CN107351474B - 一种单向拉伸可高速印刷的消光pe膜及其生产工艺 - Google Patents

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Abstract

一种单向拉伸可高速印刷的消光PE膜及其生产工艺。所述消光PE膜包括电晕层、中间层和热封层，电晕层、中间层和热封层各自独立地包含吹膜级双峰茂金属聚乙烯。本发明提供的单向拉伸可高速印刷消光PE膜在保证高雾度的前提下，晶点低，挺度高，可满足高速印刷的需求。

Description

一种单向拉伸可高速印刷的消光PE膜及其生产工艺
技术领域
本发明属于包装领域，具体地涉及一种单向拉伸可高速印刷的消光PE(聚乙烯)膜及其生产工艺。
背景技术
随着人们审美观念的变化和消费观念的提高，对包装材料表面特征的需求也呈现多样性，消光膜便是在这种要求下开发出来的一种新型包装膜，用于食品、礼品、糖果、妇幼产品等的包装以及大型户外广告的印刷纸和精装书本的封面，有良好的上架效果和广告效果，给人一种立体感和奢华感，刺激购买欲望。
根据制品表面光泽度的不同，制品被区分为光泽、亚光和消光制品三类：光泽度大于70％的称为光泽制品，光泽度小于15％的称为消光制品，其余统归为亚光制品。消光膜是一种低光泽高雾度成漫反射消光效果的包装用膜，薄膜表面类似纸面具有非常低的光泽，其表面反射光弱而柔和，表面光泽度低于15％，而雾度一般在70％以上，具有手感舒适、外观宁静典雅、印刷时色彩能够逼真再现等诸多优点，有类纸包装膜或者自然光光泽膜之称。
现有的消光膜通常是BOPP消光膜，PE消光膜较不常见，而且现有存在的可印刷消光PE膜存在如下诸多问题：挺度不够，膜易拉伸导致印刷单元尺寸无法保证，降低了印刷效率，单独包装内容物后缺少上架效果；而且晶点多，无法保证表面印刷效果，降低包装广告效应。
发明内容
为此，本发明的目的之一在于提供一种单向拉伸可高速印刷的消光PE膜。本发明提供的单向拉伸可高速印刷消光PE膜，在保证高雾度的前提下，晶点低，挺度高，满足高速印刷的需求。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种单向拉伸可高速印刷的消光PE膜，包括电晕层、中间层和热封层，其中，电晕层、中间层和热封层各自独立地包含吹膜级双峰茂金属聚乙烯。
本发明使用的茂金属聚乙烯加工性能佳，耐应力开裂性能好，机械强度高，通过使用吹膜级双峰茂金属聚乙烯得到电晕层、中间层和热封层制得的消光PE膜，使得产品具有高雾度、高挺度。
作为优选，所述电晕层或热封层包含的吹膜级双峰茂金属聚乙烯的MI在190℃/5.0kg下为0.8-1.2g/10min，优选为1g/10min，密度为0.915-0.930g/cm3，优选为0.923g/cm3。
优选地，所述电晕层或热封层包含的吹膜级双峰茂金属聚乙烯的维卡软化点为95-110℃，优选为101℃，熔点为120-130℃，优选为124℃。
电晕层或热封层包含的吹膜级双峰茂金属聚乙烯可相同或不同，优选为相同。
作为优选，所述中间层包含两种不同的吹膜级双峰茂金属聚乙烯，其中一种吹膜级双峰茂金属聚乙烯的MI在190℃/5.0kg下为0.2-0.3g/10min，优选为0.25g/10min，密度为0.945-0.960g/cm3，优选为0.952g/cm3；另一种吹膜级双峰茂金属聚乙烯的MI在190℃/5.0kg下为0.8-1.2g/10min，优选为1g/10min，密度为0.915-0.930g/cm3，优选为0.923g/cm3。
优选地，所述中间层包含两种不同的吹膜级双峰茂金属聚乙烯，其中一种吹膜级双峰茂金属聚乙烯的维卡软化点为124-135℃，优选为129℃，熔点为128-140℃，优选为133℃；另一种吹膜级双峰茂金属聚乙烯的维卡软化点为95-110℃，优选为101℃，熔点为120-130℃，优选为124℃。这两种不同的双峰茂金属聚乙烯相互作用，可以提高膜的印刷适应性和机械性能。
