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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
Verpackungsartikel, die Mehrschichtfolien umfassen, und Verfahren zur
Verwendung derselben, insbesondere zur Produktion eines verpackten
Nahrungsmittelprodukts, das gegartes Fleisch umfasst, mit Geschmackstoff
und/oder Duftstoff und/oder Geruchabsorbens und/oder Farbstoff und/oder
antimikrobiellem Mittel und/oder Antioxidans und/oder Chelatbildner
darin.
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Hintergrund der Erfindung
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Die Nahrungsmittelverpackungsindustrie
verwendet Verpakkungsfolien, aus denen Beutel und Hüllen hergestellt
werden, die sich für
Anwendungen zum Garen in der Verpackung eignen, d. h. Anwendungen,
in denen ein Nahrungsmittelprodukt in der Folie verpackt wird, wobei
anschließend
das Nahrungsmittelprodukt gegart wird, während es in der Folie verpackt
ist. Der Begriff "kochfähig"
oder "zum Kochen in der Verpackung" bezieht sich, wie hier in Bezug
auf Verpackungsmaterialien wie Folien verwendet, auf Verpackungsmaterial, das
strukturell in der Lage ist, der Einwirkung von Zeit-Temperatur-Bedingungen
des Garens in der Verpackung zu widerstehen, während es ein Nahrungsmittelprodukt
umgibt. Kochfähig
verpackte Nahrungsmittel sind Nahrungsmittel, die in der Verpackung
gegart werden. Das gegarte Produkt kann in dem Originalbeutel an
den Kunden abgegeben werden, oder der Beutel kann entfernt und das
Fleisch zum Umverpacken portioniert werden. Zeit-Temperatur-Bedingungen
zum Garen in der Verpackung beziehen sich in der Regel auf einen
langen langsamen Garvorgang, beispielsweise Untertauchen in Heißwasser
von 55 bis 65°C
(131°F bis
149°F) für 12 Stunden.
Garen in der Verpackung kann jedoch Untertauchen bei 57 bis 100°C (135°F bis 212°F) für 2 bis
12 Stunden oder 70 bis 100°C
(158°F bis
212°F) für 1 bis
4 Stunden einschließen.
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Während
des Garens in der Verpackung sollte die Verpackung die Integrität der Versiegelung
beibehalten, d. h. jegliche heißgesiegelten
Nähte sollten
dem Auseinanderziehen während
des Garens in der Verpackung Widerstand entgegensetzen. Vorzugsweise
ist die Folie mit sich selbst heißsiegelbar. Die Verpackungsfolie
passt sich außerdem
dem enthaltenen Nahrungsmittelprodukt auch im Wesentlichen an. Diese wesentliche
Anpassungsfähigkeit
wird vorzugsweise dadurch erreicht, dass die Folie unter diesen
Bedingungen wärmeschrumpfbar
ist, so dass sie eine eng anliegende Verpackung bildet. In anderen
Worten ist in einer vorteilhaften Ausführungsform die Folie unter
diesen Zeit-Temperatur-Bedingungen wärmeschrumpfbar, d. h. die Folie
besitzt ausreichend Schrumpfenergie, so dass durch Eintauchen des
verpackten Nahrungsmittelprodukts in heißes Wasser die Verpackungsfolie
eng um das enthaltene Produkt schrumpft, beispielsweise bis zu etwa
55% monoaxiale oder biaxiale Schrumpfung bei 85°C (185°F). Die Folie sollte auch an
dem Nahrungsmittelprodukt haften, um ein "Auskochen", d. h. die
Ansammlung von Säften
zwischen der Oberfläche
des enthaltenen Nahrungsmittelprodukts und der Fleischkontaktoberfläche des
Verpackungsmaterials während
des Kochens in der Verpackung zu begrenzen. Auskochen wird üblicherweise
als "Absonderung" bezeichnet. Auf diese Weise wird die Ergiebigkeit
des Produkts erhöht,
indem Feuchtigkeit erhalten bleibt, und das ästhetische Aussehen des verpackten
Produkts wird durch die Anwesenheit der Absonderung nicht beeinträchtigt.
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Bei Schinken, Rind, Pute und anderen
Fleischprodukten ist es oft erwünscht,
die Oberfläche
des Fleischprodukts einem Additiv auszusetzen, um sie einfach zu
beschichten oder sogar die Oberfläche des Fleischprodukts mit
dem Additiv zu benetzen. Das Additiv kann beispielsweise ein Farbstoff
oder Aromastoff sein. Die Verwendung eines rauchhaltigen Additivs
ist besonders verbreitet, wobei der Rauch sowohl eine Geschmacksnote
als auch eine Farbtönung
des Fleischprodukts herbeiführt.
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Wenn die Oberfläche des Produkts einem Additiv
ausgesetzt werden soll, beispielsweise zur Herstellung eines Rauchfleischprodukts,
ist es seit einiger Zeit in der Industrie üblich gewesen, das Fleischprodukt zuerst
in einer Folie zu verpacken, anschließend das Fleischprodukt zu
garen, während
es verpackt ist, das gegarte Fleisch danach aus der Verpackung zu
entfernen und das Fleisch in ein Rauchhaus zu geben, um ihm Rauchfärbung und
-geschmack zu verleihen. Das geräucherte
Fleischprodukt wird nachfolgend erneut in eine andere Folie verpackt
und an einen Grossisten, Einzelhändler
oder Verbraucher geliefert.
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Das Auspacken, Räuchern und erneute Verpacken
des gegarten Fleischprodukts setzt zudem das gegarte Fleischprodukt
mikrobieller Verunreinigung aus, was zu kürzerer Lagerbarkeit des gegarten
Fleischprodukts führt.
Die Notwendigkeit zum Auspacken, Räuchern und erneuten Verpacken
des Fleischprodukts ist jedoch ein arbeitsintensives teures Verfahren
zur Herstellung des gegarten geräucherten
Fleischprodukts. Die Räucherstufe
ist zudem dahingehend ineffektiv, dass nur etwa 70% des Rauchs als
Aromastoff/Farbstoff wirksam sind, während sich die verbleibenden
30% des Rauchs auf Nicht-Nahrungsmitteloberflächen in dem Rauchhaus ansammeln,
wodurch Reinigung usw. erforderlich wird und Abfall erzeugt wird.
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Es wäre daher erwünscht, ein
verpacktes Produkt zu liefern, ohne Verpacken, Garen, Auspacken, Räuchern und
neu Verpacken zu müssen,
wobei außerdem
die für
jeden dieser Verfahrensschritte erforderliche Handhabung vermieden
werden könnte.
Es wäre
erwünscht,
die Notwendigkeit des Auspackens und erneuten Verpakkens vollständig zu
vermeiden und dadurch die Möglichkeit
mikrobieller Verunreinigung zu vermeiden, wobei außerdem der
Abfall infolge des Wegwerfens der Originalverpackung, die Ineffizienz
und Verschwendung aus dem Räuchern
in einem Rauchhaus sowie die geringere Lagerbarkeit des letztendlich
verpackten Produkte vermieden werden könnte, die aus mikrobieller
Verunreinigung aufgrund von übermäßiger Handhabung
des gegarten Fleischprodukts resultiert.
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WO 95/28281 offenbart eine Folie
mit Anhydridfunktionalität
in ihrer Außenschicht,
wobei das Anhydrid in Ethanol auf ein Niveau von weniger als 50
ppb extrahierbar ist. Ein verpacktes Produkt wird hergestellt, indem
ein Fleischprodukt in der Folie verpackt und das Fleischprodukt
in der Folie gegart wird, so dass die Fleischkontaktoberfläche der
Folie an dem Fleischprodukt haftet.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung löst das oben
beschriebene, lange währende
Problem durch Verwendung einer Folie, die mit einem Additiv beschichtet
werden kann, das während
des Garens in der Verpackung auf ein Produkt übertragen wird, während Handhabung,
Abfall, Ineffizienz und Verunreinigung vermieden werden, die durch
die Schritte des Auspackens, Räucherns
und erneuten Verpackens gemäß dem Stand
der Technik erzeugt werden. Während
des Garens eines von der Folie umgebenen Nahrungsmittelprodukts
werden außerdem
sowohl das Bindemittel als auch das Additiv von der Folie auf das
Nahrungsmittelprodukt übertragen. Nach
dem Garen kann die Folie sauber von dem Nahrungsmittelprodukt abgestreift
werden (ohne das Bindemittel und das Additiv, die auf das Fleisch übertragen
worden sind), d. h. ohne jeglichen Nahrungsmittelverlust (Fleischverlust)
durch das Abziehen, obwohl die Beschichtung Absonderung sogar verhindert
oder vermindert. Die Folie kann somit während des Garens in der Verpackung
verwendet werden, um Absonderung zu verhindern oder zu verringern,
kann eine einheitliche Übertragung
von Additiv (en) auf die Oberfläche
des Fleischprodukts liefern, während
gleichzeitig eine saubere Trennung des gegarten Nahrungsmittels
(insbesondere Fleisch) von der Folie ohne Abreißen möglich ist.
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Außerdem kann die Folie leicht
hergestellt werden, d. h. die additivhaltige Beschichtung kann unter Verwendung
von Beschichtungs- oder Drucktechniken auf die Folie aufgebracht
werden, wie Gravurbeschichten oder -druck, Lithographiebeschichten
oder -druck, usw. Die Beschichtung kann in dem Muster des Produkts
oder eines Teils des Produkts auf die Folie gedruckt werden, während das
Drucken des Musters auf zu siegelnde Flächen vermieden wird. Die erfindungsgemäße Folie
ist auch effizienter als beispielsweise die Anwendung von Rauch
auf Fleisch im Rauchhaus, weil im Wesentlichen die gesamte flüssige Rauchbeschichtung
ohne Verschwendung auf das Fleisch übertragen wird. Die Folie ist
auch trocken, so dass sie im Unterschied zu Folien mit einer darauf
befindlichen Feuchtbeschichtung mit vorhandenem Additiv/vorhandenen
Additiven hergestellt und vor Gebrauch gelagert werden kann.
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Die vorliegende Erfindung resultiert
aus der Entdeckung, dass Folien gleichförmig mit bestimmten Bindemitteln
in einer Form beschichtet werden können, die unter den Gebrauchsbedingungen
nicht rasch hydratisiert oder aufgelöst wird. Das bedeutet, dass
die Erfindung aus der Entdeckung von Bindemittel resultiert, die zusammen
mit Vernetzungsmitteln die Anfangsadhäsion des Additivs an der Folie
steuern, die Hydratisierungsgeschwindigkeit der Beschichtung und
die Freisetzung des Additivs und ferner die Bindung der Beschichtung
an beispielsweise gegartem Fleischprodukt während der Garstufe verringern.
Das Ergebnis ist, dass die additivhaltige Beschichtung auf der Folie
in einer Form vorhanden ist, die das Verschmieren der Beschichtung, wenn
beispielsweise eine beschichtete Folienhülle mit dem Fleischprodukt
gefüllt
wird, oder das Fließen
des Additivs während
des Garens verhindert oder verringert, d. h. das zu einer gesprenkelten
Verteilung des Additivs führt.
Es wurde auch gefunden, dass das Bindemittel ein Additiv hält, das
während
des Garens in der Verpackung freigesetzt wird, so dass das Fleischprodukt
in gewünschter
Weise und in einem gewünschten
Grad aromatisiert/gefärbt
wird, ohne dass das Produkt ausgepackt, behandelt und erneut verpackt
werden muss. Auf diese Weise wird die Lagerbarkeit des resultierenden
verpackten Produkts im Vergleich zu den gemäß Verfahren des Standes der
Technik produzierten verpackten Produkten verlängert, die Auspacken und erneutes Verpacken
erfordern. Außerdem
wurde gefunden, dass bestimmte Bindemittel besser als andere waren,
ebenso wie bestimmte Bindemittelkombinationen, wie die Kombination
von Hydroxypropylstärke
mit einem Vernetzungsmittel (z. B. flüssigem Rauch) zusammen mit
gegebenenfalls Fibrinogen als zweitem Bindemittel. Es wurden zudem
spezielle Garverfahren gefunden, die zu verringerter Absonderung
führen,
wenn eine erfindungsgemäße Folie
verwendet wird. Es hat sich auch herausgestellt, dass der pH-wert
der Beschichtungszusammensetzung eine Auswirkung auf die Menge des
Absonderungsverlusts sowie die Qualität der Übertragung eines Additivs von
der Folie auf in der Folie verpacktes Fleisch hat. Ein pH-Wert von
etwa 2 bis 6 wird beispielsweise als bevorzugter Bereich für den pH-Wert
der Beschichtungsformulierung angesehen, die zum Beschichten einer
Substratthermoplastfolie verwendet wird.
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Gemäß einem ersten Aspekt betrifft
die vorliegende Erfindung einen Verpackungsartikel, der Mehrschichtfolie
umfasst, die
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- (A) eine erste Schicht, die (i) Additiv, das mindestens
eines aus Geschmackstoff, Duftstoff, Farbstoff, antimikrobiellem
Mittel, Antioxidans, Chelatbildner und Geruchabsorbens umfasst,
(ii) Bindemittel, das mindestens eines aus Polysaccharid und Protein
umfasst, und (iii) Vernetzungsmittel umfasst, das eine Verbindung
mit mindestens zwei Carbonylgruppen umfasst, und
- (B) eine zweite Schicht umfasst, die nicht wasserlösliches
thermoplastisches Polymer umfasst, das mindestens eines aus Polyolefin,
das ein Homopolymer oder Copolymer ist, Polyamid, Polyester, Polyvinylidenchlorid, Polyvinylchlorid
und Polystyrol umfasst; und
wobei jedes von dem Additiv, Bindemittel
und Vernetzungsmittel durch die Dicke der ersten Schicht hindurch vorhanden
ist und wobei die erste Schicht eine Oberflächenschicht der Mehrschichtfolie
ist, die eine Innenseitenoberfläche
des Artikels liefert.
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Vorzugsweise erstreckt sich (d. h.
bedeckt) die erste Schicht über
nur einen Teil der zweiten Schicht. Vorzugsweise umfasst der Artikel
mindestens ein Mitglied ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus einem Beutel, einer Hülle mit
rückwärtiger Naht,
einer Tasche und einem thermogeformten Artikel. Der Artikel umfasst insbesondere
mindestens ein Mitglied ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus flossengesiegelter Hülle mit rückwärtiger Naht, überlappend
gesiegelter Hülle
mit rückwärtiger Naht,
stumpf gesiegelter Hülle
mit rückwärtiger Naht,
Beutel mit Seitensiegelung, Beutel mit Endsiegelung und thermogeformtem
Artikel mit Umkreissiegelung.
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Das Additiv umfasst vorzugsweise
mindestens ein Mitglied ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus Karamel, flüssigem Rauch, FD&C Blue Nr. 1,
FD&C Blue Nr.
2, FD&C Green
Nr. 3, FD&C Green
Nr. 6, FD&C Orange
B, FD&C Red Nr.
3, FD&C Red Nr.
40, FD&C Yellow
Nr. 5, FD&C Yellow
Nr. 6, einen Farblack aus einem oder mehreren FD&C-Farbstoffen, Naturbraun, Annatto-Extrakt,
Rote Beete-Pulver, Canthaxanthin, β-Apo-8'-carotenal, Carotin,
Cochinea-Extrakt, Carmin, Traubenfarbextrakt, synthetischem Eisenoxid,
Paprika, Riboflavin, Titandioxid, Malz, natürlichem Farbstoff, Gewürz, Bakteriozin,
Allylisothiocyanat, Monolaurin, 1-[2-(2,4-Dichlorphenyl)-2-(propenyloxy)ethyl]-1H-imidazol,
Silber, Benzoesäure,
Benzoat, Hydroxyzimtsäurederivat,
etherischem Öl,
Sorbinsäure,
Salz von Sorbinsäure,
Benzoat, Methyl-p-hydroxybenzoat, Propyl-p-hydroxybenzoat, p-Hydroxybenzoesäure, Natriumbenzoat,
Propionsäure,
Salz von Propionsäure,
Natriumlaktat, Dimethyldicarbonat, Diethyldicarbonat, Sulfit, Diethylpyrocarbonat,
EDTA, butyliertem Hydroxyanisol, butyliertem Hydroxytoluol, Propylgallat,
Dilaurylthiodipropionat, Thiodipropionsäure, Guajakharz, Tocopherol,
Acetat, Citrat, Gluconat, Oxysteatin, ortho-Phosphat, meta-Phosphat,
Pyrophosphat, Polyphosphat, Phytat, Sorbitol, Tartrat, Thiosulfat
und Lysozym.
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Das Additiv umfasst vorzugsweise
einen Farbstoff, und die Mehrschichtfolie zeigt eine Standardabweichung
auf einer Graustufenskala von weniger als 20, insbesondere 0 bis
20, bevorzugter 0 bis 19, besonders bevorzugt 0 bis 18, insbesondere
12 bis 18, bevorzugter 0 bis 17, insbesondere 0 bis 16, bevorzugter
0 bis 15, stärker
bevorzugt 0 bis 14, besonders bevorzugt 0 bis 13, insbesondere 0
bis 12, wenn sie einem Standard-Sprenkeltest (Mottling Test) mit
einem Putenfleischstück
mit Pannade (turkey meat batter chub) unterzogen wird, das in der
Folie verpackt und bei 82°C
(180°F)
gegart worden ist.
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Das Bindemittel umfasst vorzugsweise
mindestens ein Mitglied ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus Alginat, Methylcellulose, Hydroxypropylstärke, Hydroxypropylmethylstärke, Hydroxymethylcellulose,
Hydroxypropylcellulose, Hydroxypropylmethylcellulose, Carboxymethylcellulose,
mit 1-Octenylbernstein säureandrid
veresterte Cellulose, Chitin, Chitosan, Gliadin, Glutenin, Globulin,
Albumin (insbesondere in Form von Gluten), Prolamin (insbesondere
Mais-Zein), Thrombin, Pektin, Carrageen, Konjakmehl-Glukomannin,
Fibrinogen, Casein (insbesondere Casein-Milchprotein), Sojaprotein (insbesondere
Sojaproteinisolate), Molkeprotein (insbesondere Molkemilchprotein)
und Weizenprotein.
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Eine andere bevorzugte Gruppe von
Bindemitteln umfasst mindestens ein Mitglied ausgewählt aus
der Gruppe bestehend aus (A) Polysaccharid, das mit mindestens einem
Mitglied ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus Essigsäureanhydrid, Propionsäureanhydrid,
Alkylpropionsäureanhydrid,
Buttersäureanhydrid,
Alkylbuttersäureanhydrid,
Bernsteinsäureanhydrid,
Alkylbernsteinsäureanhydrid,
Maleinsäureanhydrid,
Alkylmaleinsäureanhydrid,
Adipinsäureanhydrid,
Alkyladipinsäureanhydrid
und Vinylacetat verester ist und (B) Polysaccharid, das mit mindestens
einem Mitglied ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus Acrolein, Epichlorhydrin, Ethylenglykol,
Ethylenglykololigomer, Propylenglykol, Propylenglykololigomer, Ethylenoxid
und Propylenoxid vereshert ist.
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Eine weitere bevorzugte erste Schicht
umfasst mindestens zwei verschiedene Bindemittel, d. h. (A) ein erstes
Bindemittel, das mindestens eines von Alginat, Methylcellulose,
Hydroxypropylstärke,
Hydroxypropylmethylstärke,
Hydroxymethylcellulose, Hydroxypropylcellulose, Hydroxypropylmethylcellulose,
Carboxymethylcellulose, mit 1-Octenylbernsteinsäureanhydrid veresterter Cellulose,
Chitin und Chitosan umfasst; und (B) ein zweites Bindemittel umfasst,
das mindestens eines von Gliadin, Glutenin, Globulin, Albumin (insbesondere in
Form von Gluten), Prolamin (insbesondere Mais-Zein), Thrombin, Pektin,
Carrageen, Konjakmehl-Glukomannin, Fibrinogen, Casein (insbesondere
Caseinmilchprotein), Sojaprotein, Molkeprotein (insbesondere Molkemilchprotein)
und Weizenprotein umfasst. Das Bindemittel umfasst insbesondere
Hydroxypropylstärke.
