CN109512581A - 一种石墨烯卫生巾 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种石墨烯卫生巾；所述卫生巾从外到内依次设有表面外层，吸液芯层，石墨烯层和内表面层；所述石墨烯层包括石墨烯抗菌纤维与吸水纤维混合均匀，依次经开松、梳理、铺网和针刺而成的石墨烯纤维层，所述石墨烯抗菌纤维是将石墨烯抗菌剂加入聚丙烯酸溶液中混匀、纺丝而得。本发明的石墨烯卫生巾中抗菌组分不易脱落，可缓慢释放抗菌组分，长期产生抗菌作用；其中的石墨烯层表面柔软、质感优良，在具有抗菌功能的同时，又具有很好的吸水性和舒适性。
Description
技术领域
本发明涉及石墨烯技术领域，具体涉及一种石墨烯卫生巾。
背景技术
市面上的卫生巾，牌子众多，鱼龙混杂。在面料选择上，主要以化纤面料为主，也有部分产品使用纯棉面料、含有竹纤维的面料、含有蚕丝的面料。功能上也主要从手感柔软，亲肤滋润，吸湿透气，除湿、散热，促进微循环等角度改进，还有产品通过外加中药或抑菌性成分达到保健的功能，但是额外的添加药物等成分，适用人群较窄，容易引起过敏等反应，不适宜长期使用。
石墨烯是从石墨中剥离出来的只有一层原子厚度的二维晶体，厚度约为0.34nm。继1985年C60(富勒烯)和1991年碳纳米管的首次报道后，2004年石墨烯的发现再次推动了人们对碳素纳米材料的研究。研究表明，石墨烯具有非凡的机械性能、导电性能、热学性能、光学性能以及高效抗菌除臭、抗静电等性能。为了将石墨烯的这些优异性能进行实际应用，人们对石墨烯进行了进一步的研究。
通过对现有专利文献的检索发现，申请公开号为CN 106581732A的中国发明专利申请公开了一种多功能的石墨烯卫生巾及其制备方法；其艾绒卫生棉上粘接的粉末固体里含有氧化石墨烯。然而，该抗菌组分--石墨烯易脱落。
申请公开号为CN 106267301A的中国发明专利申请公开了一种石墨烯卫生巾及其制备方法；包括由上至下依次叠层设置的透液性面层、吸收芯、不透液性底层，所述透液性面层中含有石墨烯原料。然而，该透液性面层柔软度欠佳，且石墨烯仍然容易脱落。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以抑制衣服表面细菌滋生，防止细菌传染，除异味，远红外理疗的石墨烯卫生巾。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明涉及一种具有抗菌除臭、远红外理疗的石墨烯卫生巾，所述卫生巾从外到内依次设有表面外层，吸液芯层，石墨烯层和内表面层；所述石墨烯层包括石墨烯抗菌纤维与吸水纤维混合均匀，依次经开松、梳理、铺网和针刺而成的石墨烯纤维层，所述石墨烯抗菌纤维是将石墨烯抗菌剂加入聚丙烯酸溶液中混匀、纺丝而得。
优选的，所述石墨烯抗菌纤维与吸水纤维的质量比为45～65∶40～60。
优选的，所述石墨烯抗菌剂是质量比为1～10∶8～12∶3～5的石墨烯、壳聚糖和吡啶硫酮锌的混合剂。
优选的，所述石墨烯抗菌剂和聚丙烯酸溶液的质量比为18～25∶20～40；所述聚丙烯酸溶液的质量百分比浓度为45～55％。
优选的，所述石墨烯包括气相沉积法制备石墨烯、二氧化碳超临界膨胀剥离石墨烯、化学氧化剥离的氧化石墨烯、偶联剂改性氧化石墨烯、氨基高分子改性氧化石墨烯、阳离子表面活性剂改性氧化石墨烯、溴代十二烷改性氧化石墨烯、溴代十六烷改性氧化石墨烯、溴代十八烷改性石墨烯、高温热膨胀所得还原氧化石墨烯、低温热膨胀所得还原氧化石墨烯、电化学剥离所得石墨烯、改性的电化学剥离石墨烯、机械球磨剥离石墨烯、三辊研磨机械剥离石墨烯中的一种或几种。
