CN114561829A - 一种抗菌组合物、抗菌纸浆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种抗菌组合物、抗菌纸浆及其制备方法，所述抗菌组合物中各组分的重量百分比分别为：数均分子量为3000‑50000的咪唑类聚合物0.50％‑2％，抗菌金属离子0.10‑0.5％，助溶剂5.1％‑20％，表面活性剂0.1％‑1％，去离子水23.5％‑94.2％。将抗菌组合物添加到纸浆后制成的抗菌纸浆烘干后具有良好的抗菌效果，同时纸张不存在变色情况。
Description
技术领域
本发明涉及纸包装技术领域，具体涉及一种抗菌组合物、抗菌纸浆及其制备方法。
背景技术
塑料包装具有污染环境的问题，而纸包装作为一种环保型产品，不会污染环境，在某些领域逐渐取代塑料，随着生活水平的提高，人们对包装纸的功能要求越来越高，在食品行业，医疗行业和某些精包装行业等，不仅需要包装纸满足一定的外观要求，还需要其具有一定的抗菌效果。具有抗菌杀菌效果的包装纸在食品包装领域应用时，可以有效杀死微生物，延迟食品保质期，预防疾病传染，在医疗行业应用时，可以有效减少疾病传播。
发明内容
本发明旨在提供一种抗菌组合物、抗菌纸浆及其制备方法，具有高效持久的抗菌杀菌效果且制备的抗菌纸浆干燥后不易变色。
为了实现本发明的目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种抗菌组合物，所述抗菌组合物中各组分的重量百分比分别为：数均分子量为3000-50000的咪唑类聚合物0.50％-2％，抗菌金属离子0.10-0.5％，助溶剂5.1％-20％，表面活性剂0.1％-1％，去离子水23.5％-94.2％。
优选地，所述咪唑类聚合物为数均分子量为18000的聚乙烯基咪唑。
优选地，所述抗菌金属离子包括银离子，锌离子，铜离子及其组合物，更优选为硝酸银。
优选地，所述助溶剂包括乙醇，异丙醇及其组合物，更优选为乙醇和异丙醇组合物，其中乙醇添加量为5％-15％，异丙醇添加量为0.1％-5％。
优选地，所述表面活性剂为E1310型表面活性剂。
本发明还提供了上述抗菌组合物的制备方法，包括：先配置抗菌金属离子水溶液，占抗菌组合物总质量的30％，再配置聚合物水溶液，包括咪唑类聚合物、助溶剂、表面活性剂和去离子水，占抗菌组合物总质量的70％，将抗菌金属离子水溶液加入到聚合物水溶液中，搅拌均匀。
本发明还提供了一种抗菌纸浆，包括上述抗菌组合物。
优选地，按重量百分比计，所述抗菌组合物的添加量≥0.5％。
本发明还提供了上述抗菌纸浆的制备方法，包括：将上述抗菌组合物配置完成后作为添加剂向纸浆中添加。
本发明中，抗菌组合物的添加量越高，抗菌性能越好，但随着抗菌组合物添加量的提高，抗菌金属离子对抗菌纸浆干燥后的变色程度影响也越大，同时也会涉及到成本问题，例如，当抗菌金属离子为银离子时，抗菌组合物最高添加量为2％，对抗菌纸浆干燥后的变色程度影响不大，且满足生产成本要求。
本发明提供了一种抗菌组合物、抗菌纸浆及其制备方法，抗菌组合物提供抗菌金属离子，具有高效持久的抗菌杀菌效果，将其添加到纸浆后制成的抗菌纸浆烘干后具有良好的抗菌效果，同时纸张不存在变色情况，可用于食品、医疗以及某些精包装行业等，满足各行业对抗菌包装的需求，具有广泛的应用前景。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
实施例1抗菌纸浆的制备(含乙烯基咪唑聚合物)
制备抗菌组合物，将0.16％的硝酸银加入29.84％的去离子水溶解均匀，配置成硝酸银水溶液，将1.2％的聚乙烯基咪唑，15％的乙醇，0.5％的异丙醇，0.1％的E1310和53.2％去离子水配置成聚合物溶液，将硝酸银水溶液和聚合物水溶液共混均匀得到抗菌组合物。将0.5％的抗菌组合物，30％的纸浆纤维和69.5％的去离子水搅拌机作用下，充分搅拌均匀，得到湿胚纸浆，在负压条件下风干，风干后在模具中热压成型，温度为180℃，得到一定形状的抗菌纸材。
实施例2
制备抗菌组合物，将0.1％的硝酸银加入29.9％的去离子水溶解均匀，配置成硝酸银水溶液，将0.5％的聚乙烯基咪唑，15％的乙醇，0.5％的异丙醇，1％的E1310和53％去离子水配置成聚合物溶液，将硝酸银水溶液和聚合物水溶液共混均匀得到抗菌组合物。将1％的抗菌组合物，15％的纸浆纤维和84％的去离子水搅拌机作用下，充分搅拌均匀，得到湿胚纸浆，在负压条件下风干，风干后在模具中热压成型，温度为180℃，得到一定形状的抗菌纸材。
实施例3
制备抗菌组合物，将0.5％的硝酸银加入29.5％的去离子水溶解均匀，配置成硝酸银水溶液，将2％的聚乙烯基咪唑，15％的乙醇，0.5％的异丙醇，0.5％的E1310和52％去离子水配置成聚合物溶液，将硝酸银水溶液和聚合物水溶液共混均匀得到抗菌组合物。将2％的抗菌组合物，45％的纸浆纤维和53％的去离子水搅拌机作用下，充分搅拌均匀，得到湿胚纸浆，在负压条件下风干，风干后在模具中热压成型，温度为180℃，得到一定形状的抗菌纸材。
