CN114228294A - 一种具有防霉抗菌功能的复合涂布膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种具有防霉抗菌功能的复合涂布膜，包括：聚乳酸基膜，所述聚乳酸基膜顶部涂布有PVOH涂料层；所述PVOH涂料层包括复合抗菌剂，所述复合抗菌剂包括天然抗菌剂和银离子。本发明通过研究发现，金属离子能够极大增强酶活性，使得金属离子能够作为天然抗菌剂的增强剂，在天然抗菌剂内添加少量银离子溶液，使天然抗菌剂的抗菌性明显增加，且天然抗菌剂抗菌性能得到加强，应用于食品领域的涂布膜抗菌性能得到极大增强，便于对食品进行防护。同时，本发明采用聚乳酸基膜，聚乳酸是一种热塑性脂肪族聚酯，来源于可再生物质，通常来源于发酵植物淀粉，如玉米、木薯、甘蔗或甜菜浆，使得聚乳酸基膜能够进行生物降解，使涂布膜更为环保。
Description
技术领域
本发明涉及涂布膜技术领域，尤其涉及一种具有防霉抗菌功能的复合涂布膜及其制备方法。
背景技术
在目前要求高阻隔食品包装上，采用的是BOPP基膜上涂布PVOH涂层，将PVOH涂层均匀涂抹在BOPP基膜上，经过烘干后形成PVOH涂布膜。
但现有的PVOH涂布膜在使用时，抗菌能力较弱，在其中添加合成抗菌剂抗菌性较强，但合成抗菌剂毒性较大，不适用于食品领域，天然抗菌剂毒性小，但天然抗菌剂抗菌性能较弱，用于食品领域，使得现有的PVOH涂布膜抗菌能力较弱，无法对食品进行有效防护，并且现有的PVOH涂布膜基膜为BOPP基膜，BOPP基膜不易降解，会造成大量的塑料垃圾，对环保造成不便，不利于可持续发展。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种具有防霉抗菌功能的复合涂布膜及其制备方法，具有较高的抗菌性能，且安全性佳，可应用于食品包装领域。
为达到上述目的，本发明提供了一种具有防霉抗菌功能的复合涂布膜，包括：聚乳酸基膜，所述聚乳酸基膜顶部涂布有PVOH涂料层；
所述PVOH涂料层包括复合抗菌剂，所述复合抗菌剂包括天然抗菌剂和银离子。
本发明中，所述复合抗菌剂可以包含在PVOH涂料中，和PVOH涂料一起成膜。
图1为本发明提供的具有防霉抗菌功能的复合涂布膜的结构示意图，其中，1为聚乳酸基膜，2为PVOH涂料层。
本发明优选的，所述聚乳酸基膜分为上层、中层、下层；所述PVOH涂料层涂布于上层表面。
本发明优选的，所述聚乳酸基膜的厚度为10～50μm。
本发明优选的，所述基膜的上层包括：
聚乳酸 94.5wt％～97wt％；
低立体规则性聚烯烃 2wt％～3wt％；
抗连剂 1wt％～2.5wt％
上述上层的厚度优选为0.3～1.5μm。
本发明中，所述抗连剂可以为本领域技术人员熟知的抗连剂，本发明优选为二氧化钛或硅酮抗连剂。
上述低立体规则性聚烯烃优选为三元共聚聚烯烃。
本发明优选的，所述基膜的中层包括：
聚乳酸 95wt％～97wt％；
低立体规则性聚烯烃 2wt％～3wt％；
抗静电剂 1wt％～2wt％。
本发明中，所述抗静电剂可以为本领域技术人员熟知的抗静电剂，本发明优选为40％～60％乙氧基化胺和40％～60％甘油单硬脂酸酯的混合物。
上述低立体规则性聚烯烃优选为三元共聚聚烯烃。
上述中层的厚度优选为9.4～47μm。
本发明优选的，所述基膜的下层包括：
聚乳酸 94.5wt％～97wt％；
低立体规则性聚烯烃 2wt％～3wt％；
