CN106829208B - 一种微波感应复合包装结构及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于微波炉的微波感应复合包装结构及其制备方法。微波感应复合包装结构，特征在于其由纸层、粘结剂层和微波感应层复合而成，所述平面展开版材具有不同的感应效能区。一种微波感应复合包装结构的制备方法，特征在于工艺流程：版材设计—镂空镀—复合。本发明能够有效解决现用微波食品包装的微波感应结构效能单一问题，可根据食品的结构、组分及加热要求设计镂空镀层，一次蒸镀得到具有不同微波效果的包装材料，提高生产效率，降低生产成本。同时解决传统微波感应材料制作特殊形状时需使用化学制剂印刷刻蚀造成环境污染的问题。

Description

一种微波感应复合包装结构及其制备方法

技术领域

本发明涉及复合纸制备领域，具体的说，涉及了一种用于微波炉的微波感应复合包装结构及其制备方法。

背景技术

随着人们生活节奏的加快，微波食品的出现给人们的生活带来极大的方便。对于特定的食品，如水分含量高且成分均一的食品通过微波作用能够获得满意的效果。然而有的食品组分微波性能相差较大，这时统一进行微波作用时，就会产生食品部分加热过度部分还未达到效果，有的食物表面需要烘焦或烘脆时通过直接微波作用无法获得。为了优化微波炉的烹饪性能，市场上已经开发了许多微波包装材料来改进及影响微波与食物的相互作用，此类材料通常应用到微波感应结构，该感应结构能够对微波产生吸收、反射、穿透作用，使用时根据食品的个性要求选择微波感应结构的种类和数量达到预期的效果。

专利CN1269698C公开了一种适于微波加热的包装食品，包括微波感受器、食品、微波感受器的密封容器，微波感受器设置在食品附近遮蔽部分食品免受微波加热且同时通过红外辐射加热此部分食品。其中所述微波感受器为喷涂金属的薄膜，关于微波感受器的制备方法未作描述。

专利CN103587831A公开了一种微波烹饪包装，包括基材、感应器膜、聚合物膜层，以粘结剂将各层材料结合并形成多个封闭室，封闭室响应微波能量而膨胀与食品紧密接触能够提供更好的烹饪效果。其中所述感受器膜为铝膜而其制备方法未作描述。

专利CN102224766A公开了一种具有多个聚焦感受体的可微波箱体，多种加热构造在微波加热食品时可实现更软或更脆的质地。其中所述的感受体由铝膜形成，但其制备方法未作描述。

上述专利均利用微波感受结构提升了食品的烹饪质量，但在制备方法方面均未进行描述，现有已知技术的制备方法有蒸镀、印刷、涂布等，即在可微波作用基材上附上导电层得到微波感应体，然后通过多层材料复合得到微波感应结构，然而此类结构对微波作用的效能单一，当食品成分较多时就需要采用多种不同效能的结构组合起来才能达到预期的效果，此类结构制备工艺复杂、效率低，另制作特殊形状时需使用化学制剂印刷刻蚀造成环境污染。

发明内容

本发明目的之一在于提供一种微波感应复合包装结构，以解决现有微波感应结构对微波作用效能单一的问题；本发明的目的之二在于提供一种上述微波感应复合包装结构的制备方法，以改善现有同类制备工艺存在的低效、环保性能差的问题。

为此，本发明采用的技术方案如下：

一种微波感应复合包装结构，特殊之处在于，其为针对食品类型、结构、组份、含水率及微波需要而预制的一种平面展开版材，所述平面展开版材由纸层、粘结剂层和微波感应层复合而成，根据包装状态下对应食品部位的不同，所述平面展开版材具有不同的感应效能区，所述不同的感应效能区能够对食品的不同部位产生不同的微波加热效果。

所述微波感应层包括可微波基材和镂空蒸镀层，所述镂空蒸镀层覆盖范围大小通过镂空图案形状进行调整，所述镂空蒸镀层的厚度通过所述镂空图案的网点数进行控制，通过镀层厚度来调整所述镂层蒸镀层的电阻值，以此获得不同的感应效能区；

