CN109294189A - 一种高透明热收缩印刷膜的制备方法 - Google Patents

一种高透明热收缩印刷膜的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高透明热收缩印刷膜的制备方法，属于印刷材料技术领域。本发明通过双螺杆挤出机熔融挤出制备了聚乙烯‑聚乳酸‑聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯热收缩膜，聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯具有高韧性和生物降解性，本发明的制备方法简单，制备的热收缩印刷膜油墨印刷效果好、附着力强，热收缩率匹配度好，经济环保；本发明中加入聚乙二醇可使复合材料的拉伸、弯曲强度和冲击强度都得到了改善，且聚乙二醇两端的羟基有可能与聚乳酸和聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯末端的羧基反应，形成酯键，另外聚乙二醇含氢键，也使得聚乳酸和聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯两聚合物之间的结合力增强，且膜面光滑平整，在印刷过程中层次版上墨较容易。

Description

一种高透明热收缩印刷膜的制备方法
技术领域
本发明涉及一种高透明热收缩印刷膜的制备方法，属于印刷材料技术领域。
背景技术
面对竞争日益激烈的标签印刷市场，许多印刷标签厂商纷纷关注收缩膜标签，不只因为它作为一项新的技术所具有发展潜力，同时相对于那些技术要求不是很高，成本投入不是很大的标签印刷市场，收缩膜标签的入门门槛较高，因此可阻挡新公司加入竞争。
典型的收缩薄膜厚度在50μm之内，过去几年用的是比较薄的，大约厚度在40-45μm。收缩膜的收缩性较强，其设计时向一特定方向收缩，但是在相反方向也会有少许收缩。由于收缩膜对热敏感，因此对其的储存、印刷、运输中的温度要格外小心，应放在易控制的环境，在标签被贴到容器前一刻，保存的温度应在21-32℃。
PVC（聚氯乙烯）是现在所用的收缩薄膜中使用最多的，大约有2/3。PVC在业界中收到重视的原因在于它的收缩能力保持在40-60%，同时成本较低，其强度很高，具有较高的耐穿刺性，良好的收缩性和一定的收缩应力。在收缩过程中，薄膜不会产生孔洞。由于收缩膜经常适用于室外，因此需要加入UV抗紫外线剂。
PVC聚氯乙烯，外加成分以增强其耐热性，韧性，延展性等。这种表面膜的最上层是漆，中间的主要成分是聚氯乙烯，最下层是背涂粘合剂。它是当今世界上深受喜爱、颇为流行并且也被广泛应用的一种合成材料。在可以生产三维表面膜的材料中，PVC是最适合的材料。
由于PVC独特的性能（防雨，耐火，抗静电，易成型）和PVC低投入高产量的特点，被广泛地应用于建材行业和包装行业，因此，PVC薄膜具有透明度高、光泽度好、收缩率高、贴切光洁且密封性强的特点，适用于多种包装标签，主要是瓶装饮料标签，主要产品“康师傅”系列标签、“娃哈哈”系列标签、“统一’系列标签、“农夫山泉”、“可口可乐”系列标签。
PVC热收缩印刷薄膜具有上述特点的同时，还有以下不足：
1、生产周期短，由于聚氯乙烯的粘度高，容易结焦、加工性能差，生产周期大概为15天到20天。
2、含有邻苯二甲酸盐，根据美国消费品安全改进法案2008版（CPSIA）不得用于儿童玩具和育儿产品中。
3、膜面有细小的水波纹，在印刷过程中层次版上墨难度大。
综上所述，尽管有大量研究文章涉PVC热收缩印刷膜，但是针对高透明环保型PVC热收缩印刷膜却很少，因此亟需研制出适应市场的印刷膜来填补市场的空缺。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对PVC热收缩印刷薄膜膜面有细小的水波纹，在印刷过程中层次版上墨难度大的问题，提供了一种高透明热收缩印刷膜的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
（1）将聚乳酸、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯置于温度为80～100℃真空干燥箱中干燥至恒重，冷却至室温，得干燥聚乳酸和干燥聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯，按质量比为10∶3∶7∶2将聚乙烯、干燥聚乳酸、干燥聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯和聚乙二醇混合均匀，高速搅拌处理，得混合物；
（2）按重量份数计，分别称取50～70份混合物、1～5份增强剂、1～3份稳定剂、1～6份润滑剂、0.5～0.8份增塑剂，将混合物、增强剂、稳定剂、润滑剂、增塑剂混合，搅拌处理，得共混物，将共混物加入双螺杆中熔融挤出，冷却至室温，得基体液，压制成膜，并进行两次下吹上胀式干法，卷曲成型，即得热收缩印刷膜。
步骤（1）所述的高速搅拌处理为在转速为4000～6000r/min下高速搅拌30～50min。
步骤（2）所述的增强剂为玻璃纤维、石棉、碳纤维、硼纤维、陶瓷纤维中的两种任意比例混合的混合物。
步骤（2）所述的稳定剂为受阻胺光稳定剂、UV吸收剂或能量猝灭剂中的一种或两种以上以任意比例混合的混合物。
步骤（2）所述的润滑剂为OP蜡。
步骤（2）所述的增塑剂为邻苯二甲酸酯、脂肪族二元酸酯、磷酸酯或环氧化合物中的一种或两种以上以任意比例混合的混合物。
步骤（2）所述的搅拌处理为在搅拌速度为100～200r/min，温度为100～150℃下搅拌4～6h。
步骤（2）所述的熔融挤出处理为加工温度为第一段170℃、第二段175℃、第三段185℃、第四区间185℃，第五段170℃，机头温控175℃，熔体温度控制在175℃。
步骤（2）所述的下吹上胀式干法中吹胀温度为110～150℃。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明通过双螺杆挤出机熔融挤出制备了聚乙烯-聚乳酸-聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯热收缩膜，聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯具有高韧性和生物降解性，其机械性能与低密度聚乙烯相近，柔韧性良好，制备的复合材料既具有较好的拉伸性能和柔韧性，又保持了材料的完全生物降解性，本发明的制备方法简单，制备的热收缩印刷膜油墨印刷效果好、附着力强，热收缩率匹配度好，经济环保；
