CN116902369A - 一种防潮抑菌用食品包装元件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防潮抑菌用食品包装元件，属于包装元件技术领域。本发明的防潮抑菌用食品包装元件，包括一端开口的袋体；所述袋体由外至内依次设有阻隔外层、吸水层和抑菌层。阻隔外层由聚丙烯、聚乳酸、云母片、马来酸酐接枝聚丙烯制成；吸水层由聚丙烯、聚乳酸、聚丙烯酸钠树脂、马来酸酐接枝聚丙烯制成；抑菌层为带微孔的抑菌薄膜，带微孔的抑菌薄膜是将食品级聚乙烯、改性抑菌填充剂和聚乳酸熔融挤出，再进行吹膜得到抑菌薄膜；将抑菌薄膜中的聚乳酸抽提出来，干燥后得到带微孔的抑菌薄膜；改性抑菌填充剂为壳聚糖改性玉米淀粉。本发明的食品包装元件可有效实现防潮、抑菌双重作用，同时还能部分降解，降低一次性包装材料对环境的污染。
Description
技术领域
本发明涉及包装元件技术领域，具体涉及一种防潮抑菌用食品包装元件。
背景技术
食品包装一般分为包装袋和包装盒，主要作用是防止食品在运输和存储过程中被污染，一般属于一次性包装材料。随着生活水平的提高，消费者对食品安全的要求也不断提高。很多食品都对防潮提出要求，如坚果、冻干食品等，所以需要在食品包装中添加干燥剂，例如化学类干燥剂氯化钙，是最常用的食品干燥剂，但是一旦误食食品干燥剂，会对人体带来极大伤害。所以干燥剂包装袋表面一般都写明请勿食用一类的警告，但对于婴幼儿来说，很容易误食干燥剂。如果食品包装本身自带防潮作用，可以避免误食干燥剂的问题出现。
除了防潮外，消费者最重视的食品问题就是防止食品在运输和存储过程中细菌霉菌的滋生，如坚果、奶制品等零食如果开袋后不及时使用，就容易造成细菌滋生。目前抑制细菌滋生多是在包装材料中添加纳米金属抗菌剂，但纳米金属抗菌剂成本较高，且金属离子会造成人体负担。因此需要新的抑菌包装材料，但如果制造防潮抑菌材料，同时实现防潮和抑菌两种作用，需要如接枝、交联等较为复杂的反应，提高包装材料的成本。如果防潮材料和抑菌材料分别使用，就会出现两种材料哪一种与食品接触的问题：防潮材料与食品接触，就会隔绝抑菌材料无法实现抑菌作用；如果抑菌材料与食品接触，则会隔绝防潮材料从而无法实现防潮作用。因此，需要一种同时实现防潮、抑菌作用的食品包装元件，同时还能实现部分可降解，降低一次性包装材料对环境的污染。
发明内容
针对上述现有技术，本发明的目的是提供一种防潮抑菌用食品包装元件。本发明的食品包装元件可有效实现防潮、抑菌双重作用，同时还能部分降解，降低一次性包装材料对环境的污染。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明提供一种防潮抑菌用食品包装元件，包括一端开口的袋体；所述袋体的一侧设有延长封装部，所述延长封装部上于袋体开口端的一侧设有圆毛面魔术贴，所述袋体上设有刺毛面魔术贴，所述刺毛面魔术贴位于袋体远离延长封装部的一侧；所述袋体由外至内依次设有阻隔外层、吸水层和抑菌层，所述阻隔外层的厚度为10~50μm，所述吸水层的厚度为50~100μm，所述抑菌层的厚度为10~50μm。
优选的，所述阻隔外层包括以下重量份数的原料：
聚丙烯 45~65份，聚乳酸45~65份，云母片10~20份，马来酸酐接枝聚丙烯5~15份。
优选的，所述吸水层包括以下重量份数的原料：
聚丙烯 30~45份，聚乳酸30~45份，聚丙烯酸钠树脂 5~15份，马来酸酐接枝聚丙烯5~15份。
优选的，所述抑菌层为带微孔的抑菌薄膜，所述带微孔的抑菌薄膜包括以下重量份数的原料：
食品级聚乙烯60~80份，改性抑菌填充剂10~30份，聚乳酸0.1~0.5份。
优选的，所述改性抑菌填充剂的制备方法为：将玉米淀粉加入水中混合搅拌得到玉米淀粉液，再加入丙二醇继续搅拌，最后加入壳聚糖的醋酸溶液和偶联剂，升温反应，反应结束后抽滤得到固体，进行洗涤、干燥、过筛得到改性抑菌填充剂。
