CN111764047B - 一种具有尿检功能的纸尿裤面层材料制作工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有尿检功能的纸尿裤面层材料制作工艺，将彩棉纤维和白棉纤维经开包机和混棉箱进行开松除杂；将彩棉纤维和白棉纤维输入梳理机，制成一号纤维网和二号纤维网，将一号纤维网铺在二号纤维网上得到复合的三号纤维网；将三号纤维网输送入水刺机中，并进行多道水刺工艺得到水刺非织造布；将水刺非织造布中二号纤维网面喷洒乙醇和氢氧化钠溶液，随后对二号纤维网面喷洒异丙醇和氯乙酸的混合水溶液；由于天然彩棉对PH值的变色现象，同时结合天然彩棉和白棉在纤维细度的差异以及白棉纤维的羧甲基化改性，使得所制备的纸尿裤面层材料不仅实现了尿检功能，而且具有不同孔隙尺寸结构的亲水‑超亲水的快速单向渗透作用。
Description
技术领域
本发明涉及纸尿裤材料领域，具体的说是一种具有尿检功能的纸尿裤面层材料制作工艺。
背景技术
纸尿裤是由多层非织造材料建立起来的一个液体吸控***，通常包括面层、导流层、吸收芯体层和底层，构成纸尿裤的各层结构都有其各自作用。目前，我国纸尿裤主要分为婴儿纸尿裤和成人纸尿裤。面对现有纸尿裤的巨大市场容量和消费者的更高使用要求，纸尿裤朝着功能化和高性能化方向发展，其中通过尿液检测消费者健康的纸尿裤成为研究热点。另外，纸尿裤的面层材料除了具有较好的吸湿性能外，还往往要求一定的透湿导湿性能，以利于尿液从面层到吸收芯体层的定向运输，能够让皮肤感到更加的干爽和舒适。大量的研究结果表明，在液体定向运输领域仍存在两大挑战：(1)多层多孔结构材料机械性能差且不稳定，容易发生分层；(2)对于亲水-疏水双面材料，需要较大的初始驱动力并且液体容易发生堵塞；对于单纯的亲水材料，则很难操控液体的运输方向。
发明内容
现为了解决上述技术问题，本发明提出了一种具有尿检功能的纸尿裤面层材料制作工艺。本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种具有尿检功能的纸尿裤面层材料制作工艺，包括以下步骤：
第一步：将天然彩棉纤维和白棉纤维在生产环境中静置24小时，随后将彩棉纤维和白棉纤维经开包机和混棉箱进行开松除杂；
第二步：依次将开松完成的彩棉纤维和白棉纤维输入梳理机，制成一号纤维网和二号纤维网，随后将一号纤维网铺在二号纤维网上得到复合的三号纤维网；
第三步：将三号纤维网输送入水刺机中，并进行多道水刺工艺对三号纤维网进行加固；加固完成后，对三号纤维网进行烘干，切边，卷绕成卷，得到水刺非织造布；
第四步：将水刺非织造布中二号纤维网面依次喷洒乙醇和氢氧化钠溶液使白棉纤维得到碱纤维素，并进行烘干，随后对二号纤维网面喷洒异丙醇和氯乙酸的混合水溶液实现对白棉纤维的羧甲基化改性；
第五步：将处理完成的水刺非织造布进行密封、焙烘、水洗中和、晾干，得到纸尿裤面层材料。
所述天然彩棉纤维为绿棉、棕棉、红棉、蓝棉、紫棉和灰棉中的一种，主体纤维细度为1.20-1.58dtex、纤维长度为15-30mm、强度为10-20cN/tex；白棉的主体纤维细度为1.60-1.65dtex、纤维长度为25-35mm、强度为15-25 cN/tex。
生产环境为温度为15-30℃，相对湿度为20-70% 。
所述一号纤维网的克重为5-40g/m2；二号纤维网的克重为5-40g/m2；三号纤维网的克重为10-80g/m2。
第三步中三号纤维网在水刺机中进行六道水刺工艺以进行加固，同时水刺机中水针板的高压水流作用于一号纤维网面。
