包装材料及其制备和使用方法
包装材料及其制备和使用方法
【专利说明】包装材料及其制备和使用方法
【背景技术】
[0001] 用于包装的温控系统能够有助于保持食物质量。在冷储地点之间运输或者顾客没 有及时冷藏的带有非理想包装的冷藏或冷冻食品将受益于更佳的绝缘以便储存、运输和购 后处置。同样，自加热包装可允许消费者便利地享受应当加热的食物。因此，对于与标准包 装相比改善食物质量的食物包装解决方案存在需求。
[0002] 发明概述
[0003] 该文献中公开的实施例涉及具有布置在形状记忆聚合物内的至少一个作用剂的 包装，该形状记忆聚合物适于响应于刺激而释放作用剂。该包装可构造为例如保存食物或 饮料。该包装可用于例如检测运输或储存期间的环境条件，保持食物的温度以维持食物质 量，或者为顾客提供令人愉悦的感官体验。
[0004] -些实施例涉及制作包装的方法，包括将至少一个作用剂布置在形状记忆聚合物 内，其中所述形状记忆聚合物适于响应于刺激而释放作用剂。
[0005] -些实施例涉及使用包装的方法，包括：提供具有布置于形状记忆聚合物内的至 少一个作用剂的包装；以及提供刺激以使形状记忆聚合物变形，由此从形状记忆聚合物中 释放出作用剂。
[0006] 前面的概述仅仅是示例性的，而不意在以任何方式进行限制。通过参考附图以及 下面的详细说明，除了上文所描述的示例性的方案、实施例和特征之外，另外的方案、实施 例和特征将变得清晰可见。
【附图说明】
[0007] 图1示出了具有形状记忆聚合物的示例性包装的示意图，该形状记忆聚合物呈柱 形棒的形状，当暴露于刺激时柱形棒打开，形成装饰形状。
[0008] 图2示出了具有形状记忆聚合物的示例性包装的示意图，如左侧显示该形状记忆 聚合物具有平板壁，当暴露于刺激时该平板壁收缩、向上卷曲，形成如右侧显示的装饰性花 形装饰件，并且当包封形状记忆聚合物的密封剂响应于收缩而破裂时，引起作用剂的猝发 性释放(如星形猝发所示）。
[0009] 图3A-3E示出了根据本文实施例的做成各种形状的装饰件的形状记忆聚合物。图 3A示出了可利用本文实施例的方法做成的定形为叶子的装饰件的示例。图3B示出了可利用 本文实施例的方法做成的定形为叶子的装饰件的示例。图3C示出了可利用本文实施例的方 法做成的定形为保持食物的碗的叶状装饰件的示例。图3D示出了作为寿司包装的部分的、 本文实施例的叶状装饰件包装的示例。图3E示出了可以利用本文的实施例的方法做成的定 形为花的装饰件的示例。
[0010] 图4A-4D描绘了根据本文实施例的暴露于刺激时示例性的形状记忆聚合物的变换 的阶段。图4A描绘了呈螺丝锥状螺旋形状的形状记忆聚合物，当暴露于刺激时，如同4B所示 缓慢展开。图4C是弯曲管状，描绘了形状记忆聚合物的变换的进一步阶段，如图4D所示形状 记忆聚合物展开而形成直线的、固定管状。
[0011] 图5A-5C描绘了根据本文实施例的暴露于刺激时形状记忆聚合物的变换的阶段。 图5A示出了处于其原始管状的形状记忆聚合物，当暴露于刺激时，如图5B所示开始向内卷 曲，产生了如图5(3所不的最早的螺丝锥(corkscrew)形状。
[0012] 图6示出了本文所描述实施例的形状记忆聚合物响应于温度变化的形状变化特 性。X轴是时间，y轴是温度。
[0013]图7A-7D示出了接枝聚合物网的光诱发SME的分子机理：图7A的光敏基（空心三角 形)在拉伸和光固定之后共价连接到永久聚合物网（实心圆，永久交联），形成光可逆交联 (实心菱形），如图7B中所示；临时形状的图7C所示的固定和图7D所示的复原是通过合适波 长的UV光辐照来实现的。
[00M]图8A-8C示出了形状记忆复原过程的示意图，其中图8A示出了切换链段松弛的原 始形状；图8B示出了切换链段由于温降而在过渡中固定的过渡形状；以及图8C示出了切换 链段再次松弛的逆向返回原始形状.
[0015]图9A-9E示出了由硅石基质中氧化铁(II)颗粒和聚醚聚氨酯构成的纳米颗粒形成 的热塑性形状记忆复合物在22秒内的磁感应形状记忆效应。
[0016]发明详述
[0017]在下面的详细说明中，将参考附图，附图构成了详细说明的一部分。在附图中，除 非上下文指出，否则相似的符号通常表示相似的部件。在详细说明、附图和权利要求中所描 述的示例性实施例不意在限制。在不偏离本文呈现的主题的精神或范围的前提下，可以使 用其它实施例，并且可以做出其它改变。将易于理解的是，如本文大致描述且如图中所图示 的，本公开的方案能够以各种不同配置来布置、替代、组合、分离和设计，所有这些都在本公 开的范围内中明确地构思出。
[0018] 本文描述的实施例涉及包装，该包装具有布置在形状记忆聚合物内的至少一个作 用剂，该形状记忆聚合物适于响应于刺激而释放作用剂。该包装可构造为例如保存食物或 饮料。在一些实施例中，作用剂可以猝发释放方式从形状记忆聚合物中释放出。在一些实施 例中，作用剂可以缓慢释放的方式从形状记忆聚合物中释放出。作用剂可以包括冷却剂、芳 香剂、加热剂、可视指示剂或辅助物、抗菌剂、药物、药剂、噪声形成剂或其组合。例如，作用 剂可以包括在溶解于水中时能够发生放热反应的盐、在溶解于水中时能够发生吸热反应的 盐、精油、加压二氧化碳或其组合。
[0019] 在一些实施例中，作用剂布置在形状记忆聚合物的表面上。在图1所示的实施例 中，作用剂102可以储存在形状记忆聚合物100的内核101中。形状记忆聚合物100可以定形 为块状聚合物棒，作用剂102在暴露于刺激时被释放，并由于促动而到达亲水基质中。例如， 块状聚合物棒在暴露于刺激时打开并且释放作用剂102,诸如冷却剂、芳香剂、加热剂、可视 指示剂或辅助物、抗菌剂、药物、药剂、噪声形成剂或其组合，从而产生感官体验。在可选的 实施例中，如图2所示，作用剂201可以储存在材料密封剂中并且涂敷到形状记忆聚合物200 的板面203上。在图2中，当形状记忆聚合物收缩202时，形状记忆聚合物在暴露于诸如温度 变化的刺激时从平坦形状变成螺旋形状，通过使得包封形状记忆聚合物200的胶囊204破 裂，可以释放作用剂201。如图3所示，形状记忆聚合物可以定形为食物装饰件300,诸如为叶 子（图3A至3D)或花（图3E)形状的食物装饰件，并且可以设计形状变化以使得在形状记忆聚 合物从一种形状变换成另一种形状时，可以提供装饰性"折纸"效果。
[0020] 在一些实施例中，作用剂可以是在溶解于水中时能够发生吸热反应的盐。在一些 实施例中，作用剂可以从以下选出：硝酸铵、氯化锂、氯化钾、亚硝酸铵、硫氰酸钾、硫氰酸 铵、碘化钾、氯化铵、亚硝酸钠、硝酸钠、醋酸钠、碳酸钠、氯化钠、硫酸钠、硫代硫酸钠、磷酸 钠、尿素、木糖醇、山梨醇、甘油、麦芽糖醇、蔗糖、葡萄糖、唾液淀粉酶、脂肪酶、甘露糖、糖、 碳水化合物及其组合。
[0021] 在一些实施例中，作用剂可以是在溶解于水中时能够发生放热反应的盐。例如，作 用剂可以从以下选出：氯化锂、氯化镁、碳酸钾、硫酸镁、硫酸钙、氯化钙、氧化钙、氯化铝、硫 酸铝、硫酸铝钾、及其组合。
[0022] 在一些实施例中，作用剂可以是从如下选出的精油:琼脂油、香旱芹油，当归根油， 大茴香油，阿魏，香脂油，罗勒油，月桂油，香柠檬油，黑胡椒精油，布枯油，桦树油，樟脑，大 麻花精油，葛缕子油，小豆蔻籽油，胡萝卜籽油，雪松油，甘菊油，菖蒲根，肉桂油，岩蔷薇油， 香茅油，鼠尾草油，丁香油，芫荽油，咖啡，芫荽，艾菊油，木香，蔓越莓籽油，荜澄茄，枯茗油， 柏树，干膜莎草，咖喱叶，印蒿油，莳萝油，土木香，桉树油，小茴香子油，胡芦巴油，冷杉，乳 香油，高良姜，白松香，天竺葵油，姜油，秋麒麟草，葡萄柚油，指甲花油，蜡菊，柠檬烯，山核 桃油，辣根油，牛膝草，爱达荷州艾菊，茉莉油，杜松子油，薰衣草油，柠檬油，柠檬香茅，青 柠，山苍子油，柑橘，马郁兰，白千层，茶树油，蜜蜂花油，薄荷油，山香薄荷，芥子油，艾蒿油， 没药油，桃金娘，印楝油，橙花，肉豆蔻，橙油，牛至油，鸢尾油，帕洛圣，欧芹油，广藿香油，紫 苏精油，海地油，椒薄荷油，橙叶，松油，罗文沙叶，铅笔柏，罗马甘菊，玫瑰油，玫瑰果油，迷 迭香油，玫瑰木油，鼠尾草油，黄樟油，香薄荷油，檀香油，五味子油，绿薄荷油，甘松，云杉， 八角油，红橘，龙蒿油，百里香油，铁杉，郁金，缬草，香根草油，ω -3油，亚麻籽油，鱼油，牛 油，桐油，香蕉油，西部铅笔柏，冬青，蓍草油，依兰，莪术、及其任意组合。
[0023] 如本文所使用的，形状记忆聚合物是具有"记忆"宏观(永久）形状的能力的聚合 物，在一定的温度和压力条件下被操纵并固定到临时和休眠的形状，并且在暴露于刺激时 松弛为宏观形状。与形状记忆合金(例如，金属合金，如镍-钛)相比，本文所述的形状记忆聚 合物可有利地具有高的弹性变形(对于大多数材料，弹性变形达到200%以上），低密度，可 生物降解性和生物相容性，并可能成本低。这种聚合物也可以针对不同的应用来调整，并且 可以容易地加工。这种形状记忆聚合物的高弹性变形允许在受刺激时大幅收缩。在一些实 施方案中，用于稳定临时形状的一个先决条件是该链段中的变形形状构造的临时固定。在 一些实施方案中，暂时的、可逆的交联可以是共价键或物理交联。在一些实施方案中，物理 交联可以是改良成粘性状态的晶粒。
[0024] 在一些实施例中，变形使得形状记忆聚合物固定在第二临时形状。该临时形状可 以保持，直到定形体暴露于适当的刺激，这引起原始形状的复原。在一些实施例中，临时形 状可以在刺激一结束时恢复其原始形状。在复原期间发生的运动可以预先限定，因为其与 导致临时形状的机械变形逆反。本文的实施例的形状记忆聚合物具有重量轻且容许高拉伸 的优点。分子结构的不同的结构参数，可使得调整形状记忆聚合物以适应特定的食物和饮 料包装应用的需求，如调整用于启动形状变化的转变温度(T trans)，从而允许形状记忆聚合 物爆发释放其内包封的冷却剂。例如，对于对温度敏感的形状记忆聚合物，其中形状记忆 聚 合物的某些链段充当分子开关(切换链段），T trans是切换相的热转变温度。图8A-8C示出了热 诱导形状记忆聚合物的分子结构，其中所述切换链段最初松弛（图8A)并且当聚合物被冷却 时成为细长的且固定（图8B)。如本文所用，切换链段是促进形状变化的官能团或刺激敏感 域。当加热时，形状记忆聚合物恢复到其初始形状(图8C)，并且切换链段再次变得松弛。
[0025] 在一些实施例中，形状记忆聚合物可适于响应于刺激而经历形状变化以释放作用 剂。例如，形状记忆聚合物可以经历从平坦形状到卷曲形状的形状变化，从卷曲形状到平坦 形状的形状变化，从管状到螺旋形状的形状变化，从螺旋形状到管状的变化，或其组合。在 一些实施例中，形状记忆聚合物可以响应于刺激而从闭合构造变成打开构造。在一些实施 例中，形状记忆聚合物可以收缩。在一些实施例中，形状记忆聚合物的至少一部分可以破 裂。例如，形状变化可以导致包含作用剂的胶囊破裂，其中胶囊由形状记忆聚合物形成。在 一些实施例中，形状变化可以是可逆的或不可逆的。在一些实施例中，形状变化可以是临时 的或永久的。
[0026] 在一些实施例中，形状记忆聚合物可以包括肉桂酸，淀粉，聚醚聚氨酯基质，三苯 甲烷无色衍生物，偶氮苯，生物聚合物，聚（2-甲基-2-恶唑啉），聚(倍半硅氧烷），高冲击性 聚苯乙烯，交联的聚乙烯和聚乙烯/尼龙6接枝共聚物，反式聚异戊二烯，交联的乙烯-乙酸 乙烯酯共聚物，苯乙烯基聚合物，丙烯酸酯基聚合物，聚降冰片烯，交联的聚环辛烯，环氧基 聚合物，硫代烯基聚合物，嵌段聚氨酯，嵌段聚氨酯离聚物，聚(3-羟基链烷酸酯），包含十二 烷二酸或癸二酸单体和胆汁酸基聚酯的共聚物、或其组合。
[0027] 在一些实施例中，形状记忆聚合物包括可食聚合物。可食聚合物可以包括淀粉，聚 ε_己内酯-共-乙交酯-二甲基丙烯酸酯，或其它生物聚合物。
[0028] 如本文所使用的，形状恢复比率Rr量化形状记忆聚合物记住其永久形状的能力。 形状记忆聚合物可以具有约80%至约1000%的形状恢复比率。在一些实施例中，形状恢复 比率可以为约80%至约900%，约80%至约800%，约80%至约700%，约80%至约600%，约 80 %至约500%，约80%至约400%，约80%至约300 %，约80至约250%，约80%至约200%， 约80%至约150%，约80%至约100%，约100%至约900%，约100%至约800%，约100%至约 700%，约100%至约600%，约100%至约500%，约 100%至约400%，约100%至约300%，约 100%至约250%，约100至约200%，约100%至约150%，约150%至约1000%，约200至约 1000%，约250%至约1000%，约300%至约1000%，约400%至约1000%，或其组合。在一些 实施例中，形状恢复比率可以为约100%，约150 %，约200%，约250 %，约300%，约400 %，约 500%，约600%，约700%，约800%，约900%，约1000%，或在这些值中的任意值之间的范 围。
[0029] 应变受控协议的形状恢复比率为:& = d#;:;其中ε是公称应变，^是 j 周期性热机械实验中的缺省应变，^是周期性热机械实验中的恢复应变，Ν是周期数，Rr是形 状恢复比率。应力受控测试协议的形状恢复比率是，dv) - 其中是ε1是冷 却至温度Tlciw之后的应变，^是周期性热机械实验中的恢复应变，Ν是周期数，Rr是形状恢复 比率。在应变受控协议中，在第N个周期中的程序步骤期间发生的应变εη-ερ(N-1)与在当前 形状记忆效应（"SME"）期间发生的应变^-化⑶的变化有关。在施加屈服应力之前的无应力 状态下，在两个连续经过的周期中样本的应变由ε Ρ(Ν-1_εΡ(Ν)表示。在第Ν个周期ει(Ν)的 冷却至温度之后的应力受控程序和无应力恢复的情况下，形状恢复比率Rr量化材料记住其 永久形状的能力。为此目的，在第N个周期的程序步骤期间发生的应变的变化ει(Ν)_εΡ(Ν)与 由于SME而发生的应变变化ει(Ν)-εΡ(Ν_1)进行比较。
