CN103882764A - 湿用成膜组合物及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种湿用成膜组合物及其制造方法，所述湿用成膜组合物包括含氨基葡萄糖的天然高分子材料和天然纤维，所述含氨基葡萄糖的天然高分子材料包括经脱乙酰纯化得到的壳聚糖，所述壳聚糖的相对分子质量小于10000且脱乙酰度≥90%，所述天然纤维包括木纤维。本发明通过采用含氨基葡萄糖的天然高分子材料和天然纤维的方式，利用氨基葡萄糖的天然高分子材料的成膜性能，并利用分子间作用力以及氨基葡萄糖天然高分子材料与天然纤维之间良好的相容性，可以有效地提高湿用成膜组合物的抗湿性，进而满足湿用成膜组合物的特性要求。本发明能够有效地降低湿用成膜组合物的生产制造成本、利于生物降解且湿强度高。

Description

湿用成膜组合物及其制造方法

技术领域

本发明涉及成膜技术领域，具体是涉及一种湿用成膜组合物，以及涉及一种该湿用成膜组合物的制造方法。

背景技术

随着生活水平的提高及技术的发展，用户已不能满足于传统的干燥类的纤维纸，而逐渐使用湿类的纤维纸，譬如带消毒、清凉和疗养药品类的湿巾等湿用成膜组合物。

其中，湿巾等湿用成膜组合物需具备清洁、卫生、吸湿性好、遇水不易被溶解且长期浸泡于水溶液后不易变质、变弱等特性。目前湿巾所采用的基材多为含人造纤维和化学纤维的水刺无纺布，虽然在一定程度上满足了湿巾基材湿强度（纤维制品浸渍在水中规定时间后，在润湿状态下测得的机械强度）高、卫生、柔软、含液量高、纤维掉毛少等需求，但此类无纺布生产成本较高、含化学纤维而无法生物降解、生产能耗高而且价格高等，直接制约了产品的广泛应用，因此需降低成本，以提升湿巾产品的竞争力。

为了解决这个缺陷，现有技术中采用熔喷或纺粘纯化纤（如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚乙烯）加固无纺布，或在湿法工艺制造时加入等长化学纤维或热熔胶于基材中予以加固，或在天然纤维纸（如生活用纸）加高量湿强剂增加湿强度。但这些工艺或组合需要使用难降解的化学纤维，或者含有过多短天然纤维（如木质纤维等）导致湿巾湿强过低，使用时易破裂。

发明内容

本发明主要解决现有技术湿用成膜组合物成本高、无法生物降解或者湿强度低的技术问题，提供一种湿用成膜组合物及其制造方法，能够有效地降低湿用成膜组合物的生产制造成本、利于生物降解且湿强度高。

为解决上述技术问题，本发明第一方面提供一种湿用成膜组合物，所述湿用成膜组合物包括含氨基葡萄糖的天然高分子材料和天然纤维，所述含氨基葡萄糖的天然高分子材料包括经脱乙酰纯化得到的壳聚糖，所述壳聚糖的相对分子质量小于10000且脱乙酰度≥90%，所述天然纤维包括木纤维。

结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述含氨基葡萄糖的天然高分子材料对所述天然纤维的绝干含量比例为0.05%～3%。

结合第一方面的第一种可能，在第二种可能的实现方式中，所述含氨基葡萄糖的天然高分子材料对所述天然纤维的绝干含量比例为0.1%～2%。

结合第一方面及其第一种或第二种可能，在第三种可能的实现方式中，所述天然纤维中含有长度大于1毫米的长纤维。

结合第一方面的第三种可能，在第四种可能的实现方式中，所述长纤维的含量占所述天然纤维的总量的10%～100%。

结合第一方面的第四种可能，在第五种可能的实现方式中，所述长纤维的含量占所述天然纤维的总量的10%～50%。

为解决上述技术问题，本发明第二方面提供一种湿用成膜组合物的制造方法，所述湿用成膜组合物为第一方面及其任一种可能中的湿用成膜组合物，所述制造方法包括：在天然纤维中加入含氨基葡萄糖的天然高分子材料，其中，所述含氨基葡萄糖的天然高分子材料包括经脱乙酰纯化得到的壳聚糖，所述壳聚糖的相对分子质量小于10000且脱乙酰度≥90%，所述天然纤维包括木纤维；通过预定工艺进行加工制造以得到所述湿用成膜组合物。

