Упаковочный материал, абсорбирующий кислород

Упаковочный материал, абсорбирующий кислород

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение, в общем, относится к композициям, абсорбирующим кислород и, в особенности, к композициям, абсорбирующим кислород по настоящему изобретению.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ПО ИЗОБРЕТЕНИЮ

Многие продукты при контакте с кислородом подвержены разложению, денатурации, росту плесени, порче, прогорканию, окислению или иной порче. Примеры таких продуктов включают пиво, вино, сок, уксус, соусы, заправки, приготовленную пищу, хлеб, овощи, мясные продукты и среди прочих определенные фармацевтические препараты и химические вещества. Сохранение таких продуктов в случаях, когда присутствуют плесневые грибы, бактерии и другие организмы, которые активно растут в присутствии кислорода, затруднено. Эти организмы вызывают разложение и изменение вкуса или качества продукта. Дополнительно, некоторые из продуктов сами имеют тенденцию подвергаться окислению, что изменяет вкус или качество продукта. Для предотвращения такого окисления и роста организмов и, таким образом, увеличения стабильности при хранении этих продуктов, следует удалять кислород из контейнера, в котором хранят продукты.

Один из технологических способов для того, чтобы избежать или уменьшить содержание кислорода, представляет собой использование вакуумной упаковки. Этот технологический способ включает вакуумирование контейнера после загрузки в него продукта. Другой технологический способ представляет собой заполнение или замещение газом. В этом случае используют инертный газ, такой как азот, для замещения воздуха и, таким образом, кислорода в контейнерах. Замещение можно проводить перед или после того, как продукт загружают в контейнер.

Стандартные недостатки, связанные с описанными выше технологическими способами, включают необходимость крупномасштабного процесса и сложности удаления кислорода, растворенного в продукте. Также, в общем случае, при указанных технологических способах остается от 0,2% до 5% кислорода в контейнере. Это количество кислорода в контейнере является достаточным для неблагоприятного воздействия на многие продукты.

Более простой, более эффективный способ удаления кислорода включает помещение в контейнер с продуктом абсорбента кислорода. В этих целях используют осаждение абсорбента кислорода на смолу, которая представляет собой твердое вещество, при комнатной температуре. Например, в патенте США № 5143763 описаны композиции, включающие абсорбент, осажденный на смолу, такую как полиэтилен, полипропилен и, среди прочих, этиленвинилацетатный сополимер. В патенте США № 5089323 описаны композиции, включающие абсорбент кислорода, содержащиеся в термопластичных смолах, таких как разветвленный полиэтилен низкой плотности, полиэтилен высокой плотности, гомополимеры пропилена и, среди прочих, этиленовый и винилацетатный сополимеры.

В способе нанесения раствора путем трафаретной печати, однако, имеются некоторые ограничения. Для того чтобы отпечатать раствор, трафарет должен быть прижат к подложке, на которой должен быть отпечатан раствор. Когда трафарет поднимают для перемещения к другому месту нанесения на подложку, поверхностное трение и вязкость раствора таковы, что не происходит четкого, полного разделения раствора, который был нанесен на подложку, и раствора, оставшегося на или перед трафаретом. Это приводит к низкому качеству отпечатков, что тяжело контролировать.

Другой недостаток указанных способов состоит в том, что часто требуется отдельное устройство, такое как саше или контейнер, которое должно быть помещено, например, в пищевой или фармацевтический продукт. Среди прочих, это приводит к необходимости, состоящей в том, что потребитель при открытии упаковки сталкивается с таким устройством. Дополнительно, многие подобные саше или контейнеры имеют маркировку «не для еды», что может быть истолковано потребителем, как нежелательное для смешивания с едой, фармацевтическими препаратами или другими потребляемыми продуктами.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение включает в себя упаковочный материал, абсорбирующий кислород, включающий слой основы, абсорбирующую кислород композицию, осажденную на по крайней мере одной стороне слоя основы, пленочный слой, нанесенный на абсорбирующий кислород слой и отпечатанные буквы для обозначения информации относительно продукта, который должен находиться в упаковочном материале. Абсорбирующая кислород композиция включает абсорбент кислорода, содержащийся в эмульсии. Отпечатывание происходит или на одной или на обеих сторонах слоя основы и пленочного слоя. Абсорбирующая кислород композиция может находиться на одной или на обеих сторонах слоя основы до тех пор, пока она покрыта пленочным слоем.

