什麼是透氣膜？為什麼它用於護墊和成人紙尿褲？

透氣膜是一種環保透氣（蒸氣）阻水（液體、細菌、灰塵）的功能性材料。微孔透氣膜的出現已有20多年的歷史，最近10年得到了快速發展。

 

透氣膜是的必備材料， 成人紙尿褲 的結構 成人紙尿褲 分為三層：表層、吸收芯層和底層。

 

的表層 成人紙尿褲 由不織布製成，吸收芯層是具有蓬鬆纖維的吸收珠，而底層材料主要由PE膜或PE膜+不織布製成，主要用途PE透氣底膜是為了防止滲漏。

 

聚烯烴透氣膜，是在PE或PP載體中添加惰性填料，經制膜、拉伸而成。用於個人衛生護理用品，透氣膜是普通防水膜的升級產品。透氣膜與普通膜不能簡單替代，最終產品的結構設計合理與否對透氣膜的透氣效果的體現至關重要！

透氣膜透氣原理

所謂透氣膜，是透過將聚烯烴原料均勻添加混合而成的一種功能性無機產品，使產品在成膜過程中因高倍拉伸而產生氣孔，從而具有透氣、吸濕的功能。透氣膜的功能簡單來說就是：防水、透氣（防潮），以最常用的PE為載體的透氣膜為例。

透氣原理

原理很簡單：無機材料+拉伸=微孔，其實操作很微妙，只有尺寸合適、分佈均勻的微孔才是有效的如圖1所示：

如下圖2、圖3所示，拉伸不夠孔徑太小，拉伸不夠沒有孔徑，拉伸不好孔徑太小只能是廢品。

透氣膜基本成膜原理

透氣成膜原理：PE+CaCO3（母材）---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%左右的特殊碳酸鈣，擠出薄膜後拉伸一定時間而製成。由於聚乙烯樹脂是一種熱塑性塑膠材料，在一定條件下可以拉伸和結晶，拉伸時聚合物與碳酸鈣顆粒之間的界面剝離，碳酸鈣顆粒周圍形成相互連通的蜿蜒的孔隙或通道，正是這些孔隙和通道賦予薄膜透氣（潤濕）功能，從而與薄膜兩側的環境相連。

 

透氣膜的作用機制

當薄膜一側的水蒸氣濃度大於薄膜另一側的環境時，就會形成濕度梯度壓力差。這就為氣體（蒸氣）對流提供了基本條件，而對流的形成導致薄膜兩面形成相對平衡的濕度環境。

 

透氣膜用作防水膜時，對液體具有阻隔作用，由於膜中存在許多通道，它形成鋸齒形通道，“長徑比”（L/D）值很大，可理解為毛細管。因此，在同樣的液體（如水）、相同的壓力下，只要毛細管柱的高度小於毛細管的長度，就可以確保液體不會洩漏出去。

 

因此，膜的防水性能直接取決於可滲透膜的孔徑和路徑長度。這種性能通常用水壓（ΔP）來衡量，當水壓超過微孔膜所能承受的水壓值時，水就會漏出。

 根據上述毛細管原理，微孔膜孔內的水壓可用毛細管浸入壓力ΔP代替，可用下式表示：

ΔP ＝ 2σcosα / d

他們之中：

ΔP-均熱壓力（Pa）

σ-表面張力(N/m)

α-接觸角(度)

d-毛細管直徑

由此可見，透過設計不同的微孔直徑和膜厚可以滿足WVTR（安全要求）；顯然，WVTR也可以透過改變薄膜的微孔直徑和微孔密度來實現。

註：對於個人衛生護理用品中使用的透氣薄膜，必須遵循在保證安全性（ΔP值）的同時提高薄膜透氣性的原則。

透氣膜生產技術原理 

微孔透氣膜的製造依制膜製程的不同可分為吹膜法和流延法；依拉伸製程的不同可分為單向拉伸法、雙向拉伸法和局部拉伸法。與普通PE流延壓花膜相比，透氣膜的製造具有更高的技術要求。在生產過程中，應特別注意以下幾個面向：

原料的選擇

樹脂選擇

硬質透氣膜－高密度聚乙烯；柔性透氣膜－低密度聚乙烯；高彈透氣膜－高強度聚乙烯；印刷（套色、定位切割）-高強度聚乙烯

碳酸鈣的選擇

碳酸鈣表面處理：流動性、擠出穩定性、模頭焦化、針孔、薄膜機械性質等。

 

碳酸鈣粒徑的選擇：拉伸性能、透濕性、均勻性、加工性能。

 

原料的選擇直接影響加工性能（如焦化時間、擠出穩定性、薄膜產量和針孔缺陷等）和物理性能（如透氣度、水壓、熱穩定性和機械性能等）。因此，選擇透氣材料首先要考慮的是使其適合客戶對薄膜的物理要求以及與加工設備的匹配條件；

 

除濕系統

原料濕度過高是透氣膜出現孔洞、T膜焦化的主要原因，將嚴重影響透氣膜的生產效率及產品品質。因此，透氣膜的生產不僅要對原料進行除濕（<250ppm），而且對原料輸送和邊緣回收系統也應有嚴格的濕度控制要求；

擠出厚度控制

拉伸對擠出厚度的偏差有放大作用，因此擠出厚度的控制是確保最終產品厚度均勻性的前提；

張力控制

製造透氣膜有2個必要條件，一是碳酸鈣，二是伸展。因此，拉伸在透氣膜的製造過程中至關重要。拉伸溫度、拉伸比、拉伸速率和拉伸間隙是拉伸過程的4個要素，其整體平衡將對透氣膜的透氣性、機械性能、一致性和外觀產生很大影響；

熱處理（例如金屬）

利用熱處理使拉伸後僵硬的聚合物鏈段恢復和鬆弛，對於提高透氣膜材料在後加工和使用過程中的穩定性是必要的。

透氣薄膜的測試

1、水蒸氣透過率 WVTR ：水蒸氣透過率

推薦條件：

增重法---40℃.75%~90%濕度

減重法---40℃.50%~60%濕度

2、空氣通過率 AP ：空氣滲透率------sce/100cc

3、收縮率：%/80℃.15min

4、耐水壓： mm

透氣膜的使用原則 

1.最終透氣效果的體現，透氣膜的固有特性是基礎，但個人衛生護理品的結構設計是關鍵；

2、作為阻水材料，透氣膜（阻水）的安全性是前提，只有在保證安全的前提下才談透氣；

3.「寬-相對寬」、「薄-薄、緊貼身體」、「包裹-相對封閉」型結構和相對較長時間使用（如尿布、護墊等）的護理產品中，使用透氣的薄膜材料是必要的；

4.與一般PE壓花膜相比，透氣膜有其固有的缺點，因此在產品的設計上要善於避免缺點，並發揮其優點。例如，透氣膜的橫向強度（CD）低、顏色單調、熱穩定性差等；

5.最終的透氣效果與透氣膜的實際透氣面積成正比。產品設計應珍惜並保護有效透氣面積；

6.最終產品設計應考慮對流小環境；

7.透氣產品在使用者體內的有效性是有時間延遲的。

透氣膜的應用

透氣膜用於 成人 紙尿褲、衛生棉、醫用床墊等，在歐美等國家一直有著穩定的需求，而國內衛生材料市場也將隨著功能性、舒適性的需求而成熟，需求對於透氣膜的空間將會越來越大。