包含具有金属纳米粒子的基材的食品包装制品制造技术

技术编号:27946258 阅读:12 留言:0更新日期:2021-04-02 14:29
本发明专利技术的一个实施方案是具有金属纳米粒子的食品包装制品。所述金属纳米粒子可以吸收微波辐射并将微波辐射转换成热。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含具有金属纳米粒子的基材的食品包装制品相关申请的交叉引用本公开要求于2018年8月30日提交的名称为“FoodPackagingArticlesIncludingSubstrateswithMetalNanoparticles”的美国临时申请62/724,744号的优先权和权益,通过参考将其全部内容并入本申请中。本申请还是于2018年7月12日提交的名称为“SubstratesWithMetalNanoparticles,RelatedArticles,AndAContinuousProcessForMakingSame”的美国申请序列号16/069,595的部分继续申请,所述申请为2017年1月14日提交的PCT申请PCT/US2017/013608号在35U.S.C371下的国家阶段进入,所述PCT申请要求于2016年1月14日提交的美国临时申请序列号62/278,748的权益和优先权,通过参考将其全部内容并入本申请中。
本公开涉及由具有金属纳米粒子的基材形成的食品包装制品,包括涉及这种食品包装制品的方法。
技术介绍
当前将感受器添加到微波加热包装中以增强食物的褐变和/或脆变。尽管典型的微波炉是用于均匀烹饪的合适能源,但对于选择性加热效果如褐变和脆变却并不令人满意。在典型的微波布置中,烹饪后的材料的外表面,特别是如果希望是酥脆的,则趋于湿透并且在外观上不令人胃口大开。参见例如美国专利4,959,516号。通过微波食品包装来增强褐变的常规手段包括使用并入到包装中的感受器。感受器是微波能量相互作用材料的薄层。当暴露于微波能量下时,感受器倾向于吸收一部分微波能量,并通过电阻损耗将其转换为热能(即热)。剩余的微波能量被感受器反射或透射。在大多数情况下,烹饪后的材料需要在加热的最初几分钟内达到至少350℉(177℃)的温度,以产生理想的褐变和脆变效果。感受器通常由感受器膜和支撑层如纸或纸板构成。感受器膜可以包含负载在聚合物膜上的厚度为约500埃的铝涂层。通常使用胶粘剂或其他方式将感受器膜接合到支撑层,以赋予感受器膜尺寸稳定性并防止铝层损坏。参见例如美国专利公布2010/0213192号。通过聚合物膜层压体粘附到纸基支撑层,防止食物在微波中加热时液体从食物中流出。聚合物层通常是疏水性聚合物如聚对苯二甲酸乙二醇酯。抑制水通过感受器的传输可能导致食物湿透和不完全的褐变。因此,常规的感受器包装被设计为套子以装配在食物周围,但是不完全包封食物。套子的设计导致烹饪过程中水分和热量从食物中流失。
技术实现思路
需要提供能够使烹饪时间更快并且具有更好的褐变和脆变效果的食品包装制品和感受器。本公开的实施方案包括尺寸稳定的基材,所述基材具有第一侧面和与第一侧面相对的第二侧面。尺寸稳定的基材还包含直接设置在第一侧面上并且由多个金属纳米粒子构成的金属层,所述金属纳米粒子在至少一个维度上的尺寸范围为1至约200纳米。金属层具有其可以吸收微波辐射并将微波辐射转换成热的厚度。金属层不抑制水分流过尺寸稳定的基材层。本公开的另一个实施方案包括一种可微波食品包装,包含具有容纳至少一种食物的内部空间的可微波制品。所述可微波食品包装还包含在可微波制品的内部空间内并具有如下组件的感受器:a)尺寸稳定的基材,所述基材具有第一侧面和与第一侧面相对的第二侧面;和b)沿第一侧面设置的金属层。金属层由多个金属纳米粒子构成,所述金属纳米粒子在至少一个维度上的尺寸范围为1纳米至约200纳米。金属层具有一定的厚度使其可以吸收微波辐射并将微波辐射转换成热。金属层不抑制水分流过尺寸稳定的基材层。本公开的另一个实施方案包括一种可微波食品包装制品,所述可微波食品包装制品包含三维成型结构,所述三维成型结构具有纤维素纸浆和金属纳米粒子的均质混合物,所述金属纳米粒子被直接设置到纤维素纸浆上或被嵌入纤维素纸浆内。所述金属纳米粒子在至少一个维度上的尺寸范围为1纳米至约200纳米。金属纳米粒子在三维成型结构中以足以吸收微波辐射并将微波辐射转换成热的量存在。本公开的另一个实施方案包括一种形成金属化食品包装的方法。所述方法包括形成包含纤维素纤维的浆料。所述方法还包括将金属前体溶液添加到浆料中,所述金属前体溶液具有一种或多种金属盐和还原剂。所述方法还包括将含有金属前体溶液的浆料沉积到一种或多种模具形式上。所述方法还包括使沉积到一种或多种模具形式上的含有金属前体溶液的浆料暴露于热能下,以引发金属离子和浆料的反应,从而使金属纳米粒子沉积到纤维素纤维上或嵌入纤维素纤维中,以形成金属化三维成型结构。所述方法还包括从一种或多种模具形式中移除金属化三维成型结构。本公开的另一个实施方案包括一种形成金属化食品包装的方法。所述方法包括形成包含纤维素纤维的浆料和将浆料沉积到一种或多种模具形式上。所述方法包括将金属前体溶液施加到沉积到一种或多种模具形式上的浆料中。所述方法还将金属前体溶液暴露于热能下,从而使金属纳米粒子沉积到纤维素纤维上或嵌入纤维素纤维中以形成金属化三维成型结构。所述方法还包括从一种或多种模具形式中移除金属化三维成型结构。附图说明当结合附图阅读时,将更好地理解前述内容以及以下对本申请的说明性实施方案的详细描述。为了说明本申请,在附图中显示了本公开的说明性实施方案。然而,应当理解,本申请不限于所示的精确布置和手段。在附图中:图1是根据本公开实施方案的微波感受器的示意性截面图;图2是根据本公开实施方案的用于形成图1所示的感受器的加工线的示意图。图3A是根据本公开另一个实施方案的微波感受器的示意性平面图;图3B是图3A所示的微波感受器的示意性截面图;图4是根据本公开实施方案的可微波食品包装制品的示意性截面图;图5是根据本公开另一个实施方案的可微波食品包装制品的示意性截面图;图6A是根据本公开另一个实施方案的可微波食品包装制品的示意性透视图;图6B是图6A所示的可微波食品包装制品的示意性截面图;图7是用于形成图6A和6B所示的可微波食品包装制品的平面坯料的顶视图;图8是根据本公开另一个实施方案的可微波食品包装制品的示意性顶视图;图9是图8所示的可微波食品包装的示意图;图10是显示用于形成图8和图9所示的可微波食品包装制品的方法的工艺流程图;并且图11是显示用于形成可微波食品包装制品的另一种方法的工艺流程图。具体实施方式本公开的实施方案包括食品包装制品和包含用于这种食品包装制品中的金属纳米粒子的材料。尽管典型的微波炉是用于均匀烹饪的合适能源,但对于选择性加热效果如褐变和脆变却并不令人满意。如上所述,典型的微波布置产生烹饪后的食物,其可能是湿透并且在外观上不令人胃口大开。参见例如美国专利4,959,516号。为了使得在烹饪期间水通过感受器传输,本公开的实施方案跳过聚合物粘合剂(或所使用的膜)并且将感受器直接粘附到基础基材层。本公开的实施方案可以包含如图1所示的微波感受器10。微波感受器10具有:尺寸稳定的基材层4本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种感受器,包含:/na)尺寸稳定的基材层,所述基材层具有第一侧面和与所述第一侧面相对的第二侧面;和/nb)被直接设置到所述第一侧面上并且由多个金属纳米粒子构成的金属层,所述金属纳米粒子在至少一个维度上的尺寸范围为1纳米至约200纳米,所述金属层具有一定厚度以吸收微波辐射并将微波辐射转换成热,其中所述金属层不抑制水分流过所述尺寸稳定的基材层。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180830 US 62/724,7441.一种感受器,包含:
a)尺寸稳定的基材层,所述基材层具有第一侧面和与所述第一侧面相对的第二侧面;和
b)被直接设置到所述第一侧面上并且由多个金属纳米粒子构成的金属层,所述金属纳米粒子在至少一个维度上的尺寸范围为1纳米至约200纳米,所述金属层具有一定厚度以吸收微波辐射并将微波辐射转换成热,其中所述金属层不抑制水分流过所述尺寸稳定的基材层。


