą mniejsze koszty.

Wytworzona sposobem według wynalazku folia opakowaniowa zawierająca warstwę polietylenoiminy pokryta środkiem uszczelniającym jest dużo skuteczniejsza jeśli chodzi o wiązanie aldehydów niż folia nie powlekana polietylenoiminą. Badania wykazały, że folia powlekana absorbuje 91% heksanalu, podczas gdy folia nie powlekana absorbuje tylko 6%.

Sposób według wynalazku obejmuje więc nowy proces wytwarzania folii opakowaniowej, która ma zdolność przedłużania okresu trwałości artykułów spożywczych zawierających oleje. Połączono w nim znaną operację nakładania ciekłych, a potem suszonych powłok, z powlekaniem metodą wytłaczania. Substancję mającą zdolność ograniczania, niepożądanych skutków wywoływanych przez produkty rozkładu zawartości opakowania, taką jak polietylenoiminą, nakłada się na niezgrzewalną folię po jej zorientowaniu przez wzdłużne rozciąganie, a przed jej

175 149 rozciąganiem na szerokość zapewniającym w efekcie orientację dwukierunkową. Po nałożeniu i wysuszeniu warstwy wspomnianej substancji ochronnej folia przechodzi do wytłaczarki, gdzie na poprzednią warstwę nakłada się powłokę środka uszczelniającego metodą wytłaczania, a następnie dla zakończenia orientowania folii rozciąga sięją na szerokość. Dzięki temu substancja mająca zdolność ograniczania niepożądanych skutków wywoływanych przez produkty rozkładu zawartości opakowaniajest nanoszona w jednej ciągłej linii technologicznej z innymi opisanymi operacjami i nie jest narażona na niekorzystne działanie ciepła występujące w zwykłych operacjach powlekania metodą wytłaczania. Ponadto sposób według wynalazku pozwala wytworzyć folię o znacznie mniejszej grubości niż folia wytwarzana znanymi sposobami w osobnych operacjach technologicznych, gdyż według wynalazku powłokę środka uszczelniającego nakłada się przed rozciąganiem folii na szerokość, dzięki czemu warstwa tego środka po rozciąganiu ma znacznie mniejszą grubość. W znanych sposobach środek uszczelniający jest nakładany po rozciąganiu folii na szerokość, więc grubość jego warstwy nie zmienia się. Folia wytworzona sposobem według wynalazku zawiera zatem cieńszą barierę dla aldehydów i zapewnia przez to skuteczniejsze ich wiązanie przez* substancję wiążącą, co przyczynia się do przedłużenia okresu trwałości opakowanego artykułu spożywczego. Dla wykonania sposobu według wynalazku znana ciągła linia technologiczna do wytwarzania folii polipropylenowej została wyposażona w stanowisko powlekania folii cieczą, suszarkę, urządzenie do powlekania metodą wytłaczania i rozszerzarkę.

Sposobem według wynalazku można także powlekać obie strony folii podstawowej dwoma różnymi warstwami substancji ochronnej, co pozwala wytworzyć folię opakowaniową o lepszych właściwościach ochronnych.

Informacje dotyczące artykułu spożywczego zawierającego olej odnoszą się przede wszystkim do smażonych frytek ziemniaczanych o zawartości oleju około 30% wagowo. Jednakże jest zrozumiałe, że korzyści wynikającego ze sposobu według wynalazku odnoszą się także do innych produktów spożywczych zawierających oleje, przechowywanych w warunkach otoczenia. Spośród nich można wymienić słone przekąski o małej zawartości wilgoci, takie jak frytki kukurydziane, płatki kukurydziane, wytłaczane przekąski kukurydziane, precelki, prażona kukurydza; wyroby piekarnicze, takie jak placuszki, bułeczki i ciastka; krakersy, pikantne wyroby zawierające olej; wyroby cukiernicze zawierające tłuszcz; olej jadalne; wyroby mączne i podobne artykuły spożywcze.

175 149

(o

1*3 ’Ό

Γ\

L_0

175 149

FIG. 6

175 149

FIG. 2

FIG. 4

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 4,00 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania folii opakowaniowej, do pakowania artykułów, które ulegają rozkładowi i wytwarzają przy tym niepożądane produkty rozkładu, w którym w jednej ciągłej linii produkcyjnej wytłacza się folię podstawową, poddaje się ją orientowaniu przez wzdłużne rozciąganie, nakłada się na jej pierwszą powierzchnię w fazie ciekłej warstwę zawierającą substancję, która ma zdolność ograniczania niepożądanych skutków wywoływanych przez produkty rozkładu zawartości opakowania, tak powleczoną folię suszy się, na tę wysuszoną warstwę nakłada się przez wytłaczanie powłokę środka uszczelniającego, i tak otrzymaną folię warstwową poddaje się rozciąganiu na szerokość, znamienny tym, że jednocześnie z folią podstawową (62) wytłacza się pośrednią warstwę spajającą (64) i łączy się ją z drugą powierzchnią folii podstawowej (62) przed operacją wzdłużnego jej rozciągania, zaś między operacją wzdłużnego rozciągania, a nakładaniem ciekłej warstwy (76), pierwszą powierzchnię folii podstawowej (62) poddaje się obróbce powierzchniowej.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że na pierwszą powierzchnię folii podstawowej (62) nakłada się warstwę (76) polialkoholu winylowego stanowiącą barierę dla tlenu.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że na pierwszą powierzchnię folii podstawowej (62) nakłada się warstwę (76) żywicy akrylowej stanowiącą barierę dla substancji zapachowych.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że na pierwszą powierzchnię folii podstawowej (62) nakłada się warstwę (76) polichlorku winylidenu stanowiącą barierę dla tlenu i wilgoci.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że na pierwszą powierzchnię (72) folii podstawowej (62) poddaje się obróbce za pomocą wyładowań koronowych.
6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że po wysuszeniu warstwy nałożonej na pierwszą powierzchnię folii podstawowej (62), a przed wytłoczeniem powłoki środka uszczelniającego (84), na drugą powierzchnię folii podstawowej (62) nakłada się drugą warstwę, zawierającą substancję absorbującą niepożądane produkty rozkładu zawartości opakowania i tak powleczoną folię suszy się.