CN110303741B - 一种易洗脱标签膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种易洗脱标签膜的制备方法，分别混合A层和B层原料，再采用压缩空气进行除尘处理；将除尘后分别加入至挤出机进料端熔融塑化，经共挤模头挤出形成复合熔体；将复合熔体输送至压纹辊组形成复合薄膜；将复合薄膜进行切边处理，再通过电晕机进行电晕处理；将电晕处理后的复合薄膜导入至收卷机得到所述易洗脱标签膜。A层材料含有高密度聚乙烯和低密度聚乙烯，B层材料受茂金属低密度聚乙烯的影响，A层材料较B层材料的熔点较高，软化温度也较高，当易洗脱标签膜处于较高温度条件下，B层材料比A层材料发生更大的收缩变形，从而使得易洗脱标签膜由A层向B层发生卷曲，易洗脱标签膜得以从物体上分离开来，实现标签膜的易洗脱效果。

Description

一种易洗脱标签膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及标签膜技术领域，尤其涉及一种易洗脱标签膜及其制备方法。
背景技术
标签膜常用于各类食品和日常用品的包装材料，主要用作收缩套、满封标签、瓶帽和瓶盖封口等，与传统的标签材料相比，标签膜的贴合度更好，透明度更高，包装物的可视化效果更好；同时还具有较好的强度和耐磨性，近年来在各个领域都得到了广泛应用。
现有的标签膜贴合在物品(如玻璃瓶)表面后，由于其粘合强度较好，因此贴合于物品表面的标签膜很难完全从物品表面揭除，在揭除过程中会残留有部分胶印，影响用户对物品(如玻璃瓶)的继续使用，并且物品(如玻璃瓶)在回收重复利用过程中，在熔融过程中标签膜作为杂质会与物品熔融混合，降低由回收物品制得的新产品的性能。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种易洗脱标签膜及其制备方法，旨在改善现有标签膜粘合于物体表面较难揭除，残留胶印，影响贴有标签膜的物品二次回收的技术问题。
为实现上述目的，本发明提出一种易洗脱标签膜的制备方法，包括以下步骤：
除尘：分别混合A层和B层原料，再采用压缩空气对A层和B层原料进行除尘处理；
挤出塑化：将经过除尘处理的A层和B层原料分别加入至挤出机的进料端得到熔融塑化后的熔体A和熔体B，经共挤模头挤出形成复合熔体；
冷却定型：将所述复合熔体输送至压纹辊组，快速冷却定型形成复合薄膜；
切边及电晕处理：将所述复合薄膜导入至切边机进行切边处理，切边处理后的复合薄膜再通过电晕机进行电晕处理；
收卷：将电晕处理后的复合薄膜导入至收卷机，经收卷得到所述易洗脱标签膜。
优选地，所述B层原料按重量百分数包括以下组分：1～10％的高密度聚乙烯、20～30％的低密度聚乙烯，余量为茂金属低密度聚乙烯。
优选地，所述A层原料按重量百分数包括以下组分：10～25％的低密度聚乙烯、60～75％的高密度聚乙烯和10～15％的色母粒；或，所述A层原料按重量百分数包括以下组分：20～40％的低密度聚乙烯和60～80％的高密度聚乙烯。
优选地，所述压纹辊组由平行设置的钢辊和胶辊组成；所述钢辊的冷却温度为20～35℃，所述胶辊的冷却温度为18～22℃。
优选地，所述A层材料的单螺杆挤出机和所述B层材料的单螺杆挤出机均为三段式加温；所述A层材料的单螺杆挤出机的加料段温度为180～200℃，融化段温度为200～230℃，均化段温度为210～230℃；所述B层材料的单螺杆挤出机的加料段温度为175～195℃，融化段温度为195～225℃，均化段温度为205～225℃。
优选地，所述A层材料的单螺杆挤出机和所述B层材料的单螺杆共挤模头温度均为210～230℃。
优选地，所述钢辊为镜面钢辊，或磨砂钢辊。
优选地，所述电晕处理的功率为600～1000W，生产线速度30～60m/min。
优选地，所述除尘处理还包括对A层原料和B层原料进行干燥，干燥温度为70～90℃，干燥时间为30～120min。
