CN117442768A - 含有纳米纤维的卫生制品 - Google Patents
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Abstract
一种一次性卫生制品，包含顶片和纳米纤维层，该顶片包括穿孔亲水性非织造织物层，其中该穿孔亲水性非织造织物层具有多个孔和面向皮肤表面以及与面向皮肤表面相对的面向衣服表面；纳米纤维层设置在穿孔亲水性非织造织物层的面向衣服表面上，其中纳米纤维层具有设置在多个孔的至少一部分之间的密集堆积的纳米纤维和设置在多个孔的至少一部分上的松散堆积的纳米纤维。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2022年7月25日提交的美国临时专利申请63/369,264的优先权，其内容通过引用以其整体并入本文。
技术领域
本公开涉及一次性卫生制品。更具体地，本公开涉及包括纳米纤维层的一次性卫生制品，该纳米纤维层能够将活性成分受控地释放到穿着者的皮肤上并改善流体保留和重新分布。
背景技术
如尿布、训练裤、失禁衣物、成人失禁垫和女性护理产品等一次性卫生制品通常紧贴穿着者的皮肤，以吸收排出的体液，这些体液会使穿着者的皮肤暴露于生物和物理刺激物。长时间暴露于这些刺激物中可能会导致皮炎、炎症和穿着者不适。
已经开发出含有高效吸收芯的一次性卫生制品，该吸收芯被配置成将流体从穿着者的身体快速转移到吸收芯，这部分地解决了皮肤刺激和穿着者舒适的问题。然而，长期使用这种一次性卫生制品可能仍会导致皮肤刺激，这是由于皮肤和一次性卫生制品中通常使用的非织造材料之间的摩擦引起的。
已经开发出配置成释放可治疗和/或预防皮肤刺激及相关并发症的活性成分的一次性卫生制品。然而，这种一次性卫生制品在暴露于体液时可能会经历活性成分的突然释放。
因此，需要克服至少一些上述缺点的经改进的一次性卫生制品。
发明内容
本发明总体上涉及一次性卫生制品，其改善了体液的重新分布和保持性能，并实现了活性成分的受控释放，该活性成分可用于舒缓皮肤，保护皮肤免受刺激或感染，和/或促进皮疹/破损皮肤的愈合。
在第一方面，本文提供了一种一次性卫生制品，包括：顶片，其包括穿孔亲水性非织造织物层，其中，所述穿孔亲水性非织造织物层包括多个孔和面向皮肤表面以及与所述面向皮肤表面相对的面向衣服表面；和纳米纤维层，其设置在所述穿孔亲水性非织造织物层的所述面向衣服表面上，其中，所述纳米纤维层包括设置在所述多个孔的至少一部分之间的密集堆积的纳米纤维；和设置在所述多个孔的至少一部分上的松散堆积的纳米纤维，其中，所述密集堆积的纳米纤维以每100μm3中20-30个纳米纤维的密度存在，并且所述松散堆积的纳米纤维以每100μm3中5-10个纳米纤维的密度存在。
在某些实施例中，所述密集堆积的纳米纤维和所述松散堆积的纳米纤维具有100至1,000nm的平均直径。
在某些实施例中，所述多个孔中的每一个具有100-1,000μm的直径。
在某些实施例中，所述多个孔具有100-1,000μm的孔间距离。
在某些实施例中，所述密集堆积的纳米纤维和所述松散堆积的纳米纤维包括聚合物，所述聚合物选自由包括以下的聚合物组成的群组：乙酸纤维素(CA)、聚酰胺6(PA6)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯腈(PAN)、聚丙烯腈与丙烯酸甲酯的共聚物(n-PAN)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇(PVA)、聚乳酸(PLA)、聚乳酸-共-乙醇酸(PLGA)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚氨酯(PU)、明胶、壳聚糖、聚羟基丁酸酯-共-羟基戊酸酯(PHBV)及其组合。
在某些实施例中，所述穿孔亲水性非织造织物层包括微米纤维，所述微米纤维具有10至30μm的平均直径。
在某些实施例中，所述穿孔亲水性非织造织物层包括聚乙烯、聚丙烯或其组合。
在某些实施例中，所述纳米纤维层进一步包括活性成分，所述活性成分选自由以下组成的群组：抗氧化剂、抗炎剂、抗微生物剂、润肤剂及其混合物。
在某些实施例中，所述活性成分选自由以下组成的群组：炉甘石、二甲基硅氧烷、高岭土、羊毛脂、凡士林、滑石、玉米淀粉、白凡士林、氧化锌、银、铜、氧化铜、氧化钛、碘、三氯生、聚乙二醇(PEG)、海藻酸钠及其混合物。
在某些实施例中，所述微米纤维具有10至30μm的平均直径；所述密集堆积的纳米纤维和所述松散堆积的纳米纤维具有100至1,000nm的平均直径；所述多个孔具有100-1,000μm的孔间距离；所述密集堆积的纳米纤维和所述松散堆积的纳米纤维包括聚合物，所述聚合物选自由包括以下的聚合物组成的群组：乙酸纤维素(CA)、聚酰胺6(PA6)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯腈(PAN)、聚丙烯腈与丙烯酸甲酯的共聚物(n-PAN)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇(PVA)、聚乳酸(PLA)、聚乳酸-共-乙醇酸(PLGA)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚氨酯(PU)、明胶、壳聚糖、聚羟基丁酸酯-共-羟基戊酸酯(PHBV)及其组合；并且所述顶片包括非织造材料，所述非织造材料包括含有聚乙烯、聚丙烯或其组合的纤维。
