CN114854184A - 一种金属色泽petg热收缩标签膜着色料及用其制备标签膜的方法 - Google Patents

一种金属色泽petg热收缩标签膜着色料及用其制备标签膜的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种金属色泽PETG热收缩标签膜着色料，包括以下质量份数的原料：100份偶联处理的PETG粉、8~10份金属颜料粉、2~3份加工稳定剂、1~2份抗氧剂。本发明还提供了一种用金属色泽PETG热收缩标签膜着色料制备标签膜的方法。本发明中采用偶联处理的PETG粉，提高无机物和高分子聚合物之间的相容性，使得PETG粉和金属颜料粉混合的更均匀；加工稳定剂和抗氧剂有效降低了PETG塑化成型过程中的降解，避免降解产生的低聚物对金属颜料着色的不良影响。

Description

一种金属色泽PETG热收缩标签膜着色料及用其制备标签膜的 方法
技术领域
本发明涉及热收缩标签膜领域，尤其涉及一种金属色泽PETG热收缩标签膜着色料及用其制备标签膜的方法。
背景技术
热收缩标签膜是PET瓶装饮品等的套标标签基材，目前使用的材料主要有PVC、PS和PETG等。由于PETG相比PVC更环保，相比PS，其收缩率具有更好地常温保持性，便于产品的储运；印刷适用性更佳。因此，聚酯PETG成为当今收缩标签膜的重要材料和主流产品发展方向。
热收缩标签膜一般通过多套色的凹版印刷获得逼真图案和绚丽色彩，赋予PET瓶装饮品较强的外观包装视觉冲击效果，凸显商品在超市货架上的完美形象和吸引力，便于品牌差异化设计和市场营销。
塑料薄膜金属化，使薄膜具有金属色彩和光泽，不仅具有极佳的装饰效果，还能提高薄膜的遮光、阻隔等功能。通过技术手段使PETG热收缩标签膜具有漂亮的金属色彩，可以进一步提升PETG热收缩标签膜的装饰装潢作用和效果，更好地实现收缩标签的差异化设计，赋予标签更高贵、靓丽的外观形象，彰显包装商品的高档品质。
塑料薄膜金属化处理分为表面金属化和全金属化，表面金属化可采用涂装、喷涂、化学镀、电镀、蒸镀等技术手段实现。由于金属与塑料之间粘附力弱，涂装和喷涂的金属层容易产生脱落，影响金属化性能和效果。而化学镀、电镀之前，则需要对薄膜表面进行脱脂处理，处理温度会比较高，一般在70~80℃，该温度下，PETG热收缩膜的大部分收缩率会丧失。塑料薄膜表面蒸镀时，金属蒸汽同样具有高温特性，蒸镀过程中将使收缩膜的收缩效能部分丧失，无法得到满意的PETG金属化处理的热收缩标签膜。
因此，采用添加金属颜料的金属化处理方式，成为PETG热收缩标签膜金属化处理的首选方法。
塑料薄膜中所添加的金属颜料为金属粉，或由金属粉再加工制成的金属颜料浆、金属颜料膏或母粒，在塑料薄膜中真正起着色作用的仍是金属粉。金属粉颜料用量小，与PETG收缩膜材料体系的相容性差，不易在体系中分散均匀，这也是金属粉颜料再处理后加入的主要原因。
金属化塑料薄膜制备中所使用的金属粉颜料，多为软金属，如最常用的铝粉（银色）、铜锌粉（金色），一般为微米级的细粉末，易产生团聚，分散性差。同时，加工中的高剪切力，会使金属颜料变形，影响颜料颗粒的定向排列效果，从而产生色相和色泽差异，造成收缩标签膜表面金属光泽不一致，影响产品质量。
金属粉颜料虽属于软金属，但相较于聚合物熔体硬度更大，加工成型过程中其对成型腔面的磨损伤害要大很多。因此，如果将金属粉颜料直接添加到PETG配方中混合成型，其对挤出机、过滤器、机头等成型装备的接触面易造成一定程度的磨损。
