真空貼體包裝的製作方法
2023-09-22 01:42:00
專利名稱：真空貼體包裝的製作方法
技術領域：
本發明涉及包裝，涉及用以裝納肉、魚、家禽、蔬菜或其它食品的包裝，和涉及使用這種改進包裝來包裝貨物的方法。
背景技術：
易腐貨物因與空氣傳播的生物或與表面上的生物接觸，易遭受微生物如細菌、黴菌等的暴露和汙染。汙染會導致發生加速腐敗、毒素形成和其它有害作用。因此需要保護貨物避免與微生物接觸。包裝例如將易腐貨物裝納在不透氣材料如箔、紙板和氧阻隔膜，可提供對微生物汙染的屏障。
但是，厭氧生物如肉毒桿菌(Clostridium botulinum)會產生烈性毒素，這一毒素是肉毒中毒這種極其惡性、危險的食品中毒現象的成因(causative agent)。由於肉毒桿菌是厭氧菌，不透氣材料如箔、紙板和氧阻隔膜可能不適合於包裝非常容易發生肉毒桿菌毒素形成的貨物。肉毒桿菌的孢子能抗熱；不可能僅加熱食品就殺滅孢子。有必要提供允許氧氣接觸易腐貨物的表面以使肉毒桿菌生長減至最少的包裝。因此，鮮魚的包裝必須提供對微生物和其它汙染的物理屏障，而又能提供氧氣滲透性。
肉毒桿菌汙染在鮮魚上特別成問題。傳統上，鮮魚是裝在用冰冷藏的容器中出售，容器向空氣敞開，以使肉毒桿菌生長和隨之發生的毒素形成減至最少。這種銷售方法以前只限制於捕魚水域附近的相對較小的地理區域。為進行更廣泛的配送，傳統上是將魚冷凍起來。
隨著現代配送方法的發展，內陸地區消費者消費鮮魚而不是凍魚的需求也在增加。但是，包裝鮮魚以使肉毒中毒的危險減至最低有困難。肉毒桿菌生長和毒素形成可因為加工、貯藏和配送過程中的時間/溫度濫用而發生。潛在危險性條件在＞70的溫度下短至兩小時即可出現，在50-70為11小時，在42-50下為兩天，在37.9-41下為7天。
典型的真空包裝能抑制普通腐敗菌的生長，但這是在排除氧氣從而不能抑制肉毒桿菌生長的條件下實現的。因此，在排除氧氣的條件下進行的真空包裝會增加產生肉毒桿菌毒素的可能性，這對消費者來說是不可接受的。
在包裝肉、魚、家禽、蔬菜或其它食品時，還需要使被包裝貨物在包裝中有相對較長的貨架期，該包裝不會影響被包裝貨物的外觀和保存質量，且製造相對簡單和廉價，而又足夠結實以保護被包裝貨物免受損害。
真空貼體包裝是包裝許多貨物的普通方法，在這種包裝中，貨物被緊緊地包裝在包裝材料中，基本上所有空氣都被排除在外。通常貨物放在盤中或板襯底上，以增加包裝的剛硬性，便於更好地銷售。在某些情況下，如凍魚情況下，被包裝貨物本身足夠剛硬，不需要另外的剛性包裝元件。
已知在包裝中包含某些氣體，以增進內容物的保持質量和貨架期。通常這些包裝由塑料材料製成，塑料材料能提供對不需要氣體的進入的至少部分屏障。塑料材料可做到允許包裝中可能產生的氣體選出。其它公知的塑料材料允許某些氣體透過，以增進被包裝貨物的保持質量。參見例如美國專利第4,685,274號；第4,840,271號；第5,025,611號；第5,103,618號和第5,115,624號。但是，這些專利中公開的包裝只能在頂部空間保留有限體積的氣體。
一些產品如鮮魚必須包裝在具有特定透氣性的薄膜中，以防止厭氧細菌生長，確保食品安全。在鮮魚的情況下，襯背材料如板、支架或盤的使用是不可接受的，因為襯背材料會妨礙氧氣與魚接觸。
美國食品與藥物管理局(FDA)指引規定，「OTR大於或等於10,000cc/m2/24hr的包裝可認為是透氧包裝」。這一OTR對於用於包裝食品如鮮肉的典型泡沫塑料盤是不能達到的。
