CN102277687A - 完全可冲散可生物降解的非织造布湿巾及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种完全可冲散可生物降解的非织造布的湿巾及其生产方法，属于纺织新材料技术领域。该完全可冲散可生物降解的非织造布湿巾，包括湿巾配液和浸泡在湿巾配液中的非织造布，其特征在于：所述的非织造布由100%可生物降解纤维原料制成的纤维网通过可钝化水溶性胶粘合而成，湿巾配液中按重量比含有1-10%的钝化物。本发明所述湿巾完全可冲散可生物降解，能解决湿巾在城市排水系统中废弃的问题。

Description

完全可冲散可生物降解的非织造布湿巾及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种完全可冲散可生物降解的非织造布的湿巾及其生产方法，属于纺织新材料技术领域。

背景技术

在过去二十年，非织造布工业高速发展，技术日新月异，非织造布工业制品已经进入千家万户，特别是消费水平高的欧美发达国家。用非织造布制成的干、湿巾，女用卫生巾，儿童纸尿裤等，因价格低廉，方便实用，干净卫生已经进入人们的日常生活。然而，目前所使用的非织造布产品，特别是湿态状况下使用的湿巾，如果丢弃在抽水马桶，会堵塞抽水马桶底孔，家庭排水管以及城市污水管道系统，给城市管理带了不方便。 

对于干态状况下使用的产品，问题并不严重，因为是在干态状况下使用的产品，只需要干态有强度，湿态没有强度就可以了。例如采用纤维网加水溶性胶制成的浸渍非织造布，干态有强力，湿态没有强力。遇到水，水溶性胶自然就溶解了，非织造布中纤维失去粘合强度，产品自然分散。

对于湿态使用的湿巾产品，情况就不同了。同样是在湿态，需要非织造布制品在使用的湿态中有强度，不使用，被废弃时，在城市污水系统中运行的湿态中没有强度以造成组份分散。产品满足这样要求并且能够完全生物降解性能称为完全可充散性（100% flushable 或者是Full flushable）。它是指非织造布湿巾在轻柔的水的搅动下和在相对短的时间内能够在水中离散成它的基本组分的能力以及可生物降解的能力。.

刚开始的可充散湿巾Flushable并不具有可分散性，只是设计时，将湿巾产品尺寸做小，不堵塞排水管,能够通过抽水马桶底部孔就可以了。在中国，也有人将Flushable中文译为可分散，以为可分散就是可冲散，这与可生物降解和完全可冲散等概念是不同的。

当前非织造布湿巾主要使用是水刺非织造布和胶合无尘纸，产品包含一定成分的纤维素纤维和合成纤维；也有一些低档湿巾，采用热轧，热风，浸渍或纺粘等非织造布制成，原料为100%合成纤维或部分合成纤维。

采用水溶性胶粘剂粘接的6mm长度聚酯纤维生产的无尘纸可以被认为是可分散的，但是它并非是生物可降解的，所以还不能说是完全或100%可冲散的。

100%可生物降解产品不一定就是就具有完全可冲散性。因为生物降解有一个时间问题,仅仅能生物降解产品并不能成为完全可冲散的产品。例如100%粘胶纤维水刺非织造布是100%可生物降解，但是降解时间很长，不能在短时间内分散，所以用100%粘胶纤维生产的水刺非织造布产品，不能认为是完全可冲散的。