如何使金属粉颜料更好地分散到PETG材料体系中，用最小的添加量获得最佳的金属化着色效果，使用过程中如何减少金属粉颜料自身的剪切变形，以及如何避免和降低其对加工装备的磨损，是制备金属光泽PETG热收缩标签膜需要解决的几个重要问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种金属色泽PETG热收缩标签膜着色料。
本发明还提供了一种用金属色泽PETG热收缩标签膜着色料制备标签膜的方法。
本发明的创新点在于本发明中采用偶联处理的PETG粉，提高无机物和高分子聚合物之间的相容性，使得PETG粉和金属颜料粉混合的更均匀；加工稳定剂和抗氧剂有效降低了PETG塑化成型过程中的降解，避免降解产生的低聚物对金属颜料着色的不良影响。
本发明采用层合共挤成型技术，在常规PETG收缩标签膜面层和芯层之间分别共挤成型上一层含高浓度金属粉颜料的PETG着色层，两着色层共挤成型在透明膜层间，金属颜料粒子均匀致密分散在着色层中，可以更好地呈现出颜色的色彩效果。由于着色层为共挤对称成型设计，两个着色层之间还能形成色泽、光泽的相互协同与补充，使薄膜整体上表现出更佳的着色效果。
采用层合共挤成型技术，在常规PETG收缩标签膜面层和芯层之间分别共挤成型上一层含高浓度金属粉颜料的PETG着色层。两着色层共挤成型在透明膜层间，金属颜料粒子均匀致密分散在着色层中，可以更好地呈现出颜色的色彩效果。由于着色层为共挤对称成型设计，两个着色层之间还能形成色泽、光泽的相互协同与补充，使薄膜整体上表现出更佳的着色效果。
着色层作为共挤中间层的设计，可有效避免薄膜加工成型过程中金属颜料对挤出成型设备的磨损问题；还能保护PETG热收缩标签膜表面性能不因着色而受到破坏和改变，和常规PETG热收缩标签膜一样顺利进行合掌、印刷等后处理。
为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：
一种金属色泽PETG热收缩标签膜着色料，其特征在于，包括以下质量份数的原料：100份偶联处理的PETG粉、8~10份金属颜料粉、2~3份加工稳定剂、1~2份抗氧剂。
进一步地，所述偶联处理的PETG粉的制作方法为：用乙醇将硅烷偶联剂配置成0.2~0.3%的硅烷偶联剂乙醇溶液，将PETG粉投加到高速混合机中搅拌，搅拌过程中，喷洒硅烷偶联剂乙醇溶液，喷洒完毕后，继续混合5~10min，取出，晾干。
进一步地，所述PETG粉采用液氮低温冷却粉碎技术处理，使用液氮将PETG颗粒冷却到-25℃以下。
进一步地，所述加工稳定剂为亚磷酸盐类加工稳定剂。
进一步地，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂。
一种用金属色泽PETG热收缩标签膜着色料制备标签膜的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按配方称取原料，搅拌得到搅拌料；
（2）将搅拌料熔融成熔体；
（3）熔体由熔体计量增压泵计量升压，通过热熔体管道输送到T型流延机头的进料块中，与芯层、面层熔体在进料块中层合为“面层/着色层/芯层/着色层/面层”五层共挤的“单层”熔体层，经T型流延机头内流道流延出机头，在骤冷辊上冷却成型为五层共挤片材，再经拉伸成型为五层共挤薄膜。
进一步地，所述步骤（1）中搅拌时采用三维拌粉机进行搅拌。采用三维拌粉机进行物料混合，是利用其独特的三度运动平移转动及摇滚原理，产生一股强力的交替脉溃运动，连续地推动进行混合物料，其产生的涡流具有变化的能量梯度，从而能产生出色的混合效果。混合过程中没有机械挤压和强烈磨损，能保持金属粉颜料颗粒的完整性。