作为优选，所述电晕层或热封层的原料包含FB2230，优选主要包含FB2230。上述组成的热封层能提供尤其高强度热封强度。电晕层中优选还含有0.5～1％PPA(安配色加工助剂100991-K)，可减少膜面流道线的产生，减少树脂熔体破裂的产生。
作为优选，所述中间层的原料包含FB2230和FB1520。
优选地，所述中间层的原料包含40-60wt％FB2230和40-60wt％FB1520。优选FB2230和FB1520含有相同质量分数。
优选地，所述热封层的原料还包含爽滑剂和/或开口剂。本发明对所述爽滑剂和开口剂的种类没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的爽滑剂和开口剂即可，如可以采用其市售商品。在本发明中，所述爽滑剂和开口剂均能降低消光PE膜的摩擦系数，使得复合膜包装走机性好。例如使用的爽滑剂的MI在190℃/2.16kg下为10±2g/10min，堆积密度550±20g/l，每克粒料为55±5，相对密度0.92±0.02。在本发明中，所述爽滑剂优选牌号为10090-K的安配色的爽滑剂，为薄膜提供爽滑性。所述开口剂分为有机类和无机类；有机类开口剂主要包括油酸酰胺；无机类开口剂主要以二氧化硅为主。具体的，所述开口剂优选牌号为AB20-LD的北京亚伦的开口剂。本发明优选同时采用爽滑剂和开口剂，效果最佳。在本发明中，所述爽滑剂的质量优选为热封层中中高密度聚乙烯总质量的0.5-2％，更优选为1％；所述开口剂的质量优选为热封层中中高密度聚乙烯总质量的0.5-2％，更优选为1％。上述范围的爽滑剂合开口剂的含量可使得最终制得的消光PE膜具有更低的摩擦系数，使得复合膜包装走机性最好。
作为优选，所述电晕层的原料主要包含FB2230，所述中间层的原料包含40-60wt％FB2230和40-60wt％FB1520，所述热封层的原料包含FB2230、少量10090-K和AB20-LD。
在一些实施方式中更优选地，所述电晕层的原料主要包含FB2230，所述中间层的原料包含50wt％FB2230和50wt％FB1520，所述热封层的原料主要包含FB2230及少量10090-K和AB20-LD。
作为优选，电晕层、中间层与热封层的厚度比为1:1-3:0.5-2，如可以为1:1:0.5；也可以为1:1:2，需要热封层树脂的性能表现如抗污染热封更突出些；还可以为1:3:2，需要热封层和中间层树脂的性能表现更突出；更优选为1:2:1，综合性能更优异。
本发明所述消光PE膜可以通过现有的已知方法制备，作为优选，通过如下本发明提供的方法制备。
一种本发明所述的单向拉伸可高速印刷的消光PE膜的生产工艺，所述工艺为由本发明所述电晕层、中间层和热封层的原料共挤出吹塑拉伸成型，具体包括如下步骤：
将电晕层、中间层和热封层的原料共挤出成型，得到包括依次相接触的电晕层、中间层和热封层的热熔筒膜；
将所述热熔筒膜的熄泡夹扁后吹塑成片膜、冷却定型，将膜牵引至MDO拉伸单元进行拉伸定型；
将所述拉伸定型后的膜的外层面进行电晕处理，得到所述消光PE膜。
作为优选，所述生产工艺使用三层W&H设备。
作为优选，生产工艺中过滤器的滤网至少为4层。
优选地，所述滤网为20/60/100/20目，采用上述组合滤网可避免薄膜产生晶点。
作为优选，共挤出时电晕层、中间层和热封层的槽式机筒的挤出温度为50±10℃，优选为50±5℃。
作为优选，共挤出时电晕层、中间层和热封层的机筒1区的挤出温度为185±10℃，优选为185±5℃。
作为优选，共挤出时电晕层、中间层和热封层的机筒2区、机筒3区、机筒4区、换网区、法兰区的挤出温度为190±10℃，优选为190±5℃。
作为优选，共挤出时1区至10区的模头温度为194±10℃，优选为195±5℃。