优选的，所述延长封装部上设有若干可拆卸的包带固定环。
所述改性抑菌填充剂的制备方法中，玉米淀粉液的质量浓度为5~10%；壳聚糖的醋酸溶液质量浓度为10~20%；醋酸溶液的体积浓度为1%，玉米淀粉、丙二醇、壳聚糖和偶联剂的质量比为100：1~3：100：1~5。加热的温度为50℃，加热的时间为2~4h。
所述带微孔的抑菌薄膜有以下方法制备：
（1）将食品级聚乙烯、改性抑菌填充剂和聚乳酸熔融挤出，再进行吹膜得到抑菌薄膜；
（2）将抑菌薄膜中的聚乳酸抽提出来，干燥后得到带微孔的抑菌薄膜。
步骤（1）中，所述混炼的温度为160~180℃，混炼的时间为5~15min；所述熔融压片的温度为160~180℃，熔融压片的时间为1~5min。
步骤（2）中，所述抽提为索式抽提，提取的温度为50~150℃，提取的时间为6~18h。
本发明的有益效果：
（1）本发明的食品包装元件即具有防潮抑菌作用，还具有可降解性，对环境友好。本发明的食品包装元件由外至内依次为：阻隔外层、吸水层和带微孔的抑菌薄膜；阻隔外层和吸水层均含有可降解的聚乳酸；带微孔的抑菌层含有可降解的玉米淀粉和壳聚糖，壳聚糖具有抑菌作用，此外抑菌层还含有食品级PE作为基体材料，使得抑菌层安全无毒，可长期与食品接触。因此本发明的食品包装元件的各部分均可降解，对环境友好。
（2）本发明使用的原料易得，制备方法简单，所用原料成本均较低，使得食品包装元件赋予防潮、抑菌、可降解作用的同时，还能保证食品包装元件的成本。
（3）本发明的食品包装元件还设有若干可拆卸的包带固定环，将常用包带或者绳索与包带固定环连接，可当随身包使用，便于携带。
附图说明
图1是本发明的防潮抑菌用食品包装元件的主视图；
图2是本发明的防潮抑菌用食品包装元件的侧视图；
图3是阻隔外层、吸水层和抑菌层结构图；
其中：1-袋体，2-延长封装部，3-圆毛面魔术贴，4-刺毛面魔术贴，5-阻隔外层，6-吸水层，7-抑菌层，8-包带固定环。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
正如背景技术部分介绍的，目前抑制细菌滋生多是在包装材料中添加纳米金属抗菌剂，但纳米金属抗菌剂成本较高，且金属离子会造成人体负担。因此需要新的抑菌包装材料，但如果制造防潮抑菌材料，同时实现防潮和抑菌两种作用，需要如接枝、交联等较为复杂的反应，提高包装材料的成本。如果防潮材料和抑菌材料分别使用，就会出现两种材料哪一种与食品接触的问题：防潮材料与食品接触，就会隔绝抑菌材料无法实现抑菌作用；如果抑菌材料与食品接触，则会隔绝防潮材料从而无法实现防潮作用。
基于此，本发明的目的是提供一种防潮抑菌用食品包装元件。本发明的包装元件如图1~图3所示，包括一端开口的袋体1；所述袋体1的一侧设有延长封装部2，所述延长封装部2位于袋体1开口端的一侧设有圆毛面魔术贴3，所述袋体1上设有刺毛面魔术贴4，所述刺毛面魔术贴4位于袋体1远离延长封装部2的一侧；所述袋体1由外至内依次设有阻隔外层5、吸水层6和抑菌层7，所述阻隔外层5的厚度为10~50μm，所述吸水层6的厚度为50~100μm，所述抑菌层7的厚度为10~50μm；所述延长封装部2上设有若干可拆卸的包带固定环8。
其中，阻隔外层和吸水层都是以PP为基体的常用材料，此外还含有可降解的聚乳酸使得材料具有可降解性，吸水层还含有常用吸水树脂聚丙烯酸钠树脂，与常规干燥剂相比，可大大提高防潮能力。阻隔层可以防止包装元件外部的水汽进入袋体内，吸水层可吸收由袋口进入袋体的水汽，有效防潮。由于中间层含有吸水树脂，如果抑菌层的材料使用不当，会影响食品所含水汽的通过，并且还会影响抑菌材料的使用。所以抑菌层既要抑菌还要透气，在前期的研发过程中，一开始选用的是透气性好的无纺布材料，但如果使无纺布具有抑菌作用，需要抑菌剂接枝到无纺布上，否则抑菌剂容易从无纺布上脱落，对包装元件内的食物造成影响。