Складывающаяся плёнка из двухосно-ориентированного пропилена для упаковки жировых продуктов

005668 Изобретение относится к однослойной или многослойной пленке с улучшенными защитными свойствами и характеристиками, обеспечивающими ее складываемость без сминания. Более точно, данное изобретение относится к обладающей высокой способностью к сладываемости и жесткостью пленке,имеющей один слой или много слоев, предназначенной для упаковки пищевых продуктов, в частности,маргарина, масла и подобных продуктов. Материал, использующийся для упаковки, должен быть легко формующимся и обладать хорошей механической прочностью, оптическими свойствами и защищать от проникновения кислорода и влаги, а также обладать свойствами, позволяющими использовать ее в оборудовании, где материал движется с большой скоростью в горизонтальном или вертикальном направлении в упаковочном оборудовании, для упаковки пищевых продуктов. В патенте US 5,224,737 были описаны термопластичные листы из нетканого материала, которые использовались для формирования твердых обложек книг и для аналогичных целей. Листы содержали между 12 и 85% по массе полипропиленового гомополимера, от 12 до 32% по массе карбоната кальция и от 3 до 12% по массе полиолефинового носителя, преимущественно линейного полиэтилена низкой плотности. Хотя этот материал прекрасно зарекомендовал себя для жестких обложек книг с его высокими характеристиками складываемости, он не подходит для использования на высокоскоростном упаковочном оборудовании. Патент US 5,931,505 описывает лист для обложки книг, который может складываться. Указывается,что этот лист хорошо складывается и пригоден для переплета. Лист содержит от 30 до 55% по массе пропиленового и этиленового сополимера; от 0 до 12% по массе полипропиленового гомополимера; от 0 до 20% по массе полиэтилена высокой плотности; от 23 до 35% по массе карбоната кальция или талька в качестве наполнителя. Утверждалось, что этот материал является первым полипропиленовым листом,обладающим как хорошей складываемостью, так и характеристиками, позволяющими использовать его на высокоскоростном оборудовании. Однако этот материал не пригоден для упаковки пищевых продуктов, которые подвержены ухудшению качества в зависимости от условий окружающей среды, таких как относительная влажность и наличие кислорода. Пленка из двухосно ориентированного полипропилена (ВОРР) широко используется в упаковке,потому что она имеет хорошую жесткость, механическую прочность, хорошие оптические свойства (слабую замутненность и хороший глянец) и влагозащитные свойства. Однако до настоящего времени было сложно производить складывающуюся пленку из двухосно ориентированного полипропилена, которая могла бы использоваться на высокоскоростных машинах, упаковывающих маргарин. Требующийся материал должен быть легко разрезаемым и складывающимся, чтобы придавать упаковке маргарина форму прямоугольной призмы. Пленки из двухосно ориентированного полипропилена предлагались для скрученных заверток различных пищевых продуктов (DE-C-20 45 115; GB-A-1,231,861; ЕР-А-0 217 388). Эти пленки содержат смолы низкой молекулярной массы для получения требующейся складываемости. В ЕР 0 588 667 А 2 описано использование углеводородной смолы для получения ориентированной многослойной сокращающейся пленки с улучшенными влагозащитными свойствами. В ЕР 0 544 652 А 2 описывается пленка, которая использовалась для тепловой герметизации упаковок и скрученных заверток. Пленка получалась смешением полиолефина и смолы. Пленки, полученные с применением смолы (ЕР 0 288 227 и ЕР 0247 898), также использовались для тепловой герметизации упаковок. В GB-A-2,055,688 описывается многослойная герметизирующаяся при тепловой обработке пленка из двухосно ориентированного полипропилена, имеющая хорошие механические свойства и свойства,обеспечивающие тепловую герметизацию. Свойства, позволяющие скручивать пленку, были улучшены добавлением смолы с молекулярной массой около 1000 и одновременным двухосным растяжением. В GB-A-2,028,168 описывается герметизирующаяся при тепловой обработке двухосно ориентированная пленка. Эта пленка, изготовленная по патенту, имела очень хорошие механические свойства. Такие механические свойства, как свойство скручиваться, были улучшены добавлением смолы (1-50% по массе) с молекулярной массой более 600, преимущественно 1000. В патенте US 