CN109616005B - 一种乳白pe标签膜及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种乳白PE标签膜。乳白PE标签膜包括外膜层、中间膜层以及内膜层，所述外膜层、内膜层分别包括68.5～70.5wt％LDPE、29～31wt％流延级HDPE以及0.2～0.8wt％PPA，所述中间膜层包括44～46wt％吹膜级HDPE、35.5～37.5wt％LDPE、17～19wt％白色母以及0.2～0.8wt％PPA。另外本多发明还提供了一种乳白PE标签膜的生产方法。本发明所述乳白PE标签膜具有低晶点、无表面析出、挺度高、耐黄变性的特点，满足印刷以及使用要求。

Description

一种乳白PE标签膜及其生产方法
技术领域
本发明属于膜材料技术领域，具体是涉及一种乳白PE标签膜及其生产方法。
背景技术
近些年随着我国经济的高速发展，特别是食品、日化、洗涤用品、医药、化妆品、家电以及超市、物流等行业的快速发展，我国标签印刷产业取得了长足的进步，进而带动了标签印刷设备企业和标签材料生产企业也都有了相应的发展。一个较完整的标签印刷产业链在我国已经形成。随着消费能力的增长，市场上标签种类的不断丰富，技术的发展升级将为标签印刷产业带来新的市场空间及商机。现有PE标签膜在晶点、表面析出、挺度、耐黄变性等方面的性能较差，难以满足印刷以及使用要求。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种乳白PE标签膜及其生产方法。
为了实现本发明的目的，本发明采用了以下技术方案：
一种乳白PE标签膜，包括外膜层、中间膜层以及内膜层，所述外膜层、内膜层分别包括68.5～70.5wt％LDPE、29～31wt％流延级HDPE以及0.2～0.8wt％PPA，所述中间膜层包括44～46wt％吹膜级HDPE、35.5～37.5wt％LDPE、17～19wt％白色母以及0.2～0.8wt％PPA。
进一步的技术方案：所述外膜层、内膜层的厚度分别为20～21μm，所述中间膜层的厚度为40～42μm。
优选方案：所述LDPE的牌号为博禄化学6230，所述流延级HDPE的牌号为陶氏化学81841.27，所述吹膜级HDPE的牌号为陶氏化学5538，所述PPA的牌号为安配色100991-K，所述白色母的牌号为上海金住7M3002-70。
一种所述的乳白PE标签膜的生产方法，包括以下步骤：
步骤1，将所述外膜层、中间膜层以及内膜层的原料进行除尘处理；
步骤2，将所述外膜层、中间膜层以及内膜层的原料按上述组分比例要求分别投入多层共挤吹膜机对应吸料区，真空负压输送到挤出机料斗，经挤出机对应机筒塑化成熔体，熔体由挤出机挤出时经过过滤器进行杂质过滤到达模头；
步骤3，之后在15℃以上的环境温度下经吹膜、风冷定型、夹板息泡、牵引辊冷却、电晕、收卷处理获得所述乳白PE标签膜产品；
所述过滤器包括多层过滤网且各层过滤网规格依次为20目、20目、150目以及20目；所述挤出机挤出速率为430-470kg/h；
所述风冷定型处理过程中循环内冷进风的速度为21-22.5Nm3/min，循环内冷出风的的速度为32.2-33.6Nm3/min，循环外冷进风的速度为56-60Nm3/min；
所述牵引辊冷却温度设定在55-65℃；
所述电晕处理过程中放电电压为5000-15000V/m2；
所述收卷张力控制在30-40bar。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明所述乳白PE标签膜包含牌号为博禄化学6230的LDPE，所述LDPE融指为2.0g/10min，密度为0.923Kg/m3，融点111℃，具有较好的光泽度，能提高乳白PE标签膜表面的光学性，较低的断裂伸长率，利于乳白PE标签膜后续的模切工序，使得PE标签膜具有低晶点、易加工性和耐红变等特性。
