本发明涉及一种防水抑菌牛皮纸包装材料的制备方法，属于牛皮纸袋制备
技术领域：
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背景技术：
：包装材料广泛运用于包装容器、包装装潢、包装印刷、包装运输等领域，其对于工业生产、人们日常生活具有重要作用。随着我国工业化的不断发展，工业产品的种类和生产量的逐年提高，包装材料的年消耗量也越来越大，因而，我国社会对包装材料的需求量急剧上升。有数据显示，在我国有80%使用后的塑料袋，最终与一般垃圾一样被运至垃圾堆田区处理，仅有7%的塑料被回收循环使用，所以需要使用纸质包装袋。牛皮纸主要采用硫酸盐针叶木浆为原料，经打浆，在长网造纸机上抄造而成。通常呈黄褐色，半漂或全漂的牛皮纸浆呈淡褐色、奶油色或白色。牛皮纸具有强度高，柔韧结实，耐破度高，能承受较大拉力和压力不破裂，广泛适用于各种包装用品，如纸袋、手提袋、彩盒、礼品盒等。由于具有无毒、无味、无污染的特性，符合国家环保标准，而且可降解、可回收再利用，在环保日益成为趋势的当今，牛皮纸已经成为国际上最受欢迎的包装材料之一。近年来，随着食品工业快速发展，对产品质量的要求越来越高，而牛皮纸的卫生、环保为其在食品包装中提供了广阔的市场。虽然牛皮纸具有很好的抗撕裂强度，但是其透气、阻湿性能不佳，对于产品的贮存，尤其是食物的贮存带来了不便，从而限制了牛皮纸在食品包装领域的应用。同时，由于牛皮纸的原料为天然纤维材料，存在变质、发霉的可能性，对食品的卫生性能有潜在的威胁。此外，未经涂布的牛皮纸，表面粗糙，质地疏松、吸墨性强、印刷色彩无光泽。为了提高牛皮纸在食品包装领域的竞争力，对牛皮纸性能的改善尤为必要。因此，提供一种生产成本低廉，压光效果好，具有耐热性能，不易变形，抗油、防水效果明显，生产过程更环保的防水牛皮纸具有重要意义。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题：针对目前牛皮纸包装材料易发霉、变质，同时防水性能差的缺陷，提供了一种防水抑菌牛皮纸包装材料的制备方法。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种防水抑菌牛皮纸包装材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）按重量份数计，称取3～5份牡丹花瓣、1.5～1.8份石榴叶与2～4份苦荞茎叶放入烧杯中混合均匀得到混合产物，将烧杯置于烘箱中干燥，按重量份数计，称取3～5份纤维素酶、1～2份果胶酶与35～38份乙醇溶液混合制得混合酶液；（2）将上述混合酶液倒入上述烧杯中浸渍上述干燥后的混合产物，将烧杯置于超声振荡仪中恒温振荡，振荡后过滤得到滤液，将滤液放入三口烧瓶中，升高温度进行冷凝回流，冷凝回流直至三口烧瓶中物质恒重制得反应乳液，备用；（3）将虾壳与蟹壳按质量比1：5投入研磨机中混合研磨，过100目筛得到过筛产物，将过筛产物与氢氧化钠溶液按质量比1：20投入烧杯中，在水浴中搅拌，恒温反应，反应后过滤得到反应滤液；（4）将上述反应滤液与等质量的n，n-二羧甲基-1，4二咪唑丁烷投入分液漏斗中，通过充分摇晃振荡后进行分液，得到上层液体，将上层液体与正硅酸乙酯按质量比20：1投入反应釜中，用搅拌器混合搅拌制得混合乳液；（5）将上述混合乳液倒入三口烧瓶中，升高三口烧瓶温度，进行冷凝回流，冷凝回流直至三口烧瓶中产物恒重时冷却降温至常温，并用蒸馏水清洗3～5次，得到反应产物；（6）按重量份数计，称取3～5份上述反应产物、7～8份备用的反应乳液、35～36份漂白硫酸盐针叶木浆、1.0～1.5份滑石粉投放到碎浆池中，搅拌混合均匀后送到磨浆机，经过磨浆机分散均匀，分散均匀后输送到造纸机中，抄取正方形纸张，将正方形纸张放入烘箱中干燥制得防水抑菌牛皮纸包装材料。