Материал и способ изготовления упаковки напитков

Изобретение относится к материалу и способу изготовления бутылок из полиэтилентерефталата. В качестве материала предлагается использовать композицию на основе гранулята ПЭТ (98,8 - 99,15 мас.%), и дополнительно содержащую краситель с добавкой УФ-абсорбера (1,2 -0,85 мас.%), при этом используют гранулят ПЭТ с повышенным значением присущей вязкости, составляющим 0,80 - 0,84 дл/г, предпочтительно 0,82 дл/г. Способ изготовления бутылок состоит в том, что изготавливают полую пальцеобразную заготовку - преформу с последующим раздувом, причем гранулят полиэтилентерефталата и краситель с добавкой УФ-абсорбера вводят посредством дозирующего устройства в процессе изготовления преформ, которые в стадии раздува нагревают до температуры 125-135°С. Введение в состав материала дополнительно красителя с добавкой УФ-абсорбера в определенном количественном соотношении непосредственно в процессе изготовления преформ, что обеспечивает усиление эффективной защиты полимера от фотохимического разложения за счет уменьшения негативного воздействия УФ-излучения на материал при сохранении последним требуемых механических свойств. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Группа изобретений относится к материалу и способу изготовления маломерной тары для хранения пищевых продуктов (в основном напитков), а конкретнее к материалу и способу изготовления бутылок из полиэтилентерефталата.

Широко известны технологии изготовления маломерной тары, такой как банки, бутылки из полиэтилентерефталата (далее - ПЭТ).

Нижеперечисленные материалы, а также способы изготовления маломерной тары из ПЭТ следует рассматривать в качестве аналогов предлагаемых изобретений.

Известен способ изготовления банки для продуктов из ПЭТ (патент ЕР № 0320151, 1989, МКИ В 65 D 1/02), предусматривающий выполнение оболочки банки из предварительно полученной полой пальцеобразной заготовки - преформы с горлом для подачи воздуха с последующим выдуванием и формованием заготовки в пресс-форме заданной конфигурации определенной формы.

Известно применение красителей при изготовлении бутылок из ПЭТ (см. каталог 8-й Международной специализированной выставки пластмасс и каучука “ИНТЕРПЛАСТИКА 2004” с.64-101).

Известно применение при изготовлении упаковочного материала для пищевых продуктов УФ-абсорберов (патент РФ №2107684, 1998, МКИ С 07 D 249/20).

Известен способ получения бутылок из ПЭТ (см. проспект фирмы “Маннесман Демаг Пластсервис”, выставка “Упаковка 99”, Москва, 13.12-16.12. 1999, Экспоцентр), который является наиболее близким по технической сущности (прототипом для материала и способа). Способ получения такой тары предусматривает предварительное изготовление пальцеобразной, обычно с винтовым горлом промежуточной заготовки в виде так называемой преформы из ПЭТ, которую получают, например, методом инжекции на станках - термопластавтоматах. Эти цельные заготовки служат для производства бутылок различной формы и емкости. Изготовление бутылок производят при температуре выше температуры стеклования на специальном оборудовании (пневмоформовочных машинах) методом раздува с последующей вытяжкой в пресс-форме заданной конфигурации непосредственно перед разливом жидких продуктов с последующей укупоркой.

Необходимо отметить, что известные материалы, а также технологии изготовления маломерной тары не позволяют создать упаковку, которая при хранении в течение длительного периода поддерживает свойства упакованного продукта, в том числе его вкус.

Задача, на решение которой направлены предлагаемые изобретения, заключается в следующем:

в выборе материала, представляющего собой композицию с оптимальным сочетанием ингредиентов, используемых для изготовления упаковки, а также соотношения ингредиентов композиции, позволяющего при изготовлении из него упаковки (бутыли) сохранять свойства упакованного продукта (в основном напитков) при хранении их в течение длительного периода;

в способе изготовления маломерной тары из предлагаемого материала, в процессе которого получается конечный продукт - упаковка (бутылка), способная сохранять свойства упакованного продукта (в основном напитков) при хранении их в течение длительного периода.

Введение в состав материала, содержащего ПЭТ, дополнительно красителя с добавкой УФ-абсорбера в определенном количественном соотношении в процессе изготовления преформ, обеспечивает синергетический эффект, заключающийся в усилении эффективной защиты полимера от фотохимического разложения, за счет уменьшения негативного воздействия действия УФ-излучения на материал при сохранении последним требуемых механических свойств.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в качестве материала предлагается использовать композицию на основе гранулята ПЭТ, и дополнительно содержащую краситель с добавкой УФ-абсорбера, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

- Гранулят ПЭТ - 98,8-99,15

- Краситель с добавкой УФ-абсорбера - 0,85-1,2

Существенными признаками, характеризующими заявляемое изобретение в части материала, - является выбор оптимального состава ингредиентов композиции и их количественного соотношения, дающих возможность только в данном интервале количественных значений получить указанный технический результат.

