CN101331067B - 高温透气袋 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了高温透气食物制备袋及其制造和使用方法，高温透气食物制备袋用来包装食品以便贮藏、运输和制备。高温透气食物制备袋由密封端、开口端、至少一个侧壁、以及透气孔密封物组成，其中至少一个侧壁由具有透气孔的第一热塑性膜组成，而透气孔密封物由第二热塑性膜组成。透气孔密封物通过非粘合剂密封熔合到侧壁从而封闭透气孔。在升高的温度下，透气孔密封物至少部分地从侧壁分开，从而打开透气孔。至少一个透气孔的打开并不取决于内部液体或气体压力的积累，因而适用于真空包装技术。提供了透气的烹饪技术，其允许在烹饪过程中无需操作食物制备袋就能使牛肉及家禽褐变和烘脆。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2005年12月14日提交的、序列号为11/300,175的美国申请的权益，在此以引用方式将其公开内容全部并入本文。
技术领域
本发明一般涉及用于食品服务应用的袋子，更具体地涉及可以用来包装食品以便贮藏、运输和制备的高温透气食物制备袋。
背景技术
已经采用很多包装结构以用于食物贮藏、保存和烹饪。聚合物膜由于其柔韧性及重量轻的特点已经用于这些目的。例如，用在低温烹饪应用的传统聚合物膜成分由聚丙烯和聚乙烯组成。例如，低温烹饪应用包括开水烹饪技术，即袋内煮沸应用。但是传统的袋子由于会熔化或附着到保存在袋子内的食品上而不太适合于高温烹饪应用，如烹饪牛肉。
此外，传统的袋子通常是用含有粘合剂的密封(即基于粘合剂的密封)制作的。尽管一些粘合剂为低温烹饪技术提供可靠的密封，但许多粘合剂由于在高温烹饪应用过程中的机械失效或者由于粘合剂不适合用于温度升高的食品而不适合用于高温烹饪应用。
食品包装行业不断地寻求耐撕拉、耐磨损的、更加牢固、更加耐用的袋子，以便将食品与外部环境完全隔离开来。一直以来传统的袋子通过增加规格厚度(gauge thickness)来具有较佳的机械特性，如抗张强度及耐用性。然而，由于用来制造膜的聚合物量与袋子的总生产成本直接相关，所以使用较厚膜的成本对于许多包装应用而言，在经济上通常是不切实际的。
因此，需要改进食物制备包装物及其制造和使用方法，以克服与传统食品包装物有关的缺点。
发明内容
提供了高温透气食物制备袋及制造和使用该高温食物制备袋的 方法，该高温食物制备袋可以用来包装食品以便贮藏、运输及制备。本文中的高温透气食物制备袋指食物制备袋，它由密封端、具有至少一个透气孔的至少一个侧壁、开口端和至少一个透气孔密封物组成。至少一个侧壁背离密封端延伸，并在远边缘处形成开口端。至少一个透气孔例如可以是两个侧壁之间的空隙，或者可以是多个透气孔，例如侧壁内的孔或切口。
透气孔密封物通过非粘合剂密封(如热封或超声波密封)附连到至少一个侧壁的外表面或内表面以在室温或低于室温下封闭至少一个透气孔。在升高的温度下，包括超过220℉的高温烹饪温度，透气孔密封物至少部分地从至少一个侧壁分开，从而打开至少一个透气孔密封物。至少一个透气孔的打开并不依赖于内部液体压力或气体压力的积累，因而适合用于真空包装技术中。因此烹饪食物制备袋可实现对食品的透气烹饪，以在食物制备袋放置到烤箱中之后不需要对其操作就可提供褐变烘脆的食品。
至少一个侧壁由第一热塑性膜组成，第一热塑性膜的大部分由热塑性聚合物组成。至少一个透气孔密封物由第二热塑性膜组成，第二热塑性膜的大部分由热塑性聚合物组成，该热塑性聚合物的维卡软化温度与第一热塑性膜的维卡软化温度不同。例如，热塑性聚合物包括聚酯、聚酰胺、聚烯烃、聚乙烯基氯化物、聚苯乙烯或其组合。
理想情况下，至少一个侧壁在超过约100℉时收缩至少约5％，以在升高的温度下对至少一个侧壁和透气孔密封物之间的密封施加拉力。拉力有助于至少一个透气孔的打开。食物制备袋在高温下通过第一热塑性膜的收缩而透气，同时在低温下保持高密封强度，这为贮藏和烹饪食品(例如牛肉或家禽)提供了理想的包装。
用于制造高温透气食物制备袋的方法包括以下步骤：提供第一热塑性膜和第二热塑性膜，以及在不用粘合剂密封的情况下形成袋子结构。首先，使用传统技术制备至少一个侧壁，例如使用第一热塑性膜的管状材料或将多片第一热塑性膜熔合在一起形成袋子。然后，由第二热塑性膜组成的至少一个透气孔密封物通过非粘合剂密封可操作地熔合成第一热塑性膜，以在室温下封闭至少一个密封物，同时能够使至少一个透气孔在足以烹饪食品的温度下打开。
使用高温透气食物制备袋制备食品的方法包括以下步骤：首先将食品放置在高温透气食物制备袋中，并且封闭开口端。然后，将食品加 热到足以烹饪食品的温度，包括大于约220℉或者大于约400℉的温度，在加热过程中，至少一个侧壁至少部分地与透气孔密封物分开。与不使用袋子的传统烹饪技术相比，高温烹饪食物制备袋增加了肉类的可销售重量，即“肉类产量”。
附图说明
通过参考所附的详细说明和下列附图可以更好地理解本发明的许多特征和优点，图中：
图1A是示例性高温透气食物制备袋的顶视图。
图1B是示例性高温透气食物制备袋的底视图。
