CN110003562B - 一种具有电磁屏蔽功能适用于吸收用品的透气膜及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有电磁屏蔽功能适用于吸收用品的透气膜及其制备方法。该透气膜由以下重量份数的原料制成：聚烯烃28～72份、经过表面处理的改性碳酸钙粉体36～52份、导电性的金属粉体和/或非金属粉体2～10份；其中，改性碳酸钙粉体是指将碳酸钙粉体和表面处理剂于60～130℃的条件下搅拌5～20min所得。该透气膜具有电磁屏蔽性能，表现出较好的力学性能和物理机械性能，具有良好透气性和防水性，膜材料柔性好，手感柔软度优良，达到环保卫生各项要求，填补了国内防水透气性电磁屏蔽纸尿裤底膜生产的空白，解决了小宝宝穿着纸尿裤时的漏尿、屁股红肿和受电磁波辐射的问题，且制备方法简单，易于规模化生产。

Description

一种具有电磁屏蔽功能适用于吸收用品的透气膜及其制备 方法

技术领域

本发明属于卫生吸收用品技术领域。更具体地，涉及一种具有电磁屏蔽功能适用于吸收用品的透气膜及其制备方法。

背景技术

在电气化高度发展的今天，与人们日常生活密切相关的手机、对讲机、电视、电脑、电热毯、微波炉等家用电器相继进入千家万户，给人们的学习、生活带来极大的方便。但家用电器、电子设备在使用过程中都会不同程度地产生不同波长和频率的电磁波，这些电磁波无色无味、看不见、摸不着、穿透力强，且充斥整个空间，令人防不胜防，成为一种新的污染源，电磁辐射已成为当今危害人类健康的致病源之一。调查表明，在2毫高斯以上电磁波磁场中，人群患白血病的为正常的2.93倍，患肌肉肿瘤的为正常的3.26倍。孕妇在怀孕期的前三个月尤其要避免接触电磁辐射。因为当胚胎儿在母体内时，对有害因素的毒性作用比成人敏感，受到电磁辐射后，将产生不良的影响。如果是在胚胎形成期，受到电磁辐射，有可能导致流产；如果是在胎儿的发育期，若受到辐射，也可能损伤中枢神经系统，导致婴儿智力低下。电磁辐射对人体的伤害电磁辐射危害人体的机理主要是热效应、非热效应和积累效应等。对于长期接触电磁波辐射的群体，即使功率很小，频率很低，也会诱发想不到的病变，应引起警惕。电磁波辐射已经成为了目前生活中最大的潜在危害辐射，但目前市面上的吸收用品一般没有这种电磁屏蔽的效果。

例如纸尿裤、纸尿片、卫生巾、拉拉裤等吸收用品，包括主体组件以及用于将主体组件保持在穿着者身上的封闭组件或固定组件。其中，主体组件包括透液顶层、不透液防侧漏层、不透液底层以及设置于透液顶层与不透液底层之间吸收层；不透液底层一般由不透液性PE膜(不透液性聚乙稀膜)与非织造布复合而成。PE膜分为两种，一种是透气膜：用作吸收用品的底膜，这种膜是透气不透水，是高档吸收用品的材料；另一种是流延膜，也是用作吸收用品的底膜，这种膜不透气也不透水，一般用在低端吸收用品上，成本较低。经市场调研，透气性、吸水性、舒适性、干爽性、安全性等因素是妈妈们选购纸尿裤时考虑的五大主要因素，其中，透气性尤为重要。宝宝皮肤汗腺排汗孔很小，不能很好地控制皮肤的温度，如纸尿裤透气性不佳，尿液被吸收后，热气和湿气被聚集在纸尿裤里，易使宝宝产生闷热感，并可能使屁股红肿、发炎，导致尿布痊。因此，一种好的纸尿裤底膜，不仅要满足好的透气性能，也要满足很好的防水渗透性能。

