CN107823696A - 一种用于个人护理用品的吸水抑菌性材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于个人护理用品的吸水抑菌性材料，包括上、下两层无尘纸以及均匀喷涂于所述两层无尘纸之间的吸水抑菌粉末；所述吸水抑菌粉末由包括网状高分子材料和ε‑聚赖氨酸的原料混合制备而成。本发明通过在将网状高分子材料和ε‑聚赖氨酸结合使用，并喷涂于以木浆纤维为原料制备得到的无尘纸之间，可在减轻产品整体质量的同时提高其吸水效果，且在吸水的同时兼具抑菌功能。以所述材料为芯层的个人护理用品可兼具自重轻、定型性好、吸水性高、抑菌性好的综合优势，具有良好的市场前景。

Description

一种用于个人护理用品的吸水抑菌性材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及个人护理用品领域，具体涉及一种兼具高吸水性与抑菌性的材料及其制备方法。
背景技术
高吸水性材料广泛用于各类个人护理产品，如婴幼儿的尿不湿、纸尿裤，女性护理产品，成人失禁产品。这类护理产品通常其结构可分为三层，导水层、芯层、底膜层。导水层的作用主要是快速将水分/液体导流到芯层，底膜层的作用主要是防止渗漏。其中，高吸水性材料主要存在于芯层中，芯层主要为吸水/吸液层，要求其所含的高吸水性材料内部带有强烈的亲水基团，对水有特殊吸附作用，通过分子间交联，形成网状结构。此类材料可吸收自身质量成百上千倍的水，并与水牢固结合，即吸水后溶胀成凝胶状态。常用的高吸水性材料以聚丙烯酸盐这类网状结构的高分子材料为代表，其特征为分子中含有较强亲水性基团，如羟基、羧基，可与水分子形成氢键；其具有交联结构，可锁住水分及吸水溶胀后的凝胶。
然而，目前市场上的个人护理用品较难做到产品重量、吸水性、抑菌性等综合性能的兼顾。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种用于个人护理用品的吸水抑菌性材料。该材料将网状高分子材料与ε-聚赖氨酸混合，均匀分布于无尘纸之间，加工出自重轻、定型性好、吸水性高、抑菌性好的层状材料，从而更适于应用到个人护理产品中。
具体而言，本发明提供一种用于个人护理用品的吸水抑菌性材料，包括上、下两层无尘纸以及均匀喷涂于所述两层无尘纸之间的吸水抑菌粉末；所述吸水抑菌粉末由包括网状高分子材料和ε-聚赖氨酸的原料混合制备而成。
所述网状高分子材料对水分/液体具有较强的吸附作用，具有网状结构利于吸水后形成的凝胶的固定，含亲水基团可吸水溶胀，但又由于内部氢键作用可阻止其吸水后不会无限溶胀；所述网状高分子材料与ε-聚赖氨酸结合使用可以进一步提高吸水性同时抑制细菌滋生。所述网状高分子材料的分子量为10000～1000000，优选为100000～500000，可选自聚丙烯酸盐、聚乙烯醇系化合物、羧甲基化接枝物中的一种或多种。当采用聚丙烯酸盐时，与ε-聚赖氨酸结合使用的协同效果最佳，产品的吸水抑菌性能显著提高。
本发明采用的ε-聚赖氨酸是一种天然的生物代谢产品，具有较强的吸水性能、良好的抑菌能力、较高的热稳定性、较好的生物相容性。为了能更好地与网状高分子材料结合，本发明采用的ε-聚赖氨酸的分子量为1300～25000，优选为3600～4300。经检测，上述优选分子量范围内的ε-聚赖氨酸对金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌、枯草芽孢杆菌、白色念珠菌以及铜绿假单胞菌均有良好的抑菌效果，最小抑菌浓度可达200～400mg/L。
