CN115742507A - 一种新型防水透气材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种新型防水透气材料,其自上而下包括熔喷无纺布层、防水透气膜层以及底部无纺布层,其中所述熔喷无纺布层与所述防水透气膜之间通过共挤或施胶粘结复合,形成复合层;所述复合层与所述底部无纺布层之间通过施胶粘结复合;所述熔喷无纺布层、防水透气膜层以及底部无纺布层均通过静电驻极增强层与层之间的附着力。本发明中叙述的新型防水透气材料具有工艺简单、降低了成本、改善了拉伸收缩性和拉伸强度、提升了耐用性和可加工性、能够更好的适用于不同的应用场景等优点。
Description
技术领域
本发明涉及防水透气材料领域,特别涉及一种新型防水透气材料及其制备方法。
背景技术
随着纺织材料的更新迭代,越来越多的相关从业者开始关注具有防水透气机能的材料。防水透气材料经常被应用于医疗、服装、卫生用品等多种行业,也是各大企业争相研发的热门材料之一。
发明专利CN 110901188 A公开了一种过滤型无纺布,使用双组合无纺布中间固定PTFE膜的形式制备复合过滤材料,通过涂胶粘合与热辊粘合的双固定方式将三层材料结合于一体,该发明能有效解决PTEF膜耐用性差的问题,但加固过程中同时使用化学粘合和热粘合,生产成本也较高,透气性能也会相应下降。
发明专利CN 114619731 A公开了一种透气防水膜,包括聚酯、尼龙或聚丙烯基材及配置于基材上的由静电纺丝制成的纳米纤维层,静电纺丝所使用的电纺液包含各类添加剂和醇类,该透气防水膜具有良好的透气防水性,但静电纺丝工艺复杂且低效,量产难度较大。
发明内容
本发明的目的提供一种新型防水透气材料及其制备方法,解决上述现有技术问题中的一个或多个。
本发明提出一种一种新型防水透气材料,自上而下包括熔喷无纺布层、防水透气膜层以及底部无纺布层,
所述熔喷无纺布层与所述防水透气膜复合形成复合层;
所述复合层与所述底部无纺布层复合;
所述熔喷无纺布层、防水透气膜层以及底部无纺布层均通过静电驻极增强层与层之间的附着力。
在一些实施方式中,
所述熔喷无纺布层与所述防水透气膜之间通过共挤或施胶粘结复合;
所述复合层与所述底部无纺布层之间通过施胶粘结复合。
在一些实施方式中,新型防水透气材料面密度为10~50g/m2,厚度为0.05~0.5㎜,在100-150Pa的正压下(测试面积为20cm2)透气率为10~60mm/s,在32L/min流量下透气阻力为100~500Pa。
在一些实施方式中,新型防水透气材料面密度为10~40g/m2,厚度为0.05~0.25㎜,在100-150Pa的正压下(测试面积为20cm2)透气率为15~40mm/s,在32L/min流量下透气阻力为100~250Pa。
在一些实施方式中,所述熔喷无纺布层是由单组分熔喷纤维或多组分熔喷纤维构成,所述熔喷无纺布层的面密度为5~25g/m2,所述熔喷纤维平均细度为0.3~5μm,
所述单组分熔喷纤维由一种工程塑料制成,所述多组分熔喷纤维由两种或两种以上的工程塑料制成,所述工程塑料的种类包括聚丙烯PP、聚乙烯PE、聚酯PET、聚乳酸PLA。
在一些实施方式中,所述防水透气膜为e-PTFE微孔膜,所述防水透气膜的面密度为0.5-5g/m2。
在一些实施方式中,所述底部无纺布层为SMS无纺布或其他柔软型无纺布,所述其他柔软型无纺布包括水刺无纺布、纺粘无纺布、熔喷无纺布、针刺无纺布以及热风无纺布,所述底部无纺布层优选为SMS无纺布。
在一些实施方式中,所述SMS无纺布是由单组份纤维或多组分纤维构成,所述SMS无纺布的面密度为5-20g/m2,
所述单组分纤维由一种工程塑料制成,所述多组分纤维由两种或两种以上的工程塑料制成,所述工程塑料的种类包括聚丙烯PP、聚乙烯PE、聚酯PET、聚乳酸PLA。
一种新型防水透气材料的制备方法,包括如下步骤:
分别制取用于制作熔喷无纺布层的熔喷无纺布、用于制作防水透气膜层的防水透气膜以及用于制作底部无纺布层的底部无纺布;
同步传送熔喷无纺布和防水透气膜,熔喷无纺布置于防水透气膜的上方;
复合熔喷无纺布和防水透气膜形成复合层;
同步传送复合层和底部无纺布,底部无纺布置于复合层的下方;
