专利名称：保鲜膜的制备方法
技术领域：
本发明涉及食品包装领域，特别涉及一种保鲜膜的制备方法。
背景技术：
水果、蔬菜和肉类等生鲜动植物食品是人们餐桌上必不可少的美食原料。果蔬不仅味道鲜美，还可为机体提供大量的维生素和矿物质，其含有的纤维促进可促进机体新陈代谢。肉类则为人体提供蛋白质，为生命活动提供能量。未经处理的生鲜动植物的货架寿命较短或产品在贮运过程中发生问题的概率较 大，这是因为生鲜动植物时刻进行着复杂的生命活动。如水果和蔬菜等植物，其呼吸作用对果蔬的储藏性能影响最为主要，果蔬内的糖类等有机物在氧气参与下，通过酶的催化作用氧化分解，产生二氧化碳和水，同时还释放出大量的能量；同时，果蔬水分的散失会促使酶的活性增强，呼吸作用也随之加强。随着呼吸作用的不断进行，果蔬的形态、品质、色泽及营养物质不断发生质变，最后萎蔫、腐烂变质，失去食用价值。肉类在储藏过程中会因微生物的污染和氧气氧化的影响发生腐烂变质。为了延长生鲜动植物食品的保质期限，现在主要采用保鲜膜对生鲜动植物食品进行保鲜包装。现有的保鲜膜主要为聚乙烯(PE)保鲜膜、聚氯乙烯(PVC)保鲜膜或聚偏二氯乙烯(PVDC)保鲜膜。保鲜膜的对食品的保鲜作用在于防止水分散发和隔绝氧气，降低呼吸作用。但是，对于大部分的生鲜食品，其需要与外界进行气体交换才可获得更加的保鲜效果，但现有的包装膜透气量较低，气体调节量也较难控制，保质期较短。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种保鲜膜的制备方法，由该方法制备的保鲜膜可调节包装内外气体交换，以延长对生鲜产品的保质期，从而降低产品在贮运过程中发生问题的概率。有鉴于此，本发明提供一种保鲜膜的制备方法，包括重离子照射高分子薄膜，得到潜径迹膜；在所述潜径迹膜表面部分涂覆粘合剂，得到中间核孔膜，所述中间核孔膜未涂覆粘合剂的部分形成蚀刻部，涂覆粘合剂的部分形成粘合部；将所述中间核孔膜置于蚀刻溶液中进行蚀刻，得到核孔膜；在中间基体膜表面涂覆粘合剂，在覆有粘合剂的部位做部分镂空，得到基体膜；将所述核孔膜粘合于所述基体膜的镂空部位。优选的，所述高分子薄膜为聚酯膜、聚碳酸酯膜、聚氯乙烯膜膜、聚偏二氯乙烯膜、聚偏氟乙烯膜、硝酸纤维膜、醋酸纤维膜、酚醛塑料膜、聚甲基丙烯酸酯膜、聚酰胺膜或聚酰亚胺膜。优选的，所述高分子薄膜为聚酯膜或聚碳酸酯膜，所述蚀刻液为浓度为2M 9M的氢氧化钠溶液。
优选的，所述蚀刻的温度为50°C 90°C。优选的，所述中间基体膜为聚丙烯膜、聚乙烯膜、聚酯膜、聚碳酸酯膜或聚氯乙烯膜膜或聚偏二氯乙烯膜。优选的，所述粘合剂为热熔胶、压敏胶或熔融树脂。优选的，所述涂覆的方式为印刷涂覆。优选的，所述核孔膜微孔的密度为IX IO2孔/m2 IX IO11孔/m2。优选的，所述核孔膜微孔的孔径为10纳米 40微米。优选的，所述蚀刻部的形状与产品形状相同。本发明提供一种保鲜膜的制备方法，其是先分别制备出核孔膜和基体膜，然后将 核孔膜粘合于基体膜的镂空部位得到保鲜膜，其中核孔膜的制备方法为首先制备潜径迹膜，然后部分涂胶，最后进行蚀刻；基体膜的制备方法为首先对中间基体膜涂胶，然后在涂胶部位部分镂空。本发明通过控制重离子辐照条件和蚀刻的条件可制备出对不同气体具有一定透过率的核孔膜，进而提高保鲜膜的气体选择透过性，并实现气体透过率可调；同时本发明对潜径迹膜先涂胶后蚀刻的工序能准确控制保鲜膜透气部位的面积和形状，因此，在微孔大小及数量一定的情况下，本发明可以通过调节蚀刻面积的大小调节保鲜膜的对不同气体具有一定的透气量。综上所述，按照本发明提供方法制备保鲜膜，可根据不同的产品制备出对不同气体具有不同透气量的保鲜膜，有效降低包装食品发生无氧呼吸及二氧化碳伤害等生理病害的几率，并有效防止结露和外界微生物侵染，进而延长生鲜产品的保质期。