В соответствии с изобретением гранулят ПЭТ используют с повышенным значением присущей вязкости, составляющим 0,80-0,84 dl/g и предпочтительно 0,82 dl/g.

Гранулят ПЭТ предварительно получают известными способами, например путем полимеризации между терефталевой кислотой и этиленгликолем с последующим охлаждением и гранулированием.

Размер гранул классифицируют по крупности путем рассева, при этом не допускается наличие частиц более 8 и менее 2 мм.

В соответствии с изобретением оптимальный гранулометрический состав ПЭТ должен находиться в пределах:

2,0-8,0 мм - 92 %;

менее 2,0 мм - 2 %;

более 8,0 мм - 6 %.

В соответствии с изобретением в качестве УФ-абсорберов могут быть использованы стирически затрудненные амины или пространственно затрудненные амины.

В соответствии с изобретением в качестве красителей используют органические пигменты различных цветов.

В соответствии с изобретением краситель с добавкой УФ-абсорбера используют в пастообразной форме.

Краситель с добавкой УФ-абсорбера в пастообразной форме получают путем смешивания указанных компонентов в растворе.

В соответствии с изобретением краситель с добавкой УФ-абсорбера используют в гранулированной форме.

Краситель с добавкой УФ-абсорбера в гранулированной форме получают методом экструзии через формующую головку с последующим охлаждением и гранулированием.

Размер гранул классифицируют по крупности путем рассева, при этом не допускается наличие частиц более 2 и менее 0,5 мм и пыли.

Оптимальный гранулометрический состав красителя с добавкой Уф-абсорбера должен находиться в пределах:

0,5-2,0 мм - 92%;

менее 0,5 мм - 2 %;

более 2,0 мм - 6 %.

Способ изготовления бутылок из предлагаемого материала предусматривает выполнение оболочки бутылки из предварительно полученной полой пальцеобразной заготовки - преформы с последующим раздувом, включающим вытяжку и выдувание заготовки в пресс-форму заданной конфигурации.

В отличие от известного способа изготовления маломерной тары из ПЭТ в заявляемом способе исходные ингредиенты - гранулят ПЭТ и краситель с добавкой УФ-абсорбера вводят в процессе изготовления преформ непосредственно в материальный цилиндр литьевой машины, причем краситель с добавкой УФ-абсорбера подают с помощью дозирующего устройства, при этом в стадии раздува перерабатываемые преформы нагревают до температуры 125-135°С.

Нагрев преформ зависит от следующего соотношения компонентов, мас.%:

Гранулят ПЭТ - 98,8-99,15

Краситель с добавкой УФ-абсорбера - 0,85-1,2

При увеличении содержания красителя с УФ-абсорбером с 0,85 до 1,2 энергоемкость увеличивается, а мощность нагрева преформ уменьшается.

В качестве дозирующего устройства используют дозаторы с интервалом дозирования не менее 0,01-2,0 %.

На фиг.1 представлены графические материалы, иллюстрирующие зависимость степени пропускания материалом УФ-излучения (Т%) от длины волны (λ нм).

На фиг.1 под №1 показан принятый в качестве сравнения материал, характеризующийся следующим соотношением компонентов, мас.%:

Гранулят ПЭТ - 99,7

Краситель - 0,3

На фиг.1 под №2 показан материал, характеризующийся следующим соотношением компонентов, мас.%:

Гранулят ПЭТ - 99,15

Краситель с добавкой УФ-абсорбера - 0,85

На фиг.1 под №3 показан материал, характеризующийся следующим соотношением компонентов, мас.%:

Гранулят ПЭТ - 98,8

Краситель с добавкой УФ-абсорбера - 1,2

На фиг.2 представлены графические материалы, демонстрирующие сохранение вкуса упакованного продукта в течение времени. При этом в качестве показателя, характеризующего качество и вкус упакованного продукта (пива), использован суммарный показатель окисленных форм (mg/l), например, таких как 2-метилбутанал, 3-метил-2-бутен-1-тиол в зависимости от времени хранении t (мес).

На фиг. 2 под №1 показан принятый в качестве сравнения материал, характеризующийся следующим соотношением компонентов, мас.%:

Гранулят ПЭТ - 99,7

Краситель - 0,3

На фиг. 2 под №2 показан материал, характеризующийся следующим соотношением компонентов, мас.%:

Гранулят ПЭТ - 99,15

Краситель с добавкой УФ-абсорбера - 0,85

Нижеследующий пример поясняет изобретение.

Пример 1

Изготовление маломерной тары, например бутылки, из прелагаемого материала осуществляют с использованием предлагаемого способа следующим образом.

Изготовление преформ включает следующие стадии.

Гранулят ПЭТ используют с повышенным значением присущей вязкости, составляющим предпочтительно 0,82 dl/g.