在某些实施例中，所述纳米纤维层进一步包括活性成分，所述活性成分选自由以下组成的群组：抗氧化剂、抗炎剂、抗微生物剂、润肤剂及其混合物。
在某些实施例中，第一方面的一次性卫生制品进一步包括：背片；和设置在所述背片和所述纳米纤维层之间的吸收芯，其中，所述吸收芯包括超吸收性聚合物(SAP)。
在某些实施例中，所述背片包括聚丙烯、聚乙烯、尼龙、聚酯或其组合。
在某些实施例中，所述SAP包括聚丙烯酸钠。
在某些实施例中，所述微米纤维具有10至30μm的平均直径；所述密集堆积的纳米纤维和所述松散堆积的纳米纤维具有100至1,000nm的平均直径；所述多个孔具有100-1,000μm的孔间距离；所述密集堆积的纳米纤维和所述松散堆积的纳米纤维包括聚合物，所述聚合物选自由包括以下的聚合物组成的群组：乙酸纤维素(CA)、聚酰胺6(PA6)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯腈(PAN)、聚丙烯腈与丙烯酸甲酯的共聚物(n-PAN)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇(PVA)、聚乳酸(PLA)、聚乳酸-共-乙醇酸(PLGA)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚氨酯(PU)、明胶、壳聚糖、聚羟基丁酸酯-共-羟基戊酸酯(PHBV)及其组合；并且所述顶片包括非织造材料，所述非织造材料包括含有聚乙烯、聚丙烯或其组合的纤维。
在某些实施例中，所述纳米纤维层进一步包括活性成分，所述活性成分选自由以下组成的群组：抗氧化剂、抗炎剂、抗微生物剂、润肤剂及其混合物。
在某些实施例中，所述活性成分选自由以下组成的群组：炉甘石、二甲基硅氧烷、高岭土、羊毛脂、凡士林、滑石、玉米淀粉、白凡士林、氧化锌、银、铜、氧化铜、氧化钛、碘、三氯生、聚乙二醇(PEG)、海藻酸钠及其混合物。
在第二方面，本文提供了一种包括第一方面的一次性卫生制品的尿布。
在第三方面，本文提供了一种包括本文所述的任一实施例的一次性卫生制品的尿布。
附图说明
当结合附图时，根据本公开的以下描述，本公开的上述和其它目的和特征将变得显而易见。
图1是根据本文所述的某些实施例的一次性卫生制品的示意图。
图2是显示一次性卫生制品中的顶片的扫描电子显微镜(SEM)图像。
图3是显示设置在顶片的穿孔亲水性非织造织物上的密集堆积的纳米纤维和松散堆积的纳米纤维的SEM图像。
图4是显示设置在顶片的穿孔亲水性非织造织物中的孔上的密集堆积的纳米纤维和松散堆积的纳米纤维的SEM图像。
图5是根据本文所述的某些实施例的一次性卫生制品的示意图。
图6是根据本文所述的某些实施例的一次性卫生制品的截面图。
图7是示出根据本文所述的某些实施例的一次性卫生制品相较于常规卫生制品的优点的视图。
图8是根据本文所述的某些实施例的纳米纤维层和穿孔亲水性非织造织物层的示意图。
图9是根据本文所述的某些实施例的用于通过电纺制造顶片的示例性装置的示意图。
图10是示出根据本文所述的某些实施例的活性成分从纳米纤维层受控释放的实验结果的曲线图。
具体实施方式
定义
在整个申请中，当组合物被描述为具有、包含或包括特定组分时，或当过程被描述为具有、包含或包括特定过程步骤时，预期本教导的组合物也可以由所叙述组分组成或基本上由所叙述组分组成，并且本教导的过程也可以由所叙述过程步骤组成或基本上由所叙述过程步骤组成。
在本申请中，当元件或组件被称为包含于和/或选自所叙述元件或组件的列表时，应理解，所述元件或组件可以是所叙述元件或组件中的任一个，或者所述元件或组件可以选自由所叙述元件或组件中的两个或更多个组成的群组。此外，应理解，在不脱离本教导的精神和范围的情况下，本文所述的组合物或方法的元件和/或特征可以以多种方式组合，无论在本文中明示或暗示。
应理解，只要本教导保持可操作性，步骤的顺序或进行某些动作的顺序并不重要。此外，可以同时进行两个或更多个步骤或动作。
除非另有具体说明，否则本文中的单数的使用包含复数(并且反之亦然)。此外，除非另有具体说明，当术语“约”在量值之前使用时，本教导还包含具体的量值本身。如本文使用，术语“约”是指相较于标称值的±10％、±7％、±5％、±3％、±1％或±0％的变化，除非另有指示或暗示。
术语“面向皮肤表面”和“面向皮肤侧面”是指在穿着卫生制品时，卫生制品和/或其组件的面向穿着者皮肤的表面，而术语“面向衣服表面”和“面向衣服侧面”是指在穿着吸收制品时，吸收制品和/或其组件的背向穿着者皮肤的表面。卫生制品及其组件(包含顶片、纳米纤维层、背片、吸收芯及其组件的任何单独材料)具有面向皮肤表面和/或侧面以及面向衣服表面和/或侧面。
