透氣膜是什么?為何衛(wèi)生巾、紙尿褲都用它?
透氣膜是一種環(huán)保型透氣(汽)隔水(液、菌、塵)的功能性材料。微孔型透氣膜的出現(xiàn)已有二十多年的歷史，近10年得到迅速發(fā)展。中國在技術(shù)、市場(chǎng)及應(yīng)用等方面均處在初級(jí)階段。
聚烯烴類透氣膜，它是通過將惰性填料加入PE或PP載體中，經(jīng)制膜、拉伸而制得。用于個(gè)人衛(wèi)生護(hù)理用品，透氣膜是普通隔水膜的升級(jí)換代產(chǎn)品。透氣膜與普通膜不能作簡(jiǎn)單的替換，最終產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理與否對(duì)透氣膜的透氣效果體現(xiàn)至關(guān)重要!
透氣膜的透氣原理
所謂的透氣性薄膜，是通過聚烯烴原料中均勻加入混入一種功能性無機(jī)物產(chǎn)品，使制品在成膜過程中因高倍拉伸而產(chǎn)生氣孔，從而具備透氣、導(dǎo)濕功能;透氣膜的功能簡(jiǎn)言之:隔水、透氣(濕氣)，以最常用的PE為載體的透氣膜為例。
1. 透氣的原理
原理很簡(jiǎn)單:無機(jī)物+拉伸=微孔，實(shí)際上操作是很講究的，只有尺寸合適，分布均勻的微孔才有效如圖1所示:
圖1:透氣薄膜的有效孔徑
如下圖2拉伸不足及孔徑過小、拉伸不足及無孔徑，不良的拉伸和尺寸不足的微孔只能是廢品。
圖2:透氣薄膜孔徑對(duì)比圖
2. 透氣膜基本成膜原理
透氣膜成膜原理:PE+CaCO3(母粒) --- 成膜 --- 拉伸 --- 透氣膜
PE透氣膜是在LDPE/LLDPE聚乙烯樹脂載體中，添加50%左右的特種碳酸鈣進(jìn)行共混，經(jīng)擠出成膜后定向拉伸一定倍率而成。由于聚乙烯樹脂為熱塑性塑性材料，可在一定條件下進(jìn)行拉伸和結(jié)晶，拉伸時(shí)聚合物與碳酸鈣顆粒之間發(fā)生界面剝離，碳酸鈣顆粒周圍就形成了相互連通的蜿蜒曲折的孔隙或通道，正是這些孔隙和通道賦予了薄膜的透氣(濕)功能，從而溝通了薄膜兩面的環(huán)境。
3. 透氣膜的作用機(jī)理
當(dāng)薄膜一側(cè)的水蒸氣濃度在大于薄膜另一側(cè)的環(huán)境時(shí)，形成了一種濕度梯度壓力差。這就提供了氣(汽)體對(duì)流的基本條件，由于對(duì)流的形成從而使得薄膜兩側(cè)的濕度環(huán)境趨于了相對(duì)的平衡。
透氣膜作為隔水膜使用，對(duì)液體有阻隔效果，因?yàn)楸∧ぶ写嬖诘脑S多通路，它所形成的曲折通道“長(zhǎng)徑比”(L/D)值很大，可理解為毛細(xì)管。所以，在同一液體(如水)、相同壓力情況下，只要毛細(xì)管的液柱高度小于毛細(xì)管的長(zhǎng)度,就可保證液體不會(huì)漏出。
因此薄膜的隔水性直接取決于透氣膜的孔隙大小和通路長(zhǎng)度。這種性能通常上可用耐水壓(ΔP)來衡量,當(dāng)水壓超過微孔膜所能承受的耐水壓值時(shí)，水就會(huì)漏出。
根據(jù)以上毛細(xì)管原理,微孔膜微孔的耐水壓可用毛細(xì)浸透壓ΔP來置換，此時(shí)可用下式表示:
ΔP=2σcosα/d
其中:
ΔP-浸透壓(Pa)
σ-表面張力(N/m)
α-接觸角(度)
d-毛細(xì)管直徑
由此可見，可以通過設(shè)計(jì)不同的微孔直徑和薄膜厚度來滿足耐水壓值要求(安全要求);顯然，亦可通過改變薄膜的微孔直徑和微孔密度來實(shí)現(xiàn)WVTR的要求。
注:對(duì)于個(gè)人衛(wèi)生護(hù)理用品中所使用的透氣膜，必須遵循在確保安全性(ΔP值)的前提下,提高薄膜的透氣性能的原則。