Размер гранул классифицируют по крупности путем рассева, при этом не допускается наличие частиц более 8 и менее 2 мм. Гранулят ПЭТ предварительно осушают.

Гранулированный краситель с добавкой УФ-абсорбера получают методом экструзии через формующую головку с последующим охлаждением и гранулированием.

Размер гранул классифицируют по крупности путем рассева, при этом не допускается наличие частиц более 2 и менее 0,5 мм и пыли.

Соотношение компонентов композиции выбирают в следующих пределах мас.%:

Гранулят ПЭТ - 99,0

Краситель с добавкой УФ-абсорбера - 1,0

Гранулят ПЭТ подают в материальный цилиндр литьевой машины, куда одновременно при помощи дозирующего устройства подают краситель с добавкой УФ-абсорбера в указанном количестве.

В качестве дозирующего устройства используют стандартные дозаторы (производимые ведущими фирмами) с интервалом дозирования не менее 0,01-2,0 %.

В материальном цилиндре литьевой машины происходит равномерное распределение гранулята ПЭТ и красителя с добавкой УФ-абсорбера. Перерабатываемый материал в инжекционном узле литьевой машины пластифицируется, переводится в расплав, а затем под давлением впрыскивается в сомкнутую пресс-форму для оформления изделия. Оформление изделия в пресс-форме предусматривает выдержку под давлением и охлаждение, после чего происходит размыкание литьевой формы.

Бутылки из преформ, полученные указанным выше методом, изготавливают на установке для пневмоформования методом раздува с вытяжкой.

Сущность метода раздува заключается в том, что перерабатываемые преформы на нагревательной карусели проходят участок нагрева, затем при помощи пневмоцилиндра под действием пониженного давления происходит вытяжка преформы, после чего под действием более высокого давления происходит окончательное формование и охлаждение ПЭТ - бутылки.

В процессе изготовления бутылки перерабатываемые преформы проходят участок нагрева на нагревательной карусели, состоящий из оснащенных инфракрасными излучателями нагревательных коробов и воздушного душа.

При выборе указанного выше соотношения компонентов температура нагрева преформ, измеряемых пирометром бесконтактным методом, составляет не более 135°С, при этом мощность нагрева составляет не более 75% от общей установленной мощности оборудования.

Таким образом, в примере описан конкретный вариант решения задачи создания бутылки для пива, которая в течение длительного периода способна при хранении поддерживать свойства упакованного продукта, в том числе его вкус.

Как показывает отработанная технология, выход за пределы заявляемых количественных соотношений состава ингредиентов композиции - материала и не соблюдение указанной технологии получения маломерной тары приводит к не достижению технического результата.

1. Материал для изготовления маломерной тары на основе полиэтилентерефталата, отличающийся тем, что дополнительно содержит краситель с добавкой УФ-абсорбера при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Гранулят полиэтилентерефталата - 98,8÷99,15

Краситель с добавкой УФ-абсорбера - 0,85÷1,2

2. Материал по п.1, отличающийся тем, что гранулят полиэтилентерефталата используют с повышенным значением присущей вязкости, составляющим 0,80 ÷ 0,84 дл/г и предпочтительно - 0,82 дл/г.

3. Материал по п.1, отличающийся тем, что оптимальный гранулометрический состав полиэтилентерефталата должен находиться в пределах:

2,0-8,0 мм -- 92%

менее 2,0 мм -- 2%

более 8,0 мм -- 6%.

4. Материал по п.1, отличающийся тем, что УФ-абсорбер выбирают из группы стерически затрудненных аминов и пространственно затрудненных аминов.

5. Материал по п.1, отличающийся тем, что краситель выбирают из группы органических пигментов различных цветов.

6. Материал по п.1, отличающийся тем, что краситель с добавкой УФ-абсорбера используют в пастообразной форме.

7. Материал по п.1, отличающийся тем, что краситель с добавкой УФ-абсорбера используют в гранулированной форме.

8. Способ изготовления маломерной тары из материала, содержащего гранулят полиэтилентерефталата и краситель с добавкой УФ-абсорбера, предусматривающий изготовление полой пальцеобразной заготовки - преформы с последующим раздувом, включающим вытяжку и выдувание преформы в пресс-форму для оформления бутылки заданной конфигурации, отличающийся тем, что гранулят полиэтилентерефталата и краситель с добавкой УФ-абсорбера вводят в процессе изготовления преформ, которые в стадии раздува нагревают до температуры 125-135°С.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что нагрев преформ зависит от следующего соотношения компонентов, мас.%:

Гранулят полиэтилентерефталата - 98,8÷99,15

Краситель с добавкой УФ-абсорбера - 0,85÷1,2

10. Способ по п.8, отличающийся тем, что краситель с добавкой УФ-абсорбера вводят посредством дозирующего устройства.

11. Способ по п.10, отличающийся тем, что в качестве дозирующего устройства используют дозаторы с интервалом дозирования не менее 0,01÷2,0%.