[0030] 如本文所使用的，形状固定比率可用来量化形状记忆聚合物固定导致临时形状的 变形(诸如拉伸）的能力。在一些实施例中，形状记忆聚合物可以具有约1〇〇 %至约1〇〇〇 %的 形状固定比率。在一些实施例中，形状固定比率可以是约100%至约900%，约100%至约 800%，约100%至约700%，约100%至约600%，约 100%至约500%，约100%至约400%，约 100%至约300%，约100%至约250%，约100至约200%，约100%至约150%，约150%至约 1000%，约200 % 至约 1000 %，约250 % 至约 1000 %，约300 % 至约 1000 %，约400 % 至约 1000%，或其组合。在一些实施例中，形状固定比率可以是约100%，约150%，约200%，约 250%，约300%，约400%，约500%，约600%，约700%，约800%，约900%，约1000%，或在这 些值中的任意值之间的范围。
[0031] 应变受控协议的形状固定比率是：&'(ΑΓ} 其中￡11是在周期性热机械实验 中卸载之后的固定应变，^是周期性热机械实验中的缺省应变，Ν是周期数，Rf是形状固定比 率。应力受控协议的形状固定比率是％(A〇 其中ει是冷却至温度TlOT之后的应变， ^是周期性热机械实验中的缺省应变，N是周期数，Rf是形状固定比率。在应变受控程序协议 中，Rf由第N个周期的拉力应力撤回后处于无应力状态下的应变￡110)和最大应变em之比给 出。在应力受控程序协议的情况下，R f由卸载之后的拉力应变^0)与在冷却至温度TlQW之后 σ = ση情况下的最大应变ει(Ν)之比。
[0032] 在一些实施例中，刺激可以包括温度升高、温度下降、紫外线(UV)光曝光、红外线 (IR)光曝光、磁场改变、pH变化、离子浓度变化、水浓度变化、电场变化或其组合。
[0033] 在一些实施例中，形状记忆聚合物可以经历光可逆反应以形成可逆化学交联，实 现形状变化以固定临时形状。在一些实施例中，光可逆刺激可以是合适波长的光，诸如紫外 线(UV)光或红外线（IR)光。光敏感基团可包括三苯基甲烷隐色衍生物，偶氮苯，或它们的组 合。例如，三苯基甲烷隐色衍生物可以通过具有至少约270nm的波长的UV光来刺激。偶氮苯 基可以由具有约为330nm至约380nm的波长的UV光来刺激，以实现反式-顺式过渡，或者由具 有至少约420nm的波长的UV光来刺激以实现顺式-反式过渡。图7示出了接枝聚合物网的光 诱导SME的分子机制（Behl等人，Shape Memory Polymers and Shape-Changing Polymers, Advances in Polymer Science,Vol.226,2010,pp. 1-40)。如图7A中所不，感光基（空心三 角形)共价连接到永久聚合物网（实心圆，永久交联），形成如图7B所示的光可逆交联(实心 菱形）。暂时形状的在图7C中所示的固定以及在图7D所示的恢复是通过合适的波长的UV光 辐照来实现的。在聚合物网中并入诸如分子开关的光敏基团可使实现光诱导的SMP的发展。 通过这种方式，可以通过任何温度效应来独立地诱发SME。代替升高样本的温度，不同波长 范围的光可用于临时形状的固定和永久形状的恢复。CA或肉桂乙酸(CAA)可用作分子级的 光敏分子开关，因为它们在被合适波长的光辐照时能够在[2+2]环加成反应中彼此形成共 价交联。当用不同的合适波长的光辐照这些键时，这些键可以再次分开。程序周期可以包括 使样本变形到最大应变^，此后用λ>260ηπι的UV光辐照，从而应变的聚合物链段可通过新生 成的共价键而固定在它们的展开构型。当用具有波长λ〈260的光辐照样本并且新形成的共 价键断开时，可以恢复永久形状。
[0034] 在一些实施例中，形状变化可以由磁场来诱发。在一些实施例中，磁纳米颗粒可以 添加到聚合物中。在一些实施例中，聚合物可以是聚醚聚氨酯基质。在一些实施例中，刺激 可以是交变磁场。在一些实施例中，交变磁场可以具有约150kHz至约400kHz的频率。在一些 实施例中，交变磁场可以具有约TkAnf 1至约SOkAnf1的磁场强度(H)，约lOkAnf1至约SOkAnf 1的 磁场强度，约15kAm-1至约30kAm-1的磁场强度，约20kAm- 1至约30kAm-1的磁场强度，约ΖδΙ?ΑπΓ1 至约SOkAnT1的磁场强度，或它们的组合。在一些实施例中，交变磁场的磁场强度可以是约 TkAnf1、约lOkAnf1、约KkAnf1、约SOkAnr 1、约、约SOkAnf1或在这些值中的任意两个值 之间的范围。不同强度和/或频率的磁场也可以在本公开的范围内使用。
[0035] 形状记忆聚合物可以涂有密封剂。在一些实施例中，当形状记忆聚合物经历形状 变化时，密封剂会破碎。在一些实施例中，作用剂可以被封装。在一些实施例中，密封剂可以 从淀粉，聚(脲-甲醛），氨基树脂，聚酰胺，聚氨酯，明胶，纤维素，聚乙酸乙烯酯，脲-间苯二 酚甲醛，或它们的组合中选出。
[0036] 形状记忆聚合物可以布置在亲水基质内。在一些实施例中，作用剂可以释放到亲 水基质中。在一些实施例中，在从形状记忆聚合物释放时，作用剂可以与亲水基质反应。在 一些实施例中，作用剂可以在放热过程中与亲水基质反应。在可选的实施例中，作用剂可以 在吸热过程中与亲水基质反应。
[0037] 在一些实施例中，亲水基质可以包括与水结合的聚合物。在一些实施例中，作用剂 释放到亲水聚合物基质中触发吸热或放热反应。在实施例中，聚合物可以是聚乙烯醇。在一 些实施例中，亲水基质可以形成包装的一部分。例如，亲水基质可以在形状类似花的示例性 的包装中形成一层'叶子'或花瓣。在一些实施例中，亲水基质可以包括羟丙基甲基纤维素 (HPMC)，羟丙基纤维素(HPC)，聚环氧 乙烷(ΡΕ0)，聚乙烯醇，或它们的组合。
[0038] -些实施例涉及制作包装的方法，该方法包括:将至少一个作用剂布置在形状记 忆聚合物内，其中形状记忆聚合物适于响应于刺激而释放作用剂。如上所述，作用剂可以猝 发释放方式或缓慢释放方式从形状记忆聚合物中释放出。在一些实施例中，该方法进一步 包括:将形状记忆聚合物围绕至少一个作用剂定形。在一些实施例中，形状记忆聚合物可以 围绕至少一个作用剂定形以形成胶囊。在一些实施例中，该方法进一步包括:用密封剂涂敷 形状记忆聚合物。在一些实施例中，密封剂可适于在形状记忆聚合物经历形状变化时破碎。 在一些实施例中，该方法进一步包括封装所述作用剂。该作用剂可以在布置于形状记忆聚 合物中之前被封装。在一些实施例中，该方法进一步包括:布置形状记忆聚合物以将作用剂 包封在亲水基质内，使得作用剂在从形状记忆聚合物中释放时与亲水基质反应，如上所述 的那样。
[0039] -些实施例涉及使用包装的方法，包括:提供包装，该包装具有布置在形状记忆聚 合物内的至少一个作用剂；以及提供使形状记忆聚合物变形的刺激。在施加所述刺激时，作 用剂可以从形状记忆聚合物中释放出。该方法可以进一步包括提供亲水基质，由此作用剂 在从形状记忆聚合物中释放出时与亲水基质反应。
[0040] 在一些实施例中，提供刺激可以包括:升温、降温、将所述包装暴露于紫外线(UV) 光、将所述包装暴露于红外线（IR)光、改变磁场、改变PH、改变离子浓度、改变水浓度、改变 电场或其组合。在一些实施例中，提供使形状记忆聚合物变形的刺激可以导致形状变化。
[0041 ] 示例
[0042] 示例1:冷却装饰性食物包装
[0043]制备食物包装，其中氯化钾布置在花蕾状的聚酯氨基甲酸乙酯基质内。在暴露于 20°C的目标温度时，花蕾突然打开而将氯化钾释放到具有羟丙基纤维素的亲水凝胶基质 中。期望氯化钾与羟丙基纤维素之间发生吸热反应来冷却食物。突然释放可以在购买和从 冰箱中移除之后发生。
[0044] 示例2:嗅觉温补食物包装
[0045]面食食物(pasta dish)被布置在双层塑料托盘中，该双层塑料托盘具有设置在两 个塑料层之间的、由交联的聚乙烯和聚乙烯/尼龙类6接枝共聚物构成的形状记忆聚合物。 由羟丙基纤维素构成的亲水基质设置在形状记忆聚合物上方的层中，硫酸钙、柠檬香茅芳 香剂、以及加压的二氧化碳胶囊设置在所述形状记忆聚合物的下方。在微波加热过程中，形 状记忆聚合物经历形状变化到一个临时形状，并且硫酸钙被释放到亲水基质中。硫酸钙和 羟基纤维素被希望发生放热反应以使食物保持温暖的温度。突发释放还释放出柠檬香茅的 香味，和由于加压的二氧化碳胶囊的释放而弹出（噼里啪啦）的噪声，以促进消费者的愉悦 的感官体验。
[0046] 示例3:热检测包装
[0047]硝酸铵布置在高抗冲聚苯乙烯中的包装用于食物的储存和运输。在储存和运输期 间，当达到40°C的目标温度时，吸热剂被释放到具有羟丙基甲基纤维素的亲水基质中，从而 冷却包装的内容物。高抗冲聚苯乙烯的形状变化也可通知接受者遭遇过度储存温度。
[0048] 示例4:加热食物包装
[0049] 制备硫酸镁布置在形状记忆聚合物中的食品包装。形状记忆聚合物包括偶氮苯。 如购买食物产品的过程中，通过将激光扫描器(红外线光）指向包装来释放硫酸镁。红外线 光将引起硫酸镁猝发释放到具有聚环氧乙烷的亲水凝胶基质中，并且硫酸镁和聚环氧乙烷 预期发生放热反应来加热食物。
[0050] 示例5:变色碗
[0051 ] -碗包括具有着色剂的螺旋盘绕聚酯氨基甲酸乙酯(polyesterurethane)，所述 着色剂用来指示热食物已经冷却到足以放心地吃。加热如汤的热食物之后，汤放置在碗，聚 酯氨基甲酸乙酯开始将着色剂释放到碗内的周边凝胶基质而使所述碗变色，指示何时汤足 够冷却来安全地喝。螺旋盘绕聚酯氨基甲酸乙酯释放着色剂的展开可在示例4进行说明。图 4A-4D示出了响应于温度升高的聚酯氨基甲酸乙酯（聚(e-己内酯)二甲基丙烯酸酯)从螺旋 结构到临时大致直的结构的热致过渡（Behl等，31^。6]\^111〇^?〇171116^311(13113卩6-Changing Polymers，Advances in Polymer Science,￥〇1.226,2010，卩卩.1_40)。图4厶描绘 了呈螺丝锥状螺旋形状的形状记忆聚合物，当暴露于刺激时，该形状记忆聚合物如图4B所 示缓慢地展开。图4C是弯曲管状，描绘了如图4D所示展开而形成直的、固定的管状形状的形 状记忆聚合物变形的进一步阶段。
[0052]在聚酯氨基甲酸乙酯中，聚酯切换链段，如聚（e_己内酯）二甲基丙烯酸酯的临时 固定，可以引起形状变化;而聚氨酯提供硬链段。低聚(e_己内酯)链段是切换链段。转变温 度Ttrans是低聚(e-己内酯)链段的熔化温度1"。弹性是由软的、无定形聚(二甲基)结构域提 供。第二临时形状由外部应力施加给聚合物，引起聚合物的变形。临时形状保持，直至成型 体暴露于适当的刺激，诱导原始形状的恢复。
[0053] 示例6:热检测包装
[0054] 图5A-5C示出了形状记忆聚合物从临时棒状热致过渡到永久螺丝锥状螺旋(Behl 等，Shape Memory Polymers and Shape-Changing Polymers, Advances in Polymer Science，Vol. 226,2010，pp. 1-40)。图5A示出了形状记忆聚合物处于其临时棒状的形状，其 在暴露于温度的上升时，如图5B所示，开始向内卷曲，如在图5C中看到的，产生了永久螺丝 锥形状。恢复过程在60°C下用了 35秒。随着形状记忆聚合物向内卷曲，吸热剂被释放到具有 羟丙基甲基纤维素的亲水性基质中，从而冷却包装的内容物。形状记忆聚合物的形状变化 也可通知接受者遭遇过度储存温度。
[0055] 示例6:磁感应包装
[0056]图9A-9E示出了由脂肪族聚醚聚氨酯（TFX)和10%重量的磁性纳米颗粒构成的复 合物的螺丝锥状螺旋的磁感应开卷(Behl等，Soft Matter,Actively Moving Polymers, 2007，3:58-67) jehl公开了在交变磁场中热诱导形状记忆效应的远程致动在形状记忆热 塑性塑料和磁性纳米颗粒的复合物中实现。在Behl中，纳米颗粒在交变磁场中（f = 258kHz， H=30kA m21)的感应加热升高了样本的温度。热塑性材料由任一可生物降解的多段共聚物 (PDC)，与作为硬链段的聚(对-二恶烷酮)和作为切换链段的聚（e-己内酯）组成，或由来自 甲基双(P-环己基异氰酸酯）、丁二醇和四氢呋喃的脂肪族聚醚聚氨酯(TFX)组成。在二氧化 硅基质中的铁(III)氧化物磁芯的磁纳米颗粒被并入在两种聚合物中。虽然TFX具有非晶切 换相，但是roc具有可结晶的切换链段。形状记忆作用可在两个样本中通过暴露于交变磁场 而被触发。间接加热样本的R r值相当于环境温度已经升高的样本。随着复合物开卷，放热剂 被释放到具有羟丙基甲基纤维素的亲水基质中，从而加热包装的内容物。
[0057] 示例8:带有增强香味的汤包装