（2）本发明中加入聚乙二醇可使复合材料的拉伸、弯曲强度和冲击强度都得到了改善，是由于聚乙二醇分子链是柔性的分子链，可促使聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯与聚乙二醇较紧密地排列，提高收缩印刷膜的冲击强度、拉伸强度和模量，且聚乙二醇两端的羟基有可能与聚乳酸和聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯末端的羧基反应，形成酯键，另外聚乙二醇含氢键，也使得聚乳酸和聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯两聚合物之间的结合力增强，使得制备的热收缩印刷膜冲击强度、拉伸强度和模量提高，且膜面光滑平整，在印刷过程中层次版上墨较容易。
具体实施方式
将聚乳酸、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯置于温度为80～100℃真空干燥箱中干燥至恒重，冷却至室温，得干燥聚乳酸和干燥聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯，按质量比为10∶3∶7∶2将聚乙烯、干燥聚乳酸、干燥聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯和聚乙二醇混合均匀，在转速为4000～6000r/min下高速搅拌30～50min，得混合物；按重量份数计，分别称取50～70份混合物、1～5份增强剂、1～3份稳定剂、1～6份润滑剂、0.5～0.8份增塑剂，将混合物、增强剂、稳定剂、润滑剂、增塑剂混合，在搅拌速度为100～200r/min，温度为100～150℃下搅拌4～6h，得共混物，将共混物加入双螺杆中挤出，加工温度为第一段170℃、第二段175℃、第三段185℃、第四区间185℃，第五段170℃，机头温控175℃，熔体温度控制在175℃，冷却至室温，得基体液，压制成膜，并进行两次下吹上胀式干法，卷曲成型，即得热收缩印刷膜。
实例1
将聚乳酸、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯置于温度为80℃真空干燥箱中干燥至恒重，冷却至室温，得干燥聚乳酸和干燥聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯，按质量比为10∶3∶7∶2将聚乙烯、干燥聚乳酸、干燥聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯和聚乙二醇混合均匀，在转速为4000r/min下高速搅拌30min，得混合物；按重量份数计，分别称取50份混合物、1份增强剂、1份稳定剂、1份润滑剂、0.5份增塑剂，将混合物、增强剂、稳定剂、润滑剂、增塑剂混合，在搅拌速度为100r/min，温度为100℃下搅拌4h，得共混物，将共混物加入双螺杆中挤出，加工温度为第一段170℃、第二段175℃、第三段185℃、第四区间185℃，第五段170℃，机头温控175℃，熔体温度控制在175℃，冷却至室温，得基体液，压制成膜，并进行两次下吹上胀式干法，卷曲成型，即得热收缩印刷膜。
实例2
将聚乳酸、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯置于温度为90℃真空干燥箱中干燥至恒重，冷却至室温，得干燥聚乳酸和干燥聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯，按质量比为10∶3∶7∶2将聚乙烯、干燥聚乳酸、干燥聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯和聚乙二醇混合均匀，在转速为5000r/min下高速搅拌40min，得混合物；按重量份数计，分别称取60份混合物、3份增强剂、2份稳定剂、4份润滑剂、0.65份增塑剂，将混合物、增强剂、稳定剂、润滑剂、增塑剂混合，在搅拌速度为150r/min，温度为125℃下搅拌5h，得共混物，将共混物加入双螺杆中挤出，加工温度为第一段170℃、第二段175℃、第三段185℃、第四区间185℃，第五段170℃，机头温控175℃，熔体温度控制在175℃，冷却至室温，得基体液，压制成膜，并进行两次下吹上胀式干法，卷曲成型，即得热收缩印刷膜。
实例3
将聚乳酸、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯置于温度为100℃真空干燥箱中干燥至恒重，冷却至室温，得干燥聚乳酸和干燥聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯，按质量比为10∶3∶7∶2将聚乙烯、干燥聚乳酸、干燥聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯和聚乙二醇混合均匀，在转速为6000r/min下高速搅拌50min，得混合物；按重量份数计，分别称取70份混合物、5份增强剂、3份稳定剂、6份润滑剂、0.8份增塑剂，将混合物、增强剂、稳定剂、润滑剂、增塑剂混合，在搅拌速度为200r/min，温度为150℃下搅拌6h，得共混物，将共混物加入双螺杆中挤出，加工温度为第一段170℃、第二段175℃、第三段185℃、第四区间185℃，第五段170℃，机头温控175℃，熔体温度控制在175℃，冷却至室温，得基体液，压制成膜，并进行两次下吹上胀式干法，卷曲成型，即得热收缩印刷膜。
将本发明制备的热收缩印刷膜及市售的印刷膜进行检测，具体检测结果如下表表1：
检测试样：取本发明实例制备的热收缩印刷膜宽度为25mm、厚度为0.04mm的样品进行检测。
表1热收缩印刷膜性能表征
由表1可知，本发明制备的热收缩印刷膜，拉伸强度好，各项力学性能优异，透光率高，且膜面光滑平整，在印刷过程中层次版上墨较容易，具有广阔的应用前景。