因此，完全可冲散湿巾应该具有触发性能。保持非织造布基材在湿巾中拥有暂时的湿强度,在大量的冲水中又失去强度。

美国金伯利－克拉克环球有限公司公司，1998申请的中国专利《可分散非织造布及其制法》（专利号98803927.3），提出的一种可分散非织造布是用植物纤维浆粕为短纤维原料,加以长纤维30%合成纤维，湿法或干法气流成网,然后水刺,再施加丙烯酸脂为主体的胶, 固化，起绉,以金属钙离子的溶液保护湿产品的强度,然后碰到大量水就可以分散为不可识别的碎片。该专利以丙烯酸脂为胶,目前没有资料证明丙烯酸脂胶确实有这样的效果。该公司于2006年申请中国专利，《具有改善的分配的可分散湿擦布》（公开号 CN101326317），该发明专利涉及聚半乳甘露聚糖组合物，特别是涉及瓜尔胶组合物，当其用于例如个人护理和家用护理产品等领域中，防止多片湿巾相互粘合不能分开，该专利是解决片与片之间的间粘合问题,而不是研究可冲散湿巾。该公司于2007年申请发明专利 《可分散的湿纸巾》（公开号 CN101437997），发明提出专利包括阳离子型粘合剂和湿纸巾配液含氯化钠无机盐，该专利项下的非织造布在配液中湿强150/英寸,在去离子水中，浸泡1小时后强力损失1/3，在4.5小时后强度损失2/3。该专利没有保证钝化状态和非钝化状态，延期强度会损失，而作为商业产品的湿巾应至少要保持6个月稳定的强度，因此上述专利还存在着技术漏洞。

2004年，美国宝洁公司申请中国专利《可分散的纤维结构及其制造方法》（专利号200480007536.0），提出一种具有40g/cm以上的，使用湿拉伸强度和处理后湿拉伸强度下降至少约35％的可分散纤维结构及其制造方法。该纤维结构以PVA纤维+木浆+长纤维粘胶,复合成网,水刺制造，专利产品中PVA具有天然的可溶性，从而降低湿强达到分散的目的。但是该专利所述技术方案的缺点是水刺后的无纺布在任何条件下虽然强度比普通的低，但是不会一下子消失，所以不具有可冲散性，还是存在的堵塞的问题。

美国气体产品聚合物公司，2006年申请的中国专利《 可冲洗和可分散的干的化学粘合非织造物》（公开号 CN1896359），提出以干粉状或湿态的硼酸、硼酸盐、硫酸钠或其它盐引入到干的非织造网中,再将胶(丙烯酸酯)加入非织造网中,烘干后制成非织造布。该专利所述技术方案的缺点是将硼酸、硼酸盐、硫酸钠或其它盐加到非织造布中，容易使非织造布缺失其强度要求。

苏州美森无纺科技有限公司2010年，申请中国专利《可冲散可降解的木浆复合非织造布》（公开号 CN101984177A），提出一种可冲散可降解的木浆复合非织造布，用于清洁用品。该专利提出木浆纤维层和非织造纤维层制成的双层非织造布，专利文件没有涉及这两层纤维的固结方式。在其实施方案中，指出木浆纤维层是使用湿法成网，非织造纤维层以梳理成网，两层纤维网叠加在一起，再进行水刺，将纤维固结形成有强度的纤维网。这样的产品，无论对木浆纤维层和非织造纤维层的纤维的长度作怎样合理的选择，确实能保障抗拉、抗撕裂和耐磨强度，并且不会掉落渣屑和能够体现优异的吸水性，具有可降解效果，但是不具备可冲散，如果作为厨卫使用时，废弃后肯定会造成对下水管道的堵塞，不为INDA标准所接受。该专利的缺点与200480007536.0相同，本质上是希望通过降低非织造布的强度达到可冲散要求，实践证明是做不到的。

本专利涉及下列定义：

可冲弃性 Flushability：指非织造布湿巾不堵塞，能够通过抽水马桶底部孔的性质。

可分散性 Dispersability：非织造布制品中的组成物受到的物理力而破碎或断裂的性质。

可生物降解性Biodegradation：非织造布制品中的成分在一定微生物条件下成为如 CO₂,CH₄和水等低分子物的能力。

完全可冲散性 Full Flushability：非织造布湿巾，在大量的水的低冲力条件下，100%可分散性和100%可生物降解，不堵塞城市下水道系统的性质。

发明内容

为了解决目前非织造布湿巾不能在城市排水系统中废弃的问题，本发明提出一种完全可冲散可生物降解的非织造布湿巾及其生产方法，其技术方案如下：一种完全可冲散可生物降解的非织造布湿巾，包括湿巾配液和浸泡在湿巾配液中的非织造布，其特征在于：所述的非织造布由100%可生物降解纤维原料制成的纤维网通过可钝化水溶性胶粘合而成，湿巾配液中按重量比含有1-10%的钝化物。

