CN112746390B - 一种卫生巾用热风布及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于日用化学品技术领域，具体地涉及一种卫生巾用热风布及其制备方法。本发明研制的产品中，包括实心弹性纤维和空心炭化纤维；所述实心弹性纤维和空心炭化纤维的质量比为1：3‑1：10；其中，所述实心弹性纤维包括吸水树脂和热塑性弹性体；所述吸水树脂和热塑性弹性体的质量比为1：1‑3：1；所述空心炭化纤维是由植物纤维包覆二氧化钛后，加热炭化得到。在制备产品时，将植物纤维、钛酸四丁酯、无水乙醇和脂肪酸混合后，加热搅拌反应，再经过滤，干燥后，于惰性气体保护状态下，加热炭化，冷却，出料，得空心炭化纤维；将实心弹性纤维和空心炭化纤维混合后，开松，梳理，再经热风定型后，冷却收卷，即得卫生巾用热风布。

Description

一种卫生巾用热风布及其制备方法
技术领域
本发明属于日用化学品技术领域，具体地涉及一种卫生巾用热风布及其制备方法。
背景技术
近两年，卫生巾产品发展迅速，面层材料也发生了很大的变化。为了追求差异化、提高产品的附加值，面层材料中热风非织造布（以下简称热风布）用量逐渐增加，其中压花、打孔的热风布应用也越来越多。这主要是看中热风布的柔软性。
卫生巾的面料从原来以纺粘布为主，逐步转向以热风布为主，还有很多用的是高定量的热风布，打孔、压花的热风布在高端卫生巾上应用也很多。现在市场上有的卫生巾产品， 用打孔热风布与透气膜复合作为底层，获得了成功，市场占有率快速增加。
卫生巾面料从以打孔膜为主，逐步过渡到以热风布为主，打孔膜的用量越来越少，热风布用量越来越多。为了追求产品差异化和提高产品的干爽性，打孔热风布的用量呈逐年增长的趋势。还有一个趋势是用纯棉水刺布作为面层材料，这种产品的市场份额快速增长。未来，卫生巾的柔软性、干爽性、舒适性都是消费者的主要诉求，热风布和纯棉水刺布作为面层材料将是一个大趋势。
卫生巾热封层直接与人体皮肤接触，首先接受水分，也是整个吸液过程的开始。但在实际中，面层的吸液量几乎为零，只起到将水分引导向芯层的透水作用，而非织造材料的原料、厚度、结构紧密程度对面层的透水性都有重要影响。从分子角度分析面层的透水原理，可以认为主要存在三种形式: 纤维对水分子直接吸收，纤维与纤维间的毛细管作用以及水压迫水分子透过织物空隙。由于面层要求保持干燥，以保证干爽性，通常选用自身吸湿性小的疏水性纤维，即排除第一种透水方式，第二和第三两种方式为面层主要的透水方式。
基于上述分析，如何提供热风布层的舒适性和干爽性，是本领域高端热风布产品的发展趋势之一。
发明内容
本发明要解决的技术问题为改善传统卫生巾用热风布层的舒适性和干爽性，提供一种卫生巾用热风布及其制备方法。
本发明的目的是提供一种卫生巾用热风布。
本发明上述目的通过以下技术方案实现：
一种卫生巾用热风布，包括实心弹性纤维和空心炭化纤维；所述实心弹性纤维和空心炭化纤维的质量比为1：3-1：10；其中，
所述实心弹性纤维包括吸水树脂和热塑性弹性体；所述吸水树脂和热塑性弹性体的质量比为1：1-3：1；
所述空心炭化纤维是由植物纤维包覆二氧化钛后，加热炭化得到。
上述技术方案利用实心弹性纤维和空心炭化纤维共同构筑卫生巾用热风布，其中，实心弹性纤维利用吸水树脂和热塑性弹性体构筑，而空心炭化纤维则是由植物纤维包覆二氧化钛后，加热炭化得到。
