CN109734964A - 一种可降解生物烟膜 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可降解生物烟膜，可降解生物烟膜由如下质量份数的组分制备得到：天然纤维素和聚丙烯100份，降解剂0.8~2.5份、抗粘连剂0.2~0.8份、爽滑剂1.2~2.5份、抗静电剂0.8~1.5份，其中天然纤维素占天然纤维素和聚丙烯总质量的85~92%，聚丙烯占天然纤维素和聚丙烯总质量的8~15%。本发明的烟膜的主要成分具有可降解性能，将可降解天然纤维素的优异的生物性能和聚丙烯材料的高透明性、阻抗性和高拉伸强度的物理性能相结合，充分结合了天然纤维素和聚丙烯材料的优势，可在45天内达到60%的降解率，拉伸强度、断裂伸长率、雾度、透光率和透气透湿性等阻抗性能均可完全达到烟用薄膜的性能要求，可以广泛应用于卷烟包装领域。
Description
技术领域
本发明涉及卷烟包装技术领域，更具体地，涉及一种可降解生物烟膜。
背景技术
卷烟作为一种特殊的大众消费品，在社会生活中占据了极其重要的位置，卷烟的外包装材料大多使用塑料薄膜，废弃的卷烟包装材料已经成为城市垃圾中的一个重要组成部分，在环保压力日益加剧的情况下，很多国家已经开始可降解卷烟包装材料的研究和开发。烟制品包装应用塑料薄膜已有几十年的历史，可降解塑料薄膜的开发难度主要是体现在降解能力与薄膜厚度以及透明度的矛盾上面。目前可降解塑料薄膜技术发展比较快，同时商品化产品也比较多，但卷烟包装薄膜是包覆在包装盒的外周，要求隔离水、气味和防止污染盒体，还要具有很好的透明性，可以透过烟膜能让人清晰看见膜内的包装盒，因此要求透明度高，无条纹，无砂眼，还要对水分和香气具有不渗透性，在机械性能上要求热胶着性能强且具有一定地抗拉强度和良好的撕开特性。因为烟膜的特殊性强，现有的可降解塑料薄膜技术更无法直接转用，比如现有技术中公开的可降解薄膜都是在塑料中添加淀粉，而添加淀粉的薄膜透光性差、抗拉强度差，所以根本不能用于包装香烟。现有技术CN108587129公开了一种可降解环保材料，采用了改性淀粉以及含有植物纤维的填料来增加材料的可降解性能和相关机械性能，但是该环保材料因为淀粉等的添加，材料的透明性能收到一定影响，并不能满足烟膜对透明性的要求。
因此，提供一种可以同时达到烟膜要求的物理性能和透明性能且具有很好的降解性的烟用薄膜具有非常重要的意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有烟膜的降解性能差，无法同时满足降解性和烟膜物理性能的缺陷和不足，提供一种可降解生物烟膜，本发明的生物烟膜采用可再生，可降解的天然纤维素与聚丙烯材料为原料制备得到，在保证烟膜的物理性能同时具有良好的可生物降性。
本发明上述目的通过以下技术方案实现：
一种可降解生物烟膜，所述可降解生物烟膜由如下质量份数的组分制备得到：所述可降解生物烟膜由如下质量份数的组分制备得到：天然纤维素和聚丙烯100份，降解剂0.8～2.5份、抗粘连剂0.2～0.8份、爽滑剂1.2～2.5份、抗静电剂0.8～1.5份，其中天然纤维素占天然纤维素和聚丙烯总质量的85～92％，聚丙烯占天然纤维素和聚丙烯总质量的8～15％。
本发明的可降解生物烟膜以可再生降解的天然纤维素为主要成分，结合聚丙烯材料的高透明性、阻抗性和高拉伸强度，充分结合了天然纤维素和聚丙烯材料的优势，且天然纤维素材料的三维大分子空间结构具有很好的渗透性和吸附性，可以有效融合聚丙烯材料和各种添加剂成分，达到均一的混合体系，能够实现各组分性能的综合提升，达到很好的协同作用。
本发明的可降解生物烟膜将各组分原料制备形成均一的混合体系，可以通过现有的双向拉伸工艺制备得到烟用包装BOPP聚丙烯膜，无需额外的生产设备投入。
本发明所限定的天然纤维素材料和聚丙烯材料的质量份数比是为了达到烟膜降解性能和物理性能的平衡，聚丙烯材料过高会导致烟膜降解性能的急剧下降，过低则无法保证烟膜的物理性能，尤其是阻抗性能和透明度。
本发明的爽滑剂和抗静电剂可以协同作用，保证烟机包装的顺畅性，同时避免在烟剂包装过程中静电的产生，减少烟膜表面的损伤，有利于增加薄膜的表面硬度，提高美观性。本发明的降解剂包括光降解剂和热降解剂，降解剂有助于在烟膜的天然纤维素材料自然分解时促进聚丙烯材料部分的降解，天然纤维素在自身降解的同时也会带来聚丙烯材料等的分解，结合降解剂可以达到更好的烟膜降解效果。
优选地，其中天然纤维素占天然纤维素和聚丙烯总质量的90～92％，聚丙烯占天然纤维素和聚丙烯总质量的8～10％，比如天然纤维素91％，聚丙烯9％，天然纤维素92％，聚丙烯8％。
优选地，其中天然纤维素占天然纤维素和聚丙烯总质量的90％，聚丙烯占天然纤维素和聚丙烯总质量的10％。
