本發(fā)明涉及一種多層共擠復合離型膜。所述多層共擠復合離型膜可替代傳統(tǒng)的離型紙/膜主要應用于衛(wèi)生巾、紙尿片以及失禁用品等一次性吸濕用品的背膠保護層。
背景技術：
離型紙/膜主要起到隔離帶有粘性物質的作用，已廣泛應用于衛(wèi)生巾、紙尿片以及失禁用品背膠的保護層材料。
公開號為CN1358625A的發(fā)明專利申請公開了一種熱合防粘離型紙及其制造方法，提供一種不用隔離紙就能夠防粘的、能夠通過加壓加溫后自粘封口的、包裝婦女衛(wèi)生用品非常迅速的熱合防粘離型紙，該熱合防粘離型紙包含包裝層、熱合熱熔膠層和隔離層。在該發(fā)明中，包裝材料層為卷筒紙，隔離層為硅油層，中間為熱熔膠層。
公開號為CN103282415A的發(fā)明專利申請公開了一種涉及用作膠粘性物體的臨時支承體的離型膜，更具體地說，涉及具有優(yōu)異的抗靜電性能的硅離型組合物以及將該硅離型組合物涂布在聚酯基膜上而制得的具有優(yōu)異的抗靜電性和優(yōu)異的剝離力的聚酯離型膜。
公開號為CN1041395688A的發(fā)明專利申請公開了一種離型膜，該發(fā)明屬于包裝材料技術領域，具體涉及一種離型膜，其特征在于：它包括硅油層、硅油附著層、支撐層、輔助層，硅油層、硅油附著層、支撐層、輔助層依次布置，硅油附著層、支撐層、輔助層采用共擠出后經(jīng)雙向拉伸而成一體，硅油附著層、支撐層、輔助層的質量比為1.5:7:1.5；雙向拉伸的縱向拉伸后，在硅油附著層的表面涂硅油形成硅油層，硅油層的厚度為 2um。
上述離型紙/膜存在的主要問題在于：1、采用普通的離型原紙,經(jīng)聚乙烯或聚丙烯淋膜或涂塑后,再經(jīng)有機硅涂布；或涂覆底涂劑后再用硅油涂布來達到防粘效果和剝離性能。行業(yè)內一般采用溶劑型有機硅，雖然使用方便，但加工后產品中殘留大量的溶劑，易造成環(huán)境污染，危害健康；2、涂布技術、硅油質量、基材情況、涂布量等因素直接影響到離型產品的質量，產品質量穩(wěn)定性較差；3、經(jīng)涂布有機硅離型劑的離型紙/膜表面電阻較大，加工過程中經(jīng)過摩擦，其表面容易產生靜電，吸附空氣中的灰塵和其他雜物，從而影響制品美觀；4、國內大部分離型紙/膜生產廠家都存在涂硅不均勻，剝離力不可調，殘留粘接率低等問題。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種多層共擠復合離型膜，該多層共擠復合離型膜具有消光表面、抗靜電、熱合強度高和離型剝離力穩(wěn)定的功能，適用于一次性吸濕用品。該多層共擠復合離型膜具有較好的穩(wěn)定性，即使在外界高溫的作用下殘留粘接率也不會大幅降低，不會出現(xiàn)背膠失粘的現(xiàn)象，極大地提高了與背膠粘合的穩(wěn)定性。多層共擠復合離型膜可替代傳統(tǒng)的離型膜/紙使用來提高一次性吸濕用品的質量。
本發(fā)明提供一種多層共擠復合離型膜，其包括表層、芯層和離型層，其特征在是：表層包含消光樹脂和聚烯烴樹脂A；芯層包含填料、聚烯烴樹脂B和熱塑性彈性體；離型層包含由金屬茂生產的α-烯烴聚合物樹脂、Z-N催化劑生產的C4-C14聚烯烴樹脂和氟硅樹脂；該多層共擠復合離型膜表層的表面潤濕張力≥38dyn/cm2，表面電阻率≤1010Ω，光澤度＜15%，離型層剝離力8.0-18gf/inch，離型殘留粘接率≥90%，熱合強度≥1.5N/inch。