水刺机中水针板压力依次为5至10MPa，15至20MPa，10至20MPa，10 至20MPa，15至30MPa，5至15MPa，非织造布厚度为0.15-0.45mm。
所述氢氧化钠溶液的带液率为80％-120％。
第五步中二号纤维网面每隔5-10min喷涂异丙醇和氯乙酸的混合水溶液10 -20mL，共60min。
所述异丙醇和氯乙酸的混合水溶液的配比为异丙醇占30wt％、氯乙酸占 30wt％和水占40wt％。
本发明的有益效果是：1、通过天然彩棉的颜色会因PH值得改变而发生变化的原理，通过水刺梳理和水刺工艺制备天然彩棉水刺非织造布，以此作为纸尿裤的面层材料，可以替代现有试纸实现纸尿裤的尿检功能，可以用肉眼直接快捷的观察到尿液的酸碱度，以了解消费者的健康状况；
2、由于天然彩棉对PH值的变色现象，同时结合天然彩棉和白棉在纤维细度的差异以及白棉纤维的羧甲基化改性，使得所制备的纸尿裤面层材料不仅实现了尿检功能，而且具有不同孔隙尺寸结构的亲水-超亲水的快速单向渗透作用。不同孔隙尺寸结构的“液体二极管”行为和亲水-超亲水的“单向渗透”作用实现尿液在纸尿裤中从天然彩棉到白棉的定向运输，能从而保证皮肤的干爽和舒适；
3、天然彩棉面料的pH值呈弱酸性,和人体皮肤的pH值很相近,不会刺激皮肤。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明三号纤维网的结构示意图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面将结合实施例中的附图，对本发明进行更清楚、更完整的阐述，当然所描述的实施例只是本发明的一部分而非全部，基于本实施例，本领域技术人员在不付出创造性劳动性的前提下所获得的其他的实施例，均在本发明的保护范围内。
一种具有尿检功能的纸尿裤面层材料制作工艺，包括以下步骤：
第一步：将天然彩棉纤维和白棉纤维在生产环境中静置24小时，随后将彩棉纤维和白棉纤维经开包机和混棉箱进行开松除杂；
第二步：依次将开松完成的彩棉纤维和白棉纤维输入梳理机，制成一号纤维网和二号纤维网，随后将一号纤维网铺在二号纤维网上得到复合的三号纤维网；
第三步：将三号纤维网输送入水刺机中，并进行多道水刺工艺对三号纤维网进行加固；加固完成后，对三号纤维网进行烘干，切边，卷绕成卷，得到水刺非织造布；
第四步：将水刺非织造布中二号纤维网面依次喷洒乙醇和氢氧化钠溶液使白棉纤维得到碱纤维素，并进行烘干，随后对二号纤维网面喷洒异丙醇和氯乙酸的混合水溶液实现对白棉纤维的羧甲基化改性；
第五步：将处理完成的水刺非织造布进行密封、焙烘、水洗中和、晾干，得到纸尿裤面层材料。
所述彩棉纤维为绿棉、棕棉、红棉、蓝棉、紫棉和灰棉中的一种，主体纤维细度为1.20-1.58dtex、纤维长度为15-30mm、强度为10-20cN/tex；白棉的主体纤维细度为1.60-1.65dtex、纤维长度为25-35mm、强度为15-25cN/tex；天然彩棉的颜色会因PH值得改变而发生变化，绿色棉尤为显著。绿棉在酸性条件下颜色会向红蓝方向变化，在碱性条件下会向绿蓝方向变化；棕棉在酸性条件下颜色会向绿黄方向变化，在碱性条件下会向红黄方向变化；彩棉纤维的主体纤维细度为1.20-1.58dtex和白棉纤维的主体纤维细度为1.60-1.65dtex之间具有较大差异，由孔隙尺寸结构导致的“液体二极管”行为越明显。
生产环境为温度为15-30℃，相对湿度为20-70% 。
所述一号纤维网的克重为5-40g/m2；二号纤维网的克重为5-40g/m2；三号纤维网的克重为10-80g/m2。
