CN113121776A - 一种吸汗透气的聚氨酯海绵及其制备方法、一种文胸 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及内衣制备的技术领域,具体公开了一种吸汗透气的聚氨酯海绵及其制备方法、一种文胸。聚氨酯海绵由包括以下重量份的原料制备得到:聚乙二醇甲醚100‑160份,甲苯二异氰酸酯20‑70份,水8‑15份,硅油2.3‑4.8份,表面活性剂0.2‑1.6份,胺催化剂0.05‑0.45份,发泡剂3‑7份,植物蛋白3.2‑8.6份,亲水纤维素6.4‑15.6份;其中,所述亲水纤维素选自羧甲基纤维素、羟乙基纤维素以及羟丙基甲基纤维素中的至少一种。本申请的聚氨酯海绵可用于文胸罩杯的制备,其具有吸水性优异和透气性好的优点。
Description
技术领域
本申请涉及内衣制备的技术领域,更具体地说,它涉及一种吸汗透气的聚氨酯海绵及其制备方法、一种文胸。
背景技术
文胸是女性必备衣物之一。文胸主体为文胸模杯,模杯主要是由具有仿生形状的海绵体构成。而作为主要承托乳房的海绵体的材料有:聚氨酯海绵、太空棉、3D直立棉等;其中,绝大部分文胸的海绵体采用的是聚氨酯海绵。
聚氨酯海绵的主要成分是聚乙二醇甲醚(PPKg)或聚合物多元醇(POKg) 与异氰酸酯(TDI)反应后形成的发泡热固性高分子。聚氨酯海绵因发泡产生的多孔结构使得聚氨酯海绵具有一定的透气吸水性,此外聚氨酯海绵具有优异的高弹性。但是由于在制备聚氨酯海绵的过程中,其中的发泡等操作会产生有害物质;此外,虽然传统的聚氨酯海绵在其结构上有多孔结构,但是其透气性和吸水性依然不佳,使得在穿戴聚氨酯材质的文胸时,常存在不透气、汗液累积的问题,这样的环境下易滋生细菌,引发毛囊炎等皮肤疾病。
因此,制备得到的一种吸汗透气的聚氨酯海绵,以适用于文胸制备是十分必要的。
发明内容
为了进一步提高聚氨酯类模杯的文胸的吸汗能力和透气性,本申请提供一种吸汗透气的聚氨酯海绵及其制备方法、一种文胸。
第一方面,本申请提供一种吸汗透气的聚氨酯海绵,采用如下的技术方案:
一种吸汗透气的聚氨酯海绵,由包括以下重量份的原料制备得到:
聚乙二醇甲醚100-160份,甲苯二异氰酸酯20-70份,水8-15份,硅油2.3-4.8 份,表面活性剂0.2-1.6份,胺催化剂0.05-0.45份,发泡剂3-7份,植物蛋白3.2-8.6 份,亲水纤维素6.4-15.6份;
其中,所述亲水纤维素选自羧甲基纤维素、羟乙基纤维素以及羟丙基甲基纤维素中的至少一种。
以聚乙二醇甲醚和甲苯二异氰酸酯作为制备聚氨酯海绵的主要原料,二者在胺催化剂的作用下反应并发泡,最终获得聚氨酯海绵。其中的硅油作为一种泡沫稳定剂,具有稳定泡沫、调节泡孔和乳化泡沫物料的作用,保证在发泡过程中,生成的气泡不会过大,从而避免降低最终制备得到的聚氨酯海绵的力学强度。在本申请中,额外添加植物蛋白和亲水纤维素能够有效改善聚氨酯海绵的亲水性。亲水纤维素中的羧甲基纤维素是一种天然多糖,易溶于水,具有优异的亲水性,甲基纤维素经羧甲基化后其分子结构上带有羧基,使得羧甲基纤维素具有优异的亲水性;羟丙基甲基纤维素(Hypromellose),又名羟丙甲纤维素,属于非离子型纤维素混合醚中的一种,其能够在冷水中形成具有一定粘性的溶液;而羟乙基纤维素,由于其分子结构上的羟基,使其具有优异的吸水性。在本申请中,聚乙二醇甲醚上含有羟基,聚乙二醇甲醚和甲苯二异氰酸酯、水在胺催化剂的参与下反应生成聚氨酯树脂。而将亲水纤维素和植物蛋白复配,其中的亲水纤维素上含有羧基或羟基,蛋白质上含有羧基和羟基;基于羟基和羧基之间相互关系,使得植物蛋白能够接枝在亲水纤维素上,并连接在聚氨酯树脂上。而表面活性剂的加入也能够进一步加强亲水纤维素、植物蛋白和聚氨酯树脂之间的相互关系,使得聚氨酯海绵表现出优异的亲水性和透气性。因此,亲水纤维素和植物蛋白的复配也能够有效改善聚酯海绵的吸水性。此外,接枝有植物蛋白的亲水纤维素和聚乙二醇甲醚、甲苯二异氰酸酯混合后制备得到的聚氨酯海绵,聚氨酯海绵的透气性也得到有效改善。
