CN117818181A - 一种双向拉伸聚丙烯抗菌消光膜、制备方法及应用 - Google Patents

一种双向拉伸聚丙烯抗菌消光膜、制备方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及BOPP薄膜技术领域，具体涉及一种双向拉伸聚丙烯抗菌消光膜、制备方法及应用；所述双向拉伸聚丙烯抗菌消光膜包括抗粘层、芯层、抗菌层以及消光层；所述抗粘层的制备原料按重量份计包括：有机抗粘剂3‑5份、均聚聚丙烯树脂95‑97份；所述芯层的制备原料按重量份计包括：季铵盐抗静电剂1‑2份、均聚聚丙烯树脂98‑99份；所述抗菌层的制备原料按重量份计包括：抗菌母料3‑5份、均聚聚丙烯树脂95‑97份；所述消光层的制备原料按重量份计包括：BOPP消光母料100份。本发明工艺制成的薄膜同时具备消光和抗菌的效果，可用于医药卫生用品包装、食品包装等领域，不仅有效的提高了产品的展示性，而且极大地抑制了细菌的繁殖保证了所包装产品的安全性。

Description

一种双向拉伸聚丙烯抗菌消光膜、制备方法及应用
技术领域
本发明涉及BOPP薄膜技术领域，具体涉及一种双向拉伸聚丙烯抗菌消光膜、制备方法及应用。
背景技术
消光膜经复合后用于食品包装可以营造出一种天然产品的形象，而书本、期刊和杂志的封面以及宣传海报经消光膜复合后可获得不反光的外观，给人一种立体感和良好的手感。如果将消光膜与包装纸进行复合可以显著地提升包装物的档次，使用消光膜后，能够使包装物获得纸制品的效果，给人一种奢华的感觉，刺激了消费者的购买欲望；抗菌薄膜是指薄膜表面能抑制细菌滋生，使其具有抗菌效果的薄膜。
目前普通消光膜的使用已较为广泛，但在医药卫生用品包装、食品包装等领域对包装材料的抗菌能力有一定的要求。现有的抗菌膜存在抗菌效果差、耐热性差、析出物具有一定的毒性且抗菌效果不持久等问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出一种双向拉伸聚丙烯抗菌消光膜、制备方法及应用。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种双向拉伸聚丙烯抗菌消光膜，包括抗粘层、芯层、抗菌层以及消光层；
所述抗粘层的制备原料按重量份计包括：有机抗粘剂3-5份、均聚聚丙烯树脂95-97份；
所述芯层的制备原料按重量份计包括：季铵盐抗静电剂1-2份、均聚聚丙烯树脂98-99份；
所述抗菌层的制备原料按重量份计包括：抗菌母料3-5份、均聚聚丙烯树脂95-97份；
所述消光层的制备原料按重量份计包括：BOPP消光母料100份。
优选地，所述抗粘层、芯层以及抗菌层中的均聚聚丙烯树脂的融指均为3.5-4g/10min，聚合度均为95-97％。
优选地，所述有机抗粘剂的组成成分包括均聚聚丙烯和有机玻璃微珠，其中有机玻璃微珠的质量百分比为7-10％，有机玻璃微珠的粒径为2-5μm。
优选地，所述抗菌母料的组成成分包括均聚聚丙烯和两亲性季铵化聚乙烯亚胺生物碳渣微粒，其中两亲性季铵化聚乙烯亚胺生物碳渣微粒质量百分比为20-25％。
优选地，所述消光母料的制备原料按质量百分比计包括：共聚聚丙烯40％-60％，高密度聚乙烯35％-55％，母料A 5％-15％，抗氧化母料0.5％-5％；其中母料A为聚丙烯、氢化石油树脂或松香树脂中的一种，所述消光母料融指为2.5-2.8g/10min。