第三步中三号纤维网在水刺机中进行六道水刺工艺以进行加固，同时水刺机中水针板的高压水流作用于一号纤维网面。如图1所示，为三号纤维网的结构示意图，其中1为一号纤维网，2为二号纤维网，箭头方向为水刺机中的高压水流作用方向；高压水流作用于一号纤维网面有利于形成天然彩棉层孔隙小，白棉层孔隙大的结构，使由孔隙尺寸结构导致的“液体二极管”行为越明显。
水刺机中水针板压力依次为5至10MPa，15至20MPa，10至20MPa，10 至20MPa，15至30MPa，5至15MPa，非织造布厚度为0.15-0.45mm；水刺机中水针板压力先逐渐增大再逐渐减小，开始的低压力消除纤维表面的静电，随后压力升高实现水刺固网的作用，再次降低压力对水刺面进行修面，消除表面的水针痕。
所述氢氧化钠溶液的带液率为80％-120％；氢氧化钠溶液与纤维素反应生成碱纤维素，起到促进纤维溶胀以及破坏棉纤维晶区的作用，有利于异丙醇和氯乙酸与纤维进行醚化反应。
第五步中二号纤维网面每隔5-10min喷洒异丙醇和氯乙酸的混合水溶液10 -20mL，共60min；通过异丙醇和氯乙酸对白棉纤维进行羧甲基化改性同时减小异丙醇和氯乙酸下渗的速度和量，故采用间隔喷洒的防止对二号纤维网面进行处理。
所述异丙醇和氯乙酸的混合水溶液的配比为异丙醇占30wt％、氯乙酸占 30wt％和水占40wt％；防止异丙醇和氯乙酸浓度过高或者过低影响白棉纤维的羧甲基化改性中羧甲基的取代度。
为了使本领域技术人员更好的理解本发明，列举以下五种实施例：
实施例一：
将主体纤维细度为1.20dtex、纤维长度为25mm、强度为15cN/tex的绿棉纤维和主体纤维细度为1.65dtex、纤维长度为30mm、强度为20cN/tex的白棉纤维在温度为25℃，相对湿度为55% 的生产环境中静置24小时，随后将绿棉纤维和白棉纤维经开包机和混棉箱进行开松除杂；依次将开松完成的绿棉纤维和白棉纤维输入梳理机，制成克重为15g/m2的一号纤维网和克重为15g/m2的二号纤维网，随后将一号纤维网铺在二号纤维网上得到复合的三号纤维网；将三号纤维网输送入水刺机中，并进行六道水刺工艺对三号纤维网进行加固，水针作用于一号纤维网面，水针板压力依次为5MPa，15MPa，20MPa，20MPa， 15MPa，5MPa；加固完成后，对三号纤维网进行烘干，切边，卷绕成卷，得到水刺非织造布；将水刺非织造布中二号纤维网面依次喷洒乙醇和氢氧化钠溶液使白棉纤维得到碱纤维素，带液率为100％，并进行烘干，随后二号纤维网面每隔5min喷洒异丙醇和氯乙酸的混合水溶液(质量比为30:30:40)20mL实现对白棉纤维的羧甲基化改性；将处理完成的水刺非织造布进行密封、焙烘、水洗中和、晾干，得到纸尿裤面层材料。
实施例一所制备的纸尿裤面层材料的克重为30g/m2，厚度为0.20mm，吸液率为123％，液体渗透时间为0.35s。
实施例二：
将主体纤维细度为1.58dtex、纤维长度为25mm、强度为15cN/tex的绿棉纤维和主体纤维细度为1.60dtex、纤维长度为30mm、强度为20cN/tex的白棉纤维在温度为25℃，相对湿度为55% 的生产环境中静置24小时，随后将绿棉纤维和白棉纤维经开包机和混棉箱进行开松除杂；依次将开松完成的绿棉纤维和白棉纤维输入梳理机，制成克重为15g/m2的一号纤维网和克重为15g/m2的二号纤维网，随后将一号纤维网铺在二号纤维网上得到复合的三号纤维网；将三号纤维网输送入水刺机中，并进行六道水刺工艺对三号纤维网进行加固，水针作用于一号纤维网面，水针板压力依次为5MPa，15MPa，20MPa，20MPa， 15MPa，5MPa；加固完成后，对三号纤维网进行烘干，切边，卷绕成卷，得到水刺非织造布；将水刺非织造布中二号纤维网面依次喷洒乙醇和氢氧化钠溶液使白棉纤维得到碱纤维素，带液率为100％，并进行烘干，随后二号纤维网面每隔10min喷洒异丙醇和氯乙酸的混合水溶液(质量比为30:30:40)10mL实现对白棉纤维的羧甲基化改性；将处理完成的水刺非织造布进行密封、焙烘、水洗中和、晾干，得到纸尿裤面层材料。
