CN109774281B

CN109774281B - 一种抗菌型高阻隔易撕复合膜及其制备方法

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Publication number: CN109774281B
Application number: CN201910229687.9A
Authority: CN
Inventors: 贾露; 刘运锦; 林新土; 刘跃军; 李智尧; 陈曦; 郑伟; 廖贵何
Original assignee: Hunan University of Technology; Xiamen Changsu Industrial Co Ltd
Current assignee: Hunan University of Technology; Xiamen Changsu Industrial Co Ltd
Priority date: 2019-03-25
Filing date: 2019-03-25
Publication date: 2021-03-16
Anticipated expiration: 2039-03-25
Also published as: CN109774281A

Abstract

本发明涉及薄膜包装技术领域，特别涉及一种抗菌型高阻隔易撕复合膜及其制备方法。抗菌型高阻隔易撕复合膜，由上至下依次包括基材层、底涂层、阻隔抗菌涂层、胶粘层以及热封层；基材层是由三层共挤双向拉伸尼龙薄膜组成，由上至下依次为A、B、C层；其中，A层和C层均由65％～84.5％的PA6、15％～30％的MXD6、0.5％～3％的纳米无机盐、0～1％的开口剂和0～1％的爽滑剂组成；B层是由95％～99.5％的MXD6和0.5％～5％的纳米无机盐组成；阻隔抗菌涂层由0.3％～2％的无机抗菌剂和98～99.7％的耐水改性PVA乳液组成。本发明提供的抗菌型高阻隔易撕复合膜兼具了良好的阻隔、易撕及抗菌性，可用于食品、医疗包装等领域，具有广泛的应用价值。

Description

一种抗菌型高阻隔易撕复合膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及薄膜包装技术领域，特别涉及一种抗菌型高阻隔易撕复合膜及其制备方法。

背景技术

现代社会，随着软包行业的快速发展以及生活水平的不断提高，人们对健康和卫生意识不断增强，要求应用于食品包装或医疗包装等软包薄膜不仅具有良好的阻隔性，还应兼具良好的抗菌性。同时，在撕开袋子时，为防止袋子因耐撕裂性强时内容物意外漏出的风险，软包装应具有很好易撕性。

在现有的包装中，大多使用PVDC涂层、含铝箔的复合膜、EVOH等做阻隔层，但这些材料都具有一定的缺陷：PVDC环保性差，不利于后续的回收处理；含铝箔复合膜的耐揉折性和韧性不好，易产生缺陷，影响其阻隔性；EVOH价格昂贵，不易共挤加工。众所周知，PVA是一种绿色环保材料，具有很好的阻氧效果，但不耐水。

随着科技的发展和人们生活水平的提高，光有易撕和阻隔性是不够的，为了解决食品在物理、生物化学和有害微生物等因素的作用下腐烂变质并影响消费者身体健康的问题，开发抗菌性材料是软包装行业必须考虑的一个问题。抗菌剂一般分为无机抗菌剂，有机抗菌剂和天然抗菌剂。一般来说有机抗菌剂耐热性差，容易水解，有效期短。天然抗菌剂主要来自天然植物的提取，使用简便，但抗菌作用有限，耐热性较差，杀菌率低，不能广谱长效使用且数量很少。

综上，如何得到一种自身兼具抗菌、阻隔和易撕性的包装膜，是软包行业必须考虑的一个问题。

发明内容

为解决上述背景技术中提到的问题，本发明提供一种抗菌型高阻隔易撕复合膜，由上至下依次包括基材层、底涂层、阻隔抗菌涂层、胶粘层以及热封层；

所述基材层是由三层共挤双向拉伸尼龙薄膜组成，由上至下依次为A、B、C层；

其中，所述A层和C层均由65％～84.5％的PA6、15％～30％的MXD6、0.5％～3％的纳米无机盐、0～1％的开口剂和0～1％的爽滑剂组成；所述B层是由95％～99.5％的MXD6和0.5％～5％的纳米无机盐组成；

