專利名稱：：微孔膜及其制成的袋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及食品包裝膜及用其制成的用來貯存如蔬菜和水果等制成品的食品貯存袋，尤其是涉及柔性食品貯存袋，其中設(shè)有微孔，其設(shè)置方法特別可使袋中含有的制成品以控制速度呼吸，從而減少局部冷凝，并進(jìn)而減少微生物(細(xì)菌和霉菌)繁殖和制成品粘糊化(軟化)。本發(fā)明微孔袋還可控制貯存制成品的重量損失(失重)，因而盡可能減少開袋制品的枯萎和凋殘。因新鮮果品和蔬菜存于袋中時要排放氣體并保持濕分，所以包裝工業(yè)面臨的挑戰(zhàn)是提供貯存制成品的容器或袋，這可有助于保持貯存制成品的質(zhì)量或貯存壽命。已有幾種制成品包裝技術(shù)可保持制品質(zhì)量或延長其存放壽命，包括例如應(yīng)用可控改進(jìn)氣氛包裝，收縮包裝，功能或積極包裝以及不透氣塑料貯藏袋，但這些已知技術(shù)不可能適當(dāng)控制或保持制成品質(zhì)量，因此包裝工業(yè)仍需開發(fā)新包裝材料，如盡可能減少局部冷凝和制成品失重的貯物袋。為解決貯物冷凝問題，US4735308公開了內(nèi)加襯食品存放袋，可用于貯存含濕食品，如果品和蔬菜，該貯物袋包括手工密封的不透水外袋及其中的吸收劑內(nèi)袋，其結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，但其中并不用微孔控制制成品呼氣。還提出通氣塑料袋，如US3399822所述含縫袋或US4886372所述微孔帶，均可用于存放蔬菜，前者中的縫防止袋中所存蔬菜受污染，但并沒有解決所存蔬菜的濕份或失重問題，而后者提出控制成品和果品的成熟過程，其中應(yīng)用具有按需要選擇孔尺寸和數(shù)量的容器或袋，但其中孔太大，如20-60mm，因此不能用來對制成品失重問題進(jìn)行適當(dāng)控制。現(xiàn)有技術(shù)還說明了具有微孔的袋，但該孔太小或太多，不宜于存放室內(nèi)消費(fèi)的少量制成品。由于現(xiàn)有技術(shù)有這些缺陷，所以現(xiàn)要求提供帶微孔的膜和食品貯存袋，其尺寸和數(shù)量可保持制成品質(zhì)量并減少與現(xiàn)有技術(shù)中包在通風(fēng)袋中，在完全不透氣包裝中或在受控/改性氣氛包裝中的制成品有關(guān)的問題。本發(fā)明涉及食品存放袋或包裝，其中具有一定圖案的微孔，尤其可用來使制成品，如蔬菜和果品以受控速度呼吸，從而盡可能減少水滴匯集，并進(jìn)而減少微生物(細(xì)菌和霉菌)繁殖及粘糊化(軟化)。所設(shè)計的微孔圖案可控制制成品失重，事實(shí)上失重會使制成品枯萎和凋殘，該微孔可保持蔬菜和果品質(zhì)量并延長其表觀貯存壽命。本發(fā)明不受存放制成品產(chǎn)品，形狀，量和蒸騰特性的限制，這與一般設(shè)計來包裝某一特定產(chǎn)品的受控氣氛不同。本發(fā)明優(yōu)選方案之一涉及透明帶微孔并扣拉鏈的袋，這與不透明無孔功能膜不同。另外，本發(fā)明微孔袋可減少袋中局部冷凝，這種局部冷凝在用常規(guī)無孔貯存/冷藏塑料袋中是很明顯的。本發(fā)明微孔袋還可控制貯存制品失重，從而盡可能減少開袋制品枯萎和凋殘。