本發(fā)明所述多層共擠復合離型膜，其表層包含0.5wt%-1.5wt%抗靜電劑。塑料通常具有電絕緣性，如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)的表面電阻一般為1016-1020Ω，塑料薄膜在生產過程中與滾筒摩擦產生靜電，不易消除。由于靜電作用，塑料薄膜會吸附空氣中的灰塵和其他雜物，從而影響薄膜制品美觀。由于靜電的影響，在塑料薄膜的生產、使用和存儲過程中薄膜層與層之間會發(fā)生黏附現(xiàn)象，使得膜與膜難以有效分離，導致解卷困難。作為表層，通常因印刷需要，需進行電暈處理。電暈處理提高了薄膜的表面潤濕張力，增加了薄膜的摩擦系數(shù)并導致薄膜更容易粘連。傳統(tǒng)型抗靜電劑是由小分子的表面活性劑組成的，其含有親水基團和親油基團，與樹脂的相容性較差，抗靜電劑會從樹脂內部遷移到表面。傳統(tǒng)型抗靜電劑只有在一定的濕度條件下才能起作用，其親水基團能促進塑料表面被水濕潤，從而疏導靜電荷，降低塑料的表面電阻率。只有當傳統(tǒng)抗靜電劑分子遷移到表面后才能起作用，塑料內部的抗靜電劑分子不斷地遷移至表面，直至完全消耗掉，因而其作用效果僅在一定時間范圍內有效。本發(fā)明優(yōu)選的抗靜電劑為永久型抗靜電劑。當永久型抗靜電劑和高分子基體共混后，由于抗靜電劑分子鏈的運動能力較強，一方面分子間便于質子移動，通過離子導電來傳導和釋放產生的靜電荷；另一方面，抗靜電能力是通過其特殊的分散形態(tài)體現(xiàn)的。高分子永久型抗靜電劑主要是在制品表層呈微細的層狀或筋狀分布，構成導電性表層，而在中心部分幾乎呈球狀分布，形成所謂的“芯殼結構”，并以此為通路泄漏靜電荷。永久型抗靜電劑能在聚合物內部形成纖維狀導電網(wǎng)絡，可將聚合物表面積累的靜電荷導出，永久地消除各種聚合物表面的電荷?？轨o電劑添加量的增大不僅增加產品成本，還會對后期的加工工序帶來不利影響。本發(fā)明表層包含的抗靜電劑優(yōu)選聚酰胺和聚醚受阻胺為基礎合成的熱塑性永久型抗靜電劑。本發(fā)明最優(yōu)選為BASF永久型抗靜電劑Irgastat P18，添加量為0.5wt%-1.5wt%。
本發(fā)明所述多層共擠復合離型膜的表層包含5wt%-90wt%的消光樹脂。實現(xiàn)散射消光通常有兩個途徑：一是增加制品表面散射而消光，二從加強制品本體散射而消光。表面散射是通過提高制品表面粗糙度來實現(xiàn)的。大量實驗表明：熔體指數(shù)（MI）會影響制品的消光性能，當聚烯烴樹脂的熔體指數(shù)（MI）在1-5g/10min時光澤最好，而在0.2-0.3g/10min時消光效果最佳；分子量分布（MWD）也會影響薄膜消光性能，分子量分布越寬的樹脂薄膜光澤度越低，其原因是材料表面不規(guī)整性增大所致。單一組分樹脂制得的薄膜，消光機理是其粗糙的表面引起的表面散射，而粗糙表面又根源于近表面本體中晶粒的堆積。大量實驗結果表明聚烯烴消光膜的消光特性主要根源于薄膜粗糙的表面，本發(fā)明中優(yōu)選熔體指數(shù)為0.25-0.5g/10min，密度為0.920-0.930g/cm3的LLDPE。采用消光樹脂的另一個優(yōu)點在于薄膜表面形成的凹凸粗糙面，有利于降低膜間的粘連，有利于薄膜解卷。本發(fā)明制備的多層共擠復合離型膜的表層光澤度＜15%，表層厚度為5-10μm。