优选地，所述可降解生物烟膜由如下质量份数的组分制备得到：天然纤维素和聚丙烯100份，降解剂0.8～2.0份、抗粘连剂0.5～0.8份、爽滑剂1.2～2.0份、抗静电剂0.8～1.2份，其中天然纤维素占天然纤维素和聚丙烯总质量的90～92％，聚丙烯占天然纤维素和聚丙烯总质量的8～10％。
优选地，所述可降解生物烟膜由如下质量份数的组分制备得到：天然纤维素和聚丙烯100份，降解剂1.5份、抗粘连剂0.5份、爽滑剂1.5份、抗静电剂1.2份，其中天然纤维素占天然纤维素和聚丙烯总质量的90％，聚丙烯占天然纤维素和聚丙烯总质量的10％。
优选地，所述天然纤维素为棉纤维。相对于其他天然纤维素中含有木质素等成分，棉纤维的纤维素含量高且不含木质素，更有利于保证烟膜的透明性和适印性。
优选地，所述聚丙烯为均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的混合物。均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的混合使用有助于提升
优选地，所述均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的质量比为1:1.8～2.4。
优选地，所述均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的质量比为1:2。
优选地，所述降解剂为所述降解剂为光降解剂和热降解剂的复合降解剂。
光降解剂可以为二茂铁、短碳链取代的二茂铁或二茂铁与硬脂酸盐的混合物。
优选地，所述爽滑剂为硅酮。
优选地，抗静电剂为甘油单硬脂酸酯。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供了一种可降解生物烟膜，其主要成分为天然纤维素，具有可降解性能，通过天然纤维素与聚丙烯材料、降解剂等添加剂混合均匀形成均一的体系，将可降解天然纤维素的优异的生物性能和聚丙烯材料的高透明性、阻抗性和高拉伸强度的物理性能相结合，充分结合了天然纤维素和聚丙烯材料的优势，可在45天内达到60％的降解率，拉伸强度、断裂伸长率、雾度、透光率和透气透湿性等阻抗性能均可完全达到烟用薄膜的性能要求，可以广泛应用于卷烟包装领域。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非另有说明，本发明实施例采用的原料试剂为常规购买的原料试剂。
实施例1～8
一种可降解生物烟膜，由表1所示质量份数的组分制备得到，其中天然纤维素和聚丙烯100份。
表1可降解生物烟膜组分
| 序号 | 天然纤维素/％ | 聚丙烯/％ | 降解剂 | 抗粘连剂 | 爽滑剂 | 抗静电剂 |
| 实施例1 | 85 | 15 | 1.5 | 0.5 | 1.5 | 1.2 |
| 实施例2 | 92 | 8 | 1.5 | 0.5 | 1.5 | 1.2 |
| 实施例3 | 90 | 10 | 1.5 | 0.5 | 1.5 | 1.2 |
| 实施例4 | 85 | 15 | 0.8 | 0.5 | 1.2 | 1.2 |
| 实施例5 | 92 | 8 | 2.0 | 0.5 | 2.0 | 1.5 |
| 实施例6 | 85 | 15 | 2.5 | 0.2 | 2.5 | 1.2 |
| 实施例7 | 90 | 10 | 2.5 | 0.8 | 2.0 | 0.8 |
| 实施例8 | 85 | 15 | 1.5 | 0.5 | 1.5 | 1.5 |
其中爽滑剂为硅酮，抗静电剂为甘油单硬脂酸酯。
实施例9
一种可降解生物烟膜，由实施例1的质量份数的各组分制备得到，区别在于其中天然纤维素为棉纤维。
实施例10
一种可降解生物烟膜，由实施例1的质量份数的各组分制备得到，区别在于其中聚丙烯为均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的混合物，均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的质量比为1:2。
实施例11
一种可降解生物烟膜，由实施例1的质量份数的各组分制备得到，区别在于其中聚丙烯为均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的混合物，均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的质量比为1:1.8。
实施例12
