專利名稱：增強(qiáng)型透氣性復(fù)合體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及增強(qiáng)型透氣性復(fù)合體，尤其涉及具有高阻隔性的透氣性復(fù)合體。
現(xiàn)在許多普通的透氣膜都采用較高的克重來避免上述缺陷，但這種做法一方面大大提高了成本，另一方面也降低了透氣膜的透氣性，從而影響到使用時(shí)的舒適性。這些都制約了透氣膜的進(jìn)一步發(fā)展，特別是在一次性衛(wèi)生及醫(yī)療用品行業(yè)。
有一些方法可對透氣膜的性能缺陷進(jìn)行一定的改進(jìn)。一種方法是利用新的拉伸技術(shù)，如進(jìn)行雙軸取向拉伸和嚙合齒輪逐步拉伸。然而，以雙軸取向拉伸技術(shù)制得的透氣薄膜雖然拉伸強(qiáng)度有所提高，但雙軸取向拉伸的生產(chǎn)設(shè)備龐大復(fù)雜，同時(shí)生產(chǎn)工藝較難控制，容易產(chǎn)生厚薄不均和孔洞現(xiàn)象，此外雙向拉伸透氣膜挺度小，熱收縮性大。而以嚙合齒輪進(jìn)行逐步拉伸制得的薄膜，雖然各項(xiàng)性能指標(biāo)較為平均，但卻只適用于低透氣性產(chǎn)品。在本領(lǐng)域中有多篇專利文獻(xiàn)揭示了改進(jìn)透氣性薄膜以提高其綜合性能的方法，例如美國專利6,096,014揭示了在配方中引進(jìn)以茂金屬催化的C4-C8α-烯烴共聚物來改進(jìn)薄膜的機(jī)械性能。
無紡布具有相當(dāng)高的強(qiáng)度和抗撕裂性，可大大彌補(bǔ)透氣膜在這方面的不足。同時(shí)在一次性醫(yī)療及衛(wèi)生行業(yè)中，無紡布可賦予產(chǎn)品柔軟的布質(zhì)感，令使用者更舒適。但無紡布的阻隔性能相對薄膜而言要差很多。
本實(shí)用新型提供了一種透氣性復(fù)合體，中間具有無紡布支撐層2，兩面與透氣膜1復(fù)合為一體。
該復(fù)合體較好是還具有與所述無紡布支撐層2的材料相同或不同的無紡布2′復(fù)合在一面或兩面的透氣膜上。與所述無紡布支撐層2不同的無紡布是選自熱軋、熱風(fēng)、水刺等工藝成形的無紡布。
在本實(shí)用新型的透氣性復(fù)合體中，透氣膜1包含填充有無機(jī)填料的聚合物，所述聚合物選自聚烯烴聚合物、或其與乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚酯、苯乙烯基聚合物、聚氨酯、烯烴類三元共聚彈性體等的共混物或共聚組合物。更好是，透氣膜1是填充有30-70％(重量)無機(jī)填料的聚烯烴聚合物，所述無機(jī)填料選自CaCO3、CaO、BaSO4、TiO2。無紡布支撐層2使用選自聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、尼龍的纖維原料制得的紡粘、熔噴或紡粘熔噴復(fù)合的無紡纖維。
在本實(shí)用新型的透氣性復(fù)合體中，透氣膜1的單層克重為5-80克/米2，無紡布支撐層2的單層克重為10-100克/米2?？梢愿鶕?jù)實(shí)際用途對各方面性能的綜合要求，選用恰當(dāng)克重的復(fù)合體。
本實(shí)用新型透氣性復(fù)合體的透濕性不小于400克/米2·24小時(shí)，在克重為35克/米2時(shí)的縱向拉伸強(qiáng)度不小于772N/m(2000克/英寸)，橫向拉伸強(qiáng)度不小于232N/m(600克/英寸)。
本實(shí)用新型的透氣性復(fù)合體具有透氣膜1-無紡布支撐層2-透氣膜1的三層復(fù)合結(jié)構(gòu)(下文簡稱為1-2-1三層復(fù)合結(jié)構(gòu))，這種復(fù)合結(jié)構(gòu)使得該復(fù)合體具有良好的透氣透濕性和高阻隔性。同時(shí)，還具有優(yōu)良的強(qiáng)度、耐撕裂性、抗沖擊刺穿強(qiáng)度、耐熱性和高性價(jià)比。根據(jù)不同用途的需要，具有1-2-1三層復(fù)合結(jié)構(gòu)的復(fù)合體還可以進(jìn)一步與所需無紡布在線下進(jìn)行復(fù)合。該復(fù)合體或其進(jìn)一步與無紡布線下復(fù)合所得的材料可廣泛應(yīng)用于婦女衛(wèi)生巾、嬰兒尿褲、成人失禁產(chǎn)品等一次性衛(wèi)生用品以及手術(shù)衣，防護(hù)服，建筑材料、食品包裝，過濾材料等。