圖1為本發(fā)明食品貯存袋的透視圖。圖2為圖1中沿2-2線截取的部分放大剖視圖。圖3為圖1中所示袋部分放大圖。圖4為制成品失重%和Padres數(shù)與含該制成品袋的孔徑的關(guān)系示意圖。廣義地講，本發(fā)明包括用來包裝制成品的柔性熱塑性薄膜材料，其中包括具有選定數(shù)量和尺寸的微孔的熱塑性材料膜片，在該薄膜片中形成微孔時是從其中去除少量薄膜材料以留下空白區(qū)域，該空白區(qū)域足以使膜中空白面積與膜片表面積之比可足夠控制該膜用于包裝制成品時的制成品失重和局部冷凝。本發(fā)明所用熱塑性材料包括例如聚烯烴，如聚丙烯或聚乙烯或其它已知塑料。膜可制成單層或多層結(jié)構(gòu)，并優(yōu)選用于包裝或包裹制成品。在更優(yōu)選方案中，用膜制造容器或袋。在本發(fā)明方案之一中，制成具有優(yōu)選微孔圖案的柔性食品貯存袋。本發(fā)明優(yōu)選方案之一包括例如圖1-3所示帶拉鏈塑料袋，制造這種袋的方法見于US5070584(Daisetal)，可附加給該袋的其它特點(diǎn)包括例如用已知方法打褶，印刷表面，染色，達(dá)到一定構(gòu)型或加浮雕圖案。本發(fā)明拉鏈袋優(yōu)選用薄膜片按已知加熱密封法制成(見US5012561(Porchiaetal))。一般來說，可將膜片對折而形成底后再沿其側(cè)邊加熱密封，其中頂部留下開口以便加裝可手工密閉的設(shè)施，如拉鏈，即相互鎖緊的塑料邊，也可壓在一起而使袋密封并可撬開或拉開以將袋打開。存放在袋中的食品可為各種保持濕份的食品，如新鮮果品和蔬菜，包括例如“低呼吸”成品如葡萄和胡蘿卜，“中呼吸”成品如萵苣以及“高呼吸”成品如花莖甘藍(lán)，其中“低呼吸”指呼吸速度(mlCO2/Kg·hr)低于10的成品，“中呼吸”指呼吸速度10-20的成品，而“高呼吸”成品指呼吸速度高于20的成品?！暗秃粑?，“中呼吸”和“高呼吸”在本專業(yè)眾所周知，某些例子見于“PostharvestPhysiologyofVegetables的表1，J.Weichmann，MarcelDekker，Inc.，NewYork，NewYork，1987，page33。為達(dá)到貯存成品的最好結(jié)果，放有成品的袋存在呼吸溫度下，一般低于約15℃，優(yōu)選低于約10℃，更優(yōu)選低于約5℃。本文中“微孔”和“微口”可互換，指極小的孔，其尺寸(直徑)一般小于約2000微米(μ)。在本發(fā)明袋中存放任何制成品時，袋中微孔直徑優(yōu)選大于250μ-1900μ，更優(yōu)選300μ-800μ，最優(yōu)選400μ-600μ，以在貯存任何制品時盡可能降低該制成品失重和冷凝。在存放具有特定呼吸速度的制品時，孔尺寸可變化，如對于“低呼吸”制成品，孔尺寸(直徑)可為例如150μ-1900μ，優(yōu)選100μ-1600μ，更優(yōu)選180μ-600μ，對于“中呼吸”制成品，孔直徑可為例如100μ-1200μ，優(yōu)選150μ-1000μ，更優(yōu)選200μ-800μ，而對于“高呼吸”制成品，孔直徑可為例如250μ-950μ以上，優(yōu)選大于325μ-850μ，更優(yōu)選350μ-800μ。