RU2608027C2 - Способ снижения кислородопроницаемости плёнок из полиэтилентерефталата, используемых для хранения различных пищевых продуктов - Google Patents
Способ снижения кислородопроницаемости плёнок из полиэтилентерефталата, используемых для хранения различных пищевых продуктов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2608027C2 RU2608027C2 RU2014145220A RU2014145220A RU2608027C2 RU 2608027 C2 RU2608027 C2 RU 2608027C2 RU 2014145220 A RU2014145220 A RU 2014145220A RU 2014145220 A RU2014145220 A RU 2014145220A RU 2608027 C2 RU2608027 C2 RU 2608027C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vol
- oxygen
- polyethylene terephthalate
- food products
- film
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
- C08J7/12—Chemical modification
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области техники поверхностного модифицирования полимерных материалов и касается способа снижения кислородопроницаемости пленок из полиэтилентерефталата, используемых для хранения различных пищевых продуктов. Поверхность пленки обрабатывают газообразной смесью, содержащей фтора 10-15 об. %, азота 68-72 об. %, кислорода 13-22 об. %, время обработки 10-15 мин, давление 0 кг/см2. Изобретение обеспечивает технологичность процесса снижения кислородопроницаемости полиэфирной пленки, при сохранении цвета, прозрачности и прочности. Изобретение также обеспечивает создание многослойной упаковки продуктов большого и среднего срока хранения. 1 ил., 1 табл., 2 пр.
Description
Изобретение относится к области техники поверхностного модифицирования пленок из полиэтилентерефталата (ПЭТФ) для снижения кислородопроницаемости композитов, полученных методом ламинации и содержащих барьерный слой, препятствующий проникновению кислорода, что делает возможным их использование для хранения различных пищевых продуктов.
Важной эксплуатационной характеристикой многослойных упаковочных материалов, а именно пленки, которую применяют для упаковки пищевых скоропортящихся продуктов является наличие барьерного слоя, который препятствует проникновению кислорода через упаковку к продукту. Именно барьерный слой обеспечивает длительные сроки хранения мяса, рыбы, сыров и прочих скоропортящихся продуктов. Чем меньше кислорода проникнет через упаковку к продукту, тем меньше кислорода поступит к бактериям, которые своими отходами жизнедеятельности отравляют продукт, тем дольше продукт будет храниться.
Многослойные барьерные пленки по степени проницаемости по кислороду условно делятся на три группы:
- высокобарьерные (проницаемость 0,1-50 см3/м2/24 ч/1 кг/см2),
- среднебарьерные (проницаемость 51-100 см3/м2/24 ч/1 кг/см2),
- низкобарьерные (проницаемость 101-1400 см3/м2/24 ч/1 кг/см2).
На данный момент не известен материал, который бы одновременно обладал всеми необходимыми свойствами: низкой проницаемостью, прозрачностью, свариваемостью, прочностью. Поэтому создается многослойная упаковка, в которой каждый слой отвечает за свою функцию (прочность, свариваемость, барьерность).
Для создания многослойных пленок используются два основных способа: соэкструзии и ламинации.
Способ соэкструзии наиболее часто применяют для барьерного материала EVOH (сополимера полиэтилена и винилового спирта), т.к он не может использоваться в чистом виде. Под воздействием влаги материал начинает терять свои барьерные свойства и пропускать кислород. Таким образом, EVOH не может быть наружным слоем. Поэтому его изолируют от влаги слоями гидрофобизирущего материала - полиэтиленом (ПЭ) или полипропиленом (ПП). Кислородопроницаемость EVOH составляет в среднем 2 см3/м2/24 ч/1 кг/см2.
