PVC热收缩标签膜及其制备方法与流程

pvc热收缩标签膜及其制备方法
技术领域
1.本发明属于高分子材料制品技术领域，具体涉及pvc热收缩标签膜及其制备方法。


背景技术：

2.热收缩标签依托收缩贴体包装效果和印刷着多彩靓丽图案的商品宣传效果而成为饮品标签的主要品种。pvc热收缩标签因其力学、光学及表面性等综合性能优异，热收缩性能适宜，成本低廉，加工便捷，虽pvc材料本身面临一定的环保质疑和打压，在热收缩标签市场中仍占有重要地位和较高份额。pvc热收缩标签是由pvc热收缩标签膜经印刷、裁切、合掌、套标等工序制作而成的，其印刷一般采用多套色的凹版印刷，以便获得更逼真的图像和色彩效果。凹版印刷使用油性油墨，印刷过程及印刷品均有一定的环保隐患和问题。降低印刷环保危害是pvc热收缩标签行业需要完善和改进的问题之一，减少印刷面积和多层套色设计，赋予基膜一定的装饰和视觉冲击效果，是解决该问题的有效途径之一。pvc热收缩标签膜属于pvc硬制品，收缩后会变厚且硬挺，手握感觉不佳，提高pvc热收缩标签膜的手感柔顺性，也是pvc热收缩标签膜需认真改进完善的使用性能之一。


技术实现要素：

3.针对上述现有技术的不足，本发明提供了pvc热收缩标签膜及其制备方法，目的是为了解决pvc热收缩标签膜许经印刷才能获得图像和色彩效果，印刷过程及印刷品均有一定的环保隐患和问题；同时pvc热收缩标签膜收缩后会变厚且硬挺，手感柔顺性不佳的技术问题。
4.本发明提供的pvc热收缩标签膜的制备方法，具体技术方案如下：
5.pvc热收缩标签膜的制备方法，将pvc树脂、热稳定剂、增塑剂、具有pmma保护壳的粘胶珍珠粉微珠、加工助剂、内润滑剂和外润滑剂混合，并经过挤出机塑化、吹膜机头成型、第一膜泡、水浴加热、二次吹胀、第二膜泡、冷却定型，获得pvc热收缩标签膜；所述粘胶珍珠粉微珠为经过偶联处理的珍珠粉与粘胶液的混合物。
6.在某些实施方式中，具有pmma保护壳的粘胶珍珠粉微珠的制备步骤如下：
7.s1，将珍珠粉进行偶联处理；
8.s2，制备粘胶液；
9.s3，将偶联处理的珍珠粉加入粘胶液中混匀后，滴加到高速搅拌的丙烯酸水溶液中，析出获得粘胶珍珠粉微珠；
10.s4，将粘胶珍珠粉微珠加入甘油水溶液中进行塑化处理；
11.s5，塑化后的粘胶珍珠微珠以甲基丙烯酸为单体在其表面形成pmma保护壳，获得具有pmma保护壳的粘胶珍珠粉微珠。
12.进一步，步骤s1中，偶联处理的具体方法如下：将珍珠粉浸泡在10-15％的硅烷偶联剂水溶液中2-4h，捞出沥干水分，120℃烘2h。
13.进一步，步骤s2中，粘胶液的制备方法如下：4％氢氧化钠水溶液和6％尿素水溶液
形成混合，将纤维素磺酸钠加入上述混合液中搅拌，氢氧化钠、尿素和纤维素磺酸钠的质量比为2:3:25，常温溶解6-8h，溶液变成淡黄色粘稠状液体，得到粘胶液。
14.进一步，步骤s2中，粘胶液的制备方法如下：将含40-50％α-纤维素的木浆或含90％以上α-纤维素的棉短绒溶解浆作为原料，用18％氢氧化钠碱化处理、压榨、粉碎制得碱纤维素，碱化时间100min，碱化温度56-60℃，碱化处理后冷却60min，使温度降到室温，再经老化后加入二硫化碳使之磺化成纤维素磺原酸酯，磺化真空度≥60kpa，磺化温度20-22℃，干磺化时间30min，湿磺化时间30min，用氢氧化钠溶液14-16℃溶解180min制成橘黄色的纤维素粘胶，并在20-30℃温度下进行熟化处理，获得粘胶液。
15.进一步，步骤s3中，偶联处理后的珍珠粉、粘胶液和50％丙烯酸的质量比是(3-4):60:100；所述高速搅拌的搅拌速度为45-50rpm；丙烯酸水溶液的质量分数为50％，滴加速度为1.0-1.2g/min。
