Упаковочный блок из пеноматериала и способ его изготовления
Изобретение относится к способу изготовления упаковки из пеноматериала и упаковке из пеноматериала. Способ согласно настоящему изобретению включает в себя этапы: приготовления формовочного волокнистого пеноматериала, содержащего волокнистый материал и пенообразователь; формовки упаковочной заготовки из формовочного волокнистого пеноматериала, содержание твердой фазы в которой составляет более 35 процентов по весу (вес.%); и сушки в пресс-форме упаковочной заготовки с целью получения упаковки из пеноматериала; при этом долговечность пенной пульпы составляет от 1 до 60 секунд. 2 н. и 23 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к способу изготовления упаковочного блока из пеноматериала. Более конкретно, данный упаковочный блок изготовляется из формовочного волокнистого материала и может быть использован для продуктов типа яиц и аналогичных продуктов, например, таких как киви и томаты.
Обычные способы производства упаковок начинаются с приготовления формовочной пульпы, изготовляемой из (утилизированной) макулатуры. После приготовления формовочной пульпы этот формовочно-пульповый материал помещают в пресс-форму для формовки с целью получения упаковочной заготовки. Затем упаковочную заготовку извлекают из пресс-формы, и полученную упаковку подвергают сушке. Операции, производимые после формовки, включая операцию сушки, требуют особенно больших затрат энергии. Это приводит к значительному повышению стоимости обычных упаковок.
Цель настоящего изобретения заключается в устранении или по меньшей мере уменьшении вышеупомянутых проблем и создании экономически эффективного способа производства упаковок.
Для достижения этой цели настоящим изобретением предлагается способ изготовления упаковки из пеноматериала, включающий в себя следующие этапы:
- приготовление формовочного волокнистого пеноматериала, содержащего волокнистый материал и пенообразователь;
- формовка упаковочной заготовки из формовочного волокнистого пеноматериала, содержание твердой фазы в которой составляет более 35 процентов по весу (вес. %); и
- сушка в пресс-форме упаковочной заготовки с целью получения упаковки из пеноматериала.
В способе изготовления согласно настоящему изобретению формовочный волокнистый пеноматериал представляет собой формовочную пульпу с волокнистым материалом и пенообразователем. В качестве волокнистого материала может использоваться обычный формовочный пульповый материал, получаемый из утилизированной макулатуры или любого другого подходящего сырья. Формовочный пульповый материал вспенивается с помощью пенообразователя. Это дает возможность получить вспененную формовочную пульпу, которую можно использовать для формовки упаковки с помощью способа изготовления согласно настоящему изобретению.
После формовки упаковочной заготовки из формовочного волокнистого пеноматериала выполняется этап сушки. Способ изготовления согласно настоящему изобретению с применением вспененного формовочно-пульпового материала обеспечивает возможность получения упаковочной заготовки, содержание твердой фазы в которой после формовки и перед сушкой значительно ниже по сравнению с этим параметром для обычного способа изготовления. Таким, этап сушки в способе изготовления согласно настоящему изобретению может быть выполнена более эффективно. Более конкретно, повышение содержания твердой фазы после формовки в способе изготовления согласно настоящему изобретению значительно уменьшает количество воды, которую необходимо удалить в ходе этапа сушки, что значительно сокращает количество энергии, потребляемой в ходе этапа сушки, и, следовательно, энергозатраты в процессе производства.
Сравнение с обычными способами изготовления показывает, что способ изготовления согласно настоящему изобретению обеспечивает получение в ходе этапа формовки упаковочной заготовки из (вспененного) материала, содержание твердой фазы в которой на 4% выше, и для сушки которой требуется на 20% меньше энергии, и, следовательно, затрат, по сравнению с обычным способом изготовления. Таким образом, это значительно повышает экономическую эффективность производства упаковок из (вспененного) формовочного волокнистого материала.
Этап сушки в пресс-форме может выполняться либо в тех же самых пресс-формах, которые использовались в ходе этапа формовки, либо в специальных пресс-формах для сушки. Процесс сушки может также осуществляться в ходе дополнительных этапов с использованием ряда пресс-форм для сушки для одной или нескольких вышеупомянутых дополнительных этапов. Это может еще больше улучшить качество конечного продукта.
Еще одно преимущество упаковки из пеноматериала, получаемой с помощью способа изготовления согласно настоящему изобретению, заключается в том, что она является более однородной по сравнению с обычными упаковками. Кроме того, шероховатость поверхности данной упаковки также значительно ниже, чем у обычных упаковок. Это улучшает тактильные характеристики данной упаковки, а также её внешний вид, который будет по достоинству оценен потребителями. Кроме того, улучшается соотношение между весом конечного продукта и его прочностью. Это обеспечивает возможность экономически эффективного производства упаковки из формовочного волокнистого пеноматериала.