步骤（1）中所述的烘箱中的温度为70～80℃，干燥时间为15～16h，乙醇溶液的质量分数为60～70%。步骤（2）中所述的超声振荡仪中的频率为40～45khz，温度为45～50℃，恒温振荡时间为100～120min，三口烧瓶升高温度至90～100℃。步骤（3）中所述的氢氧化钠溶液的质量分数为10～15%，水浴温度为90～100℃，搅拌转速为100～120r/min，恒温反应时间为2～3h。步骤（4）中所述的搅拌器的搅拌转速为500～550r/min，混合搅拌时间为1～2h。步骤（5）中所述的升高三口烧瓶温度至90～100℃。步骤（6）中所述的造纸机中的抄取定量为100～120g/m2，正方形纸张的边长为40～50cm，厚度为80～100μm，烘箱的温度为100～110℃，干燥时间为8～10min。本发明的有益技术效果是：（1）本发明首先以牡丹花瓣、石榴叶和苦荞茎叶为原料，经过纤维素酶和果胶酶分解、冷凝回流制得反应乳液，然后将虾壳和蟹壳研磨混合，先在碱液中高温浸泡，浸泡后用n，n-二羧甲基-1，4二咪唑丁烷萃取，再进行冷凝回流、清洗制得反应产物，最后将反应产物、反应乳液、木浆材料以及其它助剂混合放入造纸机中，制得防水抑菌牛皮纸包装材料，本发明以牡丹花瓣、石榴叶和苦荞茎叶为原料，利用碱液浸泡和超声振荡从中提取出黄酮类有机物质，黄酮类物质具有良好的抑菌活性，可以损伤细菌的细胞膜，同时也可以填充在细胞膜上的孔隙中阻碍细胞的新陈代谢，避免牛皮纸包装材料发霉和变质，使牛皮纸的使用时间延长，并且黄酮类化合物中具有苯基、羰基、羟基等有机官能团，可以与木浆材料形成良好的黏附作用，加强牛皮纸微观结构中各分子之间的吸附作用，从而提高了牛皮纸的力学性能，同时黄酮中大量的苯基也有助于提高牛皮纸的阻湿性能；（2）本发明以虾壳与蟹壳为原料，利用碱液高温浸泡和n，n-二羧甲基-1，4二咪唑丁烷萃取的方式提取出其中的甲壳素和壳聚糖，同时n，n-二羧甲基-1，4二咪唑丁烷对壳聚糖具有改性作用，在壳聚糖上添加羧甲基基团，有助于提高壳聚糖在纸浆材料中的分散效果，同时壳聚糖具有杀菌抑菌的功效，在加热升温时还能与水生成鞣质，鞣质成分具有优异的柔韧性和阻湿性能，使牛皮纸不易浸湿和撕破，具有广阔的应用前景。具体实施方式按重量份数计，称取3～5份牡丹花瓣、1.5～1.8份石榴叶与2～4份苦荞茎叶放入烧杯中混合均匀得到混合产物，将烧杯置于温度为70～80℃的烘箱中干燥15～16h，按重量份数计，称取3～5份纤维素酶、1～2份果胶酶与35～38份质量分数为60～70%的乙醇溶液混合制得混合酶液；将上述混合酶液倒入上述烧杯中浸渍上述干燥后的混合产物，将烧杯置于超声振荡仪中，在超声频率为40～45khz和温度为45～50℃的条件下，恒温振荡100～120min，振荡后过滤得到滤液，将滤液放入三口烧瓶中，升高温度至90～100℃进行冷凝回流，冷凝回流直至三口烧瓶中物质恒重制得反应乳液，备用；将虾壳与蟹壳按质量比1：5投入研磨机中混合研磨，过100目筛得到过筛产物，将过筛产物与质量分数为10～15%的氢氧化钠溶液按质量比1：20投入烧杯中，在水浴温度为90～100℃，搅拌转速为100～120r/min的条件下恒温反应2～3h，反应后过滤得到反应滤液；将上述反应滤液与等质量的n，n-二羧甲基-1，4二咪唑丁烷投入分液漏斗中，通过充分摇晃振荡后进行分液，得到上层液体，将上层液体与正硅酸乙酯按质量比20：1投入反应釜中，用搅拌器以500～550r/min的转速混合搅拌1～2h制得混合乳液；将上述混合乳液倒入三口烧瓶中，升高三口烧瓶温度至90～100℃，进行冷凝回流，冷凝回流直至三口烧瓶中产物恒重时冷却降温至常温，并用蒸馏水清洗3～5次，得到反应产物；按重量份数计，称取3～5份上述反应产物、7～8份备用的反应乳液、35～36份漂白硫酸盐针叶木浆、1.0～1.5份滑石粉投放到碎浆池中，搅拌混合均匀后送到磨浆机，经过磨浆机分散均匀，分散均匀后输送到造纸机中，按抄取定量为100～120g/m2成边长为40～50cm，厚度为80～100μm的正方形纸张，将正方形纸张放入烘箱中，在温度为100～110℃的温度下干燥8～10min制得防水抑菌牛皮纸包装材料。