参考图1，本公开提供了一种一次性卫生制品100，包括：顶片110，其包括穿孔亲水性非织造织物层的，其中，该穿孔亲水性非织造织物层包括多个孔和面向皮肤表面111以及与面向皮肤表面相对的面向衣服表面112；和纳米纤维层120，其设置在穿孔亲水性非织造织物层的面向衣服表面上，其中，纳米纤维层120包括设置在所述多个孔的至少一部分之间的密集堆积的纳米纤维；和设置在所述多个孔的至少一部分上的松散堆积的纳米纤维，其中，密集堆积的纳米纤维以每100μm3中20-30个纳米纤维的密度存在，并且松散堆积的纳米纤维以每100μm3中5-10个纳米纤维的密度存在。
穿孔亲水性非织造织物层可以由本领域已知的允许液体通过的任何合适的相对来说液体可透过的材料制成。合适的穿孔亲水性非织造织物层材料的实例包括聚丙烯、聚乙烯、尼龙、聚酯和这些材料的掺混物的非织造纺粘或梳理成网。
在穿孔亲水性非织造织物层由如聚丙烯等的疏水性聚合物制备或由包括疏水性聚合物的穿孔疏水性非织造织物层制备的实例中，穿孔疏水性非织造织物层的疏水性聚合物或表面可以例如通过等离子体处理来处理，以增加穿孔疏水性非织造织物层的聚合物或表面的亲水性。除了等离子体处理之外，非织造织物层的亲水性改性还可以通过对改变织物制备过程来实现或者通过薄层沉积、接枝聚合、物理改性及其组合对疏水性聚合物织物表面改性来实现。
在某些实施例中，穿孔亲水性非织造织物层包括经等离子体处理的聚丙烯，以增加表面亲水性。
穿孔亲水性非织造织物层包括平均直径为10至30μm、12至28μm、14至26μm、16至24μm、18至24μm、18至22μm、20至22μm、10至25μm、10至20μm、10至15μm、15至30μm、20至30μm或25至30μm的微米纤维。在某些实施例中，穿孔亲水性非织造织物层包括平均直径为约20μm的微米纤维。
穿孔亲水性非织造织物层中存在的多个孔中的每一个可以具有100-1,000μm、200-900μm、300-800μm、400-700μm、500-600μm、100-900μm、100-800μm、100-700μm、100-600μm、100-500μm、200-1,000μm、300-1,000μm、400-1,000μm、500-1,000μm、200-900μm、300-800μm、400-700μm、400-600μm或450-550μm的直径。在某些实施例中，穿孔亲水性非织造织物层中存在的多个孔中的每一个为约500μm。
穿孔亲水性非织造织物层的孔间距离可以为100-1,000μm、200-900μm、300-800μm、400-700μm、500-600μm、100-900μm、100-800μm、100-700μm、100-600μm、100-500μm、200-1,000μm、300-1,000μm、400-1,000μm、500-1,000μm、200-900μm、300-800μm、400-700μm、400-600μm或450-550μm。在一些实施例中，穿孔亲水性非织造织物层的孔间距离为约500μm。
纳米纤维层中的密集堆积的纳米纤维和松散堆积的纳米纤维可以包括一种或多种聚合物，聚合物选自由包括以下的聚合物组成的群组：乙酸纤维素(CA)、聚酰胺6(PA6)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯腈(PAN)、聚丙烯腈与丙烯酸甲酯的共聚物(n-PAN)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇(PVA)、聚乳酸(PLA)、聚(乳酸-共-乙醇酸)(PLGA)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚氨酯(PU)、明胶、壳聚糖、聚羟基丁酸酯-共-羟基戊酸酯(PHBV)及其掺混物和共聚物。在某些实施例中，纳米纤维层可以包括一种或多种聚合物，所述聚合物选自由包括以下的聚合物组成的群组：PA6、PAN、n-PAN及其掺混物和共聚物。
纳米纤维层中的密集堆积的纳米纤维和松散堆积的纳米纤维可以具有100至1,000nm的直径。在某些实施例中，纳米纤维层中的密集堆积的纳米纤维和松散堆积的纳米纤维具有200-900nm、300-900nm、400-900nm、500-900nm、600-900nm、700-900nm、800-900nm、200-800nm、300-800nm、400-700nm、500-600nm、100-300nm或700-900nm的直径。在某些实施例中，纳米纤维层中的密集堆积的纳米纤维和松散堆积的纳米纤维具有约200nm或约800nm的直径。
密集堆积的纳米纤维可以以每100μm3中20-30、21-29、22-28、23-27、24-26、20-25或25-30个纳米纤维的密度存在。在某些实施例中，密集堆积的纳米纤维可以以每100μm3中约20或约30个纳米纤维的密度存在。
松散堆积的纳米纤维可以以每100μm3中5-10、6-9、7-8、5-7或7-10个纳米纤维的密度存在。在某些实施例中，松散堆积的纳米纤维可以以每100μm3中约5至约10个纳米纤维的密度存在。
