CN104562257A - 一种无纺布或纤维专用的添加剂及其制备方法和无纺布 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无纺布或纤维专用的添加剂，包含混合物A，所述混合物A由下述以重量百分比计的组分组成：脂肪酸酰胺2-98％、脂肪酸2-98％。相应地，本发明还公开了上述添加剂的制备方法，以及含有上述添加剂的无纺布。采用本发明，所述添加剂既能使无纺布具有棉感柔软的效果，又能和热塑性聚合物有良好的相容性，不影响纺丝效果，而且加工过程简单，成本较低。

Description

一种无纺布或纤维专用的添加剂及其制备方法和无纺布

技术领域

本发明涉及无纺布领域，特别涉及一种无纺布或纤维专用的添加剂及其制备方法，和用上述添加剂制成的无纺布。

背景技术

随着人们生活水平的提高和防止交叉感染意识的不断加强，一次性医疗、卫生用品的使用越来越普遍。其中，一次性卫生用品中的卫生巾、卫生护垫、纸尿片、纸尿裤、拉拉裤等的面层、底膜、隔漏等部分的材料都是用无纺布。经过多年的发展，这些产品的结构已经基本上定型，但人们对产品的性能和手感的要求却越来越高，为了满足消费者的需求，柔软和舒适性是这些卫生用品最重要的性能。

因为这些卫生用品中的几个主要部分都是用无纺布，所以要提高这些产品的柔软度，大家都把目标转到提高无纺布的柔软度上来。但因为无纺布都是用热塑性原料(即塑料)生产的，要提高柔软性，就要对无纺布进行后处理或在生产过程中在塑料中加入添加剂。其中在生产过程中在塑料中加入添加剂是最简单的办法。多年以来，人们一直在研究如何通过在熔体中加入添加剂来提高无纺布的柔软性。

在追求无纺布柔软性的过程中，人们对柔软度的定义也在不断变化。柔软的无纺布，无论在触感上和柔韧性上去衡量，都应该给使用者感觉到跟普通的无纺布有明显不同。以前，人们一直认为，无纺布的爽滑感就是无纺布的柔软性，因为爽滑的时候摸上去跟塑料原来的感觉不同，很容易感觉出来。于是，过去十年，很多人都在想办法研究使无纺布变爽滑柔软的添加剂。但随着生活水平的不断提高，人们对一次性卫生用品的要求也越来越高，人们希望一次性卫生用品也具有类似于纺织品般的手感。其中纺织品中棉质纺织品的手感是大家认为是最自然、贴身、舒服的。于是，卫生市场上对棉感柔软无纺布的要求也越来越强烈。

近年来，有多个专利能解决无纺布柔软的问题，这些专利可以归纳为以下几种：添加剂类，包括一些季铵盐化合物、硅氧烷类化合物、酰胺类化合物等。其中，专利号为CN102791921A的专利是用季铵盐改善手感的，专利号为US6740609B1和US3454519是用酰胺类化合物改善手感的。原料类，比如用聚乙烯(PE)为基础原料，这种原料生产的无纺布有很柔软的手感；此外，双组分纤维生产的无纺布也得到大力推广，双组分纤维包括聚丙烯-聚乙烯(PP/PE)纤维、聚酯-聚乙烯(PET/PE)纤维等，另外，加入一定量弹性体也能改善无纺布的柔软性，可以参考美国专利US7319077B2。

但是，现有技术的实施方案是脂肪酸酰胺单独或混合使用，或与弹性体一起使用达到柔软的效果。目前添加剂类的产品主要以爽滑效果为主，其中含硅成分的原料(例如硅氧烷类化合物)在卫生产品上的使用时不受欢迎的；以聚乙烯(PE)为基础原料的无纺布的产品断裂强度会下降，而且用该原料生产的工艺比较难控制，生产效率不高，成本上升；双组分纤维无纺布的生产流程也比较复杂，成本也较高；加入弹性体生产柔软无纺布时，弹性体的加入量要比较大才能达到较好的柔软效果，这样导致工艺难以控制，成本也比较高，而且因为加入量高，品种多，操作起来比较麻烦。