目前市场上很多电磁屏蔽材料都是通过材料表面金属镀溅、涂覆、贴覆或通过混纺导电纤维等方式，在制备和使用过程中容易出现很多问题，如金属与材料结合能力差，容易脱落，镀层容易被刮擦丽失去屏蔽性能，制备过程污染严重等，而且材料较粗硬，柔韧性差，不透气、手感性较差，不可穿戴，而且很难满足现代卫生吸收用品材料所需的“薄、轻、强、透气”的特性，因此，迫切需要研发一种具有电磁屏蔽性能、柔韧性好、轻薄、透气性好且可防水的吸收用品用底膜材料。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服上述现有技术的缺陷和不足，提供一种具有电磁屏蔽功能适用于吸收用品的透气膜，该透气膜具有电磁屏蔽性能，表现出较好的力学性能和物理机械性能，具有良好透气性和防水性，膜材料柔性好，手感柔软度优良，达到环保卫生各项要求，填补了国内防水透气性电磁屏蔽纸尿裤底膜生产的空白，解决了小宝宝穿着纸尿裤时的漏尿、屁股红肿和受电磁波辐射的问题。

本发明的另一目的是提供使用上述具有电磁屏蔽功能适用于吸收用品的透气膜的制备方法。

本发明的再一目的是提供上述具有电磁屏蔽功能适用于吸收用品的透气膜的应用。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：

一种具有电磁屏蔽功能适用于吸收用品的透气膜，由以下重量份数的原料制成：聚烯烃28～72份、经过表面处理的改性碳酸钙粉体36～52份、导电性的金属粉体和/或非金属粉体2～10份；

其中，所述经过表面处理的改性碳酸钙粉体是指将碳酸钙粉体和表面处理剂于60～130℃的条件下搅拌5～20min所得；

其中，所述表面处理剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂或硬脂酸甘油酯类表面活性剂中的一种或几种。

本发明配方科学合理，以聚烯烃、经过表面处理的改性碳酸钙粉体和导电性的金属粉体或非金属粉体为原料，制得的透气膜具有电磁屏蔽性能，表现出较好的力学性能和物理机械性能，具有良好透气性和防水性，膜材料柔性好，手感柔软度优良，达到环保卫生各项要求，填补了国内防水透气性电磁屏蔽纸尿裤底膜生产的空白，解决了小宝宝穿着纸尿裤时的漏尿、屁股红肿和受电磁波辐射的问题；以该配比原料制得的透气膜稳定性好，不易发生薄膜熔断、明显的收缩形变、粗硬、手感性差等现象，既增加了微孔透气膜的电磁屏蔽功能，又不影响薄膜的力学性能、透气防水性能和外观。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述透气膜，由以下重量份数的原料制成：聚烯烃48～62份、经过表面处理的改性碳酸钙粉体40～48份、导电性的金属粉体和/或非金属粉体4～8份。

更进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述透气膜，由以下重量份数的原料制成：聚烯烃50份、经过表面处理的改性碳酸钙粉体45份、导电性的金属粉体和/或非金属粉体5份。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述聚烯烃选自低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)或聚丙烯(PP)中的一种或几种。

更进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述聚烯烃为低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)和聚丙烯(PP)按质量比为1：2～5∶1～2∶1～2复配而成。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述导电性的金属粉体或非金属粉体的粒径为0.5～10μm；导电性的金属粉体或非金属粉体选自铁粉、铜粉、铝粉或石墨粉中的一种或几种。

更进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述导电性的金属粉体或非金属粉体为铁粉和石墨粉按质量比为1～4∶1复配而成。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述碳酸钙粉体与表面处理剂的重量比为100：1.3～2.5。

更进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述碳酸钙粉体与表面处理剂的重量比为100：1.8。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述经过表面处理的改性碳酸钙粉体的粒径为0.1～10μm。

