CN110712350A - 一种透湿、透气、静水压高的透气膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种透湿、透气、静水压高的透气膜的制备方法，包括如下步骤：(1)将原料混合制得混合料，所述原料按以下重量百分比计：茂金属线性低密度聚乙烯为5‑20％，线性低密度聚乙烯为10‑20％，透气料为60‑85％；(2)混合料通过三层共挤进行挤压熔融后由模头挤出，其中螺杆温度为180‑200℃，模头温度为190‑200℃；(3)吹膜形成膜泡后进行冷却；(4)将膜泡进行上牵引，牵引速度为20m/min；(5)对薄膜进行MDO拉伸，MDO拉伸加热温度为95℃，经过拉伸辊完成4‑5倍的拉伸，形成透气膜；(6)电晕处理。本发明解决了现有透气膜高透湿、高透气与高静水压不能共存的难题。

Description

一种透湿、透气、静水压高的透气膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子透气膜技术领域，具体涉及一种透湿、透气、静水压高的透气膜及其制备方法。
背景技术
透气膜是能让空气和气体透过，但却能隔阻类似水的液体的一种薄膜。是一种机能性材料，又被称作“会呼吸的薄膜－Breathable－Film”，通常应用于既要求透气又要求防水的场合。目前，透气膜在卫生、医药、建筑、汽车和体育运动工业中得到了广泛应用，用其生产的产品涉及婴儿尿裤、成人失禁裤和护理用品以及妇女卫生用品；医用保护用品、医院抗过敏的床上用品；防护服装、工作服装及其衬里材料；屋顶防护材料及透气性防水材料等。
近年来，随着人民消费水平的提高，各类个人卫生用品使用越来越普及，卫生用品制造厂商在确保卫生用品的功能性基础上，即吸收液体后不渗漏的基础上，具有较高的舒适度。其中吸收液体后不渗漏就要求透气膜的静水压高，舒适度高就要求透气膜具有较好的透气性和透湿性，现有的透气膜如果将静水压提高后，其透气性和透湿性会很难达到要求，如果将透气性和透湿性进行提升后，其静水压会很难达到要求，因此急需一种透气膜生产方法来解决如何实现透气膜的静水压、透气性、透湿性的共同提高的问题。
发明内容
针对上述现有技术，本发明的目的是提供一种透湿、透气、静水压高的透气膜及其制备方法。本发明通过原料配方及各原料的用量，并配合三层共挤，实现微孔路径的提高，使透气膜具有无数互通的微孔，该微孔能透过粒径较小的水蒸气分子，粒径大的水滴或其他液滴均不能通过，使产品具有优异的高静水压性能的前提下，具有较好的透湿性、透气性；通过上牵引和MDO拉伸步骤的配合，使产品透湿、透气性进一步提高，解决了现有透气膜高透湿、高透气与高静水压不能共存的难题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一方面，提供一种透湿、透气、静水压高的透气膜及其制备方法，包括如下步骤：(1)将原料混合制得混合料，所述原料按以下重量百分比计：茂金属线性低密度聚乙烯为5-20％，线性低密度聚乙烯为10-20％，透气料为60-85％；
(2)混合料通过三层共挤进行挤压熔融后由模头挤出，其中三个螺杆的温度均为180-200℃，模头温度为190-200℃；三层共挤是三个螺杆熔融后由模头处融合，通过一个模头挤出的。
(3)吹膜形成膜泡后进行冷却；
(4)将膜泡进行上牵引，牵引速度为20m/min；
(5)对薄膜进行MDO拉伸，MDO拉伸加热温度为95℃，经过拉伸辊完成4-5倍的拉伸，形成透气膜；
(6)降温至30℃后进行电晕处理。
优选的，步骤(2)中三层共挤是利用三层共挤吹膜机完成。
优选的，所述透气料为碳酸钙细粉，所述碳酸钙细粉粒径为2μm-5μm。
优选的，步骤(3)中吹膜时，通过冷风吹涨，冷风温度为12-18℃。
优选的，步骤(3)中冷却是在室温20-25℃下，通过空气流动进行降温，使薄膜稳定成型。