FDA指引還指出，「透氧包裝的使用並不能補償諸如在已排出空氣的容器深處進行包裝這種操作所造成的氧氣交換限制」。如果不能符合FDA有關透氧性的指引，則必須建立食品工業中廣泛採用的質量保證方案——關鍵控制點的危害分析(Hazard Analysis of CriticalControl Points，HACCP)方案。要求進行溫度監測，且在裝運容器上必須提供時間/溫度指標(time/temperature indicators，TTI’s)。雖然在配送鏈當中可實現溫度控制和監測，但要在被包裝鮮魚售予消費者後做到這一點是不切實際的。可能會造成危險水平的肉毒桿菌毒素的時間和溫度組合，在被包裝鮮魚銷售後消費者後的處理過程中容易出現。
因此需要開發出具有特定透氣性和內含構架元件(framing element)的真空貼體包裝，所述構架元件能將被包裝貨物保持在其中，從而給包裝提供足夠的剛硬性，但它不會接觸內容物(即被包裝貨物)。貨物只與透氣膜接觸，所述膜允許足夠的氧氣接觸貨物的表面。如果在包裝的頂部空間中可獲得氧氣以抑制厭氧生物的生長，則包裝可用不透氣材料製成。但是，難以在這種包裝的頂部空間中提供充足的氧氣，來提供對抗厭氧菌生長的延長保護作用。
發明概述本發明包括可裝納易腐貨物的真空貼體包裝，所述包裝包括或生產自(a)透氣貼體包裝塑料材料做成的第一柔性織物(web)；(b)一個或多個剛性或半剛性構架元件以包圍但不接觸易腐貨物；和(c)透氣貼體包裝塑料材料做成的第二柔性織物，其中所述第一柔性織物和所述第二柔性織物密封在一起以裝納易腐貨物。所述包裝可包括或生產自透氧率(OTR)大於或等於10,000cc/m2/24hr的透氣塑料材料。
本發明還包括包裝貨物的方法，所述方法包括(a)將易腐貨物放在透氣貼體包裝塑料材料做成的第一柔性織物上，與所述第一柔性織物的內表面接觸；(b)放上一個或多個剛性或半剛性構架元件與所述第一柔性織物的內表面接觸，以包圍但不接觸易腐貨物；(c)將透氣貼體包裝塑料材料做成的第二柔性織物放在易腐貨物和一個或多個剛性或半剛性構架元件上，使得所述第二柔性織物的內表面與所述易腐貨物、一個或多個剛性或半剛性構架元件和第一柔性織物的內表面接觸；和(d)將所述第一柔性織物和所述第二柔性織物密封在一起，以裝納所述一個或多個剛性或半剛性構架元件和易腐貨物。
或者，所述方法可包括(a)將易腐貨物放在透氣貼體包裝塑料材料做成的第一柔性織物上，與所述第一柔性織物的內表面接觸；(b)將透氣貼體包裝塑料材料做成的第二柔性織物放在易腐貨物上，使得所述第二柔性織物的內表面與所述易腐貨物和第一柔性織物的內表面接觸；(c)放上一個或多個剛性或半剛性構架元件與所述第一柔性織物的外表面接觸，任選與所述第二柔性織物的外表面接觸，以包圍但不接觸易腐貨物；和(d)將所述第一柔性織物和所述第二柔性織物密封在一起，以裝納易腐貨物。
發明詳述術語微米(μ，micron)等於l毫米(mm)的1/1000。微米有時稱為μm。術語千分之一英寸(mil)等於l英寸的1/1000或25.4微米。
詞語「內表面」指薄膜或包裝織物與被包裝貨物接觸的表面，其在包裝形成後被包含在包裝內部。包裝織物的內表面同時充當食品接觸表面和密封表面，因為該表面的某些部分與食品接觸，該表面的其它部分則在進行密封的區域中。
