抗菌膜、其制备方法及包括其的包装材料技术

本发明专利技术提供了一种抗菌膜、其制备方法及包括其的包装材料。该抗菌膜包括：基材层；抗菌涂层，设置在基材层的一个表面上，抗菌涂层的厚度为0.05～0.5μm，抗菌涂层包括基体和分散在基体中的纳米TiO2，抗菌涂层中纳米TiO2的重量含量为0.5～10wt％。本申请的抗菌涂层的雾度保持在较低水平；由于抗菌涂层的厚度为0.05～0.5μm，远远小于现有技术中的10μm以上的抗菌膜的厚度，增加了分布在抗菌涂层表面的纳米TiO2的比例，甚至有的纳米TiO2可以突出于抗菌涂层的表面，使得纳米TiO2能够利用多孔质吸附细菌，然后由其产生的氢氧基和氧离子对细菌等有机物进行氧化还原从而达到分解抗菌的目的。

Antimicrobial film, process for producing the same, and packaging material including the same

The present invention provides an antibacterial film, a process for its preparation and a packaging material including the same. The antibacterial film comprises a substrate layer; antibacterial coating arranged on one surface of the substrate layer, the antibacterial coating thickness is 0.05 ~ 0.5 m, including antibacterial coating matrix and dispersed in the matrix of nano TiO2, nano TiO2 antibacterial content in the coating weight is 0.5 ~ 10wt%. The application of antibacterial coating haze remained at a low level; the antibacterial coating thickness is 0.05 ~ 0.5 m, far less than the antibacterial film more than 10 m in the prior art, the thickness of the increase in distribution of nano TiO2 antibacterial coating surface ratio, and even some nano TiO2 can be prominent on the surface the antibacterial coating, the nano TiO2 can use porous adsorption of bacteria, and then the hydroxyl oxygen ions generated by the bacteria and other organic redox decomposition so as to achieve the purpose of antibacterial.

