一种非织造布、制备方法及其应用

技术领域

本发明属于卫生用品技术领域，具体涉及一种非织造布、制备方法及其应用。

背景技术

纸尿裤主要包括面层、导流层、芯层、防漏底膜。构成纸尿裤的各层结构都有其各自功能，其中面层是直接与人体皮肤接触的一层，对使用者影响较为关键，不仅要触摸柔软、透气，还要具有不吸水的性能，使尿液快速渗透下去，以保持贴肤面的干爽性。目前，纸尿裤面层材料主要包括聚丙烯、聚乙烯、PET等疏水性纤维的非织造布，这主要是由于聚丙烯、聚乙烯、PET等疏水性纤维具有疏水性，能够使尿液快速穿透纸尿裤面层进入导流层。

如专利CN110341243B公开了一种具有高透气性的纸尿裤，由上至下包括透气面层、网格状复合芯层和吸湿外层；所述透气面层由上到下包括亲水程度不同的透水亲肤无纺布，亲水无纺布和卷曲型隔湿无纺布经过热风粘纺成型；所述透水亲肤无纺布包括如下重量份数原料制备而成：聚丙烯100份、二氧化钛0.4-0.8份、聚乙烯0.1-1份、芥酸酰胺0.2-1份、乙烯丙烯共聚物10份。该技术为用PE、PP及乙烯丙烯共聚物为材料制备的疏水性非织造布，以其制作的纸尿裤面层柔软、透气、干爽，但这种尿不湿的亲湿性差，导致尿液渗透面层时间长、尿液易返渗到面层，导致尿不湿干爽性不高，在皮肤接触处形成一个潮湿的环境，使用者长期穿戴不利于皮肤健康。专利CN105963081B公了开一种婴儿纸尿裤及其制备方法，所述婴儿纸尿裤主要由改性聚丙烯超细纤维无纺布膜作为表层亲水无纺布、加厚蓬松型导流层无纺布、吸收层和防渗底层制备得到，通过采用熔指在25-40g/10min的聚丙烯切片，通过断链剂和亲水剂的添加制备改性聚丙烯超细纤维无纺布膜作为婴儿纸尿裤的表层无纺布。这种技术通过添加少量的亲水添加剂缩短面层的尿液渗透时间，但亲水剂随尿液由面层渗透入芯层，尿液依然易返渗到面层。因此寻找一种既亲水，又不吸水，可以使尿液快速渗透下去，而不易返渗、干爽性良好的非织造布来制造尿不湿，对提高用户的舒适感具有重要意义。

PET的大分子链中，存在苯环链和亚甲基链，二者刚柔并济使PET纤维具有良好的机械性能，但由于PET的大分子链中缺乏亲水性基团，其纤维的吸湿性很低，回潮率仅为0.4％左右，又PET工业化生产较早，生产技术水平较高，无论是通过化学、物理改性抑或分子设计的方法都可以将其制备成具备上述性能要求的非织造布。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种非织造布、制备方法及其应用，这种非织造布包括上、中、下三层纤维网，上、下层为相同材质，均由PET纤维、PVA纤维制备，中层由PET纤维、接枝改性PET纤维制备，其中接枝改性剂为甘草酸，经甘草酸接枝改性的PET有较好的吸湿性和抗菌性，三层纤维网复合而成的无纺布的吸湿性呈中间强、两侧弱的变化趋势，使得无纺布亲湿但不吸水，液体能快速渗透，从而保持贴肤面的干爽性；此外采用三层纤维网制备的无纺布，布面更加均匀、手感蓬松、柔软亲肤。

为实现上述目的，采取如下具体的技术方案：

一种非织造布，所述非织造布由上、中、下三层纤维网依次叠合经水刺加固制成，

所述上层纤维网包括如下原料：PET纤维、PVA纤维；

所述下层纤维网包括如下原料：PET纤维、PVA纤维；

所述中层纤维网包括如下原料：PET纤维、接枝改性PET纤维；所述接枝改性PET纤维的接枝改性剂为甘草酸。

进一步地，所述非织造布由上、中、下三层纤维网按质量比为1:1-2:1依次叠合，经水刺加固制成，所述非织造布的克重为20-50g/m2，

所述上层纤维网包括如下原料：100份PET纤维、10-14份PVA纤维；

所述下层纤维网包括如下原料：100份PET纤维、10-14份PVA纤维；

所述中层纤维网包括如下原料：100份PET纤维、55-85份接枝改性PET纤维，所述接枝改性PET纤维的接枝率为3.3-4.5wt％。

所述接枝改性PET纤维通过包括如下步骤的方法制得：

S1将碱液加热升温，加入PET纤维，恒温进行反应，反应结束后过滤，过滤后所得纤维浸于酸液中，再次过滤，用水冲洗后所得的纤维，烘干备用；该步骤的目的是为了使得PET纤维水解后带有羧基，以便与后续步骤中加入的含羟基化合物反应。

