способ активации поверхности полимерного материала, модифицированного антимикробной добавкой бетулин

Формула изобретения

Способ активации поверхности полимерного материала, включающий облучение поверхности полимерного материала класса полиолефинов сплошным спектром импульсного излучения, содержащим видимое, ультрафиолетовое и инфракрасное излучение с длительностью воздействия излучения 700 мкс, отличающийся тем, что перед облучением полимерный материал класса полиолефинов модифицируют антимикробной добавкой бетулин, при этом поверхностная доза сплошного спектра излучения составляет 605-850 мДж/см².

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам обработки полимерных материалов, в частности полимерных пленок и изделий из термосвариваемых полимеров класса полиолефинов, предназначенных для упаковки молочной и пищевой продукции с увеличением сроков хранения.

В постоянно развивающемся обществе у потребителя возникают новые требования к упаковке продуктов питания, и существующая на данный момент полимерная упаковка не всегда способна удовлетворить эти требования.

Основной причиной порчи пищевых продуктов является деятельность микроорганизмов. Микробиологическая порча является глобальной проблемой так называемых «портящихся продуктов» - молока, свежих фруктов, овощей, мяса, птицы, хлебобулочных изделий и соков. Поэтому необходимо придать термосвариваемому полиолефиновому слою, в том числе и контактирующему с пищевым продуктом, антимокробные свойства. Такой эффект достигается путем введения в полимерные материалы специальных добавок, сохраняющих свои основные свойства на всех стадиях производства и способных диффундировать в процессе эксплуатации на поверхность материала для активного влияния на микрофлору.

Известны способы активации поверхности коронным разрядом и обработкой поверхности материала озоном [Баблюк Е.Б., Баканов В.А. О механизме активации коронным разрядом упаковочных полимерных пленок. // Полиграфия. № 1. 2008. С.96-98].

Однако, в основном, этот способ используют для улучшения степени адгезии. Степень обеззараживания в этих случаях незначительна.

Наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков к заявленному изобретению относится способ обеззараживания ультрафиолетовым излучением потребительской тары, изготовленной из полимерного материала, отличающийся тем, что на поверхность материала подают высокоинтенсивный импульс сплошного спектра, который содержит видимое, ультрафиолетовое и инфракрасное излучение [Патент РФ № 2333872 Способ обеззараживания ультрафиолетовым излучением].

К недостаткам известного способа можно отнести довольно высокие энергозатраты на обслуживание оборудования, так как обеззараживание порядка 99,9999 достигается при очень высоких поверхностных дозах облучения.

Технический результат, проявляющийся при осуществлении способа, заключается в снижении энергозатрат, связанных с активацией поверхности полимерного материала, модифицированного антимикробной добавкой Бетулин, за счет уменьшения поверхностной дозы облучения, обусловленного присутствием антимикробной добавки непосредственно в полимерном материале.

Технический результат проявляется при использовании заявленного способа активации поверхности полимерного материала, включающего облучение поверхности полимерного материала сплошным спектром импульсного излучения, содержащим видимое, ультрафиолетовое и инфракрасное излучение с длительностью воздействия излучения 700 мкс, в котором, согласно изобретению, полимерный материал модифицирован антимикробной добавкой Бетулин, при этом поверхностная доза сплошного спектра излучения составляет 605-850 мДж/см².

Бетулин имеет инертный вкус, запах, микробиологически стерилен и гигиенически безопасен. Кроме того, бетулин включен в список биологически активных добавок (БАД), рекомендованных министерством здравоохранения и социального развития РФ для оптимизации питания и здоровья населения. Температура плавления бетулина 258°С. Максимально возможную антимикробную активность он проявляет только после пребывания в подправленном или переплавленном состоянии. Этого можно добиться путем воздействия на поверхность материала внешних факторов, приводящих к активации максимально возможных антимикробных свойств полимерного изделия с внесенным природным модификатором на основе экстракта бересты Бетулин.

Антимикробный эффект достигается за счет активации асептических свойств природного модификатора из экстракта бересты Бетулин, а также за счет заявленной совокупности оптимальных величин и соотношений видимого, ультрафиолетового, и инфракрасного излучения, подаваемого на поверхность упаковочного полимерного полотна, пленки, листа или изделия, а также длительности воздействия излучения. За короткий промежуток времени на обрабатываемую поверхность попадает очень мощный импульс и даже такого короткого воздействия достаточно для достижения заявленного результата.

В качестве полимерного материала используют полимерные материалы класса полиолефинов: полиэтилен высокой плотности (ПЭВП), или полиэтилен низкой плотности (ПЭНП), или полипропилен (ПП), или сополимеры этилена с пропиленом, или высшими олефинами, или винилацетатом или их смеси.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом: полимерный материал класса полиолефинов смешивают с модифицирующей добавкой Бетулин с различным соотношением компонентов, мас.%. Из полученной смеси на стандартном оборудовании для экструзии получают полимерный материал, модифицированный добавкой Бетулин. Затем предназначенный для активации поверхности полимерный материал, например, в виде пленки, полотна, ленты или изделия облучают сплошным спектром импульсного излучения, содержащим видимое, ультрафиолетовое и инфракрасное излучение с длительностью воздействия излучения 700 мкс, при этом поверхностная доза сплошного спектра излучения составляет 605-850 мДж/см².

Заявленный способ поясняется следующими примерами конкретного исполнения:

Пример 1

На внутренние стенки полимерной пленки, полотна, ленты или готовых изделий, изготовленных из полимерного материала с внесенным антимикробным природным модификатором из экстракта бересты Бетулин подается импульс сплошного спектра с суммарной поверхностной дозой облучения 605 мДж/см². Длительность воздействия импульса составляет 700 мкс.

Чистота обеззараживания поверхности полимерного материала при активации поверхности составляет 98,0% (см. Таблица 1).

Пример 2

На внутренние стенки полимерной пленки, полотна, ленты или готовых изделий, изготовленных из полимерного материала с внесенным антимикробным природным модификатором из экстракта бересты Бетулин, подается импульс сплошного спектра с суммарной поверхностной дозой облучения 650 мДж/см². Длительность воздействия импульса составляет 700 мкс.

Чистота обеззараживания поверхности полимерного материала при активации поверхности составляет 98,8% (см. Таблица 2).

Пример 3

На внутренние стенки полимерной пленки, полотна, ленты или готовых изделий, изготовленных из полимерного материала с внесенным антимикробным природным модификатором из экстракта бересты Бетулин, подается импульс сплошного спектра с суммарной поверхностной дозой облучения 850 мДж/см². Длительность воздействия импульса составляет 700 мкс.

Чистота обеззараживания поверхности полимерного материала составляет 99,0% (см. Таблица 3).