4,921,749 описывается герметизирующаяся при тепловой обработке пленка из двухосно ориентированного полипропилена с улучшенными оптическими и механическими свойствами. Смола с низкой молекулярной массой использовалась для улучшения тепловой герметизации и характеристик влагонепроницаемости и непроницаемости для кислорода. Смола (3-30% по массе), которая использовалась, имела молекулярную массу менее 1000. В СА 2140464 описывается многослойная пленка из двухосно ориентированного полипропилена,содержащая углеводородную смолу с молекулярной массой в основном от 500 до 2000. В документе упоминалось, что использованная смола была диффузирующей. Все пленки, приведенные выше, оказались непригодными для упаковки жиров и содержащих жиры пищевых продуктов в связи с возможностью диффузии смолы, использующейся во всей пленке, и ее перехода в пищевые продукты. В US 6,060,139 описывается многослойная пленка из полипропилена, содержащая смолу, которая позволяет хорошее скручивание при закручивающем обертывании и не приводящая к повышению кон-1 005668 центрации смолы в упакованных, содержащих жиры пищевых продуктах. Как указывалось выше, пленки, предназначенные для закручивающегося обертывания, содержат смолу, главное назначение которой улучшение свойств складывания без сминания у пленок, сделав их пригодными для использования в качестве пленки для закручивающего обертывания. В DE 3708354 А 1 раскрывается непрозрачная полипропиленовая или полиэфирная пленка, которая металлизирована и имеет коэффициент проницаемости для водяного пара (WVTR) 0,1-0,2 г/м 2 d. В документе раскрываются добавки к полипропилену из натуральных и синтетических смол низкой молекулярной массы, имеющие точку размягчения 80-180 С, для улучшения складываемости. Эта складывающаяся пленка используется для упаковки жиров. Полипропиленовая пленка, рассмотренная в данном документе, является однослойной. При разработке данного изобретения решались две главные проблемы. Одной из целей данного изобретения является создание однослойной или многослойной пленки,которая может хорошо складываться и использоваться для упаковки прямоугольных по форме пищевых продуктов. В то же время такая пленка должна лучше разрезаться, обладать высокой механической прочностью, низким коэффициентом трения и хорошей жесткостью на гладкой поверхности, оптическими свойствами, влагозащитными свойствами и свойствами защиты от кислорода. В дополнение к этим характеристикам в ней не должны возникать трещины при складывании и она должна иметь низкие показатели проникновения жира. Второй целью данного изобретения является создание способа производства такой однослойной или многослойной пленки с помощью процесса совместной экструзии. Произведенная пленка должна использоваться для упаковки пищевых продуктов, особенно маргарина, масла и т.п. Цели изобретения, рассмотренные выше, были достигнуты созданием однослойной или многослойной полипропиленовой пленки, имеющей по меньшей мере один базовый слой. Многослойные пленки могут изготавливаться с двумя или четырьмя внутренними и наружными слоями. Пятислойная пленка состоит из следующих слоев. Базовый слой (С) и один из внешних слоев (А) содержат гомополимер, наполнитель и углеводородную смолу. Один из внутренних слоев (В) содержит гомополимер, наполнитель, смолу и окрашивающий агент, другой внутренний слой (D) содержит гомополимер и смолу, и второй внешний слой (Е) содержит смесь полимеров и антиадгезив. Способ производства складывающейся многослойной полипропиленовой полимерной пленки включает(а) одновременную экструзию расплавленных материалов отдельных слоев А, В, С, D и Е пленки через матрицу;(b) растягивание пленки по двум осям в направлении вдоль машины и в поперечном направлении;(с) охлаждение двухосевой растянутой пленки;(d) обработку пленки коронным разрядом;(е) свертывание пленки. Детальное описание преимущественных воплощений изобретения приводится далее. Данное изобретение относится к складывающейся, получаемой на основе полипропилена, ориентированной по двум осям многослойной пленке с высокими защитными свойствами, предназначенной для упаковки пищевых продуктов, особенно маргарина, масла и подобных продуктов. Более ранние исследования известных изобретений, ориентированных по двум осям полипропиленовых упаковочных материалов для закручивающейся упаковки пищевых продуктов, показало, что характеристики, определяющие скручиваемость, были получены благодаря смолам. Однако было установлено, что возможна диффузия смолы в пищевые продукты, содержащие жиры, и это свойство нежелательно для упаковок пищевых продуктов. Сорта бумаги обычно используются в качестве материала для упаковки маргарина, масла и т.