Дополнительным положительным эффектом является устранение или сокращение необходимости использования добавок, способствующих поштучному отделению упаковок друг от друга. Это достигается путем уменьшения шероховатости поверхности упаковки, что упрощает процесс отделения произведенных изделий друг от друга.
Благодаря применению формовочного волокнистого пеноматериала при штамповке или формовке упаковок прочность упаковки обеспечивается с меньшим количеством материала, то есть при меньшем весе упаковки. Это уменьшает количество требуемого сырья, такого как утилизированная макулатура или древесноволокнистая масса первичного помола. Это дополнительно усовершенствует процесс производства.
Помимо уменьшения шероховатости поверхности и повышения однородности получаемой упаковки, могут быть разработаны новые конструкции, обеспечивающие меньший шаг укладки, так что пачка сложенных вместе упаковок может содержать большее количество упаковок, чем пачка упаковок обычной конструкции. Это повышает эффективность операций загрузки, разгрузки и перемещения упаковок. Это дополнительно повышает общую гибкость и свободу в дизайне упаковок. Кроме того, за счет уменьшения шероховатости поверхности может быть повышено качество печати надписей на поверхности упаковок.
Еще одно преимущество предлагаемого способа заключается в том, что может быть получен формовочный волокнистый пеноматериал, обладающий улучшенными теплоизоляционными свойствами, что улучшает защиту/теплоизоляцию заключенных в данной упаковке продуктов от (изменяющихся) внешних условий. Это повышает возможности хранения продуктов в упаковке, изготовленной согласно настоящему изобретению.
Еще один положительный эффект производства упаковки из пеноматериала согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения заключается в том, что можно получить упаковку с уменьшенным так называемым "углеродным следом". В зависимости от конкретного случая, уменьшение углеродного следа по сравнению с обычными заготовками, изготовленными из пластика или других материалов, может достигать 60-80%.
В одном из возможных вариантов реализации настоящего изобретения, в ходе этапа приготовления формовочного волокнистого пеноматериала приготовляют волокнистый материал с плотностью 1-4% (10-40 кг/м3), содержащий 0,2-3% поверхностного пенообразователя, который подается в пеногенератор или аэратор. В таком пеногенераторе, например, могут применяться высокооборотный ротор и дополнительная подача воздуха для получения формовочного волокнистого пеноматериала плотностью 300-900 кг/м3, предпочтительно, 400-600 кг/м3. В предпочтительном варианте реализации, формовочный волокнистый пеноматериал как можно скорее передается на этап формовки с целью получения высококачественного готового изделия. Эксперименты показали, что в отдельных предпочтительных вариантах реализации пеноматериал имел относительно малую долговечность для получения максимально высокого качества продукта. Эта долговечность, определяемая как период полураспада пенной пульпы, составляет от 1 до 60 секунд, предпочтительно, от 2 до 30 секунд. Пеноматериал содержит до 70% воздуха и минимальное количество воды. Именно этими факторами, т.е. низким содержанием воды в сочетании с относительно коротким периодом полураспада пеноматериала, обеспечивается более высокое содержание твердой фазы. Эксперименты показали, что повышение содержания твердой фазы на 1-6% после прессовки/формовки сырьевого материала в конечном итоге приводит к уменьшению требуемой для сушки энергии на 10-25%. В этих экспериментах изделия, в частности, упаковки для яиц, изготовлялись с использованием меньшего количества материала (приблизительно на 10% меньше) и имели аналогичную изгибную жесткость, три точки изгибная жесткость изделий, изготовленных обычными способами. Гомогенность материала также повышена, что способствует уменьшению шероховатости поверхности вследствие более равномерного распределения волокон по поверхности. Как дополнительный эффект, общая производственная мощность может быть увеличена на величину до 50%.
В предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения, в качестве пенообразователя используется SLES, SDS и/или другие детергенты/ПАВ.
Добавление SLES (лауретсульфата натрия), SDS (лаурилсульфата натрия и/или додецилсульфата натрия) и/или ALS (лаурилсульфата аммония) в формовочную волокнистую пульпу обеспечивает получение вспененной формовочной волокнистой пульпы, которая может быть эффективно использована для формовки упаковки из формовочного волокнистого пеноматериала.
В предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения приготовление формовочного волокнистого пеноматериала включает в себя введение одной или нескольких добавок.
За счет введения одной или нескольких добавок в способе изготовления согласно настоящему изобретению могут быть повышены характеристики изделия. В одном из предпочтительных вариантов реализации, вводимые добавки включают в себя обезвоживающий полимер, наиболее предпочтительно, полиакриламид. В дополнение к нему, или в качестве альтернативы, могут быть введены другие добавки, такие как алкил-кетен димер (AKD). Введение этих добавок может производиться в ходе этапа приготовления пеноматериала, а в качестве альтернативы или дополнительно, в ходе этапа предварительного обеспечения одного или нескольких сырьевых материалов.