所述不同的感应效能区至少包括高感应效能区、中感应效能区和低感应效能区中的两种；

所述高感应效能区的镂空图案网点数为10-30%，镂空蒸镀层电阻值小于20Ω/□；所述中感应效能区的镂空图案网点数为30-60%，镂空蒸镀层电阻值为20-120Ω/□；所述低感应效能区的镂空图案网点数为60-90%，镂空蒸镀层电阻值大于120Ω/□。

所述可微波基材包括适用于镂空镀技术的塑料、陶瓷、纸张、薄膜等，优选薄膜类，所述薄膜类是指聚酯薄膜PET、聚乙烯PE、聚丙烯PP或聚碳酸酯PC。

所述镂空蒸镀层通过可真空蒸镀材料蒸镀于可微波基材上，所述可真空蒸镀材料包括适用于镂空镀技术的金、银、铜、锌、铬、铝等，优选铝和铜。

所述粘结剂层包括聚氨酯胶黏剂、聚醋酸乙烯胶黏剂、环氧树脂胶黏剂等，适用于本发明的粘结剂要求在微波作用下粘性不会明显降低甚至失效，优选的粘结剂为聚氨酯类粘结剂。

所述纸层要求能够安全用于食品及微波环境，具有足够的机械性能可支撑微波感应层形成各种包装结构，纸层承印面能够满足印刷要求。

一种微波感应复合包装结构的制备方法，特殊之处在于，其工艺流程包括：版材设计—镂空镀—复合。具体工艺步骤如下：

步骤一、版材设计

根据食品的结构、组分及加热要求在版材上设计图案及网点，所述图案形状及网点数量决定了镀层的形状及厚度。

步骤二、镂空镀

将带有预设图案及网点的预制版材安装于版辊上，先将低表面张力介质加热蒸发至网纹辊，而后借由网纹辊将介质转移至版辊，最终由版辊将形成预设图案及网点的介质印刷至可微波基材上进行蒸镀，在可微波基材上获得具有不同厚度的镀层，称之为微波感应层。

步骤三、复合

通过复合设备将微波感应层与纸层用粘结剂粘合牢固，获得微波感应复合包装结构。

所述步骤二镂空镀过程中，采用的是带有镂空镀结构的真空蒸镀设备，其结构包括带有加热装置的储液槽、带有冷却装置的网纹辊以及版辊。

所述步骤二镂空镀过程中，所述网纹辊线数为200-500LPI，优选300-400LPI。

所述步骤二镂空镀过程中，所述低表面张力介质的加热温度为80-150℃，优选100-120℃。

所述步骤二镂空镀过程中，所述蒸镀速度为100-400m/min,优选200-300 m/min。

本发明涉及一种微波感应复合包装结构及其制备方法，属于复合纸技术领域。本发明的微波感应复合包装结构能够有效解决现用微波食品包装的微波感应结构效能单一问题，可根据食品的结构、组分及加热要求设计镂空镀层，一次蒸镀得到具有不同微波效果的包装材料，提高生产效率，降低生产成本。同时解决传统微波感应材料制作特殊形状时需使用化学制剂印刷刻蚀造成环境污染的问题。

具体实施方式

以下用几个具体实施例来对本发明的技术构成及效果作进一步分析说明。

实施例1

一种微波感应复合纸，该复合纸包括微波感应层、粘结剂层和纸层，该复合纸用于可微波加热的食品包装，根据食品的形状和加热要求设计专用食品包装，根据包装状态下对应食品部位的不同，所述平面展开版材具有不同的感应效能区，所述不同的感应效能区能够对食品的不同部位产生不同的微波加热效果。

所述微波感应层为可微波作用的基材上进行镂空镀，其结构包括可微波基材和镂空蒸镀层，所述镂空蒸镀层可根据食品形状及加热要求设计镂空图案，镂空图案的形状决定了镀层覆盖范围，镂空图案的网点数决定了镀层的厚度，镀层越厚电阻值越小，对微波反射作用增强，吸收和穿透作用减弱，微波作用主要为红外辐射和反射；镀层越薄电阻值越大，对微波吸收、穿透作用增强，反射作用减弱，微波主要作用为红外辐射和微波辐射；无镀层部分微波全部穿透。

