CN110421942B - 一种标签膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种标签膜及其制备方法，属于塑料膜生产技术领域，包括外层膜，中间层膜，内层膜组成；所述外层膜表面具有超镜面结构，所述中间层膜含有功能母料；所述内层膜具有磨砂表面。解决现有标签膜结构简单，功能单一的问题。

Description

一种标签膜及其制备方法
技术领域
本发明属于塑料膜生产技术领域，具体涉及标签膜及其制备方法。
背景技术
标签薄膜是一种采用专用油墨印刷在塑料膜或塑料管上的薄膜标签，使用极为方便，广泛应用于各种快餐食品、乳酸类食品、饮料、小食品、啤酒罐、各种酒类、农副产品、干食品、土特产等的包装。标签薄膜市场的客户群主要是一些大型快速消费品公司，如宝洁、联合利华、上海家化等。
现有标签膜一般只有单层结构，标签膜的两个表面的性质相同。但在实际使用过程中，标签膜一面需要适应印刷、涂层的需求，要尽可能追求表面高洁光亮，印刷效果优良，印刷图案精美；标签膜另一面需要适应黏着的需求，追求对胶水有强力的附着力，涂胶效果优良。普通标签膜难以兼顾两个表面不同的需求，一般只能做折中选择。且单层膜结构对原料的要求比较高，因需要确保使用过程表面无析出物才能正常使用，一般回收料无法做为单层膜的原料。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种标签膜及其制备方法，解决现有标签膜结构简单，功能单一的问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种标签膜，包括外层膜，中间层膜，内层膜组成；所述外层膜表面具有超镜面结构，所述中间层膜含有功能母料；所述内层膜具有磨砂表面。
外层膜在铸片成型时，膜表面贴紧辊面是超镜面的花辊，并受硅胶压辊的挤压，同时在花辊和硅胶压辊中通入冷冻水，使此外层膜急速冷却成型，由于花辊的辊面是超镜面的结构，并经硅胶压辊的压实，成型后的外层膜表面特别光亮，密实，特别适合印刷出精美的图案。中间层膜由于被上下两层的材料包裹住，在加工过程中功能母料中的低分子或其他的析出物不容易跑到外层膜、内层膜的表面，所以不影响到另外两个膜层的印刷和涂胶等加工过程。因此利用此特点，在生产过程中直接把回收边料加入中间层中，这样既可起到环保作用又可降低成本，提高效率。比例小于15％。内层膜在铸片成型时，膜表面贴紧的是硅胶压辊的辊面，硅胶压辊的辊面是磨砂面。内层膜面经过贴紧挤压，形成细微均匀的磨砂面，特别适合胶水的附着，满足下游工序涂胶覆合等的加工需要。
优选的，所述外层膜、所述中间层膜与所述内层膜的质量比为：10～20:60～80:10～20。
优选的，所述外层膜密度为0.92～0.945kg/m3，包括58.5～72.5％％质量份的高密度聚乙烯，27.5～41.5％质量份的低密度聚乙烯，；所述中间层膜密度为0.98～1.08kg/m3，包括58.5～68.5％质量份的高密度聚乙烯，15.5～19.5％质量份的低密度聚乙烯和16～22％质量份的功能母料；所述内层膜密度为0.92～0.945kg/m3，包括58.5～72.5％％质量份的高密度聚乙烯，27.5～41.5％质量份的低密度聚乙烯；所述功能母料为白色母料。