通过采用上述技术方案,以上述的配方配比进行聚氨酯海绵的制备时,最终制备得到吸水性和透气性优异的聚氨酯海绵:聚氨酯海绵的吸水率为 300~450%,出风率为75~86%。
优选的,所述聚氨酯海绵由包括以下重量份的原料制备得到:
聚乙二醇甲醚120-140份,甲苯二异氰酸酯35-60份,水9-12份,硅油3-4份,表面活性剂0.2-1.6份,胺催化剂0.25-0.3份,发泡剂5-7份,植物蛋白4.6-6.3 份,亲水纤维素11.3-13.7份。
优选的,所述亲水纤维素为羟丙基甲基纤维素和羟乙基纤维素的混合物,所述羧甲基纤维素和羟乙基纤维素的重量比为1:(0.14-0.47)。
通过采用上述技术方案,进一步优化亲水纤维素的配方配比,从而获得亲水性和透气性优异的聚氨酯海绵,其吸水率为370~400%,出风率为80~85%。
优选的,所述植物蛋白选自花生蛋白、玉米蛋白和大豆蛋白中的任意一种。
其中的花生蛋白含有可溶性蛋白质,花生蛋白水溶性好,洁白,富含大量的人体必需氨基酸、维生素、微量元素及矿物质;玉米蛋白中主要由玉米蛋白组成,含有少量的淀粉和纤维;而大豆蛋白是一种植物性蛋白质,其氨基酸组成与牛奶蛋白质相近,除蛋氨酸略低外,其余必需氨基酸含量均较丰富。通过采用上述技术方案,以上述的蛋白质和亲水纤维素复配时,不仅仅是其中的蛋白质(和 /或氨基酸)能够修饰改性亲水纤维素,其微量元素、矿物质等也参与修饰改性亲水纤维素的过程,使得最终获得的聚氨酯海绵获得优异的吸水性和透气性。
优选的,所述植物蛋白花生蛋白。
第二方面,本申请提供一种吸汗透气的聚氨酯海绵的制备方法,采用如下的技术方案:
一种吸汗透气的聚氨酯海绵的制备方法,包括以下步骤:
S1、将聚乙二醇甲醚、甲苯二异氰酸酯、植物蛋白和亲水纤维素充分混匀;
S2、于S1的混合物种加入胺催化剂和水后充分混合均匀;
S3、于S2的混合液中加入硅油、发泡剂和表面活性剂后发泡,随后将发泡液注入模具中热压成型。
通过采用上述技术方案,制备得到吸水性和透气性优异的聚氨酯海绵,便于后期将本申请的聚氨酯海绵用于文胸制备时,能够获得吸水性和透气性较佳的文胸,穿戴者穿着后更加舒适。
优选的,S3中热压成型时的热压温度为120-250℃。
第三方面,本申请提供一种文胸,采用如下的技术方案:
一种文胸,包括罩杯、肩带、勾扣、圈扣和调节扣,所述罩杯由上述吸汗透气的聚氨酯海绵制备得到。
综上所述,本申请具有以下有益效果:
1、本申请在制备聚氨酯海绵时,添加植物蛋白和亲水纤维素,以二者的协配最终实现提高聚氨酯海绵亲水性和透气性的效果,最终制备得到的聚氨酯海绵的吸水率为300~450%,出风率为75~86%。
2、本申请中探究亲水纤维素对聚氨酯海绵的性能影响,自羧甲基纤维素、羟乙基纤维素以及羟丙基甲基纤维素中优选出以羧甲基纤维素和羟乙基纤维素复配作为亲水纤维素使用时,聚氨酯海绵的吸水性和透气性更加优异。
3、本申请进一步优化了羧甲基纤维素和羟乙基纤维素的复配重量比,羧甲基纤维素和羟乙基纤维素的重量比为1:(0.14~0.47)时,能够获得亲水性和透气性优异的聚氨酯海绵,其吸水率为370~400%,出风率为80~85%。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。在本申请中,各原料均为普通市售,以下提供部分原料的一种市售来源:大豆蛋白购自江西百盈生物技术有限公司;玉米蛋白购买的是玉米蛋白粉,购自山东亿伟安化工科技有限公司;花生蛋白购自深圳拓建生物科技有限公司。
本申请主要是对制备文胸的罩杯进行相关改进,主要是在用于制作罩杯的聚氨酯海绵上。本申请对聚氨酯海绵的制备配方进行优化,在其制备原料中添加亲水纤维素和天然环保的植物蛋白,在亲水纤维素和植物蛋白的协配作用下,使得聚氨酯海绵表现出优异的亲水性和透气性。
