CN1257932C - 抗菌薄膜及其双向拉伸工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种抗菌薄膜及其双向拉伸工艺。本抗菌薄膜的主要成份为聚丙烯树脂，加入适量助剂，在需有抗菌功能的表层加入分子组装的抗菌母粒，加入的重量百分比为1.0～20.0%，3.0～5.0%效果更佳，4.0～5.0%效果最佳。经双向拉伸，成抗菌薄膜。本薄膜双向拉伸工艺，抗菌母粒使用前进行干燥，其急冷辊或冷却水温度适当降低。本抗菌薄膜具有显著的杀菌、抑菌性能及防霉特性，且杀菌、抑菌性能能够长久保持，对人无影响，使用安全；薄膜强度高、厚薄均匀度好、光泽度高、透明度好、热稳定性好；改善了薄膜的抗静电性能；加入不同的添加剂制成具有抗菌能力的珠光膜、热封膜、消光膜等多种类型的薄膜。本工艺完全采用原有设备；保证了薄膜质量优异。
Description
(一)技术领域
本发明涉及一种抗菌薄膜，以及此种薄膜的双向拉伸工艺。
(二)技术背景
我们生活的环境中不可避免地存在着各种细菌和真菌，在适合的温度、湿度条件下，就会快速繁殖，是对人类健康的最大威胁。随着科技的发展和生活水平的提高，对卫生和健康日益重视，抗菌树脂制品受到欢迎。抗菌塑料是添加了抗菌剂。目前主要有无机抗菌剂和有机抗菌剂。无机抗菌剂一般以金属及其化合物为有效成份，常用的有铜、银、锌、钛、汞等。无机抗菌剂抗菌效果长久稳定，但对霉菌效果不明显，且与塑料基体相容性较差，影响塑料的加工性能，如双轴拉伸薄膜的生产就受到极大限制；特别是其溶出的重金属离子不符合食品安全性要求。有机抗菌剂主要成份是合成有机物，其抗菌速度快、杀菌范围广，对霉菌效果好，但其缺陷同样明显，溶出物安全性差、耐热性较差、药效持续时间短，也影响其应用。
(三)发明内容
本发明的目的是设计一种抗菌薄膜配方，该薄膜对于细菌真菌均有良好的杀灭作用，同时安全无毒。本发明的目的还在于设计此种薄膜的双向拉伸工艺。
本发明的抗菌薄膜的主要成份为聚丙烯树脂，加入适量的抗静电剂、爽滑剂、防粘剂等助剂，在需要有抗菌功能的表层用料中加入有机抗菌功能团组装在基体树脂的分子链上的分子组装的抗菌母粒，加入的重量百分比为1.0～20.0％，计量基准为该层配料总重量；混合均匀，经一定倍数双向拉伸，成抗菌薄膜。
本发明的针对此种薄膜的双向拉伸工艺包括一般双向拉伸工艺的熔融、塑化、计量挤出成型片材，预热后分别按一定倍数纵向、横向拉伸，热定型，切边、测厚、表面电晕处理、收卷，最后经熟化处理、分切，得抗菌薄膜产品。本制造工艺中，抗菌母粒使用前进行干燥，使含水率降低。再将抗菌母粒与聚丙烯原料按上述比例混合均匀，待下步工艺使用。因抗菌母粒较易吸水受潮，其含水率影响产品质量。
本发明的抗菌薄膜的优点为：1、具有显著的杀菌、抑菌性能及防霉特性，经检测本抗菌薄膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抗菌率达99.9％以上，对黑曲霉、黄曲霉、杂色曲霉等多种霉菌防霉等级达1级；因此本抗菌薄膜可广泛应用于药品、食品农副产品及其它物品的包装，不仅能有效抑制所包装物品各种细菌、真菌和霉菌的产生，并能迅速杀死被包装物品表面原有的细菌，保证了包装物品的质量；2、本抗菌薄膜采用的是分子组装的抗菌母粒，其功能团带有正电，被吸附在带负电的微生物细胞上，改变其生长繁殖必须的电荷环境，从而达到杀菌、抑菌的目的。因此本抗菌薄膜的杀菌、抑菌性能能够长久保持，且对人无影响，保证使用安全；3、本抗菌薄膜也可为多层共挤薄膜，仅在需要抗菌的表层加入一定比例的抗菌母粒即可达到抗菌效果，节约抗菌母粒的用量；4、本抗菌薄膜为双向拉伸工艺制造，薄膜强度高、厚薄均匀度好、光泽度高、透明度好、热稳定性好；5、抗菌母粒改善了薄膜的抗静电性能；6、本抗菌薄膜还可加入不同的添加剂制成具有抗菌能力的珠光膜、热封膜、消光膜等多种类型的薄膜，以适于不同的使用要求。
