CN109826008A

CN109826008A - 吸水材料及其制备方法和吸水棉布

Info

Publication number: CN109826008A
Application number: CN201910041118.1A
Authority: CN
Inventors: 裴闰发
Original assignee: Xinjiang Zhiai Sanitary Products Co Ltd
Current assignee: Xinjiang Zhiai Sanitary Products Co Ltd
Priority date: 2019-01-16
Filing date: 2019-01-16
Publication date: 2019-05-31

Abstract

本发明提供了一种吸水材料及其制备方法和吸水棉布。吸水材料包括棉纤维以及与棉纤维连接的生物纤维素，生物纤维素通过生物纤维素菌种向棉纤维中长入而使生物纤维素与棉纤维连接，棉纤维的重量份数为40％～60％，生物纤维素的重量份数为60％～40％。本发明的吸水材料通过生物纤维素菌种向棉纤维中长入生物纤维素，而使生物纤维素与棉纤维形成交错的网状结构，从而将二者紧密复合，因生物纤维素通过亲水基团与外界水结合而吸收水分，不会因发生化学反应而放热，因此对人体安全。同时生物纤维素具有良好的透气、透水性能，因此，使得该吸水材料具有良好的吸水性、生物可降解性，安全环保性，值得广泛推广。

Description

吸水材料及其制备方法和吸水棉布

技术领域

本发明涉及卫生用品技术领域，特别涉及一种吸水材料。

背景技术

纸尿裤、卫生巾等卫生用品因为其一次性使用、轻巧方便等特性使其被越来越多的消费者青睐，其一般由表面包覆层、吸水芯层和底部衬层构成，其中，吸水芯层大多采用高分子吸水树脂作为吸水材料。高分子吸水树脂吸水时发生化学反应放热，且高分子吸水树脂遇到氨时，通过高分子吸水树脂中的羧基阴离子与氨发生化学反应而将氨吸收，但该反应也放出热量。上述热量被卫生用品包住而不易散发，使得被该卫生用品包裹住的部位长期处于闷热和湿热的环境中，进而对人体健康有害。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对人体无害且安全环保的吸水材料及其制备方法和吸水棉布，以解决现有技术中的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种吸水材料，包括棉纤维以及与所

述棉纤维连接的生物纤维素，所述生物纤维素通过生物纤维素菌种向所述棉纤维中长入而使所述生物纤维素与所述棉纤维连接，所述棉纤维的重量份数为40％～60％，所述生物纤维素的重量份数为60％～40％。

在其中一实施方式中，所述棉纤维的重量份数为45％～55％，所述生物纤维素的重量份数为55％～45％。

本发明还提供一种吸水棉片，所述吸水棉片由如上所述的吸水材料制成。

本发明还提供一种如上所述吸水材料的制备方法，包括以下步骤：

制备棉纤维：提供原棉，并对所述原棉进行去籽、灭菌杀毒及开松分梳，得到呈条状的棉纤维；

制备种子液：将生物纤维素菌种接种至种子培养液中，培养后得到种子液；

制备吸水材料：将所述棉纤维浸泡于所述种子液中，并加入营养液后静置培养，使所述生物纤维素菌种向所述棉纤维中长入生物纤维素，而使所述生物纤维素与所述棉纤维形成交错的网状结构，从而将二者紧密复合，再经清洗并干燥后得到所述吸水材料。

在其中一实施方式中，所述生物纤维素菌种为木醋杆菌。

在其中一实施方式中，所述制备吸水材料的步骤中，所述棉纤维的体积份数与所述种子液的体积比为1:1～1:3。

在其中一实施方式中，所述制备吸水材料的步骤中，所述营养液以废弃水果为原料制成。

在其中一实施方式中，所述制备吸水材料的步骤中，所述培养温度为29～31℃，所述培养时间为7～15天。

在其中一实施方式中，所述制备种子液的步骤中，所述种子培养液以废弃水果为原料制成。

在其中一实施方式中，所述制备吸水棉布的步骤中，所述干燥为真空冻干或低温烘干；所述干燥的温度为30～35℃，所述干燥的时间为4～8h；

所述制备棉纤维步骤中，所述灭菌杀毒为在100℃下蒸煮2～5h；

所述开松分梳通过梳棉机进行处理。

由上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：

本发明的吸水材料包括棉纤维和生物纤维素，生物纤维素通过生物纤维素菌种向棉纤维中长入，而使生物纤维素与棉纤维形成交错的网状结构，从而将二者紧密复合，因生物纤维素通过亲水基团与外界水结合而吸收水分，不会因发生化学反应而放热，因此对人体安全。同时生物纤维素具有良好的透气、透水性能，因此，使得该吸水材料具有良好的吸水性、生物可降解性，安全环保性，值得广泛推广。

本发明中吸水材料的制备方法通过生物纤维素的生长而与棉纤维紧密结合，使该吸水材料不仅具有棉纤维的亲肤，还具有生物纤维素优异的吸水性。进一步地，该制备方法充分利用了废弃的水果为原料，回收利用了废弃资源，保护了环境，降低了成本。