所述不同的感应效能区包括高感应效能区、中感应效能区和低感应效能区；针对含水量较低的食品或其组分微波感应层应防止微波穿透造成加热过度，该感受层应屏蔽或反射微波，此部位应属高感应效能区，其镂空图案网点数为10%，镂空蒸镀层电阻值小于20Ω/□；针对需要变焦或变脆的食品其感应层应对微波产生吸收作用，发出红外辐射，该红外辐射加热相邻食品部分使之变焦或变脆，该部位应属中感应效能区，其镂空图案网点数为30%，镂空蒸镀层电阻值为40-100Ω/□；针对含水量较高的食品或其组分微波感应层应对微波产生穿透作用，减少吸收和反射，此部位应属低感应效能区，其镂空图案网点数为60%，镂空蒸镀层电阻值大于120Ω/□。

所述可微波基材包括适用于镂空镀技术的塑料、陶瓷、纸张、薄膜等，优选薄膜类，所述薄膜类是指聚酯薄膜PET、聚乙烯PE、聚丙烯PP或聚碳酸酯PC。所述镂空蒸镀层通过可真空蒸镀材料蒸镀于可微波基材上，所述可真空蒸镀材料包括适用于镂空镀技术的金、银、铜、锌、铬、铝等，优选铝和铜。所述粘结剂层包括聚氨酯胶黏剂、聚醋酸乙烯胶黏剂、环氧树脂胶黏剂等，适用于本发明的粘结剂要求在微波作用下粘性不会明显降低甚至失效，优选的粘结剂为聚氨酯类粘结剂。所述纸层要求能够安全用于食品及微波环境，具有足够的机械性能可支撑微波感应层形成各种包装结构，纸层承印面能够满足印刷要求。

实施例2

一种微波感应复合包装结构的制备方法，其工艺流程包括：版材设计—镂空镀—复合。具体工艺步骤包括：

步骤一、版材设计

根据食品的结构、组分及加热要求在版材上设计图案及网点，所述图案形状及网点数量决定了镀层的形状及厚度。

步骤二、镂空镀

采用的是带有镂空镀结构的真空蒸镀设备，其结构包括带有加热装置的储液槽、带有冷却装置的网纹辊以及版辊。所述网纹辊线数为300-400LPI，将带有预设图案及网点的预制版材安装于版辊上，先将低表面张力介质加热蒸发至网纹辊，加热温度为100-150℃，而后借由网纹辊将介质转移至版辊，最终由版辊将形成预设图案及网点的介质印刷至可微波基材上进行蒸镀，蒸镀速度为200-300 m/min；在可微波基材上获得具有不同厚度的镀层，称之为微波感应层。设计的版材决定介质层厚度，介质层厚度决定镀层厚度，镀层厚度决定微波感应效果，最终通过一次蒸镀得到不同微波效果的微波感应层。

步骤三、复合

通过复合设备将微波感应层与纸层用粘结剂粘合牢固，获得微波感应复合包装结构。

实施例3

本实施例中微波感应复合纸的薄膜选用15umPET聚酯薄膜，纸张选用可食品接触且安全用于微波环境的80g单面铜版纸，镂空镀用低表面张力介质选用含氟聚醚，镀层材料选用铝，胶黏剂选用食品包装用聚氨酯胶黏剂。

第一步：根据食品结构及组分设计镂空版材，例如汉堡包类食品，上下两层为面包片，其含水量较低，中间层为肉馅饼，其含水量较高。因此根据食品口感及质感要求，包装面包片部分的材料应对微波产生反射作用，网点数设计为10-30%，包装肉馅饼部分的材料应对微波穿透进行微波辐射加热，网点数设计为60-90%。