本发明还提出了一种易洗脱标签膜，所述易洗脱标签膜由上述任一种易洗脱标签膜的制备方法制备得到，所述易洗脱型标签膜包括A层和B层，所述A层和所述B层的厚度比为1:2，所述易洗脱型标签膜的厚度为80～120μm。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：
1.A层材料中含有高密度聚乙烯和低密度聚乙烯，且高密度聚乙烯添加量高于60％，而B层材料则受到茂金属低密度聚乙烯熔点较低的影响，从而A层材料较于B层材料的熔点高，软化温度也较高，当易洗脱标签膜处于较高温度(80～90℃)条件下，B层材料比A层材料发生更大的收缩变形，从而使得易洗脱标签膜由A层向B层发生卷曲，易洗脱标签膜得以从物体上分离开来，实现标签膜的易洗脱效果。
2.B层原料含有茂金属低密度聚乙烯，软化温度低，具有较低熔点，还提高易洗脱标签膜的断裂伸长率、拉伸强度和抗冲击强度，延长易洗脱标签膜的使用寿命。组分中的低密度聚乙烯可以改善标签膜B层材料的收缩性、收缩速率和热封性能。而高密度聚乙烯则可以提高易洗脱标签膜的挺度和抗拉伸变形能力，对标签膜后续的文字和图案印刷有较好的影响。
3.通过对A层原料和B层原料的分别塑化共挤流延形成复合薄膜，同时对A层原料和B层原料进行熔融塑化的温度设定不同，以适应A层原料和B层原料中具体组分的熔点，使A层原料和B层原料均塑化完全，提高易洗脱标签膜的性能，复合熔体经过塑化冷却定型后再通过切边、电晕和收卷处理后形成易洗脱标签膜，具有易洗脱效果的同时生产成本较低。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种易洗脱标签膜的制备方法，包括以下步骤：
除尘：分别混合A层和B层原料，再采用压缩空气对A层和B层原料进行除尘处理；
挤出塑化：将经过除尘处理的A层和B层原料分别加入至挤出机的进料端得到熔融塑化后的熔体A和熔体B，经共挤模头挤出形成复合熔体；
冷却定型：将所述复合熔体输送至压纹辊组，快速冷却定型形成复合薄膜；
切边及电晕处理：将所述复合薄膜导入至切边机进行切边处理，切边处理后的复合薄膜再通过电晕机进行电晕处理；
收卷：将电晕处理后的复合薄膜导入至收卷机，经收卷得到所述易洗脱标签膜。
本发明的技术方案中对A层原料和B层原料进行除尘处理的原因是防止原料中含有的粉尘杂质污染原料，降低标签膜产品性能和透明度。然后将分别混合的A层材料和B层材料分别输送至两台单螺杆挤出机，进入挤出机的进料端后，由于挤出机内部的温度较高，而且挤出机的螺杆在不断的转动、搅拌和挤压，A层材料和B层材料均在挤出机中被塑化熔融形成熔体，熔体A和熔体B从单螺杆共挤模头被挤出后，流延形成复合熔体。再将复合熔体传输至平稳转动的压纹辊组上，使用喷气口将压缩空气吹至复合熔体的表面，使复合熔体紧贴在压纹辊组的表面被快速降温定型形成复合薄膜。复合薄膜从压纹辊组的表面剥离后，再输送至切边机，对边缘不齐的复合薄膜进行切边处理，将经过切边处理后的复合薄膜输送至电晕机进行电晕处理后，再输送至收卷机，得到所述易洗脱型标签膜。
电晕机所施加的高能粒子在强电场的作用下快速冲击复合薄膜，使复合薄膜表层分子链的化学键断裂而降解，同时放电过程中还伴随有臭氧的生成，可以使复合薄膜表面的分子氧化并产生极性，表面张力提高，同时经过电晕处理的易洗脱标签膜表面具有良好的印刷适应性，适合各种油墨和印刷方式。
所述B层原料按重量百分数包括以下组分：1～10％的高密度聚乙烯、20～30％的低密度聚乙烯，余量为茂金属低密度聚乙烯。
茂金属低密度聚乙烯的分子量较大且分布密集，因此具有较好的断裂伸长率、拉伸强度和抗冲击强度，作为标签膜时可以保证其较长的使用寿命。由于茂金属低密度聚乙烯的存在，较于传统的聚乙烯材质，具有较低的熔点，较低的软化温度，从而比传统的聚乙烯材料热封温度低、热封强度高。但由于添加有茂金属低密度聚乙烯，在改标签膜性能的同时，也会导致B层材料在挤出过程中产生过量的剪切热，挤出时的压力升高、温度上升，通过混合20～30％的低密度聚乙烯可以改善标签膜B层材料的收缩性、收缩速率和热封性能。并且在茂金属低密度聚乙烯内部晶体过大时，混合低密度聚乙烯可以降低晶体内部的结晶尺寸，改善标签膜的雾度和透明度，如果低密度聚乙烯的添加比例高于30％，会降低标签膜的物理性能，热封性能变差。