抗连剂 1wt％～2.5wt％。
本发明中，所述抗连剂可以为本领域技术人员熟知的抗连剂，本发明优选为二氧化钛或硅酮抗连剂。
上述低立体规则性聚烯烃优选为三元共聚聚烯烃。
上述下层的厚度优选为0.3～1.5μm。
本发明在基膜的顶部涂布PVOH涂料层。
本发明优选的，形成所述PVOH涂料层的涂料包括：PVOH水溶液、防粘剂和复合抗菌剂。
本发明中，所述PVOH水溶液和防粘剂之间的质量比优选为100:0.1～0.5。
所述防粘剂可以为本领域技术人员熟知的防粘剂，本发明优选为二氧化硅。
所述复合抗菌剂包括天然抗菌剂和银离子。
所述天然抗菌剂和银离子的质量比优选为100:5。
本发明中，所述天然抗菌剂优选为甲壳素。
本发明中，所述甲壳素优选为贝壳、蟹壳、虾壳和鱼骨中的一种或多种的提取物。
所述PVOH涂料层的厚度优选为1～2微米。
本发明中，所述复合抗菌剂也可以单独成膜，即通过涂覆或喷涂的方式设置于PVOH涂料层表面。
此时，上述PVOH涂料层可以不含复合抗菌剂，也可以包含复合抗菌剂。
本发明优选的，所述复合抗菌剂的喷涂量为1.5g/m2。
图2为本发明提供的具有防霉抗菌功能的复合涂布膜的结构示意图，其中，2-1为聚乳酸基膜，2-2为PVOH涂料层，2-3为复合抗菌剂层。
基于此，本发明提供了一种具有防霉抗菌功能的复合涂布膜，包括：聚乳酸基膜，所述聚乳酸基膜顶部依次涂布有PVOH涂料层和复合抗菌剂层；
所述PVOH涂料层包括或不包括复合抗菌剂；
所述复合抗菌剂包括天然抗菌剂和银离子。
优选的，所述复合抗菌剂通过涂覆或喷涂的方式设置于PVOH涂料层表面。
上述聚乳酸基膜、PVOH涂料层和复合抗菌剂层的组分、厚度同上，在此不再赘述。
本发明提供了上述具有防霉抗菌功能的复合涂布膜的制备方法，包括以下步骤：
S1)放卷：将聚乳酸基膜展开；
S2)底涂：在聚乳酸基膜上层表面涂底涂胶黏剂；
S3)烘干；
S4)面涂：将PVOH涂料涂布在聚乳酸基膜的底涂胶表面；
S5)抗菌：将抗菌剂喷射到PVOH涂料面；
S6)烘干；
S7)收卷，得到复合涂布膜。
本发明首先进行PVOH涂料配比，优选的：选取PVOH水溶液和防粘剂，将选取的原料加入搅拌釜中混合搅拌，搅拌速度优选为60～200转/min，搅拌时间优选为30～60min，制得PVOH涂料。
本发明优选的，所述复合抗菌剂按照以下方法制备：
将天然抗菌剂和银离子溶液，加入搅拌釜内部，在20～40℃环境下进行搅拌，搅拌速度优选为：500转/分钟，使原料之间充分混合，得到复合抗菌剂。
本发明优选的，所述银离子溶液为南京天诗生产的LDX分散体。
然后进行放卷工序，将聚乳酸基膜展开。
优选的，在60～130N的张力下，将聚乳酸基膜平整的展开，在此张力下，膜卷经过多个导辊连续向前运行，并采用两个相同工位相互交替工作，运用自动拼接，快速换膜，达到连续放卷的目的。
本发明优选的，放卷后，进行电晕处理。优选的，在放卷工序输送过来的聚乳酸基膜上面进行电晕处理，优选的，经过电晕处理的基材薄膜的表面张力达到38～45达因值。
然后进行底涂，在聚乳酸基膜表面底涂胶黏剂。
本发明对所述胶黏剂的组分并无特殊限定，可以为本领域技术人员熟知的胶黏剂。
优选具体的：采用逆向凹版涂布方法，通过涂布辊与刮刀的配合，使底涂胶黏剂从料槽中通过涂布辊的转动，转移到薄膜表面，再经刮刀把多余的胶黏剂刮掉，保证转移到薄膜的胶黏剂的量控制在0.1～1.0g/m2；
