CN112020430A - 用于制造被印刷的非织造物-膜层压材料的方法 - Google Patents

用于制造被印刷的非织造物-膜层压材料的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于从起始非织造物幅材(2)和由热塑性聚合物材料制成的起始膜幅材(1)制造被印刷的非织造物‑膜层压材料的方法，其中起始非织造物幅材的熔点高于起始膜幅材的聚合物材料的至少一种组分的结晶熔点。该方法包括下述步骤：起始膜幅材至少部分地利用印刷色料和增附剂来涂层；被涂层的膜幅材与起始非织造物幅材一起被加热至高于增附剂和起始膜幅材的聚合物材料的至少一种组分的结晶熔点并且低于起始非织造物幅材的结晶熔点的温度，以获得层压材料；通过被冷却的辊隙(9、10)来冷却所获得的层压材料。本发明还涉及一种用该方法制造的被印刷的非织造物‑膜层压材料及其应用。

Description

用于制造被印刷的非织造物-膜层压材料的方法
技术领域
本发明涉及一种用于制造被印刷的非织造物-膜层压材料的方法，由此制造的被印刷的非织造物-膜层压材料和该非织造物-膜层压材料尤其在卫生领域、例如在尿布中的用途。
背景技术
由EP 0768168 A1和EP 1716830 A1已知用于制造可用于卫生领域的膜的方法。由于这种卫生膜的应用领域对其提出了许多要求。这种卫生膜应是液体不能透过的并且具有特定的触觉特性，例如柔软、柔韧、响声小的特点和纺织物触感。卫生领域中的膜应具有柔软的、布样的触感。尤其当该膜用于失禁产品时，产生的噪声应尽可能小，即该膜应是响声小的。与低光泽度结合，这实现了在卫生领域中希望的非常类似纺织物(textile)的膜。此外，在过去几年里包含在尿布和失禁产品中的吸收体越来越薄，这尤其已经可通过使用超吸水性聚合物得以实现。超吸水性聚合物以粗颗粒的粉末的形式被使用，并且卫生膜必须具有例如在由于携带者坐下或其他移动而受到负荷时可靠地避免膜被各个颗粒刺穿的强度。必须避免穿透超吸水性聚合物的洞(“针孔”)的形成和包装单元中成品膜产物的破裂。对卫生膜的另一个要求在于最小抗拉强度，其对于在例如尿布和卫生巾的制造商的快速运行的机器(变流器)上加工膜幅材而言是必需的。此外，用于卫生用途的膜应具有特定的纵向和横向抗断强度。
还已知使用在卫生领域的由膜和非织造物构成的层压材料。在WO 2006/024394A1中描述了这种层压材料的制造，其中由热塑性聚合物材料制成的起始膜幅材与熔点高于聚合物材料的结晶熔点的起始非织造物幅材一起被加热至高于聚合物材料的结晶熔点且低于起始非织造物幅材的熔点的温度，并且形成的层压材料被引导穿过被冷却的辊隙，并且在此被冷却至低于起始膜幅材的结晶熔点的温度。
在EP 0768 168 A1中，由热塑性聚合物材料制成的起始膜幅材被加热至聚合物材料的熔融液态(schmelzeflüssig)的状态并且之后被引导穿过被冷却的辊隙。在EP1716830 A1中执行用于加热聚合物材料且然后将其与起始膜幅材一起引导穿过被冷却的辊隙的方法，该起始膜幅材包含具有聚乙烯基质的热塑性聚合物材料，其中包含1至70重量份额的聚丙烯(参照聚乙烯基质为100重量份额)。在此将起始膜幅材加热至聚乙烯基质材料的熔融液态的状态，而聚丙烯没有被加热至熔融液态的状态。在其中描述的膜具有低至15μm以下的厚度，其还满足了卫生膜的要求。由EP 2 565 013 A1还已知更薄的膜，其通过下述特殊的拉伸方法来制造，即由包含低熔点的组分和高熔点的组分的热塑性聚合物材料制成的膜通过加热至部分熔融的状态被强力拉伸。
非织造物-膜层压材料越来越多地被印刷。WO 2006/024394 A1描述了，在膜与非织造物复合之前用印刷色料对膜进行印刷。只要印刷色料仅覆盖膜的一小部分、通常5至10％，则由此不会影响在施加了印刷色料之后借助热层压实现的在膜和非织造物之间的复合，因为没被印刷的位置提供了足够的复合。然而因为市场的发展趋势是印刷色料覆盖范围越来越大直至完全覆盖，则产生下述问题，即在膜的被印刷的位置处不存在膜和非织造物之间的复合，并且因此在印刷色料覆盖范围较大时不能再利用已知的热层压方法制造层压材料。
发明内容
本发明的目的在于，解决上述问题并且即使在印刷色料覆盖范围很大时也能实现非织造物-膜层压材料的制造。
所述问题通过下述方式得以解决，即由热塑性聚合物材料制成的被印刷的膜在印刷位置处利用增附剂被涂层(印刷)，并且然后与非织造物幅材一起被加热至增附剂和膜的至少一种聚合物组分的熔融液态的状态中，其低于非织造物的结晶熔点。然后在被冷却的辊隙中冷却所获得的层压材料。不同于常规的在高温或熔融的状态下被施加到聚合物膜上的热熔性粘合剂或热熔胶，在根据本发明的方法中增附剂在低温时优选地以基于溶剂或基于水的形式尤其借助印刷装置被施加或在一种已经添加了印刷色料的实施方式中额外与印刷色料一起被施加。在施加之后，通过加热膜和非织造物将增附剂转化为其熔融液态的状态，由此在印刷位置处实现了膜和非织造物之间的复合。