在某些实施例中，设置在穿孔亲水性非织造织物层的面向衣服表面上的纳米纤维层具有介于0.7-0.8mm之间的厚度。
设置在穿孔亲水性非织造织物层的面向衣服表面上的纳米纤维层可以具有20-100g/m2、30-90g/m2、40-80g/m2、50-70g/m2、20-50g/m2或50-100g/m2的基重。
在某些实施例中，当以5.3cm/s的面速度测试时，设置在穿孔亲水性非织造织物层的面向衣服表面上的纳米纤维层表现出0.5-10、0.5-9、0.5-8、0.5-7、0.5-6、0.5-5、0.5-4、0.5-3、0.5-2或0.5-1mm H2O的压降。
有利地，纳米纤维层可以进一步包括活性成分，所述活性成分可以舒缓皮肤，保护皮肤免受刺激或感染，和/或促进皮疹/破损皮肤的愈合。在某些实施例中，纳米纤维层进一步包括活性成分，所述活性成分选自由以下组成的群组：抗氧化剂、抗炎剂、抗微生物剂、润肤剂及其混合物。
在某些实施例中，所述成分选自由以下组成的群组：炉甘石、二甲基硅氧烷、高岭土、羊毛脂、凡士林、滑石、玉米淀粉、白凡士林、氧化锌、银、铜、氧化铜、氧化钛、碘、三氯生、聚乙二醇(PEG)、海藻酸钠及其混合物。
相对于密集堆积的纳米纤维聚合物、松散堆积的纳米纤维聚合物和活性成分的重量，活性成分可以以0.1-50wt/wt％的浓度预设在纳米纤维层中。在某些实施例中，相对于密集堆积的纳米纤维聚合物、松散堆积的纳米纤维聚合物和活性成分的重量，活性成分以5-50wt/wt％、10-50wt/wt％、15-50wt/wt％、20-50wt/wt％、25-50wt/wt％、30-50wt/wt％、35-50wt/wt％、40-50wt/wt％或45-50wt/wt％的浓度预设在纳米纤维层中。在某些实施例中，相对于密集堆积的纳米纤维聚合物、松散堆积的纳米纤维聚合物和活性成分的重量，活性成分以14.2-33wt/wt％、14.2-29.4wt/wt％、16.67-29.4wt/wt％、14.2-16.67wt/wt％、16.67-33wt/wt％或29.4-33wt/wt％的浓度预设在纳米纤维层中。
纳米纤维层能够在不存在水分的情况下稳定活性成分且保持活性成分的性质，并且在存在水分的情况下以受控方式释放活性成分而又不突然释放，同时将流体重新分布在吸收芯的更大区域上，从而改善吸收。
纳米纤维层还增加了流体吸收的速率，并有助于将流体重新分布在吸收芯内，这可以减少回渗。
图2示出了顶片110的扫描电子显微镜(SEM)图像。顶片110包括穿孔亲水性非织造织物150。穿孔亲水性非织造织物150包括设置在亲水性非织造织物的表面上的微米纤维和纳米纤维。在比例尺为50μm的SEM图像中可观察到微米纤维。在比例尺为10μm的SEM图像中可观察到纳米纤维。
图3示出了比例尺为10μm的SEM图像，其中可观察到微米纤维和纳米纤维。纳米纤维300包括位于微米纤维200上的密集堆积的纳米纤维310和位于亲水性非织造织物的穿孔上的松散堆积的纳米纤维320。
图4示出了比例尺为100μm的SEM图像，其中可观察到亲水性非织造织物层中的孔。密集堆积的纳米纤维310位于至少一部分孔160之间的穿孔亲水性非织造织物层的表面上。松散堆积的纳米纤维320位于多个孔160的至少一部分上。
参考图5，在某些实施例中，一次性卫生制品进一步包括背片140；和设置在背片140与纳米纤维层120之间的吸收芯130。
设置在纳米纤维层120和背片140之间的吸收芯130吸收并保留已经渗透顶片的体液。吸收芯可以采用能够吸收或保留体液的任何吸收手段。吸收芯可以以各种尺寸和形状(例如，矩形、椭圆形、不对称形等)制造，并由制造吸收制品常用的多种液体吸收材料制成，例如粉碎木浆。其它合适的吸收材料的实例包含但不限于皱纹纤维素填塞物；熔喷聚合物；化学硬化、改性或交联的纤维素纤维；合成纤维，例如卷曲聚酯纤维；泥炭苔；包含纸巾包裹物和纸巾层压物的纸巾；吸收泡沫；和吸收海绵。在某些实施例中，吸收芯包括非织造纤维材料，所述非织造纤维材料选自由以下组成的群组：聚酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚丙烯、聚丙烯/聚乙烯、PLA、PLA/聚丙烯、PVA、粘胶、棉、羊毛、乙酸酯、聚氯乙烯、竹、聚丙烯酸/聚氯乙烯及其共聚物和掺混物。
吸收芯130可以进一步包括SAP 131(图6中示出)。SAP的类型没有特别的限制。在某些实施例中，SAP是聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯或其混合物和/或共聚物。示例性的SAP包含但不限于聚丙烯酸钠、聚甲基丙烯酸钠、聚丙烯酸钾、聚甲基丙烯酸钾、淀粉接枝的聚丙烯酸酯、淀粉接枝的聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯醇接枝的聚丙烯酸酯、聚乙烯醇接枝的聚甲基丙烯酸酯、纤维素接枝的聚丙烯酸酯、纤维素接枝的聚甲基丙烯酸酯等。