但接枝方法较为复杂，会增加成本。如果用塑料薄膜做抑菌层，可以将抑菌剂添加到基体材料中，但薄膜没有透气性，水汽无法通过。如果在薄膜上打孔，虽然水汽可以通过，打孔的孔径一般都过大，吸水树脂吸水后的粉末有可能从基体上脱落，通过抑菌层上的孔进入包装元件内，污染食物。所以需要在薄膜上制造微孔，既不影响水汽通过，又能隔绝抑菌层两侧的吸水层和食物接触，使其互不影响。经研究发现，在基体中添加聚乳酸再抽提出聚乳酸，可以在薄膜上留下均匀的微孔，既保证抑菌层的透气性，又能隔绝吸水层与食物接触。此外为了使壳聚糖能稳定的与基体相容，不在基体上脱落，污染食物，通过将壳聚糖溶于醋酸中，与玉米淀粉偶联作为改性填充剂，填充在基体中，既起到抑菌作用还能使壳聚糖稳定的存在于基体中；同时控制偶联温度防止玉米糊化。玉米淀粉与壳聚糖还具有可降解性，因此本发明的防潮抑菌用食品包装元件不仅具有防潮和抑菌的作用，每层都具有可降解性，对于一次性包装材料来说，对环境友好。
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本申请的技术方案。
本发明实施例中所用的试验材料均为本领域常规的试验材料，均可通过商业渠道购买得到。
实施例1
（1）将聚丙烯 55kg，聚乳酸55kg份，云母片15kg，马来酸酐接枝聚丙烯10kg加入双螺杆挤出机中，熔融挤出（各区温度分别为：150℃，170℃，190℃，200℃）得到阻隔外层颗粒，将阻隔外层颗粒加入吹膜机中，在200℃压力20MPa下得到厚度为30μm的阻隔外层。
（2）将聚丙烯 37kg，聚乳酸37kg，聚丙烯酸钠树脂 10kg，马来酸酐接枝聚丙烯10kg加入双螺杆挤出机中，熔融挤出（各区温度分别为：130℃，150℃，170℃，190℃）得到吸水层颗粒，将吸水层颗粒加入吹膜机中，在200℃压力20MPa下得到厚度为75μm的吸水层。
（3）将10kg玉米淀粉加入100kg水中混合搅拌得到玉米淀粉液，再加入0.2kg丙二醇继续搅拌得到混合液。将10kg壳聚糖加入50kg 1%的醋酸溶液中得到的壳聚糖溶液，将壳聚糖溶液和0.3kg偶联剂加入混合液中，50℃下搅拌反应3h，反应结束后抽滤得到固体，进行洗涤、干燥、过筛（100目）得到改性抑菌填充剂。
将70kg食品级PE、20kg改性抑菌填充剂和0.3kg聚乳酸混合，进行加入双螺杆挤出机中，熔融挤出（各区温度：110℃，130℃，150℃，170℃）得到抑菌层颗粒。将抑菌层颗粒加入吹膜机中，170℃下压力20MPa得到厚度为30μm抑菌薄膜。
将抑菌薄膜中的聚乳酸采用索式抽提，提取液为二氯甲烷，提取的温度为100℃，提取的时间为12h，抽提后进行洗涤、干燥后得到带微孔抑菌薄膜作为抑菌层。
（4）将阻隔外层、吸水层、抑菌层按由外之内的顺序依次叠放在一起，在阻隔外层通过150℃25MPa点式热压，压出400个点/m2，将阻隔外层、吸水层、抑菌层复合在一起得到袋体材料，再经加工得到如图1所示的食品包装元件。
实施例2
（1）将聚丙烯 45kg，聚乳酸65kg份，云母片10kg，马来酸酐接枝聚丙烯15kg加入双螺杆挤出机中，熔融挤出（各区温度分别为：150℃，170℃，190℃，200℃）得到阻隔外层颗粒，将阻隔外层颗粒加入吹膜机中，在200℃压力20MPa下得到厚度为50μm的阻隔外层。
（2）将聚丙烯 45kg，聚乳酸30kg，聚丙烯酸钠树脂 15kg，马来酸酐接枝聚丙烯5kg加入双螺杆挤出机中，熔融挤出（各区温度分别为：130℃，150℃，170℃，190℃）得到吸水层颗粒，将吸水层颗粒加入吹膜机中，在200℃压力20MPa下得到厚度为50μm的吸水层。
（3）将5kg玉米淀粉加入100kg水中混合搅拌得到玉米淀粉液，再加入0.15kg丙二醇继续搅拌得到混合液。将5kg壳聚糖加入50kg 1%的醋酸溶液中得到的壳聚糖溶液，将壳聚糖溶液和0.05kg偶联剂加入混合液中，50℃下搅拌反应2h，反应结束后抽滤得到固体，进行洗涤、干燥、过筛（100目）得到改性抑菌填充剂。