16.进一步，步骤s4中，甘油水溶液的体积分数为30％；塑化温度为30℃，塑化时间为30-40min。
17.进一步，步骤s5中，具体步骤如下：塑化后的粘胶珍珠微珠移至由甲基丙烯酸、十二烷基磺酸钠和去离子水组成的乳化液中，混合均匀，通氮气除氧10-20分钟，加入过硫酸钾，升温到85℃，反应1小时，为粘胶微珠制备保护壳，反应结束后，用0.5％氯化铵溶液破乳处理，过滤，将滤渣洗涤至中性，于50-60℃下烘干6-8小时，得到具有pmma保护壳的粘胶珍珠粉微珠。
18.在某些实施方式中，按质量份计：pvc树脂100份、热稳定剂2份、增塑剂3份、增强剂4份、加工助剂2份、内润滑剂1.0份、外润滑剂0.7份、具有pmma保护壳的粘胶珍珠粉微珠3-5份。
19.本发明还提供了另一个技术方案，即pvc热收缩标签膜，根据上述的方法制备的pvc热收缩标签膜。
20.本发明具有以下有益效果：粘胶，即纤维素磺酸钠溶液，是粘胶纤维和玻璃纸(赛璐玢)的前驱体。粘胶纤维吸湿性符合人体皮肤生理要求，具有光滑凉爽、透气、抗静电、防紫外，易染且牢固度好等特点，其织物柔软、光滑、穿着舒适，触感好。玻璃纸透明光滑、不带静电、不透水微透气，具有适度的挺度、较好的拉伸强度、光泽度和印刷适性，透明度高、光泽度强，印刷图文后色彩格外鲜艳。珍珠是一种古老的有机宝石，由大量微小的文石晶体集合而成，无机成分主要为碳酸钙、碳酸镁，并含有17种氨基酸、30多种微量元素。具有典型的珍珠光泽，光泽柔和且带有虹晕色彩，透明至半透明，无解理，韧性好。珍珠粉还具有安神定惊、清热滋阴、明目、解毒的功效。薄膜中直接添加珍珠会影响薄膜的加工和产品质量，珍珠磨成粉后，因粒径小以及表面磨损，光反射量低，虽仍具有珍珠特有的光泽，但光泽的鲜亮度会有一定下降。粘胶将珍珠粉粘连成小的团簇，集合多个珍珠粉粒，使小团簇的珍珠光泽效果大幅提升，同时作为连接体的粘胶本身也具有较高的光泽度，可以为小团簇提供光泽度补充，使分散到薄膜中的小团簇呈现出更逼真的珍珠效果。本发明提供的方法制备的pvc热收缩标签膜，将粘胶成型物和珍珠粉组合体作为pvc材料的添加物，不仅可以使pvc膜面呈现出差异化的光泽度，产生珍珠般的光泽，好像膜上镶嵌了众多小珍珠，而且还能靠粘胶成型物的特殊性能，提高pvc收缩膜材料的手感柔顺性。
附图说明
21.图1是本发明pvc热收缩标签膜相适配的吹膜机组的平面结构示意图。
具体实施方式
22.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
23.一、具有pmma保护壳的粘胶珍珠粉微珠制备
24.1、珍珠粉选用微米级(平均粒径≤5μm)的品种。
25.偶联处理：将珍珠粉浸泡在10-15％的硅烷偶联剂水溶液中2-4h，硅烷偶联剂用量为珍珠粉质量的1-2％，提前配置好水溶液使用，也可以用更多的偶联剂配置合适浓度的过量溶液使用。捞出沥干水分，120℃烘2h，备用。
26.硅烷偶联剂的分子结构式一般为y-r-si(or)3(式中y-有机官能基，sior-硅烷氧基)。硅烷氧基对无机物具有反应性，有机官能基对有机物具有反应性或相容性。因此，当硅烷偶联剂介于无机和有机界面之间，可形成有机基体-硅烷偶联剂-无机基体的结合层。硅烷偶联剂可选用kh-550、kh-560、kh-570、kh-792等各种型号。
27.2、粘胶液制备
28.由8g氢氧化钠、12g尿素(助溶剂)和180g去离子水配制成4％氢氧化钠+6％尿素的水溶液。将100g纤维素磺酸钠加入上述溶液中，搅拌，常温溶解6-8h，溶液变成淡黄色粘稠状液体，得到粘胶液，保持搅拌，备用。纤维素磺酸钠选用酯化度r值为50-60的品种。