[0058] 汤容器包括涂覆在容器内侧的挤出成型的马铃薯淀粉。随着汤被加热，挤出成型 的马铃薯淀粉卷曲并从容器的壁剥离，露出并且释放位于淀粉涂层下方的精油，增强汤的 香气。图6示出了挤出成型的马铃薯淀粉从螺旋形到平坦形状的形状变化特性（Sjong， Chaunier,L.,Lourdin,S.,The shape memory of starch,Starch/Starke 61(2009)116-118)。可食的聚合物在初始温度下以螺旋形状开始，并且在温度升高之后经过温度下降的 循环而返回其初始温度。温度变化导致可食聚合物在循环完成之后从螺旋形状切换成平坦 形状。当经过另一温度变化循环时，可食聚合物从平坦形状切换返回到螺旋形状。
[0059] 本公开不限于本文所描述的特定实施例，这些实施例意在各方面的示例。在不偏 离其精神和范围的情况下能够做出多种改进和变型，这对于本领域技术人员而言是显而易 见的。通过前面的说明，除了本文所列举的那些之外，在本公开的范围内的功能上等同的方 法和装置对于本领域技术人员而言将是显而易见的。旨在使这些改进和变型落在所附权利 要求书的范围内。本公开仅受所附权利要求书以及这些权利要求所给予权利的等同方案的 整个范围所限制。应当理解的是，本公开不限于特定的方法、试剂、化合物组成或生物系统， 当然这些会变化。还应理解的是，本文所使用的术语是仅仅是为了描述特定实施例的目的， 而不意在限制。
[0060] 关于本文中基本上任何复数和/或单数术语的使用，本领域技术人员能够根据上 下文和/或应用适当地从复数变换成单数和/或从单数变换成复数。为了清晰的目的，本文 中明确地阐明了各单数/复数的置换。
[0061]本领域技术人员将理解，一般地，本文所使用的术语，尤其是随附权利要求(例如， 随附权利要求的主体）中所使用的术语，通常意在为"开放式"术语(例如，术语"包括"应当 解释为"包括但不限于"，术语"具有"应解释为"至少具有"，术语"包含"应解释为"包含但不 限于"，等等）。本领域技术人员还理解，如果意图表达引导性权利要求记述项的具体数量， 该意图将明确地记述在权利要求中，并且在不存在这种记述的情况下，不存在这样的意图。 例如，为辅助理解，下面的随附权利要求可能包含了引导性短语"至少一个"和"一个或多 个"的使用以引导权利要求记述项。然而，这种短语的使用不应解释为暗指不定冠词"一"或 "一个"引导权利要求记述项将包含该所引导的权利要求记述项的任何特定权利要求局限 于仅包含一个该记述项的实施例，即使当同一权利要求包括了引导性短语"一个或多个"或 "至少一个"以及诸如"一"或"一个"的不定冠词（例如，"一"和/或"一个"应当解释为表示 "至少一个"或"一个或多个"）；这同样适用于对于用于 引导权利要求记述项的定冠词的使 用。另外，即使明确地记述了被引导的权利要求记述项的具体数量，本领域技术人员将理解 到这些记述项应当解释为至少表示所记述的数量(例如，没有其它修饰语的裸记述"两个记 述项"表示至少两个记述项或两个以上的记述项）。此外，在使用类似于"A、B和C等中的至少 一个"的惯用法的那些实例中，通常这样的构造旨在表达本领域技术人员理解该惯用法的 含义(例如，"具有A、B和C中的至少一个的系统"将包括但不限于仅具有A、仅具有B、仅具有 C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B和C等等的系统）。在使用类似于"A、B或C等 中的至少一个"的惯用法的那些实例中，通常这样的构造旨在表达本领域技术人员理解该 惯用法的含义(例如，"具有A、B或C中的至少一个的系统"将包括但不限于仅具有A、仅具有 B、仅具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B和C等等的系统）。本领域技术人 员将进一步理解，呈现两个以上可选项的几乎任何分离词和/或短语，无论是在说明书、权 利要求或附图中，都应理解为设想包括一项、任一项或两项的可能性。例如，术语"A或B"将 理解为包括"A"或"B"或"A和B"的可能性。
[0062]另外，在根据马库什组(Markush group)描述本公开的特征或方案的情况下，本领 域技术人员将理解的是本公开也因此以马库什组的任何独立成员或成员的子组来描述。 [0063]本领域技术人员将理解的是，为了任何以及全部的目的，诸如在提供所撰写的说 明书方面，本文所公开的全部范围也涵盖了任何和全部的可能的子范围及其子范围的组 合。能够容易地认识到任何所列范围都充分地描述了同一范围并且使同一范围分解成至少 均等的一半、三分之一、四分之一、五分之一、十分之一等等。作为非限制示例，本文所论述 的每个范围能够容易地分解成下三分之一、中三分之一和上三分之一，等等。本领域技术人 员还将理解的是，诸如"多达"、"至少"等所有的语言包括所记述的数量并且是指如上文所 论述的随后能够分解成子范围的范围。最后，本领域技术人员将理解的是，范围包括每个独 立的成员。因此，例如，具有1-3个单元的组是指具有1个、2个或3个单元的组。类似地，具有 1-5个单元的组是指具有1个、2个、3个、4个、或5个单元的组，等等。
[0064] 通过前面的论述，将理解到本文已经为了示例的目的描述了本公开的各实施例， 并且可以在不偏离本公开的范围和精神的情况下进行各种改进。因此，本文所公开的各个 实施例不意在限制，真正的范围和精神是通过随附的权利要求表示的。
【主权项】
1. 一种包装，包括： 布置在形状记忆聚合物内的至少一个作用剂，其中所述形状记忆聚合物适于响应于刺 激而释放所述作用剂。2. 如权利要求1所述的包装，其中所述作用剂以猝发释放方式从所述形状记忆聚合物 中释放出。3. 如权利要求错误！未找到引用源所述的包装，其中所述作用剂包括冷却剂、芳香剂、 加热剂、可视指示剂或辅助物、抗菌剂、药物、药剂、噪声形成剂或其组合。4. 如权利要求错误!未找到引用源所述的包装，其中所述作用剂包括在溶解于水中时 能够发生放热反应的盐、在溶解于水中时能够发生吸热反应的盐、精油、加压二氧化碳或其 组合。5. 如权利要求错误!未找到引用源所述的包装，其中所述作用剂包括在溶解于水中时 能够发生吸热反应的盐，所述盐从如下选出：硝酸铵、氯化锂、氯化钾、亚硝酸铵、硫氰酸钾、 硫氰酸铵、碘化钾、氯化铵、亚硝酸钠、硝酸钠、醋酸钠、碳酸钠、氯化钠、硫酸钠、硫代硫酸 钠、磷酸钠、尿素、木糖醇、山梨醇、甘油、唾液淀粉酶、脂肪酶、麦芽糖醇、蔗糖、葡萄糖、甘露 糖、糖、碳水化合物及其组合。6. 如权利要求错误!未找到引用源所述的包装，其中所述作用剂包括在溶解于水中时 能够发生放热反应的盐，所述盐从如下中选出：氯化锂、氯化镁、碳酸钾、硫酸镁、硫酸钙、氯 化钙、氧化钙、氯化铝、硫酸铝、硫酸铝钾、及其组合。7. 如权利要求错误!未找到引用源所述的包装，其中所述作用剂包括从如下选出的精 油:琼脂油、香旱芹油，当归根油，大茴香油，阿魏，香脂油，罗勒油，月桂油，香柠檬油，黑胡 椒精油，布枯油，桦树油，樟脑，大麻花精油，葛缕子油，小豆蔻籽油，胡萝卜籽油，雪松油，甘 菊油，菖蒲根，肉桂油，岩蔷薇油，香茅油，鼠尾草油，丁香油，芫荽油，咖啡，芫荽，艾菊油，木 香，蔓越莓籽油，荜澄茄，枯茗油，柏树，干膜莎草，咖喱叶，印蒿油，莳萝油，土木香，桉树油， 小茴香子油，胡芦巴油，冷杉，乳香油，高良姜，白松香，天竺葵油，姜油，秋麒麟草，葡萄柚 油，指甲花油，蜡菊，柠檬烯，山核桃油，辣根油，牛膝草，爱达荷州艾菊，茉莉油，杜松子油， 薰衣草油，柠檬油，柠檬香茅，青柠，山苍子油，柑橘，马郁兰，白千层，茶树油，蜜蜂花油，薄 荷油，山香薄荷，芥子油，艾蒿油，没药油，桃金娘，印楝油，橙花，肉豆蔻，橙油，牛至油，鸢尾 油，帕洛圣，欧芹油，广藿香油，紫苏精油，海地油，椒薄荷油，橙叶，松油，罗文沙叶，铅笔柏， 罗马甘菊，玫瑰油，玫瑰果油，迷迭香油，玫瑰木油，鼠尾草油，黄樟油，香薄荷油，檀香油，五 味子油，绿薄荷油，甘松，云杉，八角油，红橘，龙蒿油，百里香油，铁杉，郁金，缬草，香根草 油，ω -3油，亚麻籽油，鱼油，牛油，桐油，香蕉油，西部铅笔柏，冬青，蓍草油，依兰，莪术、及 其任意组合。8. 如权利要求错误!未找到引用源所述的包装，其中所述形状记忆聚合物包括肉桂酸， 淀粉，聚醚聚氨酯基质，三苯甲烷无色衍生物，偶氮苯，生物聚合物，聚(2-甲基-2-恶唑啉）， 聚(倍半硅氧烷），高冲击性聚苯乙烯，交联的聚乙烯和聚乙烯/尼龙6接枝共聚物，反式聚异 戊二烯，交联的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，苯乙烯基聚合物，丙烯酸酯基聚合物，聚降冰片 烯，交联的聚环辛烯，环氧基聚合物，硫代烯基聚合物，嵌段聚氨酯，嵌段聚氨酯离聚物，聚 (3-羟基链烷酸酯），包含十二烷二酸或癸二酸单体和胆汁酸基聚酯的共聚物、或其组合。9. 如权利要求错误！未找到引用源所述的包装，其中所述形状记忆聚合物包括可食聚 合物。10. 如权利要求错误！未找到引用源所述的包装，其中所述形状记忆聚合物具有约 100%至约1000%的形状恢复比率。11. 如权利要求错误!未找到引用源所述的包装，其中所述刺激包括温度升高、温度下 降、紫外线(UV)光曝光、红外线（IR)光曝光、磁场改变、pH变化、离子浓度变化、水浓度变化、 电场变化或其组合。12. 如权利要求错误！未找到引用源所述的包装，其中所述形状记忆聚合物适于响应于 所述刺激而经历形状变化以释放所述作用剂。13. 如权利要求12所述的包装，其中所述形状变化是可逆的。14. 如权利要求12所述的包装，其中所述形状变化从平坦形状到卷曲形状。15. 如权利要求12所述的包装，其中所述形状变化从管状形状到螺旋形状。16. 如权利要求12所述的包装，其中所述形状变化从卷曲形状到平坦形状。17. 如权利要求12所述的包装，其中所述形状变化从螺旋形状到管状形状。18. 如权利要求12所述的包装，其中所述形状变化是响应于所述刺激从闭合构造到打 开构造。19. 如权利要求12所述的包装，其中所述形状变化是所述形状记忆聚合物的收缩。20. 如权利要求12所述的包装，其中所述形状变化是所述形状记忆聚合物的至少部分 的破裂。21. 如权利要求12所述的包装，其中所述形状变化使得包含所述作用剂的胶囊破裂，所 述胶囊由所述形状记忆聚合物形成。22. 如权利要求错误！未找到引用源所述的包装，其中所述形状记忆聚合物涂有密封 剂。23. 如权利要求22所述的包装，其中当所述形状记忆聚合物经历形状变化时，所述密封 剂破碎。24. 如权利要求22所述的包装，其中所述密封剂包括淀粉，聚(脲-甲醛），氨基树脂，聚 酰胺，聚氨酯，明胶，纤维素，聚乙酸乙烯酯，脲-间苯二酚甲醛、或其组合。25. 如权利要求错误!未找到引用源所述的包装，其中所述作用剂被封装。26. 如权利要求1所述的包装，其中所述形状记忆聚合物布置在亲水基质内，由此所述 作用剂在从所述形状记忆聚合物中释放出时与所述亲水基质反应。27. 如权利要求26所述的包装，其中所述作用剂在放热过程中与所述亲水基质反应。28. 如权利要求26所述的包装，其中所述作用剂在吸热过程中与所述亲水基质反应。29. 如权利要求1所述的包装，构造为保存食物或饮料。30. -种制作包装的方法，所述方法包括： 将至少一个作用剂布置在形状记忆聚合物内，其中所述形状记忆聚合物适于响应于刺 激而释放所述作用剂。31. 如权利要求30所述的方法，其中所述作用剂以猝发释放方式从所述形状记忆聚合 物中释放。32. 如权利要求30所述的方法，其中所述作用剂包括冷却剂、芳香剂、加热剂、可视指示 剂或可视辅助物、抗菌剂、药物、药剂、噪声形成剂或其组合。33. 如权利要求30所述的方法，其中所述作用剂包括在溶解于水中时能够发生放热反 应的盐、在溶解于水中时能够发生吸热反应的盐、精油、加压二氧化碳或其组合。34. 如权利要求30所述的方法，其中所述作用剂包括在溶解于水中时能够发生放热反 应的盐，所述盐从如下中选出：氯化锂、氯化镁、碳酸钾、硫酸镁、硫酸钙、氯化钙、氧化钙、氯 化铝、硫酸铝、硫酸铝钾、及其组合。35. 如权利要求30所述的方法，其中所述作用剂包括在溶解于水中时能够发生吸热反 应的盐，所述盐从如下选出：硝酸铵、氯化钾、亚硝酸铵、硫氰酸钾、硫氰酸铵、碘化钾、氯化 铵、氯化钠、亚硝酸钠、硝酸钠、醋酸钠、碳酸钠、硫酸钠、硫代硫酸钠、磷酸钠、尿素、木糖醇、 山梨醇、甘油、唾液淀粉酶、脂肪酶、麦芽糖醇、蔗糖、葡萄糖、甘露糖、糖、碳水化合物及其组 合。36. 如权利要求30所述的方法，其中所述作用剂包括从如下选出的精油：琼脂油、香旱 芹油，当归根油，大茴香油，阿魏，香脂油，罗勒油，月桂油，香柠檬油，黑胡椒精油，布枯油， 桦树油，樟脑，大麻花精油，葛缕子油，小豆蔻籽油，胡萝卜籽油，雪松油，甘菊油，菖蒲根，肉 桂油，岩蔷薇油，香茅油，鼠尾草油，丁香油，芫荽油，咖啡，芫荽，艾菊油，木香，蔓越莓籽油， 荜澄茄，枯茗油，柏树，干膜莎草，咖喱叶，印蒿油，莳萝油，土木香，桉树油，小茴香子油，胡 芦巴油，冷杉，乳香油，高良姜，白 松香，天竺葵油，姜油，秋麒麟草，葡萄柚油，指甲花油，蜡 菊，柠檬烯，山核桃油，辣根油，牛膝草，爱达荷州艾菊，茉莉油，杜松子油，薰衣草油，柠檬 油，柠檬香茅，青柠，山苍子油，柑橘，马郁兰，白千层，茶树油，蜜蜂花油，薄荷油，山香薄荷， 芥子油，艾蒿油，没药油，桃金娘，印楝油，橙花，肉豆蔻，橙油，牛至油，鸢尾油，帕洛圣，欧芹 油，广藿香油，紫苏精油，海地油，椒薄荷油，橙叶，松油，罗文沙叶，铅笔柏，罗马甘菊，玫瑰 油，玫瑰果油，迷迭香油，玫瑰木油，鼠尾草油，黄樟油，香薄荷油，檀香油，五味子油，绿薄荷 油，甘松，云杉，八角油，红橘，龙蒿油，百里香油，铁杉，郁金，缬草，香根草油，ω -3油，亚麻 籽油，鱼油，牛油，桐油，香蕉油，西部铅笔柏，冬青，蓍草油，依兰，莪术、及其任意组合。