更进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述经过表面处理的改性碳酸钙粉体的粒径为0.5～5μm。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述透气膜的厚度为6～30μm。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述表面处理剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂和硬脂酸甘油酯类表面活性剂按质量比为1：1～4：1～3∶1复配而成。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述硅烷偶联剂优选为3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、三甲氧基乙烯基硅烷、2-(3,4-环氧环己烷基)乙基三乙氧基硅烷或三乙氧基乙烯基硅烷中的一种或几种。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述钛酸酯偶联剂优选为三异硬脂酰基钛酸异丙酯和/或三油酰基钛酸异丙酯。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述铝酸酯偶联剂优选为异丙氧基二硬脂酸酰氧基铝酸酯DL-411-A、DL-411-B或DL-411AF型中的一种或几种。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述硬脂酸甘油酯类表面活性剂为单硬脂酸甘油酯。

本发明还提供了所述具有电磁屏蔽功能适用于吸收用品的透气膜的制备方法，包括如下步骤：

S1.按重量份分别称取各原料，经双螺杆挤出机共混挤出造粒，制得透气粒子；

S2.将透气粒子经流延挤出机模头定量挤出成薄膜，熔体温度为200～220℃；

S3.所述薄膜经预热和多级拉伸后经热定型、冷却定型、电晕处理、收卷切边，即可得到所述具有电磁屏蔽功能适用于吸收用品的透气膜；其中，拉伸比控制在3.8～4.2。

本发明使用公知的螺杆挤出设备和工艺加工具有电磁屏蔽功能适用于吸收用品的透气膜，包括以下工序：上料工序、挤出造粒工序、流延成膜工序、风环热定型工序、冷却工序、电晕处理工序、收卷切边工序。在流延成膜工序中，本发明的熔体温度需控制200～220℃左右，其目的在于促使物料在薄膜上的均匀分散。在拉伸工序中，本发明的拉伸比控制在3.8～4.2，以保证透气膜具有较好的力学性能和物理机械性能，同时稳定性好。

所述具有电磁屏蔽功能适用于吸收用品的透气膜在制备一次性吸收制品中的应用，也在本发明的保护范围内。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明配方科学合理，以聚烯烃、经过表面处理的改性碳酸钙粉体和导电性的金属粉体或非金属粉体为原料，制得的透气膜具有电磁屏蔽性能，表现出较好的力学性能和物理机械性能，具有良好透气性和防水性，膜材料柔性好，手感柔软度优良，达到环保卫生各项要求，填补了国内防水透气性电磁屏蔽纸尿裤底膜生产的空白，解决了小宝宝穿着纸尿裤时的漏尿、屁股红肿和受电磁波辐射的问题；以本发明制得的透气膜稳定性好，不易发生薄膜熔断、明显的收缩形变、粗硬、手感性差等现象，既增加了微孔透气膜的电磁屏蔽功能，又不影响薄膜的力学性能、透气防水性能和外观，且其制备方法简单，设备要求低，易于规模化生产，具有良好的应用前景。

具体实施方式

以下结合具体实施例来进一步说明本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的简单修改或替换，均属于本发明的范围；若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。

除非特别说明，以下实施例所用试剂和材料均为市购。

本实施例中所用的LDP：熔融指数为1.2～2.2g/10min，密度为0.923～0.933g/cm³；所用LLDPE：熔融指数为0.5～1.0g/10min，密度为0.918～0.925g/cm³；所用HDPE的密度为0.942～0.960g/cm³。

实施例1～6

实施例1～6提供的具有电磁屏蔽功能适用于吸收用品的透气膜的配方如下表1所示。各实施例中的透气膜，由如下制备方法制备得到：S1.按重量份分别称取聚烯烃、经过表面处理的改性碳酸钙粉体、导电性的金属粉体和/或非金属粉体各原料，经双螺杆挤出机共混挤出造粒，制得透气粒子；

其中，经过表面处理的改性碳酸钙粉体是指将碳酸钙粉体和表面处理剂于125℃的条件下搅拌10min所得；改性碳酸钙粉体的粒径为0.5～5μm；

其中，表面处理剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、DL-411AF和单硬脂酸甘油酯按质量比为1：4：3∶1复配而成；硅烷偶联剂为3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷和三甲氧基乙烯基硅烷的混合物；钛酸酯偶联剂为三异硬脂酰基钛酸异丙酯和三油酰基钛酸异丙酯的混合物；

