一种多功能食品包装标签、制备方法及其用途与流程

本发明属于智能标签领域，具体涉及一种多功能食品包装标签、制备方法及其用途。

技术背景

为了保证食品的新鲜和保质期，越来越多的食品采用真空包装，或充氮气包装，目的是为了隔绝空气，防止食品暴露在空气中被氧化，从而延长保质期。目前很多食品包装袋因为质量问题或者搬运过程中轻被微割破就会产生漏气现象，使得食品提前在保质期内变质，而消费者却全然未知，容易引起食品隐患。尤其是近年来，假冒伪劣产品日益猖獗，很多不法分子利用低价和质量不合格的包装袋假冒品牌食品袋封装食品，给消费者和品牌企业都带来了多方面的损失。因此，一种能够鉴别食品包装袋是否漏气，又具有防伪功能的技术是将来真空包装食品袋未来重要方向。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种具有二维码防伪、鉴别食品包装袋是否漏气和干燥功能的食品包装用多功能标签，可以确保食品干燥、新鲜和真品。

本发明的技术方案为：一种食品包装用多功能标签，其特征在于，包括依次设置的隔离膜层、显色片层、防紫外线膜和可视窗口层；位于防紫外线膜一侧的显色片层上显示二维码，当与含氧体接触时，二维码逐渐褪色并消失；所述的显色片层由白色聚丙烯酰胺/钼酸铵复合气凝胶片组成，所述聚丙烯酰胺为多孔结构，其孔径为0.5-2.0μm；所述防紫外线膜由二氧化钛纳米颗粒和聚乙烯膜组成，所述隔离膜为微孔聚乙烯膜。

具体地，所述的显色片层为白色，在二维码掩膜板下紫外光照，显示出绿色的二维码图案。将含有二维码的显色片层放置在空气中缓慢氧化，经过48小时，显色片中的绿色二维码逐渐褪色并消失，利用这个性质，显色片可以用于无氧环境中鉴别是否有氧气存在；所述的显色片层由多孔聚丙烯酰胺/钼酸铵复合气凝胶片组成，能够吸附环境中的水，可以应用于食品干燥剂。

因此，本发明的食品包装用多功能标签具有二维码防伪和食品包装袋漏气鉴别功能，同时还可以作为食品干燥剂，确保食品干燥、新鲜和真品，在真空、充气食品包装袋领域具有很大的应用前景。

具体地，所述防紫外线膜由硅烷改性二氧化钛纳米颗粒涂覆于聚乙烯膜层上，形成改性二氧化钛层/聚乙烯膜层复合层。

具体地，所述可视窗口层为透明层。

本发明的技术方案，还包括一种食品包装用多功能标签的制作方法，其特征在于，包括在显色片层上方设置二维码掩膜板，并进行紫外光照，显色片层上显示出二维码图案；将具有二维码图案的显色片层置于防紫外线膜和隔离膜之间，二维码图案靠近防紫外线膜一侧，防紫外线膜设置于显色片层和可视窗口层之间，封装。

进一步地，所述防紫外线膜的制备是先将二氧化钛纳米颗粒与无水乙醇混合后在200hz条件下超声配成0.1-0.2g/ml的二氧化钛纳米颗粒悬浮液，然后在该悬浮液中加入硅烷，继续在200hz条件下超声混匀，在室温下反应5-8h后得到疏水亲油的硅烷改性二氧化钛纳米颗粒，最后将硅烷改性二氧化钛纳米颗粒均匀旋凃至聚乙烯膜表面并干燥，获得二氧化钛纳米颗粒负载的防紫外线膜。

具体地，所述显色片层的制备方法，步骤如下：

步骤一，采用冰模板法，使冰晶沿着二维方向生长；先将矩形扁铜管接触低温浴，使铜管降温；再加入包含丙烯酰胺、化学交联剂、光引发剂和光致变色材料钼酸铵的前驱液，冰晶在生长过程中把聚合物的链条挤压成松散的孔壁；

步骤二，采用紫外线低温辐射法进行交联，使步骤一中得到的孔壁进行化学结合，持续光照5～6小时后，聚合物链条之间就形成了比较稳定的孔壁；

步骤三，采用冷冻干燥，使步骤二中的冰晶升华，留下多孔二维片状结构的聚丙烯酰胺/钼酸铵复合气凝胶片。

具体地，所述步骤一中矩形扁铜管的尺寸为0.3×3.0×3.0mm³；低温浴的温度为-20℃；所述的紫外线波长为253nm；

进一步地，所述的化学交联剂为亚甲基双丙烯酰胺(mbaa)，光引发剂为偶氮二异丁脒盐酸盐(v50)，其中丙烯酰胺：亚甲基双丙烯酰胺：偶氮二异丁脒盐酸盐：钼酸铵前驱液物质的量浓度之比为800～1000：50：1：40～100。

