一种抗菌性聚酯薄膜及其制备方法与流程

2021-01-07 10:01:06|

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本发明涉及塑料薄膜技术领域，尤其涉及一种抗菌性聚酯薄膜及其制备方法。

背景技术：

近年来，食品安全问题越来越被人们重视，消费者更倾向于购买不含防腐剂的产品，为了满足消费者的需求，同时保障食品的质量、安全，新型食品包装材料的开发和应用与日俱增。

改性抗菌包装薄膜是新型包装材料的一种活性包装，是将抗菌剂等食品添加剂加入到高分子树脂中，通过一系列包装薄膜制备工艺后，获得的具有抗菌效果的包装材料，能够在食品流通和贮藏过程中保护食品不受微生物、化学等污染，延长食品货架期。但是由于抗菌剂的加入往往会影响薄膜的机械性能。

技术实现要素：

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种抗菌性聚酯薄膜及其制备方法，本发明具有良好的抗菌效果和机械性能。

本发明提出的一种抗菌性聚酯薄膜，包括上表层、芯层、下表层，芯层原料为大有光pet聚酯切片；上表层的原料按重量百分比包括：pet聚酯切片20-40％、pet聚酯抗粘母料60-80％；下表层的原料按重量百分比包括：pet聚酯切片10-30％、改性抗菌pet母料70-90％；改性抗菌pet母料含有脱氢乙酸钠和金属钠离子改性剂。

优选地，在金属钠离子改性剂的制备过程中，将天然沸石加入氯化钠水溶液中，于60-70℃下搅拌0.8-1.2h，离心取沉淀，水洗，干燥，研磨得到金属钠离子改性剂。

优选地，于100-110℃真空干燥11-13h。

优选地，氯化钠水溶液的浓度为0.8-1.2mol/l。

优选地，天然沸石经水洗沉降处理后，再加入氯化钠水溶液中。

优选地，研磨后过200目筛。

优选地，改性抗菌pet母料中，脱氢乙酸钠的含量为2.5-3.5wt％，金属钠离子改性剂的含量为4.5-5.5wt％。

上述大有光pet聚酯切片、pet聚酯抗粘母料均可以从市场购得。

pet是指聚对苯二甲酸乙二醇酯。

优选地，改性抗菌pet母料是脱氢乙酸钠、金属钠离子改性剂、pet树脂混匀后，经双螺杆挤出机混合、塑化、均化、熔融、挤出，切粒制得。

优选地，上表层的厚度为1.2μm、下表层的厚度为1-2μm，芯层的厚度为6-12μm。

本发明还提出了上述抗菌性聚酯薄膜的制备方法，包括如下步骤：

s1、取大有光pet聚酯切片经结晶、干燥后，加热熔融并过滤得到芯层熔体；

s2、取上表层的原料经熔融、抽真空处理后得到上表层熔体；

s3、取下表层的原料经熔融、抽真空处理后得到下表层熔体；

s4、将芯层熔体、上表层熔体、下表层熔体在三层结构模头中汇合挤出成膜片，再冷却形成铸片，其中，汇合挤出温度为260-270℃，冷却温度为25-35℃；

s5、将铸片纵向拉伸为厚片，拉伸前的预热温度为50-90℃，拉伸温度为90-100℃，拉伸倍率为3.0-4.5倍；

s6、将厚片横向拉伸得到抗菌性聚酯薄膜，拉伸前的预热温度为90-100℃，拉伸温度为100-110℃，定型温度为180-230℃。

优选地，芯层熔体、上表层熔体、下表层熔体的水分含量均小于50ppm。

优选地，在s1中，结晶温度为140-160℃，结晶时间为50-70min；干燥温度为140-160℃，干燥时间为230-250min。

有益效果：

本发明选用脱氢乙酸钠和金属钠离子改性剂相互配合，与pet树脂制备改性抗菌pet母料，与pet聚酯切片作为下表层的原料，使得薄膜具有良好的抗菌性，且避免将抗菌剂直接加到食品中，降低了抗菌剂的危害，同时延长食品保质期；另外本发明通过选择适宜配方和制备工艺，使得本发明在具有良好抗菌效果的同时，具有较好的机械性能，并在双向拉伸生产设备上生产聚酯薄膜，具有广泛的应用前景。

具体实施方式

下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

实施例1

一种抗菌性聚酯薄膜，包括上表层、芯层、下表层，芯层原料为大有光pet聚酯切片；上表层的原料按重量百分比包括：pet聚酯切片20％、pet聚酯抗粘母料80％；下表层的原料按重量百分比包括：pet聚酯切片10％、改性抗菌pet母料90％；改性抗菌pet母料含有3wt％脱氢乙酸钠和5wt％金属钠离子改性剂；

在金属钠离子改性剂的制备过程中，天然沸石经水洗沉降处理后，再加入浓度为1mol/l氯化钠水溶液中，于65℃下搅拌1h，离心取沉淀，水洗，于105℃真空干燥12h，研磨过200目筛得到金属钠离子改性剂；

