CN114209501A - 一种色显纸尿裤及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种色显纸尿裤，包括依次层叠复合的透液性顶片、吸收芯层和不透液底片，所述吸收芯层包括吸收体和层合在该吸收体顶面上的纳米纤维膜层；所述纳米纤维膜层由亲水性聚合物和纳米微胶囊的混合液采用静电纺丝法制得；所述纳米微胶囊以酸碱指示剂为芯材，两亲性聚合物为壁材，采用瞬时纳米沉淀法制得。该色显纸尿裤，采用包含纳米微胶囊化的酸碱指示剂的纳米纤维膜层与吸收体一体化的吸收芯层结构，纤巧舒适，避免了酸碱指示剂与人体直接接触造成的危害，所述纳米纤维膜层的颜色随尿液酸碱度的变化而变化，能够便捷、直观地反映纸尿裤所吸收尿液的酸碱度情况，本发明还提供了一种该色显纸尿裤的制备方法。

Description

一种色显纸尿裤及其制备方法
技术领域
本发明属于吸收用品技术领域，具体涉及一种色显纸尿裤及其制备方法。
背景技术
尿液pH值的变化可以反映人体的酸碱代谢和尿道感染等情况，根据目前的研究结果，尿液pH与饮食及肾脏代谢功能相关；不同病原菌感染的儿童泌尿道感染，尿液pH值也有一定差异。检测尿液pH值的方法包括试带法、指示剂法、滴定法和pH计法，这些方法应用场景受限且操作繁琐，不便于日常检测尿液的酸碱度变化情况，尤其是对老人和婴幼儿群体，因此，开发具有尿液酸碱度检测功能的纸尿裤将会为老人和婴幼儿的护理者提供极大的便利。
目前，具有尿液检测功能的纸尿裤主要通过内嵌检测试纸或传感器等来实现，检测试纸或传感器与纸尿裤为非一体结构，结果判定需要取下检测试纸或进行信号转换显示等额外的操作。如中国专利CN212416095U公开了一种具有尿液检测功能的纸尿裤，吸水芯层内设有插接检测试纸的孔槽，判定时需抽出试纸，直观性差，缺乏便捷性和卫生性；中国专利CN205698253U公开了一种带尿酸碱度指示的健康监控纸尿裤，采用pH传感器采集尿液酸碱度信号发送给调理电路，调理电路则把模拟信号转换为单片机所能接收的电压信号并输出给模数转换芯片进而通过显示屏显示pH值，该纸尿裤嵌入硬件，结构复杂，舒适度低。
发明内容
鉴于以上现有技术存在的不足，本发明提供了一种色显纸尿裤，吸收尿液后，纸尿裤的吸收芯层显色以反映尿液的酸碱度，直观便捷，本发明还提供了一种该色显纸尿裤的制备方法。
本发明采用的一个技术方案是：提供一种色显纸尿裤，包括依次层叠复合的透液性顶片、吸收芯层和不透液底片，所述吸收芯层包括吸收体和层合在该吸收体顶面上的纳米纤维膜层；
所述纳米纤维膜层由亲水性聚合物和纳米微胶囊的混合液采用静电纺丝法制得；
所述纳米微胶囊以酸碱指示剂为芯材，两亲性聚合物为壁材，采用瞬时纳米沉淀法制得；
该纸尿裤吸收尿液后，所述纳米纤维膜层显示与尿液的酸碱度相对应的颜色。
作为对上述方案的改进，所述纳米纤维膜层通过热熔压敏胶粘合在所述吸收体的顶面上。
作为对上述方案的改进，所述酸碱指示剂包括pH≤4.5的酸碱指示剂或pH≥8.0的酸碱指示剂中的至少一种。
作为对上述方案的改进，该色显纸尿裤长35～50cm，厚4～4.5cm，所述透液性顶片和吸收体宽8～9.5cm，所述不透液底片宽11～12.5cm，所述纳米纤维膜层宽3～3.5cm、长7～7.5cm；
所述纳米纤维膜层层合在所述吸收体的顶面中部。
作为对上述方案的改进，所述透液性顶片为非织造布，所述吸收体由绒毛浆、SAP混合后制得，所述不透液底片为PE膜；
所述透液性顶片、吸收体均为白色片。
本发明采用的另一个技术方案是：提供一种色显纸尿裤的制备方法，包括：
(1)以酸碱指示剂为芯材，两亲性聚合物为壁材，采用瞬时纳米沉淀法制备纳米微胶囊；
(2)以亲水性聚合物和所述纳米微胶囊为原料，配制混合纺丝液，采用静电纺丝法制备纳米纤维膜层；
(3)提供吸收体，在该吸收体的顶面上层合所述纳米纤维膜层，得到吸收芯层；