高密度聚乙烯的分子中几乎没有支化结构，分子量分布较宽，具有很高的结晶度，从而添加入标签膜中可以提高标签膜的挺度和抗拉伸变形能力，对标签膜后续的文字和图案印刷有较好的影响，也进一步提高了标签膜的使用寿命。
可选地，所述A层原料按重量百分数包括以下组分：10～25％的低密度聚乙烯、60～75％的高密度聚乙烯和10～15％的色母粒；或，所述A层原料按重量百分数包括以下组分：20～40％的低密度聚乙烯和60～80％的高密度聚乙烯。
A层原料中仅含有高密度聚乙烯和低密度聚乙烯，保证标签膜的A层材料具有较好的强度、挺度和抗拉伸变形能力等，且组分中的高密度聚乙烯添加量高于60％，较于B层材料，A层材料的熔点较高，软化温度也较高，因此标签膜处于较高温度(80～90℃)的条件下，B层材料由于茂金属低密度聚乙烯的存在，在受热条件下比A层材料发生更大的收缩变形，从而使得标签膜由A层向B层发生卷曲，标签膜得以从物体上分离开来，实现标签膜的易洗脱效果。A层原料可以添加10～15％的色母粒或者不添加色母粒，色母粒具体为钛白粉色母粒，主要是调整标签膜的白度和透明度，适应不同物品表面标签的要求。
所述压纹辊组由平行设置的钢辊和胶辊组成；所述钢辊的冷却温度为20～35℃，所述胶辊的冷却温度为18～22℃。
具体地，钢辊具有较好的硬度与亮度，所以标签膜在经过钢辊的表面时可以获得良好的光泽度，有助于标签膜的后续印刷、烫金等工序。由于制得的标签膜产品厚度在80～120μm的范围内，厚度较小，当采用两根钢辊对标签膜进行冷却定型时，钢辊之间的缝隙太小，容易在生产过程中由于控制不佳而造成两组钢辊之间的碰撞，对压纹辊组造成损害，甚至影响产品的稳定性，因此设置钢辊和胶辊组成压纹辊组，在碰撞时产生的影响相对减小。
电晕机所施加的高能粒子在强电场的作用下快速冲击薄膜，使薄膜表层分子链的化学键断裂而降解，在放电过程中还伴随有臭氧的生成，可以使薄膜表面分子氧化并产生极性，表面张力提高。并且经过电晕处理的标签膜表面具有良好的印刷适应性，适合各种油墨和印刷方式。
可选地，所述A层材料的单螺杆挤出机和所述B层材料的单螺杆挤出机均为三段式加温；所述A层材料的单螺杆挤出机的加料段温度为180～200℃，融化段温度为200～230℃，均化段温度为210～230℃；所述B层材料的单螺杆挤出机的加料段温度为175～195℃，融化段温度为195～225℃，均化段温度为205～225℃。
加料段的温度设定相对较低，这是由于温度过高易使标签膜原料在早期熔融，使得混合不充分，塑化不均匀，并且还会导致原料在挤出过程中会进行分解，引起打滑，造成挤出时的压力波动。融化段的温度较于加料段有相对提高，是因为标签膜材料需要在这一阶段实现塑化的缘故，只有达到一定的温度才能确保大部分的原料得到塑化。均化段的温度在三段中的温度设定为最高，是因为原料在融化段已经大部分塑化，而其中小部分高分子由于塑化温度较高而未开始塑化，就进入至均化段，但未塑化的这部分原料会造成最终标签膜产品的质量不稳定，因此均化段的塑化温度设定为最高，是使原料的塑化时间延长以实现充分塑化。
由于A层材料含有大量高密度聚乙烯，其熔点较高，而B层材料由于含有茂金属低密度聚乙烯，熔点相对较低，因此A层材料的单螺杆挤出机设定温度稍高于B层材料的单螺杆挤出机，主要为了充分塑化，使A层材料中的高密度聚乙烯塑化完全。
可选地，所述A层材料的单螺杆挤出机和所述B层材料的单螺杆共挤模头温度均为210～230℃。单螺杆共挤模头比挤出机的内的比表面稍大，因此在设定温度时一般比挤出机内部温度略高或相同，这样有利于熔体在单螺杆共挤模头内的流动，使其均匀分散和挤出。