本发明由此涉及一种用于从起始非织造物幅材和由热塑性聚合物材料制成的起始膜幅材制造被印刷的非织造物-膜层压材料的方法，其中起始非织造物幅材的熔点高于起始膜幅材的聚合物材料的至少一种组分的结晶熔点，
其中该方法包括下述步骤：
由热塑性聚合物材料制成的起始膜幅材至少部分地利用印刷色料和增附剂被涂层；
被涂层的起始膜幅材与所述起始非织造物幅材一起被加热至高于增附剂和起始膜幅材的聚合物材料的至少一种组分的结晶熔点并且低于起始非织造物幅材的结晶熔点的温度，以获得层压材料；和
通过被冷却的辊隙来冷却所获得的层压材料。
适合的起始膜幅材包含至少一种聚合物组分或聚合物材料，其熔点低于起始非织造物幅材的结晶熔点。在该方法的一种优选实施方式中使用了具有低熔点聚合物组分和高熔点聚合物组分的起始膜幅材，其参照100重量％的低和高熔点聚合物组分例如具有15至85重量％的低熔点聚合物组分和85至15重量％的高熔点聚合物组分。优选地，使用的起始膜幅材具有至少一种作为低熔点聚合物组分的聚丙烯和至少一种作为高熔点聚合物组分的聚丙烯的。此外，可以使用具有至少一种作为低熔点聚合物组分的聚乙烯和至少一种作为高熔点聚合物组分的聚乙烯的起始膜幅材。示例性地，使用的起始膜幅材和起始非织造物幅材分别具有至少一种聚乙烯或分别具有至少一种聚丙烯。
在该方法的其他优选实施方式中，起始非织造物幅材包含基于聚乙烯和/或聚丙烯的纤维。
优选地，起始膜幅材至少10％、尤其至少15％、优选地至少20％利用印刷色料和增附剂被涂层。印刷色料优选地是示例性地包含颜料(Pigmente)、粘合剂和溶剂的印刷色料。印刷色料是基于水的或基于溶剂的，印刷色料尤其是基于水的或基于乙醇的。增附剂优选地是基于水的或基于溶剂的热塑性聚合物。尤其地，增附剂包括作为聚合物的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA共聚物)或聚酰胺。在特别优选的实施方式中使用了包含增附剂的印刷色料。由此可以在一个步骤中施加印刷色料和增附剂。
在本发明的其他设计方案中使用了包含1至75重量％、尤其是50至75重量％的填料，尤其是白垩的起始膜幅材。这实现了可透气的层压材料的制造。
在该方法的其他优选实施方式中，加热至低于起始非织造物幅材的结晶熔点5至20℃。更优选地，层压材料在被冷却的辊隙中被冷却至低于起始膜幅材的聚合物材料的至少一种组分的结晶熔点至少10至30℃。起始膜幅材可以在印刷之前就已经沿机器方向或横向方向或者沿机器方向和横向方向被拉伸。在被填满的膜中可以通过拉伸制造可透气的膜，该膜被再加工成可透气的层压材料。
本发明还涉及利用根据本发明的方法制造的被印刷的非织造物-膜层压材料。例如被印刷的层压材料可以具有10至45g/m2、尤其是10至35g/m2、优选地是10至25g/m2的单位面积重量。本发明还涉及被印刷的层压材料的尤其是在卫生领域或医药领域的用途，例如用于尿布中的底片、用于床垫(Betteinlagen)或卫生巾的用途。
附图说明
在以下说明书、附图和权利要求中说明了本发明的优选实施方式。
附图中：
图1示出了用于执行根据本发明的方法的优选实施方式，其中所使用的设备具有八个印刷装置。
图2示出了用于执行根据本发明的方法的优选实施方式，其中所使用的设备具有一个拉伸装置和两个印刷装置。
图3示出了用于执行根据本发明的方法的优选实施方式，其中所使用的设备具有一个拉伸装置和八个印刷装置。
具体实施方式
本发明的方法能制造薄的、被印刷的、可透气的或不可透气的非织造物-膜层压材料，其满足在卫生领域中对膜的要求。例如可以根据膜和非织造物的厚度在稳定的工序中制造单位面积重量在16g/m2以下、例如为14g/m2或12g/m2或10g/m2的被印刷的层压材料。这种层压材料能在线联机地(inline)被再加工成用于尿布的具有纺织物触感的所谓的底片(纺织物底片)。由于使用高熔点聚合物组分、例如聚丙烯，根据本发明的方法获得的层压材料的另一个优点在于改进的热稳定性。这例如当层压材料用作卫生领域中的底片时能实现，可以借助热熔胶系统在温度为140至160℃的范围内施用(aufgebracht)例如婴儿尿布或失禁用品的内衬，而不会因此使薄的层压材料熔融。本发明能实现制造具有任意尺寸的印刷色料覆盖范围的非织造物-膜层压材料。
在本发明中，给出的熔点、熔融范围和结晶熔点是根据DSC(差示扫描量热法)确定的。