(4)提供透液性顶片和不透液底片，依次层叠复合所述透液性顶片、吸收芯层和不透液底片。
作为对上述方案的改进，步骤(1)中，将所述酸碱指示剂和两亲性聚合物以质量比1:3溶于可与水互溶的有机溶剂中制备成浓度5.5～6mg/ml的混合溶液，将该混合溶液用注射泵从受限撞击流混合器的一个入口注入，将反溶剂通过另一个注射泵注入受限撞击流混合器的另一个入口，两股流体在混合器的腔体内碰撞混合，在混合器出口处形成纳米微胶囊悬浮液；
作为对上述方案的改进，所述受限撞击流混合器的入口通道直径为1mm，入口流速为35～45ml/min。
作为对上述方案的改进，步骤(2)中，向3.5％～5％亲水性聚合物水溶液中加入所述纳米微胶囊悬浮液，搅拌均匀，得到所述混合纺丝液，所述亲水性聚合物水溶液与所述纳米微胶囊悬浮液的质量比为1:3.5～1:2.5；
所述静电纺丝法的工艺参数为：推进速度0.1～0.5ml/h，接收距离10～15cm，正电压8～8.5KV、负电压1～1.5KV，环境温度20～30℃、湿度35％～45％。
作为对上述方案的改进，所述酸碱指示剂为百里香酚蓝、所述两亲性聚合物为乙基纤维素，所述溶剂为70％的乙醇溶液，所述反溶剂为去离子水；所述亲水性聚合物为聚环氧乙烷(PEO)。
作为对上述方案的改进，所述纳米微胶囊的粒径为150～200nm，多分散系数(PDI)＜0.3。
有益效果：本发明所提供的色显纸尿裤，包括依次层叠复合的透液性顶片、吸收芯层和不透液底片，所述吸收芯层包括吸收体和层合在该吸收体顶面上的纳米纤维膜层；所述纳米纤维膜层由亲水性聚合物和纳米微胶囊的混合液采用静电纺丝法制得；所述纳米微胶囊以酸碱指示剂为芯材，两亲性聚合物为壁材，采用瞬时纳米沉淀法制得。该色显纸尿裤，采用包含纳米微胶囊化的酸碱指示剂的纳米纤维膜层与吸收体一体化的吸收芯层结构，纤巧舒适，避免了酸碱指示剂与人体直接接触造成的危害，所述纳米纤维膜层的颜色随尿液酸碱度的变化而变化，能够便捷、直观地反映纸尿裤所吸收尿液的酸碱度情况。本发明还提供了一种该色显纸尿裤的制备方法。
附图说明
图1是本发明一实施方式提供的色显纸尿裤的结构示意图；
图2是图1中色显纸尿裤的横向剖面图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施方式进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶”、“底”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明提供了一种色显纸尿裤，用于老年人或婴幼儿的日常护理，该纸尿裤可随着所吸收尿液的酸碱度的不同而显示不同的颜色，便于护理人员及时了解穿戴者的健康状况。
请参阅图1和图2，图1示出了本发明实施方式中所述色显纸尿裤的结构，图2示出了该色显纸尿裤中部的横向剖面结构，所述色显纸尿裤包括从上至下依次层叠复合的透液性顶片10、吸收芯层20和不透液底片30，穿戴该纸尿裤时，所述透液性顶片10位于朝向穿戴者身体的一侧，所述不透液底片30位于远离穿戴者身体的一侧，尿液透过所述透液性顶片10后，由所述吸收芯层20吸收并储存，所述不透液底片30可有效阻挡尿液，防止尿液渗漏。
其中，所述吸收芯层20包括吸收体201和层合在该吸收体201顶面上的纳米纤维膜层202。
所述纳米纤维膜层202由亲水性聚合物和纳米微胶囊的混合液采用静电纺丝法制得，所述纳米微胶囊以酸碱指示剂为芯材，两亲性聚合物为壁材，采用瞬时纳米沉淀法制得。
所述吸收芯层20吸收尿液后，所述纳米纤维膜层202中纳米微胶囊的壁材被局部溶解，其芯材酸碱指示剂与尿液接触后，其颜色发生变化，由初始色变化为与尿液酸碱度相对应的颜色，最终体现在所述纳米纤维膜层202显示与所吸收尿液的酸碱度相对应的颜色，从而，护理人员通过该纳米纤维膜层202的颜色可直观的获知穿戴者尿液的酸碱度，以便于采取相应的护理方法。