圖1是本實(shí)用新型透氣性復(fù)合體的一個(gè)實(shí)施方案的剖面示意圖。
圖2是本實(shí)用新型透氣性復(fù)合體的另一個(gè)實(shí)施方案的剖面示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和說明性的實(shí)施方案進(jìn)一步說明本實(shí)用新型。
圖1示出了本實(shí)用新型復(fù)合體的一個(gè)實(shí)施方案，該復(fù)合體中間具有無紡布支撐層2，兩面與透氣膜1復(fù)合為一體。
用于制備透氣膜1的材料為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。將粒徑為0.5-10微米的無機(jī)填料(如碳酸鈣、氧化鈣、二氧化鈦、硫酸鋇等)按一定比例(一般為45-65重量％)添加入聚烯烴聚合物中，可制得透氣膜基料。所述聚烯烴聚合物通常為聚乙烯(包括低密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯)或其共混物，也可使用聚丙烯等聚合物。為了提高共混物的擠出穩(wěn)定性，防止薄膜出膜時(shí)由于縮頸而產(chǎn)生的厚薄不均現(xiàn)象，可添加飽和或不飽和脂肪酸酯。此外，為改善薄膜的回彈性、柔韌性、拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度等，也可選用以茂金屬催化的線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)等熱塑性彈性體物質(zhì)。
用作復(fù)合體芯層的無紡布支撐層2由細(xì)纖維組成的長絲纖維網(wǎng)經(jīng)熱壓粘合制成。該無紡布可以是紡粘工藝或熔噴工藝制得的無紡纖維，或者是這兩種工藝所得纖維的復(fù)合纖維。使熱塑性材料(如聚丙烯、聚乙烯、尼龍、或其組合等)加熱熔融經(jīng)過許多細(xì)小毛細(xì)管形成長絲，再由高速熱流空氣或紡粘牽引拉伸設(shè)備拉成細(xì)絲，經(jīng)鋪網(wǎng)熱粘合，制得熔噴或紡粘無紡布。一項(xiàng)改進(jìn)的工藝是，通過特殊的牽引拉伸技術(shù)使熱粘合成形的無紡布具有可拉伸的特性，正是這種特性使整個(gè)復(fù)合體得以拉伸產(chǎn)生微孔，從而達(dá)到透氣的目的。選用紡粘/熔噴工藝制備的無紡布作為支撐層的目的在于，這些工藝制備的無紡布都是由長絲纖維組成，這樣就保證了產(chǎn)品具有優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度。
該復(fù)合體可用如下方法制得將用于制備透氣膜的無機(jī)填料和聚烯烴的共混物熔融擠出并直接涂覆在可拉伸的紡粘和熔噴無紡布的正反兩面，然后使所得復(fù)合物經(jīng)拉伸產(chǎn)生微孔而具有透氣透濕性。拉伸工藝可采用本領(lǐng)域已知的縱向單軸取向拉伸、雙軸取向拉伸或嚙合輥逐步拉伸。在所得復(fù)合體中，A層透氣膜的厚度通常小于等于B層無紡布支承層的厚度。該復(fù)合體的制備方法簡單且有效，由于降低了生產(chǎn)和設(shè)備投資成本，這就使產(chǎn)品在經(jīng)濟(jì)性方面具有明顯的優(yōu)越性。另外，該復(fù)合體在應(yīng)用上可用更加低克重的產(chǎn)品來替代高克重的透氣膜，從而在經(jīng)濟(jì)性方面的優(yōu)越性更加突出。
圖2示出了本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施方案，該復(fù)合體采用了透氣膜1-無紡布支撐層2-透氣膜1-無紡布2′的復(fù)合結(jié)構(gòu)，所述無紡布2′是另一種不同于無紡布支撐層2的材料，例如可選自熱軋、熱風(fēng)、水刺等工藝成形的無紡布。此外，本實(shí)用新型還有一個(gè)實(shí)施方案是采用2′-1-2-1-2′的復(fù)合結(jié)構(gòu)，其中1、2和2′的含義同上。上述兩種復(fù)合結(jié)構(gòu)的復(fù)合體可用本領(lǐng)域已知的復(fù)合技術(shù)(如熱壓、膠粘)將用作層2′的無紡布層合在圖1所示復(fù)合體的一面或兩面上來制備。