根据本发明，起始非织造物幅材的熔点高于起始膜幅材的聚合物材料的至少一种组分的结晶熔点或者高于起始膜幅材的至少一种聚合物材料的结晶熔点。适合的起始膜幅材包含至少一种熔点低于起始非织造物幅材的结晶熔点的聚合物组分。在本发明的方法中，所述至少一种聚合物组分被加热至熔融液态的状态。优选地，起始膜幅材包含至少一种低熔点聚合物组分和至少一种高熔点聚合物组分。优选地，起始膜幅材包含一种、优选两种低熔点聚合物组分。优选地，起始膜幅材包含一种、尤其是两种高熔点聚合物组分。在执行本方法时，起始膜幅材的熔融液态的聚合物材料配属于低熔点聚合物组分，而起始膜幅材的非熔融液态的聚合物材料属于高熔点聚合物组分。
公知的是，聚合物没有明确定义的熔点，而是具有熔融范围，但是其中聚合物的结晶区域可以具有结晶熔点。该结晶熔点总是高于不结晶的组成部分的熔点或熔融范围。通过剪切模量接近于零来描述熔融液态的状态。对于具有结晶区域的聚合物，这种情况不可能再存在。剪切模量例如可以根据ISO6721-1&2来确定。在本发明中，起始膜幅材被加热至对于至少一种聚合物组分而言剪切模量为零的温度。如果起始膜幅材包含低熔点聚合物组分和高熔点聚合物组分，则对于低熔点聚合物组分而言剪切模量为零，且对于高熔点聚合物组分而言剪切模量不为零。在低熔点聚合物组分中不可能有结晶区域，并且低熔点聚合物组分处于熔融液态的状态中。与此相反，在高熔点聚合物组分中仍然可以有结晶区域，并且该结晶区域低于熔融液态的状态。
原则上所有具有相应的熔点的热塑性聚合物可以考虑作为用于起始膜幅材的材料。对此可以从市场上获得大量的商业产品。优选地使用不同的聚烯烃，尤其是聚乙烯、聚丙烯、乙烯和丙烯的共聚物、乙烯和丙烯与其他共聚单体的共聚物、或其混合物。此外，乙烯醋酸乙烯酯(EVA)，乙烯丙烯酸酯(EA)，乙烯丙烯酸乙酯(EEA)，乙烯丙烯酸(EAA)，乙烯甲基丙烯酸酯(EMA)，乙烯丙烯酸丁酯(EBA)，聚酯类(PET)，聚酰胺(PA)如尼龙，乙烯乙烯醇(EVOH)，聚苯乙烯(PS)，聚氨酯(PU)，或热塑性烯烃弹性体是适合的。
为了确保膜与非织造物之间的复合，起始膜幅材包含至少一种聚合物组分，其在本发明的方法中处于熔融液态的状态中，并且与起始非织造物幅材是相容的。尤其地，起始膜幅材包含至少一种聚丙烯并且起始非织造物幅材同样包含至少一种聚丙烯。
分别参照低熔点聚合物组分和高熔点聚合物组分为100重量％，低熔点聚合物组分的总量优选地为90至10重量％、尤其为80至20重量％、最优选地为70至30重量％，并且高熔点聚合物组分的总量优选地为10至90重量％、尤其为20至80重量％、最优选地为30至70重量％。替选地。依然参照低熔点聚合物组分和高熔点聚合物组分为100重量％，低熔点聚合物组分的总量优选地为85至15重量％并且高熔点聚合物组分的总量优选地为15至85重量％。在这些定量指标中，低熔点聚合物组分例如可以是一种或多种聚丙烯和一种或多种聚乙烯，而高熔点聚合物组分可以是一种或多种聚丙烯。
在一种特别优选的实施方式中，起始膜幅材包含至少一种作为低熔点聚合物组分的聚丙烯和至少一种作为高熔点聚合物组分的聚丙烯。
优选地，低熔点聚合物组分包含乙烯共聚物、尤其是丙烯-乙烯共聚物，或由其制成。此外，低熔点聚合物组分可以包含乙烯聚合物，例如LDPE(低密度聚乙烯)、LLDPE(线性低密度聚乙烯)、MDPE(中密度聚乙烯)和HDPE(高密度聚乙烯)。其他优选的共聚单体是另外的烯烃，例如丁烯、己烯或辛烯。乙烯共聚物、尤其是丙烯-乙烯共聚物也可以包含其他热塑性聚合物。优选地，低熔点聚合物组分包含聚丙烯。已知存在高结晶等规立构的、低结晶间规立构的)和非晶态无规立构的聚丙烯，其具有不同的熔点、熔融范围或结晶熔点。非晶态无规立构的聚丙烯具有明显低于等规立构聚丙烯和必要时也低于间规立构聚丙烯的熔点或熔融范围，在使用非晶态无规立构聚丙烯时，该聚丙烯根据加热温度在根据本发明的方法中必要时被归于低熔点聚合物组分。
优选地，高熔点聚合物组分包含至少一种聚丙烯，其熔点、熔融范围或结晶熔点显著高于低熔点聚合物组分的熔点、熔融范围或结晶熔点。适合的聚丙烯尤其是等规立构的聚丙烯。也可以使用间规立构的聚丙烯，只要其熔点、熔融范围或结晶熔点明显高于低熔点聚合物组分的熔点、熔融范围或结晶熔点。在商业中可以获得适合的聚丙烯，例如用于制造吹塑膜和/或塑膜(Cast-Folien)。
高熔点聚合物组分可以包括丙烯作为主单体的丙烯共聚物和丙烯均聚物。对丙烯共聚物而言适合的共聚单体是除丙烯的以外的烯烃、优选乙烯。在丙烯-乙烯共聚物中，乙烯份额优选地为2至30重量％、特别优选地为2至20重量％且尤其为2至15重量％或3至20重量％。
以下给出几种聚乙烯和聚丙烯的熔融范围：
LDPE：110-114℃；
LLDPE：115-130℃；
HDPE：125-135℃；
丙烯均聚物：150-165℃；
丙烯-乙烯共聚物：120-162℃，在乙烯极少时也能实现较高的温度；
双峰丙烯-乙烯(均)共聚物：110-165℃。