Следует понимать, что последующее общее описание и последующее подробное описание представляют собой примеры исполнения изобретения и не подразумеваются как исчерпывающие или ограничивающие.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Изобретение проще понять из последующего детального описания при рассмотрении в сочетании с прилагаемыми чертежами, на которых:

Фиг.1 представляет собой вид сверху на пример варианта осуществления настоящего изобретения;

Фиг.2 представляет собой вид в поперечном сечении примера варианта осуществления Фиг.1;

Фиг.3 представляет собой крупный план вида поперечного сечения отмеченного кружком на Фиг.2;

Фиг.4 представляет собой вариант осуществления настоящего изобретения, включающий поглощающую кислород карту с нанесенным на нее текстом;

Фиг.5А представляет собой вид сверху купона по настоящему изобретению;

Фиг 5В представляет собой вид сбоку купона с Фиг.5А; и

Фиг.6 представляет собой поперечное сечение варианта осуществления настоящего изобретения с одновременной перфорацией на тонком пленочном слое и на подложке.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение обеспечивает комбинацию упаковочного материала, на котором может находиться текст или реклама, и абсорбирующую кислород композицию, за счет чего потребитель не осознает присутствие абсорбирующей кислород композиции. Поглотители кислорода (или «реагенты») диспергированы в многокомпонентных носителях, таких как эмульсии, дисперсии или суспензии, или другие смеси. В результате диспергирования поглотителя кислорода, в подобной многокомпонентной системе, полученная композиция может быть легко нанесена на приемлемую подложку и покрыта пленкой, проницаемой для кислорода. На подложке или пленке, одной или той и другой, находится текст, такой как инструкции для использования находящегося в ней продукта, или другой текст, такой как рекламная информация, что, таким образом, сочетает свойства абсорбции кислорода и функционального упаковочного материала. Но только текст на упаковочном материале доступен взгляду потребителя, который не может увидеть абсорбирующей композиции, поскольку она составляет часть упаковочного материала и скрыта в нем.

На Фиг.1 показан предпочтительный вариант осуществления, где упаковочный лоток 100 сконструирован в соответствии с настоящим изобретением. Пицца 150 изображена приподнятой из лотка, для того, чтобы были видны инструкции 160 по приготовлению, которые были отпечатаны на поверхности верхнего слоя лотка 100. Лоток 100 представляет собой многослойный упаковочный материал, который состоит из слоя подложки и поглотителя кислорода, покрытого тонким, проницаемым для кислорода слоем. На тонком проницаемом для кислорода слое находится отпечатанная на нем информация, для того чтобы обеспечить потребителя инструкциями по приготовлению пиццы. Нет необходимости в дополнительной абсорбирующей кислород упаковке или материале внутри упаковки, и, таким образом, нет дополнительной упаковки или видимого абсорбирующего кислород пакета, свободно располагающегося внутри пищевой или фармацевтической упаковки. Действительно, потребитель не всегда даже подозревает, что поглотитель кислорода присутствует внутри упаковки. На Фиг.2 показано поперечное сечение упаковочного лотка 100, и на Фиг.3 показан крупный план участка поперечного сечения части упаковочного лотка 100, отмеченного пунктирной линией 200 на Фиг.2.

Как лучше видно на Фиг.2, три слоя лотка 100 состоят из основы 310 (предпочтительно бумажной), поглотителя 320 кислорода, и тонкого пленочного покрывающего слоя 330, который является проницаемым для кислорода. Каждый из указанных слоев описан более подробно ниже.

В варианте осуществления изобретения, описанного выше, основа, на которую наносят абсорбирующую кислород композицию, соответственно представляет собой твердую бумагу, которая может служить в качестве поддерживающей конструкции в упаковке для пищевого продукта, такого как замороженная пицца или выпеченное изделие. Таким образом, потребитель получает продукт, размещенный, как кажется, на едином листе поддерживающей бумаги. Отсутствует абсорбирующий кислород пакет или иное устройство. На упаковке имеется отпечатанный текст, который может включать купон на следующую покупку, инструкции по разогреванию или приготовлению или просто рекламные материалы о сходных или других продуктах или услугах. Текст может также располагаться на стороне основы, противоположной стороне, на которую нанесены поглотитель кислорода и тонкая пленка. Таким образом, текст может наноситься как на слой тонкой пленки, как показано на фиг.1, так и на обратную сторону бумажной основы (не показано) для обеспечения дополнительной рекламы на упаковке продукта.