结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，所述在天然纤维中加入含氨基葡萄糖的天然高分子材料的步骤具体包括：在前段湿端将所述含氨基葡萄糖的天然高分子材料加入所述天然纤维的浆液中。

结合第二方面的第一种可能，在第二种可能的实现方式中，在将所述含氨基葡萄糖的天然高分子材料加入所述天然纤维的浆液之前，还包括步骤：对所述含氨基葡萄糖的天然高分子材料进行预溶解。

结合第二方面的第一种可能，在第三种可能的实现方式中，所述在天然纤维中加入含氨基葡萄糖的天然高分子材料的步骤具体包括：在后段干部将所述含氨基葡萄糖的天然高分子材料转移到所述天然纤维制得的基材上。

结合第二方面的第三种可能，在第四种可能的实现方式中，将所述含氨基葡萄糖的天然高分子材料转移到所述天然纤维制得的基材上的步骤具体包括：通过涂布、喷淋和/或浸渍的方式将所述含氨基葡萄糖的天然高分子材料转移到所述天然纤维制得的基材上。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明湿用成膜组合物通过采用含氨基葡萄糖的天然高分子材料和天然纤维的方式，利用氨基葡萄糖的天然高分子材料的成膜性能，并且通过氨基葡萄糖天然高分子材料中的羟基、氨基官能团与天然纤维的分子中的羟基形成分子间氢键，同时，天然纤维中的羧基与氨基形成离子键或共价键，通过这种方式，利用分子间作用力以及氨基葡萄糖天然高分子材料与天然纤维之间良好的相容性，本发明可以有效地提高湿用成膜组合物的抗湿性，进而满足湿用成膜组合物的特性要求。本发明能够有效地降低湿用成膜组合物的生产制造成本、利于生物降解且湿强度高。

附图说明

图1是本发明湿用成膜组合物制造方法一实施例的流程图；

图2是本发明湿用成膜组合物制造方法另一实施例的流程图。

具体实施方式

本发明实施例所提供的湿用成膜组合物，具体可以为湿巾、测试纸类等，可以用于擦拭、消毒、保湿或者实验用试纸等，在此不作限定。

本发明湿用成膜组合物的成分包括但不限于含氨基葡萄糖的天然高分子材料和天然纤维。

具体而言，本实施例所述的含氨基葡萄糖的天然高分子材料，其可以包括甲壳素、壳聚糖、淀粉、魔芋葡甘聚糖、海藻酸钠、田著胶及其衍生物、和/或瓜尔胶及其衍生物中的一种或多种。譬如可以为甲壳素、壳聚糖、淀粉、魔芋葡甘聚糖、海藻酸钠、田著胶及其衍生物、或瓜尔胶及其衍生物，也可以为甲壳素和壳聚糖的组合，壳聚糖和魔芋葡甘聚糖的组合等。

值得注意的是，本实施例所采用的天然高分子材料需具备相关的技术特征：主要结构单元为含有氨基的葡萄糖；相对分子质量小于20000，优选的是小于10000；属于水溶性高分子，本实施例可以通过脱杂链工艺等来纯化氨基葡萄糖，如脱乙酰等，并增加其水溶性；同时，本实施例湿用成膜组合物为了保证湿强度高的技术效果，须经过干燥熟化的加工工艺。

不难理解的是，本实施例利用氨基葡萄糖的天然高分子材料的成膜性能，并且通过氨基葡萄糖天然高分子材料中的羟基、氨基官能团与天然纤维的分子中的羟基形成分子间氢键。同时，天然纤维中的羧基与氨基形成离子键或共价键。通过这种方式，本实施例利用分子间作用力以及氨基葡萄糖天然高分子材料与天然纤维之间良好的相容性，可生物降解且无毒、安全。