多种背片构造和材料在本领域中是可用的和已知的，并且本公开不旨在限于这些组件的任何特定材料或构造。背片140可以由本领域已知的任何合适的柔韧的液体不可渗透材料制成。示例性的背片材料包含但不限于聚乙烯、聚丙烯、聚酯、尼龙和聚氯乙烯以及这些材料的掺混物的薄膜。
图6是根据某些实施例的一次性卫生制品的截面图。与图5相比，一次性卫生制品进一步包括设置在纳米纤维层120和吸收芯130之间的收集分布层(ADL)132。ADL 132可以包括确保液体更快进入吸收芯130的亲水性网。ADL 132可以包括纤维，所述纤维选自由以下组成的群组：聚酯、共聚酯、聚丙烯、聚乙烯、聚乳酸、聚酰胺及其共聚物和混合物。
可以使用如胶水等粘接手段190来粘附本文所述的一次性卫生制品的各个组件。例如，可以使用胶水来将纳米纤维层120、ADL 132、吸收芯130和背片140中的任一个或多个粘附在一起。可选地，可以在吸收芯130和背片140之间设置独立的透气片层133。
本文所述的一次性卫生制品可以以能够吸收大量的水和如尿液、粪便、月经、血液和其它排泄物等体液的可穿着制品的配置制造。此类制品包含但不限于尿布、训练裤、失禁衣物、成人失禁垫、女性护理卫生巾、女性卫生内衣、内裤衬垫、产妇垫、一次性床单、伤口敷料等。
图7示出了本文所述的一次性卫生制品(右)相较于常规卫生制品(左)所实现的优点。当吸收芯130的中心部分135变得饱和时，如尿布等常规卫生制品易于发生回渗。这可能会在反复添加流体时减慢吸收。设置在顶片110上的纳米纤维层120增加了流体吸收的速率，并有助于将流体重新分布在吸收芯130内，这可以减少回渗。纳米纤维层120可以包括用于舒缓皮肤和保护皮肤免受刺激或感染的活性成分。
本文所述的一次性卫生制品可以使用本领域技术人员熟知的常规方法制造。
穿孔亲水性非织造织物层可以使用熟知的方法容易地制造。在某些实施例中，穿孔亲水性非织造织物层通过热空气粘合来制备。在这样的实例中，热空气非织造织物由梳理后的短纤维形成，并且使用干燥设备上的热空气来穿透网，然后网被加热并粘合。
除了热空气粘合之外，穿孔亲水性非织造织物层也可以通过纺粘法制造。在纺粘期间，在将聚合物挤出并拉伸以形成连续长丝后，将长丝铺成网，然后使网经过自粘合、热粘合、化学粘合或机械增强，以将网制成非织造织物。
然后，穿孔亲水性非织造织物层可以被装载到电纺装置上，使得松散堆积的纳米纤维和密集堆积的纳米纤维可以在电纺过程期间沉积到穿孔亲水性非织造织物层上。
图8示意性示出了纳米纤维层120和穿孔亲水性非织造织物层150。纳米纤维层120可以通过自由表面电纺过程沉积在亲水性非织造织物层150上，自由表面电纺过程包括：提供包括聚合物溶液的溶液；向聚合物溶液施加电场力，从而形成纳米纤维，并将纳米纤维沉积在亲水性非织造织物层的面向衣服表面上，从而形成设置在穿孔亲水性非织造织物层的面向衣服表面上的纳米纤维层。
图9示出了根据某些实施例的用于通过电纺制造本文所述的顶片110的装置的水平示意图。纳米纤维可以由聚合物溶液410电纺获得，聚合物溶液可选地包括一种或多种活性成分。与产生用于纳米纤维沉积的一层基材的传统电纺过程不同，本文所述的方法可以用于制备顶片110，所述顶片包括穿孔亲水性非织造织物层150和设置在穿孔亲水性非织造织物层150的面向衣服表面上的纳米纤维层120。如图9中所示，顶片110包括顶层170和底层180。顶层170靠近带负电的收集电极420。顶层170是非织造织物，其可以具有1012欧姆每平方的薄层电阻。底层180远离带负电的收集电极420。底层180可以是穿孔亲水性非织造织物150，其可以具有109欧姆每平方的薄层电阻。底层180可以通过摩擦起电过程而带负电。在电纺过程期间，纳米纤维可以沉积在底层的表面上。
在电纺过程期间，由于带负电的收集电极420的存在，可以在顶层170处感应正电荷。在电纺过程期间，聚合物溶液410因带正电的纺丝电极430提供的强正电压而带电。在带正电的纺丝电极430上生成了泰勒锥，正电荷积累在表面上。当施加在泰勒锥上的电场力克服表面张力时，聚合物射流被从泰勒锥中拉出。在溶剂蒸发和聚合物射流固化后，纳米纤维沉积到底层180上。当纳米纤维接近底层180时，纳米纤维的密度受到底层180上的电荷分布的影响。具有感应正电荷的顶层170可以通过底层180中的孔排斥大部分纳米纤维，从而在孔上产生松散堆积的纳米纤维。另一方面，底层的孔之间的负电荷部分抵消了顶层中的正电荷，从而导致最小的电荷排斥，并因此在孔之间产生密集堆积的纳米纤维。
性能评估：具有纳米纤维的尿布以及没有纳米纤维的尿布的用于评估的四个特征
分别根据以下四个特征对包括纳米纤维(具体地，使用孔上的松散堆积的纳米纤维)的尿布和对应的没有纳米纤维的尿布进行评估：(1)第一次液体添加时的吸收时间、(2)第二次液体添加时的吸收时间、(3)回渗量和(4)泄漏量。吸收时间被定义为尿布吸收特定量的测试溶液所需的时间。回渗量被定义为在尿布吸收特定量的测试溶液后，在特定压力下返回到尿布的顶片(靠近穿着者的皮肤)的测试溶液的量。渗漏量被定义为在尿布吸收特定量的测试溶液后，在特定压力下透过尿布的背衬层(远离穿着者的皮肤)的测试溶液的量。
实例
实例1：用于评估第一次液体添加时的吸收时间、第二次液体添加时的吸收时间、
回渗量和泄漏量的评估程序