实施例二所制备的纸尿裤面层材料的克重为30g/m2，厚度为0.23mm，吸液率为105％，液体渗透时间为0.70s。
实施例三：
将主体纤维细度为1.45dtex、纤维长度为25mm、强度为15cN/tex的绿棉纤维和主体纤维细度为1.62dtex、纤维长度为30mm、强度为20cN/tex的白棉纤维在温度为25℃，相对湿度为55% 的生产环境中静置24小时，随后将绿棉纤维和白棉纤维经开包机和混棉箱进行开松除杂；依次将开松完成的绿棉纤维和白棉纤维输入梳理机，制成克重为15g/m2的一号纤维网和克重为15g/m2的二号纤维网，随后将一号纤维网铺在二号纤维网上得到复合的三号纤维网；将三号纤维网输送入水刺机中，并进行六道水刺工艺对三号纤维网进行加固，水针作用于一号纤维网面，水针板压力依次为5MPa，15MPa，20MPa，20MPa， 15MPa，5MPa；加固完成后，对三号纤维网进行烘干，切边，卷绕成卷，得到水刺非织造布；将水刺非织造布中二号纤维网面依次喷洒乙醇和氢氧化钠溶液使白棉纤维得到碱纤维素，带液率为100％，并进行烘干，随后二号纤维网面每隔8min喷洒异丙醇和氯乙酸的混合水溶液(质量比为30:30:40)15mL实现对白棉纤维的羧甲基化改性；将处理完成的水刺非织造布进行密封、焙烘、水洗中和、晾干，得到纸尿裤面层材料。
实施例三所制备的纸尿裤面层材料的克重为30g/m2，厚度为0.21mm，吸液率为111％，液体渗透时间为0.54s。
实施例四：
将主体纤维细度为1.45dtex、纤维长度为25mm、强度为15cN/tex的绿棉纤维和主体纤维细度为1.62dtex、纤维长度为30mm、强度为20cN/tex的白棉纤维在温度为25℃，相对湿度为55% 的生产环境中静置24小时，随后将绿棉纤维和白棉纤维经开包机和混棉箱进行开松除杂；依次将开松完成的绿棉纤维和白棉纤维输入梳理机，制成克重为40g/m2的一号纤维网和克重为40g/m2的二号纤维网，随后将一号纤维网铺在二号纤维网上得到复合的三号纤维网；将三号纤维网输送入水刺机中，并进行六道水刺工艺对三号纤维网进行加固，水针作用于一号纤维网面，水针板压力依次为5MPa，15MPa，20MPa，20MPa， 15MPa，5MPa；加固完成后，对三号纤维网进行烘干，切边，卷绕成卷，得到水刺非织造布；将水刺非织造布中二号纤维网面依次喷洒乙醇和氢氧化钠溶液使白棉纤维得到碱纤维素，带液率为100％，并进行烘干，随后二号纤维网面每隔8min喷洒异丙醇和氯乙酸的混合水溶液(质量比为30:30:40)15mL实现对白棉纤维的羧甲基化改性；将处理完成的水刺非织造布进行密封、焙烘、水洗中和、晾干，得到纸尿裤面层材料。
实施例四所制备的纸尿裤面层材料的克重为80g/m2，厚度为0.40mm，吸液率为127％，液体渗透时间为1.04s。
实施例五：
