CN102476483A - 一种离型材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种卫生材料用离型材料及其制备方法。该离型材料是将基材层放卷进行电晕处理后，采用间隔式五辊涂布技术对基材层进行低克重涂覆剥离剂，再采用uv光源激发光引发剂固化，经过特殊分切工艺、卷绕制成；其中基材层为PE膜、PP膜、PE复合无纺布及淋膜纸等材料中任意一种，剥离剂为阳离子、自由基硅油中任意一种。本制备方法使用低克重无溶剂间隔涂布及UV（紫外能）固化工艺，生产过程中无挥发性溶剂排放，uv冷光源固化无热能排放，对节约成本、改善性能、环保等方面均有深远意义，应用于一次性卫生护理领域。

Description

一种离型材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种离型膜材料及其制备方法，特别是涉及一种卫生材料用离型材料及其制备方法,卫生材料通常为需要用上述离型材料进行独立包装的一次性卫生用品。

背景技术

自上世纪八十年代初妇女用卫生巾及卫生护垫开始在国内生产及销售，随着人们生活水平的日益提高，个人清洁卫生越来越受到人们的高度关注和重视，此类商品已成为不同消费层次的妇女的必需消费品。而且随着生活水平、安全、资源节约意识的提升以及对一次性卫生用品的舒适性、合身性和美观性、卫生性等的需求，现卫生巾一次性卫生用品向更轻、更薄方向发展。目前一次性卫生用品的包装一般都由现卫生产品由原先的统一大包装（每个包装内有若干一次性卫生用品）均改为单片独立包装（一个包装对应一个一次性卫生用品），即独立包装的产品结构如一般为 “一次性卫生用品主体材料+离型膜/离型布”。

以公开号授权公告号为“CN2351277Y”，、标题“防粘离型膜”为代表的专利提出的了一种防粘离型膜为例，此专利涉及一种防粘离型膜，其主要由基膜层和硅油层两部分组成，其特征在于基膜层的一面整个面上都涂有硅油层，呈双层结构的薄膜，适应了多种场合的需要可适用于妇女卫生巾、尿布等；以公开号为“CN1840324A”和“CN1821286A”等提出的离型膜生产制作或加工方法专利为例，此类专利生产离型膜均采用溶剂型离型材料经烘道热固化制成离型材料。

但是，目前市场上此类离型膜材料生产不仅均采用溶剂型有机硅热固化而且均采用整幅涂布，即在需要对一次性卫生用品进行独立包装的边缘封口处也涂覆了离型剂剥离剂，不仅仅使得剥离剂的使用量提高浪费原料、增加成本，不节约资源，会更大地污染环境、提升成本，而且影响了使用的独立包装在边缘封口处的热封性能。

以公开号为“CN1132738C” 、“CN1200075A”、 标题“包装用材料、胶粘带用基材或隔离片”为代表的专利提出的了一种卫生巾一次性物品的包装用材料为例，此专利其特征为至少在薄膜状载体的一面形成可不连续的剥离剂层，使载体的一部分露出，至少在载体的一面上的剥离剂层有龟裂，作为基材的载体表面从龟裂部分露出。

但是，此类材料的龟裂存在随机性强，产品性能不稳定，不同的龟裂部分离型力大小有差异，不能满足实际生产的需求。

综上所述，需要如何另选择研发另一种新型离型材料，使得既可以省去其中的通常一次性卫生用品所用的覆盖用品背面胶粘剂的纸资源离型纸，利用该新型离型材料覆盖一次性卫生用品背面的胶粘剂代替单独使用的离型纸，而且在将该新型离型材料用作一次性卫生用品的独立包装时，独立包装的边缘封口处没有涂覆剥离剂也，从而不会不影响独立包装的边缘封口处热塑性材料的热封性能，这样既降低剥离剂的使用量、降低成本，节约资源、更加环保，而且不影响独立包装在边缘封口处的热封性能。

为解决上述问题，我司进行了大量研究，立项发明了间隔涂硅紫外光Uv固化离型膜材料，其利用间隔涂布，在比整幅涂布的有机硅使用量基础上可节约2/3的有机硅使用量，无溶剂涂布在使用过程中无挥发性溶剂排放， Uv固化是冷光源固化，无热能排放，此方法本发明在成本节约及环境保护等方面均具有深远意义。