原料经过挤出机熔融并形成管坯，将管坯拉伸后从挤出机模头中心冲出压缩空气，将管坯吹胀成泡状膜，同时将泡状膜经风环冷却风冷却定型，从而制得依次包括电晕层、中间层和热封层的消光PE膜。
在本发明中，所述共挤出吹塑成型的吹胀比优选在一些实施例中为1.5-2.6。吹胀比为薄膜的横向膨胀倍数，实际上是对薄膜进行横向拉伸，是吹塑工艺的控制要点之一。因此，应当根据材料的种类和性质，制品的形状和尺寸，管坯的尺寸，合理确定吹胀比才能生产出好的制品。本发明在加工工艺中控制聚合物膜的吹胀比为1.5-2.6时，可使得最终制得的薄膜具有高热封强度，良好的耐热、抗冻性，低的光泽度。
MDO是薄膜机器方向拉伸的英文缩写，即纵向拉伸。沿机器方向拉伸能够提高薄膜的性能，如光学性能、机械性能等。然而，如何控制纵向拉伸比及过程中的温度设置对最终产品性能有着重要的影响。本发明的生产工艺中纵向拉伸比优选为1.05-1.5，更优选为1.2。温度设置优选如下：PH1(预热辊1)：50±5，PH2(预热辊2)：75±5，SD1(拉伸辊1-慢速)：85±5，FD1(拉伸辊2-快速)：85±5，A1(淬火辊1)：88±5，A2(淬火辊2)：88±5，C1(冷却辊1)：65±5，C2(冷却辊2)：45±5。通过上述设置可使得制得薄膜具有较佳的消光性和较好的刚性、撕裂强度及阻隔性能。
本发明中物质的密度是按照ASTM D 4833的方法测得的。MI是按照ASTM D 1238的方法测得的。熔点是按照ISO 11357/03的方法测得的。维卡软化点是ISO 306的方法测得的。
本发明的配方中通过加入高密度、低晶点原料，可以确保最终制得薄膜的晶点低、挺度高；通过原料的共混实现薄膜的消光性。并且通过W&H吹膜线的设备生产，确保膜的厚薄均匀度；在线MDO低倍率拉伸，起到冷却定型作用，利于PE膜内应力的释放，减少收缩，从而利用于高速印刷。
本发明通过开发单向拉伸可高速印刷消光PE膜，可极大的提高印刷适应性，减少对高配印刷设备的依赖性，降低印刷消耗，提高生产效率，让PE高速印刷成为现实。通过原料的组合、MDO拉伸定型，使得消光膜具有高挺度、低晶点，使其无论在单层PE包装还是复合结构包装中有更广泛的应用。
附图说明
图1为本发明的消光PE膜的生产工艺流程图。
具体实施方式
为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅用于帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1-5
实施例1-5的消光PE膜的原料组成及配方见表1。
FB2230和FB1520为博禄公司的吹膜级双峰茂金属PE。10090-K为安配色的爽滑剂。AB20-LD为北京亚伦的开口剂。
表1
其中厚度比为电晕层、中间层与热封层的厚度比。
图1为本发明消光PE膜的生产工艺流程图。本发明的消光PE膜由PE粒子经过吹膜工艺然后再经MDO拉伸最终制得消光PE薄膜。
本发明可采用在线电晕处理，根据要求单双面都可处理，成品的表面张力值均大于38dyn。
具体生产工艺如下：
将电晕层、中间层和热封层的原料共挤出成型，得到包括依次相接触的电晕层、中间层和热封层的热熔管；
将所述热熔管吹塑成膜、冷却定型；
将所述冷却定型后的膜的外层面进行电晕处理，得到消光PE膜。
其中，过滤器的滤网大约为20/60/100/20目，网孔大小约为80μm，否则可能导致薄膜产生晶点。
其中，过滤器的滤网大约为20/60/100/20目，网孔大小约为80μm，否则可能导致薄膜产生晶点。
三层W&H设备的挤出温度设定如下表2所示。
表2
MDO纵向拉伸比为1.2，MDO温度设定如下表3中所示。
表3
性能测试
将本发明实施例1-5制得消光PE膜进行性能测试，拉伸强度、断裂伸长率按照ISO527-3进行测试。结果见下表4。
表4
上述数据是在如下挤出条件下制得的样品的数据：三个挤出模头，三个挤出直径分别为A(电晕层)：70mm；B(中间层)：90mm；C(热封层)70mm，L/D＝30，模口间隙＝1.25～2.25mm，吹胀比为1.5～2.6。