将80kg食品级PE、10kg改性抑菌填充剂和0.4kg聚乳酸混合，进行加入双螺杆挤出机中，熔融挤出（各区温度：110℃，130℃，150℃，170℃）得到抑菌层颗粒。将抑菌层颗粒加入吹膜机中，170℃下压力20MPa得到厚度为50μm抑菌薄膜。
将抑菌薄膜中的聚乳酸采用索式抽提，提取液为二氯甲烷，提取的温度为100℃，提取的时间为14h，抽提后进行洗涤、干燥后得到带微孔抑菌薄膜作为抑菌层。
（4）将阻隔外层、吸水层、抑菌层按由外之内的顺序依次叠放在一起，在阻隔外层通过150℃25MPa点式热压，压出400个点/m2，将阻隔外层、吸水层、抑菌层复合在一起得到袋体材料，再经加工得到如图1所示的食品包装元件。
实施例3
（1）将聚丙烯 65kg，聚乳酸45kg份，云母片20kg，马来酸酐接枝聚丙烯5kg加入双螺杆挤出机中，熔融挤出（各区温度分别为：150℃，170℃，190℃，200℃）得到阻隔外层颗粒，将阻隔外层颗粒加入吹膜机中，在200℃压力20MPa下得到厚度为10μm的阻隔外层。
（2）将聚丙烯 30kg，聚乳酸45kg，聚丙烯酸钠树脂 5kg，马来酸酐接枝聚丙烯15kg加入双螺杆挤出机中，熔融挤出（各区温度分别为：130℃，150℃，170℃，190℃）得到吸水层颗粒，将吸水层颗粒加入吹膜机中，在200℃压力20MPa下得到厚度为100μm的吸水层。
（3）将8kg玉米淀粉加入100kg水中混合搅拌得到玉米淀粉液，再加入0.16kg丙二醇继续搅拌得到混合液。将8kg壳聚糖加入80kg 1%的醋酸溶液中得到的壳聚糖溶液，将壳聚糖溶液和0.4kg偶联剂加入混合液中，50℃下搅拌反应4h，反应结束后抽滤得到固体，进行洗涤、干燥、过筛（100目）得到改性抑菌填充剂。
将60kg食品级PE、30kg改性抑菌填充剂和0.2kg聚乳酸混合，进行加入双螺杆挤出机中，熔融挤出（各区温度：110℃，130℃，150℃，170℃）得到抑菌层颗粒。将抑菌层颗粒加入吹膜机中，170℃下压力20MPa得到厚度为20μm抑菌薄膜。
将抑菌薄膜中的聚乳酸采用索式抽提，提取液为二氯甲烷，提取的温度为100℃，提取的时间为18h，抽提后进行洗涤、干燥后得到带微孔抑菌薄膜作为抑菌层。
（4）将阻隔外层、吸水层、抑菌层按由外之内的顺序依次叠放在一起，在阻隔外层通过150℃25MPa点式热压，压出400个点/m2，将阻隔外层、吸水层、抑菌层复合在一起得到袋体材料，再经加工得到如图1所示的食品包装元件。
对比例1
与实施例1的区别在于：
不添加丙二醇和醋酸。
对比例2
与实施例1的区别在于：
不添加丙二醇。
对比例3
与实施例1的区别在于：
不添加醋酸。
试验例
1.带微孔抑菌薄膜的水蒸气透过率试验
对按照GB/T1037-88《塑料薄膜和片材透水蒸气性试验方法 杯式法》对实施例1~3制备的中的抑菌薄膜进行水蒸气透过量测试，所得结果见表1。
表1水蒸气透过率
虽然本发明制备的带微孔抑菌薄膜的水蒸气透过率远不如无纺布（无纺布的水蒸气透过率约2000 g/（m2·24h）），但由表1可以看出，实施例1~3制备的抑菌薄膜的水蒸气透过率均在200以上，以规格为15cm×25cm的常见小型食品包装袋来说，其面积为0.0375m2×2（两面）=0.075 m2，即每个小型食品包装袋每天可以透过至少15g水蒸气，对于食品防潮来说，这个水蒸气透过率已经远远够用了。所以本发明制备的带微孔抑菌薄膜用于食品包装元件，可以起到非常好的水蒸气透过，同时由于其材质为塑料，又可以很好的将食品和吸水层进行隔绝。
2.带微孔抑菌薄膜的抑菌试验