发明内容

本发明的目的是提供了一种卫生材料用离型材料来及其制备方法，其可解决现有技术存在的上述问题，具有热封性能优良、节约资源、无污染等优点。

本发明的卫生材料一般是指一次性卫生用品， 诸如卫生巾、卫生护垫等，但是并不限定于此。涉及的技术方案为：

技术方案1：一种离型材料，主要由基材层和剥离剂层两部分组成，其特征是剥离剂层在基材层上不连续交替地涂覆，剥离剂层在基材层上呈不连续交替结构，使得离型材料呈不连续的交替双层结构。

技术方案2．如技术方案1所述的离型材料，其特征是所述的基材层为聚乙烯膜、聚丙烯膜、双向拉伸聚丙烯薄膜、聚酯薄膜、淋膜纸材料中的任意一种。

技术方案3．如技术方案2所述的离型材料，其特征是剥离剂层在基材层的横向、纵向、或横向和纵向上、或者任意方向上呈不连续交替结构。

技术方案4．如技术方案3所述的离型材料，其特征是涂覆剥离剂的基材层与剥离剂的剥离力达55～100g/25mm,残留粘接率达70%～99%。

技术方案5．如技术方案3所述的离型材料，其特征是所述的剥离剂为阳离子硅油、自由基硅油中的任意一种，其粘度可为100～3000毫帕秒。

技术方案6．如前述任一技术方案所述的离型材料，其特征是离型材料作为包装用材料、胶粘带用基材或隔离片。

技术方案7．如技术方案6所述的离型材料，其特征是离型材料作为用于包装一次性卫生用品的包装用材料，此时离型材料作为覆盖该一次性卫生用品背面胶粘剂的离型纸，同时用该离型材料对一次性卫生用品进行独立包装。

技术方案8．如技术方案7所述的离型材料，其特征是在用该离型材料对一次性卫生用品进行独立包装时，由边缘封口处的间隔露出的基材层经热封加工而成密封结构。

技术方案9．如技术方案8所述的离型材料，其特征是每一剥离剂的涂覆宽度为3-30mm 的范围，涂覆后形成的剥离剂条纹之间的间隔为3-50mm的范围。

技术方案10．如技术方案9所述的离型材料，其特征是一次性卫生用品背面上设有若干胶粘剂条，每一剥离剂的涂覆宽度与一次性卫生用品背面上的每一胶粘剂条的宽度一致，且涂覆后形成的剥离剂条纹之间的间隔与一次性卫生用品背面上的胶粘剂条之间的间隔一致。

技术方案11．用于技术方案1－10所述离型材料的制备方法，由基材层放卷及电晕处理-间隔式五辊低克重涂布-Uv固化-冷却－分切成卷工序组成。

离型材料一般是指离型膜材料或离型布材料，包括单层与多层的离型材料。离型材料可为包装用材料、胶粘带用基材或隔离片。但并不限定于此。

本发明所述的卫生材料用离型材料主要由基材层和剥离剂层两部分组成，其特征在于基材层的一面上间隔即不连续交替涂覆了剥离剂，剥离剂层在基材层上呈不连续交替结构，离型材料呈不连续的交替双层结构。

所述的基材层具体为聚乙烯（PE）膜、聚丙烯（PP）膜、双向拉伸聚酯聚丙烯（BOPP）薄膜、聚酯（PET）薄膜、淋膜纸等材料中任意一种；该离型材料中的基材层即基础涂布材料可具体为单位面积重量为20-30g/m²的PE膜、单位面积重量为20-30g/m²的PP膜、单位面积重量为20-30g/m²的BOPP膜、单位面积重量为20-40g/m²的为PET（20-40g/m2）膜、单位面积重量为25-40g/m²的PE复合无纺布材料、单位面积重量为30-50g/m²的淋膜纸、单位面积重量为30-60g/m²的淋膜无纺布等材料中任意一种。其中上述材料及其单位面积重量仅为举例，但并不限定于此。