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Eine weitere bevorzugte Gruppe von
Bindemitteln umfasst mindestens ein Mitglied ausgewählt aus der
Gruppe bestehend aus (A) Polysaccharid verestert mit einem Anhydrid
mit der Formel [CH3(CH2)n-CO]2-O, wobei n
0 bis 6 ist, und alkylsubstituierten Anhydriden derselben, (B) CH3(CH2)n-0001,
wobei n 0 bis 6 beträgt, und
(C) alkylsubstituierten Säurechloriden
von CH3(CH2)n-COCl,
wobei n 0 bis 6 beträgt,
(D) modifiziertem Polysaccharid, das aus der Veretherung eines Basispolysaccharids
mit mindestens einem Mitglied ausgewählt aus der Gruppe bestehend
aus Acrolein, Epichlorhydrid, Ethylenglykol, Ethylenglykololigomer,
Propylenglykol, Propylenglykololigomer, Ethylenoxid und Propylenoxid
resultiert.
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Die zweite Schicht umfasst vorzugsweise
mindestens ein Mitglied ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus Polyamid 6, Polyamid 66, Polyamid 9,
Polyamid 10, Polyamid 11, Polyamid 12, Polyamid 69, Polyamid 610,
Polyamid 612, Polyamid 6I, Polyamid 6T, Polyamid MXD6, Copolyamid,
Polyethylenhomopolymer, Ethylen/α-Olefin-Copolymer, anhydridmodifiziertem
Ethylen/α-Olefin-Copolymer, Ethylen/Vinylacetat-Copolymer,
Ethylen/Acrylsäure-Copolymer,
Ionomer (insbesondere Ionomeren von Ethylen/Methacrylsäure und
Ethylen/Acrylsäure),
Ethylen/Methacrylsäure-Copolymer,
anhydridmodifiziertem Ethylen/Methacrylsäure-Copolymer, Polypropylenhomopolymer,
Propylen/C4_10-α-Olefin-Copolymer,
Polyethylenterephthalat, PETG und Polyalkylhydroxysäure.
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Die Mehrschichtfolie hat vorzugsweise
eine gesamte freie Schrumpfung (d. h. L + T) von etwa 0 bis 10%
bei einer Temperatur von 85°C
(185°F),
insbesondere etwa 10 bis 150%, bevorzugter etwa 10 bis 100%.
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Das Additiv wird vorzugsweise mit
mindestens einem Mitglied ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus einer kovalenten Bindung, einer ionischen
Bindung, einer Wasserstoffbrückenbindung
und einer Dipol-Dipol-Wechselwirkung an das Bindemittel gebunden.
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Das Vernetzungsmittel umfasst vorzugsweise
mindestens ein Mitglied ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus Malose, Glutaraldehyd, Glyoxal, Dicarbonsäure, Ester
von Dicarbonsäure,
Harnstoff-Formaldehyd, Melamin-Formaldehyd, Trimethylol-Melamin,
organischer Verbindung, die mindestens zwei Sulfhydrylgruppen ent hält, und
einer Komponente in flüssigem
Rauch umfasst, die mindestens zwei Carbonylgruppen umfasst.
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Die zweite Schicht ist vorzugsweise
direkt auf die erste Schicht geklebt.
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Die Folie umfasst ferner vorzugsweise
eine dritte Schicht, die sich zwischen der ersten Schicht und der
zweiten Schicht befindet. Diese dritte Schicht kann als Grundierung
dienen, die auf die zweite Schicht aufgebracht wird, um nachfolgend
die erste Schicht aufzubringen. Die dritte Schicht kann zusätzlich oder
alternativ ein Additiv enthalten, wie ein oder mehrere der Additive,
die in der ersten Schicht vorhanden sein können, und/oder Trennmittel
und/oder Vernetzungsmittel. Die dritte Schicht umfasst vorzugsweise
mindestens ein Mitglied ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus Polysaccharid und Protein, insbesondere
mindestens ein Mitglied ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus Alginat, Methylcellulose, Hydroxypropylstärke, Hydroxypropylmethylstärke, Hydroxymethylcellulose,
Hydroxypropylcellulose, Hydroxypropylmethylcellulose, Carboxymethylcellulose,
mit 1-Octenylbernsteinsäureanhydrid
veresterte Cellulose, Chitin, und Chitosan, Gliadin, Glutenin, Globulin,
Albumin (insbesondere in Form von Gluten), Prolamin (insbesondere
Mais-Zein), Thrombin, Pektin, Carrageen, Konjakmehl-Glukomannin,
Fibrinogen, Casein (insbesondere Caseinmilchprotein), Sojaprotein,
Molkeprotein (insbesondere Molkemilchprotein) und Weizenprotein.
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Die Mehrschichtfolie umfasst vorzugsweise
eine dritte Schicht, wobei sich die erste Schicht zwischen der zweiten
Schicht und der dritten Schicht befindet. Die dritte Schicht umfasst
vorzugsweise mindestens ein Mitglied ausgewählt aus der Gruppe bestehend
aus Polysaccharid und Protein, insbesondere mindestens ein Mitglied
ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus Alginat, Methylcellulose, Hydroxypropylstärke, Hydroxypropylmethylstärke, Hydroxymethylcellulose,
Hydroxypropylcellulose, Hydroxypropylmethylcellulose, Carboxymethylcellulose,
mit 1-Octenylbernsteinsäureanhydrid
veresterte Cellulose, Chitin, und Chitosan, Gliadin, Glutenin, Globulin,
Albumin (insbesondere in Form von Gluten), Prolamin (insbesondere
Mais-Zein), Thrombin, Pektin, Carrageen, Konjakmehl-Glukomannin,
Fibrinogen, Casein (insbesondere Caseinmilchprotein), Sojaprotein,
Molkeprotein (insbesondere Molkemilchprotein) und Weizenprotein.
Diese dritte Schicht, die als "Überzug" über der
ersten Schicht dient, kann ferner Additiv umfassen, wie ein oder
mehrere der in der ersten Schicht vorhandenen Additive und/oder
Fleischadhäsionsverbesserungsadditiv
und/oder Vernetzungsmittel. Die Mehrschichtfolie umfasst vorzugsweise
ferner eine vierte Schicht, die sich zwischen der ersten Schicht
und der zweiten Schicht befindet. Die vierte Schicht dient vorzugsweise
als Grundierungsschicht, wie oben beschrieben.
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Die Mehrschichtfolie zeigte ein Sprenkelniveau
von etwa 1 bis etwa 2,5, wenn sie einem Standard-Sprenkeltest unterzogen
wird.
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Die erste Schicht umfasst vorzugsweise
ferner Weichmacher. Der Weichmacher umfasst vorzugsweise mindestens
ein Mitglied ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus Polyol, Natriumcitrat und Triethylcitrat.
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Die Mehrschichtfolie umfasst vorzugsweise
ferner eine dritte Schicht, die mindestens ein Mitglied ausgewählt aus
der Gruppe bestehend aus Polyolefin, Polyamid und Polyester umfasst.
Die dritte Schicht umfasst insbesondere mindestens ein Mitglied
ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus Ethylen/Vinylalkohol-Copolymer, Vinylidenchloridcopolymer,
Polyamid, Polyvinylalkohol, Polyhydroxyaminoether und Polyalkylencarbonat,
Ethylen/Acrylsäure-Copolymer,
Polyethylenterephthalat und Ionomer. Die dritte Schicht ist vorzugsweise eine
innere Schicht, und die Mehrschichtfolie umfasst ferner eine vierte
Schicht, die mindestens ein Mitglied ausgewählt aus der Gruppe bestehend
aus Polyolefin, Polyamid und Polyester, insbesondere Ethylen/Vinylalkohol-Copolymer,
Vinylidenchloridcopolymer, Polyamid, Polyvinylalkohol, Polyhydroxyaminoether
und Polyalkylencarbonat, Ethylen/Acrylsäure-Copolymer, Polyester und
Polyethylenterephthalat umfasst.
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Die zweite Folienschicht dient vorzugsweise
als Siegelschicht und umfasst mindestens ein Mitglied ausgewählt aus
der Gruppe bestehend aus Polyolefin, Polyamid und Polyester, und vorzugsweise
umfasst die Folie ferner: (i) eine dritte Schicht, die als O2-Barriereschicht dient und mindestens ein
Mitglied ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus mindestens einem Mitglied ausgewählt aus
der Gruppe bestehend aus Ethylen/Vinylalkohol-Copolymer, Polyvinylidenchlorid,
Polyamid, Polyalkylencarbonat, Polyvinylalkohol und Polyester umfasst;
(ii) eine vierte Folienschicht, die als erste Verbindungsschicht
dient und sich auf der ersten Seite der O2-Barriereschicht
befindet und mindestens ein Mitglied ausgewählt aus der Gruppe bestehend
aus modifiziertem Ethylen/α-Olefin-Copolymer, modifiziertem
Ethylen/ungesättigter
Ester-Copolymer, modifiziertem Ethylen/ungesättigte Säure-Copolymer, Polystyrol und
Polyurethan umfasst; und (iii) eine fünfte Folienschicht, die als
zweite Verbindungsschicht dient und sich auf der zweiten Seite der
O2-Barriereschicht befindet und mindestens
ein Mitglied ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus modifiziertem Ethylen/α-Olefin-Copolymer, modifiziertem
Ethylen/ungesättigter
Ester-Copolymer, modifiziertem Ethylen/ungesättigte Säure-Copolymer, Polystyrol und
Polyurethan umfasst, und (iv) eine sechste Folienschicht, die als
Schutzschicht dient und mindestens ein Mitglied ausgewählt aus
der Gruppe bestehend aus Polyolefin, Polyamid, Polyester und Polyurethan
umfasst. Die Folie umfasst insbesondere ferner (i) eine siebte Folienschicht,
die als Festigkeitsschicht dient und sich zwischen der zweiten Schicht
und der vierten Schicht befindet, und die mindestens ein Mitglied ausgewähhlt aus
der Gruppe bestehend aus Polyolefin, Polyamid, Polyester und Polyurethan
umfasst, (ii) eine achte Folienschicht, die als Festigkeits- und
Ausgleichschicht dient und sich zwischen der fünften Schicht und der sechsten
Schicht befindet, und die mindestens ein Mitglied ausgewählt aus
der Gruppe bestehend aus Polyolefin, Polyamid, Polyester und Polyurethan
umfasst, und (iii) eine neunte Folienschicht, die als Festigkeits- und
Feuchtigkeitsbarriereschicht dient und sich zwischen der fünften Schicht
und sechsten Schicht befindet und Polyamid umfasst.
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Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft
die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines gegarten
Nahrungsmittelprodukts, bei dem
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- (A) ein Nahrungsmittelprodukt in einer Mehrschichtfolie
verpackt wird, die, (1) eine erste Schicht, die (i) Additiv, das
mindestens eines aus Geschmackstoff, Duftstoff, Farbstoff, antimikrobiellem
Mittel, Antioxidans, Chelatbildner und Geruchabsorbens umfasst,
(ii) Bindemittel, das mindestens eines aus Polysaccharid und Protein umfasst,
und (iii) Vernetzungsmittel umfasst, das eine Verbindung mit mindestens
zwei Carbonylgruppen umfasst, und (2) eine zweite Schicht umfasst,
die nicht wasserlösliches
thermoplastisches Polymer umfasst, das mindestens eines aus Polyolefin,
das ein Homopolymer oder Copolymer ist, Polyamid, Polyester, Polyvinylidenchlorid,
Polyvinylchlorid und Polystyrol umfasst; und wobei jedes von dem
Additiv, Bindemittel und Vernetzungsmittel durch die Dicke der ersten
Schicht hindurch vorhanden ist; und
- (B) das Nahrungsmittelprodukt, während es in der Mehrschichtfolie
verpackt ist, gegart wird.
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Das Nahrungsmittelprodukt umfasst
vorzugsweise mindestens ein Mitglied ausgewählt aus der Gruppe bestehend
aus Rind, Schwein, Huhn, Pute, Fisch und Fleischersatz. Das Nahrungsmittel
wird vorzugsweise bei einer Temperatur von 63 bis 96°C (145 bis
205°F) für eine Dauer
von 1 bis 12 h gegart.
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Gemäß einem dritten Aspekt betrifft
die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines gegarten
Nahrungsmittelprodukts, bei dem
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- (A) ein Nahrungsmittelprodukt in einer Mehrschichtfolie
verpackt wird, die (1) eine erste Schicht, die (i) Additiv, das
mindestens eines aus Geschmackstoff, Duftstoff, Farbstoff, antimikrobiellem
Mittel, Antioxidans, Chelatbildner und Geruchsabsorbens umfasst,
(ii) Bindemittel umfasst, das mindestens eines aus Polysaccharid
und Protein umfasst, wobei die erste Schicht frei von Vernetzungsmittel
ist; und (2) eine zweite Schicht umfasst, die nicht wasserlösliches
thermoplastisches Polymer umfasst, das mindestens eines aus Polyolefin,
das ein Homopolymer oder Copolymer ist, Polyamid, Polyester, Polyvinylidenchlorid,
Polyvinylchlorid und Polystyrol umfasst; und wobei jedes von dem
Additiv, Bindemittel und Vernetzungsmittel durch die Dicke der ersten Schicht
hindurch vorhanden ist; und
- (B) das Nahrungsmittelprodukt bei einer Temperatur von 77 bis
127°C (170
bis 260°F)
für eine
Dauer von 1 bis 20 Minuten gegart wird, und anschließend das
Nahrungsmittelprodukt bei einer Temperatur von 63 bis 96°C (145 bis
205°F) für eine Dauer
von 1 bis 12 Stunden gegart wird.
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Gemäß einem vierten Aspekt betrifft
die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Verpackungsartikels,
der beschichtete Mehrschichtfolie umfasst, bei dem
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- (A) eine äußere Oberfläche einer
Substratfolie mit einer folienbildenden Beschichtungszusammensetzung
beschichtet wird, die (i) Wasser; (ii) Additiv, das mindestens eines
aus Geschmackstoff, Duftstoff, Farbstoff, antimikrobiellem Mittel,
Antioxidans, Chelatbildner und Geruchabsorbens umfasst, (iii) Bindemittel,
das mindestens eines aus Polysaccharid und Protein umfasst, und (iv)
Vernetzungsmittel umfasst, das eine Verbindung mit mindestens zwei
Carbonylgruppen umfasst, und
- (B) die Beschichtungszusammensetzung getrocknet wird, wodurch
die Zusammensetzung eine erste Schicht wird, die Substratfolie mindestens
eine zweite Schicht umfasst und wobei die Substratfolie mindestens
eines aus Polyolefin, das ein Homopolymer oder Copolymer ist, Polyamid,
Polyester, Polyvinylidenchlorid, Polyvinylchlorid und Polystyrol
umfasst, und ein Verpackungsartikel aus der Mehrschichtfolie gebildet
wird, wobei die erste Schicht der Folie eine Innenseitenoberfläche des
Artikels bildet.
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Die Beschichtungszusammensetzung
wird vorzugsweise unter Verwendung von mindestens einem Mitglied
ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus Walzen (vorzugsweise Komma-Walze, erhalten
von Hirano Tecseed, Charlotte, NC, USA), Tiefdruck, Flexographie,
Meyer-Stab, Umkehrwinkel-Rakel, Walzenrakelmaschine, Umkehrdoppelwalze,
Umkehrdreifachwalze, Komma-Walze und Lippenbeschichten auf die Folie
aufgebracht.
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Gemäß einem fünften Aspekt betrifft die vorliegende
Erfindung ein verpacktes Produkt, das
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- (A) Folie, die nicht wasserlösliches
thermoplastisches Polymer umfasst, das mindestens eines aus Polyolefin, das
ein Homopolymer oder Copolymer ist, Polyamid, Polyester, Polyvinylidenchlorid,
Polyvinylchlorid und Polystyrol umfasst;
- (B) gegartes Fleischprodukt, das mindestens eines aus Rind,
Schwein, Huhn, Pute, Fisch und Fleischersatz umfasst; und
- (C) eine Schicht zwischen der Folie und dem gegarten Fleischprodukt
umfasst, wobei die Schicht (i) Additiv, das mindestens eines aus
Geschmackstoff, Duftstoff, Farbstoff, antimikrobiellem Mittel, Antioxidans,
Chelatbildner und Geruchabsorbens umfasst, (ii) Bindemittel, das
mindestens eines aus Polysaccharid und Protein umfasst, und (iii)
Vernetzungsmittel umfasst, das eine Verbindung mit mindestens zwei
Carbonylgruppen umfasst, und wobei jedes von dem Additiv, Bindemittel
und Vernetzungsmittel durch die Dicke der ersten Schicht hindurch
vorhanden ist.
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Die Schicht zwischen der Folie und
dem gegarten Fleischprodukt haftet vorzugsweise an dem Fleischprodukt,
d. h. haftet in einem Maße
an dem Fleischprodukt, so dass nach Entfernen der Folie von dem
Fleischprodukt die Schicht C an dem Fleischprodukt statt an der
Folie haften bleibt.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 illustriert
eine Schemaansicht eines bevorzugten Verfahrens zur Herstellung
einer erfindungsgemäßen Mehrschichtfolie.
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2 illustriert
eine Ansicht eines erfindungsgemäßen flachgelegten
Beutels.
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3 illustriert
ein erfindungsgemäßes verpacktes
Produkt.
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4 illustriert
eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen verpackten Produkts.
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5 A
illustriert eine erste Ausführungsform
einer Querschnittansicht durch Linie 5-5 des in 4 illustrierten verpackten Produkts.
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5 B
illustrierte eine zweite Ausführungsform
einer Querschnittansicht durch Linie 5-5 des in 4 illustrierten verpackten Produkts.
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6 illustriert
eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen alternativ verpackten Produkts.
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7 ist
ein Schema für
den Aufbau zur Durchführung
des hier offenbarten Standard-Sprenkeltests.
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8, 9 und 10 sind Photos von drei unterschiedlichen
Fleischstücken,
die drei unterschiedliche Sprenkelgrade illustrieren.
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Detaillierte Beschreibung
der Erfindung
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Das Präfix "Alkyl" bezieht sich hier
auf sowohl gesättigte
als auch ungesättigte
Seitenketten und schließt
diese ein. Zur Vereinfachung des Textes schließt das Präfix "Alkyl" hier in anderen
Worten sowohl "traditionelle Alkyl"-Seitenketten als auch "traditionelle
Alkenyl"- und "traditionelle Alkinyl"-Seitenketten ein.
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Der Begriff "Bindemittel" bezieht
sich hier auf eine Substanz, die an dem Additiv und/oder einer Oberfläche, die
thermoplastisches Polymer umfasst, und/oder proteinhaltigem Produkt,
wie Fleisch, haftet. Ein bevorzugtes Polysaccharidbindemittel zur
erfindungsgemäßen Verwendung
ist beispielsweise Hydroxypropylstärke, z. B. TM,
Hydroxypropylstärke.
Dieses Bindemittel ist zum Halten, Festsetzen oder Binden an Additive wie
Farbstoffe, Aromastoffe, usw. in der Lage, während es gleichzeitig an einer
Oberfläche
haften kann, die thermoplastisches Polymer umfasst.
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Der Begriff "Aromastoff" bezieht
sich hier auf Gewürz
(natürlich
einschließlich
Pfeffer) und schließt
dies ein. Flüssiger
Rauch ist ein besonders bevorzugter Aromastoff.