优选地，所述薄膜的总厚度为10-35μm，所述抗粘层、抗菌层、消光层分别占薄膜总厚度的5-7％、8-10％、9-12％。
一种双向拉伸聚丙烯抗菌消光膜的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)、将芯层的制备原料季铵盐抗静电剂和均聚聚丙烯树脂加至主挤出机中加热成熔融状态，并经过滤后作为芯层的熔体；将抗粘层的制备原料有机抗粘剂和均聚聚丙烯树脂、抗菌层的制备原料抗菌母料和均聚聚丙烯树脂、消光层的制备原料BOPP消光母料分别加入到三台辅助挤出机中经熔融、过滤，得到作为抗粘层、抗菌层、消光层的熔体；上述熔体在四层结构模头中汇合挤出形成膜片，
(2)、利用压缩空气将膜片贴附到激冷辊上急冷形成铸片，然后经过水浴冷却，再利用橡胶辊筒及压缩空气对冷却后的铸片进行除水；
(3)、铸片先经预热，再纵向拉伸为厚片；
(4)、厚片先经预热，再横向拉伸、定型制得薄膜；
(5)、定型后的薄膜经过冷却，进入牵引系统展平、切边、测厚及电晕处理，然后收卷得母卷；再经过时效处理，分切、打包制成双向拉伸聚丙烯抗菌消光膜。
优选地，步骤S1中汇合挤出时的温度为240-245℃；步骤S2中激冷辊温度为30-35℃；步骤S3中，铸片的预热温度为120-130℃，纵向拉伸时的温度为120-125℃，拉伸倍率为4.5-5倍；步骤S4中，厚片的预热温度为170-175℃，横向拉伸时的温度为150-155℃、定型温度160-165℃。
上述所述的一种双向拉伸聚丙烯抗菌消光膜在食品包装领域的应用。
本发明的有益效果：
1、本发明的薄膜可在双向拉伸生产线直接共挤产出，相较于普通的抗菌膜具有具有高效广谱、安全无毒、抗菌效果持久、消光效果优良等优点。
2、采用本发明工艺制成的薄膜同时具备消光和抗菌的效果，可用于医药卫生用品包装、食品包装等领域，不仅有效的提高了产品的展示性，而且极大地抑制了细菌的繁殖保证了所包装产品的安全性。
3、本发明制得的薄膜中，消光层中所用的消光母料通过在配方体系中加入了含氢化石油树脂或松香树脂的母料，大大提高了消光料整体的流动分散性，因此提高了BOPP消光膜整体的消光均匀性。
4、本发明制得的薄膜中，抗菌层中的季铵化聚乙烯亚胺生物碳渣微粒具有广谱抗菌性、难挥发、无毒、化学性质稳定、很难通过皮肤渗透以及在一些极性与非极性溶剂中有较好的分散性等优点，由此所制得的抗菌膜具备优异的抗菌性能。
具体实施方式
下面将结合本发明的几个实施例和对比例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种双向拉伸聚丙烯抗菌消光膜，由抗粘层、芯层、抗菌层、消光层构成，所述抗粘层由5％有机抗粘剂、95％均聚聚丙烯组成；所述芯层由1.5％季铵盐抗静电剂、98.5％均聚聚丙烯组成；所述抗菌层由3.5％抗菌母料、96.5％均聚聚丙烯组成；所述消光层为100％消光母料。
其中抗粘层厚度占薄膜总厚度的6％，抗菌层厚度占薄膜总厚度的8％，消光层厚度占薄膜总厚度的10％，芯层厚度占薄膜总厚度的76％。
上述双向拉伸聚丙烯抗菌消光膜的制备方法包括以下步骤：