所述阻隔抗菌涂层由0.3％～2％的无机抗菌剂和98％～99.7％的耐水改性PVA乳液组成。

在上述技术方案的基础上，进一步地，所述基材层厚度为15μm，所述A层和C层厚度均为3～4μm，其中C层经过电晕处理，其电晕值＞52dyn。

在上述技术方案的基础上，进一步地，所述开口剂由二氧化硅、滑石粉、高岭土、碳酸钙、粘土中的一种或几种组成。

在上述技术方案的基础上，进一步地，所述爽滑剂由油酸酰胺、芥酸酰胺、聚乙烯蜡、有机硅油中的一种或几种组成。

在上述技术方案的基础上，进一步地，所述底涂层厚度为1～2μm；所述阻隔抗菌层厚度为1～2μm。

在上述技术方案的基础上，进一步地，所述无机抗菌剂是由氧化银、氧化锌、二氧化钛、硅酸锌等银基、锌基、钛基抗菌剂中的一种或几种组成。

在上述技术方案的基础上，进一步地，所述胶粘层由水性聚氨酯涂层组成，厚度为0.5～1μm。

在上述技术方案的基础上，进一步地，所述热封层由CPP或LLDPE中的一种组成，厚度为50～60μm。

本发明还提供一种根据如上任意所述抗菌型高阻隔易撕复合膜的制备方法，包括以下步骤：

步骤a、制备基材层：

①先将PA6、MXD6按照比例用混料机混料，得到的混合料与纳米无机盐、开口剂和爽滑剂按照比例混合，经双螺杆挤出机熔融共混、挤出、造粒，得到纳米易撕母粒，备用；

②将MXD6和纳米无机盐按照比例，经双螺杆挤出机熔融共混、挤出、造粒，得到纳米阻隔母粒，备用；

③将①中得到的母粒分别投入两台辅机，制作A层和C层；将②中得到的母粒投入主机，制作B层；

④将③中各层通过熔融共挤、铸片，得到由A、B、C层组成的厚片；

⑤将④中得到的厚片经水槽调湿后，进行同步双向拉伸、定型；

⑥将⑤中得到的薄膜C层进行电晕处理，然后收卷、分切待用；

步骤b、将步骤a中制得的基材层薄膜放卷，在电晕处理一侧先涂布底涂剂，接着薄膜进入烘箱烘干，随后再涂布配置好的阻隔抗菌涂布液，最后进入烘箱烘干，收卷，备用；

步骤c、将步骤b中得到的薄膜经胶黏剂与PE复合，在45℃下熟化48h，得到抗菌型高阻隔易撕复合膜。

在上述技术方案的基础上，进一步地，步骤a第⑤步中拉伸温度为120～150℃，拉伸倍率为3.2×3.2～3.4×3.4，定型温度为140～160℃。

本发明提供的抗菌型高阻隔易撕复合膜，与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

本发明提供的抗菌型高阻隔易撕复合膜在基材易撕层加入了纳米无机盐，得到纳米易撕尼龙层，提高了基材层的本身的阻氧阻水性；采用的抗菌阻隔涂层，除具有良好的抗菌性外，还采用了耐水改性PVA乳液做阻隔涂层，在涂层很薄的情况下仍具有很好阻氧性，同时，PVA是一种绿色材料，符合环保要求；兼具了良好的阻隔、易撕及抗菌的性，可用于食品、医疗包装等领域，具有广泛的应用价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的抗菌型高阻隔易撕复合膜的结构示意图。

附图标记：

10 基材层 20 底涂层 30 阻隔抗菌涂层

40 胶粘层 50 热封层 11 A层

12 B层 13 C层

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基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所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明提供一种抗菌型高阻隔易撕复合膜，由上至下依次包括基材层10、底涂层20、阻隔抗菌涂层30、胶粘层40以及热封层50；

所述基材层是由三层共挤双向拉伸尼龙薄膜组成，由上至下依次为A层11、B层12、C层13；

其中，所述A层11和C层13均由65％～84.5％的PA6、15％～30％的MXD6、0.5％～3％的纳米无机盐、0～1％的开口剂和0～1％的爽滑剂组成；所述B层12是由95％～99.5％的MXD6和0.5％～5％的纳米无机盐组成；