将复合层与底部无纺布复合连接,形成复合布;
将复合布输送至驻极设备进行静电驻极处理;
分切收卷形成新型防水透气材料。
在一些实施方式中,所述熔喷无纺布与所述防水透气膜之间通过共挤或施胶粘结复合;所述复合层与所述底部无纺布层之间通过施胶粘结复合。
本发明所述的一种一种新型防水透气材料及其制备方法的优点为:
1.本发明直接将熔喷无纺布、防水透气膜以及底部无纺布进行复合,工艺简单;
2.本发明中将熔喷无纺布与防水透气膜复合,综合利用熔喷无纺布的高厚度、高透气性、低抗渗透性与防水透气膜的超薄、低透气性、高抗渗透性形成一款具备高透气性与高抗渗透性的复合膜,并相较于常规熔喷无纺布能够使得熔喷无纺布的伸展率提升50%以上,更适用于医疗卫生领域;
3.将熔喷无纺布、防水透气膜以及底部无纺布进行复合在一定程度上改善了拉伸收缩性和拉伸强度,提升了耐用性和可加工性;
4.本发明中形成的新型防水透气材料具有良好的透气率和抗渗透性,能够更好的适用于不同的应用场景,比如:建筑屋面防水、保温层隔汽等,扩大了应用范围;
5.本发明叙述的新型防水透气材料在复合完成还需要进行静电驻极处理,能够有效的增强每层材料之间的粘结力,有效的减少热熔胶的使用,提升环保性的同时有效的降低了成本。
附图说明
图1为本发明的一些实施例中一种新型防水透气材料的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了,下面结合具体实施方式并参照附图,对本发明进一步详细说明。应该理解,这些描述只是示例性的,而并非要限制本发明的范围。此外,在以下说明中,省略了对公知结构和技术的描述,以避免不必要地混淆本发明的概念。
结合图1所示的内容,本实施例中提出一种新型防水透气材料,该新型防水透气材料自上而下包括熔喷无纺布层1、防水透气膜层3以及底部无纺布层4,熔喷无纺布层1与防水透气膜3之间通过共挤或施胶粘结复合,形成复合层;复合层与底部无纺布层4之间通过施胶粘结复合;
熔喷无纺布层1、防水透气膜层3以及底部无纺布层4均通过静电驻极增强层与层之间的附着力。
新型防水透气材料面密度为10~50g/m2,厚度为0.05~0.5㎜,在100-150Pa的正压下(测试面积为20cm2)透气率为10~60mm/s,在32L/min流量下透气阻力为100~500Pa。
进一步的,新型防水透气材料面密度为10~40g/m2,厚度为0.05~0.25㎜,在100-150Pa的正压下(测试面积为20cm2)透气率为15~40mm/s,在32L/min流量下透气阻力为100~250Pa。
将现有的婴儿纸尿裤中的底膜替换为此中所叙述的新型防水透气材料后的婴儿纸尿裤国标渗漏值为0~0.5g。
熔喷无纺布层1是由单组分熔喷纤维或多组分熔喷纤维构成,熔喷无纺布层1的面密度为5~25g/m2,熔喷纤维平均细度为0.3~5μm,其中
单组分熔喷纤维由一种工程塑料制成,多组分熔喷纤维由两种或两种以上的工程塑料制成,工程塑料的种类包括聚丙烯PP、聚乙烯PE、聚酯PET、聚乳酸PLA。防水透气膜3为e-PTFE微孔膜,防水透气膜3的面密度为0.5-5g/m2。
底部无纺布层4为SMS无纺布或其他柔软型无纺布,其他柔软型无纺布包括水刺无纺布、纺粘无纺布、熔喷无纺布、针刺无纺布以及热风无纺布,所述底部无纺布层4优选为SMS无纺布,其中
SMS无纺布是由单组份纤维或多组分纤维构成,SMS无纺布的面密度为5-20g/m2,单组分纤维由一种工程塑料制成,多组分纤维由两种或两种以上的工程塑料制成,工程塑料的种类包括聚丙烯PP、聚乙烯PE、聚酯PET、聚乳酸PLA。
上述新型防水透气材料可以通过如下制备方法制备,具体制备方法包括如下步骤:
S1、分别制取用于制作熔喷无纺布层1的熔喷无纺布、用于制作防水透气膜层3的防水透气膜以及用于制作底部无纺布层4的底部无纺布;
S2、同步传送熔喷无纺布和防水透气膜,熔喷无纺布置于防水透气膜的上方;
S3、将熔喷无纺布和防水透气膜通过共挤或施胶粘结复合形成复合层;
S4、同步传送复合层和底部无纺布,底部无纺布置于复合层的下方;
S5、将复合层与底部无纺布通过施胶粘结复合,形成复合布;
S6、将复合布输送至驻极设备进行静电驻极处理;
S7、分切收卷形成新型防水透气材料。