37. 如权利要求30所述的方法，其中所述形状记忆聚合物包括肉桂酸，淀粉，聚醚聚氨 酯基质，三苯甲烷无色衍生物，偶氮苯，生物聚合物，聚（2-甲基-2-恶唑啉），聚（倍半硅氧 烷），高冲击性聚苯乙烯，交联的聚乙烯和聚乙烯/尼龙6接枝共聚物，反式聚异戊二烯，交联 的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，苯乙烯基聚合物，丙烯酸酯基聚合物，聚降冰片烯，交联的聚环 辛烯，环氧基聚合物，硫代烯基聚合物，嵌段聚氨酯，嵌段聚氨酯离聚物，聚(3-羟基链烷酸 酯），包含十二烷二酸或癸二酸单体和胆汁酸基聚酯的共聚物、或其组合。38. 如权利要求30所述的方法，其中所述形状记忆聚合物包括可食聚合物。39. 如权利要求30所述的方法，其中所述形状记忆聚合物具有约100 %至约1000 %的形 状恢复比率。40. 如权利要求30所述的方法，其中所述刺激包括温度升高、温度下降、紫外线(UV)光 曝光、红外线（IR)光曝光、磁场改变、pH变化、离子浓度变化、水浓度变化、电场变化或其组 合。41. 如权利要求30所述的方法，其中所述形状记忆聚合物适于响应于所述刺激而经历 形状变化以释放所述作用剂。42. 如权利要求41所述的方法，其中所述形状变化是可逆的。43. 如权利要求41所述的方法，其中所述形状变化从平坦形状到卷曲形状。44. 如权利要求41所述的方法，其中所述形状变化从管状形状到螺旋形状。45. 如权利要求41所述的方法，其中所述形状变化从卷曲形状到平坦形状。46. 如权利要求41所述的方法，其中所述形状变化从螺旋形状到管状形状。47. 如权利要求41所述的方法，其中所述形状变化是响应于所述刺激从闭合构造到打 开构造。48. 如权利要求41所述的方法，其中所述形状变化是所述形状记忆聚合物的收缩。49. 如权利要求41所述的方法，其中所述形状变化是所述形状记忆聚合物的至少部分 的破裂。50. 如权利要求41所述的方法，其中所述形状变化使得包含所述作用剂的胶囊破裂，所 述胶囊由所述形状记忆聚合物形成。51. 如权利要求30所述的方法，其中所述形状记忆聚合物涂有密封剂。52. 如权利要求51所述的方法，其中当所述形状记忆聚合物经历形状变化时，所述密封 剂破碎。53. 如权利要求51所述的方法，其中所述密封剂包括淀粉，聚(脲-甲醛），氨基树脂，聚 酰胺，聚氨酯，明胶，纤维素，聚乙酸乙烯酯，脲-间苯二酚甲醛、或其组合。54. 如权利要求30所述的方法，其中所述作用剂被封装。55. 如权利要求30所述的方法，其中所述形状记忆聚合物布置在亲水基质内，由此所述 作用剂在从所述形状记忆聚合物中释放出时与所述亲水基质反应。56. 如权利要求55所述的方法，其中所述作用剂在放热过程中与所述亲水基质反应。57. 如权利要求55所述的方法，其中所述作用剂在吸热过程中与所述亲水基质反应。58. 如权利要求30所述的方法，其中所述包装构造为保存食物或饮料。59. -种使用包装的方法，所述方法包括： 提供包装，所述包装包括布置在形状记忆聚合物内的至少一个作用剂；以及 提供使所述形状记忆聚合物变形的刺激，由此所述作用剂从所述形状记忆聚合物中释 放出。60. 如权利要求59所述的方法，其中所述作用剂以猝发释放方式从所述形状记忆聚合 物中释放出。61. 如权利要求59所述的方法，进一步包括提供亲水基质，由此所述作用剂在从所述形 状记忆聚合物中释放出时与所述亲水基质反应。62. 如权利要求61所述的方法，其中所述作用剂在放热过程中与所述亲水基质反应。63. 如权利要求61所述的方法，其中所述作用剂在吸热过程中与所述亲水基质反应。64. 如权利要求59所述的方法，其中所述作用剂包括冷却剂、芳香剂、加热剂、可视指示 剂或辅助物、抗菌剂、药物、药剂、噪声形成剂或其组合。65. 如权利要求59所述的方法，其中所述作用剂包括在溶解于水中时能够发生放热反 应的盐、在溶解于水中时能够发生吸热反应的盐、精油、加压二氧化碳或其组合。66. 如权利要求59所述的方法，其中所述作用剂包括在溶解于水中时能够发生放热反 应的盐，所述盐从如下中选出：氯化锂、氯化镁、碳酸钾、硫酸镁、硫酸钙、氯化钙、氧化钙、氯 化铝、硫酸铝、硫酸铝钾、及其组合。67. 如权利要求59所述的方法，其中所述作用剂包括在溶解于水中时能够发生吸热反 应的盐，所述盐从如下选出：硝酸铵、氯化钾、亚硝酸铵、硫氰酸钾、硫氰酸铵、碘化钾、氯化 铵、氯化钠、亚硝酸钠、硝酸钠、醋酸钠、碳酸钠、硫酸钠、硫代硫酸钠、磷酸钠、尿素、木糖醇、 山梨醇、甘油、唾液淀粉酶、脂肪酶、麦芽糖醇、蔗糖、葡萄糖、甘露糖、糖、碳水化合物及其组 合。68. 如权利要求59所述的方法，其中所述作用剂包括从如下选出的精油：琼脂油、香旱 芹油，当归根油，大茴香油，阿魏，香脂油，罗勒油，月桂油，香柠檬油，黑胡椒精油，布枯油， 桦树油，樟脑，大麻花精油，葛缕子油，小豆蔻籽油，胡萝卜籽油，雪松油，甘菊油，菖蒲根，肉 桂油，岩蔷薇油，香茅油，鼠尾草油，丁香油，芫荽油，咖啡，芫荽，艾菊油，木香，蔓越莓籽油， 荜澄茄，枯茗油，柏树，干膜莎草，咖喱叶，印蒿油，莳萝油，土木香，桉树油，小茴香子油，胡 芦巴油，冷杉，乳香油，高良姜，白松香，天竺葵油，姜油，秋麒麟草，葡萄柚油，指甲花油，蜡 菊，柠檬烯，山核桃油，辣根油，牛膝草，爱达荷州艾菊，茉莉油，杜松子油，薰衣草油，柠檬 油，柠檬香茅，青柠，山苍子油，柑橘，马郁兰，白千层，茶树油，蜜蜂花油，薄荷油，山香薄荷， 芥子油，艾蒿油，没药油，桃金娘，印楝油，橙花，肉豆蔻，橙油，牛至油，鸢尾油，帕洛圣，欧芹 油，广藿香油，紫苏精油，海地油，椒薄荷油，橙叶，松油，罗文沙叶，铅笔柏，罗马甘菊，玫瑰 油，玫瑰果油，迷迭香油，玫瑰木油，鼠尾草油，黄樟油，香薄荷油，檀香油，五味子油，绿薄荷 油，甘松，云杉，八角油，红橘，龙蒿油，百里香油，铁杉，郁金，缬草，香根草油，ω -3油，亚麻 籽油，鱼油，牛油，桐油，香蕉油，西部铅笔柏，冬青，蓍草油，依兰，莪术、及其任意组合。69. 如权利要求59所述的方法，其中所述形状记忆聚合物包括肉桂酸，淀粉，聚醚聚氨 酯基质，三苯甲烷无色衍生物，偶氮苯，生物聚合物，聚（2-甲基-2-恶唑啉），聚（倍半硅氧 烷），高冲击性聚苯乙烯，交联聚乙烯和聚乙烯/尼龙6的接枝共聚物，反式聚异戊二烯，交联 的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，苯乙烯基聚合物，丙烯酸酯基聚合物，聚降冰片烯，交联的聚环 辛烯，环氧基聚合物，硫代烯基聚合物，嵌段聚氨酯，嵌段聚氨酯离聚物，聚(3-羟基链烷酸 酯），包含十二烷二酸或癸二酸单体和胆汁酸基聚酯的共聚物、或其组合。70. 如权利要求59所述的方法，其中所述形状记忆聚合物包括可食聚合物。71. 如权利要求59所述的方法，其中所述形状记忆聚合物具有约100 %至约1000 %的形 状恢复比率。72. 如权利要求59所述的方法，其中提供刺激包括升温、降温、将所述包装暴露于紫外 线(UV)光、将所述包装暴露于红外线（IR)光、改变磁场、改变pH、改变离子浓度、改变水浓 度、改变电场或其组合。73. 如权利要求59所述的方法，其中提供刺激以使所述形状记忆聚合物变形，导致形状 变化。74. 如权利要求73所述的方法，其中所述形状变化是可逆的。75. 如权利要求73所述的方法，其中所述形状变化从平坦形状到卷曲形状。76. 如权利要求73所述的方法，其中所述形状变化从管状形状到螺旋形状。77. 如权利要求73所述的方法，其中所述形状变化从卷曲形状到平坦形状。78. 如权利要求73所述的方法，其中所述形状变化从螺旋形状到管状形状。79. 如权利要求73所述的方法，其中所述形状变化是响应于所述刺激从闭合构造到打 开构造。80. 如权利要求73所述的方法，其中所述形状变化是所述形状记忆聚合物的收缩。81. 如权利要求73所述的方法，其中所述形状变化是所述形状记忆聚合物的至少部分 的破裂。82. 如权利要求73所述的方法，其中所述形状变化使得包含所述作用剂的胶囊破裂，所 述胶囊由所述形状记忆聚合物形成。83. 如权利要求59所述的方法，其中所述形状记忆聚合物涂有密封剂。84. 如权利要求83所述的方法，其中当所述形状记忆聚合物经历形状变化时，所述密封 剂破碎。85. 如权利要求83所述的方法，其中所述密封剂包括淀粉，聚(脲-甲醛），氨基树脂，聚 酰胺，聚氨酯，明胶，纤维素，聚乙酸乙烯酯，脲-间苯二酚甲醛、或其组合。86. 如权利要求59所述的方法，其中所述作用剂被封装。87. 如权利要求59所述的方法，其中所述包装构造为保存食物或饮料。
【专利摘要】本申请公开了食物包装以及制造和使用该包装的方法。具有至少一个作用剂的食物包装可以布置在形状记忆聚合物内，该形状记忆聚合物适于响应于刺激而释放作用剂。该包装可用来例如检测运输或储存期间的环境条件，保持食物的温度以维持食物质量，或者为顾客提供令人愉悦的感官体验。
【IPC分类】B29C61/02, B29C61/00, B29C61/04
【公开号】CN105555504
【申请号】CN201380078825
【发明人】A·宋, M·K·玛尼昂, 其他发明人请求不公开姓名
【申请人】英派尔科技开发有限公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2013年7月23日
【公告号】US20160159551, WO2015012803A1
【专利说明】包装材料及其制备和使用方法
【背景技术】
[0001] 用于包装的温控系统能够有助于保持食物质量。在冷储地点之间运输或者顾客没 有及时冷藏的带有非理想包装的冷藏或冷冻食品将受益于更佳的绝缘以便储存、运输和购 后处置。同样，自加热包装可允许消费者便利地享受应当加热的食物。因此，对于与标准包 装相比改善食物质量的食物包装解决方案存在需求。
[0002] 发明概述
[0003] 该文献中公开的实施例涉及具有布置在形状记忆聚合物内的至少一个作用剂的 包装，该形状记忆聚合物适于响应于刺激而释放作用剂。该包装可构造为例如保存食物或 饮料。该包装可用于例如检测运输或储存期间的环境条件，保持食物的温度以维持食物质 量，或者为顾客提供令人愉悦的感官体验。
[0004] -些实施例涉及制作包装的方法，包括将至少一个作用剂布置在形状记忆聚合物 内，其中所述形状记忆聚合物适于响应于刺激而释放作用剂。
[0005] -些实施例涉及使用包装的方法，包括：提供具有布置于形状记忆聚合物内的至 少一个作用剂的包装；以及提供刺激以使形状记忆聚合物变形，由此从形状记忆聚合物中 释放出作用剂。
[0006] 前面的概述仅仅是示例性的，而不意在以任何方式进行限制。通过参考附图以及 下面的详细说明，除了上文所描述的示例性的方案、实施例和特征之外，另外的方案、实施 例和特征将变得清晰可见。
【附图说明】
[0007] 图1示出了具有形状记忆聚合物的示例性包装的示意图，该形状记忆聚合物呈柱 形棒的形状，当暴露于刺激时柱形棒打开，形成装饰形状。
[0008] 图2示出了具有形状记忆聚合物的示例性包装的示意图，如左侧显示该形状记忆 聚合物具有平板壁，当暴露于刺激时该平板壁收缩、向上卷曲，形成如右侧显示的装饰性花 形装饰件，并且当包封形状记忆聚合物的密封剂响应于收缩而破裂时，引起作用剂的猝发 性释放(如星形猝发所示）。
[0009] 图3A-3E示出了根据本文实施例的做成各种形状的装饰件的形状记忆聚合物。图 3A示出了可利用本文实施例的方法做成的定形为叶子的装饰件的示例。图3B示出了可利用 本文实施例的方法做成的定形为叶子的装饰件的示例。图3C示出了可利用本文实施例的方 法做成的定形为保持食物的碗的叶状装饰件的示例。图3D示出了作为寿司包装的部分的、 本文实施例的叶状装饰件包装的示例。图3E示出了可以利用本文的实施例的方法做成的定 形为花的装饰件的示例。
[0010] 图4A-4D描绘了根据本文实施例的暴露于刺激时示例性的形状记忆聚合物的变换 的阶段。图4A描绘了呈螺丝锥状螺旋形状的形状记忆聚合物，当暴露于刺激时，如同4B所示 缓慢展开。图4C是弯曲管状，描绘了形状记忆聚合物的变换的进一步阶段，如图4D所示形状 记忆聚合物展开而形成直线的、固定管状。
[0011] 图5A-5C描绘了根据本文实施例的暴露于刺激时形状记忆聚合物的变换的阶段。 图5A示出了处于其原始管状的形状记忆聚合物，当暴露于刺激时，如图5B所示开始向内卷 曲，产生了如图5(3所不的最早的螺丝锥(corkscrew)形状。
[0012] 图6示出了本文所描述实施例的形状记忆聚合物响应于温度变化的形状变化特 性。X轴是时间，y轴是温度。
[0013]图7A-7D示出了接枝聚合物网的光诱发SME的分子机理：图7A的光敏基（空心三角 形)在拉伸和光固定之后共价连接到永久聚合物网（实心圆，永久交联），形成光可逆交联 (实心菱形），如图7B中所示；临时形状的图7C所示的固定和图7D所示的复原是通过合适波 长的UV光辐照来实现的。
[00M]图8A-8C示出了形状记忆复原过程的示意图，其中图8A示出了切换链段松弛的原 始形状；图8B示出了切换链段由于温降而在过渡中固定的过渡形状；以及图8C示出了切换 链段再次松弛的逆向返回原始形状.