詞語「外表面」指薄膜或包裝織物不與被包裝貨物接觸的表面，其在包裝形成後提供包裝的外表。
易腐貨物可為肉、魚、家禽、蔬菜或它們兩種或更多種的組合，但如有需要也可包裝其它類型的貨物如其它食品。
包裝織物可由OTR優選大於或等於10,000cc/m2/24hr的熱塑性組合物膜製成。
膜的OTR決定於膜的厚度和膜組合物的固有滲透性。滲透性決定於溫度、相對溼度和撞擊膜的氣體壓力等因素。通常採用歸一化到23℃、50％相對溼度和1大氣壓的標準條件計算OTR。
為使包裝有好的外觀以便零售展示，還宜使用不因被包裝貨物的重量而被拉長(即抗蠕變)的薄膜。
在本發明這個方面的第一個實施方案中，所述一個或多個構架元件置於所述第一柔性織物和所述第二柔性織物之間，使得所述一個或多個構架元件與所述第一柔性織物的內表面接觸，並與所述第二柔性織物的內表面接觸，以包圍但不接觸易腐貨物；所述第一柔性織物和所述第二柔性織物密封在一起，以裝納所述一個或多個構架元件和易腐貨物。
在本發明這個方面的第二個實施方案中，所述一個或多個構架元件與所述第一柔性織物的外表面接觸，任選與所述第二柔性織物的外表面接觸，以包圍但不接觸易腐貨物；所述第一柔性織物和所述第二柔性織物密封在一起，以裝納易腐貨物。
適合於包裝織物的薄膜可包括茂金屬催化聚乙烯(mPE)(特別是密度低於0.91g/cc的等級，更特別是密度低於0.89g/cc的等級)，其OTR高。
本發明採用的茂金屬催化聚乙烯(mPE)可為本領域公知的任何聚乙烯，條件是透氧性足夠高，以提供包裝織物所需的必要滲透性。更具體的說，茂金屬催化聚乙烯的密度應低於0.91g/cc，優選低於0.89g/cc，在這些密度下，23℃和50％相對溼度下的歸一化OTRn將大於約12,400cc-mil/m2·天·atm，優選大於約20,000cc-mil/m2·天·atm。這些mPE可任選與其它低結晶聚烯烴或非晶形聚乙烯(如低密度聚乙烯，LDPE；線型低密度聚乙烯，LLDPE；其它mPE等)共混，條件是共混物保持相當高的滲透性。所述組合物可進一步包含乙烯共聚物，如乙烯/乙酸乙烯酯共聚物或乙烯/(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物，以改善加工性能。此外，所述組合物可進一步包含至少部分用無機陽離子中和的乙烯/酸共聚物(即離子交聯聚合物)。
例如，密度低於0.89g/cc、OTRn大於約20,000cc-mil/m2·天·atm的2-mil厚mPE膜，其OTR將為10,000cc-mil/m2/24h。
包含至少部分上用陽離子中和並用有機酸改性過的乙烯共聚物(離子交聯聚合物)的組合物也適合用於製備透氧性高的薄膜。這些組合物在PCT專利申請出版物WO03/089240中有更詳細的描述。該出版物還描述了透氧性高的多層薄膜，其可包含至少一層改性離子交聯聚合物和至少一層mPE。
乙烯共聚物是以下聚合物，其可包含衍生自約5至約50％，或約10至約19％，或12至15％(重量，wt％，以乙烯共聚物的總重量計)的極性單體的重複單元，單體如丙烯酸、烷基丙烯酸或丙烯酸烷基酯或它們兩種或更多種的組合。烷基可含有最多約20個碳原子，如為甲基、乙基、丁基、異丁基、戊基、己基和它們兩種或更多種的組合。