制备方法中采用施胶粘接复合的层与层之间会形成如图1所示的施胶层2。防水透气膜3中e-PTFE微孔膜的制备方法包括如下步骤:
①通过混料、熟化将聚四氟乙烯细粉料和助挤剂进行筛分处理,将熟化后产生的结块去除;
②将步骤①中得到的熟化料进行压坯和压延得到基膜,压延辊温度设为35~55℃;
③将步骤②得到的基膜进行脱脂处理,去除助挤剂并使基膜进行充分膨化;
④将步骤③得到的脱脂后的基膜进行纵向拉伸和横向拉伸,所述纵向拉伸倍数为6~10倍,温度为100~300℃,横向拉伸倍数为11~15倍,温度为150~350℃;
⑤将步骤④中拉伸后的基膜进行热定型得到e-PTFE微孔膜,定型温度为350~400℃,定型速度为20~40m/min。
上述e-PTFE微孔膜也可以选用其他直接采用现有的其他制备方法制取的e-PTFE微孔膜。
实施例1
该新型防水透气材料面密度为21g/m2,厚度为0.15mm,其中熔喷无纺布层由聚丙烯PP纤维构成,纤维平均细度为2.5μm,面密度为8g/m2;e-PTFE微孔膜的面密度为3g/m2;SMS无纺布层由聚丙烯PP纤维构成,面密度为8g/m2。其中熔喷无纺布层和SMS无纺布层可以直接采用由聚丙烯PP纤维构成的现有材料,因此在此不做赘述。
实施例2
该新型防水透气材料面密度为27g/m2,厚度为0.19mm,其中熔喷无纺布层由聚丙烯PP纤维构成,纤维平均细度为3μm,面密度为10g/m2;e-PTFE微孔膜的面密度为2g/m2;SMS无纺布层由聚丙烯PP纤维构成,面密度为13g/m2。其中熔喷无纺布层和SMS无纺布层可以直接采用由聚丙烯PP纤维构成的现有材料,因此在此不做赘述。
实施例3
该新型防水透气材料面密度为19g/m2,厚度为0.13mm,其中熔喷无纺布层由聚丙烯PP纤维构成,纤维平均细度为5μm,面密度为8g/m2;e-PTFE微孔膜的面密度为1g/m2;SMS无纺布层由聚丙烯PP纤维构成,面密度为8g/m2。其中熔喷无纺布层和SMS无纺布层可以直接采用由聚丙烯PP纤维构成的现有材料,因此在此不做赘述。
上述的实施例1-3均为针对一次性卫生用品的方案。
实施例4
该新型防水透气材料面密度为47g/m2,厚度为0.45mm,其中熔喷无纺布层由聚酯PET纤维构成,纤维平均细度为3μm,面密度为23g/m2;e-PTFE微孔膜的面密度为3g/m2;底部无纺布层是由聚酯PET纤维构成的水刺布,面密度为20g/m2。其中熔喷无纺布和水刺布是可以直接采用聚酯PET纤维构成的现有材料,因此在此不做赘述。
实施例5
该新型防水透气材料面密度为44g/m2,厚度为0.3mm,其中熔喷无纺布层由双组份PE/PP纤维构成,纤维平均细度为2μm,面密度为20g/m2;e-PTFE微孔膜的面密度为5g/m2;底部无纺布层是由双组份PE/PP纤维构成的纺粘布,面密度为18g/m2。其中熔喷无纺布和纺粘布是可以直接采用双组份PE/PP纤维构成的现有材料,因此在此不做赘述。
比较例1
聚乙烯PE透气流延膜(婴儿纸尿裤常规底膜材料),面密度为17g/m2。
比较例2
8g/m2聚丙烯PP熔喷无纺布和8g/m2聚丙烯SMS无纺布通过施胶复合,施胶量为1.5g/m2,熔喷纤维平均细度为5μm。
对上述五个实施例和两个对比例的材料进行拉伸断裂强度、断裂伸长率、透气率、透气阻力和渗透性检测,再将这五种材料作为纸尿裤底膜制成成品后对成品进行国标渗漏值测定,测定的相关数据如下表1所示。
拉伸断裂强度和断裂伸长率测试标准:ISO 9073-3-1989纺织品中非织造布试验方法的第3部分:断裂强度和伸长的测定;
材料透气率测试设备及相应参数:YG461H型全自动透气性能测试仪,压差125Pa,测试面积20cm2,测试方法依照ASTM D737-2018纺织织物透气性的标准试验方法;
材料透气阻力测试设备及相应参数:TSI 8130自动滤料测试仪,测试流量32L/min,气溶胶0.3μmNaCl;
材料渗透性测试材料承载一定体积溶液时分别在静止状态和运动(振荡器)状态下保持不渗透的时长;
渗漏值:依照GB/T 28004.1-2021中渗漏测试方法测试。
表1
