CN104015443B - 一种柔性彩印复合包装材料及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于包装材料技术领域，具体涉及一种柔性彩印复合包装材料及其生产工艺。本柔性彩印复合包装材料由依次布置的PE印刷膜层、印刷图案层、胶粘层和乳白PE膜层构成，该包装材料采用里印方式将图案印在透明薄膜的里面，彻底杜绝油墨污染安全风险，可提升印刷饱和度和精细度，在高速包装条件下也具有可靠的封合强度。生产工艺包括制膜、印刷、复合、熟化和收卷等步骤。本发明采用双层PE复合，将电晕层和印刷层复合在中间，包装材料的内、外面均为热封层，从而极大包装了高速条件下良好的热封性能。将印刷油墨复合在材料中间，油墨不再接触到外界，完全没有掉墨的风险和污染产品风险，卫生安全。

Description

一种柔性彩印复合包装材料及其生产工艺

技术领域

本发明属于包装材料技术领域，具体涉及一种柔性彩印复合包装材料及其生产工艺。

背景技术

以纸尿裤为例，现有的包装材料基本上都是单层乳白PE薄膜，在单层薄膜的电晕面进行图案的印刷(表印)，然后涂上光油，保护印刷图案。这种薄膜的缺点主要表现在：

1)、这种包装袋是夹底形式包装，为了美观和方便提拿，在其包装的四个角处采用夹边的方式进行制袋。在夹边处也要进行热封。在夹边处热封时，为外对外，即电晕面与电晕面热封。而且在电晕面上还印有图案，因此，在热切制袋速度较快的情况下，极易发生虚封，热封不良等情况。

2)、因为电晕面在夹角处有热切，为了尽量提高其封口强度，因此，在需要热封的夹角处表面无法印刷图案。同时，如果此处有油墨有图案，则夹角处的热封更不牢。

3)、采用表印的方式，将图案用油墨印在包装外面，在制袋过程和后续的运输使用过程中，油墨易出落脱落的情况，影响包装品质。

4)、外观单一、生产消耗高、褪色掉色、包装效率低。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的之一在于提供一种柔性彩印复合包装材料，该包装材料采用里印方式将图案印在透明薄膜的里面，彻底杜绝油墨污染安全风险，可提升印刷饱和度和精细度，在高速包装条件下也具有可靠的封合强度。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种柔性彩印复合包装材料，由依次布置的PE印刷膜层、印刷图案层、胶粘层和乳白PE膜层。

优选的，所述PE印刷膜层包括厚度比为8:9:8的外层、中层和内层，以重量份计，

所述外层包括40～42份中密度聚乙烯、40～42份茂金属聚乙烯、18～20份低密度聚乙烯和0.1～0.5份加工助剂；

所述中层包括54～56份低密度聚乙烯和44～46份线性低密度聚乙烯；

所述内层与印刷图案层相抵接，其包括40～50份中密度聚乙烯、40～50份茂金属聚乙烯、3～5份低密度聚乙烯、0.1～1份有机滑爽剂和0.1～1份无机抗粘剂。

优选的，所述乳白PE膜层包括厚度比为8:14:8的外层、中层和内层，以重量份计，

所述外层包括63～67份线性低密度聚乙烯、32～34份低密度聚乙烯和0.1～1份加工助剂；

所述中层包括53～55份中密度聚乙烯、32～34份低密度聚乙烯和12～14份白色母；

所述内层与胶粘层相抵接，其包括62～64份茂金属聚乙烯、30～32份低密度聚乙烯、1～5份有机滑爽剂、1～5份无机抗粘剂和0.1～1份加工助剂。

优选的，所述加工助剂为安配色公司生产的牌号100991-K的产品。

本发明的另一目的在于提供一种柔性彩印复合包装材料的生产工艺，步骤如下：

①、制膜

分别将PE印刷膜层、乳白PE膜层的外层树脂、中层树脂和内层树脂分别加入挤出机的三个料筒中，经过加热装置和挤出机螺杆作用使其形成熔体，经过环形模头的模口挤出成为管状物；管状物离开模口后，在自模头中心孔吹入压缩空气的作用下，被吹涨成泡状膜；泡状膜经过牵引机构牵引上升，经风环冷却定型、人字板息泡夹扁；通过牵引辊夹拢形成双层膜，然后经电晕装置电晕其外表面，切边分片、卷绕成卷即可；