本发明所述的非织造纤维布中100%可生物降解纤维原料重量比为78%-92%，可钝化水溶性胶的重量比为8%-22%。

本发明所述的湿巾配液中按重量比优选含有2-6%的钝化物。

本发明所述的100%可生物降解纤维原料为天然纤维以及化学纤维中的粘胶纤维、聚乙烯醇、聚乳酸PLA纤维，聚丁二酸丁二醇酯PBS纤维中的一种或几种混合。

本发明所述的可钝化水溶性胶其胶的水溶性可暂时性被盐所钝化，优选以纤维素中的木质素为原料的水溶性胶或以乙烯-醋酸乙烯共聚物为主要成分的化学胶。

本发明所述的钝化物根据胶的性能选择，当可钝化水溶性胶为以乙烯-醋酸乙烯共聚物为主要成分的化学胶时钝化物为硼酸盐，当可钝化水溶性胶为以纤维素中的木质素为原料的水溶性胶时钝化物为食盐或氯化钙。

本发明所述的完全可冲散可生物降解的非织造布湿巾的生产方法，其特征在于：将100%可生物降解纤维原料通过梳理成网、气流干法成网或聚合物纺丝成网形成纤维网，配制可钝化水溶性胶，将可钝化水溶性胶先均匀喷洒到纤维网的一面，然后使纤维网在松弛条件下烘干，翻转纤维网，对纤维网另一面再均匀喷洒可钝化水溶性胶，然后烘干、打卷，形成非织造布；按重量比例配制湿巾配液，将非织造布分切、折叠，在湿巾配液中完全浸泡后放入塑料袋并封口。

本发明所述的气流干法成网形成的纤维网重量为20-100GSM，喷胶后制成的非织造布重量为40-120GSM，梳理成网形成的纤维网重量为10-45GSM，喷胶后制成的非织造布重量为15-65GSM，聚合物纺丝成网形成的纤维网重量10-55GSM，喷胶后制成的非织造布重量为15-75GSM。

本发明与现有技术相比具有以下优点：本发明的特点归纳起来主要包括三方面，一是含有100%可生物降解纤维制成的纤维网非织造布；二是所制得的非织造布在普通的水中具有分散性，能够分散回散纤维状态；三是上述的分散性可以暂时性为一类物质所钝化，以保证的非织造布湿强度。

本发明所述的非织造布的原料首要要求就是100%可生物降解纤维，包括100%可生物降解的天然纤维和/或100%可生物降解化学纤维。众所周知非织造布是由纤维经过均匀铺就纤维网而成。所用纤维可以是天然纤维，也可以是化学纤维，或者天然纤维与化学纤维混合,这些纤维并不总具有100%可生物降解性,特别是化学纤维中的合成纤维，如涤纶纤维，作为传统的纺织材料不是可生物降解纤维。一般地，天然纤维是100%可生物降解纤维，例如：棉纤维，粘胶纤维，木纤维，秸杆纤维等。化学纤维中，粘胶纤维，聚乙烯醇（又称维尼纶，维纶）和新型的聚乳酸PLA纤维，聚丁二酸丁二醇酯PBS纤维等纤维是100%可生物降解的包括单组份纤维。因此生产完全可冲散可生物降解非织造布湿巾需要选择100%可生物降解纤维原料制成非织造布纤维网。

非织造布中纤维成网方式包括梳理成网，气流成网和聚合物纺丝直接成网。非织造布纤维网中的纤维加固方式主要有针刺，水刺，胶合，热合等方式，但是针刺和水刺方式中的纤维在水的低剪切冲力条件下，不会发生逆向反应，使纤维解缠结。同样在低温室温条件中，热合粘合非织造布的粘合点也不会发生脱离，其中的纤维之间不能失去联系强度，以目前的技术不能用于完全可冲散可生物降解湿巾的非织造布的生产方法。

采用胶合方式固结纤维，从而使非织造布轻易失去固结强度变得完全可冲散。采用一种水溶性胶，胶的水溶性可以被暂时性为一种盐所钝化，保证水溶性胶的湿粘结强度。当非织造布制成的湿巾，在其配液中加入一定浓度的水溶性胶的钝化物。当非织造布湿巾上的钝化物浓度被降低时，水溶性胶溶解，纤维之间失去粘结强度。

