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热收缩包装薄膜解析
热收缩包装薄膜解析
Wed Aug 21 07:00:00 CST 2019 塑问君

大多数收缩套标上使用的是丙烯酸基冷烫箔黏合剂,但当标签在容器上收缩时,黏合剂会导致收缩套标出现皱褶,所以必须确保黏合剂具有收缩能力。K-Laser公司和UVitec公司能够提供具有收缩能力的黏合剂。开始印刷时需要采用网线数和网穴容积大约为500lpi/5bcm的网纹辊,一旦印刷设置优化好以后,就可以换成600lpi/4bcm的网纹辊。

如果在收缩率比较大的区域进行冷烫印,可以采用纹理图案,比如钻石形或锥形线,以保证烫印箔收缩时不会出现裂纹。




如何实现精细冷烫 


并不是所有的压印辊都是一样的,冷烫需要硬度比较高的压印辊,以确保能够实现精细的烫印效果。想确认压印辊硬度是否合适,可以用指甲试着挤压一下,如果挤压时压印辊表面变形,说明其硬度不足以实现细节的精细烫印。一般冷烫所用的压力辊,其硬度在85~90之间。

如何使烫印图像更炫目

能够在普通标签上应用的冷烫箔都能用于收缩套标冷烫,尤其是透明的全息箔。但是要记住一点,收缩套标的油墨和冷烫胶水都是采用里印方式印刷的,也即是说,是透过收缩膜观看印刷图像。透明打底涂料适用于彩色箔和全息箔,可以确保薄膜具有最好的透明性,从而让烫印图案看起来更炫目。

亮银或金箔的烫印,比较常见的印刷机速度是500英尺/分钟。全息冷烫一般在速度为200~325英尺/分钟时,可实现最佳的闪烁效果。全息浮雕烫印仅限于收缩率较小的场合,因为浮雕在收缩时会产生难看的扭曲。到底是采用亮银还是透明全息箔取决于设计需要。透明全息箔适应范围更广,不会出现皱褶,可以烫印在里印LOGO和文字上,或者在四色印刷之前烫印,可以实现奇幻的彩色闪烁效果。

特殊涂料与冷烫匹配

一些能够在收缩套标表面印刷的特殊涂料,包括亮光油墨、哑光油墨、柔性触感油墨和UV铸涂油墨等,可以与烫印箔配合,取得相得益彰的视觉效果。

在收缩套标上实现UV铸涂,需采用耐热性较高的UV涂料如果想实现柔和的表面效果,可以采用特殊风格的UV哑光涂料,使得收缩套标上的彩色图文和外表面形成明显对比。如果希望突出表现图像,哑光涂布和全息UV铸涂能营造更真实的背景色。

若要形成浮雕图案,可以采用特殊配方的UV涂料,它可以在收缩套标上印刷出纹理效果。之所以要采用可触摸的油墨印刷浮雕效果,是因为真正的浮雕(压凸形成的浮雕)在标签收缩过程会消失。采用网穴容积超大的(25~90bcm)网纹辊,或者采用轮转丝网印刷,都可以在收缩套标上实现顾客能真正看到、触摸到、感觉到的浮雕效果或纹理效果。当然,这种涂料必须是具有热收缩性能的油墨,在高黏性UV涂料中使用的是特殊的表面活性剂和改性的聚氨酯,其具有优异的柔韧性、流动性和良好的附着力,可以适应各种塑料薄膜,比如PET、PETG和PVC。


制作收缩膜套标签的材料主要有PVC(聚氯乙烯)膜、PET(聚酯)膜、PETG(改性聚酯)膜、OPS(取向聚苯乙烯)膜等。


根据PVC、PETG、OPS等常用薄膜材料的物理性能,以及各自的优缺点。通常,标签印刷企业要综合考虑以下因素:热收缩标签的功能要求、薄膜材料的成本、储存成本、产品加工工艺与客户包装工艺。


