Упаковочные изделия, пленки и способы, которые обеспечивают или сохраняют желаемый цвет мяса
Изобретение касается пленки и упаковки для упаковывания миоглобинсодержащего пищевого продукта с использованием агента, улучшающего цвет миоглобина. Пленка для упаковывания миоглобинсодержащего пищевого продукта имеет один или более слоев, выполнена в форме листа или мешка и содержит слой для контакта с пищевым продуктом, содержащий агент, улучшающий цвет миоглобина, и кислородобарьерный слой. Упаковка предназначена для миоглобинсодержащего пищевого продукта, содержащего по меньшей мере 5 вес.% воды, и включает контейнер и полимерную пленку, имеющую кислородобарьерный слой и слой для контакта с пищевым продуктом Агент, улучшающий цвет миоглобина, содействует получению желаемого внешнего вида пищевого продукта или сохраняет этот внешний вид с обеспечением при этом увеличенного срока хранения и свежести мяса. 3 н. и 93 з.п. ф-лы, 12 пр., 7 ил.
Реферат
Настоящая заявка является продолжением заявки РСТ/US 2005/011387, поданной 4 апреля 2005 и имеющей приоритет предварительной заявки США Сер.№ 60/559350 от 2 апреля 2004, обе из которых включены сюда полностью путем ссылки.
Изобретение касается изделия для упаковывания пищевого продукта, содержащего агент, улучшающий цвет, пищевых упаковок и способов упаковывания пищевых продуктов в указанные упаковки.
Цвет мяса представляет собой важную характеристику мяса, которая влияет на его пригодность для продажи. Покупатели часто используют цвет как показатель качества и свежести мяса. Цвет мяса связан с количеством и химическим состоянием миоглобина в мясе. Миоглобин находится в мышечной ткани всех животных, и его функция заключается в хранении и доставке кислорода посредством обратимого связывания молекулярного кислорода с созданием при этом межклеточного источника кислорода для митохондрий. Свинина и мясо домашней птицы обычно содержат меньшее количество миоглобина, чем говядина и, следовательно, они по цвету светлее говядины.
Миоглобин включает связующий открытый участок, называемый гемом, который может связывать определенные небольшие молекулы, например молекулярный кислород (О2 или «кислород»), либо воду. Миоглобин без молекулы, связанной с гемовым участком, представляет собой молекулу пурпурного цвета, называемую деоксимиоглобином. Наличие и тип связанных лигандов у участка связывания миоглобина может привести к изменению цвета миоглобина. Цвет мясопродукта будет изменен на основании количества имеющегося миоглобина, а также количества и типа (типов) лигандной молекулы (молекул), связанной с гемовым связующим участком. Молекулярный кислород легко действует в качестве лиганда, который будет связан с гемовой группой, обеспечивая биологический перенос кислорода из потока крови к митохондриям внутри клеток. Когда кислород будет включен в гем, пурпурный деоксимиоглобин становится оксимиоглобином, отличающимся красным цветом. Когда с гемовой группой связана молекула воды, молекула миоглобина становится коричневой и ее называют метмиоглобином. Связь с оксидом углерода (СО) может привести к получению красного цвета, подобного тому, который получают посредством связи с кислородом. Оксид азота (NO) образует устойчивый розовый цвет у обработанного рассолом мяса.