S2将催化剂、接枝改性剂溶于水中制成溶液，加入步骤S1所得纤维并浸泡，过滤后置于鼓风干燥箱中，升温并恒温进行反应，反应结束后用水冲洗，并烘干备用。

步骤S1所述碱液选自氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液中的一种或两种及以上的组合，所述碱液的浓度为3-7g/L，所述PET纤维与碱液的重量比为1:4-6，所述加热升温至80-100℃，所述恒温反应时间为10-15min，所述酸液为盐酸，所述酸液的浓度为1-1.2mol/L，所述酸液浸泡时间为1-3min，所述水冲洗次数为1-3次，所述烘干为在真空度为0.05-0.10MPa、温度为40-60℃的条件下进行；

步骤S2所述催化剂选自氨基磺酸、对甲苯磺酸、硫酸氢钾氯化钛、氯化锡、氯化铁中的一种或两种及以上的组合，所述溶液中催化剂的浓度为3-5wt％，所述接枝改性剂在溶液中的浓度为7-10wt％，所述浸泡时间为5-10min，所述升温为升至100-150℃进行恒温，所述反应时间为15-25min，所述冲洗次数为1-3次，所述烘干为在真空度为0.05-0.10MPa、温度为40-60℃的条件下进行。

所述上、下层纤维网原料中纤维的细度为1.50-1.70dtex，长度为37-51mm；所述中层纤维网原料中纤维的细度为1.50-1.70dtex，长度为20-40mm。

本发明还提供了一种非织造布的制备方法，包括如下步骤：

1)分别取上、下层纤维网的原料经加棉、开松、混合、梳理、成网、铺网，分别形成上、下层纤维网；

2)取中层纤维网原料经加棉、开松、混合、梳理、成网、铺网形成中层纤维网；

3)按上、中、下三层纤维网顺序依次在收集网帘上进行逐级叠合，经预湿、压实、水刺、整理、抽湿、烘燥、卷绕，即制得上述非织造布。

步骤1)所述铺网为交叉铺网；

步骤2)所述铺网为交叉铺网；

步骤3)所述所述水刺为双面水刺，水刺头数为5-10只，优选的水刺头数为6只，1号水刺头的水刺压力为30-40bar；2号水刺头的水刺压力为50-60bar；3号水刺头的水刺压力为90-110bar；4号水刺头的水刺压力为100-115bar；5号水刺头的水刺压力为85-110bar；6号水刺头的水刺压力为85-110bar；所述烘燥系统为2级烘燥系统，烘燥温度为85-100℃。

本发明还提供了上述非织造布在纸尿裤、卫生巾中作为面层的用途。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明制备的非织造布包括上、中、下三层复合纤维网，上、下层为相同材质，均由PET纤维、PVA纤维制备，中层由PET纤维、接枝改性PET纤维制备，其中接枝改性剂为甘草酸，经甘草酸接枝改性的PET有较好的吸湿性以及一定的抗菌性，三层纤维网复合而成的无纺布的吸湿性呈中间强、两侧弱的变化趋势，使得无纺布亲湿但不吸水，液体能快速渗透吸水几乎为零，从而保持贴肤面的干爽性。

本发明三层复合纤维网无纺布虽为三层纤维网，但经双面水刺加固，整体结构牢固，不会分层，且双面水刺加固赋予无纺布多孔结构，大大提高了无纺布的透气性。

本发明采用三层复合纤维网制备的无纺布布面均匀、手感蓬松、柔软亲肤，适于作尿不湿、卫生巾的面层。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但并不局限于说明书上的内容。若无特殊说明，本发明实施例中所述“份”均为重量份。所用试剂均为本领域可商购的试剂。