При необходимости, одна или несколько добавок содержат твердые частицы и/или волокна. Это может дополнительно улучшить свойства изделия. Кроме того, это позволяет получить конкретные характеристики продукта, предназначенного для выполнения конкретных задач. Это улучшает общую гибкость способа изготовления согласно настоящему изобретению.
В предпочтительных вариантах реализации изобретения одна или несколько добавок включают в себя одно или несколько веществ из приведенного ниже списка: полилактидная кислота (PLA), полигидроксибутират (PHB), полигликолиевая кислота (PGA), полигидроксиалканат (PHA), или их комбинации. Кроме того, в качестве добавки может вводиться полибутиленсукцинат (PBS). Предпочтительно, вводимые добавки должны быть регенерируемыми и биоразлагаемыми, а также безопасными для применения в составе материалов для пищевой промышленности, в частности, материалов для упаковок пищевых продуктов. Это обеспечивает возможность получения перерабатываемого изделия, безопасного для применения для изготовления упаковок для пищевых продуктов.
В некоторых случаях, формовочная пульпа может содержать дополнительные компоненты добавок, такие как агент для повышения прочности во влажном состоянии, агент для повышения прочности в сухом состоянии, краситель/пигмент, производные крахмала, антиадгезив, такой как стеарат кальция.
Дополнительным эффектом введения добавок является возможность повышения водостойкости конечного продукта, а также возможность его использования в холодильнике с низкой температурой и относительно высокой влажностью. Кроме того, может быть повышена сопротивляемость изделия и к другим факторам.
Материал для упаковки согласно настоящему изобретению может содержать восстановленный волокнистый материал и/или так называемый свежий волокнистый материал.
Предпочтительно, материал для производства упаковки представляет собой восстановленный волокнистый материал, включая сырьевой материал, полученный из отходов бумаги и/или картона и/или отходов аналогичного типа. Этот восстановленный волокнистый материал может быть использован как альтернатива так называемому свежему волокнистому материалу и/или в комбинации с ним. Использование восстановленного волокнистого материала может способствовать более экологически рациональному производству.
В еще одном предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения, материал для изготовления упаковки содержит натуральные волокна недревесной лигноцеллюлозной биомассы.
Использование лигноцеллюлозной биомассы из других источников, помимо обычной переработки макулатуры, обеспечивает альтернативный источник материала для производства упаковки из формовочной пульпы. Это повышает доступность сырьевого (исходного) материала при производстве упаковки согласно настоящему изобретению. Кроме того, использование этой биомассы обеспечивает дополнительные визуальные эффекты, которые могут придавать упаковке более естественные тактильные свойства и внешний вид, а также повышать экологичность упаковки согласно настоящему изобретению.
В рассматриваемом предпочтительном варианте реализации, формовочная пульпа может содержать по меньшей мере 10 вес. % недревесной лигноцеллюлозной биомассы, предпочтительно, по меньшей мере 50 вес. %, более предпочтительно, по меньшей мере 80 вес. %, еще более предпочтительно, по меньшей мере 85 вес. %, и еще более предпочтительно, по меньшей мере 92,5 вес. % недревесной лигноцеллюлозной биомассы. Предпочтительно, лигноцеллюлозная биомасса представляет собой биомассу, получаемую из растений семейства злаковых, включая травяные растения, в том числе, траву и ячмень, маис, рис, сорняки, рожь, ростки пшеницы, бамбук, сахарный тростник, рапсовое семя, солому, виноградные косточки, зерновые примеси и т.п. Особенно хорошие результаты при производстве упаковочных блоков, таких как упаковки, получаются при использовании так называемой натуральной травы. Такую натуральную траву можно получать, например, из естественной природы. Этот материал открывает эффективные возможности производства, обеспечивая в то же время возможность изготовления экологически безопасной упаковки для потребителя. Применение этого альтернативного сырьевого материала в качестве формовочного волокнистого материала создает дополнительные возможности усовершенствования упаковок.
Предпочтительно, содержание белка в биомассе составляет от 0 до 5 вес. %, более предпочтительно, от 0 до 4 вес. %, предпочтительно, ниже 3 вес. %, более предпочтительно, ниже 2 вес. %, и наиболее предпочтительно ниже 1,75 вес. % сухого веса биомассы. Удаление белка из лигноцеллюлозной биомассы является широко известной технологией, раскрываемой, например, в патентном документе WO 2012/023848 Al (заявитель - Данвос Б.В.). Совместное использование такого сырьевого материала биомассы в комбинации или в качестве альтернативы формовочной пульпе, получаемой из бумаги и/или картона, обеспечивает дополнительные возможности использования различных сырьевых материалов и улучшает экологичность/экологическую совместимость получаемой упаковки. Вспенивание такого альтернативного (недревесного) волокнистого материала обеспечивает эффекты и преимущества, аналогичные описанным для (утилизированной) макулатуры.
В рассматриваемом предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения, предлагаемый способ включает в себя также этап перемещения упаковочной заготовки из пресс-формы в форму для сушки.