也可以使用所谓的双峰聚丙烯。其在此是分别具有不同的共聚物份额的两种不同的聚丙烯，其被结合(zusammenfassen)在一原料中。这种双峰聚丙烯具有两个结晶熔点，其中通常通过DSC分析也可以确定所述两种聚丙烯的大致份额。作为示例提出，具有125℃和143℃的结晶熔点的双峰聚丙烯的两种不同的聚丙烯的份额为25/75。当加热温度为130℃时，25％的具有125℃的结晶熔点的聚丙烯被归于低熔点聚合物组分，而75％的具有143℃的结晶熔点的聚丙烯被归于高熔点聚合物组分。
在本发明的方法中，起始膜幅材与非织造物幅材一起被加热直至或高于起始膜幅材的聚合物材料的至少一种组分的熔融液态的状态且低于起始非织造物幅材的熔融液态的状态。“加热至熔融液态的状态”在此意味着，起始膜幅材的至少一种聚合物材料或至少一种聚合物组分处于熔融液态的状态中。然而仅加热至使得起始非织造物幅材未处于熔融液态的状态中。因此，起始膜幅材至少被加热至其部分熔融液态的状态，而起始非织造物幅材没有熔融。
同样如在低熔点聚合物组分中可以存在特殊的熔融的聚乙烯那样，在高熔点聚合物组分中也可以存在特殊的不熔融的聚乙烯，该聚乙烯被归于高熔点聚合物组分。优选地，高熔点聚合物组分包含至少一种聚丙烯。
为了能够在一段较长的时间段稳定地执行工序，起始膜幅材的低熔点和高熔点聚合物组分的(结晶)熔点有利地应不过于接近。优选地，低熔点聚合物组分的结晶熔点或者当存在多种低熔点聚合物组分时结晶熔点最高的那些低熔点聚合物组分的结晶熔点低于高熔点聚合物组分的结晶熔点或熔融液态的状态或者当存在多种高熔点聚合物组分时结晶熔点最低的那些高熔点聚合物组分的结晶熔点或熔融液态的状态至少约5℃、优选地至少约10℃和尤其至少约20℃。
根据本发明的方法也能够制造可透气的层压材料。在该情况下，起始膜额外地包含填料并且在印刷和加热之前经受拉伸过程，其中可以在填料处形成孔。适合的填料不受限制并且是本领域技术人员公知的。能被打磨成确定的尺寸、在挤出机中不会熔融并且不会被拉伸的所有材料都适合。特别适合的是无机填料，例如白垩(碳酸钙)、黏土、高岭土、硫酸钙(石膏)或氧化镁。此外合成填料，例如碳纤维、纤维素衍生材料、被打磨的塑料或弹性体也适合。碳酸钙或白垩由于其低廉的价格、也从耐久性的角度考虑是最优选的。填料可以具有例如0.8至2μm的粒径。如果希望填料具有比白垩更均匀的粒径，也可以使用具有统一的粒径或粒径分布的合成填料。膜可以包含少量、例如5至45重量％或10至50重量％的填料，从而在拉伸过程中虽然形成了孔，但孔以隔离(isoliert)的方式存在并且该膜是不可透气的。为了实现膜的可透气性，参照起始膜幅材连同填料的整个配方为100重量％，有利地使用至少35重量％的填料、尤其至少45重量％的填料、优选地至少55重量％的填料、更优选地至少65重量％的填料。通过不再形成孔而是通过形成洞或撕扯膜来确定填料的上边界。可以由本领域技术人员以常规的方式确定适合的具有填料的膜配方。参照起始膜幅材为100重量％，具有35至75重量％、尤其是45至75重量％、优选地是55至70重量％的填料的配方是特别适合的。参照起始膜幅材为100重量％，用于不可透气的膜的示例性的配方包括5至50重量％、尤其10至40重量％的填料。参照起始膜幅材为100重量％，用于可透气的膜的示例性的配方包括35至80重量％、尤其45至75重量％的填料。需要注意，不要过高地选择低熔点的组分的份额，使得虽然实现了可透气性，但是却又因为孔再次被封闭而失去了可透气性。
可以通过任意的、现有技术已知的方法制造用于执行本发明的方法的起始膜幅材。例如可以通过下述方式制造起始膜幅材，即在挤出机、例如混合挤出机中聚合物组成部分和必要时填料被加热至明显高于聚合物组成部分的熔融温度(例如高出200℃)的温度并且被熔融。接下来例如通过缝隙式喷嘴进行铸塑工艺(Gieβverfahren)或吹塑工艺。所述工艺在现有技术中已知。在缝隙式喷嘴工艺中，膜被宽缝式喷嘴挤出。优选的是吹塑工艺，在该工艺中形成吹塑软管。被形成的软管膜可以平地置放在彼此上并且在端部处被剪开或拆开，从而产生两个膜幅材。
在优选的实施方式中，起始膜幅材在印刷之前在机器方向(MD)上、在横向方向(CD)上或在机器和横向方向上被拉伸。膜的拉伸、伸展或延展意味着膜在给定的方向上的伸长，这导致膜厚度的减小。膜可以在机器方向或纵向方向(MD)上例如通过拉伸装置被拉伸，该拉伸装置包括两个或多个在不同的速度下被驱动的辊、例如三个辊。膜例如能以1:1.5的拉伸比被拉伸，这意味着膜厚度从例如15μm减小到10μm。膜幅材还能附加地经受横向延展(CD)。这种双向延展例如可以通过市场上可获得的例如Brückner公司的拉伸机实现。所使用的拉伸比取决于膜配方和所选择的工艺参数，并且可以是至少1:1.2、优选地是至少1:1.5、尤其是至少1:2、更优选地是至少1:2.5、最优选地是至少1:3或至少1:4。