外层膜和内层膜的配方和厚度均一致，可以确保在后续的印刷或涂胶时薄膜不卷曲。各膜层具有各自的功能和特点，外膜层镜面压光处理，中间层膜遮光，内膜层磨砂处理，各膜层极大的发挥出各自的特点，特别适用于不干标签薄膜的生产。
优选的，所述外层膜表面经过电晕处理，其湿润张力控制在38达因或以上。
由于聚乙烯材料是非极性材料，印刷油墨附着力差，表面再经过电晕处理后，可使外层膜表面形成极性和击蚀等，这样就大大增强油墨的附着力，满足印刷、涂胶等的要求。
一种如上所述标签膜的制备方法，包括如下步骤：
A、备料称重：按所述外层膜，所述中间层膜，所述内层膜分别称取三股原料，加入相应的料桶；
B、混料：对三股所述原料分别进行搅拌混合；
C、干燥、除尘：步骤B完成后，将三股所述原料分别通入热风进行干燥的同时带走粉尘；
D、吸料、输送：步骤C完成后，将三股所述原料分别通过真空吸料装置输送到三台挤出机的盛料斗中，三股所述原料通过本身的自重进入所述挤出机的进料段；
E、挤出、熔融：三股所述原料分别进入所述挤出机后在挤出机筒的加热，挤出机螺杆的剪切力作用下，被往前推送，三股所述原料从固体的颗粒状逐渐变成熔融的状态，分别进入过滤器；
F、过滤：所述过滤器整体保持高温，采用多层过滤网组合对已熔融的三股所述原料分别进行过滤；
G、合成：已过滤干净的三股所述原料进行合成，预铸成铸片；
H、铸片成型：经模头预铸成型的所述铸片流出模唇口后，直接贴在冷的花辊辊面，并在冷的硅胶压辊的挤压下冷却成为均匀的膜片，并经背冷辊导出；所述花辊的辊面具有超镜面压纹；所述硅胶压辊的辊面为磨砂面；
I、摆动、修边：引出的所述膜片要经过一定幅度的摆动来消除因厚度不良的叠加效应，消除外观上暴筋、条纹等缺陷；将所述膜片合成不良的边部进行切除，可回收处理作为所述中间层膜的新的原料；
J、表面处理：利用高频率、高电压在薄膜表面放电；
K、收卷：采用中心卷取，低压非接触的方式收卷。
本发明常用流延方法制备，消除吹膜法吹出马上成膜，难以对其表面进行再加工的问题。采用衣架式模头，熔融物料在模头预铸成铸片后马上经过冷的花辊和磨砂硅胶压辊挤压，冷却形成均匀膜片的同时在内表面形成磨砂表面，外表面形成超镜面结构。这样流延成膜的冷却更充分，晶点较少，膜面明亮，透光性更强，厚度跟薄更平整，运用此工艺制备出的标签膜厚度可达到0.10mm以下。花辊辊面的超镜面压纹，其精度为0.05Ra；硅胶压辊辊面为800～1000目的磨砂面。花辊还带有防伪压纹，使得标签膜的外层膜表面具有防伪纹理。
中间层膜由于被上下两层的材料包裹住，内、外膜层的厚度已足够厚，在加工过程中，中间层中白色母中的低分子或其他的析出物不容易跑到外层膜、内层膜的表面，所以不影响到另外两个膜层的印刷和涂胶等加工过程。也可利用此特点，在此中间层中加入一定比例的回收料，并且我们在此生产方式中，在设备结构上，采用边膜废料在线回收，直接粉碎处理加入到中间层中，这样既可保证质量又能降低成本，提高效率，也有利于环保。
优选的，所述步骤H中，所述花辊、所述硅胶压辊和所述背冷辊的冷却方式为通入冷水。
优选的，所述花辊通入的冷水温度为30～35℃；所述硅胶压辊通入的冷水温度为8～12℃；所述背冷辊通入的冷水温度为30～35℃。
