吹膜透气膜的特性及其产品解决方案

沈娅芳 上海紫华企业有限公司/上海紫华薄膜科技有限公司

近年来，卫生用品生产商在确保产品功能性（即吸收液体后不渗漏）的基础上，提出了提升产品使用舒适度的要求。

在提升产品使用舒适度的过程中，生产商主要通过使用亲肤、柔软的面料减少对皮肤的刺激；使用更轻、更薄的芯体结构以减少对着装的要求从而提升使用体验；使用具有调节湿度作用的底膜即聚烯烃微孔透气膜来消除卫生用品使用时的潮湿闷热感。

透气膜在中国卫生用品市场日益普及，同时卫生用品生产商也提出了进一步的课题，如，更漂亮的定位印刷、更柔软经济的产品。为此，紫华引进了德国W&H公司的吹膜透气膜生产线，突破了传统流延透气膜在套色、定位和经济性上的瓶颈。

1 透气膜的透气机理

聚烯烃微孔透气膜由聚烯烃基材填充无机填料，经挤出、拉伸（MDO）成膜工序制成。

卫生用品行业常用的聚烯烃微孔透气膜由聚乙烯基材和碳酸钙制成。选用粒径在1.5～8 µm的碳酸钙，含量不超过55%质量分数。

图1 透气膜微孔的产生

透气膜拥有透湿效果，关键在于其特殊的表面及层间结构。

图2 透气膜的显微结构

2 透气膜的透气性和安全性检测

通常，透气膜的透气性有两种检测方法，即增重法和失重法。

增重法是在容器中加入一定量的无水氯化钙，用待测透气膜密封，在一定条件下放置一定时间后测量容器中无水氯化钙的质量增加了多少。失重法是在容器中加入一定量的蒸馏水，用待测透气膜密封，在一定条件下放置一定时间后测量容器内蒸馏水减少的质量。

最终检测结果换算成单位面积透气膜24小时透过的水分的质量来表示透气膜的透气性。

表1 增重法和失重法的区别

透气膜的安全性（防渗漏性），行业内一般借用织物静水压测试仪来测量透气膜的耐静水压表示其防渗漏性。但事实证明，单一的耐静水压指标并不能完全代表透气膜的防渗漏性，而且片面地追求耐静水压反而会增加渗漏风险而引起消费者投诉。为此，紫华引入了新的评价指标“渗透性”，有两种测试方法：一种是用滤纸作为载体，添加测试液，覆盖一层待测透气膜，上面再放一层卫生纸，压上砝码，测量有多少测试液能透过透气膜被最上层的卫生纸吸收；另一种是用吸收体（卫生巾）作为载体，添加人造血液，下面放置待测透气膜，透气膜下面放一层滤纸，最上面压上砝码，测量有多少人造血液透过透气膜被滤纸吸收。实验证明，这两种方法测得的渗透性更能表示透气膜的安全性。

图3 渗透性的两种测试方法

3 流延法和吹膜法透气膜的主要区别

3.1 设备不同

流延法和吹膜法透气膜的生产设备不同，流延设备是卧式的，吹膜设备是立式的，所以吹膜生产线对于工厂的高度是有要求的。

图4 流延透气膜和吹膜透气膜设备对比

3.2 工艺不同

两种工艺的原料粒子不同，吹膜的粒子融指更低；吹膜的产品更易有优秀的力学性能；拉伸效果不同，流延膜的拉伸倍率一般是2倍，吹膜可以达到4～5倍，吹膜的纵向力学性能更优，更适合于定位切印刷。

表2 流延法和吹膜法的工艺对比

3.3 性能不同

吹膜透气膜的纵向拉伸强度、白度、耐静水压、纵向断裂拉伸强度都优于流延透气膜，透气性和横向断裂拉伸强度与流延透气膜不相上下，纵向断裂延伸率虽然较小，但是由于其纵向断裂拉伸强度较大，所以不影响上机使用效果。