乙烯共聚物可包含最多35wt％的任選共聚單體，如一氧化碳、二氧化硫、丙烯腈、馬來酸酐、馬來酸二酯、(甲基)丙烯酸、馬來酸單酯、衣康酸、富馬酸、富馬酸單酯、這些酸的鹽、丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯和縮水甘油乙烯醚及它們兩種或更多種的組合。
乙烯共聚物的酸部分可用陽離子中和，以產生離子交聯聚合物。中和可例如用金屬離子進行至約0.1至約100，或約10至約90，或約20至約80，或約20至約40百分比(以總羧酸含量計)。金屬離子可為單價、二價、三價、多價離子或它們兩種或更多種的組合。
離子交聯聚合物還可為中和度大於20％的離子交聯聚合物和例如乙烯/(甲基)丙烯酸共聚物的共混物，以獲得所需的中和程度。
乙烯共聚物的實例包括但不限於乙烯/丙烯酸甲酯(EMA)、乙烯/丙烯酸乙酯(EEA)、丙烯酸乙酯(EA)、乙烯/丙烯酸丁酯(EBA)、乙烯/丙烯酸異丁酯/甲基丙烯酸、乙烯/丙烯酸甲酯/馬來酸酐、乙烯/丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸縮水甘油酯(EBAGMA)和乙烯/丙烯酸丁酯/一氧化碳(EBACO)及丙烯酸丁酯(BA)。
市售的乙烯共聚物的實例包括可獲自E.I.du Pont de Nemours andCompany(DuPont，美國德拉瓦州威爾明頓市)的共聚物，其商標為Surlyn、Nucrel、Appeel、Bynel、Elvaloy和Elvax。
薄膜、多層薄膜和相應的膜結構的製作可通過本領域實施的任何方法來進行。因此薄膜和膜結構通常可通過各種方法(例如吹膜、鼓泡技術、機械拉伸等或者層壓)來進行鑄塑、擠出、共擠出等，包括(沿軸或雙軸)方向。本領域通常實施的各種添加劑可存在於各膜層中，包括存在於粘結層等之中，條件是它們的存在基本不改變可滲透薄膜或膜結構的特性。這種添加劑可包括抗氧化劑和熱穩定劑、紫外(UV)光穩定劑、顏料和染料、填料、防滑劑、增塑劑、其它操作助劑等。
本發明的包裝包含兩張透氣膜織物。這兩張膜織物通常是兩張單獨的膜片。織物可由完全相同的組合物和外觀組成。或者，一張織物可不同於另一張織物。例如，一張織物可以透明，允許看見被包裝貨物。而另一張織物可以不透明和/或塗色，以提供背景。一張或兩張織物也可印上圖案、標識、包括字母數字正文和/或其它內容等，以給包裝提供悅人外觀和/或給消費者提供信息。本領域技術人員可認識到，可將單張膜織物對摺，以提供兩張疊置的織物，或者可將薄膜構成管狀物，使得管狀物的兩個疊置部分相當於兩張膜織物。
包裝可由兩張透氣包裝膜織物製成。將包裝內容物放在膜織物之間並施加真空後，通過使兩張織物的周邊粘附在一起，優選熱封在一起，形成包裝。同樣如本領域所公知和實施，包裝的熱封周邊可通過將第一和第二聚合物膜織物疊合在一起，然後相互間直接熱封在一起或者藉助使用中間第三聚合物膜間接熱封在一起來獲得。
剛性或半剛性構架元件可由紙板或熱塑性組合物如聚酯製成。
可按規定尺寸製作構架元件，使得它們能包圍待包裝貨物，但不會接觸貨物。例如但不是限制性地，構架元件可確定長度約10至約30cm、寬度約10至約30cm的包裝區域，待包裝貨物就放在這當中。雖然本文主要按矩形區域進行描述，但也可設想其它形狀。
構架元件可加以成形、裝飾、賦予紋理結構等，以給包裝提供悅人的外觀。構架元件也可印上圖案、標識、文字數字正文和/或其它內容等，以給包裝提供悅人外觀和/或給消費者提供信息。