本发明的技术方案还包括，多功能食品包装标签的用途，作为防伪标签、干燥剂和鉴别真空包装袋是否漏气。

本发明方法制备的一种食品包装用多功能标签的显色原理是在紫外光照下，显色片中的光致变色材料钼酸铵会发生还原反应，使含有钼酸铵的白色显色片变成绿色，将显色片放置在空气中缓慢氧化，经过48小时，绿色显色片逐渐褪色，并恢复成白色，利用这个性质，在真空包装的食品袋中，可以用于鉴别是否漏气，确保食品新鲜。

一种食品包装用多功能标签的干燥原理是利用多孔聚丙烯酰胺气凝胶片的毛细力吸水作用，使食品袋保持干燥。

本发明的有益效果：

(1)本发明的一种食品包装用多功能标签，具有二维码防伪功能，防伪效果好，通过手机扫描二维码，进入官网查验真伪，确保真品，取出标签，空气中放置一段时间，二维码会逐渐消失，一般人难以仿造。

(2)本发明的一种食品包装用多功能标签，具有鉴别食品包装袋中是否漏气的功能，确保食品新鲜和干燥。

(3)本发明的一种食品包装用多功能标签，具有干燥功能，可以用作食品干燥剂。

(4)本发明的一种食品包装用多功能标签具有二维码防伪、鉴别食品包装袋漏气和干燥功能，在真空、充气食品包装袋领域具有很大的应用前景。

附图说明

图1是一种食品包装用多功能标签的结构示意图。

其中，1—可视窗口，2—防紫外线膜，3—显色片层，4—隔离膜，5-二维码。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的内容进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。居于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种多功能食品包装标签的制作方法如下：

制备显色片层，具体如下：

步骤一，采用冰模板法，使冰晶沿着二维方向生长。先将矩形扁铜管接触低温浴，使铜管降温；再加入包含丙烯酰胺、化学交联剂、光引发剂和光致变色材料钼酸铵的前驱液，冰晶在生长过程中把聚合物的链条挤压成松散的孔壁；

步骤二，采用紫外线低温辐射法进行交联，使步骤一中得到的孔壁进行化学结合，持续光照5小时后，聚合物链条之间就形成了比较稳定的孔壁；

步骤三，采用冷冻干燥，使步骤二中的冰晶升华，留下多孔二维片状结构的聚丙烯酰胺/钼酸铵复合气凝胶片，其孔径为0.5-2.0μm。

具体地，所述步骤一中矩形扁铜管的尺寸为0.3×3.0×3.0mm³；低温浴的温度为-20℃；所述的紫外线波长为253nm；

进一步地，所述的化学交联剂为亚甲基双丙烯酰胺(mbaa)，光引发剂为偶氮二异丁脒盐酸盐(v50)，其中丙烯酰胺：mbaa：v50：钼酸铵前驱液物质的量浓度之比为800：50：1：40。

防紫外线膜的制备，具体如下：

先将二氧化钛纳米颗粒与无水乙醇混合后在200hz条件下超声配成0.1g/ml的二氧化钛纳米颗粒悬浮液，然后在该悬浮液中加入硅烷，继续在200hz条件下超声混匀，在室温下反应5h后得到疏水亲油的硅烷改性二氧化钛纳米颗粒，最后将硅烷改性二氧化钛纳米颗粒均匀旋凃至聚乙烯膜表面并干燥，获得二氧化钛纳米颗粒负载的防紫外线膜。

具体地，多功能食品包装标签的制备方法，先在白色显色片层上方设置二维码掩膜板，然后进行紫外光照，使得白色显色片上显示一个绿色的二维码图案；最后将具有二维码图案的显色片层置于防紫外线膜和隔离膜之间，维码图案靠近防紫外线膜一侧，防紫外线膜设置于显色片层和可视窗口层之间，进行封装，获得本发明的多功能食品包装标签。

其中，形成二维码图案的原理为，将掩膜板置于显色片层上方，进行紫外光照射，显色片层中的光致变色材料钼酸铵会发生还原反应，使含有钼酸铵的白色显色片层变成绿色，从而显示出绿色的二维码图案；将含有二维码图案的显色片层放置在空气中缓慢氧化，经过48小时，绿色二维码图案逐渐褪色，并恢复成白色，利用这个性质，在真空包装的食品袋中，可以用于鉴别是否漏气，确保食品新鲜。