图2A是具有多个透气孔的示例性高温透气食物制备袋的顶视图。
图2B是具有多个透气孔的另一个示例性高温透气食物制备袋的顶视图。
图3A是示例性高温透气食物制备袋的横截面图。
图3B是另一个示例性高温透气食物制备袋的横截面图。
图3C是另一个示例性高温透气食物制备袋的横截面图。
图4A是包含食品的示例性高温透气食物制备袋的顶视图。
图4B是包含大于100℉的食品的示例性高温透气食物制备袋的顶视图。
图4C是包含大于220℉的食品的示例性高温透气食物制备袋的顶视图。
具体实施方式
本发明提供了高温透气食物制备袋及其制造和使用方法，该高温食物制备袋可以用来包装食品以便贮藏、运输及制备。高温透气食物制备袋(在此称为“食物制备袋”)由密封端、具有至少一个透气孔的至少一个侧壁、开口端和至少一个透气孔密封物组成。至少一个侧壁背离密封端延伸，并在远边缘处形成开口端。至少一个侧壁是第一热塑性膜，该第一热塑性膜的至少一个透气孔将该膜的内表面连接到该膜的外表面。第一热塑性膜的大部分由热塑性聚合物组成。至少一个透气孔密封物是第二热塑性膜，该第二热塑性膜通过非粘合剂密封熔合到第一热塑性膜以在室温下封闭至少一个透气孔。第二热塑性膜大部分由热塑性聚合物组成。在足以烹饪食品的烹饪温度下，第二热塑性膜从第一热塑性膜分开，从而打开 至少一个透气孔。用于制造食物制备袋的方法包括以下步骤：首先提供第一热塑性膜和第二热塑性膜，以及在不用粘合剂密封的情况下形成主要袋子结构。
使用食物制备袋制备食品的方法包括以下步骤：首先将食品放置在食物制备袋中，并将食品加热到足以烹饪食品的温度。在烹饪过程中，至少一个侧壁至少部分地从透气孔密封物分开，以排出食物制备袋内部的气体和水分，促进食品的褐变和烘脆。
本文使用的“足以烹饪食品的温度”指本领域技术人员悉知的用来烹饪给定食品的温度。本文使用的“高温烹饪”在至少约220℉的温度进行。本文使用的“袋子”指用于贮藏或容纳一件物品或若干物品的容器，例如包括真空袋、包装袋、小袋、口袋和用来容纳物品以便包装、运输和烹饪的容器。
图1A是示例性高温透气食物制备袋的顶视图。图1B是示例性高温透气食物制备袋的底视图。图2A和图2B是具有多个透气孔的示例性高温透气食物制备袋的替代实施例的顶视图。参考图1A，图1B，图2A和图2B，食物制备袋1由具有至少一个透气孔3的至少一个侧壁2、密封端4、开口端5和至少一个透气孔密封物6组成。
至少一个侧壁2是一个或多个由形成食物制备袋1的第一热塑性聚合物膜组成的侧壁。至少一个侧壁2可以是管状材料的膜或者是熔合(即不用粘合剂密封的)第一热塑性膜的各个片来形成袋子。至少一个侧壁2包括至少一个透气孔3。
至少一个侧壁2背离密封端4延伸，并在远边缘7处形成开口端5。密封端4是通过使用本领域技术人员已知的无粘合剂的方法密封至少一个侧壁2的相邻边缘来制备的，包括从如线脉冲(wire impulse)密封技术、脉冲密封技术、旋转热封、热刀热封、热棒密封的热封技术以及超声波密封技术中选择的技术。密封端4优选是热封。在由第一热塑性膜的各个片熔合在一起组成的食物制备袋的替代实施例中，食物制备袋由多个侧壁2组成，多个侧壁2通过无粘合剂技术熔合形成两个或多个密封端4。
至少一个透气孔3是将至少一个侧壁2的内表面8连接到至少一个侧壁2的外表面9的一个或多个孔。至少一个透气孔3可以位于食物制备袋的上部、侧部、端部或底部，或者可以位于这些位置组合的任何位置处。孔的尺寸和形状是本领域已知的任何尺寸和形状。例如，至少一个 透气孔3可以是多个切口、穿孔、几何形状、半月形状或其组合。例如如图1A和图1B所示，至少一个透气孔3可以是在至少一个侧壁内的空隙或者切口。例如如图2A和图2B所示，至少一个透气孔3可以是多个半月形状的孔或圆。
至少一个透气孔密封物6是第二热塑性聚合物膜，该第二热塑性聚合物膜被熔合到至少一个侧壁2的表面从而在室温或低于室温下封闭(即密封)至少一个透气孔3。至少一个透气孔密封物6为本领域技术人员已知的任何形状，其覆盖至少一个透气孔3，包括例如覆盖如图1A，图1B和图2B所示的一个孔或多个孔的带，或者覆盖如图2A所示的各个孔的多个透气孔密封物6。
图3A和图3B是示例性高温透气食物制备袋的横截面图。参考图3A和图3B，至少一个透气孔密封物6被熔合到至少一个侧壁2的内表面8或其外表面9。至少一个透气孔密封物6通过本领域技术人员所知的非粘合剂密封被熔合到至少一个侧壁2。非粘合剂密封包括热封、超声波密封及其组合。优选地，至少一个透气孔密封物6通过热封被熔合到至少一个侧壁2。
至少一个侧壁2和透气孔密封物6之间的密封是与被制造成是“故意脆弱”的传统密封有所区别的耐用密封。本文使用的“耐用”密封是指那些在不烹饪温度下内部不比普通的食品包装和运输可接受的密封更脆弱的密封，如食品包装行业所使用的。例如，在美国专利号6,582,123B1中描述了具有“故意脆弱”密封的传统袋子，其作为引用全部并入本文。例如，在美国专利号3,716,369中描述了采用粘合剂密封的传统袋子，其作为引用全部并入本文。
