一種特殊wvtr透氣膜及其生產(chǎn)工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種特殊WVTR透氣膜及其生產(chǎn)工藝，其特征在于：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：占總體薄膜重量25%~30%（納米級重質(zhì)CaCO3重量百分比為45%~50%，PE重量百分比為50%~55%）；第二層：占總體薄膜重量40%~50%（納米級重質(zhì)CaCO3重量百分比為35%~40%，PE重量百分比為60%~65%）；第三層：占總體薄膜重量25%~30%（納米級重質(zhì)CaCO3重量百分比為45%~50%，PE重量百分比為50%~55%）。該透氣膜生產(chǎn)步驟如下：配料混合→除濕干燥→熔融塑化→三層共擠→預(yù)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(fā)明有效保證了透氣膜的厚度及其均勻性，提高WVTR性能的穩(wěn)定性，降低透氣膜WVTR的波動范圍。
【專利說明】—種特殊WVTR透氣膜及其生產(chǎn)工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種透氣膜及其生產(chǎn)工藝，尤其是一種特殊WVTR透氣膜及其生產(chǎn)工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]透氣膜具有可透過水蒸氣而不能透水的性能，被廣泛應(yīng)用于暖貼、雨衣、夾克、運動外套、特種工裝、防寒服、登山服等行業(yè)，各種應(yīng)用對透氣膜的性能提出不同的要求。
[0003]據(jù)統(tǒng)計，2010年我國暖貼的市場規(guī)模已達(dá)5億，隨著暖貼的國內(nèi)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(nèi)具備暖貼用透氣膜生產(chǎn)能力的廠家不多，在工藝上仍采用普通透氣膜的單層擠出、單級拉伸技術(shù)，致使國內(nèi)廠家制造的暖貼用透氣膜存在透氣不穩(wěn)定、透氣量過大，后加工性能差等質(zhì)量問題。目前國內(nèi)知名企業(yè)生產(chǎn)的暖貼產(chǎn)品的核心包裝材料基本以國外進(jìn)口透氣膜為主。
[0004]中國專利申請?zhí)枮?01110097335.6提出了一種連續(xù)式PE透氣膜生產(chǎn)工藝，該專利提出將常規(guī)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，然后送入混煉機的加料段加熱熔融塑化，最后經(jīng)過模頭的模唇間隙被連續(xù)不斷地擠出成薄膜，經(jīng)成型裝置、預(yù)熱裝置、拉抻裝置、定型裝置、測厚儀，牽引裝置和收卷裝置，被收卷成產(chǎn)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并攪拌均勻，并共同加熱熔融塑化后擠出成膜。此方法為傳統(tǒng)的單層擠出、單級拉伸成型技術(shù)，此方法雖然能夠生產(chǎn)出透氣膜，但是使用該方法所生產(chǎn)的透氣膜存在的基重波動范圍大，透氣膜的厚度及其均勻性難以保證，由于只有一次拉伸成型，孔徑極容易不均勻，WVTR波動范圍很大等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種透氣膜的基重波動范圍小、透氣膜厚度均勻、WVTR性能的穩(wěn)定的特殊WVTR透氣膜及其生產(chǎn)工藝。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種特殊WVTR透氣膜，其特征在于: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:占總體薄膜重量的25%?30%，包括:納米級重質(zhì)CaCO3重量百分比45%?50%，PE重量百分比50%?55% ；
第二層:占總體薄膜重量的40%?50%，包括:納米級重質(zhì)CaCO3重量百分比35%?40%，PE重量百分比60%?65% ；
第三層:占總體薄膜重量的25%?30%，包括:納米級重質(zhì)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(chǎn)工藝，其特征在于:該生產(chǎn)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(zhì)CaC03、PE根據(jù)一定
的配比量分別攪拌混合，每次原料混合重量小于等于100公斤，攪拌混合時間為15?20分鐘；
步驟2:將攪拌完成后的混合原料放置于除濕干燥箱內(nèi)進(jìn)行除濕干燥，干燥溫度設(shè)定為75~90°C，干燥時間為I~2小時；
步驟3:原料分別投放到三個螺桿擠出機喂料桶中，螺桿擠出機的溫度設(shè)定按照從螺桿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并充滿整個模頭腔體，最后熔料在模頭出口三層共擠流延；