構架元件的一個實施方案包括大體扁平的單片紙板或熱塑性組合物，其形成能提供成形周邊邊緣，中間是同心開口。這個實施方案可以以大體共面的方式與柔性包裝織物接觸，類似於相框所用的襯邊(mat)。成形周邊可例如為矩形。周邊的拐角可為直角或成圓角。同心開口可為較小尺寸的類似形狀，以在構架元件外形周圍提供等尺寸的邊緣。或者，開口可為不同於周邊外形的形狀，以提供具有不同尺寸的邊緣，其決定於開口相對於周邊的方向。周邊和/或同心開口可使用矩形之外的形狀。構架元件的這個實施方案的厚度可為約0.5mm至約3mm。邊緣的尺寸可為約1cm至約3cm或更大，這取決於所設想的周邊和同心開口的形狀和大小。
構架元件的另一個實施方案包括一條或多條大體扁平的紙板條帶或熱塑性組合物條帶，它們成形後能形成成形周邊邊緣的各部分。這個實施方案的條帶將以大體共面的方式與柔性包裝織物接觸。例如，當中有一定間隔的兩條條帶可用來確定矩形的兩邊(例如矩形的兩長邊)，這兩條條帶之間的間隔距離提供另外兩邊(例如矩形的兩短邊)的尺寸。或者，條帶可確定包裝區域的周邊的其它部分。例如，條帶可形成包括拐角和兩相鄰邊部分的成形周邊的一部分。條帶可形成包括一邊、兩拐角和兩相鄰邊部分的成形周邊的一部分。還可形成條帶，使它們能提供矩形之外的形狀。例如，條帶可形成為拱形，以提供彎曲形狀。條帶可為約1cm至約3cm寬，或更寬，這取決於所設想的包裝區域的形狀和大小。
構架元件的另一個實施方案包括紙板條帶或熱塑性組合物條帶，它成形後能確定出以下包裝區域，該包裝區域大體與包裝織物共面，但在與包裝織物平面垂直的方向上還由相當的尺寸，以確定出包裝體積。
如上所公開，構架元件可位於或放在兩張柔性包裝織物之間，以確定包裝區域並被密封在包裝內部。根據這個實施方案的包裝可如下製成(a)將易腐貨物放在透氣貼體包裝塑料材料做成的第一柔性織物上，與所述第一柔性織物的內表面接觸；(b)放上一個或多個剛性或半剛性構架元件與所述第一柔性織物的內表面接觸，以包圍但不接觸易腐貨物；(c)將透氣貼體包裝塑料材料做成的第二柔性織物放在易腐貨物和一個或多個剛性或半剛性構架元件上，使得所述第二柔性織物的內表面與所述易腐貨物、一個或多個剛性或半剛性構架元件和第一柔性織物的內表面接觸；和(d)將所述第一柔性織物和所述第二柔性織物密封在一起，以裝納所述一個或多個剛性或半剛性構架元件和易腐貨物。
可如此進行步驟(a)和(b)，使得(a)在(b)之前進行、b)在(a)之前進行或同時進行。
在本發明包裝的第二個實施方案中，構架元件可位於或放在包裝的外面上，與一張或兩張包裝織物的外表面接觸，位於包裝的外部。
這第二個實施方案的一個實例包括以下包裝，其中構架元件粘附於一張透氣織物的外表面，所述構架元件包括大體扁平的單張紙板或熱塑性組合物，其具有成形周邊邊緣，當中是同心開口。構架元件可通過包括例如熱熔性粘合劑或熱封的方式來粘合。
或者，構架元件包括大體扁平的單張紙板或熱塑性組合物，其能沿透氣包裝織物的周圍摺疊，以提供帶開口的成形周邊。在這個實施例中，構架元件的一部分粘附於第一包裝織物的外表面，另一部分粘附於第二包裝織物的外表面。
根據這個實施方案的包裝可如下製成(a)將易腐貨物放在透氣貼體包裝塑料材料做成的第一柔性織物上，與所述第一柔性織物的內表面接觸；(b)將透氣貼體包裝塑料材料做成的第二柔性織物放在易腐貨物上，使得所述第二柔性織物的內表面與所述易腐貨物和第一柔性織物的內表面接觸；(c)放上一個或多個剛性或半剛性構架元件與所述第一柔性織物的外表面接觸，任選與所述第二柔性織物的外表面接觸，以包圍但不接觸易腐貨物；和(d)將所述第一柔性織物和所述第二柔性織物密封在一起，以裝納易腐貨物。