第一热塑性膜的大部分是由热塑性聚合物组成的单层或多层膜。热塑性聚合物包括本领域技术人员所知的传统的热塑性聚合物，包括弹性体。例如，热塑性聚合物包括无弹性聚酯、聚酯弹性体、聚烯烃、聚酰胺，聚酰胺例如尼龙、聚乙烯基氯化物、聚苯乙烯或其组合。
例如，无弹性聚酯包括聚对苯二甲酸丁二烯、聚对苯二甲酸乙二酯或其组合。例如，聚酯弹性体包括聚酯均聚物和聚酯嵌段共聚物，即热塑性共聚多酯型弹性体(TPE-E’或COPE)。聚酯嵌段共聚物包括具有交替的大致为结晶段和低结晶段的任何聚酯型嵌段共聚物。示例性聚酯醚嵌段共聚物、聚酯酯嵌段共聚物及其合成物的描述可在“Encyclopedia of Polymer Science and Technology”(1985)的一些章中找到，其作为引用全部并入本文。示例性热塑性膜在美国专利号6,682,792B2和美国专利申请序号10/706,351中有描述，它们作为引用全部并入本文。优选地，第一热塑性膜是经FDA(美国食品药品管理局)批准的可用于人类消费的食物的膜。优选的聚酯聚合物呈现出有利的拉力特性、强度、耐用性和经受高温烹饪应用不粘附到肉类产品上的性能。更加优选的膜由定向聚酯组成。
优选的聚酯嵌段共聚物为聚酯醚嵌段共聚物或聚酯酯嵌段共聚物。聚酯嵌段共聚物更加优选为聚酯醚嵌段共聚物。聚酯醚嵌段共聚物和聚酯酯嵌段共聚物包括重复低结晶聚酯段A和结晶化聚酯段B的交替酯单元。在一个实施例中，段A包含无定型聚酯、聚酯或其组合，段B包含结晶或半结晶聚对苯二甲酸丁二烯。
聚酯醚嵌段共聚物和聚酯酯嵌段共聚物可以不同的商品名购买。例如，DSM Engineering公司生产的Arnitel，DuPont生产的Hytrel 和Ticona生产的Riteflex
都是适用的聚酯醚嵌段共聚物和聚酯酯嵌段共聚物。优选的聚酯醚嵌段共聚物为从DSM Engineering购买的Arnitel产品线，例如Arnitel
EM630。另一个优选的聚酯弹性体膜是M&Q PackagingCorp.，Schuylkill Haven PA生产的MQ501，它是双轴定向聚酯型收缩膜(25％机器方向收缩，30％横向方向收缩)。MQ501膜具有大约453℉的维卡软化点。
本文使用的聚烯烃包括本领域技术人员已知的所有聚烯烃。除芳香族化合物中的甲缩醛烃之外，聚烯烃包括具有一个或多个碳-碳双键的非环状烃和环状烃。聚烯烃包含烯烃和环烯及相应的多烯烃。聚烯烃还包括烯烃共聚物。烯烃聚合物和烯烃共聚物可以用官能团代替。示例性的聚烯烃的描述在CRC Handbook of Chemistry and Physics，79th.ed.(1998)的一些章中找到，其作为引用全部并入本文。例如，聚烯烃包括聚乙烯聚合物、聚丙烯聚合物和聚乙烯/聚丙烯共聚物。
优选的聚烯烃是线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、乙烯醋酸乙烯酯、聚乙烯/聚丙烯共聚物和超低密度聚乙烯/辛烯共聚物。更为优选的聚烯烃是线性低密度聚乙烯共聚物和超低密度聚乙烯/辛烯共聚物。
例如，聚烯烃可从Voridian或Dow购买。示例性的超低密度乙烯/辛烯共聚物可从Dow购买，品名为AttaneTM 430IG。
本文使用的“尼龙”指本领域技术人员已知的任何尼龙聚合物。“尼龙”包括通常已知的聚酰胺聚合物，如Nylon 6和Nylon 66。尼龙可以购买得到，例如来自BASF的B4FN或KR4418核化Nylon 6。
当本文使用如温度或组成范围这类的范围表示物理或化学特性时，旨在包括范围的所有组合或子组合和其中的特定实施例。
第一热塑性膜由至少85wt％的热塑性聚合物组成。第一热塑性膜优选由至少90wt％的热塑性聚合物组成。第一热塑性膜更加优选由约90到约99.5wt％的热塑性聚合物组成。第一热塑性膜更一步优选由约95到约99.5wt％的热塑性聚合物组成。
第一热塑性膜具有的规格厚度至少约0.25密耳。第一热塑性膜优选具有的规格厚度为约0.5密耳到约7.0密耳。第一热塑性膜更加优选具有的规格厚度为约1.0密耳到约5.0密耳。
第一热塑性膜具有的维卡软化温度为约100℉或更高。如ASTMD1525中描述的，本文使用的“维卡软化温度”指平顶针穿过聚合物试样到达试样负荷下1毫米深度时的温度。维卡软化温度反映聚合物材料用于温度升高的应用时所期望的软化点。第一热塑性膜的维卡软化温度与第二热塑性膜的维卡软化温度不同。第一热塑性膜的维卡软化温度可以比第二热塑性膜的维卡软化温度更高或者更低。第一热塑性膜优选具有的维卡软化温度为约150℉或更高，更加优选大于约180℉。第一热塑性膜更加优选具有的维卡软化温度为约220℉或更高，甚至优选大于约300℉。第一热塑性膜更进一步优选具有的维卡软化温度为约350℉或更高，甚至更加优选大于约400℉。在第一热塑性膜是多层膜的实施例中，与至少一个透气孔密封物接触的膜层表现出上面提到的维卡软化温度。旨在包括上面引用的维卡软化温度范围的所有组合和子组合以及维卡软化温度范围端点的所有组合和子组合，如将具有的维卡软化温度为约180℉到约300℉的第一热塑性膜包括在内。