(1)将芯层原料均聚聚丙烯添加至主挤出机中加热成熔融状态，并经过滤后作为芯层的主挤熔体；将抗粘层、抗菌层、消光层的原料按上述配比分别加入三台辅助挤出机中经熔融、过滤，得到作为抗粘层、抗菌层、消光层的熔体；将上述熔体在四层结构模头中汇合挤出成膜片，汇合挤出温度为242℃；
(2)利用压缩空气将步骤(1)所得膜片贴附到激冷辊上急冷形成铸片，然后经过水浴冷却，再利用橡胶辊筒及压缩空气对冷却后的铸片进行除水，所述激冷辊温度为35℃；
(3)铸片经过纵向拉伸为厚片，拉伸前的预热温度为125℃，拉伸温度为122℃，拉伸倍率为4.5倍；
(4)厚片经过横向拉伸制得薄膜，预热温度为172℃，拉伸温度为152℃、定型温度163℃；
(5)定型后的薄膜经过冷却，进入牵引系统展平、切边、测厚及电晕处理，然后收卷得母卷；再经过时效处理，分切、打包制成双向拉伸聚丙烯抗菌消光膜。
实施例2
一种双向拉伸聚丙烯抗菌消光膜，由抗粘层、芯层、抗菌层、消光层构成，所述抗粘层由5％有机抗粘剂、95％均聚聚丙烯组成；所述芯层由1.5％季铵盐抗静电剂、98.5％均聚聚丙烯组成；所述抗菌层由4％抗菌母料、96％均聚聚丙烯组成；所述消光层为100％消光母料。
其中抗粘层厚度占薄膜总厚度的6％，抗菌层厚度占薄膜总厚度的9％，消光层厚度占薄膜总厚度的10％，芯层厚度占薄膜总厚度的75％。
上述双向拉伸聚丙烯抗菌消光膜的制备方法包括以下步骤：
(1)将芯层原料均聚聚丙烯添加至主挤出机中加热成熔融状态，并经过滤后作为芯层的主挤熔体；将抗粘层、抗菌层、消光层的原料按上述配比分别加入三台辅助挤出机中经熔融、过滤，得到作为抗粘层、抗菌层、消光层的熔体；将上述熔体在四层结构模头中汇合挤出成膜片，汇合挤出温度为243℃；
(2)利用压缩空气将步骤(1)所得膜片贴附到激冷辊上急冷形成铸片，然后经过水浴冷却，再利用橡胶辊筒及压缩空气对冷却后的铸片进行除水，所述激冷辊温度为35℃；
(3)铸片经过纵向拉伸为厚片，拉伸前的预热温度为126℃，拉伸温度为121℃，拉伸倍率为4.6倍；
(4)厚片经过横向拉伸制得薄膜，预热温度为171℃，拉伸温度为152℃、定型温度162℃；
(5)定型后的薄膜经过冷却，进入牵引系统展平、切边、测厚及电晕处理，然后收卷得母卷；再经过时效处理，分切、打包制成双向拉伸聚丙烯抗菌消光膜。
实施例3
一种双向拉伸聚丙烯抗菌消光膜，由抗粘层、芯层、抗菌层、消光层构成，所述抗粘层由3％有机抗粘剂、97％均聚聚丙烯组成；所述芯层由1.5％季铵盐抗静电剂、98.5％均聚聚丙烯组成；所述抗菌层由4.5％抗菌母料、95.5％均聚聚丙烯组成；所述消光层为100％消光母料。
其中抗粘层厚度占薄膜总厚度的6％，抗菌层厚度占薄膜总厚度的10％，消光层厚度占薄膜总厚度的10％，芯层厚度占薄膜总厚度的74％。
上述双向拉伸聚丙烯抗菌消光膜的制备方法包括以下步骤：
(1)将芯层原料均聚聚丙烯添加至主挤出机中加热成熔融状态，并经过滤后作为芯层的主挤熔体；将抗粘层、抗菌层、消光层的原料按上述配比分别加入三台辅助挤出机中经熔融、过滤，得到作为抗粘层、抗菌层、消光层的熔体；将上述熔体在四层结构模头中汇合挤出成膜片，汇合挤出温度为244℃；
(2)利用压缩空气将步骤(1)所得膜片贴附到激冷辊上急冷形成铸片，然后经过水浴冷却，再利用橡胶辊筒及压缩空气对冷却后的铸片进行除水，所述激冷辊温度为35℃；