孔數(shù)量和尺寸是以使袋中總空白面積與袋總表面積之比或空白比例符合要求，空白面積/袋面積百分比如下式V＝〔(H)2×((π)/4)×D〕×100其中V＝空白面積/袋面積百分比，H＝孔徑，D＝孔密度(即孔數(shù)/袋面積)。在本發(fā)明袋中存放任何制成品時，空白面積/袋面積百分比優(yōu)選0.05-2.75%，優(yōu)選0.07-0.5%，更優(yōu)選0.12-0.27%。在貯存特定呼吸速度的制成品時，空白面積/袋面積可變化。例如對于“低呼吸”制成品，空白面積%為0.002-2.75%，優(yōu)選0.008-1.95%，更優(yōu)選0.017-0.27%，對于“中呼吸”制成品，空白面積%為0.008-1.10%，優(yōu)選0.017-0.75%，更優(yōu)選0.03-0.5%，而對于“高呼吸”制成品，則空白面積%為0.07-0.62%，優(yōu)選0.08-0.55%，更優(yōu)選0.09-0.5%。一般來說，袋的孔密度為3-8孔/英寸2(1英寸2＝6.45Cm2)，優(yōu)選3.5-7孔/英寸2，更優(yōu)選4-6.5孔/英寸2。微孔形狀并不關(guān)鍵，只要能使?jié)穹萃ㄟ^即可，一般為圓(環(huán))形或橢圓形。微孔尺寸一般可變化，但袋中所有微孔優(yōu)選具有基本相同尺寸。為獲得本發(fā)明有利效果，微孔尺寸應(yīng)均勻并且微孔在袋表面上均勻分布?！熬鶆蚍植肌敝改て虼麄€表面上微孔相互基本上等同并基本上均勻分開，而且優(yōu)選呈圓點(diǎn)花紋矩陣或圖案，其中孔處于均勻分開的正方形或三角形圖案中，但孔也可呈任意分散圖案，任何兩個相鄰孔間間距優(yōu)選不大于約2英寸(50.8mm)，這樣可盡可能減少局部冷凝，更具體地講，D1和D2孔間間距(如圖3所示可為例如0.2英寸(5.08mm)-0.9英寸(22.9mm)，優(yōu)選0.3英寸(7.62mm)至0.6英寸(15.24mm)，更優(yōu)選0.4英寸(10.16mm)至0.5英寸(12.7mm)。作為舉例，微孔可呈園點(diǎn)花紋正方圖案，孔中心(D1和D2)間距13/32英寸(10.32mm)，如圖3所示。如本文所述的本發(fā)明中舉微孔分布的膜或袋可有效地減少用其包裝的制成品失重和局部冷凝。圖4示出了制成品失重和局部冷凝(以下由“Padres數(shù)”定量)與孔尺寸之關(guān)系圖，其中要求盡可能降低或減少制成品失重，理想的是完全消除失重。一般來說，若失重保持在約8%以下，則制成品可基本上保存使用，優(yōu)選制成品失重不高于約6%，更優(yōu)選少于5%，最優(yōu)選少于約3%。本發(fā)明中局部冷凝可用以下稱為“Padres數(shù)”的單位定量。一段時間貯存后袋中余下的冷凝水量在本發(fā)明中可按例6和表ⅩⅠⅩ-ⅩⅩⅤ所述定量，其中所得結(jié)果單位定為“Padres數(shù)”，其值如下Padres數(shù)＝Log〔((C(g))/(Wtl(g)))×100〕該冷凝結(jié)果是袋中所存制成品失重造成的。圖4所示失重%和Padres數(shù)曲線為本發(fā)明所試驗制成品的典型例之一。具體制成品的實(shí)際Padres數(shù)取決于貯存條件和被存制成品種類等特性。圖4中Padres數(shù)曲線的斜率可隨例如制成品種類，貯存溫度，袋中孔徑，貯存時間和環(huán)境相對濕度變化。