[0015]图9A-9E示出了由硅石基质中氧化铁(II)颗粒和聚醚聚氨酯构成的纳米颗粒形成 的热塑性形状记忆复合物在22秒内的磁感应形状记忆效应。
[0016]发明详述
[0017]在下面的详细说明中，将参考附图，附图构成了详细说明的一部分。在附图中，除 非上下文指出，否则相似的符号通常表示相似的部件。在详细说明、附图和权利要求中所描 述的示例性实施例不意在限制。在不偏离本文呈现的主题的精神或范围的前提下，可以使 用其它实施例，并且可以做出其它改变。将易于理解的是，如本文大致描述且如图中所图示 的，本公开的方案能够以各种不同配置来布置、替代、组合、分离和设计，所有这些都在本公 开的范围内中明确地构思出。
[0018] 本文描述的实施例涉及包装，该包装具有布置在形状记忆聚合物内的至少一个作 用剂，该形状记忆聚合物适于响应于刺激而释放作用剂。该包装可构造为例如保存食物或 饮料。在一些实施例中，作用剂可以猝发释放方式从形状记忆聚合物中释放出。在一些实施 例中，作用剂可以缓慢释放的方式从形状记忆聚合物中释放出。作用剂可以包括冷却剂、芳 香剂、加热剂、可视指示剂或辅助物、抗菌剂、药物、药剂、噪声形成剂或其组合。例如，作用 剂可以包括在溶解于水中时能够发生放热反应的盐、在溶解于水中时能够发生吸热反应的 盐、精油、加压二氧化碳或其组合。
[0019] 在一些实施例中，作用剂布置在形状记忆聚合物的表面上。在图1所示的实施例 中，作用剂102可以储存在形状记忆聚合物100的内核101中。形状记忆聚合物100可以定形 为块状聚合物棒，作用剂102在暴露于刺激时被释放，并由于促动而到达亲水基质中。例如， 块状聚合物棒在暴露于刺激时打开并且释放作用剂102,诸如冷却剂、芳香剂、加热剂、可视 指示剂或辅助物、抗菌剂、药物、药剂、噪声形成剂或其组合，从而产生感官体验。在可选的 实施例中，如图2所示，作用剂201可以储存在材料密封剂中并且涂敷到形状记忆聚合物200 的板面203上。在图2中，当形状记忆聚合物收缩202时，形状记忆聚合物在暴露于诸如温度 变化的刺激时从平坦形状变成螺旋形状，通过使得包封形状记忆聚合物200的胶囊204破 裂，可以释放作用剂201。如图3所示，形状记忆聚合物可以定形为食物装饰件300,诸如为叶 子（图3A至3D)或花（图3E)形状的食物装饰件，并且可以设计形状变化以使得在形状记忆聚 合物从一种形状变换成另一种形状时，可以提供装饰性"折纸"效果。
[0020] 在一些实施例中，作用剂可以是在溶解于水中时能够发生吸热反应的盐。在一些 实施例中，作用剂可以从以下选出：硝酸铵、氯化锂、氯化钾、亚硝酸铵、硫氰酸钾、硫氰酸 铵、碘化钾、氯化铵、亚硝酸钠、硝酸钠、醋酸钠、碳酸钠、氯化钠、硫酸钠、硫代硫酸钠、磷酸 钠、尿素、木糖醇、山梨醇、甘油、麦芽糖醇、蔗糖、葡萄糖、唾液淀粉酶、脂肪酶、甘露糖、糖、 碳水化合物及其组合。
[0021] 在一些实施例中，作用剂可以是在溶解于水中时能够发生放热反应的盐。例如，作 用剂可以从以下选出：氯化锂、氯化镁、碳酸钾、硫酸镁、硫酸钙、氯化钙、氧化钙、氯化铝、硫 酸铝、硫酸铝钾、及其组合。
[0022] 在一些实施例中，作用剂可以是从如下选出的精油:琼脂油、香旱芹油，当归根油， 大茴香油，阿魏，香脂油，罗勒油，月桂油，香柠檬油，黑胡椒精油，布枯油，桦树油，樟脑，大 麻花精油，葛缕子油，小豆蔻籽油，胡萝卜籽油，雪松油，甘菊油，菖蒲根，肉桂油，岩蔷薇油， 香茅油，鼠尾草油，丁香油，芫荽油，咖啡，芫荽，艾菊油，木香，蔓越莓籽油，荜澄茄，枯茗油， 柏树，干膜莎草，咖喱叶，印蒿油，莳萝油，土木香，桉树油，小茴香子油，胡芦巴油，冷杉，乳 香油，高良姜，白松香，天竺葵油，姜油，秋麒麟草，葡萄柚油，指甲花油，蜡菊，柠檬烯，山核 桃油，辣根油，牛膝草，爱达荷州艾菊，茉莉油，杜松子油，薰衣草油，柠檬油，柠檬香茅，青 柠，山苍子油，柑橘，马郁兰，白千层，茶树油，蜜蜂花油，薄荷油，山香薄荷，芥子油，艾蒿油， 没药油，桃金娘，印楝油，橙花，肉豆蔻，橙油，牛至油，鸢尾油，帕洛圣，欧芹油，广藿香油，紫 苏精油，海地油，椒薄荷油，橙叶，松油，罗文沙叶，铅笔柏，罗马甘菊，玫瑰油，玫瑰果油，迷 迭香油，玫瑰木油，鼠尾草油，黄樟油，香薄荷油，檀香油，五味子油，绿薄荷油，甘松，云杉， 八角油，红橘，龙蒿油，百里香油，铁杉，郁金，缬草，香根草油，ω -3油，亚麻籽油，鱼油，牛 油，桐油，香蕉油，西部铅笔柏，冬青，蓍草油，依兰，莪术、及其任意组合。
[0023] 如本文所使用的，形状记忆聚合物是具有"记忆"宏观(永久）形状的能力的聚合 物，在一定的温度和压力条件下被操纵并固定到临时和休眠的形状，并且在暴露于刺激时 松弛为宏观形状。与形状记忆合金(例如，金属合金，如镍-钛)相比，本文所述的形状记忆聚 合物可有利地具有高的弹性变形(对于大多数材料，弹性变形达到200%以上），低密度，可 生物降解性和生物相容性，并可能成本低。这种聚合物也可以针对不同的应用来调整，并且 可以容易地加工。这种形状记忆聚合物的高弹性变形允许在受刺激时大幅收缩。在一些实 施方案中，用于稳定临时形状的一个先决条件是该链段中的变形形状构造的临时固定。在 一些实施方案中，暂时的、可逆的交联可以是共价键或物理交联。在一些实施方案中，物理 交联可以是改良成粘性状态的晶粒。
[0024] 在一些实施例中，变形使得形状记忆聚合物固定在第二临时形状。该临时形状可 以保持，直到定形体暴露于适当的刺激，这引起原始形状的复原。在一些实施例中，临时形 状可以在刺激一结束时恢复其原始形状。在复原期间发生的运动可以预先限定，因为其与 导致临时形状的机械变形逆反。本文的实施例的形状记忆聚合物具有重量轻且容许高拉伸 的优点。分子结构的不同的结构参数，可使得调整形状记忆聚合物以适应特定的食物和饮 料包装应用的需求，如调整用于启动形状变化的转变温度(T trans)，从而允许形状记忆聚合 物爆发释放其内包封的冷却剂。例如，对于对温度敏感的形状记忆聚合物，其中形状记忆 聚 合物的某些链段充当分子开关(切换链段），T trans是切换相的热转变温度。图8A-8C示出了热 诱导形状记忆聚合物的分子结构，其中所述切换链段最初松弛（图8A)并且当聚合物被冷却 时成为细长的且固定（图8B)。如本文所用，切换链段是促进形状变化的官能团或刺激敏感 域。当加热时，形状记忆聚合物恢复到其初始形状(图8C)，并且切换链段再次变得松弛。
[0025] 在一些实施例中，形状记忆聚合物可适于响应于刺激而经历形状变化以释放作用 剂。例如，形状记忆聚合物可以经历从平坦形状到卷曲形状的形状变化，从卷曲形状到平坦 形状的形状变化，从管状到螺旋形状的形状变化，从螺旋形状到管状的变化，或其组合。在 一些实施例中，形状记忆聚合物可以响应于刺激而从闭合构造变成打开构造。在一些实施 例中，形状记忆聚合物可以收缩。在一些实施例中，形状记忆聚合物的至少一部分可以破 裂。例如，形状变化可以导致包含作用剂的胶囊破裂，其中胶囊由形状记忆聚合物形成。在 一些实施例中，形状变化可以是可逆的或不可逆的。在一些实施例中，形状变化可以是临时 的或永久的。
[0026] 在一些实施例中，形状记忆聚合物可以包括肉桂酸，淀粉，聚醚聚氨酯基质，三苯 甲烷无色衍生物，偶氮苯，生物聚合物，聚（2-甲基-2-恶唑啉），聚(倍半硅氧烷），高冲击性 聚苯乙烯，交联的聚乙烯和聚乙烯/尼龙6接枝共聚物，反式聚异戊二烯，交联的乙烯-乙酸 乙烯酯共聚物，苯乙烯基聚合物，丙烯酸酯基聚合物，聚降冰片烯，交联的聚环辛烯，环氧基 聚合物，硫代烯基聚合物，嵌段聚氨酯，嵌段聚氨酯离聚物，聚(3-羟基链烷酸酯），包含十二 烷二酸或癸二酸单体和胆汁酸基聚酯的共聚物、或其组合。
[0027] 在一些实施例中，形状记忆聚合物包括可食聚合物。可食聚合物可以包括淀粉，聚 ε_己内酯-共-乙交酯-二甲基丙烯酸酯，或其它生物聚合物。
[0028] 如本文所使用的，形状恢复比率Rr量化形状记忆聚合物记住其永久形状的能力。 形状记忆聚合物可以具有约80%至约1000%的形状恢复比率。在一些实施例中，形状恢复 比率可以为约80%至约900%，约80%至约800%，约80%至约700%，约80%至约600%，约 80 %至约500%，约80%至约400%，约80%至约300 %，约80至约250%，约80%至约200%， 约80%至约150%，约80%至约100%，约100%至约900%，约100%至约800%，约100%至约 700%，约100%至约600%，约100%至约500%，约 100%至约400%，约100%至约300%，约 100%至约250%，约100至约200%，约100%至约150%，约150%至约1000%，约200至约 1000%，约250%至约1000%，约300%至约1000%，约400%至约1000%，或其组合。在一些 实施例中，形状恢复比率可以为约100%，约150 %，约200%，约250 %，约300%，约400 %，约 500%，约600%，约700%，约800%，约900%，约1000%，或在这些值中的任意值之间的范 围。
[0029] 应变受控协议的形状恢复比率为:& = d#;:;其中ε是公称应变，^是 j 周期性热机械实验中的缺省应变，^是周期性热机械实验中的恢复应变，Ν是周期数，Rr是形 状恢复比率。应力受控测试协议的形状恢复比率是，dv) - 其中是ε1是冷 却至温度Tlciw之后的应变，^是周期性热机械实验中的恢复应变，Ν是周期数，Rr是形状恢复 比率。在应变受控协议中，在第N个周期中的程序步骤期间发生的应变εη-ερ(N-1)与在当前 形状记忆效应（"SME"）期间发生的应变^-化⑶的变化有关。在施加屈服应力之前的无应力 状态下，在两个连续经过的周期中样本的应变由ε Ρ(Ν-1_εΡ(Ν)表示。在第Ν个周期ει(Ν)的 冷却至温度之后的应力受控程序和无应力恢复的情况下，形状恢复比率Rr量化材料记住其 永久形状的能力。为此目的，在第N个周期的程序步骤期间发生的应变的变化ει(Ν)_εΡ(Ν)与 由于SME而发生的应变变化ει(Ν)-εΡ(Ν_1)进行比较。
[0030] 如本文所使用的，形状固定比率可用来量化形状记忆聚合物固定导致临时形状的 变形(诸如拉伸）的能力。在一些实施例中，形状记忆聚合物可以具有约1〇〇 %至约1〇〇〇 %的 形状固定比率。在一些实施例中，形状固定比率可以是约100%至约900%，约100%至约 800%，约100%至约700%，约100%至约600%，约 100%至约500%，约100%至约400%，约 100%至约300%，约100%至约250%，约100至约200%，约100%至约150%，约150%至约 1000%，约200 % 至约 1000 %，约250 % 至约 1000 %，约300 % 至约 1000 %，约400 % 至约 1000%，或其组合。在一些实施例中，形状固定比率可以是约100%，约150%，约200%，约 250%，约300%，约400%，约500%，约600%，约700%，约800%，约900%，约1000%，或在这 些值中的任意值之间的范围。
[0031] 应变受控协议的形状固定比率是：&'(ΑΓ} 其中￡11是在周期性热机械实验 中卸载之后的固定应变，^是周期性热机械实验中的缺省应变，Ν是周期数，Rf是形状固定比 率。应力受控协议的形状固定比率是％(A〇 其中ει是冷却至温度TlOT之后的应变， ^是周期性热机械实验中的缺省应变，N是周期数，Rf是形状固定比率。在应变受控程序协议 中，Rf由第N个周期的拉力应力撤回后处于无应力状态下的应变￡110)和最大应变em之比给 出。在应力受控程序协议的情况下，R f由卸载之后的拉力应变^0)与在冷却至温度TlQW之后 σ = ση情况下的最大应变ει(Ν)之比。