牌号为陶氏化学81841.27的流延级HDPE，融指为6.0g/10min，密度为0.947Kg/m3，融点128℃，相比较于吹膜级的HDPE中具有高透明性，能提高乳白PE标签膜表面的光学性。同时所述流延级HDPE能够为乳白PE标签膜提供较高的挺度，能维持标乳白PE标签膜的尺寸稳定性，为后续模切工序提供足够的拉伸强度，使得PE标签膜具有低晶点和耐红变的特性。
牌号为陶氏化学5538的吹膜级HDPE，融指为1.3g/10min，密度为0.941Kg/m3，融点129℃，所述吹膜级HDPE在中间膜层能够给乳白PE标签膜提供标足够的挺度和拉伸强度，维持乳白PE标签膜的尺寸稳定性，也可以为后续模切工序提供足够的拉伸强度，并进一步使得PE标签膜具有低晶点和耐红变的特性。
牌号为安配色100991-K的PPA，融指为18g/10min，密度为0.93Kg/m3，有效成分含量为5％，能够润滑挤出流道，减少乳白PE标签膜的熔体破裂情况，确保膜面没有橘皮纹。
牌号为上海金住7M3002-70的白色母，比重为2g/ml，融指为6～10g/10min，灰分含量为70％，具有良好的分散性和遮盖力，同时具有抗红变特性，利用乳白PE标签膜晶点的控制和红变的控制。
本发明所述乳白PE标签膜具有低晶点、无表面析出、挺度高、耐黄变性的特点，满足印刷以及使用要求。
(2)所述外膜层和内膜层的配方及层厚均一样，可以确保乳白PE标签膜不卷曲，利于后续的涂胶和表面印刷。
(3)本发明所述乳白PE标签膜的制备方法可以有效控制和减少乳白PE标签膜的晶点，且解决了乳白PE标签膜出现皱边和膜面皱褶的问题。
所述过滤器的过滤网的设置可确保过滤掉塑化不良和过度氧化的熔融状态的粒子，减少薄膜晶点和焦化物的产生。
本发明挤出速率的设定要适中，一般建议430-470kg/h，因为过高的挤出量能在膜泡风冷定型过程中降低冷却效果防止起皱的情况出现，但同时也会增加晶点和塑化不良点出现的概率，过低的挤出量在冷却成型过程中对于泡型的调整稳定非常不利。
吹膜过程中的风环由循环内冷风和循环外冷风组成，循环内冷风是起到吹涨膜泡的作用，循环外冷风的作用是起到托举膜泡和冷却定型的作用。此工艺生产的薄膜在风冷定型阶段泡型的调整至关重要。因本发明配方中高比例的HDPE的长支链少结晶度高，加工性能和膜泡稳定性非常差，极易导致风冷定型过程中出现膜泡抖动情况无法冷却成型。因此本发明生产过程中薄膜循环外冷风的控制要尽可能小，以减少膜泡的冷却效果，从而利于膜泡拉伸成型，形成稳定的筒状膜泡。
冷却定型后筒状薄膜通过人字夹板的夹扁熄泡后经过牵引辊，牵引辊的作用是对筒状膜泡起到纵向拉伸的作用，同时牵引辊的转动速率还决定了薄膜的厚度。此工艺生产过程中牵引辊的冷却度要设定在55-65℃，避免薄膜接触牵引辊后急速冷却导致膜面无法展平起皱。
由于PE薄膜因分子非极性的原因，都需要电晕处理后才能进行涂胶、印刷等处理。电晕处理原理是利用高频率高电压在被处理的薄膜表面电晕放电(高频交流电压高达5000-15000V/m2)，而产生低温等离子体，使薄膜表面产生游离基反应而使聚合物发生交联，表面变粗糙并增加其对极性溶剂的润湿性，这些离子体由电击和渗透进入被印体的表面破坏其分子结构，进而将被处理的表面分子氧化和极化，离子电击侵蚀表面，以致增加承薄膜表面的附着能力。根据要求此生产工艺可单面电晕处理也可双面电晕处理，成品的表面张力值大于38dyn。
收卷采用表面+中心的收卷方式，收卷张力要尽可能的小，能满足卷曲成型就行，本发明收卷张力采用30-40bar，且采用低压收卷，避免膜卷收卷张力过大导致膜黏连严重，严重影响膜面外观和放卷使用。