图I为中间核孔膜的结构示意图；图2为核孔膜结构示意图。
具体实施例方式为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。本发明实施例公开了一种保鲜膜的制备方法，包括重离子照射高分子薄膜，得到潜径迹膜；在所述潜径迹膜表面部分涂覆粘合剂，得到中间核孔膜，所述中间核孔膜未涂覆粘合剂的部分形成蚀刻部，涂覆粘合剂的部分形成粘合部；将所述中间核孔膜置于蚀刻液中进行蚀刻，得到核孔膜；在中间基体膜表面涂覆粘合剂，在覆有粘合剂的部位做部分镂空，得到基体膜；将所述核孔膜粘合于所述基体膜的镂空部位。由上述方案可知，本发明提供的制备方法是先分别制备核孔膜和基体膜，然后将二者进行粘合复合后得到。基体膜用于将产品与外界环境相隔离，起到阻隔的作用。此外，核孔膜复合于基体膜的镂空部，基体膜还是承载核孔膜的载体。核孔膜上设有微孔，用于调整保鲜膜的气体透过性，以保证为产品营造最佳的保鲜环境，并且核孔膜还能在透气的同时隔绝微生物，防止微生物浸染保鲜膜材料。
核孔膜又名径迹-蚀刻膜，此种膜是利用重粒子辐照和径迹蚀刻技术制备而成的。核孔膜上设有若干微孔，其形成微孔的原理如下使用重离子照射高分子薄膜，如果重离子的射程大于膜厚，则在它所经过的路径上，由于带电粒子的电离、激发或与靶核的碰撞，使原有材料的分子结构破坏，长链断裂并生成自由基等，进而形成了一个称之为“潜径迹”的狭窄的辐射损伤区。损伤区材料的化学性质活泼，当用化学溶剂蚀刻时，由于损伤区的蚀刻速度大于未损伤区的蚀刻速度，因此，在蚀刻一定时间后，在损伤部分形成圆柱形孔洞，即微孔。微孔膜的孔密度可由重离子束流强度及照射时间决定。微孔孔径大小可由化学蚀刻条件决定，通过控制辐照及蚀刻参数，可制备出不同规格的核孔膜。本发明选用核孔膜的原因在于以下四点 首先，核孔膜具有良好的选择性透过能力。大于核孔膜孔径的所有物质会被拦截在核孔膜外，并且核孔膜微孔的孔径、微孔形状和微孔方向可通过控制辐照及蚀刻参数进行调节，选择透过性高且可调；其次，核孔膜具有较好的化学稳定性和热稳定性，可以耐酸和绝大部分有机溶剂的侵蚀，优选采用PET核孔膜，它几乎可以耐烃、醇、醚、酸、酯、卤代烃等绝大部分有机溶齐U，是聚四氟乙烯微孔膜的良好替代物；再次，核孔膜生物惰性优良，如PC和PET核孔膜对微生物是惰性的，既不受微生物的侵蚀，又由于可溶性物质极微，不抑制生物的繁殖，因而一方面可以长期在潮湿环境下工作，另一方面对生物是相当安全的；最后，核孔膜还具有较好的机械强度，多次弯曲折叠而不破损断裂。本发明中核孔膜的制备工序中，其是先采用重离子照射高分子薄膜制备潜径迹膜，然后在潜径迹膜表面部分涂覆粘合剂制得中间核孔膜，中间核孔膜的结构如图I所示，中间核孔膜未涂覆粘合剂的部分形成蚀刻部101，涂覆粘合剂的部分形成粘合部102 ;最后将中间核孔膜置于蚀刻液中进行蚀刻，粘合部部分由于有粘合剂的保护未能形成通透的微孔，只有蚀刻部在蚀刻液的作用下形成通透的微孔，由此得到如图2所示的核孔膜。在对潜径迹膜蚀刻前涂覆粘合剂的作用不仅在于方便后续的粘合复合工序，其还用于精准控制蚀刻面积的大小，同时还能保证涂覆时膜具有较好的力学性能，使其可适用于工业化大批量生产。蚀刻部经蚀刻后形成微孔，在微孔大小及数量一定的情况下，可以通过调节蚀刻面积的大小调节保鲜膜的透气性能。