專利名稱：一種可完全降解無紡材料及其在成人失禁護理墊中的應用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及成人失禁護理墊用表層材料及其應用，特別涉及一種強力好、不易掉 纖維、滲透導濕快、具有良好縱向?qū)Я餍郧铱赏耆到獾臒o紡材料及其在成人失禁護理墊 中的應用。
背景技術(shù)：
隨全球工業(yè)化進程的加快，排放垃圾日益增多，已經(jīng)嚴重影響了人類賴以生存的 環(huán)境，其中“白色”垃圾以量大、占填埋場地多、難降解而成為最大污染源之一，這當中白色 衛(wèi)生材料如護理墊、紙尿褲等成為新型的、最大的白色污染源之一。據(jù)統(tǒng)計，英國每年丟棄 的護理墊和紙尿褲多達50億個，90%的產(chǎn)品用后都進入了垃圾填埋場，美國平均每分鐘有 超過2億個用過的護理墊被丟棄，每年廢棄護理墊、紙尿褲等垃圾物就多達300萬噸。與此 同時，可供選擇的垃圾填埋場越來越少，處理成本越來越大。在我國，有調(diào)查統(tǒng)計數(shù)字表明， 中國65歲及以上人口為1. 19億，占全國總?cè)丝诘?. 87%，居全球之首，按照每人每天使用2 片護理墊計算，年均消耗2. 38億片，無疑老齡化人口的不斷增加是推動失禁用品大量消耗 的最直接原因。因此改變現(xiàn)有衛(wèi)生材料的材質(zhì)，使之在丟棄掩埋后，經(jīng)過一定時間全部或部 分產(chǎn)生降解，從而減少其對垃圾填埋場占有的體積，降低對環(huán)境的污染具有非常重要的意 義。
現(xiàn)有護理墊結(jié)構(gòu)主要由三層組成，由頂層到底層的順序排列是表層、中間吸收芯 層和背層。表層所用材料通常是雙組分合成纖維熱風無紡布、聚丙烯熱軋布或紡粘無紡布； 中間吸收芯層由絨毛漿加超吸收樹脂組成；背層主要是PP透氣薄膜。由此可見，表層和背 層材料均為以石油為原料的材料，埋在地下100年也不會發(fā)生降解。
根據(jù)現(xiàn)有的文獻，用聚乳酸纖維制作的可降解衛(wèi)生材料主要有專利CN201010163359. 2公開一種全降解聚乳酸纖維SMS復合非織造布，由三層無紡布 通過自粘合或熱軋復合而成，中間層為聚乳酸熔噴無紡布，上層和下層均為聚乳酸紡粘無 紡布。可用于衛(wèi)生材料和包裝材料領(lǐng)域及工業(yè)過濾領(lǐng)域。
專利CN200910035089. 4公開一種全降解聚乳酸纖維水刺布，采用細度為O.6dtex 1. 2dtex、長度為25mm 72mm的聚乳酸纖維通過交叉成網(wǎng)、水刺纏結(jié)及烘干而 成，其厚度為O. 2mm 1. 2mm，可用于制作嬰兒護理用品與女性護理用品的表層材料。
專利CN200810004422. O公開了一種玉米聚乳酸纖維衛(wèi)生巾，用聚乳酸纖維制品 與水刺非織造布，適用于女性。
綜觀現(xiàn)有文獻資料情況，所研制的聚乳酸纖維衛(wèi)生材料采用長絲型紡粘無紡布或 短纖水刺法無紡布制成，由于所用原料和生產(chǎn)方法的不同，導致面對的消費群體和最終應 用領(lǐng)域也不相同。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種強力好、不易掉纖維、滲透導濕快、具有良好縱向?qū)Я餍郧铱赏耆到獾臒o紡材料。
為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種可完全降解無紡材料，其組成及 質(zhì)量百分比為聚乳酸雙組分纖維50-60%，聚乳酸纖維40-50%，上述二種纖維的質(zhì)量百分 比總和為100% ;上述纖維通過混合、開松、喂棉、梳理和直接成網(wǎng)工序后，再通過無紡布熱 風穿透和熱軋加固的方法制成可完全降解無紡材料。