第二热塑性膜是由本领域技术人员已知的传统热塑性聚合物(包括弹性体)组成的单层或多层膜。例如，第二热塑性膜包括无弹性聚酯、聚酯弹性体、聚烯烃、聚酰胺，聚酰胺包括例如尼龙、聚乙烯基氯化物、聚苯乙烯或其组合。第二热塑性膜优选是由至少一层聚酯弹性体组成的多层膜。第二热塑性膜优选是FDA批准的可与用于人类消费的食品接触的膜。
在一个实施例中，第二热塑性膜是由第一聚酯弹性体层和第二聚烯烃层组成的多层膜。在另一个实施例中，第二热塑性膜是由至少一层聚酯均聚物和至少一层聚酯共聚物组成的多层膜。
第二热塑性膜包括本领域技术人员已知的可购买的示例性聚酯掩盖材料(lidding stock)。例如，第二热塑性膜是可从的Phoenix Films，Inc.，Clearwater，FL购买，品名为Phoenix PET 10.63膜。Phoenix PET 10.63是由第一均聚物聚酯层和第二热封层组成的双层膜。掩盖材料的另一个例子是可从PuPont Inc.，Wilmington DE购买的MylarOL双轴定向聚酯膜。Mylar OL有两个维卡软化点，对于外层均聚物聚酯为430℉，对于内部热封层约为250℉。优选的掩盖材料的另一个例子是可从Phoenix Films，Inc.，Clearwater，FL购买的Phoenix PET-TLF 100。Phoenix PET-TLF 100是由层压到聚乙烯热封层的第一均聚物聚酯层组成的双轴定向膜。
第二热塑性膜的维卡软化温度与第一热塑性膜的维卡软化温度不同。第二热塑性膜的维卡软化温度可以比第一热塑性膜的维卡软化温度更高或者更低。第二热塑性膜优选具有的维卡软化温度为约100℉或者更高。第二热塑性膜优选具有的维卡软化温度为约150℉或者更高，更优选大于约200℉。第二热塑性膜更加优选具有的维卡软化温度为约220℉或者更高，甚至更加优选大于约300℉。第二热塑性膜更进一步优选具有的维卡软化温度为约325℉或者更高，甚至更加优选大于约350℉。在第二热塑性膜为多层膜的实施例中，与至少一个侧壁接触的膜表现出上面提到的维卡软化温度。旨在包括上面引用的维卡软化温度范围的所有组合和子组合以及维卡软化温度范围端点的所有组合和子组合，如将具有的维卡软化温度为约150℉到约325℉的第二热塑性膜包括在内。
第一热塑性膜和第二热塑性膜优选具有至少一个膜表面，即食物制备袋的内表面，它在高烹饪温度下表现出对食品的低粘附。“低粘附”表面会与食品接触。食品包装和制备领域的技术人员认识到在高温烹饪条件下，即大于约210℉时肉的粘附增加。因此，在一个实施例中，与食品接触的第一热塑性膜和第二热塑性膜的每层的维卡软化温度约为210℉或者更高，结晶熔化温度约为248℉或者更高。
第二热塑性膜具有的规格厚度至少约0.25密耳。第二热塑性膜优选具有的规格厚度为约0.5密耳到约7.0密耳。第二热塑性膜更加优选具有的规格厚度为约1.0密耳到约5.0密耳。在由多层膜组成的实施例中， 第二热塑性膜可以由规格厚度变化的多层膜组成，膜厚度的任意组合产生以上所述的规格厚度。
第二热塑性膜由至少85wt％的热塑性聚合物组成。第一热塑性膜优选由至少90wt％的热塑性聚合物组成。第一热塑性膜更加优选由约90到约99.5wt％的热塑性聚合物组成。第一热塑性膜更一步优选由约95到约99.5wt％的热塑性聚合物组成。
第一热塑性膜和第二热塑性膜可以可选地包括本领域技术人员已知的传统膜添加剂。例如，膜添加剂包括稳定剂、增滑添加剂、抗静电剂、抗氧化剂、染色剂、染料或颜料、抗雾添加剂、热稳定剂、抗菌剂、去氧剂、香剂、处理剂及其组合。
不管第一热塑性膜和第二热塑性膜是单层膜还是多层膜，它们都可以是任意拉伸定向的。本文使用术语“拉伸定向”来描述通过拉伸并立即冷却含树脂的聚合材料的工艺及获得的合成产品特征，含树脂的聚合材料已经被加热到其定向温度以通过将分子物理对齐来改变材料的分子结构，增强膜的特定机械特性，如膜的抗张强度和撕裂强度、收缩特性以及光学特性。与不能拉伸的膜相比，拉伸定向增强了膜的刚度和可收缩性。
通过将膜再加热到其定向温度然后拉伸膜，第一热塑性膜和第二热塑性膜是任意拉伸的。给定膜的定向温度随包括该膜的含树脂的聚合物及其混和物的不同而变化，并根据这些因子通常处于温度范围内。通常，定向温度可以指定为高于室温并低于膜的熔点，并且定向温度典型地处于或接近制成膜的树脂的玻璃化转化温度。
在膜的定向温度范围内对其拉伸的工艺可以通过许多方式完成，例如通过双泡技术或拉幅技术来完成。这些技术以及其它技术是本领域公知的，包括在横切或横向方向(TD)和/或在纵向或机器方向(MD)上拉伸膜。当在一个方向上施加拉伸力时，单轴定向产生。拉伸之后，膜被快速冷却到淬火，因此定形或锁定在定向的分子结构。称经过这样定向淬火的膜为加热可收缩的，即如下文马上描述的不会热定型，当膜随后被加热到低于其熔化温度范围的适当温度时，它会返回原始未定向的(未被拉伸的)尺寸。
在通过淬火锁定在定向的分子结构后，第一热塑性膜和第二热塑性膜也可以通过使定向的膜的温度接近其定向温度同时将膜限制在其拉伸后的尺寸来被热定型。该工艺也被称作退火，产生的膜实质上可收缩 性更小，同时保持了定向的许多优点，包括改进的抗张强度和光学特性。
