CN113786287B - 一种纸尿裤及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及卫生用品领域，提供一种纸尿裤，包括纸尿裤本体，所述纸尿裤本体包括由上而下依次叠层设置的表层、导流层、吸收层和底层，所述表层是以竹纤维和皮芯型纤维为原料通过水刺法制成的，所述皮芯型纤维的皮层含有聚酯和抗菌剂，芯层含有吸湿性聚合物，所述导流层包括上导流层和下导流层，所述上导流层设有若干个第一亲水区，所述下导流层设有若干个第二亲水区，所述第二亲水区的面积大于第一亲水区的面积，相邻的第一亲水区的间隙大于相邻的第二亲水区的间隙，所述吸收层由上到下包括上无尘纸、上吸收芯、抗菌层、下吸收芯和下无尘纸。其解决了现有纸尿裤不具备抑菌性或抑菌效果不佳，易导致湿疹、红屁股等不良情况的问题。

Description

一种纸尿裤及其制备方法

技术领域

本发明涉及一次性卫生用品领域，尤其涉及一种纸尿裤及其制备方法。

背景技术

中国专利申请号：201510729415.7公开了一种快速吸液保持干爽的纸尿裤，包括尿裤主体、弹性前腰围和弹性后腰围，所述尿裤主体的中间位置纵向设有吸收芯体，所述吸收芯体通过模压成型制得，所述吸收芯体上分布有若干导流凸起，所述吸收芯体的中心纵向压制有导流长槽，所述吸收芯体由表面无纺布层、导流层、第一高分子吸水层、木浆层、第二高分子吸水层和防漏底膜组成，所述第一高分子吸水层与第二高分子吸水层的重量比为3.5～4.5：1，所述弹性前腰围位于尿裤主体的纵向前端，所述弹性后腰围位于尿裤主体的纵向后端。该发明的纸尿裤结构合理，大大减小了纸尿裤芯体与婴儿皮肤的接触面积，吸液速度快且热湿舒适性较好，提升了纸尿裤的舒适性。诸如上述发明在内的现有纸尿裤由于所用材料的局限性，不具有抗菌性能，仅能满足基本的吸收功能，对皮肤无保护作用。纸尿裤的透气性不佳且长时间使用后极易滋生细菌，婴幼儿娇嫩的皮肤暴露在该环境下会引发湿疹、红屁股等不良情况。

近几年亦有抑菌纸尿裤的相关报道，例如专利申请号：201510703430.4公开了一种抑菌溶液及其制成的纸尿裤以及纸尿裤的制备方法，其通过将无纺布浸泡于抑菌溶液中制成纸尿裤的面层，从而赋予面层良好的抑菌性，有效地避免婴儿长时间使用纸尿裤后出现红疹和不适的问题。

发明内容

因此，针对以上内容，本发明提供一种纸尿裤及其制备方法，解决现有纸尿裤不具备抑菌性或抑菌效果不佳，易导致湿疹、红屁股等不良情况的问题。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种纸尿裤，包括纸尿裤本体，所述纸尿裤本体包括由上而下依次叠层设置的表层、导流层、吸收层和底层，所述表层是以60-80wt％的竹纤维和20-40wt％的皮芯型纤维为原料通过水刺法制成的，所述皮芯型纤维的皮层含有聚酯和抗菌剂，芯层含有吸湿性聚合物，所述导流层包括上导流层和设于上导流层下方的下导流层，所述上导流层和下导流层为热风无纺布，所述上导流层通过亲水处理形成若干个第一亲水区，各所述第一亲水区等间距设置，所述下导流层通过亲水处理形成若干个第二亲水区，各所述第二亲水区等间距设置，所述第二亲水区的面积大于第一亲水区的面积，相邻的第一亲水区的间隙大于相邻的第二亲水区的间隙，所述吸收层由上到下包括上无尘纸、吸收芯和下无尘纸，所述吸收芯包括上吸收芯和下吸收芯，所述上吸收芯和下吸收芯之间设有抗菌层。