本發(fā)明使用的聚乳酸雙組分纖維屬于皮芯型結(jié)構(gòu)，皮芯層組成成分均為PLA，其中 皮層在整根纖維中所占有比例為30%，芯層在整根纖維中所占有比例為70%，皮層中PLA組 分的熔點為90°C，芯層中PLA組分的熔點為140°C。在生產(chǎn)過程中，通過合理溫度的控制， 使皮層中PLA組分產(chǎn)生軟化和熔融，進而與周圍的PLA纖維產(chǎn)生粘結(jié)，而此時的溫度并未達 到芯層PLA組分的熔點，因此芯層PLA沒有發(fā)生任何變化，起到了骨架和支撐作用，賦予聚 乳酸纖維網(wǎng)以很好的強力。
聚乳酸纖維是一種新型的生態(tài)環(huán)保型纖維，它以玉米淀粉為原料，經(jīng)過發(fā)酵、縮 合、聚合等一系列反應制成，廢棄后的聚乳酸制品在土壤或海水中經(jīng)微生物作用可降解為 二氧化碳和水，隨后在植物光合作用下，它們又會成為淀粉的起始原料，是一種很好的可完 全生物降解的纖維。聚乳酸纖維透濕性、水擴散性優(yōu)異，由于含有乳酸而表面呈弱酸性，有 較好的抑菌性和消除異味功能，是制作衛(wèi)生用品的理想材料，但聚乳酸纖維的吸濕性較差， 僅為O. 4-0. 6%之間，同時聚乳酸纖維的耐熱性較差，制備100%聚乳酸熱軋或熱風粘合無紡 布很難成形，會出現(xiàn)布面發(fā)脆、強力低下的問題，因而如果采用100%聚乳酸纖維制作表層 而對無紡布結(jié)構(gòu)以及生產(chǎn)工藝不加以調(diào)整，以制成的無紡布做衛(wèi)生材料表層時，會出現(xiàn)強 力不高現(xiàn)象，由于纖維粘合牢度不夠，導致老人在使用時表層無紡布中的纖維容易脫落；此 外，當液體流量大時易出現(xiàn)液體不能快速被吸收，在表層產(chǎn)生堆積，易出現(xiàn)側(cè)漏的危險，所 以必須對采用100%聚乳酸纖維無紡布的結(jié)構(gòu)及其制作工藝作改進。
作為本發(fā)明的進一步技術(shù)方案，所述熱風穿透和熱軋加固方法的具體過程如下 首先，纖網(wǎng)經(jīng)過烘箱進行第一道熱風加固，溫度控制為100-120°C之間；然后，經(jīng)過帶有軋 點的熱軋輥進行第二道熱軋加固，軋輥溫度控制在120-150°C之間，加工線速度為75-85米 /分。
作為本發(fā)明的進一步技術(shù)方案，所述的熱軋輥表面軋點為沿機器方向排列的長方 形小塊，通過控制軋點的大小和數(shù)量，使軋點形成的粘合面積長寬=2:1，纖網(wǎng)中無軋點面 積有軋點面積=10:1。
作為本發(fā)明的進一步技術(shù)方案，通過合理調(diào)整梳理工序得到縱橫向強力比為 9-11:1的無紡材料，其中控制錫林速度為880-1050米/分，工作輥速度為55-75米/分， 剝?nèi)≥佀俣葹?80-210米/分，上凝聚輥速度850-950米/分，下凝聚輥速度870-990米/ 分，上道夫速度為58-73米/分，下道夫速度為60-75米/分，生產(chǎn)線速度為75-85米/分。
作為本發(fā)明的進一步技術(shù)方案，所述聚乳酸雙組分纖維的長度為38mm，細度為1.5-2. 2dtex ;聚乳酸纖維長度為51_65mm,細度為3. 3-7. 7dtex。
作為本發(fā)明的進一步技術(shù)方案，制成品可完全降解無紡材料的重量為10-25克/ 平米，厚度為O. 05-0. 2mm之間。
本發(fā)明的另一目的是將上述可完全降解無紡材料應用在成人失禁護理墊中，其特 征在于，將可完全降解無紡材料切成寬度為60厘米的布卷，作為表層，與作為中間層的木絨漿芯層和作為底層的聚乳酸透氣薄膜進行三層復合，制成成人失禁護理墊。
