一種特殊wvtr透氣膜及其生產工藝的製作方法
2023-08-03 07:27:16
一種特殊wvtr透氣膜及其生產工藝的製作方法
【專利摘要】本發明公開一種特殊WVTR透氣膜及其生產工藝，其特徵在於：所述的透氣膜由三層共擠而成的薄膜層組成，三層薄膜層的組分與重量百分比為：第一層：佔總體薄膜重量25%~30%（納米級重質CaCO3重量百分比為45%~50%，PE重量百分比為50%~55%）；第二層：佔總體薄膜重量40%~50%（納米級重質CaCO3重量百分比為35%~40%，PE重量百分比為60%~65%）；第三層：佔總體薄膜重量25%~30%（納米級重質CaCO3重量百分比為45%~50%，PE重量百分比為50%~55%）。該透氣膜生產步驟如下：配料混合→除溼乾燥→熔融塑化→三層共擠→預熱→多級拉伸→熱定型→冷卻定型→電暈處理→收卷切邊→分切入庫。本發明有效保證了透氣膜的厚度及其均勻性，提高WVTR性能的穩定性，降低透氣膜WVTR的波動範圍。
【專利說明】—種特殊WVTR透氣膜及其生產工藝
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種透氣膜及其生產工藝，尤其是一種特殊WVTR透氣膜及其生產工藝。
【背景技術】
[0002]透氣膜具有可透過水蒸氣而不能透水的性能，被廣泛應用於暖貼、雨衣、夾克、運動外套、特種工裝、防寒服、登山服等行業，各種應用對透氣膜的性能提出不同的要求。
[0003]據統計，2010年我國暖貼的市場規模已達5億，隨著暖貼的國內市場需求不斷增力口，暖貼用透氣膜的需求不斷增大。然而，國內具備暖貼用透氣膜生產能力的廠家不多，在工藝上仍採用普通透氣膜的單層擠出、單級拉伸技術，致使國內廠家製造的暖貼用透氣膜存在透氣不穩定、透氣量過大，後加工性能差等質量問題。目前國內知名企業生產的暖貼產品的核心包裝材料基本以國外進口透氣膜為主。
[0004]中國專利申請號為201110097335.6提出了一種連續式PE透氣膜生產工藝，該專利提出將常規配比的聚乙烯、碳酸鈣和添加劑三種材料放入拌料機混合均勻，然後送入混煉機的加料段加熱熔融塑化，最後經過模頭的模唇間隙被連續不斷地擠出成薄膜，經成型裝置、預熱裝置、拉抻裝置、定型裝置、測厚儀，牽引裝置和收卷裝置，被收捲成產品。該專利是所提出的方法是將聚乙烯、碳酸鈣和添加劑三種材料按配比投放並攪拌均勻，並共同加熱熔融塑化後擠出成膜。此方法為傳統的單層擠出、單級拉伸成型技術，此方法雖然能夠生產出透氣膜，但是使用該方法所生產的透氣膜存在的基重波動範圍大，透氣膜的厚度及其均勻性難以保證，由於只有一次拉伸成型，孔徑極容易不均勻，WVTR波動範圍很大等問題。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種透氣膜的基重波動範圍小、透氣膜厚度均勻、WVTR性能的穩定的特殊WVTR透氣膜及其生產工藝。
[0006]為實現上述目的，本發明所採用的技術方案是:一種特殊WVTR透氣膜，其特徵在於:所述的透氣膜由三層共擠而成的薄膜層組成，所述的三層薄膜層的組分與重量百分比為:
第一層:佔總體薄膜重量的25%?30%，包括:納米級重質CaCO3重量百分比45%?50%，PE重量百分比50%?55% ；
第二層:佔總體薄膜重量的40%?50%，包括:納米級重質CaCO3重量百分比35%?40%，PE重量百分比60%?65% ；
第三層:佔總體薄膜重量的25%?30%，包括:納米級重質CaCO3重量百分比45%?50%，PE重量百分比為50%?55%。
[0007]一種特殊WVTR透氣膜的生產工藝，其特徵在於:該生產工藝包括以下步驟:
步驟1:將通過清潔性、MFR、純度以及水分含量檢驗的納米級重質CaC03、PE根據一定
的配比量分別攪拌混合，每次原料混合重量小於等於100公斤，攪拌混合時間為15?20分鐘；
步驟2:將攪拌完成後的混合原料放置於除溼乾燥箱內進行除溼乾燥，乾燥溫度設定為75~90°C，乾燥時間為I~2小時；
步驟3:原料分別投放到三個螺杆擠出機餵料桶中，螺杆擠出機的溫度設定按照從螺杆擠出機熔融塑化到連接管保溫，再到模頭流延的擠出流程逐層遞增，計量泵控制塑料熔融料液的流量，使塑料熔融料在模頭處匯合併充滿整個模頭腔體，最後熔料在模頭出口三層共擠流延；
步驟4:經過三層共擠得到的熔料通過流延輥及橡膠壓輥的碾壓成型膜基材，流延輥及橡膠壓輥同時對膜基材進行冷卻、消光處理，所述流延輥與橡膠壓輥的溫度設定為25~30°C，流延輥與橡膠壓輥之間的相互壓緊力為r6Kg/Cm2 ；
