一种可视抗菌透气防雾薄膜及其制备方法与流程

本申请涉及包装薄膜技术领域，尤其是涉及一种可视抗菌透气防雾薄膜及其制备方法。

背景技术：

包装的防雾抗菌对现代食品，特别是生鲜食品品质有重要作用。生鲜食品大多都具有易腐性、季节性和地域性的特点，再加上产后贮藏和保鲜技术相对滞后，很容易导致生鲜食品腐败变质。另外，生鲜食品水分含量很高，传统包装材料或因外界环境温度变化，或因果蔬呼吸作用而产生水汽，这种情况会造成包装内表面结雾，不仅影响食品品质，更容易造成食品腐败变质。因此，生鲜食品的防雾抗菌包装材料成为当今农产品加工业、食品生产企业、物流运输行业和广大消费者所关注的重点。

现有的保证薄膜通常将防雾剂、抗菌剂加入到包装薄膜(一般为pe薄膜)中，可以得到具有防雾和抗菌作用的改性活性包装薄膜，它的主要性能是改善包装产品的外观品质，并且在维持包装内环境湿度的同时，可以抑制食品表面微生物的增殖，从而达到保鲜和延长食品保质期的目的。

现有技术研究中以聚乙烯作为薄膜基体，通过加入防雾剂与抗菌剂提高薄膜的防雾及抗菌性能，并将其用于贮藏中容易发生腐败的生鲜的保鲜包装中，观察其抑菌保鲜能力。在保持薄膜具有防雾和抗菌性能最优异的情况下，合理添加抗菌母料和防雾母料。

现有技术能够做到具有抗菌和防雾效果，但是在透氧和透湿方面仍然无法满足更高的保鲜要求，通常都是对包装袋进行后道开孔处理；或者在原料中加入无机填料，但是原料中加入无机填料，进行拉伸加工后，存在透湿率上升，薄膜透明度下降的问题。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在透湿率上升，薄膜透明度下降的问题，本申请第一个目的在于提供一种可视抗菌透气防雾薄膜，具有防雾和抗菌作用且外观透明，消费者可以直观看到内容物。

本申请第二个目的在于提供一种可视抗菌透气防雾薄膜的制备方法，本工艺制备操作较为简单，可大批量进行生产。

本申请的第一个申请目的是通过以下技术方案得以实现的：一种可视抗菌透气防雾薄膜，包括可视膜和抗菌透气防雾薄膜，抗菌透气防雾薄膜由包含以下重量份的原料制成：80～90份的透气母料、5～10份的抗菌母料、5～10份的防雾母料。

通过采用上述技术方案，可得到具有防雾和抗菌作用和较高透湿率的薄膜，在维持包装内环境湿度的同时，可以抑制食品表面微生物的增殖，从而达到保鲜和延长食品保质期；且外观透明，消费者可以直观看到内容物。

优选的，所述防雾母料由以下原料制成：低密度聚乙烯、三聚甘油单硬脂酸酯、聚乙烯蜡乳液。

通过采用上述技术方案，三聚甘油单硬脂酸酯中的亲水基团吸附空气中的水分子并使其表面张力降低，从而减小水分子与透明物体表面的接触角，使水分子还没有在透明物体表面形成细小水珠之前，就会润湿、扩散于透明物体表面，形成一层超薄的透明水膜，对入射的光线不再产生散射作用，对视线也不产生干扰，从而起到防雾的作用，且三聚甘油单硬脂酸酯与低密度聚乙烯结合，位于所生产的薄膜内部，可起到较为长久的防雾作用；聚乙烯蜡乳液起到良好的分散作用，使得三聚甘油单硬脂酸酯能均匀分散支持得到高质量的三聚甘油单硬脂酸酯，且加入聚乙烯蜡乳液得到的薄膜，有这较好的抗划伤、防水、抗粘防污、耐磨、柔软的性能。

