专利名称：保存食料的拉伸管式膜的制作方法
这是1995年12月6日申请的、序号为08/568,076共同未决专利申请的部分继续申请和1997年2月7日申请的，序号为08/797,766共同未决专利申请的部分继续申请。
本发明涉及用于包裹食品如香肠和奶酪的管式膜。更具体地说，本发明涉及由再生纤维素制备的这种包装材料。
由从黄原酸盐粘胶得到的再生纤维素制备食品包衣长期以来是已知的，对本领域技术人员来说可使用已知方法制备。特别地，通过用碱处理由棉、木材或其它植物纤维得到的纤维素，然后溶解在二硫化碳中制得黄原酸盐粘胶。然后将得到的粘胶挤压通过一模子以形成一管子。然后将得到的管子再生，通常的作法是使其通过含凝结材料如硫酸钠和硫酸的凝结槽。然后干燥包衣。
美国专利2,999,756和3,835,113详细描述了这样的方法。
亦知道通过将粘胶挤压到通常是无纺纸的，做成管子形状的纤维素纤维网膜上，然后再生来制备含纤维素的包衣。这类包衣称为“纤维”包衣。
最近已发现亦可通过从氧化胺和水的混合物的纤维素溶液沉淀(再生)来制备纤维素包衣。N-甲基吗啉氧化胺(NMMO)是优选的用于此目的的氧化胺。
本文所使用的术语“再生纤维素食品包衣”包括黄原酸盐粘胶和氧化胺类型的包衣。
由于包括了相对低成本，对烟的渗透性，强度和尺寸稳定性许多原因，再生纤维素食品包衣一直是成功的。
尽管有再生纤维素食品包衣的优点，但仍有特性可以改进的许多地方。特别地，纵向尺寸稳定性不如所希望的好，特别是当包衣是湿的时候，即当垂直悬挂时，填充食品包衣将会有不能接受的纵向拉伸，例如在烟熏室中或为了熏制的目的。这样的拉伸可达10％或更多。
尽管再生纤维素食品包衣具有相当好的渗透性，但仍不如所希望的好。为了获得充足的强度，包衣的壁一直比所希望的厚。较厚的壁比希望的使用更多的粘胶材料，降低了渗透性，减少了可被抽褶(纵向折叠和压缩)成为标准单位的抽褶长度的包衣的数量(未被抽褶的长度)。
一直试图通过改变加工条件，例如如在美国专利4,590,107所描述的再生槽中的化学变化来制备这类较薄壁的包衣。不幸的是，这类薄壁包衣对于商业应用具有不充足的破裂强度和抗张强度。
图1表示本发明的管式膜的透视图。
图2表示本发明方法的方块图。
本发明包含可用于包裹食品的管式膜。该管式膜含有从在溶剂中的纤维素溶液再生的材料，该溶剂通常，但不总是含有二硫化碳或氧化胺和水的混合物。
更具体地说，本发明包含含有从纤维素的溶液再生并干燥的材料的管式膜。再生后，当湿的时候，管式膜纵向拉伸8％，优选约10％至约40％，同时横向拉伸-20至+20％。混合的纵向和横向拉伸是充足的以在再生后立刻增加膜的表面积至少10％。在干燥过程中保持拉伸。得到的管式膜的壁厚是相同的只是没有混合拉伸的管式膜的约60％-约90％。
再生后，由挤压得到的全部横向拉伸通常小于纵向拉伸的75％，优选小于50％以获得纵向结晶取向。
换句话说，本发明的管式膜的壁厚是除了未被如本文所述的拉伸以外，其它相同的现有技术的管式膜的约60％至约90％。该现有技术的膜在再生后没有被拉伸以获得至少10％的表面积的增加，该现有技术的膜在再生后没有被纵向拉伸超过8％。而且，在该膜被干燥时，在任何现有技术的膜中没有保持该拉伸。结果，该现有技术的膜不具有本发明的膜的独特的特性，即减少的膜厚度，高破裂强度，较好的渗透性，优异的抗张强度，好的尺寸稳定性和再润湿纵向收缩至少2％和高达7％。
本发明亦包括制备上述膜的方法或工艺。
更具体地说，本发明包括
由粘胶挤压成管，在含有酸和盐的槽中凝结该管以形成再生纤维素管式膜；湿的时候，纵向拉伸该膜约8％至约40％，同时横向拉伸该膜-20％至+20％，混合的纵向拉伸和横向拉伸是充足的以比刚再生的膜的表面积增加表面积至少10％；和在干燥过程中保持所述的混合拉伸以形成壁厚是没有混合拉伸的相同的管式膜的60-90％的干燥管式膜。
根据本发明，管式材料10含有再生纤维素11。该管式膜有作为包装材料的许多用途。例如，该管可被分离以形成具有与玻璃纸膜基本上相同用途的膜。该管式材料特别适合用作食品如香肠和奶酪的食品包衣。
