表面消光且具有紙張質感的透氣薄膜及其製備工藝的製作方法

2024-01-21 14:22:15

專利名稱：表面消光且具有紙張質感的透氣薄膜及其製備工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種聚烯烴透氣薄膜及其製備方法，更具體地講，本發明涉及一種表面消光且具有紙張質感的聚乙烯透氣薄膜及其製備方法。
背景技術：
透氣薄膜是一種可以讓氣體透過、但又能阻隔液體例如水透過的薄膜。這種薄膜廣泛應用於衛生護墊、嬰兒尿褲、成人失禁用品、止血貼及手術一次性衣服等衛生用品方面。
為了達到透氣的目的，透氣薄膜被設計製造成具有多微孔結構的獨特塑料薄膜，從薄膜的橫切面看，則分布著許多直徑只有1～2微米的微細小孔。這樣，像空氣和/或水蒸汽那樣的氣體很容易透過這些小孔從溼熱的環境向外滲透，而外部的清新空氣又不斷透過這些小孔向內滲透，從而達到置換的目的，使得薄膜具有呼吸的功能；而另一方面，像液態水那樣的液體由於表面張力的作用卻難以滲透而受到阻隔，從而使這種透氣薄膜具備了通風透氣和防水的特性。
目前生產透氣薄膜的技術方法有多種，其中主要有吹膜法和流延拉伸法兩種。按拉伸工藝不同又可分為單向拉伸法、雙向拉伸法和局部拉伸法。其中，吹膜法生產的產品寬度靈活性較高，原料適應性較好，產品的物理機械性能較優良，成本較小，但由於該方法是屬於雙向拉伸工藝，導致透氣薄膜的透氣量調節難以控制，透氣薄膜的手感不夠理想；流延+雙向拉伸法成本較高，且衛生用透氣薄膜無需要太高的物理性能，均勻性也相對較差；流延+局部拉伸法與吹膜法相當，產品厚度均勻度不佳，薄膜表面易出現線條，生產過程容易產生「飄」的現象。
中國專利87104852公開了一種透氣薄膜及其製造方法，其透氣薄膜含樹脂組合物，該樹脂組合物包括(1)100份(重量)密度為0.870至0.915克/立方釐米且含15至50％(重量)某種組分的線型低密度聚乙烯樹脂，上述組分是用二甲苯在室溫下可提取的，且重均分子鏈長為1000至9000埃；(1)50至400份(重量)填料；以及可選擇的(3)0.5至8份(重量)非離子型表面活性劑。該專利的樹脂組合物在溫度30至80℃下沿縱向單軸拉伸1.2-8倍，製得一種具有較高透氣性、較好觸覺和較高強度的透氣薄膜。
中國專利99123458公開了用於高加工性和滲透性的透氣薄膜的組合物及該薄膜製造方法。該專利的組合物包括30-100重量份分子量分布範圍為5-20的線型低密度聚乙烯樹脂；1-100重量份聚丙烯樹脂；1-30重量份乙烯-丙烯共聚物；1-30重量份熔體流動指數為12或更高的聚烯烴樹脂；和按總樹脂量為100重量份計的50-200重量份無機填料。其經過單軸拉伸1.5-3倍，可以製得一種有高拉伸強度的透氣薄膜。
上述這些工藝技術雖然可以提高薄膜的拉伸強度和模塑性能，但薄膜經過拉伸冷卻定型後，塑料薄膜表面反光，外觀給人一種不透氣感覺，紙化效果差。另外，由於薄膜採取一段式拉伸，在兩拉伸輥之間距離較遠，薄膜的頸縮量大，薄膜的厚度均勻性不好；一段式拉伸的倍率調節範圍不能太大，否則會薄膜與拉伸輥之間的相對運動，使薄膜的拉伸不均勻，從而造成薄膜透氣不均勻性；一段式拉伸由於沒有一個拉伸緩衝的過程，使膜加工過程中易撕裂。

發明內容
本發明的目的是提供一種表面沒有光澤且具有紙張質感的透氣薄膜及其製備方法。
為了實現本發明的上述目的，一方面，本發明提供了一種防水的、具有多微孔結構的透氣薄膜，該透氣薄膜包含聚烯烴樹脂和高填充量的無機填料，其中，透氣薄膜中聚烯烴樹脂和無機填料的重量比為1∶0.5-1.5，優選為1∶0.7-1.3，更優選為1∶0.8-1.2；該透氣薄膜的基重為10-70g/m2，優選為20-60g/m2，更優選為25-50g/m2；而且，該透氣薄膜的表面消光，即其基本沒有光澤，或其表面基本無反光現象；同時，該透氣薄膜具有紙張的質感，或具有紙質化的效果。
進一步地，上述的透氣薄膜的透溼量為500-5000g/m2·24h，優選為800-3000g/m2·24h，更優選為1000-2500g/m2·24h。