Как упоминалось выше, этап сушки может выполняться в специальной форме для сушки. Это дополнительно повышает производительность производственной установки и/или дает возможность использования специальной формы для сушки. Как было указано выше, в различных дополнительных этапах процесса сушки могут использоваться несколько специальных форм.
Предпочтительно, содержание твердой фазы в волокнистом материале после формовки составляет более 36 вес. %, предпочтительно, более 37 вес. %, более предпочтительно, более 38 вес. %, и еще более предпочтительно, более 39 вес. %. Было показано, что с применением вспененной формовочной волокнистой пульпы в способе изготовления может быть получено более высокое содержание твердой фазы волокнистого материала в упаковке после формовки, более 35 вес. % и даже выше. Это значительно снижает требования к этапу сушки, как уже было указано выше. В некоторых случаях, содержание твердой фазы в упаковочной заготовке может выражаться в % сухости.
Объемное содержание воздуха в формовочном волокнистом пеноматериале, предпочтительно, составляет более 50%, более предпочтительно, более 60%, и наиболее предпочтительно, от 60% до 75%. В настоящем описании термин "воздух" служит для обозначения газа, входящего в состав и/или используемого для вспенивания формовочно-пульпового материала. Такое высокое процентное содержание воздуха дополнительно улучшает вышеописанные эффекты применительно к формовочному волокнистому пеноматериалу.
В рассматриваемом предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения формовочная пульпа перед формовкой имеет консистенцию (по отношению содержания волокна к содержанию воды) более 1,0 вес. %, предпочтительно, более 1,3 вес. %, более предпочтительно, выше 2,0 вес. %, и наиболее предпочтительно, выше 2,5 вес. %.
Обычно консистенция пульпы составляет ниже 1,0 вес. %. Повышение весового отношения консистенции обеспечивает получение более прочного изделия после формовки. Это дает возможность, например, уменьшения веса упаковки при сохранении аналогичной прочности. Желательно, чтобы на упаковку была нанесена этикетка с напечатанной на ней информацией об упакованном продукте.
В еще одном предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения, этап сушки дополнительно включает в себя нанесение этикетки в форме.
При нанесении этикетки в форме основной этап наклейки этикетки может быть опущен. В данном варианте реализации изобретения этикетка, предпочтительно, наносится в форме для сушки. В ходе этапа сушки этикетка прикрепляется к заготовке, и по окончании сушки готовое изделие уже снабжено этикеткой. В одном из возможных вариантов реализации изобретения, этикетку изготовляют из одного из нескольких материалов из нижеприведенного списка, а именно: PLA, PBS, PHB, PGA, PHA. Это расширяет возможности утилизации использованных упаковок и/или возможности прикрепления этикетки к изделию.
Объектом настоящего изобретения является также упаковка, изготовленная из вспененной формовочной пульпы, предназначенная для продуктов типа яиц, содержащая:
- несущую часть, имеющую длину, ширину и глубину; и
- один или несколько продуктовых отсеков, выполненных в несущей части и служащих для укладывания в них продуктов;
в которой вспененная формовочная пульпа содержит волокнистый материал, пенообразователь и одну или несколько добавок.
Такая упаковка обеспечивает такие же эффекты и преимущества, описанные выше для способа изготовления. В рассматриваемых предпочтительных вариантах реализации для изготовления упаковки выполняются один или несколько (не обязательно) этапов описанного выше способа изготовления. Кроме того, упаковка согласно настоящему изобретению может быть изготовлена с применением обычных этапов сушки и/или этапов сушки в пресс-форме.
Предпочтительно, к числу используемых добавок относится одна или несколько добавок из приведенного ниже списка, а именно: PLA, PBS, PHB, PGA, PHA. Это обеспечивает описанные выше положительные эффекты и преимущества. Это относится также и к другим предпочтительным вариантам реализации, к числу используемых добавок в которых относятся: обезвоживающий полимер, такой как полиакриламид, специальные твердые частицы и/или волокна, пленкообразующий агент, содержащий SLES, SDS и/или ALS, восстановленный волокнистый материал, при необходимости, включающий в себя натуральные волокна недревесной лигноцеллюлозной биомассы.
В еще одном предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения, упаковка содержит также закрывающую часть, которая имеет длину, ширину и глубину.
Закрывающая часть совместно с несущей частью образуют упаковку, обеспечивающую защиту практически всего продукта, такого как яйца.
Предпочтительно, упаковка содержит шарнир из формовочного волокнистого пеноматериала, шарнирно соединяющую несущую часть с закрывающей частью. Это обеспечивает упаковке нижнюю часть и закрывающую часть, а также дает возможность транспортировки и демонстрации продуктов, избегая их повреждения. Это особенно ценно в случае легко повреждаемых продуктов типа яиц. Предпочтительно, закрывающая часть своей задней стороной шарнирно соединена с нижней частью. Было показано, что шарнир, изготовленный из формовочного волокнистого пеноматериала, способен успешно выполнять функцию открывания и закрывания закрывающей части относительно нижней части.