其中，由于热塑性弹性体的引入，可以改善热风层的柔韧性，从而使其表现出良好的亲肤舒适性能，另外，在使用过程中，吸水树脂可以快速吸收水分，并将吸收的水分转移到热塑性弹性体中，从而使得热塑性弹性体发生膨胀，其膨胀后仍然可以保持良好的弹性，即使在挤压条件下，仍然具有良好的保水性能，从而保证热风层的干爽舒适；再者，热塑性弹性体可以在热风加热过程中，发挥粘连作用，将实心弹性纤维和空心炭化纤维粘结形成热风层；并且，随着实心弹性纤维的膨胀，其可以对空心炭化纤维产生一定的加压力，从而将空心炭化纤维内部滞留的水分挤出，避免水分在热风层中滞留影响舒适性。
进一步地，所述吸水树脂选自阴离子聚丙烯酰胺、琼脂、明胶、海藻酸钠、透明质酸中的任意一种。
进一步地，所述热塑性弹性体选自TPAE、TPEE、TPU、TPVC、TCPE、TPB、TPI、TPV中的任意一种。
进一步地，所述植物纤维选自稻壳纤维、蔗渣纤维、亚麻纤维、剑麻纤维、玉米秸秆纤维、苎麻纤维、椰壳纤维、棉纤维、竹纤维中的任意一种。
进一步地，所述空心炭化纤维是由植物纤维包覆二氧化钛和二氧化硅后，加热炭化得到。
进一步地，所述空心炭化纤维表面分布有孔隙；所述孔隙包括纳米孔隙和微米孔隙；所述纳米孔隙孔径分布范围为10-20 nm，所述微米孔隙的孔径分布范围为200-300 μm。
上述技术方案通过在空心炭化纤维表面引入不同孔径的孔隙，其中，既包括纳米级别的孔隙，也包括微米级别的孔隙，纳米级别的孔隙可以保持热封层良好的透气性能，保持接触皮肤时热风层的干爽，另外，微米级别的孔隙则有利于水分快速渗透到空闲炭化纤维内部，并在后续挤压力作用下，通过微米级别的孔隙向卫生巾吸水层中的吸水树脂中转移，从而实现了水分在热风层中的快速转移。
本发明的另一目的在于提供一种卫生巾用热风布的制备方法。
本发明上述目的通过以下技术方案实现：
一种上述卫生巾用热风布的制备方法，具体制备步骤包括：
将植物纤维、钛酸四丁酯、无水乙醇和脂肪酸混合后，加热搅拌反应，再经过滤，干燥后，于惰性气体保护状态下，加热炭化，冷却，出料，得空心炭化纤维；
将实心弹性纤维和空心炭化纤维按质量比为1：3-1：10混合后，开松，梳理，再经热风定型后，冷却收卷，即得卫生巾用热风布。
上述技术方案通过利用钛酸四丁酯为吸水催化剂，在加热搅拌反应过程中，无水乙醇和脂肪酸发生脱水缩合，一旦有水分子产生，即可与钛酸四丁酯分子接触而发生水解反应，又由于无水乙醇和脂肪酸的脱水缩合为缓慢的可逆反应，从而使得钛酸四丁酯的水解反应均匀、缓慢产生水解产物二氧化钛，一旦有二氧化钛晶核形成，即可被植物纤维表面吸附固定，最终在植物纤维表面形成均匀粒径的纳米二氧化钛的包覆层，保障了空心炭化纤维表面的平整度，从而提升了热风层对皮肤的舒适感。
进一步地，所述空心炭化纤维的制备步骤还包括：
将植物纤维、钛酸四丁酯、正硅酸乙酯、粒径分布范围为10-20 nm的氧化铝、粒径分布范围为200-300 μm的氧化铝，无水乙醇和脂肪酸混合后，加热搅拌反应，再经过滤，干燥后，于惰性气体保护状态下，加热炭化，冷却，出料，酸洗，干燥，得空心炭化纤维。
上述技术方案进一步引入正硅酸乙酯作吸水催化剂，利用无水乙醇和脂肪酸发生脱水缩合产生的水分子在植物纤维表面与二氧化钛共同构筑纳米二氧化钛和二氧化硅包覆层。
进一步地，所述加热炭化为：于温度为1500℃以上，加热炭化6-8 h。
具体实施方式
以下结合具体实施例来进一步说明本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
除非特别说明，以下实施例所用试剂和材料均为市购。
实施例1
一种卫生巾用热风布，包括实心弹性纤维和空心炭化纤维；所述实心弹性纤维和空心炭化纤维的质量比为1：3；其中，