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Der Begriff "Farbstoff" schließt die verschiedenen
FD&C-Farbstoffe zusammen
mit verschiedenen anderen Farbstoffen ein. Der Farbstoff umfasst
vorzugsweise mindestens ein Mitglied ausgewählt aus der Gruppe bestehend
aus FD&C Blue
Nr. 1, FD&C Blue
Nr. 2, FD&C Green
Nr. 3, FD&C Green
Nr. 6, FD&C Orange B,
FD&C Red Nr.
3, FD&C Red Nr.
40, FD&C Yellow
Nr. 5, FD&C Yellow
Nr. 6 ein. FD&C
Blue Nr. 1 ist das Dinatriumsalz von 4-((4-N-Ethylp-sulfobenzylamino)-phenyl-(2-sulfoniumphenyl)-(methylen)-(1-(Nethyl-N-p-sulfobenzyl)-sup2,5-cyclohexadienimin).
FD&C Blue Nr.
2 ist das Dinatriumsalz von 5,5'-Indigotindisulfonsäure. FD&C Green Nr. 3
ist das Dinatriumsalz von 4-((4-N-Ethyl-p-sulfobenzylamino)-phenyl-(4-hydroxy-2-sulfoniumphenyl)-methylen)-1-(-Nethyl-N-p-sulfobenzyl)-sup2,5-cyclohexadienimin).
FD&C Green Nr.
6 ist 1,4-Ditoluidinoanthrachinon. FD&C Red Nr. 3 ist das Dinatriumsalz
von 9-o-Carboxyphenyl-6-hydroxy-2,4,5,6,7-tetraiodo-3-isoxanthon (Erythrosin).
FD&C Yellow Nr. 5
ist das Trinatriumsalz von 3-Carboxy-5-hydroxy-l-p-sulfophenyl-4-sulfophenylazopy razol.
FD&C Yellow Nr.
6 ist das Dinatriumsalz von 1-p-Sulfophenylazo-2-naphthol-6-sulfonsäure.
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Der Begriff "Folie" wird hier im
generischen Sinne verwendet, so dass Kunststoffbahnen unabhängig davon
eingeschlossen sind, ob es eine Folie oder Lage ist. Erfindungsgemäße Folien
und erfindungsgemäß verwendete
Folien haben vorzugsweise eine Dicke von 0,25 mm oder weniger. Der
Begriff "Packung" bezieht sich, wie hier verwendet, auf Verpackungsmaterialien,
die um ein verpacktes Produkt herum angeordnet sind. Die Formulierung
"verpacktes Produkt" bezieht sich, wie hier verwendet, auf die Kombination
eines Produkts, das von Verpackungsmaterial umgeben ist.
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Der Begriff "Mehrschichtfolie" bezieht
sich, wie hier verwendet, auf die Kombination einer Folie, die eine
erste Schicht umfasst, die eine äußere Schicht
ist und das Bindemittel und das Additiv enthält, in Kombination mit einer
zweiten Schicht, die ein thermoplastisches Polymer umfasst. Obwohl
die erste Schicht vorzugsweise direkt auf die zweite Schicht geklebt
ist, kann die Folie gegebenenfalls eine oder mehrere weitere Folienschichten
enthalten, wie eine Sauerstoffbarriereschicht mit oder ohne dazugehörige Verbindungsschichten,
zusätzliche
Masse- und/oder Festigkeitsschichten, usw. Die erste Schicht wird
vorzugsweise als Beschichtung auf eine Substratfolie aufgebracht,
die die zweite Folienschicht allein oder in Kombination mit weiteren Folienschichten
wie unmittelbar zuvor beschrieben umfasst. Die erste Schicht ist
immer eine äußere Folienschicht.
In erfindungsgemäßen Artikeln
wie Beuteln und Hüllen
ist die erste Schicht die Innenseitenschicht der Folie.
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Die Formulierung "die Schicht, die
.. umfasst" bezieht sich, wie hier verwendet, auf eine Folienschicht, die
die genannten Komponenten über
den gesamten Querschnitt der Schicht aufweist, im Unterschied zu
einer, die eine oder mehrere der genannten Komponenten lediglich
auf einer Oberfläche
der Schicht aufweist. Die Verteilung der genannten Komponenten ist
gleichförmig über die
Schicht.
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Der Begriff "äußere Schicht" bezieht sich,
wie hier verwendet, auf jede Folienschicht, bei der weniger als
zwei ihrer Hauptoberflächen
direkt auf eine andere Schicht der Folie geklebt sind. Die Formulierung
schließt Einschicht-
und Mehrschichtfolien ein. Alle Mehrschichtfolien haben zwei und
nur zwei äußere Schichten,
wobei bei jeder von diesen eine Hauptoberfläche an nur eine weitere Schicht
der Mehrschichtfolie gebunden ist. In Einschichtfolien gibt es nur
eine Schicht, die natürlich
eine äußere Schicht
ist, da keine ihrer beiden Hauptoberflächen an eine andere Schicht
der Folie geklebt ist.
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Der Begriff "Trocknen" bezieht sich,
wie hier in Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren verwendet, auf
das Trocknen der Beschichtung, die eine äußere Schicht der erfindungsgemäßen Folie
bildet. Trocknen hindert vorzugsweise die äußere Schicht der Folie daran,
wesentliches Blockieren zu zeigen, d. h. in einem Maß zu kleben,
dass Blockieren oder Delaminierung in Bezug auf angrenzende Oberflächen von
beispielsweise einer Folie (einschließlich sowohl derselben als
auch einer anderen Folie) und/oder anderer Artikel (z. B. Metalloberflächen usw.)
stattfindet. Die äußere Schicht
hat vorzugsweise einen Feuchtigkeitsgehalt von weniger als etwa
25%, bezogen auf das Gewicht der äußeren Schicht, insbesondere
etwa 0 bis 25%, bevorzugter etwa 0 bis 10%, stärker bevorzugt etwa 0 bis 5%.
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Der Begriff "Siegelung" bezieht sich,
wie hier verwendet, auf jede Siegelung eines ersten Bereichs einer
Folienoberfläche
an einen zweiten Bereich einer Folienoberfläche, wobei die Siegelung durch
Erwärmen der
Bereiche auf mindestens ihre jeweiligen Siegelinitiierungstemperaturen
gebildet wird. Das Siegeln kann in jeder beliebigen oder mehreren
beliebigen von vielen unterschiedlichen Weisen durchgeführt werden,
wie unter Verwendung eines Heizstabs, von Heißluft, Infrarotstrahlung, Ultraschallsiegeln,
usw. und sogar unter Verwendung von Klemmverschlüssen in beispielsweise gekräuselten
Hüllen,
usw. Eine Mehrschichtfolie mit einer Vielzahl von coextrudierten
Schichten oder darauf extrusionsbeschichteter Schicht oder extrusionsbeschichteten
Schichten wird nicht als mittels des Coextrusionsverfahrens oder des
Extrusionsbeschichtungsverfahrens aneinander heißgesiegelt angesehen.
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Die Formulierung "kochfähig" bzw.
"Kochen in der Verpakkung" bezieht sich auf den Prozess des Garens
eines Produkts, das in ein Material verpackt ist, das Einwirkung
von Bedingungen des langen und langsamen Garens widerstehen kann,
während
es das Nahrungsmittelprodukt enthält, beispielsweise Untertauchen
in Wasser von 57°C
bis 100°C
für 2 bis
12 Stunden, vorzugsweise 57°C
bis 85°C
für 2 bis
12 Stunden, ebenfalls durch Untertauchen in Wasser, oder Untertauchen
in unter Druck stehenden Wasserdampf (d. h. Retorte) bei 57°C bis 121°C für 2 bis
12 Stunden unter Verwendung einer Folie, die für Retortenendanwendung geeignet
ist. Kochfähig
verpackte Nahrungsmittel sind im Wesentlichen vorverpackte, vorgegarte
Nahrungsmittel, die in dieser Form direkt an den Verbraucher abgegeben
werden können.
Diese Nahrungsmitteltypen können
mit oder ohne Erwärmen
konsumiert werden. Kochfähige
Verpackungsmaterialien behalten die Integrität der Versiegelung und sind
im Fall von Mehrschichtfolien delaminierungsbeständig. In bestimmten Endanwendungen
wie kochfähigen
Hüllen
ist die Folie unter Bedingungen des Garens in der Verpackung vorzugsweise
wärmeschrumpfbar,
um so eine enganliegende Verpackung zu bilden. Kochfähige Folien
haben vorzugsweise eine Neigung zur Adhäsion an dem Nahrungsmittelprodukt,
wodurch das "Auskochen" verhindert wird, d. h. Absonderung, die
eine Ansammlung von Säften
zwischen der äußeren Oberfläche des
Nahrungsmittelprodukts und der Fleischkontaktoberfläche der
Folie ist, d. h. der Oberfläche
in direktem Kontakt mit dem Fleisch. Weitere optionale Charakteristika
von Folien zur Verwendung in Anwendungen zum Garen in der Verpackung
schließen
Delaminierungsbeständigkeit,
geringe O2-Durchlässigkeit, Wärmeschrumpfbarkeit, die etwa
20 bis 50% biaxiale Schrumpfung bei etwa 85°C (185°F) wiedergibt, und optische
Klarheit ein. Es ist für hermetisch
versiegelte Beutel bevorzugt, dass die äußere Oberfläche der Verpackung einer Temperatur
von mindestens etwa 65°C,
vorzugsweise etwa 65°C
bis 100°C,
insbesondere etwa 71°C
bis 100°C,
be vorzugter etwa 74°C
bis 93°C
und besonders bevorzugt etwa 77°C
bis 82°C
ausgesetzt wird.
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Die Formulierungen "Nahrungsmittelkontaktschicht"
und "Fleischkontaktschicht" bezieht sich, wie hier verwendet, auf
eine Schicht einer Mehrschichtfolie, die sich in direktem Kontakt
mit dem Nahrungsmittel/Fleisch in der Verpackung befindet, die die
Folie umfasst. In einer Mehrschichtfolie ist eine Nahrungsmittelkontaktschicht
immer eine äußere Folienschicht,
da die Nahrungsmittelkontaktschicht in direktem Kontakt mit dem
Nahrungsmittelprodukt in der Verpackung ist. Die Nahrungsmittelkontaktschicht
ist eine Innenseitenschicht in dem Sinne, dass in Bezug auf das
verpackte Nahrungsmittelprodukt die Nahrungsmittelkontaktschicht
die Innenseitenschicht (d. h. am weitesten innen liegende Schicht)
der Verpackung ist, wobei diese Innenseitenschicht in direktem Kontakt
mit dem Nahrungsmittel ist. Die Formulierungen "Nahrungsmittelkontaktoberfläche" und
"Fleischkontaktoberfläche"
beziehen sich auf eine äußere Oberfläche einer
Nahrungsmittelkontaktschicht, wobei diese äußere Schicht in direktem Kontakt
mit dem Nahrungsmittel in der Verpackung ist.
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Die Formulierungen "Fleischadhäsion", "Folie-an-Fleisch-Adhäsion", "Folie-an-Nahrungsmittel-Adhäsion" und
"geklebt" beziehen sich auf das Halten von direktem Kontakt zwischen
der Fleischoberfläche
und der Fleischkontaktoberfläche
der Folie, so dass es keine wesentliche Menge an freier Feuchtigkeit,
d. h. Absonderung, gibt, die Wasser und Säfte ist, die an die Außenseite
des Nahrungsmittel/Fleischprodukts abgegeben werden. Im Allgemeinen
fehlt eine wesentliche Menge an freier Feuchtigkeit, wenn der Gehalt
an freier Feuchtigkeit etwa 0 bis 2% beträgt, bezogen auf das Gewicht
des Fleischprodukts vor dem Garen. Die Menge an freier Feuchtigkeit
ist etwa 0 bis 1%, insbesondere 0 bis 0,5% und bevorzugt 0 bis 0,1%,
bezogen auf das Gewicht des Fleischprodukts vor dem Garen. Die Formulierungen
"abgezogenes Fleisch" und "abgerissenes Fleisch" beziehen sich auf
jenen Anteil eines in der Verpackung gegarten Fleischprodukts, der
nach Abziehen der kochfähigen
Folie von dem gegarten Fleischprodukt abgerissen wird.
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Der Begriff "Barriere" und die Formulierung
"Barriereschicht" werden in Anwendung auf Folien und/oder Folienschichten
unter Bezugnahme auf die Fähigkeit
einer Folie oder Folienschicht verwendet, als Barriere für ein oder
mehrere Gase zu dienen. In der Verpackungstechnik gehören zu Barriereschichten
für Sauerstoff
(d. h. gasförmiges
O2) beispielsweise hydrolysierte Ethylen/Vinylacetat-Copolymere
(bezeichnet mit den Abkürzungen
"EVOH" und "HEvA" und auch als "Ethylen/Vinylalkohol-Copolymer"
bezeichnet), Polyvinylidenchlorid, Polyamid, Polyester, Polyacrylnitril,
usw., wie Fachleuten bekannt ist.
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"EVOH" bezieht sich, wie hier verwendet,
auf Ethylen/Vinylalkohol-Copolymer. EVOH schließt verseifte oder hydrolysierte
Ethylen/Vinylacetat-Copolymere ein und bezieht sich auf ein Vinylalkoholcopolymer
mit einem Ethylencomonomer, das beispielsweise durch Hydrolyse von
Vinylacetatcopolymeren oder chemische Reaktionen mit Polyvinylalkohol
hergestellt ist. Der Hydrolysegrad beträgt vorzugsweise etwa 50 bis
100 Mol.%, insbesondere etwa 85 bis 100 Mol.%.
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Der Begriff "Schutzschicht" sowie
die Formulierung "durchstichfeste Schicht" beziehen sich, wie hier verwendet,
auf eine äußere Folienschicht
und/oder eine innere Folienschicht, solange die Folienschicht dazu dient,
Abrieb, Durchstich und anderen potentiellen Ursachen der Verringerung
der Verpackungsintegrität
sowie potentiellen Ursachen der Reduktion der Qualität des Aussehens
der Verpackung zu widerstehen.
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Die Begriffe "Laminierung", "Laminat"
sowie die Formulierung "laminierte Folie" beziehen sich, wie hier verwendet,
auf das Verfahren und das resultierende Produkt, das durch Verbinden
von zwei oder mehr Schichten aus Folie oder anderen Materialien
hergestellt wird. Laminierung kann durch Verbinden von Schichten
mit Klebstoffen, Verbinden mit Wärme
und Druck mit Coronabehandlung und sogar Streichbeschichten und
Extrusionsbeschichten bewirkt werden. Der Begriff "Laminat" schließt auch
coextrudierte Mehrschichtfolien ein, die eine oder mehrere Verbindungsschichten
umfassen.
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Die Formulierungen "Siegelschicht",
"Siegelungsschicht", "Heißsiegelungsschicht"
und "Versiegelungsschicht" beziehen sich, wie hier verwendet, auf
eine äußere Folienschicht
oder -schichten, die an der Siegelung der Folie mit sich selbst,
einer anderen Folienschicht derselben oder einer anderen Folie und/oder
einem anderen Artikel beteiligt ist, der keine Folie ist. Es sei
darauf hingwiesen, dass im Allgemeinen bis zu den äußeren 3
mil einer Folie an der Siegelung der Folie mit sich selbst oder
einer anderen Schicht beteiligt sein können. In Bezug auf Verpackungen,
die nur Siegelungen vom Flossentyp aufweisen, im Gegensatz zu Siegelungen
vom überlappenden
Typ, bezieht sich die Formulierung "Siegelschicht" im Allgemeinen
auf die Innenseitenfolienschicht einer Verpackung sowie Stützschichten
innerhalb von 3 mil der Innenseitenoberfläche der Siegelschicht; die
Innenseitenschicht dient häufig
jedoch auch als Nahrungsmittelkontaktschicht beim Verpacken von
Nahrungsmitteln. Zu den in der Verpackungstechnik verwendeten Siegelschichten
gehören
im Allgemeinen thermoplastische Polymere, wie Polyolefin, Polyamid,
Polyester und Polyvinylchlorid.
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Der Begriff "orientiert" bezieht
sich, wie hier verwendet, auf polymerhaltiges Material, das gedehnt
wird (im Allgemeinen bei erhöhter
Temperatur, die als Orientierungstemperatur bezeichnet wird), und
anschließend in
der gedehnte Konfiguration "fixiert" wird, indem das Material abgekühlt wird,
während
die Abmessungen im gedehnten Zustand im Wesentlichen beibehalten
werden. Diese Kombination von Dehnung bei erhöhter Temperatur und anschließender Abkühlung führt zu einer
Ausrichtung der Polymerketten zu einer stärker parallelen Konfiguration,
wodurch verschiedene mechanische Eigenschaften der Folie geändert werden.
Beim nachfolgenden Erhitzen von nicht festgehaltenem, nicht getempertem,
orientiertes Polymer enthaltendem Material auf seine Orientierungstemperatur
wird Wärmeschrumpfung
bis auf das die ursprünglichen
Abmessungen hervorgerufen, d. h. Abmessungen vor der Dehnung. Der
Begriff "orientiert" wird hier in Bezug auf orientierte Folien verwendet,
die auf eine oder mehrere von vielen unterschiedlichen Weisen Orientierung
unterzogen werden können.
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Orientierung in einer Richtung wird
hier als "uniaxiale Orientierung" bezeichnet, während Orientierung in zwei
Richtungen hier als "biaxiale Orientierung" bezeichnet wird. In
orientierten Kunststofffolien kann innere Spannung in der Kunststofflage
bleiben, die gelindert werden kann, indem die Folie erneut auf eine
Temperatur oberhalb derjenigen erwärmt wird, bei der sie orientiert
worden war. Nach erneutem Erhitzen einer solchen Folie neigt die
Folie dazu, auf ihre ursprünglichen
Abmessungen zurückzuschrumpfen,
die sie vor der Orientierung hatte. Folien, die beim Erhitzen schrumpfen,
werden im Allgemeinen als wärmeschrumpfbare
Folien bezeichnet.
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Die Formulierung "Orientierungsverhältnis" bezieht
sich hier auf das Multiplikationsprodukt des Grads, bis zu dem das
Kunststofffolienmaterial in mehreren Richtungen orientiert wird, üblicherweise
in zwei zueinander senkrecht stehenden Richtungen. Orientierung
in der Maschinenrichtung wird hier als "Ziehen" bezeichnet, während Orientierung
in der Querrichtung hier als "Recken" bezeichnet wird. Bei Folien,
die durch eine Ringdüse
extrudiert worden sind, wird Recken durch "Blasen" der Folie erhalten,
um eine Blase zu produzieren. Bei solchen Folien wird Ziehen erhalten,
indem die Folie durch zwei Sätze
angetriebener Quetschwalzen geführt wird,
wobei der nachgeordnete Satz eine höhere Oberflächengeschwindigkeit als der
vorgeordnete Satz hat, wobei das resultierende Ziehverhältnis die
Oberflächengeschwindigkeit
des nachgeordneten Satzes von Quetschwalzen, geteilt durch die Oberflächengeschwindigkeit
des vorgeordneten Satzes von Quetschwalzen ist. Der Orientierungsgrad
wird hier auch als das Orientierungsverhältnis bezeichnet, das auch
als "Reckverhältnis"
bekannt ist.
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Der Begriff "Monomer" bezieht sich
auf eine relativ einfache Verbindung, die üblicherweise Kohlenstoff enthält und ein
niedriges Molekulargewicht hat und durch Kombinieren mit sich selbst
oder mit anderen ähnlichen
Molekülen
oder Verbindungen unter Bildung eines Polymers reagieren kann.
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Der Begriff "Comonomer" bezieht sich
wie hier verwendet auf ein Monomer, das mit mindestens einem anderen
Monomer in einer Copolymerisationsreaktion copolymerisiert wird,
deren Ergebnis ein Copolymer ist.