根据以下程序对尿布进行评估：
1.将尿布放置在衬有吸收纸(基重140-150g/m2；吸水率不低于480％)的样品架上。
2.将剂量模块放置到尿布表面的吸收区域上。
3.在一定压力(1.8-2.2kPa)下，将一定体积(40mL)的生理盐水(0.9％w/v的氯化钠溶液)注入到剂量模块中。
4.借助自动计时装置，记录从开始添加液体到尿布完全吸收生理盐水的时间。
5.将液体添加到同一尿布中两次，并且将尿布的吸收时间分别通过第一次液体添加时的吸收时间和第二次液体添加时的吸收时间来表示。
6.完成第二次液体添加后，取出剂量模块。
7.在尿布上放置一定层数的吸收纸。
8.将尿布放置到压力模块中，在一定压力(3.8-4.2kPa)下保持特定时间(1分钟)。
9.通过尿布上的吸收纸的质量增加来表示尿布的回渗量。
10.通过尿布的底部处的吸收纸的质量增加来表示尿布的泄漏量。
下表中总结了包括纳米纤维(具体地，使用孔上的松散堆积的纳米纤维)的尿布和对应的没有纳米纤维的尿布的第一次液体添加时的吸收时间、第二次液体添加时的吸收时间、回渗量和渗漏量。对于所有条目，穿孔亲水性非织造织物层由经等离子体处理的聚丙烯制成。
从结果可以看出，纳米纤维的使用一般可以缩短吸收时间，减少回渗量并减少泄漏量。改善程度高度取决于纳米纤维材料。在所选择的三种材料中，从表中可以看出，就尿布的吸收时间、回渗量和泄漏量的改善而言，n-PAN是最好的聚合物，其次是PAN和PA6。
实例2：活性成分的受控释放测试结果
实例2A：由含有10％n-PAN和2％海藻酸钠的溶液电纺获得的纳米纤维
溶液制备：将1g的n-PAN溶解于9ml的N,N-二甲基甲酰胺中。将溶液在室温下通过辊式混合器混合8小时以上，直到n-PAN完全溶解于N,N-二甲基甲酰胺中。将0.2g的海藻酸钠加入到1ml的去离子水中，并在室温下通过辊式混合器搅拌8小时以上。将两种匀质溶液混合，并通过涡旋混合器搅拌1分钟，直到形成稳定的乳液。
电纺：将乳液(即纺丝溶液)填充到电纺设备(来自捷克Elmarco公司的型号为NS1S500U的电纺设备NanoSpider)的载架中。在开始电纺过程之前，操作载架以确保电极线可以被纺丝溶液涂覆。在开始电纺过程后，纺丝电极上的电压设定为+60kV，而收集电极上的电压设定为-40kV。纺丝溶液被拉成沉积到复合基材的底层(即穿孔亲水性非织造织物层)的表面上的纳米纤维。在纺丝溶液用尽后，两个电极(即纺丝电极和收集电极)的电压都设定为0。
受控释放研究：使用高效液相色谱法(HPLC)研究释放曲线。每小时研究累积活性成分。图10中的经过三角形点的虚线曲线示出了海藻酸钠从n-PAN纳米纤维中释放的曲线。海藻酸钠在8小时内逐渐从n-PAN纳米纤维中释放。开始时没有发现突然释放，并且释放速率在2小时后降低。8小时后，几乎100％的海藻酸钠已从纳米纤维中释放。
实例2B：由含有10％n-PAN和5％PEG的溶液电纺获得的纳米纤维
溶液制备：将1g的n-PAN溶解于9ml的N,N-二甲基甲酰胺中。将溶液在室温下通过辊式混合器混合8小时以上，直到n-PAN完全溶解于N,N-二甲基甲酰胺中。将0.5g的PEG加入到1ml的去离子水中，并在室温下通过辊式混合器搅拌8小时以上。将两种匀质溶液混合，并通过涡旋混合器搅拌1分钟，直到形成稳定的乳液。
电纺：将乳液(即纺丝溶液)填充到电纺设备(来自捷克Elmarco公司的型号为NS1S500U的电纺设备NanoSpider)的载架中。在开始电纺过程之前，操作载架以确保电极线可以被纺丝溶液涂覆。在开始电纺过程后，纺丝电极上的电压设定为+60kV，而收集电极上的电压设定为-40kV。纺丝溶液被拉成沉积到复合基材的底层(即穿孔亲水性非织造织物层)的表面上的纳米纤维。在纺丝溶液用尽后，两个电极(即纺丝电极和收集电极)的电压都设定为0。
受控释放研究：图10中的经过三角形点的实线曲线示出了PEG从n-PAN纳米纤维中释放的曲线。在前2小时内观察到PEG的突然释放。2小时后，PEG逐渐从n-PAN纳米纤维中释放。PEG在8小时内从纳米纤维中完全释放。
实例2C：由含有10％PAN和2％海藻酸钠的溶液电纺获得的纳米纤维
溶液制备：将1g的PAN溶解于9ml的N,N-二甲基甲酰胺中。将溶液在室温下通过辊式混合器混合8小时以上，直到PAN完全溶解于N,N-二甲基甲酰胺中。将0.2g的海藻酸钠加入到1ml的去离子水中，并在室温下通过辊式混合器搅拌8小时以上。将两种匀质溶液混合，并通过涡旋混合器搅拌1分钟，直到形成稳定的乳液。
电纺：将乳液(即纺丝溶液)填充到电纺设备(来自捷克Elmarco公司的型号为NS1S500U的电纺设备NanoSpider)的载架中。在开始电纺过程之前，操作载架以确保电极线可以被纺丝溶液涂覆。在开始电纺过程后，纺丝电极上的电压设定为+60kV，而收集电极上的电压设定为-40kV。纺丝溶液被拉成沉积到复合基材的底层(即穿孔亲水性非织造织物层)的表面上的纳米纤维。在纺丝溶液用尽后，两个电极(即纺丝电极和收集电极)的电压都设定为0。
受控释放研究：图10中的经过圆形点的虚线曲线示出了海藻酸钠从PAN纳米纤维中释放的曲线。与n-PAN相比，PAN具有更快的海藻酸钠释放速率。大部分海藻酸钠在4小时内从PAN纳米纤维中释放，而其余的海藻酸钠在最后4小时内逐渐释放。
