CN105544002A - 一种高吸水复合纤维及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高吸水复合纤维及其制备方法。纤维成分由羧甲基纤维素钠和海藻酸盐共同组成，其中，羧甲基纤维素钠的含量不低于70%。纤维制备方法是以羧甲基纤维素钠（以下简称CMC）为主要原料和海藻酸钠（以下简称SA）为辅料，采用湿法纺丝工艺制备，其中，以含适量水的挥发性有机溶剂与氯化钙和／或氯化锌的混合溶液为凝固液，以含适量水的挥发性有机溶剂为牵伸/洗涤液。制备的复合纤维吸水速度快、吸水率高、吸水成凝胶，可以制备成针刺无纺布或混纺热风无纺布，用于医用敷料、卫生巾、纸尿裤、失禁垫等一次性医疗卫生用品等。

Description

一种高吸水复合纤维及其制备方法
技术领域
本发明涉及纺织领域，尤其涉及一种高吸水复合纤维及其制备方法。
背景技术
一次性卫生用品如卫生巾、纸尿裤、失禁垫等，对所用核心吸水材料都有吸水率高、吸水速度快、不反渗的共性要求。
目前卫生巾、纸尿裤所用的吸水材料为绒毛浆和/或高吸水树脂颗粒如聚丙烯酸酯，特别是聚丙烯酸酯类树脂其吸水率(纯水)可达数百倍，但其缺陷在于吸水速度不理想，其吸水性极易受水中的离子影响，如其吸收生理盐水的倍率只有40～60倍，在正常使用状态下，吸取含盐的尿液、血液等至饱满状态，耗时5分钟以上，而且吸饱水的树脂受外力压迫后，容易返渗，在使用过程中，会对皮肤浸渍从而引起不适；绒毛浆是有天然木浆纤维制备，吸水倍率低于10倍，易返渗。通常，多用以绒毛浆为载体，添加吸水树脂作为前述一次性卫生用品的吸水层。
开发更好性能的新型吸水材料是业界共同追求的目标。
目前中到重度渗液伤口湿性愈合敷料主要有藻酸盐敷料、交互式敷料和亲水敷料等，各有优缺点，藻酸盐敷料遇体液成凝胶，高吸水也高保湿，释放钙离子，促进创口愈合，缺点在于其凝胶性和吸水量与体液中钠离子的总量相关，在体液中钠离子和钾离子供给量受限的情况下，难以充分发挥藻酸盐高吸水的性能优势，而亲水敷料和交互式敷料都存在只能用于快速吸收渗液，不能对伤口释放有效成分以促进愈合。
CMC是一种高分子量的纤维素衍生物，其分子链中有大量的亲水基团(羧基和羟基)，因此CMC具有很好的亲水性和复水性，CMC具有吸水量大、吸水速度快、保水性强的特点，而SA经钙离子或锌离子交联形成的海藻酸钙(以下简称Alg-Ca)或海藻酸锌(以下简称Alg-Zn)遇钾、钠离子等成凝胶，释放钙离子或锌离子，吸水量大，保水能力强，两者结合的复合纤维材料既具备高吸水性能，又具有促进伤口愈合所需的钙、锌等有效成分，是理想的一次性卫生用品如卫生巾、纸尿裤和新型医用敷料等的理想用材。同时，两者的复合，又可以较容易实现以CMC制备纤维可行性。
纯CMC制备的纺丝原液需采用高纯的有机溶剂作为凝固液，但存在脱水凝固速度慢，从而不易成纤，制备的纤维强度低，后续纺织困难，工艺难度和成本较高。SA制备Alg-Ca纤维的技术比较成熟，也有添加了CMC作为辅料的Alg-Ca与CMC复合纤维以改善纤维柔顺性和吸水速度，但其所用的凝固液为氯化钙和/或氯化锌水溶液，如果CMC添加量过大，则纤维很难成型和干燥，实践过程中，一般CMC添加量不大于15质量％，此外，纤维仍然需要足够的钠离子或钾离子才能成凝胶，以发挥高吸水的优势。
发明内容
本发明的目的在于提供一种吸水量大、吸水速度快、保水能力强的纤维及其制备方法。