进一步的改进是：所述皮芯型纤维的皮层与芯层的质量比为30-50:50-70。

进一步的改进是：所述吸湿性聚合物通过以下步骤制成：

将3-(2-羟基-2-丙基)苯酚和N-甲基丙烯胺加入装有溶剂的反应釜内，搅拌混合均匀后向反应釜内加入聚甲醛，升温至60-70℃反应4-6h，减压蒸馏得到反应单体；

将反应单体、引发剂溶解于甲苯溶液中，然后在氮气气氛以及温度为55-65℃条件下加入1,5-二乙烯基六甲基三硅氧烷，回流反应3-5h，得到吸湿性聚合物。

进一步的改进是：所述3-(2-羟基-2-丙基)苯酚、N-甲基丙烯胺、聚甲醛的质量比为130-140:212-228:88-96。

进一步的改进是：所述引发剂为偶氮类引发剂。

进一步的改进是：所述引发剂、1,5-二乙烯基六甲基三硅氧烷的添加量分别为反应单体质量的0.8-1.5％、200-250％。

进一步的改进是：所述导流层以ES纤维、竹纤维为原料制成。

进一步的改进是：所述竹纤维的纤度为3.33-5.56dtex，长度为62-76mm，ES纤维的纤度为3.0-6.0dtex，长度为38-64mm。

进一步的改进是：所述上导流层中竹纤维所占比例小于下导流层中竹纤维所占比例。

进一步的改进是：所述抗菌层是通过静电纺丝方法制得的，具体步骤如下：

将丝素蛋白、茶树精油加入冰醋酸中，搅拌混合均匀后再加入单宁、有机硅交联剂，充分搅拌溶解并进行超声，得到纺丝原液，所述纺丝原液中丝素蛋白的浓度为10％；

通过静电纺丝装置对纺丝原液进行静电纺丝，得到抗菌纤维膜，即抗菌层。

进一步的改进是：以丝素蛋白的质量为准，所述茶树精油的添加量为18-36％，所述单宁的添加量为10-20％，所述有机硅交联剂的添加量为8-15％。

进一步的改进是：所述静电纺丝的设置条件为：静电电压16-20kV，接收距离15-18cm，流速为0.4-0.6mL/h，空气湿度控制在45％以下。

反应单体的反应方程式如下所示：

通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明以3-(2-羟基-2-丙基)苯酚、聚甲醛和N-甲基丙烯胺为原料，合成出反应单体，再与1,5-二乙烯基六甲基三硅氧烷进行聚合反应生成吸湿性聚合物，吸湿性聚合物以疏水的硅氧烷为基本骨架结构，在支链上连接含大量羟基的苯酚衍生物，形成特殊的网状结构，实现快速的吸湿效果。传统的吸湿性聚合物不具备热塑性，不能进行熔融纺丝，本发明所公开的吸湿性聚合物具有热塑性，能够进行熔融纺丝形成性能优良的皮芯型纤维。以吸湿性聚合物为芯层，聚酯和抗菌剂为皮层制成的皮芯型纤维，能够快速吸湿导湿，通过在以聚酯为主要原料的皮层中加入抗菌剂，使纤维不仅具有良好的力学性能，更是赋予其一定的抗菌性。本发明以竹纤维和皮芯型纤维为原料制成的无纺布作为面层材料，充分利用皮芯型纤维的特性，快速吸收尿液，并通过面层与导流层之间的亲水性差异，将尿液不断下渗传递至导流层，从而保持面层的干爽舒适性。另外，竹纤维具有柔软透气、抗菌除臭的特性，可以提高纸尿裤的透气性和抗菌效果。

2、导流层分为上导流层和下导流层，上导流层的第一亲水区面积小于下导流层的第二亲水区，且相邻的第一亲水区的间隙大于相邻的第二亲水区的间隙，上述的设置使得上下导流层之间产生毛细效应，将尿液从上导流层传递输送到下导流层，进而被吸收层吸收锁住。导流层所用的纤维采用粗旦长纤维，利用孔隙率大的特性引导尿液纵向扩散，提高导流层的传导扩散能力。通过上下导流层中竹纤维比例的不同，利用天然纤维亲水性好的特性，使得上下导流层之间产生亲水梯度，尿液不断从上导流层向下导流层渗透，且不易反渗，具有单向导湿性。

