CN105316944A - 聚烯烃非织造布纵向渗透型多次亲水剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种聚烯烃非织造布纵向渗透型多次亲水剂，其特征在于：该亲水剂由以下成分组成：a.双子型磺酸基阴/非离子润湿渗透剂30～40％，b.羟基磷酸酯甜菜碱两性表面活性剂5～15％，c.分离多子型非离子表面活性剂15～25％，d.弱亲水性双子型非离子表面活性剂30～40％。本发明的亲水剂快速润湿渗透型与弱亲水性表面活性剂的组合，在满足透水速率要求的前提下，有效减小被整理的非织造布表面的水液润湿面积及侧漏几率，提高了吸收性一次性卫生品使用的舒适性。

Description

聚烯烃非织造布纵向渗透型多次亲水剂

技术领域

本发明涉及在吸收性一次性卫生用品加工中使用的助剂，具体涉及一种聚烯烃非织造布纵向渗透型多次亲水剂。

背景技术

目前常用的聚烯烃非织造布包括聚丙烯和聚乙烯/聚丙烯复合纤维非织造布，由于其优良的性能和低廉的价格在医疗卫生领域、服装用布、擦拭材料等方面得到广泛应用。由于该类纤维为非极性结构，由此材料构成的非织造布基本无吸湿、吸水功能，限制了在上述领域的应用，所以必须对其进行亲水改性。

在吸收性一次性卫生用品领域中使用的非织造布，目前主要采用表面亲水整理改性，即将配成一定浓度的亲水剂水溶液，采用辊涂、喷淋或浸轧的方式将亲水剂附着在非织造布的纤维表面，经烘干完成整理。亲水剂主要由多种表面活性剂复配而成，整理后，在疏水的聚烯烃纤维表面吸附了一层亲油基朝内(纤维)、亲水基朝外的表面活性剂单(或多层)分子膜，使之形成亲水表面，水能够在非织造布上铺展和渗透。该方法是在基本保持纤维原有特性的情况下，增加纤维的吸湿性和吸水性、改善舒适性，尽管耐久性相对较差，但由于用即弃非织造布对耐久性要求不高，现已成为应用最为普遍的一种方法。

化学和共混改性可保持亲水效果的持久性，但过程复杂、成本高，且对纤维的吸湿、吸水量的提高有限，难以达到吸收性一次性卫生用品的“瞬时吸水”要求。相比之下后整理亲水改性具有方法简便、效果显著、成本低廉等特点，

目前，在本发明涉及领域所用的亲水整理剂，大都是具有良好水溶性的多种表面活性剂复配物，如磺化琥珀酸二异辛酯钠盐、异构烷基醇醚磺酸钠、醚化烷基磷酸酯钾盐、高碳脂肪醇聚氧乙烯醚、聚醚改性硅油、十二醇聚氧乙烯(15)醚马来酸单酯/丙烯酸共聚物的钠盐等。在配方设计中主要考虑透水的快速性，所采选用的表面活性剂均具有较强的亲水性，以保证水液在其表面的“瞬时”转运速度。用该类亲水剂整理的无纺布，如果在底部无吸收材料铺垫的情况下向表面连续滴水，会出现直至水液湿透整个布面，也不会有液滴穿过布面下落的现象。

所有的吸收性一次性卫生用品都是由多种材料组成，如普通纸尿裤主要由四层组成：表层(亲肤层)、导流层、吸收芯层和背层。当表层接收液体后，传导向两个方向进行，一是沿着布面横向扩展，增加水浸湿面积；另一是垂直于布面纵向传导，进入吸收层，二者传导的量取决于条件。

纸尿裤表层常用的SS、SMS型无纺布，纤维直径较小，特别是熔喷无纺布的超细纤维(约0.1dtex)，纤维间紧密接触，在布内形成微细毛细孔。亲水整理前纤维与水的接触角θ＞90°，在无外力作用下，无毛细传导功能。而亲水整理后，附着于纤维表面的亲水剂使无纺布形成高表面张力表面，水接触角θ＜90°，对水液产生毛细作用。目前的通用型亲水剂，由于大都采用强亲水性(水溶性)表面活性剂，表面活性剂的极性越大，被整理纤维的表面张力越高。另外，当纤维表面有水液存在时，在浓度梯度的驱动下，有部分水溶性好的低分子物如磺酸盐渗透剂将离开纤维表面进入水液中，水溶性越好溶解量越大，显著的降低了水液表面张力，也降低了水液与纤维的界面张力。在该情况下，纤维的表面张力越高、纤维与水的界面张力越小、毛细管半径越小，吸水的毛细高度越高，毛细力越大，吸水速度越快，布面横向扩展速度越快。