热收缩标签的功能要求


热收缩标签要满足终端用户对功能的要求,这是标签设计时要考虑的首要因素,否则,成本再低也枉然。一方面如果瓶型属于异型瓶,收缩率需要高于70%,则应当采用PETG薄膜,PVC薄膜只适用于普通瓶型;另一方面,PETG薄膜和PVC薄膜的挺度明显高于OPS薄膜,因此如果标签外表需要较好的手感,应当采用PETG薄膜或PVC薄膜;此外,PETG薄膜印刷后的外观光泽度也优于其他两种薄膜。


薄膜材料成本


标签材料成本无疑是终端用户与标签印刷企业共同关注的重要因素。提到材料成本,人们往往习惯将其换算成每吨的价格,来衡量材料的价格,但更科学的方法应是考量单位面积所需的材料成本。换而言之,应当综合考虑单位薄膜成本(元/公斤)、薄膜材料密度、标签厚度。


一般来说OPS热收缩标签的成本最低,PVC热收缩标签价格略高,PETG热收缩标签价格最贵。OPS薄膜单价大致在15~17元/公斤,高于PVC薄膜单价(12~14元/公斤),但OPS密度远低于PVC和PETG,对应热收缩标签厚度多为30μm~40μm,而PVC热收缩标签厚度多为35μm~50μm,PETG热收缩标签厚度多为40μm~45μm。


值得注意的是由于供应商数量增多,已从最初的欧洲、日本、韩国少数几家扩展为国内外多家供应商,国内PETG薄膜价格迅速下降,从2002年的80元/公斤,降到2010年的40元/公斤,直至目前约26元/公斤。


总体来看,同样的热收缩标签,OPS材料大约为PVC材料成本的75%,PETG材料大约为PVC材料成本的2倍。


储存成本


储存成本包括薄膜材料的储存和成品标签的储存。PETG薄膜在60℃以下几乎不会收缩,所以其运输的稳定性非常高,而且比PVC还要稳定,长途海运陆运都没有问题。OPS对运输要求相对严格一些,由于其具有一定的自然收缩率,运输过程一般需采用保温措施,比如要用到泡沫隔热层或冷藏车。不仅如此,OPS薄膜的储存时间也较短。


PETG薄膜和PVC薄膜的存储期为自生产之日起6个月,而OPS薄膜存储期则为自出厂之日起3个月。相比其他两种薄膜,OPS薄膜经过长期储存,会出现因薄膜发脆而无法高速印刷、收缩率降低或不稳定等问题。


产品加工工艺与客户包装工艺


从生产工艺来看,PETG薄膜与PVC薄膜所需的印刷油墨基本相同,只是原有的PVC收缩膜印刷油墨对PET表面的附着力会略有下降,一般只需要对白墨进行轻微的调整就可以了。OPS薄膜则由于薄膜表面的溶剂耐性要远低于PVC薄膜,需要使用全新的低腐蚀油墨体系,而且国内总需求量很小,因此通常成本高于PETG与PVC印刷用油墨。此外,同样采取自动套标,OPS热收缩标签对终端用户自动套标设备的精度要求更高,所以市场适用范围更窄。


总之,经过十几年的发展,国内热收缩标签已经走过了快速增长期,但总的需求量仍然会稳步增长。对于各类热收缩薄膜未来的需求状况,有以下几个特点:


1.基于成本因素,即无论是终端用户还是标签印刷企业都不希望包装成本上升,因此在很长一段时间内,PVC薄膜仍将占据国内热收缩标签市场的主导地位,需求总量也会增加。


2.因为使用习惯和产业链不完备,OPS热收缩标签一直以来很难在欧洲、美国扩大其市场份额,与此类似,OPS薄膜在国内使用量将不会有较大的增长


3.由于越来越多的高端客户提出环保要求,另外也为了提升展示效果,更多的产品将采用异型瓶包装,所以PETG薄膜的使用量将快速增长



POF——C3热收缩包装薄膜


POF——C3热收缩包装膜是以PE 和PP为主要原料,经共挤吹塑工艺加工生产的一种多层环保无毒型热收缩包装材料。该产品的主要特点是:

①透明度高、光泽性好。可清晰展示产品外观, 提高展销效果. 体现较高的商品档次。

②柔韧性好, 使用方便。由于这种柔韧性, 可以使被包装物品在受到外部冲击时得到缓冲,用于脆性容器的包装还能防止容器破碎飞散。

③收缩率大。收缩率最高可达75 % , 利用其商收缩率产生的收缩拉力可将一组要包装的物品裹紧, 起到很好的捆扎作用, 非常适用于多件物品的集合包装, 尤其对异型物品的包装效果甚佳。而且经过特殊工艺处理的POF——C3薄膜的收缩力可控, 满足不同商品对收缩力的要求。

④焊封性好、强度高。适合手动、半自动和高速全自动包装。

⑤耐寒性好。可在-50℃保持柔韧性而不发生脆裂, 适合被包装物在寒冷环境下储存和运物。

⑥环保无毒。POF——C3热收缩包装膜的主要原料包括LLDPE( 线性低密度聚乙烯)、T P P ( 三元共聚聚丙烯)、PPC( 二元共聚聚丙烯)及必要的功能性助剂, 如爽滑剂、抗粘连剂、抗静电剂等均为无毒材料。符合美国FDA 标准, 可包装食品。

⑦防潮防尘。

⑧包装成本低, 优于纸盒及其它材料包装。



■自动化热收缩膜包装机·正面



其他产品包装效果图


目前市场上PETG膜、OPS膜和PVC膜综合性能比较,如表所示 :


*注:摩擦系数高低和所选用的聚酯材料有关,PET一般较低,而有些改性PET接近PVC。


收缩力与收紧力

将膜套包装在商品外面,用分切机按其包装尺寸进行横向裁切。收缩膜在适当的加热温度下,其长度和宽度都会发生急剧收缩(15%~60%)。一般要求薄膜尺寸比商品外形最大尺寸大出10%左右。


“果粒奶优”“冰红茶”“美汁源果粒橙”等标签全部由PVC向PET转化。



汇源推出了其含气果汁饮料“果汁果乐”,则同时使用了PET热收缩标签和OPS热收缩标签,其中PET热收缩标签占主要份额。




另外,百事可乐旗下的可乐品牌“极度”和雀巢旗下咖啡品牌的“丝滑拿铁”也已经全部使用PET标签。



饮料市场采用环保型的热收缩标签的号角已经吹响,在传统的不干胶标签占主导地位的日化行业也在悄然发生变化。今年上半年,宝洁公司的另一大沐浴露品牌“卡玫尔”,由不干胶标签更换为OPS收缩标签,这也是宝洁中国公司首次使用收缩标签。同时,经过5年研发解决了众多技术难题后的联合利华,也将启动旗下品牌“夏士莲”、“力士”品牌的收缩标签由PVC标签向PET标签转化。




环保、安全、卫生更是奶制品行业最为关注的地方,光明乳业率先在其玻璃瓶装牛奶上全部使用环保的OPS标签,其漂亮印刷、服贴得体的收缩效果,不仅很好地满足了奶制品行业规范标注的要求,更是达到了提升产品档次,展示企业形象,吸引消费者眼球,提高购买欲望的目的。




通过近年来的飞速发展,热收缩标签膜行业取得了很大进步和提高,但同欧、美、日等发达国家相比,无论市场规模、产品档次、新技术的应用以及消费水平都存在着较大差距。目前国内热收缩标签膜行业正面临着转型和再发展的问题,材料更新换代


对于结晶型聚合物,为了防止并减少结晶度,应使用冷却水骤冷方法来冷却厚膜,因为结晶了的厚膜是不能进行双向或单向拉伸,拉伸会使结晶破坏,降低膜的机械强度和性能。生产了厚膜重新加热到树脂的T g~T f温度下,即:玻璃化温度~熔融温度之间的高弹态下进行机械的纵向或横向拉伸,然后冷却成为热收缩薄膜。对于无定形聚合物, 如: PVC,可以直接由熔融态冷却到高弹态后就进行拉伸,冷却后卷取成热收缩薄膜,无需骤冷后再加热。各种树脂的T g、 T f及拉伸取向温度列于表1中。