第一热塑性膜在至少两个方向上优选是拉伸定向的，即双轴定向的，两个方向优选在机器方向和横向方向上。在一个实施例中，第一热塑性膜在被定向的两个方向上优选具有至少约为2的定向率。如本文使用的，短语“定向率”指在定向工艺过程中膜在任何一个方向上扩展的程度的乘积。因此，例如在机器方向上定向率为2指在膜的机器方向上，膜已经扩展到其原始尺寸的两倍。当膜被双轴定向时，不管用何种方法表示，定向率通常表示为[机器方向(MD)比率]×[横向方向(TD)比率]或[TD比率]×[MD比率]。因此，在MD上为2的双轴定向率和TD上为3的双轴定向率表示成2×3的MD×TD定向率。
在一个实施例中，第一热塑性膜和/或第二热塑性膜在足以烹饪食品的温度，包括高温烹饪温度下收缩。在具体温度下热塑性聚合物膜的可收缩度可以以所供给膜的原始(未收缩)总表面面积的百分比表示。第一热塑性膜和/或第二热塑性膜在超过约100℉时收缩至少约5％。更优选地，第一热塑性膜和/或第二热塑性膜在超过约100℉时收缩至少约20％。更优选地，第一热塑性膜和/或第二热塑性膜在超过约100℉时收缩约5％到约50％，且更加优选收缩25％到40％。
在另一个实施例中，第一热塑性膜和/或第二热塑性膜在超过约220℉时收缩至少约5％。更优选地，第一热塑性膜和/或第二热塑性膜在超过约220℉时收缩至少约20％。更优选地，第一热塑性膜和/或第二热塑性膜在超过约220℉时收缩约5％到约50％，且更加优选收缩25％到40％。
在另一个实施例中，第一热塑性膜和/或第二热塑性膜在超过约300℉时收缩至少约5％。更优选地，第一热塑性膜和/或第二热塑性膜在超过约300℉时收缩至少约20％。更优选地，第一热塑性膜和/或第二热塑性膜在超过约300℉时收缩约5％到约50％，且更加优选收缩25％到40％。
在又一个实施例中，食物制备袋由为单层膜的第一热塑性膜和为多层膜的第二热塑性膜组成。第一热塑性膜由至少约40wt％的聚酯均聚物和至少约40wt％的聚酯弹性体组成的单层双轴定向膜组成。第一热塑性膜优选由至少约75wt％的聚酯均聚物和不超过约25wt％的聚酯弹性体组成的单层双轴定向膜组成。第一热塑性膜更加优选由约75wt％的聚酯均聚物和约25wt％的聚酯弹性体组成的单层双轴定向膜组成，如来自M&QPackaging Corp.，Schuylkill Haven，PA的MQ501。第二热塑性膜是由第一聚对苯二甲酸乙二酯层和第二无定型聚酯层组成的多层膜，如来自DuPont， Inc.，Wilmington，DE的Mylar OL膜。第一热塑性膜是双轴定向的，以使得在210℉测量时其在机器方向上收缩至少25％，在横向方向上收缩至少30％。这些食物制备袋在超过350℉的烹饪温度表现出对牛肉和家禽的示例性食品制备特性，并在大于250℉的温度提供透气。这些食物制备袋的厚度从约1.0密耳到约4密耳。食物制备袋优选由1.0密耳的MQ 501膜和1.0密耳的Mylar OL膜组成。
图3C是另一个示例性高温透气食物制备袋的横截面图。参考图3C，在又一个实施例中，食物制备袋由为多层膜的第一热塑性膜和为单层膜的第二热塑性膜组成。多层的第一热塑性膜由第一聚对苯二甲酸乙二酯层和第二无定型聚酯层组成，如来自DuPont，Inc.，Wilmington，DE的Mylar OL膜。第二热塑性膜由至少约40wt％的聚酯均聚物和至少约40wt％的聚酯弹性体组成的单层双轴定向膜组成。第二热塑性膜由至少约75wt％的聚酯均聚物和不超过约25wt％的聚酯弹性体组成的单层双轴定向膜组成。第二热塑性膜优选由约75wt％的聚酯均聚物和约25wt％的聚酯弹性体组成的单层双轴定向膜组成，如来自M&Q Packaging Corp.，Schuylkill Haven，PA的MQ501。
用于制造食物制备袋的方法包括首先提供第一热塑性膜和第二热塑性膜的步骤和不用粘合剂密封形成袋子结构的步骤。利用本领域技术人员已知的传统的制造袋子的技术来制造食物制备袋。例如，食物制备袋是通过密封管状膜的一个长度端之后切开、切割、打孔、穿孔膜或它们的一些组合形成至少一个透气孔来由第一热塑性膜的管状材料生产的。之后由第二热塑性膜组成的透气孔密封物被提供并被附连到至少一个侧壁的内表面，从而封闭至少一个透气孔。可替代地，食物制备袋是通过密封膜的多个重叠片的一个边缘或多个边缘或者替代地通过对折矩形片并密封与被对折侧面邻近的两个侧面，由第一热塑性膜的各个片制造的。由第二热塑性膜组成的至少一个透气孔密封物被附连到食物制备袋的至少一个侧壁以封闭至少一个透气孔。
食物制备袋包括具有维卡软化温度、提供透气的第一热塑性膜和第二热塑性膜，即在所需温度范围打开至少一个透气孔。在一个实施例中，在预定温度下的透气是通过提供具有与设计用来透气的透气孔密封物的温度对应的维卡软化温度的第二热塑性膜来实现的，即第一热塑性膜和第二热塑性膜至少部分地彼此分开。因此，与包括在气体压力或液体压力下会断裂的“脆弱密封”的传统食物制备袋不同，提供的第一热塑性膜和 第二热塑性膜具有的维卡软化温度是密封透气发生时烹饪温度的预示。例如，如果需要在约150℉的温度透气，则采用维卡软化温度为约150℉的第二热塑性膜。因此，通过设计“脆弱密封”，“脆弱侧壁”或“脆弱点”，不必要牺牲食物制备袋的完整性。