本发明要求环境温度大于15℃，因为较低的室内环境会加速薄膜的冷却，导致膜泡成型困难。在环境温度偏低(室温低于15℃)时要将整体吹膜线进行保温(具体操作为对整个吹膜线进行全包裹保温，减少空气的流动性)，确保生产线附件的环境温度高于15℃。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明技术方案做出更为具体的说明：
以下实施例中原料来源：所述LDPE(低密度聚乙烯)的牌号为博禄化学6230，所述流延级HDPE(高密度聚乙烯)的牌号为陶氏化学81841.27，所述吹膜级HDPE(高密度聚乙烯)的牌号为陶氏化学5538，所述PPA(聚邻苯二酰胺)的牌号为安配色100991-K，所述白色母的牌号为上海金住7M3002-70。
实施例1
所述的乳白PE标签膜的生产方法如下：
步骤1，将所述外膜层、中间膜层以及内膜层的原料进行除尘处理。
步骤2，将所述外膜层、中间膜层以及内膜层的原料按上述组分比例要求分别投入多层共挤吹膜机对应吸料区，真空负压输送到挤出机料斗，经挤出机对应机筒塑化成熔体，熔体由挤出机挤出时经过过滤器进行杂质过滤到达模头；所述外膜层、内膜层分别包括69.5wt％LDPE、30wt％流延级HDPE以0.5wt％PPA，所述中间膜层包括45wt％吹膜级HDPE、36.5wt％LDPE、18wt％白色母以及0.5wt％PPA。
挤出机(三层W&H设备)的机筒加热部分由槽式机筒、机筒1区、机筒2区、机筒3区、机筒4区、换网区，法兰连接区组成，法兰区是连接挤出机和挤出模头流道，挤出模头由模头1区、模头2区、模头3区、模头4区、模头5区、模头6区、模头7区、模头8区、模头9区、模头10区叠加在一起组成，各膜层挤出温度设定如下表1：
表1
挤出温度 槽式机筒 机筒1区 机筒2区 机筒3区 机筒4区 换网区 法兰区
层次 ±5℃ ±5℃ ±5℃ ±5℃ ±5℃ ±5℃ ±5℃
外膜层 50 185 190 190 190 190 190
中间层 50 185 190 190 190 190 190
内膜层 50 185 190 190 190 190 190
模头温度 1区 2区 3区 4区 5区 6区 7区
±5℃ 195 195 195 195 195 195 195
模头温度 8区 9区 10区
±5℃ 195 195 195
步骤3，步骤3，之后在15℃以上的环境温度下经吹膜、风冷定型、夹板息泡、牵引辊冷却、电晕、收卷处理获得所述乳白PE标签膜产品，获得的乳白PE标签膜的外膜层、内膜层的厚度分别为20.5μm，中间膜层的厚度为41μm。
所述过滤器包括多层过滤网且各层过滤网规格依次为20目、20目、150目以及20目；所述挤出机挤出速率为430kg/h；
所述风冷定型处理过程中循环内冷进风的速度为22Nm3/min，循环内冷出风的的速度为33Nm3/min，循环外冷进风的速度为58Nm3/min；
所述牵引辊冷却温度设定在60℃；
所述电晕处理过程中放电电压为10000V/m2；
所述收卷张力控制在35bar。
此工艺生产的薄膜对于膜面外观的要求非常高，不得出现融体破裂、模头流道线等问题，所以在模头的清理方面要特别注意，每2-4天必须停机清理模头，防止模头焦化物的析出堆积影响膜面外观，同时要定期的拆卸清理模头模芯和流道，防止焦化物堆积造成的模头流道线出现。
实施例2
所述的乳白PE标签膜的生产方法如下：
步骤1，将所述外膜层、中间膜层以及内膜层的原料进行除尘处理。
