CN114293323B - 一种应用于纸尿裤立体护围的复合无纺布 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及无纺布技术领域,提供一种应用于纸尿裤立体护围的复合无纺布,所述复合无纺布由内到外依次包括内表层、中间层和外表层,所述外表层为纺粘无纺布,中间层包括至少一层熔喷无纺布,所述内表层是按照以下步骤制得:(1)改性聚丙烯的制备;(2)聚丙烯无纺布的制备;(3)紫外辐照接枝改性。本发明制备得到的复合无纺布应用在纸尿裤上,使立体护围同时具备拒水、吸水和抗菌的三重功效。
Description
技术领域
本发明涉及一种应用于纸尿裤立体护围的复合无纺布。
背景技术
现有的纸尿裤通常在其宽度方向两侧设有立体护围,使用时立体护围在橡筋的作用下自然立起,起到立体挡边作用,阻挡尿液侧漏到衣服上。例如中国专利申请号:201520994262.4公开了一种加宽立体护围的纸尿裤,包括与皮肤接触的亲水无纺布内层、吸水芯体、外部不透水的包裹层以及合围区域,在吸水芯体边侧亲水无纺布内层延伸出由疏水性无纺布构成的立体护围,立体护围的两端是自由部,自由部向合围区域延展,自由部的末端往外侧向下翻折粘合叠成双层结构。该纸尿裤的制造过程中对立体护围做了延展并翻折的设计处理,使纸尿裤防侧漏效果更佳,可收容体积更大。
目前市场上纸尿裤产品的立体护围一般由SMS拒水无纺布和氨纶丝制成,在尿液流动到立体护围处时,将尿液阻挡回去,但是SMS拒水无纺布仅具有拒水作用,当排尿量大时吸收芯体来不及吸收锁住尿液,仍然存在侧漏的风险。
发明内容
因此,针对以上内容,本发明提供一种应用于纸尿裤立体护围的复合无纺布,解决现有纸尿裤立体护围防侧漏效果一般的问题。
为达到上述目的,本发明是通过以下技术方案实现的:
一种应用于纸尿裤立体护围的复合无纺布,所述复合无纺布由内到外依次包括内表层、中间层和外表层,所述外表层为纺粘无纺布,中间层包括至少一层熔喷无纺布,所述内表层主要由改性聚丙烯、羧甲基纤维素为原料制备得到,其具体制备过程如下:
(1)将聚丙烯、接枝单体和引发剂加入装有水的反应器中,进行接枝共聚反应,生成接枝共聚物,即改性聚丙烯;
(2)将改性聚丙烯、羧甲基纤维素、有机填料混合后熔融挤出,经过滤器过滤后进入纺丝系统,喷出的丝经冷却、气流牵引拉伸后铺设成网,在轧机上热轧粘合得到聚丙烯无纺布;
(3)将聚丙烯无纺布浸入邻苯甲酰苯甲酸甲酯的异丙醇溶液,浸泡20min后取出,再浸入单体的乙醇溶液中,置于紫外辐照装置下进行辐照,引发接枝聚合反应,反应结束后洗涤、干燥即可;
所述单体的结构通式如下:
进一步的改进是:所述接枝单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、N-异丙基丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-羟乙基丙烯酰胺中的任意一种或两种以上以任意比混合而成。
进一步的改进是:所述聚丙烯、接枝单体和引发剂的质量比为1:0.1-0.3:0.04-0.08。
进一步的改进是:所述引发剂为有机过氧化物或无极过氧化物引发剂。
进一步的改进是:步骤(1)接枝聚合反应温度为80-100℃,反应时间为2-4h,压力为0.1-0.3MPa。
进一步的改进是:所述有机填料为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇缩丁醛中的任意一种或两种以上以任意比混合而成。
进一步的改进是:所述改性聚丙烯、羧甲基纤维素、有机填料的质量比为60-80:5-10:3-6。
进一步的改进是:所述邻苯甲酰苯甲酸甲酯的异丙醇溶液浓度为1.2-2wt%。
进一步的改进是:步骤(3)单体的乙醇溶液的浓度为15-30wt%。
进一步的改进是:步骤(3)紫外辐照条件为:紫外辐照强度为40-80mW/cm2,辐照距离为15-18cm,辐照时间18-30min。
进一步的改进是:所述外表层是以聚丙烯为原料,通过纺粘法工艺制得。