MD：机械方向，TD：横向方向。
从表4中可以看出，本发明制得的消光PE膜具有优异的机械性能如屈服抗张强度、断裂抗张强度、屈服断裂伸长率，且对氧气和水汽均具有较高的阻隔性，并且具有很好的消光性。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (15)

1.一种单向拉伸可高速印刷的消光PE膜，包括电晕层、中间层和热封层，其特征在于，电晕层、中间层和热封层各自独立地包含吹膜级双峰茂金属聚乙烯。
2.根据权利要求1所述的消光PE膜，其特征在于，所述电晕层或热封层包含的吹膜级双峰茂金属聚乙烯的MI在190℃/5.0kg下为0.8-1.2g/10min，密度为0.915-0.930g/cm3；
所述电晕层或热封层包含的吹膜级双峰茂金属聚乙烯的维卡软化点为95-110℃，熔点为120-130℃。
3.根据权利要求1或2所述的消光PE膜，其特征在于，所述中间层包含两种不同的吹膜级双峰茂金属聚乙烯，其中一种吹膜级双峰茂金属聚乙烯的MI在190℃/5.0kg下为0.2-0.3g/10min，密度为0.945-0.960g/cm3；另一种吹膜级双峰茂金属聚乙烯的MI在190℃/5.0kg下为0.8-1.2g/10min，密度为0.915-0.930g/cm3。
4.根据权利要求1或2所述的消光PE膜，其特征在于，所述中间层包含两种不同的吹膜级双峰茂金属聚乙烯，其中一种吹膜级双峰茂金属聚乙烯的维卡软化点为124-135℃，熔点为128-140℃；另一种吹膜级双峰茂金属聚乙烯的维卡软化点为95-110℃，熔点为120-130℃。
5.根据权利要求1或2所述的消光PE膜，其特征在于，所述电晕层或热封层的原料包含FB2230；所述热封层的原料还包含爽滑剂和/或开口剂；
所述中间层的原料包含FB2230和FB1520。
6.根据权利要求1或2所述的消光PE膜，其特征在于，所述电晕层的原料包含FB2230，所述中间层的原料包含40-60wt％FB2230和40-60wt％FB1520，所述热封层的原料包含FB2230及少量10090-K和AB20-LD。
7.根据权利要求1或2所述的消光PE膜，其特征在于，电晕层、中间层与热封层的厚度比为1:1-3:0.5-2。
8.根据权利要求7所述的消光PE膜，其特征在于，电晕层、中间层与热封层的厚度比为1:2:1。
9.一种权利要求1-8任一项所述的单向拉伸可高速印刷的消光PE膜的生产工艺，其特征在于，所述工艺为由权利要求1-8任一项所述电晕层、中间层和热封层的原料共挤出吹塑拉伸成型。
10.根据权利要求9所述的生产工艺，其特征在于，所述生产工艺使用三层W&H设备；
生产工艺中过滤器的滤网至少为4层。
11.根据权利要求10所述的生产工艺，其特征在于，所述生产工艺中过滤器的滤网为4层，所述滤网为20/60/100/20目，网孔大小约为80μm。
12.根据权利要求9或10所述的生产工艺，其特征在于，共挤出时电晕层、中间层和热封层的槽式机筒的挤出温度为50±10℃；
共挤出时电晕层、中间层和热封层的机筒1区的挤出温度为185±10℃。
13.根据权利要求12所述的生产工艺，其特征在于，共挤出时电晕层、中间层和热封层的槽式机筒的挤出温度为50±5℃；
共挤出时电晕层、中间层和热封层的机筒1区的挤出温度为185±5℃。
14.根据权利要求9或10所述的生产工艺，其特征在于，共挤出时电晕层、中间层和热封层的机筒2区、机筒3区、机筒4区、换网区、法兰区的挤出温度为190±10℃。
15.根据权利要求14所述的生产工艺，其特征在于，共挤出时电晕层、中间层和热封层的机筒2区、机筒3区、机筒4区、换网区、法兰区的挤出温度为190±5℃。
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