步骤2，将所述外膜层、中间膜层以及内膜层的原料按上述组分比例要求分别投入多层共挤吹膜机对应吸料区，真空负压输送到挤出机料斗，经挤出机对应机筒塑化成熔体，熔体由挤出机挤出时经过过滤器进行杂质过滤到达模头；所述外膜层、内膜层分别包括68.5wt％LDPE、31wt％流延级HDPE以及0.5wt％PPA，所述中间膜层包括44wt％吹膜级HDPE、37.5wt％LDPE、18.3wt％白色母以及0.2wt％PPA。各膜层挤出温度设定同上表1。
步骤3，步骤3，之后在15℃以上的环境温度下经吹膜、风冷定型、夹板息泡、牵引辊冷却、电晕、收卷处理获得所述乳白PE标签膜产品，获得的乳白PE标签膜的外膜层、内膜层的厚度分别为20μm，中间膜层的厚度为40μm。
所述过滤器包括多层过滤网且各层过滤网规格依次为20目、20目、150目以及20目；所述挤出机挤出速率为430kg/h；
所述风冷定型处理过程中循环内冷进风的速度为21Nm3/min，循环内冷出风的的速度为32.2Nm3/min，循环外冷进风的速度为56Nm3/min；
所述牵引辊冷却温度设定在55℃；
所述电晕处理过程中放电电压为5000V/m2；
所述收卷张力控制在30bar。
实施例3
所述的乳白PE标签膜的生产方法如下：
步骤1，将所述外膜层、中间膜层以及内膜层的原料进行除尘处理。
步骤2，将所述外膜层、中间膜层以及内膜层的原料按上述组分比例要求分别投入多层共挤吹膜机对应吸料区，真空负压输送到挤出机料斗，经挤出机对应机筒塑化成熔体，熔体由挤出机挤出时经过过滤器进行杂质过滤到达模头；所述外膜层、内膜层分别包括70.5wt％LDPE、29wt％流延级HDPE以及0.5wt％PPA，所述中间膜层包括46wt％吹膜级HDPE、35.5wt％LDPE、17.7wt％白色母以及0.8wt％PPA。各膜层挤出温度设定同上表1。
步骤3，步骤3，之后在15℃以上的环境温度下经吹膜、风冷定型、夹板息泡、牵引辊冷却、电晕、收卷处理获得所述乳白PE标签膜产品，获得的乳白PE标签膜的外膜层、内膜层的厚度分别为21μm，中间膜层的厚度为42μm。
所述过滤器包括多层过滤网且各层过滤网规格依次为20目、20目、150目以及20目；所述挤出机挤出速率为470kg/h；
所述风冷定型处理过程中循环内冷进风的速度为22.5Nm3/min，循环内冷出风的的速度为33.6Nm3/min，循环外冷进风的速度为60Nm3/min；
所述牵引辊冷却温度设定在65℃；
所述电晕处理过程中放电电压为15000V/m2；
所述收卷张力控制在40bar。
实施例4
所述的乳白PE标签膜的生产方法如下：
步骤1，将所述外膜层、中间膜层以及内膜层的原料进行除尘处理。
步骤2，将所述外膜层、中间膜层以及内膜层的原料按上述组分比例要求分别投入多层共挤吹膜机对应吸料区，真空负压输送到挤出机料斗，经挤出机对应机筒塑化成熔体，熔体由挤出机挤出时经过过滤器进行杂质过滤到达模头；所述外膜层、内膜层分别包括70wt％LDPE、29.8wt％流延级HDPE以及0.2wt％PPA，所述中间膜层包括46wt％吹膜级HDPE、36.5wt％LDPE、17wt％白色母以及0.5wt％PPA。各膜层挤出温度设定同上表1。
步骤3，步骤3，之后在15℃以上的环境温度下经吹膜、风冷定型、夹板息泡、牵引辊冷却、电晕、收卷处理获得所述乳白PE标签膜产品，获得的乳白PE标签膜的外膜层、内膜层的厚度分别为20.5μm，中间膜层的厚度为41μm。
所述过滤器包括多层过滤网且各层过滤网规格依次为20目、20目、150目以及20目；所述挤出机挤出速率为450kg/h；
所述风冷定型处理过程中循环内冷进风的速度为21.5Nm3/min，循环内冷出风的的速度为32.8Nm3/min，循环外冷进风的速度为59Nm3/min；
所述牵引辊冷却温度设定在60℃；