所述实心弹性纤维包括吸水树脂和热塑性弹性体；所述吸水树脂和热塑性弹性体的质量比为1：1；
所述空心炭化纤维是由植物纤维包覆二氧化钛后，加热炭化得到；
所述空心炭化纤维表面分布有孔隙；所述孔隙包括纳米孔隙和微米孔隙；所述纳米孔隙孔径分布范围为10-15 nm，所述微米孔隙的孔径分布范围为200-250 μm。
上述卫生巾用热风布通过如下方法制备：
按重量份数计，依次取30份植物纤维，8份钛酸四丁酯，3份正硅酸乙酯，2份粒径分布范围为10-15 nm的氧化铝、2份粒径分布范围为200-250 μm的氧化铝，80份无水乙醇和8份脂肪酸混合倒入反应釜中，于温度为75℃，搅拌转速为400 r/min条件下，加热搅拌反应8h后，过滤，收集滤饼，并用去离子水洗涤滤饼3次，再将洗涤后的滤饼转入烘箱中，于温度为100℃条件下干燥至恒重，得干燥滤饼，再将所得干燥滤饼转入炭化炉中，以300 mL/min速率向炭化炉内通入氩气，于氩气保护状态下，以5℃/min速率加热升温至1500℃，保温炭化6h后，随炉冷却至室温，出料，得炭化料，再将炭化料浸泡于质量分数为3%的盐酸中，于超声频率为50 kHz条件下，超声酸洗30 min后，出料，再用去离子水洗涤3次，随后于温度为80℃条件下，干燥至恒重，出料，得空心炭化纤维；
按质量比为1：1将吸水树脂和热塑性弹性体混合后，在螺杆挤出机中熔融后挤出，再经加热熔融纺制成丝，得实心弹性体纤维；
将实心弹性纤维和空心炭化纤维按质量比为1：3混合后，开松，再经梳理机梳理后，以网的形式平铺于热风粘结机的传送网带上，传送至热风粘结机的烘房内部，于温度为170℃条件下，经热风定型后，冷却收卷，即得卫生巾用热风布；
所述吸水树脂选自阴离子聚丙烯酰胺；
所述热塑性弹性体选自TPAE；
所述植物纤维选自稻壳纤维。
实施例2
一种卫生巾用热风布，包括实心弹性纤维和空心炭化纤维；所述实心弹性纤维和空心炭化纤维的质量比为1：8；其中，
所述实心弹性纤维包括吸水树脂和热塑性弹性体；所述吸水树脂和热塑性弹性体的质量比为2：1；
所述空心炭化纤维是由植物纤维包覆二氧化钛后，加热炭化得到；
所述空心炭化纤维表面分布有孔隙；所述孔隙包括纳米孔隙和微米孔隙；所述纳米孔隙孔径分布范围为15-20 nm，所述微米孔隙的孔径分布范围为250-300 μm。
上述卫生巾用热风布通过如下方法制备：
按重量份数计，依次取40份植物纤维，9份钛酸四丁酯，4份正硅酸乙酯，3份粒径分布范围为15-20 nm的氧化铝、3份粒径分布范围为250-300 μm的氧化铝，120份无水乙醇和9份脂肪酸混合倒入反应釜中，于温度为80℃，搅拌转速为600 r/min条件下，加热搅拌反应10 h后，过滤，收集滤饼，并用去离子水洗涤滤饼4次，再将洗涤后的滤饼转入烘箱中，于温度为105℃条件下干燥至恒重，得干燥滤饼，再将所得干燥滤饼转入炭化炉中，以400 mL/min速率向炭化炉内通入氩气，于氩气保护状态下，以8℃/min速率加热升温至1550℃，保温炭化7 h后，随炉冷却至室温，出料，得炭化料，再将炭化料浸泡于质量分数为4%的盐酸中，于超声频率为60 kHz条件下，超声酸洗40 min后，出料，再用去离子水洗涤4次，随后于温度为90℃条件下，干燥至恒重，出料，得空心炭化纤维；
按质量比为2：1将吸水树脂和热塑性弹性体混合后，在螺杆挤出机中熔融后挤出，再经加热熔融纺制成丝，得实心弹性体纤维；
将实心弹性纤维和空心炭化纤维按质量比为1：8混合后，开松，再经梳理机梳理后，以网的形式平铺于热风粘结机的传送网带上，传送至热风粘结机的烘房内部，于温度为180℃条件下，经热风定型后，冷却收卷，即得卫生巾用热风布；