Согласно известному способу [патент RU №2430835, опубл 10.10.2011], пленку изготавливают способом воздушного вытягивания по двум осям способом тройного раздува. Многослойная пленка содержит, по меньшей мере, девять слоев, считая снаружи внутрь, при этом в качестве составной части слои содержат: первый слой снаружи - материал, выбранный из группы, состоящей из полиэтилентерефталата (PET), полиамида (РА), модифицированного полиамида (MXD6), полистирола (PS), полиметилметакрилата (РММА), поликарбоната (PC), циклоолефинового сополимера (СОС), полипропилена (РР) и полиэтилена высокой плотности (HDPE) или смесей СОС, РР или HDPE с полиолефином (РО); второй слой - усилитель адгезии; третий слой - полиолефин, предпочтительно полиэтилен; четвертый слой - усилитель адгезии; пятый слой - полиамид и, необязательно, EVOH, PVA или MXD6; шестой слой - полимер, обеспечивающий барьер для кислорода, выбранный из сополимера этилена и винилового спирта (EVOH), MXD6 и PVA (поливинилового спирта), и, необязательно, полиамид; седьмой слой - полиамид и, необязательно, EVOH, PVA или MXD6; восьмой слой - усилитель адгезии; и девятый слой - полиолефин, предпочтительно полиэтилен. Способ отличает сложность, полученная упаковка имеет значительный вес.
Способ ламинации заключается в склеивании материалов. Его применяют для среднебарьерных материалов на основе политерефталата. Его цена ниже EVOH, но и кислородопроницаемость тоже ниже, на уровне 100 см3/м2/24 ч/1 кг/см2. Область применения известного способа ограничена, так как пластик из полиэтиленфталата нельзя обрабатывать методом соэкструзии в силу его физико-химических особенностей - низкой адгезии. Поэтому создают 3-5-слойные материалы из ПЭТФ, полиэтилена (ПЭ), полипропилена (ПП).
Известны работы, при которых для снижения кислородопроницаемости увеличивают количество барьерных слоев, но можно не увеличивать количество слоев, а обработать поверхность одного слоя и придать ему барьерность сразу нескольких слоев, потому что диффузия газов определяется свойствами поверхности [Назаров В.Г. Поверхностная модификация полимеров, Москва, МГУП, 2008].
Наиболее близким к предлагаемому является способ изготовления полиэфирного контейнера с улучшенными газобарьерными свойствами, пригодного для хранения упакованного газированного безалкогольного напитка [патент RU №2394681, опубл. 20.07.2010]. В известном способе предлагается добавлять во всю исходную массу добавку состава R100C-AR-COOR2, где AR выбран из группы, состоящей из фенилена и нафтапена, и R1 и R2 выбраны из группы, состоящей из С1-С10 алкильных групп, фенильной группы и нафтильной группы.
Недостатками данного способа являются:
- Модификации подвергают весь объем изделия, хотя за барьерные свойства отвечает только поверхностный слой;
- Используется сложное химическое вещество;
- В процессе производства образуются химически активные отходы.
Новый технический результат - упрощение способа, повышение его доступности для малых производств, снижение веса упаковки из ПЭТ пластика при получении достаточной степени снижения кислородопроницаемости обрабатываемой пленки.
Для достижения нового технического результата в способе снижения кислородопроницаемости пленок из полиэтилентерефталата, используемых для хранения различных пищевых продуктов, путем модификации пленки, проводят модификацию поверхности пленки с помощью ее обработки газообразной смесью, содержащей 10-15 об.% фтора, 68-72 об.% азота, 13-22 об.% кислорода, в течение 10-15 минут при общем давлении газовой смеси 0 кг/см2.
Новым в предлагаемом способе является обработка поверхности одного слоя газообразной смесью указанного состава с целью придания ему барьерности одновременно нескольких слоев, т.к диффузия газов определяется свойствами поверхности.
Способ может быть реализован, например, с помощью установки для обработки пленки, включающей электролизер фтора, систему очистки анодного газа от частиц электролита 2, камеру непрерывного фторирования 1, лентопротяжную систему, представляющую систему валов с механизмом герметизации от газов входа и выхода пленки 3, и систему утилизации отходящих газов 4. Схема установки представлена на Фиг 1.
Способ осуществляют следующим образом.
Газ, содержащий 95% фтора, 3% HF (остальное примеси), получаемый в электролизере, после очистки поступает непосредственно в камеру фторирования, где его разбавляют атмосферным воздухом до содержания фтора 10-15 об.%, 68-72 об.% азота и 13-22 об.% кислорода.
Пленку подают в камеру через систему валов, время обработки, т.е время нахождения пленки в камере фторирования, регулируют с помощью электропривода на намоточном барабане.