可选地，所述钢辊为镜面钢辊，或磨砂钢辊。如此，采用镜面钢辊特别是高亮度镜面钢辊时，可以使易洗脱标签膜的表面较为光滑，具有良好的光泽和光亮度。而采用磨砂钢辊时，易洗脱标签膜则具有亚光效果，使用不同的钢辊磨砂图案，可以使标签膜具有不同的表面效果。
可选地，所述电晕处理的功率为600～1200W，生产线速度25～60m/min。由于不同物品上所使用的易洗脱标签膜的厚度均不同，因此需要制得的标签膜厚度较厚时，电晕处理的功率和成产线速度相应的较大，以适应易洗脱标签膜的生产，反之则较小。
进一步地，所述除尘处理还包括对A层原料和B层原料进行干燥，干燥温度为70～90℃，干燥时间为30～120min。如果原料中的水分较多时会使混合不均匀形成结块，导致挤出塑化阶段堵住单螺杆挤出机的出料口，使进料不畅，引起挤出压力和模头压力的波动，造成厚度不均甚至引起破膜现象。
本发明还提出了一种易洗脱标签膜，所述易洗脱标签膜由上述任一种易洗脱标签膜的制备方法制备得到，所述易洗脱型标签膜包括A层和B层，所述A层和所述B层的厚度比为1:2，所述易洗脱型标签膜的厚度为80～120μm。B层厚度较于A层厚，可以保障B层在受热时产生足够的热收缩变形，达到标签膜的易洗脱效果。当易洗脱标签膜的整体厚度小于80μm时，其拉伸效果和断裂强度达不到要求；当易洗脱标签膜的整体厚度大于120μm时，易洗脱标签膜的透明度较差且制备所需原料较多，不利于工业化生产。因此厚度在80～120μm范围内的易洗脱标签膜可以在保证其易洗脱效果和强度的同时，生产成本也相对较低。
以下结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明，应当理解，以下实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
除尘：称取A层原料25％的低密度聚乙烯、62％的高密度聚乙烯和13％的钛白粉色母粒，称取B层原料25％的低密度聚乙烯、8％的高密度聚乙烯和67％的茂金属低密度聚乙烯，将A层原料和B层原料分别混和均匀后采用压缩空气对其进行除尘处理，对除尘处理过的A层原料和B层原料进行干燥，干燥温度为75℃，干燥时间为60min；
挤出塑化：将经过除尘处理的A层原料和B层原料分别加入至单螺杆挤出机的进料端，A层材料的单螺杆挤出机的加料段温度为190℃，融化段温度为210℃，均化段温度为220℃，B层材料的单螺杆挤出机的加料段温度为185℃，融化段温度为205℃，均化段温度为215℃，单螺杆共挤模头温度为220℃，原料经熔融塑化形成复合熔体；
冷却定型：将复合熔体输送至平行设置的镜面钢辊和胶辊组成的压纹辊组，镜面钢辊的冷却温度为30℃，胶辊的冷却温度为20℃，快速冷却并定型形成复合薄膜；
切边及电晕处理：将复合薄膜经由牵引辊导入至切边机，对复合薄膜进行切边处理，经过切边的复合薄膜再通过电晕机进行电晕处理，电晕处理的功率为800W，生产线速度为40m/min；
收卷：将电晕处理后的复合薄膜经由牵引辊导入至收卷机，经收卷得到所述易洗脱标签膜。
实施例2
除尘：称取A层原料20％的低密度聚乙烯和80％的高密度聚乙烯，称取B层原料20％的低密度聚乙烯、10％的高密度聚乙烯和70％的茂金属低密度聚乙烯，将A层原料和B层原料分别混和均匀后采用压缩空气对其进行除尘处理，对除尘处理过的A层原料和B层原料进行干燥，干燥温度为90℃，干燥时间为80min；
挤出塑化：将经过除尘处理的A层原料和B层原料分别加入至单螺杆挤出机的进料端，A层材料的单螺杆挤出机的加料段温度为200℃，融化段温度为220℃，均化段温度为225℃，B层材料的单螺杆挤出机的加料段温度为190℃，融化段温度为210℃，均化段温度为220℃，单螺杆共挤模头温度为225℃，原料经熔融塑化形成复合熔体；
冷却定型：将复合熔体输送至平行设置的镜面钢辊和胶辊组成的压纹辊组，镜面钢辊的冷却温度为28℃，胶辊的冷却温度为19℃，快速冷却并定型形成复合薄膜；