本發明的透氣薄膜中，聚烯烴樹脂可以為聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、或其混合物，優選為聚乙烯；無機填料為白堊、碳酸鈣和/或酸化碳酸鈣等，優選為酸化碳酸鈣；當然，本發明的透氣薄膜中還可以包括各種加工聚烯烴樹脂薄膜所適合的助劑，即各種添加劑，如乾燥劑、抗氧劑、抗靜電劑和/或加工助劑。
而為了達到表面消光以及紙質化的效果，本發明的發明者經過細緻的分析研究和考察，認為流延+兩步單向拉伸法能夠實現上述目的。通過這種方法製備的透氣薄膜的具有紙質化的效果，同時薄膜具有良好的均勻性、透氣性和拉伸強度。
因此，本發明還提供了一種製備表面消光且具有紙張質感的透氣薄膜的方法，該方法包括如下順序的步驟(1)將聚烯烴樹脂、無機填料和其它添加劑的混合物高溫下擠出，形成熔融的混合樹脂；(2)將上述混合樹脂膜進行冷卻成膜，並立即施加壓力，進行微壓處理，得到厚膜；(3)將上述厚膜預熱並進行單向拉伸，得到薄膜；以及(4)將上述薄膜先進行熱定型，再冷卻定型。
上述的方法中，步驟(1)中樹脂混合物可一定的溫度下，如140℃-260℃、優選180℃-240℃下，由擠出機螺杆熔融塑化後，經T-型模頭擠出，形成熔融的混合樹脂，該熔融的混合樹脂的溫度可以為210℃-240℃。
步驟(2)中，熔融的混合樹脂薄膜經低溫如溫度20℃-30℃的鑄片輥冷卻，形成厚膜。在形成該厚膜後立即進行微壓處理，即由一矽膠輥對厚膜施加壓力，使厚薄緊貼在鑄片機消光輥上，矽膠輥處於低溫狀態，如其溫度為18℃-30℃，微壓處理所施加的壓力為3.0-6.5kgf/cm2，目的是使薄膜具有紙張質感的外觀和更好的結晶效果。
步驟(3)中，經過冷卻和微壓處理的厚膜可在60℃-80℃溫度下預熱後沿機械加工方向進行二段式單向拉伸或多段式單向拉伸若採用二段式單向拉伸，則第一拉伸區的溫度可以為60℃-75℃，拉伸倍數為1.5-1.7；第二拉伸區溫度可以為68℃-78℃，拉伸倍數為1.0-1.3。
步驟(4)中，拉伸後的薄膜可以在溫度為68℃-92℃條件下進行熱定型，再冷卻定型。
本發明的微壓多段式單向拉伸方法與一段工式拉伸對較，加工過程更穩定，拉伸比調節更具靈活性。用這種微壓多段式單向拉伸方法製備的透氣薄膜具有高的透氣性、拉伸強度和紙質化的外觀。這種薄膜有織物般柔軟的手感，並且具有良好的強度。
下面結合具體實施方式
對本發明作進一步的詳細說明，但這些具體的實施方式並非是對本發明的限制；任何在這些實施方式上的改進或改變，仍屬於本發明的精神和其保護範圍。
具體實施例方式
實施例1將含聚乙烯樹脂100份(重量)、酸化碳酸鈣100份(重量)、乾燥劑1份的混合物除溼後輸送到擠出機熔融塑化，擠出機各加熱區溫度設定為180℃-240℃，熔融樹脂經溫度設定為230℃的T-型模頭擠出形成熔融樹脂膜，樹脂膜在溫度為25℃的鑄片輥表面急冷，形成厚膜，厚膜由溫度為25℃的矽膠輥對薄膜進行微壓處理，壓力為4.0kgf/cm2，將經微壓處理的厚膜在60℃-80℃溫度下預熱後沿機械加工方向進行二段式單向拉伸，第一拉伸的區溫度為70℃，拉伸倍數為1.6。第二拉伸區溫度為75℃，拉伸倍數為1.2。拉伸後的薄膜在溫度為68℃-92℃條件下熱定型，再冷卻形成透氣薄膜。該透氣薄膜無表面反光，且具有紙張的質感。其它的產品性能數據為基重(g/m2)35.2拉伸強度(cN/25mm)MD/TD1668/382斷裂伸長率(％)MD/TD 256/416熱收縮率(％)MD3.5透溼量(WVTR)(g/m2.24h)1645實施例2將含聚乙烯樹脂100份(重量)、酸化碳酸鈣70份(重量)、抗靜電劑6份的混合物除溼後輸送到擠出機熔融塑化，擠出機各加熱區溫度設定為180℃-220℃，熔融樹脂經溫度設定為230℃的T-型模頭擠出形成熔融樹脂膜，樹脂膜在溫度為20℃的鑄片輥表面急冷，形成厚膜，厚膜由溫度為20℃的矽膠輥對薄膜進行微壓處理，壓力為4.5kgf/cm2，將經微壓處理的厚膜在60℃-80℃溫度下預熱後沿機械加工方向進行二段式單向拉伸，第一拉伸的區溫度為65℃，拉伸倍數為1.5。