為盡可能減少袋中冷凝，本發(fā)明中Padres數(shù)一般小于1.74，優(yōu)選小于約1.7，更優(yōu)選小于約1.65，最優(yōu)選小于約1.6。圖4示出了Padres數(shù)，失重和孔尺寸之間的關(guān)系，其中Padres數(shù)越小，孔尺寸越大，則袋中冷凝越少，而另一曲線中孔尺寸越小，失重越少，因此為盡可能減少失重，孔尺寸應(yīng)盡可能小。而且，如圖4所示，兩條線對于具體制成品在其各自貯存條件下會相交，則其交點(diǎn)對于本發(fā)明袋而言為空白比例的最佳孔尺寸。再參見圖1-3，熱塑性袋10用常用作食品存放袋的柔性薄片材料，如聚乙烯，聚丙烯或其它已知塑料等熱塑性膜片11制成。袋壁厚一般0.1至小于5密耳，優(yōu)選0.5至小于3密耳，更優(yōu)選1至小于3密耳，更為優(yōu)選的是1.1至2.75密耳。袋的膜11中設(shè)有多個微孔12，并以一定方式或圖案，如按圖1排列。如圖1所示，袋中必要時設(shè)有封口裝置13，包括例如拉鏈類型的封口，粘合帶，線結(jié)等，袋10中優(yōu)選用相互鎖緊的拉鏈型封口件13。微孔可設(shè)在例如袋10的一側(cè)或兩側(cè)，只要微孔在袋一側(cè)或兩側(cè)表面上均勻分布并且微孔數(shù)量和尺寸足以達(dá)到上述要求空白比例就行。為制成膜片和袋中的微孔，可用任何常見的穿孔辦法和措施，包括例如激光穿孔，打孔，微型沖孔和空氣壓力辦法，優(yōu)選用US4667552所述穿孔機(jī)等穿孔設(shè)備形成孔。在以下每一例中，下述每種袋中制成品失重和冷凝按以下辦法確定在將制成品放入袋之前先稱重(Wi)，過一段時間后在實(shí)驗的測定時間內(nèi)測定袋及其中的制成品的總重(Wt)，然后從袋中取出制成品并用布擦干表面，再稱出制成品重(Wp)，之后擦干袋內(nèi)表面上的任何濕份并測定袋重(Wb)。Wi-Wp之差為制成品總失重(Wtl)(g)，失重%如下(Wtl)/(Wi)×100＝制成品失重百分比(%)袋中冷凝量(C)如下Wt-(Wp+Wb)＝C(g)Padres數(shù)如上述測定并如圖4，例6以及表ⅩⅠⅩ-ⅩⅩⅤ所示。例1圖1示出了該例所用微孔圖案，在1加侖(10和9/16英寸(268.2mm)寬，11英寸(279.4mm)深，1.75密耳厚)塑料袋每一面上由20×20孔點(diǎn)陣組成，分別制成含800個尺寸為10，100和439μ的孔的袋，并分別試驗裝花莖甘藍(lán)(“高呼吸制成品”)的12個袋，裝鮮胡椒(“中呼吸制成品”)的12個袋以及裝鮮葡萄(“低呼吸制成品”)的12個袋。在5℃和30-35%相對濕度(RH)(冷藏條件)下蔬菜在袋中存放2星期，其間測定每種制成品的失重和物理外觀，即在兩星期期間及結(jié)束時肉眼評價制成品冷凝情況，稀釋情況，霉菌繁殖情況，凋殘或枯萎情況。下列所有結(jié)果均基于三種測定試驗的平均值。該例結(jié)果見于表Ⅰ，Ⅱ和Ⅲ。上述結(jié)果表明，對于所有試驗制成品，孔尺寸439μ的袋均得到最好結(jié)果，因為袋中未見匯集水并且蔬菜質(zhì)量好。對于低和中呼吸制成品，孔尺寸100μ的袋性能良好。而孔尺寸10μ及無孔袋性能相同，但未降低冷凝，使水滴在袋中匯集，產(chǎn)品變稀軟。