CN103231515A - 制备卫生用品的方法及该卫生用品 - Google Patents

Abstract

一种制备卫生用品的方法，包括如下步骤：设计所需制备卫生用品的三维立体模型，该三维立体模型上设计有图案；对该卫生用品的三维立体模型进行了切片分层获得了每一主材料层和粘合材料层的成型信息，其中主材料为纤维材料，粘合材料选自粘合剂、热塑性聚合物和热熔粘性纤维中的至少一种；依据每层的成型信息进行3D打印，使纤维材料和粘合材料交替喷洒出来，最终卫生用品被打印成型，该卫生用品上形成有图案，且图案区域的纤维交织形态跟其他区域一样。本发明还提供应用上述方法制得的卫生用品。本发明的方法工艺简单且不会对纤维的交织形态产生影响。

Description

制备卫生用品的方法及该卫生用品

技术领域

本发明涉及一种制备卫生用品的方法及应该方法制得的卫生用品。

背景技术

卫生用品，如生活用纸、湿巾产品、女士卫生用品、婴儿纸尿裤等，为了外观的美观或其他一些原因，有时会采用压花或印花的方式在卫生用品表面形成图案。

压花可增加卫生用品的表面积、厚度，达到外观上的美观度，还能提高吸水能力、湿强度、耐磨性和擦试清洁性能。目前产品上的图案通常采用热压、机械压花、或高压水针穿刺纤网。无论是热压还是机械压花，都会破坏纤维的交织形态，影响其拉力，特别是热压，还有可能使纤维粘结，影响其吸水性及蓬松性。而高压水针穿刺工艺需要消耗大量的水，而且对水质有严格的要求，需要配备一套水处理设备，使工艺变得复杂。

发明内容

有鉴于此，提供一种制备带有图案的卫生用品的方法及该方法制得的卫生用品，该方法工艺简单且不会对纤维的交织形态产生影响。

一种制备卫生用品的方法，包括如下步骤：

设计所需制备卫生用品的三维立体模型，该三维立体模型上设计有图案；

对该卫生用品的三维立体模型进行了切片分层获得了每一主材料层和粘合材料层的成型信息，其中主材料为纤维材料，粘合材料选自粘合剂、热塑性聚合物和热熔粘性纤维中的至少一种；

依据每层的成型信息进行3D打印，使纤维材料和粘合材料交替喷洒出来，最终卫生用品被打印成型，该卫生用品上形成有图案，且图案区域的纤维交织形态跟其他区域一样。

一种应用上述方法制得的卫生用品，该卫生用品上形成有图案，且图案区域的纤维交织形态跟其他区域一样。

本发明利用3D打印技术制备具有图案的卫生用品，不仅能使卫生用品达到所需的外观效果，且该卫生用品的表面积和松厚度可达到与经压花具有图案的卫生用品相同的程度，且可有效的避免传统的压花造成的纤维交织形态的破坏。此外，该制备方式工艺简单，对环境危害小。

具体实施方式

本发明制备卫生用品的方法，利用3D打印技术，采用纤维材料作为3D打印的主材料，采用粘合剂、热塑性聚合物和热熔粘合纤维中的至少一种作为粘合材料，通过交替喷洒一层粘合材料和一层主材料，使主材料层与粘合材料层交替形成，最终卫生用品被打印成型，且该卫生用品上形成有图案。

3D打印技术使用的设备为3D打印机，3D打印机中设置有多个储物腔，有用以容置粘合材料的储物腔，有用以容置主材料的储物腔，每一储物腔设置有喷头。与3D打印机相连的计算机中设计有所需制备卫生用品的三维立体模型（相当于设定好所需制备卫生用品的形状、大小规格及图案区域信息等），并对该卫生用品的三维立体模型进行切片分层，获得了每层的成型信息（相当于设计好每一主材料层和粘合材料层的形状、大小规格等），3D打印机依据每层的成型信息进行喷涂制造，分别控制主材料与粘合材料的行进路线，使储物腔中的主材料和储物腔中的粘合材料交替喷洒出来，从而使所需的具有图案的区域或轮廓与其余部位都得以成型，最终得到所需卫生用品。

该主材料选自植物纤维、化学纤维、无机纤维中的一种或多种。植物纤维包括有木浆纤维、草浆纤维、棉纤维、竹纤维、麻纤维等。化学纤维包括有粘胶纤维、涤纶、丙纶、锦纶、腈纶、热熔粘合纤维等。无机纤维包括有碳纤维、金属纤维、石棉纤维、玻璃纤维等。

该粘合剂起到粘结效果，具体包括有天然粘合剂和合成型粘合剂。天然粘合剂包括有葡萄糖衍生物、氨基酸衍生物、松香和虫胶。合成型粘合剂包括有树脂型、橡胶型、复合型等。树脂型粘合剂包括有环氧树脂、酚醛树脂。橡胶型粘合剂包括有热塑性橡胶、丁苯乙烯等。复合型粘合剂包括有淀粉粘合剂、羧甲基纤维素胶粘剂。

该热塑性聚合物包括有聚四氟乙烯、聚苯乙烯、聚氨基甲酸酯。

该热熔粘合纤维包括有聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚酯、聚氯乙烯、聚氨酯弹性纤维、共聚酰胺、聚酯共聚、聚氯乙烯与聚乙烯共聚物、双组份聚烯烃纤维、聚对苯二甲酸丙二醇酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯并列双组份纤维。