В другом варианте осуществления изобретения, упаковочный материал может быть использован по двойному назначению - вещества, как поглотителя кислорода, и как купона. В случае использования материала в качестве купона, или может быть использован отрывающийся купон, разработанный как часть общей упаковки, или может применяться свободно расположенный внутри большей упаковки купон. В первом случае можно обеспечить перфорацию или линию отреза, для того чтобы облегчить потребителю отрывание купона от остальной упаковки. На Фиг.4 показан последний вариант осуществления, в котором свободный абсорбирующий кислород купон 400 включен в упаковку с Фиг.1. Конечно, если абсорбирующий кислород купон 400 является достаточно большим и, таким образом, обладает по крайней мере минимальной абсорбирующей кислород поверхностью, сам лоток может представлять собой любой из многочисленных неабсорбирующих кислород лотков по предшествующему уровню техники. В то же время, предпочтительно, изобретение обеспечивает тройную функцию - поддерживающую конструкцию, текст и поглотитель кислорода, скомбинированные в упаковочном материале, который по мнению потребителя обладает только двойной функцией поддержки с отпечатанной на ней информацией.

Упаковочный материал по настоящему изобретению с выгодой использует эмульсии, которые могут быть легко нанесены непосредственным отпечатыванием на подложке. Абсорбирующие кислород композиции по настоящему изобретению, благодаря поглотителю кислорода, содержащемуся в эмульсии, способны содержать большее количество поглотителя кислорода и имеют лучшую проницаемость для кислорода, по сравнению с известными составами, содержащими твердые вещества или растворы, содержащие реагенты. Дополнительно использование эмульсий позволяет включать в композицию другие компоненты, такие как гидрогели, которые позволяют использовать композиции при условиях низкой влажности.

Эмульсии, используемые в настоящем изобретении, обладают вязкостью и общим содержанием твердых веществ, достаточными для удержания реагентов в стабильной эмульсии, а также поверхностным натяжением и вязкостью, которые изменяются при перемешивании или нагнетании тиксотропным или псевдопластическим образом. Указанные свойства делают эмульсию пригодной для печати при использовании, например, ротационной трафаретной печати, реверсивного валика или принтера глубокой печати.

Дополнительно, эмульсии, используемые в настоящем изобретении, являются химически, биохимически и физически совместимыми с реагентами, материалами подложки (на которые наносят композиции) и продуктами, которые защищают от присутствия кислорода. Совместимость с реагентами означает, что эмульсия не реагирует ни с одним из реагентов, ни ингибирует реакцию реагентов с кислородом. Совместимость с материалом подложки требует, чтобы поверхностное натяжение эмульсии было в значительной степени низким, и пленкообразующие свойства были такими, чтобы однородный слой мог быть нанесен и поддерживался до желирования или высыхания. Совместимость с защищаемыми продуктами требует, чтобы эмульсия была пригодна для непосредственного контакта с пищей, фармацевтическими препаратами, медицинскими диагностическими средствами или другими продуктами.

Поглотители кислорода, которые могут содержаться в эмульсии, используемой в настоящем изобретении, включают железо и глюкозоксидазу. Может быть использована соль в качестве электролита для окисления железа. Железо может представлять собой железо, восстановленное водородом, электролитически восстановленное железо или химически восстановленное железо. Хотя железо является предпочтительным в качестве металлического поглощающего кислород агента. Очевидно, что могут быть использованы другие металлы. Такие металлы, в качестве примера и без ограничений, представляют собой алюминий, цинк, титан, магний и олово. Также другие элементы, которые могут быть использованы в простой или частично окисленной форме представляют собой натрий, марганец, йод, серу и фосфор.

