一种应用于食品包装纸的疏水抗菌涂层的制备方法

技术领域

本发明涉及一种应用于食品包装纸的疏水抗菌涂层的制备方法，属于食品包装技术领域。

背景技术

近年来，由于环保和可持续性发展理念深入人心，对来自可再生资源的可降解包装材料的需求逐渐增加。许多可生物降解的聚合物在医疗和食品包装领域得到了重视，其中聚乳酸是最有前途的材料之一。作为聚酯材料中的一种，聚乳酸因其生物降解性，生物相容性以及低廉的价格等优点逐渐应用于各领域。

纸由于其多毛细孔等结构，导致其有较好的亲水性，目前市面上的防水纸大多采用复合石油基化合物或者涂布氟类化合物的方法来制备，但是降解性和卫生安全性较差。

发明内容

本发明的目的是克服上述不足之处，提供一种应用于食品包装纸的疏水抗菌涂层的制备方法，可增强包装纸的防水性、抗菌性、机械强度等。

本发明的技术方案，一种应用于食品包装纸的疏水抗菌涂层的制备方法，取抗菌剂和增塑剂，加入三氯甲烷，加热超声分散；冷却至室温后加入聚乳酸颗粒，在震荡器中震荡，最后加热超声分散后得到应用于食品包装纸的疏水抗菌涂层。

作为本发明的优选实施例，所述抗菌剂为纳米氧化锌、纳米银、纳米氧化钛中的一种或几种。

作为本发明的优选实施例，所述增塑剂为甘油、卵磷脂、聚丙烯酸中的一种或几种。

作为本发明的优选实施例，取抗菌剂加入棕色试剂瓶，加入增塑剂，再加入三氯甲烷；在10～25Hz，水温为40～60℃的环境下超声分散0.5～2h；冷却至室温后，加入聚乳酸颗粒；放在70～200rpm/min转速的震荡器中震荡1～3.5h；最后在10～25Hz，水温为35～45℃的环境下将溶液分散均匀，时间为0.5～1.5h。

作为本发明的优选实施例，所述聚乳酸的添加量为1～7g；抗菌剂加量为聚乳酸质量的0.3～5％；增塑剂添加量为聚乳酸质量的1～5％；所述三氯甲烷添加量为80～130mL。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1、本发明涂层涂布到纸或纸板上后，可用做餐盒等纸质食品包装，与现有大多数餐盒和食品包装纸相比，所有材料中不含有石油基化合物，所以废弃物回收处理方便；

2、本发明中的聚乳酸为环保可降解材料，纳米氧化锌对人体无毒，化学稳定性很好。未采用含氟防油剂，所以不许担心会产生全氟辛烷磺酸等有害物质。所用材料均为食品级，绿色安全，所以材料的环保性和降解性优越。

3、本发明涂层涂布到纸或纸板上后，疏水性较好；纳米氧化锌有良好的抑菌性，涂层的抑菌性能较好。

具体实施方式

实施例1

取一定量的纳米氧化锌加入棕色试剂瓶，添加量为聚乳酸重量的4％，加入4％的卵磷脂，添加量为再吸取92mL的三氯甲烷，封好瓶口在频率为18Hz，水温为40℃的环境中超声分散2.5h，再向其中加入6.2g聚乳酸，在振荡器上振动2h，振动频率为80rpm/min，在10Hz，水温为40℃的环境下将溶液分散均匀，时间为0.5h。

实施例2

取一定量的纳米氧化钛加入棕色试剂瓶，添加量为聚乳酸重量的3.5％，加入4％的甘油，添加量为再吸取105mL的三氯甲烷，封好瓶口在频率为20Hz，水温为40℃的环境中超声分散1.5h，再向其中加入5.5g聚乳酸，在振荡器上振动3h，振动频率为80rpm/min，在10Hz，水温为40℃的环境下将溶液分散均匀，时间为1h。

实施例3

取一定量的纳米氧化锌加入棕色试剂瓶，添加量为聚乳酸重量的2.8％，加入2％的聚丙烯酸，添加量为再吸取95mL的三氯甲烷，封好瓶口在频率为15Hz，水温为40℃的环境中超声分散1h，再向其中加入4g聚乳酸，在振荡器上振动2h，振动频率为80rpm/min，在10Hz，水温为40℃的环境下将溶液分散均匀，时间为0.5h。

实施例4

取一定量的纳米银加入棕色试剂瓶，添加量为聚乳酸重量的3％，加入3％的甘油，添加量为再吸取105mL的三氯甲烷，封好瓶口在频率为20Hz，水温为50℃的环境中超声分散1.5h，再向其中加入4.8g聚乳酸，在振荡器上振动2h，振动频率为80rpm/min，在10Hz，水温为40℃的环境下将溶液分散均匀，时间为1.5h。

应用实施例1

对实施例1-4制备所得一种应用于食品包装纸的疏水抗菌涂层进行性能化测试。

1、将原纸和涂布后的纸张按照GB/T 10739-2002处理。使用以上各实施例所得涂料对纸张进行涂布，涂布机速度设定为40mm/s，涂布后用自然晾干24h。

2、测定涂布纸的水接触角判断涂布纸的疏水性，每张纸随机找十个点测量接触角，取其平均值；涂布纸按照GB/T1540-2002《纸和纸板吸水性的测定(可勃法)》测定涂布纸的防水性，测十次取其平均值。

3、纸张的抗菌测试按GB/T 21510-2008《纳米无机材料抗菌性能检测方法》和HG/T3950-2007《抗菌涂料》，采用24h内制得的防油抗菌剂进行涂布得到抗菌试样并检测对大肠埃希氏菌、金黄色葡萄球菌的抑菌性能。

实施例的性能测试结果如表1所示。

表1

由表1可知，抗菌剂添加量越大涂布纸的疏水和抗菌效果越明显，随着抗菌剂较少其效果逐渐减弱。其中实施例4的各个参数比例制备的涂布纸抗菌和疏水性好。实际使用中根据成本及其效果等角度考虑选择合适的参数进行配置，制备疏水抗菌涂布纸。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。