吸收芯层主要由再生纤维素短绒和吸水树脂混合组成，对水液可产生高速吸收，但吸收速度还取决于表层、传导层、吸收层的紧密接触程度，相对于表层无纺布的横向渗透通路的连续性和产生的毛细作用来讲，水液沿表层横向扩展比垂直于布面的纵向渗透具有更有利的条件。

对于纸尿裤来讲，正常使用情况下，目前的通用型亲水剂整理的无纺布表层易出现水液的过分扩展；如果在穿着过程中使表层、导流、吸收层不能达到全部紧密贴合，使部分传导受阻，易出现侧漏。对于成人用纸尿裤，由于面积较大，该现象更易发生。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：基于上述问题，本发明提供一种聚烯烃非织造布纵向渗透型多次亲水剂，降低水液沿布面的横向扩展速度，相对提高了垂直于布面的纵向渗透量，减少吸收性一次卫生用品亲肤层表面的浸湿面积或减少侧漏发生几率，提高使用舒适性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种聚烯烃非织造布纵向渗透型多次亲水剂，其特征在于：以组成物总重量为100％计，组成物包括：

a.双子型磺酸基阴/非离子润湿渗透剂30～40％，

b.羟基磷酸酯甜菜碱两性表面活性剂5～15％，

c.分离多子型非离子表面活性剂15～25％，

d.弱亲水性双子型非离子表面活性剂30～40％；

所述的组分(a)的双子型磺酸基阴/非离子润湿渗透剂，其结构式表示为：

式中：R为异辛基或异构十三烷基，n为1～5；

所述的组分(b)的羟基磷酸酯甜菜碱两性表面活性剂，为脂肪酸脂型羟基磷酸酯甜菜碱，其为通式(Ⅱ)的3—{N—(2—烷酰氧基乙基)—N,N—二甲基铵}—2—羟基丙基酸性磷酸酯甜菜碱或通式(Ⅲ)的3—{N—(3—烷酰氧基—2—羟基丙基)—N,N—二甲基铵}—2—羟基丙基酸性磷酸酯甜菜碱的一种，

其结构式表示为：

式中：R₂为来自植物油的C₁₂～C₁₈饱和或不饱和脂肪酸，M₁ ⁺为钠离子；

所述的组分(c)的分离多子型非离子表面活性剂为多元醇聚氧乙烯醚多植物油酸酯；

所述的组分(d)的弱亲水性双子型非离子表面活性剂为植物油酸多元醇双酯聚氧乙烯醚。

组分(b)为脂肪酸脂型羟基磷酸酯甜菜碱，较烷基甜菜碱或磺基甜菜碱更易生物降解、对皮肤更温和，可有效降低混合使用的阴离子表面活性剂刺激性。在亲水性能上与双子型磺酸基阴离子润湿渗透剂和分离多子型非离子表面活性剂、弱亲水性双子型非离子表面活性剂组合，产生更佳的透水速率协同效应，并增加非织造布的柔软舒适性。

本发明中，所述的组分(c)的多元醇聚氧乙烯醚多植物油酸酯中的多元醇包括：乙二醇、甘油、二聚甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、山梨醇、失水山梨醇等2～6元多元脂肪醇；其每摩尔分子中的氧乙烯聚合度为8～48；其植物油酸包括来自植物油的C₁₂～C₁₈饱和或不饱和脂肪酸。

所选用的分离多子型非离子表面活性剂，是以高聚合度的聚氧乙烯醚亲水基位于中间、疏水基位于聚醚两侧(或多侧)端基的长直链表面活性剂，与常规的双子型表面活性剂具有不同的特性。由于分子中间长亲水链的间隔，同一分子中的两个或多个疏水基在水液中可能存在于不同胶束中，在其它表面活性剂含量较少时，可产生明显的缔合增稠作用。

选用组分(c)组合本亲水剂，其作用有三点：利用非离子特性，与组分(a)、组分(b)构成阴、两性、非离子表面活性剂组合，产生亲水的协同性；利用增稠水液特性，在无纺布亲水整理过程中增加亲水剂水溶液工作液的粘度，增加辊涂上油的均匀性；利用与组分(d)组合形成遇水微凝胶的特性：使附着于疏水纤维表面亲水膜，遇水稠化形成高粘状态，减缓小分子的润湿渗透剂向水液中的迁移速度，降低水液在布表面的横向扩展速度。

