一種多功能文物保護袋用複合膜的製作方法

2023-08-12 21:16:56

一種多功能文物保護袋用複合膜的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種多功能文物保護袋用複合膜，該複合膜包括層壓的外膜和內膜，其中外膜為高阻隔薄膜，內膜為三層共擠薄膜，在芯層中加入天然橡膠、鐵系催化劑、鹼土金屬助催化劑和天然累託石粉末，使得製得的複合膜同時具有阻隔氧氣、阻隔水蒸氣、吸收氧氣和抗紫外等功能。
【專利說明】一種多功能文物保護袋用複合膜
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及材料領域，特別涉及一種用於文物保護、具有氣體阻隔功能、吸氧功能、紫外線阻隔功能的多功能複合膜。
【背景技術】
[0002]我國是世界四大文明古國之一，在地下蘊藏著燦爛的古代文明，但這些珍貴的文物一旦離開地下高溼、絕氧、無光的密閉環境，在地面上高氧氣濃度、有紫外光照射的環境中，一些文物會立即灰飛煙滅，瞬間消失，即使是木器、金屬、絲綢等耐老化的文物，在地面環境中，也會由於氧化降解和光降解加速文物的自然損壞，因此需要及時對文物進行隔氧防光保護，而這種隔氧防光材料需要便攜並能夠高效的隔氧、防光。
[0003]在現有技術中對文物即時保護的措施有在文物表面塗覆保護材料，將文物轉移至密閉容器中等，這些方法操作複雜，時效性差，在中國專利CN103264A，公開了一種食品包裝用三層共擠吸氧薄膜及其製備方法，該複合膜上層採用未改性聚乙烯或聚丙烯樹脂；下層為食品接觸層，採用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)改性的聚乙烯或聚丙烯樹脂，芯層為吸氧樹脂，採用含有天然橡膠和鐵系催化劑亞鐵鹽的聚乙烯或聚丙烯樹脂，該膜為食品包裝用，僅具有吸氧和抗潮的作用，而不具有抗紫外作用，不適用於文物保護。
[0004]因此，用於文物保護，同時具有阻隔氧氣、阻隔水蒸氣、吸收氧氣和抗紫外功能的便攜材料有待開發。
實用新型內容
[0005]為了克服上述缺點，本發明人經銳意研究，結果發現，將現有技術中存在的高阻隔性樹脂薄膜作為外膜，將通過多層共擠方法製備的三層共擠薄膜作為內膜，在芯層中加入天然橡膠、鐵系催化劑、鹼土金屬助催化劑和天然累託石粉末，再將外膜與內膜通過幹法複合工藝製備得到文物保護袋用複合膜，使得製得的複合膜同時具有阻隔氧氣、阻隔水蒸氣、吸收氧氣和抗紫外等功能，從而完成本實用新型。
[0006]本實用新型的目的在於提供以下幾方面:
[0007]第一方面，本實用新型提供一種多功能文物保護袋用複合膜，其特徵在於，該複合膜包括相接的外膜(I)和內膜，外膜為與外界環境接觸膜，阻隔外界氧氣和水蒸氣，內膜為與文物相接觸的膜，吸收由外膜滲入的氧氣和來自文物的氧氣，
[0008]其中，內膜包括依次層壓的上層(3)、芯層(4)和下層(5)，
[0009]上層為內膜與外膜的連接層，阻隔外界的氧氣和水蒸氣，
[0010]芯層與上層相接，吸收氧氣並阻隔紫外線，
[0011]下層為文物接觸層，其與芯層相接，允許來自文物的氧氣透過，
[0012]所述外膜的厚度為15?30 μ m，
[0013]所述上層的厚度為8?12 μ m，
[0014]所述芯層的厚度為30?70 μ m，[0015]所述下層的厚度為8?12 μ m。