进一步地，所述步骤（2）中熔融时采用的熔融装置包括熔融槽和熔体储槽，熔融槽和熔体储槽通过熔体管道连通，所述熔体管道上设有过料阀门，所述熔融槽内的料可自流流入熔体储槽内，所述熔融槽和熔体储槽均为夹套式结构，夹套式结构内设有导热油，所述熔融槽顶部设有加料口，加料口处设有加料斗，所述加料口处还设有可开合的挡板，熔融槽内还设有搅拌器，所述熔融槽上还设有氮气入口，所述熔融槽和熔体储槽上均设有排空口，所述熔体储槽上设有排料管，所述排料管上设有排料阀门和熔体计量增压泵。通入氮气将熔融槽内及熔体储槽内的空气置换干净，避免正式使用过程中槽内残留的空气氧化偶联处理的PETG粉和金属颜料粉。物料在重力作用下向下落入熔融槽中,熔融槽内熔体积聚到一定量后，打开过料阀门，熔体靠自重或充氮气加压通过熔体管道流到安置在熔融槽下方的熔体储槽中，可以减少金属粉颜料剪切损伤。
进一步地，所述熔融槽的加料口下方还设有助熔椎体，所述助熔椎体连接在熔融槽的底部、助熔椎体的顶部和挡板的间距为20~30mm，助熔椎体底面积为加料口面积的1.5~2.0倍。物料在下落的过程中就被加热熔融，熔融的更彻底，更均匀。
本发明的有益效果是 ：
1、本发明中采用偶联处理的PETG粉，提高无机物和高分子聚合物之间的相容性，使得PETG粉和金属颜料粉混合的更均匀；加工稳定剂和抗氧剂有效降低了PETG塑化成型过程中的降解，避免降解产生的低聚物对金属颜料着色的不良影响。
2、本发明采用层合共挤成型技术，在常规PETG收缩标签膜面层和芯层之间分别共挤成型上一层含高浓度金属粉颜料的PETG着色层，两着色层共挤成型在透明膜层间，金属颜料粒子均匀致密分散在着色层中，可以更好地呈现出颜色的色彩效果。由于着色层为共挤对称成型设计，两个着色层之间还能形成色泽、光泽的相互协同与补充，使薄膜整体上表现出更佳的着色效果。
3、本发明中着色层作为共挤中间层的设计，可有效避免薄膜加工成型过程中金属颜料对挤出成型设备的磨损问题；还能保护PETG热收缩标签膜表面性能不因着色而受到破坏和改变，和常规PETG热收缩标签膜一样顺利进行合掌、印刷等后处理。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1：一种金属色泽PETG热收缩标签膜着色料，包括以下质量份数的原料：100份偶联处理的PETG粉、8份金属颜料粉、2份加工稳定剂、1份抗氧剂。偶联处理的PETG粉的制作方法为：用乙醇将硅烷偶联剂配置成0.2%的硅烷偶联剂乙醇溶液，将PETG粉投加到高速混合机中搅拌，搅拌过程中，喷洒硅烷偶联剂乙醇溶液，喷洒完毕后，继续混合5min，取出，晾干。PETG粉采用液氮低温冷却粉碎技术处理，使用液氮将PETG颗粒冷却到-25℃以下，将PETG颗粒研磨粉碎成350~450目的微粉。硅烷偶联剂为KH-550；加工稳定剂为为Irganox1222亚磷酸盐类加工稳定剂，抗氧剂为抗氧剂1010受阻酚类抗氧剂。
实施例2：一种金属色泽PETG热收缩标签膜着色料，其特征在于，包括以下质量份数的原料：100份偶联处理的PETG粉、9份金属颜料粉、2.5份加工稳定剂、1.5份抗氧剂。偶联处理的PETG粉的制作方法为：用乙醇将硅烷偶联剂配置成0.25%的硅烷偶联剂乙醇溶液，将PETG粉投加到高速混合机中搅拌，搅拌过程中，喷洒硅烷偶联剂乙醇溶液，喷洒完毕后，继续混合7min，取出，晾干。PETG粉采用液氮低温冷却粉碎技术处理，使用液氮将PETG颗粒冷却到-25℃以下。硅烷偶联剂为KH-560。加工稳定剂为Irganox HP2215亚磷酸盐类加工稳定剂。抗氧剂为抗氧剂1076受阻酚类抗氧剂。