一种可降解生物烟膜，由实施例1的质量份数的各组分制备得到，区别在于其中聚丙烯为均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的混合物，均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的质量比为1:2.4。
对比例1～6
一种可降解生物烟膜，由表2所示质量份数的组分制备得到。
表2
| 序号 | 天然纤维素/％ | 聚丙烯/％ | 降解剂 | 抗粘连剂 | 爽滑剂 | 抗静电剂 |
| 对比例1 | 80 | 20 | 0.8 | 0.8 | 2.5 | 0.8 |
| 对比例2 | 95 | 5 | 0.8 | 0.2 | 2.5 | 1.5 |
| 对比例3 | 90 | 10 | 0.5 | 0.5 | 2.0 | 1.2 |
| 对比例4 | 85 | 5 | 3.0 | 0.5 | 1.2 | 1.2 |
| 对比例5 | 90 | 10 | 1.5 | 0.5 | 1.5 | 0.5 |
| 对比例6 | 85 | 15 | 1.5 | 0.5 | 1.2 | 1.8 |
结果检测
对上述实施例和对比例的烟膜进行烟膜的阻抗性能(透湿、透氧性能)、物理性能和降解性能检测。
其中烟膜的阻抗性能(透湿、透氧性能)的检测依据GB/T1037-1998、GB/T1038-2000的方法。
检测结果见下表3。
表3
烟膜的物理性能拉伸强度和断裂伸长率依据ASTMD882检测方法检测，热收缩率在干热条件120℃/5min下检测，雾度依据ASTMD1003检测方法检测，透光率依据GB2410-80检测。
检测结果如下表4所示。
表4
依据标准GB/T19277-2011对复合薄膜的降解性能进行检测，降解性能的检测结果为如表5所示。
表5
| 序号 | 降解性 |
| 实施例1 | 42天≥60％ |
| 实施例2 | 40天≥60％ |
| 实施例3 | 35天≥60％ |
| 实施例4 | 42天≥60％ |
| 实施例5 | 42天≥60％ |
| 实施例6 | 45天≥60％ |
| 实施例7 | 38天≥60％ |
| 实施例8 | 44天≥60％ |
| 实施例9 | 40天≥60％ |
| 实施例10 | 45天≥60％ |
| 实施例11 | 45天≥60％ |
| 实施例12 | 45天≥60％ |
| 对比例1 | 100天≥60％ |
| 对比例2 | 90天≥60％ |
| 对比例3 | 120天≥60％ |
| 对比例4 | 60天≥60％ |
| 对比例5 | 90天≥60％ |
| 对比例6 | 90天≥60％ |
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种可降解生物烟膜，其特征在于，所述可降解生物烟膜由如下质量份数的组分制备得到：天然纤维素和聚丙烯100份，降解剂0.8~2.5份、抗粘连剂0.2~0.8份、爽滑剂1.2~2.5份、抗静电剂0.8~1.5份，其中天然纤维素占天然纤维素和聚丙烯总质量的85~92%，聚丙烯占天然纤维素和聚丙烯总质量的8~15%。
2.如权利要求1所述可降解生物烟膜，其特征在于，其中天然纤维素占天然纤维素和聚丙烯总质量的90~92%，聚丙烯占天然纤维素和聚丙烯总质量的8~10%。
3.如权利要求1所述可降解生物烟膜，其特征在于，其中天然纤维素占天然纤维素和聚丙烯总质量的90%，聚丙烯占天然纤维素和聚丙烯总质量的10%。
4.如权利要求1~3任意一项所述可降解生物烟膜，其特征在于，所述天然纤维素为棉纤维。
5.如权利要求1~3任意一项所述可降解生物烟膜，其特征在于，所述聚丙烯为均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的混合物。
6.如权利要求5所述可降解生物烟膜，其特征在于，所述均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的质量比为1:1.8~2.4。
7.如权利要求6所述可降解生物烟膜，其特征在于，所述均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的质量比为1:2。
8.如权利要求1~3任意一项所述可降解生物烟膜，其特征在于，所述降解剂为光降解剂和热降解剂的复合降解剂。
9.如权利要求1~3任意一项所述可降解生物烟膜，其特征在于，所述爽滑剂为硅酮。
10.如权利要求1~3任意一项所述可降解生物烟膜，其特征在于，抗静电剂为甘油单硬脂酸酯。
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