[0016]第二方面，本實用新型提供上述多功能文物保護袋用複合膜，其特徵在於，所述外膜為高阻隔薄膜，選自表層塗覆聚偏二氯乙烯的雙向拉伸聚丙烯薄膜、真空鍍鋁流延聚丙烯薄膜、真空鍍鋁聚酯薄膜、表面鍍氧化矽的聚酯薄膜或表面鍍氧化鋁的聚酯薄膜。
[0017]第三方面，本實用新型提供上述多功能文物保護袋用複合膜，其特徵在於，所述上層為聚丙烯樹脂層。
[0018]第四方面，本實用新型提供上述多功能文物保護袋用複合膜，其特徵在於，所述芯層為複合改性聚丙烯樹脂層。
[0019]第五方面，本實用新型提供上述多功能文物保護袋用複合膜，其特徵在於，所述下層為聚乙烯醇-乙烯-醋酸乙烯酯共聚物改性的聚丙烯樹脂層。
[0020]第六方面，本實用新型提供上述多功能文物保護袋用複合膜，其特徵在於，
[0021]所述外膜的厚度為18?28 μ m，
[0022]所述上層的厚度為10 μ m，
[0023]所述芯層的厚度為35?65 μ m,
[0024]所述下層的厚度為10 μ m。
[0025]本實用新型提供的多功能文物保護袋用複合膜具有如下有益效果:
[0026]( I)該複合膜在溼度為50?80%的環境中自動啟動吸氧功能；
[0027](2)用該複合膜製備的文物保護袋對氧氣和水蒸氣具有高阻隔性；
[0028](3)用該多功能複合膜製備的保護袋具有吸收保護袋內氧氣的功能，在5?10天內將保護袋內氧氣濃度降低到零；
[0029](4)用該多功能複合膜製備的保護袋具有透明、阻隔紫外線的功能，能夠防止文物被氧化或紫外降解，使特別適合於古代絲綢、木器、金屬等文物的防護；
[0030](5)製備該複合膜的方法簡單方便，具有工業實用性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1示出多功能文物保護袋用複合膜的結構示意圖。
[0032]附圖標號說明
[0033]1-外膜；
[0034]2-粘結劑；
[0035]3-上層；
[0036]4-芯層；
[0037]5-下層。
【具體實施方式】
[0038]根據本實用新型提供的第一方面，一種多功能文物保護袋用複合膜，該複合膜包括相接的外膜(I)和內膜(2)，外膜為與外界環境接觸膜，阻隔外界氧氣和水蒸氣，內膜為與文物相接觸的膜，吸收由外膜滲入的氧氣和來自文物的氧氣，
[0039]其中，內膜包括依次層壓的上層(3)、芯層(4)和下層(5)，
[0040]上層為內膜與外膜的連接層，阻隔外界的氧氣和水蒸氣，[0041]芯層與上層相接，吸收氧氣並阻隔紫外線，其厚度為
[0042]下層為文物接觸層，其與芯層相接，允許來自文物的氧氣透過。
[0043]該複合膜的外膜，為高阻隔性樹脂薄膜，選自表層塗覆聚偏二氯乙烯的雙向拉伸聚丙烯薄膜、真空鍍鋁流延聚丙烯薄膜、真空鍍鋁聚酯薄膜、表面鍍氧化矽的聚酯薄膜或表面鍍氧化鋁的聚酯薄膜，如購自無錫勃力包裝材料有限公司的表層塗覆聚偏二氯乙烯的雙向拉伸聚丙烯薄膜，購自海寧長宇鍍鋁材料有限公司的真空鍍鋁流延聚丙烯薄膜，購自天津市日鑫達複合包裝材料有限公司的真空鍍鋁聚酯薄膜，購自佛山佛塑科技集團股份有限公司的表面鍍氧化矽的聚酯薄膜，購自上海國際科學技術有限公司的表面鍍氧化鋁的聚酯薄膜，其可以阻隔大部分外界氧氣和水蒸氣進入保護袋內，即使有極微量的氧氣通過高阻隔層滲透到芯層，也會在芯層被吸收掉，不會繼續向內擴散。
[0044]該複合膜的內膜包括上層，其為聚丙烯樹脂層，所述聚丙烯樹脂如購自茂名市新宇貿易有限公司的聚丙烯樹脂，其為內膜與外膜的連接層，並進一步阻隔外界的氧氣、水蒸氣。