步驟4:經(jīng)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(jìn)行冷卻、消光處理，所述流延輥與橡膠壓輥的溫度設(shè)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(yù)熱輥預(yù)加熱，預(yù)加熱溫度為70~90°C，然后進(jìn)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(jìn)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(jīng)過三級拉伸后膜基材進(jìn)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后的膜基材進(jìn)行冷卻定型，所述的冷卻定型的溫度為25 ~35? ；
步驟8:牽引輥收卷成品薄膜、切除薄膜邊料，并同時對薄膜的參數(shù)進(jìn)行檢測，根據(jù)檢測結(jié)果對模頭間隙進(jìn)行調(diào)整；
步驟9:對成品薄膜卷進(jìn)行分切 、包裝、入庫。
[0008]優(yōu)選的是，在所述的步驟3中，螺桿擠出機的溫度設(shè)定為20(T26(TC，連接管的溫度設(shè)定為23(T240°C，模頭溫度設(shè)定為230~245°C。
[0009]優(yōu)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(shù)據(jù)反饋到控制系統(tǒng)，通過控制系統(tǒng)的預(yù)設(shè)定，自動調(diào)整模頭擠出間隙。
[0010]優(yōu)選的是，在所述的步驟7與步驟8之間還設(shè)有電暈處理工序，該工序為通過電暈輥對薄膜表面進(jìn)行電暈處理，電暈輥在薄膜表面滾壓，并同時發(fā)出I萬伏特的電火花使薄膜表面形成電蝕壓花電暈，處理后的薄膜表面電暈達(dá)到36~42Dines/cm。
[0011]本發(fā)明針對單層共擠技術(shù)容易出現(xiàn)厚薄不均的現(xiàn)象，通過采用三層共擠流延技術(shù)，調(diào)整各層CaCO3的比例，嚴(yán)格控制偏差范圍，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(shù)對微孔成型和分布進(jìn)行控制，并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(wěn)定性；通過熱定型溫度和熱定型時間對薄膜熱收縮率進(jìn)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，方便后續(xù)加工。本發(fā)明以納米級重質(zhì)CaCO3為微孔核心物質(zhì)，搭配不同型號、比例的PE共混改性，形成獨特的微孔結(jié)構(gòu)，從而使得成型后的薄膜具有低WVTR波動范圍的功能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的生產(chǎn)流程圖?！揪唧w實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖以及【具體實施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明:
實施例:
制備第一層重量比例為25% (含50%的納米級重質(zhì)CaCO3以及50%的PE)，第二層重量比例為50% (含40%的納米級重質(zhì)CaCO3以及60%的PE)，第三層重量比例為25% (含45%的納米級重質(zhì)CaCO3以及55%的PE)的特殊WVTR透氣膜，其制備步驟為:將通過清潔性、MFR、純度以及水分含量檢驗的納米級重質(zhì)CaC03、PE根據(jù)設(shè)定的配比量分別攪拌混合20分鐘；將攪拌完成后的混合原料放置于除濕干燥箱內(nèi)進(jìn)行除濕干燥2小時；干燥后的原料分別投放到三個螺桿擠出機喂料桶中，螺桿擠出機的溫度設(shè)定按照從螺桿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并充滿整個模頭腔體，最后熔料在模頭出口三層共擠流延；經(jīng)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(jìn)行冷卻、消光處理。
[0014]膜基材通過預(yù)熱輥預(yù)加熱，預(yù)加熱溫度為80°C，然后進(jìn)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(nèi)部的納米級重質(zhì)CaC03與PE由于拉伸微分離形成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(nèi)部的納米級重質(zhì)CaCO3與PE進(jìn)一步分離,微孔進(jìn)一步拉大到0.01?10 μ m,膜基材透氣率達(dá)到目標(biāo)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(jīng)過三級拉伸后膜基材進(jìn)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后的膜基材進(jìn)行冷卻定型，所述的冷卻定型的溫度為30°C。