改性抗菌pet母料是脱氢乙酸钠、金属钠离子改性剂、pet树脂混匀后，经双螺杆挤出机混合、塑化、均化、熔融、挤出，切粒制得；

上表层厚度为1.2μm、下表层厚度为2μm，芯层厚度6-12μm。

上述抗菌性聚酯薄膜的制备方法，包括如下步骤：

s1、取大有光pet聚酯切片于150℃结晶60min，于150℃干燥240min后，在单螺杆挤出机中加热熔融，过滤得到芯层熔体；

s2、取上表层的原料在双螺杆挤出机熔融，抽真空(除去水份和杂质)后熔融挤出得到上表层熔体；

s3、取下表层的原料在双螺杆挤出机熔融，抽真空(除去水份和杂质)后熔融挤出得到下表层熔体，芯层熔体、上表层熔体、下表层熔体的水分含量均小于50ppm；

s4、将芯层熔体、上表层熔体、下表层熔体在三层结构模头中汇合挤出成膜片，再利用静电吸附将膜片贴附到激冷辊上急冷形成铸片，其中，汇合挤出温度为260℃，冷却温度为25℃；

s5、将铸片纵向拉伸为厚片，拉伸前的预热温度为50-80℃，拉伸温度为90-100℃，拉伸倍率为3.0倍；

s6、将厚片横向拉伸后，风冷，进入牵引系统展平、切边、测厚，然后收卷得母卷即得抗菌性聚酯薄膜，拉伸前的预热温度为90-100℃，拉伸温度为100-110℃，定型温度为180-200℃。

实施例2

一种抗菌性聚酯薄膜，包括上表层、芯层、下表层，芯层原料为大有光pet聚酯切片；上表层的原料按重量百分比包括：pet聚酯切片40％、pet聚酯抗粘母料60％；下表层的原料按重量百分比包括：pet聚酯切片20％、改性抗菌pet母料80％；改性抗菌pet母料含有3.5wt％脱氢乙酸钠和4.5wt％金属钠离子改性剂；

在金属钠离子改性剂的制备过程中，天然沸石经水洗沉降处理后，再加入浓度为0.8mol/l氯化钠水溶液中，于70℃下搅拌0.8h，离心取沉淀，水洗，于110℃真空干燥11h，研磨过200目筛得到金属钠离子改性剂；

改性抗菌pet母料是脱氢乙酸钠、金属钠离子改性剂、pet树脂混匀后，经双螺杆挤出机混合、塑化、均化、熔融、挤出，切粒制得；

上表层厚度为1.2μm、下表层厚度为1.5μm，芯层厚度6-12μm。

上述抗菌性聚酯薄膜的制备方法，包括如下步骤：

s1、取大有光pet聚酯切片于150℃结晶60min，于150℃干燥240min后，在单螺杆挤出机中加热熔融，过滤得到芯层熔体；

s2、取上表层的原料在双螺杆挤出机熔融，抽真空(除去水份和杂质)后熔融挤出得到上表层熔体；

s4、将芯层熔体、上表层熔体、下表层熔体在三层结构模头中汇合挤出成膜片，再利用静电吸附将膜片贴附到激冷辊上急冷形成铸片，其中，汇合挤出温度为265℃，冷却温度为30℃；

s5、将铸片纵向拉伸为厚片，拉伸前的预热温度为50-80℃，拉伸温度为90-100℃，拉伸倍率为4.0倍；

s6、将厚片横向拉伸后，风冷，进入牵引系统展平、切边、测厚，然后收卷得母卷即得抗菌性聚酯薄膜，拉伸前的预热温度为90-100℃，拉伸温度为100-110℃，定型温度为190-220℃。

实施例3

一种抗菌性聚酯薄膜，包括上表层、芯层、下表层，芯层原料为大有光pet聚酯切片；上表层的原料按重量百分比包括：pet聚酯切片30％、pet聚酯抗粘母料70％；下表层的原料按重量百分比包括：pet聚酯切片30％、改性抗菌pet母料70％；改性抗菌pet母料含有2.5wt％脱氢乙酸钠和5.5wt％金属钠离子改性剂；

在金属钠离子改性剂的制备过程中，天然沸石经水洗沉降处理后，再加入浓度为1.2mol/l氯化钠水溶液中，于60℃下搅拌1.2h，离心取沉淀，水洗，于100℃真空干燥13h，研磨过200目筛得到金属钠离子改性剂；

改性抗菌pet母料是脱氢乙酸钠、金属钠离子改性剂、pet树脂混匀后，经双螺杆挤出机混合、塑化、均化、熔融、挤出，切粒制得；

上表层厚度为1.2μm、下表层厚度为1.0μm，芯层厚度6-12μm。

上述抗菌性聚酯薄膜的制备方法，包括如下步骤：

s1、取大有光pet聚酯切片于150℃结晶60min，于150℃干燥240min后，在单螺杆挤出机中加热熔融，过滤得到芯层熔体；

s2、取上表层的原料在双螺杆挤出机熔融，抽真空(除去水份和杂质)后熔融挤出得到上表层熔体；

s4、将芯层熔体、上表层熔体、下表层熔体在三层结构模头中汇合挤出成膜片，再利用静电吸附将膜片贴附到激冷辊上急冷形成铸片，其中，汇合挤出温度为270℃，冷却温度为35℃；

s5、将铸片纵向拉伸为厚片，拉伸前的预热温度为50-80℃，拉伸温度为90-100℃，拉伸倍率为4.5倍；

s6、将厚片横向拉伸后，风冷，进入牵引系统展平、切边、测厚，然后收卷得母卷即得抗菌性聚酯薄膜，拉伸前的预热温度为90-100℃，拉伸温度为100-110℃，定型温度为200-230℃。

对比例

聚酯薄膜的下表层与上表层原料配比相同，原料按重量百分比包括：pet聚酯切片30％、pet聚酯抗粘母料70％，其他同实施例1。

取实施例1-3和对比例，检测其物性指标和抗菌效果(以大肠杆菌和金黄色葡萄球菌随时间推移的菌体生长情况为例)，结果如表1、2所示。