п. Материалы, использующиеся для упаковки таких продуктов, закрывают внешние стороны продукта и заворачиваются (складываются) и склеиваются на коротких сторонах для связывания покрывающего материала и формирования пачки. Материал, выбирающийся в качестве покрывающего материала упаковки,должен быть легко формующимся и пригодным для обработки на скоростном упаковочном оборудовании для упаковки маргарина, масла и т.п. Предлагаемая многослойная пленка, имеющая слои A/B/C/D/E, в соответствии с данным изобретением является ориентированной по двум осям складывающейся пленкой на основе пропилена, которая содержит от одного до пяти слоев, преимущественно пять слоев, имеет толщину от 20 до 120 мкм, преимущественно от 40 до 100 мкм, более преимущественно от 70 до 90 мкм. Пятислойная пленка имеет следующие характеристики ее состава. Базовый слой (С) включает 65-85% по массе полипропилена, более преимущественно 70-80% по массе, 5-30% по массе высококачественной смолы, более преимущественно 10-20% по массе, и 5-15% по массе наполнителя, более преимущественно менее 10% по массе, такого, как карбонат кальция или тальк в полипропиленовом носителе (преимущественно содержащем 5070% по массе карбоната кальция или талька, 30-50% по массе полипропилена). Данные, выраженные в процентах по массе, указаны по отношению к полной массе полипропиленового полимера, наполнителя и смолы. Полипропиленовые полимеры с температурой плавления 150 С или более преимущественно-2 005668 используются в базовом слое. В качестве смол особенным преимуществом обладают углеводородные смолы. Особенно преимущественны смолы с точкой размягчения от 120 до 160 С. Внешний покрывающий слой (А) содержит 75-95% по массе полипропилена, более преимущественно 80-90% по массе, 5-20% по массе высококачественной смолы, более преимущественно 7-15% по массе, 0-10% по массе наполнителя, более преимущественно менее 5% по массе. Данные, выраженные в процентах по массе, указаны по отношению к полной массе полипропиленового полимера, наполнителя и смолы. Внутренний слой (В) содержит 65-85% по массе полипропилена, более преимущественно 70-80% по массе, 5-20% по массе высококачественной смолы, более преимущественно 10-15% по массе, 0-10% по массе наполнителя, более преимущественно менее 5% по массе, и 5-15% по массе красящего концентрата. Данные, выраженные в процентах по массе, указаны по отношению к полной массе полипропиленового полимера, наполнителя, смолы и красящего концентрата. Красящий концентрат преимущественно содержит 60-80% по массе TiO2 и 20-40% по массе полиолефинового носителя. Преимущественным полиолефином является полипропилен. Внутренний слой (D) содержит 75-95% по массе полипропилена, более преимущественно 80-90% по массе, 5-25% по массе высококачественной смолы, более преимущественно 10-15% по массе. Данные,выраженные в процентах по массе, указаны по отношению к полной массе полипропиленового полимера и смолы. Другой внешний слой (Е) содержит 85-95% по массе сополимера пропилена и этилена (преимущественно более 95% сополимера составляет пропилен), 5-15% по массе тройного сополимера этилена,пропилена и бутилена (преимущественно более 85% по массе тройного сополимера составляет полипропилен), и 0,1-1,5% по массе антиадгезива. Данные, выраженные в процентах по массе, указаны по отношению к полной массе сополимера, тройного сополимера и антиадгезива. Преимущественно антиадгезивами служат неорганические добавки, такие как диоксид кремния, карбонат кальция, силикат алюминия,силикат магния, фосфат кальция и подобные соединения, и/или органические полимеры, такие как полиамиды, полиэфиры и подобные соединения. Преимущество отдается силикату алюминия. Толщина внешних и внутренних слоев обычно более 0,5 мкм, преимущественно в пределах от 0,8 до 5 мкм, более преимущественно от 1 до 3 мкм, причем внешние и внутренние слои по обе стороны от базового слоя могут иметь одинаковую или различную толщину. Полная толщина однослойной или многослойной полипропиленовой пленки в соответствии с данным изобретением равняется 20-120 