由於構架元件位於包裝的外面，涉及放置構架元件的步驟(c)可在步驟(a)之前進行、在步驟(b)之前進行、步驟(d)之前進行或在步驟(d)之後進行；或者與步驟(a)或(b)之一同時進行。
權利要求
1.一種用以裝納易腐貨物的真空貼體包裝，所述包裝包括(a)透氣貼體包裝塑料材料做成的第一柔性織物；(b)一個或多個剛性或半剛性構架元件以包圍但不接觸易腐貨物；和(c)透氣貼體包裝塑料材料做成的第二柔性織物；其中所述第一柔性織物和所述第二柔性織物密封在一起以裝納易腐貨物。
2.權利要求1的包裝，其中所述透氣塑料材料的OTR大於或等於10,000cc/m2/24hr。
3.權利要求2的包裝，其中所述透氣塑料材料包括茂金屬催化聚乙烯。
4.權利要求2的包裝，其中所述透氣塑料材料包括至少部分用至少一種陽離子中和、用至少一種有機酸改性或同時進行這兩種處理的乙烯/酸共聚物。
5.權利要求2的包裝，其中所述一個或多個構架元件置於所述第一柔性織物和所述第二柔性織物之間，使得所述一個或多個構架元件與所述第一柔性織物的內表面接觸，並與所述第二柔性織物的內表面接觸，以包圍但不接觸易腐貨物；所述第一柔性織物和所述第二柔性織物密封在一起，以裝納所述一個或多個構架元件和易腐貨物。
6.權利要求2的包裝，其中所述一個或多個構架元件與所述第一柔性織物的外表面接觸，任選與所述第二柔性織物的外表面接觸，以包圍但不接觸易腐貨物；所述第一柔性織物和所述第二柔性織物密封在一起，以裝納易腐貨物。
7.一種包裝貨物的方法，所述方法包括(a)將易腐貨物放在透氣貼體包裝塑料材料做成的第一柔性織物上，與所述第一柔性織物的內表面接觸；(b)放上一個或多個剛性或半剛性構架元件與所述第一柔性織物的內表面接觸，以包圍但不接觸易腐貨物；(c)將透氣貼體包裝塑料材料做成的第二柔性織物放在易腐貨物和一個或多個構架元件上，使得所述第二柔性織物的內表面與所述易腐貨物、一個或多個剛性或半剛性構架元件和第一柔性織物的內表面接觸；和(d)將所述第一柔性織物和所述第二柔性織物密封在一起，以裝納所述一個或多個構架元件和易腐貨物。
8.一種包裝貨物的方法，所述方法包括(a)將易腐貨物放在透氣貼體包裝塑料材料做成的第一柔性織物上，與所述第一柔性織物的內表面接觸；(b)將透氣貼體包裝塑料材料做成的第二柔性織物放在易腐貨物上，使得所述第二柔性織物的內表面與所述易腐貨物和第一柔性織物的內表面接觸；(c)放上一個或多個剛性或半剛性構架元件與所述第一柔性織物的外表面接觸，任選與所述第二柔性織物的外表面接觸，以包圍但不接觸易腐貨物；和(d)將所述第一柔性織物和所述第二柔性織物密封在一起，以裝納易腐貨物。
全文摘要
本發明公開用以包裝易腐食品如肉、魚、家禽、蔬菜或其它食品的包裝和方法。所述包裝包括真空貼體包裝，其包括具有特定包裝透氣性要求的薄膜和用以保持被包裝貨物的構架元件。
文檔編號B65D65/00GK1950269SQ200580014404
公開日2007年4月18日 申請日期2005年3月8日 優先權日2004年3月11日
發明者D·L·維斯奧利, J·P·小卡內, T·A·裡伯特, S·L·V·莫雷 申請人:納幕爾杜邦公司