(3)铸片经过纵向拉伸为厚片，拉伸前的预热温度为125℃，拉伸温度为121℃，拉伸倍率为4.7倍；
(4)厚片经过横向拉伸制得薄膜，预热温度为173℃，拉伸温度为152℃、定型温度164℃；
(5)定型后的薄膜经过冷却，进入牵引系统展平、切边、测厚及电晕处理，然后收卷得母卷；再经过时效处理，分切、打包制成双向拉伸聚丙烯抗菌消光膜。
对比例1
一种双向拉伸聚丙烯消光膜，由抗粘层、芯层、消光层构成，所述抗粘层由5％有机抗粘剂、95％均聚聚丙烯组成；所述芯层由1.5％季铵盐抗静电剂、98.5％均聚聚丙烯组成；所述消光层为100％消光母料。
其中抗粘层厚度占薄膜总厚度的6％，消光层厚度占薄膜总厚度的10％，芯层厚度占薄膜总厚度的84％。
上述双向拉伸聚丙烯消光膜的制备方法包括以下步骤：
(1)将芯层原料均聚聚丙烯添加至主挤出机中加热成熔融状态，并经过滤后作为芯层的主挤熔体；将抗粘层、消光层的原料按上述配比分别加入两台辅助挤出机中经熔融、过滤，得到作为抗粘层、消光层的熔体；将上述熔体在三层结构模头中汇合挤出成膜片，汇合挤出温度为242℃；
(2)利用压缩空气将步骤(1)所得膜片贴附到激冷辊上急冷形成铸片，然后经过水浴冷却，再利用橡胶辊筒及压缩空气对冷却后的铸片进行除水，所述激冷辊温度为35℃；
(3)铸片经过纵向拉伸为厚片，拉伸前的预热温度为125℃，拉伸温度为122℃，拉伸倍率为4.5倍；
(4)厚片经过横向拉伸制得薄膜，预热温度为172℃，拉伸温度为152℃、定型温度163℃；
(5)定型后的薄膜经过冷却，进入牵引系统展平、切边、测厚及电晕处理，然后收卷得母卷；再经过时效处理，分切、打包制成双向拉伸聚丙烯消光膜。
对比例2
一种双向拉伸聚丙烯抗菌膜，由抗粘层、芯层、抗菌层构成，所述抗粘层由5％有机抗粘剂、95％均聚聚丙烯组成；所述芯层由1.5％季铵盐抗静电剂、98.5％均聚聚丙烯组成；所述抗菌层由3.5％抗菌母料、96.5％均聚聚丙烯组成。
其中抗粘层厚度占薄膜总厚度的6％，抗菌层厚度占薄膜总厚度的8％，芯层厚度占薄膜总厚度的86％。
上述双向拉伸聚丙烯抗菌膜的制备方法包括以下步骤：
(1)将芯层原料均聚聚丙烯添加至主挤出机中加热成熔融状态，并经过滤后作为芯层的主挤熔体；将抗粘层、抗菌层的原料按上述配比分别加入两台辅助挤出机中经熔融、过滤，得到作为抗粘层、抗菌层的熔体；将上述熔体在三层结构模头中汇合挤出成膜片，汇合挤出温度为242℃；
(2)利用压缩空气将步骤(1)所得膜片贴附到激冷辊上急冷形成铸片，然后经过水浴冷却，再利用橡胶辊筒及压缩空气对冷却后的铸片进行除水，所述激冷辊温度为35℃；
(3)铸片经过纵向拉伸为厚片，拉伸前的预热温度为125℃，拉伸温度为122℃，拉伸倍率为4.5倍；
(4)厚片经过横向拉伸制得薄膜，预热温度为172℃，拉伸温度为152℃、定型温度163℃；
(5)定型后的薄膜经过冷却，进入牵引系统展平、切边、测厚及电晕处理，然后收卷得母卷；再经过时效处理，分切、打包制成双向拉伸聚丙烯抗菌膜。
对上述三个实施例以及两个对比例所生产的薄膜进行雾度和抗菌率测试，其中抗菌性能的测试标准为GB/T 31402-2015，其结果如下表：
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (9)

1.一种双向拉伸聚丙烯抗菌消光膜，包括抗粘层、芯层、抗菌层以及消光层，其特征在于：