[0016]經(jīng)過冷卻處理后的透氣膜通過牽引輥進(jìn)行收卷、切除薄膜邊料等工序，并同時對薄膜的參數(shù)進(jìn)行檢測，根據(jù)檢測結(jié)果對模頭間隙進(jìn)行調(diào)整；最后成品薄膜卷進(jìn)行分切、包裝、入庫。
[0017]經(jīng)過檢測，以上實施例的各項檢測數(shù)據(jù)如下:
1.縱向拉伸強度測試結(jié)果為2767cN/25mm，高于標(biāo)準(zhǔn)1200cN/25mm的要求；
2.橫向拉伸強度測試結(jié)果為841cN/25mm，高于標(biāo)準(zhǔn)200 cN/25mm的要求；
3.縱向斷裂伸長率測試結(jié)果為230%，高于標(biāo)準(zhǔn)200%的要求；
4.橫向斷裂伸長率測試結(jié)果為309%，高于標(biāo)準(zhǔn)300%的要求；
5.透濕量(WVTR)測試結(jié)果為1253g/m2 * 24h，符合 WVTR1200± 100 g/m2 * 24h 的要求。
[0018]以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式而已，當(dāng)然不能以此來限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種特殊WVTR透氣膜，其特征在于: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:占總體薄膜重量的25%~30%，包括:納米級重質(zhì)CaCO3重量百分比45%~50%，PE重量百分比50%~55% ； 第二層:占總體薄膜重量的40%~50%，包括:納米級重質(zhì)CaCO3重量百分比35%~40%，PE重量百分比60%~65% ； 第三層:占總體薄膜重量的25%~30%，包括:納米級重質(zhì)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(chǎn)工藝，其特征在于:該生產(chǎn)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(zhì)CaC03、PE根據(jù)一定的配比量分別攪拌混合，每次原料混合重量小于等于100公斤，攪拌混合時間為15~20分鐘； 步驟2:將攪拌完成后的混合原料放置于除濕干燥箱內(nèi)進(jìn)行除濕干燥，干燥溫度設(shè)定為75~90°C，干燥時間為I~2小時； 步驟3:原料分別投放到三個螺桿擠出機喂料桶中，螺桿擠出機的溫度設(shè)定按照從螺桿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并充滿整個模頭腔體，最后熔料在模頭出口三層共擠流延； 步驟4:經(jīng)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(jìn)行冷卻、消光處理，所述流延輥與橡膠壓輥的溫度設(shè)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(yù)熱輥預(yù)加熱，預(yù)加熱溫度為70~90°C，然后進(jìn)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(jìn)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(jīng)過三級拉伸后膜基材進(jìn)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后的膜基材進(jìn)行冷卻定型，所述的冷卻定型的溫度為25 ~35℃ ； 步驟8:牽引輥收卷成品薄膜、切除薄膜邊料，并同時對薄膜的參數(shù)進(jìn)行檢測，根據(jù)檢測結(jié)果對模頭間隙進(jìn)行調(diào)整； 步驟9:對成品薄膜卷進(jìn)行分切、包裝、入庫。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的特殊WVTR透氣膜的生產(chǎn)工藝，其特征在于:在所述的步驟3中，螺桿擠出機的溫度設(shè)定為20(T26(TC，連接管的溫度設(shè)定為23(T240°C，模頭溫度設(shè)定為 230~245°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的特殊WVTR透氣膜的生產(chǎn)工藝，其特征在于: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(shù)據(jù)反饋到控制系統(tǒng)，通過控制系統(tǒng)的預(yù)設(shè)定，自動調(diào)整模頭擠出間隙。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的特殊WVTR透氣膜的生產(chǎn)工藝，其特征在于:在所述的步驟7與步驟8之間還設(shè)有電暈處理工序，該工序為通過電暈輥對薄膜表面進(jìn)行電暈處理，電暈輥在薄膜表面滾壓，并同時發(fā)出I萬伏特的電火花使薄膜表面形成電蝕壓花電暈，處理后的薄膜表面電暈達(dá)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(yōu)先權(quán)日:2013年9月29日
【發(fā)明者】蔡耀鈞, 李偉佳, 陳恒春, 周飛, 馮小芬, 馮卓濱, 李偉鋒 申請人:佛山華韓衛(wèi)生材料有限公司