本发明所述网状高分子材料和ε-聚赖氨酸的质量比优选为15～55：0.01～5，更优选为25～45：0.1～2。以上述比例混合使用，可使网状高分子材料与ε-聚赖氨酸发挥协同增效作用，不仅能够提高产品用于个人护理时的抑菌效果，还能进一步提高材料的吸水和锁水性能。
为了确保粉体能够在两层无尘纸之间均匀分布，从而充分发挥其吸水性能，同时具有一定的锁水性能，本发明优选所述吸水抑菌粉末的粒径为100～150目，更优选为120～130目。
作为本发明的一种优选方案，所述吸水抑菌粉末的粒径为120～130目，由分子量100000～500000的聚丙烯酸钠和分子量为3600～4300的ε-聚赖氨酸以质量比35～45：1混合制备而成。
本发明提供的吸水抑菌材料为层状结构，为了使所述吸水抑菌材料与无尘纸能够协同发挥作用，确保材料具有优异吸水性的同时，自重轻且吸水后不会产生明显变形，本发明对所述喷涂密度和无尘纸的厚度进行优化。具体而依然，本发明所述吸水抑菌粉末在两层无尘纸之间的喷涂量为20～100g/m2，优选为40～50g/m2。本发明进一步优选所述无尘纸的单层厚度为0.1～3.0mm，更优选为0.2～0.5mm。
本发明所述无尘纸是由包括木浆纤维和天然粘合剂的原料制备而成。
所述的木浆纤维是原木植物纤维中的一种，是从原木植物纤维中分离出来的产物。包括针叶木浆纤维、阔叶木浆纤维等。木浆纤维是从原木植物纤维中提取出来的，相比于草浆纤维，其具有较高品质，适合作为个人护理产品的无尘纸部分的原料。
本领域常用的粘合剂一般包括天然类粘合剂和合成类粘合剂，本发明采用天然类粘合剂。所述天然粘合剂包含葡萄糖衍生物类粘合剂、氨基酸衍生物类粘合剂、天然树脂类粘合剂。根据其用途，用于个人护理类产品中的吸水材料优选葡萄糖衍生物类粘合剂和氨基酸衍生物类粘合剂。所述葡萄糖衍生物类粘合剂包含淀粉、海藻酸钠、阿拉伯树胶等；所述氨基酸衍生物类粘合剂包含植物蛋白、骨胶、酪朊酸钠等。作为本发明的一种优选方案，所述天然粘合剂选用海藻酸钠。
所述粘合剂在使用时，需溶解于水中形成溶液；粘合剂在溶液中所占比例优选为30～60％，更优选40～50％。
为了使无尘纸具有良好的吸水、定型性能，尤其是与两层无尘纸之间所喷涂的吸水抑菌材料发挥协同作用，本发明所述木浆纤维和天然粘合剂的用量比为50～80：1～5，优选为55～65：1～5。作为本发明的一种优选方案，所述天然粘合剂为海藻酸钠；用于制备无尘纸的木浆纤维和海藻酸钠的质量比为55～60：4。本发明通过大量实践发现，采用上述优选成分以及比例时，所述吸水抑菌粉末吸水后可以被牢固地所在两层无尘纸内，确保吸水抑菌性材料具有良好的定型效果，吸水后不易变形。
本发明所述各高分子材料的分子量均为质均分子量。
本发明同时提供所述的吸水抑菌性材料的制备方法。具体而言，该方法包括如下步骤：
(1)将木浆纤维和天然粘合剂均匀混合，进行上网成型，获得下层无尘纸；
(2)将吸水抑菌粉末均匀喷涂于所述下层无尘纸的表面；
(3)采用与步骤(1)相同的方法进行二次上网成型，在所述吸水抑菌粉末表面覆盖上层无尘纸；
(4)进行热轧加工处理，即得。
为了使所得产品具有更好的吸水抑菌性和定型性，本发明所述热轧加工处理的温度优选为100～150℃，更优选为120～140℃。
本发明步骤(1)、(3)可采用包含成型器的专用造纸设备，混合料在成型器内受空气正负单向风力作用下，经筛网在造纸长网上均匀上网成型。
本发明同时保护一种个人护理用品，其包含由所述吸水抑菌材料形成的芯层。所述个人护理护理产品通常包括导水层、芯层、底膜层；导水层的作用主要是快速将水分/液体导流到芯层，底膜层的作用主要是防止渗漏，而芯层主要为吸水/吸液层。所述个人护理产品优选为婴幼儿纸尿裤、女性护理产品、成人失禁用品等。