[0045]該複合膜的內膜包括芯層，其具有氣體阻隔、阻隔紫外線及吸氧等功能，所述芯層為改性聚丙烯樹脂層，例如購自上海田強環保科技有限公司的改性聚丙烯樹脂。
[0046]特別地，芯層材料為如用聚丙烯樹脂作為基質，並以天然橡膠、鐵系催化劑、鹼金屬/鹼土金屬助催化劑、天然累託石等對聚丙烯樹脂進行改性獲得的改性聚丙烯樹脂，其在保證多層共擠製得的內膜具有較高的機械強度的條件下，使芯層具有吸收氧氣、阻隔紫外線等功能。
[0047]天然橡膠，是一種以聚異戊二烯為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%是橡膠烴(S卩，聚異戊二烯)，其餘為蛋白質、脂肪酸、灰分、糖類等非橡膠物質，其分子的每個重複單元中均含有一個不飽和雙鍵。
[0048]鐵系催化劑選自水合硫酸亞鐵銨和水合檸檬酸亞鐵，均為亞鐵鹽，其中亞鐵的化學性質活潑，具有較強的還原性。
[0049]鹼金屬/鹼土金屬助催化劑選自碳酸鈉、碳酸鉀和氫氧化鈣，其水解後可為反應體系提供弱鹼性環境。
[0050]天然累託石不僅具有很強的離子交換能力，而且對紫外光具有較強的阻隔作用，尤其是平均粒度為200?800目，優選為300目的天然累託石對300?400nm範圍的紫外線能夠阻隔掉97?99%。
[0051]由於天然橡膠中存在大量不飽和碳原子，而與不飽和碳原子相連的氫原子化學性質十分活潑，易被周圍的氧氣所氧化，形成烷基過氧化氫，同時亞鐵鹽可以加速烷基過氧化氫分解為羥基自由基，羥基自由基可以向天然橡膠發生鏈轉移形成烷基自由基，又可以繼續吸收氧氣，直至周圍的氧氣消耗乾淨。
[0052]由於天然累託石具有很強的離子交換能力，當硫酸亞鐵銨、檸檬酸亞鐵等亞鐵鹽溶液被累託石交換吸附後，累託石能夠有效防止亞鐵的氧化，而亞鐵離子可以提高橡膠被催化氧化的速率，降低橡膠氧化反應活化能；碳酸鈉、碳酸鉀、氫氧化鈣等鹼土金屬則為亞鐵鹽催化天然橡膠氧化反應提供微鹼性環境，利於提高橡膠氧化速率；亞鐵鹽和鹼土金屬催化橡膠氧化反應需要一個適宜的溼度環境，在低於50%溼度下氧化反應速率較低，因此天然累託石的另外一個作用是保持50%左右的自由水，讓天然橡膠-催化劑體系處於相對溼度大於80%的環境中，累託石周圍的亞鐵鹽和鹼土金屬離子電離，形成金屬離子，催化天然橡膠氧化吸氧。
[0053]該複合膜的吸氧功能來自鐵系催化劑催化天然橡膠與氧氣發生反應，消耗芯層附近的氧氣，天然橡膠的氧化反應所需的弱鹼性環境靠鹼土金屬提供，而氧化反應所需的溼度環境靠水合亞鐵鹽的結晶水和天然累託石吸附的自由水。
[0054]該複合膜的內膜包括下層，為聚乙烯醇-EVA (乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)改性的聚丙烯樹脂層，例如購自埃克森美孚化工的聚乙烯醇-EVA改性聚丙烯樹脂。該層的作用是允許文物保護袋內的氧氣透過它進入具有吸氧功能的芯層；由於極性聚乙烯醇-EVA的加入，增加了聚丙烯對水蒸氣的通過率，利於啟動吸氧功能；由於聚乙烯醇-EVA的加入，也會阻礙聚丙烯的結晶，增加改性聚丙烯薄膜的氧氣通過率，利於由該複合膜製成的文物保護袋內部的氧氣向芯層的擴散。
[0055]特別地，下層材料為如將聚乙烯醇和EVA樹脂按照1:1?1:2的重量比熔融共混，然後將共混物按照重量比1:10?2:10加入到聚丙烯樹脂中，再次熔融共混，製得的聚乙烯醇/EVA樹脂改性聚丙烯樹脂。
[0056]可以將上層、芯層和下層這三層材料經共擠吹塑得到內膜。