起始膜幅材可以是单层的、即被单挤的。起始膜幅材可以是多层的，这意味着其是被共挤的。关于所使用的层的数量没有限制。可以存在一层或多层，例如一层、两层、三层或四层。也可能是例如直至五层、七层、九层。所述层可以具有相同或不同的配方，其中分别通过结晶熔点确定划分为低熔点聚合物组分或高熔点聚合物组分。一个起始膜幅材的层可以通过共挤来制造，其中一个起始膜幅材的被共挤的层的数量没有限制。在起始膜幅材为多层时，可以通过吹塑挤出来制造至少一个叠层(lage)，可以通过铸塑挤出来制造至少一个另外的叠层。被吹塑挤出和/或被铸塑挤出的膜或膜层的组合没有限制。被共挤的层的数量没有限制。在另外的实施方式中，起始膜幅材不是被共挤的。
在示例性的实施方式中也能以下述方式制造起始膜幅材：
被吹塑挤出、切开(geschlitzt)成两个独立的幅材或独立的卷；
同时被吹塑挤出、切开成两个或多个独立的幅材；
作为未被分开的软管被吹塑挤出、切开、平置(flachgelegt)；
被吹塑挤出、切开成两个或多个独立的来自不同的挤出机的幅材；或
同时被铸塑挤出成两个或多个独立的幅材。
也可能以在线联机的方式制造起始膜幅材。在该情况下存在用于挤出和拉伸(MDO、双向或环轧)以及印刷工序的生产步骤。
在本发明的方法中使用的起始膜幅材可以被染色，例如用二氧化钛染成白色。此外，起始膜幅材可以包含常规的添加剂和加工辅助材料。在此除了已经提到的填料尤其还涉及颜料或另外的染色物质、防黏连剂、润滑剂、加工助剂、防静电制剂、微生物抑制剂(灭菌剂)、抗氧化剂、热稳定剂、防紫外线稳定剂或另外的用于特性改性的制剂。通常与填料一样，在根据本发明加热起始膜幅材之前、例如在其被制造成聚合物熔体或在被挤出成膜之前已经添加了这种材料。
起始膜幅材优选地具有在50g/m2以下、尤其是40g/m2以下、优选地是30g/m2以下、更优选地是20g/m2以下的范围内的单位面积重量。单位面积重量也能在10g/m2以下或5g/m2以下的范围内。优选的单位面积重量在1至30g/m2、1至25g/m2或1至20g/m2，尤其是1至15g/m2，更优选地是2至10g/m2或7至20g/m2的范围内。单位面积重量也可以是1至10g/m2、5至10g/m2或5至15g/m2。起始膜幅材可以具有在2至30μm、尤其是2至15μm、5至20μm或5至10μm的范围内的厚度。
起始非织造物幅材也可以通过任意的、现有技术已知的方法制造，并且所述制造不受任何限制。所有非织造物材料都是合适的，其包含至少一种基于热塑性聚合物的配方组分。非织造物可以包含由聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚酯(PET)、聚酰胺(PA)、人造纤维、纤维素制成的纤维和所述纤维的混合物。也可以使用双组分纤维或多组分纤维。特别优选地，使用例如由基于PP、PE或PET的纺成纤维(Spinfasern)或短纤维(Stapelfasern)制成的非织造物以及由PP和PE的混合物或者PET和PP或PE的混合物制成的非织造物。最优选地是基于PP、PE或PP和PE的混合物的纤维。为了确保膜和非织造物之间的复合，起始非织造物幅材有利地包含至少一种热塑性聚合物组分，其具有与起始膜幅材的聚合物组分、例如聚丙烯类似的形态。
起始非织造物幅材具有高于起始膜幅材的至少一种聚合物组分的结晶熔点、尤其是高于起始膜幅材的低熔点聚合物组分的结晶熔点的熔点。非织造物幅材与起始膜幅材一样可以具有至少一种低熔点聚合物组分和至少一种高熔点聚合物组分、尤其具有一种低熔点聚合物组分和一种高熔点聚合物组分。可以使用一层的、两层的或多层的非织造物。在各种情况下要确保，起始非织造物幅材的至少一种聚合物组分具有高于起始膜幅材的至少一种聚合物组分的结晶熔点的熔点。在多叠层的非织造物中，其可以是与膜幅材接触的非织造物叠层。有利地，在执行根据本发明的方法时起始非织造物幅材不被熔融。
起始非织造物幅材优选地具有在4至35g/m2、尤其是6至25g/m2、优选地8至15g/m2、更优选地8至14g/m2的范围内的单位面积重量。单位面积重量也可能在8至50g/m2的范围内。
能利用所有熔点满足根据本发明的方法的要求的、用于膜和非织造物的热塑性配方来执行根据本发明的方法。有利地将由膜和非织造物的原料和增附剂彼此协调，使得根据印刷色料覆盖范围(Druckfarbendeckung)也实现了在膜和非织造物之间足够的复合附着(Verbundhaftung)。适合的材料组合是本领域技术人员已知的或可以借助少数几个定向实验来查明。
