一种多功能文物保护袋用复合膜的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种多功能文物保护袋用复合膜，该复合膜包括层压的外膜和内膜，其中外膜为高阻隔薄膜，内膜为三层共挤薄膜，在芯层中加入天然橡胶、铁系催化剂、碱土金属助催化剂和天然累托石粉末，使得制得的复合膜同时具有阻隔氧气、阻隔水蒸气、吸收氧气和抗紫外等功能。
【专利说明】一种多功能文物保护袋用复合膜
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及材料领域，特别涉及一种用于文物保护、具有气体阻隔功能、吸氧功能、紫外线阻隔功能的多功能复合膜。
【背景技术】
[0002]我国是世界四大文明古国之一，在地下蕴藏着灿烂的古代文明，但这些珍贵的文物一旦离开地下高湿、绝氧、无光的密闭环境，在地面上高氧气浓度、有紫外光照射的环境中，一些文物会立即灰飞烟灭，瞬间消失，即使是木器、金属、丝绸等耐老化的文物，在地面环境中，也会由于氧化降解和光降解加速文物的自然损坏，因此需要及时对文物进行隔氧防光保护，而这种隔氧防光材料需要便携并能够高效的隔氧、防光。
[0003]在现有技术中对文物即时保护的措施有在文物表面涂覆保护材料，将文物转移至密闭容器中等，这些方法操作复杂，时效性差，在中国专利CN103264A，公开了一种食品包装用三层共挤吸氧薄膜及其制备方法，该复合膜上层采用未改性聚乙烯或聚丙烯树脂；下层为食品接触层，采用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)改性的聚乙烯或聚丙烯树脂，芯层为吸氧树脂，采用含有天然橡胶和铁系催化剂亚铁盐的聚乙烯或聚丙烯树脂，该膜为食品包装用，仅具有吸氧和抗潮的作用，而不具有抗紫外作用，不适用于文物保护。
[0004]因此，用于文物保护，同时具有阻隔氧气、阻隔水蒸气、吸收氧气和抗紫外功能的便携材料有待开发。
实用新型内容
[0005]为了克服上述缺点，本发明人经锐意研究，结果发现，将现有技术中存在的高阻隔性树脂薄膜作为外膜，将通过多层共挤方法制备的三层共挤薄膜作为内膜，在芯层中加入天然橡胶、铁系催化剂、碱土金属助催化剂和天然累托石粉末，再将外膜与内膜通过干法复合工艺制备得到文物保护袋用复合膜，使得制得的复合膜同时具有阻隔氧气、阻隔水蒸气、吸收氧气和抗紫外等功能，从而完成本实用新型。
[0006]本实用新型的目的在于提供以下几方面:
[0007]第一方面，本实用新型提供一种多功能文物保护袋用复合膜，其特征在于，该复合膜包括相接的外膜(I)和内膜，外膜为与外界环境接触膜，阻隔外界氧气和水蒸气，内膜为与文物相接触的膜，吸收由外膜渗入的氧气和来自文物的氧气，
[0008]其中，内膜包括依次层压的上层(3)、芯层(4)和下层(5)，
[0009]上层为内膜与外膜的连接层，阻隔外界的氧气和水蒸气，
[0010]芯层与上层相接，吸收氧气并阻隔紫外线，
[0011]下层为文物接触层，其与芯层相接，允许来自文物的氧气透过，
[0012]所述外膜的厚度为15?30 μ m，
[0013]所述上层的厚度为8?12 μ m，
[0014]所述芯层的厚度为30?70 μ m，[0015]所述下层的厚度为8?12 μ m。
[0016]第二方面，本实用新型提供上述多功能文物保护袋用复合膜，其特征在于，所述外膜为高阻隔薄膜，选自表层涂覆聚偏二氯乙烯的双向拉伸聚丙烯薄膜、真空镀铝流延聚丙烯薄膜、真空镀铝聚酯薄膜、表面镀氧化硅的聚酯薄膜或表面镀氧化铝的聚酯薄膜。
