一種雙色透氣膜及其生產工藝與應用的制作方法

本發明涉及塑料膜生產技術領域，尤其涉及是種雙色透氣膜及其生產工藝。

背景技術：

透氣膜具有可透過水蒸氣而不能透水的性能，被廣泛應用于衛生巾、紙尿褲、暖貼、雨衣等行業，各種應用對透氣膜的性能提出不同的要求。

據統計，2014年我國的衛生巾及紙尿褲的市場規模已達300億，隨著紙尿褲及衛生巾等一次性衛生用品的發展，對于具有不同顏色透氣膜的需求也在增大。然而國內具備生產彩色透氣膜生產能力的廠家不多，并且普遍采用透氣膜單層擠出的工藝。而使用單層擠出工藝制作透氣膜過程中，是在制膜的部分才加入色母，一方面由于透氣料含有50%以上的碳酸鈣，需要添加大量的色母才能顯示出顏色且顏色無法太均勻，另外一方面只能做單一的一種顏色，且成本較高，限制了其市場的應用。

技術實現要素：

本發明的目的是解決現有透氣膜生產技術存在的單層擠出工藝，以及在單層擠出的工藝中碳酸鈣、色母添加量大，且透氣膜顏色不均勻的缺陷，提供一種采用雙層共擠且色母料、添加量均較低且顏色均勻的雙色透氣膜。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：所述的雙色透氣膜由通過雙層共擠的第一透氣膜層、第二透氣膜層復合而成，按質量百分比計：

1）所述第一透氣膜層的質量占所述雙色透氣膜質量的10%～50%，按相對于所述第一透氣膜層質量的百分比計，所述第一透氣膜層的組分及含量為：

caco3為20%～40%；

第一色母為5%～20%；

pe為40%～75%。

2）所述第二透氣膜層的質量占所述雙色透氣膜質量的50%～90%，按相對于所述第二透氣膜層質量的百分比計，所述第二透氣膜層的組分及含量為：

caco3為20%～40%；

第二色母為0%～20%；

pe為40%～80%。

所述第一色母、第二色母為異色的彩色色母。作為進一步的優選，所述caco3選擇重質caco3。

在所述雙色透氣膜上均勻分布有納米微孔，所述納米微孔從第一透氣膜層的表層向下貫穿第二透氣膜層的底層。

本發明還提供一種上述的雙色透氣膜的生產工藝，包括以下步驟：

步驟1：將重質caco3、色母、pe分別進行清潔性、mfr、純度以及水分含量檢驗，然后按質量百分比計，將重質caco3、第一色母、pe分別按20%～40%、5%～20%、40%～75%進行配料，并攪拌混合，獲得第一混合料；將重質caco3、第二色母、pe分別按20%～40%、0%～20%、40%～80%進行配料，同樣進行攪拌混合，獲得第二混合料。

在本步驟第一色母與第二色母為顏色不同的色母粒，且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：將步驟1混合好的第一混合料、第二混合料分別投放到兩臺雙螺桿造粒機，經加熱熔融擠出分別可得兩種不同顏色的第一透氣粒子、第二透氣粒子。

步驟3：將步驟2制成的第一透氣粒子、第二透氣粒子分別放置于除濕干燥機進行干燥，干燥溫度設定為75～100℃。

步驟4：設定螺桿擠出機的溫度為200～260℃，連接管的溫度為230～240℃，模頭溫度為230～250℃，然后將步驟3制得的第一透氣粒子、第二透氣粒子分別投放到兩個螺桿擠出機喂料桶中，螺桿擠出機的溫度設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。

在本步驟，采用計量泵控制塑料粒子（第一透氣粒子、第二透氣粒子）的塑料熔融料液的流量，使塑料熔融料經ab型分配器在模頭處匯合并充滿整個模頭腔體，最后熔料在模頭出口雙層共擠流延。

步驟5：采用流延輥、橡膠壓輥將經過雙層共擠得到的溶料碾壓成雙色膜基材，所述的流延輥及橡膠壓輥同時對雙色膜基材進行冷卻、消光處理。

在本步驟，所述流延輥與橡膠壓輥的溫度設定為20～30℃，流延輥與橡膠壓輥之間的相互壓緊力為4～6kg/cm²。

步驟6：雙色膜基材通過預熱輥預加熱，熱加熱溫度為70～90℃，然后將雙色膜基材通過三級拉伸形成納米級微孔，獲得雙色透氣膜。

在所述的三級拉伸形成納米級微孔的工藝中，包括第一級拉伸溫度為80～90℃，該級拉伸將雙色膜基材拉伸形成10～100nm的微孔；第二級拉伸溫度為90～100℃，該級拉伸將雙色膜基材上的微孔孔徑進一步擴孔至0.01～0.1μm；第三級拉伸溫度為90～100℃，并形成孔徑＜0.2μm的微孔。