实施例3：一种金属色泽PETG热收缩标签膜着色料，其特征在于，包括以下质量份数的原料：100份偶联处理的PETG粉、10份金属颜料粉、3份加工稳定剂、2份抗氧剂。偶联处理的PETG粉的制作方法为：用乙醇将硅烷偶联剂配置成0.3%的硅烷偶联剂乙醇溶液，将PETG粉投加到高速混合机中搅拌，搅拌过程中，喷洒硅烷偶联剂乙醇溶液，喷洒完毕后，继续混合10min，取出，晾干。PETG粉采用液氮低温冷却粉碎技术处理，使用液氮将PETG颗粒冷却到-25℃以下。硅烷偶联剂为KH-570。加工稳定剂为Irganox B561亚磷酸盐类加工稳定剂。抗氧剂为抗氧剂1010受阻酚类抗氧剂。
实施例4：参考实施例1，硅烷偶联剂为KH-590，加工稳定剂为Irganox 1425亚磷酸盐类加工稳定剂。
实施例5：一种用金属色泽PETG热收缩标签膜着色料制备标签膜的方法，包括以下步骤：按实施例1的配方称取原料，搅拌得到搅拌料，搅拌时采用三维拌粉机进行搅拌；将搅拌料熔融成熔体，熔融时采用的熔融装置包括熔融槽1和熔体储槽2，熔融槽2和熔体储槽2通过熔体管道3连通，熔体管道3上设有过料阀门4，熔融槽1内的料可自流流入熔体储槽2内，熔融槽1和熔体储槽2均为夹套式结构，夹套式结构内设有导热油，熔融槽1内的温度为240℃，熔体储槽2内的温度为240℃，熔融槽1顶部设有加料口1.1，加料口1.1处设有加料斗1.2，加料口1.2处还设有可开合的挡板1.3，熔融槽1的加料口1.2下方还设有助熔椎体1.4，助熔椎体1.4温度为245℃，助熔椎体1.4连接在熔融槽1的底部、助熔椎体1.4的顶部和挡板1.3的间距为20mm，助熔椎体1.4底面积为加料口1.1面积的1.5倍。熔融槽1内还设有搅拌器1.6，熔融槽1上还设有氮气入口1.5，熔融槽1和熔体储槽2上均设有排空口5，熔体储槽2上设有排料管2.1，排料管2.1上设有排料阀门2.2和熔体计量增压泵2.3。熔体由熔体计量增压泵2.3计量升压，通过热熔体管道输送到T型流延机头的进料块中，与芯层、面层熔体在进料块中层合为“面层/着色层/芯层/着色层/面层”五层共挤的“单层”熔体层，经T型流延机头内流道流延出机头，在骤冷辊上冷却成型为五层共挤片材，再经拉伸成型为五层共挤薄膜。
薄膜结构：五层共挤，面层/着色层/芯层/着色层/面层
各层间厚度比例：1:0.5:7:0.5:1
芯层原料中PETG和回料的重量比为90:10
面层原料中PETG和开口爽滑母粒的重量比为98:2
PETG：选用上海石化HSF。开口爽滑母粒选用瑞士苏卡诺公司MB-13。
生产出来的薄膜主要性能：
项目 性能指标 检测方法
厚度，μm 40.32 ASTM D374
收缩率TD/MD，% 76.4/0.5 ASTM D1204，（10s，90℃水浴）
拉伸强度TD/MD，MPa 332.7/65.6 ASTM D 882
断裂伸长率TD/MD，% 45.2/489.6 ASTM D 882
雾度，% 58.59 ASTM D1003
透光率，% 5.9 ASTM D1003
光泽度（45°），% 126.3 ASTM D2457
摩擦系数（内/外），μs/μk 0.41/0.39 ASTM D1894E
润湿张力，N 40 ASTM D2578
实施例6：一种用金属色泽PETG热收缩标签膜着色料制备标签膜的方法，包括以下步骤：按实施例2的配方称取原料，搅拌得到搅拌料，搅拌时采用三维拌粉机进行搅拌；将搅拌料熔融成熔体，熔融时采用的熔融装置包括熔融槽1和熔体储槽2，熔融槽2和熔体储槽2通过熔体管道3连通，熔体管道3上设有过料阀门4，熔融槽1内的料可自流流入熔体储槽2内，熔融槽1和熔体储槽2均为夹套式结构，夹套式结构内设有导热油，熔融槽1内的温度为250℃，熔体储槽2内的温度为245℃，熔融槽1顶部设有加料口1.1，加料口1.1处设有加料斗1.2，加料口1.1处还设有可开合的挡板1.3，熔融槽1的加料口1.2下方还设有助熔椎体1.4，助熔椎体1.4温度为250℃，助熔椎体1.4连接在熔融槽1的底部、助熔椎体1.4的顶部和挡板1.3的间距为25mm，助熔椎体1.4底面积为加料口1.1面积的1.8倍。