一种超疏水食品包装材料及其制备模具和制备方法技术

本公开提供一种超疏水食品包装材料，该超疏水食品包装材料具有基底层，所述基底层的至少一个表面具有微结构，所述微结构部分或全部被超疏水材料覆盖。本公开还提供用于制备超疏水食品包装材料的模具和超疏水食品包装材料的制备方法。本公开的超疏水食品包装材料可有效防止内容物粘附，超疏水层牢固可靠，易于制备。

【技术实现步骤摘要】
一种超疏水食品包装材料及其制备模具和制备方法
本专利技术属于高性能材料领域，具体地涉及一种超疏水食品包装材料及其制备方法。
技术介绍
目前，牛奶等食品的纸、铝、塑复合包装的内层膜多用PE、PP、CPP、PS等材料制成，而对于酸奶、蜂蜜、果酱等粘度较大的内容物，在食用时包装内壁总是粘附残留许多产品，扔掉既可惜又浪费，而舔着吃既不卫生又不雅观，给消费者和生产商都带来了极大的困扰。因此，能防止内容物粘附的超疏水食品包装材料将具有很大应用前景。现有技术中有将超疏水材料喷涂在基底上来制备超疏水食品包装材料的例子，但其制备工序复杂难以控制，并且存在超疏水涂层较厚、超疏水涂层与被喷涂基底物之间结合力弱的问题，导致制备时消耗的超疏水涂层材料量大，工艺成本高，无法大面积大规模工业化生产，并且制备出的超疏水涂层不牢固，容易掉落造成涂层超疏水性失效和食品污染。因此，需要对超疏水食品包装材料开展研究，以克服上述问题。
技术实现思路
专利技术要解决的问题有鉴于现有的超疏水食品包装材料制备工艺复杂、成本高、不适应工业化生产、制备出的涂层容易掉落失效和造成被包装物污染等不足，本专利技术提供一种超疏水食品包装材料及其制备方法，以解决现有技术一方面或多方面的问题。用于解决问题的方案为实现上述目的，本公开提供一种超疏水食品包装材料，其特征在于，所述超疏水食品包装材料具有基底层，所述基底层的至少一个表面具有微结构，所述微结构部分或全部被超疏水材料覆盖。在本公开进一步的实施方式提供的超疏水食品包装材料中，所述微结构为排列为阵列的微凸起。在本公开进一步的实施方式提供的超疏水食品包装材料中，所述微凸起的形状为多棱锥、多棱台、圆锥、圆台、正方体、长方体、圆柱、半圆锥、半圆台或鸟笼形。在本公开进一步的实施方式提供的超疏水食品包装材料中，所述微凸起的尺寸为：当所述微凸起的底面为圆形或半圆形时，底面半径为3μm-3.5mm，当所述微凸起的底面为三角形、四边形或六边形时，底面边长为4μm-4mm；所述微凸起的高度为5μm-2mm。在本公开进一步的实施方式提供的超疏水食品包装材料中，当所述微凸起的侧壁与底面的夹角大于90°时，所述微凸起的侧壁与底面的夹角为120°±5°。在本公开进一步的实施方式提供的超疏水食品包装材料中，相邻的所述微凸起之间的间距为100nm-1mm。本公开还提供一种用于加工本公开所述的超疏水食品包装材料的模具，其特征在于，所述模具表面具有排列为阵列的微凹陷结构。在本公开进一步的实施方式提供的模具中，所述微凹陷结构的尺寸为：当所述微凹陷的顶面为圆形或半圆形时，顶面半径为3μm-3.5mm，当所述微凹陷的顶面为三角形、四边形或六边形时，顶面边长为4μm-4mm；所述微凹陷的深度为5μm-2mm。在本公开进一步的实施方式提供的模具中，相邻的所述微凹陷之间的间距为100nm-1mm。本公开还提供一种超疏水食品包装材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：模具制备步骤：在模具本体材料表面上加工出微凹陷结构；超疏水涂层制备步骤：取超疏水材料，对所述模具制备步骤制得的具有微凹陷结构的模具的表面进行喷涂、浸涂或刷涂，得到涂有超疏水材料的模具；压印步骤：利用所述涂有超疏水材料的模具对基底材料进行压印，制得超疏水食品包装材料。专利技术的效果综上所述，本专利技术具备以下优点：1、本专利技术的超疏水食品包装材料对多种高粘附流体如酸奶、蜂蜜、果酱等表现出超疏特性，静态接触角在150°以上，滚动角在10°以下，可有效防止内容物粘附；2、本专利技术的超疏水食品包装材料具有特殊的微结构，可进一步降低表面的固-液接触面积，提升表面的超疏特性；此外，一方面节约了超疏水涂料的使用量，另一方面增加由于微结构对疏水纳米材料起到了保护作用，在压印过程中增加了超疏水涂料与包装基底材料之间的粘结牢固程度，可有效防止超疏水层在使用过程中被损坏；3、本专利技术的超疏水食品包装材料的模具可以多次循环使用，工艺简单操作方便，适合工业化大面积大规模生产的需求；4、本专利技术的超疏水食品包装材料的基底材料和模具可由多种材料制成，适用范围广。附图说明参考以下附图，根据一个或多个不同实施例对本公开进行详细描述。提供的附图是为了便于理解本公开，而不应认为是对本公开的广度、范围、尺寸或适用性的限制。为了便于说明，附图不一定按比例绘制。图1为本公开的超疏水食品包装材料表面微结构的示意图；图2为用于制备微结构的模具表面的扫描电镜图；图3为倒四棱锥微结构模具喷涂疏水颗粒前后对比图；图4为直接压印制备超疏水食品包装材料的示意图；图5为滚动压印制备超疏水食品包装材料的示意图；图6为应用对比测试中的超疏水复合膜材料的扫描电镜图。具体实施方式超疏水食品包装材料的总体结构本专利技术提供一种超疏水食品包装材料。该材料包括基底层，基底层的上表面具有微结构，或者基底层的上表面和下表面均具有微结构；超疏水材料将基底层上的微结构部分或全部覆盖。基底层基底层的材料没有特别限制，可选择作为食品包装的常见材料，例如玻璃、塑料、陶瓷、纸板、复合材料(如纸、塑料薄膜、铝箔等组合而成)等。微结构片状的基底层的至少一个表面具有微结构。具体地，微结构可以是排列为阵列的微凸起，如图1所示，微凸起的具体形状可以是侧壁与基底层平面的夹角大于90°的形状，例如多棱锥(如三棱锥、四棱锥、六棱锥等)，多棱台(如三棱台、四棱台、六棱台等)，圆锥，圆台等；或者，微凸起的形状还可以是侧壁与基底层平面的夹角为90°的形状，例如正方体、长方体、圆柱、鸟笼形等；微凸起还可以是一部分侧壁与基底层平面夹角为90°、另一部分侧壁与基底层平面夹角大于90°的形状，如半圆台、半圆锥。关于微凸起的尺寸，当微凸起的底面为圆形或半圆形时，优选底面半径为3μm-3.5mm，当微凸起的底面为三角形、四边形或六边形时，优选底面边长为4μm-4mm。微凸起的高度优选5μm-2mm。当微凸起的侧壁与底面的夹角大于90°时，优选微凸起的侧壁与底面的夹角为120°±5°。相邻微凸起之间的间距优选100nm-1mm。超疏水层超疏水层将基底层上的微结构部分或全部覆盖，从而为食品包装材料提供超疏水性能。在微结构的保护下，超疏水层可与基底层牢固粘接。超疏水层的材料可以是可食用多糖、可食用蜡，也可选择其他可接触食品的超疏水材料。超疏水层的厚度优选200nm-50μm。模具为了便于快速加工出超疏水食品材料的基底层微结构，本公开还提供一种模具。与基底层的微凸起结构相对应，模具的表面具有微凹陷结构，故模具压印到基底层时可以在基底层上形成微凸起结构。如图2所示，模具表面的微凹陷可以是倒多棱锥(如倒三棱锥、倒四棱锥、倒六棱锥等)，倒多棱台(如倒三棱台、倒四棱台、倒六棱台等)，倒圆锥，倒圆台等；或者，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超疏水食品包装材料，其特征在于，所述超疏水食品包装材料具有基底层，所述基底层的至少一个表面具有微结构，所述微结构部分或全部被超疏水材料覆盖。/n