所述的剥离剂层具体可为阳离子硅油、自由基硅油中的任意一种，其粘度可为100～3000毫帕秒（mpas）。但是并不限定于上述。

所述的间隔涂硅具体为在基材层的一面横向、纵向上按产品规格有规律的间隔即不连续交替涂覆剥离剂硅油，离型材料涂覆硅油剥离剂处的基材层与剥离剂的剥离力可达5～100g/25mm,残留粘接率残余粘合力可达70%～99%，其中剥离力以及残留粘接率残余粘合力测试参考FINAT国际标准轻剥离测试方法。

 快速法测试残余粘合力（QSA）是FINAT (国际不干胶标签协会，海牙)测试方法FTM#11的修改版本，FTM#11是众所周知的残余粘合力测试方法（SA），该测试用于确定有机硅离型涂层的固化程度。原始的FINAT方法要求胶带与有机硅离型层有一个较长的接触时间，工业中常见的现行的接触时间为16到24小时，指定这样长的接触时间是为了热固化有机硅可以反应完全。而对于自由基固化有机硅，是不需要后固化的。这样的话，实验就可以缩短而不会破坏其结果，准确度也不会受到影响。

快速法测试残余粘合力

测试仪器与样品准备                   

1)  拉力机或类似的仪器，此拉力机应该有能力做180度的剥离，剥离速度300mm/min；

2)  一只标准的FINAT测试橡胶辊轮，重量为20.05公斤；

3)  英诺薄膜CR50, 为单面电晕OPP膜，裁切至约6*15厘米大小或使用一组标准金属板或玻璃测试板，要求表面光滑，无划伤，污点或斑痕；

4)  TESA7475标准测试胶带，25毫米宽；

5)  双面胶带, 用于测试样的固定，粘性应足以牢固的固定样品，在离型力或残余粘合力的测试过程中无变形，无脱胶现象；

6)  一张涂硅的样品。

 

测试过程

快速法测试残余粘合力（QSA）要求与有机硅表面有60秒的接触时间，只需5分钟左右就可以得到测试结果。因此，QSA测试很适合于大生产中的质量控制。

进行此项试验，先将一条TESA 7475通过测试辊轮(在贴合面上滚压5个来回)贴合在涂硅的基材表面，速度大约为200 mm/s，然后将一条OPP膜用双面胶带固定在拉力机的测试板上，接触60秒后将其从硅油表面移除，然后与OPP膜贴合(用测试辊轮压5个来回)，再接触30秒，启动拉力机进行测试并记录结果。

测试三至五次取平均值作为参考。

由于剥离力依赖于温度，因此应该在有温度控制的环境下(23℃, 50% RH) 测试以保证测试结果的可靠性。在这样的环境中，早晨所测的可以用于全天的QSA测试的参考值。

结果

QSA值是测试值与参考值平均值的比值。与FTM#11 SA 值相似, 其读数很少高于95%，QSA数值高于80%是可以考虑接受的。

                                                 

QSA测试方法的精确度为 2.5% (3 sigma)，与FTM#11的残余粘合力是可以相比的。

优选的，离型材料基材层上的剥离剂的涂覆量可为0.6-0.8gsm，其中离型材料在对应成为独立包装的边缘封口处没有涂覆剥离剂，从而不会影响独立包装的边缘封口处的热封性能；且优选的，剥离剂之间的间隔与一次性卫生用品背面的胶粘剂之间的间隔相同,剥离剂可涂覆成与一次性卫生用品背面的胶粘剂对应的形状,比如条形。一次性卫生用品背面上可设有若干胶粘剂条，每一剥离剂的涂覆宽度与一次性卫生用品背面上的每一胶粘剂条的宽度一致，且涂覆后形成的剥离剂条纹之间的间隔与一次性卫生用品背面上的胶粘剂条之间的间隔一致。这样就能最大限度的降低剥离剂的使用量，而且不会影响该离型材料作为覆盖该一次性卫生用品背面胶粘剂的通常离型纸，也不会影响该离型材料作为独立包装的边缘封口处的热封性能，在用该离型材料对一次性卫生用品进行独立包装时，由间隔露出的基材层经热封加工而成密封结构。用该离型材料对一次性卫生用品进行独立包装时，由边缘封口处的间隔露出的基材层经热封加工而成密封结构。可根据实际的产品需求来设定剥离剂之间的间隔以及涂覆量。对于通常的一次性卫生用品而言，剥离剂之间的间隔通常为3-10mm，以及涂覆量通常为0.6-0.8gsm。但是上述只是举例，并不限定于此。 