[0032] 在一些实施例中，刺激可以包括温度升高、温度下降、紫外线(UV)光曝光、红外线 (IR)光曝光、磁场改变、pH变化、离子浓度变化、水浓度变化、电场变化或其组合。
[0033] 在一些实施例中，形状记忆聚合物可以经历光可逆反应以形成可逆化学交联，实 现形状变化以固定临时形状。在一些实施例中，光可逆刺激可以是合适波长的光，诸如紫外 线(UV)光或红外线（IR)光。光敏感基团可包括三苯基甲烷隐色衍生物，偶氮苯，或它们的组 合。例如，三苯基甲烷隐色衍生物可以通过具有至少约270nm的波长的UV光来刺激。偶氮苯 基可以由具有约为330nm至约380nm的波长的UV光来刺激，以实现反式-顺式过渡，或者由具 有至少约420nm的波长的UV光来刺激以实现顺式-反式过渡。图7示出了接枝聚合物网的光 诱导SME的分子机制（Behl等人，Shape Memory Polymers and Shape-Changing Polymers, Advances in Polymer Science,Vol.226,2010,pp. 1-40)。如图7A中所不，感光基（空心三 角形)共价连接到永久聚合物网（实心圆，永久交联），形成如图7B所示的光可逆交联(实心 菱形）。暂时形状的在图7C中所示的固定以及在图7D所示的恢复是通过合适的波长的UV光 辐照来实现的。在聚合物网中并入诸如分子开关的光敏基团可使实现光诱导的SMP的发展。 通过这种方式，可以通过任何温度效应来独立地诱发SME。代替升高样本的温度，不同波长 范围的光可用于临时形状的固定和永久形状的恢复。CA或肉桂乙酸(CAA)可用作分子级的 光敏分子开关，因为它们在被合适波长的光辐照时能够在[2+2]环加成反应中彼此形成共 价交联。当用不同的合适波长的光辐照这些键时，这些键可以再次分开。程序周期可以包括 使样本变形到最大应变^，此后用λ>260ηπι的UV光辐照，从而应变的聚合物链段可通过新生 成的共价键而固定在它们的展开构型。当用具有波长λ〈260的光辐照样本并且新形成的共 价键断开时，可以恢复永久形状。
[0034] 在一些实施例中，形状变化可以由磁场来诱发。在一些实施例中，磁纳米颗粒可以 添加到聚合物中。在一些实施例中，聚合物可以是聚醚聚氨酯基质。在一些实施例中，刺激 可以是交变磁场。在一些实施例中，交变磁场可以具有约150kHz至约400kHz的频率。在一些 实施例中，交变磁场可以具有约TkAnf 1至约SOkAnf1的磁场强度(H)，约lOkAnf1至约SOkAnf 1的 磁场强度，约15kAm-1至约30kAm-1的磁场强度，约20kAm- 1至约30kAm-1的磁场强度，约ΖδΙ?ΑπΓ1 至约SOkAnT1的磁场强度，或它们的组合。在一些实施例中，交变磁场的磁场强度可以是约 TkAnf1、约lOkAnf1、约KkAnf1、约SOkAnr 1、约、约SOkAnf1或在这些值中的任意两个值 之间的范围。不同强度和/或频率的磁场也可以在本公开的范围内使用。
[0035] 形状记忆聚合物可以涂有密封剂。在一些实施例中，当形状记忆聚合物经历形状 变化时，密封剂会破碎。在一些实施例中，作用剂可以被封装。在一些实施例中，密封剂可以 从淀粉，聚(脲-甲醛），氨基树脂，聚酰胺，聚氨酯，明胶，纤维素，聚乙酸乙烯酯，脲-间苯二 酚甲醛，或它们的组合中选出。
[0036] 形状记忆聚合物可以布置在亲水基质内。在一些实施例中，作用剂可以释放到亲 水基质中。在一些实施例中，在从形状记忆聚合物释放时，作用剂可以与亲水基质反应。在 一些实施例中，作用剂可以在放热过程中与亲水基质反应。在可选的实施例中，作用剂可以 在吸热过程中与亲水基质反应。
[0037] 在一些实施例中，亲水基质可以包括与水结合的聚合物。在一些实施例中，作用剂 释放到亲水聚合物基质中触发吸热或放热反应。在实施例中，聚合物可以是聚乙烯醇。在一 些实施例中，亲水基质可以形成包装的一部分。例如，亲水基质可以在形状类似花的示例性 的包装中形成一层'叶子'或花瓣。在一些实施例中，亲水基质可以包括羟丙基甲基纤维素 (HPMC)，羟丙基纤维素(HPC)，聚环氧 乙烷(ΡΕ0)，聚乙烯醇，或它们的组合。
[0038] -些实施例涉及制作包装的方法，该方法包括:将至少一个作用剂布置在形状记 忆聚合物内，其中形状记忆聚合物适于响应于刺激而释放作用剂。如上所述，作用剂可以猝 发释放方式或缓慢释放方式从形状记忆聚合物中释放出。在一些实施例中，该方法进一步 包括:将形状记忆聚合物围绕至少一个作用剂定形。在一些实施例中，形状记忆聚合物可以 围绕至少一个作用剂定形以形成胶囊。在一些实施例中，该方法进一步包括:用密封剂涂敷 形状记忆聚合物。在一些实施例中，密封剂可适于在形状记忆聚合物经历形状变化时破碎。 在一些实施例中，该方法进一步包括封装所述作用剂。该作用剂可以在布置于形状记忆聚 合物中之前被封装。在一些实施例中，该方法进一步包括:布置形状记忆聚合物以将作用剂 包封在亲水基质内，使得作用剂在从形状记忆聚合物中释放时与亲水基质反应，如上所述 的那样。
[0039] -些实施例涉及使用包装的方法，包括:提供包装，该包装具有布置在形状记忆聚 合物内的至少一个作用剂；以及提供使形状记忆聚合物变形的刺激。在施加所述刺激时，作 用剂可以从形状记忆聚合物中释放出。该方法可以进一步包括提供亲水基质，由此作用剂 在从形状记忆聚合物中释放出时与亲水基质反应。
[0040] 在一些实施例中，提供刺激可以包括:升温、降温、将所述包装暴露于紫外线(UV) 光、将所述包装暴露于红外线（IR)光、改变磁场、改变PH、改变离子浓度、改变水浓度、改变 电场或其组合。在一些实施例中，提供使形状记忆聚合物变形的刺激可以导致形状变化。
[0041 ] 示例
[0042] 示例1:冷却装饰性食物包装
[0043]制备食物包装，其中氯化钾布置在花蕾状的聚酯氨基甲酸乙酯基质内。在暴露于 20°C的目标温度时，花蕾突然打开而将氯化钾释放到具有羟丙基纤维素的亲水凝胶基质 中。期望氯化钾与羟丙基纤维素之间发生吸热反应来冷却食物。突然释放可以在购买和从 冰箱中移除之后发生。
[0044] 示例2:嗅觉温补食物包装
[0045]面食食物(pasta dish)被布置在双层塑料托盘中，该双层塑料托盘具有设置在两 个塑料层之间的、由交联的聚乙烯和聚乙烯/尼龙类6接枝共聚物构成的形状记忆聚合物。 由羟丙基纤维素构成的亲水基质设置在形状记忆聚合物上方的层中，硫酸钙、柠檬香茅芳 香剂、以及加压的二氧化碳胶囊设置在所述形状记忆聚合物的下方。在微波加热过程中，形 状记忆聚合物经历形状变化到一个临时形状，并且硫酸钙被释放到亲水基质中。硫酸钙和 羟基纤维素被希望发生放热反应以使食物保持温暖的温度。突发释放还释放出柠檬香茅的 香味，和由于加压的二氧化碳胶囊的释放而弹出（噼里啪啦）的噪声，以促进消费者的愉悦 的感官体验。
[0046] 示例3:热检测包装
[0047]硝酸铵布置在高抗冲聚苯乙烯中的包装用于食物的储存和运输。在储存和运输期 间，当达到40°C的目标温度时，吸热剂被释放到具有羟丙基甲基纤维素的亲水基质中，从而 冷却包装的内容物。高抗冲聚苯乙烯的形状变化也可通知接受者遭遇过度储存温度。
[0048] 示例4:加热食物包装
[0049] 制备硫酸镁布置在形状记忆聚合物中的食品包装。形状记忆聚合物包括偶氮苯。 如购买食物产品的过程中，通过将激光扫描器(红外线光）指向包装来释放硫酸镁。红外线 光将引起硫酸镁猝发释放到具有聚环氧乙烷的亲水凝胶基质中，并且硫酸镁和聚环氧乙烷 预期发生放热反应来加热食物。
[0050] 示例5:变色碗
[0051 ] -碗包括具有着色剂的螺旋盘绕聚酯氨基甲酸乙酯(polyesterurethane)，所述 着色剂用来指示热食物已经冷却到足以放心地吃。加热如汤的热食物之后，汤放置在碗，聚 酯氨基甲酸乙酯开始将着色剂释放到碗内的周边凝胶基质而使所述碗变色，指示何时汤足 够冷却来安全地喝。螺旋盘绕聚酯氨基甲酸乙酯释放着色剂的展开可在示例4进行说明。图 4A-4D示出了响应于温度升高的聚酯氨基甲酸乙酯（聚(e-己内酯)二甲基丙烯酸酯)从螺旋 结构到临时大致直的结构的热致过渡（Behl等，31^。6]\^111〇^?〇171116^311(13113卩6-Changing Polymers，Advances in Polymer Science,￥〇1.226,2010，卩卩.1_40)。图4厶描绘 了呈螺丝锥状螺旋形状的形状记忆聚合物，当暴露于刺激时，该形状记忆聚合物如图4B所 示缓慢地展开。图4C是弯曲管状，描绘了如图4D所示展开而形成直的、固定的管状形状的形 状记忆聚合物变形的进一步阶段。
[0052]在聚酯氨基甲酸乙酯中，聚酯切换链段，如聚（e_己内酯）二甲基丙烯酸酯的临时 固定，可以引起形状变化;而聚氨酯提供硬链段。低聚(e_己内酯)链段是切换链段。转变温 度Ttrans是低聚(e-己内酯)链段的熔化温度1"。弹性是由软的、无定形聚(二甲基)结构域提 供。第二临时形状由外部应力施加给聚合物，引起聚合物的变形。临时形状保持，直至成型 体暴露于适当的刺激，诱导原始形状的恢复。
[0053] 示例6:热检测包装
[0054] 图5A-5C示出了形状记忆聚合物从临时棒状热致过渡到永久螺丝锥状螺旋(Behl 等，Shape Memory Polymers and Shape-Changing Polymers, Advances in Polymer Science，Vol. 226,2010，pp. 1-40)。图5A示出了形状记忆聚合物处于其临时棒状的形状，其 在暴露于温度的上升时，如图5B所示，开始向内卷曲，如在图5C中看到的，产生了永久螺丝 锥形状。恢复过程在60°C下用了 35秒。随着形状记忆聚合物向内卷曲，吸热剂被释放到具有 羟丙基甲基纤维素的亲水性基质中，从而冷却包装的内容物。形状记忆聚合物的形状变化 也可通知接受者遭遇过度储存温度。
[0055] 示例6:磁感应包装
[0056]图9A-9E示出了由脂肪族聚醚聚氨酯（TFX)和10%重量的磁性纳米颗粒构成的复 合物的螺丝锥状螺旋的磁感应开卷(Behl等，Soft Matter,Actively Moving Polymers, 2007，3:58-67) jehl公开了在交变磁场中热诱导形状记忆效应的远程致动在形状记忆热 塑性塑料和磁性纳米颗粒的复合物中实现。在Behl中，纳米颗粒在交变磁场中（f = 258kHz， H=30kA m21)的感应加热升高了样本的温度。热塑性材料由任一可生物降解的多段共聚物 (PDC)，与作为硬链段的聚(对-二恶烷酮)和作为切换链段的聚（e-己内酯）组成，或由来自 甲基双(P-环己基异氰酸酯）、丁二醇和四氢呋喃的脂肪族聚醚聚氨酯(TFX)组成。在二氧化 硅基质中的铁(III)氧化物磁芯的磁纳米颗粒被并入在两种聚合物中。虽然TFX具有非晶切 换相，但是roc具有可结晶的切换链段。形状记忆作用可在两个样本中通过暴露于交变磁场 而被触发。间接加热样本的R r值相当于环境温度已经升高的样本。随着复合物开卷，放热剂 被释放到具有羟丙基甲基纤维素的亲水基质中，从而加热包装的内容物。
[0057] 示例8:带有增强香味的汤包装