Исторически сложилось так, что свежие мясопродукты, предназначенные для покупателей, подготавливают и упаковывают для конечного использования фактически на месте окончательного сбыта. Упаковывание продукта, которое обеспечивает сохранение желаемого цвета свежего мяса, может содействовать товарной пригодности и привлекательности мясопродукта для покупателя. Существующая технология упаковывания мяса может по различным причинам не обеспечить отвечающего требованиям сохранения его цвета. Обычный способ упаковывания, используемый розничными продавцами в отношении свежего мяса, заключается в растягивании тонкой пластиковой пленки вокруг выполненного из пены лотка, который поддерживает продукт. Пленка проницаема кислородом, так что цвет мяса быстро становится ярко красным. Однако в течение хранения цвет будет оставаться ярко-красным только около трех дней. Следовательно, такой способ упаковывания нежелателен, поскольку цвет часто становится неприемлемым до того, как мясо может быть показано или продано, хотя оно остается питательным и безопасным для употребления. В результате для выполнения централизованных упаковочных операций пытаются создать такой способ упаковывания, который позволит сохранять цвет свежего мяса в течение более продолжительного периода времени. Как вариант, мясо упаковывают в препятствующие проникновению кислорода вакуумные мешки, которые уплотняют посредством создания вакуума и которые препятствуют контакту кислорода с мясом, пока упаковка не будет открыта. Уплотненные посредством вакуума красные мясопродукты полезны, безопасны и имеют длительный срок хранения, однако в результате этого они могут приобрести нежелательный пурпурный цвет мяса в упаковке, которая не обеспечивает желаемый красный цвет, пока мясо не будет подвергнуто воздействию воздуха. Покупатель предпочитает мясо, имеющее пурпурный цвет в меньшей степени, чем мясо красного цвета. Чтобы обеспечить предпочитаемый покупателем красный цвет, мясо также упаковывают в упаковку с измененной атмосферой («МАР»), при этом мясо сохраняют в уплотненной упаковке, содержащей атмосферу, которая отличается от воздуха окружающей среды. Например, одна из таких доступных для приобретения МАР содержит атмосферу, обогащенную кислородом (до 80% объема), чтобы лучше сохранять предпочтительный красный цвет. В одном случае готовая МАР содержит мясо в углекислом газе с весьма незначительным содержанием кислорода непосредственно до показа, когда мясо будет подвергнуто воздействию кислорода для получения желаемого красного цвета. Как вариант, мясо может контактировать с МАР, причем имеющей такую атмосферу, которая содержит небольшую концентрацию оксида углерода (СО) (например, 0,4% объема), чтобы сохранить предпочтительный красный цвет мяса. Однако, хотя МАР, содержащие СО, могут обеспечивать срок хранения, сопоставимый со сроком хранения мяса, упакованного посредством вакуума, красный цвет, создаваемый за счет наличия СО, может быть воспринят как «ненатурально» яркий красный цвет. Кроме того, имеет место тенденция к распространению красного цвета, создаваемого СО, сквозь значительную часть мясопродукта, что приводит к долговременной «розоватости» внутренней части мяса, которая может оставаться даже после того, как мясо будет полностью подвергнуто тепловой обработке. Ярко-красный комплекс СО-миоглобин называют карбоксимиоглобином. Наличие оксида углерода также может неблагоприятно повлиять на объем продаж покупателям МАР, содержащих СО.
МАР также требуют наличия свободного пространства над продуктом для контакта измененной атмосферы с поверхностью мяса, чтобы воздействовать на нее для обеспечения желаемого цвета на протяжении определенного времени. Такое требование наличия свободного пространства над продуктом приводит к увеличению объема упаковки, повышает стоимость транспортирования и требования к хранению, а также ограничивает возможность показа внешнего вида продукта, делая его менее видимым вследствие высоких боковых стенок контейнера и зазора между пленкой и поверхностью мяса.
Необходимы упаковочные изделия, которые сохраняли бы благоприятный цвет мяса с обеспечением при этом требуемого или увеличенного срока хранения и свежести мяса.
Для посола мяса часто используют нитритные или нитратные соли, например нитрит натрия, и они также могут повлиять на цвет мяса. Нитритные и нитратные добавки обычно считают безопасными для использования в пищевых продуктах, и они являются общеизвестными консервантами, используемыми в процессе посола таких продуктов, как окорок, колбасные изделия, болонская колбаса и «хот-доги». Нитраты и нитриты используют в мясной промышленности для посола и дезинфекции мясопродуктов, часто при выполнении процесса придавая красному цвету устойчивый розовый цвет. Например, в документе Великобритании GB 2187081А раскрыто погружение мяса в водный раствор хлорида натрия, а также действие ионов полифосфата и ионов нитрита для консервации мяса. См. также работу McGee «Meat», Оn Food and Cooking, Rev. Ed., 2004, глава 3, с.118-178 (Scribner, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк), которая введена сюда посредством ссылки на нее. Наличие кислорода может привести к окислению имеющегося оксида азота с получением нитрита, уменьшая таким образом его готовность объединения с молекулой миоглобина. Описаны упаковочные пленки, которые содержат нитритные или нитратные соединения в качестве влагопоглотителя, консерванта пищевого продукта, либо в качестве летучего замедлителя коррозии для упаковывания металлических изделий. Противогрибковые агенты, включающие консерванты для пищевых продуктов, например нитрит натрия, могут быть нанесены на различные типы упаковок для предохранения упаковки, разлагаемой биологическими организмами, от преждевременного опасного воздействия грибков, что раскрыто в документе Японии JP7-258467A. Кислородобарьерные пленки, которые предназначены для упаковывания пищевых продуктов, могут содержать нитратные соли в качестве агента, служащего для поглощения влаги, внутри барьерного материала EVOН или другого слоя многослойной пленки, что раскрыто в документе Японии JP-140344А и в патентах США 4407897 (на имя Farrell и др.), 4425410 (на имя Farrell и др.), 4792484 (на имя Moritani), 4929482 (на имя Moritani и др.), 4960639 (на имя Oda и др.) и 5153038 (на имя Koyama и др). Нитратные или нитритные продукты также описаны как включаемые в упаковочные пленки для поглощения влаги, например для подавления коррозии металлических изделий, что раскрыто в патентах США 2895270 (на имя Blaess), 5715945 (на имя Chandler), 5894040 (на имя Foley и др.), 5937618 (на имя Chandler), 6465109 (на имя Ohtsuka) и 6942909 (на имя Shirrell и др.), в опубликованной заявке на патент в США 2005/0019537 (на имя Nakaishi и др.), патенте Великобритании 1048770 (на имя Canadian Technical Tape, Ltd.), в европейских патентах ЕР 0202771В1 (на имя Aicerro Chemical Co. Ltd.), ЕР 0662527В1 (на имя Cortec Corp.) и ЕР 1138478А2 (на имя Aicello Chemical Co. Ltd.). Ни одна из этих барьерных пленок не указана в качестве части для контакта с мясом, содержащей нитритный или нитратный материал, предназначенный для сохранения желаемого цвета мясопродукта.