本发明的另一个目的是提供一种上述离型材料的制备方法。

所述的离型材料制备方法使用低克重无溶剂间隔涂布及Uv光源激发光引发剂固化，在生产过程中无挥发性溶剂排放，Uv冷光源固化无热能排放。其中，无溶剂体系即为光引发剂（α-羟烷基苯酮类）加硅油，没有通过溶剂或者活性稀释剂进行稀释，固化过程中无溶剂挥发而对环境友好。Uv固化指通过一种单体/低聚物的混合物的快速聚合而获得一种也可交联的涂膜技术是指在特殊配方的树脂中加入光引发剂（或光敏剂），经过吸收紫外线（Uv）光固化设备中的高强度紫外光后，产生活性自由基或离子基，从而引发聚合、交联和接枝反应，使树脂在数秒内由液态转化为固态。由于UV固化属于成熟的现有技术，因此在此不再赘述。涂覆硅油的方向可为横向、纵向、或横向和纵向上、或者任意方向。即剥离剂层可在基材层的横向、纵向、或横向和纵向上、或者其它任意方向上呈不连续交替结构。

制备本发明离型材料的制备方法是由基材层放卷及电晕处理、间隔式五辊低克重涂布、Uv固化及分切成卷依次进行的4个工序组成，包括如下步骤：

（A）基材层放卷及电晕处理电晕：进行基材层的放卷，然后利用电晕机对基材层的表面进行电晕处理， 电晕处理属于公知常识，在此不再赘述。具体为电晕后膜基材层的表面张力应该大于40mN/m(达因)；

（B）间隔式五辊低克重涂布：间隔式五辊5辊转移涂布采用5电机变频控制,设备机械线速度为0-150m/min，涂布量为0.4-1.5g/m², 精度正负0.1g/m²（优选涂布量为0.8g/m²）精度正负0.1g/m²，间隔涂布的条纹涂覆处不允许存在漏涂现象，精度正负3 mm，条纹是指剥离剂在基材层上涂覆形成的条纹，每一剥离剂的涂覆宽度为3-30mm的范围，涂覆后形成的剥离剂条纹之间的间隔为3-50mm的范围。五辊涂布设备的各传动辊配置旋转接头，传动辊通水循环； 

（C）Uv固化： Uv固化为紫外（冷光源）固化，生产中无热能排放；可同时满足自由基、阳离子两种类型硅油的固化，自由基固化时需要氮气保护，腔体内的氧气含量要求 < 50ppm，其UV功率可应生产线速度而调整，满足不同条件下的固化要求，满足最大 200 m/min时固化正常, 针对技术方案提到的基材要求固化后 QSA、SA均大于85%； 

（D）分切：将涂布固化后的材料按间隔涂覆离型处为中心，按所需规格分切、卷制成所需要的间隔离型材料，材料间隔涂布误差在正负3mm内。

附图说明

图1是五辊涂布装置的示意图；

其中R1为固定辊，其为镀铬钢辊或陶瓷辊；

R2为橡胶辊；

R3为镀铬钢辊或陶瓷辊；

R4为橡胶的施料辊；

R5为逆向辊, 其为镀铬钢辊或陶瓷辊 。

图2是纵向条纹间隔涂布辊的示意图；

图3 是横向条纹间隔涂布辊的示意图；

图4是纵、横向块状间隔涂布辊的示意图；以及

图5是另一纵、横向块状间隔涂布辊的示意图；

图6a为使用非常光滑的EPDM 施料辊(邵氏A 60)制成的有机硅涂层的显微镜照片；

图6b为使用旧表面的EPDM 施料辊(邵氏A60)制成的涂层的显微镜照片。

对于五辊涂布的详细描述：

5-Roll-Coater

辊的设置：

Roll 1 (镀铬钢辊或陶瓷辊) 3 to 8 m/min，固定辊，捏合脚印： 10 - 15 mm, 高的捏合脚因会导致低的涂布量，对于涂布量低于1 g/m, 20 mm的捏合脚印会比较有帮助，太小的捏合脚印会在涂布中产生条纹 。        