本實(shí)用新型所提供的透氣性復(fù)合體至少包含三層，這三層采用了透氣膜1-無紡布支撐層2-透氣膜1的復(fù)合結(jié)構(gòu)。正是由于采用了這種復(fù)合結(jié)構(gòu)，使本實(shí)用新型的復(fù)合體具備優(yōu)異的綜合性能。復(fù)合體芯層2采用的紡粘/熔噴無紡布具有很高的機(jī)械性能，從而保證了復(fù)合產(chǎn)品的強(qiáng)度、抗撕裂性等性能。施加在芯層2兩面上的微孔透氣膜使復(fù)合體在具備透氣性的同時(shí)，還具有可靠的阻隔性。相對于僅在一面上使用透氣膜而言，本實(shí)用新型的1-2-1復(fù)合結(jié)構(gòu)徹底解決了在透氣膜自身拉伸過程中或者在與無紡布復(fù)合過程中(特別是采用低克重透氣膜時(shí))由于無紡布纖維向薄膜內(nèi)部伸展而易產(chǎn)生孔洞的問題。此外還提高了復(fù)合產(chǎn)品的挺度。
本實(shí)用新型的復(fù)合體具有廣泛的用途，包括一些需要優(yōu)異的物理性能但無紡布-單層透氣膜復(fù)合體不能直接使用的場合，例如直接用于婦女衛(wèi)生護(hù)墊，用作建筑或食品用包裝，農(nóng)用透氣隔離保護(hù)膜，以及其它一些因產(chǎn)品設(shè)計(jì)或因不宜與無紡布表面直接接觸而使無紡布-單層透氣膜復(fù)合體不能使用的場合。例如，包裝時(shí)需要熱封封口，而無紡布的一面不易通過熱封封在一起。
本實(shí)用新型的1-2-1三層復(fù)合體還可進(jìn)一步與其它無紡布復(fù)合，使所得產(chǎn)品具有在強(qiáng)度、柔軟性、經(jīng)濟(jì)性方面具有良好的綜合性能。例如在醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)中經(jīng)常使用手感舒適柔軟且價(jià)格低廉的熱軋、熱風(fēng)法成形無紡布，但由于其強(qiáng)度較低，因此并不適合于透氣膜復(fù)合制作例如手術(shù)衣、防護(hù)服等需要高強(qiáng)度應(yīng)用的場合。而相同克重的紡粘或熔噴無紡布，由于工藝原因雖強(qiáng)度很高但布質(zhì)較硬，其手感不及熱風(fēng)或熱軋無紡布。然而采用本實(shí)用新型的復(fù)合體，由于其本身強(qiáng)度已很高，再復(fù)合上手感好的無紡布，可使所得材料同時(shí)具備柔軟舒適性和優(yōu)異的強(qiáng)度。
本實(shí)用新型的復(fù)合體在用于手術(shù)衣上，可有效地防止因交叉感染而引起的術(shù)后綜合感染癥?，F(xiàn)有的手術(shù)衣材料只能對液體和較大固體顆粒起簡單的阻隔作用，而對于納米級的皮膚碎屑、細(xì)菌等微生物不能進(jìn)行有效的阻隔，這些小顆粒很容易滲透穿過阻隔材料，在受感染者的皮膚傷口、磨損處及皮炎處發(fā)生感染。這些情況在使用透氣性薄膜產(chǎn)品時(shí)尤其容易發(fā)生，這是因?yàn)橥笟饽ぴ诶爝^程中很易產(chǎn)生局部過度拉伸或因混入雜質(zhì)、填料顆粒過大而引起的孔洞、破孔穿裂等問題。而本實(shí)用新型具有1-2-1復(fù)合結(jié)構(gòu)的復(fù)合體可有效地起到阻隔作用，其效果顯著地優(yōu)于無紡布-單層透氣膜復(fù)合體。
以下通過實(shí)施例和對照例說明本實(shí)用新型復(fù)合體在拉伸強(qiáng)度和透濕透氣性方面的性能。
實(shí)施例1按上文圖1實(shí)施方案中所述的方法制備具有1-2-1結(jié)構(gòu)的復(fù)合體，用于制備透氣膜1的原料是50(重量)％碳酸鈣填料和50(重量)％線型低密度聚乙烯的共混物，無紡布支撐層2使用聚丙烯紡粘無紡纖維，采用縱向拉伸工藝進(jìn)行拉伸。所得復(fù)合體的克重為35克，其中兩層透氣膜1均為10克，無紡布支撐層2為15克。