切边及电晕处理：将复合薄膜经由牵引辊导入至切边机，对复合薄膜进行切边处理，经过切边的复合薄膜再通过电晕机进行电晕处理，电晕处理的功率为900W，生产线速度为50m/min；
收卷：将电晕处理后的复合薄膜经由牵引辊导入至收卷机，经收卷得到所述易洗脱标签膜。
将实施例1～2进行性能测试，测试结果如下表(其中，MD表示纵向，TD表示横向)：
表1易洗脱标签膜性能测试结果
Figure BDA0002138924220000091
从表1的测试结果可以看出，本发明所述的易洗脱标签膜在80℃下的碱性(PH＝10)水溶液中浸泡10min后，朝B层材料的方向卷曲成卷，当易洗脱标签膜贴合在物体表面时，将物品置于较高温度下易洗脱标签膜将朝B层蜷缩，使用者可以较为轻松的将易洗脱标签膜从物品上揭除。从表1的数据还可以得出，易洗脱标签膜在保证标签膜具有易洗脱效果的同时，其拉伸强度、断裂伸长率和撕裂强度均较高，保证了易洗脱标签膜可适应于不同物品，不同使用环境。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种易洗脱标签膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
除尘：分别混合A层和B层原料，再采用压缩空气对A层和B层原料进行除尘处理；
挤出塑化：将经过除尘处理的A层和B层原料分别加入至挤出机的进料端得到熔融塑化后的熔体A和熔体B，经共挤模头挤出形成复合熔体；
冷却定型：将所述复合熔体输送至压纹辊组，快速冷却定型形成复合薄膜；
切边及电晕处理：将所述复合薄膜导入至切边机进行切边处理，切边处理后的复合薄膜再通过电晕机进行电晕处理；
收卷：将电晕处理后的复合薄膜导入至收卷机，经收卷得到所述易洗脱标签膜；
所述A层原料按重量百分数包括以下组分：10～25％的低密度聚乙烯、60～75％的高密度聚乙烯和10～15％的色母粒；
或，所述A层原料按重量百分数包括以下组分：20～40％的低密度聚乙烯和60～80％的高密度聚乙烯；
所述B层原料按重量百分数包括以下组分：1～10％的高密度聚乙烯、20～30％的低密度聚乙烯，余量为茂金属低密度聚乙烯。
2.根据权利要求1所述的易洗脱标签膜的制备方法，其特征在于，所述压纹辊组由平行设置的钢辊和胶辊组成；
所述钢辊的冷却温度为20～35℃，所述胶辊的冷却温度为18～22℃。
3.根据权利要求1所述的易洗脱标签膜的制备方法，其特征在于，所述A层原料的单螺杆挤出机和所述B层原料的单螺杆挤出机均为三段式加温；
所述A层原料的单螺杆挤出机的加料段温度为180～200℃，融化段温度为200～230℃，均化段温度为210～230℃；
所述B层原料的单螺杆挤出机的加料段温度为175～195℃，融化段温度为195～225℃，均化段温度为205～225℃。
4.根据权利要求3所述的易洗脱标签膜的制备方法，其特征在于，所述A层原料的单螺杆挤出机和所述B层原料的单螺杆挤出机共挤模头温度均为210～230℃。
5.根据权利要求2所述的易洗脱标签膜的制备方法，其特征在于，所述钢辊为镜面钢辊，或磨砂钢辊。
6.根据权利要求1所述的易洗脱标签膜的制备方法，其特征在于，所述电晕处理的功率为600～1000W，生产线速度30～60m/min。
7.根据权利要求1所述的易洗脱标签膜的制备方法，其特征在于，所述除尘处理还包括对A层原料和B层原料进行干燥，干燥温度为70～90℃，干燥时间为30～120min。
8.一种易洗脱标签膜，其特征在于，所述易洗脱标签膜由权利要求1～7任一所述的易洗脱标签膜的制备方法制备得到，所述易洗脱标签膜包括A层和B层，所述A层和所述B层的厚度比为1:2，所述易洗脱标签膜的厚度为80～120μm。
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