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Der Begriff "Polymer" bezieht sich,
wie hier verwendet, auf das Produkt einer Polymerisationsreaktion und
schließt
Homopolymere, Copolymere, Terpolymere, Tetrapolymere, usw. ein.
Die Schichten einer Folie können
im Allgemeinen aus einem einzigen Polymer bestehen, oder können weitere
Polymere zusammen damit, d. h. gemischt damit aufweisen.
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Der Begriff "Homopolymer" wird, wie
hier verwendet, unter Bezugnahme auf ein Polymer verwendet, das
aus der Polymerisation eines einzigen Monomers resultiert, d. h.
ein Polymer, das im Wesentlichen aus einem einzigen Typ von sich
wiederholender Einheit besteht.
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Der Begriff "Copolymer" bezieht sich
wie hier verwendet auf Polymere, die durch die Polymerisationsreaktion
von mindestens zwei verschiedenen Monomeren gebildet worden sind.
Der Begriff "Copolymer" schließt
beispielsweise das Copolymerisationsreaktionsprodukt von Ethylen
und α-Olefin ein, wie 1-Hexen. Der Begriff "Copolymer"
schließt
auch beispielsweise die Copolymerisation einer Mischung von Ethylen,
Propylen, 1-Hexen und 1-Octen ein. Der Begriff "Copolymerisation"
bezieht sich hier auf die gleichzeitige Polymerisation von zwei
oder mehr Monomeren. Der Begriff "Copolymer" schließt auch
statistische Copolymere, Blockcopolymere und Pfropfcopolymere ein.
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Der Begriff "Polymerisation" schließt wie hier
verwendet Homopolymerisationen, Copolymerisationen, Terpolymerisationen,
usw. ein und schließt
alle Typen von Copolymerisationen ein, wie statistische, Pfropf, Block,
usw. Die Polymere in den erfindungsgemäß verwendeten Folien können im
Allgemeinen gemäß jedem geeigneten
Polymerisationsverfahren einschließlich Aufschlämmungspolymerisation,
Gasphasenpolymerisation und Hochdruckpolymerisationsverfahren hergestellt
werden.
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Ein in Bezug auf mehrere Monomere
identifiziertes Copolymer, z. B. "Propylen/Ethylen-Copolymer" bezieht
sich auf ein Copolymer, in dem jedes Monomer in einem höheren Gewichts-
oder Molprozentsatz copolymerisieren kann als das andere Monomer
oder andere Monomere. Das erste aufgeführte Monomer polymerisiert
vorzugsweise jedoch in einem höheren
Gewichtsprozentsatz als das zweite aufgeführte Monomer, und bei Copolymeren,
die Terpolymere, Quadripolymere, usw. sind, copolymerisiert das
erste Monomer vorzugsweise in einem höheren Gewichtsprozentsatz als
das zweite Monomer, und das zweite Monomer copolymerisiert in einem
höheren
Gewichtsprozentsatz als das dritte Monomer, usw.
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Terminologie unter Verwendung eines
"/" in Bezug auf die chemische Identität eines Copolymers (z. B. ein
"Ethylen/α-Olefin-Copolymer") bezeichnet, wie hier verwendet,
die Comonomere, die copolymerisiert werden, um das Copolymer herzustellen.
Der Begriff "Ethylen-α-Olefin-Copolymer" ist hier das Äquivalent
zu "Ethylen/α-Olefin-Copolymer".
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Copolymere werden hier in Bezug auf
die Monomere identifiziert, d. h. benannt, aus denen die Copolymere
hergestellt werden. Die Formulierung "Propylen/Ethylen-Copolymer"
bezieht sich beispielsweise auf ein Copolymer, das durch die Copolymerisation
von sowohl Propylen als auch Ethylen mit oder ohne zusätzliches
Monomer bzw. zusätzliche
Monomere hergestellt worden ist. Die Formulierung "Monomer" bezieht
sich hier auf eine Einheit eines Polymers, wie es von einem in der
Polymerisationsreaktion abgeleiteten Monomer abgeleitet ist. Die
Formulierung "α-Olefinmonomer" bezieht sich beispielsweise
auf eine Einheit in beispielsweise einem Ethylen/α-Olefin-Copolymer,
wobei die Polymerisationseinheit jener "Rest" ist, der von dem α-Olefinmonomer
abgeleitet ist, nachdem es reagiert, um ein Teil der Polymerkette
zu werden, d. h. jener Teil des Polymers, den ein individuelles α-Olefinmonomer beiträgt, nachdem
es reagiert, um ein Teil der Polymerkette zu werden.
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Der Begriff "heterogenes Polymer"
bezieht sich wie hier verwendet auf Polymerisationsreaktionsprodukte
mit relativ weiter Schwankung des Molekulargewichts und relativ
weiter Schwan kung der Zusammensetzungsverteilung, d. h. typische
Polymere, die beispielsweise unter Verwendung konventioneller Ziegler-Natta-Katalysatoren
hergestellt werden. Heterogene Polymere sind in verschiedenen Schichten
der erfindungsgemäß verwendeten
Folie brauchbar. Solche Polymere enthalten typischerweise eine relativ
weite Vielfalt von Kettenlängen
und Comonomerprozentsätzen.
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Der Begriff "heterogener Katalysator"
bezieht sich hier auf einen Katalysator, der zur Verwendung in der
Polymerisation heterogener Polymere wie oben definiert geeignet
ist. Heterogene Katalysatoren sind aus mehreren Arten von aktiven
Stellen zusammengesetzt, die sich in Lewis-Acidität und sterischer
Umgebung unterscheiden. Ziegler-Natta-Katalysatoren sind heterogene
Katalysatoren. Beispiele für
heterogene Ziegler-Natta-Systeme schließen Metallhalogenide ein, die
mit einem organometallischen Cokatalysator aktiviert werden, wie
Titanchlorid, das gegebenenfalls Magnesiumchlorid enthält und mit
Trialkylaluminium komplexiert ist, wie in Patenten wie US-A-4 302
565 von Goeke et al. und US-A-4 302 566 von Karol et al. offenbart
wird.
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Der Begriff "homogenes Polymer" bezieht
sich auf Polymerisationsreaktionsprodukte mit relativ enger Molekulargewichtsverteilung
und relativ enger Zusammensetzungsverteilung. Homogene Polymere
können
in verschiedenen Schichten von erfindungsgemäß verwendeten Mehrschichtfolien
verwendet werden. Homogene Polymere unterscheiden sich strukturell
von heterogenen Polymeren, da homogene Polymere eine vergleichsweise
einheitliche Sequenzverteilung der Comonomere innerhalb einer Kette,
eine spiegelbildliche Sequenzverteilung in allen Ketten und eine Ähnlichkeit
der Länge
aller Ketten zeigen, d. h. eine engere Molekulargewichtsverteilung.
Homogene Polymere werden typischerweise unter Verwendung von Metallocen
oder anderer Katalyse vom Single-Site-Typ hergestellt, statt Ziegler-Natta-Katalysatoren
zu verwenden.
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Insbesondere können homogene Ethylen/α-Olefin-Copolymere
nach einem oder mehreren Verfahren charakterisiert werden, die Fachleuten
bekannt sind, wie Molekulargewichtsverteilung (Mw/Mn), Breitenindex der Molekulargewichtsverteilung
(CDBI), enger Schmelzpunktbereich und Einzelschmelzpunktverhalten.
Die Moleku largewichtsverteilung (Mw/Mn), auch als "Polydispersität" bekannt,
kann durch Gelpermeationschromatographie ermittelt werden. Homogene
Ethylen/α-Olefin-Copolymere,
die erfindungsgemäß brauchbar
sind, haben vorzugsweise einen Mw/Mn von weniger als 2,7, insbesondere von etwa
1,9 bis 2,5, besonders bevorzugt etwa 1,9 bis 2,3. Der Breitenindex
der Zusammensetzngsverteilung (CDBI) der homogenen Ethylen/α-Olefin-Copolymere
beträgt
vorzugsweise mehr als etwa 70%. Der CDBI bezieht sich auf den Gewichtsprozentsatz
der Copolymermoleküle
mit einem Comonomergehalt innerhalb von 50% (d. h. plus oder minus 50%)
des Medianwerts des gesamten molaren Comonomergehalts. Der CDBI
von linearem Polyethylen, das kein Comonomer enthält, ist
als 100 definiert. Der Breitenindex der Zusammensetzungsverteilung
(CDBI) wird durch die Technik der Eluierungsfraktionierung mit steigender
Temperatur (TREF) ermittelt. CDBI-Bestimmung unterscheidet eindeutig
erfindungsgemäß verwendete
homogene Copolymere (enge Zusammensetzungsverteilung, die durch
CDBI-Werte von im Allgemeinen über
70% bewertet wird) von VLDPEs, die kommerziell erhältlich sind
und im Allgemeinen eine breite Zusammensetzungsverteilung haben,
die durch CDBI-werte von im Allgemeinen weniger als 55% bewertet
wird. Der CDBI eines Copolymers wird leicht aus Daten berechnet, die
nach im Stand der Technik bekannten Verfahren ermittelt werden,
wie beispielsweise Eluierungsfraktionierung mit steigender Temperatur,
die beispielsweise in Wild et al., J. Poly. Sci. Poly. Phys. Ed.,
Band 20, Seite 441 (1982) beschrieben ist. Die homogenen Ethylen/α-Olefin-Copolymere
haben vorzugsweise einen CDBI größer als
70%, d. h. einen CDBI von etwa 70% bis 99%. Im Allgemeinen zeigen
die erfindungsgemäß brauchbaren
homogenen Ethylen/α-Olefin-Copolymere
im Vergleich zu "heterogenen Copolymeren", d. h. Polymeren mit einem
CDBI von weniger als 55%, auch einen relativ engen Schmelzpunktbereich.
Vorzugsweise zeigen die homogenen Ethylen/α-Olefin-Copolymere ein im Wesentlichen
singuläres
Schmelzpunktcharakteristikum mit einem mittels Differentialscanningkalorimetrie
(DSC) bestimmten Peak-Schmelzpunkt (Tm)
von etwa 60°C bis
105°C. Vorzugsweise
hat das homogene Copolymer einen DSC- Peak Tm von
etwa 80°C
bis 100°C.
Die Formulierung "im Wesentlichen Einzelschmelzpunkt" bedeutet,
wie hier verwendet, dass mindestens etwa 80 Gew.% des Materials
einem einzigen Peak Tm bei einer Temperatur
im Bereich von etwa 60°C
bis 105°C
entsprechen und im Wesentlichen keine nennenswerte Fraktion des
Materials einen Peak-Schmelzpunkt über etwa 115°C hat, bestimmt
mittels DSC-Analyse. DSC-Messungen wurden auf einem Perkin Elmer
System 7 Thermalanalysesystem vorgenommen. Die angegebenen Schmelzdaten
sind zweite Schmelzwerte, d. h. die Probe wird mit einer programmierten
Rate von 10°C/Min
auf eine Temperatur unter ihrem kritischen Bereich erwärmt. Die
Probe wird dann erneut mit einer programmierten Rate von 10°C/Min erwärmt (zweites
Schmelzen).
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Ein homogenes Ethylen/α-Olefin-Copolymer
kann im Allgemeinen durch die Copolymerisation von Ethylen und einem
oder mehreren α-Olefinen
hergestellt werden. Das α-Olefin
ist vorzugsweise C3- bis C20-α-Monoolefin,
insbesondere C4- bis C12-α-Monoolefin,
besonders bevorzugt C4- bis C8-α-Monoolefin.
Besonders bevorzugt umfasst das α-Olefin
mindestens ein Mitglied ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus Buten-1, Hexen-1 und Octen-1, d. h.
1-Buten, 1-Hexen beziehungsweise 1-Octen. Bevorzugter umfasst das α-Olefin Octen-1 und/oder
ein Gemisch aus Hexen-1 und Buten-1.
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Verfahren zur Herstellung und Verwendung
homogener Polymere sind in US-A-S 206 075 von Hodgson Jr., US-A-5
241 031 von Mehta und der internationalen PCT-Anmeldung WO 93/03093
offenbart. Weitere Details hinsichtlich der Produktion und Verwendung
von homogenen Ethylen/α-Olefin-Copolymeren
sind in der internationalen PCT-Veröffentlichung WO 90/03414 und
der internationalen PCT-Veröffentlichung
Nr. WO 93/03093 offenbart, die beide Exxon Chemical Patents, Inc.
als Anmelder nennen.
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Eine weitere Spezies homogener Ethylen/α-Olefin-Copolymere
ist in US-A-5 272 236 von Lai et al. und US-A-5 278 272 von Lai
et al. offenbart.
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Der Begriff "Polyolefin" bezieht
sich, wie hier verwendet, auf jedes polymerisierte Olefin, das linear, verzweigt,
cyclisch, aliphatisch, aromatisch, substituiert oder unsubstituiert
sein kann. Beispielhafte Polyolefine schließen Homopolymere von einem
oder mehreren Olefin(en), Copolymere von Olefin, Copolymere von
Olefin und nicht-olefinischem Conomoner, das mit dem Olefin copolymerisierbar
ist, wie Vinylmonomeren, modifizierten Polymeren derselben und dergleichen
ein. Spezifische Beispiele schließen Polyethylenhomopolymer, Polypropylenhomopolymer,
Polybuten, Ethylen/α-Olefin-Copolymer,
Propylen/α-Olefin-Copolymer,
Buten/α-Olefin-Copolymer,
Ethylen/Vinylacetat-Copolymer, Ethylen/Ethylacrylat-Copolymer, Ethylen/Butylacrylat,
Ethylen/Methylacrylat-Copolymer, Ethylen/Acrylsäure-Copolymer, Ethylen/ Methacrylsäure-Copolymer,
modifiziertes Polyolefinharz, Ionomerharz, Polymethylpenten, usw.
ein. Modifiziertes Polyolefinharz schließt modifiziertes Polymer ein,
das durch Copolymerisieren des Homopolymers des Olefins oder Copolymers
desselben mit ungesättigter
Carbonsäure,
z. B. Maleinsäure,
Fumarsäure
und dergleichen oder einem Derivat derselben, wie dem Anhydrid,
Ester oder Metallsalz oder dergleichen, hergestellt ist. Es kann
auch erhalten werden, indem in das Olefinhomopolymer oder Copolymer
eine ungesättigte
Carbonsäure,
z. B. Maleinsäure,
Fumarsäure
oder dergleichen oder ein Derivat derselben wie das Anhydrid, ein
Ester oder Metallsalz oder dergleichen eingebracht wird.
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Die Formulierungen "Ethylen-α-Olefin-Copolymer"
und "Ethylen/α-Olefin-Copolymer"
beziehen sich, wie hier verwendet, auf solche heterogenen Materialien
wie Polyethylen mit niedriger Dichte (LDPE), Polyethylen mit mittlerer
Dichte (MDPE), lineares Polyethylen mit niedriger Dichte (LLDPE)
und Polyethylen mit sehr niedriger und ultraniedriger Dichte (VLDPE
und ULDPE) sowie solche homogenen Ethylen/α-Olefin-Copolymere
wie metallocenkatalysiertes EXACT(TM), lineares homogenes Ethylen/α-Olefin-Copolymerharze,
die von Exxon Chemical Company, Baytown, Texas, USA, erhältlich sind,
homogene, im Wesentlichen lineare Ethylen/α-Olefin-Copolymere
mit langkettiger Verzweigung (z. B. Copolymere, die als Affinity(TM)-Harze
und Engage(TM)-Harze bekannt sind, erhältlich von Dow Chemical Company,
Midland, Michigan, USA) sowie Tafmer(TM) lineare homogene Ethylen/α-Olefin-Copolymerharze,
erhältlich
von Mitsui Petrochemical Corporation. Beide der oben genannten heterogenen
Polymere und homogenen Polymere schließen im Allgemeinen Copolymere
von Ethylen mit einem oder mehreren Comonomeren ausgewählt aus
C4- bis C1
0-?-Olefin ein, wie Buten-1 (d. h. 1-Buten),
Hexen-1, Octen-1, usw. Während
LDPE und MDPE höher
verzweigt als LLDPE, VLDPE, ULDPE, EXACT(TM)-Harz und TAFMER(TM)-Harz
sind, hat diese letztere Gruppe von Harzen eine relativ große Anzahl
kurzer Verzweigungen anstelle der längeren Verzweigungen, die in
LDPE und MDPE vorhanden sind. Affinity(TM)-Harze und Engage(TM)-Harze
haben eine relativ große
Anzahl an kurzen Verzweigungen in Kombination mit einer relativ
kleinen Anzahl langkettiger Verzweigungen. LLDPE hat eine Dichte,
die üblicherweise
im Bereich von etwa 0,91 g/cm3 bis etwa
0,94 g/cm3 beträgt.
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Das Ethylen/α-Olefin-Copolymer umfasst im
Allgemeinen ein Copolymer, das aus der Copolymerisation von etwa
80 bis 99 Gew.% Ethylen und 1 bis 20 Gew.% α-Olefin resultiert. Das Ethylen/α-Olefin-Copolymer umfasst
vorzugsweise ein Copolymer, das aus der Copolymerisation von etwa
85 bis 95 Gew.% Ethylen und 5 bis 15 Gew.% α-Olefin resultiert.
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Begriffe zur Bezeichnung von Polymeren,
wie "Polyamid", "Polyester", "Polyurethan", usw., schließen wie
hier verwendet nicht nur Polymere ein, die sich wiederholende Einheiten
umfassen, die von Monomeren abgeleitet sind, von denen bekannt ist,
dass sie unter Bildung eines Polymers des genannten Typs polymerisieren,
sondern schließen
auch Comonomere, Derivate, usw. ein, die mit Monomeren copolymerisieren
können,
von denen bekannt ist, dass sie unter Bildung des genannten Polymers
polymerisieren. Der Begriff "Polyamid" umfasst somit sowohl Polymere,
die sich wiederholende Einheiten umfassen, die von Monomeren wie Caprolactam
abgeleitet sind, die unter Bildung von Polyamid polymerisieren,
als auch Copolymere ein, die von der Copolymerisation von Caprolactam
mit einem Comonomer abgeleitet ist, das, wenn es allein polymerisiert wird,
nicht zur Bildung eines Polyamids führt. Begriffe, die Polymere
angeben, schließen
auch "Gemische" solcher Polymere mit anderen Polymeren eines anderen
Typs ein.
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Der Begriff "modifiziertes Polymer"
bedeutet ebenso wie speziellere Formulierungen wie "modifiziertes Ethylen/Vinylacetat-Copolymer"
und "modifiziertes Polyolefin" jene Polymere mit Anhydridfunktionalität wie unmittelbar
zuvor beschrieben, die darauf aufgepfropft und/oder damit copolymerisiert
und/oder damit gemischt sind. Bei diesen modifizierten Polymere
ist vorzugsweise die Anhydridfunktionalität aufgepfropft oder damit polymerisiert,
im Gegensatz zu einer bloßen
Mischung.
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Die Begriffe "Anhydridfunktionalität" bezieht
sich auf jede Form von Anhydridfunktionalität, wie das Anhydrid von Maleinsäure, Fumarsäure, usw.,
unabhängig
davon, ob es mit einem oder mehreren Polymeren gemischt, auf ein
Polymer gepfropft oder mit Polymer copolymerisiert ist, und schließt im Allgemeinen
Derivate solcher Funktionalitäten
ein, wie Säuren,
Ester und davon abgeleitete Metallsalze.
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Erfindungsgemäß brauchbare Folie ist Mehrschichtfolie.