本发明的抗菌薄膜的双向拉伸工艺的优点为：1、完全采用原有的双向拉伸设备；2、保证了抗菌薄膜的强度、厚薄均匀度、光泽度、透明度、热稳定性等质量优异；并节省原材料。
(四)具体实施方式
本发明的抗菌薄膜的主要成份为聚丙烯树脂，加入适量的抗静电剂、爽滑剂、防粘剂等助剂，在需要有抗菌功能的表层用料中加入有机抗菌功能团组装在基体树脂的分子链上的分子组装的抗菌母粒，加入的重量百分比为1.0～20.0％，计量基准为该层配料总重量；混合均匀，经一定倍数双向拉伸，成抗菌薄膜。
抗菌母粒加入的重量百分比为3.0～5.0％，计量基准为该层配料总重量；效果更佳。
抗菌母粒加入的重量百分比为4.0～5.0％，计量基准为该层配料总重量；效果最佳。
所述聚丙烯树脂为均聚聚丙烯树脂或无规共聚聚丙烯树脂。
薄膜中加入防粘剂、和/或抗静电剂、和/或爽滑剂，加入的重量百分比分别为0～4.0％、0～5.0％、0.5～16.0％，用以改进薄膜性能。
抗菌薄膜配料与消光母粒、或珠光母粒及增白母粒共挤出，制得特种薄膜。
本发明的针对此种薄膜的双向拉伸工艺包括一般双向拉伸工艺的熔融、塑化、计量挤出成型片材，预热后分别按一定倍数纵向、横向拉伸，热定型，切边、测厚、表面电晕处理、收卷，最后经熟化处理、分切，制得抗菌薄膜产品。本制造工艺中，抗菌母粒在100～110℃的温度下干燥1～8小时。
在厚片成型工艺中，因抗菌母粒具有较强的极性，与聚丙烯原料混合后在其中起到成核剂的作用，加快了厚片的结晶速度，所以其急冷辊或冷却水的温度比拉伸普通聚丙烯薄膜的温度要降低5～10℃。对于不同的双向拉伸设备，对于拉伸不同厚度的膜，急冷辊或冷却水的温度均有不同，拉伸普通聚丙烯薄膜时此温度为20～35℃，拉伸抗菌薄膜时，此温度为15～25℃，
以下为本发明抗菌薄膜及双向拉伸工艺的具体实施例，其中的成份配比均为的重量百分比：
实施例1抗菌型聚丙烯光膜
抗菌母粒在100℃的温度下干燥8小时。
①三层挤出为ABA结构，即上下抗菌表层与非抗菌芯层组成薄膜。厚度15μm。其中：
表层A配料：均聚聚丙烯树脂77.0～79.5％，抗菌母粒18.0～20.0％，防粘剂2.5～3.0％；
芯层B配料：均聚聚丙烯树脂94.0～95.5％，抗静电剂3.0～4.0％，爽滑剂1.5～2.0％；
经双向拉伸工艺制成抗菌薄膜，其急冷辊或冷却水的温度为25℃。
②三层挤出为ABC结构，即抗菌表层、非抗菌表层与非抗菌芯层构成薄膜。厚度15μm。其中：
表层A配料：均聚聚丙烯树脂77.0～79.5％，抗菌母粒18.0～20.0％，防粘剂2.5～3.0％；
芯层B配料：均聚聚丙烯树脂94.0～95.5％，抗静电剂3.0～4.0％，爽滑剂1.5～2.0％；
表层C配料：均聚聚丙烯树脂97.0～97.5％，防粘剂2.5～3.0％；
经双向拉伸工艺制成抗菌薄膜，其急冷辊或冷却水的温度为25℃。
③三层以上挤出结构，即上下抗菌表层或单一抗菌表层、普通表层与二层以上的非抗菌芯层组成薄膜，厚度15μm。
经双向拉伸工艺制成抗菌薄膜，其急冷辊或冷却水的温度为25℃。
实施例2抗菌型聚丙烯单面热封膜
抗菌母粒在110℃的温度下干燥1小时。
①二层挤出为AB结构，即抗菌热封表层与非抗菌层组成薄膜。厚度25μm。其中：
表层A配料：无规共聚聚丙烯树脂93.0～96.0％，抗菌母粒2.0～4.0％，防粘剂2.0～3.0％；
B层配料：均聚聚丙烯树脂96.0～97.2％，抗静电剂2.0～3.0％，爽滑剂0.8～1.0％；
经双向拉伸工艺制成抗菌薄膜，其急冷辊或冷却水的温度为15℃。