然后进行烘干工序。将涂布膜通过电热空气干燥装置，在烘干过程中，优选的薄膜在30～150N的张力下拉直拉平，电热烘箱的温度优选为70～120℃，时间优选为5～10秒，涂布膜速度优选为50～500m/min。
然后进行面涂工序。通过面涂涂布设备将PVOH涂料涂布在聚乳酸基膜上面，涂布速度优选为50～500m/min。
所述PVOH涂料层的涂布量优选为0.3～2.0g/m2。
然后进行抗菌工序。通过雾化喷头将复合抗菌剂喷射到涂布膜的正面，喷液量优选为1.5-2.0g/m2。
然后进行烘干工序。将涂布膜通过电热空气干燥装置，在烘干过程中，优选的薄膜在30～150N的张力下拉直拉平，电热烘箱的温度优选为70～120℃，时间优选为5～10秒，涂布膜速度优选为50～500m/min。
最后将涂布好的产品进行收卷。收卷时需要控制收卷的张力及压辊的压力，收卷的张力优选为30～100N，压辊压力优选为3.0±2kg。
与现有技术相比，本发明提供了一种具有防霉抗菌功能的复合涂布膜，包括：聚乳酸基膜，所述聚乳酸基膜顶部涂布有PVOH涂料层；所述PVOH涂料层包括复合抗菌剂，所述复合抗菌剂包括天然抗菌剂和银离子。本发明通过研究发现，金属离子能够极大增强酶活性，使得金属离子能够作为天然抗菌剂的增强剂，在天然抗菌剂内添加少量银离子溶液，使天然抗菌剂的抗菌性明显增加，且天然抗菌剂抗菌性能得到加强，应用于食品领域的涂布膜抗菌性能得到了极大的增强，便于对食品进行防护。同时，本发明采用聚乳酸基膜，聚乳酸是一种热塑性脂肪族聚酯，来源于可再生物质，通常来源于发酵植物淀粉，如玉米、木薯、甘蔗或甜菜浆，使得聚乳酸基膜能够进行生物降解，使涂布膜更为环保。
附图说明
图1为本发明提供的具有防霉抗菌功能的复合涂布膜的结构示意图；
图2为本发明提供的具有防霉抗菌功能的复合涂布膜的结构示意图。
具体实施方式
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的具有防霉抗菌功能的复合涂布膜及其制备方法进行详细描述。
实施例1
首先进行PVOH涂料配比，选取6％固含量的PVOH水溶液100kg和10％固含量二氧化硅防粘剂水溶液0.12kg，将选取的原料加入搅拌釜中混合搅拌，搅拌速度为100转/min，搅拌时间优选为30min，制得PVOH涂料。
复合抗菌剂按照以下方法制备：
将50kg固含量30％的甲壳素天然抗菌剂和7.5kg固含量10％的银离子溶液，加入搅拌釜内部，在20℃环境下进行搅拌，搅拌速度为：500转/分钟，使原料之间充分混合，得到复合抗菌剂。
然后进行放卷工序，将聚乳酸基膜展开。聚乳酸基膜分为上层、中层、下层，厚度为25μm，上层聚乳酸95wt％；低立体规则性聚烯烃3wt％；硅酮抗连剂2wt％，上层的厚度为1.0μm。中层聚乳酸95wt％，低立体规则性聚烯烃3wt％；乙氧化胺和甘油-硬脂酸脂复配的抗静电剂2wt％，厚度为23μm。基膜的下层聚乳酸95wt％；低立体规则性聚烯烃3wt％；硅酮抗连剂2wt％。下层的厚度为1.0μm。
在60N的张力下，将聚乳酸基膜平整的展开，在此张力下，膜卷经过多个导辊连续向前运行，并采用两个相同工位相互交替工作，运用自动拼接，快速换膜，达到连续放卷的目的。
放卷后，输送过来的聚乳酸基膜上面进行电晕处理，经过电晕处理的基材薄膜的表面张力达到38达因值。
然后进行底涂，在聚乳酸基膜上面涂上底涂胶黏剂。