[0017]第三方面，本实用新型提供上述多功能文物保护袋用复合膜，其特征在于，所述上层为聚丙烯树脂层。
[0018]第四方面，本实用新型提供上述多功能文物保护袋用复合膜，其特征在于，所述芯层为复合改性聚丙烯树脂层。
[0019]第五方面，本实用新型提供上述多功能文物保护袋用复合膜，其特征在于，所述下层为聚乙烯醇-乙烯-醋酸乙烯酯共聚物改性的聚丙烯树脂层。
[0020]第六方面，本实用新型提供上述多功能文物保护袋用复合膜，其特征在于，
[0021]所述外膜的厚度为18?28 μ m，
[0022]所述上层的厚度为10 μ m，
[0023]所述芯层的厚度为35?65 μ m,
[0024]所述下层的厚度为10 μ m。
[0025]本实用新型提供的多功能文物保护袋用复合膜具有如下有益效果:
[0026]( I)该复合膜在湿度为50?80%的环境中自动启动吸氧功能；
[0027](2)用该复合膜制备的文物保护袋对氧气和水蒸气具有高阻隔性；
[0028](3)用该多功能复合膜制备的保护袋具有吸收保护袋内氧气的功能，在5?10天内将保护袋内氧气浓度降低到零；
[0029](4)用该多功能复合膜制备的保护袋具有透明、阻隔紫外线的功能，能够防止文物被氧化或紫外降解，使特别适合于古代丝绸、木器、金属等文物的防护；
[0030](5)制备该复合膜的方法简单方便，具有工业实用性。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]图1示出多功能文物保护袋用复合膜的结构示意图。
[0032]附图标号说明
[0033]1-外膜；
[0034]2-粘结剂；
[0035]3-上层；
[0036]4-芯层；
[0037]5-下层。
【具体实施方式】
[0038]根据本实用新型提供的第一方面，一种多功能文物保护袋用复合膜，该复合膜包括相接的外膜(I)和内膜(2)，外膜为与外界环境接触膜，阻隔外界氧气和水蒸气，内膜为与文物相接触的膜，吸收由外膜渗入的氧气和来自文物的氧气，
[0039]其中，内膜包括依次层压的上层(3)、芯层(4)和下层(5)，
[0040]上层为内膜与外膜的连接层，阻隔外界的氧气和水蒸气，[0041]芯层与上层相接，吸收氧气并阻隔紫外线，其厚度为
[0042]下层为文物接触层，其与芯层相接，允许来自文物的氧气透过。
[0043]该复合膜的外膜，为高阻隔性树脂薄膜，选自表层涂覆聚偏二氯乙烯的双向拉伸聚丙烯薄膜、真空镀铝流延聚丙烯薄膜、真空镀铝聚酯薄膜、表面镀氧化硅的聚酯薄膜或表面镀氧化铝的聚酯薄膜，如购自无锡勃力包装材料有限公司的表层涂覆聚偏二氯乙烯的双向拉伸聚丙烯薄膜，购自海宁长宇镀铝材料有限公司的真空镀铝流延聚丙烯薄膜，购自天津市日鑫达复合包装材料有限公司的真空镀铝聚酯薄膜，购自佛山佛塑科技集团股份有限公司的表面镀氧化硅的聚酯薄膜，购自上海国际科学技术有限公司的表面镀氧化铝的聚酯薄膜，其可以阻隔大部分外界氧气和水蒸气进入保护袋内，即使有极微量的氧气通过高阻隔层渗透到芯层，也会在芯层被吸收掉，不会继续向内扩散。
[0044]该复合膜的内膜包括上层，其为聚丙烯树脂层，所述聚丙烯树脂如购自茂名市新宇贸易有限公司的聚丙烯树脂，其为内膜与外膜的连接层，并进一步阻隔外界的氧气、水蒸气。