29.粘胶液也可采用纤维素粘胶(赛璐玢前驱体)生产方式制备：采用α-纤维素含量高的精制化学木浆或棉短绒溶解浆为原料，经碱化(18％氢氧化钠)、压榨、粉碎等过程制得碱纤维素，再经老化后加入二硫化碳使之磺化成纤维素磺原酸酯，用氢氧化钠溶液溶解即制成橘黄色的纤维素粘胶。该粘胶在20～30℃温度下进行熟化处理，并经过滤除去杂质和脱除气泡，脱硫、漂白等处理后，计量使用。
30.具体的主要原材料及配比如下：木浆100g、氢氧化钠61.8g，二硫化碳31.8g、水580g。(碱化、磺化各个过程都需要水，氢氧化钠需要水溶解，二硫化碳也需要溶解使用)
31.主要工艺控制条件如下：碱化时间100min，碱化温度56-60℃；碱化处理后冷却时间60min(碱化和磺化所需反应温度不同，中间需要降温)；磺化真空度≥60kpa，磺化温度20-22℃，干磺化时间30min，湿磺化时间30min；后溶解时间180min，后溶解温度14-16℃；熟化的混合时间40min，温度20℃。
32.3、称取偶联处理好的珍珠粉15-20g，投加到搅拌中的300g粘胶液中，搅拌均匀。搅拌，备用。
33.4、将混有珍珠粉的粘胶液，滴加到高速搅拌(搅拌速度为45-50rpm)的50％(质量比)500g丙烯酸水溶液中，滴加速度为1.0-1.2g/min。粘胶液滴遇酸析出成粘胶微珠。析出过程中，与粘胶液一起滴加的珍珠粉会粘附到析出的粘胶微粒上。滴加完毕后，过滤，洗涤干净，获得粘胶珍珠粉微珠。
34.5、塑化：将粘胶珍珠粉微珠投加到500g50％的甘油水溶液中，35℃塑化30-40min。通过塑化在纤维素大分子中引入塑化剂，并使之与纤维素大分子羟基产生氢键结合力，从而减弱大分子键的羟基之间的氢键结合力，提高大分子键之间的相对滑动性，使粘胶微珠
变得柔软，富有弹性，提高其强度和光泽性。塑化结束后，过滤，备用。
35.6、将塑化好的110-120g粘胶珍珠微珠移至由10g甲基丙烯酸、20g十二烷基磺酸钠、120g去离子水组成的乳化液中，混合均匀，通氮气除氧10-20分钟，加入引发剂过硫酸钾(用量为甲基丙烯酸的0.6-0.8％，重量比)。升温到85℃，反应1小时，为粘胶微珠制备保护壳。反应结束后，用0.5％氯化铵溶液破乳处理，过滤，将滤渣洗涤至中性，于50-60℃下烘干6-8小时。得到有pmma保护壳的粘胶珍珠粉微珠。
36.pmma保护壳，其透明性好，溶解度参数与pvc相近，可强化粘胶微珠与pvc体系间的界面作用，使其与pvc间具有良好的相容性，便于粘胶珍珠粉微珠均匀分散到pvc体系中，为pvc膜提供最大的差异化光学性能，凸显其类珍珠的漂亮装饰效果。
37.二、pvc粘胶珍珠粉热收缩标签膜的制备
38.1、配方设计
39.在普通pvc热收缩标签膜配方基础上，添加一定量的自制粘胶珍珠粉微珠，并对原配方相关助剂的配比进行适当调整。
[0040][0041]
在具体的实施例(实施例1-3)中，硅烷偶联剂采用的为kh-570，引发剂过硫酸钾的用量为甲基丙烯酸0.6％，实施例1、2、3中具有pmma保护壳的粘胶珍珠粉微珠用量分别为3、4、5质量份。
[0042]
2、捏合工艺
[0043]
采用高速混合机+冷却(低速)混合机搭配的形式，将配方中各组分混合为均一的干混料。
[0044]
混合过程中加料顺序
[0045]
①
高速混合机转动过程中投加pvc树脂、热稳定剂、增塑剂；
[0046]
②
高速混合机温度升高到75-80℃时，投加增强剂、加工助剂、内润滑剂、具有pmma保护壳的粘胶珍珠粉微珠；
[0047]
③
高速混合机温度升高到95-100℃时，投加外润滑剂；
[0048]
④
高速混合机温度升高到125℃左右时，将混合料放入冷却混合机中搅拌冷却；
[0049]
⑤
冷却混合机温度到45℃以下时出料，备用。
[0050]
3、吹塑成型pvc热收缩标签膜