本發(fā)明的優(yōu)點在于1、采用兩道熱熔加固，第一道首先經(jīng)過烘箱進行熱風加固，溫度控制為100-120°c之 間，由于溫度較低，并沒有破壞聚乳酸纖維的柔軟性，此時，纖網(wǎng)中大部分聚乳酸雙組分纖 維的皮層產(chǎn)生熔融，進而將四周的纖維粘合在一起，第一道加固賦予纖網(wǎng)蓬松的結(jié)構(gòu)和 一定的可使用強力。然后經(jīng)過帶有軋點的熱軋輥進行第二道熱軋加固，軋輥溫度控制在 120-140°C之間，此時，纖網(wǎng)中的部分聚乳酸纖維和在第一道加固中未產(chǎn)生完全熔融的聚乳 酸雙組分纖維的皮層，在軋點處產(chǎn)生熔融而緊密接合在一起，賦予纖網(wǎng)牢固的可使用強力， 由于僅在局部區(qū)域產(chǎn)生較強的粘合，其他部分纖網(wǎng)仍然保持蓬松特性，避免了聚乳酸纖維 在高溫作用下產(chǎn)生脆斷的可能性，另一方面，也可以進行高速生產(chǎn)，從而使薄型100%聚乳 酸纖維熱軋/熱風無紡布的快速工業(yè)化生產(chǎn)成為可能。通過控制軋點的大小和數(shù)量，使軋 點形成的粘合面積長寬=2:1，纖網(wǎng)中無軋點面積有軋點面積=10:1，這樣纖網(wǎng)中有超過 90%的面積由聚乳酸雙組分纖維連接，呈厚實蓬松態(tài)，可容納更多的體液，同時依靠聚乳酸 纖維自身良好的導濕性，將液體快速導入下層吸收層(即護理墊的中間層)，另一方面，蓬松 的結(jié)構(gòu)也不易使液體產(chǎn)生回滲，而剩下的10%面積由軋點連接，通過軋點的熔接進一步固 定聚乳酸纖維，使其不易脫落，提供了更好的強力。
2、軋輥軋點形狀為長方形小塊，沿機器方向排列，由此在布面上產(chǎn)生沿縱向排列 的軋點，有助于液體快速的沿衛(wèi)生材料的縱向分散和導流。
3、在加工過程中，通過合理調(diào)整梳理工藝得到縱橫向強力比為9-11:1的無紡布 材料，即纖網(wǎng)中大部分纖維趨向于沿縱向排列，與縱軸之間的夾角小于45°，由于衛(wèi)生巾、 尿不濕和護墊類的衛(wèi)生材料基本上是長度大于寬度，通常液體聚集于小部分區(qū)域而難于向 長度方向，導致長度方向的大部分區(qū)域浪費掉，且聚集于小部分區(qū)域的液體容易產(chǎn)生側(cè)漏， 通過工藝的合理設計，使大部分纖維沿縱向排列，有助于幫助液體沿縱向擴散和導流，同時 借助于縱向排列的軋點更便于液體向縱向擴散。
利用可完全降解無紡材料為表層制成成人失禁護理墊時，通過沿縱向排列的纖維 和縱向軋點，使液體落到表層上后，液體快速沿縱向分散、貯存和導流，并借助于自身良好 的導濕性快速滲透到中間層中。
4、采用聚乳酸雙組分纖維和聚乳酸纖維長度為主體材料，利用細度較小的聚乳酸 雙組分纖維的低熔點皮層作為粘合介質(zhì)，賦予纖網(wǎng)蓬松、厚實的結(jié)構(gòu)和細膩手感，為人體提 供足夠的舒適感，防止側(cè)漏和回滲；同時由于纖網(wǎng)縱橫向強力比為9-11:1的特殊結(jié)構(gòu)設 計，利用粗而長的聚乳酸纖維提供牢固的可加工和使用的強力，以免過低的橫向強力產(chǎn)生 不良影響。
總之，本發(fā)明的可完全降解無紡材料，由于獨特熱熔復合加固方式的選用、特殊的 長方形軋點形狀、較大的縱橫向強力比值以及主體聚乳酸雙組分纖維和聚乳酸纖維的選 用，賦予無紡材料以快速滲透、導濕和導流、纖維不易脫落、防止側(cè)漏并不會產(chǎn)生回滲，且丟 棄后可完全降解，用其制備的降解型成人失禁護理墊，將具有非常好的推廣和使用前景。
具體實施方式
本發(fā)明可完全降解無紡材料的工藝流程為聚乳酸雙組分纖維和聚乳酸纖維混合—開松一喂棉一梳理一直接成網(wǎng)一第一道熱風加固一第二道熱軋加固一冷卻一收卷一切 成寬度60厘米布卷一成品。