所述抗粘层的制备原料按重量份计包括：有机抗粘剂3-5份、均聚聚丙烯树脂95-97份；
所述芯层的制备原料按重量份计包括：季铵盐抗静电剂1-2份、均聚聚丙烯树脂98-99份；
所述抗菌层的制备原料按重量份计包括：抗菌母料3-5份、均聚聚丙烯树脂95-97份；
所述消光层的制备原料按重量份计包括：BOPP消光母料100份。
2.根据权利要求1所述的一种双向拉伸聚丙烯抗菌消光膜，其特征在于：所述抗粘层、芯层以及抗菌层中的均聚聚丙烯树脂的融指均为3.5-4g/10min，聚合度均为95-97％。
3.根据权利要求1所述的一种双向拉伸聚丙烯抗菌消光膜，其特征在于：所述有机抗粘剂的组成成分包括均聚聚丙烯和有机玻璃微珠，其中有机玻璃微珠的质量百分比为7-10％，有机玻璃微珠的粒径为2-5μm。
4.根据权利要求1所述的一种双向拉伸聚丙烯抗菌消光膜，其特征在于：所述抗菌母料的组成成分包括均聚聚丙烯和两亲性季铵化聚乙烯亚胺生物碳渣微粒，其中两亲性季铵化聚乙烯亚胺生物碳渣微粒质量百分比为20-25％。
5.根据权利要求1所述的一种双向拉伸聚丙烯抗菌消光膜，其特征在于：所述消光母料的制备原料按质量百分比计包括：共聚聚丙烯40％-60％，高密度聚乙烯35％-55％，母料A5％-15％，抗氧化母料0.5％-5％；其中母料A为聚丙烯、氢化石油树脂或松香树脂中的一种，所述消光母料融指为2.5-2.8g/10min。
6.根据权利要求1所述的一种双向拉伸聚丙烯抗菌消光膜，其特征在于：所述薄膜的总厚度为10-35μm，所述抗粘层、抗菌层、消光层分别占薄膜总厚度的5-7％、8-10％、9-12％。
7.一种双向拉伸聚丙烯抗菌消光膜的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：
(1)、将芯层的制备原料季铵盐抗静电剂和均聚聚丙烯树脂加至主挤出机中加热成熔融状态，并经过滤后作为芯层的熔体；将抗粘层的制备原料有机抗粘剂和均聚聚丙烯树脂、抗菌层的制备原料抗菌母料和均聚聚丙烯树脂、消光层的制备原料BOPP消光母料分别加入到三台辅助挤出机中经熔融、过滤，得到作为抗粘层、抗菌层、消光层的熔体；上述熔体在四层结构模头中汇合挤出形成膜片，
(2)、利用压缩空气将膜片贴附到激冷辊上急冷形成铸片，然后经过水浴冷却，再利用橡胶辊筒及压缩空气对冷却后的铸片进行除水；
(3)、铸片先经预热，再纵向拉伸为厚片；
(4)、厚片先经预热，再横向拉伸、定型制得薄膜；
(5)、定型后的薄膜经过冷却，进入牵引系统展平、切边、测厚及电晕处理，然后收卷得母卷；再经过时效处理，分切、打包制成双向拉伸聚丙烯抗菌消光膜。
8.根据权利要求7所述的双向拉伸聚丙烯抗菌消光膜的制备方法，其特征在于，步骤S1中汇合挤出时的温度为240-245℃；步骤S2中激冷辊温度为30-35℃；步骤S3中，铸片的预热温度为120-130℃，纵向拉伸时的温度为120-125℃，拉伸倍率为4.5-5倍；步骤S4中，厚片的预热温度为170-175℃，横向拉伸时的温度为150-155℃、定型温度160-165℃。
9.如权利要求1-6任一所述的一种双向拉伸聚丙烯抗菌消光膜在食品包装领域的应用。
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