②、印刷

将PE印刷膜层包裹在中心压印滚筒上，印版和供墨系统采用电子对准方式，将待印刷图案印刷在PE印刷膜层的内层之上；

③、复合

将印刷后的PE印刷膜层和乳白PE膜层以两者的内层相对的方式采用无溶剂胶粘剂复合，无溶剂胶粘剂涂覆于乳白PE膜层的内层。

优选的，所述印刷采用聚酰胺-硝化棉树脂混合体系油墨。

优选的，所述复合采用的无溶剂胶粘剂为汉高公司生产的UK7723胶粘剂。

优选的，所述复合后的复合包装材料于40℃条件下熟化20h。

本发明的柔性彩印复合包装材料及其生产工艺，与现有技术相比的有益效果表现在：

1)、国内外主流纸尿裤生产企业因包装材料热封时受到电晕面热封性能的影响(PE薄膜在电晕后热封性能下降50％，且温度提升20℃)，包装速度在30包-80包，一直困扰纸尿裤生产企业，本发明采用双层PE复合，将电晕层和印刷层复合在中间，包装材料的内、外面均为热封层，从而极大包装了高速条件下良好的热封性能。

2)、将印刷油墨复合在材料中间，油墨不再接触到外界，完全没有掉墨的风险和污染产品风险，卫生安全。且任意区域均可实现图案印刷和设计，给客户提供了没有局限的复合包装材料。同时，客户可以对印刷层材料聚乙烯薄膜进行改性，可以制作成消光效果PE、珠光PE、亮光PE，这是在传统纸尿裤包装袋无法实现的。

3)、生产工艺采用柔版印刷和无溶剂复合方式进行，因油墨采用里印聚酰胺+硝化棉树脂混合体系油墨，无需再使用光油保护油墨，节约的成本。另外，复合材料的加工较之传统的单一包装材料增加了复合工序，意味着成本将会增加。但是，通过研究发现，同样厚度的复合材料强度高于单层共挤材料，因此本发明采用减薄减量方式以解决成本问题。同时，可以省去光油的成本，通过综合评比发现，材料性能得到大幅提升的同时成本只减不增。

具体实施方式

一种柔性彩印复合包装材料，由依次布置的PE印刷膜层、印刷图案层、胶粘层和乳白PE膜层。PE印刷膜层包括厚度比为8:9:8的外层、中层和内层，乳白PE膜层包括厚度比为8:14:8的外层、中层和内层。

PE印刷膜层，以重量份计，其外层包括40～42份中密度聚乙烯、40～42份茂金属聚乙烯、18～20份低密度聚乙烯和0.1～0.5份加工助剂。中层包括54～56份低密度聚乙烯和44～46份线性低密度聚乙烯。内层与印刷图案层相抵接，其包括40～50份中密度聚乙烯、40～50份茂金属聚乙烯、3～5份低密度聚乙烯、0.1～1份有机滑爽剂和0.1～1份无机抗粘剂。

乳白PE膜层，以重量份计，其外层包括63～67份线性低密度聚乙烯、32～34份低密度聚乙烯和0.1～1份加工助剂。中层包括53～55份中密度聚乙烯、32～34份低密度聚乙烯和12～14份白色母。内层与胶粘层相抵接，其包括62～64份茂金属聚乙烯、30～32份低密度聚乙烯、1～5份有机滑爽剂、1～5份无机抗粘剂和0.1～1份加工助剂。

PE印刷膜层在外层和内层采用LDPE，MPE，MDPE进行共混加工，确保了加工性能、热封性能，薄膜挺度，并且采用完全对称共挤，确保了印刷膜不卷曲，中密度树脂(陶氏2038.68)能够很好的提升薄膜的在印刷时拉伸和变形，常规的LDPE和MDPE共挤膜拉伸变形后会导致印刷图案变形、薄膜卷曲、收卷后变形等系列问题。