为实现上述目的，本发明提供一种高吸水复合纤维，其特征在于，纤维成分由CMC和海藻酸盐共同组成，其中CMC的含量不少于70质量％。
进一步，所述CMC的取代度不低于0.5。
进一步，所述海藻酸盐是海藻酸钙和/或海藻酸锌。
本发明还提供所述高吸水复合纤维的制备方法，其特征在于，其主要原料为CMC，辅料为SA，以水为溶剂，以乙醇、异丙醇、丙酮或甲醇中的一种或多种与氯化钙和/或氯化锌水溶液配伍的混合溶液为凝固液，以含水的乙醇、异丙醇、丙酮或甲醇中的一种或多种为牵伸液和洗涤液，采用湿法纺丝工艺制备。
进一步，所述CMC的取代度不低于0.5，占70～95质量％，辅料SA占30～5质量％。
进一步，所述凝固液的混合溶液中含水量为5～30质量％，氯化钙含量为0.5～5质量％。
进一步，所述牵伸液和洗涤液是含水的乙醇、异丙醇、丙酮、甲醇中的一种或多种，含水量不高于25质量％。
进一步，所述湿法纺丝工艺为采用公知的湿法纺丝工艺，即通过溶解、过滤、脱泡、静置得到纺丝原液，纺丝原液经过押出、计量、过滤后从喷丝孔喷出，喷出的初生纤维经凝固液中凝固，分别在牵伸液和洗涤液中牵伸和洗涤，最后经热风干燥制备成纤维即可
进一步，所述原料中CMC的取代度不低于0.5，占70～95质量％，所述的SA占30～5质量％。优选地，CMC占85～90质量％，SA占15～10质量％。
进一步，将所述原料溶以水为溶剂，经溶解、过滤、脱泡、静置制备纺丝原液，原液的浓度为2～5％，优选地，浓度为2.6～3.6％。
进一步，将原液从静置罐押出，经计量、过滤后从喷丝孔喷入凝固液中形成初生纤维。所述凝固液是以乙醇、异丙醇、丙酮、甲醇等挥发性有机溶剂中的一种或多种与氯化钙和/或氯化锌水溶液配伍的混合溶液为凝固液，凝固液中水含量不高于30质量％，氯化钙和/或氯化锌含量为0.5～5质量％，有机溶剂含量不低于65质量％，优选地，水含量为15～20质量％，氯化钙和/或氯化锌含量为2～4质量％，有机溶剂为76～83质量％。
进一步，初生纤维依次进入牵伸液和洗涤液中进行牵伸和洗涤；牵伸液和洗涤液是含少量水的乙醇、异丙醇、丙酮、甲醇等挥发性有机溶剂的一种或多种，含水量为20～5％质量％，优选地，有机溶剂为乙醇，含水量为15～10％。
进一步，经牵伸/洗涤后的纤维送入热风干燥箱干燥。
进一步，将干燥好的纤维切断，打包。
本发明采用以CMC为主要原料、以SA为辅料、以含水有机溶剂与氯化钙和/或氯化锌复配液为凝固液的制备高吸水复合纤维及其制备工艺，未见诸文献和报道，是创新型的复合纤维材料及其制备工艺。
本发明的制备方法工艺简单，成本低，所制备的纤维具有高吸水、快速吸水、吸水后成凝胶，不返渗，遇体液或钾、钠离子溶液释放钙离子和/或锌离子，特别适合用于吸收渗液、血液、尿液等的一次性医疗卫生用品。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
实施例1:一种高吸水复合纤维的制备
(1)将70质量％、取代度为0.5的CMC和30％的SA一起加入纯水中，经溶解、过滤、脱泡、静置配制成纺丝原液，浓度为5％；(2)将原液押出，经计量、过滤后从喷丝孔喷入凝固液中形成初生纤维。凝固液是以浓度为65％的甲醇与3.0质量％氯化钙和2.0质量％氯化锌的混合溶液。(3)将初生纤维分别进入牵渗液和洗涤液进行牵伸和洗涤，牵伸和洗涤液为80％浓度的甲醇。(4)将洗涤干净的纤维用热风干燥箱干燥后切段、打包。