起始膜幅材根据常规方法被印刷。根据待印刷的颜料的数量或希望的印刷图案(Druckmotiv)借助一个或多个印刷装置工作。在图1至图3中示例性地示出了双色印刷装置和八色印刷装置。借助印刷装置可以调节任意的希望的印刷色料覆盖范围。优选地，印刷色料覆盖范围至少为10％、至少为15％、优选地至少为20％。印刷色料覆盖范围的上限优选地最大为100％、尤其最大为95％、优选地最大为90％。印刷色料覆盖范围的优选的范围为15％至100％或15％至95％、尤其为20％至100％或20％至95％。范围也可以是25％至85％或30％至80％或30％至70％。
在本发明中，按百分比计算的印刷色料覆盖范围基于10m2的膜面积。这意味着，如果印刷色料覆盖范围在10m2的膜面积上例如为25％，则该膜面积的25％由印刷色料覆盖。
适合的印刷色料不受任何限制。所有已知的印刷色料都适用于塑料膜并且可以使用任意数量的印刷色料。适合的印刷色料是商业上可获得的。示例性的印刷色料包含颜料和粘合剂和/或溶剂以及必要时包含添加剂。印刷色料可以是基于水的或基于溶剂的。尤其地，印刷色料是基于水的或基于乙醇的。
基于水的或基于溶剂的热塑性聚合物适合用作增附剂。适合的增附剂是本领域技术人员已知的并且是商业上可获得的，例如作为用于PE膜或PP膜的基于水的或基于溶剂的热熔性粘合剂，例如其名称为陶氏化学公司的ADCOTETM。用于增附剂的适合的基础聚合物是已知的，优选地为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA共聚物)或聚酰胺。增附剂建立了被印刷的膜与非织造物之间的复合。在根据本发明的方法中，除了常规的以高温或熔融液态的形式施加或喷镀的热熔性粘合剂，增附剂以基于水的或基于溶剂的形式被施加到膜的印刷位置上或者与印刷色料一起例如利用印刷装置被施加到膜上，然后膜和非织造物被加热至高于增附剂的熔点，从而增附剂处于熔融液态的状态中或增附剂的至少一种聚合物组成处于熔融液态的状态中。基于水的或基于溶剂的增附剂的施加使得可以精确地定量。
在特别优选的实施方式中使用包含增附剂的印刷色料。在另外的优选的实施方式中，印刷色料和增附剂以分开的方式被施用。
有利地，利用印刷装置施加增附剂，如其被用于施加印刷色料那样。在图1至图3中示出了示例。可以在膜的任意位置处施加增附剂。有利地，将增附剂施用在膜的印刷位置处。
根据本发明，起始膜幅材和起始非织造物幅材被一起加热并且然后被引导穿过被冷却的辊隙。优选地，加热至低于起始非织造物幅材的结晶熔点的5至20℃、尤其是10至20℃。
根据本发明，可以借助至少一个加热辊进行加热。起始膜幅材或起始非织造物幅材是否放在加热圆筒上并不重要。在一种优选的实施方式中，起始非织造物幅材直接与加热圆筒表面接触，并且起始膜幅材在其上被引导。在另外的优选的实施方式中，起始膜幅材直接与加热圆筒表面接触，并且起始非织造物幅材在其上被引导。优选地，借助一个或多个加热辊进行加热，所述加热辊是接触辊，其借助载热介质，例如蒸汽、水、油被加热至预先给定的温度。在优选的实施方式中使用单个的加热辊或接触辊。然而也可以使用两个或多个加热辊，其中必须确保，在冷却辊隙之前达到起始膜幅材的至少一种聚合物组分的熔融液态的状态。为了确保：起始膜幅材确实达到加热辊的温度或者在高生产速度时(在该速度时加热圆筒的表面温度高于膜)可靠地达到聚合物组分的熔融液态的状态，需要起始膜幅材在加热辊表面停留足够长的时间。这一点可以根据膜厚度的标准通过加热圆筒的相应的缠绕路径、加热辊直径和/或膜幅材速度得以实现。有利地，可以使用具有抗粘连地被涂层的表面的加热辊，以便更容易地揭下放置在加热辊上的膜幅材并且因此防止扯断膜幅材。由此避免了揭下位置在加热辊的转动方向上的移位并且不需要提前(Voreilung)或仅需要稍微提前即可。为此例如使用具有PTFE(聚四氟乙烯)涂层的加热辊。
在以下的示例中本发明阐明了在适合的工艺条件下用于膜和非织造物的适合的配方。如果使用的起始非织造物幅材是基于聚丙烯的并且具有160至165℃范围内的熔点，则当起始膜幅材的聚合物材料中作为致使复合的组分的聚丙烯处于熔融液态的状态中时，实现了膜与非织造物之间的充分的复合。当仅聚乙烯处于熔融液态的状态中时，通常不会实现充分的复合。如果转换成具有35重量％的LDPE(熔点为112℃)、20重量％的LLDPE-丁烯(熔点为121℃)、10重量％的聚丙烯(熔点为162℃)、30重量％的无规立构-聚丙烯共聚物(熔点为140℃)和5重量％的钛白浓缩物、颜料和添加剂的起始膜配方，这意味着，在热层压过程中LDPE、LLDPE-丁烯和无规立构-聚丙烯共聚物(熔点为140℃)处于熔融液态的状态中，相反地聚丙烯(熔点为162℃)不处于该熔融液态的状态中。这就是说，在其中供应非织造物幅材的加热辊必须确保将起始膜幅材相应地加热至例如142℃或143℃。在该温度下实现膜与聚丙烯非织造物的充分复合并且不存在非织造物熔融的危险。
可以利用另外的加热方法、例如辐射热，例如利用红外线加热装置或红外线辐射器来加热幅材。除了一个或多个加热辊之外可以设置其他加热装置、例如红外线加热装置。