Vorzugsweise hat sie insgesamt 2 bis 20 Schichten, insbesondere
2 bis 12 Schichten und bevorzugter 4 bis 9 Schichten. Die Mehrschichtfolie
kann jede beliebige Gesamtanzahl von Schichten und jede gewünschte Gesamtdicke
haben, solange die Folie die gewünschten
Eigenschaften für
den speziellen Verpackungsvorgang liefert, in dem die Folie verwendet
wird, z. B. O2-Barrierecharakteristika,
freie Schrumpfung, Schrumpfspannung, optische Eigenschaften, Modul,
Siegelfestigkeit, usw.
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Die Begriffe "innere Schicht" und
"Innenschicht" beziehen sich hier auf jede Schicht einer Mehrschichtenfolie,
bei der beide ihrer Hauptoberflächen
direkt an eine andere Schicht der Folie geklebt sind.
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Der Begriff "Innenseitenschicht"
bezieht sich wie hier verwendet auf eine äußere Folienschicht einer Mehrschichtfolie,
die ein Produkt verpackt, oder eines Artikels, der zur Verwendung
zum Verpacken eines Produkts geeignet ist (wie ein Beutel oder eine
Hülle),
welche relativ zu den anderen Schichten der Mehrschichtfolie am
nächsten
an dem Produkt liegt. "Innenseitenschicht" wird auch in Bezug auf
die am weitesten innen liegende Schicht von einer Vielzahl konzentrisch
angeordneter Schichten verwendet, die simultan durch eine Ringdüse coextrudiert
werden.
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Die Formulierung "Außenseitenschicht"
bezieht sich hier auf die äußere Schicht
einer Mehrschichtfolie, die ein Produkt verpackt, oder eines Artikels,
der zur Verwendung zum Verpacken eines Produkts geeignet ist (wie
ein Beutel oder eine Hülle),
welche relativ zu den anderen Schichten in der Mehrschichtfolie
am weitesten von dem Produkt entfernt ist. "Außenseitenschicht" wird auch
in Bezug auf die am weitesten außen liegende Schicht von einer
Vielzahl konzentrisch angeordneter Schichten verwendet, die simultan
durch eine Ringdüse
coextrudiert werden.
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Der Begriff "direkt geklebt" bezieht
sich wie hier verwendet in Anwendung auf Folienschichten auf die Adhäsion der
vorliegenden Folienschicht an der Zielfolienschicht ohne eine Verbindungsschicht,
Klebstoff oder andere Schicht dazwischen. Im Unterschied dazu schließt wie hier
verwendet das Wort "zwischen" in Anwendung auf eine Folienschicht,
die als zwischen zwei anderen spezifizierten Schichten befindlich
bezeichnet wird, sowohl direktes Kleben der vorliegenden Schicht
zwischen den beiden anderen Schichten, zwischen denen sie sich befindet,
sowie das Fehlen von direktem Kleben an einer oder beiden der zwei
anderen Schichten ein, zwischen denen sich die vorliegende Schicht
befindet, d. h. dass eine oder mehrere weitere Schichten zwischen
die vorliegende Schicht und eine oder mehrere der Schichten geschoben
sein können,
zwischen denen sich die vorliegende Schicht befindet.
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Der Begriff "Kern" oder die Formulierung
"Kernschicht" bezieht sich in Anwendung auf Mehrschichtfolien auf
jede innere Folienschicht, die eine andere Hauptfunktion hat, als
als Klebstoff (d. h. Verbindungsschicht, die zwei unverträgliche Schichten
verklebt) zum Kleben zweier Schichten aneinander zu dienen. Die Kernschicht
oder -schichten versehen die Mehrschichtfolie üblicherweise mit einem gewünschten
Festigkeitsniveau, d. h. Modul, und/oder optischen Eigenschaften
und/oder zusätzlicher
Gebrauchsfestigkeit und/oder spezieller Undurchlässigkeit.
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Der Begriff "Verbindungsschicht"
bezieht sich wie hier verwendet auf jede innere Folienschicht, die
den Hauptzweck hat, zwei Schichten aneinander zu kleben. Verbindungsschichten
können
jedes Polymer mit einer polaren Gruppe umfassen, oder jedes andere
Polymer, das angrenzenden Schichten ausreichend Adhäsion zwischen
den Schichten verleiht, die ansonsten nichtklebende Polymere umfassen.
Geeignete Polymere schließen
Polyolefine wie jene, in die Säuren,
Ester, Anhydride oder Salze von Carbonsäuren eingebaut sind, und polare,
nicht polyolefinische Materialien ein, wie Polyester, Ethylen/Vinylalkohool-Copolymere,
usw.
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Der Begriff "Hautschicht" bezieht
sich hier auf eine Außenseitenschicht
einer Mehrschichtfolie beim Verpacken eines Produkts, wobei diese
Hautschicht Abnutzung unterliegt.
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Der Begriff "Massenschicht" bezieht
sich hier auf jede Schicht einer Folie, die vorhanden ist, um die Gebrauchsfestigkeit,
Zähigkeit,
den Modul, usw. einer Mehrschichtfolie zu erhöhen. Massenschichten umfassen
im Allgemeinen Polymere, die relativ zu anderen Polymeren in der
Folie preisgünstig
sind, welche einem spezifischen Zweck dienen, der nichts mit Gebrauchsfestigkeit,
Modul, usw. zu tun hat.
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Die Namen "erste Schicht, "zweite
Schicht" zeigen wie hier verwendet im Allgemeinen die weise, nach der
eine Mehrschichtfolienstruktur aufgebaut wird. Das bedeutet im Allgemeinen,
dass die erste Schicht ohne irgendwelche der beschriebenen zusätzlichen
Schichten vorhanden sein kann, oder die erste und zweite Schicht
können
ohne irgendwelche der beschriebenen zusätzlichen Schichten usw. vorhanden
sein.
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Der Begriff "Extrusion" wird hier
in Bezug auf das Verfahren der Bildung kontinuierlicher Formen verwendet,
indem ein geschmolzenes Kunststoffmaterial durch eine Düse gedrückt wird,
gefolgt von Abkühlen oder
chemischem Härten.
Unmittelbar vor der Extrusion durch die Düse wird das relativ hochviskose
polymere Material in eine rotierende Schnecke mit variablem Gang
eingespeist, d. h. einen Extruder, der das polymere Material durch
die Düse
drückt.
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Der Begriff "Coextrusion" bezieht
sich hier auf das Verfahren, bei dem die Ausstöße von zwei oder mehr Extrudern
in einem Zuführungsblock
glatt zusammengebracht werden, um einen Mehrschichtstrom zu bilden,
der einer Düse
zugeführt
wird, um ein Schichten aufweisendes Extrudat herzustellen. Coextrusion
kann beim Folienblasen, der Lagen- und Flachfolienextrusion, Blasformen
und Extrusionsbeschichten verwendet werden.
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Der Begriff "Maschinenrichtung",
hier mit "MD" abgekürzt,
bezieht sich wie hier verwendet auf eine Richtung "entlang der Länge" der
Folie, d. h. in der Richtung der Folie, so wie die Folie während der
Extrusion und/oder Beschichtung gebildet wird. Der Begriff "Querrichtung",
hier mit "TD" abgekürzt,
bezieht sich in eine Richtung quer über die Folie, senkrecht zu
der Maschinen- oder Längsrichtung.
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Der Begriff "freie Schrumpfung" bezieht
sich hier auf die prozentuale Dimensionsänderung in einem 10 cm × 10 cm
Probestück
der Folie, wenn es bei 85°C
(185°F)
geschrumpft wird, wobei die quantitative Bestimmung gemäß ASTM D
2732 durchgeführt
wird, wie im 1990 Annual Book of ASTM Standards, Band 08.02, Seiten
368 bis 371 beschrieben ist, auf das hier vollständig Bezug genommen wird.
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Falls der Folienartikel wärmeschrumpfbar
ist, hat er vorzugsweise eine freie Schrumpfung von etwa 5 bis 70%
in mindestens eine Richtung (d. h. die Längsrichtung (L) oder Querrichtung
(T)) bei 85°C
(185°F),
insbesondere etwa 10 bis 50% bei 85°C (185°F) und bevorzugter etwa 15 bis
35% bei 85°C
(185°F).
Zur Verarbeitung zu Beuteln und Hüllen wird der Folienartikel
vorzugsweise biaxial orientiert, und vorzugsweise hat die Folie
eine freie Schrumpfung bei 85°C
(185°F)
von mindestens 10% in jeder Richtung (L und T), insbesondere mindestens
15% in jeder Richtung. Für
Hüllenendanwendungen
hat die Folie vorzugsweise eine gesamte freie Schrumpfung (L + T)
von etwa 30% bis 50% bei 85°C
(185°F).
Für Beutelendanwendung
ist die gesamte freie Schrumpfung sogar noch höher, d. h. vorzugsweise mindestens
50 (L + T), insbesondere 50 bis 120%. Zur Verwendung als thermogeformter
Artikel hat die Folie vorzugsweise eine gesamte freie Schrumpfung
(vor dem Thermoformen) von 0 bis 10% (L + T), insbesondere 1 bis
5% (L + T). Alternativ kann der orientierte Folienartikel wärmefixiert
werden. Wärmefixieren
kann bei einer Temperatur von etwa 60 bis 200°C, insbesondere 70 bis 150°C und bevorzugter
80 bis 90°C
erfolgen.
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Erfindungsgemäß verwendete Mehrschichtfolie(n)
kann/können
im Allgemeinen jede gewünschte
Gesamtdicke haben, solange die Folie die gewünschten Eigenschaften für das spezielle
Verpakkungsverfahren liefert, in dem die Folie verwendet wird. Vorzugsweise
hat die erfindungsgemäß verwendete
Folie eine Gesamtdicke (d. h. eine kombinierte Dicke aller Schichten)
von etwa 8 bis 381 μm
(0,3 bis 15 mil) (1 mil = 0,002 Zoll); insbesondere etwa 25 bis
254 μm (1
bis 10 mil) und bevorzugter 38 bis 203 μm (1,5 bis 8 mil). Für Schrumpfhüllen ist
der Bereich von 38 bis 76 μm
(1,5 bis 3 mil) sogar noch bevorzugter, während für Laminate, die für kochfähige Verpackungen
verwendet werden, der Bereich von 102 bis 203 μm (4 bis 8 mil) stärker bevorzugt
ist.
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Der Folienartikel hat vorzugsweise
ein Modul im Bereich von 34,5 bis 3450 MPa (5000 bis 500 000 psi),
insbesondere etwa 70 bis 2070 MPa (10 000 bis 300 000 psi) und am
meisten bevorzugt etwa 276 bis 1380 MPa (40 000 bis 200 000 psi).
Die Nahrungsmittelkontaktschicht selbst kann einen Modul im Bereich
von etwa 21 bis 3450 MPa (3000 bis 500 000 psi) haben.
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Beispielhafte Folien, die mit einer
Beschichtungsformulierung beschichtet werden können, die Bindemittel und erfindungsgemäßes Additiv
umfasst, die nachfolgend erfindungsgemäß verwendet werden kann, schließen die
Folien ein, die in (a) US-A-5
843 502, erteilt 1. Dezember 1998 von Ram K. Ramesh; (b) US-A-6 221 410, erteilt
am 24. April 2001 von Ram K. Ramesh und (c) US-A-4 287 151 von Esakov
offenbart sind, erteilt am 1. September 1981, ein. Folie Nr. 1 und
Folie Nr. 2, die nachfolgend detailliert beschrieben sind, sind bevorzugte
Folien zur nachfolgenden Beschichtung mit einer erfindungsgemäßen Beschichtungsformulierung.
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Die folgende Mehrschichtfolie zeigt
die Strukturen von erfindungsgemäßen Folien,
da die "Beschichtungs"-Schicht die Kom bination von Additiv und Bindemittel
enthält,
die in der erfindungsgemäßen Folie
vorhanden ist. In den folgenden Folienstrukturen sind die individuellen
Schichten in der Reihenfolge gezeigt, in der sie in der Folie erscheinen:
Siegel/Nahrungsmittelkontakt
(Beschichtung)
Schutz/Siegel/Nahrungsmittelkontakt (Beschichtung)
Schutz/Barriere/Siegel/Nahrungsmittelkontakt
(Beschichtung)
Schutz/Verbindung/Barriere/Siegel/Nahrungsmittelkontakt
(Beschichtung)
Schutz/Verbindung/Barriere/Verbindung/Masse/Siegel/Nahrungsmittelkontakt
(Beschichtung)
Schutz/Masse/Verbindung/Barriere/Verbindung/Masse/Siegel/Nahrungsmittelkontakt
(Beschichtung)
Schutz/Masse/Verbindung/Barriere/Feuchtigkeit/Verbindung/Masse/Siegel/Nahrungsmittelkontakt
(Beschichtung)
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Die vorhergehenden repräsentativen
Folienstrukturen sollen lediglich veranschaulichend sein und den Umfang
nicht einschränken.
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Die Schicht, die mit der Beschichtungsformulierung
(die das Bindemittel und das Additiv enthält) aufgebracht werden soll,
umfasst thermoplastisches Polymer. Das thermoplastische Polymer
umfasst mindestens ein Mitglied ausgewählt aus der Gruppe bestehend
aus Polyolefin, das ein Homopolymer oder Copolymer ist, Polyamid,
Polyester, Polyvinylchlorid, Polyacrylnitril und Polyurethan. Die
Heißsiegelschicht
hat vorzugsweise eine Dicke von etwa 2,5 bis 101,6 μm (0,1 bis
4 mil), insbesondere etwa 5,1 bis 25,4 μm (0,2 bis etwa 1 mil) und insbesondere
etwa 7,6 bis 20,3 μm
(0, 3 bis 0, 8 mil). In Ausführungsformen,
in denen das verpackte Produkt einen Beutel umfasst, in den ein
Fleischprodukt verpackt und nachfolgend gegart wird, umfasst die
Siegelschicht vorzugsweise mindestens 10% eines Gesamtgewichts der
Mehrschichtfolie, insbesondere etwa 12 Gew.% bis 25 Gew.% der gesamten
Mehrschichtfolie. Im Fall von orientierten Folien, die zur Beutelherstellung verwendet
werden, ist es bevorzugt, dass die Siegelschicht eine Dicke unter
35 Gew.% der Mehrschichtfolie hat, insbesondere etwa 5 bis 25 Gew.%
der Mehrschichtfolie, bevorzugter etwa 10 bis 20 Gew.% des Gewichts der
Mehrschichtfolie. Siegelschichten, die dicker als 35% sind, können zu
Problemen während
des Orientierungsverfahrens führen.
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In der erfindungsgemäß verwendeten
Folie hat die wärmebeständige und
Schutzschicht auf der Außenseite
vorzugsweise eine Dicke von etwa 2,5 bis 127 μm (0,1 bis 5 mil), insbesondere
5,1 bis 76,2 μm
(0,2 bis 3 mil), bevorzugter 7, 6 bis 50, 8 μm (0,3 bis 2 mil) und insbesondere
12,7 bis 25,4 μm
(0,5 bis 1,5 mil). Die wärmebeständige und
Schutzschicht auf der Außenseite
umfasst vorzugsweise mindestens ein Mitglied ausgewählt aus
der Gruppe bestehend aus Polyolefin, Polystyrol, Polyamid, Polyester,
polymerisiertem Ethylen/Vinylalkohol, Polyvinylidenchlorid, Polyether,
Polyurethan, Polycarbonat und stärkehaltigem
Polymer, insbesondere mindestens ein Mitglied ausgewählt aus
der Gruppe bestehend aus Polyolefin, bevorzugter mindestens ein
Mitglied ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus Ethylen/α-Olefin-Copolymer,
Propylen/α-Olefin-Copolymer,
Buten/α-Olefin-Copolymer,
Ethylen/ungesättigter
Ester-Copolymer und Ethylen/ungesättigte Säure-Copolymer und bevorzugter
ein Gemisch aus 80 Gew.% Ethylen/Vinylacetat-Copolymer (mit 6,5
Gew.% Vinylacetat) mit 20 Gew.% Polyethylen mit hoher Dichte.
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Die erfindungsgemäß verwendete Folie enthält gegebenenfalls
(und bevorzugt) eine O2-Barriereschicht.
Die O2-Barriereschicht ist eine innere Schicht,
die sich zwischen der Siegelschicht und der Schutzschicht befindet.
Die O2-Barriereschicht umfasst ein Polymer
mit relativ hohen O2-Barrierecharakteristika.
Die O2-Barriereschicht hat vorzugsweise
eine Dicke von etwa 1,3 bis 50,8 μm
(0,05 bis 2 mil), insbesondere 1,3 bis 12,7 μm (0,05 bis 0,5 mil), bevorzugter
2,5 bis 7,6 μm
(0,1 bis 0,3 mil) und besonders bevorzugt etwa 3,1 bis 4,3 μm (0,12 bis
0,17 mil). Die O2-Barriereschicht umfasst
vorzugsweise mindestens ein Mitglied ausgewählt aus der Gruppe bestehend
aus polymerisiertem Ethylen/Vinylalkohol (EVOH), Polyvinylidenchlorid,
Polyamid, Polyester und Polyalkylencarbonat, insbesondere mindestens
ein Mitglied ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus EVOH und Polyamid, bevorzug ter EVOH,
besonders bevorzugt EVOH mit etwa 44 Mol Ethylenmonomer.
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Die erfindungsgemäß verwendete Folie kann gegebenenfalls
weiterhin eine Verbindungsschicht enthalten, die von Fachleuten
auch als Klebeschicht bezeichnet wird. Die Funktion einer Verbindungsschicht
liegt im Verkleben von Folienschichten, die anderweitig unverträglich wären, da
sie während
Coextrusion oder Extrusionsbeschichtung keine starke Bindung bilden.
Verbindungsschicht(en), die zur Verwendung in erfindungsgemäßer Folie
geeignet ist bzw. sind, hat bzw. haben einen relativ hohen Verträglichkeitsgrad
mit (d. h. Affinität zu)
der O2-Barriereschicht, wie polymerisiertem
EVOH, Polyamid, usw. sowie einen hohen Verträglichkeitsgrad für Nicht-Barriereschichten,
wie polymerisierte Ethylen/α-Olefin-Copolymere.
Die Zusammensetzung, Anzahl und Dicke der Verbindungsschicht (en)
sind Fachleuten im Allgemeinen bekannt. Die Verbindungsschicht (en) hat
bzw. haben vorzugsweise jeweils eine Dicke von etwa 0,3 bis 50,8 μm (0,01 bis
2 mil), insbesondere 1,3 bis 7,6 μm
(0,05 bis 0,3 mil) und bevorzugter 2,5 bis 6,4 μm (0,1 bis 0,25 mil). Die Verbindungsschichten)
umfasst (umfassen) vorzugsweise jeweils mindestens ein Mitglied
ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus modifiziertem Polyolefin, Ionomer,
Ethylen/ungesättigte
Säure-Copolymer,
Ethylen/ungesättigter
Ester-Copolymer, Polyamid und Polyurethan, insbesondere mindestens
ein Mitglied ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus modifiziertem Polyolefin und Polyurethan,
bevorzugter mindestens ein Mitglied ausgewählt aus der Gruppe bestehend
aus modifiziertem Ethylen/α-Olefin-Copolymer,
modifiziertem Ethylen/ungesättigter
Ester-Copolymer und modifiziertem Ethylen/ungesättigte Säure-Copolymer, bevorzugter
anhydridgepfropftes lineares Polyethylen mit niedriger Dichte.