使用食物制备袋的方法包括包装食品。图4A提供示例性高温透气食物制备袋的顶视图。如图4A所示，食品10被放置在食物制备袋1中。远边缘7是使用本领域技术人员已知的常规非粘合剂密封来密封的，或者可替代地由传统金属夹来密封，从而封闭开口端5并将食品10包装在袋子1内。食物制备袋1可以是真空包装或制备的，使得大量空气保持在容器内部。考虑了容纳所有各类食品的不同大小和形状的袋子。
使用食物制备袋的方法包括在高温下制备食品。食品是通过以下步骤制备的：首先，提供高温透气食物制备袋；之后，加热食物制备袋中的食品至足以烹饪食品的温度。食品优选是在高烹饪温度，即约220℉或者更高温度制备的。食品更加优选是在约250℉或者更高的烹饪温度制备的。食品更加优选是在约300℉或者更高的烹饪温度制备的。食品更一步优选是在约350℉或者更高的烹饪温度制备的。食品最优选是在400℉或者更高的烹饪温度制备的。
食物制备袋在工业或大规模以及小规模食品制备企业，特别是在制备肉类的商业贸易中有用，原因是该食物制备袋是根据所提供的方法制造的。同样也考虑了本发明的非商业家庭用途。
食物制备袋在食物处理行业，特别是在肉类包装行业以及食品制备行业是有用的。膜制备袋是根据这类袋子的潜在用途构造的，例如，牛肉产品、家禽、猪肉、非肉类产品等的制备。
在高温烹饪过程中，食物制备袋通过打开至少一个侧壁内的至少一个透气孔来释放袋内包含的水分和气体。食物制备袋不要求内部液体压力或气体压力的积累以便实现起初和随后的透气，如果需要，食物制备袋可用于真空包装。
参考图4A，图4B和图4C解释至少一个透气孔的操作。图4B是包含大于100℉的食品的示例性高温透气食物制备袋的顶视图。图4C是包含大于220℉的食品的示例性高温透气食物制备袋的顶视图。参考图4A，在室温操作中，食物制备袋1在至少一个侧壁2和至少一个透气孔密封物6之间具有耐用密封，其表现出的密封强度足以能够将食物制备袋1用于包装食品以便运输、贮藏及制备。至少一个侧壁2和至少一个透气孔 密封物6之间的非粘合剂密封优选在强度上类似于在开口端5和密封端4处结合第一热塑性膜以密封食物制备袋1的非粘合剂密封。
参考图4B，当烹饪温度从室温升高到第二热塑性膜的维卡软化温度时，第一热塑性膜和第二热塑性膜之间的密封开始削弱。
当烹饪温度接近第二热塑性膜的维卡软化温度时，第一热塑性膜和第二热塑性膜之间的密封至少部分透气，从而至少部分地使第二热塑性膜离开第一热塑性膜。因此，至少一个透气孔至少部分地打开以允许水分和气体从袋子内排出。
参考图4C，当烹饪温度已经基本超过第二热塑性膜的维卡软化温度时，第一热塑性膜和第二热塑性膜之间的至少一个密封透气，从而基本使第二热塑性膜离开第一热塑性膜。至少一个透气孔被打开以允许水分和气体从袋子内排出。透气过程不取决于内部液体压力或气体压力的积累，并且适合用于真空包装技术。因此，烹饪食物制备袋1达到食品的透气烹饪以在将食物放置到烤箱中之后无需操作就可提供褐变和烘脆的食物。
优选当第一热塑性膜被加热时，其收缩以便第一热塑性膜的收缩给第一热塑性膜和第二热塑性膜之间的密封施加张力。参考图4B和图4C，箭头“A”和“B”指示第一热塑性膜典型地收缩的方向，从而使第一热塑性膜和第二热塑性膜之间的密封断裂并伴随着从包装内部释放气体和/或液体。
采用表现出高收缩的第一热塑性膜来增加要求褐变和烘脆的烹饪应用中的透气。在高烹饪温度下，出现第一热塑性膜的进一步收缩，从而允许食品大量暴露于周围烹饪环境中。参考图4C，在第一热塑性膜收缩之后，由于不存在与透气孔密封物有关的残余粘合剂，所以至少一个透气孔密封物6可以保持与食品的一部分接触。如果允许烹饪继续，则包装物品将延长直接暴露于烹饪装置的加热的时间，并产生烘干、褐变及烘脆的结果。收缩的热塑性膜仍存在于食品下方，用作柔性烹饪托盘以保护食品的底部远离加热元件，并保持从食品中产生的汁和其它水分。
本领域技术人员会认识到可对本发明的优选实施例作出各种改动和修改，这种改动和修改可以在不偏离本发明的精神下进行。因此，目的在于所附的权利要求覆盖落入本发明的真实精神和范围之内的所有这种等同变形。
实例
高温透气食物制备袋的各方面将在下面的实例中进一步描述。应该理解这些实例尽管显示了食物制备袋的某些特征，但只是作为说明给出的，并不应该解读为限制所附的权利要求。
对用来制备食物制备袋的膜进行了测试以说明在目标烹饪温度或温度范围时的透气，并且透气的发生不取决于室温密封强度，即不会牺牲低温密封强度。
实例1
准备了四个膜：测试膜A，测试膜B，测试膜C和测试膜D，并将它们热封以(a)使用ASTM F88-00确定室温下的密封强度，及确定(b)热封失效时的烹饪温度。测试膜A是用来制造袋子侧壁的第一热塑性膜，它是1.0密耳的双轴定向单层热塑性聚合物，由75wt％的聚酯均聚物和25wt％的聚酯弹性体组成。测试膜A在212℉温度下在机器方向收缩25％，在横向方向收缩30％。测试膜A的维卡软化点大于400℉。测试膜A可从M&Q Packaging Corp.，Schuylkill Haven，PA购买。