根据本发明，获得的层压材料在加热之后被引导穿过被冷却的辊隙。形成冷却辊隙的辊以实现了快速且突然的冷却的方式被冷却。冷却至低于起始膜幅材的低熔点聚合物组分的结晶熔点的温度，优选地低于其至少5℃、尤其低于其至少10℃是适宜的。优选的冷却范围是低于起始膜幅材的低熔点聚合物组分的结晶熔点5至10℃、更优选地10至30℃。例如可以利用在5至20℃的温度范围内的水、例如约10℃的水实现辊的冷却。在加热辊或当使用多个加热辊时的最后一个加热辊和/或另外的加热源与冷却辊隙之间的间距在此由于可能的热量损失而不能选择得过大。冷却辊隙在最简单的情况下例如可以是两个平滑的辊之间的平滑辊隙。然而在卫生膜中，辊隙优选地由结构辊和平滑辊组成的辊对形成，由此膜幅材具有结构化表面。卫生领域中的优选的结构是微结构、例如棱台(Pyramidenstumpf)。优选地，被冷却的辊隙由钢辊和在背压下工作的橡胶辊构成，其中钢辊设有结构化的表面。
根据膜参数和另外的工艺条件，膜幅材以在50至900m/min的范围内的移动速度移动。加热辊的速度优选地为50至900m/min、尤其为50至800m/min、更优选地为100至600m/min。形成冷却辊隙的辊的速度优选地为50至900m/min、尤其为50至800m/min、更优选地为100至600m/min。
根据本发明的方法能够制造具有例如8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20或25g/m2的小的单位面积重量的非织造物-膜层压材料。优选的单位面积重量范围是8至25g/m2或10至30g/m2。
尽管根据本发明获得的层压材料是薄的，但其具有优秀的机械特性并且还始终具有很高的抗穿透性(即针对例如尿布中的超吸水性颗粒的抗性)和很高的热稳定性(即针对热熔性粘合剂的抗性)。
根据本发明获得的层压材料能以已知的方式被继续加工成例如尿布。
图1至图3示出了用于制造被印刷的层压材料的优选实施方式，其中图2和图3涉及可透气的层压材料。在所有的附图中附图标记1标示了被印刷且利用增附剂涂层的起始膜幅材，且附图标记2标示了起始非织造物幅材。
图1示出了根据本发明的方法的实施方式。根据图1，起始膜幅材被供应至具有印刷装置3和5的八色印刷装置并且被供应至中心印刷滚筒4。经由印刷装置3可以施用七种颜料并且因此(在任意的印刷色料覆盖范围时)可以施用七色的印刷图案，并且经由印刷装置5可以(在被印刷的位置处)施用增附剂。在适合的配方中也可以分别借助印刷装置3和5同时施用印刷色料和增附剂，这能够实现八色的印刷图案的施用。然后膜幅材经由辊和转向和压紧辊7被引导到加热圆筒8上。此外，起始非织造物幅材2经由转向和压紧辊6被引导到加热圆筒8上。加热圆筒8或加热辊8例如是抗粘连地被涂层的钢辊，其借助热量输入被加热至希望的表面温度。在那里根据本发明进行加热，并且膜幅材与非织造物幅材连接成层压材料。层压材料从加热辊8移动至由辊9和10形成的冷却辊隙中。辊10优选地构造成结构辊或压花辊，由此膜幅材获得压花结构或结构化表面。辊9优选地是橡胶辊。辊对9/10优选地例如利用约10℃的水进行水冷却。在冷却辊隙中，层压材料快速地(schockartig)被冷却和压花。层压材料在经过辊对9/10之后可以直接被取下或经过转向辊11和12被供应至环轧设备(Ringrolling-Anlage)13、14。然后成品层压材料能以已知的方式被继续加工。
图2示出了用于制造可透气的被印刷的层压材料的优选实施方式。起始膜幅材1移动经过具有辊3、4和5的拉伸装置，由此起始膜幅材被拉伸。如果起始膜幅材被填满，则其是可透气的。然后，被拉伸的膜经由转向辊6和7作为被拉伸的膜幅材8被供应至具有印刷装置9和11的双色印刷装置以及被供应至中心印刷滚筒10。经由印刷装置9可以施用颜料并且因此在任意的印刷色料覆盖范围时利用一种颜料的印刷图案对膜进行印刷，而印刷装置11在印刷位置上施用增附剂。在适合的配方时也可以分别借助印刷装置9和11同时施用印刷色料和增附剂，这能够实现双色印刷图案的施用。然后膜幅材经由辊及转向和压紧辊13被引导到加热圆筒14上。此外，起始非织造物幅材2经由转向和压紧辊13被引导到加热圆筒14上。加热圆筒14或加热辊14例如是抗粘连地被涂层的钢辊，其借助热量输入被加热至希望的表面温度。在那里根据本发明进行加热，并且膜幅材与非织造物幅材连接成层压材料。层压材料从加热辊14移动至由辊15和16形成的冷却辊隙中。辊16优选地构造成结构辊或压花辊，由此膜幅材获得压花结构或结构化表面。辊15优选地是橡胶辊。辊对15/16优选地例如利用约10℃的水进行冷却。形成冷却间隙的辊15和16以相对于加热辊14的幅材速度基本相同的速度被驱动。在冷却辊隙中，层压材料快速地被冷却和压花。层压材料在经过辊对15/16之后可以直接被取下或经过转向辊17和18被供应至环轧设备19、20。成品层压材料然后能以已知的方式被再加工。
