透氣膜是什么?為何衛生巾、紙尿褲都用它?

透氣膜是一種環保型透氣(汽)隔水(液、菌、塵)的功能性材料。微孔型透氣膜的出現已有二十多年的歷史，近10年得到迅速發展。中國在技術、市場及應用等方面均處在初級階段。

聚烯烴類透氣膜，它是通過將惰性填料加入PE或PP載體中，經制膜、拉伸而制得。用于個人衛生護理用品，透氣膜是普通隔水膜的升級換代產品。透氣膜與普通膜不能作簡單的替換，最終產品的結構設計合理與否對透氣膜的透氣效果體現至關重要!

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物產品，使制品在成膜過程中因高倍拉伸而產生氣孔，從而具備透氣、導濕功能;透氣膜的功能簡言之: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

原理很簡單:無機物+拉伸=微孔，實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行共混，經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，可在一定條件下進行拉伸和結晶，拉伸時聚合物與碳酸鈣顆粒之間發生界面剝離，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境。

3. 透氣膜的作用機理

當薄膜一側的水蒸氣濃度在大于薄膜另一側的環境時，形成了一種濕度梯度壓力差。這就提供了氣(汽)體對流的基本條件，由于對流的形成從而使得薄膜兩側的濕度環境趨于了相對的平衡。

透氣膜作為隔水膜使用，對液體有阻隔效果，因為薄膜中存在的許多通路，它所形成的曲折通道“長徑比”(L/D)值很大，可理解為毛細管。所以，在同一液體(如水)、相同壓力情況下，只要毛細管的液柱高度小于毛細管的長度,就可保證液體不會漏出。

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度。這種性能通常上可用耐水壓(ΔP)來衡量,當水壓超過微孔膜所能承受的耐水壓值時，水就會漏出。

根據以上毛細管原理,微孔膜微孔的耐水壓可用毛細浸透壓ΔP來置換，此時可用下式表示:

ΔP=2σcosα/d

其中:

ΔP-浸透壓(Pa)

σ-表面張力(N/m)

α-接觸角(度)

d-毛細管直徑

由此可見，可以通過設計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現WVTR的要求。

注:對于個人衛生護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。