此外，在刻蚀前涂覆粘合剂还可控制刻蚀部的形状，刻蚀部的形状决定了核孔膜带有微孔部位的形状，刻蚀部经蚀刻后上由于具有诸多微孔，在光线散射的作用下蚀刻部为白色，易于与基体膜进行区分。利用这一特性，本发明优选通过涂覆粘合剂的形状控制刻蚀部的形状，进而起到提示或标示的作用。作为优选方案，刻蚀部的形状为产品形状，有助于消费者直观的了解保鲜膜最为适宜的保鲜产品类型。本文所述的与保鲜产品形状相同是指与保鲜产品形状相同或相近，相近的程度足以象征产品类型。或者，蚀刻部的形状为被保鲜产品生产厂的标识，同时满足产品保鲜和防伪的要求。 在保鲜膜内，生鲜动植物内部的水蒸气会逐渐向外界扩散，若保鲜膜对水汽的透过率较低，水蒸气难以及时扩散出保鲜膜，水蒸气在保鲜膜表面会凝结成水珠，以下简称结露，结露为微生物滋生提供了适于生长的环境，由此加速产品的腐坏。使用按照本发明方法制备的保鲜膜对生鲜动植物进行包装后，产品内部扩散出的水蒸气可通过核孔膜的微孔向保鲜膜外扩散，因此在保鲜膜表面的结露会逐渐散去，减缓包装膜内微生物的滋生速度。结露在保鲜膜上散去的速率与产品的重量及其性质参数如蒸腾速率、呼吸强度等成正比。因此，本领域技术人员可以根据具体包装产品的种类及重量来设计核孔膜在基体膜上的分布情况，由此控制保鲜膜对产品具有合适的水汽扩散性。本发明优选在基体膜上镂空孔径为O. 4 O. 6厘米的圆形，镂空部的开孔率优选为(I IO2)孔/m2基体膜。不同产品对气体交换的要求不同。对于生鲜果蔬、肉类、鱼类或植物等食品，当包装内部二氧化碳过高或氧气含量过低时，内部食品会产生无氧呼吸而导致品质变化。因此，包装膜对不同气体的透过率对产品的保鲜具有重要影响。本发明可通过调整蚀刻条件调整核孔膜微孔孔径的大小，进而实现对透过气体的选择性；同时，本发明还可通过调整重离子流的强度和照射时间调整微孔的密度，进而调节气体的透过率。因此，通过控制重离子辐照条件和蚀刻的条件可制备出对不同气体具有一定透过率的核孔膜，进一步的的本发明可通过在涂覆粘合剂工序中控制蚀刻部的面积实现保鲜膜对不同气体具有一定的透气量。
本领域技术人员可以通过不同气体对不同种类的产品的保鲜机理，如高浓度二氧化碳能阻碍多数需氧菌微生物的繁殖或氧气能氧化微生物和脂肪等，来选择合适微孔的孔径和数量，并通过调整重离子辐照条件和蚀刻的条件实现。本发明中，核孔膜微孔的密度优选为(I X IO2 I X IO11)孔/m2,更优选为(4 X IO5 I X IO8)孔/m2 ;孔径优选为10纳米 40微米，更优选为O. I 5. O微米；上述设计的优点在于有利于隔绝外界微生物。本发明中高分子薄膜优选采用聚酯(PET)膜、聚碳酸酯(PC)膜、聚氯乙烯膜(PVC)膜、聚偏二氯乙烯(PVDC)膜、聚偏氟乙烯(PVDF)、硝酸纤维膜、醋酸纤维膜、酚醛塑料膜、聚甲基丙烯酸酯膜、聚酰胺膜或聚酰亚胺(Kappton)膜，更优选采用PET膜或PC膜。若采用PET膜或PC膜，其刻蚀液优选采用浓度为2M 9M的氢氧化钠溶液，更优选为5M 8M的氢氧化钠溶液，蚀刻温度优选为50°C 90°C，更优选为60°C 80°C，刻蚀时间优选为5min 12min。中间基体膜优选采用PET膜、PC膜、聚丙烯(PP)膜、聚乙烯(PE)膜、PVC膜或PVDC膜。更优选采用PE膜、PP膜或PET膜，上述薄膜价格较为低廉，且有较高的透明度和阻隔性能。对于上述制备方法中的在潜径迹膜表面涂覆粘合剂工序和在中间基体膜表面涂覆粘合剂工序中的涂覆方式优选采用印刷涂覆，此种涂覆方式易于控制涂胶的形状，适用于工业化生产。