即，现有的无纺布添加剂未能满足卫生市场对无纺布棉感柔软效果的要求。虽然也有部分无纺布添加剂可以改善柔软效果，但当柔软效果改善后，导致其他物理性能指标下降或者产品的成本增加。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种无纺布或纤维专用的添加剂，既能使无纺布具有棉感柔软的效果，又能和热塑性聚合物有良好的相容性，不影响纺丝效果，而且加工过程简单，成本较低。

本发明所要解决的技术问题还在于，提供制备上述添加剂的方法。

本发明所要解决的技术问题还在于，提供用上述添加剂制成的无纺布。

为达到上述技术效果，本发明提供了一种无纺布或纤维专用的添加剂，包含混合物A，所述混合物A由下述以重量百分比计的组分组成：

脂肪酸酰胺   2-98％

脂肪酸       2-98％。

其中，所述脂肪酸酰胺包括结构式Ⅰ，所述结构式Ⅰ为：

其中，X的范围是6-26，Y的范围是13-53。

所述脂肪酸包括结构式Ⅱ，所述结构式Ⅱ为：

其中，X的范围是6-26，Y的范围是13-53。

所述混合物A在无纺布中的添加量为0.005-12％。

作为上述方案的改进，所述添加剂主要由下述以重量百分比计的成分组成：

混合物A   1-80％

载体      20-99％

所述载体为聚烯烃、聚烯烃共聚物的一种或多种。

更佳的，所述添加剂还加入0.01-30％的功能剂，所述功能剂为亲水剂、抗静电剂、抗菌剂的一种或多种。

相应的，本发明还提供一种上述无纺布或纤维专用的添加剂的制备方法，包括：

将2-98％的脂肪酸酰胺和2-98％脂肪酸混合，得到成品。

作为上述方案的改进，所述制备方法包括：

将2-98％的脂肪酸酰胺和2-98％脂肪酸混合，得到混合物A；

将1-80％混合物A与20-99％载体混合挤出，形成浓缩颗粒。、

相应的，本发明还提供一种无纺布，所述无纺布添加有上述添加剂。

作为上述方案的改进，所述无纺布添加有上述添加剂以及弹性体。

所述无纺布以聚丙烯为主要原料；所述添加剂的添加量为0.5-15％。

实施本发明具有如下有益效果：

本发明将脂肪酸酰胺(一种或多种)和脂肪酸(一种或多种)结合作为熔体添加剂使用，可以提高无纺布，特别是以聚丙烯(PP)为主要原料的无纺布的棉感和柔软性，同时适用于提高连续长纤维、短纤维的棉感和柔软性。而且，本发明只需单独使用就有很好的柔软效果。

本发明除了具有良好的棉感柔软效果，其还能和热塑性聚合物有良好的相容性，不影响纺丝效果，且加工过程简单，易于控制，成本较低。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明作进一步地详细描述。

卫生用品上应用的无纺布有连续长纤维生产的无纺布，比如纺粘法无纺布(一层或多层复合)、SMS无纺布(一层或多层纺粘法无纺布中间夹有一层或多层熔喷法无纺布的复合无纺布)；也有用短纤维经梳理后再定型的无纺布，如热风无纺布、热轧无纺布、水刺无纺布等。连续长丝的无纺布是热塑性原料经螺杆熔融后纺丝、冷却牵伸直接铺网，再经过热轧、热熔、水刺等方法定型，短纤维类无纺布的纤维是热塑性原料经螺杆熔融后纺丝、冷却牵伸、上油、切断、打包等工序先生产短纤维，然后短纤维再经过开松、梳理等过程铺网，然后通过热轧、热熔、水刺等方法定型。不管是连续长纤维还是短纤维无纺布，它们的纤维都包含一个热塑性原料经过螺杆熔融纺丝、冷却牵伸的过程，因此纤维的棉感柔软性可以在这个过程中得以实现，这些棉感柔软的纤维经过铺网形成无纺布后，无纺布的棉感柔软效果得以表现出来。

然而，现有的无纺布添加剂无法同时满足棉感柔软效果、和热塑性聚合物有良好的相容性、加工过程简单，成本较低等要求。为此，本发明提供一种无纺布或纤维专用的添加剂。

根据本发明第一种优选的实施方式，该无纺布或纤维专用的添加剂包含混合物A，混合物A包含2％-98％的脂肪酸酰胺和2％-98％的脂肪酸(按重量比例)。混合物A在无纺布或纤维的总比重为0.005％至12％。