采用逆向凹版涂布方法，通过涂布辊与刮刀的配合，使底涂胶黏剂从料槽中通过涂布辊的转动，转移到薄膜表面，再经刮刀把多余的胶黏剂刮掉，保证转移到薄膜的胶黏剂的量控制在0.3g/m2；底涂后烘箱的烘干温度为85℃和75℃。
然后进行面涂工序。通过面涂涂布设备将PVOH涂料涂布在聚乳酸基膜的底涂胶面上，涂布速度为150m/min。
PVOH涂料层的涂布量为0.6g/m2。
然后进行抗菌工序。通过雾化喷头将复合抗菌剂喷射到涂布膜的PVOH涂层上，喷液量为1.5g/m2。
然后进行烘干工序。将涂布膜通过电热空气干燥装置，在烘干过程中，薄膜在50N的张力下拉直拉平，三节电热烘箱的温度依次为100℃，90℃，80℃。
最后将涂布好的产品进行收卷。收卷时需要控制收卷的张力及压辊的压力，收卷的张力优选为40N，压辊压力优选为3.0±2kg。得到复合涂布膜。
实施例2
首先进行PVOH涂料配比，选取6％固含量的PVOH水溶液200kg和10％固含量二氧化硅防粘剂水溶液0.36kg，将选取的原料加入搅拌釜中混合搅拌，搅拌速度为100转/min，搅拌时间为30min，制得PVOH涂料。
复合抗菌剂按照以下方法制备：
将100kg固含量30％的甲壳素天然抗菌剂和15kg固含量10％的银离子溶液，加入搅拌釜内部，在20℃环境下进行搅拌，搅拌速度为：500转/分钟，使原料之间充分混合，得到复合抗菌剂。
然后进行放卷工序，将聚乳酸基膜展开。聚乳酸基膜分为上层、中层、下层，厚度为25μm，上层聚乳酸95wt％；低立体规则性聚烯烃3wt％；硅酮抗连剂2wt％，上层的厚度为1.0μm。中层聚乳酸95wt％，低立体规则性聚烯烃3wt％；乙氧化胺和甘油-硬脂酸脂复配的抗静电剂2wt％，厚度为23μm。基膜的下层聚乳酸95wt％；低立体规则性聚烯烃3wt％；硅酮抗连剂2wt％。下层的厚度为1.0μm。
在70N的张力下，将聚乳酸基膜平整的展开，在此张力下，膜卷经过多个导辊连续向前运行，并采用两个相同工位相互交替工作，运用自动拼接，快速换膜，达到连续放卷的目的。
放卷后，输送过来的聚乳酸基膜上面上进行电晕处理，经过电晕处理的基材薄膜的表面张力达到39达因值。
然后进行底涂，在聚乳酸基膜上面涂上底涂胶黏剂。
采用逆向凹版涂布方法，通过涂布辊与刮刀的配合，使底涂胶黏剂从料槽中通过涂布辊的转动，转移到薄膜表面，再经刮刀把多余的胶黏剂刮掉，保证转移到薄膜的胶黏剂的量控制在0.4g/m2；底涂后烘箱的烘干温度为90℃和80℃。
然后进行面涂工序。通过面涂涂布设备将PVOH涂料涂布在聚乳酸基膜的底涂胶面上，涂布速度为180m/min。
PVOH涂料层的涂布量为0.7g/m2。
然后进行抗菌工序。通过雾化喷头将复合抗菌剂喷射到涂布膜的PVOH涂层上，喷液量为1.5g/m2。
然后进行烘干工序。将涂布膜通过电热空气干燥装置，在烘干过程中，薄膜在60N的张力下拉直拉平，三节电热烘箱的温度依次为105℃，95℃，85℃。
最后将涂布好的产品进行收卷。收卷时需要控制收卷的张力及压辊的压力，收卷的张力优选为50N，压辊压力优选为3.0±2kg。得到复合涂布膜。
性能检测：
按照GB/T 21866-2008测试，抗细菌性能对比如表1所示：
表1
| 涂布膜 | PVOH涂布膜 | 实施例1 | 实施例2 |
| 抗细菌性能 | 91.7％ | 99.4％ | 99.6％ |
| 抗细菌耐久性能 | 90.6％ | 96.3％ | 96.5％ |