所述吸水树脂选自阴离子琼脂；
所述热塑性弹性体选自TPU；
所述植物纤维选自蔗渣纤维。
实施例3
一种卫生巾用热风布，包括实心弹性纤维和空心炭化纤维；所述实心弹性纤维和空心炭化纤维的质量比为1：10；其中，
所述实心弹性纤维包括吸水树脂和热塑性弹性体；所述吸水树脂和热塑性弹性体的质量比为3：1；
所述空心炭化纤维是由植物纤维包覆二氧化钛后，加热炭化得到；
所述空心炭化纤维表面分布有孔隙；所述孔隙包括纳米孔隙和微米孔隙；所述纳米孔隙孔径分布范围为10-15 nm，所述微米孔隙的孔径分布范围为200-250 μm。
上述卫生巾用热风布通过如下方法制备：
按重量份数计，依次取50份植物纤维，10份钛酸四丁酯，5份正硅酸乙酯，4份粒径分布范围为10-20 nm的氧化铝、4份粒径分布范围为200-300 μm的氧化铝，150份无水乙醇和10份脂肪酸混合倒入反应釜中，于温度为90℃，搅拌转速为800 r/min条件下，加热搅拌反应12 h后，过滤，收集滤饼，并用去离子水洗涤滤饼5次，再将洗涤后的滤饼转入烘箱中，于温度为110℃条件下干燥至恒重，得干燥滤饼，再将所得干燥滤饼转入炭化炉中，以500mL/min速率向炭化炉内通入氩气，于氩气保护状态下，以10℃/min速率加热升温至1600℃，保温炭化8 h后，随炉冷却至室温，出料，得炭化料，再将炭化料浸泡于质量分数为5%的盐酸中，于超声频率为80 kHz条件下，超声酸洗50 min后，出料，再用去离子水洗涤5次，随后于温度为100℃条件下，干燥至恒重，出料，得空心炭化纤维；
按质量比为3：1将吸水树脂和热塑性弹性体混合后，在螺杆挤出机中熔融后挤出，再经加热熔融纺制成丝，得实心弹性体纤维；
将实心弹性纤维和空心炭化纤维按质量比为1：10混合后，开松，再经梳理机梳理后，以网的形式平铺于热风粘结机的传送网带上，传送至热风粘结机的烘房内部，于温度为210℃条件下，经热风定型后，冷却收卷，即得卫生巾用热风布；
所述吸水树脂选自海藻酸钠；
所述热塑性弹性体选自TPB；
所述植物纤维选自亚麻纤维。
实施例4
一种卫生巾用热风布，包括实心弹性纤维和空心炭化纤维；所述实心弹性纤维和空心炭化纤维的质量比为1：3；其中，
所述实心弹性纤维包括吸水树脂和热塑性弹性体；所述吸水树脂和热塑性弹性体的质量比为1：1；
所述空心炭化纤维是由植物纤维包覆二氧化钛后，加热炭化得到；
所述空心炭化纤维表面分布有孔隙；所述孔隙包括纳米孔隙和微米孔隙；所述纳米孔隙孔径分布范围为10-15 nm，所述微米孔隙的孔径分布范围为200-250 μm。
上述卫生巾用热风布通过如下方法制备：
按重量份数计，依次取30份植物纤维，2份粒径分布范围为1-150 nm的二氧化钛粉体，3份纳米二氧化硅，2份粒径分布范围为10-15 nm的氧化铝、2份粒径分布范围为200-250μm的氧化铝，80份无水乙醇混合倒入反应釜中，于温度为75℃，搅拌转速为400 r/min条件下，加热搅拌反应8 h后，过滤，收集滤饼，并用去离子水洗涤滤饼3次，再将洗涤后的滤饼转入烘箱中，于温度为100℃条件下干燥至恒重，得干燥滤饼，再将所得干燥滤饼转入炭化炉中，以300 mL/min速率向炭化炉内通入氩气，于氩气保护状态下，以5℃/min速率加热升温至1500℃，保温炭化6 h后，随炉冷却至室温，出料，得炭化料，再将炭化料浸泡于质量分数为3%的盐酸中，于超声频率为50 kHz条件下，超声酸洗30 min后，出料，再用去离子水洗涤3次，随后于温度为80℃条件下，干燥至恒重，出料，得空心炭化纤维；