Claims (9)

1.一种高透明热收缩印刷膜的制备方法，其特征在于具体步骤为：
（1）将聚乳酸、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯置于温度为80～100℃真空干燥箱中干燥至恒重，冷却至室温，得干燥聚乳酸和干燥聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯，按质量比为10∶3∶7∶2将聚乙烯、干燥聚乳酸、干燥聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯和聚乙二醇混合均匀，高速搅拌处理，得混合物；
（2）按重量份数计，分别称取50～70份混合物、1～5份增强剂、1～3份稳定剂、1～6份润滑剂、0.5～0.8份增塑剂，将混合物、增强剂、稳定剂、润滑剂、增塑剂混合，搅拌处理，得共混物，将共混物加入双螺杆中熔融挤出，冷却至室温，得基体液，压制成膜，并进行两次下吹上胀式干法，卷曲成型，即得热收缩印刷膜。
2.根据权利要求1所述的一种高透明热收缩印刷膜的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的高速搅拌处理为在转速为4000～6000r/min下高速搅拌30～50min。
3.根据权利要求1所述的一种高透明热收缩印刷膜的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的增强剂为玻璃纤维、石棉、碳纤维、硼纤维、陶瓷纤维中的两种任意比例混合的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种高透明热收缩印刷膜的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的稳定剂为受阻胺光稳定剂、UV吸收剂或能量猝灭剂中的一种或两种以上以任意比例混合的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种高透明热收缩印刷膜的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的润滑剂为OP蜡。
6.根据权利要求1所述的一种高透明热收缩印刷膜的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的增塑剂为邻苯二甲酸酯、脂肪族二元酸酯、磷酸酯或环氧化合物中的一种或两种以上以任意比例混合的混合物。
7.根据权利要求1所述的一种高透明热收缩印刷膜的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的搅拌处理为在搅拌速度为100～200r/min，温度为100～150℃下搅拌4～6h。
8.根据权利要求1所述的一种高透明热收缩印刷膜的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的熔融挤出处理为加工温度为第一段170℃、第二段175℃、第三段185℃、第四区间185℃，第五段170℃，机头温控175℃，熔体温度控制在175℃。
9.根据权利要求1所述的一种高透明热收缩印刷膜的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的下吹上胀式干法中吹胀温度为110～150℃。
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