实施例
实施例1
一种吸汗透气的聚氨酯海绵,由以下原料制备得到:
聚乙二醇甲醚100Kg,甲苯二异氰酸酯20Kg,水8Kg,硅油2.3Kg,表面活性剂0.2Kg,胺催化剂0.05Kg,发泡剂3Kg,花生蛋白3.2Kg,羧甲基纤维素 6.4Kg。在本实施例中选择的胺催化剂为N,N-二甲基环己胺;发泡剂为甲酸甲酯。
具体的制备方法为:
S1、将聚乙二醇甲醚、甲苯二异氰酸酯、花生蛋白和羧甲基纤维素混合后搅拌,使得个原料充分混匀;
S2、于S1的混合物种加入胺催化剂和水后充分混合均匀;
S3、于S2的混合液中加入硅油、发泡剂和N,N-二甲基环己胺后发泡,随后将发泡液注入模具中热压成型,得到文胸模杯(即罩杯),其中热压成型时的热压温度为180℃、热压压力0.5MPa、热压时间100s。热压后冷却即可。
本实施例制备得到聚氨酯海绵能够用于制备女性罩杯,因此在制备聚氨酯海绵时,步骤S3中选用的模具即为制备罩杯的模具。在获得罩杯后,随后缝制肩带、背位、勾扣、圈口和调节扣等部分,最终得到一个完整的文胸。
实施例2
本实施例和实施例1的区别在于,制备聚氨酯海绵的原料配比不同,且制备工艺不同,具体如下:
一种吸汗透气的聚氨酯海绵,由以下原料制备得到:
聚乙二醇甲醚130Kg,甲苯二异氰酸酯40Kg,水11Kg,硅油3.5Kg,表面活性剂0.9Kg,胺催化剂0.28Kg,发泡剂6Kg,花生蛋白5Kg,羧甲基纤维素 10Kg。在本实施例中选择的胺催化剂为:N,N-二甲基环己胺。
具体的制备方法为:
S1、将聚乙二醇甲醚、甲苯二异氰酸酯、花生蛋白和羧甲基纤维素混合后搅拌,使得个原料充分混匀;
S2、于S1的混合物种加入胺催化剂和水后充分混合均匀;
S3、于S2的混合液中加入硅油、发泡剂和N,N-二甲基环己胺后发泡,随后将发泡液注入模具中热压成型,得到文胸模杯(即罩杯),其中热压成型时的热压温度为120℃、热压压力1.5MPa、热压时间200s。热压后冷却即可。
本实施例制备得到聚氨酯海绵能够用于制备女性罩杯,因此在制备聚氨酯海绵时,步骤S3中选用的模具即为制备罩杯的模具。在获得罩杯后,随后缝制肩带、背位、勾扣、圈口和调节扣等部分,最终得到一个完整的文胸。
实施例3
本实施例和实施例1的区别在于,制备聚氨酯海绵的原料配比不同,且制备工艺不同,具体如下:
一种吸汗透气的聚氨酯海绵,由以下原料制备得到:
聚乙二醇甲醚160Kg,甲苯二异氰酸酯70Kg,水15Kg,硅油4.8Kg,表面活性剂1.6Kg,胺催化剂0.45Kg,发泡剂7Kg,花生蛋白8.6Kg,羧甲基纤维素 15.6Kg。在本实施例中选择的胺催化剂为:N,N-二甲基环己胺。
具体的制备方法为:
S1、将聚乙二醇甲醚、甲苯二异氰酸酯、花生蛋白和羧甲基纤维素混合后搅拌,使得个原料充分混匀;
S2、于S1的混合物种加入胺催化剂和水后充分混合均匀;
S3、于S2的混合液中加入硅油、发泡剂和N,N-二甲基环己胺后发泡,随后将发泡液注入模具中热压成型,得到文胸模杯(即罩杯),其中热压成型时的热压温度为250℃、热压压力1.3MPa、热压时间250s。热压后冷却即可。
本实施例制备得到聚氨酯海绵能够用于制备女性罩杯,因此在制备聚氨酯海绵时,步骤S3中选用的模具即为制备罩杯的模具。在获得罩杯后,随后缝制肩带、背位、勾扣、圈口和调节扣等部分,最终得到一个完整的文胸。
实施例4-8
实施例4-8和实施例1的区别在于,制备聚氨酯海绵的原料配方和配比不同,具体见表1,其它同实施例1。
表1
实施例9-17
实施例9-17和实施例7的区别在于,亲水纤维素的配方和配比不同,具体见表2,其它同实施例7。
表2
实施例18
本实施例和实施例15的区别在于,选择以等重量的大豆蛋白替换花生蛋白,其它同实施例15。