Для многих случаев упаковывания, например вакуумного упаковывания, желательны пленки для упаковывания пищевого продукта, уплотняемые под действием тепла. Упаковка может быть изготовлена из пленок, уплотняемых под действием тепла. Типичные мешки, пакеты или коробки, предназначенные для упаковывания пищевых продуктов, могут включать одну, две или три стороны, которые уплотняет изготовитель мешка, оставляя при этом одну или две открытых стороны для возможности введения продукта. Типичный контейнер для пищевого продукта может включать сформированный лоток с уплотняемой под действием тепла покрывающей пленкой, которую уплотняют по отношению к лотку. См., например, патенты США 5058761 (на имя Williams), 5558891 (на имя Lawless и др.) и 7017774 (на имя Haedt).
Усадочные пленки, мешки и коробки также используют для упаковывания свежего, замороженного и обработанного мяса с целью оптовой или розничной продажи, а также в качестве пленок для обработки в случаях выполнения в них процессов тепловой обработки и пастеризации после тепловой обработки. Мясо, обработанное нитритами и/или нитратами, упаковывают в термоусадочные пленки. См., например, патенты США 6815023 (на имя Tatarka и др.), 6777046 (на имя Tatarka и др.), 6749910 (на имя Georgelos и др.), 5759648 (на имя Idlas), 5472722 (на имя Burger), 5047253 (на имя Juhl и др.) и 4391862 (на имя Bornstein и др.).
Необходимы упаковочные изделия, например пленки для упаковывания пищевых продуктов, включающие часть для контакта с пищевым продуктом, содержащую материал, предназначенный для содействия обеспечению или для сохранения желаемого цвета пищевого продукта, содержащего миоглобин, и охватывающий пищевой продукт, главным образом свежего мяса.
В первом варианте осуществления изобретения создано изделие для упаковывания пищевого продукта. Это изделие содержит слой для контакта с пищевым продуктом, содержащий агент, улучшающий цвет миоглобина. Агент, улучшающий цвет миоглобина, выбирают из группы, содержащей соединения, служащие донором оксида азота, соединения, служащие донором оксида углерода, гетероциклические соединения азота, соединения, служащие донором оксида серы, и соединения, служащие донором закиси азота.
Во втором варианте осуществления изобретения создана упаковка для пищевого продукта. Упаковка включает миоглобинсодержащий пищевой продукт, при этом содержание в нем воды составляет по меньшей мере 5 вес.%, и контейнер, содержащий полимерную пленку, имеющую кислородобарьерный слой, и слой для контакта с пищевым продуктом, содержащий агент, улучшающий цвет миоглобина. Контейнер заключает в себе пищевой продукт в среде с пониженным содержанием кислорода, при этом слой для контакта с пищевым продуктом имеет контактную поверхность, по меньшей мере часть которой контактирует по меньшей мере с частью поверхности пищевого продукта, содержащего миоглобин. Миоглобинсодержащий пищевой продукт может представлять собой свежий мясопродукт. Агент, улучшающий цвет миоглобина, выбирают из соединений, служащих донором оксида азота, соединений, служащих донором оксида углерода, гетероциклических соединений азота и соединений, служащих донором оксида серы.
