专利名称:增强型透气性复合体的制作方法图1是本实用新型透气性复合体的一个实施方案的剖面示意图。图2是本实用新型透气性复合体的另一个实施方案的剖面示意图。以下结合附图和说明性的实施方案进一步说明本实用新型。图1示出了本实用新型复合体的一个实施方案,该复合体中间具有无纺布支撑层2,两面与透气膜1复合为一体。用于制备透气膜1的材料为本领域技术人员所公知。将粒径为0.5-10微米的无机填料(如碳酸钙、氧化钙、二氧化钛、硫酸钡等)按一定比例(一般为45-65重量%)添加入聚烯烃聚合物中,可制得透气膜基料。所述聚烯烃聚合物通常为聚乙烯(包括低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯)或其共混物,也可使用聚丙烯等聚合物。为了提高共混物的挤出稳定性,防止薄膜出膜时由于缩颈而产生的厚薄不均现象,可添加饱和或不饱和脂肪酸酯。此外,为改善薄膜的回弹性、柔韧性、拉伸强度和撕裂强度等,也可选用以茂金属催化的线性低密度聚乙烯或者以共混、共聚方式加入乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、三元乙丙共聚物(EPDM)等热塑性弹性体物质。用作复合体芯层的无纺布支撑层2由细纤维组成的长丝纤维网经热压粘合制成。该无纺布可以是纺粘工艺或熔喷工艺制得的无纺纤维,或者是这两种工艺所得纤维的复合纤维。使热塑性材料(如聚丙烯、聚乙烯、尼龙、或其组合等)加热熔融经过许多细小毛细管形成长丝,再由高速热流空气或纺粘牵引拉伸设备拉成细丝,经铺网热粘合,制得熔喷或纺粘无纺布。一项改进的工艺是,通过特殊的牵引拉伸技术使热粘合成形的无纺布具有可拉伸的特性,正是这种特性使整个复合体得以拉伸产生微孔,从而达到透气的目的。选用纺粘/熔喷工艺制备的无纺布作为支撑层的目的在于,这些工艺制备的无纺布都是由长丝纤维组成,这样就保证了产品具有优异的机械强度。
该复合体可用如下方法制得将用于制备透气膜的无机填料和聚烯烃的共混物熔融挤出并直接涂覆在可拉伸的纺粘和熔喷无纺布的正反两面,然后使所得复合物经拉伸产生微孔而具有透气透湿性。拉伸工艺可采用本领域已知的纵向单轴取向拉伸、双轴取向拉伸或啮合辊逐步拉伸。在所得复合体中,A层透气膜的厚度通常小于等于B层无纺布支承层的厚度。该复合体的制备方法简单且有效,由于降低了生产和设备投资成本,这就使产品在经济性方面具有明显的优越性。另外,该复合体在应用上可用更加低克重的产品来替代高克重的透气膜,从而在经济性方面的优越性更加突出。
图2示出了本实用新型的另一个实施方案,该复合体采用了透气膜1-无纺布支撑层2-透气膜1-无纺布2′的复合结构,所述无纺布2′是另一种不同于无纺布支撑层2的材料,例如可选自热轧、热风、水刺等工艺成形的无纺布。此外,本实用新型还有一个实施方案是采用2′-1-2-1-2′的复合结构,其中1、2和2′的含义同上。上述两种复合结构的复合体可用本领域已知的复合技术(如热压、胶粘)将用作层2′的无纺布层合在图1所示复合体的一面或两面上来制备。
本实用新型所提供的透气性复合体至少包含三层,这三层采用了透气膜1-无纺布支撑层2-透气膜1的复合结构。正是由于采用了这种复合结构,使本实用新型的复合体具备优异的综合性能。复合体芯层2采用的纺粘/熔喷无纺布具有很高的机械性能,从而保证了复合产品的强度、抗撕裂性等性能。施加在芯层2两面上的微孔透气膜使复合体在具备透气性的同时,还具有可靠的阻隔性。相对于仅在一面上使用透气膜而言,本实用新型的1-2-1复合结构彻底解决了在透气膜自身拉伸过程中或者在与无纺布复合过程中(特别是采用低克重透气膜时)由于无纺布纤维向薄膜内部伸展而易产生孔洞的问题。此外还提高了复合产品的挺度。