优选的，步骤(4)中上牵引是通过±360°水平式上牵引旋转系统进行牵引，把膜泡从模头经过人字板牵引拉伸20m，经过上牵引压辊处闭合使膜泡内的空气完全阻隔。
上牵引的旋转牵引可以不断调整模头出膜的最终收卷位置，保障收卷的均匀；上牵引内的气垫辊和毛刷辊可以协助将夹平后的薄膜舒展均匀，从而让薄膜顺利进入下道工序。
优选的，MDO拉伸是通过MDO薄膜拉伸机进行拉伸。
优选的，步骤(6)电晕处理时，电晕的功率为3.5-12kw。
本发明的第二方面，提供利用上述方法制备的透气膜。
优选的，所述透气膜的透湿量大于3518g/m2.24h，静水压大于1435mmH2O，透气时间小于1.1s。
本发明的第三方面，提供上述透气膜在一次性卫生用品中的应用；所述一次性卫生用品包括卫生巾、卫生护垫、婴儿尿裤、尿片、成人尿裤。
本发明的有益效果：
(1)本发明通过原料配方及各原料的用量，并配合三层共挤，实现微孔路径的提高，使透气膜具有无数互通的微孔，该微孔能透过粒径较小的水蒸气分子，粒径大的水滴或其他液滴均不能通过，使产品具有优异的高静水压性能的前提下，具有较好的透湿性、透气性；通过上牵引和MDO拉伸步骤的配合，使产品透湿、透气性进一步提高；
(2)本发明通过添加2μm或5μm的超细碳酸钙，使产品的透气、透湿能够更加均匀，使其具有更好的透气排湿效果，还能具有更高的抵抗外压的性能；综上通过本发明的原料配方及用量，并配合制备方法，共同解决了现有透气膜高透湿、高透气与高静水压不能共存的难题。
(3)薄膜从模头被吹出，经过20米的牵引拉伸，上升过程进行冷却，使聚乙烯分子链的取向排列更为规整，大大提高了产品的结晶度，从而使产品在原始膜泡位置就具有更优异的物理性能，高温拉伸能减少分子链的断裂，从而使产品的结晶度进一步提高，物理性能不会因为拉伸而大幅度下降，大的拉伸比能保证产品的高透气。
(4)茂金属线性低密度聚乙烯协同线性低密度聚乙烯在共同混合后，既提高了茂金属线性低密度聚乙烯的高强力，又增强了线性低密度聚乙烯的高抗冲击性能，从而使产品具有更高的透湿量及更高的静水压。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
实施例1：透气膜的制备
包括以下步骤：(1)将原料茂金属线性低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯和粒径为2μm的碳酸钙细粉分别使用喂料器均匀喂料制得混合料；原料按重量百分比计：茂金属线性低密度聚乙烯为5％，线性低密度聚乙烯为10％，透气料为85％；
(2)混合料通过三层共挤进行挤压熔融后由模头挤出，其中两边的螺杆温度为185℃，中间的螺杆温度为190℃，模头温度为190-200℃；
(3)吹膜形成膜泡后进行冷却；吹膜时，通过冷风吹涨，冷风温度为12-18℃；冷却是在室温20-25℃下，通过空气流动进行降温；
(4)将膜泡进行上牵引，上牵引是通过±360°水平式上牵引旋转系统进行牵引，把膜泡从模头经过人字板牵引拉伸20m，经过上牵引压辊处闭合使膜泡内的空气完全阻隔，牵引速度为20m/min；
(5)对薄膜进行MDO拉伸，MDO拉伸加热温度为95℃，经过拉伸辊完成4-5倍的拉伸，形成透气膜；
(6)降温至30℃后进行电晕处理，电晕的功率为3.5-12kw。
实施例2：透气膜的制备
包括以下步骤：(1)将原料茂金属线性低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯和粒径为5μm的碳酸钙细粉分别使用喂料器均匀喂料制得混合料；原料按重量百分比计：茂金属线性低密度聚乙烯为15％，线性低密度聚乙烯为15％，透气料为70％；
(2)混合料通过三层共挤进行挤压熔融后由模头挤出，其中两边的螺杆温度为185℃，中间的螺杆温度为190℃，模头温度为190-200℃；
(3)吹膜形成膜泡后进行冷却；吹膜时，通过冷风吹涨，冷风温度为12-18℃；冷却是在室温20-25℃下，通过空气流动进行降温；
