单层整体式防水透气膜制造技术

1)单层整体式防水透气膜A，其厚度为5至150微米，由至少50重量％的高透气性聚合物构成，其特征在于其面之一具有至少0.1μm的算术平均粗糙度Ra。2)用于制备所述膜的方法，包括：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】单层整体式防水透气膜
专利

[0001]本专利技术的主题是单层整体式防水透气膜、适合通过共挤出制备它的方法，以及包含它的复合产品(或层压材料)。
技术背景
[0002]防水透气膜(也称为“透气膜”或英文“breathable films”)广泛用于制备在各个领域中的物品，其包括服装领域，特别是运动服装、手术防护服和个人防护设备，以及建筑领域，特别是住宅屋顶下的隔热材料。
[0003]在这些不同的领域中，重要的是具有用于防止液体、特别是防水的阻隔膜，尤其是防水透气的阻隔膜，其总是确保水蒸汽的透过。
[0004]例如，在运动服装如登山外套的情况下，重要的是为登山者提供防雨保护，同时提高透气性，以允许汗液蒸发，从而确保登山者的舒适度。还希望为外科医生、护士或甚至患者提供同样的舒适感，他们在外科手术期间必须受到保护以免与体液、感染剂或化学产品发生任何接触。在相应的防护服中，可以提及由外科医生和护士穿的长袍，以及在手术过程中盖在病人上的手术单。
[0005]在防水透气膜中，已知整体式防水透气膜是连续膜且基本上无孔隙。与微孔防水透气膜相比，此类膜的优势在于它们对液体，特别地水的阻隔性能与表面张力无关。整体式防水透气膜还具有更好的阻隔病毒、异味的效果，并能更好地随着时间保持透气性能。
[0006]防水透气膜一般通过使高透气性聚合物成型而成。高透气性聚合物是指可透过水蒸汽而基本不透过液态水的聚合物，因此适用于获得防水透气膜。更具体地，术语“高透气性聚合物”理解为表示一种热塑性聚合物，当其被成型为厚度为15μm的膜形式时，具有高水蒸汽透过率(或MVTR，英语为Moisture Vapor Transmission Rate)，更准确地为至少1000g/m2/天，优选至少1500g/m2/天。MVTR根据标准ASTM E96B在38℃和50％相对湿度下进行测量。
[0007]高透气性聚合物是热塑性弹性体聚合物(以下简称TPE)，其例如选自：
[0008]‑
具有聚酰胺和聚醚嵌段的共聚物(以下称为TPA)，例如来自Arkema集团的
[0009]‑
共聚(醚
‑
氨基甲酸乙酯)或聚氨酯热塑性塑料(以下称为TPU)，例如来自Lubrizol集团的和
[0010]‑
热塑性弹性体共聚(酯
‑
醚)或共聚酯(下文称为TPC)，例如来自DSM的或来自DuPont的
[0011]这些热塑性弹性体聚合物以可通过专门的工业转化器转化为膜的颗粒形式提供。
[0012]这些防水透气膜通常通过附接到至少一个多孔支撑层而形成层压(或复合)产品，该多孔支撑层可以由织造或非织造纤维材料组成。这种层压材料用于制备上述制品，例如运动服，或用于制备所述制品的某些部件。这些层压产品是通过不连续或连续地用粘合剂
如热熔粘合剂将透气单层膜层压(或紧贴或复合)到纤维支撑层上而获得的。
[0013]这种粘合操作由专门从事层压的工人(通常称为层压工人)在机器中进行，这些机器通常以高线速度连续运行，并且由于它们的尺寸非常大，因此各个层和最终层压产品都被包装以大卷轴的形式卷绕，卷轴的宽度(或幅宽)可达约3m，直径可最高达约1m。
[0014]因此，为了这些层压操作，需要提供以这种卷轴的形式卷绕包装的防水透气膜。
[0015]然而，这种卷轴的获得，在用转化器制备该膜期间，以及它们的使用，在随后的层压操作中，有时可能会遇到“粘滞”问题(在行业中也称为英文术语“blocking”)。
[0016]术语“粘滞(blockage)”或“迟滞(blocking)”是指在适合于工业生产的线速度条件下难以或有时不可能进行膜在卷轴上的卷绕或如此卷绕的膜的展开。这种困难表现为相关卷轴的速度不均匀，这可能会达到颠动的程度，和在膜中会出现显著的拉力，这会导致其破裂。
[0017]这种问题通常是由于所述膜的表面具有的残余粘性引起的，这体现为在卷绕或卷轴展开期间在所述膜的两个接触表面之间的相对滑动运动阻力(或摩擦作用或摩擦)。这种摩擦可以通过摩擦系数(或摩擦系数)来量化。
[0018]Polymer Group的申请WO2016/100699公开了一种多层防水透气膜，其包括含高透气性聚合物的整体式中央层和两个外层，外层分别与中央层的两个面相邻。除了高透气性聚合物和不透气材料之外，这些外层还必须包含呈颗粒或颗粒聚集体形式的填料。