需要特别指出的是，为了实现更佳的技术效果，本实施例含氨基葡萄糖的天然高分子材料优选地为经过脱乙酰纯化处理所得到的壳聚糖，且壳聚糖的相对分子质量优选地小于10000，同时其脱乙酰度≥90%，譬如大于92%或95%等。此外，本实施例的湿用成膜组合物在用于医学上时，可以起到促进血液凝固、灭菌、促进伤口愈合、吸收伤口渗出物、不易脱水收缩等作用。

在本实施例的湿用成膜组合物中，天然纤维包括但不限于棉纤维、竹纤维、草纤维、木纤维和/或麻纤维。其可以为棉纤维、竹纤维、草纤维、木纤维和麻纤维中的其中一种，也可以为任意两种、三种的组合。

值得注意的是，本实施例的天然纤维优选地主要采用木纤维，且含有长度大于1毫米的长纤维。不难理解的是，由于天然纤维偏向于长度较短，属于短纤维，因此本实施例通过补充一定分量的长纤维的作用，可以有效地提高湿强度。具体而言，本实施例所采用的长纤维的含量占天然纤维的总量的10%～100%，优选的为10%～50%，譬如10%、20%、30%、40%等。

需要指出的是，本实施例含氨基葡萄糖的天然高分子材料对天然纤维的绝干含量比例介于0.05%～3%之间，优选地，含氨基葡萄糖的天然高分子材料对天然纤维的绝干含量比例进一步介于0.1%～2%之间，譬如0.5%或1%，以实现更好的技术效果。

本发明实施例的湿用成膜组合物除了采用上述成分外，还可以增加湿强高分子，譬如kymene（即碱性熟化阳离子树脂，或称聚酰胺3）等，其具体可以与本实施例的天然高分子材料在制造过程中混合使用。

本实施例湿用成膜组合物可以采用下述制造方法制得：

步骤A：在天然纤维中加入含氨基葡萄糖的天然高分子材料，其中，所述含氨基葡萄糖的天然高分子材料包括经脱乙酰纯化得到的壳聚糖，所述壳聚糖的相对分子质量小于10000且脱乙酰度≥90%，所述天然纤维包括木纤维；

步骤B：通过预定工艺进行加工制造以得到湿用成膜组合物。

在具体的制造过程中，请参阅图1，图1是本发明湿用成膜组合物制造方法一实施例的流程图，具体为在前段湿端时添加天然高分子材料，本实施例制造方法包括但不限于以下步骤。

步骤S100，对含氨基葡萄糖的天然高分子材料进行预溶解。

本实施例所述的含氨基葡萄糖的天然高分子材料，其具体可以包括甲壳素、壳聚糖、淀粉、魔芋葡甘聚糖、海藻酸钠、田著胶及其衍生物、和/或瓜尔胶及其衍生物中的一种或多种。为了实现更佳的技术效果，如前所述，本实施例含氨基葡萄糖的天然高分子材料优选地为经过脱乙酰纯化处理所得到的壳聚糖，且壳聚糖的相对分子质量优选地小于10000，同时其脱乙酰度≥90%。

不难理解的是，由于天然高分子材料不易溶解、易结块等特点，如果直接加入浆液中易造成天然高分子材料分散不均，最终导致成膜组合物的湿强度不均；鉴于此，在步骤S100中，可以预先溶解天然高分子材料以较好地达到溶解效果。进一步而言，在步骤S100中可以将湿强高分子等湿强剂加入到天然高分子材料中进行预溶解混合，当然，在其他实施例中也可以分步加入到浆液中，在此不作限定。