硅胶压辊需要设置软的硅胶表面，以防止标签膜破裂。但硅胶本身的导热性比较差，因此硅胶压辊通入的冷水温度需要更低，以保证传递到标签膜内表面的温度与外表面一致。在冷的花辊和硅胶压辊的共同挤压下冷却成为均匀的膜片，又经过背冷辊进一步冷却定型并导出，得到合成完全、均匀平薄的标签薄膜。
优选的，所述多层过滤网为依次设置的目数分别为40目、80目、120目、200目、40目的五层过滤网。
优选的，所述步骤G中，所述合成的具体操作为：所述合成的具体操作为：三股所述原料分别通过各自连接管道同时进入合成器，在合成器中合成并经所述模头的平流道成为平面流体，预铸成铸片。
采用合成器内先进行三层膜合成，再进入模头的方式，操作方便简洁，合成效率较快。
优选的，所述步骤G中，所述合成的具体操作为：三股所述原料分别通过各自连接管道先后进入合成器，所述内层膜原料最先进入所述合成器并经所述模头的平流道成为平面流体，稍冷后所述中间层膜原料进入所述合成器并经所述模头的平流道成为平面流体，稍冷后所述外层膜原料进入所述合成器并经所述模头的平流道成为平面流体，合成预铸成铸片。
采用模头内合成的方式，利用三台挤出机启动的时间差，让内层膜原料先进入，稍冷形成微凝层面，然后中间层膜原料进入，稍冷形成微凝层面，最后外层膜原料进入，这样既能很好粘合，又能最大程度地减少三层膜之间产生的相互扩散现象，保证了三层标签膜功能特点充分体现。
与现有技术相比较，实施本发明，具有如下有益效果：
1、本发明具有三层膜结构，能满足复杂的功能需求，有柔性好、且能够一面光一面哑，光面亮度好印刷佳，哑面涂胶粘合力强，厚度均匀，展平度好，表面晶点、凹凸点等缺陷少，颜色稳定、均匀等优点。
2、中间层膜由于被上下两层的材料包裹住，内、外膜层的厚度已足够厚，在加工过程中，中间层中功能母料中的低分子或其他的析出物不容易跑到外层膜、内层膜的表面，所以不影响到另外两个膜层的印刷和涂胶等加工过程。也可利用此特点，在此中间层中加入一定比例的回收料，保证质量的同时降低成本，提高效率，利于环保。
3、采用花辊和硅胶压辊配合急冷的方式，在确保合成铸片紧密成膜的同时赋予不同表面不同的纹理，一次成型操作简便。并且我们在此生产方式中，采用边膜废料在线回收，直接粉碎处理加入到中间层中，降低成本，提高效率。
附图说明
图1为本发明标签膜结构示意图；
图2为本发明工艺流程示意图；
图3为本发明多层过滤网结构示意图；
图4为本发明合成步骤示意图；
图5为本发明图4的1-1方向示意图；
其中，A为合成器，B为模头；a为内层膜，b为中间层膜，c为外层膜。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
实施例1
如图1所示，一种标签膜及其生产方法，包括以下步骤：
A、备料称重：按如下配比称取：
外层膜20kg，其中58.5％质量份的高密度聚乙烯，41.5％质量份的低密度聚乙烯；
中间层膜60kg，其中58.5质量份的高密度聚乙烯，19.5％质量份的低密度聚乙烯和22％质量份的白色母料；
内层膜20kg，其中58.5％质量份的高密度聚乙烯，41.5％质量份的低密度聚乙烯；
三股原料加入相应的料桶。
B、混料：对三股原料分别进行搅拌混合，搅拌时间45分钟.