При этом разбавленный фтор образует на поверхности пленки слой нового полимера, который придает всему изделию уникальные свойства, одним из которых является понижение кислородопроницаемости.
В дальнейшем изобретение поясняется примерами.
Концентрация компонентов газовой смеси, время воздействия и давление подбирались эмпирически.
Снижение количества фтора менее 10 об.% приводило к недостаточному снижению кислородопроницаемости, повышение количества фтора выше 15 об.% приводило к деструкции полимера. Давление газовой смеси выбрано из тех соображений, что процесс довольно сложно осуществлять и контролировать при пониженном или повышенном давлении. Время реакции 10-15 минут достаточно для полного протекания реакции с образованием на поверхности пленки полимера. Увеличение продолжительности обработки нецелесообразно.
В таблице 1 приведены режимы обработки и полученное понижение кислородопроницаемости.
Пример 1
Отрезок пленки из ПЭТФ размерами 210×297 мм толщиной 12 мкм обработан газообразной смесью фтора, азота и кислорода (фтора 10 об.%, азота 68 об.%, кислорода 22 об.%) в течение 10 мин. При общем давлении газовой смеси 0 кг/см2. Была измерена кислородопроницаемость исходного и обработанного образца, проницаемость исходного образца составила 100 см3/м2/24 ч, обработанного - 28 см3/м2/24 ч.
Пример 2
Отрезок пленки из ПЭТФ размерами 210×297 мм толщиной 10 мкм обработан газообразной смесью фтора, азота и кислорода (фтора 15 об.%, азота 72 об.%, кислорода 13 об.%) в течение 15 мин. При общем давлении газовой смеси 0 кг/см2. Была измерена кислородопроницаемость исходного и обработанного образца, проницаемость исходного образца составила 100 см3/м2/24 ч, обработанного - 31 см3/м2/24 ч.
Обработанная таким образом ПЭТ пленка, обладающая повышенной адгезией, пониженной кислородопроницаемостью, также может быть использована как барьерный слой, при составлении многослойной упаковки.
Преимуществом данного вида обработки является то, что возможно получить высобарьерную пленку по цене среднебарьерной без потери остальных свойств.
Claims (1)
- Способ снижения кислородопроницаемости пленок из полиэтилентерефталата, используемых для хранения различных пищевых продуктов, путем модификации пленки, отличающийся тем, что проводят модификацию поверхностного слоя пленки с помощью его обработки газообразной смесью, содержащей 10-15 об.% фтора, 68-72 об.% азота и 13-22 об.% кислорода, в течение 10-15 мин при давлении 0 кг/см2.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014145220A RU2608027C2 (ru) | 2014-11-10 | 2014-11-10 | Способ снижения кислородопроницаемости плёнок из полиэтилентерефталата, используемых для хранения различных пищевых продуктов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014145220A RU2608027C2 (ru) | 2014-11-10 | 2014-11-10 | Способ снижения кислородопроницаемости плёнок из полиэтилентерефталата, используемых для хранения различных пищевых продуктов |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2014145220A RU2014145220A (ru) | 2016-06-10 |
RU2608027C2 true RU2608027C2 (ru) | 2017-01-12 |
Family
ID=56114719
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014145220A RU2608027C2 (ru) | 2014-11-10 | 2014-11-10 | Способ снижения кислородопроницаемости плёнок из полиэтилентерефталата, используемых для хранения различных пищевых продуктов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2608027C2 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU403148A1 (ru) * | Иностранна фирма Истман Кодак Компани Соединенные Штаты Америки | Способ обработки полимеров | ||
RU2394681C2 (ru) * | 2005-06-07 | 2010-07-20 | Дзе Кока-Кола Компани | Полиэфирный контейнер с улучшенным газовым барьером и способ его изготовления |