对比例1普通纸浆的制备
将30％的纸浆纤维和70％的去离子水在搅拌机作用下，充分搅拌均匀，得到湿胚纸浆，在负压条件下风干，风干后在模具中热压成型，温度为180℃，得到一定形状的抗菌纸材。
对比例2抗菌纸浆的制备(不含乙烯基咪唑聚合物)
制备抗菌组合物，将0.16％的硝酸银加入29.84％的去离子水溶解均匀，配置成硝酸银水溶液，将15％的乙醇，0.5％的异丙醇，0.1％的E1310和54.4％去离子水配置成聚合物溶液，将硝酸银水溶液和聚合物水溶液共混均匀得到抗菌组合物。将0.5％的抗菌组合物，30％的纸浆纤维和69.5％的去离子水搅拌机作用下，充分搅拌均匀，得到湿胚纸浆，在负压条件下风干，风干后在模具中热压成型，温度为180℃，得到一定形状的抗菌纸材。
下面将实施例1-3得到的产品与对比例1和2进行测试对比。
测试例1
纸浆干燥后测试银离子含量(ICP-OES方法)，抗菌测试所采用的菌种为大肠杆菌，见表1。
表1.银离子含量及抗菌率测试结果
结果显示，对比例1中不存在银离子，对比例2中存在银离子，但是银离子含量较理论值明显偏低，是由于银离子不稳定在搅拌过程中团聚析出，实施例1-3中均存在银离子，实施例1中银离子浓度和理论值16.4ppm比较接近。实施例2中银离子浓度和理论值42.6ppm接近，实施例3中银离子浓度和理论值1419ppm接近。
对比例1抗菌效果差，对比例2存在一定的抗菌效果，但是抗菌效果较差，实施例1-3抗菌结果较好。
测试例2
采用色差仪测试干燥后纸浆的变色情况，对比例1中纸浆变色程度小，实施例1-3的变色程度和对比例1相当，对比例2纸浆变色明显，纸张变黄变暗影响外观。
表2.干燥后纸浆变色情况
| 纸浆类型 | 对比例1 | 对比例2 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
| L* | 95.73 | 83.54 | 95.87 | 95.41 | 95.37 |
| a* | -0.46 | 4.52 | -0.28 | -0.53 | -0.12 |
| b* | 2.84 | 21.94 | 2.76 | 2.81 | 2.92 |
备注：L*表示：白色到黑色颜色变化，范围值是0-100，值接近100颜色越白；
a*表示：绿色到红色，范围值是-∞到+∞，负值越小越绿色越绿，正值越大红色越红；
b*表示：蓝色到黄色，范围值是-∞到+∞，负值越小越蓝色越蓝，正值越大黄色越黄。
对比例1是空白对照，对比例2抗菌性能较差，且纸张存在变色情况，实施例1-3体现抗菌组合物不存在变色问题，抗菌性能优异，因为配方中聚乙烯基咪唑具有稳定银离子的作用和阻止硝酸银和纸张作用变色。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为更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他不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方法予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (10)
1.一种抗菌组合物，所述抗菌组合物中各组分的重量百分比分别为：数均分子量为3000-50000的咪唑类聚合物0.50％-2％，抗菌金属离子0.10-0.5％，助溶剂5.1％-20％，表面活性剂0.1％-1％，去离子水23.5％-94.2％。
2.根据权利要求1所述的一种抗菌组合物，其特征在于，所述咪唑类聚合物为数均分子量为18000的聚乙烯基咪唑。
3.根据权利要求1所述的一种抗菌组合物，其特征在于，所述抗菌金属离子包括银离子，锌离子，铜离子及其组合物。
4.根据权利要求1所述的一种抗菌组合物，其特征在于，所述助溶剂包括乙醇，异丙醇及其组合物。
5.根据权利要求1所述的一种抗菌组合物，其特征在于，所述助溶剂为乙醇和异丙醇的组合物，其中乙醇添加量为5％-15％，异丙醇添加量为0.1％-5％。
6.根据权利要求1所述的一种抗菌组合物，其特征在于，所述表面活性剂为E1310型表面活性剂。
7.权利要求1-6任意一项所述的一种抗菌组合物的制备方法，包括：先配置抗菌金属离子水溶液，占抗菌组合物总质量的30％，再配置聚合物水溶液，包括咪唑类聚合物、助溶剂、表面活性剂和去离子水，占抗菌组合物总质量的70％，将抗菌金属离子水溶液加入到聚合物水溶液中，搅拌均匀。
8.一种抗菌纸浆，包括权利要求1-6任意一项所述的一种抗菌组合物。
9.根据权利要求8所述的一种抗菌纸浆，其特征在于，按重量百分比计，所述抗菌组合物的添加量≥0.5％。
10.权利要求8所述的一种抗菌纸浆的制备方法，包括：将所述抗菌组合物配置完成后作为添加剂向纸浆中添加。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20220531 |