專利名稱：水果蔬菜常溫保鮮專用紙塑復合薄膜的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種水果、蔬菜常溫保鮮用紙塑復合薄膜及其制備方法。該紙塑復合薄膜以紙基為基膜，在兩層紙基之間設置調節層、殺菌劑釋放層(粘結劑層)、阻隔層，采用無溶劑復合方法制備，具有緩釋殺菌、保水、透氣的功能，用于常溫下水果蔬菜的保鮮。
背景技術：
隨著我國城市化進程的發展和人們生活水平的提高，大城市的蔬菜和水果越來越依賴外地供應，從產地到百姓手中，需要經過產地采摘、集結、長途運輸、批發、到超市幾個環節，一般需要2-4天的時間。果蔬在批發市場的停留時間和在超市的貨架期一般都較長，由于缺乏適當的保鮮技術，我國水果蔬菜的損失率在20%左右，而發達國家的損失率近有2.5%，這說明我國保鮮技術的落后。
果疏保鮮的關鍵在于防止水分流失，如果果蔬失水量超過5%以上則出現萎蔫，失去商業價值；塑料薄膜具有較低的水蒸氣透過率，具有較好的保水性能，因此目前國內外果疏保鮮包裝材料主要采用塑料基材，為了增加塑料基材的氧氣透氣性，人們開發了眾多的薄膜改性工藝，包括多種樹脂共混、添加無機粒子造孔、激光打孔等，但制備的保鮮包裝材料一般還限于低溫下使用，常溫保鮮效果仍然不理想，原因在于塑料的氧氣透過率不能滿足果蔬常溫下高呼吸速率的要求。雖然國內目前已有許多水果蔬菜保鮮包裝的報道，但這些現有的果蔬保鮮包裝材料具有下列問題:
I已有的保鮮材料多限于塑料基材，由于一般塑料基材的氧氣透過率(OTR)最高也僅能達到104ml/m2.day.atm，不能滿足在常溫下水果蔬菜新陳代謝的要求，一般僅能作為果蔬低溫下保鮮材料，而常溫下對果蔬的保鮮效果較差，甚至常溫下會使果蔬發生無氧呼吸；
2已有的塑料基保鮮材料的水蒸氣透過率(WVTR)小，保鮮袋內果蔬代謝產生的水分容易形成高濕的內部環境，造成細菌滋生，加速果蔬腐爛；
3如果增加塑料保鮮包裝的透氣性，需要將薄膜厚度降低，這又帶來包裝力學性能不足的問題，使得薄膜加工成型，保鮮袋的制備發生困難。
總之，果蔬常溫下果蔬的呼吸強度大，對保鮮包裝材料的要求高，現有塑料基材保鮮材料一般僅適合低溫使用，或者僅適合呼吸強度低的水果蔬菜，對于呼吸強度高的水果和蔬菜在常溫下不但不會起保鮮作用，反而加速果蔬腐爛。發明內容
本發明的目的是提供一種果蔬常溫保鮮包裝材料，它是一種紙塑復合薄膜，以紙基為基膜，在兩層紙基之間設置調節層、殺菌劑釋放層(粘結劑層)、阻隔層，采用無溶劑復合方法制備，具有緩釋殺菌、保水、透氣的功能，可以釋放5-20ppm的氣相殺菌劑30-90天。
本發明與現有發明的不同之處在于:
I現有水果保鮮包裝材料多采用塑料基材，而本發明采用紙塑復合基材，紙基所占比例超過60% (W% )，盡量降低塑料基材的厚度；塑料基材厚度的降低利于提高包裝材料的透氧性，以滿足水果常溫下新陳代謝活動對氧氣的需求；而塑料基材厚度下降造成力學性能的不足依靠紙基來彌補；
2紙基具有調節包裝內部空間濕度的作用。紙基為強極性材料，紙基結構疏松，因此氧氣透過率很大，即使常溫下果疏呼吸強度高，紙基也能滿足高的氧氣透過率(大于105ml/m2.day.atm)。接觸果疏的紙塑復合薄膜內層為紙基，水分在紙基上不會凝結成水滴(結露)，紙基還有穩定包裝內濕度的作用:紙基與水汽極性相似，對水分有一定的吸附性能，當包裝內部水分含量高的時候紙基吸收水分，濕度低時紙張釋放水分，多余的水分能夠透過復合膜溢出到外界(該復合膜的水蒸氣透過率在l-10g/m2.day.atm之間)，包裝內部不會出現結露或者濕度過高的問題；
3現有包裝材料一般不具備殺菌功能，本發明所述果蔬常溫保鮮包裝材料除具有高透氧、透水速率外，還具有殺菌功能，且產生殺菌劑的前體物質采用乳酸和亞硫酸鈣，為食品級助劑，當接觸到果蔬呼吸作用產生的水分后，會釋放出二氧化硫氣體，該氣體為果蔬殺菌劑，是國際上允許使用的，符合食品安全的要求；