本发明通过在将网状高分子材料和ε-聚赖氨酸结合使用，并喷涂于以木浆纤维为原料制备得到的无尘纸之间，可在减轻产品整体质量的同时提高其吸水效果，且在吸水的同时兼具抑菌功能。以所述材料为芯层的个人护理用品可兼具自重轻、定型性好、吸水性高、抑菌性好的综合优势，具有良好的市场前景。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
本实施例提供了一种用于个人护理用品的吸水抑菌性材料，包括上、下两层无尘纸以及均匀喷涂于所述两层无尘纸之间的吸水抑菌粉末；所述吸水抑菌粉末的粒径为120目，由分子量100000～500000的聚丙烯酸钠和分子量为3600～4300的ε-聚赖氨酸以质量比35：1混合后过筛得到；所述吸水抑菌粉末的喷涂量为40g/m2；
所述无尘纸的单层厚度为0.3mm；是由包括木浆纤维和海藻酸钠的原料制备而成，所述木浆纤维和海藻酸钠的质量比为60:4。
实施例2
本实施例提供了一种用于个人护理用品的吸水抑菌性材料，包括上、下两层无尘纸以及均匀喷涂于所述两层无尘纸之间的吸水抑菌粉末；所述吸水抑菌粉末的粒径为130目，由分子量100000～500000的聚丙烯酸钠和分子量为3600～4300的ε-聚赖氨酸以质量比45：1混合后过筛得到；所述吸水抑菌粉末的喷涂量为50g/m2；
所述无尘纸的单层厚度为0.2mm；是由包括木浆纤维和海藻酸钠的原料制备而成，所述木浆纤维和海藻酸钠的质量比为55:4。
实施例3
与实施例1相比，区别仅在于：用250000～400000的聚乙烯醇和分子量为3600～4300的ε-聚赖氨酸以质量比35：1混合后过筛得到；所述吸水抑菌粉末的喷涂量为40g/m2；
所述无尘纸的单层厚度为0.3mm；是由包括木浆纤维和海藻酸钠的原料制备而成，所述木浆纤维和海藻酸钠的质量比为60:4。
实施例4
与实施例1相比，区别仅在于：所述聚丙烯酸钠和ε-聚赖氨酸的质量比为25:2。
实施例5
与实施例1相比，区别仅在于：所述聚丙烯酸钠和ε-聚赖氨酸的质量比为45:0.1。
实施例6
与实施例1相比，区别仅在于：所述聚丙烯酸钠和ε-聚赖氨酸的质量比为15:5。
实施例7
与实施例1相比，区别仅在于：所述聚丙烯酸钠和ε-聚赖氨酸的质量比为55:0.01。
实施例8
本实施例提供了一种吸水抑菌材料的制备方法，具体为：
(1)将海藻酸钠以1:1的比例溶解于水中，再加入木浆纤维均匀混合并搅拌均匀，进入专用造纸设备中进行上网成型，获得下层无尘纸；
(2)将过筛并混合均匀的吸水抑菌粉末均匀喷涂于所述下层无尘纸的表面；
(3)采用与步骤(1)相同的方法进行二次上网成型，在所述吸水抑菌粉末表面覆盖上层无尘纸；
(4)在120℃进行热轧加工处理，即得。
本发明实施例1～7提供的吸水抑菌材料均可采用上述方法制备得到。
实施例9
本实施例提供了一种吸水抑菌卫生巾，包括导水层、底膜层以及位于上述两层之间的芯层；所述芯层由实施例1提供的吸水抑菌材料形成。
实施例10
本实施例提供了一种吸水抑菌婴儿纸尿裤，包括导水层、底膜层以及位于上述两层之间的芯层；所述芯层由实施例2提供的吸水抑菌材料形成。
实验例：吸水性试验
本发明采用吸水性试验模仿尿液存在情况下材料的吸水效果。具体而言：取实施例1～7所得吸水抑菌性材料，每平方米材料上方倾倒20ml水，在5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃下分别检测吸水倍率(此处温度是模拟尿液的温度，因为一般尿液会带有温度，因而模拟不同温度下溶液的吸水率)。检测方法具体为：称量吸水前材料质量，吸水后再称量总质量，计算：吸水倍率＝(吸后质量-吸前质量)/吸前质量。检测结果如表1所示。
表1：不同温度下的吸水倍率
温度(℃) 5 10 15 20 25 30 35 40