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Erfindungsgemäß verwendete Folien können ferner
eine innere Schicht umfassen, die die Mehrschichtfolie mit der gewünschten
Festigkeit, Masse, den Gebrauchsfestigkeitseigenschaften, Schrumpfung, Ausgewogenheit
(d. h. keine Welligkeit), elastische Rückstellung und/oder optische
Charakteristika versieht und vorzugsweise ein Polymer mit relativ
geringen Kosten umfasst, wäh rend
diese Eigenschaften geliefert werden. Solche Schichten haben vorzugsweise
eine Dicke von etwa 2,5 bis 76,2 μm
(0,1 bis 3 mil), insbesondere 5,1 bis 25,4 μm (0,2 bis 1,5 mil), bevorzugter
7,6 bis 25,4 μm
(0,3 bis 1 mil) und besonders bevorzugt etwa 12,7 bis 20,3 μm (0,50 bis
0,80 mil). Bevorzugte Polymere in solchen inneren Schichten umfassen
mindestens ein Mitglied ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus Polyolefin, Polystyrol, Polyamid, Polyester,
polymerisiertem Ethylen/Vinylalkohol, Polyvinylidenchlorid, Polyether,
Polyurethan, Polycarbonat und stärkehaltigem Polymer,
insbesondere mindestens einem Mitglied ausgewählt aus der Gruppe bestehend
aus Ethylen/α-Olefin-Copolymer,
Propylen/α-Olefin-Copolymer,
Buten/α-Olefin-Copolymer,
Ethylen/ ungesättigter
Ester-Copolymer und Ethylen/ungesättigte Säure-Copolymer, bevorzugter
Ethylen/ungesättigter
Ester-Copolymer.
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1 illustriert
ein Verfahren zur Herstellung einer "Substratfolie", die danach
beschichtet werden kann, so dass sie eine erfindungsgemäß verwendete
Folie wird. In dem in 1 illustrierten
Verfahren werden feste Polymerperlen aus verschiedenen polymeren
Formulierungen (nicht illustriert) in eine Vielzahl von Extrudern
eingespeist (zur Vereinfachung ist nur ein Extruder dargestellt).
Im Inneren von Extrudern 10 werden die Polymerperlen entgast,
danach wird die resultierende blasenfreie Schmelze in Düsenkopf 12 transportiert
und durch eine Ringdüse
extrudiert, was zu Schlauchband 14 führt, das vorzugsweise etwa
381 bis 762 μm
(15 bis 30 mil) dick sind, und hat vorzugsweise eine flachgelegte
Breite von 50,8 bis 254 mm (2 bis 10 Zoll).
-
Nach dem Abkühlen oder Abschrecken durch
Wasserspray aus Kühlring 16 wird
Schlauchband 14 durch Quetschwalzen 18 zusammengelegt
und nachfolgend durch Bestrahlungsgewölbe 20 geführt, das
von Abschirmung 22 umgeben ist, wo Schlauchmaterial 14 mit
Hochenergieelektronen (d. h. ionisierender Strahlung) aus einem
Eisenkern-Transformatorbeschleuniger 24 bestrahlt wird.
Schlauchband 14 wird auf Rollen 26 durch Bestrahlungsgewölbe 20 geführt. Vorzugsweise
wird Schlauchband 14 auf ein Niveau von etwa 40 bis 100
kGy bestrahlt, was zu bestrahltem Schlauchband 28 führt. Bestrahltes
Schlauchband 28 wird nach Austritt aus Be- Strahlungsgewölbe 20 auf
Aufwickelrolle 30 gewickelt, wodurch die Spule 32 aus
bestrahltem Schlauchband gebildet wird.
-
Nach Bestrahlen und Aufwickeln werden
in einer zweiten Stufe des Verfahrens zur Herstellung der Schlauchfolie,
wie sie letztendlich erwünscht
ist, Aufwickelrolle 30 und Spule 32 aus bestrahltem
Schlauchband entfernt und als Abwickelrolle 34 und Abwickelspule 36 für Schlauchband
installiert. Das bestrahlte Schlauchmaterial 28, das von
Abwickelschlauchbandspule 36 abgewickelt wird, wird dann über Führungsrolle 38 geführt, danach
wird das bestrahlte Schlauchmaterial 28 durch Heißwasserbandtank 40 geleitet,
der Heißwasser 42 enthält. Das
bestrahlte Schlauchmaterial 28 wird dann in Heißwasser 42 (vorzugsweise
mit einer Temperatur von etwa 85°C
bis 99°C)
für einen
Zeitraum von etwa 20 bis 60 Sekunden eingetaucht, d. h. für einen
ausreichend langen Zeitraum, um die Folie auf die gewünschte Temperatur
für die
biaxiale Orientierung zu bringen. Nachfolgend wird das heiße bestrahlte
Schlauchband 44 durch Quetschwalzen 46 geführt, und Blase 48 wird
geblasen, wodurch das heiße
bestrahlte Schlauchband 44 in Querrichtung gereckt wird,
so dass der orientierte Folienschlauch 50 gebildet wird.
Während
des Blasens, d. h. während
des Beckens in Querrichtung, haben Quetschwalzen 52 zudem
eine höhere
Oberflächengeschwindigkeit
als die Oberflächengeschwindigkeit
von Quetschwalzen 46, was zu einer Orientierung in Längsrichtung
führt.
Infolge des Reckens in Querrichtung und Ziehens in Längsrichtung
wird der orientierte Folienschlauch 50 produziert, wobei
dieses geblasene Schlauchmaterial vorzugsweise sowohl in einem Verhältnis von
etwa 1 : 1,5 bis 1 : 6 gereckt als auch in einem Verhältnis von
etwa 1 : 1,5 bis 1 : 6 gezogen worden ist. Insbesondere wird das
Recken und Ziehen jeweils in einem Verhältnis von etwa 1 : 2 bis 1
: 4 durchgeführt.
Das Ergebnis ist eine biaxiale Orientierung von etwa 1 : 2,25 bis
1 : 36, insbesondere 1 : 4 bis 1 : 16. Während Blase 48 zwischen
Quetschwalzen 46 und 52 gehalten wird, wird das
geblasene Schlauchmaterial 50 durch konvergierende Paare
von parallelen Walzen 54 zusammengebracht und nachfolgend
durch Quetschwalzen 52 und über Führungsrolle 56 geführt und
dann auf Aufwickelwalze 58 aufgewickelt. Tänzerrolle 60 gewährleistet
ein gutes Aufwickeln.
-
Die resultierende Mehrschichtfolie
kann verwendet werden, um Beutel, Hüllen, thermogeformte Artikel und
Deckel dafür,
usw. zu bilden, die wiederum zum erfindungsgemäßen Verpacken proteinhaltiger
Produkte (insbesondere Fleischprodukten) verwendet werden können. Die
folgenden Beispiele 1 bis 9 liefern weitere Details über einige
der bevorzugten Folien, ihre Verwendung zum verpacken eines Fleischprodukts
und den dadurch erhaltenen unerwarteten Ergebnissen.
-
2 illustriert
Beutel 62 in flachgelegter Anordnung. Beutel 62 ist
aus Folie 64 hergestellt und ist oben offen 66,
wobei Boden 68 durch Endsiegelung 70 verschlossen
ist. Beutel 62 weist eine Beschichtung auf seiner Innenseitenoberfläche (nicht
dargestellt) auf, wobei die Beschichtung die Innenseitenschicht
von Folie 64 ist. Ein ungegartes proteinhaltiges Nahrungsmittelprodukt,
wie ein Fleischprodukt, wird in Beutel 62 hineingelegt,
wobei der gesiegelte und evakuierte Beutel 62 anschließend evakuiert
und gesiegelt wird, was zu dem in 3 illustrierten
verpackten Fleischprodukt führt.
Das Produkt, das von der Folie umgeben wird, wird nachfolgend gegart,
während
es in der Folie bleibt. Während
des Garens werden erfindungsgemäß das Additiv und
das Bindemittel von dem Beutel auf die äußere Oberfläche des gegarten Produkts übertragen.
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4 illustriert
eine weitere Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen verpackten
Produkts 74, wobei das Produkt in einer Hülle verpackt
ist, die durch ein Paar Klemmverschlüsse 76 an jedem ihrer
Enden verschlossen ist, wobei in der perspektivischen Ansicht von 4 nur ein Klemmverschluss
illustriert ist. Folie 78, die zum Verpacken eines Fleischprodukts
in der Hülle
verwendet wird, kann beispielsweise Folie Nr. 1 oder Folie Nr. 2
sein, die nachfolgend detailliert erörtert werden.
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5A illustriert
eine erste Querschnittansicht des verpackten Produkts 74,
d. h. genommen durch Linie 5-5 von 4. 5A repräsentiert eine Querschnittansicht
einer Hülle
mit überlappender
Siegelung, die Folie 78 mit einem beschichteten Innenseitenoberflächenbereich 80 umfasst,
wobei ein nicht beschichteter Bereich bei Heißsiegelung 84 an Außenseitenoberfläche 82 heißgesiegelt
ist, wobei die Heißsiegelung
da positioniert ist, wo ein erster Folienbereich einen zweiten Folienbereich überlappt.
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5B illustriert
eine alternative Querschnittansicht des verpackten Produkts 74,
d. h. ebenfalls durch Linie 5-5 von 4 genommen. 5B zeigt eine Querschnittansicht einer
stumpf gesiegelten Hülle
mit rückwärtiger Naht,
die Folie 78 mit einem beschichteten Innenseitenoberflächenbereich 86 zeigt.
Hül-lenfolie 78 wird
an Stumpfsiegelband 88 heißgesiegelt. Hüllenfolie 78 hat
eine Innenseitenoberfläche 86 und
Außenseitenoberfläche 90.
Außenseitenoberfläche 90 wird
bei Siegelungen 87 und 89 an Stumpfsiegelband 88 heißgesiegelt,
wobei jeder der Ränder
von Hüllenfolie 78 in
enger Nähe
zueinander stumpf aufeinanderstoßen. Auf diese Weise liefert
Stumpfsiegelband 88 eine längsgerichtete Siegelung entlang
der Länge
der stumpfgesiegelten Hül-lenfolie 78.
Obwohl Stumpfsiegelband 88 aus einer Einschichtfolie oder
einer Mehrschichtfolie hergestellt werden kann, ist Stumpfsiegelband 88 vorzugsweise
aus Mehrschichtfolie hergestellt.
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5C illustriert
eine Querschnittansicht einer dritten Alternative eines verpackten
Produkts 74, d. h. wiederum durch Linie 5-5 von 4 genommen. 5C repräsentiert
eine Querschnittansicht einer Hülle
mit Flossensiegelung, die Folie 78 mit einem beschichteten
Innenseitenoberflächenbereich 92 umfasst.
Entlang der Ränder
der Innenseitenoberfläche
von Hüllenfolie 78 befinden
sich zwei nicht beschichtete Bereiche, die bei Siegelung 94 aneinander
heißgesiegelt
sind, wodurch eine "Flosse" gebildet wird, die sich von Hülle 74 erstreckt.
-
6 illustriert
eine weitere Ausführungsform
eines verpackten gegarten Fleischprodukts 96, das erfindungsgemäß ist. Das
Produkt, ein gegartes Fleischprodukt, wird in einer heißgesiegelten
thermogeformten Bahn mit einer daran gesiegelten Dekkelmaterial
verpackt, wobei das Fleischprodukt gegart wird, während es sich
innerhalb der gesiegelten thermogeformten Verpakkung befindet. Ein
Bereich von jeder der Folien, d. h. der ther mogeformten Bahn und
der Deckelmaterialfolie, weist die Bindemittel/Additiv-Beschichtung
zum Kontakt mit dem Produkt und der Übertragung auf das Produkt
während
des Garens in der Verpackung auf. In dem Verpackungsverfahren, das
zu dem in 6 illustrierten
verpackten Produkt führt,
können
eine Formungsbahn und eine Nicht-Formungsbahn von zwei separaten
Rollen zugeführt
werden, wobei die Formungsbahn von einer auf dem Bett der Maschine
montierten Rolle zum Formen der Verpackungs-"Tasche", d. h. des
Produkthohlraums, zugeführt
wird. Die Nicht-Formungsbahn (Dekkelmaterial) wird üblicherweise
von einer oben befestigten Welle zugeführt, um die luftdichte obere
Versiegelung der Verpackung zu vervollständigen. Bei jeder Bahn ist
die Fleischkontakt/Siegeloberfläche
in Richtung der anderen orientiert, so dass zum Zeitpunkt der Siegelung
die Siegeloberflächen
einander gegenüberliegen.
Die Formungsbahn wird durch Transportketten vorwärtsbewegt, und die zuvor gesiegelte
Verpackung zieht die obere Nicht-Formungsbahn zusammen mit der unteren
Bahn, wenn die Maschine die Bewegung durchführt.
-
Der erste Schritt in dem Verpackungsverfahren
ist die Bildung des Produkthohlraums in der Formungsbahn. Die Hohlraumbildung
ist ein Dreistufenprozess: Bewegen – Erhitzen – Formen. Während ein Hohlraum geformt
wird, wird die Bahn für
den nächsten
Hohlraum vorgeheizt, bevor sie über
die Taschenformungsform bewegt wird. Um dies zu bewirken, wird die
Formungsbahn von 70°C
auf 80°C
erhitzt, indem sie mittels Vakuum gegen eine Kontaktheizung gedrückt wird.
Die Formungsbahn wird dann durch Verwendung von Druckluft oder Vakuum
oder beiden geformt. Druckluft drückt die erwärmte Folie von oben in den
Formungshohlraum, und Vakuumdruck zieht andersherum von der Düse aus die
Folie in Form. Es wird ein Stempel verwendet, um die Bewegung der
erwärmten
Folie in den Hohlraum zu unterstützen.
-
Nach dem Formen tragen die Transportketten
die leere Tasche zu der Beladestation, wo das Produkt entweder von
Hand eingefüllt
oder in den Hohlraum gepumpt wird. Die Transportketten tragen das
eingefüllte Produkt
dann zu der Vakuum- und Siegelstation.
-
Das Siegelverfahren ist eine Reihe
von Vorgängen,
die sich simultan oder mit geringfügiger Überlappung ereignen. Nachdem
die Deckfolie über
dem gefüllten
Hohlraum positioniert ist, schließt sich die Siegelkammer. Verpackungsluft
wird zwischen der Deck- und der unteren Folie abgezogen. Die obere
Kammer oder der Deckel verwendet eine geheizte Siegelplatte, die
auf 150 bis 170°C
(302°F bis
338°F) eingestellt
ist, die die Nicht-Formungsbahn und die Formungsbahn miteinander
verbindet.
-
Das Vakuum in der Siegelform gleicht
Kammerdrücke
aus und gewährleistet,
dass keine Luft zwischen dem Produkt und der Formungsbahn eingeschlossen
wird. Die Siegeldiaphragmen, die luftleer sind, werden nun mit Druckluft
gefüllt.
Dies presst die geheizte Siegelplatte gegen die obere Folie, wobei
die heißsiegelbaren
Oberflächen
der beiden Bahnen zwischen der Siegelplatte und der T-förmigen Kautschiksiegeldichtung komprimiert
werden. Die Hitze und der Druck der Siegelplatten führt dazu,
dass die beiden Oberflächen
der Folien sich aneinander binden, wodurch das Produkt in einer
Vakuumumgebung eingesiegelt wird. Etwa 0,4 bis 0,5 Sekunden nach
Ende des Siegelns werden die obere und untere Kammer an die Atmosphäre entlüftet, wodurch
die oberen und unteren Folien um das Produkt herum zusammenfallen.
Nun werden die Siegeldiaphragmen evakuiert und die Siegelplatte
bewegt sich zurück
nach oben. Außenluft
strömt
in die Kammern. Wenn die Luftdrücke
ausgeglichen sind, kann sich der Formboden abwärts bewegen, wodurch die Verpackung aus
der Siegelstation bewegt wird.
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Die versiegelte Verpackung wird dann
mittels eine Konturmessersystems von der Bahn getrennt. Die Verpackungen
werden durch einen Schrumpftunnel mit heißem Wasser (96°C (205°F)) geführt. Die
Verpackungen werden auf Gestelle gelegt und in einem Ofen mit hoher
Feuchtigkeit gegart. Das Produkt wird dann gekühlt und steht zum Transport
oder zur Weiterverarbeitung bereit, die Abstreifen der Verpackung
von dem Produkt beinhalten kann.
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Die Polymerkomponenten, die zur Herstellung
erfindungsgemäßer Mehrschichtfolien
verwendet werden, können
auch geeignete Mengen anderer Additive enthalten, die normalerweise
in solche Zusammensetzungen eingeschlossen sind. Zu diesen gehören Gleitmittel
wie Talkum, Antioxidantien, Füllstoffe,
Pigmente und Farbstoffe, Strahlungsstabilisatoren, Antistatikmittel,
Elastomere und ähnliche
Additive, wie Fachleuten auf dem Sektor der Verpackungsfolien bekannt
ist.
-
Obwohl erfindungsgemäß brauchbare
Folie nicht immer bestrahlt werden muss, wird die Folie in mindestens
einer bevorzugten Ausführungsform
bestrahlt. In dem Bestrahlungsverfahren wird die Folie Behandlung
mit energiereicher Strahlung unterzogen, wie Coronaentladung-, Plasma-,
Flammen-, Ultraviolett-, Röntgen-, γ-Strahlen-, β-Strahlen-
und Hochenergieelektronenbehandlung, die die Oberfläche der
Folie ändern und/oder
Vernetzung zwischen Molekülen
des bestrahlten Materials induzieren können. Die Bestrahlung von Polymerfolien
ist in US-A-4 064 296 von Bornstein et al. offenbart, die die Verwendung
von ionisierender Strahlung zum Vernetzen von in der Folie vorhandenem
Polymer offenbart.
-
Strahlungsdosen werden hier in der
Strahlungseinheit "Rad" angegeben, wobei eine Million Rad, auch als
Megarad bekannt, als "MR" bezeichnet wird, oder in der Strahlungeinheit
kiloGray (kGy), wobei 10 kiloGray für 1 MR stehen, wie Fachleuten
bekannt ist. Um zu Vernetzung zu führen, wird das Polymer einer
geeigneten Strahlungsdosis von Hochenergieelektronen, vorzugsweise
mit einem Elektronenbeschleuniger, ausgesetzt, wobei das Dosisniveau
durch Standarddosimetrieverfahren ermittelt wird. Eine geeignete
Strahlungsdosis von Hochenergieelektronen liegt im Bereich von bis
zu etwa 16 bis 166 kGy, insbesondere etwa 30 bis 139 kGy und besonders
bevorzugt 50 bis 100 kGy. Vorzugsweise erfolgt die Bestrahlung durch
einen Elektronenbeschleuniger und das Dosierungsniveau wird durch
Standarddosimetrieverfahren bestimmt. Es können jedoch auch andere Beschleuniger
wie ein van-der-Graafoder Resonanztransformator verwendet werden.
Die Strahlung ist nicht auf Elektronen von einem Beschleuniger begrenzt,
da jede ionisierende Strahlung verwendet werden kann. Eine bevorzugte Menge
an Strahlung hängt
von der Folie und ihrer Endanwendung ab.
-
Die Begriffe "Coronabehandlung" und
"Coronaentladungsbehandlung" beziehen sich, wie hier verwendet,
darauf, dass die Oberflächen
von thermoplastischen Materialien wie Polyolefinen Coronaentladung ausgesetzt
werden, d. h. der Ionisierung eines Gases wie Luft in enger Nähe zu einer
Folienoberfläche,
wobei die Ionisierung initiiert wird, indem eine Hochspannung durch
eine nahegelegene Elektrode geleitet wird, und Oxidation und andere
Veränderungen
der Folienoberfläche,
wie Oberflächenrauheit,
herbeigeführt
werden. Der Begriff Coronabehandlung bezieht sich, wie hier verwendet,
auch auf alle Formen von Plasmabehandlung.
-
Die Coronabehandlung von polymeren
Materialien ist in US-A-4
120 716 von Bonet offenbart, erteilt am 17. Oktober 1978. Bonet
offenbart verbesserte Haftungscharakteristika der Polyethylenoberfläche durch Coronabehandlung,
um die Polyethylenoberfläche
zu oxidieren. US-A-4 879 430 von Hoffman offenbart die Verwendung
von Coronaentladung zur Behandlung von Kunststoffbahnen zur Verwendung
in Verpackungen zum Garen von Fleisch in der Verpackung, wobei die
Coronabehandlung der Innenseitenoberfläche der Bahn zur Erhöhung der
Adhäsion
des Fleisches an dem proteinartigen Material dient.