本发明中，所述的组分(d)的植物油酸多元醇双酯聚氧乙烯醚中的植物油酸包括来自植物油的C₁₂～C₁₈饱和或不饱和脂肪酸；其多元醇包括：甘油、二聚甘油、山梨醇、失水山梨醇等3～6元天然多元脂肪醇或衍生物；其每摩尔分子上的环氧乙烷总加成摩尔数为4～10。

组分(d)为典型的双子型表活性剂，具有低表面张力、高吸附性特性，另外，具有低氧乙烯聚合度，水中溶解度很小，或仅有水中分散性，每摩尔双子分子上的环氧乙烷总加成摩尔数为4～10，相当于单疏水基加成数2～5，与正常使用的9～20相比，在水液中将形成更薄的水化层，二者相比前者表面张力更低，极性更低，具有更低的水液转移能力。

组分(d)低表面张力、低水中溶解性且以30～40％的重量比与另三组组分组合，其作用：在水液中的低表面张力、低溶解性，加速了无纺布整理过程中对疏水纤维的吸附，使整理过程易控，增加整理均匀性；亲水膜吸附牢度提高，降低了遇水再溶解及沿纤维表面的迁移速率，增加了亲水多次性；与通用型亲水剂相比，亲水膜极性减小，纤维表面张力降低；使用过程中水中再溶的表面活性剂量减少，水液表面张力降低程度减小。综合作用，毛细力下降，布面横向吸水扩散速率下降，相对垂直于布面的纵向渗透，由于路径短对渗透速率影响较小。所以，同样条件下，水浸湿面积减小，减小了侧漏几率，增加了使用的舒适性。

关于正辛醇-水分配系数较大的组分(d)的安全性，该组分中选用以植物油酸、天然多元脂肪醇或衍生物为原料，引入低聚合度聚氧乙烯醚，形成与司盘或吐温相同或相近结构的表面活性剂。

司盘和吐温系列表面活性剂的大鼠口服急性毒性LD50(≥10.0g/kg为无毒)，司盘60：31.0g/kg、吐温20：20g/kg；水生生物毒性LC50(≥10mg/L为环境友好型)，吐温60：50.5mg/L；兔眼粘膜耐受剌激的最高浓度：司盘20、司盘80、吐温20、吐温80均为100.0％。

由此可见组分(d)中选用弱亲水性双子型非离子表面活性剂，也是无毒、无剌激、易生物降解的环境友好型表面活性剂。

本发明的有益效果是：1.以非离子化磺酸盐润湿渗透剂、脂肪酸脂型羟基磷酸酯甜菜碱、具有增稠能力的分离多子型非离子表面活性剂、弱亲水性的双子型非离子表面活性剂的组合，在满足透水速率要求的前提下，降低了水液在亲肤无纺布层的表面纵横向扩展速度，相对提高了垂直于表面的纵向渗透速度，减小了表面水浸湿面积，减小了侧漏几率，提高了吸收性一次性卫生品使用的舒适性，同时具多次亲水性；

2.亲水剂中所选用的各组分，大部分疏水基和部分亲水基的原料均来自于植物油，属于可再生资源；制备过程简单、原子利用率高、无有毒有害物质产生，对环境造成的不利影响小；在使用过程中对皮肤无剌激；废弃后在自然条件下较易生物降解，对环境造成新的污染小，是一种环境友好型亲水剂。