附图说明

图1是本发明吸水材料的制备方法的流程图。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。

为了进一步说明本发明的原理和结构，现结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。

本发明提供一种吸水材料，该吸水材料吸水性好，安全环保，可用于纸尿裤、卫生巾、医用床垫等卫生用品上。

该吸水材料包括棉纤维以及与棉纤维连接的生物纤维素，生物纤维素通过生物纤维素菌种向棉纤维中长入而使生物纤维素与棉纤维连接。

棉纤维为天然材料，所以其织品与肌肤接触无任何刺激，无副作用，对人体有益无害，卫生性能良好。本实施例中，棉纤维采用新疆棉制得，即选取产自新疆的原棉通过处理而制得。其他实施例中，可根据实际需要而选择。

生物纤维素又称细菌纤维素，其呈三维网状结构，中间具有很多“孔道”，并且分子内存有大量的亲水基团，通过亲水基团的氢键与外界水结合而吸收水分，不会因发生化学反应而放热，因此对人体安全。同时因多个“孔道”而使生物纤维素具有良好的透气、透水性能。

且生物纤维素同时具有较高的生物相容性、适应性和良好的生物可降解性，在酸性及微生物存在的自然条件下也可以直接降解，因此对大自然环境非常友好。

生物纤维素通过生物纤维素菌种向棉纤维中长入，而使生物纤维素与棉纤维形成交错的网状结构，从而将二者紧密复合，即以棉纤维为载体，将生物纤维素与棉纤维紧密结合而形成吸水材料。

具体地，棉纤维的重量份数为40％～60％，生物纤维素的重量份数为60％～40％。其中，吸水材料可由40％的棉纤维和60％的生物纤维素组成，还可以由50％的棉纤维和50％的生物纤维素组成。生物纤维素的重量份数越多则吸水材料的吸水效果更好，实际中可根据吸水材料的用途及需求等而选择生物纤维素的重量份数。

本发明的吸水材料包括棉纤维和生物纤维素，生物纤维素通过生物纤维素菌种向棉纤维中长入，而使生物纤维素与棉纤维形成交错的网状结构，从而将二者紧密复合，因此，吸水材料具有良好的吸水性、生物可降解性，安全环保性，值得广泛推广。且该吸水材料通过亲水基团的氢键与外界水结合而吸收水分，不会因发生化学反应而放热。

本发明还提供上述吸水材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、制备棉纤维：提供原棉，并对原棉进行去籽、灭菌杀毒及开松分梳，得到呈条状的棉纤维。

具体地，制备棉纤维的步骤包括：

S11、提供原棉，并去除原棉中的籽而得到皮棉。

其中一实施方式中，将原棉通过棉花自动去籽机进行去籽。具体包括除尘、烘干及去籽。除尘工艺有效的去除了原棉中的外附杂质(枝叶、铃壳、灰砂、绳索和布片等)，避免了粗硬杂质混入，提高了最终皮棉的质量。烘干工艺有效的去除籽棉中的水分，避免了因原棉中含水多而导致的轧工不良。去籽一般通过棉花自动去籽机的轧棉辊与轧棉平台的相对运动对原棉进行去籽工作，而得到去籽后的皮棉。

S12、将皮棉在100℃下蒸煮2～5h进行灭菌杀毒，接着在50℃～60℃的环境下干燥得到灭菌杀毒后的皮棉。

其他实施方式中，还可以通过其他方式进行灭菌杀毒，例如紫外照射、臭氧杀菌和环氧灭菌。350nm-360nm的紫外光照射6-8h进行灭菌杀毒。

S13、通过梳棉机将杀菌消毒后的皮棉梳开，得到呈条状的棉纤维。

具体地，梳棉机对皮棉进行梳棉的步骤包括：

S131、梳理：灭菌杀毒后的皮棉一般呈束状、块状，且有不少杂质，通过梳棉机细致的梳理将束状、块状的皮棉分解成单纤维状态，并使各单纤维伸直平行。

S132、除杂：清除上述单纤维内的杂质和疵点。除杂主要用于清除单纤维内残留的破籽、杂质和短绒。

S133、均匀与混和：将纤维进行均匀与混和。

S134、成条：将单纤维制成条状，得到呈条状的棉纤维。

S2、制备种子液：将生物纤维素菌种接种至种子培养液中，培养后得到种子液。

具体地，制备种子液的步骤包括：

S21、提供生物纤维素菌种。本实施例中，菌种为木醋杆菌。其他实施例中，菌种还可以为醋化醋杆菌、产醋醋杆菌或巴氏醋杆菌，菌种也可以是根瘤菌属、八叠球菌属、假单胞菌属、无色杆菌属、产碱菌属、气杆菌属、固氮菌属等细菌中的某些种类。

S22、提供种子培养液。

其中一实施方式中，种子培养液以废弃水果为原料制成。例如哈密瓜汁、西瓜汁、菠萝果皮汁等。种子培养液以水果在加工时产生大量的果皮、果渣为原料，充分利用了废弃资源，保护了环境，降低了成本。