Roll 2 (橡胶辊) 线速度的8 - 25 % 。捏合脚印: 5 - 10 mm. 速度越快，涂布量越大 。    

 Roll 3 (镀铬钢辊或陶瓷辊) 线速度的50-90 %。捏合脚印: 5 -10 mm 。   

Roll 4 (橡胶的施料辊)  纸张：线速度的101 - 102 %。捏合脚印: 10 - 15 mm。薄膜: 线速度的101 - 105 % 。捏合脚印: 15 - 20 mm 。  

Roll 5 (逆向辊, 镀铬钢辊或陶瓷辊)线速度

R4根据产品要求制成纵向或横向间隔的条纹状。

在涂布工艺 (5辊涂布头, 胶印凹印以及印刷机) 中使用的橡胶辊对涂布的质量有很大的影响。

橡胶质量

最常用的辊子材料是PUR，NBR以及EPDM。这些缩写代表的是：

PUR Polyurethane Rubber 聚氨酯橡胶

NBR Acrylonitrile-Butadiene Rubber 丁腈橡胶

EPDM Ethylene-Propylene-Dien Rubber 三元乙丙橡胶

施料辊的表面光滑度对有机硅涂布的优良品质是最重要的。图6a为显微镜照片 (50倍放大) 显示了一个使用非常光滑的EPDM 施料辊(邵氏A 60)制成的有机硅涂层，图6b的照片拍自于一个用同样的涂布机，同样的涂布设定，但是使用的是一个旧表面的EPDM 施料辊(同样是邵氏A60)制成的涂层。

至于表面平滑，厚度一致的最好材料为PUR, 紧接着是EPDM和NBR。PUR与EPDM相比要贵得多但更耐用。EPDM是多层通过横向接合而成，较低质量的EPDM 辊可能会有硬度和厚度的变化。EPDM 辊是涂硅中最常使用的。

橡胶硬度

剂量辊(5辊涂布头, 第2根辊) 应该比施料辊更硬，最佳的硬度为75 - 80邵氏A。施料辊应该稍微软一些，邵氏硬度为55 -75。邵氏A 55 – 75的套管在纸张和薄膜的涂硅上应用的非常普遍。这个硬度同样适合于胶印凹印涂布头与印刷机的施料辊。软辊与硬辊相比回复性更好。

耐温性

橡胶辊的寿命依赖于温度与摩擦，高温和高摩擦都会降低其寿命。软的辊子和高的压痕会导致高的摩擦和温度，可能会导致耐久性的下降。光固化有机硅可以加热至60℃帮助粘度的降低。环境温度高于40℃ 也会导致涂布头温度的上升。如果导致橡胶的温度> 90℃，PUR可能会出现问题。在这种情况下EPDM或NBR辊会更适合，因为它们更具有耐温性。

橡胶辊的清洁

如果使用不适合的溶剂清洁橡胶辊，溶剂会溶胀橡胶。重复的溶胀和收缩会由于增塑剂和填料的萃取而降低辊的直径和弹性。因此，有机硅会迁移到橡胶内而变得发粘，会降低辊子的寿命。要具有最大的耐溶剂性和最好的回复性，使用Hypalon (氯磺化的, CSM)氯磺化聚乙烯橡胶或 Viton (氟化的) 氟橡胶。如果耐温到200℃以上，可以使用硅橡胶。

本发明优点：

1. 本发明的离型材料，由于采用间隔式涂布，不会影响该离型材料作为独立包装的边缘封口处的热封性能热塑性材料的热封性能不受影响，能够避免离型材料在实际加工过程因热封性能下降而导致的热封口不良现象；

2. 本发明的离型材料，由于采用新型五辊低克重涂布，大大降低了离型材料的使用，对环境保护及控制成本方面均有很大的好处；

3. 本发明的离型材料，由于采用的是无溶剂涂布、UV固化，在生产过程中无挥发性溶剂排放，Uv冷光源固化无热能排放，对节约成本、改善性能、环境保护等方面均有深远意义；