實(shí)施例2按實(shí)施例1相同的方法制備實(shí)施例2的復(fù)合體，不同的是所得復(fù)合體的克重為60克，其中兩層透氣膜1均為15克，無紡布支撐層2為30克。
實(shí)施例3按實(shí)施例1相同的方法制備實(shí)施例3的復(fù)合體，不同的是所得復(fù)合體的克重為20克，其中兩層透氣膜1均為5克，無紡布支撐層2為10克。
對照例1采用實(shí)施例1中透氣膜1的原料用縱向拉伸工藝制備透氣膜，其克重為35克。
對照例2采用實(shí)施例1中透氣膜1的原料用嚙合拉伸工藝制備透氣膜，其克重為35克。
對照例3采用實(shí)施例1中透氣膜1的原料用縱向拉伸工藝制備透氣膜，并與聚丙烯紡粘無紡纖維制備復(fù)合體，其中透氣膜克重為10克，無紡纖維層克重為25克，復(fù)合體的總克重為35克。
對實(shí)施例1、2、3和對照例1、2、3的拉伸強(qiáng)度、透濕性、透氣性和耐水壓性進(jìn)行測量，結(jié)果見表1。
表1

*1用ASTM D882的方法測量。*2用JIS Z0208的方法測量，測試結(jié)果用水蒸氣透過率(WVTR)表示，即于規(guī)定的溫度和相對濕度，在一定水蒸氣壓差和一定厚度的條件下，1米2的試樣在24小時(shí)內(nèi)透過的水蒸氣量。數(shù)值越大，透濕性越好。*3用JIS P8117的方法測量，測試結(jié)果用空氣透過率(AP)表示，即于規(guī)定溫度，在一定厚度的條件下，試樣透過100毫升空氣所需的時(shí)間。數(shù)值越小，透氣性越好。*4耐水壓值用來表征材料的隔水性能，按JIS-L-1092的方法測量。高耐水壓值的材料其抗液體滲漏性能要優(yōu)于低耐水壓值的材料。
由上表可見，對照例1的縱向拉伸單層透氣膜雖然透濕性和透氣性良好，但其拉伸強(qiáng)度(尤其是橫向拉伸強(qiáng)度)和耐水壓值較低。而對照例2的嚙合拉伸單層透氣膜雖然橫向拉伸強(qiáng)度有所提高，但總體拉伸強(qiáng)度、透濕透氣性和耐水壓值均不理想。對照例3雖然透濕性和透氣性良好，但其耐水壓值很小，容易產(chǎn)生滲漏現(xiàn)象。而實(shí)施例1、2和3的本實(shí)用新型復(fù)合體可獲得良好的綜合性能，由實(shí)施例1、2和3的結(jié)果比較又可見，隨著復(fù)合體克重的增加，拉伸強(qiáng)度和耐水壓值更好，而透濕性和透氣性有所下降。由此，可以根據(jù)實(shí)際用途對各方面性能的綜合要求，選用恰當(dāng)克重的復(fù)合體。
實(shí)施例4按上文圖1實(shí)施方案中所述的方法制備具有1-2-1結(jié)構(gòu)的復(fù)合體，用于制備透氣膜1的原料是30(重量)％硫酸鋇填料和70(重量)％聚丙烯的共混物，無紡布支撐層2使用聚對苯二甲酸乙二醇酯的熔噴無紡纖維，采用雙軸取向拉伸工藝進(jìn)行拉伸。兩層透氣膜1的克重均為20克，無紡布支撐層2的克重為50克。按表1附注中所述方法進(jìn)行測量，拉伸強(qiáng)度(MD)為3590N/m(9300克/英寸)，透濕性為1300克/米2·24小時(shí)，透氣性為5600秒/100毫升，耐水壓值700cmH2O。結(jié)果表明本例制得的復(fù)合體具有良好的綜合性能。
實(shí)施例5按上文圖1實(shí)施方案中所述的方法制備具有1-2-1結(jié)構(gòu)的復(fù)合體，用于制備透氣膜1的原料是70(重量)％二氧化鈦填料和30(重量)％聚乙烯和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物重量比為4∶1的混合物的共混物，無紡布支撐層2使用尼龍的紡粘熔噴復(fù)合無紡纖維采用雙軸取向拉伸工藝進(jìn)行拉伸。兩層透氣膜1的克重均為40克，無紡布支撐層2的克重為100克。按表1附注中所述方法進(jìn)行測量，拉伸強(qiáng)度(MD)為6562N/m(17000克/英寸)，透濕性700克/米2·24小時(shí)，透氣性為8900秒/100毫升。耐水壓值920cmH2O。結(jié)果表明本例制得的復(fù)合體具有良好的綜合性能。