各种塑料的热收缩温度、收缩率和收缩力如表

2中所示。

PVC由于透明性优良、容易改性而易满足不同强度和包装性能的要求。电绝缘性能优良、本身具有良好的阻燃自熄性而广泛用于生产热收缩薄膜,用于印刷标干、电线电缆接头收缩套管、收缩包装用。PVC热收缩薄膜的生产过程如下:PVC树脂原料开包、检验、过筛、配方—混炼→造粒→挤出厚膜→风冷→热水浴沸水加热→定型筒横向吹胀→夹膜辊熄泡→收卷成热收缩膜。PVC热收 缩薄膜生产过程中,因热缩膜的用途不同而有不同的生产配方,现把一些典型的配方列举如下:

(一)无毒PVC透明食品包装用热收缩薄膜配方:

PVC树脂(悬浮级六型或七型树脂粉,VCM<1PPM)           100份重 

ACR                       3.5 PHR 

CPE                       3 PHR 

无毒有机锡稳定剂    2.5 PHR 

环氧大豆油             4 PHR 

硬脂酸钙                0.5~1 PHR 

硬脂酸丁酯             0.5 PHR 

硬脂酸三甘油酯       0.3~0.5 PHR 

DOP增塑剂            5 PHR


(二)软质PVC无毒透明热收缩薄膜的配方


PVC树脂粉(悬浮六型或七型树脂粉,VCM<1PPM)           100份重 

MBS                        2 PHR 

CPE                        3 PHR 

DOP增塑剂              30 PHR~50 PHR 

环氧大豆油               5 PHR 

无毒有机锡稳定剂     2.5 PHR

硬脂酸钙                  0.5 PHR 

石蜡                         0.5 PHR 

硬脂酸丁酯               1 PHR

(三)硬质PVC着色无毒热收缩薄膜配方 

PVC树脂粉(悬浮6型或7型树脂粉

,VCM<1PPM)               100份重 

ABS                               3 PHR 

CPE                               4 PHR 

PVC色料或EVA为载体树脂的色为料    适量 

环氧大豆油                      3 PHR 

硬脂酸钙                         1 PHR 

无毒流体钙锌复合稳定剂   3 PHR 

填料石粉                          5 PHR 

石腊                                0.5 PHR 

硬脂酸                            0.3~0.5 PHR



PVC与PE、POF收缩膜性能对比


POF五层共挤热收缩膜是一种近年来逐渐兴起并为人们所接纳的新型换代产品。环保型多层共挤聚烯烃POF热收缩膜,是在专用设备中将线性低密度聚乙烯(LLDPE)作为中间层,共聚丙烯(PP)作为内、外层,经特殊工艺将内、中、外三层共同挤压,而制成的具有高透明度,高收缩率及热封性能良好的热收缩薄膜。它同时具备了聚乙烯(PE)和聚炳烯(PP)的所有优点与长处,其卓越的性能又远远优于单纯的聚乙烯(PE)膜和聚丙烯(PP)膜,是目前国际上广泛推广使用并经欧洲和美国市场认可的环保型热收缩包装材料。

它符合美国FDA及USDA标准,全部采用环保型材料制造,是一种环保包装材料,可以被回收再利用。特别适合制药行业、食品行业。产品符合“GMP”要求。

1.成本 POF比重0.92,厚度最薄0.012mm,实际单位成本较低. PE比重0.92,厚度最薄0.03以上,实际单位成本较高. PVC比重1.4,厚度最薄0.02mm,实际单位成本较高。


2.物性 POF薄而韧,厚度均匀,防潮性佳,质地柔软.抗拉强度高,耐撕裂强度大,收缩率可调.因LLDPE存在,耐揉搓性更好. PE厚而韧,厚度均匀,防潮性佳,质地柔软.耐撕裂强度低于POF,但远高于PVC,收缩率可调性差.耐揉搓性不如POF。PVC厚而脆,厚薄不均,防潮性差,质地硬脆.强度低,收缩率低,耐揉搓性差。


3.耐寒等物性 POF耐寒性极优,-50℃不硬不脆,不易破裂,可用于冷冻食品包装.收缩包装后, -50℃-95℃被包装物长期存放,稳定不变.有静电和防雾处理,不易污染灰尘,可保持产品清洁亮丽.PE 耐寒性特优,冬天或冷冻后,不发硬,不脆化,因此运输不易破裂.有静电消除处理,不易染尘,可保持产品清洁. 