将主体纤维细度为1.50dtex、纤维长度为27mm、强度为16cN/tex的棕棉纤维和主体纤维细度为1.62dtex、纤维长度为30mm、强度为20cN/tex的白棉纤维在温度为25℃，相对湿度为55% 的生产环境中静置24小时，随后将棕棉纤维和白棉纤维经开包机和混棉箱进行开松除杂；依次将开松完成的棕棉纤维和白棉纤维输入梳理机，制成克重为15g/m2的一号纤维网和克重为15g/m2的二号纤维网，随后将一号纤维网铺在二号纤维网上得到复合的三号纤维网；将三号纤维网输送入水刺机中，并进行六道水刺工艺对三号纤维网进行加固，水针作用于一号纤维网面，水针板压力依次为5MPa，15MPa，20MPa，20MPa， 15MPa，5MPa；加固完成后，对三号纤维网进行烘干，切边，卷绕成卷，得到水刺非织造布；将水刺非织造布中二号纤维网面依次喷洒乙醇和氢氧化钠溶液使白棉纤维得到碱纤维素，带液率为100％，并进行烘干，随后二号纤维网面每隔8min喷洒异丙醇和氯乙酸的混合水溶液(质量比为30:30:40)15mL实现对白棉纤维的羧甲基化改性；将处理完成的水刺非织造布进行密封、焙烘、水洗中和、晾干，得到纸尿裤面层材料。
实施例五所制备的纸尿裤面层材料的克重为30g/m2，厚度为0.21mm，吸液率为107％，液体渗透时间为0.63s。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (5)
1.一种具有尿检功能的纸尿裤面层材料制作工艺，其特征在于：包括以下步骤：
第一步：将天然彩棉纤维和白棉纤维在生产环境中静置24小时，随后将彩棉纤维和白棉纤维经开包机和混棉箱进行开松除杂；
第二步：依次将开松完成的彩棉纤维和白棉纤维输入梳理机，制成一号纤维网和二号纤维网，随后将一号纤维网铺在二号纤维网上得到复合的三号纤维网；
第三步：将三号纤维网输送入水刺机中，并进行多道水刺工艺对三号纤维网进行加固；加固完成后，对三号纤维网进行烘干，切边，卷绕成卷，得到水刺非织造布；
第四步：将水刺非织造布中二号纤维网面依次喷洒乙醇和氢氧化钠溶液使白棉纤维得到碱纤维素，并进行烘干，随后对二号纤维网面喷洒异丙醇和氯乙酸的混合水溶液实现对白棉纤维的羧甲基化改性；
第五步：将处理完成的水刺非织造布进行密封、焙烘、水洗中和、晾干，得到纸尿裤面层材料；
所述天然彩棉纤维为绿棉、棕棉、红棉、蓝棉、紫棉和灰棉中的一种，主体纤维细度为1.20-1.58dtex、纤维长度为15-30mm、强度为10-20cN/tex；白棉的主体纤维细度为1.60-1.65dtex、纤维长度为25-35mm、强度为15-25cN/tex；
所述一号纤维网的克重为5-40g/m2；二号纤维网的克重为5-40g/m2；三号纤维网的克重为10-80g/m2；
第三步中三号纤维网在水刺机中进行六道水刺工艺以进行加固，同时水刺机中水针板的高压水流作用于一号纤维网面；
水刺机中水针板压力依次为5至10MPa，15至20MPa，10至20MPa，10至20MPa，15至30MPa，5至15MPa，非织造布厚度为0.15-0.45mm。
2.根据权利要求1所述的一种具有尿检功能的纸尿裤面层材料制作工艺，其特征在于：生产环境为温度为15-30℃，相对湿度为20-70% 。
3.根据权利要求1所述的一种具有尿检功能的纸尿裤面层材料制作工艺，其特征在于：所述氢氧化钠溶液的带液率为80％-120％。
4.根据权利要求1所述的一种具有尿检功能的纸尿裤面层材料制作工艺，其特征在于：第五步中二号纤维网面每隔5-10min喷涂异丙醇和氯乙酸的混合水溶液10-20mL，共60min。
5.根据权利要求1所述的一种具有尿检功能的纸尿裤面层材料制作工艺，其特征在于：所述异丙醇和氯乙酸的混合水溶液的配比为异丙醇-30wt％、氯乙酸-30wt％和水--40wt％。
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