步驟7：對雙色透氣膜進行熱定型處理，所述的熱定型處理溫度為105～120℃。

步驟8：冷卻輥對完成拉伸工序后的雙色透氣膜進行冷卻定型，所述的冷卻定型的溫度為25～35℃。

步驟9：牽引輥收卷成品雙色透氣膜、切除雙色透氣膜邊料，并同時對雙色透氣膜的參數進行檢測。

步驟10：對成品雙色透氣膜卷進行分切、包裝、入庫。

在具體的實施方式中，在所述的步驟8與步驟9之間還設有電暈處理工藝，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，并同時發出1萬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到36～42dines/cm。

本發明還提供一種前述雙色透氣膜的應用技術方案，所述的雙色透氣膜在一次性吸收制品、包裝制品以及雨衣中的應用。其中，所述一次性吸收制品包括不透液性底層，所述不透液性底層使用雙色透氣膜，包括雙色透氣膜或由雙色透氣膜與非織造布復合而成的復合雙色透氣膜。

本發明實現的有益效果：本發明針對單層擠出技術需要添加大量的色母粒并且著色很不均勻的現象，通過采用雙層共擠流延技術，分別在第一、二層添加不同顏色的色母,在降低色母的使用量的情況下制成雙色透氣膜，提高透氣膜顏色的均勻性且制成的雙色透氣膜具有防偽效果；通過多級拉伸技術對微孔成型和分布進行控制，確定最佳熱定型溫度和熱定型時間，從而降低透氣膜的熱收縮率，方便后續加工。

附圖說明

圖1為雙色透氣膜的橫截面結構示意圖。

圖2為本發明雙色透氣膜的生產流程圖。

具體實施方式

術語“雙色透氣膜”，指以一定比例混合的重質caco3、pe混合料為基料，在兩份基料中分布加入兩種不同顏色的色母后，并分別經螺桿造粒機加熱熔融擠出，得到兩種不同顏色的透氣粒子，如第一透氣粒子、第二透氣粒子，再將該兩種不同顏色的透氣粒子熔融形成兩種不同顏色的流動性熔體，在計量泵控制下，兩種不同顏色的流動性熔體經ab型分配器在模頭處匯合并充滿整個模頭腔體，最后熔料在模頭出口雙層共擠復合、流延，再經多級拉伸形成納米級微孔而形成的雙色透氣膜。

術語“彩色色母”，指除了黑色色母之外的有色色母統稱為彩色色母。色母是一種色母粒，是高分子材料專用著色劑，主要由顏色或染料、載體和添加劑組成。色母顏色包括紅色系列、黃色系列、綠色系列、藍色系列、紫色系列，如粉紅色、橙色；淺黃色、深黃色；綠色；藍色；紫色。

本發明所述的第一色母、第二色母為異色的彩色色母，如第一色母為紅色系列，第二色母為藍色系列。但在另一些可能的實施方式中，所述第一色母與第二色母為同色的彩色色母。在另一些可行的實施方式中，所述第一色母與第二色母為異色的抗菌色母。

本發明所述的重質caco3目數不小于400目，白度大于90，要求高溫加熱后白度不變，能提高塑料薄膜制品的表面光澤度和表面平整性。

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1

如附圖1所示，所述的雙色透氣膜20由通過雙層共擠的第一透氣膜層1、第二透氣膜層2復合而成，按質量百分比計：

1）所述第一透氣膜層1的質量占所述雙色透氣膜20質量的10%～50%，按相對于所述第一透氣膜層1質量的百分比計，所述第一透氣膜層1的組分及含量為：

caco3為20%～40%；

第一色母為5%～20%；

pe為40%～75%。

2）所述第二透氣膜層2的質量占所述雙色透氣膜20質量的50%～90%，按相對于所述第二透氣膜層2質量的百分比計，所述第二透氣膜層2的組分及含量為：

caco3為20%～40%；

第二色母為0%～20%；

pe為40%～80%。

在具體實施方式中，第一透氣膜層1的第一色母與第二透氣膜層2的第二色母為異色色母粒。色母顏色包括紅色系列、黃色系列、綠色系列、藍色系列、紫色系列，如粉紅色、橙色；淺黃色、深黃色；綠色；藍色；紫色。在另一些可行的實施方式中，所述第一色母與第二色母為異色的抗菌色母。