В третьем варианте осуществления изобретения создан способ содействия получению желаемого цвета на поверхности свежего мясопродукта, содержащего миоглобин. Способ содержит поставку контейнера, содержащего полимерную пленку, имеющую кислородобарьерный слой, и слой для контакта с пищевым продуктом, обеспечение свежего мясопродукта, содержащего миоглобин, содержание воды в котором составляет по меньшей мере 5%, и введение свежего мясопродукта, содержащего миоглобин, в контакт с агентом, улучшающим цвет миоглобина, чтобы получить свежий мясопродукт, содержащий миоглобин, который содержит менее 0,5 вес.% хлорида натрия. Агент, улучшающий цвет миоглобина, выбирают из соединений, служащих донором оксида азота, соединений, служащих донором оксида углерода, гетероциклических соединений азота и соединений, служащих донором оксида серы. Согласно некоторым аспектам способ дополнительно предусматривает удаление кислорода из среды, окружающей свежий мясопродукт, и хранение свежего мясопродукта в среде, фактически не содержащей кислород, в течение времени, которое достаточно для появления желаемого цвета. Согласно другим аспектам полимерная пленка содержит агент, улучшающий цвет миоглобина, при этом способ дополнительно предусматривает упаковывание свежего мясопродукта таким образом, чтобы он контактировал со слоем, предназначенным для контакта с пищевым продуктом.
Изделия, композиции, пленки, упаковки и способы, которые здесь созданы, могут быть использованы для получения упакованных свежих, замороженных, размороженных, обработанных и/или посоленных мясопродуктов, имеющих желаемый цвет поверхности, например красный для свежего говяжьего фарша.
Фиг.1 - схематичный вид в сечении первого варианта многослойной пленки.
Фиг.2 - схематичный вид в сечении второго варианта многослойной пленки.
Фиг.3 - схематичный вид в сечении третьего варианта многослойной пленки.
Фиг.4 - схематичный вид в сечении четвертого варианта многослойной пленки.
Фиг.5 - схематичный вид в сечении лотка, содержащего мясо, с внешней оберткой из барьерной пленки.
Фиг.6 - вид сверху мясного отруба, охваченного упаковочной пленкой, создающей вакуумную оболочку.
Фиг.7 - схематичный вид в сечении мяса в предварительно сформированном контейнере.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Согласно настоящему изобретению термин «упаковочное изделие» относится к изготавливаемому предмету, который может быть выполнен в форме полотна, например, однослойных или многослойных пленок, однослойных или многослойных листов, контейнеров, например, мешков, усадочных мешков, пакетов, коробок, лотков, покрытых лотков, лотков с наружной оберткой, упаковок с усадкой формы, упаковок с вакуумной оболочкой, упаковок с поточным обертыванием, упаковок с формированием под действием тепла, упаковочных вставок или их комбинаций. Квалифицированным специалистам в этой области будет понятно, что согласно настоящему изобретению упаковочные изделия могут включать гибкие, жесткие или полужесткие материалы и могут быть термоусадочными или нет либо ориентированными или неориентированными.
При обсуждении упаковок из пластиковых пленок здесь использованы акронимы различных полимеров, которые перечислены ниже. Кроме того, при ссылке на смеси полимеров будет использовано двоеточие (:) для указания того, что компоненты слева и справа от двоеточия перемешаны. При ссылке на структуру пленки будет использована косая черта «/» для указания того, что компоненты слева и справа от косой черты находятся в разных слоях, при этом относительное положение компонентов в слоях может быть указано посредством использования косой черты с целью указания границ слоев пленки. Как правило, используемые здесь акронимы включают в себя:
EAA - сополимер этилена и акриловой кислоты;
ЕАО - сополимеры этилена по меньшей мере с одним α-олефином;
ЕВА - сополимер этилена и бутилакрилата;
ЕЕА - сополимер этилена и этилакрилата;
ЕМА - сополимер этилена и метилакрилата;
ЕМАА - сополимер этилена и метакриловой кислоты;
EVA - сополимер этилена и винилацетата;
EVON - омыленный или гидролизованный сополимер этилена и винилацетата;
РВ - полибутилен-1 (гомополимер бутилена и/или сополимер большей части бутилена-1 с одним или более α-олефинами);
РЕ - полиэтилен (гомополимер этилена и/или сополимер большей части этилена с одним или более α-олефинами);
РР - гомополимер или сополимер полипропилена;
РЕТ - поли(этилентерефталат);
PETG - модифицированный гликолем полиэтилентерефталат;
PLA - поли(молочная кислота);
PVDC - поливинилиденхлорид ((также включает сополимеры винилиденхлорида, главным образом с винилхлоридом и/или метилакрилатом (МА)), также называемый сараном.
Термин «средний слой», который здесь использован, относится к слою, расположенному между по меньшей мере двумя другими слоями и контактирующему с ними.