实例2D：由含有10％PAN和5％PEG的溶液电纺获得的纳米纤维
溶液制备：将1g的PAN溶解于9ml的N,N-二甲基甲酰胺中。将溶液在室温下通过辊式混合器混合8小时以上，直到PAN完全溶解于N,N-二甲基甲酰胺中。将0.5g的PEG加入到1ml的去离子水中，并在室温下通过辊式混合器搅拌8小时以上。将两种匀质溶液混合，并通过涡旋混合器搅拌1分钟，直到形成稳定的乳液。
电纺：将乳液(即纺丝溶液)填充到电纺设备(来自捷克Elmarco公司的型号为NS1S500U的电纺设备NanoSpider)的载架中。在开始电纺过程之前，操作载架以确保电极线可以被纺丝溶液涂覆。在开始电纺过程后，纺丝电极上的电压设定为+60kV，而收集电极上的电压设定为-40kV。纺丝溶液被拉成沉积到复合基材的底层(即穿孔亲水性非织造织物层)的表面上的纳米纤维。在纺丝溶液用尽后，两个电极(即纺丝电极和收集电极)的电压都设定为0。
受控释放研究：图10中的经过圆形点的实线曲线示出了PEG从PAN纳米纤维中释放的曲线。与n-PAN纳米纤维相比，PAN纳米纤维仍然具有更快的PEG释放速率，表明相同成分的释放曲线高度取决于纳米纤维材料的选择。在前2小时内观察到PEG的突然释放，随后在最后6小时内逐渐释放。
实例2E：由含有12％PA6和2％海藻酸钠的溶液电纺获得的纳米纤维
溶液制备：将1.2g的PA6溶解于9ml的乙酸(AA)和甲酸(FA)的混合物中。AA:FA的比例为2:1。将溶液在60℃下通过辊式混合器混合8小时以上，直到PA6完全溶解于AA和FA的混合物中。将0.2g的海藻酸钠加入到1ml的去离子水中，并在室温下通过辊式混合器搅拌8小时以上。将两种匀质溶液混合，并通过涡旋混合器搅拌1分钟，直到形成稳定的乳液。
电纺：将乳液(即纺丝溶液)填充到电纺设备(来自捷克Elmarco公司的型号为NS1S500U的电纺设备NanoSpider)的载架中。在开始电纺过程之前，操作载架以确保电极线可以被纺丝溶液涂覆。在开始电纺过程后，纺丝电极上的电压设定为+60kV，而收集电极上的电压设定为-40kV。纺丝溶液被拉成沉积到复合基材的底层(即穿孔亲水性非织造织物层)的表面上的纳米纤维。在纺丝溶液用尽后，两个电极(即纺丝电极和收集电极)的电压都设定为0。
受控释放研究：图10中的经过方形点的虚线曲线示出了海藻酸钠从PA6纳米纤维中释放的曲线。与n-PAN或PAN纳米纤维相比，PA6纳米纤维的释放速率是稳定的。海藻酸钠在8小时内逐渐从PA6纳米纤维中释放，并且没有观察到突然释放。
实例2F：由含有12％PA6和5％PEG的溶液电纺获得的纳米纤维
溶液制备：将1.2g的PA6溶解于9ml的乙酸(AA)和甲酸(FA)的混合物中。AA:FA的比例为2:1。将溶液在60℃下通过辊式混合器混合8小时以上，直到PA6完全溶解于AA和FA的混合物中。将0.5g PEG加入到1ml的去离子水中，并在室温下通过辊式混合器搅拌8小时以上。将两种匀质溶液混合，并通过涡旋混合器搅拌1分钟，直到形成稳定的乳液。
电纺：将乳液(即纺丝溶液)填充到电纺设备(来自捷克Elmarco公司的型号为NS1S500U的电纺设备NanoSpider)的载架中。在开始电纺过程之前，操作载架以确保电极线可以被纺丝溶液涂覆。在开始电纺过程后，纺丝电极上的电压设定为+60kV，而收集电极上的电压设定为-40kV。纺丝溶液被拉成沉积到复合基材的底层(即穿孔亲水性非织造织物层)的表面上的纳米纤维。在纺丝溶液用尽后，两个电极(即纺丝电极和收集电极)的电压都设定为0。
受控释放研究：图10中的经过方形点的实线曲线示出了PEG从PA6纳米纤维中释放的曲线。大多数PEG在6小时内从PA6纳米纤维中释放，随后在最后2小时内逐渐释放。没有观察到突然释放，并且所有PEG在8小时内释放。
受益于以上描述和附图中给出的教导，所属领域的技术人员将会想到本公开的各种修改和其它实施例。因此，应当理解，本公开不限于文中描述的具体实施例，而是包括所附权利要求的范围内的修改和其它实施例。
Claims (18)
1.一种一次性卫生制品，包括：
顶片，包括穿孔亲水性非织造织物层，其中，所述穿孔亲水性非织造织物层包括多个孔和面向皮肤表面以及与所述面向皮肤表面相对的面向衣服表面；和
纳米纤维层，设置在所述穿孔亲水性非织造织物层的所述面向衣服表面上，其中，所述纳米纤维层包括设置在所述多个孔的至少一部分之间的密集堆积的纳米纤维，和设置在所述多个孔的至少一部分上的松散堆积的纳米纤维，其中，所述密集堆积的纳米纤维以每100μm3中20-30个纳米纤维的密度存在，并且所述松散堆积的纳米纤维以每100μm3中5-10个纳米纤维的密度存在。
2.根据权利要求1所述的一次性卫生制品，其中，所述密集堆积的纳米纤维和所述松散堆积的纳米纤维具有100至1,000nm的平均直径。
3.根据权利要求1所述的一次性卫生制品，其中，所述多个孔中的每一个具有100-1,000μm的直径。
4.根据权利要求1所述的一次性卫生制品，其中，所述多个孔具有100-1,000μm的孔间距离。