本發(fā)明的所述芯層包含0wt%-30wt%的填料，40wt%-90wt%的聚烯烴樹脂B，10wt%-30wt%的熱塑性彈性體。芯層起到降低成本及粘合表層和離型層的作用。填料的應用有利于降低材料成本。但填料的用量不宜過高，當填料用量超過芯層重量30wt%時，會導致芯層與表層、離型層之間的粘合強度降低，易導致脫層。本發(fā)明的熱塑性彈性體為包含烷基苯乙烯衍生的單元、C4-C14 多烯烴衍生的單元、或烷基苯乙烯衍生的單元和 C4-C14 多烯烴衍生的單元。考慮到多烯烴單元主鏈上存在雙鍵（-C=C-）鏈段，鍵能較低，容易發(fā)生斷裂并降低主鏈上的不飽和度。本發(fā)明優(yōu)選氫化SBS（SEBS）和氫化SIS（SEPS），加氫后SEBS和SEPS鏈段呈高度纏結，致使交聯(lián)效應較大，這使得其化學鍵抗紫外線能力大為增強，其穩(wěn)定性較好。隨著熱塑性彈性體含量的增加，芯層的粘合性能逐步提高；芯層材料的粘性呈大幅度上升，導致擠出困難，嚴重影響加工性能。經(jīng)大量實驗表明芯層中熱塑性彈性體含量控制在10wt%-30wt%，體系具有較好的粘合性能及加工性能。本發(fā)明最優(yōu)選的熱塑性彈性體為氫化SBS（SEBS），其中苯乙烯單元重量含量小于85%。
本發(fā)明所述的離型層包含60wt%-85wt%由金屬茂生產的α-烯烴聚合物樹脂，所述的由金屬茂生產的α-烯烴聚合物樹脂為具有寬分子量分布和/或多峰分子量分布的茂金屬聚乙烯或聚丙烯或者二者的組合物。由金屬茂生產的α-烯烴聚合物樹脂的優(yōu)點是純度高、透明性好，熱封起始溫度低、熱封強度好。缺點是由于其通常不含長支鏈、分量分布窄、缺少低分子量“潤滑劑”及高分量 “增韌劑”鏈的纏繞少，以至于加工困難。本發(fā)明優(yōu)選的具有寬分子量分布和/或多峰分子量分布的茂金屬聚烯烴樹脂在于它既含有很短的聚合物分子鏈,又含有很長的聚合物分子鏈,其中的短分子鏈可起到分子間的潤滑作用,改善了產品的加工性能,而長分子鏈則保證了產品的機械強度，當多層共擠復合離型膜的表層與多層共擠復合離型膜的底層封合時，有良好的熱封性能，能滿足衛(wèi)生用品高速生產時封合時間短的要求。具有寬分子量分布和/或多峰分子量分布的聚合物樹脂分子量分布較寬，既有茂金屬聚合物的優(yōu)異性能，又具有Z-N催化劑聚合物良好的加工性能，實現(xiàn)優(yōu)勢互補。大量實驗表明：將60wt%-85wt%由金屬茂生產的α-烯烴聚合物樹脂和10wt%-35wt%C4-C14聚烯烴樹脂進行共混時具有良好的熱封和加工性能，由金屬茂生產的α-烯烴聚合物樹脂的分子量分布(Mw/Mn)約5.0-20.0。
傳統(tǒng)離型劑采用有機硅進行涂覆，容易引起背膠失粘或膠轉移，究其原因：1、有機硅隔離劑向背膠轉移。有機硅隔離劑向背膠轉移，有機硅表面張力為19.1dyn/cm2，因此，若有機硅隔離劑轉移到背膠上，將直接導致背膠失粘；2、有機硅隔離劑與背膠反應。隔離劑含有鉑催化劑，鉑是C=C雙鍵加成催化劑，而熱熔膠的主要原料是SIS或SBS、熱塑性彈性體等，其含有C=C雙鍵；若有機硅固化不完全，甲基屏障效果差，鉑催化劑易與背膠接觸，導致背膠中的C=C雙鍵被加成，SIS或SBS等熱塑性彈性體等由橡膠態(tài)向玻璃態(tài)轉化，失去粘彈性，背膠失去壓敏性；3、背膠向離型紙轉移，主要是離型紙上涂硅量太少或漏涂，由于背膠與底涂劑的相互作用導致背膠向離型劑轉移。