所述羧甲基纤维素是以精制棉为原料、乙醇为溶剂,先用6wt%的氢氧化钠溶液进行碱化60min,碱化过程温度控制在20-30℃,碱化过程中利用轴向循环的四宽叶搅拌器进行搅拌;然后将生成的碱纤维素用醚化液进行醚化90min,所述醚化液由氢氧化钠与氯乙酸按摩尔比2:1配制而成,醚化温度35-50℃,最后经中和、洗涤、干燥制得。羧甲基纤维素与改性聚丙烯混合前,进行球磨粉碎、干燥处理。
通过采用前述技术方案,本发明的有益效果是:
本发明的复合无纺布由内表层、中间层和外表层热轧加固制成,各层结构均以聚丙烯为主要原料,通过不同的工艺制得。其中内表层对聚丙烯原料进行接枝改性,使聚丙烯具有一定的亲水性,再利用羧甲基纤维素,进一步加强亲水效果,制得吸水性好的聚丙烯无纺布。聚丙烯无纺布通过紫外辐照,引发接枝聚合反应,在分子链上引入季铵离子,获得具备抗菌性的聚丙烯无纺布,应用在立体护围的内表层上,使立体护围同时具备拒水、吸水和抗菌的三重功效。内表层具有吸水性,可以在排尿量大吸收芯体来不及吸收时,增设一道防护,暂时吸收锁住尿液并引导向吸收层,减少发生侧漏的概率。内表层具有抗菌性,能够有效避免婴幼儿排泄后,大量细菌滋生繁殖刺激臀部皮肤,引发尿布疹等皮肤问题。
羧甲基纤维素的取代度越高,亲水性越好,本发明通过优化羧甲基纤维素的合成工艺条件,提高了羧甲基纤维素的取代度,主要体现在碱化过程中设置了轴向循环的四宽叶搅拌器对反应物进行搅拌,可促进反应物的均匀混合、溶解,且碱化过程属于放热反应,反应中的产生的热量,如果不能及时散热,反应体系温度升高,易发生副反应,影响最终成品质量,增加搅拌功能可使反应体系受热均匀、同时防止反应体系温度过高。羧甲基纤维素与改性聚丙烯混合前,进行球磨粉碎,获得比较均一的颗粒,减少加工过程中的团聚现象,从而提高其加工性能;羧甲基纤维素水分含量高,会影响成网的均匀度,造成纺丝断头或毛丝,干燥处理有助于提高纺丝质量。
常规的聚丙烯无纺布柔软性一般,在使用过程中立体护围与婴幼儿大腿根部相摩擦,易引起皮肤不适。本发明在聚丙烯无纺布的制备过程中,加入弹性和柔软性优异的有机填料,提高聚丙烯无纺布的柔韧性,克服上述指出的不足。聚丙烯与接枝单体进行接枝共聚反应,反应后所得产物既包括所需的聚丙烯接枝共聚物,还包括接枝单体发生副反应得到的均聚物。传统接枝共聚反应后要进行后处理,除去体系内的副产物,工序繁琐复杂,增加了成本;本发明接枝共聚后不必进行分离处理,这是因为副产物与有机填料均含有一定比例的乙烯链段,能改善有机填料与改性聚丙烯的相容性,从而提高聚丙烯无纺布的综合性能,同时简化了处理工序,降低了成本。
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
一种应用于纸尿裤立体护围的复合无纺布,所述复合无纺布由内到外依次包括内表层、中间层和外表层,所述外表层是以聚丙烯为原料,通过常规纺粘法工艺制得的纺粘无纺布,主要包括以下步骤:熔融挤出→过滤→纺丝→冷却→气流牵引→网帘成网→上下压辊→轧机热轧→卷绕。所述中间层包括至少一层熔喷无纺布,本实施例的中间层为单层熔喷无纺布,所述熔喷无纺布的制备方法参见申请号:CN202010305763.2。所述内表层主要由改性聚丙烯、羧甲基纤维素为原料制备得到,其具体制备过程如下:
(1)将聚丙烯、甲基丙烯酸和过硫酸钾加入装有水的反应器中,进行接枝共聚反应,生成接枝共聚物,即改性聚丙烯;
所述聚丙烯、甲基丙烯酸和过硫酸钾的质量比为1:0.1:0.04,接枝聚合反应温度为80℃,反应时间为4h,压力为0.1MPa;
(2)将改性聚丙烯、羧甲基纤维素、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物混合后熔融挤出,经过滤器过滤后进入纺丝系统,喷出的丝经冷却、气流牵引拉伸后铺设成网,在轧机上热轧粘合得到聚丙烯无纺布;
所述改性聚丙烯、羧甲基纤维素、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的质量比为60:5:3;
(3)将聚丙烯无纺布浸入浓度为1.2wt%邻苯甲酰苯甲酸甲酯的异丙醇溶液,浸泡20min后取出,再浸入浓度为15wt%烯丙基三甲基氯化铵单体的乙醇溶液中,置于紫外辐照装置下进行辐照,引发接枝聚合反应,反应结束后洗涤、干燥即可;紫外辐照条件为:紫外辐照强度为40mW/cm2,辐照距离为15cm,辐照时间18min。