[0019]所述颗粒具有大于所述外层厚度的中值直径，因此在这些外层中每一个的自由表面上形成不可剥离的突起(或凸起)。
[0020]这种多层防水透气膜在卷绕在卷轴上时有利地表现出降低的粘滞趋势，这通过低摩擦系数来量化。所述膜可以通过平面共挤出(co
‑
extrusion
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plat)方法进行制备，该方法包括用能够赋予其哑光外观的特定辊的处理。
[0021]然而，在外层中使用填料可能会导致透气性下降。
[0022]现有技术中还已知单层整体式防水透气膜A1，其厚度范围为8
‑
60μm并且由组合物(a1)本身组成，该组合物本身由至少50重量％的一种(或多种)高透气性聚合物和最高至50％重量的各种添加剂组成。
[0023]所述膜通过包括以下步骤的方法进行制备：
[0024]‑
通过共挤出形成由双层B1/A1或三层B1/A1/Cl组成的多层膜F1的步骤，其中层B1和Cl均为可剥离层，其厚度范围为15
‑
100μm并且分别由低密度聚乙烯(LDPE)的组合物(b1)和(cl)组成；然后
[0025]‑
通过简单剥离层B1和层Cl(当它存在时)来分离层A1的步骤。
[0026]应当理解，上面在多层膜从它们的组成层的命名中使用的符号“/”表示相关层的面直接接触。对于在本文中描述的所有多层结构，在没有相反详情的情况下，它是相同的。
[0027]这种方法通过吹塑共挤进行实施，包括：
[0028]‑
将组合物(a1)、(bl)和任选的(cl)以尺寸为1
‑
10mm的颗粒形式引入分开的挤出机中；然后
[0029]‑
通过加热熔融状态的所述颗粒进行转化；然后
[0030]‑
使相应的流通过包括一组共面和同心环形模具的并使温度达到150℃至260℃的挤出头，以便通过注入加压空气形成具有多层的圆柱体形的管状气泡(或套管)，其中层的
顺序对应于对于最终膜所需的顺序，在双层Bl/A1的情况下，层A1位于管状套管外部；然后
[0031]‑
气泡的径向膨胀(相对于环形模具的平面)和拉伸(在垂直于所述平面的方向上)，然后
[0032]‑
所述气泡的冷却。
[0033]如此形成的圆柱形气泡通常也经由穿过2个压辊之间被压平，然后在2个边缘附近进行切割，以获得2个分开的膜，然后每个膜以卷绕在卷轴上的形式进行包装。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.单层整体式防水透气膜A，其厚度为5至150微米，由组合物(a)构成，该组合物包含至少50重量％的高透气性聚合物，基于所述组合物的总重量计，并且其特征在于其2个面中至少一个具有至少0.1μm的算术平均粗糙度Ra。2.根据权利要求1所述的单层整体式防水透气膜，其特征在于其2个面中至少一个具有为至少为40个的每单位长度的峰数RPc。3.根据权利要求1或2中任一项所述的单层整体式防水透气膜，其特征在于其2个面具有至少0.1μm的算术平均粗糙度Ra和为至少40的每单位长度的峰数RPc。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的单层整体式防水透气膜，其特征在于，所述高透气性聚合物为热塑性弹性体聚合物，其根据标准ASTM E96B在38℃和50％相对湿度下对15μm厚度的所述聚合物膜测量的水蒸汽透过率(或MVTR)高于或等于1000g/m2/天。5.根据权利要求1至4中任一项所述的单层整体式防水透气膜，其特征在于，所述高透气性聚合物选自具有聚酰胺和聚醚嵌段的共聚物，共聚(醚
‑
氨基甲酸乙酯)和共聚(酯
‑
醚)。6.根据权利要求5所述的单层整体式防水透气膜，其特征在于，所述高透气性聚合物为具有聚酰胺和聚醚嵌段的共聚物，其中聚酰胺和聚醚嵌段分别为聚酰胺11(PA11)嵌段和聚乙二醇(PEG)嵌段，其摩尔质量在500至3000g/mol范围内。7.根据权利要求1至6中任一项所述的单层整体式防水透气膜，其特征在于，所述组合物(a)基于其总重量由以下组成：
‑
50至100重量％的高透气性聚合物，
‑
0至30重量％的选自遮光剂、颜料、染料、滑爽剂、抗氧化剂、抗静电剂、防粘连剂的添加剂；和
‑
0至20重量％的载有所述添加剂的热塑性...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：普罗希米公司，
类型：发明
国别省市：