實(shí)施例6按實(shí)施例1相同的方法制備復(fù)合體，不同的是所述復(fù)合體采用1-2-1-2的復(fù)合結(jié)構(gòu)，即多加一層克重為20克的聚丙烯紡粘無紡布。按表1附注中所述方法進(jìn)行測量，拉伸強(qiáng)度(MD)為2239N/m(5800克/英寸)，透濕性為1900克/米2·24小時(shí)，透氣性為4100秒/100毫升，耐水壓值550cmH2O。結(jié)果表明本例制得的復(fù)合體具有良好的綜合性能。
實(shí)施例7按實(shí)施例1相同的方法制備復(fù)合體，不同的是所述復(fù)合體采用2-1-2-1-2的復(fù)合結(jié)構(gòu)，即在1-2-1三層結(jié)構(gòu)的兩面上各加一層克重為15克的聚丙烯紡粘無紡布。按表1附注中所述方法進(jìn)行測量，拉伸強(qiáng)度(MD)為2818N/m(7300克/英寸)，透濕性為1000克/米2·24小時(shí)，透氣性為5700秒/100毫升，耐水壓值660cmH2O。結(jié)果表明本例制得的復(fù)合體具有良好的綜合性能。
實(shí)施例8采用熱壓工藝使實(shí)施例1制得的復(fù)合體的一面上層合一層克重為20克的熱軋法成形的無紡布(得自上海騰龍無紡布公司)。按表1附注中所述方法進(jìn)行測量，拉伸強(qiáng)度(MD)為1428N/m(3700克/英寸)，透濕性為2600克/米2·24小時(shí)，透氣性為2800秒/100毫升，耐水壓值490cmH2O。結(jié)果表明本例制得的復(fù)合體具有良好的綜合性能。
實(shí)施例9采用熱壓工藝使實(shí)施例1制得的復(fù)合體的兩面上均層合克重為20克熱風(fēng)法成形的無紡布(得自康那香企業(yè)公司)，按表1附注中所述方法測量，其拉伸強(qiáng)度(MD)為2432N/m(6300克/英寸)，透濕性為1500克/米2·24小時(shí)，透氣性為4000秒/100毫升，耐水壓值560cmH2O。結(jié)果表明本例制得的復(fù)合體具有良好的綜合性能。
實(shí)施例10采用熱壓工藝使實(shí)施例1制得的復(fù)合體的一面上層合克重為40克水刺法成形的無紡布(得自海南欣龍無紡布公司)，而另一面上層合克重為30克聚對苯二甲酸乙二醇酯的熔噴無紡布，按表1附注中所述方法測量，其拉伸強(qiáng)度(MD)為8878N/m(23000克/英寸)，透濕性為800克/米2·24小時(shí)，透氣性為7000秒/100毫升，耐水壓值740cmH2O。結(jié)果表明本例制得的復(fù)合體具有良好的綜合性能。
權(quán)利要求1.一種透氣性復(fù)合體，其特征在于該復(fù)合體中間具有無紡布支撐層(2)，兩面與透氣膜(1)復(fù)合為一體。
2.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合體，其特征在于該復(fù)合體還具有與所述無紡布支撐層(2)的材料相同或不同的無紡布(2′)復(fù)合在一面或兩面的透氣膜上。
專利摘要公開了一種透氣性復(fù)合體，中間具有無紡布支撐層(2)，兩面與透氣膜(1)復(fù)合為一體。該透氣性復(fù)合體較好是還具有與所述無紡布支撐層(2)的材料相同或不同的無紡布(2′)復(fù)合在一面或兩面的透氣膜上。所述復(fù)合體具有良好的透氣透濕性和高阻隔性，同時(shí)還具有優(yōu)良的強(qiáng)度、耐撕裂性、抗沖擊刺穿強(qiáng)度、耐熱性和高性價(jià)比。可廣泛應(yīng)用于婦女衛(wèi)生巾、嬰兒尿褲、成人失禁產(chǎn)品等一次性衛(wèi)生用品以及手術(shù)衣，防護(hù)服，建筑材料，食品包裝，過濾材料等。
文檔編號D04H13/00GK2528790SQ01255199
公開日2003年1月1日 申請日期2001年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月10日
發(fā)明者周炳華 申請人:上海紫華企業(yè)有限公司