图5 14g/m2吹膜透气膜和18g/m2流延透气膜的性能对比

4 吹膜透气膜的特点和优势

4.1 特点

● 定量更低：纸尿裤底层用流延透气膜常规定量是18g/m2，而吹膜透气膜可以达到12～14g/m2；

● 生产效率更高：因为吹膜透气膜生产时是个圆筒，叠起来是两片，而流延膜是一片，所以，单位时间内吹膜的产量相当于流延膜的2倍；

● 优秀的力学性能：吹膜透气膜的各项力学性能都很优秀，特别是纵向突出的抗形变能力；

● 定位印刷效果好：卷与卷、卷外及卷芯间定长波动小，非常稳定。

4.2 优势

● 成本优势

与定量18g/m2的流延膜相比，相同质量的吹膜透气膜的使用面积可增加20%～30%，帮助企业降低成本。目前国内企业纸尿裤良品率一般在92%～95%，不良品主要是由定位切的波动以及印刷图案套色偏差造成的。如果用吹膜透气底膜，可将纸尿裤的良品率提升3%～5%，有效改善产品的成本结构。

● 效率优势

吹膜透气膜可广泛适用于进口和国产的卫生用品设备，纸尿裤、经期裤、卫生巾、防溢乳垫设备都能使用。流延透气膜因受定位、张力等指标限制，控制不好，排废多，可能导致设备速度难以提升。而吹膜透气膜可适用于更高速、更自动化的设备，更好地发挥这些设备的潜能，提升效率。

4.3 吹膜透气膜在纸尿裤上的应用优势

● 目标定量低至12～14g/m2；

● 纸尿裤产品的定位良品率提升至99%（基于紫华2018年度流延产品调研数据）以上；

● 定长稳定，波动持续稳定在0～5mm的区间内；

● 性能更好，相同定量的透气膜产品，吹膜各项性能有明显提升。

4.4 吹膜透气膜在卫生巾/护垫上的应用优势

● 目标定量低至20～25g/m2，针对30g/m2流延膜，25g/m2吹膜具有优异的可替代性；

图6 25g/m2吹膜透气膜和30g/m2流延透气膜的性能对比

● 定量稳定，单卷偏差可控制在±5%以内；

● 白度：吹膜白度达90%以上，提供了更好的遮盖率，同时有珠光效果；

● 触感更柔软，可作为护垫小包膜。

5 吹膜应用常见问题及解决方案

● 水蒸气透过率：行业内普遍认为吹膜的水蒸气透过率低，但那是以前的情况，现在，通过工艺和配方的调整，吹膜的水蒸气透过率已经可以达到流延膜相同水平了。

● 粉尘：透气膜都存在掉粉问题，不论是流延膜还是吹膜，只是吹膜可能掉粉更多一些，这个问题只能通过加强纸尿裤生产线的清洁频次来解决。

● 横向拉伸强度：目前14g/m2和16g/m2吹膜的横向拉伸强度完全可以和18g/m2流延膜相媲美，未来经过努力希望12g/m2吹膜也可以达到这个目标。

● 尿显：因为吹膜的白度高于流延膜，所以尿显的效果不那么明显，但是在可接受的范围以内。生产企业应为吹膜产品另外制定尿显效果检测标准，而不是延用流延产品的标准。

目前，吹膜透气膜已成功应用在纸尿裤、经期裤、卫生巾、防溢乳垫等产品上，为卫生用品底膜带来革命性解决方案。

20年前国内流延膜从普通PE发展到透气膜是一次历史性突破，为解决使用者潮湿闷热感和尿布疹问题起到积极作用。20年后的今天，吹膜透气膜技术在国内的推广应用将成为卫生用膜历史上的一个里程碑。吹膜透气膜在减少尿布疹，使产品更轻更柔、定位更漂亮、使用更经济等方面有着得天独厚的优势。目前全球已有50条W&H吹膜线在使用，年产能近20万t。相信国内也将迅速推广发展起来！