聚乙烯微孔透气膜的制造原理与性能特点

1、|维普资讯 382007 11|维普资讯 382007 11|维普资讯 聚乙烯微孔 透气膜的摘要：介绍了聚乙烯微孔透气膜的制造工艺、成型原理最性能特点， 并说明了它的应用领域和U用方向*.-. -： . . m空:仝.:.；:；存乞382007 11|维普资讯 制造原理与性能特点张静峰北京大源非织造有限公司及成本，所以目前主要使用聚乙材料可与针织物.机织物、 非织造材料等进行粘合层 压，从而使织物获得特殊的性能而在许多领域得到广泛 应用*对于医疗卫生、个人护理用 品领域，必须考虑到膜材料对人 休的安全无盍性、加工方便性以 烯膜fPEPilm）作为卫生巾、紙尿 裤、护垫、失禁垫等个人卫生护理 用

2、品的背S（back sheet） 或是医 用手术服、手术帘等材料的面料 之一,根摇功能，分为透气膜和不 透气膜两种，本文将对微孔透吒 膜进行探讨。1聚乙烯微孔透汽膜的制造 原理聚乙烯为白色蜡狀半透明材 料，柔而韧.可分为低密度聚乙烯 tLDPE）和高密度聚乙烯HDPEJM 人撻：LDPE是曲乙烯在高压 円卜250MP旳下制得，密縻大约在 0.91-0.92g/mJi间，HDPEjll 乙烯 在I.OMPa压力下聚合而成，密度 较亦 约为叩4-0% 欧曲叫 聚 乙烯无童，具有优异的介电性能， 它的玻璃化温度约为-i25rfl聚乙 烯具有优异的化学稳定性，室温 下能耐酸和碱，但容易受光氣化、 热氣

3、化，在紫外线下还可发生光 降解。聚乙烯还具冇优异的力学 性能，其结晶部分赋予聚乙烯较 高的强度*非结晶部分赋予其良 好的柔韧性叽在热塑性材料的软化温度和 熔融温度之间使其在纵向或横向 拉伸使分子具冇定向性，冷却后 使定向性定型，称为定向技术或 拉仲技术叫拉忡膜（又称拉神回缩膜、缠 绕膜）是一种在常温下具有艮好弹 性和耐穿刺性能的膜材料，拉忡 倍率高达200%300%t并具有较 大的回缩性、持久的束紧力、适宜 的透气和透湿性等口382007 11|维普资讯 382007 11|维普资讯 桥出冉片担向H忡摘向位忡test382007 11|维普资讯 382007 11|维普资讯 削I號扎艇的生产竝

4、神谦拆图382007 11|维普资讯 382007 11|维普资讯 图1是微孑L膜生产流程图，- 般采用挤出平膜冉拉仲的方法， 工艺流程可分为制备片材.拉伸 和宦型3大部分*其生产工艺是：PE原料+致孔剂一挤出片材冷 却一预热T拉伸一热定型洛却 一切边T卷取；制备片材在PE树脂内加入382007 11|维普资讯 382007 11|维普资讯 40空活BSE? 2007 ns|维普资讯 S3脈孔PE膜正面（X 5000倍）图4豐孔瞩扎睐（址 5000 IS）致孔剂CaCO3颗粒，通过挤出机PE树脂熔融塑化，经 螺旋式机头成型为片材，离开口模的片材立即进人拎 却定翹机构。片材拉伸将冷却的片材经过几

5、组预热辐进行预 热经过反复实验，温度定在60"0弋为好，然后片 材进人拉忡腿被拉伸（在预达覘之后装有转速不同的線 筒，凭借两组規简间的速度差便片材逐渐拉伸），拉伸 温度80-90X2（熔点以下），拉伸倍数为4令倍。这是根 据实验的具体情呪，经反复实验最终定下的*由于片 材内部含有不躺熔融的致孔剂Gicq颗粒，如果拉伸 倍数过大，破膜率会大大增加*但倍数过力片片材易 出现横格条纹口定型处理经过纵向拉伸取向的薄膜在髙温下定 型处理，以减少内应力，并获得稳定的尺寸再冷却 務曲即可。CtCQ,图2含致孔摘的薄wnftw况模拟图2是对含有致孔剂ChCQ颗粒的PE聚合物膜拉 伸情况的模拟叫 假设

6、CaCO3粒为规则球体，并镶 嵌于聚合物片材中.在拉伸的过程中，当cxq颗粒 与其周围的PE聚合物的结合力小于拉忡所引起的FE 聚合物变形力时，聚合物沿着CaCO3颗粒的边缘分离, 而产生了微小的空洞。空洞的大小和形态取决于 颗粒的大小、形态和拉伸方式，拉忡倍数容工 艺搽件°在整个工艺生产中拉伸工艺对膜性能的影响十分 重要，经拉伸后的膜与片材相比性能有了显苦变化：形成一定大丿卜和形态的徽孔结构,聚合物薄腰分子取向度增加，薄膜的抗拉强力 提高.体积增加（由于单位面积孔数增加，相对面积 降低）t尺寸穂定性提高。2聚乙烯微孔透（的性能特点微孔薄膜的结构是靠在聚合物中加人不相容无机 微粒致孔