优选的，所述防雾母料中低密度聚乙烯、三聚甘油单硬脂酸酯、聚乙烯蜡乳液的占透气母料总重量的百分比为60％:30％:10％。

通过采用上述技术方案，可起到较好的防雾效果。

优选的，所述抗菌母料由以下原料制成：低密度聚乙烯、脱氢乙酸钠、丙酸钙。

通过采用上述技术方案，脱氢乙酸钠可较好的分散于低密度聚乙烯为主体的抗菌母料中，对食品中的酵母菌、腐败菌、霉菌有着较强的抑菌作用，可起到较好的杀菌性能；丙酸钙可在酸性条件下，起到较好的抗菌作用，赋予了本发明具有较广的使用范围。

优选的，所述抗菌母料中低密度聚乙烯、脱氢乙酸钠、丙酸钙的重量份比例为60％:30％:10％。

通过采用上述技术方案，可起到较好的抗菌效果。

优选的，所述透气母料由以下原料制成：主料和无机填料；主料和无机填料的占透气母料总重量的百分比为40-60:60-40％；主料包括低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、茂金属线性低密度聚乙烯。

通过采用上述技术方案，无机填料主要在于薄膜拉伸中产生微小开孔，从而保证本发明薄膜的透氧和透湿性能；茂金属线性低密度聚乙烯中所起到的作用有可降低薄膜整体的重量、减少对仓储费用及运营资本的要求；所生产得到的薄膜的韧性有所提升，可降低因填料的添加导致整体薄膜透明度下降的影响，可一定程度上提升整体薄膜的透明性，且对热粘性、热封温度有提升改善，可降低薄膜散发的气味，更为环保。

优选的，所述主料中低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、茂金属线性低密度聚乙烯的共混质量比为20:50:30。

通过采用上述技术方案，可起到较好的透氧和透湿性能。

优选的，所述无机填料为碳酸钙、或者氧化钙、或者硫酸钡、或者二氧化钛，平均粒径<5微米；无机填料的表面经辐照和低分子硅烷偶联剂表面改性处理。

对无机填料的表面进行辐照和低分子硅烷偶联剂表面改性处理是为了无机填料、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、茂金属线性低密度聚乙烯混合更加均匀，平均粒径<5微米的碳酸钙、或者4a分子筛粉料、或者硫酸钡、或者二氧化钛，保证制备薄膜在拉伸过程中，薄膜表面形成有多孔结构且孔径较小，提升薄膜的透氧和透湿性能。

为实现上述第二个目的，本发明提供了如下技术方案：一种可视抗菌透气防雾薄膜的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，按配比称量透气母料、抗菌母料、防雾母料共混；

步骤二，挤出，加料段和均化段的温度为170-220℃，模头温度为200-230℃，使用薄膜分配器作为挤出模具；

步骤三，流延，冷却辊温度为30-60℃；

步骤四，拉伸，膜的拉伸倍率为1.05-1.30；

步骤五，热定型，膜在拉伸后热定型温度为65-80℃，得到目标产品。

通过采用上述技术方案，制备操作较为简单，可大批量进行生产。

优选，所述薄膜分配器包括模具主体，模具主体一侧面浇筑形成有第一物料进口和第二物料进口；模具主体的第一物料进口的对侧面浇筑形成有多个第一物料出口；第一物料出口沿模具主体的长度方向设置且与第一物料进口连通；模具主体的第一物料进口的对侧面还浇筑形成有多个第二物料出口；第二物料出口沿模具主体的长度方向设置且与第二物料进口连通；第二物料出口位于相邻的第一物料进口之间。

通过采用上述技术方案，可使用2条螺杆进行挤出，其中a螺杆使用含防雾母粒、抗菌母料及透气母料的混合料，b螺杆使用透明的聚乙烯粒料，a螺杆挤出料进入第一物料进口，b螺杆挤出料进入第二物料进口，从第一物料出口和第二物料出口平行挤出，最终挤出薄膜呈现为纵向透明与半透明间隔分布的薄膜，制袋后用户仍然可以通过透明部分看到袋内的内容物，同时具有防伪作用。