步驟5:膜基材通過預熱輥預加熱，預加熱溫度為70~90°C，然後進入三級拉伸膜基材形成納米級微孔；第一級拉伸溫度為80~90°C，膜基材拉伸形成10~IOOnm微孔；第二級拉伸溫度為90~100°C，將膜基材上的微孔進一步拉大到0.01~10 μ m ;第三級拉伸溫度為90~100°C，均勻分布膜基材上的納米級微孔；
步驟6:經過三級拉伸後膜基材進行熱定型處理，所述的熱定型處理溫度為105~120。。；
步驟7:冷卻輥對完成拉伸工序後的膜基材進行冷卻定型，所述的冷卻定型的溫度為25 ~35? ；
步驟8:牽引輥收捲成品薄膜、切除薄膜邊料，並同時對薄膜的參數進行檢測，根據檢測結果對模頭間隙進行調整；
步驟9:對成品薄膜卷進行分切 、包裝、入庫。
[0008]優選的是，在所述的步驟3中，螺杆擠出機的溫度設定為20(T26(TC，連接管的溫度設定為23(T240°C，模頭溫度設定為230~245°C。
[0009]優選的是，在所述的步驟8中，測量儀器將檢測薄膜厚度以及基重所得的數據反饋到控制系統，通過控制系統的預設定，自動調整模頭擠出間隙。
[0010]優選的是，在所述的步驟7與步驟8之間還設有電暈處理工序，該工序為通過電暈輥對薄膜表面進行電暈處理，電暈輥在薄膜表面滾壓，並同時發出I萬伏特的電火花使薄膜表面形成電蝕壓花電暈，處理後的薄膜表面電暈達到36~42Dines/cm。
[0011]本發明針對單層共擠技術容易出現厚薄不均的現象，通過採用三層共擠流延技術，調整各層CaCO3的比例，嚴格控制偏差範圍，有效保證了透氣膜的厚度及其均勻性；通過多級分配拉伸技術對微孔成型和分布進行控制，並配合拉伸溫度控制孔徑及孔隙率，使其均衡分布，從而提高WVTR性能的穩定性；通過熱定型溫度和熱定型時間對薄膜熱收縮率進行控制，確定最佳熱定型溫度和熱定型時間，從而降低透氣膜熱收縮率，方便後續加工。本發明以納米級重質CaCO3為微孔核心物質，搭配不同型號、比例的PE共混改性，形成獨特的微孔結構，從而使得成型後的薄膜具有低WVTR波動範圍的功能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為本發明的生產流程圖。【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖以及【具體實施方式】對本發明作進一步詳細說明:
實施例:
製備第一層重量比例為25% (含50%的納米級重質CaCO3以及50%的PE)，第二層重量比例為50% (含40%的納米級重質CaCO3以及60%的PE)，第三層重量比例為25% (含45%的納米級重質CaCO3以及55%的PE)的特殊WVTR透氣膜，其製備步驟為:將通過清潔性、MFR、純度以及水分含量檢驗的納米級重質CaC03、PE根據設定的配比量分別攪拌混合20分鐘；將攪拌完成後的混合原料放置於除溼乾燥箱內進行除溼乾燥2小時；乾燥後的原料分別投放到三個螺杆擠出機餵料桶中，螺杆擠出機的溫度設定按照從螺杆擠出機熔融塑化到連接管保溫，再到模頭流延的擠出流程逐層遞增，計量泵控制塑料熔融料液的流量，使塑料熔融料在模頭處匯合併充滿整個模頭腔體，最後熔料在模頭出口三層共擠流延；經過三層共擠得到的熔料通過流延輥及橡膠壓輥的碾壓成型膜基材，流延輥及橡膠壓輥同時對膜基材進行冷卻、消光處理。
[0014]膜基材通過預熱輥預加熱，預加熱溫度為80°C，然後進入三級拉伸膜基材形成納米級微孔；第一級拉伸溫度為85°C，此時膜基材內部的納米級重質CaC03與PE由於拉伸微分離形成10?IOOnm微孔，從而具備基本透氣功能；第二級拉伸溫度為100°C，此時將膜基材內部的納米級重質CaCO3與PE進一步分離,微孔進一步拉大到0.01?10 μ m,膜基材透氣率達到目標值(WVTR=1200± IOOg/ m2 *24h);第三級微拉伸溫度為95°C，在微拉伸作用下，膜基材上的微孔孔距均勻分布。
[0015]經過三級拉伸後膜基材進行熱定型處理，熱定型處理溫度為110°C ;冷卻輥對完成拉伸工序後的膜基材進行冷卻定型，所述的冷卻定型的溫度為30°C。
[0016]經過冷卻處理後的透氣膜通過牽引輥進行收卷、切除薄膜邊料等工序，並同時對薄膜的參數進行檢測，根據檢測結果對模頭間隙進行調整；最後成品薄膜卷進行分切、包裝、入庫。