测试膜B是用来制造透气孔密封物的第二热塑性膜，它是由0.75密耳的第一聚酯均聚物层和第二可热封聚合物层组成的双轴定向的双层膜。测试膜B在温度升高时没有表现出可测量的收缩能力。测试膜B可从Phoenix Films，Inc.，Clearwter，FL购买，品名为“Phoenix PET 10.63”。
测试膜C是用来制造透气孔密封物的第二热塑性膜，它是由1.0密耳的第一聚酯均聚物层和3.0密耳的第二聚乙烯层组成的双轴定向的双层膜。测试膜C在温度升高时没有表现出可测量的收缩能力。测试膜C在180℉至220℉之间显示维卡软化点。测试膜C可从Phoenix Films，Inc.，Clearwter，FL购买，品名为“Phoenix PET-TLF 100。
测试膜D是用来制造透气孔密封物的第三热塑性膜，它是总厚度为1.0密耳的双轴定向双层膜，由纯的PET(均聚物聚酯)层和APET(无定型聚酯)的内部热封层组成。测试膜D在温度升高时没有表现出可测量的能力。测试膜D在约250℉的热封层显示维卡软化点。测试膜D是可购买的，品名为“DuPont
Mylar
OL”(DuPont
，Wilmington，DE)。每个测试膜的成分总结于下面的表1中：
表1
为每种膜准备1英寸宽的条带，并使用脉冲热封器将这些条带热封到另一条带上。测试膜A的一个条带被热封到测试膜A的第二条带。然后测试膜A的一个条带被热封到测试膜B，测试膜B的热封层与测试膜A接触。测试膜A被热封到测试膜C，测试膜C的聚乙烯层与测试膜A接触。最后，测试膜A被热封到测试膜D，测试膜D的无定型聚酯层与测试膜A接触。
根据ASTM F88-00测试技术测量了室温密封强度，即“基准”密封强度。密封强度的结果在下面的表2中给出：
表2
| 密封 | 密封强度 (以镑为单位的力/每英寸密封宽度) ASTM F88-00 |
| 测试膜A与测试膜A | 6.1±1.9 |
| 测试膜A与测试膜B | 1.4±0.2 |
| 测试膜A与测试膜C | 6.3±1.1 |
| 测试膜A与测试膜D | 1.15+/-0.2 |
观察到测试膜A和测试膜C之间的各个室温密封强度类似于测 试膜A和测试膜A之间的密封表现出的密封强度。因此，测试膜A-测试膜C密封表现出与可以用来形成食物制备袋的密封(如测试膜A-测试膜A)类似的密封强度。测试膜A和测试膜B之间以及测试膜A和测试膜D之间的室温密封强度低于其它的测试组合。
实例2
4个共同结合的膜试样都悬挂于传统的烤箱中。单个8盎斯砝码从每个试样挂下，以便提供分离力。烤箱被启动，炉内温度每半小时以25℉的增量增加至最大温度400℉，同时观察膜试样。记录膜分开时的温度，结果显示在下面的表3中：
表3
| 密封类型 | 发生失效的温度 |
| 测试膜A与测试膜B | 100℉ |
| 测试膜A与测试膜C | 150℉至175℉ |
| 测试膜A与测试膜D | 250℉ |
| 测试膜A与测试膜A | ＞400℉(未失效) |
结果表明在温度升高时，测试膜A-测试膜A组合和测试膜A-测试膜C组合显示出类似的基准密封强度，与测试膜A的两个条带之间的密封相比，测试膜A-测试膜C组合在较低温度下失效。因此，在升高的温度下热封的断裂的出现与基准密封强度无关。因此，烹饪过程中透气的出现与基准密封强度无关，所以不要求设计烹饪容器的固有脆弱的密封以实现密封断裂以及烤箱烹饪过程中的密封断裂和透气。相反，可以根据制成至少一个侧壁2和食物制备袋的透气孔密封物的材料选择将密封透气设计成在预定温度下发生。
Claims (31)
1.一种高温透气食物制备袋，包括：
密封端，
背离所述密封端延伸的至少一个侧壁，所述至少一个侧壁中的每一个具有远边缘、内表面和外表面，其中所述侧壁包括第一热塑性膜，所述第一热塑性膜包括基于其总重量的至少85wt％的热塑性聚合物，
由所述远边缘限定的开口端，
所述至少一个侧壁中的透气孔，所述至少一个透气孔将所述内表面连接到所述外表面，以及
至少一个透气孔密封物，其包括附连到所述至少一个侧壁的所述外表面以封闭所述至少一个透气孔的第二热塑性膜。
2.根据权利要求1所述的高温透气食物制备袋，其中所述第一热塑性膜的维卡软化温度与所述第二热塑性膜的维卡软化温度不同。
3.根据权利要求1所述的高温透气食物制备袋，其中所述第一热塑性膜的维卡软化温度为150℉或更高，所述第二热塑性膜的维卡软化温度为100℉或更高。
4.根据权利要求1所述的高温透气食物制备袋，其中所述至少一个透气孔包括两个侧壁之间的空隙。
5.根据权利要求1所述的高温透气食物制备袋，其中所述至少一个透气孔包括多个透气孔。
6.根据权利要求1所述的高温透气食物制备袋，其中所述至少一个透气孔包括至少一个切口、至少一个孔或其组合。
7.根据权利要求1所述的高温透气食物制备袋，其中所述第一热塑性膜由无弹性聚酯、聚酯弹性体或其组合组成。
8.根据权利要求1所述的高温透气食物制备袋，其中所述第一热塑性膜由聚酯酯嵌段共聚物、聚醚酯嵌段共聚物或其组合组成。
9.根据权利要求1所述的高温透气食物制备袋，其中所述第一热塑性膜由尼龙组成。