本专利所需要的水溶性胶优选以纤维素中的木质素为原料的水溶性胶或以乙烯-醋酸乙烯共聚物为主要成分的化学胶。

100%可生物降解纤维，经过必要的成网过程，可以是梳理成网，气流干法成网或聚合物纺丝成网形成纤维网。气流干法成网纤维网重量：20-100GSM，最好是35-80GSM。对于梳理成网，纤维网重量：10-45GSM，最好是15-35GSM。

配制选择的可溶性胶达到一定的浓度。使用喷嘴将胶均匀喷洒到纤维网的一面，然后进行一个具有一定长度的烘箱，设计烘箱中的热空气流，使纤维网在松弛条件下烘干。经过一过桥，翻转纤维网，将纤维网没有喷洒的一面向上，再使用喷嘴将胶均匀喷洒到纤维网的这一面，然后烘干，打卷，形成非织造布。

配制湿巾配液，其中含1-10%（重量比）的钝化物，最好是2-6%（重量比）的钝化物，钝化物的比例过高，湿巾手感礓硬，如果比例过低，湿巾的湿强度不够。将非织造布分切，折叠，在湿巾配液中浸泡，放入塑料袋，封口。这种钝化物根据胶的性能选择。当使用空气公司化学胶时选择硼酸盐，选择盐城纺织外贸公司的以纤维素中的木质素为原料的水溶性胶时选择食盐，或氯化钙作为钝化剂。

具体实施方式

下述实施例中使用的可钝化水溶性胶选用的是盐城纺织外贸公司的SKJ型胶（以下简称SKJ型胶）或美国空气公司的919胶（以下简称919胶），前者是一种以纤维素中的木质素为原料的水溶性胶，后者是一种以乙烯-醋酸乙烯共聚物为主要成分的化学胶。

实施例一

原料： 82%（重量比）的木浆绒毛浆，18%（重量比）的919胶。

非织造生产：经过空气气流成网形成纤维网，纤维网重量45GSM，将919胶稀释一倍，在纤维网面一面喷洒，然后烘干，再喷洒另一面，控制喷洒量，使非织造布的重量在55GSM。

湿巾配液 

 1、正常配液   EDTA            1.5份

卵磷脂          0.8份

芦荟提取液       10份

甘油              3份

羊毛脂            1份

柠檬酸            1.2份

加去离子纯净水    80.5份

 2、钝化物：  

硼酸               2份

将非织造布切片150*200mm,先Z字型折叠，再对折。将折叠好的50片非织造布，叠整齐。浸泡在湿巾配液中，放入适当大小的塑料袋，热封封口。

实施例2

原料：78%（重量比）的粘胶纤维，22%（重量比）的SKJ型胶。

非织造生产：经过梳理成网形成纤维网，纤维网重量24GSM，将SKJ型胶稀释一倍，在纤维网面一面喷洒，然后烘干，再喷洒另一面，控制喷洒量，使非织造布的重量在28GSM。

湿巾配液：

1、正常配液   EDTA            1.5份

卵磷脂          0.8份

甘油              3份

羊毛脂            1份

柠檬酸            2份

加去离子纯净水    85.7份

2、钝化物：  食盐              6份

将非织造布切片150*200mm,先Z字型折叠，再对折。将折叠好的一片非织造布浸泡在配液中，放入适当大小的塑料袋，热封封口。

实施例3

原料：92%（重量比）的PLA可生物降解聚合物，8%（重量比）的SKJ型胶。

非织造生产：以纺粘方式，聚合物经过纺丝后，通过气流成网形成纤维网，纤维网重量20GSM，将SKJ型胶稀释一倍，在纤维网面一面喷洒，然后烘干，再喷洒另一面，控制喷洒量，使非织造布的重量在22.5GSM。