4．本发明的离型材料，其离型具体指标可根据离型剂剥离剂中成分的含量调节而变化，可满足不同工作条件下的需要，所得产品涂覆离型材料处的剥离力为5～100g/25mm，残留粘接率残余粘合力为70%～99%。

具体实施方式

   下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明做各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附技术方案书所限定的范围。

下面给出本发明几个具体的实施例：

实施例1

将PE膜放卷后电晕，在经过五辊涂布机间隔涂布，其具体参数：PE膜面密度为25g/m²，放卷速度为80m/min，电晕后表面张力为45mN/m(达因)，间隔涂布宽度为40mm，平方米涂布克重为0.4g/m²， Uv灯光强为1300m/min的条件下成离型材料，离型材料中涂覆硅油处的剥离力可达12 g/25mm，残留粘接率残余粘合力可达84%。

实施例2

将PE膜放卷后电晕，在经过五辊涂布机间隔涂布，其具体参数：PE膜面密度为30g/m²，放卷速度为120m/min，电晕后表面张力为40mN/m(达因)，间隔涂布宽度为35mm，平方米涂布克重为0.28g/m²，Uv灯光强为1500m/min的条件下成离型材料，离型材料中涂覆硅油处剥离力可达15 g/25mm，残留粘接率残余粘合力可达90%。

实施例3

将BOPP膜放卷后电晕，在经过五辊涂布机间隔涂布，其具体参数：BOPP膜面密度为25g/m²，放卷速度为150m/min，电晕后表面张力为40mN/m(达因)，间隔涂布宽度为60mm，平方米涂布克重为0.35g/m²，Uv灯光强为2000m/min的条件下成离型材料，离型材料中涂覆硅油处剥离力可达24 g/25mm，残留粘接率残余粘合力可达87%。

应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明描述的内容之后，本领域技术人员可以对本发明做各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附技术方案书所限定的范围。 

Claims (11)

1.    一种离型材料，主要由基材层和剥离剂层两部分组成，其特征是剥离剂层在基材层上不连续交替地涂覆，剥离剂层在基材层上呈不连续交替结构，使得离型材料呈不连续的交替双层结构。

2.    如权利要求1所述的离型材料，其特征是所述的基材层为聚乙烯膜、聚丙烯膜、双向拉伸聚丙烯薄膜、聚酯薄膜、淋膜纸材料中的任意一种。

3.    如权利要求2所述的离型材料，其特征是剥离剂层在基材层的横向、纵向、或横向和纵向上、或者任意方向上呈不连续交替结构。

4.    如权利要求3所述的离型材料，其特征是涂覆剥离剂的基材层与剥离剂的剥离力达55～100g/25mm,残留粘接率达70%～99%。

5.    如权利要求3所述的离型材料，其特征是所述的剥离剂为阳离子硅油、自由基硅油中的任意一种，其粘度可为100～3000毫帕秒。

6.    如前述任一权利要求所述的离型材料，其特征是离型材料作为包装用材料、胶粘带用基材或隔离片。

7.    如权利要求6所述的离型材料，其特征是离型材料作为用于包装一次性卫生用品的包装用材料，此时离型材料作为覆盖该一次性卫生用品背面胶粘剂的离型纸，同时用该离型材料对一次性卫生用品进行独立包装。

8.    如权利要求7所述的离型材料，其特征是在用该离型材料对一次性卫生用品进行独立包装时，由边缘封口处的间隔露出的基材层经热封加工而成密封结构。

9.    如权利要求8所述的离型材料，其特征是每一剥离剂的涂覆宽度为3-30mm 的范围，涂覆后形成的剥离剂条纹之间的间隔为3-50mm的范围。

10.如权利要求9所述的离型材料，其特征是一次性卫生用品背面上设有若干胶粘剂条，每一剥离剂的涂覆宽度与一次性卫生用品背面上的每一胶粘剂条的宽度一致，且涂覆后形成的剥离剂条纹之间的间隔与一次性卫生用品背面上的胶粘剂条之间的间隔一致。

11.用于权利要求1－10所述离型材料的制备方法，由基材层放卷及电晕处理-间隔式五辊低克重涂布-Uv固化-冷却－分切成卷工序组成。

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