优选的，混合物A包含10％-80％的脂肪酸酰胺和10％-80％的脂肪酸。更佳的，混合物A包含20％-60％的脂肪酸酰胺和20％-60％的脂肪酸。

若脂肪酸酰胺的含量或脂肪酸的含量﹤2％，会造成无纺布的柔软效果不好，无法达到无纺布的棉感柔软的要求。若脂肪酸酰胺的含量或脂肪酸的含量﹥98％，同样会造成无纺布的柔软效果不好，无法达到无纺布的棉感柔软的要求。

其中，所述脂肪酸酰胺包括结构式Ⅰ，所述结构式Ⅰ为：

其中，X的范围是6-26，Y的范围是13-53。

所述脂肪酸包括结构式Ⅱ，所述结构式Ⅱ为：

其中，X的范围是6-26，Y的范围是13-53。

本发明脂肪酸需要选用高级脂肪酸，高级脂肪酸的碳数目在6-26之间，碳数目低于6或者高于26的脂肪酸不属于高级脂肪酸的范畴，不适用于本发明；同样地，本发明脂肪酸酰胺需要选用高级脂肪酸酰胺，是指高级脂肪酸中的羟基被氨基(或胺基)取代而生成的化合物，碳数目低于6或者高于26的脂肪酸酰胺不属于高级脂肪酸酰胺的范畴，同样也不适用于本发明。

以上脂肪酸酰胺和脂肪酸的碳链可以是任一种烷烃、烯烃或炔烃的结构，依赖于饱和度并随相应的X、Y值而变化。并且，碳链可以有适度的烷基取代并分叉，同时保持柔软度提高的特点。需要说明的是，该混合物A包含脂肪酸酰胺和脂肪酸，脂肪酸酰胺可以是一种或多种，脂肪酸可以是一种或多种。

具体的，脂肪酸酰胺可以选自芥酸酰胺、油酸酰胺、脂肪酸单乙醇酰胺、月桂酰胺中的一种或多种，但不限于此；脂肪酸可以选自月桂酸、肉豆蔻酸、软脂酸、硬脂酸、棕榈酸、山嵛酸中的一种或多种，但不限于此。

在螺杆熔融挤出之前，在聚丙烯(PP)等聚烯烃原料中加入一定比例的脂肪酸酰胺和脂肪酸组成的混合物A，既能使无纺布具有棉感柔软的效果，又能和热塑性聚合物有良好的相容性，不影响纺丝效果，而且加工过程简单，成本较低。

作为本发明第二种优选的实施方式，所述添加剂主要由下述以重量百分比计的成分组成：

混合物A   1-80％

载体      20-99％

所述载体为聚烯烃、聚烯烃共聚物的一种或多种。

混合物A通过以聚烯烃(或其共聚物)为载体，挤出形成一种浓缩颗粒(母粒)，该颗粒约含1％至80％的脂肪酸酰胺和脂肪酸组成的混合物A(按重量比例)。脂肪酸酰胺和脂肪酸组成的混合物A预先与合适的聚烯烃树脂配制成浓缩物，该浓缩物被制成颗粒(母粒)，以便与粒状的聚烯烃能混合均匀。

该浓缩颗粒被添加至聚烯烃原料中，添加比例大约为0.5％至15％，添加比例优选为1.5％至8％，最好是2.5％到6.5％。这样，在无纺布产品的比例当中，脂肪酸酰胺和脂肪酸组成的混合物A比例达到0.005％至12％。连续长纤维无纺布，诸如纺粘无纺布和SMS无纺布以及长丝、短纤维等可以通过添加该浓缩颗粒达到棉感柔软的效果。

作为本发明第三种优选的实施方式，所述添加剂还可加入0.01-30％的功能剂，功能剂为亲水剂、抗静电剂、抗菌剂的一种或多种。脂肪酸酰胺和脂肪酸组成的混合物A中加入其它诸如亲水、抗静电、抗菌等功能剂一起使用，可以使无纺布具有多种功能，满足不同场合对无纺布的不同需求。