综上所述，本申请具有以下优点：

1、本申请的产品具有防雾和抗菌作用在维持包装内环境湿度的同时，可以抑制食品表面微生物的增殖，从而达到保鲜和延长食品保质期；且外观透明，消费者可以直观看到内容物。

2、本申请的制备方法制备操作较为简单，可大批量进行生产，易于实现工业化生产的优点。

附图说明

图1是本申请中整体结构示意图。

图2是图1中a-a处的剖视图。

图3是图1中b-b处的剖视图。

图4是本申请中模具主体和导出件连接结构示意图。

图中，1、模具主体；10、薄膜分配器；2、第一物料进口；20、第一物料出口；3、第二物料进口；30、第二物料出口；4、第一物料储存空腔；41、第一连通道；42、第二连通道；5、第二物料储存空腔；51、第三连通道；52、第四连通道；6、导出件；60、嵌合槽；601、嵌块；602、第一连接孔；603、螺栓；604、第二连接孔；61、汇集通槽。

具体实施方式

以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。

原料

设备

参照图1，薄膜分配器10，包括呈长方体的模具主体1，模具主体1一侧面浇筑形成有第一物料进口2和第二物料进口3；第一物料进口2和第二物料进口3相互间隔且第一物料进口2的中轴线和第二物料进口3的中轴线共处的平面的方向与模具主体1的长度方向一致。

参照图1，模具主体1的第一物料进口2的对侧面浇筑形成有十个第一物料出口20；第一物料出口20沿模具主体1的长度方向设置且皆与第一物料进口2连通；十个第一物料出口20的中轴线共处的平面的方向与模具主体1的长度方向一致。模具主体1的第一物料进口2的对侧面还浇筑形成有十个第二物料出口30；第二物料出口30沿模具主体1的长度方向设置且与第二物料进口3连通；十个第二物料出口30的中轴线共处的平面的方向与模具主体1的长度方向一致；第二物料出口30位于相邻的第一物料进口2之间。

参照图1，十个第二物料出口30的中轴线和十个第一物料出口20的中轴线共处的平面的方向与模具主体1的长度方向一致；第一物料出口20的圆心和第二物料出口30的圆心连线呈直线；第一物料出口20的圆心和第二物料出口30的圆心的直线距离为1.8mm。

参照图1和图2，模具主体1浇筑形成有第一物料储存空腔4；第一物料储存空腔4呈圆柱形状且第一物料储存空腔4中轴线方向与模具主体1的长度方向一致；模具主体1浇筑形成有第一连通道41和十个截面呈衣架形的第二连通道42；第一连通道41与第一物料储存空腔4连通；单个第二连通道42与单个第一物料出口20连通；第二连通道42和第一物料出口20的中轴线处于同于平面内；第一物料储存空腔4的中轴线垂直于第二连通道42和第一物料出口20的中轴线所形成的平面。

参照图1和图3，模具主体1浇筑形成有第二物料储存空腔5；第二物料储存空腔5呈圆柱形状且中轴线方向与模具主体1的长度方向一致；模具主体1浇筑形成有多个第三连通道51和多个截面呈衣架形第四连通道52；第三连通道51与第二物料储存空腔5连通；单个第四连通道52与单个第二物料出口30连通。第四连通道52和第二物料出口30的中轴线处于同于平面内；第二物料储存空腔5的中轴线垂直于第四连通道52和第二物料出口30的中轴线所形成的平面。第一连通道41的直径等于第三连通道51的直径；第一连通道41的直径为6.4mm。

参考图4，模具主体1可拆卸连接有导出件6，模具主体1底部两侧壁开有嵌合槽60；导出件6的上表面焊接有嵌块601；嵌合槽60内开设有第一连接孔602；嵌块601开设有第二连接孔604；第一连接孔602和第二连接孔604的直径相同且两者的中轴线相重合；导出件6通过螺栓603固定连接于模具主体1，螺栓603螺纹连接于第一连接孔602和第二连接孔604。

参考图4，导出件6开设有贯穿导出件6上下表面的汇集通槽61；汇集通槽61的几何形状为四棱台，四棱台底面和顶面均为长方形且，底面的长度比顶面的长度长8mm，侧面都是等腰梯形。汇集通槽61底面一端与模具主体1的第一物料出口20和第二物料出口30连通，即所以的第一物料出口20和第二物料出口30的竖直投影接落于四棱台底面内。使用时，便于a挤出料和b挤出料进行汇集融合，形成完整的带拉伸流延膜料，可提升生产的保证膜的质量。