按重量份数计，称取3份牡丹花瓣、1.5份石榴叶与2份苦荞茎叶放入烧杯中混合均匀得到混合产物，将烧杯置于温度为70℃的烘箱中干燥15h，按重量份数计，称取3份纤维素酶、1份果胶酶与35份质量分数为60%的乙醇溶液混合制得混合酶液；将上述混合酶液倒入上述烧杯中浸渍上述干燥后的混合产物，将烧杯置于超声振荡仪中，在超声频率为40khz和温度为45℃的条件下，恒温振荡100min，振荡后过滤得到滤液，将滤液放入三口烧瓶中，升高温度至90℃进行冷凝回流，冷凝回流直至三口烧瓶中物质恒重制得反应乳液，备用；将虾壳与蟹壳按质量比1：5投入研磨机中混合研磨，过100目筛得到过筛产物，将过筛产物与质量分数为10%的氢氧化钠溶液按质量比1：20投入烧杯中，在水浴温度为90℃，搅拌转速为100r/min的条件下恒温反应2h，反应后过滤得到反应滤液；将上述反应滤液与等质量的n，n-二羧甲基-1，4二咪唑丁烷投入分液漏斗中，通过充分摇晃振荡后进行分液，得到上层液体，将上层液体与正硅酸乙酯按质量比20：1投入反应釜中，用搅拌器以500r/min的转速混合搅拌1h制得混合乳液；将上述混合乳液倒入三口烧瓶中，升高三口烧瓶温度至90℃，进行冷凝回流，冷凝回流直至三口烧瓶中产物恒重时冷却降温至常温，并用蒸馏水清洗3次，得到反应产物；按重量份数计，称取3份上述反应产物、7份备用的反应乳液、35份漂白硫酸盐针叶木浆、1.0份滑石粉投放到碎浆池中，搅拌混合均匀后送到磨浆机，经过磨浆机分散均匀，分散均匀后输送到造纸机中，按抄取定量为100g/m2成边长为40cm，厚度为80μm的正方形纸张，将正方形纸张放入烘箱中，在温度为100℃的温度下干燥8min制得防水抑菌牛皮纸包装材料。按重量份数计，称取4份牡丹花瓣、1.7份石榴叶与3份苦荞茎叶放入烧杯中混合均匀得到混合产物，将烧杯置于温度为75℃的烘箱中干燥15h，按重量份数计，称取3份纤维素酶、1份果胶酶与36份质量分数为65%的乙醇溶液混合制得混合酶液；将上述混合酶液倒入上述烧杯中浸渍上述干燥后的混合产物，将烧杯置于超声振荡仪中，在超声频率为43khz和温度为47℃的条件下，恒温振荡110min，振荡后过滤得到滤液，将滤液放入三口烧瓶中，升高温度至95℃进行冷凝回流，冷凝回流直至三口烧瓶中物质恒重制得反应乳液，备用；将虾壳与蟹壳按质量比1：5投入研磨机中混合研磨，过100目筛得到过筛产物，将过筛产物与质量分数为13%的氢氧化钠溶液按质量比1：20投入烧杯中，在水浴温度为95℃，搅拌转速为110r/min的条件下恒温反应2h，反应后过滤得到反应滤液；将上述反应滤液与等质量的n，n-二羧甲基-1，4二咪唑丁烷投入分液漏斗中，通过充分摇晃振荡后进行分液，得到上层液体，将上层液体与正硅酸乙酯按质量比20：1投入反应釜中，用搅拌器以525r/min的转速混合搅拌1h制得混合乳液；将上述混合乳液倒入三口烧瓶中，升高三口烧瓶温度至95℃，进行冷凝回流，冷凝回流直至三口烧瓶中产物恒重时冷却降温至常温，并用蒸馏水清洗4次，得到反应产物；按重量份数计，称取4份上述反应产物、7份备用的反应乳液、35份漂白硫酸盐针叶木浆、1.3份滑石粉投放到碎浆池中，搅拌混合均匀后送到磨浆机，经过磨浆机分散均匀，分散均匀后输送到造纸机中，按抄取定量为110g/m2成边长为45cm，厚度为90μm的正方形纸张，将正方形纸张放入烘箱中，在温度为105℃的温度下干燥9min制得防水抑菌牛皮纸包装材料。