本發明中所述的第一色母、第二色母、重質caco3以及pe均為現有技術材料，均可通過市售獲得。

實施例2

本實施例是在實施例1的基礎上提供進一步的優選實施方式，如附圖1所示，所述的雙色透氣膜20由通過雙層共擠的第一透氣膜層1、第二透氣膜層2復合而成，按質量百分比計，其中：

1）所述第一透氣膜層1的質量占所述雙色透氣膜20質量的35%，按相對于所述第一透氣膜層1質量的百分比計，所述第一透氣膜層1的組分及含量為：重質caco3為40%；第一色母為10%；pe為50%。其中第一色母為藍色母粒。

2）所述第二透氣膜層2的質量占所述雙色透氣膜20質量的65%，按相對于所述第二透氣膜層2質量的百分比計，所述第二透氣膜層2的組分及含量為：重質caco3為48%；第二色母為2%；pe為50%。其中，本層第二色母采用粉紅色母粒。

本實施例的caco3選擇重質caco3。

在雙色透氣膜20上均勻分布有納米微孔4，所述納米微孔4從第一透氣膜層的表層向下貫穿第二透氣膜層的底層，形成上下連通的納米微孔4，所述納米微孔的孔徑為0.01～10μm。

實施例3

本實施例依據實施例2的配方體系制備雙色透氣膜20，如附圖2所示，本實施例的雙色透氣膜20的生產工藝流程包括：配料混合5→擠出造粒6→熔融塑化7→雙層共擠8→預熱9→三級拉伸10→熱冷定型11→電暈處理12→收卷切邊13→分切入庫14，具體生產工藝包括如下步驟：

步驟1：將重質caco3、藍色母粒、粉紅色母粒、pe分別進行清潔性、mfr、純度以及水分含量檢驗，然后分別按所述的第一透氣膜層1、第二透氣膜層2的配方體系進行配料，并進行攪拌混合，分別獲得第一混合料、第二混合料。

在本步驟，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：將步驟1混合好的第一混合料、第二混合料分別投放到兩臺雙螺桿造粒機，經加熱熔融擠出分別可得兩種不同顏色的第一透氣粒子、第二透氣粒子。

步驟3：將步驟2制成的第一透氣粒子、第二透氣粒子分別放置于除濕干燥機進行干燥，干燥溫度設定為75～100℃。

步驟4：設定螺桿擠出機的溫度為200～260℃，連接管的溫度為230～240℃，模頭溫度為230～250℃，然后將步驟3制得的第一透氣粒子、第二透氣粒子分別投放到兩個螺桿擠出機喂料桶中，螺桿擠出機的溫度設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。

在本步驟，采用計量泵控制塑料粒子（第一透氣粒子、第二透氣粒子）的塑料熔融料液的流量，使塑料熔融料經ab型分配器在模頭處匯合并充滿整個模頭腔體，最后熔料在模頭出口雙層共擠流延。

步驟5：采用流延輥、橡膠壓輥將經過雙層共擠得到的溶料碾壓成雙色膜基材，所述的流延輥及橡膠壓輥同時對雙色膜基材進行冷卻、消光處理。

在本步驟，所述流延輥與橡膠壓輥的溫度設定為20～30℃，流延輥與橡膠壓輥之間的相互壓緊力為4～6kg/cm²。

步驟6：雙色膜基材通過預熱輥預加熱，熱加熱溫度為70～90℃，然后將雙色膜基材通過三級拉伸形成納米級微孔，獲得雙色透氣膜。

在所述的三級拉伸形成納米級微孔的工藝中，包括第一級拉伸溫度為80～90℃，該級拉伸將雙色膜基材拉伸形成10～100nm的微孔；第二級拉伸溫度為90～100℃，該級拉伸將雙色膜基材上的微孔孔徑進一步擴孔至0.01～0.1μm；第三級拉伸溫度為90～100℃，并形成微孔孔徑＜0.2μm的雙色透氣膜。