Термин «наружный слой», который здесь использован, является относительным термином и необязательно должен относиться к поверхностному слою.
Термин «внешний слой» относится к слою, содержащему самую дальнюю поверхность пленки или продукта. Например, внешний слой может формировать внешнюю поверхность упаковки, которая контактирует с внешним слоем другой упаковки в течение совмещения теплового уплотнения двух упаковок.
Термин «внутренний слой» относится к слою, содержащему самую удаленную внутрь поверхность пленки или продукта. Например, внутренний слой формирует внутреннюю поверхность закрытой упаковки. Внутренний слой может представлять собой слой для контакта с пищевым продуктом и/или уплотняющий слой.
Используемые здесь термин «барьер» или фраза «барьерный слой», когда они применены к пленкам и/или к слоям пленки, касаются способности пленки или слоя пленки служить в качестве барьера для одного или более газов, либо для влаги.
Используемый здесь термин «целлюлоза» предполагает включение какого-либо натурального или синтетического материала, содержащего волокна бумаги, волокна древесины, древесную массу или порошок и тому подобное, а предпочтительно целлюлозные волокна, например гидратцеллюлозное волокно, лиофилизированную целлюлозу, ацетат целлюлозы, карбамат целлюлозы, деацетилированный ацетат целлюлозы и регенерированную целлюлозу, например целлофан. Термин «нетканый», который здесь использован, относится к нетканым бумагам, материи или текстильным изделиям и включает полотна, полученные посредством эжектирования высокоскоростным потоком воздуха, полотна, полученные посредством сухой укладки, и полотна, полученные посредством влажной укладки. Нетканые изделия изготавливают из натуральных или синтетических волокон, соединенных друг с другом в виде полотна.
Термин «нанокомпозит» будет означать смесь, которая включает полимер или сополимер, имеющий диспергированное в нем множество отдельных бляшек, которые могут быть получены из отслаивающейся модифицированной глины, и обладающий кислородобарьерными свойствами.
Термин «адгезивный слой» или «связующий слой» относится к слою или материалу, расположенному на одном или более слоях для содействия прилипанию этого слоя к другой поверхности. Предпочтительно, чтобы адгезивные слои были расположены между двумя слоями многослойной пленки для удерживания двух слоев в определенном положении относительно друг друга и предотвращения нежелательного расслаивания. Если не указано иначе, то адгезивный слой может иметь любую приемлемую композицию, которая обеспечивает желаемый уровень прилипания к одной или более поверхностям, находящимся в контакте с материалом адгезивного слоя. Как вариант, адгезивный слой, располагаемый между первым слоем и вторым слоем в многослойной пленке, может содержать компоненты как первого, так и второго слоя для содействия одновременному прилипанию адгезивного слоя как к первому, так и ко второму слою с противоположных сторон от адгезивного слоя.
Используемые здесь фразы «слой для уплотнения», «уплотняющий слой», «слой для уплотнения под действием тепла» или «слой уплотняющего материала» относятся к наружному слою пленки или к слоям, вовлеченным в уплотнение пленки по отношению к самой себе, по отношению к другому слою той же или другой пленки, и/или к другому изделию, которое не является пленкой, например по отношению к лотку. В общем, слой уплотняющего материала представляет собой внутренний слой любой приемлемой толщины, который обеспечивает уплотнение пленки по отношению к самой себе или к другому слою. Что касается упаковок, имеющих только уплотнения в виде ребер, что противоположно уплотнениям внахлест, то фраза «слой уплотняющего материала», в общем, относится к слою пленки внутренней поверхности упаковки. Слой, находящийся с внутренней стороны, также часто может служить в качестве слоя для контакта с пищевым продуктом при упаковывании таких продуктов.
Фразы «слой для контакта с пищевым продуктом», «часть для контакта с пищевым продуктом» или «поверхность для контакта с пищевым продуктом» относятся к той части упаковочного материала, которая контактирует с упаковываемым мясопродуктом. Предпочтительно, чтобы пленка для упаковывания пищевого продукта включала слой для контакта с пищевым продуктом, содержащий агент, улучшающий цвет, в количестве, эффективном для содействия получению или сохранения желаемого внешнего вида или цвета мясопродукта.