(4)将膜泡进行上牵引，上牵引是通过±360°水平式上牵引旋转系统进行牵引，把膜泡从模头经过人字板牵引拉伸20m，经过上牵引压辊处闭合使膜泡内的空气完全阻隔，牵引速度为20m/min；
(5)对薄膜进行MDO拉伸，MDO拉伸加热温度为95℃，经过拉伸辊完成4-5倍的拉伸，形成透气膜；
(6)降温至30℃后进行电晕处理，电晕的功率为3.5-12kw。
实施例3：透气膜的制备
包括以下步骤：(1)将原料茂金属线性低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯和粒径为2μm的碳酸钙细粉分别使用喂料器均匀喂料制得混合料；原料按重量百分比计：茂金属线性低密度聚乙烯为20％，线性低密度聚乙烯为20％，透气料为60％；
(2)混合料通过三层共挤进行挤压熔融后由模头挤出，其中两边的螺杆温度为185℃，中间的螺杆温度为190℃，模头温度为190-200℃；
(3)吹膜形成膜泡后进行冷却；吹膜时，通过冷风吹涨，冷风温度为12-18℃；冷却是在室温20-25℃下，通过空气流动进行降温；
(4)将膜泡进行上牵引，上牵引是通过±360°水平式上牵引旋转系统进行牵引，把膜泡从模头经过人字板牵引拉伸20m，经过上牵引压辊处闭合使膜泡内的空气完全阻隔，牵引速度为20m/min；
(5)对薄膜进行MDO拉伸，MDO拉伸加热温度为95℃，经过拉伸辊完成4-5倍的拉伸，形成透气膜；
(6)降温至30℃后进行电晕处理，电晕的功率为3.5-12kw。
对比例1：透气膜的制备
包括以下步骤：(1)将原料线性低密度聚乙烯和粒径为2μm的碳酸钙细粉分别使用喂料器均匀喂料制得混合料；原料按重量百分比计：线性低密度聚乙烯为15％，透气料为85％；
(2)混合料进行挤压熔融后由模头挤出，其中螺杆温度为180-200℃，模头温度为190-200℃；
(3)吹膜形成膜泡后进行冷却；吹膜时，通过冷风吹涨，冷风温度为12-18℃；冷却是在室温20-25℃下，通过空气流动进行降温；
(4)将膜泡进行上牵引，上牵引是通过±360°水平式上牵引旋转系统进行牵引，把膜泡从模头经过人字板牵引拉伸20m，经过上牵引压辊处闭合使膜泡内的空气完全阻隔，牵引速度为20m/min；
(5)对薄膜进行MDO拉伸，MDO拉伸加热温度为95℃，经过拉伸辊完成4-5倍的拉伸，形成透气膜；
(6)降温至30℃后进行电晕处理，电晕的功率为3.5-12kw。
对比例1与实施例1相比，原料未添加茂金属线性低密度聚乙烯，并不采用三层共挤。
对比例2：透气膜的制备
包括以下步骤：(1)将原料茂金属线性低密度聚乙烯和粒径为2μm的碳酸钙细粉分别使用喂料器均匀喂料制得混合料；原料按重量百分比计：茂金属线性低密度聚乙烯为40％，透气料为60％；
(2)混合料进行挤压熔融后由模头挤出，其中螺杆温度为180-200℃，模头温度为190-200℃；
(3)吹膜形成膜泡后进行冷却；吹膜时，通过冷风吹涨，冷风温度为12-18℃；冷却是在室温20-25℃下，通过空气流动进行降温；
(4)将膜泡进行上牵引，上牵引是通过±360°水平式上牵引旋转系统进行牵引，把膜泡从模头经过人字板牵引拉伸20m，经过上牵引压辊处闭合使膜泡内的空气完全阻隔，牵引速度为20m/min；
(5)对薄膜进行MDO拉伸，MDO拉伸加热温度为95℃，经过拉伸辊完成4-5倍的拉伸，形成透气膜；
(6)降温至30℃后进行电晕处理，电晕的功率为3.5-12kw。
对比例2与实施例3相比，原料未添加线性低密度聚乙烯，并不采用三层共挤。
对比例3：透气膜的制备
包括以下步骤：(1)将原料茂金属线性低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯和粒径为2μm的碳酸钙细粉分别使用喂料器均匀喂料制得混合料；原料按重量百分比计：茂金属线性低密度聚乙烯为20％，线性低密度聚乙烯20％，透气料为60％；
(2)混合料通过三层共挤进行挤压熔融后由模头挤出，其中两边的螺杆温度为185℃，中间的螺杆温度为190℃，模头温度为190-200℃；