【技术实现步骤摘要】
抗菌膜、其制备方法及包括其的包装材料
本专利技术涉及抗菌膜的制备领域，具体而言，涉及一种抗菌膜、其制备方法及包括其的包装材料。
技术介绍
纳米TiO2具有杀菌、净化空气以及自清洁功能，因此现有技术通常将纳米TiO2分散于塑料基材中制备自清洁膜或抗菌膜。常见的自清洁膜或抗菌膜的制备方法如下：方法一、膜的配方为100重量份的聚碳酸酯，0.1-5重量份的纳米二氧化钛，1-10重量份的纳米二氧化硅，0.1-1重量份的抗氧化剂，0.1-1重量份的抗滴剂，通过双螺杆挤出机挤出制膜，得到所需的抗菌膜。添加在膜里的纳米二氧化钛粒子在光的照射下将薄膜表面的细菌杀死，避免细菌的滋生。方法二、二氧化钛纳米粉体经酸化后，加表面活性剂，稳定剂，酸等配制成浆料，将浆料进一步浓缩后得到纳米二氧化钛粒子浆料。然后将纳米二氧化钛粒子浆料和有机高分子聚合物和助剂混合，干燥后得到母粒。再将母粒通过普通的塑化，挤出，流延制成抗菌薄膜。薄膜组份包含72.89-92.34wt％的有机高分子聚合物，0.5-22.63wt％的二氧化钛纳米粒子，3.36-23.45wt％的助剂。方法三、将1-20份的二氧化钛，1-20份的季铵盐及80-100份的乙酸乙酯在高速搅拌机分散混合均匀制成抗菌涂料。然后在塑料基材上电晕后涂布上述抗菌涂料，烘干后得到抗菌膜。方法四、将二氧化钛用无机吸附材料的复合粒子和季戊四醇三丙烯酸酯，光聚合引发剂及溶剂异丙醇混合制成涂布液，涂布于PET后使用UV灯照射固化后得到所需的抗菌膜。上述方法一和二将二氧化钛和高分子材料制成塑料母粒后，通过双螺杆挤出机和有光料共挤，流延后得到抗菌膜的方法。存在如下问题：抗菌剂使用量多，由于需要在膜整体或表层数微米的部分加入抗菌剂，必然使得添加量多，而二氧化钛添加量过多会使薄膜的光学性能显著下降。比如方法二得到的抗菌膜雾度达到68～75％，这个雾度在一些对光学性能要求高的薄膜产品上无法接受。同时抗菌剂添加量过高也会增加制造成本。方法三和四都是使用乙酸乙酯，PETA，这样的有机溶剂加入二氧化钛粒子进行离线涂布的生产工艺。使用有机溶剂进行离线涂布制样的工艺有如下弊端：(1)离线涂布，需要收卷后再放卷，然后涂布，多一道工序，大大增加了生产成本。(2)离线涂布，涂布液烘干后二氧化钛粒子多数埋没在涂层中。而二氧化钛杀菌原理首先需要多孔质吸附细菌，然后由其产生的氢氧基和氧离子这样的高能量物质对细菌等有机物进行氧化还原从而达到分解。二氧化钛隐藏在涂层下直接导致二氧化钛与细菌接触不足，无法最大发挥抗菌效果。由此可见，现有技术的抗菌膜的制备方法存在各种不足，尤其是由于抗菌剂的使用量过多，导致抗菌膜的雾度较大、成本较高。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种抗菌膜、其制备方法及包括其的包装材料，以解决现有技术中抗菌膜的雾度较大的问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种抗菌膜，包括：基材层；抗菌涂层，设置在基材层的一个表面上，抗菌涂层的厚度为0.05～0.5μm，抗菌涂层包括基体和分散在基体中的纳米TiO2，抗菌涂层中纳米TiO2的重量含量为0.5～10wt％。进一步地，上述基体为树脂基体，优选树脂选自亚克力树脂、聚氨酯树脂和聚酯树脂中的任意一种或多种，更优选纳米TiO2的平均粒径为30～100nm。进一步地，上述抗菌涂层中还设置有抗粘连剂，抗菌涂层中抗粘连剂的含量为1～10wt％。进一步地，上述抗菌涂层中还设置有润湿剂，抗菌涂层中润湿剂的重量含量为1～10％。进一步地，上述抗菌涂层中还设置有助剂，抗菌涂层中助剂的重量含量为0.1～1.0％，助剂选自消泡剂、抗老化剂、UV吸收剂和颜料中的任意一种或多种。进一步地，上述基材层为PP基材层、PE基材层、PET基材层或PVC基材层，优选基材层的设置抗菌涂层的表面为电晕处理表面。根据本申请的另一方面，提供了一种抗菌膜的制备方法，该制备方法包括：步骤S1，将纳米TiO2的分散液、树脂低聚物、可选的润湿剂、固化剂和可选的抗粘连剂混合，形成抗菌浆料；步骤S2，将形成基材层的原料熔融挤出后进行纵向拉伸，得到拉伸基材层；步骤S3，将抗菌浆料设置在拉伸基材层上，形成涂布基材层；步骤S4，在热干燥设备中对涂布基材层进行横向拉伸，得到拉伸抗菌层；以及步骤S5，对拉伸抗菌层进行热定型，得到抗菌膜，其中，抗菌浆料形成厚度为0.05～0.5μm的抗菌涂层。进一步地，上述抗菌浆料中还包括抗粘连剂，步骤S1包括：将纳米TiO2的分散液、树脂低聚物和水混合，形成第一混合浆料；将第一混合浆料和固化剂混合，形成第二混合浆料；将第二混合浆料与抗粘连剂混合，形成抗菌浆料，优选制备方法还包括将抗菌膜进行收卷处理的过程。进一步地，上述抗菌浆料中还包括抗粘连剂和润湿剂，步骤S1包括：将纳米TiO2的分散液、树脂低聚物和水混合，形成第一混合浆料；将第一混合浆料、润湿剂和固化剂混合，形成第二混合浆料；将第二混合浆料与抗粘连剂混合，形成抗菌浆料，优选制备方法还包括将抗菌膜进行收卷处理的过程。进一步地，上述抗菌浆料的固含量为1～10％。进一步地，上述树脂低聚物选自亚克力树脂低聚物、聚氨酯树脂低聚物和聚酯树脂低聚物中的任意一种或多种，优选树脂低聚物中官能团的含量为1～10％，官能团为羟基、羧基和/或胺基；优选固化剂为异氰酸酯类水性固化剂，以固含量为80％的固化剂计量，固化剂的使用量为树脂低聚物中固态物质的5～20wt％。进一步地，上述纳米TiO2的分散液为水分散液，纳米TiO2的分散液中纳米TiO2的含量为1～30％，优选纳米TiO2的平均粒径为30～100nm。进一步地，上述原料为PP、PE、PET或PVC。进一步地，上述纵向拉伸的倍率为2～4，优选横向拉伸的倍率为2～4。进一步地，上述步骤S3采用在线涂布的方式将抗菌浆料设置在拉伸基材层上，优选采用凹版涂布、辊涂、线棒涂布、喷涂或刮涂实施在线涂布。根据本专利技术的另一方面，提供了一种包装材料，包括抗菌膜，该抗菌膜为上述任一种的抗菌膜。应用本专利技术的技术方案，由于本申请的抗菌涂层中的纳米TiO2的重量含量为0.5～10wt％，因此避免了过多的纳米TiO2对雾度的影响，使得本申请的抗菌涂层的雾度保持在较低水平。同时，由于抗菌涂层的厚度为0.05～0.5μm，远远小于现有技术中的10μm以上的抗菌膜的厚度，因此虽然纳米TiO2的含量较少，但是增加了分布在抗菌涂层表面的纳米TiO2的比例，甚至有的纳米TiO2可以突出于抗菌涂层的表面，使得纳米TiO2能够利用多孔质吸附细菌，然后由其产生的氢氧基和氧离子对细菌等有机物进行氧化还原从而达到分解抗菌的目的。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1示出了根据本专利技术的一种典型的实施方式提供的抗菌膜的剖面结构示意图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。如本申请
技术介绍
所分析的，现有技术中的抗菌膜的雾度较大，究其原因是由于抗菌膜中的抗菌剂(纳米二氧化钛)的含量太高，而基于现有技术中制备抗菌膜的方法无法进一步减少抗菌剂的含量，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗菌膜，其特征在于，包括：基材层(10)；抗菌涂层(20)，设置在所述基材层(10)的一个表面上，所述抗菌涂层(20)的厚度为0.05～0.5μm，所述抗菌涂层(20)包括基体和分散在所述基体中的纳米TiO2(21)，所述抗菌涂层(20)中所述纳米TiO2(21)的重量含量为0.5～10wt％。