C、干燥、除尘：步骤B完成后，将三股原料分别通入热风干燥，干燥热风的温度为80℃，同时通过流动的热风将原料中的粉尘带走，除去。在进行此步骤时搅拌的动作仍要进行，防止原料结块。
D、吸料、输送：步骤C完成后，将三股原料分别通过真空吸料装置输送到三台挤出机的盛料斗中，三股原料通过本身的自重进入挤出机的进料段。
E、挤出、熔融：三股原料分别进入挤出机后在挤出机筒的加热，挤出机螺杆的剪切力作用下，被往前推送。挤出机机筒各区的加热温度(单位℃)如下表所示：
Figure BDA0002154255840000071
其中，外层膜选用挤出机加工，参数如下：螺杆直径90mm，螺杆长径比位33:1，压缩比为3:1，7段加热；中间层膜选用挤出机加工，参数如下：螺杆直径125mm，螺杆长径比位33:1，压缩比为3:1，9段加热；内层膜选用挤出机加工，参数如下：螺杆直径90mm，螺杆长径比位33:1，压缩比为3:1，7段加热。
三股原料从固体的颗粒状逐渐变成熔融的状态，分别进入过滤器。
F、过滤：过滤器整体保持高温，整体保持220℃的温度。采用多层过滤网组合对已熔融的三股原料分别进行过滤，去除原料中的杂质。如图2所示，多层过滤网为依次设置的目数分别为40目、80目、120目、200目、40目的五层过滤网。
G、合成：如图4、图5所示，已过滤干净的三股原料a，b，c分别通过各自连接管道同时进入合成器A，在合成器A中合成并经模头B的平流道成为平面流体，预铸成铸片。
H、铸片成型：经模头预铸成型的铸片流出模唇口后，直接贴在冷的花辊辊面，并在冷的硅胶压辊的挤压下冷却成为均匀的膜片，并经背冷辊导出；花辊的辊面具有超镜面压纹，精度0.05Ra，通入30℃冷水进行冷却；硅胶压辊的辊面为为800～1000目的磨砂面，通入8℃冷水进行冷却，背冷辊通入30℃冷水进行冷却。
I、摆动、修边：引出的膜片要经过一定幅度的摆动来消除因厚度不良的叠加效应，消除外观上暴筋、条纹等缺陷；将膜片合成不良的边部进行切除，可回收处理作为中间层膜的新的原料。
J、表面处理：利用高频率、高电压在薄膜表面放电，使薄膜表面分子氧化、极化、击蚀等，增加薄膜表面的附着力，满足薄膜表面的印刷、涂层等功能。电晕的放电功率5kw～15kw.使湿润张力达到38达因以上。
K、收卷：采用中心卷取，低压非接触的方式收卷，收卷张力250～450N，得到成品标签膜。
实施例2
如图1所示，一种标签膜及其生产方法，包括以下步骤：
A、备料称重：按如下配比称取：
外层膜10kg，其中72.5％质量份的高密度聚乙烯，27.5％质量份的低密度聚乙烯；
中间层膜80kg，其中68.5％质量份的高密度聚乙烯，15.5％质量份的低密度聚乙烯和16％质量份的白色母料；
内层膜10kg，其中72.5％质量份的高密度聚乙烯，27.5％质量份的低密度聚乙烯；
三股原料加入相应的料桶.
B、混料：对三股原料分别进行搅拌混合，搅拌时间45分钟.
C、干燥、除尘：步骤B完成后，将三股原料分别通入热风干燥，干燥热风的温度为80℃，同时通过流动的热风将原料中的粉尘带走，除去。在进行此步骤时搅拌的动作仍要进行，防止原料结块。
D、吸料、输送：步骤C完成后，将三股原料分别通过真空吸料装置输送到三台挤出机的盛料斗中，三股原料通过本身的自重进入挤出机的进料段。
E、挤出、熔融：三股原料分别进入挤出机后在挤出机筒的加热，挤出机螺杆的剪切力作用下，被往前推送。挤出机机筒各区的加热温度(单位℃)如下表所示：
Figure BDA0002154255840000091
其中，外层膜选用挤出机加工，参数如下：螺杆直径90mm，螺杆长径比位33:1，压缩比为3:1，7段加热；中间层膜选用挤出机加工，参数如下：螺杆直径125mm，螺杆长径比位33:1，压缩比为3:1，9段加热；内层膜选用挤出机加工，参数如下：螺杆直径90mm，螺杆长径比位33:1，压缩比为3:1，7段加热。