其中，亲水剂可以选自通常的亲水剂的一种或多种，用量优选为0.1-8％，以使表面张力迅速改变。作为通常的亲水剂，可以是离子型(阴离子、阳离子和两性)表面活性剂或非离子型表面活性剂，例如聚山梨酯、失水山梨醇单月桂酸酯、油酸三乙醇胺、月桂醇硫酸钠、硫酸化蓖麻油，但不限于此。

抗静电剂可以选自通常的抗静电剂的一种或多种，用量优选为0.1-5％，以将聚集的有害电荷导引/消除。作为通常的抗静电剂，可以是非离子型型磷酸酯类钾盐或带羟基的季铵盐阳离子表面活性剂，例如十二烷基二甲基羟乙基季铵盐或十八烷基二甲基羟乙基季铵盐，但不限于此。

抗菌剂可以选自通常的抗菌或杀菌剂的一种或多种，用量优选为0.1-8％。作为通常的抗菌或杀菌剂，可以是原子数为1-8的醇、苯甲酸类或苯酚类等，例如乙醇、丙二醇、苄醇、水杨酸、对羟基苯甲酸甲酯、甲酚，但不限于此。

相应的，本发明还提供一种上述无纺布或纤维专用的添加剂的制备方法，包括：将2-98％的脂肪酸酰胺和2-98％脂肪酸混合，得到成品。该制备方法用于制得上述第一种优选实施方式所述的添加剂。

本发明还提供又一种上述无纺布或纤维专用的添加剂的制备方法，包括：将2-98％的脂肪酸酰胺和2-98％脂肪酸混合，得到混合物A；将1-80％混合物A与20-99％载体混合挤出，形成浓缩颗粒。该制备方法用于制得上述第二种优选实施方式所述的添加剂。

具体的，混合物A和载体在混合挤出过程中，混合物A和载体一起通过螺杆熔融，由模口挤出，水槽冷却、切粒，然后就可以当母粒使用，也可以单独分开添加到热塑性原料中生产无纺布。需要说明的是，混合物A单独分开添加到热塑性原料中生产无纺布，是指脂肪酸酰胺和脂肪酸分别单独加入到热塑性原料中生产无纺布。

因此，本发明制备过程简单，成本低廉，生产过程也易于控制和操作。

需要说明的是，所述制备方法中所涉及添加剂的技术细节同上所述，在此不再赘述。

相应的，本发明还提供一种无纺布，所述无纺布添加有上述任一实施例所述的添加剂。即，所述无纺布至少添加有2-98％的脂肪酸酰胺和2-98％的脂肪酸的混合物。所述无纺布优选以聚丙烯为主要原料，添加剂的添加量优选为0.5-15％。

本发明可以直接添加上述任一实施例所述的添加剂到热塑性原料中，以生产得到棉感无纺布。本发明也可以将上述添加剂和弹性体一起添加到热塑性原料中，以生产得到棉感无纺布，该弹性体可以参照现有技术设计即可。