3、丝素蛋白具有良好的机械性能和理化性质，静电纺丝后可形成性能优异的纤维膜。茶树精油的主要成分为对孟烯-1-醇-4和1,8-桉叶油素，具有很强的杀菌功效，能够消除顽固的生命力强的细菌。单宁酸能够干扰细胞质膜，扰乱细胞内物质、细胞膜电位和膜外部主动运输，通过破坏细胞壁结构和改变细胞膜的通透性起到抑菌作用。丝素蛋白的侧链含有氨基、羟基，而单宁分子结构中含有酚羟基、醇羟基，者能够通过氢键紧密结合在一起。静电纺丝利用电场力将聚合物以纳米级纤维丝形式制备成膜，聚合物分布地更加均匀，且在外加电场的作用下，分子间的静电作用增强，影响空间位阻效应，使丝素蛋白暴露出更多的氨基、羟基，增加与单宁、茶树精油的结合位点，使不同原料组分结合地更加紧密。有机硅交联剂与上述三种物质发生交联反应，增强体系的黏度、耐水性，从而阻止或减弱发散的茶树精油发生迁移，使纺丝原液保持均一稳定性。

附图说明

图1是本发明实施例1的整体结构示意图；

图2是实施例1中导流层的结构示意图；

图3是实施例1中上导流层的俯视图；

图4是实施例1中吸收层的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合具体实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。

若未特别指明，实施例中所采用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，所采用的试剂和产品也均为可商业获得的。所用试剂的来源、商品名以及有必要列出其组成成分者，均在首次出现时标明。

实施例1

参考图1至图4，一种纸尿裤，包括纸尿裤本体，所述纸尿裤本体包括由上而下依次叠层设置的表层1、导流层2、吸收层3和底层4，所述导流层2包括上导流层21和设于上导流层21下方的下导流层22，所述上导流层21和下导流层22为热风无纺布，所述上导流层21通过亲水处理形成若干个第一亲水区211，各所述第一亲水区211等间距设置，所述下导流层22通过亲水处理形成若干个第二亲水区221，各所述第二亲水区221等间距设置，所述第二亲水区221的面积大于第一亲水区211的面积，相邻的第一亲水区211的间隙大于相邻的第二亲水区221的间隙，所述吸收层3由上到下包括上无尘纸31、吸收芯和下无尘纸32，所述吸收芯包括上吸收芯33和下吸收芯34，所述上吸收芯33和下吸收芯34之间设有抗菌层35，所述底层4包括PE膜41和设于PE膜41下方的疏水无纺布42。

上述纸尿裤的制备包括以下步骤：

S1、表层的制备

将3-(2-羟基-2-丙基)苯酚和N-甲基丙烯胺加入装有溶剂的反应釜内，搅拌混合均匀后加入聚甲醛，升温至60℃反应6h，减压蒸馏得到反应单体，所述3-(2-羟基-2-丙基)苯酚、N-甲基丙烯胺、聚甲醛的质量比为130:212:88，将反应单体、偶氮二异丁酸二甲酯溶解于甲苯溶液中，然后在氮气气氛以及55℃温度条件下加入1,5-二乙烯基六甲基三硅氧烷，回流反应3h，得到吸湿性聚合物，所述偶氮二异丁酸二甲酯、1,5-二乙烯基六甲基三硅氧烷的添加量分别为反应单体质量的0.8％、200％；

将吸湿性聚合物干燥后，通过双螺杆挤出机熔融，形成芯材材料熔体；将聚对苯二甲酸乙二酯和纳米氧化锌按质量比50:1预混合，然后通过另一台双螺杆挤出机熔融共混，形成皮层材料熔体，将皮层材料熔体和芯层材料熔体分别由其对应的双螺杆挤出机挤出，皮层与芯层的质量比为30:70，经计量泵分别输送到皮-芯复合纺丝组件，由喷丝孔挤出，熔体丝条经冷却、上油、拉伸、定型、卷绕后得到皮芯型纤维；