按质量比为1：1将吸水树脂和热塑性弹性体混合后，在螺杆挤出机中熔融后挤出，再经加热熔融纺制成丝，得实心弹性体纤维；
将实心弹性纤维和空心炭化纤维按质量比为1：3混合后，开松，再经梳理机梳理后，以网的形式平铺于热风粘结机的传送网带上，传送至热风粘结机的烘房内部，于温度为170℃条件下，经热风定型后，冷却收卷，即得卫生巾用热风布；
所述吸水树脂选自阴离子聚丙烯酰胺；
所述热塑性弹性体选自TPAE；
所述植物纤维选自稻壳纤维。
实施例5
一种卫生巾用热风布，包括实心弹性纤维和空心炭化纤维；所述实心弹性纤维和空心炭化纤维的质量比为1：3；其中，
所述实心弹性纤维包括吸水树脂和热塑性弹性体；所述吸水树脂和热塑性弹性体的质量比为1：1；
所述空心炭化纤维是由植物纤维包覆二氧化钛后，加热炭化得到。
上述卫生巾用热风布通过如下方法制备：
按重量份数计，依次取30份植物纤维，8份钛酸四丁酯，3份正硅酸乙酯，80份无水乙醇和8份脂肪酸混合倒入反应釜中，于温度为75℃，搅拌转速为400 r/min条件下，加热搅拌反应8 h后，过滤，收集滤饼，并用去离子水洗涤滤饼3次，再将洗涤后的滤饼转入烘箱中，于温度为100℃条件下干燥至恒重，得干燥滤饼，再将所得干燥滤饼转入炭化炉中，以300mL/min速率向炭化炉内通入氩气，于氩气保护状态下，以5℃/min速率加热升温至1500℃，保温炭化6 h后，随炉冷却至室温，出料，得炭化料，再将炭化料浸泡于质量分数为3%的盐酸中，于超声频率为50 kHz条件下，超声酸洗30 min后，出料，再用去离子水洗涤3次，随后于温度为80℃条件下，干燥至恒重，出料，得空心炭化纤维；
按质量比为1：1将吸水树脂和热塑性弹性体混合后，在螺杆挤出机中熔融后挤出，再经加热熔融纺制成丝，得实心弹性体纤维；
将实心弹性纤维和空心炭化纤维按质量比为1：3混合后，开松，再经梳理机梳理后，以网的形式平铺于热风粘结机的传送网带上，传送至热风粘结机的烘房内部，于温度为170℃条件下，经热风定型后，冷却收卷，即得卫生巾用热风布；
所述吸水树脂选自阴离子聚丙烯酰胺；
所述热塑性弹性体选自TPAE；
所述植物纤维选自稻壳纤维。
对比例1
本对比例相比于实施例1而言，区别在于：未加入实心弹性体纤维，其余条件保持不变。
对比例2
本对比例相比于实施例1而言，区别在于：采用等质量的碳纤维取代空心炭化纤维，其余条件保持不变。
对比例3
本对比例相比于实施例1而言，区别在于：未加入吸水树脂，其余条件保持不变。
对实施例1-5及对比例1-3所得产品进行性能测试，具体测试方法和测试结果如下所述：
将上述个实施例和对比例产品组装成卫生巾产品，选取年龄为25-45周岁的女性试验者，试验者先适应周围环境20 min，并且将手臂放置于心脏水平位置，5 s后，使用TEWL试验仪（德国C&K公司）进行基准TEWL（未使用产品时透皮失水率）测试；
再将组装形成的卫生巾产品铺于试验者手臂皮肤表面，根据下面的顺序分六次注射（0.9%氯化钠）溶液到每片卫生巾的中心位置：产品包好在前臂上，马上向卫生巾中注入1.5 mL，1h后，再次注入1.5 mL，2 h后，再次注入3 mL，3 h后，再次注入3 mL，4 h后，再次注入1.5 mL，5 h后，再次注入1.5 mL；
在6 h时，将产品移走，5 s后，立即用TEWL试验仪测量此时的透皮失水率；根据以下公式计算得到皮肤湿气累积量=6 h时透皮失水率-基准透皮失水率；具体测试结果见表1；