通过挤压可以是任何改性的或未改性的纤维素溶液的粘胶来制备包衣，例如氧化胺的纤维素溶液或氢氧化铜和氢氧化铵混合物的纤维素溶液(铜铵法)或纤维素氨基甲酸盐的溶液。然而，粘胶通常是与二硫化碳反应的碱性纤维素(黄原酸盐粘胶)，或是氧化胺和水的非衍生的纤维素溶液。粘胶挤压成管的形状或者浸渍成为管子状的纤维网膜。该管子优选是未被增强的以便增强不会限制拉伸操作。
然后再生粘胶，在黄原酸盐粘胶的情况下，这样的再生通常发生于一种或多种酸和盐槽中。用于本文中的再生是指干燥前，在最终再生槽中获得的基本上完全的再生。在衍生纤维素的情况下，通过除去加溶基产生再生，据信该再生导致除去至少90％的在工艺过程中加至纤维素的加溶基(例如，在黄原酸盐粘胶中的CS2和在氨基甲酸盐粘胶中的氨基甲酸盐基团)。在干燥前，该再生膜是自支持的并且可拉伸。在溶解未改性纤维素如氧化胺的溶液的溶剂法中，再生是指最终的溶剂除去步骤以在干燥之前形成自支持可拉伸的膜。
尽管再生后仍是湿的，管式材料被纵向拉伸8-40％，通常是10-20％，横向拉伸-20至+40％，通常是0-10％。混合拉伸是充足的以在再生点后提供至少+10％和优选至少+15％的表面积的净增加。再生后，横向拉伸通常小于再生后纵向拉伸的75％，优选小于50％。在干燥过程中保持拉伸。通常，该管式材料的壁厚12是除了没有在干燥过程中保持的再生之后的混合拉伸之外，其它都相同的管式材料的约60％-约90％。
通常，对于一般相对于热狗直径的食品包衣，包衣的壁厚是14和25微米之间，通常在21和23微米之间。
此外，本发明的食品包衣对烟和其它蒸汽有渗透性，该渗透性比除了没有根据本发明拉伸之外相同的包衣大约20％-约50％或更大。
尽管具有非常薄的壁，本发明包衣的其它物理特性惊人地接近于未拉伸的包衣，而且经常甚至更好。例如破裂压力是未被根据本发明拉伸的包衣的破裂压力的至少88％，通常至少是95％。纵向抗张强度是除了没有如本文所述的被拉伸之外相同的包衣的纵向抗张强度的至少85％，通常是至少90％，一般超过100％。
本发明包衣的独特方面是它沿着纵向轴的再润湿收缩为至少2％，通常为至少3％。再润湿长度通常与干燥包衣的长度相差-2％至-7％，更通常与干燥包衣的长度相差-3％至-6％。
下面的实施例用作说明而不是限制本发明。
实施例1通常，通过示于图2的工艺方块图的下列步骤制备本发明的管式膜。
1．由粘胶挤压成管；2．在含有酸和盐的槽中凝结管以形成再生纤维素管式膜；3．湿时纵向拉伸膜+8％至+40％，横向拉伸膜-20％至+20％，所述横向拉伸为不到纵向拉伸75％，混合的纵向和横向拉伸是充足的以比再生点的膜的表面积增加表面积至少10％；和4．在干燥过程中保持所述的拉伸以形成壁厚是除了混合的纵向和横向拉伸不充足而不能增加表面积至少10％和纵向拉伸小于8％之外相同的管式膜的壁厚的约60％-约90％的干燥管式膜。
基本上如美国专利3,835,113所述的制备粘胶，除了另有说明，基本上如美国专利2,999,756所述的进行挤压和再生。该模是用于代号24的包衣(约25.4mm湿扁平材料宽度)。干燥后的拉紧速度比经过凝结(再生)槽的速度改变-2.5％到+30％不等。凝结(再生)槽含有132g/l浓度的硫酸和253g/l浓度的硫酸钠盐。为了增塑，包衣两次通过含有甘油的罐以获得约15.4％的甘油含量。如果未拉伸，在挤压处的粘胶流动是充足的，得到约1密耳的成品膜厚度。挤压后，用空气使包衣膨胀以扩大直径至约20mm。
结果示于表1中。表1清楚地表明了在干燥器中保持的纵向拉伸的效果。强度特性没有显著的改变，但包衣厚度明显变小，干燥后纵向拉伸显著地降低。渗透性研究表明在减小厚度处有更好渗透性。
在表1中，使用下列缩写BOG=全干尺寸，以每10米长度纤维素克数表示的干燥膜厚度。DFW=干的扁平宽度，0.24指用于工业中的代号24，它是约32.7mm的宽度。gpm=每分钟加仑数。