2.1取实施例1~3和对比例1~3制备的带微孔抑菌薄膜分别裁剪成规格为0.5m×0.5m的薄膜，将其置于波轮洗衣机（海尔统帅 M296 10kg）中常规模式，洗涤10min+甩干10min。用波轮洗衣机进行极限使用的模拟，取出实施例1~3和对比例1~3制备的带微孔抑菌薄膜后，分别在40℃下烘干。然后再将带微孔抑菌薄膜按照实施例1~3和对比例1~3的方法与阻隔外层、吸水层制成规格为15cm×15cm的食品包装袋：分别即为实施例1组、实施例2组、实施例3组、对比例1组、对比例2组和对比例3组。
2.2取50g夏威夷果（去壳），每个夏威夷果均分成两份，取其中一份（25g）按照GB4789.4 -2010《食品安全国家标准 食品微生物学检验 沙门氏菌检验》中规定的方法进行沙门氏菌检测，按照此方法选出六组沙门氏菌未检出的夏威夷果，再将剩余夏威夷果（25g）装入实施例1组、实施例2组、实施例3组、对比例1组、对比例2组和对比例3组的食品包装袋中，在常温（25℃）常湿（50%）环境中每天打开包装袋两次，每次30min，7天后，将每组的夏威夷果取出，按照GB 4789.4 -2010《食品安全国家标准 食品微生物学检验 沙门氏菌检验》中规定的方法进行沙门氏菌检测。
按照2.1的方法再制备规格为15cm×15cm的食品包装袋：分别即为实施例1组、实施例2组、实施例3组、对比例1组、对比例2组和对比例3组，按照2.2的方法进行15天试验，15天后，将每组的夏威夷果取出，按照GB 4789.4 -2010《食品安全国家标准 食品微生物学检验 沙门氏菌检验》中规定的方法进行沙门氏菌检测。所得结果见表2。
表2沙门氏菌检测结果
抑菌试验先将带微孔抑菌薄膜在洗衣机中进行洗涤和甩干，模拟摩擦、离心等极限使用条件，如果壳聚糖与玉米淀粉结合稳定，则壳聚糖不容易从基体中脱落，后续使用时仍能保持抑菌性能。如果壳聚糖与玉米淀粉结合不稳定，则容易从基体中脱落，后续使用时，抑菌效果差。由表2可以看出，试验15天后，实施例1~3组的包装袋可以有效抑制沙门氏菌，而对比例1组在试验7天后即检出沙门氏菌，对比例2~3组在试验15天后检出沙门氏菌。说明实施例1~3组的包装袋抑菌效果优于对比例1~3组。说明本发明制备的抑菌薄膜可以有效抑菌。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种防潮抑菌用食品包装元件，其特征在于，包括一端开口的袋体；所述袋体的一侧设有延长封装部，所述延长封装部上于袋体开口端的一侧设有圆毛面魔术贴，所述袋体上设有刺毛面魔术贴，所述刺毛面魔术贴位于袋体远离延长封装部的一侧；所述袋体由外至内依次设有阻隔外层、吸水层和抑菌层，所述阻隔外层的厚度为10~50μm，所述吸水层的厚度为50~100μm，所述抑菌层的厚度为10~50μm。
2.根据权利要求1所述的防潮抑菌用食品包装元件，其特征在于，所述阻隔外层包括以下重量份数的原料：
聚丙烯 45~65份，聚乳酸45~65份，云母片10~20份，马来酸酐接枝聚丙烯5~15份。
3.根据权利要求1所述的防潮抑菌用食品包装元件，其特征在于，所述吸水层包括以下重量份数的原料：
聚丙烯 30~45份，聚乳酸30~45份，聚丙烯酸钠树脂 5~15份，马来酸酐接枝聚丙烯5~15份。
4.根据权利要求1所述的防潮抑菌用食品包装元件，其特征在于，所述抑菌层为带微孔的抑菌薄膜，所述带微孔的抑菌薄膜包括以下重量份数的原料：
食品级聚乙烯60~80份，改性抑菌填充剂10~30份，聚乳酸0.1~0.5份。
5.根据权利要求4所述的防潮抑菌用食品包装元件，其特征在于，所述改性抑菌填充剂的制备方法为：将玉米淀粉加入水中混合搅拌得到玉米淀粉液，再加入丙二醇继续搅拌，最后加入壳聚糖的醋酸溶液和偶联剂，升温反应，反应结束后抽滤得到固体，进行洗涤、干燥、过筛得到改性抑菌填充剂。
6.根据权利要求1所述的防潮抑菌用食品包装元件，其特征在于，所述延长封装部上设有若干可拆卸的包带固定环。
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