RU2593590C2

RU2593590C2 - Концентрат для производства не пропускающей влагу воздухопроницаемой пленки и способ производства воздухопроницаемой пленки с его применением

Info

Publication number: RU2593590C2
Application number: RU2014142607/04A
Authority: RU
Inventors: Сяньюй ЧЭНЬ; Чаои ЧЖАНГ; Чаокай ЧЖАНГ; Вэйшэнь ШЭ
Original assignee: Мэлион Нью Матириалз Ко., Лтд.
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2013-12-13
Publication date: 2016-08-10
Also published as: CN103030863A; CN103030863B; RU2014142607A; WO2014101670A1

Abstract

Изобретение относится к концентрату и способу его получения для производства не пропускающей влагу воздухопроницаемой пленки. Концентрат получают путем смешивания в определенных пропорциях полиэтилена или полипропилена и водорастворимого органического вещества, в качестве которого используют этиленгликоль, глицерин или молочную кислоту, при скорости вращения 200-500 об/мин и температуре 150-170°C в устройстве Бенбери. После завершения смешивания осуществляют экструзионное гранулирование концентрата. Полученная по изобретению воздухопроницаемая пленка обладает повышенными свойствами воздухопроницаемости, при этом улучшается качество изделий и увеличивается срок службы изделия. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл., 3 пр.

Description

Область изобретения

Изобретение относится к концентрату для производства не пропускающей влагу воздухопроницаемой пленки, в частности к способу производства воздухопроницаемой пленки, не пропускающей влагу, с применением концентрата.

Предпосылки к созданию изобретения

Воздухопроницаемая пленка представляет собой тонкую пленку, которую производят из полимерного материала с помощью особой технологии производственного процесса, и имеет десятки тысяч микропор (отверстие от нескольких десятых микрона до нескольких десятков микрон), и воздухопроницаемая пленка отличается тем, что воздухопроницаемая пленка пропускает воздух, но не пропускает влагу и позволяет проходить водяному пару, воздуху и другим газам, но не позволяет протекать жидкости. В настоящий момент воздухопроницаемая пленка широко используется в детских подгузниках и других предметах личной гигиены, а также в медицинской одежде, медицинской марле, воздухопроницаемой непромокаемой одежде, непромокаемых плащах, пищевых упаковках, при консервации сельскохозяйственных культур, водозащите зданий и в других областях.

Существующий общий способ получения воздухопроницаемой пленки включает: добавление определенной пропорции карбоната кальция, порошка талька и других неорганических наполнителей в полимер, осуществление червячной экструзии для формования листа/тонкой пленки и последующее осуществление горизонтального и вертикального вытягивания, причем в процессе вытягивания, когда прочность связи между неорганическими наполнителями и окружающим полимером меньше деформирующей силы полимера, вызванной вытягиванием, полимер может быть отделен вдоль края частиц неорганического наполнителя с дальнейшим образованием микропор, при этом размер и форма микропор соотносятся с размером частицы, формой, направлением вытягивания, степенью вытягивания и другими технологическими параметрами неорганических наполнителей, существует больше определяющих параметров, вероятность возникновения ошибок велика, контролируемость размера микропор относительна низка, процент брака в полученных изделиях высок и производственные затраты повышены; и, кроме того, после длительной эксплуатации вследствие износа тонкой пленки прочность связи между краем частиц неорганического наполнителя и полимером становится низкой, причем частицы неорганического наполнителя могут отделяться, дополнительно влияя на водостойкий эффект.

Краткое описание изобретения

Целью изобретения является обеспечение концентрата для производства не пропускающей влагу воздухопроницаемой пленки, не содержащего неорганического наполнителя. Концентрат состоит из 90-95% полиолефина и 5-10% водорастворимого органического вещества.

Функциональный концентрат получают посредством помещения в определенных пропорциях полиолефина и водорастворимого органического вещества в устройство Бенбери для смешивания и перемешивания, причем скорость вращения устройства Бенбери составляет 200-500 об/мин, а температура составляет 150-170°C; и осуществления экструзионного гранулирования материалов после завершения смешивания, причем скорость вращения экструдера составляет 20-50 об/мин, а температура составляет 130-180°C.

При этом полиолефин представляет собой полиэтилен или полипропилен, а водорастворимое органическое вещество представляет собой этиленгликоль, глицерин или молочную кислоту.