[0017]經過檢測，以上實施例的各項檢測數據如下:
1.縱向拉伸強度測試結果為2767cN/25mm，高於標準1200cN/25mm的要求；
2.橫向拉伸強度測試結果為841cN/25mm，高於標準200 cN/25mm的要求；
3.縱向斷裂伸長率測試結果為230%，高於標準200%的要求；
4.橫向斷裂伸長率測試結果為309%，高於標準300%的要求；
5.透溼量(WVTR)測試結果為1253g/m2 * 24h，符合 WVTR1200± 100 g/m2 * 24h 的要求。
[0018]以上所述是本發明的優選實施方式而已，當然不能以此來限定本發明之權利範圍，應當指出，對於本【技術領域】的普通技術人員來說，對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，都不脫離本發明技術方案的保護範圍。
【權利要求】
1.一種特殊WVTR透氣膜，其特徵在於:所述的透氣膜由三層共擠而成的薄膜層組成，所述的三層薄膜層的組分與重量百分比為: 第一層:佔總體薄膜重量的25%~30%，包括:納米級重質CaCO3重量百分比45%~50%，PE重量百分比50%~55% ； 第二層:佔總體薄膜重量的40%~50%，包括:納米級重質CaCO3重量百分比35%~40%，PE重量百分比60%~65% ； 第三層:佔總體薄膜重量的25%~30%，包括:納米級重質CaCO3重量百分比45%~50%，PE重量百分比為50%~55%。
2.一種特殊WVTR透氣膜的生產工藝，其特徵在於:該生產工藝包括以下步驟: 步驟1:將通過清潔性、MFR、純度以及水分含量檢驗的納米級重質CaC03、PE根據一定的配比量分別攪拌混合，每次原料混合重量小於等於100公斤，攪拌混合時間為15~20分鐘； 步驟2:將攪拌完成後的混合原料放置於除溼乾燥箱內進行除溼乾燥，乾燥溫度設定為75~90°C，乾燥時間為I~2小時； 步驟3:原料分別投放到三個螺杆擠出機餵料桶中，螺杆擠出機的溫度設定按照從螺杆擠出機熔融塑化到連接管保溫，再到模頭流延的擠出流程逐層遞增，計量泵控制塑料熔融料液的流量，使塑料熔融料在模頭處匯合併充滿整個模頭腔體，最後熔料在模頭出口三層共擠流延； 步驟4:經過三層共擠得到的熔料通過流延輥及橡膠壓輥的碾壓成型膜基材，流延輥及橡膠壓輥同時對膜基材進行冷卻、消光處理，所述流延輥與橡膠壓輥的溫度設定為25~30°C，流延輥與橡膠壓輥之間的相互壓緊力為r6Kg/Cm2 ； 步驟5:膜基材通過預熱輥預加熱，預加熱溫度為70~90°C，然後進入三級拉伸膜基材形成納米級微孔；第一級拉伸溫度為80~90°C，膜基材拉伸形成10~IOOnm微孔；第二級拉伸溫度為90~100°C，將膜基材上的微孔進一步拉大到0.01~10 μ m ;第三級拉伸溫度為90~100°C，均勻分布膜基材上的納米級微孔； 步驟6:經過三級拉伸後膜基材進行熱定型處理，所述的熱定型處理溫度為105~120℃； 步驟7:冷卻輥對完成拉伸工序後的膜基材進行冷卻定型，所述的冷卻定型的溫度為25 ~35℃ ； 步驟8:牽引輥收捲成品薄膜、切除薄膜邊料，並同時對薄膜的參數進行檢測，根據檢測結果對模頭間隙進行調整； 步驟9:對成品薄膜卷進行分切、包裝、入庫。
3.根據權利要求2所述的特殊WVTR透氣膜的生產工藝，其特徵在於:在所述的步驟3中，螺杆擠出機的溫度設定為20(T26(TC，連接管的溫度設定為23(T240°C，模頭溫度設定為 230~245°C。
4.根據權利要求2所述的特殊WVTR透氣膜的生產工藝，其特徵在於:在所述的步驟8中，測量儀器將檢測薄膜厚度以及基重所得的數據反饋到控制系統，通過控制系統的預設定，自動調整模頭擠出間隙。
5.根據權利要求2所述的特殊WVTR透氣膜的生產工藝，其特徵在於:在所述的步驟7與步驟8之間還設有電暈處理工序，該工序為通過電暈輥對薄膜表面進行電暈處理，電暈輥在薄膜表面滾壓，並同時發出I萬伏特的電火花使薄膜表面形成電蝕壓花電暈，處理後的薄膜表面電暈達到36~42Di nes/cm。
【文檔編號】B32B27/06GK103496239SQ201310455190
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年9月29日 優先權日:2013年9月29日
【發明者】蔡耀鈞, 李偉佳, 陳恆春, 周飛, 馮小芬, 馮卓濱, 李偉鋒 申請人:佛山華韓衛生材料有限公司