熔融槽1内还设有搅拌器1.6，熔融槽1上还设有氮气入口1.5，熔融槽1和熔体储槽2上均设有排空口5，熔体储槽2上设有排料管2.1，排料管2.1上设有排料阀门2.2和熔体计量增压泵2.3。熔体由熔体计量增压泵2.3计量升压，通过热熔体管道输送到T型流延机头的进料块中，与芯层、面层熔体在进料块中层合为“面层/着色层/芯层/着色层/面层”五层共挤的“单层”熔体层，经T型流延机头内流道流延出机头，在骤冷辊上冷却成型为五层共挤片材，再经拉伸成型为五层共挤薄膜。
薄膜结构：五层共挤，面层/着色层/芯层/着色层/面层
各层间厚度比例：1:0.5:7:0.5:1
芯层原料中PETG和回料的重量比为90:10
面层原料中PETG和开口爽滑母粒的重量比为98:2
PETG：选用韩国SK公司S-2008。开口爽滑母粒选用瑞士苏卡诺公司MB-13。
生产出来的薄膜主要性能：
项目 性能指标 检测方法
厚度，μm 40.23 ASTM D374
收缩率TD/MD，% 77.1/0.3 ASTM D1204，（10s，90℃水浴）
拉伸强度TD/MD，MPa 357.2/71.7 ASTM D 882
断裂伸长率TD/MD，% 61.3/471.2 ASTM D 882
雾度，% 55.96 ASTM D1003
透光率，% 5.2 ASTM D1003
光泽度（45°），% 127.4 ASTM D2457
摩擦系数（内/外），μs/μk 0.41/0.40 ASTM D1894E
润湿张力，N 40 ASTM D2578
实施例7：一种用金属色泽PETG热收缩标签膜着色料制备标签膜的方法，包括以下步骤：按实施例3的配方称取原料，搅拌得到搅拌料，搅拌时采用三维拌粉机进行搅拌；将搅拌料熔融成熔体，熔融时采用的熔融装置包括熔融槽1和熔体储槽2，熔融槽2和熔体储槽2通过熔体管道3连通，熔体管道3上设有过料阀门4，熔融槽1内的料可自流流入熔体储槽2内，熔融槽1和熔体储槽2均为夹套式结构，夹套式结构内设有导热油，熔融槽1内的温度为255℃，熔体储槽2内的温度为250℃，熔融槽1顶部设有加料口1.1，加料口1.1处设有加料斗1.2，加料口1.1处还设有可开合的挡板1.3，熔融槽1的加料口1.2下方还设有助熔椎体1.4，助熔椎体1.4温度为260℃，助熔椎体1.4连接在熔融槽1的底部、助熔椎体1.4的顶部和挡板1.3的间距为30mm，助熔椎体1.4底面积为加料口1.1面积的2倍。熔融槽1内还设有搅拌器1.6，熔融槽1上还设有氮气入口1.5，熔融槽1和熔体储槽2上均设有排空口5，熔体储槽2上设有排料管2.1，排料管2.1上设有排料阀门2.2和熔体计量增压泵2.3。熔体由熔体计量增压泵2.3计量升压，，通过热熔体管道输送到T型流延机头的进料块中，与芯层、面层熔体在进料块中层合为“面层/着色层/芯层/着色层/面层”五层共挤的“单层”熔体层，经T型流延机头内流道流延出机头，在骤冷辊上冷却成型为五层共挤片材，再经拉伸成型为五层共挤薄膜。
薄膜结构：五层共挤，面层/着色层/芯层/着色层/面层
各层间厚度比例：1:0.5:7:0.5:1
芯层原料中PETG和回料的重量比为90:10
面层原料中PETG和开口爽滑母粒的重量比为98:2
PETG：选用韩国SK公司S-2008。开口爽滑母粒选用瑞士苏卡诺公司MB-13。
生产出来的薄膜主要性能：
项目 性能指标 检测方法
厚度，μm 40.43 ASTM D374
收缩率TD/MD，% 77.4/0.3 ASTM D1204，（10s，90℃水浴）