优选的，所述吸水纤维包括天然纤维、纤维素纤维、聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维、聚乙烯醇纤维中的一种或多种。
优选的，所述表面外层和吸液芯层之间还设有加固层。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明的石墨烯卫生巾中抗菌组分不易脱落，可缓慢释放抗菌组分，长期产生抗菌作用，抗菌率达到99％，50/50复合纤维织物抗菌率仍达到85％以上，经洗涤50-100次试验，抗菌率下降不超过8％，染色后的抗菌率仍达到90％左右，而目前国家标准抗菌率60％即为达标。
2、除臭，结合抗菌以及石墨烯强大的吸附能力，可以有效减少、除去睡垫异味；
3、远红外理疗，利用石墨烯的特殊功能，自身能够吸收红外线，并通过表面载流子频率与织物表面吸附分子在入射光照下的振动频率发生耦合，增强对红外线的吸收。这一特征，使石墨烯的远红外发射频率与人体水分子产生共振，从而产生难以想象的功能。大量试验证明，石墨烯纤维对改善人体机能有重要作用；
4、本发明的石墨烯抗菌卫生巾中石墨烯层表面柔软、质感优良，在具有抗菌功能的同时，又具有很好的吸水性和舒适性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干调整和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
本实施例涉及一种具有抗菌除臭、远红外理疗的石墨烯卫生巾，所述卫生巾从外到内依次设有表面外层，加固层、吸液芯层，石墨烯层和内表面层；所述石墨烯层包括石墨烯抗菌纤维与聚丙烯吸水纤维混合均匀，依次经开松、梳理、铺网和针刺而成的石墨烯纤维层，所述石墨烯抗菌纤维是将石墨烯抗菌剂加入聚丙烯酸溶液中混匀、纺丝而得。
该石墨烯层的制备具体包括如下步骤：
(1)将质量比为5∶10∶4的石墨烯、壳聚糖和吡啶硫酮锌混合，调配成石墨烯抗菌剂，将制备好的抗菌剂加入聚丙烯酸溶液(石墨烯抗菌剂和聚丙烯酸溶液的质量比为7∶10，聚丙烯酸溶液的质量百分比浓度为50％)中混合均匀，然后进行纺丝，形成石墨烯抗菌纤维；
(2)将质量比为55∶50的石墨烯抗菌纤维和聚丙烯吸水纤维混合均匀，依次经开松、梳理、铺网和针刺形成石墨烯层。
实施例2
本实施例涉及一种具有抗菌除臭、远红外理疗的石墨烯卫生巾，基本同实施例1，所不同之处在于：
石墨烯抗菌剂中石墨烯、壳聚糖和吡啶硫酮锌的质量比为1∶8∶3；石墨烯抗菌剂和聚丙烯酸溶液的质量比为9∶10；石墨烯抗菌纤维和聚丙烯吸水纤维的质量比为9∶8。
实施例3
本实施例涉及一种具有抗菌除臭、远红外理疗的石墨烯卫生巾，基本同实施例1，所不同之处在于：
石墨烯抗菌剂中石墨烯、壳聚糖和吡啶硫酮锌的质量比为10∶12∶5；石墨烯抗菌剂和聚丙烯酸溶液的质量比为5∶8；石墨烯抗菌纤维和聚丙烯吸水纤维的质量比为13∶12。
对比例1
本对比例涉及一种具有抗菌除臭、远红外理疗的石墨烯卫生巾，所述卫生巾从外到内依次设有表面外层，加固层、吸液芯层，石墨烯层和内表面层；所述石墨烯层的制备包括如下步骤：
(1)将质量比为5∶10∶4的石墨烯、壳聚糖和吡啶硫酮锌混合，调配成石墨烯抗菌剂；
(2)将质量比为7∶10的石墨烯抗菌剂、聚乙烯(分子量为2000-3000)加入至螺杆挤压机中进行初步混合后，升高温度至110℃，加热30s，再升温至165℃，加热20s，最后再升温至210℃，加热6s熔融，使得物料之间充分混合；