[0045]该复合膜的内膜包括芯层，其具有气体阻隔、阻隔紫外线及吸氧等功能，所述芯层为改性聚丙烯树脂层，例如购自上海田强环保科技有限公司的改性聚丙烯树脂。
[0046]特别地，芯层材料为如用聚丙烯树脂作为基质，并以天然橡胶、铁系催化剂、碱金属/碱土金属助催化剂、天然累托石等对聚丙烯树脂进行改性获得的改性聚丙烯树脂，其在保证多层共挤制得的内膜具有较高的机械强度的条件下，使芯层具有吸收氧气、阻隔紫外线等功能。
[0047]天然橡胶，是一种以聚异戊二烯为主要成分的天然高分子化合物，分子式是(C5H8)n，其成分中91%?94%是橡胶烃(S卩，聚异戊二烯)，其余为蛋白质、脂肪酸、灰分、糖类等非橡胶物质，其分子的每个重复单元中均含有一个不饱和双键。
[0048]铁系催化剂选自水合硫酸亚铁铵和水合柠檬酸亚铁，均为亚铁盐，其中亚铁的化学性质活泼，具有较强的还原性。
[0049]碱金属/碱土金属助催化剂选自碳酸钠、碳酸钾和氢氧化钙，其水解后可为反应体系提供弱碱性环境。
[0050]天然累托石不仅具有很强的离子交换能力，而且对紫外光具有较强的阻隔作用，尤其是平均粒度为200?800目，优选为300目的天然累托石对300?400nm范围的紫外线能够阻隔掉97?99%。
[0051]由于天然橡胶中存在大量不饱和碳原子，而与不饱和碳原子相连的氢原子化学性质十分活泼，易被周围的氧气所氧化，形成烷基过氧化氢，同时亚铁盐可以加速烷基过氧化氢分解为羟基自由基，羟基自由基可以向天然橡胶发生链转移形成烷基自由基，又可以继续吸收氧气，直至周围的氧气消耗干净。
[0052]由于天然累托石具有很强的离子交换能力，当硫酸亚铁铵、柠檬酸亚铁等亚铁盐溶液被累托石交换吸附后，累托石能够有效防止亚铁的氧化，而亚铁离子可以提高橡胶被催化氧化的速率，降低橡胶氧化反应活化能；碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钙等碱土金属则为亚铁盐催化天然橡胶氧化反应提供微碱性环境，利于提高橡胶氧化速率；亚铁盐和碱土金属催化橡胶氧化反应需要一个适宜的湿度环境，在低于50%湿度下氧化反应速率较低，因此天然累托石的另外一个作用是保持50%左右的自由水，让天然橡胶-催化剂体系处于相对湿度大于80%的环境中，累托石周围的亚铁盐和碱土金属离子电离，形成金属离子，催化天然橡胶氧化吸氧。
[0053]该复合膜的吸氧功能来自铁系催化剂催化天然橡胶与氧气发生反应，消耗芯层附近的氧气，天然橡胶的氧化反应所需的弱碱性环境靠碱土金属提供，而氧化反应所需的湿度环境靠水合亚铁盐的结晶水和天然累托石吸附的自由水。
[0054]该复合膜的内膜包括下层，为聚乙烯醇-EVA (乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)改性的聚丙烯树脂层，例如购自埃克森美孚化工的聚乙烯醇-EVA改性聚丙烯树脂。该层的作用是允许文物保护袋内的氧气透过它进入具有吸氧功能的芯层；由于极性聚乙烯醇-EVA的加入，增加了聚丙烯对水蒸气的通过率，利于启动吸氧功能；由于聚乙烯醇-EVA的加入，也会阻碍聚丙烯的结晶，增加改性聚丙烯薄膜的氧气通过率，利于由该复合膜制成的文物保护袋内部的氧气向芯层的扩散。
[0055]特别地，下层材料为如将聚乙烯醇和EVA树脂按照1:1?1:2的重量比熔融共混，然后将共混物按照重量比1:10?2:10加入到聚丙烯树脂中，再次熔融共混，制得的聚乙烯醇/EVA树脂改性聚丙烯树脂。
[0056]可以将上层、芯层和下层这三层材料经共挤吹塑得到内膜。