将80wt％的竹纤维和20wt％的皮芯型纤维按比例混合后作为纤维原料，依次通过开松除杂、梳理、交叉铺网、预湿、正反水刺等工序得到水刺无纺布，即纸尿裤的表层。

S2、导流层的制备

所述上导流层以70wt％的ES纤维、30wt％的竹纤维为原料制成的热风无纺布，所述下导流层以40wt％的ES纤维、60wt％的竹纤维为原料制成的热风无纺布。其中竹纤维的纤度为3.33-5.56dtex，长度为62-76mm，ES纤维的纤度为3.0-6.0dtex，长度为38-64mm。在本实施例中，竹纤维纤度为5.56dtex，竹纤维长度为76mm，ES纤维纤度为6.0dtex，长度为64mm。

S3、吸收层的制备

所述吸收层由上无尘纸、上吸收芯、抗菌层、下吸收芯和下无尘纸通过热熔胶粘合而成，其中上吸收芯和下吸收芯是高吸水性树脂和绒毛浆混合加工而成，所述抗菌层的具体生产过程为：将丝素蛋白、茶树精油加入冰醋酸中，搅拌混合均匀后再加入单宁、有机硅交联剂，充分搅拌溶解并进行超声，得到纺丝原液，所述纺丝原液中丝素蛋白的浓度为10％，所述茶树精油、单宁、有机硅交联剂XR-500(上海西润化工科技有限公司生产)的添加量分别为丝素蛋白质量的18％、10％、8％，通过静电纺丝装置对纺丝原液进行静电纺丝，得到抗菌纤维膜，即抗菌层。静电纺丝的设置条件为：静电电压16kV，接收距离18cm，流速为0.6mL/h，空气湿度控制在45％以下。

实施例2

一种纸尿裤，与实施例1的区别在于制备步骤的工艺参数以及各组分的含量不同。

纸尿裤的制备包括以下步骤：

S1、表层的制备

将3-(2-羟基-2-丙基)苯酚和N-甲基丙烯胺加入装有溶剂的反应釜内，搅拌混合均匀后向反应釜内加入聚甲醛，升温至65℃反应5h，减压蒸馏得到反应单体，所述3-(2-羟基-2-丙基)苯酚、N-甲基丙烯胺、聚甲醛的质量比为135:220:90，将反应单体、偶氮二异丁酸二甲酯溶解于甲苯溶液中，然后在氮气气氛以及60℃温度条件下加入1,5-二乙烯基六甲基三硅氧烷，回流反应4h，得到吸湿性聚合物。所述偶氮二异丁酸二甲酯、1,5-二乙烯基六甲基三硅氧烷的添加量分别为反应单体质量的1.2％、225％；

将吸湿性聚合物干燥后，通过双螺杆挤出机熔融，形成芯材材料熔体；将聚对苯二甲酸乙二酯和纳米氧化锌按质量比50:1预混合，然后通过另一台双螺杆挤出机熔融共混，形成皮层材料熔体，将皮层材料熔体和芯层材料熔体分别由其对应的双螺杆挤出机挤出，皮层与芯层的质量比为40:60，经计量泵分别输送到皮-芯复合纺丝组件，由喷丝孔挤出，熔体丝条经冷却、上油、拉伸、定型、卷绕后得到皮芯型纤维；

将70wt％的竹纤维和30wt％的皮芯型纤维按比例混合后作为纤维原料，依次通过开松除杂、梳理、交叉铺网、预湿、正反水刺等工序得到水刺无纺布，即纸尿裤的表层。

S2、导流层的制备

所述上导流层以70wt％的ES纤维、30wt％的竹纤维为原料制成的热风无纺布，所述下导流层以40wt％的ES纤维、60wt％的竹纤维为原料制成的热风无纺布。竹纤维纤度为5.56dtex，竹纤维长度为76mm，ES纤维纤度为6.0dtex，长度为64mm。

S3、吸收层的制备

所述吸收层由上无尘纸、上吸收芯、抗菌层、下吸收芯和下无尘纸通过热熔胶粘合而成，其中上吸收芯和下吸收芯是高吸水性树脂和绒毛浆混合加工而成，所述抗菌层的具体生产过程为：将丝素蛋白、茶树精油加入冰醋酸中，搅拌混合均匀后再加入单宁、有机硅交联剂，充分搅拌溶解并进行超声，得到纺丝原液，所述纺丝原液中丝素蛋白的浓度为10％，所述茶树精油、单宁、有机硅交联剂的添加量分别为丝素蛋白质量的27％、15％、12％，通过静电纺丝装置对纺丝原液进行静电纺丝，得到抗菌纤维膜，即抗菌层。静电纺丝的设置条件为：静电电压18kV，接收距离16cm，流速为0.5mL/h，空气湿度控制在45％以下。