制备例

制备例1

无机填料的表面处理：

1.采用离子注入机对型号jkgx-a1的碳酸钙进行离子注入，加速电压为50kv,加速后的离子束通过离子注入机的磁分析器，磁分析器从离子束中选出的离子轰击碳酸钙靶面；再将经过上述操作得到的碳酸钙用silquesta-187硅烷偶联剂混合进行表面改性，得到改性碳酸钙。

2.4a分子筛进行球磨筛选出粒径为4μm的4a分子筛粉料，采用离子注入机对4a分子筛粉料进行离子注入，加速电压为50kv,加速后的离子束通过离子注入机的磁分析器，磁分析器从离子束中选出的离子轰击4a分子筛粉料靶面；再将经过上述操作得到的4a分子筛粉料用silquesta-187硅烷偶联剂混合进行表面改性，得到改性4a分子筛粉料。

3.采用离子注入机对型号jkgx-a1的纳米二氧化钛进行离子注入，加速电压为50kv,加速后的离子束通过离子注入机的磁分析器，磁分析器从离子束中选出的离子轰击纳米二氧化钛靶面；再将经过上述操作得到的纳米二氧化钛用silquesta-187硅烷偶联剂混合进行表面改性，得到改性纳米二氧化钛。

制备例2

防雾母料的制备：线性低密度聚乙烯、三聚甘油单硬脂酸酯、正品巴斯夫聚乙烯蜡乳液以质量百分比60％:30％:10％共混，在204℃温度下挤出，造粒。

制备例3

抗菌母料的制备：线性低密度聚乙烯、脱氢乙酸钠、丙酸钙以质量百分比60％:30％:10％共混，在205℃温度下挤出，造粒。

制备例4

透气母料的制备：先主料混合，低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、茂金属线性低密度聚乙烯以质量比为20％:50％:30％共混，再和制备例1中的改性碳酸钙进行共混，主料和改性碳酸钙的质量百分比为60％：40％，在202℃温度下挤出，造粒得透气母料a。

制备例5

透气母料的制备：先主料混合，低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、茂金属线性低密度聚乙烯以质量比为20％:50％:30％共混，再和制备例1中的改性硫酸钡进行共混，主料和改性4a分子筛粉料的质量百分比为60％：40％，在204℃温度下挤出，造粒得透气母料b。

制备例6

透气母料的制备：先主料混合，低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、茂金属线性低密度聚乙烯以质量比为20％:50％:30％共混，再和制备例1中的改性纳米二氧化钛进行共混，主料和纳米二氧化钛的质量百分比为60％：40％，在205℃温度下挤出，造粒得透气母料c。

实施例

实施例1：

为本申请公开的一种可视抗菌透气防雾薄膜，包括可视膜和抗菌透气防雾薄膜，可视膜是采用聚乙烯制备的；抗菌透气防雾薄膜由90份的透气母料a、5份的抗菌母料、5份的防雾母料制备而成。

一种可视抗菌透气防雾薄膜的准备方法，包括以下步骤：

步骤一，用天平称取9kg的透气母料a、0.5kg的抗菌母料、0.5kg的防雾母料共混；

步骤二，将步骤一中的挤出9kg的透气母料a、0.5kg的抗菌母料、0.5kg的防雾母料加入流延膜挤出机，在加料段温度设定为170℃，均化段分为七个区，七个区的温度分别设置为190℃、195℃、200℃、205℃、210℃、215℃、215℃，内部塑化温度为190.2℃，模头温度为215℃下挤出，使用薄膜分配器10作为挤出模具，薄膜分配器10的第一物料进口2流入聚乙烯粒挤出料，薄膜分配器10的第二物料进口3流入步骤1中的混合挤出料；

步骤三，流延，冷却辊的温度控制为30℃；

步骤四，流延膜挤出机的拉伸倍率调整为1.1，拉伸成膜；

步骤五，膜在拉伸后，在温度为80℃下进行热定型，得到目标产品。

实施例2：

为本申请公开的一种可视抗菌透气防雾薄膜，包括可视膜和抗菌透气防雾薄膜，可视膜是采用聚乙烯制备的；抗菌透气防雾薄膜由80份的透气母料a、5份的抗菌母料、5份的防雾母料制备而成。