[0057]由於複合膜內膜中的芯層中有含有吸附水的天然累託石粉末，它可以提供吸氧反應所必需的水分(溼度)，因此，經短暫高溼環境處理後，內膜中的芯層即可自動引發吸氧功能，即使被封裝文物不含有水分，用該複合膜製成的文物保護袋內部空氣中的氧氣會在6?10天內被吸收掉，而外界環境向保護袋內部擴散的氧氣被保護袋外層-高阻隔層阻擋，微量的滲透氧在複合膜內擴散時也被該芯層吸收，因此被封裝的文物會處於一個絕對無氧、無紫外線的環境中，利於文物的長久保藏。
[0058]由於本實用新型提供的複合膜中起到隔紫外吸氧作用的有效成分被夾在高阻隔外膜和EVA-聚乙烯醇改性聚丙烯內膜的下層之間，作為芯層被共混在聚丙烯樹脂內部，因此，不會對被封裝的文物造成任何危害。
[0059]本實用新型提供的多功能文物保護袋用複合膜的結構如圖1所示，包括由粘結劑粘結的外膜和內膜，其中，內膜包括由上至下層壓的上層、芯層和下層。
[0060]為保證用該多功能複合膜製得的文物保護袋具有足夠的阻隔氧氣、水蒸氣、吸收氧氣和阻隔紫外線的功能，因此需要設置外膜、內膜的上層、內膜的芯層及內膜的下層的厚度分別為15?30 μ m, 8?12 μ m，30?70 μ m和8?12 μ m,優選為18?28 μ m, 10 μ m,35 ?65 μ m 和 10 μ m。
[0061]本領域的技術人員應該明了，上述只是對本實用新型的具體說明，並不構成對本實用新型的限制。對本實用新型的技術方案進行各種變動和等效替換，而不背離本實用新型技術方案的原理和範圍，均應涵蓋在本實用新型權利要求的範圍之中。
【權利要求】
1.一種多功能文物保護袋用複合膜，其特徵在於，該複合膜包括相接的外膜(I)和內膜，外膜為與外界環境接觸膜，阻隔外界氧氣和水蒸氣，內膜為與文物相接觸的膜，吸收由外膜滲入的氧氣和來自文物的氧氣， 其中，內膜包括依次層壓的上層(3)、芯層(4)和下層(5)， 上層為內膜與外膜的連接層，阻隔外界的氧氣和水蒸氣， 芯層與上層相接，吸收氧氣並阻隔紫外線， 下層為文物接觸層，其與芯層相接，允許來自文物的氧氣透過， 所述外膜的厚度為15?30 μ m， 所述上層的厚度為8?12 μ m， 所述芯層的厚度為30?70 μ m， 所述下層的厚度為8?12 μ m。
2.根據權利要求1所述的多功能文物保護袋用複合膜，其特徵在於，所述外膜為高阻隔薄膜，選自表層塗覆聚偏二氯乙烯的雙向拉伸聚丙烯薄膜、真空鍍鋁流延聚丙烯薄膜、真空鍍鋁聚酯薄膜、表面鍍氧化矽的聚酯薄膜或表面鍍氧化鋁的聚酯薄膜。
3.根據權利要求1所述的多功能文物保護袋用複合膜，其特徵在於，所述上層為聚丙烯樹脂層。
4.根據權利要求1所述的多功能文物保護袋用複合膜，其特徵在於，所述芯層為複合改性聚丙烯樹脂層。
5.根據權利要求1所述的多功能文物保護袋用複合膜，其特徵在於，所述下層為聚乙烯醇-乙烯-醋酸乙烯酯共聚物改性的聚丙烯樹脂層。
6.根據權利要求1所述的多功能文物保護袋用複合膜，其特徵在於， 所述外膜的厚度為18?28 μ m， 所述上層的厚度為10 μ m, 所述芯層的厚度為35?65 μ m, 所述下層的厚度為10 μ m。
【文檔編號】B32B27/06GK203766175SQ201320890110
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2013年12月31日 優先權日:2013年12月31日
【發明者】李伯涵, 龔* 申請人:李伯涵, 龔*