实施例19
本实施例和实施例15的区别在于,选择以等重量的玉米蛋白替换花生蛋白,其它同实施例15。
对比例
对比例1-5
对比例1-5和实施例15的区别在于,制备聚氨酯海绵的原料配方和配比不同,具体见表3,其它同实施例15。
表3
性能检测试验将上述的实施例1-19、对比例1-5制备得到的聚氨酯海绵进行吸水性测试和透气性测试,具体测试方法如下。
(一)吸水性测试
将制备得到的聚氨酯海绵剪裁为4cm×4cm的大小,测定其重量,记为初始重量(g),然后至于水中至完全溶胀,取出后测定其重量,记为吸水后重量(g),最后计算吸水率。以吸水率来表征聚氨酯海绵的吸水能力,洗漱率越大,吸水能力越强。
其中,吸水率(%)=(吸水后重量-初始重量)/初始重量×100%。
(二)透气性测试
将制备得到的聚氨酯海绵至于蒸汽机的出风口处,蒸汽机的初始出风量为16cm,随后测定通过聚氨酯海绵后的最终出风量(cm),并计算出风率,以出风率的大小表征聚氨酯海绵的透气性。
其中,出风率(%)=最终出风量/初始出风量×100%。
具体的测试结果见表4-6。
表4
从表4的结果中看出,花生蛋白和羟乙基纤维素的用量对聚氨酯海绵的吸水性能和透气性能均有一定的影响。其中,自实施例1-5的数据结果看出:当花生蛋白的重量在3.2~8.6Kg的用量范围内时,制备得到的聚氨酯海绵的吸水率为 310~360%。进一步探究羧甲基纤维素的用量对聚氨酯海绵的影响:当羧甲基纤维素用量为6.4~15.6Kg时,制备得到的聚氨酯海绵的吸水率为310~400%,出风率为75~84%;当羧甲基纤维素用量为11.3~13.7Kg时,制备得到的聚氨酯海绵吸水性和透气性更高,其吸水率为380~400%,出风率为81~84%;即花生蛋白和羧甲基纤维素的添加重量能够显著影响聚氨酯海绵的吸水性能和透气性能。
表5
从表5的结果中看出,亲水纤维素的种类选择、以及羧甲基纤维素和羟乙基纤维素的重量添加比例对聚氨酯海绵的吸水性能和透气性能均有一定的影响。其中,自实施例9-12的数据结果看出:将羧甲基纤维素、羟乙基纤维素以及羟丙基甲基纤维素三者之间进行配合使用时,选择将羧甲基纤维素和羟以基纤维素以一定重量比例混合后作为亲水纤维素添加(实施例12)时,制备得到的聚氨酯海绵的亲水性和透气性最佳,吸水率和出风率分别为440%和85%。
随后在实施例13-17中分别以不同重量比的羧甲基纤维素和羟乙基纤维素混合物作为亲水纤维素使用时,进行聚氨酯海绵的制备。对应实施例13-17,羧甲基纤维素和羟乙基纤维素的重量比分别为1:0.1、1:0.14、1:0.32、1:0.47以及1:0.6。当羧甲基纤维素和羟乙基纤维素的重量比在1:(0.14~0.47)的范围内时,制备得到的聚氨酯海绵的吸水性和透气性表现优异,其吸水率为370~400%,出风率为80~85%。当羧甲基纤维素的用量为9.5Kg、羟乙基纤维素的用量为3.1Kg (实施例15,羧甲基纤维素和羟乙基纤维素的重量比为1:0.32)时,制备得到的聚氨酯海绵的吸水率和出风率最佳,分别为450%和86%。其可能是因为,采用羧甲基纤维素和羟乙基纤维素进行复配时,能够给聚氨酯海绵中引入亲水羟基和羧基,以提高聚氨酯海绵的亲水性;而同时引入羧基和羟基,使得制备聚氨酯海绵的溶液体系更加稳定,进而发挥更加优异的亲水性能。而羟丙基甲基纤维素和羟甲基纤维素相比,其聚合单元上含有的羟基较少,因此将羧甲基纤维素和羟甲基丙基纤维素作为亲水纤维素使用时,制备得到的聚氨酯海绵的亲水性不佳。
而选择不同的亲水蛋白,主要影响的是聚氨酯海绵的吸水性,对聚氨酯海绵的透气性影响不大:其中,选择大豆蛋白(实施例18)时,和实施例15的数据结果相比,其吸水率仅降低了4.5%(自440%降低至420%);选择玉米蛋白 (实施例19)时,和实施例15的数据结果相比,其吸水率降低了6.8%(自440%降低至410%)。这三种蛋白质的来源简单,通过普通市售即可获;同时,三种蛋白质均能够和亲水纤维素之间相互复配,最终赋予聚氨酯海绵优异的吸水性和透气性。
