多功能集成保鮮袋及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水果保鮮包裝材料，尤其涉及具有高透氧、透水、透二氧化碳、乙烯吸附、乙烯抑制等多功能集成保鮮袋設(shè)計(jì)和制備方法，屬于包裝材料領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]生鮮水果蔬菜采摘后仍繼續(xù)進(jìn)行呼吸作用，發(fā)生營養(yǎng)成分的氧化，放出熱量，產(chǎn)生水分、二氧化碳、乙烯等代謝產(chǎn)物；在常溫、裸放的環(huán)境下，果蔬呼吸速率強(qiáng)，果蔬容易衰老、失去水分而失去商業(yè)價(jià)值；在普通保鮮袋形成的密閉環(huán)境中，乙烯、二氧化碳和水分不能充分及時(shí)排除，乙烯會(huì)加速果蔬呼吸強(qiáng)度，促進(jìn)果蔬進(jìn)一步成熟衰老；呼吸作用產(chǎn)生的水分形成的高濕度環(huán)境更容易滋生病原菌、導(dǎo)致果蔬腐爛；高二氧化碳環(huán)境也會(huì)造成一些果蔬腐爛的加劇。因此降低果蔬的呼吸速率、保持水分、防止滋生病原菌、建立一個(gè)適當(dāng)?shù)牡脱?、低二氧化碳?xì)夥窄h(huán)境是解決果蔬保鮮問題的關(guān)鍵，為此人們開發(fā)出許多果蔬保鮮方法和技術(shù)，例如氣溫、氣調(diào)、浸漬、藥劑熏蒸。已經(jīng)開發(fā)成功的功能性保鮮薄膜(保鮮袋)的種類很多。
[0003]專利ZL 03113758.X介紹一種由無紡布制成的保鮮袋，具有透氣性高，不結(jié)水霧的特點(diǎn);為了提高透氣性，ZL 201210466049.7和ZL201310071920.8在袋體上設(shè)有若干小孔，ZL200910034625.9在袋體上設(shè)計(jì)一個(gè)硅窗增加透氣性；ZL200710061409.4則介紹在聚乙烯材料中添加透氣母粒制成薄膜，然后用光面對輥機(jī)處理，在薄膜上形成直徑lmm-1.5mm的小孔，小孔密度50?100萬個(gè)/平米以增加保鮮袋透氣性；專利200810059439.6則采用共混樹脂改性方法提高保鮮袋透氣性，在聚乙烯樹脂中添加二氧化娃、橡膠等成分。
[0004]ZL201210275448.5則介紹一種較為復(fù)雜的保鮮袋設(shè)計(jì)，該保鮮袋包括薄膜袋和預(yù)留孔，在預(yù)留孔上有上層標(biāo)貼，用于控制預(yù)留孔的開與關(guān)；ZL200720037273.9的保鮮袋設(shè)計(jì)與上面專利相似，這種保鮮袋包括氣調(diào)膜、基材、粘合劑和有透氣孔的塑料袋，于氣調(diào)膜與基材復(fù)合，由粘合劑粘合在塑料袋有透氣孔的部位上，利用氣調(diào)膜對包裝袋內(nèi)的氧氣和二氧化碳等氣體的含量進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而抑制了果蔬的呼吸強(qiáng)度。為了增加抑菌性能，ZL201110334707.2發(fā)明了一種駐極體保鮮膜，采用聚四氟乙烯或乙烯-四氟乙烯共聚物塑料經(jīng)加工細(xì)化制成薄膜材料，采用駐極體電暈法或擊穿法進(jìn)行駐極化技術(shù)處理；ZL201210588963.9將滸苔纖維按一定比例加入到紙漿纖維中，制成含滸苔纖維的保鮮袋，最后在保鮮袋中涂抹5%的半脫乙酰殼聚糖溶液增加保鮮袋的抑菌作用；ZL200710158884.3介紹在PE薄膜中加入肉桂醛，肉桂醛對被保鮮果蔬無漂白作用。