利用多孔聚丙烯酰胺气凝胶片的毛细力吸水作用，可以将显色片用作食品干燥剂。同时，通过手机扫描显色片上的绿色二维码，进入官网查验真伪，可以确保真品，防伪效果好。

实施例2

一种多功能食品包装标签的制作方法如下：

先在白色显色片层上方设置二维码掩膜板，然后进行紫外光照，使得白色显色片上显示一个绿色的二维码图案，最后将具有二维码图案的显色片置于防紫外线膜和隔离膜之间，二维码图案靠近防紫外线膜一侧，防紫外线膜设置于显色片层和可视窗口层之间，封装。

进一步地，所述的防紫外线膜的制备方法是先将二氧化钛纳米颗粒与无水乙醇混合后在200hz条件下超声配成0.2g/ml的二氧化钛纳米颗粒悬浮液，然后在该悬浮液中加入硅烷，继续在200hz条件下超声混匀，在室温下反应8h后得到疏水亲油的硅烷改性二氧化钛纳米颗粒，最后将硅烷改性二氧化钛纳米颗粒均匀旋凃至聚乙烯膜表面并干燥，获得二氧化钛纳米颗粒负载的防紫外线膜。

具体，所述显色片层的制备方法，步骤如下：

步骤一，采用冰模板法，使冰晶沿着二维方向生长；先将矩形扁铜管接触低温浴，使铜管降温；再加入包含丙烯酰胺、化学交联剂、光引发剂和光致变色材料钼酸铵的前驱液，冰晶在生长过程中把聚合物的链条挤压成松散的孔壁；

步骤二，采用紫外线低温辐射法进行交联，使步骤一中得到的孔壁进行化学结合，持续光照6小时后，聚合物链条之间就形成了比较稳定的孔壁；

步骤三，采用冷冻干燥，使步骤二中的冰晶升华，留下多孔二维片状结构的聚丙烯酰胺/钼酸铵复合气凝胶片。

具体地，所述步骤一中矩形扁铜管的尺寸为0.3×3.0×3.0mm³；低温浴的温度为-20℃；所述的紫外线波长为253nm；

进一步地，所述的化学交联剂为亚甲基双丙烯酰胺(mbaa)，光引发剂为偶氮二异丁脒盐酸盐(v50)，其中丙烯酰胺：mbaa：v50：钼酸铵前驱液物质的量浓度之比为900：50：1：60。

所得显色片的防伪、鉴别漏气以及干燥性能与实施例1类似。

实施例3

一种多功能食品用标签的制作方法如下：

先在白色显色片层上方设置二维码掩膜板，然后进行紫外光照，使得白色显色片上显示一个绿色的二维码图案，最后将具有二维码图案的显色片置于防紫外线膜和隔离膜之间，二维码图案靠近防紫外线膜一侧，防紫外线膜设置于显色片层和可视窗口层之间，封装。

进一步地，所述的防紫外线膜的制备方法是先将二氧化钛纳米颗粒与无水乙醇混合后在200hz条件下超声配成0.2g/ml的二氧化钛纳米颗粒悬浮液，然后在该悬浮液中加入硅烷，继续在200hz条件下超声混匀，在室温下反应8h后得到疏水亲油的硅烷改性二氧化钛纳米颗粒，最后将硅烷改性二氧化钛纳米颗粒均匀旋凃至聚乙烯膜表面并干燥，获得二氧化钛纳米颗粒负载的防紫外线膜。

具体地，所述显色片层的制备方法，步骤如下：

步骤一，采用冰模板法，使冰晶沿着二维方向生长。先将矩形扁铜管接触低温浴，使铜管降温；再加入包含丙烯酰胺、化学交联剂、光引发剂和光致变色材料钼酸铵的前驱液，冰晶在生长过程中把聚合物的链条挤压成松散的孔壁；

步骤二，采用紫外线低温辐射法进行交联，使步骤一中得到的孔壁进行化学结合，持续光照6小时后，聚合物链条之间就形成了比较稳定的孔壁；

步骤三，采用冷冻干燥，使步骤二中的冰晶升华，留下多孔二维片状结构的聚丙烯酰胺/钼酸铵复合气凝胶片。

具体地，所述步骤一中矩形扁铜管的尺寸为0.3×3.0×3.0mm³；低温浴的温度为-20℃；所述的紫外线波长为253nm；

进一步地，所述的化学交联剂为亚甲基双丙烯酰胺(mbaa)，光引发剂为偶氮二异丁脒盐酸盐(v50)，其中丙烯酰胺：mbaa：v50：钼酸铵前驱液物质的量浓度之比为1000：50：1：80。