4該果蔬常溫保鮮包裝材料是一種紙塑復合薄膜，其調節層選用EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)_聚丙烯酸酯共混樹脂，在紙基上流延而成，通過調節聚丙烯酸酯的添加量來控制調節層的極性，通過極性和厚度的改變調節該層對水蒸氣和殺菌劑的透過性；在該層中聚丙烯酸酯適宜的共混比例是5-50% (ff% )，該層的厚度為5-15微米。
5該果蔬常溫保鮮包裝材料的阻隔層選用聚丙烯酸酯-聚乙烯共混樹脂在外層紙基上流延而成，通過調節聚丙烯酸酯的添加量和厚度的改變來調節該層對水蒸氣和氧氣的透過率，抑制殺菌劑的透過；在該層中丙烯酸酯適宜的共混比例是5-20% (ff% )，該層的厚度為5-15微米。
6該果蔬常溫保鮮包裝材料使用無溶劑復合方法制備，生產過程無污染。
7該果蔬常溫保鮮包裝材料可以釋放5_20ppm的氣相殺菌劑30_90天，可以重復使用30-90天。
8該復合膜制備所用的紙基、EVA樹脂、聚丙烯酸酯樹脂均可以自然降解，聚乙烯樹脂也采用可降解型，因此該果蔬常溫保鮮包裝材料可以自然降解。
本發明所選用的所有原料均符合國家有關食品包裝材料的規定，且釋放的殺菌劑濃度低，在被包裝的水果上沒有任何殺菌劑殘留，符合食品安全的要求。
總之，本發明制備的果蔬常溫保鮮包裝材料能夠防止果蔬水分流失、殺死水果上的病原菌、能夠滿足常溫下果蔬呼吸作用所需的氧氣通過率、控制保鮮袋內適宜的濕度，可以顯著提高水果蔬菜在常溫下的貯存期和貨架期；保鮮膜釋放的殺菌劑濃度和周期可控，殺菌劑在水果上無殘留，符合食品安全的要求；且果蔬常溫保鮮包裝材料生產過程對環境無污染，生產工藝簡單、生產成本低；果蔬常溫保鮮包裝材料可重復使用，廢棄后可自然降解，對環境無污染。具體實施方式

通過以下具體的實施例及應用實例對本發明作進一步說明。以下的具體描述是為了便于理解本發明，并不用來限制本發明的保護范圍。
比較例I
將50質量份的聚甲基丙烯酸丁酯樹脂與50質量份EVA樹脂熔融共混后，在流延機上流延成膜，控制流延膜的厚度為35微米，制備得到內側原料膜；將20質量份的聚甲基丙烯酸丁酯與80質量份的PE(低密度聚乙烯)熔融共混后，在流延機上流延厚度為35微米的外側原料膜；將6質量份的乳酸與4質量份的亞硫酸鈣混合后，加入到90質量份的聚氨酯(PU)占結劑中，制備出殺菌劑-聚氨酯粘結劑，用該粘結劑將兩個原料膜粘結，分切制袋，得到水果蔬菜保鮮袋。
實施例1
將50質量份的甲基丙烯酸丁酯樹脂與50質量份EVA樹脂熔融共混后，作為淋膜的樹脂原料，在流延機上將共混樹脂流延在16.5克重紙張上，控制流延厚度為5-7微米，制備成內層紙基涂覆EVA-丙烯酸酯膜；將20質量份的聚甲基丙烯酸丁酯與80質量份的PE(低密度聚乙烯)熔融共混后，作為淋膜的樹脂原料，在流延機上將該樹脂流延在16.5克重紙張上，控制流延厚度為5-7微米，制備成外層層紙基涂覆丙烯酸酯-PE膜；將6質量份的乳酸與4質量份的亞硫酸鈣混合后，加入到90質量份的聚氨酯(PU)粘結劑中，制備出殺菌劑-聚氨酯粘結劑，用該粘結劑將兩個原料膜(紙基涂覆EVA-丙烯酸酯膜和外層層紙基涂覆丙烯酸酯-PE膜)的涂覆層一側粘結起來，粘結劑的施膠量為5-8g/m2，然后分切制袋，得到水果蔬菜常溫保鮮袋。
實施例2-6
制備方法與實施例1相似，只是改變原料的牌號、組成比例、以及涂覆薄膜的膜厚，具體數據見表I所示。