拉伸强度TD/MD，MPa 354.1/69.8 ASTM D 882
断裂伸长率TD/MD，% 66.5/486.7 ASTM D 882
雾度，% 56.11 ASTM D1003
透光率，% 5.3 ASTM D1003
光泽度（45°），% 128.8 ASTM D2457
摩擦系数（内/外），μs/μk 0.42/0.41 ASTM D1894E
润湿张力，N 40 ASTM D2578
所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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做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。

Claims (9)

1.一种金属色泽PETG热收缩标签膜着色料，其特征在于，包括以下质量份数的原料：100份偶联处理的PETG粉、8~10份金属颜料粉、2~3份加工稳定剂、1~2份抗氧剂。
2.根据权利要求1所述的金属色泽PETG热收缩标签膜着色料，其特征在于，所述偶联处理的PETG粉的制作方法为：用乙醇将硅烷偶联剂配置成0.2~0.3%的硅烷偶联剂乙醇溶液，将PETG粉投加到高速混合机中搅拌，搅拌过程中，喷洒硅烷偶联剂乙醇溶液，喷洒完毕后，继续混合5~10min，取出，晾干。
3.根据权利要求2所述的金属色泽PETG热收缩标签膜着色料，其特征在于，所述PETG粉采用液氮低温冷却粉碎技术处理，使用液氮将PETG颗粒冷却到-25℃以下。
4.根据权利要求1所述的金属色泽PETG热收缩标签膜着色料，其特征在于，所述加工稳定剂为亚磷酸盐类加工稳定剂。
5.根据权利要求1所述的金属色泽PETG热收缩标签膜着色料，其特征在于，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂。
6.一种用权利要求1所述的金属色泽PETG热收缩标签膜着色料制备标签膜的方法，其特征在于，包括以下步骤：
按配方称取原料，搅拌得到搅拌料；
将搅拌料熔融成熔体；
熔体由熔体计量增压泵计量升压，通过热熔体管道输送到T型流延机头的进料块中，与芯层、面层熔体在进料块中层合为“面层/着色层/芯层/着色层/面层”五层共挤的“单层”熔体层，经T型流延机头内流道流延出机头，在骤冷辊上冷却成型为五层共挤片材，再经拉伸成型为五层共挤薄膜。
7.根据权利要求6所述的用金属色泽PETG热收缩标签膜着色料制备标签膜的方法，其特征在于，所述步骤（1）中搅拌时采用三维拌粉机进行搅拌。
8.根据权利要求6所述的用金属色泽PETG热收缩标签膜着色料制备标签膜的方法，其特征在于，所述步骤（2）中熔融时采用的熔融装置包括熔融槽和熔体储槽，熔融槽和熔体储槽通过熔体管道连通，所述熔体管道上设有过料阀门，所述熔融槽内的料可自流流入熔体储槽内，所述熔融槽和熔体储槽均为夹套式结构，夹套式结构内设有导热油，所述熔融槽顶部设有加料口，加料口处设有加料斗，所述加料口处还设有可开合的挡板，熔融槽内还设有搅拌器，所述熔融槽上还设有氮气入口，所述熔融槽和熔体储槽上均设有排空口，所述熔体储槽上设有排料管，所述排料管上设有排料阀门和熔体计量增压泵。
9.根据权利要求8所述的用金属色泽PETG热收缩标签膜着色料制备标签膜的方法，其特征在于，所述熔融槽的加料口下方还设有助熔椎体，所述助熔椎体连接在熔融槽的底部、助熔椎体的顶部和挡板的间距为20-30mm，助熔椎体底面积为加料口面积的1.5~2.0倍。
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