本实施例制备的纤维吸收生理盐水的倍率达20倍，吸到饱和水分的时间为90秒，不返渗。
实施例2：一种高吸水复合纤维的制备
(1)将95质量％、取代度为0.9的CMC和5％的SA一起加入纯水中，经溶解、过滤、脱泡、静置配制成纺丝原液，浓度为2％；(2)将原液押出，经计量、过滤后从喷丝孔喷入凝固液中形成初生纤维。凝固液是以浓度为95％的丙酮和乙醇(丙酮和乙醇的摩尔比为1:1)混合有机溶剂与2.0质量％氯化钙的混合溶液。(3)将初生纤维分别进入牵渗液和洗涤液进行牵伸和洗涤，牵伸和洗涤液为5％浓度的丙酮和乙醇(丙酮和乙醇的摩尔比为1:1)混合有机溶剂。(4)将洗涤干净的纤维用热风干燥箱干燥后切段、打包。
本实施例制备的纤维吸收生理盐水的倍率达36倍，吸到饱和水分的时间为45秒，不返渗。
实施例3：一种高吸水复合纤维的制备
(1)将85质量％、取代度为0.7的CMC和15％的SA一起加入纯水中，经溶解、过滤、脱泡、静置配制成纺丝原液，浓度为3.6％；(2)将原液押出，经计量、过滤后从喷丝孔喷入凝固液中形成初生纤维。凝固液是以浓度为80％的乙醇与3.5质量％氯化钙的混合溶液。(3)将初生纤维分别进入牵渗液和洗涤液进行牵伸和洗涤，牵伸和洗涤液为10％浓度的乙醇。(4)将洗涤干净的纤维用热风干燥箱干燥后切段、打包。
本实施例制备的纤维吸收生理盐水的倍率达30倍，吸到饱和水分的时间为60秒，不返渗。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下对上述实施例进行细节上的变化、修改、替换和变型,均为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种高吸水复合纤维，特征在于，纤维成分由CMC和海藻酸盐共同组成，其中CMC的含量不少于70质量%。
2.权利要求1中所述高吸水复合纤维，其特征在于，所述CMC的取代度不低于0.5。
3.权利要求1中所述高吸水复合纤维，其特征在于，所述海藻酸盐是海藻酸钙和／或海藻酸锌。
4.一种权利要求1所述高吸水复合纤维的制备方法，其特征在于，其主要原料为CMC，辅料为SA，以水为溶剂，以乙醇、异丙醇、丙酮或甲醇中的一种或多种与氯化钙和／或氯化锌水溶液配伍的混合溶液为凝固液，以含水的乙醇、异丙醇、丙酮或甲醇中的一种或多种为牵伸液和洗涤液，采用湿法纺丝工艺制备。
5.权利要求4所述高吸水复合纤维的制备方法，其特征在于，所述CMC的取代度不低于0.5，占70～95质量%，辅料SA占30～5质量%。
6.权利要求4所述高吸水复合纤维的制备方法，其特征在于，所述凝固液的混合溶液中含水量为5～30质量%，氯化钙含量为0.5～5质量%。
7.权利要求4所述高吸水复合纤维的制备方法，其特征在于，所述牵伸液和洗涤液是含水的乙醇、异丙醇、丙酮、甲醇中的一种或多种，含水量不高于25质量%。
8.权利要求4所述高吸水复合纤维的制备方法，其特征在于，所述湿法纺丝工艺为采用公知的湿法纺丝工艺，即通过溶解、过滤、脱泡、静置得到纺丝原液，纺丝原液经过押出、计量、过滤后从喷丝孔喷出，喷出的初生纤维经凝固液中凝固，分别在牵伸液和洗涤液中牵伸和洗涤，最后经热风干燥制备成纤维即可。
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