-
Erfindungsgemäß verpackte Produkte schließen Rind,
Pute, Schwein, Fisch und Fleischersatzstoffe ein.
-
Die Erfindung wird durch die folgenden
Beispiele illustriert, die zur Veranschaulichung gegeben werden
und den Umfang der Erfindung nicht einschränken sollen. Die Prozentsätze, Teile
usw. beziehen sich auf das Gewicht, wenn nicht anderweitig angegeben.
-
Herstellung von Folie Nr.
1
-
Ein 142 mm (5 3/4") breites (Abmessung
im flachgelegten Zustand) Schlauchmaterial, das als "Band" bezeichnet
wird, wurde durch das oben beschriebene und in 1 illustrierte Coextrusionsverfahren
hergestellt, wobei der Querschnitt des Band (von der Innenseite
des Schlauchs bis zur Außenseite
des Schlauchs) wie folgt war:
-
-
wobei:
LLDPE Nr. 1 war Dowlex® 2244A,
lineares Polyethylen mit niedriger Dichte, erhalten von Dow Plastics,
Freeport, Texas, USA;
EAA Nr. 1 war Primacor® 1410
Ethylen/Acrylsäure-Copolymer,
erhalten von Dow Plastics, Freeport, Texas, USA. Dies Copolymer
hat einen Acrylsäuregehalt
von 9,5 Gew.% und einen Schmelzindex von 1,5;
EVA Nr. 1 war
PE 5269T (TM) Ethylen/Vinylacetat-Copolymer, erhalten von Cheyron
Chemical Company, Houston, Texas, USA;
HDPE Nr. 1 war Fortiflex® J60-5000-147
Polyethylen mit hoher Dichte, erhalten von Solvay Polymers, Inc., Deer
Park, Texas, USA;
LLDPE Nr. 2 war Tymor® 1203
lineares Polyethylen mit niedriger Dichte mit darauf gepfropfter
Anhydridfunktionalität,
erhalten von Morton International, Chicago, Illinois, USA;
EVOH
war Eval® LC-E105A
polymerisierter Ethylen/Vinylalkohol, erhalten von Eval Company
of America, Lisle, Illinois, USA;
Nylon Nr. 1 war Ultramid® B4
Polyamid 6, erhalten von BASF Corporation, Parsippany, New Jersey,
USA;
Nylon Nr. 2 war Grilon CF6S Polyamid 6/12, erhalten von
EMS-American Grilon Inc., Sumter, S.C., USA.
-
Alle Harze wurden zwischen 193 und
260°C (380°F und 500°F) coextrudiert,
und die Düse
wurde auf ungefähr
216°C (420°F) erhitzt.
Das extrudierte Band wurde mit Wasser gekühlt und flachgelegt, wobei
die Breite in flachgelegtem Zustand 146 mm (5 3/4 Zoll) betrug.
Das Band wurde dann durch den Abtaststrahl einer elektronischen
Vernetzungsanlage geführt,
wo es im Gesamtdurchlauf etwa 64 Kilogray (kGy) erhielt. Nach der Bestrahlung
wurde das flachgelegte Band etwa 20 Sekunden durch heißes Wasser
(ungefähr
96 bis 99°C (206°F bis 210°F) geführt. Das
resultierende erhitzte Band wurde zu einer Blase aufgeblasen und
zu Folienschlauch mit einer flachgelegten Breite von 419 mm (16
1/2 Zoll) und einer Gesamtdicke von etwa 61 μm (2,4 mil) orientiert. Die
Blase war stabil und die optischen Eigenschaften und das Aussehen
der Folie waren gut. Es wurde bestimmt, dass das Folienschlauchmaterial
etwa 20% freie Schrumpfung in Längsrichtung
und etwa 30% freie Schrumpfung in Querrichtung hatte, wenn es etwa
10 Minuten in heißes
Wasser getaucht wurde, wobei das heiße Wasser eine Temperatur von
85°C (185°F) hatte,
d. h. unter Verwendung von ASTM Verfahren D2732-83. Das resultierende
Schlauchmaterial wurde zu Folie geschnitten.
-
Herstellung von Folie Nr.
2
-
Ein 61 μm (2,4 mil) Folie wurde hergestellt,
indem ein nach dem Verfahren von
1 hergestelltes Schlauchmaterial
aufgeschnitten wurde, wobei das Schlauchmaterial die folgende Struktur
hatte:
Tabelle
2
Nylon Nr. 3 war Vestamid (TM) Z7319 Polyamid 12,
erhalten von Huls America, Inc., Piscataway, N.J., USA;
LLDPE
Nr. 3 war Dowlex 2045,03 lineares Polyethylen mit niedriger Dichte,
erhalten von Dow Plastics, Freeport, Texas, USA;
EAO Nr. 1
war Exact 4011 (TM) homogenes Ethylen/α-Olefin-Copolymer, erhalten von Exxon Chemical
Company, Baytown, Texas, USA.
-
Ansonsten war jedes der Harze wie
in der obigen Folie Nr. 1 angegeben.
-
Herstellung von Beschichtungsformulierung
Nr. 1
-
Dieses Beispiel zeigt die Herstellung
einer typischen Beschichtungsformulierung, das Folienbeschichtungsverfahren,
die Bildung der rückwärtigen Naht
bei der Folie zur Herstellung der Hülle und das Garen des Fleisches
zur Farbübertragung
von der Hülle
auf das Fleisch. Die Beschichtungsformulierung wurde durch das folgende
Verfahren hergestellt:
Hydroxypropylstärke Nr.
1 war Pure Cote
TM B790 Hydroxypropylstärke, erhalten
von Grain Processing Corporation, Muscatine, Iowa, USA;
Flüssiger Rauch
Nr. 1 war Charsol Select
® 24 flüssige Rauchlösung mit
einem pH-Wert von ungefähr
2,4, erhalten von Red Arrow Products Co., Inc., Manitowoc, WI.,
USA;
Karamel Nr. 1 war Caramel 252
TM,
erhalten von D. D. Williamson and Company, Inc., Louisville, Kentucky, USA;
Hydroxypropylstärke Nr.
1 wurde langsam zu einer gerührten
Lösung
von flüssigem
Rauch Nr. 1 und Wasser gegeben, während die Lösung auf eine Temperatur von
ungefähr
66°C (150°F) erhitzt
wurde. Die Temperatur der gerührten
Mischung wurde dann etwa eine halbe Stunde auf etwa 66°C (150°F) gehalten,
danach sank die Viskosität
der Mischung infolge der Hydratisierung der Hydroxypropylstärke wesentlich
ab. Die Mischung wurde dann auf Raumtemperatur gekühlt und
dass Karamel Nr. 1 und Glycerin Nr. 1 zu der Mischung gegeben.
-
Beispiel 1
-
(Beschichtete Folie 1A:
Beschichten Bilden der rückwärtigen Naht
Füllen
Siegeln Garen und Farbübertragung)
-
Beschichtungsformulierung Nr. 1 wurde
zum Beschichten von Folie Nr. 1 verwendet. Vor dem Beschichtungsverfahren
wurde die Folie auf der Nahrungsmittelkontaktseite (d. h. der Schicht,
die 70% LLDPE Nr. 1 und 30% EAA Nr. 1 umfasste) coronabehandelt.
Die Beschichtung wurde mit einer Tiefdruckwalze in einer solchen
Weise aufgebracht, dass ungefähr
1 Zoll (2,54 cm) entlang jedem Rand der Folie in Maschinenrichtung
unbeschichtet blieb. Die re sultierende beschichtete Folie wurde
dann auf einer Seite aufgeschnitten, um einen der unbeschichteten
Randbereiche der Folie vollständig
zu entfernen. Die verbleibende beschichtete Folie (mit einem unbeschichteten
Randbereich) wurde in Längsrichtung
um einen Formungsschuh gefaltet, d. h. entlang ihrer Länge, wobei
die gegenüberliegenden
Ränder
durch Anwenden einer Heißsiegelung
in Längsrichtung über der Überlappung
unter Bildung einer überlappenden
Siegelung verbunden wurde, was in intermittierender, d. h. halbkontinuierlicher
Weise erfolgte (und als Bildung einer rückwärtigen Naht bezeichnet wird).
Die Bildung der rückwärtigen Naht
erfolgte in einer solchen Weise, dass zum Überlappen der unbeschichtete
Teil der Folie die Außenseitenoberfläche der
resultierenden Hülle
mit rückwärtiger Naht
war. Das Siegeln wurde so durchgeführt, dass das resultierende
Schlauchmaterial fast keinen unbeschichteten Bereich auf seiner
Innenseitenoberfläche
hatte. Diese Hülle
wurde dann auf einem Kräuselschlauch
positioniert, an einem Ende zugeklemmt und über das offene Ende mit ungegartem
Putenfleisch gefüllt,
danach zugeklemmt und am gegenüberliegenden
Ende abgeschnitten.
-
Die Bewertung der Übertragung
des Additivs (d. h. Karamel und flüssigem Rauch) wurde unter Verwendung
eines Putenbrustfleischstücks
mit Pannade vorgenommen. Zu 18,1 kg (40 1b) gewürfeltem oder zerkleinertem
Fleisch wurde gegeben:
10,3 kg (22,6 1b) Wasser
590 g
(1,3 1b) Salz
590 g (1,3 1b) Carrageen
140 g (0,3 1b)
Natriumpolyphosphat und
450 g (1,0 1b) Stärke
-
Das Fleisch und die zugegebenen Bestandteile
wurden bei 4°C
in einem Vakuummischer mindestens 45 Minuten gemischt. Die Hülle mit
rückwärtiger Naht
wurde mit der pannierten Fleischmasse unter Verwendung einer mechanischen
Kolbenstopfvorrichtung gefüllt
und mit einer Pipper Clipper®-Maschine versiegelt, die
von Tipper Tie Inc., Apex, North Carolina, USA, erhalten wurde.
Die ge füllten
und zugeklemmten Hüllen
(d. h. Stücke)
maßen
typischerweise im Umkreis 23 bis 25 cm und in der Länge 20 bis
40 cm.
-
Das Fleisch wurde dann mehrere Stunden
in einer Umgebung mit hoher Feuchtigkeit gegart, d. h. beginnend
mit 63°C
(145°F)
und endend mit 77°C
(170°F).
Nach dem Kühlen
wurde das Fleisch auf Farbübertragung
bewertet. Nach Abstreifen der Folie von dem Fleisch zeigte sich
kein abgezogenes Fleisch, das Absonderungsniveau war sehr niedrig,
und es wurde gefunden, dass die Farbe vollständig auf das Fleisch übertragen
worden war.
-
Zu der Produktbewertung gehörte Gleichförmigkeit
der Farbübertragung,
Absonderungsverlust, Gelbildung und Verschmieren der Farbe. Absonderungsverlust
wurde gemessen, indem das Stück
nach dem Garen und Kühlen
auf etwa 3°C
gewogen wurde, die Hülle
entfernt und sowohl die Hülle
als auch die Fleischoberfläche
abgetupft wurden, um jegliche freie Feuchtigkeit zu entfernen, und
dann das Fleisch plus die Hülle gewogen
wurde. Die Differenz der beiden Gewichte war das Gewicht des Absonderungsverlusts
von dem Produkt während
des Garens. Die Gleichförmigkeit
der Farbübertragung,
Gelbildung und Verschmieren der Farbe waren subjektive Betrachtungen.
Unvorhergesehen und überraschend
war, dass (a) die Beschichtung während
des Kräuselverfahrens
intakt blieb; (b) die Verteilung der Additive (flüssiger Rauch
und Karamel) auf der Oberfläche
des gegarten Fleisches gleichmäßig war
(weder gesprenkelt noch verschmiert) und (c) die Folie klar war,
und die geringe Absonderung nicht stark gefärbt war.
-
Beispiel 2
-
Beschichtete Folie 1B: Beschichten
Bilden der rückwärtigen Naht
Füllen
Siegeln Garen und Farbübertragung
-
Die Beschichtung der anderen Seite
von Folie Nr. 1 zeigte, dass die Beschichtung auf einer Oberfläche aus
100% LLDPE durchgeführt
werden konnte. Die 100% LLDPE-Oberfläche von Folie Nr. 1 war coronabehandelt
und nach dem unmittelbar zuvor beschriebenen Verfahren beschichtet.
Die resultierende beschichtete Folie wurde dann wie unmittelbar
zuvor beschrieben mit einer rückwärtigen Naht
versehen, was zu einer Hülle mit
rückwärtiger Naht
führte,
die die Beschichtung auf der Innenseitenoberfläche aufwies.
-
Ein verpacktes Produkt wurde wie
in Beispiel 1 hergestellt, wobei das Fleisch auch wie in Beispiel
1 beschrieben gegart wurde. Unvorhergesehen und überraschend war, dass (a) die
Beschichtung während
des Kräuselverfahrens
intakt blieb; (b) die Verteilung der Additive (flüssiger Rauch
und Karamel) auf der Oberfläche des
gegarten Fleisches gleichmäßig war
(weder gesprenkelt noch verschmiert) und (c) die Folie klar war,
und die geringe Absonderung nicht stark gefärbt war.
-
Beispiel 3
-
(Folienbeschichten Bilden
der rückwärtiaen Naht,
Füllen,
Siegeln Garen und Farbübertragung)
-
Die Beschichtung von Folie Nr. 2
zeigte, dass die Beschichtung auf einer polaren Oberfläche wie
Polyamid durchgeführt
werden konnte. Vor dem Beschichten wurde Coronabehandlung auf die äußere Schicht angewendet,
die 50% Nylon Nr. 1 und 50% Nylon Nr. 2 enthielt. Die Beschichtung
von Folie Nr. 2 wurde in der Weise durchgeführt, die im Allgemeinen für die Beschichtung
von Folie Nr. 1 beschrieben ist. Die Beschichtung wurde auf die äußere Oberfläche aufgebracht,
die coronabehandelt worden war. Die resultierende beschichtete Folie
wurde dann wie unmittelbar zuvor beschrieben mit einer rückwärtigen Naht
versehen, was zu einer Hülle
mit rückwärtiger Naht
führte
und überlappender
Siegelung führte.
Diese Hülle
mit rückwärtiger Naht
wurde an einem Ende zugeklemmt und über das offene Ende mit ungegartem
Putenfleisch gefüllt
und erneut zugeklemmt. Das Fleisch wurde dann in einer Umgebung
mit hoher Feuchtigkeit von 63°C
bis 77°C
(145°F bis 170°F) mehrere
Stunden gegart. Nach Kühlen
wurde das Fleisch auf Farbübertragung
bewertet. Nach Abstreifen der Folie von dem Fleisch wurde gefunden,
dass die Farbe vollständig
auf das Fleisch übertragen
worden war. Unvorhergesehen und überraschend
war, dass (a) die Beschichtung während
des Kräuselverfahrens
intakt blieb; (b) die Verteilung der Additive (flüssiger Rauch
und Karamel) auf der Oberfläche
des gegarten Fleisches gleichmäßig war
(weder gesprenkelt noch verschmiert) und (c) die Folie klar war,
und die geringe Absonderung nicht stark gefärbt war.
-
In jedem der Beispiele 1, 2 und 3
wurde somit gezeigt, dass erfolgreiche Beschichtung und Farbübertragung
bei beiden Seiten von Folie 1 und der Polyamidseite von Folie 2
durchgeführt
werden konnten. Es wurde zudem gezeigt, dass erfolgreiches Beschichten
und Farbübertragung
unter Verwendung von entweder einer unpolaren äußeren Folienoberfläche, wie
sie bei einer äußeren Schicht
aus LLDPE vorhanden ist, sowie einer polareren äußeren Folienoberfläche erreicht
werden kann, wie sie bei einer äußeren Schicht
vorhanden ist, die aus Polyamid besteht.
-
Beispiel 4
-
Coronabehandlung kann die
Leistung von beschichteter Folie verbessern
-
In einigen Fällen kann Coronabehandlung
die erfolgreiche Übertragung
des Additivs von der beschichteten Folie auf ein Nahrungsmittelprodukt
wie Fleisch verbessern. In Folie 1 wurde die Schicht, die 70% LLDPE Nr.
1 und 30% EAA Nr. 1 enthielt, coronabehandelt, wobei die Folie nachfolgend
in der oben für
beschichtete Folie 1A beschriebenen Weise beschichtet wurde. Es
wurden mehrere verschiedene Proben von Folie Nr. 1 getestet, wobei
jede einen unterschiedlichen Coronabehandlungsgrad hatte. Die Folien
wurden unter Verwendung einer Enercon Treater (Modell Nr. SS2542)
Coronabehandlungsmaschine mit den Leistungseinstellungen 1,0, 1,75,
2,75 und 3,5 kW (Kilowatt) behandelt. Jede der Folien durchlief
die Maschine mit einer Geschwindigkeit von 30,5 m (100 ft) pro Minute.
Die behandelten Folien wurden beschichtet und auf Farbübertragung
wie in der obigen Folie 1A getestet. In allen Fällen außer, wenn die Folie mit einer
Leistung von 1 kW behandelt wurde, war die Farbübertragung hervorragend. Es
zeigte sich ein leichtes Abreiben der Farbe während des Fleischfüllverfahrens
bei der Hülle,
die aus der Folie hergestellt war, die mit einer Leistung des Corona
Treaters von 1 kW behandelt worden war. Das Abreiben der mit 1 kW
behandelten Folie wurde als in gewisser weise unerwünscht angesehen,
da der Abrieb eine sicht bar ungleichmäßige Farbverteilung auf dem Nahrungsmittelprodukt
hervorrief. Es trat jedoch kein erkennbares Abreiben bei den Folien
auf, die mit Leistungseinstellungen über 1,0 kW behandelt worden
waren. Dies Ergebnis war überraschend
und unvorhersehbar.
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Beispiel 5
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(Verhindern von Folienblockieren
durch Verwendung von teerarmer flüssiger Rauchformulierung)
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Es wurde gefunden, dass die Auswahl
von flüssigem
Rauch mit niedrigem Teergehalt die Neigung der beschichteten Folie
zum Blockieren verringerte, d. h. das nachfolgende Folienumhüllungen
auf einer Folienrolle aneinander klebten. Folie Nr. 1 wurde mit
einer Beschichtungsformulierung gemäß Beschichtungsformulierung
Nr. 1 wie in dem obigen Beispiel 1 beschrieben beschichtet, außer dass
anstelle der Formulierung, die Charsol® Select 24 flüssigen Rauch
enthielt, ein teerarmer flüssiger
Rauch gewählt
wurde, d. h. Special A liquid smoke, erhalten von Red Arrow Products
Co., Inc., Manitowoc, WI, USA. Das Blockieren der resultierenden beschichteten
Folien wurden nach einem Verfahren ähnlich ASTM 3354 – Verfahren
B (wobei hier nachfolgend voll-ständig darauf
Bezug genommen wird) bewertet, wobei ein KayenessTM Blockierinstrument
verwendet wurden. Proben wurden geschnitten und schichtweise ausgelegt
und vor dem Test ungefähr
100 Stunden unter einer Platte angeordnet, die 32 1b wog. Das Testen
erfolgte in Maschinenrichtung. Die Maximallast betrug 212,8 g. Die
Probe mit Charsol Select® 24 flüssigem Rauch
trennte sich nicht bei voller Last, d. h. 212,8 g, während die
Probe mit teerarmem Rauch, die unter den gleichen Bedingungen beschichtet
wurde, sich bei einer Last von 119 g trennte. Dieses Ergebnis war überraschend
und nicht vorhersehbar. Vorzugsweise hat der flüssige Rauch somit einen Teergehalt
von 0 bis 2%, insbesondere 0 bis 1%, insbesondere 0 bis 0,5%.