Соль электролита может представлять собой хлорид натрия или любую другую подходящую совместимую с пищевыми продуктами соль, включая, но не ограничиваясь перечисленным, сульфат натрия, хлорид калия, хлорид аммония, сульфат аммония, хлорид кальция, фосфат натрия, фосфат кальция и фосфат магния. Для непищевых продуктов могут быть использованы другие непищевые соли. И соль, и железо предпочтительно имеют размер частиц от 48 до 325 меш.

Композиции, абсорбирующие кислород, используемые по настоящему изобретению, предназначены для использования в условиях или низкой влажности, или высокой влажности. Определенные упаковки имеют высокое содержание влаги. В случае таких упаковок, композиции, абсорбирующие кислород, используемые по настоящему изобретению, могут содержать поглотитель влаги, такой как силикогель или цеолит для активации механизма поглощения кислорода и для поглощения влаги из контейнера. Другие упаковки, такие как упаковки для сохранения жареных продуктов (например, картофельных чипсов) имеют чрезвычайно низкое содержание влаги, и композиция, абсорбирующая кислород, может содержать несущий влагу материал, такой как гидрогель, активированный уголь или другие материалы для высвобождения влаги, необходимой для активации механизма поглощения кислорода.

Ниже описаны некоторые эмульсии, приведенные в качестве примера, которые объединяют специфические требования, изложенные выше, и используются для суспендирования поглощающих кислород реагентов. Каждая из указанных эмульсий имеет различные функциональные свойства и несколько отличное предназначаемое применение. Указанные эмульсии представляют собой исключительно примеры эмульсий, которые могут быть использованы в настоящем изобретении для обеспечения функции поддержки, поглотителя кислорода и отпечатанной информации в упаковочном материале, который для потребителя выглядит как предоставляющий только поддержку и отпечатанную информацию.

Во-первых, эмульсионная система альгинатного геля описывается как носитель для реагентов и, необязательно, гидрогеля и других связывающих влагу компонентов.

Во-вторых, описывается эмульсионная система ксантановой смолы. Указанная эмульсия может быть использована для суспендирования реагентов и позволяет использовать спирт в качестве части системы. Спирт используют, поскольку он ускоряет высыхание. В указанном составе также может быть использован гидрогель.

В-третьих, может быть использована эмульсионная система микрокристаллической целлюлозы. Указанная эмульсия может также содержать спирт и воду, или и то, и другое. Система совместима как с гидрогелем, так и с реагентами и, дополнительно, обладает чрезвычайно низким поверхностным натяжением. Низкое поверхностное натяжение делает возможным чистое отделение композиции от подложки для печати от композиции, например, на трафарете ротационного аппарата трафаретной печати в ходе быстрого «отрыва», необходимого при высокоскоростной печати, когда принтер переходит от одной области печати к другой области печати. Дополнительно, микрокристаллическая целлюлоза обладает терможелирующей характеристикой, которая придает стабильность отпечатанной пленке при высыхании. Система может также включать некоторое количество ксантановой смолы для поддержания псевдопластической вязкости и характеристик потока.

Из различных эмульсий состав с микрокристаллической целлюлозой является наиболее приспособленным для поддержания стабильной суспензии всех из различных ингредиентов, таких как железо, гидрогель и соли. Указанный состав является также наиболее малочувствительным к соли по сравнению с другими эмульсиями.

В заключение, описываются три изготовленные в промышленном масштабе адгезивные эмульсии для суспендирования реагентов, абсорбирующих кислород. Указанные адгезивные эмульсии представляют собой эмульсию акрилового полимера в воде, эмульсию поливинилацетата в воде и эмульсию винилацетатэтиленового сополимера в воде.

Эмульсии, которые могут быть использованы в настоящем изобретении теперь будут проиллюстрированы более подробно при помощи следующих примеров. Однако следует понимать, что область настоящего изобретения не ограничена указанными конкретными примерами.