具体实施方式

现在结合具体实施例对本发明作进一步说明，以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。

实施例1

原料：

a.磺化琥珀酸二异辛醇聚氧乙烯醚(2)酯钠盐(含量70％)38％，

b.3—{N—(2—月桂酰氧基乙基)—N,N—二甲基铵}—2—羟基丙基酸性磷酸酯甜菜碱7％，

c.聚氧乙烯醚(800)油酸双酯20％，

d.二聚甘油油酸双酯聚氧乙烯醚(6)35％。

配制：向反应釜中依次加入配方中的组分(a)、组分(b)、组分(c)和组分(d)，开搅拌升温至50℃，继续搅拌10分钟，釜液呈淡黄色透明液体，出料、过滤、包装。

实施例2

原料：

a.顺丁烯二酸二异构十三醇聚氧乙烯醚(4)酯磺酸钠盐(含量70％)：38％，

b.3—{N—(2—油酰氧基乙基)—N,N—二甲基铵}—2—羟基丙基酸性磷酸酯甜菜碱：7％，

c.聚氧乙烯醚(600)月桂酸双酯20％，

d.失水山梨醇油酸双酯聚氧乙烯醚(6)：35％。

配制：向反应釜中依次加入配方中的组分(a)、组分(b)、组分(c)和组分(d)，开搅拌升温至50℃，继续搅拌10分钟，釜液呈淡黄色透明液体，出料、过滤、包装。

现有配方：

原料：

a.磺化琥珀酸二辛酯钠盐(74％)：40，

b.十二烷基二甲基甜菜碱(50％)：20％，

c.聚氧乙烯(20)失水山梨醇单油酸酯：20，

d.聚醚改性硅油：20。

配制：向反应釜中依次加入配方中的组分(a)、组分(b)、组分(c)和组分(d)，开搅拌升温至50℃，继续搅拌10分钟，出料、过滤、包装。

透水效果比较：

纺粘法丙纶非织造布，规格：45克/m²。

将上述的三个样品：实施例1、实施例2、现有配方，分别配制成有效成分含量2％的水溶液，将非织造布样一浸、一轧，带液率约50％，105℃烘干，布样含油率约1％，得到3个样品。

滴水测试：将布样平放于直径≥10cm的烧杯口上，向布样中心位置连续滴水0.6克，1分钟后，测量水在布面的润湿面积，称量滴入烧杯中水的重量，结果如表1所示：

表1:滴水测试结果

试样	润湿直径	润湿面积	滴水重量	润湿减少
					实施例1	7.2cm	40.7cm2	0.22克	38.7％
实施例2	6.8cm	36.3cm2	0.22克	45.3％
					现有配方	9.2cm	66.4cm2	0	0％

由表1中结果可见：在相同滴水量的情况下，实施例1、2的润湿面积减少38％以上，垂直于布面的纵向透水量明显增加。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (3)

1.一种聚烯烃非织造布纵向渗透型多次亲水剂，其特征在于：以组成物总重量为100％计，组成物包括：

a.双子型磺酸基阴/非离子润湿渗透剂30～40％，

b.羟基磷酸酯甜菜碱两性表面活性剂5～15％，

c.分离多子型非离子表面活性剂15～25％，

d.弱亲水性双子型非离子表面活性剂30～40％；

所述的组分(a)的双子型磺酸基阴/非离子润湿渗透剂，其结构式表示为：

式中：R为异辛基或异构十三烷基，n为1～5；

所述的组分(b)的羟基磷酸酯甜菜碱两性表面活性剂，为脂肪酸脂型羟基磷酸酯甜菜碱，其为通式(Ⅱ)的3—{N—(2—烷酰氧基乙基)—N,N—二甲基铵}—2—羟基丙基酸性磷酸酯甜菜碱或通式(Ⅲ)的3—{N—(3—烷酰氧基—2—羟基丙基)—N,N—二甲基铵}—2—羟基丙基酸性磷酸酯甜菜碱的一种，

其结构式表示为：

式中：R₂为来自植物油的C₁₂～C₁₈饱和或不饱和脂肪酸，M₁ ⁺为钠离子；

所述的组分(c)的分离多子型非离子表面活性剂为多元醇聚氧乙烯醚多植物油酸酯；

所述的组分(d)的弱亲水性双子型非离子表面活性剂为植物油酸多元醇双酯聚氧乙烯醚。

2.根据权利要求1所述的聚烯烃非织造布纵向渗透型多次亲水剂，其特征在于：所述的组分(c)的多元醇聚氧乙烯醚多植物油酸酯中的多元醇包括：乙二醇、甘油、二聚甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、山梨醇、失水山梨醇等2～6元多元脂肪醇；其每摩尔分子中的氧乙烯聚合度为8～48；其植物油酸包括来自植物油的C₁₂～C₁₈饱和或不饱和脂肪酸。

3.根据权利要求1所述的聚烯烃非织造布纵向渗透型多次亲水剂，其特征在于：所述的组分(d)的植物油酸多元醇双酯聚氧乙烯醚中的植物油酸包括来自植物油的C₁₂～C₁₈饱和或不饱和脂肪酸；其多元醇包括：甘油、二聚甘油、山梨醇、失水山梨醇等3～6元天然多元脂肪醇或衍生物；其每摩尔分子上的环氧乙烷总加成摩尔数为4～10。