PVC耐寒性极劣,冬天或冷冻后会发生脆化,因此运输中易破裂.收缩包装愈久,收缩会愈紧,被包装物变形.无静电消除处理,易沾染灰尘,令产品污染模糊.


4.加工性能 POF加工过程不产生水分也不会粘着于封棒上,保养及作业容易.高韧性,平滑性及抗揉搓性使其适用于高速生产线自动包装. PE加工过程不产生水分,也不粘于封棒上,保养及作业容易.高韧,低揉搓性,可用于较高速生产线自动包装. PVC加工过程会产生挥发分,易造成机械损坏,又易粘着于封棒上,作业不方便,保养困难.


5.安全性 POF收缩包装后,封口处四角柔软,不会割伤人手,也耐揉搓. PE收缩包装后,封口四角柔软,不会割伤人手. PVC收缩包装后,封口处四角硬且尖锐,易割伤流血.


6.环保卫生 POF无毒性,加工时不产生有毒气味,符合美国FDA和USDA标准。 PE无毒性,加工时不产生有毒气体,符合美国FDA和USDA标准. PVC有毒性,加工会产生臭味,有毒气体,逐渐禁用.



印刷油墨

目前,PET与PVC的印刷油墨基本相同,只是原有的PVC收缩膜印刷油墨对PET表面的附着力略有下降,一般只需要对白墨进行轻微的调整就可以了;

由于OPS薄膜表面的耐溶剂性要远低于PVC,所以需要使用全新的低腐蚀油墨体系,必须用专用油墨和专用溶剂,其成本略高于PET与PVC。

目前,在OPS上印刷金银色,特别是特亮金银色,效果还无法达到PVC和PET的水平。 


表面摩擦系数COF3.收缩力与收紧力


由于PET和OPS的表面摩擦系数(C.O.F.)与原有的PVC薄膜有明显区别,所以在标签印刷后的合掌和检品工序,以及在客户处的套标都有明显的差异,这一点在进行产品设计时需充分考虑。

目前的经验来看,经过一定的工艺处理,OPS和PET都可以在现有的高速套标机上使用。比如在Krones套标机上,45μm的PET可以54000瓶/小时,50μm的OPS可以44000瓶/小时的速度顺畅的进行套标。


运输和存储稳定性

由于PET在60℃以下几乎不会收缩,所以其运输的稳定性非常高,而且比PVC还要稳定,其长途海运都没有问题。但是,OPS则由于其具有一定的自然收缩率,所以其运输过程一般需采用保温措施,比如泡沫隔热层、或冷藏车,而且一般OPS薄膜出厂时的宽度都需要上偏差2mm,以备其自然收缩。

目前,PET供应商承诺的薄膜存储期为自生产之日起6个月,而OPS供应商承诺的存储期则为自出厂之日起3个月,PET薄膜长时间储存后会导致合掌牢度不稳定,拉伸强度等理化指标下降;OPS则会导致薄膜发脆无法高速印刷,收缩率降低或不稳定。

目前PVC、OPS夏季要求储存在空调仓库中,而PET则没有这样的强制要求。 



国内收缩膜产能


序号

公司名称

产品最大宽幅(㎜)

产  能

(吨/年)

1

河南银金达薄膜有限公司

4200

6000

4200

6000

2

山东圣和塑胶发展有限公司

5200

10000

3

富维薄膜(山东)有限公司

6400

12000

2200

1500

4

爱思开希(江苏)尖端塑料有限公司

7100

15000

5

广东华业包装材料有限公司

5000

8000

5000

8000

6

江苏景宏新材料科技有限公司

双单向拉伸机

5200

3000

双单向拉伸机

3000

2500

7

浙江诚信包装材料有限公司

3200

3500

9

宜兴市光辉包装材料有限公司

4200

6000

10

科佩(苏州)特种材料有限公司

3500

4000

11

江苏双星新材料股份有限公司

7200

15000

总计


100500

以上数据仅表示目前能够生产PET热收缩膜的厂家, 正在改造或者正在增加新线的厂家没有统计在内。


文章来源:包装前沿



Wed Aug 21 07:00:00 CST 2019 塑问君
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