[發明專利]一種微波作用元件、微波食品包裝及其加工方法

在審

• 申請號: 201811232370.2
• 申請日: 2018-10-22
• 公開（公告）號: CN111071630A
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 欒東磊;王易芬;李立;閻若萍
• 申請（專利權）人: 上海海洋大學
• 主分類號: B65D65/42
• 分類號: B65D65/42;B65C9/00;B65D77/24
• 代理公司: 上海唯智贏專利代理事務所(普通合伙) 31293
• 代理人: 吳瑾瑜

本發明涉及食品包裝材料領域，公開了一種能夠調節微波能量分布的非金屬微波作用元件和帶有非金屬微波作用元件的微波食品包裝。通過打印的方式，將碳系材料油墨或者含有金屬納米顆粒的碳系材料油墨打印到微波食品包裝或標簽上，形成厚度為10～500μm涂層。本發明利用非金屬高導電性材料取代傳統微波作用元件上的金屬箔片，實現微波作用元件的快速、低成本生產及在各種微波包裝及容器上應用。

技術領域

本發明屬于食品包裝材料領域，具體涉及生產微波作用元件的方法及技術，該微波作用元件同微波食品包裝及容器相結合，提高微波加熱的均勻性。

背景技術

微波爐雖然在食品加熱方面得到廣泛應用，但是在實際應用中，卻面臨加熱不均勻的難題，致使食品的一部分，尤其是邊角部位，溫度過高而某些部分還未達到預期的溫度。要解決這個問題，除了對微波爐的結構進行優化設計外，對微波包裝材料或者容器進行設計，制造能夠提高微波加熱均勻性的微波包裝容器，是另外一個可行的方法。

目前常用的微波食品包裝材料及容器主要為一次性使用的軟包裝袋、塑料包裝盒以及重復使用的塑料及玻璃飯盒。現有的研究中所采用的方法為，將金屬箔片裁剪成制作成不同尺寸、不同形狀、不同排列組合元件，設計制造能夠提高微波加熱均勻性的微波包裝容器，實現對微波的屏蔽、反射及能量擴散的作用。其原理主要是利用金屬對微波的反射作用，設計不同的微波作用元件，如微波能量屏蔽元件，微波能量擴散元件及微波能量反射元件。

微波作用元件的原理是，采用低電阻的導體材料。由于微波對導體材料的穿透深度小，因此遇到導體材料后將會被反射，從而實現對原電磁場屏蔽效果。

微波作用元件的研究與設計目前多用于塑料或玻璃包裝盒上，在塑料或玻璃包裝盒的底部、側面或內壁上粘貼不同形狀類型的微波作用元件，起到反射屏蔽和導向微波的作用。由于微波作用元件的原材料通常為金屬，因此添加微波作用元件的包裝容器通常稱為金屬化微波包裝。但研究表明，只有采用金屬箔片作為微波作用元件的材料時，才能夠反射微波；如果使用金屬粉末，反射效果不佳，反而會吸收微波，達不到反射和重新分布微波能量的目的。

此外，當食品各部分含水量不同，會導致加熱不均勻，局部溫度過高。多組分食品例如含有餡料的食品，其餡料部分如含水量高或受熱后流動性大，在微波加熱過程中，餡料的溫度會過高，導致食品破裂餡料流出，或者在食用時容易造成燙傷；同樣，盒飯等產品也存在米飯和菜受熱不均勻導致局部變干發硬的問題，影響口感。因此，在實際應用中，也可以采用金屬化微波包裝，在微波食品的包裝上加以改進，采用金屬化微波包裝，增加食品某些部位的微波反射，避免溫度上升過快，提高微波加熱的均勻度。

微波包裝的金屬化雖然對改善微波加熱效果起到了一定的作用，但是這種以金屬箔片為材料金屬化包裝制作非常復雜，目前常用的方法有：

(1)將模切金屬片復合在基材上。這是最早采用的方法，目前也在一直使用，但是工業成本較高，不適合一次性包裝；而且模切金屬片質量不好可能會產生電火花。

(2)在金屬容器上切裁孔縫。這種方法是將金屬片復合到包裝容器上，然后對包裝容器進行修剪。雖然這種方法很容易實現，但是修剪后的包裝容易導致食品的泄漏。

(3)壓敏標簽的方法，是用壓敏標簽使金屬片形成一定的形狀，然后復合到基材上，當包裝盒設計的形狀復雜時，這種方法不易實現。

(4)激光雕刻的方法，將金屬片復合到基材上，使用激光將不需要的部分雕刻掉。該方法需要較高的功率和能量，尤其對于復雜的形狀和尺寸，能耗更大。

(5)化學腐蝕法，該方法是最常用的金屬化包裝容器制作方法，用侵蝕性的化學方法將不需要的金屬片腐蝕掉從而得到想要的金屬化包裝形式。該方法需要大量化學試劑，對環境不友好，而且速度慢。