实施例2
一种应用于纸尿裤立体护围的复合无纺布,所述复合无纺布由内到外依次包括内表层、中间层和外表层,所述外表层是以聚丙烯为原料,通过常规纺粘法工艺制得的纺粘无纺布,所述中间层由两层熔喷无纺布复合而成。所述内表层主要由改性聚丙烯、羧甲基纤维素为原料制备得到,其具体制备过程如下:
(1)将聚丙烯、N-异丙基丙烯酰胺和过氧化二苯甲酰加入装有水的反应器中,进行接枝共聚反应,生成接枝共聚物,即改性聚丙烯;
所述聚丙烯、N-异丙基丙烯酰胺和过氧化二苯甲酰的质量比为1:0.2:0.06,接枝聚合反应温度为90℃,反应时间为3h,压力为0.2MPa。
(2)将改性聚丙烯、羧甲基纤维素、乙烯-辛烯共聚物混合后熔融挤出,经过滤器过滤后进入纺丝系统,喷出的丝经冷却、气流牵引拉伸后铺设成网,在轧机上热轧粘合得到聚丙烯无纺布;
所述改性聚丙烯、羧甲基纤维素、乙烯-辛烯共聚物的质量比为70:8:5;
(3)将聚丙烯无纺布浸入浓度为1.6wt%邻苯甲酰苯甲酸甲酯的异丙醇溶液,浸泡20min后取出,再浸入浓度为24wt%二甲基二烯丙基氯化铵单体的乙醇溶液中,置于紫外辐照装置下进行辐照,引发接枝聚合反应,反应结束后洗涤、干燥即可;
紫外辐照条件为:紫外辐照强度为60mW/cm2,辐照距离为16cm,辐照时间25min。
实施例3
一种应用于纸尿裤立体护围的复合无纺布,所述复合无纺布由内到外依次包括内表层、中间层和外表层,所述外表层是以聚丙烯为原料,通过常规纺粘法工艺制得的纺粘无纺布,所述中间层由两层熔喷无纺布复合而成。所述内表层主要由改性聚丙烯、羧甲基纤维素为原料制备得到,其具体制备过程如下:
(1)将聚丙烯、丙烯酸、N-羟乙基丙烯酰胺和过硫酸铵加入装有水的反应器中,进行接枝共聚反应,生成接枝共聚物,即改性聚丙烯;
所述聚丙烯、丙烯酸、N-羟乙基丙烯酰胺和过硫酸铵的质量比为1:0.1:0.2:0.08;接枝聚合反应温度为100℃,反应时间为2h,压力为0.3MPa;
(2)将改性聚丙烯、羧甲基纤维素、聚乙烯醇缩丁醛混合后熔融挤出,经过滤器过滤后进入纺丝系统,喷出的丝经冷却、气流牵引拉伸后铺设成网,在轧机上热轧粘合得到聚丙烯无纺布;
所述改性聚丙烯、羧甲基纤维素、聚乙烯醇缩丁醛的质量比为80:10:6;
(3)将聚丙烯无纺布浸入浓度为2wt%邻苯甲酰苯甲酸甲酯的异丙醇溶液,浸泡20min后取出,再浸入浓度为30wt%三乙基烯丙基氯化铵单体的乙醇溶液中,置于紫外辐照装置下进行辐照,引发接枝聚合反应,反应结束后洗涤、干燥即可;紫外辐照条件为:紫外辐照强度为80mW/cm2,辐照距离为18cm,辐照时间30min。
对比例1
不添加羧甲基纤维素,改性聚丙烯与有机填料共混制备聚丙烯无纺布,其他步骤与实施例1相同。
对比例2
省略聚丙烯与接枝单体的接枝共聚反应,聚丙烯直接与羧甲基纤维素、有机填料共混制备聚丙烯无纺布,其他步骤与实施例1相同。
对比例3
不添加有机填料,改性聚丙烯与羧甲基纤维素共混制备聚丙烯无纺布,其他步骤与实施例1相同。
对比例4
聚丙烯无纺布的制备过程与实施例1,省略紫外辐照过程,直接用作立体护围的内表层。
经检测,实施例1-3以及对比例1-4制备的复合无纺布技术指标如表1-3所示,克重均为15±0.2g/cm2。
表1
实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 | 对比例2 | |
静态接触角/° | 38.18 | 34.85 | 35.64 | 53.78 | 48.23 |
由表1可知,实施例1-3制备的复合无纺布静态接触角可达40°以下,说明经过改性处理后的复合无纺布具有良好的亲水性。
表2
实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例3 | |
MD柔软度/g | 2.8 | 2.5 | 2.4 | 4.1 |
CD柔软度/g | 2.0 | 1.6 | 1.6 | 3.2 |
MD伸长率/% | 48.4 | 52.6 | 54.0 | 39.9 |