表1：产品性能测试结果
皮肤湿气累积量/（g/m<sup>2</sup>/h）
实施例1 36.5
实施例2 35.8
实施例3 32.4
实施例4 39.9
实施例5 40.2
对比例1 70.1
对比例2 72.6
对比例3 66.8
较低的皮肤湿气累积量，代表着在实验过程中，水分可以快速的散失，不会在皮肤表面积蓄，由表1测试结果可知，本发明实施例获得了相对更为优异的干爽透气性能，可以保持使用者的舒适度；而对比例1由于未加入实心弹性体纤维，舒适度下降，同时因无法发挥对空心炭化纤维内部水分的挤压作用，导致水分积聚，影响透湿性能；而对比例2由于未加入空心炭化纤维，水分的扩散阻力增大；对比例3由于未加入吸水树脂，不仅弹性体的挤压作用消失，同时吸水树脂的水分传导作用也确实，导致透湿性能下降最为明显。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种卫生巾用热风布，其特征在于，包括实心弹性纤维和空心炭化纤维；所述实心弹性纤维和空心炭化纤维的质量比为1：3-1：10；其中，
所述实心弹性纤维包括吸水树脂和热塑性弹性体；所述吸水树脂和热塑性弹性体的质量比为1：1-3：1；
所述空心炭化纤维是由植物纤维包覆二氧化钛后，加热炭化得到；
所述空心炭化纤维表面分布有孔隙；所述孔隙包括纳米孔隙和微米孔隙；所述纳米孔隙孔径分布范围为10-20 nm，所述微米孔隙的孔径分布范围为200-300 μm。
2.根据权利要求1所述的一种卫生巾用热风布，其特征在于，所述吸水树脂选自阴离子聚丙烯酰胺、琼脂、明胶、海藻酸钠、透明质酸中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种卫生巾用热风布，其特征在于，所述热塑性弹性体选自TPAE、TPEE、TPU、TPVC、TCPE、TPB、TPI、TPV中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的一种卫生巾用热风布，其特征在于，所述植物纤维选自稻壳纤维、蔗渣纤维、亚麻纤维、剑麻纤维、玉米秸秆纤维、苎麻纤维、椰壳纤维、棉纤维、竹纤维中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的一种卫生巾用热风布，其特征在于，所述空心炭化纤维是由植物纤维包覆二氧化钛和二氧化硅后，加热炭化得到。
6.一种根据权利要求1-5任一项所述卫生巾用热风布的制备方法，其特征在于，具体制备步骤包括：
将植物纤维、钛酸四丁酯、无水乙醇和脂肪酸混合后，加热搅拌反应，再经过滤，干燥后，于惰性气体保护状态下，加热炭化，冷却，出料，得空心炭化纤维；
将实心弹性纤维和空心炭化纤维按质量比为1：3-1：10混合后，开松，梳理，再经热风定型后，冷却收卷，即得卫生巾用热风布。
7.根据权利要求6所述的一种卫生巾用热风布的制备方法，其特征在于，所述空心炭化纤维的制备步骤还包括：
将植物纤维、钛酸四丁酯、正硅酸乙酯、粒径分布范围为10-20 nm的氧化铝、粒径分布范围为200-300 μm的氧化铝，无水乙醇和脂肪酸混合后，加热搅拌反应，再经过滤，干燥后，于惰性气体保护状态下，加热炭化，冷却，出料，酸洗，干燥，得空心炭化纤维。
8.根据权利要求7所述的一种卫生巾用热风布的制备方法，其特征在于，所述加热炭化为：于温度为1500℃以上，加热炭化6-8 h。
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