步驟7：對雙色透氣膜進行熱定型處理，所述的熱定型處理溫度為105～120℃。

步驟8：冷卻輥對完成拉伸工序后的雙色透氣膜進行冷卻定型，所述的冷卻定型的溫度為25～35℃。

步驟9：牽引輥收卷成品雙色透氣膜、切除雙色透氣膜邊料，并同時對雙色透氣膜的參數進行檢測。

步驟10：對成品雙色透氣膜卷進行分切、包裝、入庫。

對本實施例的雙色透氣膜20進行檢測，其各項檢測數據如下：

1）雙色透氣膜顏色分散均勻；

2）透濕量（wvtr）測試結果為2633g/m²*24h，符合1800g/m²*24h<wvtr<3200g/m²*24h的要求；

3）縱向拉伸強度測試結果為5.4n/25cm，高于標準4n/25cm的要求；

4）橫拉拉伸強度測試結果為2.2n/25cm，高于標準2n/25cm的要求；

5）縱向斷裂延伸率測試結果為350%，高于標準200%的要求；

6）橫向斷裂延伸率測試結果為408%，高于標準300%的要求。

實施例4

本實施例是在實施例1的基礎上提供另一種的優選實施方式，如附圖1所示，本實施例的雙色透氣膜20結構同實施例1，本實施例的雙色透氣膜20由通過雙層共擠的第一透氣膜層1、第二透氣膜層2復合而成，按質量百分比計，其中：

1）所述第一透氣膜層1的質量占所述雙色透氣膜20質量的10%，按相對于所述第一透氣膜層1質量的百分比計，所述第一透氣膜層1的組分及含量為：重質caco3為20%；第一色母為5%；pe為75%。其中第一色母為藍色母粒。

2）所述第二透氣膜層2的質量占所述雙色透氣膜20質量的90%，按相對于所述第二透氣膜層2質量的百分比計，所述第二透氣膜層2的組分及含量為：重質caco3為20%；pe為80%；第二色母為0%，即本層不加色母粒。

在雙色透氣膜20上均勻分布有納米微孔4，所述納米微孔4從第一透氣膜層的表層向下貫穿第二透氣膜層的底層，形成上下連通的納米微孔4，所述納米微孔的孔徑為0.01～10μm。

對本實施例的雙色透氣膜20進行檢測，其各項檢測數據如下：

1）雙色透氣膜顏色分散均勻；

2）透濕量（wvtr）測試結果為2413g/m²*24h，符合1800g/m²*24h<wvtr<3200g/m²*24h的要求；

3）縱向拉伸強度測試結果為5.3n/25cm，高于標準4n/25cm的要求；

4）橫拉拉伸強度測試結果為2.8n/25cm，高于標準2n/25cm的要求；

5）縱向斷裂延伸率測試結果為383%，高于標準200%的要求；

6）橫向斷裂延伸率測試結果為440%，高于標準300%的要求。

實施例5

如附圖1所示，本實施例的雙色透氣膜20結構同實施例2，本實施例的雙色透氣膜20由通過雙層共擠的第一透氣膜層1、第二透氣膜層2復合而成，按質量百分比計，其中：

1）所述第一透氣膜層1的質量占所述雙色透氣膜20質量的50%，按相對于所述第一透氣膜層1質量的百分比計，所述第一透氣膜層1的組分及含量為：重質caco3為40%；第一色母為20%；pe為40%。其中，第一色母采用紫色母粒。

2）所述第二透氣膜層2的質量占所述雙色透氣膜20質量的50%，按相對于所述第二透氣膜層2質量的百分比計，所述第二透氣膜層2的組分及含量為：重質caco3為40%；第二色母為20%；pe為40%。其中，第二色母采用粉紅色母粒。

在雙色透氣膜20上均勻分布有納米微孔4，所述納米微孔4從第一透氣膜層的表層向下貫穿第二透氣膜層的底層，形成上下連通的納米微孔4，所述納米微孔的孔徑為0.01～10μm。

對本實施例的雙色透氣膜20進行檢測，其各項檢測數據如下：

1）雙色透氣膜顏色分散均勻；

2）透濕量（wvtr）測試結果為2587g/m²*24h，符合1800g/m²*24h<wvtr<3200g/m²*24h的要求；

3）縱向拉伸強度測試結果為4.9n/25cm，高于標準4n/25cm的要求；

4）橫拉拉伸強度測試結果為2.1n/25cm，高于標準2n/25cm的要求；

5）縱向斷裂延伸率測試結果為342%，高于標準200%的要求；

6）橫向斷裂延伸率測試結果為400%，高于標準300%的要求。

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范圍，應當指出，對于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范圍。