印刷涂覆优选为凹版印刷涂覆或定位印刷涂覆。粘合剂可以采用热熔胶、压敏胶或熔融树脂。按照上述方法得到核孔膜和基体膜后，只需将核孔膜粘合于所述基体膜的镂空部位便得到保鲜膜，对于粘合复合的方式本领域人员可依粘合剂的类型进行选择。由上述方案可知，按照本发明的方法制备的保鲜膜中，基体膜用于将产品与外界环境相隔离，起到阻隔的作用；此外，基体膜还是承载核孔膜的载体，核孔膜上设有核孔，用于调整保鲜膜的气体透过性，以保证为产品营造最佳的保鲜环境，并且核孔膜还能在透气的同时隔绝微生物，防止微生物浸染保鲜膜材料。因此，按照本发明提供的方法制备的保鲜膜能够调整膜内外气体交换，有效防止结露和外界微生物侵染，通过对镂空部和刻蚀部的大小、核孔膜微孔孔径的大小和数量进行合适的设计将有效降低包装食品发生无氧呼吸及二氧化碳伤害等生理病害的几率，同时可以完全防止外界腐败微生物侵染而导致的食品腐败，进而延长生鲜产品的保质期。为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的保鲜膜制备方法进行描述，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。实施例I制备苹果包装保鲜膜I、高能加速器加速的22MeV/核子的Ar_40照射厚度为25 μ m的PET薄膜ls，形成潜径迹密度为IOVm2的潜径迹膜；2、以凹版印刷的方式将热熔胶转印至潜径迹膜上，潜径迹膜上覆有热熔胶的部分形成粘合部，未覆有热熔胶的部分形成蚀刻部，得到中间核孔膜。 3、将步骤2的得到的中间核孔膜在80°C、7M氢氧化钠溶液中蚀刻20分钟，蚀刻部形成孔径为I微米的微孔，得到核孔膜；4、在基体膜聚乙烯薄膜上以定位印刷的方式将热熔胶转移其上，再将有热熔胶处做部分镂空，镂空分布每平米6个直径为O. 5厘米的孔；5、将步骤4制得的核孔膜贴附于基础材料聚乙烯膜上的镂空部位，100°C热压I秒钟，得到苹果保鲜膜，该苹果保鲜膜的刻蚀部占整体保鲜膜面积的O. 01%。实施例2制备猪肉包装保鲜膜I、高能加速器加速的5MeV/核子的S_32照射厚度为20 μ m的PET薄膜，形成潜径迹密度为IO8Ai2的潜径迹膜；2、以凹版印刷的方式将热熔胶转印至潜径迹膜上，潜径迹膜上覆有热熔胶的部分形成粘合部，未覆有热熔胶的部分形成蚀刻部，得到中间核孔膜。3、将步骤2的得到的中间核孔膜在50°C、7M氢氧化钠溶液中蚀刻10分钟，蚀刻部形成孔径为O. I微米的微孔，得到核孔膜；4、在基体膜PE薄膜上以定位印刷的方式将热熔胶转移其上，再将有热熔胶处做部分镂空，镂空分布每平米10个直径为I厘米的孔；5、将步骤4制得的核孔膜贴附于聚乙烯膜上的镂空部位，100°C热压I秒钟，得到白菜保鲜膜，该白菜保鲜膜的刻蚀部占整体保鲜膜面积的O. 05%。实施例3制备白菜包装保鲜膜I、反应堆碎片照射厚度为10 μ m的PC薄膜O. Is,形成潜径迹密度为(4X IO5)/m2的潜径迹膜；2、以凹版印刷的方式将热熔胶转印至潜径迹膜上，潜径迹膜上覆有热熔胶的部分形成粘合部，未覆有热熔胶的部分形成蚀刻部，得到中间核孔膜。3、将步骤2的得到的中间核孔膜在80°C、8M氢氧化钠溶液中蚀刻15分钟，蚀刻部形成孔径为5微米的微孔，得到核孔膜；4、在基体膜薄膜PP膜上以定位印刷的方式将溶解的PETG转移其上，再将有PETG处做部分镂空，镂空分布每平米20个直径为I厘米的孔；5、将步骤4制得的核孔膜贴附于基础材料聚乙烯膜上的镂空部位，80°C热压2秒钟，得到白菜保鲜膜，该白菜保鲜膜的刻蚀部占整体保鲜膜面积的O. 1%。分别取实施例I 3制得的核孔膜，对其蚀刻部进行气体透过性实验，测试结果列于表I。