對照(未包裝)制成品樣品失重嚴(yán)重，導(dǎo)致質(zhì)量嚴(yán)重下降(枯萎和凋殘)。表Ⅳ中示出了該例中具有尺寸439μ的孔的袋所得結(jié)果與用無孔其它各種材料制成袋所得結(jié)果的比較情況。例2該例中同例1制成并測試袋，其中在冷藏和箱凍條件下試驗下列1加侖袋樣品樣品1800孔袋，平均孔徑439μ，樣品2400孔袋，平均孔徑439μ，樣品31孔袋(孔徑1/4英寸(6.35mm))，樣品4無孔ZIPLOC(TheDowChemicelCornpany商標(biāo))貯存袋，樣品5對比(未包裝)。貯存條件如下冷藏(5℃/30-35%RH)，14天霜凍(5℃/85-92RH)，14天試驗制成品包括花莖甘藍(lán)和鮮胡椒(約1磅)，測定失重%并記錄觀測結(jié)果，列于表Ⅴ和Ⅵ，其中穿孔袋樣品用“(孔數(shù)/孔徑(μ))”表示。例3該例中同例1制成并測試袋，其中在霜凍貯存條件(5℃/85-95%RH)下試驗以下1加侖袋樣品6800孔袋，平均孔徑578μ，樣品71200孔袋，平均孔徑414μ，樣品8800孔袋，平均孔徑439μ，樣品9600孔袋，平均孔徑405μ。試驗制成品包括花莖甘藍(lán)和鮮胡椒，測定失重%并記錄觀測結(jié)果，列于表Ⅶ和Ⅷ，其中穿孔袋樣品用“(孔數(shù)/孔徑(μ))”表示。在該例中據(jù)測定，失重(%)在冷藏條件下(30-35%RH)大于在霜凍條件下(85-92%RH)?；谏鲜鼋Y(jié)果，可看出樣品7(414μ/1200孔)的總的效果最好。例4在該例中各溫度的影響用以下1加侖袋進(jìn)行研究樣品10800孔袋，平均孔徑439μ，樣品111200孔袋，平均孔徑414μ，樣品121600孔袋，平均孔徑337μ，樣品13未穿孔ZIPLOC貯存袋。貯存條件如下5℃，10℃，15℃/30-35%RH試驗制成品包括花莖甘藍(lán)和鮮胡椒(約1.0磅)。測定失重%并記錄觀測結(jié)果，列于表Ⅸ-ⅩⅣ，其中穿孔袋用“(孔數(shù)/孔徑(μ))”表示。該例的上述結(jié)果表明在冷藏條件(30-35%RH/5-10℃)下用樣品11和12可得最好結(jié)果。在家庭冷藏柜中的平均溫度一般低于約8℃。例5在該例中在保持制成品質(zhì)量情況下試驗1夸脫(7英寸(177.8mm)×8英寸(203.2mm)，1.7密耳)的下列袋樣品141200孔袋，平均孔徑414μ，樣品151600孔袋，平均孔徑337μ，樣品16未穿孔ZIPLOC袋。試驗制成品為花莖甘藍(lán)和鮮胡椒(約1/2磅(0.23Kg))。貯存條件如下5-10℃/30-35%RH。測定失重%并記錄觀測結(jié)果，列于下表ⅩⅤ-ⅩⅧ，其中穿孔袋用“(孔數(shù)/孔徑(μ))”表示。例6該例中用具有不同孔徑的不同袋樣品測定Padres數(shù)，條件同例5，結(jié)果列于表ⅩⅠⅩ-ⅩⅩⅤ。例7在該例中用1夸脫(7英寸(177.8mm)寬，8英寸(203.2mm)深，1.7密耳厚)塑料袋中于冷藏條件下(10℃/70-80%RH)保存7天的切割制成品測定失重%，該例中試驗類似于例1，只是用以下樣品和表ⅩⅩⅥ所列條件樣品17576孔袋，平均孔徑414μ，樣品18768孔袋，平均孔徑337μ，樣品19未穿孔塑料Ziploc袋，樣品20對比品為未包裝制成品。