CN101492555B - 一种抗菌自洁耐低温聚烯烃包装薄膜的制备方法 - Google Patents

一种抗菌自洁耐低温聚烯烃包装薄膜的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及了一种抗菌自洁耐低温聚烯烃包装薄膜的制备方法，该方法以均聚聚丙烯、m-LLDPE、EVA为基本原料，添加复合抗菌剂母粒、抗粘连剂母粒，通过搅拌混合、三层共挤成型工艺加工而成。其中表层配方比例：均聚聚丙烯90～94重量份，复合抗菌剂母粒5～8重量份，抗粘连剂母粒1～2重量份；中间夹层配方比例：m-LLDPE 85～90重量份，EVA 10～15重量份；薄膜表层厚度为10～12μm，中间夹层厚度为20～30μm。采用本方法制备的薄膜，具有光洁废好、透光率高、爽滑性好、热封强度高、成本适中等特点，特别具有优异的抗菌自洁和耐低温功能，适用于食品的抗菌保鲜包装以及低温保鲜储存。

Description

一种抗菌自洁耐低温聚烯烃包装薄膜的制备方法
技术领域
本发明涉及功能性塑料薄膜的制备方法，具体的说是一种抗菌自洁耐低温聚烯烃包装薄膜的制备方法。
背景技术
随着塑料包装行业的快速发展，流延聚丙烯(CPP)薄膜和双向拉伸聚丙烯(BOPP)薄膜已广泛用于食品、糖果、蛋糕、面包、饼干、冷冻面食、航空食品、茶叶、药品、卫生用品、文具等包装。近年来，随着人们生活水平的不断提高，以及对食品卫生安全的日益重视，越来越多地对食品包装材料的卫生自洁功能提出了更高的要求。由于食品富含糖份、蛋白质、淀粉等营养成分，通常的保存温度和湿度条件又比较适合微生物生长，因此，食品包装薄膜表面一旦沾染微生物，在食品的生产包装、运输、储存过程中易发生“二次污染”和“交叉感染”，引起食品变质，严重影响食品的质量和卫生安全。再者，普通CPP和BOPP薄膜耐低温性能较差，用于一些食品的低温保鲜储存以及北方寒冷地区食品包装使用过程中，时常出现脆裂现象，限制了应用领域。
近年来，国内外一些研究单位致力于开发抗菌包装薄膜生产技术，主要有：①以分子组装抗菌母料10％，抗粘连母料2％，聚丙烯树脂88％，于德国Brueckner双向拉伸聚丙烯成型设备上以平膜法制备抗菌BOPP薄膜，其抑菌率达到99.9％；②将纳米二氧化钛、纳米氧化锆添加到聚乙烯中，制成含纳米抗菌剂的抗菌薄膜；上述两种方法在抗菌抑菌方面具有优良的效果，但由于成本较高，耐低温性能未得到改善，制约了产品的推广应用范围。因此，研究开发具有抗菌自洁耐低温功能、成本适中的食品包装薄膜，已引起研究人员的关注。检索大量的专利文献和公开发表的研究论文，尚未见采用均聚聚丙烯、茂金属线性低密度聚乙烯(m-LLDPE)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)为基本原料，添加复合抗菌剂母粒、抗粘连剂母粒，通过三层共挤成型工艺制成抗菌自洁耐低温聚烯烃包装薄膜的报道。
发明内容
为了克服目前普通CPP薄膜和BOPP薄膜存在着抗菌自洁和耐低温功能差，抗菌BOPP薄膜成本较高的缺陷，本发明提供了一种以均聚聚丙烯、茂金属线性低密度聚乙烯(m-LLDPE)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)为基本原料，添加复合抗菌剂母粒、抗粘连剂母粒，通过搅拌混合、三层共挤成型工艺加工而成具有“表层-中间夹层-表层”三层复合结构的抗菌自洁耐低温聚烯烃包装薄膜的制备方法；所制备的薄膜表层为均聚聚丙烯、复合抗菌剂母粒、抗粘连剂母粒组成，厚度为10～12μm，所制备的薄膜中间夹层为m-LLDPE、EVA组成，厚度为20～30μm。
采用本方法制备的薄膜，具有光洁度好、透光率高、爽滑性好、热封强度高、成本适中等特点，特别具有优异的抗菌自洁和耐低温功能，适用于食品的抗菌保鲜包装以及低温保鲜储存。
为了实现本发明目的所采用的技术方案是：
材料
熔体流动速率为3.2g/10min的均聚聚丙烯，熔体流动速率为3.4g/10min的茂金属线性低密度聚乙烯(m-LLDPE)，乙酸乙烯酯质量分数为15％的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)，复合抗菌剂母粒，抗粘连剂母粒。
配方
表层：均聚聚丙烯90～94重量份，复合抗菌剂母粒5～8重量份，抗粘连剂母粒1～2重量份。
中间夹层：茂金属线性低密度聚乙烯(m-LLDPE)85～90重量份，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)10～15重量份。
制备方法