所得显色片的防伪、鉴别漏气以及干燥性能与实施例1类似。

实施例4

一种多功能食品包装标签的制作方法如下：

先在白色显色片层上方设置二维码掩膜板，然后进行紫外光照，使得白色显色片上显示一个绿色的二维码图案，最后将具有二维码图案的显色片置于防紫外线膜和隔离膜之间，二维码图案靠近防紫外线膜一侧，防紫外线膜设置于显色片层和可视窗口层之间，封装。

进一步地，所述的防紫外线膜的制备方法是先将二氧化钛纳米颗粒与无水乙醇混合后在200hz条件下超声配成0.15g/ml的二氧化钛纳米颗粒悬浮液，然后在该悬浮液中加入硅烷，继续在200hz条件下超声混匀，在室温下反应7h后得到疏水亲油的硅烷改性二氧化钛纳米颗粒，最后将硅烷改性二氧化钛纳米颗粒均匀旋凃至聚乙烯膜表面并干燥，获得二氧化钛纳米颗粒负载的防紫外线膜。

具体地，所述显色片层的制备方法，步骤如下：

步骤一，采用冰模板法，使冰晶沿着二维方向生长。先将矩形扁铜管接触低温浴，使铜管降温；再加入包含丙烯酰胺、化学交联剂、光引发剂和光致变色材料钼酸铵的前驱液，冰晶在生长过程中把聚合物的链条挤压成松散的孔壁；

步骤二，采用紫外线低温辐射法进行交联，使步骤一中得到的孔壁进行化学结合，持续光照6小时后，聚合物链条之间就形成了比较稳定的孔壁；

步骤三，采用冷冻干燥，使步骤二中的冰晶升华，留下多孔二维片状结构的聚丙烯酰胺/钼酸铵复合气凝胶片。

具体地，所述步骤一中矩形扁铜管的尺寸为0.3×3.0×3.0mm³；低温浴的温度为-20℃；所述的紫外线波长为253nm；

进一步地，所述的化学交联剂为亚甲基双丙烯酰胺(mbaa)，光引发剂为偶氮二异丁脒盐酸盐(v50)，其中丙烯酰胺：mbaa：v50：钼酸铵前驱液物质的量浓度之比为1000：50：1：100。

所得显色片的防伪、鉴别漏气以及干燥性能与实施例1类似。

实施例5

如图1所示，一种多功能食品包装标签，由实施例1-4制作而得，其特征在于，包括依次设置的隔离膜层4、显色片层3、防紫外线膜2和可视窗口层1；位于防紫外线膜2一侧的显色片层3上显示二维码5，当与含氧体接触时，二维码5逐渐褪色并消失；所述的显色片层3由白色聚丙烯酰胺/钼酸铵复合气凝胶片组成，所述聚丙烯酰胺为多孔片层结构，其孔径为0.5-2.0μm；所述防紫外线膜2由二氧化钛纳米颗粒和聚乙烯膜组成，所述隔离膜4为微孔聚乙烯膜。

具体地，所述的显色片层3为白色，在白色显色片层3上方设置二维码掩膜板，并进行紫外光照，白色显色片上显示绿色的二维码。将含有绿色二维码的显色片放置在空气中缓慢氧化，经过48小时，显色片中的绿色二维码5逐渐褪色并消失，利用这个性质，显色片层3可以用于无氧环境中鉴别是否有氧气存在；所述的显色片由多孔聚丙烯酰胺/钼酸铵复合气凝胶片组成，能够吸附环境中的水，可以应用于食品干燥剂。

进一步地，一种食品包装用多功能标签具有二维码防伪和食品包装袋漏气鉴别功能，同时还可以作为食品干燥剂，确保食品干燥、新鲜和真品，在真空、充气食品包装袋领域具有很大的应用前景。

本发明方法制备的一种食品包装用多功能标签的显色原理是在紫外光照下，显色片层3中的光致变色材料钼酸铵会发生还原反应，使含有钼酸铵的白色显色片变成绿色，将显色片放置在空气中缓慢氧化，经过48小时，绿色显色片逐渐褪色，并恢复成白色，利用这个性质，在真空包装的食品袋中，可以用于鉴别是否漏气，确保食品新鲜。

可用作为干燥剂的原理是，利用多孔聚丙烯酰胺气凝胶片的毛细力吸水作用，使食品袋保持干燥。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上、在本发明的方法和原则之内，所作的任何修改等同替换、改进，均应包含在本发明的保护范围之内。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。