[0058] 汤容器包括涂覆在容器内侧的挤出成型的马铃薯淀粉。随着汤被加热，挤出成型 的马铃薯淀粉卷曲并从容器的壁剥离，露出并且释放位于淀粉涂层下方的精油，增强汤的 香气。图6示出了挤出成型的马铃薯淀粉从螺旋形到平坦形状的形状变化特性（Sjong， Chaunier,L.,Lourdin,S.,The shape memory of starch,Starch/Starke 61(2009)116-118)。可食的聚合物在初始温度下以螺旋形状开始，并且在温度升高之后经过温度下降的 循环而返回其初始温度。温度变化导致可食聚合物在循环完成之后从螺旋形状切换成平坦 形状。当经过另一温度变化循环时，可食聚合物从平坦形状切换返回到螺旋形状。
[0059] 本公开不限于本文所描述的特定实施例，这些实施例意在各方面的示例。在不偏 离其精神和范围的情况下能够做出多种改进和变型，这对于本领域技术人员而言是显而易 见的。通过前面的说明，除了本文所列举的那些之外，在本公开的范围内的功能上等同的方 法和装置对于本领域技术人员而言将是显而易见的。旨在使这些改进和变型落在所附权利 要求书的范围内。本公开仅受所附权利要求书以及这些权利要求所给予权利的等同方案的 整个范围所限制。应当理解的是，本公开不限于特定的方法、试剂、化合物组成或生物系统， 当然这些会变化。还应理解的是，本文所使用的术语是仅仅是为了描述特定实施例的目的， 而不意在限制。
[0060] 关于本文中基本上任何复数和/或单数术语的使用，本领域技术人员能够根据上 下文和/或应用适当地从复数变换成单数和/或从单数变换成复数。为了清晰的目的，本文 中明确地阐明了各单数/复数的置换。
[0061]本领域技术人员将理解，一般地，本文所使用的术语，尤其是随附权利要求(例如， 随附权利要求的主体）中所使用的术语，通常意在为"开放式"术语(例如，术语"包括"应当 解释为"包括但不限于"，术语"具有"应解释为"至少具有"，术语"包含"应解释为"包含但不 限于"，等等）。本领域技术人员还理解，如果意图表达引导性权利要求记述项的具体数量， 该意图将明确地记述在权利要求中，并且在不存在这种记述的情况下，不存在这样的意图。 例如，为辅助理解，下面的随附权利要求可能包含了引导性短语"至少一个"和"一个或多 个"的使用以引导权利要求记述项。然而，这种短语的使用不应解释为暗指不定冠词"一"或 "一个"引导权利要求记述项将包含该所引导的权利要求记述项的任何特定权利要求局限 于仅包含一个该记述项的实施例，即使当同一权利要求包括了引导性短语"一个或多个"或 "至少一个"以及诸如"一"或"一个"的不定冠词（例如，"一"和/或"一个"应当解释为表示 "至少一个"或"一个或多个"）；这同样适用于对于用于 引导权利要求记述项的定冠词的使 用。另外，即使明确地记述了被引导的权利要求记述项的具体数量，本领域技术人员将理解 到这些记述项应当解释为至少表示所记述的数量(例如，没有其它修饰语的裸记述"两个记 述项"表示至少两个记述项或两个以上的记述项）。此外，在使用类似于"A、B和C等中的至少 一个"的惯用法的那些实例中，通常这样的构造旨在表达本领域技术人员理解该惯用法的 含义(例如，"具有A、B和C中的至少一个的系统"将包括但不限于仅具有A、仅具有B、仅具有 C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B和C等等的系统）。在使用类似于"A、B或C等 中的至少一个"的惯用法的那些实例中，通常这样的构造旨在表达本领域技术人员理解该 惯用法的含义(例如，"具有A、B或C中的至少一个的系统"将包括但不限于仅具有A、仅具有 B、仅具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B和C等等的系统）。本领域技术人 员将进一步理解，呈现两个以上可选项的几乎任何分离词和/或短语，无论是在说明书、权 利要求或附图中，都应理解为设想包括一项、任一项或两项的可能性。例如，术语"A或B"将 理解为包括"A"或"B"或"A和B"的可能性。
[0062]另外，在根据马库什组(Markush group)描述本公开的特征或方案的情况下，本领 域技术人员将理解的是本公开也因此以马库什组的任何独立成员或成员的子组来描述。 [0063]本领域技术人员将理解的是，为了任何以及全部的目的，诸如在提供所撰写的说 明书方面，本文所公开的全部范围也涵盖了任何和全部的可能的子范围及其子范围的组 合。能够容易地认识到任何所列范围都充分地描述了同一范围并且使同一范围分解成至少 均等的一半、三分之一、四分之一、五分之一、十分之一等等。作为非限制示例，本文所论述 的每个范围能够容易地分解成下三分之一、中三分之一和上三分之一，等等。本领域技术人 员还将理解的是，诸如"多达"、"至少"等所有的语言包括所记述的数量并且是指如上文所 论述的随后能够分解成子范围的范围。最后，本领域技术人员将理解的是，范围包括每个独 立的成员。因此，例如，具有1-3个单元的组是指具有1个、2个或3个单元的组。类似地，具有 1-5个单元的组是指具有1个、2个、3个、4个、或5个单元的组，等等。
[0064] 通过前面的论述，将理解到本文已经为了示例的目的描述了本公开的各实施例， 并且可以在不偏离本公开的范围和精神的情况下进行各种改进。因此，本文所公开的各个 实施例不意在限制，真正的范围和精神是通过随附的权利要求表示的。
【主权项】
1. 一种包装，包括： 布置在形状记忆聚合物内的至少一个作用剂，其中所述形状记忆聚合物适于响应于刺 激而释放所述作用剂。2. 如权利要求1所述的包装，其中所述作用剂以猝发释放方式从所述形状记忆聚合物 中释放出。3. 如权利要求错误！未找到引用源所述的包装，其中所述作用剂包括冷却剂、芳香剂、 加热剂、可视指示剂或辅助物、抗菌剂、药物、药剂、噪声形成剂或其组合。4. 如权利要求错误!未找到引用源所述的包装，其中所述作用剂包括在溶解于水中时 能够发生放热反应的盐、在溶解于水中时能够发生吸热反应的盐、精油、加压二氧化碳或其 组合。5. 如权利要求错误!未找到引用源所述的包装，其中所述作用剂包括在溶解于水中时 能够发生吸热反应的盐，所述盐从如下选出：硝酸铵、氯化锂、氯化钾、亚硝酸铵、硫氰酸钾、 硫氰酸铵、碘化钾、氯化铵、亚硝酸钠、硝酸钠、醋酸钠、碳酸钠、氯化钠、硫酸钠、硫代硫酸 钠、磷酸钠、尿素、木糖醇、山梨醇、甘油、唾液淀粉酶、脂肪酶、麦芽糖醇、蔗糖、葡萄糖、甘露 糖、糖、碳水化合物及其组合。6. 如权利要求错误!未找到引用源所述的包装，其中所述作用剂包括在溶解于水中时 能够发生放热反应的盐，所述盐从如下中选出：氯化锂、氯化镁、碳酸钾、硫酸镁、硫酸钙、氯 化钙、氧化钙、氯化铝、硫酸铝、硫酸铝钾、及其组合。7. 如权利要求错误!未找到引用源所述的包装，其中所述作用剂包括从如下选出的精 油:琼脂油、香旱芹油，当归根油，大茴香油，阿魏，香脂油，罗勒油，月桂油，香柠檬油，黑胡 椒精油，布枯油，桦树油，樟脑，大麻花精油，葛缕子油，小豆蔻籽油，胡萝卜籽油，雪松油，甘 菊油，菖蒲根，肉桂油，岩蔷薇油，香茅油，鼠尾草油，丁香油，芫荽油，咖啡，芫荽，艾菊油，木 香，蔓越莓籽油，荜澄茄，枯茗油，柏树，干膜莎草，咖喱叶，印蒿油，莳萝油，土木香，桉树油， 小茴香子油，胡芦巴油，冷杉，乳香油，高良姜，白松香，天竺葵油，姜油，秋麒麟草，葡萄柚 油，指甲花油，蜡菊，柠檬烯，山核桃油，辣根油，牛膝草，爱达荷州艾菊，茉莉油，杜松子油， 薰衣草油，柠檬油，柠檬香茅，青柠，山苍子油，柑橘，马郁兰，白千层，茶树油，蜜蜂花油，薄 荷油，山香薄荷，芥子油，艾蒿油，没药油，桃金娘，印楝油，橙花，肉豆蔻，橙油，牛至油，鸢尾 油，帕洛圣，欧芹油，广藿香油，紫苏精油，海地油，椒薄荷油，橙叶，松油，罗文沙叶，铅笔柏， 罗马甘菊，玫瑰油，玫瑰果油，迷迭香油，玫瑰木油，鼠尾草油，黄樟油，香薄荷油，檀香油，五 味子油，绿薄荷油，甘松，云杉，八角油，红橘，龙蒿油，百里香油，铁杉，郁金，缬草，香根草 油，ω -3油，亚麻籽油，鱼油，牛油，桐油，香蕉油，西部铅笔柏，冬青，蓍草油，依兰，莪术、及 其任意组合。8. 如权利要求错误!未找到引用源所述的包装，其中所述形状记忆聚合物包括肉桂酸， 淀粉，聚醚聚氨酯基质，三苯甲烷无色衍生物，偶氮苯，生物聚合物，聚(2-甲基-2-恶唑啉）， 聚(倍半硅氧烷），高冲击性聚苯乙烯，交联的聚乙烯和聚乙烯/尼龙6接枝共聚物，反式聚异 戊二烯，交联的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，苯乙烯基聚合物，丙烯酸酯基聚合物，聚降冰片 烯，交联的聚环辛烯，环氧基聚合物，硫代烯基聚合物，嵌段聚氨酯，嵌段聚氨酯离聚物，聚 (3-羟基链烷酸酯），包含十二烷二酸或癸二酸单体和胆汁酸基聚酯的共聚物、或其组合。9. 如权利要求错误！未找到引用源所述的包装，其中所述形状记忆聚合物包括可食聚 合物。10. 如权利要求错误！未找到引用源所述的包装，其中所述形状记忆聚合物具有约 100%至约1000%的形状恢复比率。11. 如权利要求错误!未找到引用源所述的包装，其中所述刺激包括温度升高、温度下 降、紫外线(UV)光曝光、红外线（IR)光曝光、磁场改变、pH变化、离子浓度变化、水浓度变化、 电场变化或其组合。12. 如权利要求错误！未找到引用源所述的包装，其中所述形状记忆聚合物适于响应于 所述刺激而经历形状变化以释放所述作用剂。13. 如权利要求12所述的包装，其中所述形状变化是可逆的。14. 如权利要求12所述的包装，其中所述形状变化从平坦形状到卷曲形状。15. 如权利要求12所述的包装，其中所述形状变化从管状形状到螺旋形状。16. 如权利要求12所述的包装，其中所述形状变化从卷曲形状到平坦形状。17. 如权利要求12所述的包装，其中所述形状变化从螺旋形状到管状形状。18. 如权利要求12所述的包装，其中所述形状变化是响应于所述刺激从闭合构造到打 开构造。19. 如权利要求12所述的包装，其中所述形状变化是所述形状记忆聚合物的收缩。20. 如权利要求12所述的包装，其中所述形状变化是所述形状记忆聚合物的至少部分 的破裂。21. 如权利要求12所述的包装，其中所述形状变化使得包含所述作用剂的胶囊破裂，所 述胶囊由所述形状记忆聚合物形成。22. 如权利要求错误！未找到引用源所述的包装，其中所述形状记忆聚合物涂有密封 剂。23. 如权利要求22所述的包装，其中当所述形状记忆聚合物经历形状变化时，所述密封 剂破碎。24. 如权利要求22所述的包装，其中所述密封剂包括淀粉，聚(脲-甲醛），氨基树脂，聚 酰胺，聚氨酯，明胶，纤维素，聚乙酸乙烯酯，脲-间苯二酚甲醛、或其组合。25. 如权利要求错误!未找到引用源所述的包装，其中所述作用剂被封装。26. 如权利要求1所述的包装，其中所述形状记忆聚合物布置在亲水基质内，由此所述 作用剂在从所述形状记忆聚合物中释放出时与所述亲水基质反应。27. 如权利要求26所述的包装，其中所述作用剂在放热过程中与所述亲水基质反应。28. 如权利要求26所述的包装，其中所述作用剂在吸热过程中与所述亲水基质反应。29. 如权利要求1所述的包装，构造为保存食物或饮料。30. -种制作包装的方法，所述方法包括： 将至少一个作用剂布置在形状记忆聚合物内，其中所述形状记忆聚合物适于响应于刺 激而释放所述作用剂。31. 如权利要求30所述的方法，其中所述作用剂以猝发释放方式从所述形状记忆聚合 物中释放。32. 如权利要求30所述的方法，其中所述作用剂包括冷却剂、芳香剂、加热剂、可视指示 剂或可视辅助物、抗菌剂、药物、药剂、噪声形成剂或其组合。33. 如权利要求30所述的方法，其中所述作用剂包括在溶解于水中时能够发生放热反 应的盐、在溶解于水中时能够发生吸热反应的盐、精油、加压二氧化碳或其组合。