一种可视抗菌透气防雾薄膜的准备方法，包括以下步骤：

步骤一，用天平称取8kg的透气母料a、0.5kg的抗菌母料、0.5kg的防雾母料共混；

步骤二，将步骤一中的挤出8kg的透气母料a、0.5kg的抗菌母料、0.5kg的防雾母料加入流延膜挤出机，加料段温度设定为170℃，均化段分为七个区，七个区的温度分别设置为190℃、195℃、200℃、205℃、210℃、215℃、215℃，内部塑化温度为190.3℃，模头温度为215℃下挤出，使用薄膜分配器10作为挤出模具，薄膜分配器10的第一物料进口2流入聚乙烯粒挤出料，薄膜分配器10的第二物料进口3流入步骤1中的混合挤出料；

步骤三，流延，冷却辊的温度控制为30℃；

步骤四，流延膜挤出机的拉伸倍率调整为3，拉伸成膜；

步骤五，膜在拉伸后，在温度为80℃下进行热定型，得到目标产品。

实施例3：

为本申请公开的一种可视抗菌透气防雾薄膜，包括可视膜和抗菌透气防雾薄膜，可视膜是采用聚乙烯制备的；抗菌透气防雾薄膜由85份的透气母料a、5份的抗菌母料、5份的防雾母料制备而成。

一种可视抗菌透气防雾薄膜的准备方法，包括以下步骤：

步骤一，用天平称取8.5kg的透气母料a、0.5kg的透气母料a、0.5kg的防雾母料共混；

步骤二，将步骤一中的挤出8kg的透气母料a、0.5kg的抗菌母料、0.5kg的防雾母料加入流延膜挤出机，加料段温度设定为170℃，均化段分为七个区，七个区的温度分别设置为190℃、195℃、200℃、205℃、210℃、215℃、215℃，内部塑化温度为191℃，模头温度为215℃下，挤出使用薄膜分配器10作为挤出模具，薄膜分配器10的第一物料进口2流入聚乙烯粒挤出料，薄膜分配器10的第二物料进口3流入步骤1中的混合挤出料；

步骤三，流延，冷却辊的温度控制为30℃；

步骤四，流延膜挤出机的拉伸倍率调整为1.1，拉伸成膜；

步骤五，膜在拉伸后，在温度为80℃下进行热定型，得到目标产品。

实施例4：

为本申请公开的一种可视抗菌透气防雾薄膜，包括可视膜和抗菌透气防雾薄膜，可视膜是采用聚乙烯制备的；抗菌透气防雾薄膜由85份的透气母料a、7份的抗菌母料、8份的防雾母料制备而成。

一种可视抗菌透气防雾薄膜的准备方法，包括以下步骤：

步骤一，用天平称取8.5kg的透气母料a、0.8kg的抗菌母料、0.7kg的防雾母料共混；

步骤二，将步骤一中的挤出8.5kg的透气母料a、0.8kg的抗菌母料、0.7kg的防雾母料加入流延膜挤出机，加料段温度设定为170℃，均化段分为七个区，七个区的温度分别设置为190℃、195℃、200℃、205℃、210℃、215℃、215℃，内部塑化温度为190.6℃，模头温度为215℃下挤出，使用薄膜分配器10作为挤出模具，薄膜分配器10的第一物料进口2流入聚乙烯粒挤出料，薄膜分配器10的第二物料进口3流入步骤1中的混合挤出料；