Изобретение также обеспечивает способ производства воздухопроницаемой пленки, не пропускающей влагу. Для производства предусмотрен новый производственный этап; после того как концентрат отлит для формования пленки, водяной пар применяют для того, чтобы растворить водорастворимое органическое вещество, причем после того, как водорастворимое органическое вещество, которое однородно распределено на отлитой пленке, растворилось, присутствуют микропоры, позволяющие воздуху проходить и блокировать молекулярные кластеры воды, затем получают не пропускающую влагу воздухопроницаемую пленку, при этом способ включает следующие этапы:

(1) осуществление литья, охлаждения, формования и обдувания концентрата посредством применения процесса литья для превращения его в полиолефиновую отлитую пленку; и

(2) протягивание полиолефиновой отлитой пленки, полученной на этапе (1), так чтобы она прошла через паровой водонагреватель с целью растворения водорастворимого органического вещества в пленке, формование не пропускающей влагу воздухопроницаемой пленки с воздухопроницаемыми микропорами, обдувание после сушки.

Предпочтительно, температура материала барабана устройства для литья пленки составляет 250-260°C, температура экструзионной головки составляет 260-280°C, и линейная скорость устройства для литья пленки составляет 85-95 м/мин.

По сравнению с настоящим способом, осуществление традиционного процесса вытягивания воздухопроницаемой пленки является менее эффективным, поскольку при заниженной температуре вытягивания молекулярной цепи сложнее перемещаться и при проведении резкого вытягивания посредством внешней силы структура воздухопроницаемой пленки будет повреждена, а прочность воздухопроницаемой пленки снижена; а при завышенной температуре воздухопроницаемая пленка будет чрезмерно размягчаться, способствуя образованию зазоров и дополнительно влияя на водостойкий эффект. Поскольку молекулярная масса применяемого этиленгликоля, глицерина или молочной кислоты относительна низка, после полного диспергирования этиленгликоля, глицерина или молочной кислоты для получения концентрата осуществляют литье и вытягивание для однородного распределения этиленгликоля, глицерина или молочной кислоты в отлитой пленке, причем отлитую пленку протягивают в паровой водонагреватель, используемый для растворения водорастворимого органического вещества, затем образуют микропоры, являющиеся меньше средних молекул воды и больше молекул воздуха или водяного пара, и тогда достигают функции воздухопроницаемости и водостойкости.

Испытание на пористость проводят на воздухопроницаемой пленке, полученной вышеуказанным способом, и контрольная формула является следующей:

Согласно испытанию, пористость воздухопроницаемой пленки, полученной согласно изобретению, составляет 32-36%, воздухопроницаемость составляет 2800-3100 г/площадь/24 ч и гидростатическое давление составляет 1,6-1,8 м.

При осуществлении изобретения могут быть достигнуты следующие полезные эффекты:

При осуществлении изобретения параметры, влияющие на свойства не пропускающей влагу воздухопроницаемой пленки и на процесс вытягивания, существенно снижаются, а контролируемость воздухопроницаемости и других показателей увеличивается, способствуя, таким образом, снижению процента брака в изделиях, улучшению качества изделий, снижению образования отходов производства и экономии производственных затрат; и, кроме того, проблема прочности связи между частицами неорганического наполнителя и краем полимера отсутствует, а срок службы изделия может быть существенно продлен.

Краткое описание графических материалов

Фиг. 1 представляет собой блок-схему способа производства согласно изобретению.

Подробное описание вариантов осуществления

С целью более ясного изложения цели, последовательности технических операций и преимуществ изобретения изобретение будет далее подробно описано вместе со следующими частными вариантами осуществления.

Вариант осуществления 1

Полиэтилен: 95%; и

Этиленгликоль: 5%.

Полиэтилен и этиленгликоль помещают в устройство Бенбери для смешивания в соответствии с указанными пропорциями, причем температура устройства Бенбери составляет 150°C; а после этого проводят перемешивание в течение 5 мин, причем для экструзионного гранулирования используют двухчервячный экструдер для получения концентрата, при этом скорость вращения экструдера составляет 30 об/мин, а температура составляет 130°C, 140°C, 150°C, 150°C, 155°C и 160°C. Полученный концентрат отливают для формования в пленку, причем температура материала барабана устройства для литья пленки составляет 250°C, температура экструзионной головки составляет 260°C, линейная скорость устройства для литья пленки составляет 85 м/мин, и полученную пленку охлаждают, формуют и обдувают. Обдутую отлитую пленку протягивают в паровой водонагреватель для выдерживания в течение 2 мин с тем, чтобы водорастворимое органическое вещество растворилось в тонкой пленке, и полученную не пропускающую влагу воздухопроницаемую пленку сушат и обдувают.

Вариант осуществления 2

Полипропилен: 95%; и

Молочная кислота: 5%.