实施例1 40.1 45.6 58.8 53.6 61.5 66.2 68.5 68.1
实施例2 38.2 38.8 46.9 50.2 55.8 66.6 65.4 62.7
实施例3 20.4 25.3 24.6 27.2 22.6 24.1 28.3 26.4
实施例4 30.1 28.3 32.4 30.5 34.1 35.6 31.2 28.5
实施例5 40.2 38.2 46.2 51.5 54.8 64.2 62.5 63.1
实施例6 15.1 15.3 17.5 12.9 15.1 10.8 11.9 9.8
实施例7 13.4 15.2 10.2 11.2 9.4 10.2 11.4 9.3
由表1所得结果可知：本发明各实施例提供的材料在不同温度下均呈现较好的吸水效果，在实际应用环境中可使尿液被充分吸收，确保个人护理用品表面干爽舒适。其中，实施例1、2所提供的材料在各个温度下的吸水效果最优。
虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种用于个人护理用品的吸水抑菌性材料，其特征在于，包括上、下两层无尘纸以及均匀喷涂于所述两层无尘纸之间的吸水抑菌粉末；所述吸水抑菌粉末由包括网状高分子材料和ε-聚赖氨酸的原料混合制备而成；
所述网状高分子材料的质均分子量为10000～1000000；
所述ε-聚赖氨酸的质均分子量为1300～25000。
2.根据权利要求1所述的吸水抑菌性材料，其特征在于，所述网状高分子材料和ε-聚赖氨酸的质量比为15～55：0.01～5，优选为25～45：0.1～2，更优选为35～45：1。
3.根据权利要求1所述的吸水抑菌性材料，其特征在于，所述吸水抑菌粉末的粒径为120～130目，由分子量100000～500000的聚丙烯酸钠和分子量为3600～4300的ε-聚赖氨酸以质量比35～45：1混合制备而成。
4.根据权利要求1～3任意一项所述的吸水抑菌性材料，其特征在于，所述吸水抑菌粉末在两层无尘纸之间的喷涂量为20～100g/m2，优选为40～50g/m2。
5.根据权利要求1或4所述的吸水抑菌性材料，其特征在于，所述无尘纸的单层厚度为0.1～3.0mm，优选为0.2～0.5mm。
6.根据权利要求1～5任意一项所述的吸水抑菌性材料，其特征在于，所述无尘纸是由包括木浆纤维和天然粘合剂的原料制备而成；
所述天然粘合剂选自葡萄糖衍生物类粘合剂、氨基酸衍生物类粘合剂、天然树脂类粘合剂中的一种或多种。
7.根据权利要求6所述的吸水抑菌性材料，其特征在于，所述木浆纤维和天然粘合剂的用量比为50～80：1～5，优选为55～65：1～5。
8.根据权利要求6所述的吸水抑菌性材料，其特征在于，所述天然粘合剂为海藻酸钠；用于制备无尘纸的木浆纤维和海藻酸钠的质量比为55～60：4。
9.权利要求1～8任意一项所述的吸水抑菌性材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将木浆纤维和天然粘合剂均匀混合，进行上网成型，获得下层无尘纸；
(2)将吸水抑菌粉末均匀喷涂于所述下层无尘纸的表面；
(3)采用与步骤(1)相同的方法进行二次上网成型，在所述吸水抑菌粉末表面覆盖上层无尘纸；
(4)进行热轧加工处理，即得；所述热轧加工处理的温度优选为100～150℃，更优选为120～140℃。
10.一种个人护理用品，其特征在于，包含权利要求1～8任意一项所述吸水抑菌材料形成的芯层；
所述个人护理产品优选为婴幼儿纸尿裤、女性护理产品和/或成人失禁用品。
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