34. 如权利要求30所述的方法，其中所述作用剂包括在溶解于水中时能够发生放热反 应的盐，所述盐从如下中选出：氯化锂、氯化镁、碳酸钾、硫酸镁、硫酸钙、氯化钙、氧化钙、氯 化铝、硫酸铝、硫酸铝钾、及其组合。35. 如权利要求30所述的方法，其中所述作用剂包括在溶解于水中时能够发生吸热反 应的盐，所述盐从如下选出：硝酸铵、氯化钾、亚硝酸铵、硫氰酸钾、硫氰酸铵、碘化钾、氯化 铵、氯化钠、亚硝酸钠、硝酸钠、醋酸钠、碳酸钠、硫酸钠、硫代硫酸钠、磷酸钠、尿素、木糖醇、 山梨醇、甘油、唾液淀粉酶、脂肪酶、麦芽糖醇、蔗糖、葡萄糖、甘露糖、糖、碳水化合物及其组 合。36. 如权利要求30所述的方法，其中所述作用剂包括从如下选出的精油：琼脂油、香旱 芹油，当归根油，大茴香油，阿魏，香脂油，罗勒油，月桂油，香柠檬油，黑胡椒精油，布枯油， 桦树油，樟脑，大麻花精油，葛缕子油，小豆蔻籽油，胡萝卜籽油，雪松油，甘菊油，菖蒲根，肉 桂油，岩蔷薇油，香茅油，鼠尾草油，丁香油，芫荽油，咖啡，芫荽，艾菊油，木香，蔓越莓籽油， 荜澄茄，枯茗油，柏树，干膜莎草，咖喱叶，印蒿油，莳萝油，土木香，桉树油，小茴香子油，胡 芦巴油，冷杉，乳香油，高良姜，白 松香，天竺葵油，姜油，秋麒麟草，葡萄柚油，指甲花油，蜡 菊，柠檬烯，山核桃油，辣根油，牛膝草，爱达荷州艾菊，茉莉油，杜松子油，薰衣草油，柠檬 油，柠檬香茅，青柠，山苍子油，柑橘，马郁兰，白千层，茶树油，蜜蜂花油，薄荷油，山香薄荷， 芥子油，艾蒿油，没药油，桃金娘，印楝油，橙花，肉豆蔻，橙油，牛至油，鸢尾油，帕洛圣，欧芹 油，广藿香油，紫苏精油，海地油，椒薄荷油，橙叶，松油，罗文沙叶，铅笔柏，罗马甘菊，玫瑰 油，玫瑰果油，迷迭香油，玫瑰木油，鼠尾草油，黄樟油，香薄荷油，檀香油，五味子油，绿薄荷 油，甘松，云杉，八角油，红橘，龙蒿油，百里香油，铁杉，郁金，缬草，香根草油，ω -3油，亚麻 籽油，鱼油，牛油，桐油，香蕉油，西部铅笔柏，冬青，蓍草油，依兰，莪术、及其任意组合。37. 如权利要求30所述的方法，其中所述形状记忆聚合物包括肉桂酸，淀粉，聚醚聚氨 酯基质，三苯甲烷无色衍生物，偶氮苯，生物聚合物，聚（2-甲基-2-恶唑啉），聚（倍半硅氧 烷），高冲击性聚苯乙烯，交联的聚乙烯和聚乙烯/尼龙6接枝共聚物，反式聚异戊二烯，交联 的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，苯乙烯基聚合物，丙烯酸酯基聚合物，聚降冰片烯，交联的聚环 辛烯，环氧基聚合物，硫代烯基聚合物，嵌段聚氨酯，嵌段聚氨酯离聚物，聚(3-羟基链烷酸 酯），包含十二烷二酸或癸二酸单体和胆汁酸基聚酯的共聚物、或其组合。38. 如权利要求30所述的方法，其中所述形状记忆聚合物包括可食聚合物。39. 如权利要求30所述的方法，其中所述形状记忆聚合物具有约100 %至约1000 %的形 状恢复比率。40. 如权利要求30所述的方法，其中所述刺激包括温度升高、温度下降、紫外线(UV)光 曝光、红外线（IR)光曝光、磁场改变、pH变化、离子浓度变化、水浓度变化、电场变化或其组 合。41. 如权利要求30所述的方法，其中所述形状记忆聚合物适于响应于所述刺激而经历 形状变化以释放所述作用剂。42. 如权利要求41所述的方法，其中所述形状变化是可逆的。43. 如权利要求41所述的方法，其中所述形状变化从平坦形状到卷曲形状。44. 如权利要求41所述的方法，其中所述形状变化从管状形状到螺旋形状。45. 如权利要求41所述的方法，其中所述形状变化从卷曲形状到平坦形状。46. 如权利要求41所述的方法，其中所述形状变化从螺旋形状到管状形状。47. 如权利要求41所述的方法，其中所述形状变化是响应于所述刺激从闭合构造到打 开构造。48. 如权利要求41所述的方法，其中所述形状变化是所述形状记忆聚合物的收缩。49. 如权利要求41所述的方法，其中所述形状变化是所述形状记忆聚合物的至少部分 的破裂。50. 如权利要求41所述的方法，其中所述形状变化使得包含所述作用剂的胶囊破裂，所 述胶囊由所述形状记忆聚合物形成。51. 如权利要求30所述的方法，其中所述形状记忆聚合物涂有密封剂。52. 如权利要求51所述的方法，其中当所述形状记忆聚合物经历形状变化时，所述密封 剂破碎。53. 如权利要求51所述的方法，其中所述密封剂包括淀粉，聚(脲-甲醛），氨基树脂，聚 酰胺，聚氨酯，明胶，纤维素，聚乙酸乙烯酯，脲-间苯二酚甲醛、或其组合。54. 如权利要求30所述的方法，其中所述作用剂被封装。55. 如权利要求30所述的方法，其中所述形状记忆聚合物布置在亲水基质内，由此所述 作用剂在从所述形状记忆聚合物中释放出时与所述亲水基质反应。56. 如权利要求55所述的方法，其中所述作用剂在放热过程中与所述亲水基质反应。57. 如权利要求55所述的方法，其中所述作用剂在吸热过程中与所述亲水基质反应。58. 如权利要求30所述的方法，其中所述包装构造为保存食物或饮料。59. -种使用包装的方法，所述方法包括： 提供包装，所述包装包括布置在形状记忆聚合物内的至少一个作用剂；以及 提供使所述形状记忆聚合物变形的刺激，由此所述作用剂从所述形状记忆聚合物中释 放出。60. 如权利要求59所述的方法，其中所述作用剂以猝发释放方式从所述形状记忆聚合 物中释放出。61. 如权利要求59所述的方法，进一步包括提供亲水基质，由此所述作用剂在从所述形 状记忆聚合物中释放出时与所述亲水基质反应。62. 如权利要求61所述的方法，其中所述作用剂在放热过程中与所述亲水基质反应。63. 如权利要求61所述的方法，其中所述作用剂在吸热过程中与所述亲水基质反应。64. 如权利要求59所述的方法，其中所述作用剂包括冷却剂、芳香剂、加热剂、可视指示 剂或辅助物、抗菌剂、药物、药剂、噪声形成剂或其组合。65. 如权利要求59所述的方法，其中所述作用剂包括在溶解于水中时能够发生放热反 应的盐、在溶解于水中时能够发生吸热反应的盐、精油、加压二氧化碳或其组合。66. 如权利要求59所述的方法，其中所述作用剂包括在溶解于水中时能够发生放热反 应的盐，所述盐从如下中选出：氯化锂、氯化镁、碳酸钾、硫酸镁、硫酸钙、氯化钙、氧化钙、氯 化铝、硫酸铝、硫酸铝钾、及其组合。67. 如权利要求59所述的方法，其中所述作用剂包括在溶解于水中时能够发生吸热反 应的盐，所述盐从如下选出：硝酸铵、氯化钾、亚硝酸铵、硫氰酸钾、硫氰酸铵、碘化钾、氯化 铵、氯化钠、亚硝酸钠、硝酸钠、醋酸钠、碳酸钠、硫酸钠、硫代硫酸钠、磷酸钠、尿素、木糖醇、 山梨醇、甘油、唾液淀粉酶、脂肪酶、麦芽糖醇、蔗糖、葡萄糖、甘露糖、糖、碳水化合物及其组 合。68. 如权利要求59所述的方法，其中所述作用剂包括从如下选出的精油：琼脂油、香旱 芹油，当归根油，大茴香油，阿魏，香脂油，罗勒油，月桂油，香柠檬油，黑胡椒精油，布枯油， 桦树油，樟脑，大麻花精油，葛缕子油，小豆蔻籽油，胡萝卜籽油，雪松油，甘菊油，菖蒲根，肉 桂油，岩蔷薇油，香茅油，鼠尾草油，丁香油，芫荽油，咖啡，芫荽，艾菊油，木香，蔓越莓籽油， 荜澄茄，枯茗油，柏树，干膜莎草，咖喱叶，印蒿油，莳萝油，土木香，桉树油，小茴香子油，胡 芦巴油，冷杉，乳香油，高良姜，白松香，天竺葵油，姜油，秋麒麟草，葡萄柚油，指甲花油，蜡 菊，柠檬烯，山核桃油，辣根油，牛膝草，爱达荷州艾菊，茉莉油，杜松子油，薰衣草油，柠檬 油，柠檬香茅，青柠，山苍子油，柑橘，马郁兰，白千层，茶树油，蜜蜂花油，薄荷油，山香薄荷， 芥子油，艾蒿油，没药油，桃金娘，印楝油，橙花，肉豆蔻，橙油，牛至油，鸢尾油，帕洛圣，欧芹 油，广藿香油，紫苏精油，海地油，椒薄荷油，橙叶，松油，罗文沙叶，铅笔柏，罗马甘菊，玫瑰 油，玫瑰果油，迷迭香油，玫瑰木油，鼠尾草油，黄樟油，香薄荷油，檀香油，五味子油，绿薄荷 油，甘松，云杉，八角油，红橘，龙蒿油，百里香油，铁杉，郁金，缬草，香根草油，ω -3油，亚麻 籽油，鱼油，牛油，桐油，香蕉油，西部铅笔柏，冬青，蓍草油，依兰，莪术、及其任意组合。69. 如权利要求59所述的方法，其中所述形状记忆聚合物包括肉桂酸，淀粉，聚醚聚氨 酯基质，三苯甲烷无色衍生物，偶氮苯，生物聚合物，聚（2-甲基-2-恶唑啉），聚（倍半硅氧 烷），高冲击性聚苯乙烯，交联聚乙烯和聚乙烯/尼龙6的接枝共聚物，反式聚异戊二烯，交联 的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，苯乙烯基聚合物，丙烯酸酯基聚合物，聚降冰片烯，交联的聚环 辛烯，环氧基聚合物，硫代烯基聚合物，嵌段聚氨酯，嵌段聚氨酯离聚物，聚(3-羟基链烷酸 酯），包含十二烷二酸或癸二酸单体和胆汁酸基聚酯的共聚物、或其组合。70. 如权利要求59所述的方法，其中所述形状记忆聚合物包括可食聚合物。71. 如权利要求59所述的方法，其中所述形状记忆聚合物具有约100 %至约1000 %的形 状恢复比率。72. 如权利要求59所述的方法，其中提供刺激包括升温、降温、将所述包装暴露于紫外 线(UV)光、将所述包装暴露于红外线（IR)光、改变磁场、改变pH、改变离子浓度、改变水浓 度、改变电场或其组合。73. 如权利要求59所述的方法，其中提供刺激以使所述形状记忆聚合物变形，导致形状 变化。74. 如权利要求73所述的方法，其中所述形状变化是可逆的。75. 如权利要求73所述的方法，其中所述形状变化从平坦形状到卷曲形状。76. 如权利要求73所述的方法，其中所述形状变化从管状形状到螺旋形状。77. 如权利要求73所述的方法，其中所述形状变化从卷曲形状到平坦形状。78. 如权利要求73所述的方法，其中所述形状变化从螺旋形状到管状形状。79. 如权利要求73所述的方法，其中所述形状变化是响应于所述刺激从闭合构造到打 开构造。80. 如权利要求73所述的方法，其中所述形状变化是所述形状记忆聚合物的收缩。81. 如权利要求73所述的方法，其中所述形状变化是所述形状记忆聚合物的至少部分 的破裂。82. 如权利要求73所述的方法，其中所述形状变化使得包含所述作用剂的胶囊破裂，所 述胶囊由所述形状记忆聚合物形成。83. 如权利要求59所述的方法，其中所述形状记忆聚合物涂有密封剂。84. 如权利要求83所述的方法，其中当所述形状记忆聚合物经历形状变化时，所述密封 剂破碎。85. 如权利要求83所述的方法，其中所述密封剂包括淀粉，聚(脲-甲醛），氨基树脂，聚 酰胺，聚氨酯，明胶，纤维素，聚乙酸乙烯酯，脲-间苯二酚甲醛、或其组合。86. 如权利要求59所述的方法，其中所述作用剂被封装。87. 如权利要求59所述的方法，其中所述包装构造为保存食物或饮料。
【专利摘要】本申请公开了食物包装以及制造和使用该包装的方法。具有至少一个作用剂的食物包装可以布置在形状记忆聚合物内，该形状记忆聚合物适于响应于刺激而释放作用剂。该包装可用来例如检测运输或储存期间的环境条件，保持食物的温度以维持食物质量，或者为顾客提供令人愉悦的感官体验。
【IPC分类】B29C61/02, B29C61/00, B29C61/04
【公开号】CN105555504
【申请号】CN201380078825
【发明人】A·宋, M·K·玛尼昂, 其他发明人请求不公开姓名
【申请人】英派尔科技开发有限公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2013年7月23日
【公告号】US20160159551, WO2015012803A1
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