Предпочтительно, на передней стороне упаковки предусмотрена защелка, содержащая первый защелкивающийся элемент, расположенный на нижней части, и отверстие в закрывающей части, в которое входит указанный первый защелкивающийся элемент. Путем защелкивания закрывающей части и нижней части на передней поверхности упаковка может быть закрыта. Предпочтительно, на нижней части предусмотрен выступ, выполненный в форме ребра или зубца, выполняющий функцию первого защелкивающегося элемента. Такой выступ может быть выполнен непосредственно на нижней части или на отдельной закрывающей створке, шарнирно соединенной с нижней частью. Разумеется, возможны и другие конфигурации настоящего изобретения.
Кроме того, формовочный волокнистый пеноматериал для упаковки согласно настоящему изобретению продемонстрировал хорошие производственные возможности; например, несущая и/или закрывающая часть могут иметь длину, ширину и практическую высоту порядка 3 см или более, предпочтительно, 4 см или более, и наиболее предпочтительно, порядка 5 см или более.
В еще одном предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения, предлагаемая упаковка может использоваться в качестве упаковки для яиц, фиксирующего разноса для чашек, упаковки для пищи быстрого питания, разделительной упаковки для бутылок, пищевого контейнера для готовых блюд и защитной упаковки.
Такие упаковки, предпочтительно, выполняются из формовочного волокнистого пеноматериала и обладают всеми описанными выше преимуществами. Упаковка для яиц может быть выполнена в виде нижней части, шарнирно соединенной с верхней частью, что обеспечивает возможность транспортировки и показа яиц. Фиксирующий разнос для чашек может использоваться для переноса одной или нескольких чашек, например, чашек с кофе. Упаковки для пищи быстрого питания могут применяться, например, в качестве контейнеров для гамбургеров и картофеля-фри. Разделительные упаковки для бутылок обеспечивают защиту бутылок, а применение формовочного волокнистого пеноматериала улучшает защиту бутылок, особенно их кронен-пробок. Пищевые контейнеры для готовых блюд, выполненные из формовочного волокнистого пеноматериала, улучшают хранения, транспортировку и презентацию пищевых продуктов для потребителя, причем в данном случае контейнер, предпочтительно, ламинирован защитной пленкой, например, биопленкой или полиолефиновой пленкой, и, предпочтительно, выполнен из так называемого свежего волокнистого материала с целью предотвращения попадания нежелательных компонентов из материала в пищу. Это также может относиться, например, к чашкам для кофе. Защитные упаковки могут относиться, например, к упаковкам для переноса электронных компонентов.
Дальнейшие преимущества, отличительные признаки и подробности настоящего изобретения станут более ясными после ознакомления с приведенным ниже его подробным описанием на базе предпочтительных вариантов реализации со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
на фиг. 1 - блок-схема способа изготовления согласно настоящему изобретению;
на фиг. 2 - упаковка, содержащая натуральные волокна, изготовленная с помощью способа, представленного на фиг. 1; и
на фиг. 3-4 - дополнительный альтернативный вариант реализации упаковки согласно настоящему изобретению.
Показанный на фиг. 1 способ изготовления 2 начинается с собирания волокнистого материала 4. Затем приготовляются добавки 6, и сырьевой волокнистый материал с добавками подаются в камеру пенообразования для запуска процесса приготовления вспененного продукта 8. Пеноматериал подается в пресс-форму(ы) для процесса формовки 10. После окончания процесса вспенивания выполняется дальнейший этап. Он может включать в себя передачу 12 заготовок на процесс сушки 14, в некоторых случаях, сушки в пресс-форме или обычной сушки. Выполнение этапа сушки возможно также в формовочных пресс-формах. По окончании процесса сушки готовое изделие извлекается 16.
Упаковка 102 (см. фиг. 2) содержит нижнюю часть 104 с передней поверхностью 106, двумя боковыми поверхностями 108, задней поверхностью 110 и нижней поверхностью 112. В рассматриваемом варианте реализации закрывающая часть 114 шарнирно соединена шарниром 116 с нижней частью 104, чтобы закрывающая часть 114 могла перемещаться относительно нижней части 4 между открытым и закрытым положениями. Кроме того, закрывающая часть 114 содержит переднюю поверхность 118, две боковые поверхности 120, заднюю поверхность 122 и верхнюю поверхность 124.
Внутри нижней части 104 предусмотрены продуктовые отсеки 126, форма которых по меньшей мере частично соответствует внешним контурам продуктов, таких как яйца, киви, томаты и т.д. Для обеспечения стабильности и прочности упаковки 102 предусмотрены опорные конусы 128. Защелка 130 содержит отверстие 132 в закрывающей части 114 и выступ 134 на нижней части 104. При необходимости, упаковка 102 снабжается этикеткой.