②三层挤出为ABC结构，即抗菌热封表层、普通表层与非抗菌芯层构成薄膜，厚度25μm。其中：
表层A配料：无规共聚聚丙烯树脂93.0～96.0％，抗菌母粒2.0～4.0％，防粘剂2.0～3.0％；
芯层B配料：均聚聚丙烯树脂96.0～97.2％，抗静电剂2.0～3.0％，爽滑剂0.8～1.0％；
表层C配料：均聚聚丙烯树脂97.0～98.0％，防粘剂2.0～3.0％。
经双向拉伸工艺制成抗菌薄膜，其急冷辊或冷却水的温度为15℃。
③三层以上挤出结构，即上下抗菌表层或单一抗菌表层、普通表层与二层以上非抗菌芯层构成薄膜，厚度25μm。
实施例3抗菌型聚丙烯双面热封膜
抗菌母粒在105℃的温度下干燥2小时。
①三层挤出为ABA结构，即上下抗菌热封表层与非抗菌层组成薄膜。厚度20μm。其中：
表层A配料：无规共聚聚丙烯树脂94.0～97.0％，抗菌母粒1.0～3.0％，防粘剂2.0～3.0％；
芯层B配料：均聚聚丙烯树脂96.0～97.2％，抗静电剂2.0～3.0％，爽滑剂0.8～1.0％；
经双向拉伸工艺制成抗菌薄膜，其急冷辊或冷却水的温度为20℃。
②三层挤出为AB C结构，即抗菌热封表层、非抗菌热封表层与非抗菌芯层构成薄膜，厚度20μm。其中：
表层A配料：无规共聚聚丙烯树脂94.0～97.0％，抗菌母粒1.0～3.0％，防粘剂2.0～3.0％；
芯层B配料：均聚聚丙烯树脂96.0～97.2％，抗静电剂2.0～3.0％，爽滑剂0.8～1.0％；
表层C配料：无规共聚聚丙烯树脂97.0～98.0％，防粘剂2.0～3.0％。
经双向拉伸工艺制成抗菌薄膜，其急冷辊或冷却水的温度为20℃。
实施例4抗菌型聚丙烯消光膜
抗菌母粒在105℃的温度下干燥3小时。
①二层挤出为AB结构，即抗菌消光表层与非抗菌层组成薄膜。厚度20μm。其中：
表层A配料：消光母粒95.0～96.0％，抗菌母粒4.0～5.0％；
B层配料：均聚聚丙烯树脂95.0～97.5％，抗静电剂2.0～4.0％，防粘剂0.5～1.0％。
经双向拉伸工艺制成抗菌薄膜，其急冷辊或冷却水的温度为25℃。
②三层挤出为ABC结构，即抗菌表层、非抗菌消光表层与非抗菌芯层构成薄膜。厚度20μm。其中：
表层A配料：均聚聚丙烯树脂92.0～94.0％，抗菌母粒4.0～5.0％，防粘剂2.0～3.0％；
芯层B配料：均聚聚丙烯树脂96.0～98.0％，抗静电剂2.0～4.0％；
表层C配料：消光母粒100％。
经双向拉伸工艺制成薄膜，其急冷辊或冷却水的温度为25℃。
实施例5抗菌型聚丙烯单面热封珠光膜
抗菌母粒在105℃的温度下干燥4小时。
①二层挤出为AB结构，即抗菌热封表层与非抗菌层组成薄膜。厚度25μm。其中：
表层A配料：无规共聚聚丙烯树脂92.0～95.5％，抗菌母粒3.0～5.0％，防粘剂1.5～3.0％；
B层配料：均聚聚丙烯树脂79.5～84.0％，珠光母粒11.0～13.0％，增白母粒3.0～3.5％，抗静电剂1.5～3.0％，爽滑剂0.5～1.0％。
经双向拉伸工艺制成抗菌薄膜，其急冷辊或冷却水的温度为23℃。
②三层挤出为ABC结构，即抗菌表层、非抗菌热封表层与非抗菌芯层构成薄膜。厚度25μm。其中：
表层A配料：均聚聚丙烯树脂92.0～95.5％，抗菌母粒3.0～5.0％，防粘剂1.5～3.0％；
芯层B配料：均聚聚丙烯树脂79.5～84.0％，珠光母粒11.0～13.0％，增白母粒3.0～3.5％，抗静电剂1.5～3.0％，爽滑剂0.5～1.0％。
表层C配料：无规共聚聚丙烯树脂97.0～98.5％，防粘剂1.5～3.0％；
经双向拉伸工艺制成抗菌薄膜，其急冷辊或冷却水的温度为23℃。
实施例6抗菌型聚丙烯双面热封珠光膜