【技术特征摘要】
1.一种抗菌膜，其特征在于，包括：基材层(10)；抗菌涂层(20)，设置在所述基材层(10)的一个表面上，所述抗菌涂层(20)的厚度为0.05～0.5μm，所述抗菌涂层(20)包括基体和分散在所述基体中的纳米TiO2(21)，所述抗菌涂层(20)中所述纳米TiO2(21)的重量含量为0.5～10wt％。2.根据权利要求1所述的抗菌膜，其特征在于，所述基体为树脂基体，优选所述树脂选自亚克力树脂、聚氨酯树脂和聚酯树脂中的任意一种或多种，更优选所述纳米TiO2(21)的平均粒径为30～100nm。3.根据权利要求1所述的抗菌膜，其特征在于，所述抗菌涂层(20)中还设置有抗粘连剂，所述抗菌涂层(20)中所述抗粘连剂的含量为1～10wt％。4.根据权利要求1所述的抗菌膜，其特征在于，所述抗菌涂层(20)中还设置有润湿剂，所述抗菌涂层(20)中所述润湿剂的重量含量为1～10％。5.根据权利要求1所述的抗菌膜，其特征在于，所述抗菌涂层(20)中还设置有助剂，所述抗菌涂层(20)中所述助剂的重量含量为0.1～1.0％，所述助剂选自消泡剂、抗老化剂、UV吸收剂和颜料中的任意一种或多种。6.根据权利要求1所述的抗菌膜，其特征在于，所述基材层(10)为PP基材层(10)、PE基材层(10)、PET基材层(10)或PVC基材层(10)，优选所述基材层(10)的设置所述抗菌涂层(20)的表面为电晕处理表面。7.一种抗菌膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：步骤S1，将纳米TiO2的分散液、树脂低聚物、可选的润湿剂、固化剂和可选的抗粘连剂混合，形成抗菌浆料；步骤S2，将形成基材层的原料熔融挤出后进行纵向拉伸，得到拉伸基材层；步骤S3，将所述抗菌浆料设置在所述拉伸基材层上，形成涂布基材层；步骤S4，在热干燥设备中对所述涂布基材层进行横向拉伸，得到拉伸抗菌层；以及步骤S5，对所述拉伸抗菌层进行热定型，得到所述抗菌膜，其中，所述抗菌浆料形成厚度为0.05～0.5μm的抗菌涂层。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈勇彪，
申请(专利权)人：张家港康得新光电材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32