表6
检测项目 | 实施例15 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | 对比例4 | 对比例5 |
吸水率(%) | 450 | 200 | 250 | 170 | 150 | 140 |
出风率(%) | 86 | 71 | 72 | 67 | 67 | 65 |
表6中对比例1-2的数据结果表明,在选择亲水纤维素的原料配比时,当亲水纤维素的用量不在6.4~15.6重量份(6.4~15.6Kg)的范围内时,制备得到的聚氨酯树脂的亲水性也不佳。
分析表6中的对比例3-5的数据结果,在制备聚氨酯海绵时,为了优化聚氨酯海绵的吸水性和透气性,亲水纤维素和植物蛋白是缺一不可的。缺少花生蛋白或者缺少亲水纤维素(羧甲基纤维素和羟乙基纤维素)时,均无法有效提高聚氨酯海绵的亲水性和透气性;这一数据结果充分表明在制备聚氨酯海绵时,花生蛋白和亲水纤维素之间通过互相协配最终实现显著提高聚氨酯海绵的亲水性和透气性。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释,其并不是对本申请的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (8)
1.一种吸汗透气的聚氨酯海绵,其特征在于,由包括以下重量份的原料制备得到:
聚乙二醇甲醚100-160份,甲苯二异氰酸酯20-70份,水8-15份,硅油2.3-4.8份,表面活性剂0.2-1.6份,胺催化剂0.05-0.45份,发泡剂3-7份,植物蛋白3.2-8.6份,亲水纤维素6.4-15.6份;
其中,所述亲水纤维素选自羧甲基纤维素、羟乙基纤维素以及羟丙基甲基纤维素中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的一种吸汗透气的聚氨酯海绵,其特征在于:由包括以下重量份的原料制备得到:
聚乙二醇甲醚120-140份,甲苯二异氰酸酯35-60份,水9-12份,硅油3-4份,表面活性剂0.2-1.6份,胺催化剂0.25-0.3份,发泡剂5-7份,植物蛋白4.6-6.3份,亲水纤维素11.3-13.7份。
3.根据权利要求1所述的一种吸汗透气的聚氨酯海绵,其特征在于,所述亲水纤维素为羧甲基纤维素和羟乙基纤维素的混合物,所述羟丙基甲基纤维素和羟乙基纤维素的重量比为1:(0.14-0.47)。
4.根据权利要求1所述的一种吸汗透气的聚氨酯海绵,其特征在于,所述植物蛋白选自花生蛋白、玉米蛋白和大豆蛋白中的任意一种。
5.根据权利要求4所述的一种吸汗透气的聚氨酯海绵,其特征在于,所述植物蛋白为花生蛋白。
6.一种权利要求1-5任意一项所述吸汗透气的聚氨酯海绵的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、将聚乙二醇甲醚、甲苯二异氰酸酯、植物蛋白和亲水纤维素充分混匀;
S2、于S1的混合物种加入胺催化剂和水后充分混合均匀;
S3、于S2的混合液中加入硅油、发泡剂和表面活性剂后发泡,随后将发泡液注入模具中热压成型。
7.根据权利要求6所述的一种吸汗透气的聚氨酯海绵的制备方法,其特征在于,S3中热压成型时的热压温度为120-250℃。
8.一种文胸,包括罩杯、肩带、勾扣、圈扣和调节扣,其特征在于,所述罩杯由权利要求1-5任意一项所述吸汗透气的聚氨酯海绵制备得到。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210716 |
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