上、下层纤维：

PET纤维购自泰安瑞亿盛维合成材料有限公司，细度为1.50dtex，长度为50mm；

PVA纤维购自泰安瑞亿盛维合成材料有限公司，细度为1.60dtex，长度为38mm；

中层纤维：

PET纤维购自泰安瑞亿盛维合成材料有限公司，细度为1.50dtex，长度为26mm；

接枝改性用PET纤维同样购自泰安瑞亿盛维合成材料有限公司，细度为1.50dtex，长度为26mm。

制备接枝改性PET纤维

制备例1

S1将60份5g/L的氢氧化钠溶液加热升温至90℃，加入10份PET纤维，恒温进行反应15min，反应结束后过滤，过滤后所得纤维浸于1.0mol/L盐酸中3min，再次过滤，用水重复冲洗3次后所得的纤维，在真空度为0.10MPa、温度为60℃的条件下烘干备用；

S2将5份氯化铁、10份甘草酸溶于85份水中制成溶液，加入步骤S1所得纤维并浸泡10min，过滤后置于鼓风干燥箱中，升温至150℃并恒温进行反应15min，反应结束后用水重复冲洗3次，并在真空度为0.10MPa、温度为60℃的条件下烘干备用。

制备例2

其余与制备例1相同，不同之处在于，步骤S2中甘草酸的用量为7份，氯化铁的用量为3份，溶液中水的用量为90份。

对比制备例1

其余与制备例1相同，不同之处在于，用等量的聚乙二醇替代甘草酸。

制备非织造布

实施例1

1)取100份PET纤维、14份PVA纤维，经加棉、开松、混合、梳理、成网、交叉铺网，制成上层纤维网；

取100份PET纤维、14份PVA纤维，经加棉、开松、混合、梳理、成网、交叉铺网，制成下层纤维网；

2)取100份PET纤维、85份制备例1制备的接枝改性PET纤维经加棉、开松、混合、梳理、成网、交叉铺网形成中层纤维网；

3)按上、中、下顺序将步骤1)、2)、1)所制得的三层纤维网按重量比为1:2:1依次在收集网帘上进行逐级叠合，经预湿、压实、双面水刺、整理、抽湿、烘燥、卷绕，其中水刺头数为6只，1号水刺头的水刺压力为40bar；2号水刺头的水刺压力为60bar；3号水刺头的水刺压力为110bar；4号水刺头的水刺压力为115bar；5号水刺头的水刺压力为110bar；6号水刺头的水刺压力为110bar，烘燥系统为两级烘燥系统，1级烘燥系统烘燥温度为85℃，2级烘燥系统烘燥温度为100℃，制得克重为31g/m

实施例2

其余与实施例1相同，不同之处在于，步骤2)所用制备接枝改性PET纤维为制备例2所制备。

实施例3

其余与实施例1相同，不同之处在于步骤3)中按上、中、下顺序将步骤1)、2)、1)所制得的三层纤维网按重量比为1:1:1依次在收集网帘上进行逐级叠合。

对比实施例1

其余与实施例1相同，不同之处在于步骤2)中所用制备接枝改性PET纤维为对比制备例1所制备。

对比实施例2

其余与实施例1相同，不同之处在于步骤3)中按上、中、下顺序将步骤1)、1)、2)所制得的三层纤维网按重量比为1:1:2依次在收集网帘上进行逐级叠合。

对比实施例3

其余与实施例1相同，不同之处在于，用步骤1)制备的上层纤维网等量替代步骤2)制备的中层纤维网。

将上述制备例及对比制备例制备的接枝改性PET纤维进行接枝率测试，结果见表1：

接枝率：接枝率G参照下式进行计算：

G＝(m

其中，m

表1制备例1-2以及对比制备例1的接枝率

/>

将上述实施例及对比实施例制备的非织造布进行回渗量和液体穿透时间测试，结果见表2：

回渗量：回渗量等于液体返渗量和液体残留量之和，回渗量越小，无纺布的干爽性越好，参照标准GB/T 28004-2011进行测试。

液体穿透时间：指液体在垂直方向上穿过材料所需的时间，液体穿透时间越短，说明无纺布的渗透性越好，参照标准GB/T 24218.13-2010进行测试。

表2实施例1-3以及对比实施例1-3回渗量和液体穿透时间测试

将上述实施例及对比实施例制备的非织造布进行防腐效能测试，结果见表3

测试方法参见《欧洲药典》EP 10.0,5.1.3，检测菌种为：金黄色葡萄球菌(ATCC6538)、大肠杆菌(ATCC 8739)和白色念珠菌(ATCC 10231)，将大约10

表3实施例1-3以及对比实施例1-3防腐效能测试

上述详细说明是针对本发明其中之一可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本发明技术方案的范围内。