相较于现有具有尿液检测功能的纸尿裤，本实施方式所提供的色显纸尿裤，无需额外设置检测试纸或传感器，所述纳米纤维膜层202作为吸收芯层20的一部分，与吸收体201为一体结构，轻便纤巧，使用舒适度高，所述纳米纤维膜层202与吸收体201同样具有吸收尿液的功能，且变色灵敏，通过该纳米纤维膜层202颜色的变化使尿液酸碱度判定更加便捷。
进一步的，所述纳米微胶囊的粒径为150～200nm，多分散系数(PDI)＜0.3。
酸碱指示剂采用瞬时纳米沉淀法制备成为纳米微胶囊，避免了酸碱指示剂与人体直接接触造成的危害，该纳米微胶囊采用静电纺丝法均匀分散并呈纳米纤维膜层，具备吸收尿液的功能的同时，便于与吸收体复合而无异物感，提升了该色显纸尿裤的舒适度。
进一步的，所述透液性顶片10为非织造布；所述吸收体201由绒毛浆、SAP混合后制得，所述绒毛浆在吸收芯层20中主要起到类似输送管道的作用，SAP高吸水并锁水；所述不透液底片30为PE膜，该PE膜透气不透水，在防止尿液渗漏的同时能够及时散出湿气，提升纸尿裤的透气性。
其中，所述透液性顶片10、吸收体201均为白色，所述透液性顶片10在浸湿后几乎透明片，以便于所述纳米纤维膜层202的颜色变化可以透过该透液性顶片10直观的显示。
进一步的，该色显纸尿裤长35～50cm，厚4～4.5cm，所述透液性顶片10和吸收体201宽8～9.5cm，所述不透液底片30宽11～12.5cm，所述纳米纤维膜层202宽3～3.5cm、长7～7.5cm；所述纳米纤维膜层202层合在所述吸收体201的顶面中部。
请继续参阅图1，本实施方式中，在所述色显纸尿裤的前端31的两侧安装有勾面魔术贴301，在所述纸尿裤的后端设有弹性腰围40，在所述弹性腰围的两侧安装有绒面魔术贴302，勾面魔术贴301与绒面魔术贴302连接可将该色显纸尿裤固定在穿戴者身上。
其中，所述弹性腰围40的最大拉伸宽度为47～58cm。
进一步的，所述纳米纤维膜层202通过无毒、无味、不刺激皮肤的热熔压敏胶50粘合在所述吸收体201的顶面上，该热熔压敏胶50沿所述纳米纤维膜层202的四周设置。
在一个优选的实施例中，所述酸碱指示剂包括pH≤4.5的酸碱指示剂或pH≥8.0的酸碱指示剂中的至少一种，以在尿液的pH≤4.5和/或pH≥8.0时,所述纳米纤维膜层202显示相应的颜色。
经过研究表明，健康人的尿液pH通常在4.5至8.0之间，尿液pH≤4.5或pH≥8.0时，则表明人体的局部机能出现了问题，本实施例所提供的色显纸尿裤，在所吸收尿液的pH≤4.5和/或pH≥8.0的情况下，即穿戴者的尿液pH不正常的情况下，所述纳米纤维膜层202显示相应的颜色，以提醒护理人员穿戴者的尿液pH异常，便于护理人员采取相应的护理措施。
在一个应用场景中，护理人员可以通过将所述纳米纤维膜层202显示的颜色与该色显纸尿裤的产品说明书对比，以准确判定尿液的酸碱度。
在另一个应用场景中，护理人员可配合使用颜色识别APP快速识别所述纳米纤维膜层202显示的颜色，进而获取尿液的酸碱度。
本发明还提供了一种色显纸尿裤的制备方法，用于制备上述实施方式中的色显纸尿裤，该色显纸尿裤的制备方法包括：
(1)以酸碱指示剂为芯材，两亲性聚合物为壁材，采用瞬时纳米沉淀法制备纳米微胶囊。
具体的，将所述酸碱指示剂和两亲性聚合物以质量比1:3溶于可与水互溶的有机溶剂中制备成浓度5.5～6mg/ml的混合溶液，将该混合溶液用注射泵从受限撞击流混合器的一个入口注入，将反溶剂通过另一个注射泵注入受限撞击流混合器的另一个入口，两股流体在混合器的腔体内碰撞混合，基于瞬时纳米沉淀(FNP)技术原理，碰撞后的流体因溶质过饱和而形成纳米颗粒，从而在混合器出口处形成纳米微胶囊悬浮液。
在一些实施例中，所述纳米微胶囊悬浮液可再经过冷冻干燥形成纳米微胶囊干态粉末，以便于保存，在使用时制成悬浮液即可。