第二步：薄膜镂空镀，采用带有镂空镀装置的真空蒸镀设备，转移低表面张力介质的网线辊线数为200LPI，低表面张力介质加热温度为80℃，蒸镀速度为200m/min。通过一次蒸镀即可得到具有两种微波效果的镀层，包装面包片部分的镀层电阻值5-15Ω/□，包装肉馅饼部分的镀层电阻值大于120-200Ω/□。

第三步：复合，通过复合设备将镂空镀铝膜与80g单面铜版纸的非涂布面通过粘结剂复合牢固，最终得到一种适合汉堡包类食品微波包装的微波感应复合纸。

实施例4

本实施例中微波感应复合纸的薄膜选用22u PP聚丙烯薄膜，纸张选用可食品接触且安全用于微波环境的350g涂布白卡纸，镂空镀用低表面张力介质选用含氟聚醚，镀层材料选用铝，胶黏剂选用食品包装用聚氨酯胶黏剂。

第一步：根据食品结构及组分设计镂空版材，例如披萨类食品，下层及边缘要求具有一定的焦化和脆化效果，表层为蔬菜、海鲜、肉类及脂肪。因此根据食品口感及质感要求，包装披萨底部及边缘的材料应对微波产生吸收作用发出红外辐射烘烤披萨，网点数设计为30-60%，包装披萨表层的材料应对微波反射防止微波加热过度，网点数设计为10-30%。

第二步：薄膜镂空镀，采用带有镂空镀装置的真空蒸镀设备，转移低表面张力介质的网线辊线数为300LPI，低表面张力介质加热温度为120℃，蒸镀速度为300m/min。通过一次蒸镀即可得到具有焦化和脆化微波效果的镀层，包装披萨底部及边缘部分的镀层电阻值40-100Ω/□，包装披萨表层部分的镀层电阻值10-20Ω/□，

第三步：复合，通过复合设备将镂空镀铝膜与350g涂布白卡纸的非涂布面通过粘结剂复合牢固，最终得到一种适合披萨类食品微波包装的微波感应复合纸。

实施例5

本实施例中微波感应复合纸的薄膜选用18umPET聚酯薄膜，纸张选用可食品接触且安全用于微波环境的180g双面铜板纸，镂空镀用低表面张力介质选用含氟聚醚，镀层材料选用铝，胶黏剂选用食品包装用聚氨酯胶黏剂。

第一步：根据食品结构及组分设计镂空版材，例如组合类食品，有需要焦化和脆化的组分，有需要微波辐射加热的组分，有需要微波反射保护过热的组分。根据食品口感及质感要求，分别对应不同的部分进行设计，需要吸收微波发出红外辐射进行焦化脆化作用的部分网点数设计为30-60%，需要反射微波防止过度加热的部分网点数设计为10-30%，需要穿透微波进行辐射加热的部分网点数设计为60-90%。

第二步：薄膜镂空镀，采用带有镂空镀装置的真空蒸镀设备，转移低表面张力介质的网线辊线数为500LPI，低表面张力介质加热温度为150℃，蒸镀速度为400m/min。通过一次蒸镀即可得到具有不同微波效果的镀层，吸收微波部分的镀层电阻值30-110Ω/□，反射微波部分的镀层电阻值5-20Ω/□，穿透微波部分的镀层电阻值120-200Ω/□。

第三步：复合，通过复合设备将镂空镀铝膜与180g双面铜版纸通过粘结剂复合牢固，最终得到一种适合组合类食品微波包装的微波感应复合纸。

本发明的微波感应复合包装结构及其制备方法，通过图案的形状及网点数来控制镂空蒸镀层的覆盖范围及厚度，由此而产生不同厚度、不同阻值的镀层，根据不同阻值的镀层来产生不同的微波作用，能够有效解决现用微波食品包装的微波感应结构效能单一问题，可根据食品的结构、组分及加热要求设计镂空镀层，一次蒸镀得到具有不同微波效果的包装材料，提高生产效率，降低生产成本。同时解决传统微波感应材料制作特殊形状时需使用化学制剂印刷刻蚀造成环境污染的问题。