10.根据权利要求1所述的高温透气食物制备袋，其中所述第一热塑性膜由聚乙烯基氯化物、聚苯乙烯或其组合组成。
11.根据权利要求1所述的高温透气食物制备袋，其中所述第一热塑性聚合物由聚烯烃组成。
12.根据权利要求1所述的高温透气食物制备袋，其中所述第一热塑性聚合物是线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、乙烯醋酸乙烯酯、聚丁烯/聚丙烯共聚物和超低密度聚乙烯/辛烷共聚物。
13.根据权利要求1所述的高温透气食物制备袋，其中所述第一热塑性膜或所述第二热塑性膜是单层膜，或者其中所述第一热塑性膜和所述第二热塑性膜都是单层膜。
14.根据权利要求1所述的高温透气食物制备袋，其中所述第一热塑性膜或所述第二热塑性膜是多层膜，或者其中所述第一热塑性膜和所述第二热塑性膜都是多层膜。
15.根据权利要求1所述的高温透气食物制备袋，其中所述第二热塑性膜是多层膜，其包括至少一层无弹性聚酯。
16.根据权利要求1所述的高温透气食物制备袋，其中所述第二热塑性膜是多层膜，其包括至少一层聚酯弹性体。
17.根据权利要求1所述的高温透气食物制备袋，其中所述第二热塑性膜是多层膜，其包括：
i.第一聚酯层，和
ii.第二聚烯烃层、聚酯共聚物层或无定型聚酯层。
18.根据权利要求1所述的高温透气食物制备袋，其中所述第一热塑性膜是单层双轴定向膜，其由75wt％的聚酯均聚物和25wt％的聚酯弹性体组成；所述第二热塑性膜多层膜，其包括第一聚对苯二甲酸乙二酯层和第二无定型聚酯层。
19.根据权利要求1所述的高温透气食物制备袋，其中所述第一热塑性膜是多层膜，其包括第一聚对苯二甲酸乙二酯层和第二无定型聚酯层；所述第二热塑性膜是单层双轴定向膜，其由75wt％的聚酯均聚物和25wt％的聚酯弹性体组成。
20.根据权利要求1所述的高温透气食物制备袋，其中所述至少一个透气孔密封物通过非粘合剂密封附连到所述至少一个侧壁的所述外表面。
21.根据权利要求1所述的高温透气食物制备袋，其中所述第一热塑性膜在超过150℉时收缩至少5％，并至少部分地从所述透气孔密封物处分开。
22.根据权利要求1所述的高温透气食物制备袋，其中所述第一热塑性膜在超过150℉时收缩5％至40％，并至少部分地从所述透气孔密封物处分开。
23.一种使用高温透气食物制备袋制备食品的方法，包括：
a)提供装入高温透气食物制备袋的食品，该高温透气食物制备袋包括：
密封端，
背离所述密封端延伸的至少一个侧壁，所述至少一个侧壁中的每一个具有远边缘、内表面和外表面，其中所述侧壁包括第一热塑性膜，所述第一热塑性膜包括基于其总重量的至少85wt％的热塑性聚合物，
由所述远边缘限定的开口端，
所述至少一个侧壁中的透气孔，所述至少一个透气孔将所述内表面连接到所述外表面，以及
至少一个透气孔密封物，其包括附连到所述至少一个侧壁的所述外表面以封闭所述至少一个透气孔的第二热塑性膜，以及
b)加热所述高温透气食物制备袋。
24.根据权利要求23所述的使用高温透气食物制备袋制备食品的方法，其中所述加热是处于超过220℉，所述至少一个透气孔密封物至少部分地从所述至少一个侧壁的所述外表面分开。
25.根据权利要求23所述的使用高温透气食物制备袋制备食品的方法，其中所述第一热塑性膜的维卡软化温度与所述第二热塑性膜的维卡软化温度不同。
26.根据权利要求23所述的使用高温透气食物制备袋制备食品的方法，其中所述第一热塑性膜的维卡软化温度为150℉或更高，所述第二热塑性膜的维卡软化温度为100℉或更高。
27.根据权利要求23所述的使用高温透气食物制备袋制备食品的方法，其中所述加热是在至少400℉或更高的温度下进行的，而且至少一个透气孔密封物至少部分地从所述至少一个侧壁的所述外表面分开。
28.一种制造高温透气食物制备袋的方法，包括：
a)提供第一热塑性膜，该第一热塑性膜包括基于其总重量的至少85wt％的热塑性聚合物；
b)由所述热塑性膜形成袋子结构，其中所述袋子结构包括：
密封端，
背离所述密封端延伸的至少一个侧壁，所述至少一个侧壁中的每一个具有远边缘、内表面和外表面，其中所述侧壁包括第一热塑性膜，
由所述远边缘限定的开口端，
所述至少一个侧壁中的透气孔，所述至少一个透气孔将所述内表面连接到所述外表面；以及
c)提供至少一个透气孔密封物，该透气孔密封物包括第二热塑性聚合物膜，其附连到所述袋子的所述至少一个侧壁的所述外表面，以封闭所述至少一个透气孔。
29.根据权利要求28所述的制造高温透气食物制备袋的方法，其中所述第一热塑性膜的维卡软化温度与所述第二热塑性膜的维卡软化温度不同。
30.根据权利要求28所述的制造高温透气食物制备袋的方法，其中所述第一热塑性膜的维卡软化温度为150℉或更高，所述第二热塑性膜的维卡软化温度为100℉或更高
31.根据权利要求28所述的制造高温透气食物制备袋的方法，其中所述至少一个透气孔密封物通过热封附连到所述袋子的所述至少一个侧壁的所述外表面。
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