мкм. Базовый слой многослойной пленки составляет 75-96% общей толщины пленки. Смесь дозированных материалов для изготовления слоев пленки расплавляются и загружаются в экструдер. Расплавы, соответствующие отдельным слоям пленки, подвергаются совместной экструзии через плоскую матрицу, после чего расплав становится первой основой для дальнейшего процесса. После этого он проходит через охлажденный ролик, который помогает пленке затвердеть. После кристаллизации сформированная пленка высушивается в воздушном потоке. Затем пленку ориентируют растяжением в продольном направлении, определяемом как направление в машине, и в поперечном направлении с целью получения пленки, которая характеризуется ориентацией как в продольном, так и в поперечном направлениях. Для предотвращения усадки пленку отпускают по обоим направлениям - продольном и поперечном. Затем последовательно пленка охлаждается и подвергается дальнейшей поверхностной обработке электрическими разрядами (обработка коронным разрядом) для того, чтобы пленка была пригодна для печати. Пленка наматывается на стальные сердцевины с достаточным натяжением и давлением между витками для получения рулона хорошего качества. Далее приводятся примеры преимущественного воплощения данного изобретения. Пример 1. Пятислойная пленка со структурой слоев A/B/C/D/E общей толщины 80 мкм производилась одновременной экструзией с последующим растяжением по двум осям, обработкой коронным разрядом или пламенем на одной или обеих сторонах. Внешний слой (А) имел толщину 2 мкм, внешний слой (Е) имел толщину 1 мкм и внутренние слои (В и D) каждый имели толщину 2 мкм. Базовый слой С: 77,8% по массе полипропилена 15% по массе углеводородной смолы, имеющей точку размягчения 140 С и среднюю молекулярную массу 2000. 7,2% по массе карбоната кальция. Внешний слой А: 85,5% по массе полипропилена 10% по массе углеводородной смолы, имеющей точку размягчения 140 С и среднюю молекулярную массу 2000. 4,5% по массе карбоната кальция.-3 005668 Внешний слой Е: 92% по массе этиленпропиленового сополимера, в котором 96,5% по массе полипропилена 7,52% по массе тройного сополимера этилена, пропилена и бутилена, у которого 85% по массе полипропилена 0,48% по массе силиката алюминия в качестве антиадгезива. Внутренний слой В: 77,8% по массе полипропилена 12,5% по массе углеводородной смолы, имеющей точку размягчения 140 С и среднюю молекулярную массу 2000. 2,2% по массе карбоната кальция. 7,5% по массе красящего агента для придания непрозрачности. Внутренний слой D: 87,5% по массе полипропилена 12,5% по массе углеводородной смолы, имеющей точку размягчения 140 С и среднюю молекулярную массу 2000. Условия осуществления процесса, полный состав и свойства полученной пленки приведены в табл. 1, 2 и 3. Методы испытаний для определения характеристик полученной пленки даны в табл, 3 вместе с полученными значениями характеристик. Сравнительный пример 2. Пленка толщиной 80 мкм со структурой А/С/Е без внутренних слоев (В) и (D), имеющая те же компоненты, как в примере 1, была получена повторением способа получения в этом примере со следующими изменениями: Базовый слой С: 77,6% по массе полипропилена 15,5% по массе углеводородной смолы, имеющей точку размягчения 140 С и среднюю молекулярную массу 2000 6,9% по массе карбоната кальция Внешний слой А: 87,4% по массе полипропилена 5% по массе углеводородной смолы, имеющей точку размягчения 140 С и среднюю молекулярную массу 2000. 3,6% по массе карбоната кальция. 4% по массе красящего агента для придания непрозрачности. После двухосевого растяжения, отпуска и обработки коронным разрядом или пламенем в данных условиях (табл. 1) полученная пленка толщиной 4 мкм/75 мкм/1 мкм имела состав и свойства, показанные в табл. 2 и 3. Сравнительный пример 3. Пленка толщиной 80 мкм и со структурой С без внешних слоев (А) и (Е) и внутренних слоев (В) и(D), имеющая те же компоненты, как в примере 1, была получена повторением способа получения в этом примере со следующими изменениями: Базовый слой С: 78,4% по массе полипропилена 14,5% по массе углеводородной смолы, имеющей точку размягчения 14 0 С и среднюю молекулярную массу 2000 6,6% по массе карбоната кальция 0,2% по массе красящего агента для придания непрозрачности 0,29% по массе тройного сополимера этилена, пропилена и бутилена 0,01% по массе силиката алюминия в качестве антиадгезива. После двухосевого растяжения, отпуска и обработки коронным разрядом или пламенем в данных условиях (табл. 1) полученная пленка толщиной 80 мкм имела состав, показанный в табл. 2.