RU2404997C2 (ru) * | 2008-10-14 | 2010-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ГРАФТ-ПОЛИМЕР" | Способ промышленного производства модифицированных полимеров и устройство для его осуществления |
US7994245B2 (en) * | 2007-05-10 | 2011-08-09 | Constar International L.L.C. | Oxygen scavenging molecules, articles containing same, and methods of their use |
RU2435674C1 (ru) * | 2007-08-28 | 2011-12-10 | Криовак, Инк. | Многослойная пленка, имеющая активный противокислородный барьерный слой с радиационно-стимулированными активными барьерными свойствами |
-
2014
- 2014-11-10 RU RU2014145220A patent/RU2608027C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU403148A1 (ru) * | Иностранна фирма Истман Кодак Компани Соединенные Штаты Америки | Способ обработки полимеров | ||
RU2394681C2 (ru) * | 2005-06-07 | 2010-07-20 | Дзе Кока-Кола Компани | Полиэфирный контейнер с улучшенным газовым барьером и способ его изготовления |
US7994245B2 (en) * | 2007-05-10 | 2011-08-09 | Constar International L.L.C. | Oxygen scavenging molecules, articles containing same, and methods of their use |
RU2435674C1 (ru) * | 2007-08-28 | 2011-12-10 | Криовак, Инк. | Многослойная пленка, имеющая активный противокислородный барьерный слой с радиационно-стимулированными активными барьерными свойствами |
RU2404997C2 (ru) * | 2008-10-14 | 2010-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ГРАФТ-ПОЛИМЕР" | Способ промышленного производства модифицированных полимеров и устройство для его осуществления |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ХАРИТОНОВ А.П., ЛОГИНОВ Б.А. ПРЯМОЕ ФТОРИРОВАНИЕ ПОЛИМЕРНЫХ ИЗДЕЛИЙ - ОТ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ К ПРАКТИЧЕСКОМУ ИСПОЛЬЗОВАНИЮ // ЖУРН. РОС. ХИМ. О-ВА ИМ. МЕНДЕЛЕЕВА./ 2008. Т. LII, NO3. - С.106 -111. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2014145220A (ru) | 2016-06-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Maes et al. | Recent updates on the barrier properties of ethylene vinyl alcohol copolymer (EVOH): A review | |
Siracusa | Food packaging permeability behaviour: A report | |
KR101442307B1 (ko) | 수동 및 능동 산소 장벽 층을 갖는 다층 필름 | |
JP2023075140A (ja) | 包装材用積層フィルム、及び包装袋 | |
EP2614884B1 (en) | Sheet-shaped gas adsorbent and insulating body using same | |
CN109562609A (zh) | 氧气阻隔性塑料材料 | |
JP6651709B2 (ja) | 試薬入りマイクロプレートおよびその製造方法 | |
WO2019131844A1 (ja) | 樹脂組成物、その製造方法、成形体、多層構造体、フィルム、その製造方法、蒸着フィルム、包装材、真空包装袋、真空断熱体、熱成形容器、ブロー成形容器、燃料容器、及びボトル容器 | |
AU5570099A (en) | Oxygen scavenging packaging | |
WO2010117835A1 (en) | Packaging with on-demand oxygen generation | |
CN103003065A (zh) | 含有除氧剂的层压和热成型的物品 | |
JP2014200968A (ja) | 植物由来の樹脂を含有する層を備える熱収縮性多層フィルム及びその製造方法 | |
EP2991828A1 (en) | Multilayer film | |
TW201607755A (zh) | 易切割性之吸收性積層體及使用其之包裝袋 | |
Fleckenstein et al. | The effect of high pressure processing on the integrity of polymeric packaging–analysis and categorization of occurring defects | |
TW201720658A (zh) | 樹脂組成物、其製造方法以及多層構造體 | |
RU2608027C2 (ru) | Способ снижения кислородопроницаемости плёнок из полиэтилентерефталата, используемых для хранения различных пищевых продуктов | |
KR101987898B1 (ko) | 히트실용 적층체 | |
JP2013111961A (ja) | 積層フィルム | |
JP4226947B2 (ja) | 多層包装体 | |
JPH03114829A (ja) | 包装材 | |
RU2575269C1 (ru) | Способ снижения кислородопроницаемости биаксиальноориентированных полипропиленовых плёнок | |
JP4178333B2 (ja) | 脱酸素性単層体および多層体 | |
Phupoksakul et al. | Effect of storage temperature and time on stability of poly (lactide)–whey protein isolate laminated films | |
JP6690144B2 (ja) | 抗菌フィルムおよび包装体 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170315 |