需要说明的是，本实施例在预溶解天然高分子材料时，也可以同步或者分布配置浆液，譬如进行散浆、磨浆等过程，在本技术领域人员理解的范围内，不作细述。本实施例的天然纤维包括但不限于棉纤维、竹纤维、草纤维、木纤维和/或麻纤维，其可以为棉纤维、竹纤维、草纤维、木纤维和麻纤维中的其中一种，也可以为任意两种、三种的组合。具体而言，本实施例的天然纤维优选地主要采用木纤维，且含有长度大于1毫米的长纤维。不难理解的是，由于天然纤维偏向于长度较短，属于短纤维，因此本实施例通过补充一定分量的长纤维的作用，可以有效地提高湿强度，因此，在散浆的过程中，可以将长纤维与本实施例的天然纤维按照一定的比例进行散浆再磨浆。具体而言，本实施例所采用的长纤维的含量占天然纤维的总量的10%～100%，优选的为10%～50%。

步骤S101，在前段湿端将含氨基葡萄糖的天然高分子材料加入天然纤维的浆液中。

本实施例步骤S101为配浆过程，即将上述天然高分子材料和天然纤维的浆液进行混合，当然，还可以包括湿强剂等。值得注意的是，在混合的过程中需要搅拌均匀并确保两者之间已经充分产生结合。当然，在其他实施例中，配浆之前还可以对磨浆进行稀释，以实现更好的混合效果。

需要说明的是，本实施例含氨基葡萄糖的天然高分子材料对天然纤维的绝干含量比例介于0.05%～3%之间，优选地，含氨基葡萄糖的天然高分子材料对天然纤维的绝干含量比例进一步介于0.1%～2%之间，譬如0.5%或1%，以实现更好的技术效果。

步骤S102，在将天然纤维和含氨基葡萄糖的天然高分子材料共同形成成膜组合物后，对成膜组合物进行干燥熟化。

在步骤S102之前，可以采用现有技术的头箱、上网成形以及压榨等工艺，以初步制得成膜组合物。此外，干燥熟化的方式可以包括自然晾干、烘干等。

步骤S103，通过生产机台对已进行干燥熟化的成膜组合物进行加工，以制得湿用成膜组合物。

本实施例步骤S103的生产机台可以为湿巾机台等，在此不作限定。此外，在通过生产机台加工之前，还可以包括起皱、卷起等常规的加工过程，在此不作细述。

本实施例采用前段湿端添加的方式，与普通无湿强剂的成膜组合物相比而言，具有明显的技术效果，其中，实验数据如下表一所示。

物性指标	无湿强剂	0.5%壳聚糖	提升%
				基重（gsm）	29.9	29.7	/
干强度（gf/3"）	2135	3610	69
				湿强度（gf/3"）	97	346	257
湿干比（%）	5	10	111

表一

从表一中可以明显看出，在前段湿端添加壳聚糖等天然高分子材料，能有效地提升湿用成膜组合物的湿强度及湿干比，表一中的湿强度明显提升257%，因此能满足湿用成膜组合物高湿强度的要求。

本发明能够有效地降低湿用成膜组合物的生产制造成本、利于生物降解且湿强度高。

请参阅图2，图2是本发明湿用成膜组合物制造方法另一实施例的流程图，具体为在后段干部时添加天然高分子材料，本实施例制造方法包括但不限于以下步骤。

步骤S200，在后段干部将含氨基葡萄糖的天然高分子材料转移到天然纤维制得的基材上。

在步骤S200中，本实施例可以通过涂布、喷淋和/或浸渍的方式将含氨基葡萄糖的天然高分子材料转移到天然纤维制得的基材上。其中，本实施例天然纤维制得的基材可以为多种工艺（如生活用纸制造工艺、文化用纸制造工艺、铜版纸制造工艺、皱纹纸制造工艺等）所制得，优选的为生活用纸制造工艺制得，在此不作细述。进一步而言，本实施例天然纤维制得的基材优选为已含湿强剂的成膜组合物，以此提高湿强度。