其中，导电性的金属粉体或非金属粉体的粒径为0.5～10μm；

S2.将透气粒子经流延挤出机模头定量挤出成薄膜，熔体温度为200～220℃；

S3.薄膜经预热和多级拉伸后经热定型、冷却定型、电晕处理、收卷切边，即可得到具有电磁屏蔽功能适用于吸收用品的透气膜；其中，拉伸比控制在3.8～4.2；透气膜的厚度为6～30μm。

对比例1～4

对比例1～4提供的具有电磁屏蔽功能适用于吸收用品的透气膜的配方如下表1所示，其制备方法与实施例1～6中一致。

表1实施例1～6和对比例1～4提供的具有电磁屏蔽功能适用于吸收用品的透气膜的配方及性能测试

注：上述透气膜性能测试数据均为平均值。

性能测试方法

1、抗静水压测试方法

1)选择实施例1～6和对比例1～4没有明显的折痕和疵点的样品，进行裁样：Φ90mm，3片；

2)采用静压透水性测试仪进行测试，压力200mbar，速度60mba/min；小心地放样品到测试头上，使样品的使用面朝下接触水面，样品和水面之间不能用空气；若水槽中的去离子水不足，则需填充；小心地放样品到测试头上，样品的边缘要伸出测试头的外直径；

3)扳下压力杆，使测试头压紧样品，并将压力杆推至接触行程开关，仪器显示“READY”；

4)按红色的“RESET”按键，复位压力传感器，仪器回到READY状态；

5)按“START/PAUSE”键开始测试，手握住计数按钮；

6)观察水珠渗出状态：出现1个水珠，按计数按钮一次；出现第2个水珠，再按计数按钮一次；出现第3个水珠，再按计数按钮一次；按三次计数按钮后测试完成，记录显示器上的压力值；