成人失禁護理墊的工藝流程為底層衛(wèi)生紙一木漿+SAP —上層衛(wèi)生紙一聚乳酸 透氣膜一降解無紡布一復合一切割一護理墊成品。
實施例1選用聚乳酸雙組分纖維長度為38mm，細度為1. 5dtex,聚乳酸纖維長度51mm，細度為 3.3dtex，二者混合比例為60:40。將兩種纖維經(jīng)過混合開松、喂棉、梳理、直接成網(wǎng)、第一 道熱風加固、第二道熱軋加固、冷卻、收卷和切邊后而制成，主要工藝參數(shù)為錫林速度為 1045米/分，工作輥速度為74. 5米/分，剝?nèi)≥佀俣葹?09. 5米/分，上凝聚輥速度945米 /分，下凝聚輥速度987米/分，上道夫速度為22. 9米/分，下道夫速度為24. 5米/分，第 一道熱風加固烘箱溫度為105°C，第二道熱軋軋輥溫度為140°C，生產(chǎn)速度為39米/分。最 終制成重量12克/平米，厚度為O. 1340mm。將制成的無紡材料切成寬度為60厘米的布卷， 與中間的木絨漿芯層和底層含聚乳酸透氣膜三層復合，制成降解型成人失禁護理墊。
實施例2選用聚乳酸雙組分纖維長度為38mm，細度為2. 2dtex,聚乳酸纖維長度51mm，細度為3.3dtex，二者混合比例為55:45。將兩種纖維經(jīng)過混合開松、喂棉、梳理、直接成網(wǎng)、第一道 熱風加固、第二道熱軋加固、冷卻、收卷和切邊后而制成，主要工藝參數(shù)為錫林速度為910 米/分，工作輥速度為59. 3米/分，剝?nèi)≥佀俣葹?85. 9米/分，上凝聚輥速度877米/分， 下凝聚輥速度885米/分，上道夫速度為19.1米/分，下道夫速度為20. 8米/分，第一道 熱風加固烘箱溫度為120°C，第二道熱軋軋輥溫度為135°C，生產(chǎn)速度為30米/分。最終制 成重量15克/平米，厚度為O. 1705 mm。將制成的無紡材料切成寬度為60厘米的布卷，與 中間的木絨漿芯層和底層含聚乳酸透氣膜三層復合，制成降解型成人失禁護理墊。
實施例3選用聚乳酸雙組分纖維長度為38mm，細度為2. 2dtex,聚乳酸纖維長度55mm，細度為4.4dtex，二者混合比例為60:40。將兩種纖維經(jīng)過混合開松、喂棉、梳理、直接成網(wǎng)、第一道 熱風加固、第二道熱軋加固、冷卻、收卷和切邊后而制成，主要工藝參數(shù)為錫林速度為995 米/分，工作輥速度為71. 9米/分，剝?nèi)≥佀俣葹?95. 8米/分，上凝聚輥速度927米/分， 下凝聚輥速度958米/分，上道夫速度為21. 2米/分，下道夫速度為22. 9米/分，第一道 熱風加固烘箱溫度為110°C，第二道熱軋軋輥溫度為140°C，生產(chǎn)速度為35米/分。最終制 成重量20克/平米，厚度為O. 1980 mm。將制成的無紡材料切成寬度為60厘米的布卷，與 中間的木絨漿芯層和底層含聚乳酸透氣膜三層復合，制成降解型成人失禁護理墊。
1、對可完全降解無紡材料和制備的護理墊性能進行測試無紡材料檢測項目降解性、強力、透濕性、透氣性。
護理墊檢測項目吸液率、持液率和返滲量。
具體測試方法如下降解性根據(jù)標準IS014855:1999的方法和條件進行測試。
強力測試采用￥6 )026!1型電子織物強力機，按照標準68八3923. 1-1997進行測試，測試布樣規(guī)格為50mm*350mm。
透濕性測試采用Lck一 131透濕量測定儀，按照標準GB/T 12704. 2-2009測試。測試布樣直徑為70mm。
透氣性測試采用YG461E型織物透氣性試驗儀，按照標準GB / T5453-1997測試。 調(diào)整測試壓差為60Pa，選用噴嘴直徑5mm。