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种具有防霉抗菌功能的复合涂布膜，包括：聚乳酸基膜，所述聚乳酸基膜顶部涂布有PVOH涂料层；
所述PVOH涂料层包括复合抗菌剂，所述复合抗菌剂包括天然抗菌剂和银离子。
2.根据权利要求1所述的具有防霉抗菌功能的复合涂布膜，其特征在于，所述天然抗菌剂和银离子的质量比为100:5。
3.根据权利要求1所述的具有防霉抗菌功能的复合涂布膜，其特征在于，所述天然抗菌剂为甲壳素。
4.根据权利要求1所述的具有防霉抗菌功能的复合涂布膜，其特征在于，形成所述PVOH涂料层的涂料包括：PVOH水溶液、防粘剂和复合抗菌剂。
5.根据权利要求1所述的具有防霉抗菌功能的复合涂布膜，其特征在于，所述复合抗菌剂通过涂覆或喷涂的方式设置于PVOH涂料层表面。
6.根据权利要求1所述的具有防霉抗菌功能的复合涂布膜，其特征在于，所述聚乳酸基膜分为上层、中层、下层；所述PVOH涂料层涂布于上层表面。
7.根据权利要求6所述的具有防霉抗菌功能的复合涂布膜，其特征在于，所述上层包括：
聚乳酸 94.5wt％～97wt％；
低立体规则性聚烯烃 2wt％～3wt％；
抗连剂 1wt％～2.5wt％；
所述中层包括：
聚乳酸 95wt％～97wt％；
低立体规则性聚烯烃 2wt％～3wt％；
抗静电剂 1wt％～2wt％；
所述下层包括：
聚乳酸 94.5wt％～97wt％；
低立体规则性聚烯烃 2wt％～3wt％；
抗连剂 1wt％～2.5wt％。
8.根据权利要求6所述的具有防霉抗菌功能的复合涂布膜，其特征在于，所述聚乳酸基膜的厚度为10～50μm；其中，上层厚度为0.3～1.5μm，中层厚度为9.4～47μm，所述下层厚度为0.3～1.5μm。
9.一种具有防霉抗菌功能的复合涂布膜，包括：聚乳酸基膜，所述聚乳酸基膜顶部依次涂布有PVOH涂料层和复合抗菌剂层；
所述PVOH涂料层包括或不包括复合抗菌剂；
所述复合抗菌剂包括天然抗菌剂和银离子。
10.权利要求1～9任一项所述的具有防霉抗菌功能的复合涂布膜的制备方法，包括以下步骤：
S1)放卷：将聚乳酸基膜展开；
S2)底涂：在聚乳酸基膜上层表面涂底涂胶黏剂；
S3)烘干；
S4)面涂：将PVOH涂料涂布在聚乳酸基膜的底涂胶表面；
S5)抗菌：将抗菌剂喷射到PVOH涂料面；
S6)烘干；
S7)收卷，得到复合涂布膜。
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| JP2000177072A (ja) * | 1998-12-21 | 2000-06-27 | Tohcello Co Ltd | ポリ乳酸系ガスバリヤー性フィルム |
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| CN110960926A (zh) * | 2018-09-29 | 2020-04-07 | 宁波方太厨具有限公司 | 一种复合空气纤维过滤器的制备方法 |
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- 2021-12-16 CN CN202111561179.4A patent/CN114228294A/zh active Pending
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