需要说明的是，无纺布中采用的添加剂以及该添加剂的制备方法的技术细节同上所述，在此不再赘述。

下面以具体实施例进一步阐述本发明

实施例1

(1)添加剂的配方：2g脂肪酸酰胺、98g脂肪酸，其中，脂肪酸酰胺选用芥酸酰胺，脂肪酸选用月桂酸。

(2)制备方法：将2g芥酸酰胺、98g月桂酸混合，得到成品。

实施例2

(1)添加剂的配方：10g脂肪酸酰胺、90g脂肪酸，其中，脂肪酸酰胺选用油酸酰胺，脂肪酸选用肉豆蔻酸。

(2)制备方法：将10g油酸酰胺、90g肉豆蔻酸混合，得到成品。

实施例3

(1)添加剂的配方：30g脂肪酸酰胺、70g脂肪酸，其中，脂肪酸酰胺选用脂肪酸单乙醇酰胺，脂肪酸选用软脂酸。

(2)制备方法：将30g脂肪酸单乙醇酰胺、70g软脂酸混合，得到成品。

实施例4

(1)添加剂的配方：50g脂肪酸酰胺、50g脂肪酸，其中，脂肪酸酰胺选用月桂酰胺，脂肪酸选用棕榈酸。

(2)制备方法：将50g月桂酰胺、50g棕榈酸混合，得到成品。

实施例5

(1)添加剂的配方：80g脂肪酸酰胺、20g脂肪酸，其中，脂肪酸酰胺选用40g芥酸酰胺和40g月桂酰胺；脂肪酸选用10g硬脂酸和10g棕榈酸。

(2)制备方法：将40g芥酸酰胺、40g月桂酰胺、10g硬脂酸和10g棕榈酸混合，得到成品。

实施例6

(1)添加剂的配方：98g脂肪酸酰胺、2g脂肪酸，其中，脂肪酸酰胺选用28g芥酸酰胺、40g油酸酰胺和30g脂肪酸单乙醇酰胺；脂肪酸选用1g月桂酸和1g山嵛酸。

(2)制备方法：将28g芥酸酰胺、40g油酸酰胺、30g脂肪酸单乙醇酰胺、1g月桂酸和1g山嵛酸混合，得到成品。

实施例7

(1)添加剂的配方：2g脂肪酸酰胺、78g脂肪酸、20g聚烯烃，其中，脂肪酸酰胺选用1g芥酸酰胺和1g月桂酰胺；脂肪酸选用18g肉豆蔻酸、20g软脂酸、20g硬脂酸和20g棕榈酸。

(2)制备方法：将1g芥酸酰胺、1g月桂酰胺、18g肉豆蔻酸、20g软脂酸、20g硬脂酸和20g棕榈酸混合，得到混合物A；80g混合物A和20g聚烯烃一起通过螺杆熔融，由模口挤出，水槽冷却、切粒，得到成品。

实施例8

(1)添加剂的配方：10g脂肪酸酰胺、50g脂肪酸、30g聚烯烃、10g聚烯烃共聚物，其中，脂肪酸酰胺选用10g油酸酰胺；脂肪酸选用20g软脂酸和30g硬脂酸。

(2)制备方法：将10g油酸酰胺、20g软脂酸和30g硬脂酸混合，得到混合物A；60g混合物A和30g聚烯烃、10g聚烯烃共聚物一起通过螺杆熔融，由模口挤出，水槽冷却、切粒，得到成品。

实施例9

(1)添加剂的配方：30g脂肪酸酰胺、30g脂肪酸、15g聚烯烃、15g聚烯烃共聚物、3g亲水剂、1g抗静电剂、6g抗菌剂，其中，脂肪酸酰胺选用20g芥酸酰胺和10g油酸酰胺；脂肪酸选用30g月桂酸。

(2)制备方法：将20g芥酸酰胺、10g油酸酰胺、30g月桂酸、3g亲水剂、1g抗静电剂、6g抗菌剂混合，得到混合物A；70g混合物A和15g聚烯烃、15g聚烯烃共聚物一起通过螺杆熔融，由模口挤出，水槽冷却、切粒，得到成品。

实施例10

(1)添加剂的配方：25g脂肪酸酰胺、20g脂肪酸、50g聚烯烃、3g亲水剂、2g抗菌剂，其中，脂肪酸酰胺选用油酸酰胺；脂肪酸选用棕榈酸。

(2)制备方法：将25g油酸酰胺、20g棕榈酸、3g亲水剂、2g抗菌剂混合，得到混合物A；50g混合物A和50g聚烯烃一起通过螺杆熔融，由模口挤出，水槽冷却、切粒，得到成品。

一、用本发明添加剂生产的双头纺粘产品与现有添加剂生产的双头纺粘产品作棉感柔软度的技术比对，结果如下：

(一)、柔软度比较：以17克纺粘产品为例，采用的评估方法是Handle-O-Meter测试方法，结果如表一所示：

需要说明的是，Handle-O-Meter的测试方法是通过柔软度测试仪测量片状材料的“手感”，综合反映材料弹性及表面摩擦性的影响。柔软度Handle-O-Meter的数值越小说明越柔软，摩擦系数数值越小说明滑感越好，总体的手感好。