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Beispiel 6
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(Beschichtungsformulierung
die sowohl Hydroxypropylstärke
als auch Fibrinogen enthielt führte
zu vermindertem Blockieren)
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Es wurde gefunden, dass eine Beschichtungsformulierung,
die Fibrinogen enthielt, die Neigung der beschichteten Folie zum
Blockieren auch verringerte. Das Fibrinogen war die Fibrinogenkomponente
von Fibermix® isolierten
Komponenten aus Blut von Rindern, das von FNA Foods, Calgery, Alberta,
Kanada, erhalten wurde. Folie Nr. 1 wurde mit einer Beschichtungsformulierung ähnlich der
Beschichtungsformulierung Nr. 1 beschichtet, außer dass die Hälfte der
Pure CoteTM Hydroxypropylstärke durch
Fibrinogen ersetzt wurde. Ansonsten wurde die Beschichtung wie oben
für beschichtete
Folie 1A beschrieben durchgeführt.
Das Blockieren der beschichteten Folie wurde unter Verwendung des
beschriebenen Verfahrens getestet. Die Probe trennte sich bei 13
g Gewicht, d. h. ein Blockierungsgrad, der wesentlich niedriger
als das Gewicht ist, das auf eine der unmittelbar zuvor getesteten
Folien aufgebracht wurde. Dieses Ergebnis war überraschend und nicht vorhersehbar.
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Beispiel 7
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(Verringerung des Absonderunqsverlusts
durch Modifizierung des Garungsverfahrens)
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Dieses Beispiel zeigt, dass der Absonderungsverlust,
der (unter Verwendung einer mit Farbübertragungsmittel (flüssiger Rauch
und Karamel) und Pure CoteTM Hydroxypropylstärke, d.
h. erfindungsgemäß beschichteten
Hülle)
stattfand, durch die Modifizierung des konventionellen Garungsverfahrens
verringert werden kann. Das konventionelle Garverfahren, das im
Allgemeinen in der Industrie zum Garen von pannierter Putenfleischmasse
in einem Schlauchmaterial oder einer Hülle verwendet wird, ist ein
Gradientenverfahren, das bei etwa 53°C (145°F) beginnt und über einen
Zeitraum von etwa 2 bis 10 Stunden bei einer Endgarungstemperatur
von etwa 77°C
(170°F)
endet. Unter Verwendung einer beschichteten Folie wie in Beispiel
1 wurde gefunden, dass der Absonderungsverlust unter Verwendung
eines Anfangsgarens der pannierten Putenfleischmasse bei 88°C (190°F) für 12 Minuten,
gefolgt von Garen unter Verwendung des konventionellen, oben beschriebenen
Garungsverfahrens verringert werden konnte. In der unmittelbar folgenden
Tabelle I sind die Ergebnisse dieses "Angarungs"-verfahrens gezeigt.
In Tabelle 3 ist der Absonderungsverlust gezeigt, der sich in den
ersten zwölf
Minuten des bei 88°C
(190°F)
erfolgenden Garens zeigt, in Intervallen von 2 Minuten bis zu 12
Minuten gezeigt. Wie aus den Ergebnissen in Tabelle 3 hervorgeht,
wurde der Absonderungsverlust von 1,39 auf 0,13% verringert, indem
das Fleisch 12 Minuten bei 88°C
(190°F)
vorgegart wurde. Geringere Mengen an Absonderungsverlustreduktion
wurden erhalten, indem die pannierte Putenfleischmasse für kürzere Zeiträume vorgegart
wurde.
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Tabelle
3(Auswirkung des Vorheizens auf 88°C (190°F)auf den Absonderungsverlust
aus einer Farbübertragungshülle
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Beispiel 8
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(Absonderungsverlust hängt von
der Beschaffenheit des ungegarten Fleisches ab)
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Es wurde auch gefunden, dass der
Absonderungsverlust auch von der Beschaffenheit des ungegarten Fleisches
abhing. Die in dem obigen Beispiel (Beispiel 7) in dem obigen Angaren
verwendete Putenfleischmasse wurde stattdessen aus Brocken aus Putenfleisch
hergestellt. Es wurde ein ähnliches
Farbübertragungsverfahren
durchgeführt,
anstelle der Brocken von Putenfleisch wurde ungegarte Putenfleischmasse
mit Pannade verwendet. Die Putenfleischmasse mit Pannade stellt
mehr Oberfläche
zur Extraktion des myofibrillaren Proteins zur Verfügung, was
zu einer höheren
Wasserbindekapazität
führt.
Die Beschichtungsformulierung war der Formulierung ähnlich,
die in dem obigen Angarungsbeispiel verwendet wurde, und der Garungszyklus
beinhaltete einen Garungsimpuls bei 88°C (190°F) für 10 Minuten. Der Absonderungsverlust
lag jedoch im Bereich von 0,002 bis 0,04% anstelle von 0,22%, wie
bei der Putenfleischmasse mit Pannade, die in dem obigen Angaren
von Beispiel 7 verwendet wurde. Es wurde somit gefunden, dass die
Absonderungsmenge umgekehrt proportional zu der Oberfläche eines
Fleischprodukts ist.
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Beispiel 9
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(Anwesenheit von Fibrinogen
in Beschichtingszusammensetzung vermindert Absonderung)
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Es wurde gefunden, dass die Anwesenheit
von Fibrinogen in der Beschichtungsformulierung die Absonderungsmenge
verringerte, ohne dass ein Anheizverfahren wie oben beschrieben
verwendet werden musste. Nach dem oben beschriebenen Verfahren wurde
eine fibrinogenhaltige Beschichtungsformulierung hergestellt und
nachfolgend zum Beschichten von Folie Nr. 1 verwendet. Das heißt, dass
Folie Nr. 1 mit einer Beschichtungsformulierung ähnlich Beschichtungsformulierung
1 beschichtet wurde, außer
dass die Hälfte
der Pure CoteTM Hydroxypropylstärke durch
Fibrinogen ersetzt wurde. Die Beschichtung wurde ansonsten wie oben
für beschichtete
Folie 1A beschrieben durchgeführt.
Die resultierende beschichtete Folie wurde verwendet, um ein Putenfleischmassenprodukt
mit Pannade zu verpacken, das gegart und auf Absonderung bewertet wurde.
Selbst ohne Verwendung von Erhitzen mit Angaren wurde gefunden,
dass der Absonderungsverlust nur 0,16% betrug. Dieses Ergebnis war überraschend
und unvorhersehbar. Siehe Ta belle 1, die anzeigt, dass der Absonderungsverlust
ohne Fibrinogen etwa 1,39% betrug. Dies kann außerdem anzeigen, dass der Mechanismus
der Reduktion des Ausmaßes
des Absonderungsverlusts durch Vorerhitzen auf sehr ähnliche
Weise mit dem Mechanismus zusammenhängt, der zur Reduktion der
Absonderung durch Zugabe von Fibrinogen zu der Beschichtungsformulierung
resultiert. Das bedeutet, dass es möglich ist, dass sowohl das
Garen mit Hitzeimpuls als solches als auch die Anwesenheit des Fibrinogens
in den Beschichtungsmedien für
eine Wechselwirkung zwischen dem Fibrinogen und den Myofibrilproteinen
sorgen, die zu einer Proteinhaut auf der Oberfläche des Fleischprodukts führt. Die
Haut wird wahrscheinlich in einem frühen Teil des Garungszyklus gebildet,
wodurch die Migration von Wasser aus dem Fleischgemisch verzögert wird.
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Beispiel 10
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Es ist auch gefunden worden, dass
das Absonderungsniveau verringert wird, indem zuerst eine thermoplastische
Folie mit einer ersten Beschichtung beschichtet wird, die Bindemittel,
Vernetzungsmittel und Additiv umfasst, und danach diese erste Beschichtung
mit einer zweiten Beschichtung aus beispielsweise Sojaproteinisolat
beschichtet wird. Dies ist ein wichtiges Merkmal, weil bei Schinkenprodukten
das Absonderungsniveau während
des existierendne Räucherverfahrens
in der Industrie im Bereich von etwa 10 bis 12% liegt. Durch Verwendung
der zweiten Beschichtung über
der ersten Beschichtung, d. h. ein "Überzug", kann das Absonderungsniveau
für Schinken
von z. B. etwa 10 bis 12% Absonderungsverlust auf etwa 2% Absonderungsverlust
herabgesetzt werden. Es sei darauf hingewiesen, dass, wie in Beispiel
9, die Absonderung ohne Anwesenheit eines Überzugs verringert werden kann,
indem ein Gemisch von Bindemitteln bereitgestellt wird, z. B. ein
50 : 50 Gemisch aus Pure CoteTM Hydroxypropylstärke und
Sojaproteinisolat.
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Die unmittelbar folgende Tabelle
4 zeigt die absonderungsverringernde Wirkung der Bereitstellung
der ersten Folienschicht, die das Bindemittel, Additiv und Vernetzungsmittel
um fasst, mit einer Überzugschicht,
die entweder 100% Sojaproteinisolat oder ein 50 : 50 Gemisch aus
Pure CoteTM Hydroxypropylstärke und
Sojaproteinisolat umfasst. Die Folie wurde zum Verpacken und Garen
von Schinkenfleischmasse mit Pannade verwendet. Wie beispielsweise
in Probe 1 und Probe 2 ersichtlich ist, geht das Absonderungsniveau
von 8,7% auf 1,0% beim Überzug
mit Sojaproteinisolat zurück.
Wie in Probe 3 und Probe 4 zu sehen ist, geht das Ausmaß der Absonderung
bei Überzug
mit einem 50 : 50 Gemisch aus Sojaproteinisolat und Pure CoteTM Hydroxypropylstärke in ähnlicher Weise von 6,6% auf
2,8% zurück.
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Tabelle
4
Ergebnisse des Tests mit zerteiltem und geformtem Schinken
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Der Standard-Sprenkelteste
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Das oben beschriebene Verfahren von
Beispiel 1 wurde durchgeführt.
Eine Putenfleischmasse mit Pannade wurde dann mehrere Stunden in
einer Umgebung mit hoher Feuchtigkeit bei 82°C (180°F) gegart. Nach dem Kühlen wurde
die Farbübertragung
der gegarten Stücke
bewertet. Proben wurde mit der Graustufenskala vermessen, bevor
sie abgestreift und nach Gleichförmigkeit
der Farbe bewertet wurden.
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Die gegarten Putenfleischmassenstücke mit
Pannade wurden unter Verwendung einer Farb-CCD (ladungsgekoppeltes
Element) Videokamera photographiert. Die Kamera wurde in einem Kasten
50 cm über
dem Boden des Schranks montiert, der auch eine Wanne aufwies, die
das eingetauchte Stück
enthielt, welches photographiert wurde. Auf jeder Seite im Schrankinneren
wurde eine Gruppe doppelter 15 W Fluoreszenzlampen montiert, so
dass das Licht in einem Winkel von ungefähr 45 Grad auf das Objekt auftraf.
Die Putenfleischmassenstücke
mit Pannade wurden zum Photographieren in eine Wasserwanne getaucht,
um das Blendlicht der Lichtquellen zu verringern. Die Bilder wurden
mit einer Videoerfassungskarte und Bildanalyse- (LA)-Software (IP
Lab Sopectrum P, Signal Analytics Corporation, Vienna, VA, USA)
erfasst.
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Zu Zwecken der Bildverarbeitung und
Datenanalyse wurden die Farbbilder, die erfasst wurden, mittels der
IA-Software in Graustufenbilder überführt. Ein
rechteckiger interessierender Bereich (ROI), der die maximal mögliche Menge
des Produkts umfasste, wurde ausgewählt (ungefähr ein Drittel der Oberfläche auf
einer Seite des Stücks,
das einen Umkreis von etwa 216 bis 228 mm (8,5 bis 9 Zoll) und eine
Länge von
etwa 254 bis 279 mm (10 bis 11 Zoll) hatte, und wurde unter Verwendung
der Analysefunktionen der Software auf mittlere und Standard-Abweichungen
in Pixelwerten analysiert. Der Mittelwert war einfach durch durchschnittliche "Graustufe"
des Bildes und war nicht besonders interessant. Die Standardabweichung
hatte eine große
Bedeutung, weil sie die Gleichförmigkeit
der "Graustufe" des Bildes und daher des Grads der Farbabweichung (d.
h. Sprenkeln) auf der Oberfläche
des Stücks
war.
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Das zur Bestimmung der Graustufe
des Bildes verwendete Gerät
war wie folgt:
Lichter: Phillips SoftoneTM F15T8/SF,
erhalten von Phillips Lighting Co., Somerset, N. J., USA; Gehäuse für die Glühlampen:
Modell XX-15L, UVP Inc., San Gabriel, CA, USA; Kamera: COHU Mo dell
2222-1040/AL07, erhalten von COHU, Inc., San Diego, CA, USA (Die
Kameraeinstellungen waren F = 1,25 und C = 12); Videoerfassungskarte:
SCION DG-7, erhalten von Scion Corporation, Frederick, MD; Computer:
Power Computing, Power Base 180 (nun in Besitz von Apple Computer,
Inc., Cupertino, CA, USA (unter Verwendung von Mac OS 7. 5. 5);
Bildbearbeitungssoftware; IPLab Spectrum P, Signal Analytics Corp.,
Vienna, VA, USA.
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7 illustriert
schematisch den Aufbau zur Durchführung der Bilderfassung der
Stücke.
In 7 beleuchten Lampen 98 die
Oberseite des Stücks 100 (das
ein gegartes Fleischprodukt enthält),
welches in Wasser 102 taucht, das wieder in offener Wanne 104 gehalten
wurde. Kamera 106 wurde verwendet, um ein Bild des Stücks aufzuzeichnen,
wobei die Daten verwendet wurden, um die Standardabweichung zu berechnen, die
den Sprenkelgrad auf der Oberfläche
von Stück 100 zeigt.
Die Lampen 98 wurden etwa 482 mm (19 Zoll) voneinander
entfernt angeordnet. Kamera 106 wurde etwa 356 mm (14 Zoll)
von der Oberseite von Stück 100 positioniert.
Die Lampen 98 wurden etwa 254 mm (10 Zoll) von der Oberfläche von
Stück 100 positioniert.
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Mehrere unterschiedliche Beschichtungsformulierungen ähnlich Beschichtungsformulierung
Nr. 1 (oben beschrieben) wurden hergestellt und unter Verwendung
des Aufbaus getestet, der schematisch in 7 wie oben beschrieben illustriert ist.
Das Niveau des flüssigen
Rauchs in der Formulierung wurde jedoch um die Faktoren 0×, 0,25 ×, 0,5 ×, 1,0 × und 2,0× variiert,
wobei die Menge aller anderen Komponenten in der Beschichtungsformulierung
konstant gehalten wurde, d. h. auf demselben Wert wie in der oben
beschriebenen Beschichtungsformulierung Nr. 1. Die beschichtete
Folie wurde zum Verpacken eines Stücks gemäß dem Standard-Sprenkeltest
wie oben beschrieben verwendet, wobei die Ergebnisse in der folgenden
Tabelle 5 beschrieben sind. In jedem Stück wurden drei verschiedene
Bereiche auf Sprenkel bewertet, insgesamt etwa 95% der Gesamtoberf
läche des
Stücks,
wobei jedes der drei Ergebnisse in der Spalte am rechten äußeren Ende
Bemittelt wird.
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Wie durch Korrelieren der obigen
Bemittelten Standardabweichungszahlen sowie der Photos zu sehen ist,
die in den 7, 8 und 9 wiedergegeben werden, ist die mittlere
Standardabweichung für
mehr Sprenkel höher
und für
weniger Sprenkel niedriger. Überraschenderweise
führte
die Kombination aus Bindemittel, Karamel und flüssigem Rauch zu verminderten
Sprenkeln, wenn die Menge an flüssigem
Rauch bis zu einem flüssiger
Rauch-Faktor von
1 anstieg. Eine mittlere Standardabweichung scheint sich für einen
flüssiger Rauch-Faktor
von etwa 1,0 und höher
einzupendeln, der der Bereich der größten Wirkung des flüssigen Rauchs
als Vernetzungsmittels ist, was Sprenkel verringert.
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8, 9 und 10 sind Photos, die drei verschiedene
Stücke
illustrieren, wobei sie jeweils unterschiedliche Sprenkelgrade aufweisen.
Zusätzlich
zu dem obigen quantitativen Test, der Farbschwankungen als Standardabweichung
verschiedener Pixel werte angibt, die für das Stück erhalten wurden, wurde auch
eine qualitative Bewertung durchgeführt. Auf einer Skala von 1
bis 3, wobei 3 einen unerwünscht
hohen Sprenkelgrad wiedergibt und 1 einen niedrigen Sprenkelgrad
oder keine sichtbaren Sprenkel wiedergibt, zeigt das in 8 dargestellte Stück ein Sprenkelniveau
von 3. Das Stück
von 9 zeigt ein Sprenkelniveau
von 2,5, und das Stück
von 10 illustriert einen
Sprenkelgrad von 1. Die erfindungsgemäße Folie zeigte, wenn sie einem oben
beschriebenen Standard-Sprenkeltest unterzogen wurde, einen Sprenkelgrad
von 1 bis 2,5, insbesondere von 1 bis 2.
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Ohne sich auf die nachfolgend beschriebene
Theorie festzulegen, arbeitet eine sehr bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung vermutlich wie folgt. Eine thermoplastische
Folie wird mit einer wässrigen
Beschichtungszusammensetzung beschichtet, die (a) Bindemittel, das
hydrocolloid (z. B. ein Polysaccharid) oder ein Protein ist, zusammen
mit (b) Additiv, (c) Weichmacher, (d) Vernetzungsmittel und (e)
Wasser umfasst. Die flüssige
Zusammensetzung wird als Beschichtung auf die thermoplastische Folie
aufgebracht und klebt nach dem Trocknen aufgrund der polaren Wechselwirkung
zwischen der Folie und dem Bindemittel an der Folie. Die getrocknete
Zusammensetzung wird zudem infolge der Anwesenheit des Weichmachers
flexibler gemacht. Die getrocknete Zusammensetzung in Form einer
Beschichtung ist aufgrund der Beschaffenheit des Bindemittels und
des Vernetzungsmittels kohäsiv.
Nachdem die Beschichtung einem sich bewegenden Fleischprodukt mit
hoher Feuchtigkeit ausgesetzt wird, bleibt die Beschichtung aufgrund
des hohen Adhäsionsgrads
der Beschichtung an der Folie an der thermoplastischen Folie haften.
Während
rasche Hydratisierung allein zu einem Verlust der Adhäsion der
Beschichtung an der Folie führen
würde,
steuert die Beschaffenheit des Bindemittels zusammen mit dem Vernetzungsmittel
vermutlich die Hydratisierungsgeschwindigkeit der Beschichtung.
Diese gesteuerte Hydratisierungsrate ermöglicht beispielsweise das Füllen einer
Hülle unter Bildung
eines Stücks
und die zwischenzeitlich erfolgende Lagerung des ungegarten Stücks, ohne
dass sich die Beschichtungskomponenten vor dem Einleiten des Garvorgangs
von der Folie lösen.
Nach Einleiten des Garvorgangs bildet die Beschichtung jedoch ein
hydratisiertes Gel, das danach auf das Fleischprodukt übertragen
wird. Die Übertragung
schließt
das Bindemittel, das Additiv und das Vernetzungsmittel ein, die über verschiedene
Bindungen, die zwischen dem Bindemittel und dem Fleischprotein,
insbesondere dem Myofibrillarprotein gebildet werden, an dem Fleischprodukt
haften. Die Bindung zwischen dem Bindemittel und dem Myofibrillarprotein
führt zur
Bildung einer Haut, die die Neigung des Fleisches zur Bildung von
Absonderungen verringert.