5.根据权利要求1所述的一次性卫生制品，其中，所述密集堆积的纳米纤维和所述松散堆积的纳米纤维包括聚合物，所述聚合物选自由包括以下的聚合物组成的群组：乙酸纤维素(CA)、聚酰胺6(PA6)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯腈(PAN)、聚丙烯腈与丙烯酸甲酯的共聚物(n-PAN)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇(PVA)、聚乳酸(PLA)、聚乳酸-共-乙醇酸(PLGA)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚氨酯(PU)、明胶、壳聚糖、聚羟基丁酸酯-共-羟基戊酸酯(PHBV)及其组合。
6.根据权利要求1所述的一次性卫生制品，其中，所述穿孔亲水性非织造织物层包括微米纤维，所述微米纤维具有10至30μm的平均直径。
7.根据权利要求1所述的一次性卫生制品，其中，所述穿孔亲水性非织造织物层包括聚乙烯、聚丙烯或其组合。
8.根据权利要求1所述的一次性卫生制品，其中，所述纳米纤维层进一步包括活性成分，所述活性成分选自由以下组成的群组：抗氧化剂、抗炎剂、抗微生物剂、润肤剂及其混合物。
9.根据权利要求8所述的一次性卫生制品，其中，所述活性成分选自由以下组成的群组：炉甘石、二甲基硅氧烷、高岭土、羊毛脂、凡士林、滑石、玉米淀粉、白凡士林、氧化锌、银、铜、氧化铜、氧化钛、碘、三氯生、聚乙二醇(PEG)、海藻酸钠及其混合物。
10.根据权利要求1所述的一次性卫生制品，其中，所述微米纤维具有10至30μm的平均直径；所述密集堆积的纳米纤维和所述松散堆积的纳米纤维具有100至1,000nm的平均直径；所述多个孔具有100-1,000μm的孔间距离；所述密集堆积的纳米纤维和所述松散堆积的纳米纤维包括聚合物，所述聚合物选自由包括以下的聚合物组成的群组：乙酸纤维素(CA)、聚酰胺6(PA6)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯腈(PAN)、聚丙烯腈与丙烯酸甲酯的共聚物(n-PAN)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇(PVA)、聚乳酸(PLA)、聚乳酸-共-乙醇酸(PLGA)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚氨酯(PU)、明胶、壳聚糖、聚羟基丁酸酯-共-羟基戊酸酯(PHBV)及其组合；并且所述顶片包括非织造材料，所述非织造材料包括含有聚乙烯、聚丙烯或其组合的纤维。
11.根据权利要求10所述的一次性卫生制品，其中，所述纳米纤维层进一步包括活性成分，所述活性成分选自由以下组成的群组：抗氧化剂、抗炎剂、抗微生物剂、润肤剂及其混合物。
12.根据权利要求1所述的一次性卫生制品，进一步包括：
背片；和
吸收芯，设置在所述背片和所述纳米纤维层之间，其中，所述吸收芯包括超吸收性聚合物(SAP)。
13.根据权利要求12所述的一次性卫生制品，其中，所述背片包括聚丙烯、聚乙烯、尼龙、聚酯或其组合。
14.根据权利要求12所述的一次性卫生制品，其中，所述SAP包括聚丙烯酸钠。
15.根据权利要求12所述的一次性卫生制品，其中，所述微米纤维具有10至30μm的平均直径；所述密集堆积的纳米纤维和所述松散堆积的纳米纤维具有100至1,000nm的平均直径；所述多个孔具有100-1,000μm的孔间距离；所述密集堆积的纳米纤维和所述松散堆积的纳米纤维包括聚合物，所述聚合物选自由包括以下的聚合物组成的群组：乙酸纤维素(CA)、聚酰胺6(PA6)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯腈(PAN)、聚丙烯腈与丙烯酸甲酯的共聚物(n-PAN)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇(PVA)、聚乳酸(PLA)、聚乳酸-共-乙醇酸(PLGA)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚氨酯(PU)、明胶、壳聚糖、聚羟基丁酸酯-共-羟基戊酸酯(PHBV)及其组合；并且所述顶片包括非织造材料，所述非织造材料包括含有聚乙烯、聚丙烯或其组合的纤维。
16.根据权利要求15所述的一次性卫生制品，其中，所述纳米纤维层进一步包括活性成分，所述活性成分选自由以下组成的群组：抗氧化剂、抗炎剂、抗微生物剂、润肤剂及其混合物。
17.根据权利要求16所述的一次性卫生制品，其中，所述活性成分选自由以下组成的群组：炉甘石、二甲基硅氧烷、高岭土、羊毛脂、凡士林、滑石、玉米淀粉、白凡士林、氧化锌、银、铜、氧化铜、氧化钛、碘、三氯生、聚乙二醇(PEG)、海藻酸钠及其混合物。
18.一种尿布，包括根据权利要求1至17中任一项所述的一次性卫生制品。
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