2.根据权利要求1所述的感受器,其中所述尺寸稳定的基材层是纤维素层。


3.根据权利要求2所述的感受器,其中所述纤维素层由两个或更多个层构成。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的感受器,其中所述金属层的厚度为约5纳米至500微米。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的感受器,其中所述金属层限定图案元素。


6.根据权利要求5所述的感受器,其中所述图案元素是一系列平行线。


7.根据权利要求5所述的感受器,其中所述图案元素包括一个或多个字母数字字符。


8.根据权利要求5所述的感受器,其中所述图案元素包含具有曲线部分和线性部分中至少一种的一个或多个二维形状。


9.根据权利要求5所述的感受器,其中所述图案元素包含基本类似于正多边形的形状。


10.根据权利要求5所述的感受器,其中所述图案元素是一个或多个徽标。


11.根据权利要求1至10中任一项所述的感受器,其中所述金属纳米粒子包括下组中的至少一种:银、金、铂、钯、铝、铁、锌、铜、钴、镍、锰、钼、镉、铱及其混合物。


12.一种可微波食品包装,包含:
可微波制品,所述可微波制品具有容纳至少一种食物的内部空间;和感受器,所述感受器位于所述可微波制品的内部空间内并具有:a)尺寸稳定的基材层,所述基材层具有第一侧面和与所述第一侧面相对的第二侧面;和b)沿所述第一侧面设置并且由多个金属纳米粒子构成的金属层,所述金属纳米粒子在至少一个维度上的尺寸范围为1纳米至约200纳米,所述金属层具有一定厚度使其吸收微波辐射并将微波辐射转换成热,其中所述金属层不抑制水分流过所述尺寸稳定的基材层。


13.根据权利要求12所述的可微波食品包装,其中所述感受器是套子。


14.根据权利要求12或13所述的可微波食品包装,其中所述尺寸稳定的基材层是纤维素层。


15.根据权利要求14所述的可微波食品包装,其中所述纤维素层由两个或更多个层构成。


16.根据权利要求12至15中任一项所述的可微波食品包装,其中所述金属层的厚度为约5纳米至500微米。


17.根据权利要求12至16中任一项所述的可微波食品包装,其中所述金属层限定图案元素。


18.根据权利要求12至17中任一项所述的可微波食品包装,其中所述金属纳米粒子包括下组中的至少一种:银、金、铂、钯、铝、铁、锌、铜、钴、镍、锰、钼、镉、铱及其混合物。


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【专利技术属性】
技术研发人员:特蕾莎·丹科维奇
申请(专利权)人:弗利亚水公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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