实施例2-6进行实施例1的步骤，除了通过改变在膜形成线末端的拉紧速度以改变纵向拉伸和通过改变空气膨胀以改变横向拉伸来给予各种纵向和横向拉伸以再生管式膜。结果示于表2中。这些结果清楚地表明用大于40％的降低膜厚度可得到可比较的破裂压力(60％的混合拉伸增加68％的表面积)。
实施例7通常，当从氧化胺(例如NMMO)水溶液沉淀时，通过如在图2的工艺方块图中所示的下列步骤制备本发明的管式膜。
1．从NMMO水溶液挤压成管，2．在水槽中沉淀该管以形成湿纤维素管式膜；3．沉淀后纵向拉伸该膜8-30％，且挤压横向拉伸该膜总共-3％至+10％，沉淀后全部的由挤压产生的横向拉伸小于纵向拉伸的75％；和4．在干燥过程中保持所述拉伸以形成干燥管式膜，该膜的壁厚是除了未纵向拉伸之外其余相同的管式膜的75-90％。
更具体地说，在一特殊实施例中，除另有说明之外，基本上如美国专利4,246,221、4,416,698和5,277,857所述制备的纤维素的NMMO水溶液基本上如美国专利5,277,857和WO9535340所述的被挤压和再生。该模是用于代号24的包衣(约25.4mm湿扁平材料宽度)。挤压速度设定在约每分钟28英尺。沉淀后干燥器端的速度由约27英尺/分到约37英尺/分不等以改变拉伸-2.5％至+30％。为了增塑，在湿端包衣两次通过含甘油的罐以获得约15.4％的甘油含量。如果未拉伸，在挤压处纤维素溶液的流动是充分的，得到约1密耳的厚度。挤压后，用空气膨胀包衣以扩大直径至约20mm。
强度特性没有显著地改变，但包衣的厚度很小，垂直拉伸显著减少。渗透性研究表面在减小厚度处有较好的渗透性。
表
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权利要求
1.一种管式膜，含有从纤维素溶液再生的材料，再生后干燥所述管式膜，其特征在于湿时纵向拉伸8-40％，同时横向拉伸-20％至+20％，在干燥过程中保持所述的拉伸，混合的纵向和横向拉伸是充足的以比刚再生的膜的表面积增加表面积至少10％，所述管式膜的壁厚是没有所述混合拉伸的相同管式膜的约60％-约90％。
2.权利要求1的管式膜，其特征在于所述膜纵向拉伸10-20％。
3.权利要求1的管式膜，其特征在于它的壁厚是18-25微米。
4.权利要求3的管式膜，其特征在于它的壁厚是21-23微米。
5.权利要求1的管式膜，其特征在于它的渗透性比没有所述混合拉伸的相同膜大20-50％。
6.权利要求1的管式膜，其特征在于膜的破裂压力至少是没有所述混合拉伸的相同膜的破裂压力的88％。
7.权利要求1的管式膜，其特征在于当再润湿时，管子具有至少3％的纵向收缩。
8.权利要求1的管式膜，其特征在于纤维素溶液是黄原酸盐粘胶。
9.一种制备权利要求1的管式膜的方法，包括由粘胶挤压成管；和在含有酸和盐的槽中凝结该管以形成再生纤维素管式膜，其特征在于该方法进一步包括；湿时，纵向拉伸该膜8-40％，同时横向拉伸该膜-20％至+20％，混合的纵向和横向拉伸是充足的以比刚再生的膜的表面积增加表面积至少10％；在干燥过程中保持所述的拉伸，以形成干燥管式膜，该膜的壁厚是没有所述混合拉伸的相同管式膜的约60％-约90％。
10.一种管式膜，从氧化胺和水的纤维素溶液中沉淀出来并在干燥器中干燥，其特征在于所述管式膜沉淀后，湿时它被纵向拉伸10-30％和横向拉伸，并在干燥器中保持拉伸，在沉淀后，所述管式膜被充分拉伸，使壁厚是再生后没有被拉伸的相同管式膜的75-90％。
全文摘要
用于包裹食品的管式膜。管式膜含有从粘胶溶液再生的材料。湿时管式材料纵向拉伸+8%至+40%和横向拉伸－20%至+40%,在干燥过程中保持拉伸,所述横向拉伸和纵向拉伸是充足的以比再生点的膜的表面积增加至少10%的表面积。通常,管式材料的壁厚是除了没有混合拉伸之外相同的管式材料的约60%—约90%。本发明亦包括通过在湿态下拉伸再生管式材料和在干燥过程中保持拉伸制备管式材料的方法。
文档编号B29C55/00GK1235901SQ98117238
公开日1999年11月24日 申请日期1998年7月24日 优先权日1998年5月20日
发明者M·范德布里克, D·波利 申请人:提帕克投资公司