其中，所述受限撞击流混合器的入口通道直径为1mm，入口流速为35～45ml/min。
进一步的，所述纳米微胶囊的粒径为150～200nm，多分散系数(PDI)＜0.3。
在一个优选的实施例中，所述酸碱指示剂包括pH≤4.5的酸碱指示剂或pH≥8.0的酸碱指示剂中的至少一种，以在尿液的pH≤4.5和/或pH≥8.0的情况下，即穿戴者的尿液pH不正常的情况下，所述纳米纤维膜层202显示相应的颜色，以提醒护理人员穿戴者的尿液pH异常，便于护理人员采取相应的护理措施。
(2)以亲水性聚合物和所述纳米微胶囊为原料，配制混合纺丝液，采用静电纺丝法制备纳米纤维膜层。
具体的，向3.5％～5％亲水性聚合物水溶液中加入步骤(1)得到的纳米微胶囊悬浮液，搅拌均匀，得到所述混合纺丝液，所述亲水性聚合物水溶液与所述纳米微胶囊悬浮液的质量比为1:3.5～1:2.5。
其中，所采用的静电纺丝法的工艺参数为：推进速度0.1～0.5ml/h，接收距离10～15cm，正电压8～8.5KV、负电压1～1.5KV，环境温度20～30℃、湿度35％～45％。
(3)提供吸收体，在该吸收体的顶面上层合所述纳米纤维膜层，得到吸收芯层。
进一步的，使所述吸收体长35～50cm，宽8～9.5cm，所述纳米纤维膜层宽3～3.5cm、长7～7.5cm。使所述纳米纤维膜层层合在所述吸收体的顶面中部。
进一步的，所述纳米纤维膜层通过热熔压敏胶粘合在所述吸收体的顶面上，该热熔压敏胶设置在所述纳米纤维膜层的四周。
(4)提供透液性顶片和不透液底片，依次层叠复合所述透液性顶片、吸收芯层和不透液底片，制得色显纸尿裤。
进一步的，该色显纸尿裤总长35～50cm，厚4～4.5cm，所述透液性顶片长35～50cm，宽8～9.5cm，所述不透液底片长35～50cm，宽11～12.5cm。
在一些实施方式中，所述色显纸尿裤的制备方法还包括在步骤(4)制得的色显纸尿裤的后端设置弹性腰围，在所述弹性腰围的两侧安装绒面魔术贴，并在该色显纸尿裤的前端两侧安装勾面魔术贴的步骤。
该色显纸尿裤的制备方法中，酸碱指示剂采用瞬时纳米沉淀法制备成为纳米微胶囊，避免了酸碱指示剂与人体直接接触造成的危害，该纳米微胶囊采用静电纺丝法均匀分散并呈纳米纤维膜层，具备吸收尿液的功能的同时，便于与吸收体复合而无异物感。
采用该色显纸尿裤的制备方法制得的色显纸尿裤，无需额外设置检测试纸或传感器，包含纳米微胶囊化的酸碱指示剂的纳米纤维膜层作为吸收芯层的一部分，与吸收体为一体结构，轻便纤巧，使用舒适度高；所述纳米纤维膜层的颜色随尿液酸碱度的变化而变化，能够便捷、直观地反映纸尿裤所吸收尿液的酸碱度情况。
在一个优选的实施例中，所述色显纸尿裤的制备方法包括：
S1.采用瞬时纳米沉淀法制备纳米微胶囊:以百里香酚蓝为芯材，乙基纤维素为壁材，将所述百里香酚蓝和乙基纤维素以质量比1:3溶于70％的乙醇溶液中制备成浓度6mg/ml的混合溶液，将该混合溶液用注射泵从受限撞击流混合器的一个入口注入，流速为40ml/min，将去离子水通过另一个注射泵注入受限撞击流混合器的另一个入口，流速为40ml/min，两股流体在混合器的腔体内碰撞混合，碰撞后的流体因溶质过饱和而形成纳米颗粒，从而在混合器出口处形成纳米微胶囊悬浮液。
S2.采用静电纺丝法制备纳米纤维膜:配制4％的聚环氧乙烷(PEO)水溶液，完全溶解后加入S1中的纳米胶囊悬浮液，PEO水溶液与纳米胶囊悬浮液质量比1:3，搅拌2h，配置成混合纺丝液，所述混合纺丝液采用静电纺丝工艺制得纳米纤维膜。所述静电纺丝工艺具体工艺参数为：推进速度0.5ml/h，接收距离15cm，正电压8.15KV、负电压1.14KV，环境温度24℃、湿度41％。
S3.提供吸收体，在该吸收体的顶面上层合所述纳米纤维膜层，得到吸收芯层。
其中，所述吸收体长46cm，宽8.5cm，所述纳米纤维膜层宽3cm、长7cm，使所述纳米纤维膜层层合在所述吸收体的顶面中部。