Широко используемый здесь термин «полиолефин» включает полимеры, например полиэтилен, сополимеры этилена и альфа-олефина (ЕАО), сополимеры полипропилена, полибутена и этилена, содержащие значительное количество этилена, полимеризованного меньшим количеством сомономера, такого как винилацетат, а также другие полимерные смолы, попадающие по классификации в семейство «олефинов». Полиолефины могут быть изготовлены посредством разнообразных способов, хорошо известных в этой области техники, включая порционные и непрерывные процессы с использованием одиночных, ступенчатых реакторов или реакторов непрерывного действия, процессов, в которых используют суспензию, раствор и псевдоожиженный слой, один или более катализаторов, включая, например, гетерогенные и гомогенные системы, а также катализаторы Ziegler, Phillips, металлоцены, и одноместные катализаторы с ограниченной геометрией для создания полимеров, имеющих разные сочетания свойств. Такие полимеры могут быть весьма разветвленными или фактически линейными, при этом их разветвление, степень дисперсности и средний молекулярный вес могут изменяться в зависимости от параметров и способов, выбранных для их изготовления согласно технологиям, используемым в областях, касающихся создания полимеров.
«Полиэтилен» - это название полимера, базовая структура которого отличается цепью -(СН2-СН2-)n. Полиэтиленовый гомополимер обычно описывают как твердое вещество, которое имеет частично аморфную фазу и частично кристаллическую фазу с плотностью 0,915-0,970 г/см3. Относительная кристалличность полиэтилена, как известно, влияет на его физические свойства. Аморфная фаза придает гибкость и высокую ударную прочность, в то время как кристаллическая фаза обеспечивает высокую температуру размягчения и жесткость.
Незамещенный полиэтилен обычно считают гомополимером высокой плотности, при этом его кристалличность составляет 70-90%, а плотность около 0,96-0,97 г/см3. Полиэтилены, в наибольшей степени используемые в коммерческих целях, не являются незамещенным гомополимером и вместо это имеют алкильную группу С2-С8, прикрепленную к основной цепи. Эти замещенные полиэтилены так же известны, как полиэтилены с разветвленной цепью. Кроме того, имеющиеся в продаже полиэтилены часто включают другие группы замещения, создаваемые посредством сополимеризации. Разветвление с алкильными группами обычно понижает кристалличность, плотность и точку плавления. Плотностью полиэтилена считают тесно связанной с кристалличностью. На физические свойства имеющихся в продаже полиэтиленов также влияют средний молекулярный вес и распределение молекулярного веса, длина разветвлений и тип заместителей.
Квалифицированные специалисты в этой области обычно относят к «полиэтилену» несколько обширных категорий полимеров и сополимеров. Расположение конкретного полимера в одной из этих категорий «полиэтилена» часто основано на плотности «полиэтилена», а также часто определено посредством дополнительной ссылки на способ, посредством которого он был изготовлен, поскольку способ часто определяет степень разветвления, кристалличность и плотность. В общем, используемая номенклатура не является специфичной для соединения и вместо этого относится к диапазону композиций. Этот диапазон часто включает как гомополимеры, так и сополимеры.
Например, полиэтилен «высокой плотности (HDPE), обычно используемый в технике, можно отнести (а) к гомополимерам, плотность которых составляет от 0,960 до 0,970 г/см3, и (b) к сополимерам этилена и альфа-олефина (обычно 1-бутен или 1-гексен), которые имеют плотность 0,940-0,958 г/см3. HDPE включает полимеры, изготавливаемые с помощью катализаторов типа Ziegler или Phillips, а также включают «полиэтилены» с высоким молекулярным весом. Противоположностью HDPE, полимерная цепь которого имеет некоторую разветвленность, являются «полиэтилены со сверхвысоким молекулярным весом», которые представляют собой по существу неразветвленные особые полимеры, имеющие значительно более высокий молекулярный вес, чем у обладающего высоким молекулярным весом HDPE.
Ниже термин «полиэтилен» будет использован (если не указано иначе) для указания этиленовых гомополимеров, а также сополимеров этилена и альфа-олефинов, причем этот термин будет использован без учета наличия или отсутствия замещающих групп разветвления.
Другой широкой группой полиэтилена является «полиэтилен высокого давления и низкой плотности» (LDPE). Эту формулировку используют для названия разветвленных гомополимеров, плотность которых составляет 0,915-0,930 г/см3. LDPE обычно содержат длинные ответвления от основной цепи (часто называемой «позвоночником») с алкильными заместителями из 2-8 атомов углерода или более.
Линейные полиэтилены низкой плотности (LLDPE) представляют собой сополимеры этилена и альфа-олефина, имеющие плотность от 0,915 до 0,940 г/см3. Используемый альфа-олефин обычно представляет собой 1-бутен, 1-гексен или 1-октен, при этом, как правило, используют катализаторы типа катализатора Ziegler (хотя для получения LLDPE, имеющего плотность с более высокого конца диапазона, также используют катализаторы Phillips, причем для получения других хорошо известных вариантов такого полиэтилена также используют металлоцены и другие типы катализаторов).