氟硅聚合物主鏈上含有有機硅特性的-Si-O-，使其具備有機硅優(yōu)越的物理化學性質，如低玻璃轉化溫度，低表面張力和表面能等性能；側鏈連接的氟代烷基使其兼具氟聚合物的耐油耐溶劑性能。作為共聚物組成，氟硅樹脂還能有效改善聚合物的表面潤濕性能。本發(fā)明選用氟硅樹脂，使其具有良好的離型效果以及能解決有機氟樹脂價格高的問題。大量的試驗表明氟硅樹脂的選用，必須考慮其與基體樹脂的相容性。若相容性差，則制品的性能較差，但相容性太好，則氟硅向表面遷移的速度太慢，難以形成離型層。氟硅含量的增加會影響組合物的加工性能及離型效果，因此必須對氟硅樹脂含量加以控制。本發(fā)明離型層中的氟硅樹脂為中高分子量的有機氟改性聚有機硅氧烷聚合物，可耐300℃以上高溫，自交聯(lián)而成。本發(fā)明優(yōu)選的氟硅樹脂的密度為0.90-0.95，黏度為500-1000cps，有效物含量50±2%，添加量5wt%-10wt%。
本發(fā)明的有益效果在于：根據(jù)本發(fā)明提供的多層共擠復合離型膜，其表層的表面潤濕張力≥38dyn/cm2、表面電阻率≤1010Ω、光澤度＜15%、離型層剝離力為8.0-18gf/inch、離型殘留粘接率≥90%、熱合強度≥1.5N/inch。與現(xiàn)有技術相比該多層共擠復合離型膜具有消光、抗靜電和離型防粘的效果，且能有效防止衛(wèi)生用品背膠失粘或膠轉移。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種構成上述多層共擠復合離型膜的制備方法，所述方法包括以下步驟：
a.采用三層共擠流延或吹塑擠出機；
b.分別對各層原料按比例進行共混，通過計量裝置分別將表層、芯層及離型層原料置于三層共擠流延/吹塑擠出機A、B、C螺桿中，按比例調整三層厚度，擠出；
c.經(jīng)冷卻、電暈、收卷工序制成多層共擠復合離型膜產品；
d.將多層共擠復合離型膜產品放置在60-80℃熟化室，熟化時間12-48小時。
本發(fā)明采用本領域內的常規(guī)生產工藝和生產設備進行生產，屬公知技術，在此不再贅述。
附圖說明
圖 1 為本發(fā)明三層共擠離型膜的示意圖。
1-表層材料，2-芯層材料，3-離型層材料。
具體實施方式
實施例1
步驟1、稱量0.5wt%的抗靜電劑Irgastat P18（Basf）、39.5wt%的消光樹脂F(xiàn)B2230(Borealis)、60wt%的LLDPE-FS150A(日本住友)經(jīng)攪拌機混合均勻，標識為1-表層材料。
步驟2、稱量10wt%的聚乙烯填充料(自制)、60%的LLDPE-1001KW（Exxon）、30wt% 的G-1657（Kraton）經(jīng)攪拌機混合均勻，標識為2-芯層材料。
步驟3、稱量80wt%的茂金屬樹脂GT140(住友)、5%的LLDPE-5100G(Dow）、15wt%的氟硅樹脂F(xiàn)SI-104經(jīng)攪拌機混合均勻，標識為3-離型層材料。
步驟4、將步驟1-3材料分別加入吹塑擠出機A、B、C螺桿中，控制層厚比為1.5:3：1，經(jīng)冷卻、電暈、收卷等工序制成多層共擠復合離型膜產品。
步驟5、將步驟4產品放置在80℃熟化室，熟化時間12小時。
實施例2
步驟1、稱量1.0wt%的抗靜電劑Irgastat P18（Basf）、50wt%的消光樹脂F(xiàn)B2230(Borealis)、39wt%的LLDPE-5220G（Dow）、10wt%的LDPE-FD0474（Lotrene）經(jīng)攪拌機混合均勻，標識為1-表層材料。
步驟2、稱量20wt%的聚乙烯填充料(自制）、55%的LLDPE-9400XP(Dalim）、25wt% 的4111N（臺橡）經(jīng)攪拌機混合均勻，標識為2-芯層材料。
步驟3、稱量65wt%的茂金屬樹脂EXCEED 3518（Exxon）、30%的LLDPE-2036P(Dow）、10wt%的氟硅樹脂KX-501經(jīng)攪拌機混合均勻，標識為3-離型層材料。