Усилительные элементы представляют собой пазы 138, начинающиеся в точке 140 на верхней поверхности 124 закрывающей части 114 и заканчивающиеся в точке 142 на передней поверхности 118 закрывающей части 114. Помимо пазов 138, в конструкции могут быть предусмотрены альтернативные усилительные элементы в виде усилительных стержней, ободков и/или выступов.
В показанном варианте реализации, упаковка 102, при необходимости, может быть выполнена из формовочного волокнистого пеноматериала, содержащего значительное количество травяных волокон, например, 50%, 80%, 90% или 95%. Разумеется, упаковка 102 может быть изготовлена также из обычного формовочного волокнистого материала, полученного, например, из утилизированной макулатуры.
Волокна 148 в рассматриваемом варианте реализации, при необходимости, травяные волокна, входят в состав упаковочного пеноматериала. После сушки некоторые из (травяных) волокон 150 могут выступать из поверхности упаковки, включая поверхность отсека 126, таким образом, что отдельные (травяные) волокна могут быть различимы зрительно и/или на ощупь. В отсеке 126 выступающие волокна 150 обеспечивают амортизирующий эффект, который может еще больше способствовать предотвращению повреждения продукта.
Эти более длинные (травяные) волокна 148, 150 имеют длину около 25 мм. Длина более длинных (травяных) волокон 148, 150 такова, что данные волокна могут плавать на поверхности вспененной волоконной пульпы или пульповой смеси в процессе производства, вы результате чего при формовке эти более длинные волокна располагаются на поверхности упаковки. Эти выступающие волокна 50 еще больше улучшают привлекательный внешний вид упаковки 102. Волокна 150 выступают еще более значительно на внутренней поверхности упаковки, потому что внутренняя поверхность упаковки формируется всасывающей стороной пресс-формы. Этот эффект, обусловленный влиянием всасывающей стороны пресс-формы, хорошо известен производителям упаковок из волокнистых материалов для пищевых продуктов.
При производстве упаковки 102 волоконная пульпа для процесса формовки из натуральных (травяных) волокон содержится в пульповом контейнере, называемом также емкостью для хранения или емкостью для хранения плотной пульпы. Сам процесс формовки упаковки из формовочного волоконного материала здесь не описывается, поскольку он хорошо известен. В таком процессе формовка упаковки из формовочного волокнистого материала осуществляется путем подачи волокнистой пульповой смеси из пульпового контейнера.
Согласно настоящему изобретению, пенная пульпа содержит недревесную лигноцеллюлозную биомассу, причем в рассматриваемом варианте реализации лигноцеллюлозная биомасса содержит от 0 до 2% белка в сухом весе.
Способ согласно настоящему изобретению включает в себя предварительную обработку лигноцеллюлозной биомассы, включающую в себя ряд этапов. В зависимости от продукта, требуется проведение всех или некоторых из этих этапов с возможным проведением дополнительных этапов. Эта предварительная обработка может быть проведена на месте или (частично) в других местах. Если обработка лигноцеллюлозной биомассы выполняется в других местах, волокна лигноцеллюлозной биомассы могут добавляться непосредственно в пульповую смесь. В таком случае, предварительная обработка включает в себя насыщение лигноцеллюлозной биомассы водой в течение периода насыщения продолжительностью по меньшей мере 1 суток, предпочтительно, 2 суток. В данном случае, предварительная обработка включает в себя резку лигноцеллюлозной биомассы, предпочтительно, перед насыщением, для получения видимых волокон лигноцеллюлозной биомассы, имеющих длину, обеспечивающую расположение видимых волокон лигноцеллюлозной биомассы на поверхности волокнистой пульповой смеси.
Предварительная обработка в рассмотренных вариантах реализации включает в себя измельчение видимых волокон лигноцеллюлозной биомассы для облегчения взаимодействия волокнистой пульпы с видимыми волокнами лигноцеллюлозной биомассы в пульповой смеси.
Измельчение осуществляется в измельчающем устройстве (не показано), содержащем ряд измельчающих дисков, расположенных на определенном расстоянии друг от друга. Степень измельчения видимых волокон лигноцеллюлозной биомассы устанавливается путем регулирования расстояния между дисками в диапазоне от 0,2 мм до 1,5 мм. Измельчение видимых волокон лигноцеллюлозной биомассы производится при концентрации от 10 кг до 75 кг, предпочтительно, около 25 кг сухого веса видимых волокон лигноцеллюлозной биомассы на 1000 литров воды. Примером такого измельчающего устройства является дисковый измельчитель "Спраут Уолдрон".
Перед обеспечением лигноцеллюлозной биомассы может производиться её обработка с целью удаления из неё белка, таким образом, чтобы содержание белка в готовой лигноцеллюлозной биомассе составляло от 0 до 2% белка в сухом весе. В данном описании этот процесс не рассматривается.