Испытания на поглощение кислорода в последующих примерах проводили в керамических сосудах объемом в пинту, кварту и две кварты. Композиции, описанные в примерах, были отпечатаны на подложку или при помощи ручной печати при использовании сетки для ротационной трафаретной печати, или нанесены при использовании формы глубокой печати №24. Композиции на подложке затем помещали внутрь сосудов, которые затем закатывали, и измеряли содержание кислорода, поглощенное картой. Во всех примерах, за единственным исключением, в сосудах также содержалась вода на фильтровальной бумаге, прикрепленной к стенке сосуда для поставки влаги для реакции. Единственное исключение представлял пример с гидрогелем, который сам поставлял воду, так что не было необходимости в дополнительном источнике воды. В испытаниях, в которых использовали воду на фильтровальной бумаге, отпечатанный или нанесенный материал, абсорбирующий кислород, высушивали при 200°С.

Кислород, который поглощался картами, на которых были различные композиции, определяли анализатором кислорода, доступного от Illinois Instruments, который определял уровень кислорода в каждом сосуде, в то время как карта находилась в сосуде. В том случае, если испытываемый сосуд заполняли диоксидом углерода, измеряли начальное содержание кислорода. Пониженное содержание кислорода, присутствующего в сосуде, считали количеством кислорода, поглощенным картой. Во всех примерах количество поглощенного кислорода было значительным.

ПРИМЕР 1: ЭМУЛЬСИЯ АЛЬГИНАТНОГО ГЕЛЯ

Для получения эмульсии альгинатного геля комбинировали следующие ингредиенты в процентах по массе:

Альгинат натрия (низкой вязкости)	2,25%
Полисорбат 80	1,00%
Пропионат натрия	0,20%
Дистиллированная вода	96,55%

Для получения необходим смеситель высокого сдвига. В настоящем примере использовали смеситель марки Kitchen Aid на пять кварт. Ингредиенты сначала диспергировали в воде, затем смешивали при низкой скорости в течение 15 минут, затем смешивали при высокой скорости в течение 15 минут. Смешивание привело к появлению пены на эмульсии и вовлечению воздуха в эмульсию. После смешивания потребовалось несколько часов (в течение ночи в настоящем примере) для разрушения пены и для выхода вовлеченного воздуха.

Одну часть альгинатной эмульсии, описанной выше, затем объединяли с одной частью 200 меш электролитически восстановленного железа, содержащего два процента по массе хлорида натрия, для получения композиции, абсорбирующей кислород. Состав отпечатывали на подложку для получения карты. Отпечатанную композицию, абсорбирующую кислород, сушили нагреванием, но оставляли достаточное количество влаги на нанесенном слое, так чтобы не было необходимости в дополнительном источнике влаги. Карты затем помещали в керамические сосуды и скорость поглощения ими кислорода измеряли следующим образом (варьирования между тремя испытаниями, имеющими равные по массе отпечатанные нанесения, представляли собой нормальное варьирование при испытаниях):

	Скорость абсорбции кислорода
	№1	№2	№3
Масса нанесенного отпечатка на кв. дюйм	1,50 г	1,50 г	1,50 г
16 час	13 см3 О2	14 см3 О2	20 см3 О2
24 час	16 см3 О2	14 см3 О2	22 см3 О2
47 час	26 см3 О2	22 см3 О2	34 см3 О2
135 час	54 см3 О2	41 см3 О2	62 см3 О2

В эмульсиях настоящего примера использовали альгинат натрия (вместо пропиленгликоль альгината), поскольку он растворим и стабилен при от нейтрального до незначительно щелочного рН. Использовали вариант с низкой вязкостью, поскольку он делает возможным получать более высокую концентрацию альгината в эмульсии без избыточно высокой вязкости. Продукт, используемый в настоящем примере, имел торговое название Keltrol KNLV, доступный от Merck & Co., Inc. Несмотря на то, что в описанном примере содержалось 2,25 процентов по массе альгината натрия, процент по массе альгината натрия может быть в диапазоне от 0,2% до 10%, с предпочтительным диапазоном от 0,1% до 3,5%.

В настоящем примере в эмульсиях в качестве поверхностно-активного вещества использовали полисорбат 80 для уменьшения поверхностного натяжения. Без поверхностно-активного вещества эмульсия не наносится четко или остается в виде тонкой пленки. Поскольку среда была водной, была необходимость в гидрофильном поверхностно-активном веществе. Полисорбат 80 с гидрофильно-липофильным балансом 14-45 представляет собой наиболее гидрофильное доступное поверхностно-активное вещество пищевого применения. Продукт, использованный в настоящем примере, имеет торговое наименование Durfax 80 от Van den Berg Foods. Несмотря на то, что в описанном примере содержалось 1,0 процента по массе полисорбата 80, процент по массе полисорбата 80 может быть в диапазоне от 0,1% до 10%, с предпочтительным диапазоном от 0,5% до 1,5%.