将均聚聚丙烯、复合抗菌剂母粒、抗粘连剂母粒计量后置于搅拌机中进行搅拌，控制搅拌机转速60r/min，温度100±1℃，搅拌混合12min后，等量置于三层共挤成型机组的1#、3#表层挤出机料斗中；将m-LLDPE、EVA计量后置于搅拌机中进行搅拌，控制搅拌机转速60r/min，温度100±1℃，搅拌混合10min后，置于三层共挤成型机组的2#中间夹层挤出机料斗中；控制三层共挤成型机组的1#、3#表层挤出机料筒温度：I区178～183℃，II区183～188℃，III区188～192℃，IV区192～195℃，V区193～195℃；控制2#中间夹层挤出机组料筒温度：I区172～177℃，II区177～182℃，III区182～187℃，IV区187～192℃，V区190～193℃；控制连接法兰温度192～195℃，模头温度190～193℃；同步启动1#、2#、3#挤出机，进行共挤、下吹、淋膜，制成具有“表层-中间夹层-表层”三层复合结构的抗菌自洁耐低温聚烯烃包装薄膜。
本发明所述的复合抗菌剂母粒中各组份配比为：银含量为4.2％质量分数的载银沸石8重量份，纯度为99.9％质量分数的氧化锆12重量份，均聚聚丙烯78重量份，硬脂酸单甘油酯0.8重量份，聚丙烯蜡1.2重量份。
本发明所述的抗粘连剂母粒中各组份配比为：粒径1～3μm的二氧化硅65重量份，EVA 31重量份，硼酸酯偶联剂1.5重量份，氧化聚乙烯2.5重量份。
本发明的有益效果是：①采用载银沸石、氧化锆复合为抗菌剂，将银离子的杀细菌活性和氧化锆的抗菌活性结合起来，产生协同效应，提高抗菌率；②设计表层和中间夹层不同配方组成，薄膜表层为均聚聚丙烯、复合抗菌剂母粒、抗粘连剂母粒组成，厚度为10～12μm，使抗菌剂有效成分集中在薄膜表层，抗菌率达99.9％以上，薄膜成本大幅度降低；中间夹层设计为m-LLDPE、EVA组成，厚度为20～30μm，薄膜包装食品于-25℃冷藏两个月不脆裂，耐低温性能大幅度提高；③采用本方法制备的薄膜，具有光洁度好、透光率高、爽滑性好、热封强度高、成本适中等特点，特别具有优异的抗菌自洁和耐低温功能，适用于食品的抗菌保鲜包装以及低温保鲜储存。
具体实施方式
实施例1：
将熔体流动速率为3.2g/10min的均聚聚丙烯90kg、复合抗菌剂母粒5kg、抗粘连剂母粒1kg置于搅拌机中进行搅拌，控制搅拌机转速60r/min，温度100℃，搅拌混合12min后，等量置于三层共挤成型机组的1#、3#表层挤出机料斗中；将熔体流动速率为3.4g/10min的m-LLDPE 85kg、乙酸乙烯酯质量分数为15％的EVA 15kg置于搅拌机中，控制搅拌机转速60r/min，温度100℃，搅拌混合10min后，置于三层共挤成型机组的2#中间夹层挤出机料斗中；控制1#、3#表层挤出机料筒温度：I区178℃，II区183℃，III区188℃，IV区193℃，V区194℃；控制2#中间夹层挤出机料筒温度：I区173℃，II区178℃，III区183℃，IV区188℃，V区192℃；控制连接法兰温度193℃，模头温度191℃；同时启动1#、2#、3#挤出机，进行共挤、下吹、淋膜，制成具有“表层-中间夹层-表层”三层复合结构的抗菌自洁耐低温聚烯烃包装薄膜。
实施例2：
将熔体流动速率为3.2g/10min的均聚聚丙烯94kg、复合抗菌剂母粒8kg、抗粘连剂母粒2kg置于搅拌机中进行搅拌，控制搅拌机转速60r/min，温度101℃，搅拌混合12min后，置于三层共挤成型机组的1#、3#表层挤出机料斗中；将熔体流动速率为3.4g/10min的m-LLDPE 90kg、乙酸乙烯酯质量分数为15％的EVA10kg置于搅拌机中进行搅拌，控制搅拌机转速60r/min，温度99℃，搅拌混合10min后，置于三层共挤成型机组的2#中间夹层挤出机料斗中；控制1#、3#挤出机组料筒温度：I区180℃，II区185℃，III区190℃，IV区193℃，V区195℃；控制2#中间夹层挤出机组料筒温度：I区176℃，II区181℃，III区186℃，IV区190℃，V区193℃；控制连接法兰温度194℃，模头温度192℃；同时启动1#、2#、3#挤出机组，进行共挤、下吹、淋膜，制成具有“表层-中间夹层-表层”三层复合结构的抗菌自洁耐低温聚烯烃包装薄膜。
实施例3：
将熔体流动速率为3.2g/10min的均聚聚丙烯92kg、复合抗菌剂母粒6.5kg、抗粘连剂母粒1.5kg置于搅拌机中进行搅拌，控制搅拌机转速60r/min，温度99℃，搅拌混合12min后，置于三层共挤成型机组的1#、3#表层挤出机料斗中；将熔体流动速率为3.4g/10min的m-LLDPE 88kg、乙酸乙烯酯质量分数为15％的EVA 12kg置于搅拌机中，控制搅拌机转速60r/min，温度101℃，搅拌混合10min后，置于三层共挤成型机组的2#中间夹层挤出机料斗中；控制1#、3#表层挤出机组料筒温度：I区182℃，II区186℃，III区190℃，IV区193℃，V区194℃；控制2#挤出机组料筒温度：I区174℃，II区179℃，III区184℃，IV区189℃，V区192℃；控制连接法兰温度193℃，模头温度191℃；同时启动1#、2#、3#挤出机组，进行共挤、下吹、淋膜，制成具有“表层-中间夹层-表层”三层复合结构的抗菌自洁耐低温聚烯烃包装薄膜。