本实用新型的复合体具有广泛的用途,包括一些需要优异的物理性能但无纺布-单层透气膜复合体不能直接使用的场合,例如直接用于妇女卫生护垫,用作建筑或食品用包装,农用透气隔离保护膜,以及其它一些因产品设计或因不宜与无纺布表面直接接触而使无纺布-单层透气膜复合体不能使用的场合。例如,包装时需要热封封口,而无纺布的一面不易通过热封封在一起。
本实用新型的1-2-1三层复合体还可进一步与其它无纺布复合,使所得产品具有在强度、柔软性、经济性方面具有良好的综合性能。例如在医疗卫生行业中经常使用手感舒适柔软且价格低廉的热轧、热风法成形无纺布,但由于其强度较低,因此并不适合于透气膜复合制作例如手术衣、防护服等需要高强度应用的场合。而相同克重的纺粘或熔喷无纺布,由于工艺原因虽强度很高但布质较硬,其手感不及热风或热轧无纺布。然而采用本实用新型的复合体,由于其本身强度已很高,再复合上手感好的无纺布,可使所得材料同时具备柔软舒适性和优异的强度。
本实用新型的复合体在用于手术衣上,可有效地防止因交叉感染而引起的术后综合感染症。现有的手术衣材料只能对液体和较大固体颗粒起简单的阻隔作用,而对于纳米级的皮肤碎屑、细菌等微生物不能进行有效的阻隔,这些小颗粒很容易渗透穿过阻隔材料,在受感染者的皮肤伤口、磨损处及皮炎处发生感染。这些情况在使用透气性薄膜产品时尤其容易发生,这是因为透气膜在拉伸过程中很易产生局部过度拉伸或因混入杂质、填料颗粒过大而引起的孔洞、破孔穿裂等问题。而本实用新型具有1-2-1复合结构的复合体可有效地起到阻隔作用,其效果显著地优于无纺布-单层透气膜复合体。
以下通过实施例和对照例说明本实用新型复合体在拉伸强度和透湿透气性方面的性能。
实施例1按上文图1实施方案中所述的方法制备具有1-2-1结构的复合体,用于制备透气膜1的原料是50(重量)%碳酸钙填料和50(重量)%线型低密度聚乙烯的共混物,无纺布支撑层2使用聚丙烯纺粘无纺纤维,采用纵向拉伸工艺进行拉伸。所得复合体的克重为35克,其中两层透气膜1均为10克,无纺布支撑层2为15克。
实施例2按实施例1相同的方法制备实施例2的复合体,不同的是所得复合体的克重为60克,其中两层透气膜1均为15克,无纺布支撑层2为30克。
实施例3按实施例1相同的方法制备实施例3的复合体,不同的是所得复合体的克重为20克,其中两层透气膜1均为5克,无纺布支撑层2为10克。
对照例1采用实施例1中透气膜1的原料用纵向拉伸工艺制备透气膜,其克重为35克。
对照例2采用实施例1中透气膜1的原料用啮合拉伸工艺制备透气膜,其克重为35克。
对照例3采用实施例1中透气膜1的原料用纵向拉伸工艺制备透气膜,并与聚丙烯纺粘无纺纤维制备复合体,其中透气膜克重为10克,无纺纤维层克重为25克,复合体的总克重为35克。
对实施例1、2、3和对照例1、2、3的拉伸强度、透湿性、透气性和耐水压性进行测量,结果见表1。
表1
*1用ASTM D882的方法测量。*2用JIS Z0208的方法测量,测试结果用水蒸气透过率(WVTR)表示,即于规定的温度和相对湿度,在一定水蒸气压差和一定厚度的条件下,1米2的试样在24小时内透过的水蒸气量。数值越大,透湿性越好。*3用JIS P8117的方法测量,测试结果用空气透过率(AP)表示,即于规定温度,在一定厚度的条件下,试样透过100毫升空气所需的时间。数值越小,透气性越好。*4耐水压值用来表征材料的隔水性能,按JIS-L-1092的方法测量。高耐水压值的材料其抗液体渗漏性能要优于低耐水压值的材料。
由上表可见,对照例1的纵向拉伸单层透气膜虽然透湿性和透气性良好,但其拉伸强度(尤其是横向拉伸强度)和耐水压值较低。而对照例2的啮合拉伸单层透气膜虽然横向拉伸强度有所提高,但总体拉伸强度、透湿透气性和耐水压值均不理想。对照例3虽然透湿性和透气性良好,但其耐水压值很小,容易产生渗漏现象。而实施例1、2和3的本实用新型复合体可获得良好的综合性能,由实施例1、2和3的结果比较又可见,随着复合体克重的增加,拉伸强度和耐水压值更好,而透湿性和透气性有所下降。由此,可以根据实际用途对各方面性能的综合要求,选用恰当克重的复合体。