湿巾配液：

1、正常配液   EDTA            1.5份

卵磷脂          0.8份

甘油              3份

羊毛脂            1份

柠檬酸            2份

加去离子纯净水    90.7份

2、钝化物：  氯化钙            1份

将非织造布切片150*200mm,先Z字型折叠，再对折。将折叠好的非织造布，30片一叠，浸泡在配液中，放入适当大小的塑料袋，热封封口。

实施例4

原料：85%（重量比）的聚乙烯醇纤维，15%（重量比）的SKJ型胶。

非织造生产：以纺粘方式，聚合物经过纺丝后，通过气流成网形成纤维网，纤维网重量20GSM，将SKJ型胶稀释一倍，在纤维网面一面喷洒，然后烘干，再喷洒另一面，控制喷洒量，使非织造布的重量在22.5GSM。

湿巾配液：

1、正常配液   EDTA            1.5份

卵磷脂          0.8份

甘油              3份

羊毛脂            1份

柠檬酸            2份

加去离子纯净水    81.7份

2、钝化物：  食盐              10份

将非织造布切片150*200mm,先Z字型折叠，再对折。将折叠好的非织造布，30片一叠，浸泡在配液中，放入适当大小的塑料袋，热封封口。

虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，不同的成网方式所形成的纤维网其重量差异，以及喷胶后所形成的非织造布的重量差异所影响的是湿巾的厚度，不同厚度的非织造布的使用，仅仅取决于消费者喜好，市场价格等因素。任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种完全可冲散可生物降解的非织造布湿巾，包括湿巾配液和浸泡在湿巾配液中的非织造布，其特征在于：所述的非织造布由100%可生物降解纤维原料制成的纤维网通过可钝化水溶性胶粘合而成，湿巾配液中按重量比含有1-10%的钝化物。

2.根据权利要求1所述的完全可冲散可生物降解的非织造布湿巾，其特征特在：所述的非织造纤维布中100%可生物降解纤维原料重量比为78%-92%，可钝化水溶性胶的重量比为8%-22%。

3.根据权利要求1所述的完全可冲散可生物降解的非织造布湿巾，其特征特在：所述的湿巾配液中按重量比优选含有2-6%的钝化物。

4.根据权利要求2所述的完全可冲散可生物降解的非织造布湿巾，其特征特在：所述的100%可生物降解纤维原料为天然纤维以及化学纤维中的粘胶纤维、聚乙烯醇、聚乳酸PLA纤维，聚丁二酸丁二醇酯PBS纤维中的一种或几种混合。

5.根据权利要求2所述的完全可冲散可生物降解的非织造布湿巾，其特征特在：所述的可钝化水溶性胶其胶的水溶性可暂时性被盐所钝化，优选以纤维素中的木质素为原料的水溶性胶或以乙烯-醋酸乙烯共聚物为主要成分的化学胶。

6.根据权利要求1或3所述的完全可冲散可生物降解的非织造布湿巾，其特征特在于：所述的钝化物根据胶的性能选择，当可钝化水溶性胶为以乙烯-醋酸乙烯共聚物为主要成分的化学胶时钝化物为硼酸盐，当可钝化水溶性胶为以纤维素中的木质素为原料的水溶性胶时钝化物为食盐或氯化钙。

7.一种根据权利要求1所述的完全可冲散可生物降解的非织造布湿巾的生产方法，其特征在于：将100%可生物降解纤维原料通过梳理成网、气流干法成网或聚合物纺丝成网形成纤维网，配制可钝化水溶性胶，将可钝化水溶性胶先均匀喷洒到纤维网的一面，然后使纤维网在松弛条件下烘干，翻转纤维网，对纤维网另一面再均匀喷洒可钝化水溶性胶，然后烘干、打卷，形成非织造布；按重量比例配制湿巾配液，将非织造布分切、折叠，在湿巾配液中完全浸泡后放入塑料袋并封口。

8.根据权利要求7所述的完全可冲散可生物降解的非织造布湿巾的生产方法，其特征在于：所述的气流干法成网形成的纤维网重量为20-100GSM，喷胶后制成的非织造布重量为40-120GSM，梳理成网形成的纤维网重量为10-45GSM，喷胶后制成的非织造布重量为15-65GSM，聚合物纺丝成网形成的纤维网重量10-55GSM，喷胶后制成的非织造布重量为15-75GSM。