抗菌母粒在105℃的温度下干燥5小时。
①三层挤出为ABA结构，即上下抗菌热封表层与非抗菌芯层组成薄膜。厚度28μm。其中：
表层A配料：无规共聚聚丙烯树脂82.0～86.5％，抗菌母粒12.0～15.0％，防粘剂1.5～3.0％；
芯层B配料：均聚聚丙烯树脂79.5～84.0％，珠光母粒11.0～13.0％，增白母粒3.0～3.5％，抗静电剂1.5～3.0％，爽滑剂0.5～1.0％。
经双向拉伸工艺制成抗菌薄膜，其急冷辊或冷却水的温度为20℃。
②三层挤出为ABC结构，即抗菌热封表层、非抗菌热封表层与非抗菌芯层构成薄膜。厚度28μm。其中：
表层A配料：无规共聚聚丙烯树脂82.0～86.5％，抗菌母粒12.0～15.0％，防粘剂1.5～3.0％；
芯层B配料：均聚聚丙烯树脂79.5～84.0％，珠光母粒11.0～13.0％，增白母粒3.0～3.5％，抗静电剂1.5～3.0％，爽滑剂0.5～1.0％。
表层C配料：无规共聚聚丙烯树脂97.0～98.5％，防粘剂1.5～3.0％；
经双向拉伸工艺制成抗菌薄膜，其急冷辊或冷却水的温度为20℃。
实施例7：抗菌型聚丙烯烟膜
抗菌母粒在105℃的温度下干燥6小时。
①三层挤出为ABA结构，即上下抗菌热封表层与非抗菌芯层组成薄膜。厚度20μm。其中：
表层A配料：无规共聚聚丙烯树脂79.0～89.0％，抗菌母粒3.0～5.0％，超级增滑剂8.0～16.0％；
芯层B配料：均聚聚丙烯树脂96.0～97.0％，增滑/抗静电剂3.0～4.0％。
经双向拉伸工艺制成抗菌薄膜，其急冷辊或冷却水的温度为18℃。
②三层挤出为ABC结构，即抗菌热封表层、非抗菌热封表层与非抗菌芯层构成薄膜。厚度20μm。其中：
表层A配料：无规共聚聚丙烯树脂79.0～89.0％，抗菌母粒3.0～5.0％，超级增滑剂8.0～16.0％；
芯层B配料：均聚聚丙烯树脂96.0～97.0％，增滑/抗静电剂3.0～4.0％；
表层C配料：无规共聚聚丙烯树脂84.0～92.0％，超级增滑剂8.0～16.0％。
经双向拉伸工艺制成抗菌薄膜，其急冷辊或冷却水的温度为18℃。
Claims (7)
1一种抗菌薄膜，主要成份为聚丙烯树脂，加入适量的抗静电剂、爽滑剂、防粘剂助剂，经一定倍数双向拉伸，成抗菌薄膜，其特征为：
在需要有抗菌功能的表层用料中加入有机抗菌功能团组装在基体树脂的分子链上的分子组装的抗菌母粒，加入的重量百分比为1.0～20.0％，计量基准为该层配料总重量。
2根据权利要求1所述的抗菌薄膜，其特征为：
抗菌母粒加入的重量百分比为3.0～5.0％，计量基准为该层配料总重量。
3根据权利要求1所述的抗菌薄膜，其特征为：
抗菌母粒加入的重量百分比为4.0～5.0％，计量基准为该层配料总重量。
4根据权利要求1或2或3所述的抗菌薄膜，其特征为：
所述聚丙烯树脂为均聚聚丙烯树脂或无规共聚聚丙烯树脂。
5根据权利要求1或2或3所述的抗菌薄膜，其特征为：
薄膜抗菌表层中加入防粘剂的重量百分比为1.5～3.0％，计量基准为该层配料总重量。
6一种制造如权利要求1至5中任一项所述的抗菌薄膜的双向拉伸工艺，包括按比例加入抗菌母粒配料混合、一般双向拉伸工艺的熔融、塑化、计量挤出成型片材，预热后分别按一定倍数纵向、横向拉伸，热定型，切边、测厚、表面电晕处理、收卷，最后经熟化处理、分切，其特征为：
配料前，抗菌母粒在100～110℃的温度下干燥1～8小时。
7根据权利要求6所述的抗菌薄膜的双向拉伸工艺，其特征为：
在厚片成型工艺中，其急冷辊或冷却水的温度比拉伸普通聚丙烯薄膜的温度降低5～10℃，为15～25℃。
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