吸液率、持液率和返滲量測試試樣尺寸100cmX 100cm,以累計試樣重量不小于 Ig為一個試樣，稱重精確至O. Olg為原始質(zhì)量。將試樣浸潰在9%的生理鹽水中，60s后取出試樣，垂直懸掛，滴水120s后稱重，作為吸水后的試樣質(zhì)量，其中吸液率(％)=(試樣吸水后質(zhì)量-原始質(zhì)量)/原始質(zhì)量*100，作5次取平均值，結(jié)果保留一位小數(shù)；將上述滴水后的試樣放在濾紙上，用重錘加壓60s，后稱其重量為m，最終持液率和返滲量的計算方法為持液率(％)= (m-原始質(zhì)量)/原始質(zhì)量*100 返滲量(％)=吸液率-持液率2、檢測結(jié)果見表I
權(quán)利要求
1.一種可完全降解無紡材料，其組成及質(zhì)量百分比為聚乳酸雙組分纖維50-60%，聚乳酸纖維40-50%，上述二種纖維的質(zhì)量百分比總和為100%;上述纖維通過混合、開松、喂棉、梳理和直接成網(wǎng)工序后，再通過無紡布熱風穿透和熱軋加固的方法制成可完全降解無紡材料。
2.如權(quán)利要求1所述的可完全降解無紡材料，其特征在于，所述熱風穿透和熱軋加固方法的具體過程如下首先，纖網(wǎng)經(jīng)過烘箱進行第一道熱風加固，溫度控制為100-120°C之間；然后，經(jīng)過帶有軋點的熱軋輥進行第二道熱軋加固，軋輥溫度控制在120-150°C之間，加工線速度為75-85米/分。
3.如權(quán)利要求2所述的可完全降解無紡材料，其特征在于，所述的熱軋輥表面軋點為沿機器方向排列的長方形小塊，通過控制軋點的大小和數(shù)量，使軋點形成的粘合面積長寬=2:1,纖網(wǎng)中無軋點面積有軋點面積=10:1。
4.如權(quán)利要求2所述的可完全降解無紡材料，其特征在于，通過合理調(diào)整梳理工序得到縱橫向強力比為9-11:1的無紡材料，其中控制錫林速度為880-1050米/分，工作輥速度為55-75米/分，剝?nèi)≥佀俣葹?80-210米/分，上凝聚輥速度850-950米/分，下凝聚輥速度870-990米/分，上道夫速度為58-73米/分，下道夫速度為60-75米/分，生產(chǎn)線速度為75-85米/分。
5.如權(quán)利要求1所述的可完全降解無紡材料，其特征在于，所述聚乳酸雙組分纖維的長度為38_，細度為1. 5-2. 2dtex ;聚乳酸纖維長度為51_65_，細度為3. 3-7. 7dtex。
6.如權(quán)利要求5所述的可完全降解無紡材料，其特征在于，制成品可完全降解無紡材料的重量為10-25克/平米，厚度為O. 05-0. 2mm之間。
7.權(quán)利要求1-6任一項所述可完全降解無紡材料在成人失禁護理墊中的應用，其特征在于，將可完全降解無紡材料切成寬度為60厘米的布卷，作為表層，與作為中間層的木絨漿芯層和作為底層的聚乳酸透氣薄膜進行三層復合，制成成人失禁護理墊。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可完全降解無紡材料及其應用。目前的聚乳酸纖維衛(wèi)生材料采用長絲型紡粘無紡布或短纖水刺法無紡布制成，導致面對的消費群體和最終應用領(lǐng)域也不相同。本發(fā)明可完全降解無紡材料的組成及質(zhì)量百分比為聚乳酸雙組分纖維50-60%、聚乳酸纖維40-50%，二種纖維總和為100%；對上述纖維通過混合、開松和梳理等工序后，再通過無紡布熱風穿透和熱軋加固的方法制成可完全降解無紡材料。本發(fā)明材料具有強力好、不易掉纖維、滲透導濕快，液體能快速沿材料縱向分布，從而減少積聚和滲漏，防止回滲產(chǎn)生的特點，且丟棄后可完全降解，是制作成人失禁護理墊的理想材料。
文檔編號A61F13/15GK103031667SQ20121057610
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月27日
發(fā)明者錢程, 金利偉, 李洪 申請人:杭州可靠護理用品股份有限公司