(3)采用纺丝箱体对步骤(2)的熔体进行分配，使熔体尽可能均匀地分配到整个幅宽上，纺丝组件使流态的熔体经喷丝板挤出成丝，纺丝箱内的温度为200℃；
(4)冷却后利用风机产生的高速气流实现对熔体细流的牵伸，使熔体细流成为高度取向的纤维，再将纤维随机分布在网帘上，通过温度为90℃的热压辊的预压定型形成纤维网，网帘将纤维网送至温度为160℃的热轧机进一步加固得到所述石墨烯层。
对比例2
本对比例涉及一种具有抗菌除臭、远红外理疗的石墨烯卫生巾，所述卫生巾从外到内依次设有表面外层，加固层、吸液芯层，石墨烯层和内表面层；所述石墨烯层的制备包括如下步骤：
(1)在功率为90W条件下，将50mg氧化石墨烯溶于100ml无水乙醇中，制得氧化石墨烯溶液。
(2)将5g聚丙烯加入到80g二甲苯中，以800r/min的搅拌速率在三口烧瓶中加热溶解，温度为125℃，待聚丙烯溶解于二甲苯溶剂中，制得聚丙烯溶液。
(3)升温至155℃，将氧化石墨烯溶液分批少量加入到聚丙烯溶液中，搅拌0.5h，混合均匀后，将混合物放在50℃空气气氛中干燥48h，即得到氧化石墨烯改性聚丙烯复合材料；之后将复合材料进行熔融纺丝；制得石墨烯卫生巾。
对以上实施例和对比例中石墨烯卫生巾的石墨烯层进行材料表面柔软度、抗菌性等的测试，其中抗菌性按照ASTM-E2149-13a测试，测试结果如表1：
表1
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (7)
1.一种具有抗菌除臭、远红外理疗的石墨烯卫生巾，其特征在于，所述卫生巾从外到内依次设有表面外层，吸液芯层，石墨烯层和内表面层；所述石墨烯层包括石墨烯抗菌纤维与吸水纤维混合均匀，依次经开松、梳理、铺网和针刺而成的石墨烯纤维层，所述石墨烯抗菌纤维是将石墨烯抗菌剂加入聚丙烯酸溶液中混匀、纺丝而得。
2.如权利要求1所述的具有抗菌除臭、远红外理疗的石墨烯卫生巾，其特征在于，所述石墨烯抗菌纤维与吸水纤维的质量比为45～65∶40～60。
3.如权利要求1所述的具有抗菌除臭、远红外理疗的石墨烯卫生巾，其特征在于，所述石墨烯抗菌剂是质量比为1～10∶8～12∶3～5的石墨烯、壳聚糖和吡啶硫酮锌的混合剂。
4.如权利要求1或3所述的具有抗菌除臭、远红外理疗的石墨烯卫生巾，其特征在于，所述石墨烯抗菌剂和聚丙烯酸溶液的质量比为18～25∶20～40；所述聚丙烯酸溶液的质量百分比浓度为45～55％。
5.如权利要求3所述的具有抗菌除臭、远红外理疗的石墨烯卫生巾，其特征在于，所述石墨烯包括气相沉积法制备石墨烯、二氧化碳超临界膨胀剥离石墨烯、化学氧化剥离的氧化石墨烯、偶联剂改性氧化石墨烯、氨基高分子改性氧化石墨烯、阳离子表面活性剂改性氧化石墨烯、溴代十二烷改性氧化石墨烯、溴代十六烷改性氧化石墨烯、溴代十八烷改性石墨烯、高温热膨胀所得还原氧化石墨烯、低温热膨胀所得还原氧化石墨烯、电化学剥离所得石墨烯、改性的电化学剥离石墨烯、机械球磨剥离石墨烯、三辊研磨机械剥离石墨烯中的一种或几种。
6.如权利要求1所述的具有抗菌除臭、远红外理疗的石墨烯卫生巾，其特征在于，所述吸水纤维包括天然纤维、纤维素纤维、聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维、聚乙烯醇纤维中的一种或多种。
7.如权利要求1所述的具有抗菌除臭、远红外理疗的石墨烯卫生巾，其特征在于，所述表面外层和吸液芯层之间还设有加固层。
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