内层薄膜同样在设计时采用完全对称设计，中间层采用提高挺度设计，在中间层加入中密度MDPE，以确保薄膜在复合时不被拉伸变形，导致收卷后应力过大导致卷曲。

复合三层共挤薄膜(乳白PE膜层)中加入白色母，可以加入更多含量，提升薄膜的遮盖力，满足目前市场上单层膜因加入过量的色母导致薄膜强度下降的现象。

传统的表印产品因为油墨印刷在表面，所以表面的摩擦系数由油墨的光滑度决定，不印刷部位由PE膜内部的助剂决定，往往客户在使用自动包装时，形成时好时坏的现象，就是因为摩擦系数引起，所以该发明也可以在结构上彻底解决该问题，外表面和内表面的摩擦系数均可通过加入安配色公司生产的牌号100991-K的助剂产品很好地解决该问题。

柔性彩印复合包装材料的生产工艺，步骤如下：

①、制膜

分别将PE印刷膜层、乳白PE膜层的外层树脂、中层树脂和内层树脂分别加入挤出机的三个料筒中，经过加热装置和挤出机螺杆作用使其形成熔体，经过环形模头的模口挤出成为管状物。管状物离开模口后，在自模头中心孔吹入压缩空气的作用下，被吹涨成泡状膜。泡状膜经过牵引机构牵引上升，经风环冷却定型、人字板息泡夹扁。通过牵引辊夹拢形成双层膜，然后经电晕装置电晕其外表面，切边分片、卷绕成卷即可。

加工吹膜过程中，利用挤出模头中不同密度熔体粘度差，因为高密度的材料熔体粘度稍慢，中间层LDPE和LLDPE熔体粘度高而形成反差，会对内外层的流体有带动拉伸作用，进而提升了薄膜的透光率，提升了印刷材料的外观效果。

吹膜收卷参数，公司配套吹膜机采用表面中心收卷，从卷心到卷外，保证收卷张力稳定。该点对后道工序印刷加工和复合加工帮助很大。

②、印刷

采用柔版里印方式进行印刷，柔版卫星式印刷原理是，将薄膜包裹在中心压印滚筒上，印版和供墨系统采用电子对准方式，该种印刷方式不仅套印精度高，而且排放低，在很薄的三层共挤印刷PE膜实现精确印刷。

通过对不同体系油墨进行实验验证，最后采用聚酰胺+硝化棉树脂混合体系油墨，在PE薄膜上具有较好的附着力，在后道复合加工过程中，该类型油墨能够确保复合强度。并且在无溶剂复合后的产品具有非常好的耐溶剂浸泡性能。

设计合理的收放卷张力，理论上，PE薄膜在无张力状态下加工，卷曲的可能性最小。所以在设计印刷机收放卷张力时，以放卷和收卷张力略大于收卷张力为宜，以减少印刷烘道温度下带来拉伸形成的应力影响。

③、复合

因为印刷PE有过一次加工过程，因此在涂胶复合过程中，设计采用被复合的PE乳白膜进行上胶，收放卷张力设定也以设备能够正常复合条件下最小参数为原则。

内层复合乳白PE膜经过涂胶后，形成应力，二放卷印刷膜进行放卷，同样有应力，两者在贴合后，应力同时反向存在，可以抵消一部分应力。

胶黏剂选型，本材料选用了无溶剂胶黏剂，该种胶黏剂不用任何溶剂，采用两根恒温加热辊进行加温，该种胶黏剂在加热条件下能够很好的流平，再通过专用硅胶涂布辊涂到薄膜表面，形成均匀而胶层，胶黏剂采用汉高公司UK7723型号，能够很好的进行粘合，并且能够和上述PE配方有很强的粘结能力。

复合膜收卷，在无溶剂复合生产工艺中，因为无溶剂胶黏剂的特性，初粘力比传统的干式复合初粘力低，所以决定在设计复合膜收卷时必须提高收卷张力，并且加以适当的收卷压力，确保薄膜不起皱和拉伸。

采用低温熟化方式，传统干式复合一般要求在45℃-55℃条件下进行28小时以上的熟化，浪费电能和时间，该发明通常只需在40℃，20小时的熟化，就可以完全满足客户的使用要求。

收卷纸管设定，必须采用平整度，圆心度好的6英寸纸管进行收卷，确保在合适的复合膜收卷张力、压力下进行平整收卷，该发明必须具备这个要求。

PE印刷膜层的组分构成实施例：

外层包括40.5％中密度聚乙烯(陶氏化学2038.68)、41％茂金属聚乙烯(日本普瑞曼SP2520)、18％低密度聚乙烯(埃克森100AC)和0.5％加工助剂(安配色100991-K)。