В некоторых случаях, предлагаемый способ изготовления может включать в себя введение красящих веществ/пигментов. Кроме того, может производиться добавка дополнительных компонентов, например, обезвоживающих полимеров.
В волокнистый материал вводится пенообразователь, и получают формовочный волокнистый пеноматериал. Затем производится формовка упаковочных заготовок из данного формовочного материала. После формовки выполняется этап сушки для получения упаковки из формовочного волокнистого пеноматериала.
Гибридная упаковка 202 (фиг. 3-4) представляет собой представляет собой упаковку другой конструкции из формовочного волокнистого пеноматериала и содержит первый упаковочный блок 204 и второй упаковочный блок 206 согласно настоящему изобретению. Первый и второй упаковочные блоки 204, 206 соединены друг с другом соединительной частью 208. Нижняя часть 210 содержит переднюю поверхность 212, две боковые поверхности 214, заднюю поверхность 215 и нижнюю поверхность 216. Закрывающая часть 218 шарнирно соединена с нижней частью 210 и содержит переднюю поверхность 220, две боковые поверхности 222, заднюю поверхность 224 и верхнюю поверхность 226. В показанном варианте реализации упаковочные блоки 204, 206 снабжены этикетками 228, представляющими собой текст 32, напечатанный на верхней поверхности 30. В данном варианте реализации этикетка 228 наносится в процессе сушки в пресс-форме с помощью этикетки 228, предусмотренной в пресс-форме. Этикетка 228 имеет переднюю поверхность 234 и удлиненную часть 236 для передней стороны 234. Удлиненная часть 236 и передняя поверхность 234 соединены линией сгиба 238. Кромка 240 образует переход от верхней поверхности 230 к передней поверхности 234. Упаковочные блоки 204, 206 снабжены углублениями 242 яйцевидной формы 244. В рассматриваемых вариантах реализации этикетка 228 также выполнена с соответствующим вырезом 246.
Альтернативный упаковочный блок 202 изготовлен из формовочного волокнистого пеноматериала, содержащего волокнистый материал и пенообразователь, включая шарнир, соединяющий нижнюю часть 210 с закрывающей частью 218. Понятно, что в соответствии с изобретением могут быть предусмотрены различные конструкции и размеры упаковочного блока 202.
В рассматриваемом варианте реализации внутри нижней части 210 (см. фиг. 4) предусмотрены отсеки 248, контур которых по меньшей мере частично соответствует внешней форме яиц P. Для обеспечения дополнительной стабильности и прочности упаковочных блоков 204 предусмотрены опорные конусы 250. Фланец 252 шарнирно соединен с передней поверхностью 212 нижней части 210, и в нем выполнен вырез 254. Вдоль края выреза 54 выполнена опорная кромка 256 для распределения нагрузки. Кроме того, предусмотрен опорный срез 258. Закрывающая часть 218 и нижняя часть 210 шарнирно соединены с шарниром 260, также выполненным из формовочного волокнистого пеноматериала. В закрывающей части 218 выполнено отверстие 262, сквозь которое видна задняя поверхность 264 этикетки 228. В рассматриваемом варианте реализации на задней поверхности 264 этикетки 228 нанесен текст и/или изображения 266. Как вариант, этикетка 228 может быть снабжена прозрачным материалом для отверстия 262.
На передней стороне 220 нижней части 210 предусмотрена кромка или выступ 270, форма которого позволяет ему входить в отверстие 268 в передней поверхности 234 этикетки 228, одновременно создавая защелку 272, которая может быть выполнена в этикетке и/или формовочном волокнистом материале.
При производстве упаковочного блока, такого как упаковочный блок 102 и гибридная упаковка 202, используется формовочная пульпа из утилизированной макулатуры, картона и т.д. Для создания формовочного волокнистого пеноматериала добавляют пенообразователь. При необходимости, производится введение одной или нескольких вышеупомянутых добавок. С помощью устройства (вакуумного) формования из формовочного волокнистого пеноматериала выполняется формовка упаковочного блока 202. После формовки выполняется сушка упаковочного блока 202 с целью получения упаковочного блока, такого как гибридная упаковка 202, выполненная формовочного волокнистого пеноматериала.
Понятно, что в соответствии с изобретением могут быть предусмотрены различные конструкции и упаковочного блока. Кроме того, для разных конструкций возможно применение разных сырьевых материалов. Например, гибридная упаковка 202 может быть изготовлена из лигноцеллюлозной биомассы, а упаковочный блок 102 - из формовочного волокнистого пеноматериала, получаемого из утилизированной макулатуры и картона.
Настоящее изобретение ни в коем случае не ограничено вышеописанными предпочтительными вариантами его реализации. Испрашиваемые права определяются пунктами прилагаемой формулы изобретения, в рамках которой возможны многие изменения и модификации. Например, упаковочный блок согласно настоящему изобретению может быть использован для хранения и транспортировки яиц и других легко повреждаемых пищевых и непищевых продуктов, а также других продуктов. В качестве неограничивающих примеров можно указать яйца, овощи, фрукты, электронные изделия, такие как DVD-плееры, дисплеи, мобильные телефоны, планшетники и т.д.