表1中所表述的结果显示,本发明在拉伸强度方面较比较例1和2均有所提升,透气率则介于两者之间,是比较例1透气率的百倍以上,透气阻力方面也是远小于比较例1;渗透性能方面本发明也同样优于比较例1和2,材料在静置和运动状态下都达到了1h以上的不渗透时长,同时在纸尿裤成品的渗漏值测试结果中也明显优于其余两种材料,可见本发明在该应用领域完全能够满足使用标准,性能甚至完全超越现有应用材料(比较例1);实施例通过改变拉伸倍数来改变e-PTFE微孔膜的面密度和孔隙率,由测试数据可以发现随着e-PTFE微孔膜密度的增加透气率有所降低,但抗渗漏能力的提升并不明显,所以从经济效益和性能方面综合考虑,实施例3为五个实施例中的最佳方案。
以上所述仅是本发明的优选方式,应当指出,对于本领域普通技术人员来说,在不脱离本发明创造构思的前提下,还可以做出若干相似的变形和改进,这些也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种新型防水透气材料,其特征在于,自上而下包括熔喷无纺布层(1)、防水透气膜层(3)以及底部无纺布层(4),
所述熔喷无纺布层(1)与所述防水透气膜(3)复合形成复合层;
所述复合层与所述底部无纺布层(4)复合;
所述熔喷无纺布层(1)、防水透气膜层(3)以及底部无纺布层(4)均通过静电驻极增强层与层之间的附着力。
2.根据权利要求1所述的一种新型防水透气材料,其中,
所述熔喷无纺布层(1)与所述防水透气膜(3)之间通过共挤或施胶粘结复合;所述复合层与所述底部无纺布层(4)之间通过施胶粘结复合。
3.根据权利要求1所述的一种新型防水透气材料,其中,新型防水透气材料面密度为10~50g/m2,厚度为0.05~0.5㎜,在100-150Pa的正压下透气率为10~60mm/s,在32L/min流量下透气阻力为100~500Pa。
4.根据权利要求3所述的一种新型防水透气材料,其中,新型防水透气材料面密度为10~40g/m2,厚度为0.05~0.25㎜,在100-150Pa的正压下透气率为15~40mm/s,在32L/min流量下透气阻力为100~250Pa。
5.根据权利要求1所述的一种新型防水透气材料,其中,所述熔喷无纺布层(1)是由单组分熔喷纤维或多组分熔喷纤维构成,所述熔喷无纺布层(1)的面密度为5~25g/m2,所述熔喷纤维平均细度为0.3~5μm,
所述单组分熔喷纤维由一种工程塑料制成,所述多组分熔喷纤维由两种或两种以上的工程塑料制成,所述工程塑料的种类包括聚丙烯PP、聚乙烯PE、聚酯PET、聚乳酸PLA。
6.根据权利要求1所述的一种新型防水透气材料,其中,所述防水透气膜(3)为e-PTFE微孔膜,所述防水透气膜(3)的面密度为0.5-5g/m2。
7.根据权利要求1所述的一种新型防水透气材料,其中,所述底部无纺布层(4)为SMS无纺布或其他柔软型无纺布,所述其他柔软型无纺布包括水刺无纺布、纺粘无纺布、熔喷无纺布、针刺无纺布以及热风无纺布,所述底部无纺布层(4)优选为SMS无纺布。
8.根据权利要求7所述的一种新型防水透气材料,其中,所述SMS无纺布是由单组份纤维或多组分纤维构成,所述SMS无纺布的面密度为5-20g/m2,
所述单组分纤维由一种工程塑料制成,所述多组分纤维由两种或两种以上的工程塑料制成,所述工程塑料的种类包括聚丙烯PP、聚乙烯PE、聚酯PET、聚乳酸PLA。
9.一种新型防水透气材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
分别制取用于制作熔喷无纺布层(1)的熔喷无纺布、用于制作防水透气膜层(3)的防水透气膜以及用于制作底部无纺布层(4)的底部无纺布;
同步传送熔喷无纺布和防水透气膜,熔喷无纺布置于防水透气膜的上方;
复合熔喷无纺布和防水透气膜形成复合层;
同步传送复合层和底部无纺布,底部无纺布置于复合层的下方;
将复合层与底部无纺布复合连接,形成复合布;
将复合布输送至驻极设备进行静电驻极处理;
分切收卷形成新型防水透气材料。
10.根据权利要求9所述的制备方法,其中,所述熔喷无纺布与所述防水透气膜之间通过共挤或施胶粘结复合;所述复合层与所述底部无纺布之间通过施胶粘结复合。
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