步驟4、將步驟1-3材料分別加入流延擠出機A、B、C螺桿中，控制層厚比為1.5:3：1，經(jīng)冷卻、電暈、收卷等工序制成多層共擠復合離型膜產品。
步驟5、將步驟4產品放置在70℃熟化室，熟化時間36小時。
實施例3
步驟1、稱量1.5wt%的抗靜電劑Irgastat P18（Basf）、80wt%的消光樹脂F(xiàn)B2230(Borealis)、8.5wt%的LLDPE-7042（蘭州石化）、10wt%的LDPE-XUS60901.12（Dow）經(jīng)攪拌機混合均勻，標識為1-表層材料。
步驟2、稱量30wt%的聚乙烯填充料（自制）、40%的LLDPE-525(QENOS)、30wt%的G-1657（Kraton）經(jīng)攪拌機混合均勻，標識為2-芯層材料。
步驟3、稱量85wt%的茂金屬樹脂9500S(Dalim)、10%的LLDPE-HS1700（Hanwha）、5wt%的氟硅樹KX-501經(jīng)攪拌機混合均勻，標識為3-離型層材料。
步驟4、將步驟1-3材料分別加入流延擠出機A、B、C螺桿中，控制層厚比為1.5:3：
1，經(jīng)冷卻、電暈、收卷等工序制成多層共擠復合離型膜產品。
步驟5、將步驟4產品放置在60℃熟化室，熟化時間48小時。
根據(jù)實施例1-3，制造出多層共擠復合離型膜樣品1、樣品2、樣品3，測試結果如表1所示：
表1
表面張力測試方法：按GB/T14216-2008《塑料膜和片潤濕張力試驗方法》進行測試。
表面電阻率測試方法：按GB/T1410-89《固體絕緣材料體積電阻率和表面電阻率試驗方法》進行測試。
熱合強度測試方法：按GB/T2358-1998《塑料薄膜包裝袋熱合強度試驗方法》進行測試，壓力為300KPa。
剝離力測試方法：將tesa7475標準膠帶貼在離型膜的離型面上，用2.5KG標準橡膠輥來回滾壓三次，在室溫（23±2℃，相對濕度50%）下放置2小時。然后采用INSTRON拉力機以300mm/min的速度對樣品進行180°剝離，記錄最大和平均剝離力值。實驗結果以gf/inch表示，每組不應少于3個。
殘留粘接率測試方法：將NITTO31B標準膠帶沿縱向貼在離型膜（離型紙）試樣上，用2kg標準自動壓輥機來回滾壓三次。將試樣放在設定為70℃的烘箱內，2kg標準砝碼的壓力下老化20小時，標記為試樣1；將NITTO31B標準膠帶貼于特氟龍板上，粘合時不能產生皺痕和氣泡。用標準自動輥壓機來回滾壓三次。將試樣放在設定為70℃的烘箱內，2kg標準砝碼的壓力下老化20小時，標記為試樣2。分別取試樣1、2粘合至標準不銹鋼板上，用輥壓機來回滾壓三次，在室溫（23±2℃，相對濕度50%）下放置2小時。然后在INSTRON拉力機上以300mm/min的速度進行180°剝離，得出數(shù)據(jù)“F1”“F2”。計算結果：殘留粘接率=F1/F2*100%。
該多層共擠復合離型膜利用本領域內的常規(guī)生產工藝和生產設備進行生產，可替代傳統(tǒng)的離型紙/膜應用于一次性吸濕用品的背膠保護層。雖然參照其中的幾個優(yōu)選實施方式對本發(fā)明進行了顯示和描述，但是本發(fā)明的設計構思并不局限于此，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下可對其形式和細節(jié)進行各種改變、刪除和增加。但是應該指出的是，可能的一些變型仍落入權利要求的保護范圍內。