【技术特征摘要】
1.一种超疏水食品包装材料，其特征在于，所述超疏水食品包装材料具有基底层，所述基底层的至少一个表面具有微结构，所述微结构部分或全部被超疏水材料覆盖。


2.根据权利要求1所述的超疏水食品包装材料，其特征在于，所述微结构为排列为阵列的微凸起。


3.根据权利要求2所述的超疏水食品包装材料，其特征在于，所述微凸起的形状为多棱锥、多棱台、圆锥、圆台、正方体、长方体、圆柱、半圆锥、半圆台或鸟笼形。


4.根据权利要求2或3所述的超疏水食品包装材料，其特征在于，所述微凸起的尺寸为：
当所述微凸起的底面为圆形或半圆形时，底面半径为3μm-3.5mm，当所述微凸起的底面为三角形、四边形或六边形时，底面边长为4μm-4mm；
所述微凸起的高度为5μm-2mm。


5.根据权利要求2至4任一项所述的超疏水食品包装材料，其特征在于，当所述微凸起的侧壁与底面的夹角大于90°时，所述微凸起的侧壁与底面的夹角为120°±5°。


6.根据权利要求2至5任一项所述的超疏水食品包装材料，其特征在于，相...

【专利技术属性】
技术研发人员：王德辉，邓旭，罗瑶，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51