В настоящей эмульсии в качестве консерванта использовали пропионат натрия, поскольку в альгинате остаются некоторые метаболизуемые углеводороды. Поскольку фактически не присутствует простых сахаров, дрожжи и бактерии не являются основными классами повреждающих организмов. Необходима защита от плесневых грибов и грибов, которые могут разрушать сложные углеводороды. Многие из возможных кандидатов, такие как сорбаты и бензоатные производные, или имеют ограниченную растворимость при нейтральном рН, или минимально эффективны в форме солей. Используемый в настоящем примере пропионат натрия представляет собой эффективный консервант.

В настоящем примере использовали соотношение железа к альгинатному гелю 1:1. Его можно увеличивать до соотношения 2:1. Предпочтительный диапазон процентов по массе железа в альгинатной суспензии составляет от 50% до 60%, но приемлемо может быть в диапазоне от 30% до 80%. Железо может содержать по массе от 0,1 до 5% хлорида натрия с предпочтительным диапазоном от 1,5% до 2,5%.

Для смешивания ингредиентов эмульсии в воде может использоваться планетарный смеситель с проволочной взбивалкой; в начале медленно добавляют гранулы альгинатного геля в воду, так, что каждая гранула смачивается отдельно, чтобы избежать агрегации. После того, как это сделано, можно добавлять полисорбат 80. Пропионат можно, необязательно, добавлять перед смолой, так, чтобы он легко растворялся.

В альтернативном варианте осуществления, гидрогель можно вмешивать в эмульсию при содержании вплоть до 40 процентов по массе, когда она готова для печати или покрытия. Предпочтительный диапазон процентов по массе гидрогеля составляет от 8% до 18%. Количество гидрогеля, добавляемого в эмульсию, зависит от количества железа в эмульсии. Чем меньше железа, тем больше гидрогеля можно добавлять.

Можно добавлять два процента по массе тонко измельченного CaCl₂ для печати дисперсии, для того чтобы вызвать желирование альгината. Предполагается, что любое соединение, содержащее кальций также будет вызывать желирование.

В качестве альтернативного способа нанесения, эмульсию можно вначале отпечатать или нанести в качестве покрытия на подложку, и затем на нее могут быть нанесены соединения, абсорбирующие кислород. После нанесения покрытия или отпечатывания любым способом, если необходимо, на эмульсию может быть осажден ион двухвалентного металла, такой как тонко измельченный порошок CaCl₂, для того чтобы вызвать желирование альгината. Для этих целей в качестве удовлетворительной альтернативы может служить Ca(OH)₂.

Эмульсия в настоящем примере готова для использования, после того как образованная при смешивании пена разрушается и выходит вовлеченный воздух. Эмульсия остается стабильной в течение нескольких недель при комнатной температуре, хотя с течением времени железо может вступать в реакцию с водой в эмульсии. Увеличение рН эмульсии может помочь предотвратить реакцию (это применимо для всех указанных здесь композиций).

ПРИМЕР 2: ЭМУЛЬСИЯ КСАНТАНОВОЙ СМОЛЫ

Для получения эмульсии ксантановой смолы комбинировали следующие ингредиенты в процентах по массе.

Ксантановая смола	2,0%
Изопропиловый спирт	43,0%
Водопроводная вода	55,0%

Ксантановая смола доступна в единственной степени чистоты от Merck под торговым названием Keltrol KT. Ксантановая смола может присутствовать в эмульсии в количестве от 0,1 до 5,0 процентов по массе, с предпочтительным диапазоном от 0,5% до 1,5%. Используемый технологический способ диспергирования был сходным с технологическим способом, использованным для альгинатной эмульсии, поскольку необходимо аккуратное добавление к воде для предотвращения агрегации.