7、剂，经过牵忡而形成的。其结构中存在很多 像毛细管-样的微孔.这些徵孔构成了允许气悴通过 的通道，但由于外界的液体液滴的直径大于微孔的直 轻所叹不能通过.气体穿过薄膜的渗透力取决于微孔 的大小。水分传输率与薄膜的表面积和浓度驱动力成 正比n在微孔薄膜中，薄膜的物理结构是渗透力的决 定因素4（1）机械强度膜的机械强度圭要是拉伸强度，它 是指膜受到平行方向的拉力时，所能承受的最高强力、 以单位面积上所受拉力表示。（2）亲水性和疏水性该性能与膜的吸附有密切关 系，主饗取决于IS材料的化学结构与性能° 一般用测 定接触角的方法表征膜的亲水性。PE膜中不含盲亲水 基团，因而具有较强的疏水性可以防

8、止血液、怵液、 尿液的渗漏和喷贱。卩）孔隙率 孔隙率是指整个膜中的孔隙所占的体 积与总体积的出值.t密话用2007-lire 394）形态结构膜的形态结构主要借助于扫描电子 显微镜，它能将膜的形态特征直观地表达出来°本研 究所采用的膜，铸膜液属于较高沐度，形成致密皮层 和多孔层双层结构膜表面和内部均有开放形孔或泪 状孔。图3是微孔FE膜的表面SEM照片从图中可 以看出，膜的表面布満了微孔*而且微孔在膜的表面 与横截面上并不是规则的孔洞，在宜合工艺中，膜的 卷材经过机器的牵忡与纺丝成网非织逍布进行眞合时, 牵伸力会使膜表面的孔隙向外缘扩张膜孔被进一步 拉大"其中的颗粒狀物质为

9、致孔剂CaCO3 W?札 图4 是PE膜网络状的孔隙。按术与设备3緊乙烯微孔透气膜的应用人类的舒适感在很大程度上是由所穿衣服的类型 决定的.因为不野适感与皮跌表面的湿气数粗有关. 服装限制了7K蒸气敬发的通道，因此感觉不計服，特 别是在温暖的环境中或在运动的状态下，排汗趙会増 加"在封闭的衣服下皮肤会变湿，从而便人感觉到闷 湿和不舒适”含有微孔膜的透气材料用来消除皮肤多 余的朮气，以减少由于材料不透气而产生的皮炎或不 舒适的狀况口美国金佰利公司曾将透气与不透气的膜 材料制成纸尿卿，让成人恋愿者穿着，芹让其进行不 同强度的运动，通过放在纸尿裤内部的探针和穿着若 的圭观评介相结合的方式进

10、行结果评判，最终证明使 用微孔透弐膜材料的纸眾裤明显舒适于不透气的膜材 料叫近年来微孔透气膜材料在这一领域有较广泛的 应用"31个人卫生护理用品领域牛人卫生护理用品主要是指妇女卫生巾、护垫、 婴儿纸歸裤、纸尿片、成人失禁用品等.这些材料主 要山非织造布、打孔膜、绒毛浆* SAP,干法纸和PE 膜组成。FE膜可以使用微孔透气膜或者不透气膜“从 成本角度来说，透气膜要贵于不透气膜。但是从使用 者的帝适程度来说，微孔透气膜是-个发展診势，它 能充分苦虑到使用者zb区诚内的微吒候环境，向外界 排出証气，保持皮肤的干燥.图勺是膜材料排湿不慧图对于性能艮好的个人 卫生护理用品，能够快速吸收血液或

11、尿液，并将其转 移到吸收体当中*吸收休保持潮湿部分齟气和蔽休 返回到用品表层人朋感觉到闷湿和不當适，如果用 品背层使用微孔透气膜，液休分子不能通过微孑L渗漏 岀米而气肚分子敬逸出来，使人休的微气候保持干 爽，不易造成不辭适或皮肤不健康。32医疗领域微孔透弋膜与纺粘.水刺非织造布通过热熔胶粘 合的方式层压在一起*作対医疗”手术一次性用品的 原材料，卷到了广泛的使用°这其屮，非织造布作为 整令境合材料的基材，起到支撑作用.具有较好的强 伸性、眾软的手感和-宦的悬垂性，使材料能够嵐 “布亠而聚乙烯透气膜材料作为阻隔层.在抵御液体 的喷溅和渗透的同时，能够使气休分子透过，从而起 到防水透气的

12、作用令件为医疗用手术眼、隔离服和防 护服,能够有效地使穿着者的汗气通过衣物排放岀去 而構人概在医护人员功上的血液、休液不会渗透到内 部衣物或人的皮肤上去，从而对医护人员的健康起到 良好的作用4结论4.1微孔透气膜材料通过聚乙烯原料和致孔剂制成 平膜，经Kft.定型的方法制备而成.4.2微孔透气膜材料中的开放型孔和泪状孔.可便 气体分子通过但不能使液体分子通过.以此来达到 透气阻液的作用“4.3微孔透气膜材料应用于医疗卫生领域.是其产 品创新的一大卖点"40空活BSE? 2007 ns|维普资讯 理旳的I!电月I汕蓼考文献那鼻环ift卫冃呂JE胰不耳議的卫生用品n生用站 人佯内a*?0

13、 1吒闹*处（不血対1族数1 施椰水分出幵）. - . ni jxtt.璇材莽及其刪齐£M】.化学工业出版社2003年 第一版：S4-86. 234-2352 叶胜集丫海庆华.我国垢铁品圈強炼膻的现状与发|农 产业列釀駅岛卩12004(11* 213 Gardner-HC,Lui-KC. Rheinische-Kunsrstoffewerke-GnibH. Breathable composite andfmethod 由erefare. U.S Patent 盘nd Trademark Officeh 2(X)3I . - - . - 仃(WEEK 3 Patent Number: USP 6506695 PF； 24947r 20Apr 19994 王#勤.甕料挤出曲理工艺与设备M.中国轻