所述电晕处理过程中放电电压为10000V/m2；
所述收卷张力控制在35bar。
实施例5
所述的乳白PE标签膜的生产方法如下：
步骤1，将所述外膜层、中间膜层以及内膜层的原料进行除尘处理。
步骤2，将所述外膜层、中间膜层以及内膜层的原料按上述组分比例要求分别投入多层共挤吹膜机对应吸料区，真空负压输送到挤出机料斗，经挤出机对应机筒塑化成熔体，熔体由挤出机挤出时经过过滤器进行杂质过滤到达模头；所述外膜层、内膜层分别包括70wt％LDPE、29.2wt％流延级HDPE以及0.8wt％PPA，所述中间膜层包括44wt％吹膜级HDPE、36.5wt％LDPE、19wt％白色母以及0.5wt％PPA。各膜层挤出温度设定同上表1。
步骤3，步骤3，之后在15℃以上的环境温度下经吹膜、风冷定型、夹板息泡、牵引辊冷却、电晕、收卷处理获得所述乳白PE标签膜产品，获得的乳白PE标签膜的外膜层、内膜层的厚度分别为20.5μm，中间膜层的厚度为41μm。
所述过滤器包括多层过滤网且各层过滤网规格依次为20目、20目、150目以及20目；所述挤出机挤出速率为450kg/h；
所述风冷定型处理过程中循环内冷进风的速度为21.3Nm3/min，循环内冷出风的的速度为33.2Nm3/min，循环外冷进风的速度为57Nm3/min；
所述牵引辊冷却温度设定在60℃；
所述电晕处理过程中放电电压为9000V/m2；
所述收卷张力控制在40bar。
下表2为上述实施例生产获得的乳白PE标签膜的性能检测结果：
Figure BDA0001866366830000091

Claims (3)

1.一种乳白PE标签膜，其特征在于：包括外膜层、中间膜层以及内膜层，所述外膜层、内膜层分别包括68.5～70.5wt％LDPE、29～31wt％流延级HDPE以及0.2～0.8wt％PPA，所述中间膜层包括44～46wt％吹膜级HDPE、35.5～37.5wt％LDPE、17～19wt％白色母以及0.2～0.8wt％PPA；
所述外膜层、内膜层的厚度分别为20～21μm，所述中间膜层的厚度为40～42μm。
2.如权利要求1所述的乳白PE标签膜，其特征在于：所述LDPE的牌号为博禄化学6230，所述流延级HDPE的牌号为陶氏化学81841.27，所述吹膜级HDPE的牌号为陶氏化学5538，所述PPA的牌号为安配色100991-K，所述白色母的牌号为上海金住7M3002-70。
3.一种如权利要求1～2任一项所述的乳白PE标签膜的生产方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1，将所述外膜层、中间膜层以及内膜层的原料进行除尘处理；
步骤2，将所述外膜层、中间膜层以及内膜层的原料按上述组分比例要求分别投入多层共挤吹膜机对应吸料区，真空负压输送到挤出机料斗，经挤出机对应机筒塑化成熔体，熔体由挤出机挤出时经过过滤器进行杂质过滤到达模头；
步骤3，之后在15℃以上的环境温度下经吹膜、风冷定型、夹板息泡、牵引辊冷却、电晕、收卷处理获得所述乳白PE标签膜产品；
所述过滤器包括多层过滤网且各层过滤网规格依次为20目、20目、150目以及20目；所述挤出机挤出速率为430-470kg/h；
所述风冷定型处理过程中循环内冷进风的速度为21-22.5Nm3/min，循环内冷出风的的速度为32.2-33.6Nm3/min，循环外冷进风的速度为56-60Nm3/min；
所述牵引辊冷却温度设定在55-65℃；
所述电晕处理过程中放电电压为5000-15000V/m2；
所述收卷张力控制在30-40bar。
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