Компоненты смешивали в планетарном смесителе. Ксантановую смолу одну медленно добавляли к воде. Добавление занимало от 5 до 10 минут в смесителе при средней-низкой скорости перемешивания. В результате получена очень тяжелая суспензия смолы. Сразу после получения однородной дисперсии очень медленно добавляли спирт. Как только это было сделано, суспензия разжижалась до текучей прозрачной суспензии геля (которая после этого была стабильна в течение нескольких месяцев). Изопропиловый спирт и воду можно использовать в любых соотношениях.

Одну часть эмульсии ксантановой смолы затем объединяли с одной частью 200 меш электролитически восстановленного железа, содержащего один процент по массе хлорида натрия. Состав отпечатывали на подложку при различных количествах для получения карт. Отпечатанную композицию, абсорбирующую кислород, сушили нагреванием, но оставляли достаточное количество влаги на нанесенном слое, так чтобы не было необходимости в дополнительном источнике влаги. Карты затем помешали в керамические сосуды и скорость поглощения ими кислорода измеряли следующим образом:

	Скорость абсорбции кислорода
	№1	№2	№3
Масса нанесенного отпечатка на кв. дюйм	2,64 г	3,94 г	3,05 г
16 час	45 см3 О2	150 см3 О2	58 см3 О2
24 час	57 см3 О2	151 см3 О2	76 см3 О2
48 час	76 см3 О2	206 см3 О2	120 см3 О2
137 час	100 см3 О2	222 см3 О2	148 см3 О2

В эмульсиях ксантановой смолы может содержаться больше железа без осаждения, чем в эмульсиях альгината натрия, из-за более высокой вязкости эмульсии ксантановой смолы. Возможны композиции железа в процентах по массе в диапазоне от 15% до 80%, с предпочтительным диапазоном от 50% до 70%. Железо может содержать от 0,1% до 5% хлорида натрия по массе с предпочтительным диапазоном от 0,5% до 1,2%.

Эмульсия ксантановой смолы пригодна, поскольку возможно стабилизировать реакционные компоненты, абсорбирующие кислород, в эмульсии при использовании, как спирта, так и воды. В настоящем составе не было необходимости в добавлении как поверхностно-активного вещества, так и консерванта, хотя от одного до двух процентов по массе полисорбата 80 может улучшить способность к отпечатыванию. Иными словами, спирт служит в качестве, как консерванта, так и поверхностно-активного вещества. Эмульсия может быть приготовлена без спирта, однако в таком случае необходимо использовать поверхностно-активное вещество и консервант, которые будут выполнять ту же функцию, как в альгинатной эмульсии, описанной выше. В качестве поверхностно-активного вещества и консерванта могут использоваться полисорбат 80 и Na-пропионат, соответственно.

Когда эмульсия ксантановой смолы готова для напечатывания или нанесения покрытия, к ней также может добавляться вплоть до 40 процентов по массе гидрогеля. Испытания при нанесении при использовании настольного трафарета показали, что возможно с равным успехом наносить вплоть до 60 процентов по массе 200 меш железа, суспендированного в эмульсии. Эмульсия, содержащая гидрогель, стабильна в течение нескольких часов, тогда как эмульсия, содержащая 60% железа, стабильна в течение примерно часа перед тем как железо начинает осаждаться.

Поскольку ксантановая смола, в общем, не является устойчивой по отношению солей, эмульсию ксантановой смолы следует делать с меньшим количеством соли, если только не используют более устойчивую по отношению к солям ксантанову смолу.

ПРИМЕР 3: ЭМУЛЬСИЯ МИКРОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

Микрокристаллическую эмульсию получали при использовании следующих процентов по массе:

Микрокристаллическая целлюлоза	1,8%
Ксантановая смола	0,2%
Этанол (95%)	44,0%
Вода (дистиллированная)	54,0%

Использованная микрокристаллическая целлюлоза имела торговое название Avicel RC-591. Для диспергирования компонентов использовали планетарный смеситель с проволочной взбивалкой. Сначала комбинировали воду и спирт. Затем микрокристаллическую целлюлозу полностью смачивали при аккуратном добавлении в смесь вода/спирт. Затем добавляли ксантановую смолу для увеличения вязкости. Гидратация смеси занимала несколько часов. После того как начальная смесь была получена и перемешивалась в течение примерно 15 минут, смесь перемешивали в течение 2-3 минут через каждые 15 минут в течение последующих двух часов. Эта смесь затем была стабильна в течение нескольких недель.