Полипропилен и молочную кислоту помещают в устройство Бенбери для смешивания в соответствии с указанными пропорциями, причем температура устройства Бенбери составляет 180°C; а после этого проводят перемешивание в течение 10 мин, причем для экструзионного гранулирования используют двухчервячный экструдер для получения концентрата, при этом скорость вращения экструдера составляет 50 об/мин, а температура составляет 150°C, 160°C, 170°C, 165°C, 175°C и 180°C. Полученный концентрат отливают для формования в пленку, причем температура материала барабана устройства для литья пленки составляет 260°C, температура экструзионной головки составляет 280°C, линейная скорость устройства для литья пленки составляет 95 м/мин, и полученную пленку охлаждают, формуют и обдувают. Обдутую отлитую пленку протягивают в паровой водонагреватель для выдерживания в течение 5 мин с тем, чтобы водорастворимое органическое вещество растворилось в тонкой пленке, и полученную не пропускающую влагу воздухопроницаемую пленку сушат и обдувают.

Вариант осуществления 3

Полиэтилен: 90%; и

Глицерин: 10%.

Полипропилен и глицерин помещают в устройство Бенбери для смешивания в соответствии с указанными пропорциями, причем температура устройства Бенбери составляет 160°C; а после этого проводят перемешивание в течение 8 мин, причем для экструзионного гранулирования используют двухчервячный экструдер для получения концентрата, при этом скорость вращения экструдера составляет 40 об/мин, а температура составляет 130°C, 140°C, 150°C, 155°C, 160°C и 160°C. Полученный концентрат отливают для формования в пленку, причем температура материала барабана устройства для литья пленки составляет 250°C, температура экструзионной головки составляет 260°C, линейная скорость устройства для литья пленки составляет 90 м/мин, и полученную пленку охлаждают, формуют и обдувают. Обдутую отлитую пленку протягивают в паровой водонагреватель для выдерживания в течение 3 мин с тем, чтобы водорастворимое органическое вещество растворилось в тонкой пленке, и полученную воздухопроницаемую пленку, не пропускающую влагу, сушат и обдувают.

Параметры не пропускающей влагу воздухопроницаемой пленки, полученной согласно трем вышеуказанным вариантам осуществления, представлены в следующей таблице.

Вышеописанные варианты осуществления являются только лишь предпочтительными вариантами осуществления изобретения и не могут быть трактованы как ограничивающие объем притязаний формулы изобретения. Таким образом, равноценные изменения изобретения, заявленного в формуле изобретения, по-прежнему входят в объем, охватываемый настоящим изобретением.

Claims

1. Концентрат для производства не пропускающей влагу воздухопроницаемой пленки, отличающийся тем, что состоит из следующих компонентов:
90%-95% полиолефина; и
5%-10% водорастворимого органического вещества;
причем полиолефин является полиэтиленом или полипропиленом, а водорастворимое органическое вещество является этиленгликолем, глицерином или молочной кислотой.

2. Способ производства концентрата по п. 1, отличающийся тем, что включает следующие этапы:
(1) помещение полиолефина и водорастворимых органических веществ в смеситель Бенбери для смешивания и перемешивания согласно вышеуказанным пропорциям, при этом температура перемешивания составляет 150-180°C и процесс осуществляют в течение 5-10 мин; и
(2) осуществление экструзионного гранулирования двухчервячным экструдером материалов после этапа (1) с получением концентрата,
причем скорость вращения экструдера составляет 20-50 об/мин, а температура составляет 130 - 180°C.

3. Способ производства не пропускающей влагу воздухопроницаемой пленки с применением концентрата по п. 1, отличающийся тем, что включает следующие этапы:
(1) осуществление литья, охлаждения, формования и обдувания воздухопроницаемого концентрата посредством применения процесса литья для превращения его в полиолефиновую отлитую пленку; и
(2) протягивание полиолефиновой отлитой пленки, полученной на этапе (1), так, чтобы она прошла через паровой водонагреватель с целью растворения водорастворимого органического вещества в пленке, формование не пропускающей влагу воздухопроницаемой пленки с воздухопроницаемыми микропорами, обдувание после сушки.

4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что температура материала барабана устройства для литья пленки составляет 250-260°C, температура экструзионной головки составляет 260-280°C.

5. Способ по п. 3, отличающийся тем, что линейная скорость устройства для литья пленки составляет 85-95 м/мин.

6. Способ по п. 3, отличающийся тем, что длительность выдерживания отлитой пленки в паровом водонагревателе на этапе (2) составляет 2-5 мин.

7. Способ по любому из пп. 3-6, отличающийся тем, что на этапе (2) проводят растворение с травлением водорастворимого органического вещества воздухопроницаемой пленки через водяной пар.