中层包括54％低密度聚乙烯(埃克森100AC)和46％线性低密度聚乙烯(陶氏化学2045G)。

内层包括48％中密度聚乙烯(陶氏化学2038.68)、45％茂金属聚乙烯(日本普瑞曼SP2520)、5％低密度聚乙烯(埃克森100AC)、1％有机滑爽剂(安配色10090)和1％无机抗粘剂(北京亚伦智联AB20-L)。

乳白PE膜层的组分构成实施例：

外层包括66.7％线性低密度聚乙烯(陶氏化学2045G)、33％低密度聚乙烯(中国石化2046HLG)和0.3％加工助剂(安配色100991-K)。

中层包括54％中密度聚乙烯(陶氏化学2038.68G)、33％低密度聚乙烯(燕山石化100AC)和13％白色母(上海金山3001NAC)。

内层包括63％茂金属聚乙烯(日本普瑞曼SP1520)、31％低密度聚乙烯(燕山石化100AC)、3％有机滑爽剂(安配色10090-K)、2.5％无机抗粘剂(北京亚伦智联AB20-L)和0.5％加工助剂(安配色100991-K)。

通过上述制膜的方式分别进行制膜，然后进行印刷、复合即可得到本发明的柔性彩印复合包装材料。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种柔性彩印复合包装材料，其特征在于：该包装材料由依次布置的PE印刷膜层、印刷图案层、胶粘层和乳白PE膜层构成；

所述PE印刷膜层包括厚度比为8:9:8的外层、中层和内层，以重量份计，

所述外层包括40～42份中密度聚乙烯、40～42份茂金属聚乙烯、18～20份低密度聚乙烯和0.1～0.5份加工助剂；

所述中层包括54～56份低密度聚乙烯和44～46份线性低密度聚乙烯；

所述内层与印刷图案层相抵接，其包括40～50份中密度聚乙烯、40～50份茂金属聚乙烯、3～5份低密度聚乙烯、0.1～1份有机滑爽剂和0.1～1份无机抗粘剂；

所述乳白PE膜层包括厚度比为8:14:8的外层、中层和内层，以重量份计，

所述外层包括63～67份线性低密度聚乙烯、32～34份低密度聚乙烯和0.1～1份加工助剂；

所述中层包括53～55份中密度聚乙烯、32～34份低密度聚乙烯和12～14份白色母；

所述内层与胶粘层相抵接，其包括62～64份茂金属聚乙烯、30～32份低密度聚乙烯、1～5份有机滑爽剂、1～5份无机抗粘剂和0.1～1份加工助剂。

2.根据权利要求1所述的柔性彩印复合包装材料，其特征在于：所述加工助剂为安配色公司生产的牌号100991-K的产品。

3.一种如权利要求1所述柔性彩印复合包装材料的生产工艺，其特征是包括如下步骤：

①、制膜

分别将PE印刷膜层、乳白PE膜层的外层树脂、中层树脂和内层树脂分别加入挤出机的三个料筒中，经过加热装置和挤出机螺杆作用使其形成熔体，经过环形模头的模口挤出成为管状物；管状物离开模口后，在自模头中心孔吹入压缩空气的作用下，被吹涨成泡状膜；泡状膜经过牵引机构牵引上升，经风环冷却定型、人字板息泡夹扁；通过牵引辊夹拢形成双层膜，然后经电晕装置电晕其外表面，切边分片、卷绕成卷即可；

②、印刷

将PE印刷膜层包裹在中心压印滚筒上，印版和供墨系统采用电子对准方式，将待印刷图案印刷在PE印刷膜层的内层之上；

③、复合

将印刷后的PE印刷膜层和乳白PE膜层以两者的内层相对的方式采用无溶剂胶粘剂复合，无溶剂胶粘剂涂覆于乳白PE膜层的内层。

4.根据权利要求3所述的柔性彩印复合包装材料的生产工艺，其特征在于：所述印刷采用聚酰胺-硝化棉树脂混合体系油墨。

5.根据权利要求3所述的柔性彩印复合包装材料的生产工艺，其特征在于：所述复合采用的无溶剂胶粘剂为汉高公司生产的UK7723胶粘剂。

6.根据权利要求3所述的柔性彩印复合包装材料的生产工艺，其特征在于：所述复合后的复合包装材料于40℃条件下熟化20h。