Две части целлюлозной эмульсии объединяли с 3,5 частями 200 меш электролитически восстановленного железа, содержащего один процент по массе хлорида натрия и три процента по массе диацетата натрия. Диацетат натрия добавляли к составу, поскольку железо более предпочтительно удаляет кислород из диоксида углерода, чем элементарный кислород в атмосфере кислорода и диокида углерода без диацетата натрия. В присутствии диацетата натрия железо вступает в реакцию с кислородом, а не с диоксидом углерода. Вместо диацетата натрия могут быть использованы другие ацетаты и соли кислот, известные в данной области техники.

Затем состав отпечатывали на подложку при различных количествах для получения карт. Карты затем помещали в керамические сосуды, которые были заполнены диоксидом углерода для понижения содержания кислорода и моделирования контейнера, заполненного газом, и скорость поглощения ими кислорода измеряли следующим образом:

	Скорость абсорбции кислорода
	№1	№2	№3
Масса нанесенного отпечатка на кв. дюйм	1, 80 г	1,29 г	1,12 г
17 час	19 см3 О2	9,9 см3 О2	13 см3 О2
25 час	20 см3 О2	12 см3 О2	14 см3 О2
49 час	35 см3 О2	25 см3 О2	30 см3 О2
137 час	137 см3 О2	82 см3 О2	64 см3 О2

Затем две части целлюлозной эмульсии, описанной выше, объединяли с одной частью 200 меш электролитически восстановленного железа, содержащего два процента по массе хлорида натрия и 0,6 частей гидрогеля. Состав отпечатывали на подложку при различных количествах для получения карт. Карты затем помещали в керамические сосуды и скорость поглощения ими кислорода измеряли следующим образом:

	Скорость абсорбции кислорода
	№1	№2	№3
Масса нанесенного отпечатка на кв. дюйм	3,53 г	3,39 г	3,60 г
18 час	46 см3 О2	51 см3 О2	48 см3 О2
39 час	111 см3 О2	91 см3 О2	100 см3 О2
47 час	121 см3 О2	96 см3 О2	120 см3 О2
75 час	134 см3 О2	122 см3 О2	130 см3 О2
160 час	135 см3 О2	125 см3 О2	130 см3 О2

Одну часть целлюлозной эмульсии, описанной выше, затем объединяли с одной частью 200 меш электролитически восстановленного железа, содержащего два процента по массе хлорида натрия. Состав отпечатывали на подложку при различных количествах для получения карт. Карты затем помещали в керамические сосуды и скорость поглощения ими кислорода измеряли следующим образом:

	Скорость абсорбции кислорода
	№1	№2	№3
Масса нанесенного отпечатка на кв. дюйм	3,01 г	2,46 г	2,29 г
23 час	47 см3  О2	87 см3  О2	96 см3  О2
44 час	74 см3  О2	173 см3  О2	195 см3  О2
52 час	83 см3  О2	200 см3  О2	214 см3  О2
75 час	118 см3  О2	271 см3  О2	275 см3  О2
159 час	126 см3  О2	345 см3  О2	339 см3  О2

Преимущество микрокристаллической целлюлозы состоит в том, что она устойчива как к спирту, так и к солям. Поскольку в эмульсии используют спирт, также нет необходимости в использовании поверхностно-активного вещества или консерванта. Спирт служит в обеих целях.

Выбор спирта, используемого в эмульсиях, ограничивается исключительно требованием контакта всего состава с пищей. Большая часть спирта теряется при сушке, однако остается некоторое количество спирта, которое может переноситься к защищаемому продукту. В случае некоторых продуктов это может мешать использованию спирта в качестве растворителя. В подобных случаях будет возникать необходимость в добавлении поверхностно-активных веществ и консервантов. Будут приемлемыми поверхностно-активные вещества и консерванты, используемые в случае альгинатного состава. Для такой эмульсии будет необходимо более длительное высушивание.

Эмульсия микрокристаллической целлюлозы позволяет получать в особенности стабильную суспензию гидрогеля или железа. Содержание гидрогеля в эмульсии 40% по масс