实施例4按上文图1实施方案中所述的方法制备具有1-2-1结构的复合体,用于制备透气膜1的原料是30(重量)%硫酸钡填料和70(重量)%聚丙烯的共混物,无纺布支撑层2使用聚对苯二甲酸乙二醇酯的熔喷无纺纤维,采用双轴取向拉伸工艺进行拉伸。两层透气膜1的克重均为20克,无纺布支撑层2的克重为50克。按表1附注中所述方法进行测量,拉伸强度(MD)为3590N/m(9300克/英寸),透湿性为1300克/米2·24小时,透气性为5600秒/100毫升,耐水压值700cmH2O。结果表明本例制得的复合体具有良好的综合性能。
实施例5按上文图1实施方案中所述的方法制备具有1-2-1结构的复合体,用于制备透气膜1的原料是70(重量)%二氧化钛填料和30(重量)%聚乙烯和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物重量比为4∶1的混合物的共混物,无纺布支撑层2使用尼龙的纺粘熔喷复合无纺纤维采用双轴取向拉伸工艺进行拉伸。两层透气膜1的克重均为40克,无纺布支撑层2的克重为100克。按表1附注中所述方法进行测量,拉伸强度(MD)为6562N/m(17000克/英寸),透湿性700克/米2·24小时,透气性为8900秒/100毫升。耐水压值920cmH2O。结果表明本例制得的复合体具有良好的综合性能。
实施例6按实施例1相同的方法制备复合体,不同的是所述复合体采用1-2-1-2的复合结构,即多加一层克重为20克的聚丙烯纺粘无纺布。按表1附注中所述方法进行测量,拉伸强度(MD)为2239N/m(5800克/英寸),透湿性为1900克/米2·24小时,透气性为4100秒/100毫升,耐水压值550cmH2O。结果表明本例制得的复合体具有良好的综合性能。
实施例7按实施例1相同的方法制备复合体,不同的是所述复合体采用2-1-2-1-2的复合结构,即在1-2-1三层结构的两面上各加一层克重为15克的聚丙烯纺粘无纺布。按表1附注中所述方法进行测量,拉伸强度(MD)为2818N/m(7300克/英寸),透湿性为1000克/米2·24小时,透气性为5700秒/100毫升,耐水压值660cmH2O。结果表明本例制得的复合体具有良好的综合性能。
实施例8采用热压工艺使实施例1制得的复合体的一面上层合一层克重为20克的热轧法成形的无纺布(得自上海腾龙无纺布公司)。按表1附注中所述方法进行测量,拉伸强度(MD)为1428N/m(3700克/英寸),透湿性为2600克/米2·24小时,透气性为2800秒/100毫升,耐水压值490cmH2O。结果表明本例制得的复合体具有良好的综合性能。
实施例9采用热压工艺使实施例1制得的复合体的两面上均层合克重为20克热风法成形的无纺布(得自康那香企业公司),按表1附注中所述方法测量,其拉伸强度(MD)为2432N/m(6300克/英寸),透湿性为1500克/米2·24小时,透气性为4000秒/100毫升,耐水压值560cmH2O。结果表明本例制得的复合体具有良好的综合性能。
实施例10采用热压工艺使实施例1制得的复合体的一面上层合克重为40克水刺法成形的无纺布(得自海南欣龙无纺布公司),而另一面上层合克重为30克聚对苯二甲酸乙二醇酯的熔喷无纺布,按表1附注中所述方法测量,其拉伸强度(MD)为8878N/m(23000克/英寸),透湿性为800克/米2·24小时,透气性为7000秒/100毫升,耐水压值740cmH2O。结果表明本例制得的复合体具有良好的综合性能。
增强型透气性复合体制作方法
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