第二拉伸區溫度為78℃，拉伸倍數為1.3。拉伸後的薄膜在溫度為80℃-90℃條件下熱定型，再冷卻形成透氣薄膜。該透氣薄膜無表面反光，且具有紙張的質感。其它的產品性能數據為基重(g/m2)30.5拉伸強度(cN/25mm)MD/TD1680/390斷裂伸長率(％)MD/TD 260/420熱收縮率(％)MD3.8透溼量(WVTR)(g/m2.24h)1800實施例3將含聚乙烯樹脂100份(重量)、酸化碳酸鈣120份(重量)、抗靜電劑2份、乾燥劑1份的混合物除溼後輸送到擠出機熔融塑化，擠出機各加熱區溫度設定為200℃-240℃，熔融樹脂經溫度設定為235℃的T-型模頭擠出形成熔融樹脂膜，樹脂膜在溫度為30℃的鑄片輥表面急冷，形成厚膜，厚膜由溫度為30℃的矽膠輥對薄膜進行微壓處理，壓力為5.0kgf/cm2，將經微壓處理的厚膜在60℃-80℃溫度下預熱後沿機械加工方向進行二段式單向拉伸，第一拉伸的區溫度為75℃，拉伸倍數為1.6。第二拉伸區溫度為68℃，拉伸倍數為1.1。拉伸後的薄膜在溫度為75℃-85℃條件下熱定型，再冷卻形成透氣薄膜。該透氣薄膜無表面反光，且具有紙張的質感。其它的產品性能數據為基重(g/m2)42.1
拉伸強度(cN/25mm)MD/TD1600/370斷裂伸長率(％)MD/TD 251/410熱收縮率(％)MD3.4透溼量(WVTR)(g/m2.24h)1480
權利要求
1.一種防水的、具有多微孔結構的透氣薄膜，該透氣薄膜包含聚烯烴樹脂和高填充量的無機填料，其特徵在於，所述透氣薄膜中聚烯烴樹脂和無機填料的重量比為1∶0.5-1.5，該透氣薄膜的基重為10-70g/m2，而且，該透氣薄膜的表面消光，同時該透氣薄膜具有紙張的質感。
2.如權利要求1所述的透氣薄膜，其特徵在於，所述的透氣薄膜的透溼量為500-5000g/m2·24h。
3.如權利要求1或2所述的透氣薄膜，其特徵在於，所述的聚烯烴樹脂為聚乙烯，所述的無機填料為白堊、碳酸鈣和/或酸化碳酸鈣。
4.如權利要求3所述的透氣薄膜，其特徵在於，所述的無機填料為酸化碳酸鈣。
5.如權利要求1或2所述的透氣薄膜，其特徵在於，所述的透氣薄膜是採用依次包括如下步驟的方法製備的(1)將聚烯烴樹脂、無機填料和其它添加劑的混合物高溫下擠出，形成熔融的混合樹脂；(2)將上述混合樹脂膜進行冷卻成膜，並立即施加壓力，進行微壓處理，得到厚膜；(3)將上述厚膜預熱並進行單向拉伸，得到薄膜；以及(4)將上述薄膜先進行熱定型，再冷卻定型。
6.一種製備表面消光且具有紙張質感的透氣薄膜的方法，該方法包括如下順序的步驟(1)將聚烯烴樹脂、無機填料和其它添加劑的混合物高溫下擠出，形成熔融的混合樹脂；(2)將上述混合樹脂膜進行冷卻成膜，並立即施加壓力，進行微壓處理，得到厚膜；(3)將上述厚膜預熱並進行單向拉伸，得到薄膜；以及(4)將上述薄膜先進行熱定型，再冷卻定型。
7.如權利要求6所述的方法，其特徵在於，步驟(2)中微壓處理的壓力大小為3.0-6.5kgf/cm2。
8.如權利要求6所述的方法，其特徵在於，步驟(3)預熱溫度為60-80℃，所述的單向拉伸為二段式單向拉伸。
9.如權利要求8所述的方法，其特徵在於，所述的二段式單向拉伸中，第一拉伸區的溫度為60℃-75℃，拉伸倍數為1.5-1.7；第二拉伸區的溫度為68℃-78℃，拉伸倍數為1.0-1.3。
10.如權利要求6所述的方法，其特徵在於，步驟(4)中熱定型的溫度為68-92℃。
全文摘要
本發明公開了一種防水的、具有多微孔結構的透氣薄膜及其製備方法。該透氣薄膜包含聚烯烴樹脂和高填充量的無機填料，透氣薄膜中聚烯烴樹脂和無機填料的重量比為1∶0.5－1.5，該透氣薄膜的基重為10－70g/m
文檔編號C08K3/26GK1951984SQ20051010051
公開日2007年4月25日 申請日期2005年10月21日 優先權日2005年10月21日
發明者龐友國, 蔡耀鈞, 李偉佳, 盧志均, 周飛, 黃振華, 雷勵鳴, 馮凌冰 申請人:佛山塑料集團股份有限公司