[0005]上面的保鮮袋具有單層結(jié)構(gòu)，另外許多保鮮袋具有具有雙層結(jié)構(gòu)。ZL201110368214.0介紹的保鮮袋由透氣保護(hù)層和保鮮層組成，在透氣保護(hù)層上設(shè)有一個(gè)觀察窗，而保鮮層則由聚乙烯樹脂、海藻酸鈉、殼聚糖組成；ZL201220487692.3介紹的不喜愛由外袋體和內(nèi)袋體組成，外袋體內(nèi)設(shè)有內(nèi)袋體，外袋體和內(nèi)袋體的底部相粘合，外袋體和內(nèi)袋體之間設(shè)有保溫層。
[0006]另外還有許多3層結(jié)構(gòu)的保鮮袋，ZL200710119153.8開發(fā)一種氣調(diào)保鮮袋，設(shè)計(jì)成由里向外的三層結(jié)構(gòu)，其中袋體由外層向內(nèi)層依次由氣調(diào)保鮮膜、透氣親水性材料層、透氣疏水性材料層組成，袋體在每一預(yù)設(shè)段落處設(shè)置封合區(qū)；ZL201320479168.6的保鮮袋的袋體頂端內(nèi)裝有密封條，所述袋體由外到內(nèi)依次分為保鮮層、保濕吸附層和保鮮透氣層，其中保濕吸附層上設(shè)有乙烯吸附劑，保鮮透氣層表面設(shè)有透氣小孔。
[0007]用無紡布制作袋體或袋體上打微孔的設(shè)計(jì)無法準(zhǔn)確控制氧氣和水汽透過性，對二氧化碳?xì)怏w透過無選擇性；在聚乙烯或聚丙烯樹脂中添加無機(jī)粒子或橡膠成分，可以增加氧氣透過率，但對水汽的透過性增加不顯著；由于硅窗面積較小，因此很難通過它充分透出水蒸氣和二氧化碳，且硅窗設(shè)計(jì)造成保鮮袋加工成本增加；對于那些設(shè)計(jì)復(fù)雜的袋體，增加生產(chǎn)成本，很難形成大規(guī)模機(jī)械化生產(chǎn)；雙層結(jié)構(gòu)和三層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的保鮮袋，它們的透氣性會(huì)降低，往往造成保鮮袋內(nèi)氧氣供應(yīng)不足，水汽不能及時(shí)排除；為了增加抑菌功能、乙烯吸附功能而在保鮮袋內(nèi)添加藥包也是常見的包裝形式，但藥包破損后會(huì)污染果蔬，或者藥包釋放殺菌劑濃度過高造成果蔬被污染，喪失風(fēng)味?，F(xiàn)有的果蔬包裝往往顧此失彼，單一薄膜設(shè)計(jì)很難同時(shí)實(shí)現(xiàn)高透氧、高透水、高二氧化碳選擇透過性、抑菌、乙烯吸附、乙烯抑制的功能，雙層或多層復(fù)合的設(shè)計(jì)可以增加抑菌、乙烯吸附、乙烯抑制的功能，但又喪失了高透氧、高透水、高二氧化碳通過性；本發(fā)明采用多功能集成保鮮袋設(shè)計(jì)則成功解決了這些矛盾，使保鮮袋同時(shí)具有抑菌、乙烯吸附、乙烯抑制的功能，同時(shí)具有高透氧、高透水、高二氧化碳選擇通過功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明目的是提供多功能集成保鮮袋設(shè)計(jì)及其制備方法。利用多種功能薄膜，設(shè)計(jì)生產(chǎn)多功能集成保鮮袋。以它們?yōu)樵夏?，制備成多功能集成薄膜卷材，然后制備成多功能集成保鮮袋，使保鮮袋同時(shí)具有我們原料薄膜所具有的所有保鮮功能，且各種保鮮功能不會(huì)相互影響，不會(huì)相互削弱。
[0009]所述的多種功能集成保鮮袋為以下5種材料中的的至少兩種拼接而成的:
[0010]功能薄膜I (ANT1-MICROBIALS，AM films):具有智能緩釋殺菌劑功能的多層復(fù)合薄膜，可以根據(jù)被保鮮果蔬滋生病原菌多少，薄膜可以自動(dòng)釋放不同濃度的氣相殺菌劑，該殺菌劑不會(huì)在果蔬上產(chǎn)生任何殘留，殺菌劑的類型符合國際EC和FDA標(biāo)準(zhǔn)。
[0011]功能薄膜2 (ETHYLENE ABSORBERS, EA films):具有吸附乙烯功能的水果保鮮包裝薄膜，本發(fā)明優(yōu)選采用ZL201010522442.4公開一種具有吸附乙烯功能的水果保鮮包裝薄膜，該薄膜是將一定比例的硅酸鋁粉末與聚乙烯樹脂熔融共混，然后吹膜得到，它具有乙烯吸附容量高，乙烯吸附性不受水汽影響的特點(diǎn)。
[0012]功能薄膜3(1-MCP releasing, MR films):具有1-MCP釋放功能的復(fù)合薄膜。1-甲基環(huán)丙烯(1-MCP)氣體可以抑制果蔬產(chǎn)生乙烯，市場上的1-MCP制劑是將1-MCP吸附在環(huán)糊精載體上，將該環(huán)糊精分散在水中，會(huì)釋放出一定濃度的1-MCP氣體，對果蔬進(jìn)行熏蒸保鮮；由于釋放濃度和釋放周期難以準(zhǔn)確控制，因此應(yīng)用受到限制；本發(fā)明優(yōu)選采用CN102862361A公開的一種具有1-MCP釋放功能的復(fù)合薄膜，該薄膜遇到果蔬呼吸產(chǎn)生的水汽后自動(dòng)緩釋氣相1-MCP，當(dāng)果蔬呼吸強(qiáng)度大時(shí)，保鮮袋內(nèi)相對濕度高，薄膜釋放的1-MCP濃度越大，對果蔬呼吸作用的抑制效果越高，實(shí)現(xiàn)對果蔬代謝的自動(dòng)減緩調(diào)節(jié)。
[0013]功能薄膜4(High CO2TR and OTR film, HCO films):一種具有高氧氣透過性和高二氧化碳選擇透氣性的薄膜，優(yōu)選采用ZL201210363822.7公開的一種具有高氧氣透過性和高二氧化碳選擇透氣性的薄膜，薄膜的氧氣透過率(OTR)在105ml/m2.day.atm以上，且優(yōu)選二氧化碳的透過率(CO2TR)是OTR的6倍，可以及時(shí)排除果蔬呼吸作用產(chǎn)生的二氧化碳，防止二氧化碳富集引起果蔬衰老。
[0014]功能薄膜5 (High MVTR film, HM films):ZL 201010532453.0 公開一種硅藻土改性聚乙烯薄膜，多孔而親水的硅藻土對水蒸氣具有較高的透過性，改性薄膜的水蒸氣透過率(WVTR)達(dá)到100-200g/m2.day,可以及時(shí)排除包裝袋(保鮮袋)內(nèi)產(chǎn)生的水汽，降低保鮮袋內(nèi)相對濕度，抑制細(xì)菌滋生。
[0015]其中功能薄膜I (AM薄膜)的OTRXO2TR數(shù)值在2000-5000ml/m2.day.atm之間，相對HCO films, AM films對透氧和透二氧化碳的貢獻(xiàn)可以忽略；AM films的WVTR低于1g/m2.day，相對于HM films, AM films對水汽透過性的貢獻(xiàn)也可以忽略；即在集成設(shè)計(jì)時(shí)，AMfilms只貢獻(xiàn)殺菌性能，而對氣體透過性能的貢獻(xiàn)可以忽略。
[0016]本發(fā)明功能薄膜I優(yōu)選采用申請?zhí)?00910086775.4和201210365158.X公開的任
種薄膜。
[0017]其中200910086775.