三股原料从固体的颗粒状逐渐变成熔融的状态，分别进入过滤器。
F、过滤：过滤器整体保持高温，整体保持220℃的温度。采用多层过滤网组合对已熔融的三股原料分别进行过滤，去除原料中的杂质。如图2所示，多层过滤网为依次设置的目数分别为40目、80目、120目、200目、40目的五层过滤网。
G、合成：如图4、图5所示，已过滤干净的三股原料a、b、c分别通过各自连接管道先后进入合成器，内层膜a原料最先进入合成器A并经模头B的平流道成为平面流体，稍冷后中间层膜b原料进入合成器A并经模头B的平流道成为平面流体，稍冷后外层膜c原料进入合成器A并经模头B的平流道成为平面流体，合成预铸成铸片。
H、铸片成型：经模头预铸成型的铸片流出模唇口后，直接贴在冷的花辊辊面，并在冷的硅胶压辊的挤压下冷却成为均匀的膜片，并经背冷辊导出；花辊的辊面具有超镜面压纹，精度0.05Ra，通入35℃冷水进行冷却；硅胶压辊的辊面为为800～1000目的磨砂面，通入12℃冷水进行冷却，背冷辊通入35℃冷水进行冷却。
I、摆动、修边：引出的膜片要经过一定幅度的摆动来消除因厚度不良的叠加效应，消除外观上暴筋、条纹等缺陷；将膜片合成不良的边部进行切除，可回收处理作为中间层膜的新的原料。
J、表面处理：利用高频率、高电压在薄膜表面放电，使薄膜表面分子氧化、极化、击蚀等，增加薄膜表面的附着力，满足薄膜表面的印刷、涂层等功能。电晕的放电功率5kw～15kw.使湿润张力达到38达因以上。
K、收卷：采用中心卷取，低压非接触的方式收卷，收卷张力250～450N，得到成品标签膜。
实施例3
从市场采购现有标签膜，与实施例1、实施例2进行性能对比测试，结果如下：
Figure BDA0002154255840000101
从测试结果可以看出，本发明产品采用三层膜结构，令功能母料和回收料不易析出到标签膜表面，不影响后续加工质量，油墨牢固度高；采用内外表面区别加工的形式，赋予内外表面不同的性质，光泽度高，能同时满足不同工艺步骤的不同加工需求。而现有市售标签膜未采用多层膜结构，其功能母料中的低分子或其他的析出物容易跑到标签膜表面，影响后续加工质量，导致油墨牢固度下降；另一方面，市售标签膜内外表面性质相似，光泽度较低，无法同时满足不同工艺步骤的不同加工需求。
以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (9)

1. 一种标签膜，其特征在于，包括外层膜，中间层膜，内层膜组成；所述外层膜表面具有超镜面结构，所述中间层膜含有功能母料；所述内层膜具有磨砂表面；所述外层膜密度为0.92~0.945kg/m3，由58.5~72.5%质量份的高密度聚乙烯，27.5~41.5%质量份的低密度聚乙烯组成；所述中间层膜密度为0.98~1.08 kg/m3，由58.5~68.5%质量份的高密度聚乙烯，15.5~19.5%质量份的低密度聚乙烯和16~22%质量份的功能母料组成；所述内层膜密度为0.92~0.945 kg/m3，由58.5~72.5%质量份的高密度聚乙烯，27.5~41.5%质量份的低密度聚乙烯组成；所述功能母料为白色母料；
所述标签膜通过如下步骤制备：
A、备料称重：按所述外层膜，所述中间层膜，所述内层膜分别称取三股原料，加入相应的料桶；
B、混料：对三股所述原料分别进行搅拌混合；
C、干燥、除尘：步骤B完成后，将三股所述原料分别通入热风进行干燥的同时带走粉尘；
D、吸料、输送：步骤C完成后，将三股所述原料分别通过真空吸料装置输送到三台挤出机的盛料斗中，三股所述原料通过本身的自重进入所述挤出机的进料段；
E、挤出、熔融：三股所述原料分别进入所述挤出机后在挤出机筒的加热，挤出机螺杆的剪切力作用下，被往前推送，三股所述原料从固体的颗粒状逐渐变成熔融的状态，分别进入过滤器；