CD伸长率/% | 65.1 | 70.8 | 72.5 | 45.7 |
MD强力/(N/5cm) | 23.5 | 24.6 | 25.2 | 15.3 |
CD强力/(N/5cm) | 11.8 | 12.5 | 12.9 | 6.1 |
由表2可知,本发明制备的复合无纺布具有良好的的强力和伸长率,柔软度高。与对比例3比较可知,实施例1添加有机填料制得的复合无纺布柔韧性得到了极大地提升。
表3
实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例4 | |
大肠杆菌/% | 98.5 | 97.6 | 98.1 | 0 |
金黄色葡萄球菌/% | 98.8 | 98.0 | 98.2 | 0 |
由表3可知,本发明经过紫外辐照接枝改性后制备的复合无纺布具有优良的抗菌性,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率均可达95%以上。
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)
1.一种应用于纸尿裤立体护围的复合无纺布,其特征在于:所述复合无纺布由内到外依次包括内表层、中间层和外表层,所述外表层为纺粘无纺布,中间层包括至少一层熔喷无纺布,所述内表层主要由改性聚丙烯、羧甲基纤维素为原料制备得到,其具体制备过程如下:
(1)将聚丙烯、接枝单体和引发剂加入装有水的反应器中,进行接枝共聚反应,生成接枝共聚物,即改性聚丙烯;
(2)将改性聚丙烯、羧甲基纤维素、有机填料混合后熔融挤出,经过滤器过滤后进入纺丝系统,喷出的丝经冷却、气流牵引拉伸后铺设成网,在轧机上热轧粘合得到聚丙烯无纺布;
(3)将聚丙烯无纺布浸入邻苯甲酰苯甲酸甲酯的异丙醇溶液,浸泡20min后取出,再浸入单体的乙醇溶液中,置于紫外辐照装置下进行辐照,引发接枝聚合反应,反应结束后洗涤、干燥即可;
所述单体的结构通式如下:
2.根据权利要求1所述的一种应用于纸尿裤立体护围的复合无纺布,其特征在于:所述接枝单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、N-异丙基丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-羟乙基丙烯酰胺中的任意一种或两种以上以任意比混合而成。
3.根据权利要求1所述的一种应用于纸尿裤立体护围的复合无纺布,其特征在于:所述引发剂为有机过氧化物或无机 过氧化物引发剂。
4.根据权利要求1所述的一种应用于纸尿裤立体护围的复合无纺布,其特征在于:所述聚丙烯、接枝单体和引发剂的质量比为1:0.1-0.3:0.04-0.08。
5.根据权利要求1所述的一种应用于纸尿裤立体护围的复合无纺布,其特征在于:步骤(1)接枝聚合反应温度为80-100℃,反应时间为2-4h,压力为0.1-0.3MPa。
6.根据权利要求1所述的一种应用于纸尿裤立体护围的复合无纺布,其特征在于:所述有机填料为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇缩丁醛中的任意一种或两种以上以任意比混合而成。
7.根据权利要求1所述的一种应用于纸尿裤立体护围的复合无纺布,其特征在于:所述改性聚丙烯、羧甲基纤维素、有机填料的质量比为60-80:5-10:3-6。
8.根据权利要求1所述的一种应用于纸尿裤立体护围的复合无纺布,其特征在于:所述邻苯甲酰苯甲酸甲酯的异丙醇溶液浓度为1.2-2wt%。
9.根据权利要求1所述的一种应用于纸尿裤立体护围的复合无纺布,其特征在于:步骤(3)单体的乙醇溶液的浓度为15-30wt%。
10.根据权利要求1所述的一种应用于纸尿裤立体护围的复合无纺布,其特征在于:步骤(3)紫外辐照条件为:紫外辐照强度为40-80mW/cm2,辐照距离为15-18cm,辐照时间18-30min。
11.根据权利要求1所述的一种应用于纸尿裤立体护围的复合无纺布,其特征在于:所述外表层是以聚丙烯为原料,通过纺粘法工艺制得。
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