S4.提供透液性顶片和不透液底片，依次层叠复合所述透液性顶片、吸收芯层和不透液底片，制得色显纸尿裤。
该色显纸尿裤总长50cm，厚4cm，所述透液性顶片长50cm，宽9cm，所述不透液底片长50cm，宽12cm。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种色显纸尿裤，其特征在于，包括依次层叠复合的透液性顶片、吸收芯层和不透液底片，所述吸收芯层包括吸收体和层合在该吸收体顶面上的纳米纤维膜层；
所述纳米纤维膜层由亲水性聚合物和纳米微胶囊的混合液采用静电纺丝法制得；
所述纳米微胶囊以酸碱指示剂为芯材，两亲性聚合物为壁材，采用瞬时纳米沉淀法制得；
该纸尿裤吸收尿液后，所述纳米纤维膜层显示与尿液的酸碱度相对应的颜色。
2.根据权利要求1所述的色显纸尿裤，其特征在于，所述纳米纤维膜层通过热熔压敏胶粘合在所述吸收体的顶面上。
3.根据权利要求1所述的色显纸尿裤，其特征在于，所述酸碱指示剂包括pH≤4.5的酸碱指示剂或pH≥8.0的酸碱指示剂中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的色显纸尿裤，其特征在于，该色显纸尿裤长35～50cm，厚4～4.5cm，所述透液性顶片和吸收体宽8～9.5cm，所述不透液底片宽11～12.5cm，所述纳米纤维膜层宽3～3.5cm、长7～7.5cm；
所述纳米纤维膜层层合在所述吸收体的顶面中部。
5.根据权利要求1所述的色显纸尿裤，其特征在于，所述透液性顶片为非织造布，所述吸收体由绒毛浆、SAP混合后制得，所述不透液底片为PE膜；所述透液性顶片、吸收体均为白色片。
6.一种色显纸尿裤的制备方法，其特征在于，包括：
(1)以酸碱指示剂为芯材，两亲性聚合物为壁材，采用瞬时纳米沉淀法制备纳米微胶囊；
(2)以亲水性聚合物和所述纳米微胶囊为原料，配制混合纺丝液，采用静电纺丝法制备纳米纤维膜层；
(3)提供吸收体，在该吸收体的顶面上层合所述纳米纤维膜层，得到吸收芯层；
(4)提供透液性顶片和不透液底片，依次层叠复合所述透液性顶片、吸收芯层和不透液底片。
7.根据权利要求6所述的色显纸尿裤的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，将所述酸碱指示剂和两亲性聚合物以质量比1:3溶于可与水互溶的有机溶剂中制备成浓度5.5～6mg/ml的混合溶液，将该混合溶液用注射泵从受限撞击流混合器的一个入口注入，将反溶剂通过另一个注射泵注入受限撞击流混合器的另一个入口，两股流体在混合器的腔体内碰撞混合，在混合器出口处形成纳米微胶囊悬浮液；
所述受限撞击流混合器的入口通道直径为1mm，入口流速为35～45ml/min。
8.根据权利要求7所述的色显纸尿裤的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，向3.5％～5％亲水性聚合物水溶液中加入所述纳米微胶囊悬浮液，搅拌均匀，得到所述混合纺丝液，所述亲水性聚合物水溶液与所述纳米微胶囊悬浮液的质量比为1:3.5～1:2.5；
所述静电纺丝法的工艺参数为：推进速度0.1～0.5ml/h，接收距离10～15cm，正电压8～8.5KV、负电压1～1.5KV，环境温度20～30℃、湿度35％～45％。
9.根据权利要求8所述的色显纸尿裤的制备方法，其特征在于，所述酸碱指示剂为百里香酚蓝、所述两亲性聚合物为乙基纤维素，所述溶剂为70％的乙醇溶液，所述反溶剂为去离子水；所述亲水性聚合物为聚环氧乙烷(PEO)。
10.根据权利要求6所述的色显纸尿裤的制备方法，其特征在于，所述纳米微胶囊的粒径为150～200nm，多分散系数(PDI)＜0.3。
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