需要说明的是，本实施例的天然高分子材料可以配成一定浓度的溶液，优选地本实施例采用浸渍的方式将天然高分子材料添加转移到天然纤维的基材上。

步骤S201，在将天然纤维和含氨基葡萄糖的天然高分子材料共同形成成膜组合物后，对成膜组合物进行干燥熟化。

本实施例干燥熟化的方式可以包括自然晾干、烘干等。需要指出的是，在将天然纤维和含氨基葡萄糖的天然高分子材料共同形成成膜组合物后，虽然在一定程度上类似于制得的最终产品湿用成膜组合物，然而，其实际使用存在明显的技术问题。本实施例以一般的成膜组合物进行实验，具体如下。

A、纯水制作的湿用成膜组合物（样品D1）：

将普通的成膜组合物Q在纯水中浸湿后，挤去部分水分，至样品D1中水分含量为成膜组合物Q干重的1.5倍，放入包装袋中，室温下放置4天后，从包装袋中取出样品D1，进行湿强度测试（即在样品D1全湿的条件下进行测试）；

B、0.5%壳聚糖制作的湿用成膜组合物（样品D2）：

将普通的成膜组合物Q在0.5%的壳聚糖水溶液中完全浸湿后，再挤去部分液体，至样品D2中0.5%壳聚糖水溶液的含量为成膜组合物Q干重的1.5倍，放入包装袋中，室温下放置4天后，从包装袋中取出样品D2，进行湿强度测试（即在样品D2全湿的条件下进行测试）。如下：

物性指标	样品D1	样品D2	提升%
				基重(gsm)	85.3	85.3	/
纵向干强度（gf/3"）	8585	8585	/
				纵向湿强度（gf/3"）	1012	1110	10
纵向湿干（%）	12	13	10

表二、具体的实验结果

从表二中可看出，在普通的成膜组合物中添加壳聚糖之后直接作为最终产品使用，湿用成膜组合物的纵向湿强度及纵向湿干比仅提升了10%；因此，将天然纤维和含氨基葡萄糖的天然高分子材料共同形成成膜组合物后，并不能直接进行使用，因此本实施例采用步骤S201对成膜组合物进行干燥熟化处理。

步骤S202，通过生产机台对已进行干燥熟化的成膜组合物进行加工，以制得湿用成膜组合物。

在步骤S202中，可以预先进行起皱、卷起等过程，接着采用湿巾等生产机台进行加工。

需要说明的是，在经过干燥熟化之后再加工成湿用成膜组合物，其使用性能能够有效地满足湿用成膜组合物的指标要求，具体实验过程如下，其中，以0.5%壳聚糖为例。

M、无壳聚糖制作的湿用成膜组合物（样品V1）：

将普通的成膜组合物Q（约含0.7%其它湿强剂）浸入纯水中，浸湿后，再挤去部分水分，至样品V1中水分含量为原成膜组合物Q的1.5倍，放入包装袋中，在室温下放置4天，从包装袋中取出样品V1，进行湿强度测试（即在样品V1全湿的条件下进行测试；

N、0.5%壳聚糖制作的湿用成膜组合物（样品V2）：

将普通的成膜组合物Q浸入0.5%的壳聚糖水溶液中，浸湿后，再挤去部分溶液，至样品V2中0.5%的壳聚糖水溶液的含量为原成膜组合物Q干重的1.5倍，在室温下放置4天（即完成步骤S201的干燥熟化）后，再在纯水和原成膜组合物Q干重质量比为1.5：1的条件下浸湿样品V2，放入包装袋中，在室温下放置4天后，从包装袋中取出样品V2，进行湿强度测试（即在样品V2全湿的条件下进行测试）。

具体的实验结果如下表三所示：

表三

从表三中可看出，在后段干部将含氨基葡萄糖的天然高分子材料转移到天然纤维制得的基材所制得的湿用成膜组合物，对湿用成膜组合物的纵向湿强度及纵向湿干比等有较明显的提升作用，很大程度上满足了湿用成膜组合物对湿强度的要求。