[0057]由于复合膜内膜中的芯层中有含有吸附水的天然累托石粉末，它可以提供吸氧反应所必需的水分(湿度)，因此，经短暂高湿环境处理后，内膜中的芯层即可自动引发吸氧功能，即使被封装文物不含有水分，用该复合膜制成的文物保护袋内部空气中的氧气会在6?10天内被吸收掉，而外界环境向保护袋内部扩散的氧气被保护袋外层-高阻隔层阻挡，微量的渗透氧在复合膜内扩散时也被该芯层吸收，因此被封装的文物会处于一个绝对无氧、无紫外线的环境中，利于文物的长久保藏。
[0058]由于本实用新型提供的复合膜中起到隔紫外吸氧作用的有效成分被夹在高阻隔外膜和EVA-聚乙烯醇改性聚丙烯内膜的下层之间，作为芯层被共混在聚丙烯树脂内部，因此，不会对被封装的文物造成任何危害。
[0059]本实用新型提供的多功能文物保护袋用复合膜的结构如图1所示，包括由粘结剂粘结的外膜和内膜，其中，内膜包括由上至下层压的上层、芯层和下层。
[0060]为保证用该多功能复合膜制得的文物保护袋具有足够的阻隔氧气、水蒸气、吸收氧气和阻隔紫外线的功能，因此需要设置外膜、内膜的上层、内膜的芯层及内膜的下层的厚度分别为15?30 μ m, 8?12 μ m，30?70 μ m和8?12 μ m,优选为18?28 μ m, 10 μ m,35 ?65 μ m 和 10 μ m。
[0061]本领域的技术人员应该明了，上述只是对本实用新型的具体说明，并不构成对本实用新型的限制。对本实用新型的技术方案进行各种变动和等效替换，而不背离本实用新型技术方案的原理和范围，均应涵盖在本实用新型权利要求的范围之中。
【权利要求】
1.一种多功能文物保护袋用复合膜，其特征在于，该复合膜包括相接的外膜(I)和内膜，外膜为与外界环境接触膜，阻隔外界氧气和水蒸气，内膜为与文物相接触的膜，吸收由外膜渗入的氧气和来自文物的氧气， 其中，内膜包括依次层压的上层(3)、芯层(4)和下层(5)， 上层为内膜与外膜的连接层，阻隔外界的氧气和水蒸气， 芯层与上层相接，吸收氧气并阻隔紫外线， 下层为文物接触层，其与芯层相接，允许来自文物的氧气透过， 所述外膜的厚度为15?30 μ m， 所述上层的厚度为8?12 μ m， 所述芯层的厚度为30?70 μ m， 所述下层的厚度为8?12 μ m。
2.根据权利要求1所述的多功能文物保护袋用复合膜，其特征在于，所述外膜为高阻隔薄膜，选自表层涂覆聚偏二氯乙烯的双向拉伸聚丙烯薄膜、真空镀铝流延聚丙烯薄膜、真空镀铝聚酯薄膜、表面镀氧化硅的聚酯薄膜或表面镀氧化铝的聚酯薄膜。
3.根据权利要求1所述的多功能文物保护袋用复合膜，其特征在于，所述上层为聚丙烯树脂层。
4.根据权利要求1所述的多功能文物保护袋用复合膜，其特征在于，所述芯层为复合改性聚丙烯树脂层。
5.根据权利要求1所述的多功能文物保护袋用复合膜，其特征在于，所述下层为聚乙烯醇-乙烯-醋酸乙烯酯共聚物改性的聚丙烯树脂层。
6.根据权利要求1所述的多功能文物保护袋用复合膜，其特征在于， 所述外膜的厚度为18?28 μ m， 所述上层的厚度为10 μ m, 所述芯层的厚度为35?65 μ m, 所述下层的厚度为10 μ m。
【文档编号】B32B27/06GK203766175SQ201320890110
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年12月31日
【发明者】李伯涵, 龚* 申请人:李伯涵, 龚*