S23、用接种环将生物纤维素菌种转接到种子培养液中，培养得到种子液。

其中一实施方式中，生物纤维素菌种的培养采用静置培养。具体地，将生物纤维素菌种与种子培养液的混合物在30℃恒温环境下静止培养7天。

S3、制备吸水材料：将棉纤维浸泡于种子液中，并加入营养液后静置培养，使生物纤维素菌种向棉纤维中长入生物纤维素，而使生物纤维素与棉纤维形成交错的网状结构，从而将二者紧密复合，再经清洗并干燥后得到吸水材料。

S31、将棉纤维浸泡于种子液中。棉纤维的体积份数与种子液的体积比为1:1～1:3。具体地，本实施例中，棉纤维的体积份数与种子液的体积比为1：2。

S32、提供营养液。

其中一实施方式中，营养液以废弃水果为原料制成。例如哈密瓜汁、西瓜汁、菠萝果皮汁等。营养液以水果在加工时产生大量的果皮、果渣为原料，充分利用了废弃资源，保护了环境，降低了成本。

S33、静置培养。具体地，此工艺是供生物纤维素长入棉纤维中，因此需静置培养，让生物纤维素与棉纤维紧密结合。

其中一实施方式中，在29～31℃环境下培养7～15天。具体地，根据蓬松度和吸水性的要求调整培养温度和培养时间。

S34、清洗并干燥后得到吸水材料。

其中，干燥为真空冻干或低温烘干。

具体地，干燥的温度为30～35℃，干燥的时间为4～8小时。

表1为实施例1-7和对比例1-3的实验条件，未列出的条件均相同。将上述实施例和对比例中的棉纤维，进行性能检测，记录数据分别如表2、表3所示。

表1

表2

	卷曲伸长率％	吸水因子
			实施例1	106	12
实施例2	115	10.2
			实施例3	118	9.5
实施例4	123	9
			实施例5	126	7
实施例6	113	10.5
			实施例7	110	11

对上述实验数据分析可知，实施例1-5中采用本发明方法制备得到的吸水材料，安全环保，吸水因子高。随着生物纤维素量大，培养过程中微生物会降解部分棉纤维，棉纤维的卷曲伸长率降低，吸水因子有一定程度增加。对比实施例2，6和7，本发明中吸水材料的培养时间越长，生物纤维素生长的量越大。

表3

对上述实验数据分析可知，实施例2,3中采用本发明方法制备得到的吸水材料吸收一定量的尿液后，温度未上升，且未释放难闻的气体氨气，因此对人体安全。而对比例1中，无生物纤维素，其无法吸收500mL尿液。对比例2中吸水材料包括棉纤维与高分子吸水树脂，而高分子吸水树脂吸收500mL尿液后温度上升2℃，并释放难闻的气体氨气，对人体有害。

得到上述吸水材料后，再将该吸水材料经过加工处理而得到吸水棉片。其中一实施方式中，通过化学加工纺制纺成线后用织布机织成吸水棉片。该吸水棉片可用于纸尿裤、卫生巾、医用绷带、创可贴等卫生用品上。

由上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：

虽然已参照几个典型实施方式描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims

1.一种吸水材料，其特征在于，包括棉纤维以及与所述棉纤维连接的生物纤维素，所述生物纤维素通过生物纤维素菌种向所述棉纤维中长入而使所述生物纤维素与所述棉纤维连接，所述棉纤维的重量份数为40％～60％，所述生物纤维素的重量份数为60％～40％。

2.根据权利要求1所述的吸水材料其特征在于，所述棉纤维的重量份数为45％～55％，所述生物纤维素的重量份数为55％～45％。

3.一种吸水棉片，其特征在于，所述吸水棉片由权利要求1所述的吸水材料制成。

4.一种权利要求1-2任意一项所述吸水材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的吸水材料的制备方法，其特征在于，所述生物纤维素菌种为木醋杆菌。

6.根据权利要求4所述的吸水材料的制备方法，其特征在于，所述制备吸水材料的步骤中，所述棉纤维的体积份数与所述种子液的体积比为1:1～1:3。

7.根据权利要求4所述的吸水材料的制备方法，其特征在于，所述制备吸水材料的步骤中，所述营养液以废弃水果为原料制成。

8.根据权利要求4所述的吸水材料的制备方法，其特征在于，所述制备吸水材料的步骤中，所述培养温度为29～31℃，所述培养时间为7～15天。

9.根据权利要求4所述的吸水材料的制备方法，其特征在于，所述制备种子液的步骤中，所述种子培养液以废弃水果为原料制成。

10.根据权利要求4所述的吸水材料的制备方法，其特征在于，所述制备吸水棉布的步骤中，所述干燥为真空冻干或低温烘干；所述干燥的温度为30～35℃，所述干燥的时间为4～8h；

所述开松分梳通过梳棉机进行处理。