实施例3

一种纸尿裤，与实施例1的区别在于制备步骤的工艺参数以及各组分的含量不同。纸尿裤的制备包括以下步骤：

S1、表层的制备

将3-(2-羟基-2-丙基)苯酚和N-甲基丙烯胺加入装有溶剂的反应釜内，搅拌混合均匀后向反应釜内加入聚甲醛，升温至70℃反应4h，减压蒸馏得到反应单体，所述3-(2-羟基-2-丙基)苯酚、N-甲基丙烯胺、聚甲醛的质量比为140:228:96，将反应单体、偶氮二异丁酸二甲酯溶解于甲苯溶液中，然后在氮气气氛以及65℃温度条件下加入1,5-二乙烯基六甲基三硅氧烷，回流反应5h，得到吸湿性聚合物。所述偶氮二异丁酸二甲酯、1,5-二乙烯基六甲基三硅氧烷的添加量分别为反应单体质量的1.5％、250％；

将吸湿性聚合物干燥后，通过双螺杆挤出机熔融，形成芯材材料熔体；将聚对苯二甲酸乙二酯和纳米氧化锌按质量比50:1预混合，然后通过另一台双螺杆挤出机熔融共混，形成皮层材料熔体，将皮层材料熔体和芯层材料熔体分别由其对应的双螺杆挤出机挤出，皮层与芯层的质量比为50:50，经计量泵分别输送到皮-芯复合纺丝组件，由喷丝孔挤出，熔体丝条经冷却、上油、拉伸、定型、卷绕后得到皮芯型纤维；

将60wt％的竹纤维和40wt％的皮芯型纤维按比例混合后作为纤维原料，依次通过开松除杂、梳理、交叉铺网、预湿、正反水刺等工序得到水刺无纺布，即纸尿裤的表层。

S2、导流层的制备

所述上导流层以70wt％的ES纤维、30wt％的竹纤维为原料制成的热风无纺布，所述下导流层以40wt％的ES纤维、60wt％的竹纤维为原料制成的热风无纺布。

S3、吸收层的制备

所述吸收层由上无尘纸、上吸收芯、抗菌层、下吸收芯和下无尘纸通过热熔胶粘合而成，其中上吸收芯和下吸收芯是高吸水性树脂和绒毛浆混合加工而成，所述抗菌层的具体生产过程为：将丝素蛋白、茶树精油加入冰醋酸中，搅拌混合均匀后再加入单宁、有机硅交联剂，充分搅拌溶解并进行超声，得到纺丝原液，所述纺丝原液中丝素蛋白的浓度为10％，所述茶树精油、单宁、有机硅交联剂的添加量分别为丝素蛋白质量的36％、20％、15％，通过静电纺丝装置对纺丝原液进行静电纺丝，得到抗菌纤维膜，即抗菌层。静电纺丝的设置条件为：静电电压20kV，接收距离15cm，流速为0.4mL/h，空气湿度控制在45％以下。

将实施例1至3所得的纸尿裤进行渗透性能测试，测试结果见表1。对比例1-2是从超市购得的不同品牌市售普通纸尿裤，其中对比例2宣称具有抑菌功效。

表1

由表1可知，本发明实施例1-3所制备的纸尿裤具有良好的渗透性能，不仅符合国家标准要求，且远优于市售的纸尿裤。

向各实施例制备的纸尿裤上倾倒80mL生理盐水，待其完全吸收后，置于封闭环境(37℃，相对湿度为75％)，在该封闭环境中放置敞口培养的大肠杆菌培养基、金黄色葡萄球菌培养基和白色念珠菌培养基，分别在放置0.5h、2h、4h、6h后，测量纸尿裤上的菌落数(CFU/mL)，具体测量方法是将纸尿裤剪碎后分散在100mL的去离子水中，浸泡3h，过滤，取1mL试样在温箱中(37℃)培养48h，进行菌落总数测定，测试结果如表2所示。