[0051]
采用与普通pvc热收缩标签膜相似的设备与工艺加工制造。
[0052]
吹膜机组选用上旋转式pvc热收缩标签膜吹塑成型设备(如图1所示)。
[0053]
上旋转pvc热收缩标签膜吹膜设备
[0054]
它由主机、辅机和收卷机18组成。主机包括挤出机1、吹膜机头2、风环3、第一牵引辊6和第一人字板5；辅机包括加热水箱8、第二牵引辊7、定径水套9、第三牵引辊14、第二人字板12。加热水箱8、第二牵引辊7和定径水套9安装在下机架上，在下机架的上面通过旋转齿轮盘安装上机架，在上机架上安装第三牵引辊14、第二人字板12、收卷机18，以及将电源引入上机架的旋转导电环16。
[0055]
工作过程：将混合好的pvc干混料加入挤出机1的加料料斗中，经加热、螺杆剪切塑化成熔体，熔体在螺杆输送压力下，通过吹膜机头2内部腔体成型为均匀的圆筒状，由机头口模缝隙挤出，经风环3吹风冷却固化成型，手动牵引使其通过第一人字板5和第一牵引辊6，压紧第一牵引辊6，同时向筒管内吹入压缩空气，将筒管胀大，此为第一膜泡4。第一膜泡4经过第一人字板5、第一牵引辊6后，折叠成双层膜片，进入加热水箱8加热，并进入第二牵引辊7，通过定径水套9，进入第二人字板12和第三牵引辊14，第二牵引辊7和第三牵引辊14之间的膜片，被压缩空气再次吹胀，称为第二膜泡10，第二膜泡10被定径水套9内壁冷却定型获得收缩率。通过第三牵引辊14的膜泡再次折叠成更大宽幅的双层膜片，最后被引入收卷机18卷取。
[0056]
最终热收缩膜产品的横向收缩率取决于第二膜泡10和第一膜泡4的直径比，纵向收缩率主要取决于第三牵引辊14和第二牵引辊7之间的速比。根据产品指标要求，选择好定径水套9规格(开机前确定)，调整好第一、第二膜泡10直径，挤出机1转速，以及各级牵引辊的速比，启动旋转机构11带动上机架旋转，上旋转制膜并收卷，定长收卷后更换卷取轴，用吊车将收卷好的膜卷放到地面。
[0057]
制膜工艺流程：干混料——挤出机塑化——吹膜机头成型——第一膜泡——水浴加热——二次吹胀——第二膜泡——冷却定型——卷曲——分切——包装——成品。
[0058]
二次加热采用水浴加热。
[0059]
挤出吹膜：
[0060]
设备：单螺杆挤出机，螺杆直径70mm，螺杆长径比29.5:1，压缩比2.8:1。
[0061]
吹膜模具口模直径130mm，口模间隙0.8mm，双风口风环。
[0062]
挤出机温度：140-150℃，150-155℃，160-165℃，175-185℃，175-180℃。连接段温度：175-180℃。模具温度:180-190℃，190-200℃。水浴加热温度76-79℃。
[0063]
上旋转齿盘旋转速度5-8rpm/min。
[0064]
4、pvc粘胶珍珠粉热收缩标签膜相关性能
[0065]
pvc粘胶珍珠粉热收缩标签膜性能对比
[0066]
[0067]
【1】加入粘胶珍珠粉微珠的pvc热收缩标签膜的45
°
光泽度测试，存在不同测试点数据不一致，差异较大的现象，显示有微珠的部位光泽度高，没有的就低。
[0068]
综上所述，本发明提供的方法制备的pvc热收缩标签膜，相比于现有的pvc热收缩标签膜，在收缩率、拉伸强度和断裂伸长率保持一致的基础上，具有较佳的雾度和45
°
光泽度，以及透明薄膜上呈现点面状的珍珠光泽，热收缩标签膜手感滑爽舒适，收缩后差异更加明显。
[0069]
上述仅本发明较佳可行实施例，并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的技术人员，在本发明的实质范围内，所作出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。