所述阻隔抗菌涂层30由0.3％～2％的无机抗菌剂和98～99.7％的耐水改性PVA乳液组成。

本发明提供以下制备方法的实施例

包括以下步骤：

步骤a、制备基材层：

⑤将④中得到的厚片经水槽调湿后，进行同步双向拉伸、定型；其中，拉伸温度为120～150℃，拉伸倍率为3.2×3.2～3.4×3.4，定型温度为140～160℃；

本发明提供以下复合膜的实施例和对比例

实施例1

抗菌型高阻隔易撕复合膜是由基材层、底涂层、阻隔抗菌涂层、胶粘层以及热封层组成。

基材层是由具有高阻隔易撕性的三层共挤双向拉伸尼龙薄膜组成，由上至下依次为A、B、C层；

其中，A层和C层由83.2％的PA6、15％的MXD6、1％的纳米无机盐、0.5％的开口剂和0.3％的爽滑剂组成；B层是由98.5％的MXD6和1.5％的纳米无机盐组成,阻隔抗菌涂层是由0.3％的无机抗菌剂和99.7％的耐水改性PVA乳液组成。

按照前述制备方法制备样品，基材层厚度为15μm，其中，A层和C层厚度均为3μm；底涂层厚度为1μm；阻隔抗菌层厚度为1μm；胶粘层由水性聚氨酯涂层组成，厚度为1μm；热封层厚度为50μm。

实施例2

基材层是由具有高阻隔易撕性的三层共挤双向拉伸尼龙薄膜组成，由上至下依次为A、B、C层；其中，A层和C层由78.2％的PA6、20％的MXD6、1％的纳米无机盐、0.5％的开口剂和0.3％的爽滑剂组成；B层是由98.5％的MXD6和1.5％的纳米无机盐组成。阻隔抗菌涂层是由1％的无机抗菌剂和99％的耐水改性PVA乳液组成。

实施例3

按照前述制备方法制备样品，基材层厚度为15μm，其中，A层和C层厚度均为3μm；底涂层厚度为1μm；阻隔抗菌层厚度为2μm；胶粘层由水性聚氨酯涂层组成，厚度为1μm；热封层厚度为50μm。

实施例4

基材层是由具有高阻隔易撕性的三层共挤双向拉伸尼龙薄膜组成，由上至下依次为A、B、C层；其中，A层和C层由73.2％的PA6、25％的MXD6、1％的纳米无机盐、0.5％的开口剂和0.3％的爽滑剂组成；B层是由98.5％的MXD6和1.5％的纳米无机盐组成。阻隔抗菌涂层是由2％的无机抗菌剂和98％的耐水改性PVA乳液组成。

实施例5

基材层是由具有高阻隔易撕性的三层共挤双向拉伸尼龙薄膜组成，由上至下依次为A、B、C层；其中，A层和C层由78.2％的PA6、20％的MXD6、1％的纳米无机盐、0.5％的开口剂和0.3％的爽滑剂组成；B层是由98.5％的MXD6和1.5％的纳米无机盐组成。阻隔抗菌涂层是由2％的无机抗菌剂和98％的耐水改性PVA乳液组成。

对比例1

基材层是由具有高阻隔易撕性的三层共挤双向拉伸尼龙薄膜组成，由上至下依次为A、B、C层；其中，A层和C层由99.2％的PA6、0.5％的开口剂和0.3％的爽滑剂组成；B层是由100％的MXD6组成。

参考前述制备方法制备样品，基材层厚度为15μm，其中，A层和C层厚度均为3μm；胶粘层由水性聚氨酯涂层组成，厚度为1μm；热封层厚度为50μm。

对比例2

基材层是由具有高阻隔易撕性的三层共挤双向拉伸尼龙薄膜组成，由上至下依次为A、B、C层；其中，A层和C层由79.2％的PA6、20％的MXD6、0.5％的开口剂和0.3％的爽滑剂组成；B层是由100％的MXD6组成。

对比例3

基材层是由具有高阻隔易撕性的三层共挤双向拉伸尼龙薄膜组成，由上至下依次为A、B、C层；其中，A层和C层由78.2％的PA6、20％的MXD6、1％的纳米无机盐、0.5％的开口剂和0.3％的爽滑剂组成；B层是由98.5％的MXD6和1.5％的纳米无机盐组成。

对比例4

基材层是由具有高阻隔易撕性的三层共挤双向拉伸尼龙薄膜组成，由上至下依次为A、B、C层；其中，A层和C层由78.2％的PA6、20％的MXD6、1％的纳米无机盐、0.5％的开口剂和0.3％的爽滑剂组成；B层是由98.5％的MXD6和1.5％的纳米无机盐组成。阻隔涂层是由100％的耐水改性PVA乳液组成。