Claims (6)

1.一种抗菌自洁耐低温聚烯烃包装薄膜的制备方法，其特征是：
配方
表层 均聚聚丙烯90～94重量份，复合抗菌剂母粒5～8重量份，抗粘连剂母粒1～2重量份；
中间夹层 茂金属线性低密度聚乙烯85～90重量份，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物10～15重量份；
制备方法
将均聚聚丙烯、复合抗菌剂母粒、抗粘连剂母粒计量后置于搅拌机中搅拌混合12min，等量置于三层共挤成型机组的1#、3#表层挤出机料斗中；将茂金属线性低密度聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物计量后置于搅拌机中搅拌混合10min，置于三层共挤成型机组的2#中间夹层挤出机料斗中；同步启动1#、2#、3#挤出机，进行共挤、下吹、淋膜，制成具有“表层-中间夹层-表层”三层复合结构的抗菌自洁耐低温聚烯烃包装薄膜。
2.根据权利要求1所述的抗菌自洁耐低温聚烯烃包装薄膜的制备方法，其特征是所述的均聚聚丙烯熔体流动速率为3.2g/10min，茂金属线性低密度聚乙烯熔体流动速率为3.4g/10min，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物中乙酸乙烯酯的质量分数为15％。
3.根据权利要求1所述的抗菌自洁耐低温聚烯烃包装薄膜的制备方法，其特征是所述的复合抗菌剂母粒中各组份配比为：银含量为4.2％质量分数的载银沸石8重量份，纯度为99.9％质量分数的氧化锆12重量份，均聚聚丙烯78重量份，硬脂酸单甘油酯0.8重量份，聚丙烯蜡1.2重量份。
4.根据权利要求1所述的抗菌自洁耐低温聚烯烃包装薄膜的制备方法，其特征是所述的抗粘连剂母粒中各组份配比为：粒径1～3μm的二氧化硅65重量份，EVA 31重量份，硼酸酯偶联剂1.5重量份，氧化聚乙烯2.5重量份。
5.根据权利要求1所述的抗菌自洁耐低温聚烯烃包装薄膜的制备方法，其特征是所述的搅拌混合过程中搅拌机的转速为60r/min，温度为100±1℃。
6.根据权利要求1所述的抗菌自洁耐低温聚烯烃包装薄膜的制备方法，其特征是所述的三层共挤成型机组的1#、3#表层挤出机料筒温度控制在I区178～183℃，II区183～188℃，III区188～192℃，IV区192～195℃，V区193～195℃；2#中间夹层挤出机料筒温度控制在I区172～177℃，II区177～182℃，III区182～187℃，IV区187～192℃，V区190～193℃；连接法兰温度控制在192～195℃，模头温度190～193℃。
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Assignee: HARBIN PENGCHENG PLASTIC COLOR PRINTING CO., LTD.

Assignor: Fujian Normal University

Contract record no.: 2011230000259

Denomination of invention: Method of preparing antimicrobial self-cleaning low-temperature resistant polyolefin packaging film

Granted publication date: 20101208

License type: Exclusive License

Open date: 20090729

Record date: 20110907

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20101208

Termination date: 20160303

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