步骤三，流延，冷却辊的温度控制为30℃；

步骤四，流延膜挤出机的拉伸倍率调整为1.1，拉伸成膜；

步骤五，膜在拉伸后，在温度为80℃下进行热定型，得到目标产品。

实施例5

实施例5与实施例1的区别在于：透气母料a替换为透气母料b。

实施例6

实施例6与实施例2的区别在于：透气母料a替换为透气母料b。

实施例7

实施例7与实施例3的区别在于：透气母料a替换为透气母料b。

实施例8

实施例8与实施例4的区别在于：透气母料a替换为透气母料b。

实施例9

实施例9与实施例1的区别在于：透气母料a替换为透气母料c。

实施例10

实施例10与实施例2的区别在于：透气母料a替换为透气母料c。

实施例11

实施例11与实施例3的区别在于：透气母料a替换为透气母料c。

实施例12

实施例12与实施例4的区别在于：透气母料a替换为透气母料c。

对比例

对比例1

一种可视抗菌透气防雾薄膜，由0.5份的dfm防雾剂、1份的b110n银系抗菌粉和80份的透气母粒制备而成。

一种可视抗菌透气防雾薄膜的准备方法，包括以下步骤：

步骤一，用天平称取8.0kg的透气母料a、0.8kg的抗菌母料、0.7kg的防雾母料共混；

步骤二，将步骤一中完成共混的物料，加入流延膜挤出机，加料段温度设定为170℃，均化段分为七个区，七个区的温度分别设置为190℃、195℃、200℃、205℃、210℃、215℃、215℃，内部塑化温度为190.5℃，模头温度为215℃下挤出，使用薄膜分配器10作为挤出模具，薄膜分配器10的第一物料进口2流入聚乙烯粒挤出料，薄膜分配器10的第二物料进口3流入步骤1中的混合挤出料；步骤三，流延，冷却辊的温度为30℃；

步骤四，流延膜挤出机的拉伸倍率调整为1.1，拉伸成膜；

步骤五，膜在拉伸后，在温度为80℃下进行热定型，得到目标产品。

对比例2

对比例2与对比例1的区别在于：透气母料a替换为透气母料b。

对比例3

对比例3与对比例1的区别在于：透气母料a替换为透气母料c。

对比例4

对比例4与实施例1的区别在于：不添加抗菌母粒和防雾母粒。

性能检测试验

将实施例1-12的薄膜中的抗菌透气防雾薄膜部分作为测试样品1-12，将对比例1-2的薄膜作为对比试样1-2，将对比例3中的透气薄膜部分作为对比试样3，进行以下测试：

1.抗菌测试：按照qb/t2591-2003《抗菌塑料-抗菌性能试样方法和抗菌效果》测试；抗细菌率计算公式为:r(％)＝(b-c)/bx100；式中:r--抗细菌率(％)；b一空白对照样品平均回收菌数(cfu/片)；c-抗菌塑料样品平均回收菌数(cfu/片)。

2.防雾测试：按照gb/t31726-2015《塑料薄膜防雾性试验方法》测试。

3.水蒸气透过系数测试：按照gb/t1037-1988《塑料薄膜和片材透水蒸气性试验方法标准》测试。

4.氧气透过率测试：gb/t19789-005《包装材料透过性试验塑料薄膜和薄片氧气库仑计检测法》测试抗菌透气防雾薄膜的。

5.透明度测试：按照gb/t2410-2008透明塑料透光率和雾度的测定标准，测试抗菌透气防雾薄膜的透光率。

图1是测试样品1-12和对比例1-4的抗菌性能参数

表2是测试样品1-12和对比例1-4的水蒸气透过系数、氧气透过率、防雾性能、透明度参数

结合实施例1-12和对比例1-4并结合表1可以看出，实施例1-12制备的薄膜的抗菌性均大于99％，均优于对比例1-4的抗菌性。实施例1-4之间相对比，实施例4的制备的薄膜的抗菌性较好；实施例5-8之间相对比，实施例8的制备的薄膜的抗菌性较好；实施例9-12之间相对比，实施例12的制备的薄膜的抗菌性较好，因此，抗菌透气防雾薄膜由85份的透气母料、7份的抗菌母料、8份的防雾母料制备而成的薄膜抗菌性较好。

结合实施例1-12和对比例1-4并结合表2可以看出，实施例1-12的制备的薄膜的透湿透氧性能优于对比例1-4的制备的薄膜的透湿透氧性能；实施例1-12的制备的薄膜的防雾性和透光性均优于对比例1-4的制备的薄膜的防雾性和透光性。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。