1. Способ изготовления упаковки из пеноматериала, включающий в себя следующие этапы:
- приготовление формовочного волокнистого пеноматериала, содержащего волокнистый материал и пенообразователь;
- формовка упаковочной заготовки из формовочного волокнистого пеноматериала, содержание твердой фазы в которой составляет более 35 процентов по весу (вес.%); и
- сушка в пресс-форме упаковочной заготовки с целью получения упаковки из пеноматериала,
при этом долговечность пенной пульпы составляет от 1 до 60 секунд.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что пенообразователь содержит SLES, SDS и/или ALS.
3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что процесс приготовления формовочного волокнистого пеноматериала включает в себя введение одной или нескольких добавок, в котором в число одной или нескольких добавок входит обезвоживающий полимер, и/или в котором одна или несколько добавок содержат твердые частицы и/или волокна, и/или в котором к числу используемых добавок относится одна или несколько добавок из приведенного ниже списка, а именно: PLA, PBS, PHB, PGA, PHA.
4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что обезвоживающий полимер представляет собой полиакриламид.
5. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что волокнистый материал представляет собой восстановленный волокнистый материал.
6. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что материал содержит натуральные волокна из недревесной лигноцеллюлозной биомассы.
7. Способ по любому из пп. 1-6, дополнительно включающий в себя этап перемещения упаковочной заготовки из пресс-формы в форму для сушки.
8. Способ по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что содержание твердой фазы в волокнистом материале после формовки составляет более 36 вес.%.
9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что содержание твердой фазы в волокнистом материале после формовки составляет более 37 вес.%.
10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что содержание твердой фазы в волокнистом материале после формовки составляет более 38 вес.%.
11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что содержание твердой фазы в волокнистом материале после формовки составляет более 39 вес.%.
12. Способ по любому из пп. 1-11, отличающийся тем, что вспененная формовочная пульпа перед формовкой имеет консистенцию, по отношению содержания волокна к содержанию воды, более 1,0 вес.%.
13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что вспененная формовочная пульпа перед формовкой имеет консистенцию, по отношению содержания волокна к содержанию воды, более 1,3 вес.%.
14. Способ по п. 13, отличающийся тем, что вспененная формовочная пульпа перед формовкой имеет консистенцию более 2,0 вес.%.
15. Способ по п. 14, отличающийся тем, что вспененная формовочная пульпа перед формовкой имеет консистенцию более 2,5 вес.%.
16. Способ по любому из пп. 1-15, отличающийся тем, что этап сушки включает в себя нанесение этикетки в форме.
17. Способ по п. 16, отличающийся тем, что этикетку изготовляют из одного из нескольких материалов из нижеприведенного списка, а именно: PLA, PBS, PHB, PGA, PHA.
18. Упаковочный блок, изготовленный из вспененной формовочной пульпы, для продуктов типа яиц, содержащий:
- несущую часть, имеющую длину, ширину и глубину; и
- один или несколько продуктовых отсеков, выполненных в несущей части и служащих для укладывания в них продуктов;
в котором вспененная формовочная пульпа содержит волокнистый материал, пенообразователь и одну или несколько добавок.
19. Упаковочный блок по п. 18, отличающийся тем, что к числу используемой одной или нескольких добавок относится одна или несколько добавок из приведенного ниже списка, а именно: PLA, PBS, PHB, PGA, PHA.
20. Упаковочный блок по п. 18 или 19, отличающийся тем, что в число одной или нескольких добавок входит обезвоживающий полимер, и/или в котором одна или несколько добавок содержат твердые частицы и/или волокна, и/или в котором пенообразователь содержит SLES, SDS и/или ALS.
21. Упаковочный блок по п. 20, отличающийся тем, что обезвоживающий полимер представляет собой полиакриламид.
22. Упаковочный блок по любому из пп. 18-21, отличающийся тем, что волокнистый материал представляет собой восстановленный волокнистый материал, и/или в котором материал содержит натуральные волокна недревесной лигноцеллюлозной биомассы.
23. Упаковочный блок по любому из пп. 18-22, отличающийся тем, что указанный упаковочный блок представляет собой одно или несколько из следующих изделий, а именно: упаковку для яиц, фиксирующий разнос для чашек, упаковку для пищи быстрого питания, разделительную упаковку для бутылок, пищевой контейнер для готовых блюд и защитную упаковку.
24. Упаковочный блок по п. 23, отличающийся тем, что содержит закрывающую часть, имеющую длину, ширину и глубину.
25. Упаковочный блок по п. 24, отличающийся тем, что содержит шарнир из формовочного волокнистого пеноматериала, шарнирно соединяющий несущую часть и закрывающую часть друг с другом.