表ⅩⅩⅥ中所列穿孔袋樣品用“(孔數(shù)/孔徑(μ))”表示。權(quán)利要求1.柔性食品貯存袋，其中包括用于制成品貯存的柔性袋，其頂部可封口，該袋用熱塑性材料制成并具有多個均勻分布的微孔以在袋中提供可大大降低袋中局部冷凝和制成品失重的空白面積%。2.權(quán)利要求1的袋，其Padres數(shù)小于1.74。3.權(quán)利要求1的袋，其中成品失重小于約8%。4.權(quán)利要求1的袋，其中袋含有任何類型制成品時微孔直徑250-1900μ。5.權(quán)利要求1的袋，其中含低呼吸制成品并且孔徑50-1900μ。6.權(quán)利要求1的袋，其中含中呼吸制成品并且孔徑100-1200μ。7.權(quán)利要求1的袋，其中含高呼吸制成品并且孔徑250-950μ。8.權(quán)利要求1的袋，其中孔密度3-8孔/英寸2(3-8孔/6.45Cm2)。9.權(quán)利要求1的袋，其中空白面積%為0.05-2.75%。10.權(quán)利要求1的袋，其中低呼吸制成品空白面積%為0.002-2.75%。11.權(quán)利要求1的袋，其中中呼吸制成品空白面積%為0.008-1.1%。12.權(quán)利要求1的袋，其中高呼吸制成品空白面積%為0.07-0.62%。13.權(quán)利要求1的袋，其中袋壁厚小于約5密耳。14.權(quán)利要求1的袋，其中含制成品的袋溫度保持約15℃以下。15.權(quán)利要求1的袋，其中任何兩個相鄰微孔間間距為微孔直徑至2英寸(50.8mm)。16.權(quán)利要求1的袋，其中袋含拉鏈型封口件。17.權(quán)利要求1的袋，其中袋底打褶。18.權(quán)利要求1的袋，其表面為印制表面。19.權(quán)利要求1的袋，其表面中有染色材料。20.權(quán)利要求1的袋，其中具有構(gòu)型表面。21.權(quán)利要求1的袋，其表面為浮雕表面。22.制成品存放袋制造方法，其中在宜于制成品貯存的袋中設(shè)有多個孔以使袋中局部冷凝盡可能減少以嚴(yán)格防止微生物生長并且制成品失重保持約8%以下以嚴(yán)格防止枯萎和凋殘。23.制成品質(zhì)量提高方法，其中包括將制成品存在帶拉鏈袋中，該袋中設(shè)有宜于制成品貯存的特殊設(shè)計微孔圖案，從而使袋中局部冷凝盡可能減少以嚴(yán)格防止微生物生長并且制成品失重保持8%以下以嚴(yán)格防止枯萎和凋殘。24.用于食品包裝的微孔膜，其中包括熱塑性材料膜片，其中還設(shè)有基本上均勻分布在膜表面中的多個微孔以在膜中提供盡可能嚴(yán)格減少局部冷卻和食品失重并進(jìn)而嚴(yán)格阻止微生物繁殖，枯萎和凋殘的空白面積%。全文摘要本發(fā)明提供用于包裝制成品，如蔬菜和果品的柔性膜和柔性食品貯存袋，其中該膜或袋中具有多個微孔，該孔可特別設(shè)計來使制成品以受控速度呼吸以盡可能減少局部冷凝和失重，這又進(jìn)而分別減少微生物(細(xì)菌和霉菌)繁殖和降低制成品粘糊化(軟化)。文檔編號B65D33/01GK1079199SQ9310498公開日1993年12月8日申請日期1993年4月26日優(yōu)先權(quán)日1992年4月27日發(fā)明者J·波卡,Z·E·M·薩德,B·C·戴斯申請人:陶氏布蘭德斯公司