表I核孔膜蚀刻部气体透过性测试结果
权利要求
1.一种保鲜膜的制备方法，包括 重离子照射高分子薄膜，得到潜径迹膜； 在所述潜径迹膜表面部分涂覆粘合剂，得到中间核孔膜，所述中间核孔膜未涂覆粘合剂的部分形成蚀刻部，涂覆粘合剂的部分形成粘合部； 将所述中间核孔膜置于蚀刻溶液中进行蚀刻，得到核孔膜； 在中间基体膜表面涂覆粘合剂，在覆有粘合剂的部位做部分镂空，得到基体膜； 将所述核孔膜粘合于所述基体膜的镂空部位。
2.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在于，所述高分子薄膜为聚酯膜、聚碳酸酯膜、聚氯乙烯膜膜、聚偏二氯乙烯膜、聚偏氟乙烯膜、硝酸纤维膜、醋酸纤维膜、酚醛塑料膜、聚甲基丙烯酸酯膜、聚酰胺膜或聚酰亚胺膜。
3.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在于，所述高分子薄膜为聚酯膜或聚碳酸酯膜，所述蚀刻液为浓度为2M 9M的氢氧化钠溶液。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述蚀刻的温度为50°C 90°C。
5.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在于，所述中间基体膜为聚丙烯膜、聚乙烯膜、聚酯膜、聚碳酸酯膜或聚氯乙烯膜膜或聚偏二氯乙烯膜。
6.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在于，所述粘合剂为热熔胶、压敏胶或熔融树脂。
7.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在于，所述涂覆的方式为印刷涂覆。
8.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在于，所述核孔膜微孔的密度为IX IO2孔/m2 IXlO11 孔 Zm20
9.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在于，所述核孔膜微孔的孔径为10纳米 40微米。
10.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在于，所述蚀刻部的形状与产品形状相同。
全文摘要
本发明提供一种保鲜膜的制备方法，包括离子照射高分子薄膜，得到潜径迹膜；在潜径迹膜表面部分涂覆粘合剂，得到中间核孔膜，中间核孔膜未涂覆粘合剂的部分形成蚀刻部，涂覆粘合剂的部分形成粘合部；将中间核孔膜置于蚀刻溶液中进行蚀刻，得到核孔膜；在中间基体膜表面涂覆粘合剂，在覆有粘合剂的部位做部分镂空，得到基体膜；将所述核孔膜粘合于所述基体膜的镂空部位。本发明通过控制重离子辐照条件和蚀刻的条件以及蚀刻部的大小，可制备出对不同气体具有一定透过率量的保鲜膜，有效降低包装食品发生无氧呼吸及二氧化碳伤害等生理病害的几率，并有效防止结露和外界微生物侵染，进而延长生鲜产品的保质期。
文档编号B32B38/18GK102873970SQ20111019919
公开日2013年1月16日 申请日期2011年7月15日 优先权日2011年7月15日
发明者丹阳, 杨铭, 徐益顺 申请人:北京强邦科技有限公司, 丹阳, 杨铭, 徐益顺