由表一可知，本发明加入添加剂后，其柔软度比普通产品低30～40％，表面摩擦系数也低30～40％，达到良好的棉感柔软效果。而且，本发明仅需要加入一种添加剂，单独使用即可获得上述效果。此外，上述添加剂的添加量为3.5％，添加量少，有效控制成本和简化加工过程。

(二)、棉感柔软度的手感比较结果：

选2个添加本发明产品3.5％的17克每平方米SS无纺布，跟另外5个添加不同柔软剂的同样17克每平方米SS无纺布作为样品，把7个样品放在不同的纸箱内，由10个人分批去分别触摸这7种无纺布的棉感，然后把各自认为棉感好的打“√”，棉感不好的打“×”，最后对10个人的评分汇总，结果如表二所示：

由表二可知，添加本发明产品3.5％的17克每平方米SS无纺布棉感是最多人认为棉感好的，认为棉感好的人数比例高达80-90％。

二、检测本发明添加剂与热塑性聚合物的相容性

在聚丙烯(PP)纺丝试验中加入5％的脂肪酸酰胺和脂肪酸组成的混合物A，经过连续纺丝48小时，纤维细度达到1.6旦，没有出现过断丝的问题。因此，实践证明，本发明混合物A与聚丙烯具有良好的相容性。

综上，本发明可以同时满足柔软效果、和热塑性聚合物有良好的相容性、加工过程简单，成本较低等要求。

(1)本发明只须将脂肪酸酰胺和脂肪酸混合成混合物，或者将脂肪酸酰胺和脂肪酸的混合物和载体一起通过螺杆熔融，由模口挤出，水槽冷却、切粒，然后就可以当母粒使用，也可以单独分开添加到热塑性原料中生产无纺布。因此，本发明加工过程简单，成本较低。

(2)本发明的棉感柔软效果好，和热塑性聚合物有良好的相容性，柔软度比普通产品好30～40％、表面摩擦系数也比普通产品低30～40％。而且，本发明的添加量少，单独使用即可获得上述效果。若要达到同样的棉感柔软效果，现有技术需要采用在聚烯烃原料中加入一定比例的塑料弹性体和酰胺类物质一起纺丝，弹性料用量比较高，这样会导致工艺难以控制，成本也较高，而且因为加入量高，品种多，操作起来比较麻烦。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种无纺布或纤维专用的添加剂，其特征在于，包含混合物A，所述混合物A由下述以重量百分比计的组分组成：

脂肪酸酰胺  2-98％

脂肪酸      2-98％。

2.如权利要求1所述的添加剂，其特征在于，所述脂肪酸酰胺包括结构式Ⅰ，所述结构式Ⅰ为：

其中，X的范围是6-26，Y的范围是13-53。

3.如权利要求1所述的添加剂，其特征在于，所述脂肪酸包括结构式Ⅱ，所述结构式Ⅱ为：

其中，X的范围是6-26，Y的范围是13-53。

4.如权利要求1所述的添加剂，其特征在于，所述添加剂主要由下述以重量百分比计的成分组成：

混合物A 1-80％

载体    20-99％

所述载体为聚烯烃、聚烯烃共聚物的一种或多种。

5.如权利要求1或4所述的添加剂，其特征在于，所述添加剂还加入0.01-30％的功能剂，所述功能剂为亲水剂、抗静电剂、抗菌剂的一种或多种。

6.如权利要求1所述的添加剂，其特征在于，所述混合物A在无纺布中的添加量为0.005-12％。

7.一种如权利要求1-6任一项所述的无纺布或纤维专用的添加剂的制备方法，其特征在于，包括：

将2-98％的脂肪酸酰胺和2-98％脂肪酸混合，得到成品。

8.如权利要求7所述的添加剂的制备方法，其特征在于，包括：

将2-98％的脂肪酸酰胺和2-98％脂肪酸混合，得到混合物A；

将1-80％混合物A与20-99％载体混合挤出，形成浓缩颗粒。

9.一种无纺布，其特征在于，所述无纺布添加有如权利要求1-6任一项所述的添加剂。

10.如权利要求9所述的无纺布，其特征在于，所述无纺布添加有如权利要求1-6任一项所述的添加剂以及弹性体；

所述无纺布以聚丙烯为主要原料；

所述添加剂的添加量为0.5-15％。