图3示出了图2的方法的另一实施方式，其中用八色印刷装置9、10、11取代双色印刷装置9、10、11对膜进行印刷。在图2中示出的印刷装置中，可以通过印刷装置9施用七种颜料并且因此可以(在任意的印刷色料覆盖范围时)施用七色的印刷图案，并且可以通过印刷装置11施用增附剂。在适合的配方中也可以分别借助印刷装置9和11同时施用印刷色料和增附剂，这能够实现八色的印刷图案的施用。此外，在图2和图3中相同的附图标记标示相同的部件。
本发明可以实现具有大的印刷面覆盖范围的薄的被印刷的非织造物-膜层压材料的制造。层压材料能以各种各样的方式被使用。层压材料例如作为洗涤防护膜或通常不透液的阻隔膜被应用在卫生领域或医学领域。可能的其他用途是例如作为车顶底部张紧幅材(Dachunterspannbahn)的技术应用。

Claims (15)

1.一种用于从起始非织造物幅材和由热塑性聚合物材料制成的起始膜幅材制造被印刷的非织造物-膜层压材料的方法，其中所述起始非织造物幅材的熔点高于所述起始膜幅材的所述聚合物材料的至少一种组分的结晶熔点，
其中所述方法包括下述步骤：
-所述起始膜幅材利用印刷色料和增附剂至少部分地被涂层；
-被涂层的所述起始膜幅材与所述起始非织造物幅材一起被加热至高于所述增附剂和所述起始膜幅材的所述聚合物材料的至少一种组分的结晶熔点并且低于所述起始非织造物幅材的结晶熔点的温度，以便获得层压材料；和
-通过被冷却的辊隙来冷却所获得的所述层压材料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于低熔点聚合物组分和高熔点聚合物组分为100重量％，使用的起始膜幅材具有15至85重量％的低熔点聚合物组分和85至15重量％的高熔点聚合物组分。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，使用的起始膜幅材和起始非织造物幅材分别具有至少一种聚乙烯或分别具有至少一种聚丙烯。
4.根据前述权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述起始非织造物幅材包含基于聚乙烯和/或聚丙烯的纤维。
5.根据前述权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，至少10％、尤其至少15％、优选地至少20％的所述起始膜幅材利用印刷色料和增附剂来涂层。
6.根据前述权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述印刷色料包含颜料、粘合剂和溶剂，尤其地所述印刷色料是基于水的或基于乙醇的。
7.根据前述权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述增附剂包括基于水的或基于溶剂的热塑性聚合物，尤其包括作为聚合物的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)或聚酰胺。
8.根据前述权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，使用了包含增附剂的印刷色料。
9.根据前述权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，加热至低于所述起始非织造物幅材的结晶熔点5至20℃。
10.根据前述权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，所述层压材料在被冷却的辊隙中被冷却至低于所述起始膜幅材的所述聚合物材料的至少一种组分的所述结晶熔点至少10至30℃。
11.根据前述权利要求1至10中任一项所述的方法，其特征在于，使用了包含1至75重量％、尤其是50至75重量％的填料，尤其是白垩的起始膜幅材。
12.根据前述权利要求1至11中任一项所述的方法，其特征在于，所述起始膜幅材已经沿机器方向或横向方向或者沿机器方向和横向方向被拉伸。
13.通过根据前述权利要求1至12中任一项所述的方法获得的被印刷的非织造物-膜层压材料。
14.根据权利要求13所述的被印刷的非织造物-膜层压材料，其具有10至45g/m2、尤其是10至35g/m2、优选地10至25g/m2的范围内的单位面积重量。
15.根据权利要求13或14所述的被印刷的非织造物-膜层压材料在卫生领域或医药领域中的用途，尤其是用于尿布中的底片、用于床垫或卫生巾的用途。
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