7)以上3个水珠应从样品的3个不同位置渗出，如果有连续的水珠从边缘渗出，需重新测试另一块试样；如果水只从样品的1处涌出来，根据标准，仅为一个水珠；

8)测试完成之后，释放压力杆，复位测试头；

9)慢慢地把样品拉出测试头，允许水随着样品的移动流到测试头边的托盘中；

10)测试其余样品，计算样品测试结果的平均值。

2、透气量的测试方法

(1)仪器

数显电子天平，感量0.001g；恒温恒湿箱；透湿杯(规格面积0.0026m²)，4个，含杯盖；计时器；密封圈；凡士林。

(2)测试条件

温度：40±0.5℃；湿度：60±2％。

(3)取样：实施例1～6和对比例1～4的样品尺寸以密封圈量取。

(4)操作方法

1)往透湿杯里注入10mL的蒸馏水或去离子水；

2)在透湿杯上涂布适当的凡士林，在把制好的试样轻放，中置于铝皿上(注意：透气膜不能接触到水)；

3)盖上杯盖，用螺母锁好锁紧，防止漏气；

4)称量并记录每个试样的质量(Wa)，准确至0.001g；

5)把称好的试样迅速放入温、湿度已恒定的恒温恒湿箱里，并开始计时。

6)待测试时间达到预定时(不小于4小时)，迅速取出试样，称量并记录每个试样的质量(Wb)，准确至0.001g。

(5)结果计算：

1)依下式计算每个试样的透气量

式中：BD—透气量

Wa—入箱时试样的质量；

Wb—出箱时试样的质量；

S—测杯面积；

T—测试时间。

3、拉伸强度：根据GB1040.3，测定断裂时纵向和横向上的拉伸强度。

4、电磁屏蔽效能：根据ASTMD4935-2010标准，测定透气膜的电磁屏蔽效能。

测试结果表明，本发明提供的具有电磁屏蔽功能适用于吸收用品的透气膜材料，具有电磁屏蔽性能，表现出较好的力学性能和物理机械性能，具有良好透气性和防水性，膜材料柔性好，手感柔软度优良，达到环保卫生各项要求，可用于制备纸尿裤、拉拉裤、经期裤等一次性卫生用品，填补了国内防水透气性电磁屏蔽纸尿裤底膜生产的空白，解决了小宝宝穿着纸尿裤时的漏尿、屁股红肿和受电磁波辐射的问题；以本发明制得的透气膜稳定性好，不易发生薄膜熔断、明显的收缩形变、粗硬、手感性差等现象，既增加了微孔透气膜的电磁屏蔽功能，又不影响薄膜的力学性能、透气防水性能和外观，具有良好的应用前景。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种具有电磁屏蔽功能适用于吸收用品的透气膜，其特征在于，由以下重量份数的原料制成：聚烯烃28～72份、经过表面处理的改性碳酸钙粉体36～52份、导电性的金属粉体和/或非金属粉体2～10份；

其中，所述经过表面处理的改性碳酸钙粉体是指将碳酸钙粉体和表面处理剂于60～130℃的条件下搅拌5～20min所得；

其中，所述表面处理剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂或硬脂酸甘油酯类表面活性剂中的一种或几种；所述聚烯烃为低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯和聚丙烯按质量比为1：2～5∶1～2∶1～2复配而成；所述导电性的金属粉体或非金属粉体为铁粉和石墨粉按质量比为1～4∶1复配而成。

2.根据权利要求1所述的透气膜，其特征在于，由以下重量份数的原料制成：聚烯烃48～62份、经过表面处理的改性碳酸钙粉体40～48份、导电性的金属粉体和/或非金属粉体4～8份。

3.根据权利要求2所述的透气膜，其特征在于，由以下重量份数的原料制成：聚烯烃50份、经过表面处理的改性碳酸钙粉体45份、导电性的金属粉体和/或非金属粉体5份。

4.根据权利要求1～3任一所述的透气膜，其特征在于，所述导电性的金属粉体或非金属粉体的粒径为0.5～10μm。

5.根据权利要求1所述的透气膜，其特征在于，所述碳酸钙粉体与表面处理剂的重量比为100：1.3～2.5。

6.根据权利要求1所述的透气膜，其特征在于，所述经过表面处理的改性碳酸钙粉体的粒径为0.1～10μm。

7.根据权利要求6所述的透气膜，其特征在于，所述经过表面处理的改性碳酸钙粉体的粒径为0.5～5μm。

8.根据权利要求6所述的透气膜，其特征在于，所述透气膜的厚度为6～30μm。

9.根据权利要求1所述的透气膜，其特征在于，所述表面处理剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂和硬脂酸甘油酯类表面活性剂按质量比为1：1～4：1～3∶1复配而成。

10.根据权利要求9所述的透气膜，其特征在于，所述硅烷偶联剂为3- 缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、三甲氧基乙烯基硅烷、2-(3,4-环氧环己烷基)乙基三乙氧基硅烷或三乙氧基乙烯基硅烷中的一种或几种。

11.根据权利要求9所述的透气膜，其特征在于，所述钛酸酯偶联剂为三异硬脂酰基钛酸异丙酯和/或三油酰基钛酸异丙酯。

12.根据权利要求9所述的透气膜，其特征在于，所述铝酸酯偶联剂为DL-411-A、DL-411-B或DL-411AF型中的一种或几种。

13.根据权利要求9所述的透气膜，其特征在于，所述硬脂酸甘油酯类表面活性剂为单硬脂酸甘油酯。

14.权利要求1～13任一所述透气膜的制备方法，包括如下步骤：

S1.按重量份分别称取各原料，经双螺杆挤出机共混挤出造粒，制得透气粒子；

S2.将透气粒子经流延挤出机模头定量挤出成薄膜，熔体温度为200～220℃；

S3.所述薄膜经预热和多级拉伸后经热定型、冷却定型、电晕处理、收卷切边，即可得到所述具有电磁屏蔽功能适用于吸收用品的透气膜；其中，拉伸比控制在3.8～4.2。

15.权利要求1～13任一所述透气膜在制备一次性吸收制品中的应用。