按重量份数计，称取5份牡丹花瓣、1.8份石榴叶与4份苦荞茎叶放入烧杯中混合均匀得到混合产物，将烧杯置于温度为80℃的烘箱中干燥16h，按重量份数计，称取5份纤维素酶、2份果胶酶与38份质量分数为70%的乙醇溶液混合制得混合酶液；将上述混合酶液倒入上述烧杯中浸渍上述干燥后的混合产物，将烧杯置于超声振荡仪中，在超声频率为45khz和温度为50℃的条件下，恒温振荡120min，振荡后过滤得到滤液，将滤液放入三口烧瓶中，升高温度至100℃进行冷凝回流，冷凝回流直至三口烧瓶中物质恒重制得反应乳液，备用；将虾壳与蟹壳按质量比1：5投入研磨机中混合研磨，过100目筛得到过筛产物，将过筛产物与质量分数为15%的氢氧化钠溶液按质量比1：20投入烧杯中，在水浴温度为100℃，搅拌转速为120r/min的条件下恒温反应3h，反应后过滤得到反应滤液；将上述反应滤液与等质量的n，n-二羧甲基-1，4二咪唑丁烷投入分液漏斗中，通过充分摇晃振荡后进行分液，得到上层液体，将上层液体与正硅酸乙酯按质量比20：1投入反应釜中，用搅拌器以550r/min的转速混合搅拌2h制得混合乳液；将上述混合乳液倒入三口烧瓶中，升高三口烧瓶温度至100℃，进行冷凝回流，冷凝回流直至三口烧瓶中产物恒重时冷却降温至常温，并用蒸馏水清洗5次，得到反应产物；按重量份数计，称取5份上述反应产物、8份备用的反应乳液、36份漂白硫酸盐针叶木浆、1.5份滑石粉投放到碎浆池中，搅拌混合均匀后送到磨浆机，经过磨浆机分散均匀，分散均匀后输送到造纸机中，按抄取定量为120g/m2成边长为50cm，厚度为100μm的正方形纸张，将正方形纸张放入烘箱中，在温度为110℃的温度下干燥10min制得防水抑菌牛皮纸包装材料。对比例以上海市某公司生产的牛皮纸包装材料作为对比例对本发明制得的防水抑菌牛皮纸包装材料和对比例中的牛皮纸包装材料进行检测，检测结果如表1所示：防水性测试将本发明制备的实例1～3和对比例产品放置在60℃的蒸馏水中，恒温浸泡24h后，计算其吸水率。抑菌性测试纸张的抑菌效果采用振荡烧瓶法进行试验。取4张本发明制备的实例1～3和对比例样品（纸张质量为0.75g，大小为10mm×10mm），放入250ml的三角烧瓶中，分别加入70mlpbs和5ml菌悬液。将三角烧瓶固定在振荡摇床上，在作用温度为20～25℃条件下，以300r/min振荡2min。吸取1.0mlpbs，作为试验组振荡前样液。继续振摇1h后吸取1.0ml样液。分别吸取振荡前和震荡后样液各1.0ml，以琼脂倾注法接近平皿，每个液样接种两个平皿，翻转平皿，置37℃培养箱内40h。按照规定的方法进行活菌培养计数，算出抑菌率。抑菌率=（样品振荡前平均菌落数-样品振荡后平均菌落数）/样品振荡前平均菌落数物理力学性能测试采用万能材料测试仪进行测试。表1性能测定结果测试项目实例1实例2实例3对比例吸水率（%）0.110.090.080.54抑菌率（%）97.897.998.168.9接触角（°）13513613773抗张强度（kn/m）5.915.955.964.53断裂伸长率（%）91.992.392.784.2耐破指数（kpa·m2/g）3.23.33.52.4透气度（ml/min）1438144714532106生物可降解性（天）272626338由表1数据可知，本发明制得的防水抑菌牛皮纸包装材料，具有透气性好、强度高、抑菌性强、不易吸水，对环境无污染等特点，且原料来源广泛，制作方便，具有广阔的使用前景。当前第1页12