Сополимеры этилена и α-олефина представляют собой сополимеры, содержащие этилен в качестве основного компонента, сополимеризуемого с одним или более альфа-олефинами, например октеном-1, гексеном-1 или бутеном-1, в качестве второстепенного компонента. ЕАО включают полимеры, известные как LLDPE, VLDPE, ULDPE, а также пластомеры, и могут быть изготовлены посредством использования различных способов и катализаторов, включая металлоцены, одноместные катализаторы с ограниченной геометрией, а также катализаторы Ziegler-Natta и Phillips.
Полиэтилен весьма низкой плотности (VLDPE), который также называют «полиэтиленом сверхнизкой плотности» (ULDPE), содержит сополимеры этилена и альфа-олефинов, обычно 1-бутен, 1-гексен или 1-октен, при этом квалифицированные специалисты в этой области рассматривают его как имеющего высокую степень линейности структуры с коротким разветвлением, а не длинностороннюю характеристику разветвлений LDPE. Однако VLDPE имеют более низкую плотность, чем LLDPE. Квалифицированные специалисты в этой области считают, что плотность VLDPE находится в диапазоне 0,860-0,915 г/см3. Способ изготовления VLDPE описан в европейском патентном документе, опубликованном под номером 120503, текст и фигуры которого введены в данный документ посредством ссылки на него. Иногда VLDPE, плотность которых составляет менее 0,900 г/см3, называют «пластомерами».
Полиэтилены могут быть использованы сами по себе, в смесях и/или с сополимерами как в однослойных, так и в многослойных пленках в случаях упаковывания пищевых продуктов, таких как домашняя птица, свежее красное мясо и обработанное мясо.
Используемый здесь термин «модифицированный» относится к химической производной, например, к такой, которая обладает любым видом функциональности ангидрида, например ангидрида малеиновой кислоты, кротоновой кислоты, цитраконовой кислоты, итаконовой кислоты, фумаровой кислоты и т.д., независимо от того, привита ли она к полимеру, сополимеризована с полимером, либо иным образом функционально связана с одним или более полимерами, а также включает производные таких функциональных групп, как, например, кислоты, сложные эфиры и соли металлов, получаемые из них. Другие примеры обычных модификаций представляют собой полиолефины, модифицированные акрилатом.
Используемые здесь термины, идентифицирующие полимеры, например, такие как «полиамид» или «полипропилен», включают не только полимеры, содержащие структурные единицы, получаемые из мономеров, известных для выполнения полимеризации, чтобы сформировать полимер названного типа, но и сомономеры, а также немодифицированные и модифицированные полимеры, изготавливаемые, например, посредством получения производной полимера после его полимеризации для добавления функциональных групп или долей вдоль полимерной цепи. Кроме того, термины, идентифицирующие полимеры, также включают «смеси» таких полимеров. Следовательно, термины «полиамидный полимер» и «нейлоновый полимер» могут быть отнесены к гомополимеру, содержащему полиамид, к сополимеру, содержащему полиамид, или к их смесям.
Термин «полиамид» означает полимер с высоким молекулярным весом, имеющий амидные связи (-СОNН-)n, которые расположены вдоль молекулярной цепи, и включает «нейлоновые» полимеры, которые представляют собой хорошо известные полимеры, используемые во многих случаях, включая их использование в качестве упаковочных пленок, мешков и коробок. См., например, «Энциклопедия современных пластиков», 88, том 64, 10А, стр.34-37 и 554-555 (McGraw-Hill, Inc., 1987), которая введена сюда посредством ссылки на нее. Полиамиды предпочтительно выбирают из нейлоновых соединений, одобренных для использования при производстве изделий, предназначенных для обработки пищевого продукта, обращения с ним и его упаковывании.
Термин «нейлон», который здесь использован, точнее относится к синтетическим полиамидам как к алифатическим, так и к ароматическим, как с кристаллической, так и с полукристаллической или аморфной формой, отличающимся наличием амидной группы -СONH. Он может быть отнесен как к полиамидам, так и к сополиамидам.