网点数与镀层阻值及微波作用的关系表如下：

网点数	镀层阻值	微波效应	微波作用
				10-30%	小于20Ω/□	高感应效能	反射微波 保护
30-60%	20-120Ω/□	中感应效能	吸收微波 烘烤
				60-90%	大于120Ω/□	低感应效能	穿透微波 加热

本发明的保护范围并不局限于以上实施例，凡是与发明技术方案相同或等同的微波感应复合纸及其制备方法，均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种微波感应复合包装结构，特征在于，其为针对食品类型、结构、组份、含水率及微波需要而预制的一种平面展开版材，所述平面展开版材由纸层、粘结剂层和微波感应层复合而成，根据包装状态下对应食品部位的不同，所述平面展开版材具有不同的感应效能区，所述不同的感应效能区能够对食品的不同部位产生不同的微波加热效果；

所述微波感应层包括可微波基材和镂空蒸镀层，所述镂空蒸镀层覆盖范围大小通过镂空图案形状进行调整，所述镂空蒸镀层的厚度通过所述镂空图案的网点数进行控制，通过镀层厚度来调整所述镂空蒸镀层的电阻值，以此获得不同的感应效能区。

2.如权利要求1所述的一种微波感应复合包装结构，特征在于

所述不同的感应效能区包括高感应效能区、中感应效能区和低感应效能区中的两种以上。

3.如权利要求2所述的一种微波感应复合包装结构，特征在于

所述高感应效能区的镂空图案网点数为10-30%，镂空蒸镀层电阻值小于20Ω/□；所述中感应效能区的镂空图案网点数为30-60%，镂空蒸镀层电阻值为20-120Ω/□；所述低感应效能区的镂空图案网点数为60-90%，镂空蒸镀层电阻值大于120Ω/□。

4.如权利要求3所述的一种微波感应复合包装结构，特征在于

所述中感应效能区的镂空蒸镀层电阻值为40-100Ω/□。

5.如权利要求1所述的一种微波感应复合包装结构，特征在于

所述可微波基材包括适用于镂空镀技术的塑料、陶瓷、纸张或薄膜；

所述镂空蒸镀层通过可真空蒸镀材料蒸镀于可微波基材上，所述可真空蒸镀材料包括适用于镂空镀技术的金、银、铜、锌、铬或铝；

所述粘结剂层包括聚氨酯胶黏剂、聚醋酸乙烯胶黏剂或环氧树脂胶黏剂；

所述纸层要求能够安全用于食品及微波环境，具有足够的机械性能可支撑微波感应层形成各种包装结构，纸层承印面能够满足印刷要求。

6.一种微波感应复合包装结构的制备方法，特征在于，其工艺流程包括：版材设计—镂空镀—复合；具体工艺步骤如下：

步骤一、版材设计

根据食品的结构、组分及加热要求在版材上设计图案及网点，所述图案形状及网点数量决定了镀层的形状及厚度；

步骤二、镂空镀

将带有预设图案及网点的预制版材安装于版辊上，先将低表面张力介质加热蒸发至网纹辊，而后借由网纹辊将介质转移至版辊，最终由版辊将形成预设图案及网点的介质印刷至可微波基材上进行蒸镀，在可微波基材上获得具有不同厚度的镀层，称之为微波感应层；

步骤三、复合

通过复合设备将微波感应层与纸层用粘结剂粘合牢固，获得微波感应复合包装结构。

7.如权利要求6所述的一种微波感应复合包装结构的制备方法，特征在于

所述步骤二镂空镀过程中，采用的是带有镂空镀结构的真空蒸镀设备，其结构包括带有加热装置的储液槽、带有冷却装置的网纹辊以及版辊。

8.如权利要求6所述的一种微波感应复合包装结构的制备方法，特征在于

所述步骤二镂空镀过程中，网纹辊线数为200-500LPI，所述低表面张力介质的加热温度为80-150℃，蒸镀速度为100-400m/min。

9.如权利要求8所述的一种微波感应复合包装结构的制备方法，特征在于

所述步骤二镂空镀过程中，网纹辊线数为300-400LPI；所述低表面张力介质的加热温度为100-120℃；蒸镀速度为200-300 m/min。