参考前述制备方法制备样品，基材层厚度为15μm，其中，A层和C层厚度均为3μm；底涂层厚度为1μm；阻隔层厚度为1μm；胶粘层由水性聚氨酯涂层组成，厚度为1μm；热封层厚度为50μm。

对比例5：

基材层是由具有高阻隔易撕性的三层共挤双向拉伸尼龙薄膜组成，由上至下依次为A、B、C层；其中，A层和C层由78.2％的PA6、20％的MXD6、1％的纳米无机盐、0.5％的开口剂和0.3％的爽滑剂组成；B层是由98.5％的MXD6和1.5％的纳米无机盐组成。阻隔抗菌涂层是由5％的无机抗菌剂和95％的耐水改性PVA乳液组成。

参考前述制备方法制备样品，基材层厚度为15μm，其中，A层和C层厚度均为3μm；底涂层厚度为1μm；阻隔抗菌层厚度为2μm；胶粘层由水性聚氨酯涂层组成，厚度为1μm；热封层厚度为50μm。

将实施例与对比例制得的样品进行相关测试，测试结果如表1所示：

表1

从表1的数据可以看出，实施例1～5与对比例1～4相比，实施例1～5兼具良好的抗菌、易撕和阻隔性。由对比例1～4阻隔性数据对比，即OTR(氧气透过率，OxygenTransmission Rate)测试，可以看出，添加纳米无机盐和增加阻隔涂层后，阻隔性明显提高。对比例5数据表明，无机抗菌剂添加量太多反而不利于其阻隔性，也会影响薄膜外观质量。以上通过检测的数据表明，通过本发明制备的抗菌型高阻隔易撕复合膜兼具了良好的阻隔、易撕及抗菌的性。

尽管本文中较多的使用了诸如基材层、底涂层、阻隔抗菌涂层、胶粘层、热封层、A层、B层、C层等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种抗菌型高阻隔易撕复合膜，其特征在于:由上至下依次包括基材层、底涂层、阻隔抗菌涂层、胶粘层以及热封层；

其中，所述A层和C层均由65％～84.5％的PA6、15％～30％的MXD6、0.5％～1％的纳米无机盐、0～1％的开口剂和0～1％的爽滑剂组成；所述B层是由95％～99.5％的MXD6和0.5％～1.5％的纳米无机盐组成；

所述阻隔抗菌涂层由0.3％～2％的无机抗菌剂和98％～99.7％的耐水改性PVA乳液组成；

所述无机抗菌剂为银基、锌基、钛基抗菌剂中的一种或几种组成；

所述抗菌型高阻隔易撕复合膜的制备方法包括以下步骤：

步骤a、制备基材层：

①将PA6、MXD6按照比例用混料机混料，得到的混合料与纳米无机盐、开口剂和爽滑剂按照比例混合，经双螺杆挤出机熔融共混、挤出、造粒，得到纳米易撕母粒，备用；

2.根据权利要求1所述抗菌型高阻隔易撕复合膜，其特征在于:所述基材层厚度为15μm，所述A层和C层厚度均为3～4μm，其中C层经过电晕处理，其电晕值＞52dyn。

3.根据权利要求1所述抗菌型高阻隔易撕复合膜，其特征在于:所述开口剂由二氧化硅、滑石粉、高岭土、碳酸钙、粘土中的一种或几种组成。

4.根据权利要求1所述抗菌型高阻隔易撕复合膜，其特征在于:所述爽滑剂由油酸酰胺、芥酸酰胺、聚乙烯蜡、有机硅油中的一种或几种组成。

5.根据权利要求1所述抗菌型高阻隔易撕复合膜，其特征在于:所述底涂层厚度为1～2μm；所述阻隔抗菌涂层厚度为1～2μm。

6.根据权利要求1所述抗菌型高阻隔易撕复合膜，其特征在于:所述胶粘层由水性聚氨酯涂层组成，厚度为0.5～1μm。

7.根据权利要求1所述抗菌型高阻隔易撕复合膜，其特征在于:所述热封层由CPP或LLDPE中的一种组成，厚度为50～60μm。

8.一种根据权利要求1-7任一项所述抗菌型高阻隔易撕复合膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤a、制备基材层：

9.根据权利要求8所述抗菌型高阻隔易撕复合膜的制备方法，其特征在于：步骤a第⑤步中拉伸温度为120～150℃，拉伸倍率为3.2×3.2～3.4×3.4，定型温度为140～160℃。