本案中，主材料和粘合材料均可选自热熔粘合纤维，且可为热熔粘合纤维中的同种或不同种。

可以理解的，卫生用品的图案区域可设置在卫生用品的单面或双面，图案区域可相对卫生用品的表面凸出、凹陷、或与卫生用品的表面平齐。

为使卫生用品的图案区域呈现出彩色，可在3D打印机中设置用以容置已染色的纤维材料或染色剂的储物腔，当打印卫生用品的图案区域或轮廓时，储物腔中的染色的纤维材料或染色剂喷洒出来使图案区域或轮廓处打印出所需颜色。

为实现卫生用品的不同功效，还可在卫生用品制备过程中选择性地添加化药、香精、抑菌剂、染色剂等添加剂。添加剂可与主材料混合均匀后装入主材料储物腔，在打印过程中随主材料一起喷洒；该添加剂也可单独存放在一储物腔中，在打印过程中根据需要进行喷洒，该种方法可决定添加剂在产品中的添加位置，即卫生用品内部还是卫生用品表面。

本发明提供一个以熔融沉积打印技术制备卫生用品的示例，该方法的主材料选用棉纤维，粘合材料选用聚乙烯。对于本发明的3D打印机设置有加热粘合材料的加热装置，其能使粘合材料（粘合材料）加热到临界状态，使之呈现半流体性质，流体性质的粘合材料通过喷头喷出、沉积、固化形成相应的形状。该示例方法具体包括如下步骤：（1）设计卫生用品的CAD模型；（2）将卫生用品的CAD模型分解成一层层的截面，生成控制熔融沉积造型（FusedDeposition Modeling，FDM）喷嘴移动轨迹的二维几何信息；（3）棉纤维与被加热装置加热成熔融成半流体状态的聚乙烯在计算机的控制下，沿着CAD确定的二维几何信息运动轨迹，喷头分别交替将棉纤维与熔融的聚乙烯喷出来，沉积到工作台上，当棉纤维与聚乙烯凝结后，形成具有一定的轮廓形状的薄层；（4）当这一薄层形成后，在上一薄层的基础上降下新的形成层，如此反复，最终形成本发明设计的具有图案的卫生用品。

本发明制得的具有图案的卫生用品，可满足其美观性要求，且其松厚度、吸水性、擦拭性良好，同时图案无需传统工艺中印刷即可具有所需的颜色。

本发明利用3D打印技术制备具有图案的卫生用品，不仅能使卫生用品达到所需的外观效果，且该卫生用品的表面积和松厚度可达到与经压花具有图案的卫生用品相同的程度，且可有效的避免传统的压花造成的纤维交织形态的破坏。此外，该制备方式工艺简单，对环境危害小。

另外，本领域技术人员还可在本发明权利要求公开的范围和精神内做其它形式和细节上的各种修改、添加和替换。当然，这些依据本发明精神所做的各种修改、添加和替换等变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种制备卫生用品的方法，包括如下步骤：

设计所需制备卫生用品的三维立体模型，该三维立体模型上设计有图案；

对该卫生用品的三维立体模型进行了切片分层获得了每一主材料层和粘合材料层的成型信息，其中主材料为纤维材料，粘合材料选自粘合剂、热塑性聚合物和热熔粘性纤维中的至少一种；

依据每层的成型信息进行3D打印，使纤维材料和粘合材料交替喷洒出来，最终卫生用品被打印成型，该卫生用品上形成有图案，且图案区域的纤维交织形态跟其他区域一样。

2.如权利要求1所述的制备卫生用品的方法，其特征在于：该主材料选自植物纤维、化学纤维、无机纤维中的一种或多种，植物纤维包括有木浆纤维、草浆纤维、棉纤维、竹纤维、麻纤维，化学纤维包括有粘胶纤维、涤纶、丙纶、锦纶、腈纶、热熔粘合纤维，无机纤维包括有碳纤维、金属纤维、石棉纤维、玻璃纤维。

3.如权利要求1所述的制备卫生用品的方法，其特征在于：该粘合剂包括有葡萄糖衍生物、氨基酸衍生物、松香、虫胶、环氧树脂、酚醛树脂、热塑性橡胶、丁苯乙烯、淀粉粘合剂、羧甲基纤维素胶粘剂。

4.如权利要求1所述的制备卫生用品的方法，其特征在于：该热塑性聚合物包括有聚四氟乙烯、聚苯乙烯、聚氨基甲酸酯。

5.如权利要求1所述的制备卫生用品的方法，其特征在于：该热熔粘合纤维包括有聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚酯、聚氯乙烯、聚氨酯弹性纤维、共聚酰胺、聚酯共聚、聚氯乙烯与聚乙烯共聚物、双组份聚烯烃纤维、聚对苯二甲酸丙二醇酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯并列双组份纤维。

6.如权利要求1所述的制备卫生用品的方法，其特征在于：3D打印机中设置有多个储物腔，该多个储物腔包括有用以容置粘合材料的储物腔和用以容置主材料的储物腔。

7.如权利要求6所述的制备卫生用品的方法，其特征在于：该多个储物腔还包括有容置已染色的纤维材料或染色剂的储物腔。

8.如权利要求6所述的制备卫生用品的方法，其特征在于：该卫生用品制备过程中选择性地添加添加剂，该添加剂与主材料或粘合材料混合后装入同一储物腔，在打印过程中随主材料或粘合材料一起喷洒；或该添加剂单独存放在一储物腔中，在打印过程中根据需要进行喷洒。

9.如权利要求8所述的制备卫生用品的方法，其特征在于：该添加剂为化药、香精、抑菌剂、染色剂中至少一种。

10.一种应用权利要求1-9中任意一项所述方法制得的卫生用品，且图案区域的纤维交织形态跟其他区域一样。