表2

以上所记载，仅为利用本创作技术内容的实施例，任何熟悉本项技艺者运用本创作所做的修饰、变化，皆属本创作主张的专利范围，而不限于实施例所揭示者。

Claims (11)

1.一种纸尿裤，包括纸尿裤本体，所述纸尿裤本体包括由上而下依次叠层设置的表层、导流层、吸收层和底层，其特征在于：所述表层是以竹纤维和皮芯型纤维为原料通过水刺法制成的，所述皮芯型纤维的皮层含有聚酯和抗菌剂，芯层含有吸湿性聚合物，所述导流层包括上导流层和设于上导流层下方的下导流层，所述上导流层和下导流层为热风无纺布，所述上导流层通过亲水处理形成若干个第一亲水区，各所述第一亲水区等间距设置，所述下导流层通过亲水处理形成若干个第二亲水区，各所述第二亲水区等间距设置，所述第二亲水区的面积大于第一亲水区的面积，相邻的第一亲水区的间隙大于相邻的第二亲水区的间隙，所述吸收层由上到下包括上无尘纸、吸收芯和下无尘纸，所述吸收芯包括上吸收芯和下吸收芯，所述上吸收芯和下吸收芯之间设有抗菌层；

所述吸湿性聚合物通过以下步骤制成：将3-(2-羟基-2-丙基)苯酚和N-甲基丙烯胺加入装有溶剂的反应釜内，搅拌混合均匀后向反应釜内加入聚甲醛，升温至60-70℃反应4-6h，减压蒸馏得到反应单体；将反应单体、引发剂溶解于甲苯溶液中，然后在氮气气氛以及温度为55-65℃条件下加入1,5-二乙烯基六甲基三硅氧烷，回流反应3-5h，得到吸湿性聚合物。

2.根据权利要求1所述的一种纸尿裤，其特征在于：所述皮芯型纤维的皮层与芯层的质量比为30-50:50-70。

3.根据权利要求1所述的一种纸尿裤，其特征在于：所述3-(2-羟基-2-丙基)苯酚、N-甲基丙烯胺、聚甲醛的质量比为130-140:212-228:88-96。

4.根据权利要求1所述的一种纸尿裤，其特征在于：所述引发剂为偶氮类引发剂。

5.根据权利要求1所述的一种纸尿裤，其特征在于：所述引发剂、1,5-二乙烯基六甲基三硅氧烷的添加量分别为反应单体质量的0.8-1.5%、200-250%。

6.根据权利要求1所述的一种纸尿裤，其特征在于：所述导流层以ES纤维、竹纤维为原料制成。

7.根据权利要求6所述的一种纸尿裤，其特征在于：所述竹纤维的纤度为3.33-5.56dtex，长度为62-76mm，ES纤维的纤度为3.0-6.0dtex，长度为38-64mm。

8.根据权利要求6所述的一种纸尿裤，其特征在于：所述上导流层中竹纤维所占比例小于下导流层中竹纤维所占比例。

9.根据权利要求1所述的一种纸尿裤，其特征在于：所述抗菌层是通过静电纺丝方法制得的，具体步骤如下：

将丝素蛋白、茶树精油加入冰醋酸中，搅拌混合均匀后再加入单宁、有机硅交联剂，充分搅拌溶解并进行超声，得到纺丝原液，所述纺丝原液中丝素蛋白的浓度为10%；

通过静电纺丝装置对纺丝原液进行静电纺丝，得到抗菌纤维膜，即抗菌层。

10.根据权利要求9所述的一种纸尿裤，其特征在于：以丝素蛋白的质量为准，所述茶树精油的添加量为18-36%，所述单宁的添加量为10-20%，所述有机硅交联剂的添加量为8-15%。

11.根据权利要求9所述的一种纸尿裤，其特征在于：所述静电纺丝的设置条件为：静电电压16-20kV，接收距离15-18cm，流速为0.4-0.6mL/h，空气湿度控制在45%以下。

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