-5 005668 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Пленка из ориентированного по двум осям полипропилена (ВОРР), полученная совместной экструзией, для упаковки пищевых продуктов, таких как маргарин, масло или подобные продукты, имеющая слои A/B/C/D/E, причем базовый слой С состоит из полипропиленового гомополимера, углеводородной смолы и наполнителя, отличается тем, что внешний слой А содержит полипропиленовый гомополимер, углеводородную смолу и наполнитель; внутренний слой (В) содержит полипропиленовый гомополимер, углеводородную смолу, наполнитель и красящий агент; второй внутренний слой (D) состоит существенно из полипропиленового гомополимера и углеводородной смолы; второй внешний слой (Е) состоит из антиадгезива и этиленового и пропиленового сополимера и/или этиленового, пропиленового и бутиленового тройного сополимера. 2. Пленка по п.1, отличающаяся тем, что масса полипропилена в базовом слое С составляет 65-85%,преимущественно 70-80%, от полной массы указанного слоя С. 3. Пленка по п.1, отличающаяся тем, что масса полипропилена в слоях А и D составляет 75-95%,преимущественно 80-90% от массы каждого из указанных слоев А и D. 4. Пленка по п.1, отличающаяся тем, что масса полипропилена в слое В составляет 65-85%, преимущественно 70-80%, от полной массы указанного слоя В. 5. Пленка по п.1, отличающаяся тем, что более 95% от массы сополимера в слое Е составляет полипропилен. 6. Пленка по п.1, отличающаяся тем, что более 85% от массы тройного сополимера в слое Е составляет полипропилен. 7. Пленка по п.1, отличающаяся тем, что полная масса углеводородной смолы составляет 1-60% от полной массы пленки. 8. Пленка по п.1, отличающаяся тем, что масса углеводородной смолы в базовом слое С составляет 5-50% от полной массы базового слоя С. 9. Пленка по п.1, отличающаяся тем, масса углеводородной смолы в каждом из слоев А, В и D составляет 5-20% от полной массы каждого слоя А, В и D. 10. Пленка по пп.8 и 9, отличающаяся тем, что 85% полной массы смолы имеет среднюю молекулярную массу 1500-2500, преимущественно 1750-2250. 11. Пленка по пп.8, 9 и 10, отличающаяся тем, что точка размягчения смолы в слое С составляет 120-160 С. 12. Пленка по п.1, отличающаяся тем, что слои А, В и С содержат наполнитель в количестве 3-30% от массы каждого слоя А, В и С. 13. Пленка по п.12, отличающаяся тем, что наполнителем является карбонат кальция и/или тальк в полиолефиновом носителе. 14. Пленка по п.13, отличающаяся тем, что полиолефиновым носителем преимущественно является полипропилен. 15. Пленка по п.13, отличающаяся тем, что масса карбоната кальция и/или талька в наполнителе составляет 50-70% и масса полиолефина в наполнителе по составляет 30-50% от полной массы наполнителя. 16. Пленка по п.1, отличающаяся тем, что слой В содержит красящий концентрат в количестве 515% от массы слоя В. 17. Пленка по п.1, отличающаяся тем, что красящий концентрат по п.16 представляет собой диоксид титана в полиолефиновом носителе. 18. Пленка по п.1, отличающаяся тем, что полиолефиновым носителем в красящем концентрате является полипропилен. 19. Пленка по п.17, отличающаяся тем, что масса диоксида титана в красящем концентрате составляет 60-80% и масса полиолефина в красящем концентрате составляет 20-40% от полной массы красящего концентрата. 20. Пленка по п.1, отличающаяся тем, что масса антиадгезива в слое Е составляет 0,1-1,5% от полной массы указанного слоя. 21. Пленка по п.1, отличающаяся тем, что антиадгезив выбирают из неорганических добавок, таких как двуокись кремния, карбонат кальция, силикат магния, силикат алюминия, фосфат кальция и подобные соединения, и/или из органических полимеров, таких как полиамиды, полиэфиры и подобные соединения. 22. Пленка по п.1, отличающаяся тем, что полная толщина пленки составляет 40-100 мкм, преимущественно 70-90 мкм. 23. Пленка по п.1, отличающаяся тем, что полная толщина базового слоя С составляет 30-96 мкм,преимущественно 53-86 мкм.-6 005668 24. Пленка по п.1, отличающаяся тем, что толщина каждого слоя А, В, С, D и Е составляет менее 5 мкм. 25. Пленка по п.1, отличающаяся тем, что точка плавления полипропиленовых полимеров в слоях А, В, С и D лежит в пределах 150 С и выше.