Таким образом, термины «полиамид» или «нейлон» охватывают как полимеры, содержащие структурные единицы, получаемые из мономеров, например капролактам, который полимеризуют для образования полиамида, так и сополимеры, получаемые при сополимеризации капролактама с сомономером, который, при его полимеризации самого по себе, не приводит к образованию полиамида. Предпочтительно, чтобы полимеры были выбраны из композиций, считающихся безопасными для изготовления изделий, предназначенных для обработки пищевых продуктов, обращения с ними и их упаковывания, например, из нейлоновых смол, одобренных Управлением США по надзору за лекарственными препаратами и пищевыми продуктами в 21 «Своде федеральных нормативных актов», §177.1500 («Нейлоновые смолы»), который введен сюда посредством ссылки на него. Примеры нейлоновых полимерных смол, предназначенных для использования при упаковывании и обработке пищевых продуктов, включают в себя: нейлон 66, нейлон 610, нейлон 66/610, нейлон 11, нейлон 6, нейлон 66Т, нейлон 612, нейлон 12, нейлон 6/12, нейлон 6/69, нейлон 46, нейлон 6-3-Т, нейлон МXD-6, нейлон MXDI, нейлон 12Т и нейлон 6I/6T, раскрытые в 21 «Своде федеральных нормативных актов» §177.1500. Примеры полиамидов включают нейлоновые гомополимеры и сополимеры, например, те, которые выбирают из группы, состоящей из нейлона 4,6 (поли(тетраметиленадипамид)), нейлона 6 (поликапролактам), нейлона 6,6 (поли(гексаметиленадипамид)), нейлона 6,9 (поли(гексаметиленнонандиамид)), нейлона 6,10 (поли(гексаметиленсебацамид)), нейлон 6/12 (поли(гексаметилендодекандиамид), нейлона 6/12 (поли(капролактамкододекандиамид)), нейлона 6,6/6 (поли(гексаметиленадипамидкокапролактам)), нейлона 66/610 (например, изготавливаемого посредством конденсации смесей солей нейлона 66 и солей нейлона 610), смол нейлона 6/69 (например, изготавливаемых посредством конденсации эпсилон-капролактама, гесаметилендиамина и азелаиновой кислоты), нейлона 11 (полиундеканолактам), нейлона 12 (полилауриллактам) и их сополимеров или смесей.
При использовании фразы «аморфный нейлоновый сополимер» термин «аморфный» применен здесь для указания на отсутствие правильного трехразмерного расположения молекул или субъячеек из молекул, проходящих на расстояниях, которые значительны по отношению к атомным размерам. Однако упорядоченность структуры может существовать в локальном масштабе. См. Аморфные полимеры. Энциклопедия науки и техники полимеров, 2-е издание, стр.789-842 (J.Wiley & Sons, Inc. 1985). В частности, термин «аморфный нейлоновый сополимер» относится к материалу, который квалифицированные специалисты в области дифференциальной сканирующей калориметрии считают не имеющим измеряемой точки плавления (менее чем 0,5 кал/г) или не имеющим тепла плавления, измеряемого посредством дифференциальной сканирующей калориметрии, используя указания ASTM 3417-83 (ASTM-Американское общество специалистов по испытаниям материалов). Аморфный нейлоновый сополимер может быть изготовлен посредством конденсации гексаметилендиамина, терефталевой кислоты и изофталевой кислоты согласно известным способам. Аморфные нейлоны также включают такие аморфные нейлоны, которые получают при реакциях поликонденсации диаминов с дикарбоновыми кислотами. Например, алифатический диамин сочетают с ароматической дикарбоновой кислотой либо ароматический диамин сочетают с алифатической дикарбоновой кислотой для того, чтобы получить приемлемые аморфные нейлоны.
Используемое здесь название «EVOН» относится к сополимеру этилена и винилового спирта. EVOН иначе известен как омыленный или гидролизованный сополимер этилена и винилового спирта и относится к сополимеру с виниловым спиртом, имеющему этиленовый сомономер. EVOН получают посредством гидролиза (или омыления) сополимера этилена и винилацетата. Степень гидролиза предпочтительно составляет примерено от 50 до 100% молярного состава, более предпочтительно от около 85 до 100% молярного состава, а наиболее предпочтительно по меньшей мере 97%. Он хорошо известен в качестве весьма эффективной барьера для кислорода, при этом гидролиз-омыление должны быть выполнены почти полностью, то есть их степень должна составлять по меньшей мере 97%. EVOН имеется в продаже в виде смолы с различным процентным содержанием этилена, причем имеется прямая взаимосвязь между содержанием этилена и точкой плавления. Например, в том случае, если EVOН имеет точку плавления около 175°С или менее, то он характеризует собой материалы EVOН, содержание этилена в которых составляет около 38% молярного состава или более. EVOН, содержание этилена в котором составляет 38% молярного состава, имеет точку плавления около 175°С. При увеличении содержания этилена точка плавления понижается. Кроме того, полимеры EVOН, имеющие повышенное молярное процентное содержание этилена,