进一步而言，通过比较表二和表三不难看出，在后段干部通过浸渍方式将含氨基葡萄糖的天然高分子材料转移到天然纤维制得的基材的制造过程中，优选地需要经过干燥熟化的过程，以最大限度地提高湿用成膜组合物的湿强度，如同样的实验条件下，样品D2的纵向湿强度仅为1110gf/3"，而样品V2的纵向湿强度可达到2650gf/3"，明显提升了139%。

此外，本实施例制造方法的过程以及所制得的湿用成膜组合物请参阅前面实施例的相关描述，在本技术领域人员容易结合理解的范围内，不再赘述。

综上所述，本发明湿用成膜组合物通过采用含氨基葡萄糖的天然高分子材料和天然纤维的方式，利用氨基葡萄糖的天然高分子材料的成膜性能，并且通过氨基葡萄糖天然高分子材料中的羟基、氨基官能团与天然纤维的分子中的羟基形成分子间氢键，同时，天然纤维中的羧基与氨基形成离子键或共价键，通过这种方式，利用分子间作用力以及氨基葡萄糖天然高分子材料与天然纤维之间良好的相容性，本发明可以有效地提高湿用成膜组合物的抗湿性，进而满足湿用成膜组合物的特性要求。本发明能够有效地降低湿用成膜组合物的生产制造成本、利于生物降解且湿强度高。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (11)

1.一种湿用成膜组合物，其特征在于，所述湿用成膜组合物包括含氨基葡萄糖的天然高分子材料和天然纤维，所述含氨基葡萄糖的天然高分子材料包括经脱乙酰纯化得到的壳聚糖，所述壳聚糖的相对分子质量小于10000且脱乙酰度≥90%，所述天然纤维包括木纤维。 

2.根据权利要求1所述的湿用成膜组合物，其特征在于，所述含氨基葡萄糖的天然高分子材料对所述天然纤维的绝干含量比例为0.05%～3%。 

3.根据权利要求2所述的湿用成膜组合物，其特征在于，所述含氨基葡萄糖的天然高分子材料对所述天然纤维的绝干含量比例为0.1%～2%。 

4.根据权利要求1～3任一项所述的湿用成膜组合物，其特征在于，所述天然纤维中含有长度大于1毫米的长纤维。 

5.根据权利要求4所述的湿用成膜组合物，其特征在于，所述长纤维的含量占所述天然纤维的总量的10%～100%。 

6.根据权利要求5所述的湿用成膜组合物，其特征在于，所述长纤维的含量占所述天然纤维的总量的10%～50%。 

7.一种湿用成膜组合物的制造方法，其特征在于，所述湿用成膜组合物为根据权利要求1～6任一项所述的湿用成膜组合物，所述制造方法包括： 

在天然纤维中加入含氨基葡萄糖的天然高分子材料，其中，所述含氨基葡萄糖的天然高分子材料包括经脱乙酰纯化得到的壳聚糖，所述壳聚糖的相对分子质量小于10000且脱乙酰度≥90%，所述天然纤维包括木纤维； 

通过预定工艺进行加工制造以得到所述湿用成膜组合物。 

8.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，所述在天然纤维中加入含氨基葡萄糖的天然高分子材料的步骤具体包括： 

在前段湿端将所述含氨基葡萄糖的天然高分子材料加入所述天然 纤维的浆液中。 

9.根据权利要求8所述的制造方法，其特征在于，在将所述含氨基葡萄糖的天然高分子材料加入所述天然纤维的浆液之前，还包括步骤： 

对所述含氨基葡萄糖的天然高分子材料进行预溶解。 

10.根据权利要求8所述的制造方法，其特征在于，所述在天然纤维中加入含氨基葡萄糖的天然高分子材料的步骤具体包括： 

在后段干部将所述含氨基葡萄糖的天然高分子材料转移到所述天然纤维制得的基材上。 

11.根据权利要求10所述的制造方法，其特征在于，将所述含氨基葡萄糖的天然高分子材料转移到所述天然纤维制得的基材上的步骤具体包括： 

通过涂布、喷淋和/或浸渍的方式将所述含氨基葡萄糖的天然高分子材料转移到所述天然纤维制得的基材上。 

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