F、过滤：所述过滤器整体保持高温，采用多层过滤网组合对已熔融的三股所述原料分别进行过滤；
G、合成：已过滤干净的三股所述原料进行合成，预铸成铸片；
H、铸片成型：经模头预铸成型的所述铸片流出所述模头的模唇口后，直接贴在冷的花辊辊面，并在冷的硅胶压辊的挤压下冷却成为均匀的膜片，并经背冷辊导出；所述花辊的辊面具有超镜面压纹；所述硅胶压辊的辊面为磨砂面；
I、摆动、修边：引出的所述膜片要经过一定幅度的摆动来消除因厚度不良的叠加效应，消除外观上缺陷；将所述膜片合成不良的边部进行切除，可回收处理作为所述中间层膜的新的原料；
J、表面处理：利用高频率、高电压在薄膜表面放电；
K、收卷：采用中心卷取，低压非接触的方式收卷。
2.根据权利要求1所述标签膜，其特征在于，所述外层膜、所述中间层膜与所述内层膜的质量比为：10~20:60~80:10~20。
3.根据权利要求2所述标签膜，其特征在于，所述外层膜表面经过电晕处理，其湿润张力控制在38达因或以上。
4.一种根据权利要求1所述标签膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
A、备料称重：按所述外层膜，所述中间层膜，所述内层膜分别称取三股原料，加入相应的料桶；
B、混料：对三股所述原料分别进行搅拌混合；
C、干燥、除尘：步骤B完成后，将三股所述原料分别通入热风进行干燥的同时带走粉尘；
D、吸料、输送：步骤C完成后，将三股所述原料分别通过真空吸料装置输送到三台挤出机的盛料斗中，三股所述原料通过本身的自重进入所述挤出机的进料段；
E、挤出、熔融：三股所述原料分别进入所述挤出机后在挤出机筒的加热，挤出机螺杆的剪切力作用下，被往前推送，三股所述原料从固体的颗粒状逐渐变成熔融的状态，分别进入过滤器；
F、过滤：所述过滤器整体保持高温，采用多层过滤网组合对已熔融的三股所述原料分别进行过滤；
G、合成：已过滤干净的三股所述原料进行合成，预铸成铸片；
H、铸片成型：经模头预铸成型的所述铸片流出所述模头的模唇口后，直接贴在冷的花辊辊面，并在冷的硅胶压辊的挤压下冷却成为均匀的膜片，并经背冷辊导出；所述花辊的辊面具有超镜面压纹；所述硅胶压辊的辊面为磨砂面；
I、摆动、修边：引出的所述膜片要经过一定幅度的摆动来消除因厚度不良的叠加效应，消除外观上缺陷；将所述膜片合成不良的边部进行切除，可回收处理作为所述中间层膜的新的原料；
J、表面处理：利用高频率、高电压在薄膜表面放电；
K、收卷：采用中心卷取，低压非接触的方式收卷。
5.根据权利要求4所述制备方法，其特征在于，所述步骤H中，所述花辊、所述硅胶压辊和所述背冷辊的冷却方式为通入冷水。
6.根据权利要求5所述制备方法，其特征在于，所述花辊通入的冷水温度为30~35℃；所述硅胶压辊通入的冷水温度为8~12℃；所述背冷辊通入的冷水温度为30~35℃。
7.根据权利要求4所述制备方法，其特征在于，所述多层过滤网为依次设置的目数分别为40目、80目、120目、200目、40目的五层过滤网。
8.根据权利要求4所述制备方法，其特征在于，所述步骤G中，所述合成的具体操作为：三股所述原料分别通过各自连接管道同时进入合成器，在合成器中合成并经所述模头的平流道成为平面流体，预铸成铸片。
9.根据权利要求4所述制备方法，其特征在于，所述步骤G中，所述合成的具体操作为：三股所述原料分别通过各自连接管道先后进入合成器，所述内层膜原料最先进入所述合成器并经所述模头的平流道成为平面流体，稍冷后所述中间层膜原料进入所述合成器并经所述模头的平流道成为平面流体，稍冷后所述外层膜原料进入所述合成器并经所述模头的平流道成为平面流体，合成预铸成铸片。
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