(3)吹膜形成膜泡后进行冷却；吹膜时，通过冷风吹涨，冷风温度为12-18℃，风速为；冷却是在室温20-25℃下，通过空气流动进行降温；
(4)将膜泡进行上牵引，上牵引是通过±360°水平式上牵引旋转系统进行牵引，把膜泡从模头经过人字板牵引拉伸到20m，经过上牵引压辊处闭合使膜泡内的空气完全阻隔，牵引速度为20m/min；
(5)降温至30℃后进行电晕处理，电晕的功率为3.5-12kw。
对比例3与实施例3相比，无MDO拉伸步骤。
性能测试：
采用本领域常规方法将实施例1-3制备的透气膜和对比例1-3制备的透气膜进行克重、拉伸强度、伸长率、厚度、静水压、透湿量、透气时间的测试，其中静水压根据GB/T4744进行测试，透湿量根据GB1037进行测试。
测试结果见表1。
表1不同样品性能测试结果
Figure BDA0002212246270000061
Figure BDA0002212246270000071
由上表可知，本发明实施例1-3生产的透气膜，其具有高静水压性能的同时，还具有较好的透湿性、透气性，能够解决高透湿、高透气与高静水压不能共存的难题，其中实施例3所生产的透气膜性能最优。
对比例1-3所生产的透气膜，静水压、透湿性、透气性均明显低于实施例1-3，横向和纵向拉伸强度也低于实施例1-3。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种透湿、透气、静水压高的透气膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将原料混合制得混合料，所述原料按以下重量百分比计：茂金属线性低密度聚乙烯为5-20％，线性低密度聚乙烯为10-20％，透气料为60-85％；
(2)混合料通过三层共挤进行挤压熔融后由模头挤出，其中三个螺杆的温度均为180-200℃，模头温度为190-200℃；
(3)吹膜形成膜泡后进行冷却；
(4)将膜泡进行上牵引，牵引速度为20m/min；
(5)对薄膜进行MDO拉伸，MDO拉伸加热温度为95℃，经过拉伸辊完成4-5倍的拉伸，形成透气膜；
(6)降温至30℃后进行电晕处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(2)中三层共挤是利用三层共挤吹膜机完成。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述透气料为碳酸钙细粉，所述碳酸钙细粉粒径为2μm-5μm。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(3)中吹膜时，通过冷风吹涨，冷风温度为12-18℃。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(3)中冷却是在室温20-25℃下，通过空气流动进行降温，使薄膜稳定成型。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(4)中上牵引是通过±360°水平式上牵引旋转系统进行牵引，把膜泡从模头经过人字板牵引拉伸20m，经过上牵引压辊处闭合使膜泡内的空气完全阻隔。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(6)电晕处理时，电晕的功率为3.5-12kw。
8.利用权利要求1-7所述的方法制备的透气膜。
9.根据权利要求8所述的透气膜，其特征在于：其透湿量大于3518g/m2.24h，静水压大于1435mmH2O，透气时间小于1.1s。
10.权利要求8所述的透气膜在一次性卫生用品中的应用；所述一次性卫生用品包括卫生巾、卫生护垫、婴儿尿裤、尿片、成人尿裤。
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