選用比較例I制備的塑料基保鮮袋的氧氣透過率低于104ml/m2.day.atm,如果這種保鮮袋裝(外形尺寸300X400mm)果蔬I公斤，則僅能滿足小于lOml/hr.kg呼吸強度，一般只能用于低溫保鮮果蔬，在常溫下一般水果的呼吸強度在20-50ml/hr.kg，蔬菜的呼吸強度更大，因此塑料基保鮮袋在室溫下會造成果蔬儲存環境內缺氧，更容易衰老腐爛；塑料基保鮮袋對水蒸氣的透過率低于lg/m2.day.atm (膜厚40_50微米),對水的親和性較低,保鮮袋內容易出現積水滋生細菌造成果蔬腐爛。
選用實施例1-6制備的果蔬常溫保鮮包裝材料的氧氣透氣率在104-106ml/m2.day.atm之間，水蒸氣透過率l_10g/m2.day.atm之間,可以滿足果蔬常溫下呼吸作用所需的氧氣供應，且在保鮮袋可以釋放5-20ppm的殺菌劑，防止果蔬滋生病原菌，起到殺菌保鮮的作用；通過調節層和阻隔層樹脂組成和膜層厚度改變薄膜的透氣性和殺菌劑釋放速率和周期；保鮮袋內釋放的殺菌劑濃度很低，經檢測在被包裝的水果蔬菜上沒有殘留。
就本發明制備的多功能水果保鮮包裝薄膜在水果保鮮應用上的實例，在此不一一列舉。
本領域的技術人員應該明了，上述優選實施例只是對本發明的具體說明，并不構成對本發明的限制。對本發明的技術方案進行各種變動和等效替換，而不背離本發明技術方案的原理和范圍，均應涵蓋在本發明權利要求的范圍之中。
權利要求
1.本發明涉及一種以紙基為主的紙塑復合保鮮包裝薄膜，按照從里往外的順序依次為紙基(水果蔬菜接觸層)、調節層、殺菌劑釋放層、阻隔層、紙基。
2.權利發明I所述的紙塑復合薄膜的調節層選用EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)-聚丙烯酸酯共混樹脂在內層紙基上流延而成，通過調節聚丙烯酸酯的添加量來控制調節層的極性，通過極性和厚度的改變調節該層對水蒸氣和殺菌劑的透過性；在該層中丙烯酸酯適宜的共混比例是5-50% (ff% )，該層的厚度為5-15微米。
3.權利發明I所述的紙塑復合薄膜的阻隔層選用聚丙烯酸酯-聚乙烯共混樹脂在外層紙基上流延而成，通過調節聚丙烯酸酯的添加量和厚度的改變來調節該層對水蒸氣和氧氣的透過率，抑制殺菌劑的透過；在該層中丙烯酸酯適宜的共混比例是5-20% (ff% )，該層的厚度為5-15微米。
4.權利要求3所述的丙烯酸酯包括甲基丙烯酸丁酯，甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸乙酯，丙烯酸丁酯等。
5.權利發明I所述的紙塑復合薄膜的殺菌劑產生層(粘結劑層)由殺菌劑前體物質和粘結劑組成，其中殺菌劑前體物質占該層總質量的1-10%，粘結劑可以選用EVA樹脂或聚氨酯粘結劑；殺菌劑前體物質的成份為乳酸、亞硫酸鈣，其中乳酸含量占殺菌劑前體物質的50-60%。
6.權利發明I所述的紙塑復合薄膜由涂覆了調節層的內層紙基、涂覆了阻隔層的外層紙基用權利要求4所述的殺菌劑產生層(粘結劑層)無溶劑復合方式得到。
7.權利發明I所述的紙塑復合薄膜制成的保鮮袋，在裝入水果和蔬菜后，果蔬呼吸作用產生的水蒸氣會誘發紙塑復合薄膜釋放5-20ppm的氣相殺菌劑30-90天,對水果起到保水、殺菌、透氣的功能，提高水果、蔬菜在常溫下的貨架期。
全文摘要
本發明涉及一種水果蔬菜保鮮專用綠色環保紙塑復合軟包裝薄膜，該保鮮包裝薄膜是在兩層紙基之間添加阻隔層、殺菌劑釋放層、和調節層，通過改變阻隔層、調節層的極性和透氣性，達到控制釋放殺菌劑的目的，可以釋放5-20ppm的氣相殺菌劑30-90天，具有保水、殺菌、透氣的功能。主要作用是常溫下保鮮水果和蔬菜，延長水果蔬菜的貨架期。該保鮮袋被丟棄后可以自然降解、對環境沒有任何污染。
文檔編號B32B33/00GK103144845SQ201310063998
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月1日 優先權日2013年3月1日
發明者李東立 申請人:李東立